紐扣冷沖壓模具設計說明書

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1、紐 扣 沖 壓 模 具 設 計 學校： 班級： 姓名： 學號： 第8頁 目錄 前言 3 一，沖壓件的工藝性分析 3 二，沖壓件工藝方案的確定 4 三，毛坯形狀、尺寸、和下料方式的確定 5 1,拉深件毛坯尺寸的計算 5 2,彎曲部位毛坯尺寸尺度計算 5 3,中心孔前尺寸的計算 5 4,下料方式的確定 6 四，沖壓模具的設計 7 1，沖孔落料復合模的設計 7 2,翻孔模的設計 10 3,拉深模的設計 11 4,整形模的設計 13 5,彎曲模的設計 14 心得體會 16前言: 冷沖壓模具課程設計是使學生對冷沖壓工藝及模具設計課程設

2、計學習的一 個全面總結(jié)，并進一步鞏固和加深理解冷沖壓模具設計的基本理論知識。培養(yǎng)學 生進行冷沖壓模具設計的能力，訓練和提高學生團隊合作的精神和能力，培養(yǎng)部 分學生的領導能力。通過課程設計，讓學生體驗一下當設計師的艱辛，讓學生看 到自身的優(yōu)缺點，提高學生的憂患意識，讓學生能在之后的學習生活中能更好地 針對自身的不足而進行查漏補缺。 一，沖壓件的工藝性分析 0 紐扣為小型沖壓件，結(jié)構(gòu)規(guī)則，尺寸小，尺寸精度要求低，成型工藝多，要求 外表面光滑無壓痕。材料為 H62,即含Cu量62%,含Zn量38%。紐扣用于服裝 上，要求其耐腐蝕性能要好，不生銹，選用 H62符合要求。由于紐扣在使用過程

3、 中不需承受大載荷，但也不能太軟，因此選用半硬黃銅 H62,查《新編實用沖壓 模具設計手冊》第六頁表1-6可知，半硬H62的機械性能如下： 材料名 稱 牌號 材料的 狀態(tài) 機械性能 r (Mpa) % (Mpa) c . (Mpa) 口 >< io 100 E( X10 3Mpa) 黃銅 H62 半硬 294 373 196 20 - 二，沖壓件工藝方案的確定 通過上邊對沖壓件工藝性能的分析，結(jié)合零件圖，我們不難看出，成型該沖 壓件所需進行的沖壓工藝有：沖孔、落料、拉深、翻孔、整形和彎曲。 由于工件拉深的高度較小，拉深過程中制件外輪

4、廓收縮量小，可以忽略。 因此，可以先落料后拉深。這樣可以簡化后邊的彎曲工藝。假如采用先拉深 后落料工藝方案，后邊彎曲工藝就必須進行 180度大角度彎曲，難度大，工件易 出現(xiàn)彎裂現(xiàn)象。先落料后拉深將180度大角度彎曲簡化為90度彎曲，簡化了模 具結(jié)構(gòu)，同時也避免了工件出現(xiàn)彎裂的情況發(fā)生。 《新編實用沖壓模具設計手冊》第 238頁表5-5 坯料厚度s 0.3 0.5 0.7 0.8 1.0 1.2 1.5 2.0 在平面毛坯上 0.25 0.45 0.6 0.7 0.85 1.0 1.3 1.7 翻孔 拉深后翻孔

5、一 一 一 0.6 0.75 0.9 1.1 1.5 由上表可知，厚度為0.5mm的坯料不宜先拉深后翻孔。因此，工藝方案確 定為先翻孔后拉深。 最終工藝方案確定如下： 沖孔、落料復合一翻孔一拉深一整形一彎曲 三，毛坯形狀、尺寸、和下料方式的確定 毛坯尺寸的計算 1,拉深件毛坯尺寸的計算，（課本）P150 d =20,H =5,u,r =0.5 D = d=202 4 20 5 -1.72 20 0.5-0.56 0.52 = 800-17.2 -0.14 =27.98mm 2,彎曲部位毛坯尺寸尺度計算（課本） P125 由于 r =0.5,t -0.

6、5,. - =1 在0.8~ 2之間 t 由表4-5可得k=0.32 又& =90 : L1 =2 一0.5一0.5=1 ,L1+5r - kt L - 180 =1 3.14 — 0.66 -2.0362mm 3,中心孔前尺寸的計算（P216） 4dH -1.72dr -0.56r2 D1 = D 2r = D f t 2r = 7 0.5 2 0.5 = 8.5mm h =H -r -t =2—0.5 -0.5 =1 d0 =D1 t 2h …14 =8.5 - 4.355 父0.5+竺〕+2父1 < 2 ) = 4.145mm 4

7、,下料方式的確定: 通過上邊的計算結(jié)果，我們可繪出毛坯圖如下: 32巫2 該形狀毛坯可利用板料沖孔落料得到，由《新編實用沖壓模具設計手冊》 63頁 表2-30可知搭邊值a=1.0, a1=0.8,所以其排版方式如下： 由上圖我們可以清楚地看出，A排版方案比較省料，其材料利用率如下: 四，沖壓模具的設計 1,沖孔落料復合模的設計： 1) 沖壓力的計算： 由表5-5可知，H62的抗拉強度6b =412 所以沖裁力F = Lt . =0.8Lt；「b 所以實際沖裁力： F實=1.3F =1.3Lt. : Lt；入 = 108.08 0. 5 412

8、 = 22264. 48N F卸=&F實= 0.055% = 1224.55N F推=小 F實=0.063% = 1402. 66N F 頂=K 頂 F實=0.08F實=1781.16N F總=Q % . F推 2 22264.48 1224. 55 1402. 66 = 24891.69N 初選壓力機為J23-3.15 2) 壓力中心的確定： 由于沖壓件的形狀規(guī)則，壓力中心在其幾何中心 3) 凸凹模尺寸的計算： 沖M.145孔的凸凹模刃口尺寸的計算 材料為黃銅62,材料厚度為0.5 M.145孔為圓形件，所以&凸取IT6級公差，6凹IT7級公差。 查《互換性與測量技術

9、》P15表2-3可得忖凸0.008mm, 5凹=0.012mm. 取單邊間隙Z =10%t = 0.05mm . 2 Zmin =kt =0.009 0.5 = 0.045mm Zmax 乜所 Z=0.095mm 2 沖調(diào).145孔時，取磨損系數(shù)x=0.5 d凸=(dmin + XA 0私=(4. 145 + 0. 5 M 46凸| 2.008 0 二(4. 145 + 0. 5 父 4 M 0. 08)」.008 =4. 16100.008 d凹=(d凸 +Zmin )=(dmin +X^+Zmin ? =4.145 0.5 4 0.008 0.045 00.012 =

10、 4.20600.012 落料427.98為圓形件，所以&凸取IT6級精度，如取IT7級精度。 查 《互換性與測量技術》P15表2-3可得% = 0.013mm, 6凹| = 0.021mm ..、凹 0.021 二 D 凹=(Dmax -x△尸=(27.98-0.5 M 4 Ml 如I 0 0.021 = 27.98 -0.5 4 0.013 0 =28.2400021 D凸=(D凹 -Zmin )=(Dmax -x^ - Z min 0& =(27.98 -0.5父4父|6凸| 產(chǎn) -0.021 -：127.98 -0.5 4 0.013 0 二28.240。021

11、 落料32.052父4時，由于是非圓形件，所以制造公差 △取IT14,查 《互換性 與測量技術》P15表2-3可得& = 0.62mm, a2 = 0.3mm 凸凹模制造公差取IT11級，即6% =刎=0.16mm =0.075mm & =3忖凸11 =0.16 父3 = 0.48mm, &2 = 3 6凸J = 3父 0.075 = 0.225mm D凹 i =(Dmax-X& 產(chǎn) 1 所以=32.052 -0.5 0.48 J6 =31.8120016 D 凸i =(D 凹i —Zmin )=(Dmax - X A -「除 1 0 = (32.052 -0.5x0.48

12、-0.045 ^,16 = 31.767%16 D凹2=(Dmax-X2P2 =4 -0,5 0.225 00.075 = 3.88800.75 D凸2 =(D凹2 —Zmin 0南 max -XL2 - Zmin =(4 -0,5父0,225-0.045葭75 0075 4) 模架的選擇及模具結(jié)構(gòu)的確定： 落料沖孔凹模高度H =kb =0,28父32,052= 9.6156mm,取整為10mm 凹模壁厚C=2H=20 所以，凹模的直徑 D - 128 2 17. 92 mm= 59. 36mmM60mm, 初選上模座63X63X 25,下模座63X 63X30 選

13、用后側(cè)導柱模架，其導柱規(guī)格為：16X 100,導套規(guī)格為：16X 60X18 這里選用標準模架，因此模具最小閉合高度為110mm最大閉合高度為130mm 通過模具圖的繪制，各部分機構(gòu)的確定，最終確定模具閉合高度為 110mm 壓力機J23-3.15最大裝模高度為：120mm 最小裝模高度為：95mm 所以有120-5 >110>95+10,因此壓力機符合要求 6) 繪制模具總裝圖 2,翻孔模的設計 工件需進行如上圖所示的翻孔，由預制孔 04.145翻孔成07的孔，高度為2mm。 1) 凸凹模間隙的確定： 查《新編實用沖壓模具設計手冊》第 238頁表5-5可得翻孔為平毛

14、坯翻孔， 單邊間隙Z=0.45mm 2) 凸凹模工作尺寸的計算： 由于紐扣上翻孔直徑為7mm,所以凸模工作尺寸為07,公差取IT6級，即凸 模工作尺寸為：07%的。 凹模工作尺寸等于凸模直徑加上雙邊間隙， 即7+0.45X2=7.9mm,公差取IT7 級所以凹模工作尺寸為：07.9哈以5。 3) 翻孔力的計算: F = 1.1二二 S D 一 D0 - 1.1 3.14 0.5 196 7 — 4.145 =966. 39N 4) 壓力機的選擇： 由于翻孔力較小，前邊所選壓力機以為最小壓力機，因此選用壓力機 J23-3.1S其最大裝模高度為120mm,最小裝模高度為95m

15、m。 5) 模架的選擇及模具結(jié)構(gòu)的確定： 由于凸凹模較小，最小模架已經(jīng)可以滿足要求，所以選用中間導柱圓形 模架最小模架％=63mm。由于此處采用人工下料，所以需保證有足夠的 下料高度，取20 ~30mm,通過圖形的繪制，最終確定模具的閉合高度 為： 模具開模高度—下料高度—工作行程 =115-20-12=83mm 6) 壓力機的校核： 由于模具閉合高度太小，不在105 ~115之間，因此需在模具底下加墊 板，墊板高度為25mm。 7) 繪制模具總裝圖。 3,拉深模的設計 上圖是拉深前和拉深后工件的示意圖，工件拉深高度為 6.5mm,直徑由 27.98mm 變?yōu)?20

16、mm。 Z H1 ~1.1 tmax -1.1 0.5 -0.55mm 由于毛坯的相對厚度 上=-05- =1.79% D 27.98 從表5-3中查出各次的拉深系數(shù)： m, = 0.48?0.50, m2 = 0.73?0.75. 零件的總拉深系數(shù)m總=g=3=0.697〉m1,故該零件一次拉深就能夠達到所 D 27.98 需尺寸。 拉深圓角 1=0.8 D-dt =0.8. 27.98-19.5 0.5 = 1.65mm 拉深凹模應采用錐形凹模，見 P153,圖5-12。 1) 拉深力的計算： 由于拉深前直徑 D=27.98mm,拉深后直徑d=20mm, t=0.5mm

17、, 4=412MPa 由課本161頁公式5-12可得： 拉深力 P=1.25(D-d)% = 1.25X 3.14X (27.98-20) X 0.5X 412=6452.23N 2) 壓力機的選擇: 由于拉深力P=6452.23N所以壓力機白^最小壓力.=1.8P=11614.01N因止匕選 用壓力機為J23-3.15,其最大裝模高度為120mm,最小裝模高度為95mm。 3) 凸凹模間隙、尺寸的確定 由于材料厚度t=0.5 ,拉深直徑d=19.5mm. 查課本 P170表 5-12 可知，5d =0.02,% = 0.01 查《互換性與測量技術》P15表2-3可得零件制造

18、公差取IT14, A = 0.52 0. 02 ,0 02 Dd = D _0.75』.)十 >d = 20 - 0. 75 0. 52 0 = 19.610 Dp = (D _ 0. 75A -2C 5 = (20 - 0. 75 x 0. 52 - 0 x 0. 55-01 = 18. 5匕.01 4) 模架的選擇及模具結(jié)構(gòu)的確定： 由于凸凹模較小，最小模架已經(jīng)可以滿足要求，所以選用中間導柱圓形 模架最小模架為=63mm。由于此處采用人工下料，所以需保證有足夠的 下料高度，取20 ~30mm,通過圖形的繪制，最終確定模具的閉合高度 為： 模具開模高度—下料高度—工作行程 =11

19、5-20-10=85mm 5) 壓力機的校核： 由于模具閉合高度太小，不在105 ~115之間，因此需在模具底下加墊 板，墊板高度為20mm。 6) 繪制模具總裝圖的。 4,整形模的設計： 1) 凸凹模間隙的確定： 整形凸凹模間隙 Z=0.95t=0.95 0.5=0.475mm 2) 模架的選擇及模具結(jié)構(gòu)的確定: 由于凸凹模較小，最小模架已經(jīng)可以滿足要求，所以選用中間導柱圓形 模架最小模架為=63mm。由于此處采用人工下料，所以需保證有足夠的 下料高度，取20 ~30mm,通過圖形的繪制，最終確定模具的閉合高度 為： 模具開模高度—下料高度—工作行程 =115-22-6.5=

20、86.5mm 3) 繪制模具總裝圖。 5,彎曲模的設計： 1) 45度彎曲模的設計： 由于沖壓件在彎曲前為圓筒狀，如下： 因此我們可以采用其圓筒壁進行定位，其成型零件結(jié)構(gòu)如下: 第17頁 將工件放置在下模定位孔內(nèi)，上模往下運動，當碰到工件時工件上邊沿錐形 孔滑行，直到上下模完全閉合，彎曲結(jié)束，將工件上邊翻成 45度。 2) 90度彎曲模的設計： 由于在進行彎曲前后工件的形狀如下： 我們可以采用工件的中心孔進行定位，其成型零件結(jié)構(gòu)如下: 將工件放置于下模定位凸臺上，上模下行，當上?？椎撞块_始接觸工件， 工件開始進行彎曲，直到上下模完全閉合，彎曲結(jié)束。

21、為了使彎曲進行得更 加順利，我們把上?？鬃龃簏c，比工件直徑大 1mm ，使工件在進行彎曲過程 中很順利地進入上模孔。 心得體會： 通過兩周的課程設計，我感觸很深。小組里面的成員，大家都很給力，雖 然大家學習都不是很好，其他人也都不看好我們小組，但我覺得他們大家都 挺好的，和他們在一起的這兩個星期，雖然挺累的，但我很開心，因為有大 家的支持。對工件進行分析，確定工藝方案，計算等等，我們一起一步一個 腳印慢慢走來。每一步我們都一起討論，確定后我再和他們大伙講解我的方 案，大家都很配合。最后在答辯時，大家都很給力地上臺講說，雖然沒能很 完美地把我們設計的東西講給大家聽，但已經(jīng)很好

22、了，至少大家都上臺了， 都把會的講了出來，個人感覺比起其他小組要好多了，至少我們大家都盡力 了。這兩周，如果沒有大家的陪伴，我早就倒下了，是他們給了我動力。 通過這次的課程設計，我也看到了我自身很多不足的地方。首先，我還是 沒能很好的盡組長的職責，沒能把各個組員的特長發(fā)掘出來。其次自己在冷 沖壓模具上懂的太少了，以至于我的進度都很慢。最后，我感覺自己的表達 能力還有待提升，我還是沒能很好的把自己想要說的東西和大家分享，沒能 好好地表達出來。這些缺點現(xiàn)在或許對我沒有多大的影響，但等到我畢業(yè)出 去工作了，它很可能會成為我很致命的弱點，因此，在接下來的學習生活中， 我還得好好地學習，好好改進自身的不足。