連接件冷沖壓模具畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題名稱連接板落料、沖孔復(fù)合模學(xué)生姓名朱勝亮學(xué) 號(hào) 學(xué)0301111201院（系/專業(yè) 中外合作教育教學(xué)系、模具 0612指導(dǎo)教師 施建治職 稱講師2009 年5 月 28 日中文題目：連接板落料、沖孔復(fù)合模畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）共12頁完成日期2009年5月圖紙共15張答辯日期2009年6月摘要本論文應(yīng)用所學(xué)專業(yè)理論課程和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行了冷沖壓模具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練， 從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了冷沖壓模具設(shè)計(jì)等課程所學(xué)的內(nèi)容。通過本次設(shè)計(jì)，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本技能，懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案

2、，了解了模具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計(jì)算能力，繪圖能力，熟悉了相應(yīng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)對相關(guān)的課程進(jìn)行了全面的復(fù)習(xí)，使獨(dú)立思考能力有了提高。本設(shè)計(jì)采用落料沖孔復(fù)合模，模具設(shè)計(jì)制造簡便易行。落料沖裁效果好，能極大地提高生產(chǎn)效率。本設(shè)計(jì)主要工序包括：沖孔和落料。本設(shè)計(jì)分別論述了產(chǎn)品工藝分析，沖壓方案的確定，工藝計(jì)算，模板及主要零件設(shè)計(jì)，模具裝配等問題。本設(shè)計(jì)的內(nèi)容是確定復(fù)合模內(nèi)型和結(jié)構(gòu)形式以及工藝性，繪制模具總圖和非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖。關(guān)鍵詞：冷沖壓；沖裁；落料目錄刖百1設(shè)計(jì)課題及設(shè)計(jì)任務(wù)書 21.1 設(shè)計(jì)課題21.2 設(shè)計(jì)任務(wù)書32工藝方案分析及確定 32.1 零件的工藝分析32.2 工藝方案的確定32

3、.3 排樣的確定42.4 設(shè)計(jì)與計(jì)算63.1 沖壓力與壓力中心的計(jì)算 63.2 工作零件刃口尺寸計(jì)算73.3 工作零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與其他模具結(jié)構(gòu)零件 83.4 沖壓設(shè)備的選用10致謝11參考文獻(xiàn)12前言隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展需要，模具已成為現(xiàn)代化不可缺少的工藝裝備，模具設(shè)計(jì)是模具 專業(yè)一個(gè)最重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，是我們對所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用， 通 過對專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用，使學(xué)生對模具從設(shè)計(jì)到制造的過程有了一個(gè)基本的了解和認(rèn) 識(shí)，為以后的工作及進(jìn)一步學(xué)習(xí)深造打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要目的有兩個(gè)：一是讓學(xué)生掌握查閱查資料手冊的能力，能夠熟練的運(yùn) 用工程軟件進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。二是掌握模具設(shè)

4、計(jì)方法和步驟 ，了解模具的加工工藝過程。本文是連接板落料、沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)說明書，結(jié)合模具的設(shè)計(jì)，廣泛聽取各位人士的 意見，經(jīng)過多次修改和驗(yàn)證編制而成。為了達(dá)到設(shè)計(jì)的規(guī)范化，標(biāo)準(zhǔn)化和合理性，本人通 過查閱多方面的資料文獻(xiàn)，力求內(nèi)容簡單扼要，文字順通，層次分明，論述充分。文中附 有必要的插圖和數(shù)據(jù)說明。1設(shè)計(jì)課題及設(shè)計(jì)任務(wù)書1. 1設(shè)計(jì)課題連接板落料、沖孔復(fù)合模1.1.1 課題來源與系部相關(guān)人員及指導(dǎo)教師探討，設(shè)計(jì)一套連接板復(fù)合模。1.1.2 課題研究的目的與基本要求(1)目的用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)行一項(xiàng)冷沖模設(shè)計(jì)的實(shí)際訓(xùn)練，從而 培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作的能力。擴(kuò)充“冷沖模設(shè)計(jì)”

5、課程所學(xué)內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟。掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本知識(shí)。如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊，熟悉標(biāo)準(zhǔn) 和規(guī)范等。(2)基本要求達(dá)到課題研究的目的所提的要求。以生產(chǎn)者的身份來設(shè)計(jì)模具，為求所設(shè)計(jì)模具適合在所在設(shè)備條件下生產(chǎn)，即要綜 合生產(chǎn)實(shí)際，又要滿足生產(chǎn)要求，更要提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。1.2設(shè)計(jì)任務(wù)書本設(shè)計(jì)為連接板落料、沖孔復(fù)合模具，設(shè)計(jì)工件如圖1.1所示:圖1.1技術(shù)要求：1 .零件名稱：連接板2 .生產(chǎn)批量：大批3 .材料：A34材料厚度：t=1.6mm2工藝方案分析及確定4 .1零件的工藝分析沖裁件的工藝性是指從沖壓工藝方面來衡量設(shè)計(jì)是否合理。一般來講，在滿足工件使

6、用要求的條件下，能以最簡單最經(jīng)濟(jì)的方法將工件沖制出來，就說明該件的沖壓工藝性好,否則，該件的工藝性就差。當(dāng)然工藝性的好壞是相對的，它直接受到工廠的沖壓技術(shù)水平 和設(shè)備條件等因素的影響。以上要求是確定沖壓件的結(jié)構(gòu)，形狀，尺寸等是確定沖裁件工 藝實(shí)應(yīng)性的主要因素。根據(jù)這一要求對該零件進(jìn)行工藝分析如下：1材料：該沖裁材料為A3鋼是普通碳素鋼，具有良好的可沖壓性。2零件結(jié)構(gòu)：該沖裁件結(jié)構(gòu)簡單，比較適合沖裁。3尺寸精度：只有孔心距精度要求較高故采用 IT11級(jí)，其余均采用14級(jí)。5 .2工藝方案的確定確定方案就是確定沖壓件的工藝路線，主要包括沖壓工序數(shù)，工序的組合和順序等。 確定合理的沖裁工藝方案，應(yīng)進(jìn)

7、行全面的工藝分析分析與研究，比較其綜合的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果，選擇一個(gè)最佳的合理沖壓工藝方案。該零件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可以采用以下3種工藝方案：（1）先落料，后沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。（2）落料-沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。（3）沖孔-落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案（1）模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序、兩套模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)效 率低，難以滿足大批量的生產(chǎn)要求。方案（2）和方案（3）對于該零件都可以采用，但由 于孔心距尺寸精度要求高，為更好地保證尺寸精度，最后確定用復(fù)合沖裁的方式進(jìn)行生產(chǎn)。工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，為便于操作，所以采用倒裝復(fù)合模結(jié)構(gòu)及 彈性卸料方式。6

8、 .3排樣的確定在沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約金屬和減少廢料具有非常重要的意義，特別是在大批量生產(chǎn)中, 較好地確定沖件尺寸和合理排樣是降低成本的有效措施之一。6.1.1 沖裁件的排樣沖件的合理布置（即材料的經(jīng)濟(jì)利圖2.1排樣是指沖件在條料、帶料或板料上布置的方法。 用），與沖件的外形有很大關(guān)系。根據(jù)不同幾何形狀的沖件，可得出與其相適 應(yīng)的排樣類型，而根據(jù)排樣的類型，又可分為 少或無工藝余料的排樣與有工藝余料的排樣兩 種。考慮到該制件的生產(chǎn)綱領(lǐng)與加工條件，采 用條料加工有余料的排樣。排樣圖見右圖 2.1:6.1.2 材料利用率衡量材料經(jīng)濟(jì)利用的指標(biāo)是材料利用率一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率為A4二 *100%（2.

9、1）B* h式中： A沖裁件面積（包括沖出小孔在內(nèi)）（mm2）;B條料寬度（mm）;H進(jìn)距（mm）.60403.14 20 - 20 一3.14 10 - 10 n/4= 100 %42 105=3342/4410=75.8%一張板料上總的材料利用率 窄為:N * A * 100 %B * L式中：N張條料上的沖件總數(shù)目；L板料長度(mrm;B板料寬度(mrm;A沖裁彳面積(mm2);查板材標(biāo)準(zhǔn).選600mmX000mnm勺鋼材，每張鋼板可剪裁為5張條料(5mmX000mm),每張 條料可沖47個(gè)工件：547 * 3342* 100 %600 * 2000=65.4%2.3.3搭邊排樣時(shí)，沖件

10、之間以及沖件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫搭邊。它的作用是補(bǔ)償定位 誤差，保證沖出合格的沖件，以及保證條料有一定剛度，便于送料。搭邊數(shù)值取決于以下因素：(1)工件的尺寸和形狀。(2)材料的硬度和厚度。(3)排樣的形式(直排、斜排、對排等)。(4)條料的送料方法(是否有側(cè)壓板)。(5)擋料裝置的形式(包括擋料銷、導(dǎo)料銷和定距側(cè)刃等的形式)。搭邊值一般是由經(jīng)驗(yàn)再經(jīng)過簡單計(jì)算確定的查表2-7得搭邊值：a=2.5mm, a=2mm ,故取搭邊值為：a=2.5mm, a=2mm。3工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算3.1 沖壓力與壓力中心的計(jì)算3.1.1 沖裁方式與沖壓力的計(jì)算：當(dāng)一次沖裁完成以后，為了能夠順利地進(jìn)行下一次沖裁

11、，必須適時(shí)的解決出件、卸料 及排除廢料等問題。選取的沖裁方式不同時(shí)，出件、卸料及排除廢料的形式也就不同。因 此沖裁方式將直接決定沖裁模的結(jié)構(gòu)形式，并影響沖裁件的質(zhì)量。3.1.2 沖裁力的計(jì)算計(jì)算沖裁力的目的是為了確定壓力機(jī)的額定壓力，因此要計(jì)算最大沖裁力。則沖裁力 可按下式計(jì)算：F=A r(3.1)式中：A為剪切斷面面積，°為板料的抗剪強(qiáng)度?？紤]到刃口的磨損、間隙的波動(dòng)、材料力學(xué)性能的變化、板料厚度的偏差等因素的影 響，可取安全系數(shù)為1.3,于是在生產(chǎn)中沖裁力便可按下式計(jì)算：F=1.3LT r(3.2)式中：L沖裁輪廓的總長度(mm)；T板料厚度(mm)；t-板料的抗剪強(qiáng)度(MPa)

12、。經(jīng)查資料取 號(hào)450 MPa 口,r按非退火A3鋼板計(jì)算將相應(yīng)數(shù)據(jù)代入，得沖裁力為：落料 F=1.3 X2 >3.14 )20+60X2) M.6 M50=330KN沖孔 F1=1.3)2X3.14 X0>2X1.6 M50=117.6KN3.1.3 卸料力、推件力的計(jì)算由于影響卸料力、推件力的因素很多，無法準(zhǔn)確計(jì)算。在生產(chǎn)中均采用下列經(jīng)驗(yàn)公式 計(jì)算：Fqi=KiF (N)(3.3)FQ2=K2nF (N)(3.4)式中：FQ1、FQ2分別為卸料力、推件力；Ki、K2分別為卸料力系數(shù)、Jt件力系數(shù)，其值見表 3.1 n 同時(shí)卡在凹模孔內(nèi)的工件或廢料數(shù)，F(xiàn)沖裁力(N),按式(3.1

13、)計(jì)算。表3.1卸料力、推件力系數(shù)表材料種類板料厚度/mmK1K2鋼0.10.060.090.1>0.10.50.0450.070.065>0.52.50.0250.060.050>2.56.50.020.050.045>6.50.150.040.025查表3.1得Ki=0.05 K2=0.05。代入公式得:卸料力 FQ1=K1F=330X0.05=16.5KN推件力 FQ2=K2nF=2X0.05 X17.6=11.76KN3.1.4 總沖裁力的計(jì)算根據(jù)工件的要求已及對模具的要求，故選總沖壓力為：F 總=330+117.6+16.5+11.76=475.86KN3.1

14、.5 壓力中心的計(jì)算該零件是對稱的，所以壓力中心在該零件的幾何中心。3.2 工作零件刃口尺寸計(jì)算落料部分以落料凹模為基準(zhǔn)計(jì)算，落料凸模按間隙值配置。沖孔部分以沖孔凸模為基準(zhǔn)計(jì)算，沖孔凹模按間隙值配制。既已落料凹模、沖孔凸模為基準(zhǔn)，凸凹模按間隙值配制具體刃口尺寸計(jì)算見下表:基本尺寸及分類沖裁間隙磨損系數(shù)計(jì)算公式制造公差計(jì)算結(jié)果落料凹模0R20 工52Zmin =0.14Zmax "18Zmax -Zmin= 0.04工件公差為 IT14級(jí),故X=0.5Dd =(Dmax -XA)04A/4c/ c r , -40.13Dd =19 .74 廣沖 孔 凸 模420。令.52同上同上0d

15、D = (dmin +XA)4同上dD = 20.26 工3孔心距60 ±0.19同上X=0.75Ld =(Lmin +XA) /8Ld =60 ±0.0483.3 工作零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與其他模具結(jié)構(gòu)零件3.3.1 凹模尺寸凹模厚度H=Kb(>15mn)=0.26 X00=26mm其中K查表3.2,利用插值法得K=0.26。凹模邊緣壁厚O (1.52)HC=(1.5-2) 26=(39-52)，實(shí)取 C=50mm凹模邊長L=b+2C=100+2 50=200mm查標(biāo)準(zhǔn) JB/T 6743.1-94;凹模寬 160mm。因此確定凹模外形尺寸為200X160X26mm,將凹模

16、板做成薄型形式并加空心墊板后實(shí) 際凹模尺寸為200X160X20mm。表3.2凹模厚度系數(shù)K12工 500.350.42>50-1000.220.283.3.2 凸凹模尺寸凸凹模長度：L=hi+h2+h =20+20+16.6=56.6mm其中hi：凸凹模固定板厚度；h2：卸料板厚度h：增加高度（包括凸凹模進(jìn)入凹模的深度，彈性元件安裝高度）。3.3.3 沖孔凸模尺寸沖孔凸模尺寸：L T=hi+h2+h3 =20+10+20=50mm式中：hi凸模固定板厚度，h2空心墊板厚度，h3凹模板厚度。3.3.4 其他模具結(jié)構(gòu)零件根據(jù)凹模零件尺寸，結(jié)合倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，查 JB/T 2885.1

17、-94,確定其他模具 結(jié)構(gòu)零件，如下表所示：序號(hào)名稱長X寬X厚材料數(shù)量1上墊板200 M60X8T8A12凸模固定板200X160X204513空心墊板200X160X104514卸料板200X160X204515凸凹模固定板200X160X204516卜墊板200 M60X8T8A1根據(jù)模具零件結(jié)構(gòu)尺寸，結(jié)合倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，查 JB/T 2855.5-94選取后側(cè)導(dǎo)柱200 M60標(biāo)準(zhǔn)模架一副。3.3.5 典型零件加工工藝方案如下以凹模板的加工為例，典型零件的加工工藝為：備料一一熱處理一一磨平面一一鉗工 磨平面一一熱處理一一線切割。工藝過程如表 3.3 。表3.3凹模板加工工藝序號(hào)工序

18、名稱工序的主要內(nèi)容1備料根據(jù)圖紙下適合的毛胚料2熱處理退火3磨平向銃（刨）六平面4鉗工劃線、打螺紋孔、銷釘孔和穿絲孔5磨平向光上卜平向全圖紙要求6熱處理淬火、回火達(dá)到硬度要求7線切割線割內(nèi)型，保證間隙達(dá)到要求3.4 沖壓設(shè)備的選用壓力機(jī)對模具壽命的影響也不容被忽視。壓力機(jī)在不加載狀態(tài)下的精度稱為靜精度， 加載狀態(tài)下的精度稱為動(dòng)精度。當(dāng)壓力機(jī)的動(dòng)精度不好時(shí)，就等于用精度不好的壓力機(jī)進(jìn)行沖壓加工。由于測量動(dòng)精 度很困難，目前還沒有壓力機(jī)動(dòng)精度的標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)廠家也只保證壓力機(jī)的靜精度。因此壓 力機(jī)的動(dòng)精度一般只能根據(jù)其靜精度的好壞、框架結(jié)構(gòu)形式和尺寸以及對壓力機(jī)生產(chǎn)廠家 的信任程度來推斷。根據(jù)總的沖裁

19、力、模具閉合高度、沖床工作臺(tái)面尺寸等，故選壓力機(jī)型號(hào)為J23-63 開式雙柱可傾沖床，并在工作臺(tái)面上備制墊塊。具技術(shù)規(guī)格如下：公稱壓力：630KN滑塊行程：150mm滑塊行程次數(shù)：50次/分最大的封閉高度為：360mm連桿調(diào)節(jié)長度：80mm工作臺(tái)尺寸前后：前后480mm左右710mm致謝本文是在論文指導(dǎo)老師精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài) 度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對我產(chǎn)生重 要影響。在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中我也學(xué)到了許多有關(guān)設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，對其現(xiàn)狀和未來發(fā) 展趨勢有了很大的了解。通過這次模具設(shè)計(jì)，本人在多方面能力都得到了提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用 了本專業(yè)所學(xué)課程的理論知識(shí)和結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)計(jì)，通過實(shí)際設(shè)