沖壓模具說明書

1、第1章 序言現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場(chǎng)總體上供不應(yīng)求，市場(chǎng)需求量維持在600億至650億美元，同時(shí)，我國的模具產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機(jī)遇。近幾年，我國模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持13%的年增長(zhǎng)率（據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2004年國內(nèi)模具進(jìn)口總值達(dá)到600多億，同時(shí)，有近200個(gè)億的出口），到2005年模具產(chǎn)值預(yù)計(jì)為600億元，模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的每年9000多萬美元增長(zhǎng)到2005年的2億美元左右。單就汽車產(chǎn)業(yè)而言，一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元，而當(dāng)汽車更換車型時(shí)約有80%的模具需要更換。2003年我國汽車產(chǎn)銷量均突破400萬輛，預(yù)計(jì)2004年產(chǎn)銷量各突破500萬輛，

2、轎車產(chǎn)量將達(dá)到260萬輛。另外，電子和通訊產(chǎn)品對(duì)模具的需求也非常大，在發(fā)達(dá)國家往往占到模具市場(chǎng)總量的20%之多。目前，中國17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)約50多萬。1999年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá)245億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%。 沖壓是靠壓力機(jī)和模具對(duì)板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件(沖壓件)的成形加工方法。沖壓和鍛造同屬塑性加工(或稱壓力加工)，合稱鍛壓。沖壓的坯料主要是熱軋和

3、冷軋的鋼板和鋼帶。 全世界的鋼材中，有6070%是板材，其中大部分是經(jīng)過沖壓制成成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包、容器的殼體、電機(jī)、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機(jī)械、生活器皿等產(chǎn)品中，也有大量沖壓件。 沖壓是高效的生產(chǎn)方法，采用復(fù)合模，尤其是多工位級(jí)進(jìn)模，可在一臺(tái)壓力機(jī)上完成多道沖壓工序，實(shí)現(xiàn)由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動(dòng)生產(chǎn)。生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)條件好，生產(chǎn)成本低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。第2章 沖壓件工藝性分析2.1沖壓件工藝分析2.1.1材料分析20F碳素結(jié)構(gòu)鋼，已經(jīng)退火，抗剪切強(qiáng)度280890（N/mm2），抗拉強(qiáng)度340

4、480（N/mm2），延伸率26（%），屈服點(diǎn)230（N/mm2），彈性模數(shù)200000（N/mm2）。2.1.2沖壓件分析（1）材料：該沖裁件的材料20F鋼是碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有較好的可沖壓性能。（2）零件結(jié)構(gòu)：該沖裁件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并在轉(zhuǎn)角有四處R0.75圓角，比較適合沖裁。（3）尺寸精度：零件圖上所有未注公差的尺寸，屬自由尺寸，可按IT7級(jí)確定工件尺寸的公差。圖2-1 沖裁件示意圖零件名稱：薄片生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn)材料：20F材料厚度：t=0.8mm2.2確定工藝方案2.2.1結(jié)構(gòu)分析（1）最小圓角半徑 沖裁件的最小圓角半徑允許值查表得，落料的最小圓角半徑為0.25mm，沖孔的最小圓角半徑為0.

5、6mm。（2）沖裁件孔的最小尺寸 沖裁件上孔的尺寸受到凸模強(qiáng)度的限制，不能太小，所以查表可得，圓形部分最小尺寸為1.04mm，矩形部分最小尺寸為0.8mm。（3）最小孔距、孔邊距 沖裁件的孔與孔之間，孔與邊緣之間的距離a不能太小，否則模具強(qiáng)度不夠或使沖裁件變形，一般取a>=2t（t為料厚），但不得小于34mm，所以a取值3mm。（4）沖裁件上的懸臂和凹模部分尺寸 根據(jù)表和已有參數(shù)選擇，b>=2t，所以b的取值為2mm?？走吘?.5mm的公差為±0.05，屬11級(jí)精度。查公差表可得各尺寸公差為： 零件外形：R1.50-0.05mm 60-0.05mm 0.50-0.05mm

6、 40-0.05mm 7.250-0.1mm R0.750-0.05mm 3.250-0.25 mm 零件內(nèi)形：R1.50+0.05mm 1.5+00.05mm 2.25+00.05 孔心距：11.75±0.1mm 結(jié)論：適合沖裁。2.2.2 工藝方案及模具結(jié)構(gòu)類型該零件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可以采用以下三種工藝方案：先落料，再?zèng)_孔，采用單工序模生產(chǎn)。落料沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。沖孔落料連續(xù)沖壓，采用連續(xù)模生產(chǎn)。方案（1）模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序、兩套模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)效率較低，難以滿足零件大批量生產(chǎn)的需求。由于零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為提高生產(chǎn)效率，主要應(yīng)采用復(fù)合沖

7、裁或級(jí)進(jìn)沖裁方式。由于孔邊距尺寸0.50-0.05mm有公差要求，為了更好地保證此尺寸精度，最后確定用復(fù)合沖裁方式進(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，所以復(fù)合模結(jié)構(gòu)采用倒裝復(fù)合模及彈性卸料和定位釘定位方式。第三章 沖壓工藝計(jì)算3.1凸凹模刃口尺寸計(jì)算1、重要性：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。 2、凸、凹模刃口尺寸計(jì)算原則生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)的規(guī)律：1）沖裁件斷面都帶有錐度。 光亮帶是測(cè)量和使用部位，落料件的光亮帶處于大端尺寸，沖孔件的光亮帶處于小端尺寸；且落料件的大端（光面）尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的

8、小端（光面）尺寸等于凸模尺寸。 2）凸模輪廓越磨越小，凹模輪廓越磨越大，結(jié)果使間隙越用越大。 3、計(jì)算原則： ）設(shè)計(jì)落料模先確定凹模刃口尺寸。以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上，即沖裁間隙通過減小凸模刃口尺寸來取得。設(shè)計(jì)沖孔模先確定凸模刃口尺寸。以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來取得。 ）根據(jù)沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸； 設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸模基本尺寸則取接近或等于工件孔的最大極限尺寸。模具磨損預(yù)留量與工件制造精度有關(guān)。 3）沖裁（設(shè)計(jì)）間隙一般選用最小合理間隙值（Zmin）。4）工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差原

9、則上都應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差。但對(duì)于磨損后無變化的尺寸，一般標(biāo)注雙向偏差。 刃口尺寸計(jì)算列于表1中。其中: 落料部分以凹模為基準(zhǔn)計(jì)算,落料凸模按間隙值配制；沖孔部分以凸模為基準(zhǔn)計(jì)算,沖孔凹模按間隙值配制?？走吘?.5±0.05近似按孔心距計(jì)算。表3-1 刃口尺寸計(jì)算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D=1.50+0.05Z=0.246Z=0.36Z- Z=0.11mm制件精度為：IT7級(jí)，故x=0.5D=(D-x)/4D=1.5+00.04相應(yīng)凸模尺寸按凹模尺寸配作，保證雙面間隙在0.2460.36之間D=60+0.05D=5.840+0.05同上

10、D=10+0.05D=0.840+0.05同上D=40+0.05同上D=(D-x)/4D=3.840+0.05相應(yīng)凸模尺寸凹模尺寸配作，保證單面間隙在0.1230.18之間R0.750+0.05同上D=(D-x)/4D=0.590+0.05同上 沖孔d=60-0.04同上dp=(d+x)/4d=5.440-0.04相應(yīng)凹模尺寸按凸模刃口尺寸配作，保證雙面間隙在0.2460.36之間d=R1.50-0.04同上dp=(d+x)/4d=0.940-0.04同上d=1同上dp=(d+x)/4d=0.440-0.04 同上d=40-0.04同上dp=(d+x)/4d=3.440-0.04 同上d=7.

11、250-0.04同上dp=(d+x)/4d=6.690-0.04 同上d=R0.750-0.04同上dp=(d+x)/4d=0.190-0.04 同上d=2.50-0.04同上dp=(d+x)/4d=1.940-0.04 同上孔邊距L0.50+0.05同上制件精度為IT7級(jí)，故x0.10/4Lp=0.47孔心距L±=11.75±0.1同上x0.5Ld=(L+0.5)=×0.62=0.078Ld=11.75±0.0783.2 排樣設(shè)計(jì)及計(jì)算查沖壓模具設(shè)計(jì)與制造表2.5.2確定搭邊值： 圖3-1 排樣圖兩工件間的搭邊：a=1.2mm；工件邊緣搭邊:a=1mm

12、；步距為: 4.2mm ； 條料寬度B=(D+2a) （3-1） =(23.5+2×1)=25.5確定后排樣圖如圖2所示。 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率為： （3-2） =50.13÷(25.5×4.2)×100 = 46.8 3.3 總沖壓力計(jì)算其中按非退火20F鋼板計(jì)算.沖裁力 F沖=1.3Lt (3-3) =1.3×44.79×0.8×600 =2其中:d為沖孔直徑,L為零件周長(zhǎng)之和。落料力 F落=K頂×F (3-4) =0.08× 27954.42 =2卸料力 F卸=K卸F落 (3-5) =0.05&#

13、215;2795.42 =2推件力 F推=nK推F落 (3-6) =7×0.055×2795.42 =2其中n=7 (3-7)總沖壓力： F總=F落+F沖+F卸+F推=22795.42+1397.721+9784.047+2236.35=23.4 確定壓力中心模具的壓力中心：沖壓力合力的作用點(diǎn)。 為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。 1簡(jiǎn)單幾何圖形壓力中心的位置1）對(duì)稱沖件的壓力中心，位于沖件輪廓圖形的幾何中心上。2）沖裁直線段時(shí)，其壓力中心位于直線段的中心。3）沖裁圓弧線段時(shí)，其壓力中心的位置，按下式計(jì)算：如圖3-2所示：由于工件

14、x方向?qū)ΨQ,故壓力中心x=1.5mm y= (3-8) =11mm其中: L1=1.77mm y1=0.75mm L2=6mm y2=4.5mm L3=0.5mm y3=7.5mm L4=4mm y4=9.5mm L5=7.25mm y5=15.125mm L6=0.44mm y6=19.125mm L7=2.5mm y7=20.75mm L8=0.44mm y8=22.375mm L9=0.44mm y9=1.125mm L10=1.5mm y10=2.25mm L11=0.44mm y11=12.875mm L12=2.25mm y12=14.375mm L13=0.75mm y13=15

15、.5mm由以上計(jì)算可知沖壓件壓力中心的坐標(biāo)為（1.5，11）。圖3-2 壓力中心圖第四章 沖壓模具零部件設(shè)計(jì)4.1主要模具零件結(jié)構(gòu)尺寸凹模板尺寸:凹模厚度:H=kb(15mm) H=0.35×3=1.05mm 所以H=15mm凹模邊壁厚:c(1.52)H =(1.52) ×15 =(22.530)mm 實(shí)取c=30mm凹模板邊長(zhǎng):L=b+2c =3+2×30 =63mm查標(biāo)準(zhǔn)JB/T 6743.1-94: 凹模板寬B=50mm故確定凹模板外形為:63×50×14(mm)。將凹模板作成薄型形式并加空心墊板后實(shí)取為: 63×50×

16、;10(mm)。凸凹模尺寸:凸凹模長(zhǎng)度:L=h+h+h =16+10+16 =42(mm)其中: h 凸凹模固定板厚度h 彈性卸料板厚度h增加長(zhǎng)度(包括凸模進(jìn)入凹模深度,彈性元件安裝高度等)此凹模內(nèi)外刃口間壁厚校核:根據(jù)沖裁件結(jié)構(gòu)凸凹模內(nèi)外刃口最小壁厚為7mm,根據(jù)強(qiáng)度要求查冷沖模設(shè)計(jì)及制造表 336知,該壁厚為4.9mm即可,故該凸凹模側(cè)壁強(qiáng)度足夠。凸模尺寸:凸模長(zhǎng)度:L凸=h+h+h =22mm其中:h凸模固定板厚 h空心墊板厚h凹模板厚凸模強(qiáng)度校核:該凸模屬于細(xì)長(zhǎng)棒,強(qiáng)度不夠夠。所以選用GB2863.2-814.2其它模具零件結(jié)構(gòu)尺寸1、模具類型的選擇經(jīng)分析決定采用連續(xù)模進(jìn)行生產(chǎn)。2 操

17、作與定位方式 （1）操作方式 零件的生產(chǎn)批量較大，但合理安排生產(chǎn)可用手工送料方式，提高經(jīng)濟(jì)效益。（2）定位方式 因?yàn)閷?dǎo)料銷和固定擋料銷結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。且該模具采用的是條料，根據(jù)模具具體結(jié)構(gòu)兼顧經(jīng)濟(jì)效益，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷，控制送料步距采用固定擋料銷。3、卸料及出件方式（1）卸料方式：剛性卸料；（2）出件方式 因采用連續(xù)模生產(chǎn)，故采用下出件為佳。4、確定送料方式 因選用的沖壓設(shè)備為開式壓力機(jī)，采用橫向送料方式，即由右向左送料。5、確定導(dǎo)向方式方案一：采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)稱的對(duì)角線上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)。偏心距會(huì)造成導(dǎo)套導(dǎo)柱單邊磨損，嚴(yán)重影響模具使用

18、壽命，且不能使用浮動(dòng)模柄。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?yàn)閷?dǎo)柱安裝在后側(cè)，常用于橫向送料級(jí)進(jìn)模或縱向送料的落料模、復(fù)合模。方案三：四導(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(diǎn)。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大量生產(chǎn)用的自動(dòng)沖壓模架。方案四：中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。但只能一個(gè)方向送料。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)柱的導(dǎo)向方式，即方案一最佳。根據(jù)倒裝復(fù)合模形式特點(diǎn):凹模板尺寸并查標(biāo)準(zhǔn)JB/T-6743.1-94確定其它模具模板尺寸列于表2:表

19、4-1模具零件結(jié)構(gòu)尺寸序號(hào)名稱長(zhǎng)×寬×厚(mm)材料數(shù)量1上墊板63×50×5T8A12凸模固定板63×50×104513空心墊板63×50×84514卸料板63×50×104515凸凹模固定板63×50×164516下墊板63×50×5T8A1根據(jù)模具零件結(jié)構(gòu)尺寸,查標(biāo)準(zhǔn)GB/T2855.5-90選取后側(cè)導(dǎo)柱63×50標(biāo)準(zhǔn)模架一副。4.3沖床選用4.3.1沖壓設(shè)備的選擇依據(jù)（1） 所選壓力機(jī)的公稱壓力必須大于總沖壓力，即F壓F總（2） 壓力機(jī)的

20、行程大小應(yīng)適當(dāng)。由于壓力機(jī)的行程影響到模具的張開高度，因此對(duì)于沖裁，彎曲等模具，其行程不于過大，以免發(fā)生凸模與導(dǎo)板分離或滾珠導(dǎo)向裝置脫開的不良后果。對(duì)于拉深模，壓力機(jī)的行程至少應(yīng)大于成品零件高度的兩倍以上，以保證毛坯的放進(jìn)和成行零件的取出。（3） 所選壓力機(jī)的最大高度應(yīng)與沖模的閉合高度相適應(yīng)。即滿足：沖模的閉合高度介于壓力機(jī)的最大閉合高度和最小閉合高度之間的要求。4壓力機(jī)工作臺(tái)面的尺寸必須大于模具下模座的外形尺寸，并還要留有安裝固定的余地。但在過大的工作臺(tái)面上安裝過小尺寸的沖模時(shí)，對(duì)工作臺(tái)的受里條件也是不利的。4.3.2壓力機(jī)的選擇根據(jù)總沖壓力F總=41.37KN,模具閉合高度,沖床工作臺(tái)面尺

21、寸等,并結(jié)合學(xué)?，F(xiàn)有設(shè)備,選用J23-10開式雙柱可傾沖床,并在工作臺(tái)面上備制墊塊。其主要工藝參數(shù)如下：公稱壓力：100KN滑塊行程：45mm行程次數(shù)：145次分最大閉合高度：180mm連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度：35mm工作臺(tái)尺寸（前后×左右）：240mm×370mm4.4 模具總裝配圖 經(jīng)過上述計(jì)算與設(shè)計(jì)可得，裝配圖如圖4-1所示 圖4-1 裝配圖小結(jié)本次課程設(shè)計(jì)讓我系統(tǒng)地鞏固了大學(xué)三年的學(xué)習(xí)課程，通過課程設(shè)計(jì)使我更加了解到模具加工在實(shí)際生產(chǎn)中的重要地位。從2012年6月4號(hào)到6月30號(hào)，我們歷時(shí)一個(gè)多月，系統(tǒng)地鞏固了如：塑料模具與沖壓模具、機(jī)械制圖、機(jī)械制造基礎(chǔ)、模具加工工藝等許多

22、課程。從分析零件圖到模具的設(shè)計(jì)與裝配圖的繪制，在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下，每一個(gè)環(huán)節(jié)都是我自己設(shè)計(jì)制作的。在這次沖壓模課程設(shè)計(jì)中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，特別是模具在實(shí)際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時(shí)間里，對(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。使我對(duì)沖壓模具設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，主要零件的設(shè)計(jì)，主要工藝參數(shù)的計(jì)算，模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及零部件的設(shè)計(jì)等都有了進(jìn)一步的理解和掌握。模具在當(dāng)今社會(huì)生活中運(yùn)用得非常廣泛，掌握模具的設(shè)計(jì)方法對(duì)我們以后的工作和發(fā)展有著十分重要的意義。總之，本次課程設(shè)計(jì)，是我認(rèn)真的結(jié)果，也是我架起“工作”的關(guān)鍵一步，驗(yàn)了我大學(xué)三年學(xué)習(xí)的成果，文中上述所有內(nèi)容主要是在講述模具設(shè)計(jì)的

23、整個(gè)過程，利用對(duì)零件圖形的工藝性分析，設(shè)計(jì)出適合加工零件的模具，以達(dá)到生產(chǎn)要求，提高生產(chǎn)效率，零件的沖裁工藝性分析、模具結(jié)構(gòu)的確定是模具設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，只要合理就可以保證其加工精度及其各項(xiàng)指標(biāo)要求。 通過這次模具設(shè)計(jì)及編制其說明書，增加了不少專業(yè)方面的知識(shí)，提高了動(dòng)腦、動(dòng)手的能力。只實(shí)踐也理論相結(jié)合才能達(dá)到規(guī)定的各項(xiàng)性能指標(biāo)。參考文獻(xiàn)1王孝培.沖壓手冊(cè)（修訂版）M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988.2 周玲.沖模設(shè)計(jì)實(shí)例詳解M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.3王立人，張輝.沖壓模設(shè)計(jì)指導(dǎo)M.北京：北京理工大學(xué)出版社，2009.4李名望.沖壓模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)100例M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.4k.lange.Handboo