加工壓圈的模具設(shè)計【沖壓模具含三維圖及CAD圖紙】

喜歡就充值下載吧，，資源目錄下展示的全都有，，下載后全都有，dwg格式的為CAD圖紙，有疑問咨詢QQ：414951605 或1304139763 技術(shù)要求:1.表面光滑無毛刺；2.淬火后低溫回火HRC60-64;3.平行度0.02。技術(shù)要求:1.表面光滑無毛刺；2.淬火后低溫回火HRC60-64。技術(shù)要求:1.表面光滑無毛刺；2.淬火后低溫回火HRC60-64。技術(shù)要求:1.表面光滑無毛刺；2.淬火后低溫回火HRC60-64。I摘要本文是對精度要求相對較高，工藝比較復(fù)雜，生產(chǎn)批量大的壓圈零件進(jìn)行設(shè)計。在對壓圈零件結(jié)構(gòu)工藝性和材料加工工藝性正確分析的基礎(chǔ)上，采用敘述與計算相結(jié)合的方式，分別對級進(jìn)模的沖孔、落料等工序進(jìn)行了從材料的選擇到工作零件、定位零件、卸料零件、導(dǎo)向零件和安裝固定零件等進(jìn)行了設(shè)計。討論了思路的可行性，并對其進(jìn)行了整體和局部的結(jié)構(gòu)設(shè)計。此級進(jìn)模的設(shè)計，對以往的學(xué)習(xí)進(jìn)行了一次綜合性的運用，對今后的工作也有相當(dāng)大的指導(dǎo)意義。通過對課題的沖壓工藝的分析及模具零件的計算后，首先對主要的工作零件以及非標(biāo)零件進(jìn)行二維圖的繪制，并且繪制本套模具的裝配圖；其次對主要工作零件的加工進(jìn)行工藝卡片的編制。關(guān)鍵詞：工藝分析； 零件設(shè)計； 模具裝配I目目 錄錄1 緒論.12 沖壓件工藝分析.22.1 材料分析 .22.2 零件結(jié)構(gòu) .22.3 尺寸精度 .33 沖裁方案的確定.43.1 沖裁工藝方案的確定 .43.2 沖裁工藝方法的選擇 .44 模具總體結(jié)構(gòu)的確定.54.1 模具類型的選擇 .54.2 送料方式的選擇 .54.3 定位方式的選擇 .54.4 卸料、出件方式的選擇 .54.5 導(dǎo)向方式的選擇 .55 工藝參數(shù)計算.75.1 排樣方式的選擇 .75.1.1 排樣及搭邊值的計算 .75.1.2 步距的計算 .75.1.3 條料寬度的確定 .85.1.4 材料利用率的計算 .85.2 沖壓力的計算 .95.2.1 總沖裁力的計算 .95.2.2 卸料力、推件力的計算 .105.2.3 總沖壓力的計算 .115.2.4 初選壓力機(jī) .116 刃口尺寸計算.126.1 沖裁間隙的確定 .12II6.2 刃口尺寸的計算及依據(jù)與法則 .137 主要零部件設(shè)計.157.1 凹模設(shè)計 .157.1.1 凹模外形的確定 .157.1.2 凹模刃口結(jié)構(gòu)形式的選擇 .167.1.3 凹模精度與材料的確定 .167.2 凸模的設(shè)計 .167.2.1 凸模結(jié)構(gòu)的確定 .167.2.2 凸模高度的確定 .167.2.3 凸模材料的確定 .177.2.4 凸模精度的確定 .177.3 卸料板的設(shè)計 .177.3.1 卸料板外型設(shè)計 .177.3.2 卸料板材料的選擇 .187.3.3 卸料板整體精度的確定 .187.4 固定板的設(shè)計 .187.5 墊板的設(shè)計 .187.6 上下模座、模柄的選用 .197.6.1 上下模座的選用 .197.6.2 模柄的選用 .19結(jié)論.21參考文獻(xiàn).2211 緒論近年來，沖壓成形工藝有很多新的進(jìn)展，特別是精密沖裁、精密成形、精密剪切、復(fù)合材料成形、超塑性成形、軟模成形以及電磁成形等新工藝日新月異，沖壓件的精度日趨精確，生產(chǎn)率也有極大提高，正在把沖壓加工提高到高品質(zhì)的、新的發(fā)展水平。前幾年的精密沖壓主要市是指對平板零件進(jìn)行精密沖裁，而現(xiàn)在，除了精密沖裁外還可兼有精密彎曲、壓延、壓印等，可以進(jìn)行復(fù)雜零件的立體精密成形。過去的精密沖裁只能對厚度為58mm以下的中板或薄板進(jìn)行加工，而現(xiàn)在可以對厚度達(dá)25mm 的厚板實現(xiàn)精密沖裁，并可對b900MPa的高強(qiáng)度合金材料進(jìn)行精沖。由于引入了CAE，沖壓成形已從原來的對應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行有限元等分析而逐步發(fā)展到采用計算機(jī)進(jìn)行工藝過程的模擬與分析，以實現(xiàn)沖壓過程的優(yōu)化設(shè)計。在沖壓毛坯設(shè)計方面也開展了計算機(jī)輔助設(shè)計，可以對排樣或壓延毛坯進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。此外，對沖壓成形性能和成形極限的研究，沖壓件成形難度的判定以及成形預(yù)報等技術(shù)的發(fā)展，均標(biāo)志著沖壓成形以從原來的經(jīng)驗、實驗分析階段開始走上由沖壓理論指導(dǎo)的科學(xué)階段，使沖壓成形走向計算機(jī)輔助工程化和智能化的發(fā)展道路。為了滿足制件更新?lián)Q代快和生產(chǎn)批量小的發(fā)展趨勢，發(fā)展了一些新的成形工藝(如高能成形和旋壓等)、簡易模具（如軟模和低熔點合金模等）、通用組合模具和數(shù)控沖壓設(shè)備等。這樣，就使沖壓生產(chǎn)既適合大量生產(chǎn)，也同樣適用于小批生產(chǎn)。不斷改進(jìn)板料性能，以提高其成形能力和使用效果，例如研制高強(qiáng)度鋼板，用來生產(chǎn)汽車覆蓋件，以減輕零件重量和提高其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。壓圈零件是沖壓生產(chǎn)的一個典型零件，在生產(chǎn)中有很強(qiáng)的作用，其模具設(shè)計有一定的實用價值。對于該制件我們利用先進(jìn)的模具生產(chǎn)提高生產(chǎn)效益、保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約成本，從而取得很高的經(jīng)濟(jì)效益。22 沖壓件工藝分析圖2-1 零件簡圖生產(chǎn)批量：大批量；材料：QSn4-4-2.5；材料厚度：0.2mm；未注公差：IT11。2.1 材料分析材料分析表2-1 工件材料抗剪性能材料名稱抗剪強(qiáng)度（Mpa）抗拉強(qiáng)度（Mpa）QSn4-4-2.5480550由上表2-1可知：QSn4-4-2.5具有較好的沖裁成形性性能，適合比較耐磨的零件。綜合評比可以沖裁加工。2.2 零件結(jié)構(gòu)零件結(jié)構(gòu)零件結(jié)構(gòu)形狀相對簡單，對沖裁加工較為有利。零件中有2圓孔和一個異形3孔，孔的最小直徑為8mm，孔離工件邊緣的距離最小為6mm。根據(jù)該零件形狀來分析，該零件的結(jié)構(gòu)滿足沖裁要求。2.3 尺寸精度尺寸精度該零件上大部分尺寸未注尺寸公差，所以尺寸公差由公差等級表查得：對于未注公差尺寸，屬于自由尺寸，按IT11查表2-2得到：屬于A類尺寸的有：、00.195500.0910R屬于B類尺寸的有：、0.160350.09080.07506屬于C類尺寸的有：700.19通過查公差等級表，我們發(fā)現(xiàn)普通沖裁能夠滿足零件精度要求。表2-2 常見零件公差等級表公差等級IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14基本尺寸/mm/m/mm336610101818303050508080120120180180250250315315400400500344567810121416182045689111315182023252768991316192225293236401012151821253035404652576314182227333946546372818997253036435262748710011513014015540485870841001201401601852102302506075901101301601902202502903203604000.100.120.150.180.210.250.300.350.400.460.520.570.630.140.180.220.270.330.390.460.540.630.720.810.890.970.250.300.360.430.520.620.740.871.001.151.301.401.5543 沖裁方案的確定3.1 沖裁工藝方案的確定沖裁工藝方案的確定在沖裁工藝分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)沖裁件的特點確定工藝方案。工藝方案分為沖裁工序的組合和沖裁順序的安排。3.2 沖裁工藝方法的選擇沖裁工藝方法的選擇沖裁工序分為單工序沖裁、復(fù)合沖裁和級進(jìn)沖裁三種。單工序沖裁是在壓力機(jī)一次行程內(nèi)只完成一個沖壓工序的沖裁模。復(fù)合沖裁是在壓力機(jī)一次行程內(nèi)，在模具的同一位置同時完成兩個或兩個以上的沖壓工序。級進(jìn)沖裁是把沖裁件的若干個沖壓工序，排列成一定的順序，在壓力機(jī)的一次行程中條料在沖模的不同位置上，分別完成工件所要求的工序。其三種工序的性能見表3-1：表3-1 單工序沖裁、級進(jìn)沖裁和復(fù)合沖裁性能比較項目單工序模復(fù)合模級進(jìn)模生產(chǎn)批量小批量中批量和大批量中批量和大批量沖壓精度較低較高較高沖壓生產(chǎn)率低，壓力機(jī)一次行程內(nèi)只能完成一個工序較高，壓力機(jī)一次行程內(nèi)可完成二個以上工序高，壓力機(jī)在一次行程內(nèi)能完成多個工序?qū)崿F(xiàn)操作機(jī)械化自動化的可能性較易，尤其適合于多工位壓力機(jī)上實現(xiàn)自動化制件和廢料排除較復(fù)雜，只能在單機(jī)上實現(xiàn)部分機(jī)械操作容易，尤其適應(yīng)于單機(jī)上實現(xiàn)自動化生產(chǎn)通用性通用性好，適合于中小批量生產(chǎn)及大型零件的大量生產(chǎn)通用性較差，僅適合于大批量生產(chǎn)通用性較差，僅適合于中小型零件的大批量生產(chǎn)沖模制造的復(fù)雜性和價格結(jié)構(gòu)簡單，制造周期短，價格低沖裁較復(fù)雜零件時，比級進(jìn)模低沖裁較簡單零件時低于復(fù)合模復(fù)合模的特點是生產(chǎn)效率高，沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對位置精度高，板料的定位精度要求比級進(jìn)模低，沖模的輪廓尺寸較小。由于零件的生產(chǎn)要求的是大批量生產(chǎn),但是由于零件有多個孔，孔的距離較近，使用復(fù)合模時模具的凸凹模和凹模的結(jié)構(gòu)形不好，降低模具的壽命。所以使用級進(jìn)模進(jìn)行生產(chǎn)。54 模具總體結(jié)構(gòu)的確定4.1 模具類型的選擇模具類型的選擇由以上沖壓工藝分析可知，采用級進(jìn)模沖壓。4.2 送料方式的選擇送料方式的選擇由于零件的生產(chǎn)批量是大批量及模具類型的確定，合理安排生產(chǎn)可采用有右向左自動送料方式。4.3 定位方式的定位方式的選擇選擇因為該模具采用的是條料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料板，無側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進(jìn)布距采用擋料銷定距。而第一件的沖壓位置因為條料長度有一定余量，可以靠操作工目測來定。4.4 卸料、出件方式的選擇卸料、出件方式的選擇剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)，常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。彈性卸料具有卸料與壓料的雙重作用，主要用在沖料厚在2mm及以下厚度的板料，由于有壓料作用，沖裁件比較平整。彈壓卸料板與彈性元件、卸料螺釘組成彈壓裝置。因為工件料厚為0.2mm，卸料力不是很大，而且工件的平整性要求比較高，所以采用彈性卸料裝置。4.5 導(dǎo)向方式的選擇導(dǎo)向方式的選擇方案一：采用對角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對稱的對角線上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動平穩(wěn)。常用于橫向送料級進(jìn)?；蚩v向送料的落料模、復(fù)合模。方案二：采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便。因為導(dǎo)柱安裝在后側(cè)，操作者可以看見條料在模具中的送進(jìn)動作。但是不能使用浮動模柄。方案三：采用四導(dǎo)柱模架。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件及大量生產(chǎn)用的自動沖壓模架。6方案四：采用中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。只能一個方向送料。 （a） （b） （c） （d）圖4-1 導(dǎo)柱模架（a）中間導(dǎo)柱模座 （b）后側(cè)導(dǎo)柱 （c）對角導(dǎo)柱 （d）四導(dǎo)柱根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質(zhì)量，采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，操作者可以看見條料在模具中的送進(jìn)動作。由于前面和左、右不受限制，能滿足工件成型的要求。即方案二最佳。75 工藝參數(shù)計算5.1 排樣排樣方式的選擇方式的選擇沖裁件在板料、帶料或條料上的布置方法稱為排樣。排樣的意義在于減小材料消耗、提高生產(chǎn)率和延長模具壽命，排樣是否合理將影響到材料的合理利用、沖件質(zhì)量、生產(chǎn)率、模具結(jié)構(gòu)與壽命。排樣的方法有：直排、斜排、對直排、混合排 ，根據(jù)設(shè)計模具制件的形狀、厚度、材料等方面全面考慮。因此有下列三種方案：方案一：有廢料排樣 沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模來保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低。方案二：少廢料排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質(zhì)量差，模具壽命較方案一低，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡單。方案三：無廢料排樣 沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些，但材料利用率最高。采用少、無廢料排樣法，材料利用率高，不但有利于一次沖程獲得多個制件，而且可以簡化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力，但受條料寬度誤差及條料導(dǎo)向誤差的影響，沖裁件的尺寸精度不易保證，故應(yīng)采用方案一。分析零件形狀，應(yīng)采用斜排的排樣方式。5.1.1 排樣及搭邊值的計算排樣及搭邊值的計算在條料上沖裁時，工件之間以及工件和條料側(cè)邊之間的余料稱為搭邊。搭邊的作用是：補(bǔ)償送料誤差，以保證沖出合格產(chǎn)品；保持條料剛度利于送料，避免廢料絲進(jìn)入模具間隙損壞模具。搭邊值要合理確定，從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值越小越好，但搭邊值小于一定數(shù)值后，對模具壽命和剪切表面質(zhì)量不利。綜合考慮工件質(zhì)量及成本，根據(jù)零件形狀尺寸，材料厚度，材料的力學(xué)性能以及送料及擋料方式，我們來選擇合理的搭邊值。 此次設(shè)計采用的是固定卸料裝置，根據(jù)查表確定工件的側(cè)搭邊值為2.2mm、2mm。85.1.2 步距的計算步距的計算步距是指沖壓過程中壓力機(jī)每沖壓一次條料向前送進(jìn)的距離，其值為排樣沿送進(jìn)方向兩相鄰毛坯之間的最小距離值步距可定義為：S=L+b (5-1)式中 S沖裁步距；L沿條料送進(jìn)方向，毛坯外形輪廓的最大寬度值；b沿送進(jìn)方向的搭邊值本設(shè)計沿條料送進(jìn)方向，采用斜排排樣，所以步距S=66mm5.1.3 條料寬度的確定條料寬度的確定條料寬度指根據(jù)排樣結(jié)果確定的毛坯所需條料寬度方向的最小尺寸。理論上條料寬度可按下式計算：5 (5-2)0(2 )BDa式中 B條料寬度的基本尺寸；D工件在寬度方向的尺寸；a側(cè)搭邊值。條料寬度偏差（查表得本設(shè)計=0.5）由于模具加工誤差，條料的裁剪誤差及送料時的誤差。實際的條料寬度應(yīng)有一定的裕度，具體尺寸可根據(jù)不同的送料側(cè)定位方式計算。本設(shè)計條料寬度可用下式計算：00.5(552 2)B =mm00.5595.1.4 材料利用率的計算材料利用率的計算材料利用率定義為：=A/BS100% (5-3)式中 材料利用率A產(chǎn)品毛坯外形所包容的面積，CAD測量得：3274.7mm2B條料寬度S沖裁步距=A/BS100%=3274.7/6659100%=84.1%越大，廢料多占面積越小。因此，一般將作為衡量毛坯排樣方案友優(yōu)劣9的指標(biāo)。材料利用率的計算有時也可以整個條料為基礎(chǔ)計算。即 在沖壓生產(chǎn)中，材料利用率為84.1%。圖5-2 零件排樣圖5.2 沖壓力的計算沖壓力的計算計算沖裁力是為了選擇合適的壓力機(jī)，設(shè)計模具和檢驗?zāi)＞叩膹?qiáng)度，壓力機(jī)的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力Fp一般可以按下式計算：Fp=KptL (5-4)式中:-材料抗剪強(qiáng)度； L-沖裁周邊總長(mm)； t-材料厚度(mm);的數(shù)值取決于材料的種類和坯料的原始狀態(tài)，可在設(shè)計資料及有關(guān)手冊中查找，本設(shè)計取值的通過查下表確定，材料為QSn4-4-2.5，厚度t=0.2mm，取=480MPa。5.2.1 總沖裁力總沖裁力的計算的計算由于沖裁模具采用固定卸料裝置和自然落料方式。F沖= F1+F2 (5-5)式中: F沖-總沖裁力； F1-落料時的沖裁力； F2-沖孔時的沖裁力。沖裁周邊的總長(mm)，落料周長為：L1220.7(mm)沖孔周長為： L2=164.2(mm)10落料沖裁力由公式(5.1)得： F1=KptL1 =1.30.2220.7480 =27.5(kN)沖孔沖裁力由公式(5.1)得： F2=KptL2 =1.30.2164.2480 =20.5(kN)F總=27.5+20.5=48（N）5.2.2 卸料力、推件力的計算卸料力、推件力的計算當(dāng)上模完成一次沖裁后，沖入凹模內(nèi)的制件或廢料因彈性擴(kuò)張而梗塞在凹模內(nèi)，模面上的材料因彈性收縮而會緊箍在凸模上。為了使沖裁工作連續(xù)，操作方便，必須將套在凸模上的材料刮下，將梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料向下推出或向上頂出。從凸模上刮下材料所需的力，稱為卸料力；從凹模內(nèi)向下推出制件或廢料所需的力，稱為推料力。模具采用彈性卸料裝置和推件結(jié)構(gòu)，凹模型口直壁高度h=6.2mm，所需卸料力F卸和推件力F推分別為：推件力、卸料力計算公式如下：F推=nK推F沖 (5-6)F卸= K卸 F落 (5-7)式中：F推-推件力； F卸-卸料力； F沖-沖裁力； K卸-卸料力系數(shù)； K推-推件力系數(shù)； n-卡在凹模里的工件個數(shù)，n=h/t。表5-1 卸料力、推件力和頂件力系數(shù) mm料厚/mmK卸K推K頂鋼0.10.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.020.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03鋁及鋁合金紫銅、黃銅0.0250.080.020.060.030.070.030.09注：卸料力系數(shù)K卸在沖多孔、大搭邊和輪廓復(fù)雜時取上限值。K推-推件力系數(shù)通過查表4-1確定，推件力系數(shù)取K推0.063；11由公式得： 推件力 F推=nK推F沖 =6.2/0.2（取31）0.06320.5 =40（N）K卸卸料力系數(shù)通過查表確定，卸料力系數(shù)取K卸0.045；由公式得： 卸料力 F卸= K卸 F落=0.04527.5 =1.2（N）5.2.3 總沖壓力的計算總沖壓力的計算 F= F總+F卸+F推=48+40+1.2 =89.2（N）5.2.4 初選壓力機(jī)初選壓力機(jī)壓力機(jī)可分為機(jī)械式和液壓式，機(jī)械式分為摩擦壓力機(jī)、曲柄壓力機(jī)、高速沖床，液壓式分為油壓機(jī)、水壓機(jī)，而在生產(chǎn)中一般常選用曲柄壓力機(jī)，曲柄壓力機(jī)分有開式和閉式兩種，開式機(jī)身形狀似英文字母C，其機(jī)身前端及左右均敞開，操作可見大，但機(jī)身剛度差，壓力機(jī)在工作負(fù)荷作用下會產(chǎn)生變形，一般壓力機(jī)噸位不超過2000KW。閉式機(jī)左右兩側(cè)封閉，操作不方便，但機(jī)身剛度好，壓力機(jī)精度高?？紤]到經(jīng)濟(jì)性能、加工要求和操作方便在此選開式壓力機(jī)。根據(jù)以上計算數(shù)值，查下表5-2初選壓力機(jī)為J23-16壓力機(jī)。表5-2 開式壓力機(jī)規(guī)格及參數(shù)型號J23-16公稱壓力/KN160滑塊行程/mm55最大閉合高度/mm220閉合高度調(diào)節(jié)/mm45前后300工作臺尺寸/mm左右450墊板厚度/mm40直徑40模柄孔尺寸/mm深度6012136 刃口尺寸計算沖裁件的尺寸精度主要決定于模具的刃口尺寸精度，模具的合理間隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及其制造公差，是設(shè)計沖裁模主要任務(wù)之一。6.1 沖裁間隙的確定沖裁間隙的確定沖裁間隙是影響沖裁工序最重要的工藝參數(shù)，其定義為沖裁凸模與凹模之間的空隙尺寸，如圖6-1所示。設(shè)計模具時一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求，所需沖裁力小、模具壽命高。沖裁過程中模具的失效形式一般有磨損、變形、崩刀和凹模刃口脹裂四種。間隙大小主要對模具磨損及脹裂產(chǎn)生影響,間隙增大可以使沖裁力、卸料力等減小，因而模具的磨損也減小。但當(dāng)間隙繼續(xù)增大時，卸料力增加，又影響模具壽命。一般間隙為（10%15%）t時的磨損最小，模具壽命較高。圖6-1 沖裁間隙圖由于沖裁間隙對斷面質(zhì)量、工件尺寸精度、模具壽命、沖裁力等的影響規(guī)律并非一致，所以，并不存在一個絕對合理的間隙數(shù)值，能同時滿足斷面質(zhì)量最佳、尺寸精度最高、模具壽命最長、沖裁力最小等各方面的要求。所以在實際生產(chǎn)中，其總的原則應(yīng)該是在保證滿足沖裁件剪切斷面質(zhì)量和尺寸精度的前提下，使模具壽命達(dá)到最長。目前在生產(chǎn)中，廣泛采用經(jīng)驗法和查表法來確定合理的間隙植。本套模具采用查表法予以確定其間隙植。根據(jù)實用間隙表 6-1查得材料QSn4-4-2.5材料，查得最小雙面間隙選擇極小間隙。 14表6-1 沖裁模初始雙邊間隙值 mm材料厚度 08、10、20、45、09Mn、QSn4-4-2.516Mn40、5065MnZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax小于0.5極小間隙（或無間隙）0.50.60.70.80.91.01.21.51.752.02.12.52.753.00.0400.0480.0640.0720.0920.1000.1260.1320.2200.2460.2600.2600.4000.4600.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3600.3800.5000.5600.6400.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.0400.0480.0640.0640.0900.0900.0600.0720.0920.0920.1260.1266.2 刃口尺寸的計算及依據(jù)與法則刃口尺寸的計算及依據(jù)與法則凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影響沖裁件的尺寸精度。模具的合理間隙值也靠凸凹模刃口尺寸及其公差來保證。因此，正確確定凸凹模刃口尺寸和公差，是沖裁模具設(shè)計中的一項重要工作。凸模、凹模工作部分尺寸即凸、凹模刃口尺寸的計算，有兩種計算方法，第一種計算方式是凸模與凹模圖樣分別加工法計算；第二種計算方法是凸模與凹模配作法。該沖件尺寸較多，若采用分開加工法計算，計算繁瑣，且計算量較大，不宜采用，故采用第二種算法：凸模與凹模配作法。（1）凸?；虬寄Ｄp后會增大的尺寸-第一類尺寸AAj=(Amax-x)41015（2）凸模或凹模磨損后會減小的尺寸-第一類尺寸BBj=(Bmin+x)041（3）凸?；虬寄Ｄp后基本不變的尺寸-第一類尺寸C Cj=(Cmin+)2181其中，x為磨損系數(shù)。查表得：工件精度IT10級以上 x=1工件精度 IT11-IT13 x=0.75工件精度 IT14 x=0.5因為本工件尺寸均為基本尺寸，自由公差按IT11，所以x=0.75。在所有的尺寸中，屬于A類尺寸的有：、00.195500.0910R屬于B類尺寸的有：、0.160350.09080.07506屬于C類尺寸的有：700.19注：凸?；虬寄Ｄp后將會增大的尺寸第一類尺寸A。凸?；虬寄Ｄp后將會減小的尺寸第二類尺寸B。凸?；虬寄Ｄp后會基本不變的尺寸第三類尺寸C。具體計算如表6.1。表 6-1 工作零件刃口尺寸計算尺寸類型公稱尺寸公式計算后尺寸備注00.19550.05054.86A00.0910R)4/1(0)max(xAAj0.0209.94R0.1603500.0435.120.090800.028.07B0.075060)4/1()min(xBBj00.026.06保證雙邊間隙為極小間隙。16C700.19Cj=(Cmin+)2181700.05177 主要零部件設(shè)計雖然各類沖裁模的結(jié)構(gòu)形式和復(fù)雜程度不同，但組成模具的零件種類是基本相同的，根據(jù)它們在模具中的功用和特點，可以分為工藝零件和結(jié)構(gòu)零件兩類。設(shè)計主要零部件時，首先要考慮主要零部件的定位、固定以及總體裝配方法，本套模具主要采用螺釘固定模具零件，銷釘起零件的定位作用，采用擋料銷送進(jìn)定距和導(dǎo)料銷送進(jìn)定位，無側(cè)壓裝置。下面就分別介紹各個零部件的設(shè)計方法。7.1 凹模設(shè)計凹模設(shè)計7.1.1 凹模外形的確定凹模外形的確定凹模的外形一般有矩形和圓形兩種。凹模的外形尺寸應(yīng)保證有足夠的強(qiáng)度、剛度和修磨量。凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來確定的，如圖7-1所示。凹模各尺寸計算公式如下：凹模邊壁厚 H=Kb1 （7-1）凹模邊壁厚 c1.5H （7-2）凹模板邊長 L=b1+2c （7-3）凹模板邊寬 B=b2+2c （7-4）式中：b1-沖裁件的橫向最大外形尺寸； b2-沖裁件的縱向最大外形尺寸； K-系數(shù)，考慮板料厚度的影響，查表7-1。表7-1 系數(shù)K值材料厚度t/mm材料料寬s/mm11336500.300.400.350.500.450.60501000.200.300.220.350.300.451002000.150.200.180.220.220.302000.100.150.120.180.150.22查表7-1得：K=0.2。18根據(jù)公式（7-1）可計算落料凹模板的尺寸：凹模厚度：H=Kb2 =0.290 =18（mm）根據(jù)公式（7-2）可計算凹模邊壁厚：c1.5H =1.518 =27（mm）取凹模邊壁厚為30mm。根據(jù)凹模厚度和邊壁厚可確定凹模板的長、寬的尺寸。取整后取：LBH=250mm140mm30mm7.1.2 凹模刃口結(jié)構(gòu)形式的選擇凹模刃口結(jié)構(gòu)形式的選擇沖裁凹模刃口形式有直筒式和錐形兩種，選用時主要根據(jù)沖件的形狀、厚度、尺寸精度以及模具結(jié)構(gòu)來確定。由于本模具沖的零件尺寸較大，所以采用刃口為直通式，該類型刃口強(qiáng)度高，修磨后刃口尺寸不變。7.1.3 凹模精度與材料的確定凹模精度與材料的確定根據(jù)凹模作為工作零件，其精度要求較高，外形精度為IT11級，內(nèi)型腔精度為IT7級，表面粗糙度為Ra3.2um，上下平面的平行度為0.02，材料選Cr12。7.2 凸模的設(shè)計凸模的設(shè)計7.2.1 凸模凸模結(jié)構(gòu)的確定結(jié)構(gòu)的確定凸模結(jié)構(gòu)通常分為兩大類。一類是鑲拼式，另一類為整體式。整體式中，根據(jù)加工方法的不同，又分為直通式和臺階式。因為該制件形狀不復(fù)雜，所以將落料模設(shè)計成臺階式凸模，臺階式凸模工作部分和固定部分的形狀做成一樣，凸模與凸模固定板的配合按H7/m6。7.2.2 凸模高度的確定凸模高度的確定因為該制件形狀不是很復(fù)雜，所以將沖孔模設(shè)計成臺階式凸模。凸模與凸模固定板的配合按H7/m6。凸模的高度是凸模固定板的厚度、落料凹模與附加長度的總和，如圖7-3所示。19圖7-3 凸模高度尺寸凸模高度為：L=h1+h2+（12） (7-5)式中: h1-凸模固定板厚度，可得：h1=20mm； h2-卸料版及其他厚度之和，可得：h2=37.8mm； 12-附加長度。附加長度包括凸模的修磨量，凸模進(jìn)入凸凹模的深度。（附加長度取1.2mm）由公式(7-5)得： L=20+37.8+1.2=59(mm)7.2.3 凸模材料的確定凸模材料的確定該模具要求有較高的壽命和較高的耐磨性，并能承受沖裁時的沖擊力,所以凸模的材料應(yīng)選Cr12，熱處理5862HRC。7.2.4 凸模精度的確定凸模精度的確定根據(jù)凸模作為工作零件，其精度要求較高，所以選用IT7級，表面粗糙度為Ra1.6um。7.3 卸料板的設(shè)計卸料板的設(shè)計7.3.1 卸料板外型設(shè)計卸料板外型設(shè)計在沖壓工藝分析中已經(jīng)選擇了彈性卸料裝置，采用卸料板進(jìn)行卸料。卸料板不僅有卸料作用，還具有用凸凹模導(dǎo)向，對凸凹模起保護(hù)作用，卸料板的邊界尺寸與凹模的邊界尺寸相等。卸料板與凸凹模的間隙值取0.1mm。20卸料板的厚度查表7-5，卸料板與凹模的外形尺寸相同，厚度為17.8mm。根據(jù)凹模的尺寸，從而可以確定卸料板的尺寸250mm140mm17.8mm。7.3.2 卸料板卸料板材料的選擇材料的選擇卸料板主要是起卸料的作用，對它的強(qiáng)度和硬度要求較高，所以材料選擇是45鋼。45鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，它的質(zhì)量較好，含碳量（0.45%）波動小，性能較穩(wěn)定。經(jīng)過熱處理（調(diào)質(zhì)）后具有良好的綜合力學(xué)性能，即具有較高的強(qiáng)度、硬度，又具有較好的塑性、韌性。7.3.3 卸料板整體精度的確定卸料板整體精度的確定卸料板外輪廓的精度要求不高，所以選取IT14級，粗糙度為Ra3.2；而內(nèi)輪廓的精度要求比外輪廓的要求稍高，所以選取IT11級，粗糙度為Ra1.6；兩個螺紋孔和擋料銷、導(dǎo)料銷有定位的作用，所以精度要求要高一些為IT7級，粗糙度為Ra3.2。7.4 固定板的設(shè)計固定板的設(shè)計凸模固定板主要是固定凸模，保證凸模有足夠的強(qiáng)度，使凸模與落料凹模、上模座、墊板更好的定位。凸模與凸模固定板的配合按H7/m6。凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍。則凸模固定板的厚度： H凸固=（0.60.8）H凹 （7-6）式中：H凸固-凸模固定板厚度； H凹-凹模厚度。根據(jù)公式（7-7）得凸模固定板厚度為：H凸固=（0.60.8）H凹 =（0.60.8）H凹 =（0.60.8）30 = 1824（mm） 凸模固定板厚度取20mm。7.5 墊板的設(shè)計墊板的設(shè)計它的作用是直接承受和擴(kuò)散凸模傳遞的壓力，如果凸模的端部對材料的壓21力超過材料的許用壓力，需在凸模端部與上模座之間加上墊板防止模具損壞。墊板外形尺寸可與凸模固定板相同，其厚度一般取310mm，查參考文獻(xiàn)中沖壓模具設(shè)計與制造 22.5-17JB/T7643.3-1994，可得墊板尺寸為250mm140 mm10mm。7.6 上下模座、模柄的選用上下模座、模柄的選用7.6.1 上下模座的選用上下模座的選用本模具采用后側(cè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套來保證模具上、下模的精確導(dǎo)向。后側(cè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套都是圓柱形的，其加工方便，裝配容易。導(dǎo)柱的長度應(yīng)保證上模座最底位置時（閉合狀態(tài)），導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離11.1mm。而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離為7.4mm。導(dǎo)柱的下部與下模座導(dǎo)柱孔采用H7/r6的過盈配合,導(dǎo)套的外徑與上模座導(dǎo)套孔采用H7/r6的過盈配合。導(dǎo)套的長度，需要保證沖壓時導(dǎo)柱一定要進(jìn)入導(dǎo)套10mm以上。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用H7/r6的間隙配合，導(dǎo)柱與導(dǎo)套均采用20鋼，熱處理硬度滲碳深度0.81.2mm，淬硬5862HRC。表7-2 模架組合名 稱數(shù) 量材 料規(guī) 格標(biāo) 準(zhǔn)上模座1200HT25016045mmmmmm/2856.1GB T下模架1200HT25016055mmmmmm/2856.2GB T導(dǎo) 柱22028180mmmm/2861.3GB T導(dǎo) 套2202811042mmmmmm/2861.8GB T7.6.2 模柄的選用模柄的選用模柄的作用是將上模座固定在沖床的滑塊上。常用的模柄形式有：（1）整體式模柄，模柄與上模座做成整體，用于小型模具。（2）帶臺階的壓入式模柄，它與模座安裝孔用H7/n6配合，可以保證較高的同軸度和垂直度，適用于各種中小型模具。（3）帶螺紋的旋入式模柄，與上模連接后，擰入防轉(zhuǎn)螺釘緊固，垂直度較差，主要用于小型模具。（4）有凸緣的模柄，用螺釘、銷釘與上模座緊固在一起，使用與較大是模具。（5）浮動式模柄，它由模柄、球面墊塊和連接板組成，這種結(jié)構(gòu)可以通過球面墊塊消除沖床導(dǎo)軌位差對沖模導(dǎo)向精度的影響，適用于滾珠導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)22向的緊密沖裁。根據(jù)本模具結(jié)構(gòu)，采用壓入式模柄。在設(shè)計模柄時模柄長度不得大于沖床滑塊內(nèi)模柄孔的深度，模柄直徑應(yīng)與模柄孔徑一致。綜合以上，本模具模柄選用：A40 JB/T7646.3-1994。23結(jié)論課程設(shè)計是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的機(jī)會，通過這次比較完整、全面的給模具進(jìn)行設(shè)計，我擺脫了單純的理論知識學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實際設(shè)計的結(jié)合鍛煉了我的綜合運用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，解決機(jī)械問題的能力，同時也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行課程設(shè)計的目的所在。雖然課程設(shè)計內(nèi)容繁多，過程繁瑣但我的收獲卻更加豐富。各種系統(tǒng)的適用條件，各種設(shè)備的選用標(biāo)準(zhǔn)，我都是隨著設(shè)計的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會應(yīng)用的。和老師的溝通交流更使我對設(shè)計有了新的認(rèn)識也對自己提出了新的要求，24參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 任海東、蘇君. 冷沖壓工藝與模具設(shè)計.鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社20072 王麗霞、愈佳芝.計算機(jī)繪圖.鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社20063 劉家平.機(jī)械制圖.鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社20064 康寶來、于興芝.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ).鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社2006 5 黃云清.公差配合與測量技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社2007.1 6 李云程 模具制造工藝學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2007.17 孫鳳勤.沖壓與塑壓設(shè)備.北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2007.88 吳兆祥.模具材料及表面處理.北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2008.29 許發(fā)越.模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社 199410 王芳.冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo).北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1998.10 11 李奇.江瑩模具構(gòu)造與制造.北京：青華大學(xué)出版社.2004.812 王秀鳳.冷沖壓模具設(shè)計與制造.北京：航空航天大學(xué)出版社 2005.413 成虹.沖壓工藝與模具設(shè)計.北京：高等教育出版社 2006.714 楊玉英，崔令江.實用沖壓工藝及模具設(shè)計手冊.機(jī)械工業(yè)出版社2005.115 彭建生.模具設(shè)計與加工速查手冊. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社2005.716 徐政坤.沖壓模具及設(shè)備. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社2005.1