沖壓模具設計沖孔落料級進模設計說明書

1、課程編號:XXXX大學專業(yè)課程設計說明書設計人：XXX專業(yè)班級：XXX學 號：XXXXX指導教師：XXX日期：X年X月X 日目錄一、序言 3二、設計任務書及產品圖 4三、零件的工藝性分析 5四、沖裁零件工藝方案的確定 6五、排樣設計及材料利用率計算 7六、工序壓力計算、 壓力中心的確定、 壓力機的選擇 8七、模具工作零件刃口尺寸和公差的計算 11八、模具零件的選用及設計 13九、模具部分結構件詳細設計及模具結構簡圖 17十、其他需要說明的內容 20十一、參考資料 21、序言模具是制造業(yè)的基礎工業(yè)設備， 被廣泛用于制造業(yè)的各個領域。 無論是工業(yè) 制品，還是新產品的開發(fā)，都離不開模具?，F代工業(yè)的發(fā)

2、展和技術水平的提高， 很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平。 許多新技術和新設備的產生與應用往往 源于模具工業(yè)。從某種意義上說， 模具制造技術代表了一個國家的工業(yè)制造技術 的發(fā)展水平。近年來，隨著我國經濟的騰飛和產品制造業(yè)的蓬勃發(fā)展， 模具制造業(yè)也相應 進入了高速發(fā)展的時期。 可以預見，我國經濟的高速發(fā)展將對模具提供更為大量、 更為迫切的需求，特別需要發(fā)展大型、精密、復雜、長壽命的模具。同時要求模 具設計、制造和生產周期達到全新的水平。模具是現代工業(yè)生產的主要工藝設備之一。 其中沖裁模更是占有十分重要的 地位。沖壓技術應用范圍十分廣泛， 在國民經濟各個部門中， 幾乎都有沖壓加工 產品。它不僅與整

3、個機械行業(yè)密切相關， 而且與人們的生活緊密相關。 由于它具 有生產效率高、生產成本低、操作簡單、適合大批量生產等優(yōu)點，在我國現代化 建設中有著很好的發(fā)展前景。我們這次課程設計的任務就是設計一套沖裁模具，即就老師所給的零件、 生產要求以及精度要求，設計出一套符合要求的沖裁模。由于時間緊迫、經驗不足，在設計過程中走了不少彎路，犯了不少錯誤。 總之，在設計中難免有疏漏和不當之處， 懇請諒解。 相信在今后的實踐工作中能 一步一步彌補以上不足。在這次設計過程中，對沖裁模具有有了深一步的了解，獲得了一定的設計 經驗，為將要到來的畢業(yè)設計打下了基礎。在這期間得到了 XXX老師的和同學們 的熱心幫助，在此表示

4、感謝。、設計任務書及產品圖已知（1）產品零件圖：（2）生產批量：中批量。（3）零件材料：Q235-A鋼（4）材料厚度：1.2mm。求作：（1）進行沖壓工藝性分析（從材料、零件結構、尺寸精度幾個方面進行）（2）確定工藝方案及模具結構類型（3）進行相關工藝計算，包括：排樣設計；沖壓力計算及壓力中心的確定；凸凹模刃口尺寸計算；模具零件結構尺寸計算；設備選擇等。（4）繪制模具總裝配圖（5）繪制工作零件及主要零件的零件圖（6）編寫課程設計說明書要求：根據所設計工件的尺寸、形狀、批量等原始數據和要求，每人獨立設計、繪 制完成一套沖壓模具。包括：（1）模具裝配圖1張（按照1:1比例，或適當比例）；（2）模具

5、工作零件圖2-3張（按照1:1比例，或適當比例）；（3）設計說明書1份；三、零件的工藝性分析沖壓工序：此工件只有落料和沖孔兩個工序。材料：材料為Q235-A鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。結構：工件結構相對簡單，有一個 8mm的孔和5個5mm勺孔；孔與孔、 孔與邊緣之間的距離也滿足要求，最小壁厚為 3.5mm （大端4個5mm的孔與 8mnt勺孔與R16mm卜圓之間的壁厚）。精度：工件的尺寸全部為自由公差，可看作 IT14級，尺寸精度較低，普通 沖裁完全能滿足要求。綜合以上各方面情況，可以確定零件主要沖壓工序的工藝性良好，故選擇沖壓方法進行加工。工件簡圖如圖所示：生產批量：中批量零件材料：Q

6、235-A鋼材料厚度：1.2mm四、沖裁零件工藝方案的確定該工件包括落料、沖孔兩個基本工序，可有以下三種工藝方案：方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產。方案二：落料沖孔復合沖壓。采用復合模生產。方案三：沖孔落料級進沖壓。采用級進模生產。采用方案一，模具結構簡單，但需要兩道工序兩幅模具，成本高而生產效率 低，難以滿足中批量生產要求。采用方案二，只需一副模具，工件的精度及生產效率都較高，但因工件孔距 較小，制造難度大，模具強度較差，并且沖壓后成品件留在模具上，在清理模具 上的物料時會影響沖壓速度，操作不方便。采用方案三，只需一副模具，生產效率高，操作方便，工件精度也能滿足要 求。通過對上述三種

7、方案的分析比較，該沖壓生產采用方案三即級進模生產為 佳。五、排樣設計及材料利用率計算設計級進模，首先要設計條料排樣圖。手柄的形狀具有一頭大一頭小的特點, 如果采用單向排列，材料利用率低，用如圖所示的排方法，設計成隔位沖壓，可 顯著地減少廢料。隔位沖壓就是將第一遍沖壓以后的條料水平方向旋轉180 °再沖第二遍，在第一次沖裁的間隔中沖裁出第二部分工件。f1©©直排樣團圖3由沖壓工藝與模具設計表2-13確定搭邊值，因采用隔位沖壓，為增加 搭邊的剛性，搭邊值取2.5mm和3.5mm采用無側壓裝置，條料與導料板間間隙Cmin=1伽。則條料寬度：1：-''一一

8、工丄二一步距：隠一 .：1Uj./.沖裁面積：. - |iJ.332： .' ：16 -jji 二二；nAA一個步距的材料利用率：:-=-_二：二 一-1二二 HBS135x53查板材標準，宜選1500mm< 1000mm的鋼板，每張鋼板可剪裁為11張條料(135mrK 1500mm，每張條料可沖37個工件，每張鋼板可沖 _:. 個,故每張鋼板的材料利用率為76%六、工序壓力計算、壓力中心的確定、壓力機的選擇6.1計算沖壓力已知：材料為Q235貝U t =300M Pa。F = KLh式中f 沖裁力(N);L 零件剪切周長(mm), L=370mmt 材料厚度(mm);_ 材料抗

9、剪強度(MPa);k 系數，一般取k=1.3。1）沖裁力F=KLtr = 1,3 X370XL2 X 300 = 173160N2）卸料力Fk=LF=0.04 X173160=6926.4N3）推件力查得K生二0*055,材料的厚度為i.2mm貝U凹模刃口高度h=8mmN = -=7 t則二 NKf 二 7 X 0.055 X 173160N 二 66666尿為了避免各凸模沖裁力最大同時出現， 且考慮到凸模相距很近時，避免小直徑凸模由于承受材料流動擠壓作用而產生傾斜或折斷，故把凸模設計成階梯凸模。則最大沖裁力：F + & + F廠 173160 + 6926.4+666666二 246

10、753N6.2 確定模具壓力中心計算壓力中心時，先畫出凹模型口圖，如圖4所示。在圖中將XOY坐標系建立在圖示的對稱中心線上，將沖裁輪廓線按幾何圖形分解成L1L6共和制組基本線段，用解析法求得該模具的壓力中心 C點的坐標(13.57 , 11.64 )。有關數基本要素長度L/mmd各基本要素壓力中心的坐標值XYL1= 25.132-52.59226.5L2=95.34038.5L3=95.34014.5L4=50.26557.85626.5L5=15.708-47.5-26.5L6=87.96547.5-26.5合計369.7513.5711.64由以上計算結果可以看出，該工件沖裁力不大，壓力中

11、心偏移坐標原點0較小。為了便于模具的加工和裝配，模具中心仍選在坐標原點 Q若選用J23-25 沖床，C點仍在壓力機模柄孔投影面積范圍內，滿足要求。6.3 壓力機的選擇 ：（見沖模設計實例末附錄 B3）通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機 J23-25 能滿足使用要求。其主要技術 參數如下：公稱壓力： 250KN滑塊行程：65 mm最大閉合高度：270 m最大裝模高度： 220m工作臺尺寸（前后X左右）：370 mmX 560 m墊板尺寸（厚度X孔徑）：50 mX 200 m模柄孔尺寸：40 mX 60 m最大傾斜角度： 30°七、模具工作零件刃口尺寸和公差的計算在確定工作零件刃口尺寸法之

12、前，首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝 配方法。結合模具的特點，工作零件的形狀相對較簡單，適宜采用結切割機床分 別加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，這種加工方法可以這些零件各 個孔的同軸度，使裝配工作簡化。因此工作零件刃口尺寸計算就按分開加工的方 法來計算，具體計算如下：已知工件材料為 Q235材料厚度為1.2mm查表得沖裁雙面間隙 Zma=0.16 mm, Z min=0.13 mm。1）沖口：以凸模為基準，且凸模在實際工作中磨損后減小， 為使模具具有一 定使用壽命，應加上一個被磨量 彰.。工件上未標注公差，故公差按IT14級查表, 得孤孔廠。心上：，一 一孔八二心£了工

13、：，磨損系數X查表得X=0.5，凸凹模制造公 差：嚇訓倔-Z血）=0.4X0,03 = 0.012mm5d = 0.6（Zmax 一 Zmin） = 0,6 X 0.03 = 0.018mm二孔：念/邈帚&心曲二二越:血 如=（如+ ZJ也=（5,15+諂嚴=528她mm一孔：、翅廠階曲愈絢閩嚴凋加加 d曠（d白+Z血）呦=+的3嚴=8護皿mm2）落料：以凹模為基準，且凹模磨損后，尺寸增大，為使模具具有一定使用壽命，應加上一個被磨量爛，£：；：孔竝対，二孔営笳1工罰,磨損系數X查表得X=0.5,凸凹模制造公差：5p=0.4(ZraL,.- ZjjjJ=0.4 X 0.03 =

14、 0.012mm5d = 0.6(2 一 也=06 X 0.03 = 0.018mm016孔：歸=(<u - XA)+Sd = (16-0.5 X0,43嚴嘰 15.785mi8nim% =佻-(5.15 713)她=15.655觀 mm孔：1 心廣汀書71竝川：江?。?#163;朮D占=血-仙=- M3).訓2 = 31.56趣mm孔心距：二】二二二二二二8八 、模具零件的選用及設計8.1 模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用級進沖壓，所以模具類型為級進模。8.2 定位方式的選擇 因為該模具采用的是條料，控制條料的送進方向采用導料板，無側壓裝置。 控制條料的送進步距采用擋料銷粗定距

15、， 導正銷精定距。 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。8.3 卸料、出件方式的選擇因為工件料厚為1.2mm相對較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。又因為是級進模生產，所以采用下出件比較便于操作與提高生產效率。8.4 導向方式的選擇為了提高模具壽命和工件質量， 方便安裝調整， 該級進模采用中間導柱的導 向方式。8.5 主要零部件設計1 ）工作零件的結構設計 落料凸模：結合工件外形并考慮加工， 將落料凸模設計成直通式， 采用線切割機床加工 成直通凸模，用2個M8螺釘固定在墊板上，與凸模固定板的配合按H6/m5落料凸模的高度是凸模固定板（厚 20mr）、卸料板（厚

16、14mr）、橡膠板（厚31mr） 的總和再減去凸模凹入卸料板的1mm則凸模高度是以上四項的代數和，為64mm 具體結構可參見圖 5 所示。落料凸模下部設置兩個導正銷，分別借用工件上 © 5mn和© 8mm兩個孔作導 正孔。導正銷伸入定位孔時，板料應處于自由狀態(tài)。在手工送料時，板料已由擋 料銷粗定位，導正銷將工件導正的過程是將板料向后拉回約0.2mm 般凸模應進入卸料板0.8-2.5mm，此值定為1mm應在卸料板壓緊板料之前完成導正，考 慮料厚和裝配后卸料板下平面超出凸模端面 lmm ，所以導正銷直線部分的長度 為1. 8mm導正銷采用H7/r6安裝在落料凸模端面，導正銷導正

17、部分與導正孔 采用 H7/h6 配合。 沖孔凸模：因為所沖的孔均為圓形，而且都不屬于需要特別保護的小凸模，所以沖孔凸 模采用臺階式，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換。 5個© 5mm勺圓 形凸模與固定板的配合取 H6/m5 © 8mm凸模與固定板的配合取 H7/m6沖孔凸模結構如圖6所示。彈性卸料板應對小凸模具有保護作用，故凸模與卸料板的間隙選擇應小一點，使落料凸模對卸料板起導向作用。凸模與卸料板的間隙選為0.025mm凸模材料選用Cr12MoV 凹模：凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機床加工，安排凹模在模 架上的位置時，要依據計算壓力中心的數據，將壓力

18、中心與模柄中心重合。其輪 廓尺寸計算如下：凹模厚度匸二二二二 二二二；二二（查表得k=0.2 ）凹模壁厚 - 二'-:取凹模厚度H=30mm凹模壁厚c=45mm凹模寬度 b -' -一凹模長度L取195m（送料方向）凹模輪廓尺寸為195mm< 217mrK 30mm結構如圖7所示。2）導料板的設計導料板的內側與條料接觸，外側與凹模齊平，導料板與條料之間的間隙取0.2mm這樣就可確定了導料板的寬度，條料寬度是 135mm凹模寬度是217mm 導料板寬度則為41mm導料板的厚度按表7-10選擇，應為8mm導料板采用45 鋼制作，熱處理硬度為4045HRC用螺釘和銷釘固定在凹模

19、上。導料板的進料 端安裝有承料板，其寬度和厚度與導料板相同，入口處設計成15°的斜角。3）卸料橡膠的設計本模具中橡膠板的工作行程由以下幾個部分組成：凸模修磨量5mm凸模凹進卸料板1mm工件厚度1.2mm凸模沖裁后進入凹模 2mm以上四項長度之和則;= （5+1+12+2）mm = 92mm取壓縮量為自由高度的0.25，貝U橡膠板的自由高度為:H 護=36.8mm12S0.25預壓縮量取15%則 H二 1 丹H一 二 15WX368 二 55 加 m由式（2-11 ）計算卸料板的卸料力，即：0.04X 173160 = 選用四個圓筒形橡膠，則每個橡膠承受的載荷”. ：.1 *取橡膠內徑

20、d=13mm p=0.5MPa則橡膠的外徑D =（出+ 127耳0,5 = 68mm橡膠的安裝高度:校核橡膠的自由高度：:可知，滿足要求。D4）卸料板的設計本模具的卸料板不僅有卸料作用，還具有用外形凸模導向，對小凸模起保護 的作用，卸料板的邊界尺寸與凹模的邊界尺寸相同，厚度為14mm卸料板與各凸模的間隙已在凸模設計中確定。卸料板上設置4個卸料螺釘，公稱直徑為12mm螺紋部分為M1（X 10mm卸料螺釘的尾部在上模座的臺階孔中定位，卸料 螺釘工作時的行程為7.2mm上模座在螺釘尾部應留有足夠的行程空間。卸料螺 釘擰緊后，應使卸料板超出凸模端面1伽，有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安 裝墊片來調整。

21、卸料板工作時進入導料板壓緊條料，卸料板在導料板的位置留有臺階，在凹 模上沒有條料的情況下，卸料板的下平面與導料板的上表面之間保留 0.5m m的間 隙，卸料板水平方向與兩導料板之間的雙邊間隙為 0.5mm橡膠板分為四塊，每 個卸料螺釘安裝一塊，中間鉆孔© 13mm四塊橡膠板的厚度務必一致，不然會造 成受力不均勻，運動產生歪斜，影響模具的正常工作。卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為4045HRC5）模架及其它零部件設計該模具采用中間導柱模架，這種模架的導柱在模具中間位置，沖壓時可防止 由于偏心矩而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸為依據，選擇模架規(guī)格。導柱 d/ mmx L/伽分別為

22、69; 28X 160 （左），© 32X 160 （右）；導套 d/ mmX L/mmX D/mm分別為 © 28X 115X 42 （左），© 32X 115X 45 （右）。上模座厚度H上模取45 m，上模墊板厚度H墊取10 m，固定板厚度H固取 20 m，下模座厚度H下模取50m，那么，該模具的閉合高度：H廣 + 血札+% h =（45+10+64+30+50-2）=197mm式中L凸模長度，L=64m； H凹模長度，H=30m；h凸模沖裁后進入凹模的深度，h=2 m?？梢娫撃＞唛]合高度小于所選壓力機 J23-25的最大裝模高度（220 m），故可以 使用。九、模具部分結構件詳細設計及模具結構簡圖9.1落料凸模詳細結構圖其余収箔±訕19.2 沖孔凸模詳細結構圖小凸模012-4-0.019大凸模TO圖6沖孔凸模零件圖9.3凹模詳細結構圖其余 '尋出縣-HI常1- 33IKi ukjrL95±001討呂也8X9.3模具裝配圖30圖7凹模零件圖主視圖俯視圖圖8模具裝配圖1下模座2凹模3導正銷4導尺5卸料板6卸料螺釘7凸模固定板8墊板9內六角螺釘10模柄11圓柱銷12上模座13導柱14導套15彈性橡膠體16落料凸模17大孔凸模18小孔凸模19下模座20活動擋料銷21承料板說明：條料從前向后送入模具加工臺面，送到活動擋料銷時