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1、 課 程 論 文 模 具 設 計 限位板沖裁模具 指 導 教 師 學 院 名 稱 專業(yè)及班級 提 交 日 期 2016年12月 答 辯 日 期 2016年12月 目 錄 1限位板沖壓工藝的分析 1 1.1限位板工藝分析 1 1.2沖裁工藝計算和工藝方案 1 1.2.1 工藝方案的確定 2 1.2.2必要的工藝計算 2 2模具總體設計 5 2.1模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設計 6 2.1.1 凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設

2、計 6 2.1.2擋料銷位置的確定 7 2.1.3導料銷位置的確定 8 2.2卸料裝置的設計及標準化 8 2.2.1彈性卸料板的結(jié)構(gòu)形式 8 2.2.2卸料螺釘?shù)倪x用 8 2.2.3卸料彈簧的設計及選用 8 2.3推件裝置的設計與標準化 9 2.3.1剛性推件裝置的設計與標準化 9 2.3.2推件塊的設計 9 2.3.3連接推桿的選用 9 2.3.4推板的設計 9 2.3.5打桿的設計 9 2.4支撐固定零件的設計與標準化 9 2.4.1模架的選用 9 2.4.2 凸模固定板的設計 10 2.4.3墊板的設計 10 2.5導向零件的設計與標準化 10 2.6

3、 緊固零件的設計與標準化 10 2.7 模架的設計 10 3 沖壓設備的選用 11 4繪制模具總裝圖 12 5結(jié)束語 14 1限位板沖壓工藝的分析 1.1限位板工藝分析 工件名稱：限位板 生產(chǎn)批量：大批量 材 料：A3 厚 度：6mm 工件簡圖如圖所示： 圖1 限位板 　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　 1.2沖裁工藝計算和工藝方案 沖裁模的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，如果按工序的組合分類，可分為單工序模、級進模、復合模等。各種沖裁模的構(gòu)成大體相同，主要由工作零件、定位零件、卸料與

4、推料零件、導向零件、聯(lián)接與固定零件等組成。 該零件形狀簡單、對稱，是有圓弧和直線組成的。沖裁件內(nèi)外形狀所能達到餓經(jīng)濟精度為IT11——IT14，孔中心與邊緣距離尺寸公差為0.5mm。將以上精度與零件的精度要求相比較，可認為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證，其他尺寸標注、生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用沖壓方式進行加工。該工件的圓角半徑已經(jīng)給出R=4，模具整體結(jié)構(gòu)設計簡單。 1.2.1 工藝方案的確定 該零件所需的沖壓工序為落料和沖孔，可擬訂以下三種工藝方案； 方案一：用簡單模分兩次加工，即落料——沖孔。 方案二：沖孔、落料復合

5、模。 方案三：沖孔落料級進模。 采用方案一，生產(chǎn)率低，工件的累計誤差大，操作不方便，由于該工件為大批量生產(chǎn)，方案二、三更具有優(yōu)越性。 該零件30mm的孔與邊緣之間的最小距離為6mm，大于此零件要求的最小壁厚，可以采用沖孔、落料復合?；驔_孔、落料級進模。符合模模具的形位精度和尺寸精度易保證，且生產(chǎn)率也高，盡管模具結(jié)構(gòu)比較復雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。級進模雖生產(chǎn)率也高，但零件的沖裁精度稍差，欲保證沖壓件的行位精度，需要在模具上設置導正銷，故模具制造、安裝較復合模復雜。通過對上述三種方案的分析比較，該零件的沖壓生產(chǎn)采用方案二的復合模為佳。 1.2.2

6、必要的工藝計算 （1）排樣設計 設計復合模時，首先要設計條料排樣圖。該零件具有T形的特點，直排列時材料的利用率較低，采用直對排（見下圖）的排樣方案可以提高材料的利用率，較少廢料。 圖2 排樣圖 查表取搭邊值為5.4mm和4.8mm。 計算調(diào)料寬度：B=(75+5.4+4.2+18)mm=108mm 步距：S=（74+26）mm=100mm （2）計算凸、凹模刃口尺寸 查表得間隙值Zmin=1.080mm Zmax=1.440mm a.沖孔30mm凸、凹模刃口尺寸的計算。由于制件結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸、凹模。其凸

7、、凹模刃口尺寸計算如下： 查表得凸、凹模制造公差： 校核： 查表得:IT14級時磨損系數(shù)x=0.5mm。 按式 d凸=（dmin+x△）-δ△0=(30+0.5×0.24)-0.020mm=30.12mm d凹=（d凸+Zmin）0+δ=(30.12+0.246)0+0.025mm=31.20mm b.外形落料凸、凹模刃口尺寸的計算。對外輪廓的落料，由于形狀較復雜，故采用配合加工法，這種方法有利于獲得最小的合理間隙，放寬對模具的加工設備的精度要求，其凸、凹模刃口部分尺寸計算如下： 當以凹模為基準件時，凹模磨損后，刃口部分尺寸都增大，因此均屬于A類尺寸。 工

8、件圖中未標注公差的尺寸，查相關資料得出其極限偏差： 。 查表得磨損系數(shù)x為：當△≥0.50mm時，x=0.5 △＜0.50mm時，x=0.75 按式：Aj=(Amax-x△)0+△4 落料凹模的基本尺寸與凹模相同，分別是170.68mm，73.63mm，74.63mm，21.71mm，3.78mm。不必標公差，但要在技術要求條件中注明:凸模實際刃口尺寸與落料凹模配合，保證最小雙面合理間隙Zmin=0.246（落料凹模刃口部分尺寸見下圖）。 圖3 落料凹模刃口部分尺寸 (3) 沖壓力的計算 落料力 沖孔力 沖孔時的推件力 取直筒

9、形刃口的凹模刃口形式，由表查的，h=12mm，則n=h/t=12mm/6=3個，查表 落料時卸料力 查表取: 總沖壓力為: 為了保證沖壓力足夠，一般沖裁時壓力機噸位應比計算的沖壓力大30%左右，即： (4)壓力中心的計算 用解析法求模具的壓力中心的坐標。按比例畫出工件尺寸，選用坐標系XOY，如圖所示。 圖4 壓力中心 因工件左右對稱，即Xc=0.故只需計算Yc。將工件沖裁周邊分成L1，L2，L3，L4，L5，L6基本線段，求出各段長度的中心位置： L1=56mm Y1=0mm L2=56.52mm Y2=9mm L3=12

10、.56mm Y3=18+Rb/l=18+16/3.4=23.1mm L4=62mm Y4=37.5mm L5=9.08mm Y5=67.01mm L6=94.2mm Y6=53mm 2模具總體設計 根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個工序，且孔邊距較大，可采用倒裝復合模具，可直接利用壓力機的打桿裝置進行推件；而沖孔廢料則可以在下模座中開設通槽，使廢料從空洞中落下。由于在該模具中壓料是由落料凸模與卸料板一起配合工作來實現(xiàn)的，所以卸料板還應該具有呀了得作用，應選用彈性卸料板來卸下條料廢料。 因是大批量生產(chǎn)，采用手動送料方式，

11、從右往左送料。 應該零件制造采用的是倒裝復合模，所以直接用擋料銷和導料銷即可。 為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導柱、導套導向、由于該零件導向尺寸較小，且精度要求不是太高，所以宜采用后側(cè)導柱模架。 2.1模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設計 2.1.1 凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設計 a.落料凸、凹模的結(jié)構(gòu)設計。在落料凹模內(nèi)部，由于要設置推件板，所以凹模刃口應采用直筒刃口，并查表，取得刃口高度h=12mm。該凹模的結(jié)構(gòu)簡單，宜采用整體式。 查表得k=0.3 即 凹模高度 凹模壁厚 凹模的外型尺寸的確定：凹模外形長度L=（75+2x46.2）mm=142.5mm

12、 凹模外形寬度B=（74+2x33.75）mm=141.5mm 凹模整體尺寸標準化，取為160mmx160mmx25mm b.沖孔30mm凸模設計。為了增加凸模的強度與剛度，凸模非工作部分直徑應制成逐漸增大的多級形式，且它的外形尺寸較大，所以選用B形圓凹模。凸模固定板厚度取28mm，凸模長度根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要來確定 由于此凸模直徑較大，且長度較短，剛度和強度足夠，所以無需對其進行強度校核。沖裁時凸模進入凹模刃口1mm。 c.凸凹模的結(jié)構(gòu)設計。本模具為復合沖裁模，除了沖孔凸模和落料凹模外，還有一個凸凹模。根據(jù)整體模具的結(jié)構(gòu)設計需要，凸凹模的結(jié)構(gòu)簡圖如

13、圖所示。確定凸凹模安排在模架上的位置時，要根據(jù)計算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。 圖5 凸凹模的結(jié)構(gòu) 校核凸凹模的強度：查表得凸凹模的最小壁厚為4.9mm，而實際最小壁厚為9mm。故符合強度要求。凸凹模的人口尺寸按落料凹模尺寸配制，并保證雙面間隙為0.24mm-0.36mm。凸凹模上孔中心與邊緣距離尺寸24mm的公差，應比零件所標注的精度高3-4級，即定位 2.1.2擋料銷位置的確定 由模具整體結(jié)構(gòu)設計，導料銷及導料銷都應通過卸料板固定于模具的凸凹模上。且在模具閉合狀態(tài)下，應高出卸料板3mm。 根據(jù)分析選用廢料孔后端定位時擋料銷位置如圖6 圖6 擋料銷的位置

14、 L=D/2+C+d/2+0.1 =[72/2+74.2+6/2+0.1]mm=113.3mm 2.1.3導料銷位置的確定 導料銷位于條料的同一側(cè)，采用從右向左的送料方式，送料的方向?qū)Я箱N應裝在后側(cè)。 2.2卸料裝置的設計及標準化 2.2.1彈性卸料板的結(jié)構(gòu)形式 模具采用倒裝結(jié)構(gòu)，選用手冊【6】圖7－7（b）的卸料板形式。由表7－8查得彈性卸料板厚度為12mm。裝模具時卸料板孔與凸凹模得單邊間隙為0.10mm，在模具開啟狀態(tài)，卸料板應高出模具凸凹模工作刃口0.3～0.5mm，以便順利卸料，卸料板的工作行程為3.5mm。 2.2.2卸料螺釘?shù)倪x用 采用圓柱頭卸

15、料螺釘45鋼，熱處理硬度35～45HRC 規(guī)格 M12×90 JB/T7650.5 2.2.3卸料彈簧的設計及選用 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)初選6根彈簧，每根彈簧的卸料力為： 根據(jù)預壓力和模具結(jié)構(gòu)尺寸,查手冊【5】試選彈簧的具體參數(shù)是:D=35mm, d=6mm, H0=120mm , t=14.5mm, F許=960N, H1=88.4mm, 并計算如下： ， 校核：＞ 所以所選彈簧是合適的。 彈簧的規(guī)格為： 外 徑：D=35mm 鋼絲直徑：d=6mm 自由高度：H0=120mm 裝配高

16、度：H2=H0-△H0 =120mm－26.04mm＝93.96mm 2.3推件裝置的設計與標準化 2.3.1剛性推件裝置的設計與標準化 本套模具的推件裝置所需推件力大，且為了推件平穩(wěn)可靠，應采用剛性推件裝置。其結(jié)構(gòu)形式見手冊 2.3.2推件塊的設計 本推件塊的端面外形應跟落料凹模的刃口形狀一致，整體外形應設計成臺階式以便與凹模配合完成推件，而在沖裁時不致與把推件塊推出滑到模外。推件塊在自由狀態(tài)下應高出凹模面0.2～0.5mm。 推件塊和凹模的配合：由于外形件的相對尺寸較大，外形形狀相對復雜，所以推件內(nèi)形與凹模為間隙配合H8/f8，推薦外形與凹模為非配合關系，屬內(nèi)導向。 2.3.

17、3連接推桿的選用 為了使推件裝置推出平穩(wěn)采用3根推桿。每根推桿所承受的力為： 由手冊查取適合本裝置的推桿規(guī)格為：φ6×65mm 2.3.4推板的設計 由推出結(jié)構(gòu)需要，推板適宜選用圓形即手冊的A型。 2.3.5打桿的設計 打桿選用帶肩A型打桿與推板配合以起到平穩(wěn)推件作用。 其材料45鋼 熱處理硬度43～48HRC 規(guī)格： A11×110mm JB/T7650.1 2.4支撐固定零件的設計與標準化 由凹模周界L＝160mm,B=160mm，及卸料板的外形尺寸，材料選為Cr12,01級精度的后側(cè)導柱

18、模架。技術要求按JB/T8070—1995的規(guī)定。 2.4.1模架的選用 上模座標記：200×160×35 GB/T2855.5 下模座標記：200×160×40 GB/T2855.6 模柄標記： Bφ40×90 GB/T2862.3—81（見于手冊5） 2.4.2 凸模固定板的設計 因凸凹模的尺寸較大所以直接用螺釘緊固在下模座上。 凸模固定板的設計: 為了保證安裝、固定牢靠，凸模固定板必須有一定的厚度，由經(jīng)驗公式計算凸模固定板厚度。 H=（1～1.5）D=（1～1.5）×11.215mm＝11.215mm～16.823mm 查手冊表7-2本模具取H=16mm，其

19、外形尺寸應與凹模的外形尺寸一致規(guī)格為160mm×160mm×16mm 2.4.3墊板的設計 在本模具采用的彈性卸料裝置中，上模座中設有推板等零件的裝置和讓位空間，會使的其厚度變薄，影響其抗壓強度，所以應設一塊墊板。其規(guī)格根據(jù)凹模外形尺寸選取160mm×160mm×12mm。 2.5導向零件的設計與標準化 本組模具采用的是后側(cè)導柱模座只需兩對相同型號的導柱導套。本模具沖裁間隙小應按H6/h5配合，材料選用20鋼熱處理要求滲碳深度0.8～1.2mm，硬度58～62HRC ，技術要求按JB/T8070—1995的規(guī)定。 導柱標記： B20h5×100×30 GB/T2861.2 導套

20、標記： B20H6×45×23 GB/T2861.2 2.6 緊固零件的設計與標準化 本模具采用螺釘固定，銷釘定位。其具體數(shù)據(jù)如下： 內(nèi)六角圓柱頭螺釘標記：GB/T70.1 M10×70 螺釘標記：GB/T5782 M12×35 銷釘標記：GB/T11.21 8m6×80 2.7 模架的設計 模架各零件標記如下： 上模座：200mmx160mmx40mm 下模座：200mmx160mmx45mm 導 柱：B35h5x210mmx55mm 導 套：B35H6X110mmX43mm 模 柄：60mmX115mm 墊板厚度：160mmX160mmX12mm

21、 卸料板厚度：160mmX160mmX16mm 凸模固定板厚度：160mmX160mmX20mm 模具的閉合高度： H閉=h上模座+h墊板+h凸模固定板+h落料凹模+h卸料板+h彈簧外露+h下模座 =40+12+20+16+27.04+45+25 =180.04mm180mm 3 沖壓設備的選用 表一 開式雙柱可傾式壓力機型號和技術參數(shù) 型號 JB23-80 JB23-100 JB23-100 JB23-100A JB23-125 公稱壓力/KN 800 1000 1000 1000 1250 滑塊行程/mm

22、 130 130 150 16～140 145 最大閉合高度/mm 380 480 430 400 480 工作臺尺寸/mm 540×800 710×1080 710×1080 600×900 710×1080 墊板尺寸/mm 100×200 100 100×150 110 110×250 模柄孔尺寸/mm 60×80 60×75 76×76 60×80 60×80 最大傾斜角度 30 30 20 30 25 根據(jù)前面已知條件，為了安全本設計選擇型號為JB23-125的開式雙柱式可傾壓力機能滿足使用要求。其主要數(shù)據(jù)參數(shù)

23、如下： 公稱壓力：1250KN 滑塊行程：145mm 最大閉合高度：480mm 最大裝模高度：370mm 連桿調(diào)節(jié)長度：110mm 工作臺尺寸（前后X左右）：710mmX1080mm 墊板尺寸（厚度X孔徑）：100mmX250mm 模柄孔尺寸：60mmX80mm 最大傾斜角度：25° 4繪制模具總裝圖 繪制模具總裝圖如圖所： 圖7裝配圖 其工作過程是：條料在送進模具時由擋料銷24限位，導料銷導向，使得條料精確定位。模具在工作時，上模部分隨壓力機下行，當上模部分與條料接觸時，卸料板起壓料作用與凹模一起作用將條料壓緊隨上模下行，壓力機滑塊繼續(xù)下行沖孔凸模進入凸凹模在壓

24、力及刃口作用下完成沖裁。 壓力機滑塊回程，上模部分跟著一起上行，在打料桿等一系列推件裝置的作用下將制件推出凹模腔內(nèi)，沖孔廢料從凸凹模型孔內(nèi)落下，與此同時卸料板在彈簧恢復的作用下也將條料從凸凹模上撥落下來，完成卸料，卸料裝置復位。條料再送進一個步距等待下一次回程沖裁。 5結(jié)束語 限位板屬于簡單的沖裁件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計算確定該制件的沖裁力及模具刃口尺寸，然后選取相應的壓力機。本設計主要是落料凸、凹模及沖孔凸、凹模的設計，需要計算凸凹模的間隙、工作零件的尺寸和公差。此外,還需要確定模具工藝零件和結(jié)構(gòu)零件以及模具的總體尺寸，然后根據(jù)上面的設計繪出模具的總裝圖。

25、由于在零件制造前進行了預測，分析了制件在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應的工藝措施。因此，模具在生產(chǎn)零件的時候才可以減少廢品的產(chǎn)生。 限位板沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡單，選用標準模架。模具工作零件的結(jié)構(gòu)較為簡單，它可以相應的簡化模具結(jié)構(gòu)。便于以后的操作、調(diào)整和維護。 限位板沖孔落料模具的設計，是理論知識與實踐有機的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對理論知識做了更深切貼實的闡述。也使我認識到，要想做為一名合格的模具設計人員，必須要有扎實的專業(yè)基礎，并不斷學習新知識新技術，樹立終身學習的觀念，把理論知識應用到實踐中去，并堅持科學、嚴謹、求實的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術，為國民經(jīng)濟的騰飛做出應有的貢獻。

26、 參 考 文 獻 [1]王孝培.中國模具設計大典之沖壓模具設計.江西科學技術出版社，2003年1月 [2]虞蓮蓮,曾正明，實用鋼鐵材料手冊.機械工業(yè)出版社，2001年2月 [3]寇世瑤.互換性與測量技術.高等教育出版社，2004年7月 [4]馮炳堯，韓泰榮，殷振海等.模具設計與制造簡明手冊.上海科學技術出版社，1988年3月 [5]高軍，李熹平，修大鵬.沖壓模具標準件選用與設計指南.化學工業(yè)出版社，2007年7月 [6]薛啓翔，沖壓模具與制造.化學工業(yè)出版社，2004年3月 [7]馮炳堯，模具設計與制造簡明手冊.上?？茖W技術出版社，1985年6月 [8]王

27、孝培，沖壓手冊.機械工業(yè)出版社，1988年2月 [9]劉建超，張寶忠.沖壓模具設計與制造.高等教育出版社，2004年6月 致 謝 首先感謝本人的導師徐老師，她對我的仔細審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的課程設計內(nèi)容提出了許多建設性建議。徐老師淵博的知識，誠懇的為人，她讓我受益匪淺，在課程設計的過程中，對待設計的嚴謹態(tài)度，乃至排版也非常嚴格，特別是遇到困難時，她給了我鼓勵和幫助，我會認真對待接下來的畢業(yè)設計，在這里我向她表示真誠的感謝！ 感謝和我在一起進行課題研究的同窗同學，和他們在一起討論、研究使我受益非淺。 最后，我非常慶幸在三年半的的學習、生活中認識了很多可敬的老師和可親的同學，并感激師友的教誨和幫助！ 17