堵蓋沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、 目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc4278 第1章 前言 PAGEREF _Toc4278 2 HYPERLINK l _Toc2386 第2章 沖壓件工藝分析 PAGEREF _Toc2386 4 HYPERLINK l _Toc4274 1、 材料性能分析 PAGEREF _Toc4274 4 HYPERLINK l _Toc4388 2、 工件結(jié)構(gòu)形狀分析 PAGEREF _Toc4388 5 HYPERLINK l _Toc19849 3、 工藝方案分析 PAGEREF _Toc19849 5 HYPERLINK l _Toc6872 第3章 工藝參數(shù)

2、計(jì)算 PAGEREF _Toc6872 6 HYPERLINK l _Toc14432 1、確定修邊余量 PAGEREF _Toc14432 6 HYPERLINK l _Toc26779 2、計(jì)算毛坯直徑D PAGEREF _Toc26779 6 HYPERLINK l _Toc12772 3、拉深次數(shù)的確定 PAGEREF _Toc12772 7 HYPERLINK l _Toc10957 4、排樣方式的選擇 PAGEREF _Toc10957 7 HYPERLINK l _Toc22964 5、材料利用率的計(jì)算 PAGEREF _Toc22964 8 HYPERLINK l _Toc30

3、798 第4章 沖壓力及沖壓中心的計(jì)算 PAGEREF _Toc30798 10 HYPERLINK l _Toc29186 1、 沖壓力的計(jì)算 PAGEREF _Toc29186 10 HYPERLINK l _Toc15886 2、 沖壓壓力中心計(jì)算 PAGEREF _Toc15886 10 HYPERLINK l _Toc16737 第5章 沖壓壓力機(jī)的選擇 PAGEREF _Toc16737 11 HYPERLINK l _Toc2097 第6章 凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc2097 12 HYPERLINK l _Toc27608 1、 落料凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 PAGE

4、REF _Toc27608 12 HYPERLINK l _Toc22858 2、 拉深凸凹模圓角半徑 PAGEREF _Toc22858 12 HYPERLINK l _Toc17841 3、 拉深凸模和凹模單邊間隙Z PAGEREF _Toc17841 13 HYPERLINK l _Toc10360 4、 拉深凸、凹模工作部分尺寸及公差 PAGEREF _Toc10360 13 HYPERLINK l _Toc30110 第7章 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc30110 14 HYPERLINK l _Toc9582 1、 模架選擇 PAGEREF _Toc9582 14 H

5、YPERLINK l _Toc10535 2、 模柄選用 PAGEREF _Toc10535 14 HYPERLINK l _Toc6570 3、 卸料裝置的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc6570 14 HYPERLINK l _Toc30090 4、 銷釘、螺釘選擇 PAGEREF _Toc30090 14 HYPERLINK l _Toc14433 第8章 模具閉合高度的校核 PAGEREF _Toc14433 16 HYPERLINK l _Toc4196 總結(jié) PAGEREF _Toc4196 17 HYPERLINK l _Toc31479 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc3147

6、9 18第1章 前言沖壓是使板料經(jīng)分離或成形而得到制件的加工方法。沖壓利用沖壓模具對(duì)板料進(jìn)行加工。常溫下進(jìn)行的板料沖壓加工稱為冷沖壓。 模具是大批生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備。模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。 模具可保證沖壓產(chǎn)品的尺寸精度，使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，而且在加工中不破壞產(chǎn)品表面。用模具生產(chǎn)零部件可以采用冶金廠大量生產(chǎn)的廉價(jià)的軋鋼鋼板或鋼帶為壞料，且在生產(chǎn)中不需加熱，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、重量輕、成本低且節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點(diǎn)，是其他加工方法所不能比擬的。使用模具已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展

7、。 目前，工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用模具成形工業(yè)方法，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率和質(zhì)量。一般壓力機(jī)加工，一臺(tái)普通的壓力機(jī)設(shè)備每分鐘可成形零件幾件到幾十件，高速壓力機(jī)的生產(chǎn)率已達(dá)到每分鐘數(shù)百件甚至上千件。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，飛機(jī)、汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀表、等產(chǎn)品，有60%左右的零件是用模具加工出來(lái)的；而自行車、手表、洗衣機(jī)、電冰箱及電風(fēng)扇等輕工業(yè)產(chǎn)品，有90%左右的零件時(shí)用模具加工出來(lái)的；至于日用五金、餐具等物品的大批量生產(chǎn)基本上完全靠模具來(lái)進(jìn)行。顯而易見，模具作為一種專用的工藝設(shè)備，在生產(chǎn)中的決定性作用和重要地位逐漸為人們所共識(shí)。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(shì)，發(fā)展了一些新的成形工藝(如高能成形

8、和旋壓等)、簡(jiǎn)易模具（如軟模和低熔點(diǎn)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(lái)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。接線端子零件是沖壓生產(chǎn)的一個(gè)典型零件，在客車生產(chǎn)中有很強(qiáng)的作用，其模具設(shè)計(jì)有一定的實(shí)用價(jià)值。對(duì)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。沖壓件與 HYPERLINK /doc/413699-438176.html t /doc/_blank 鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強(qiáng)的特點(diǎn)。沖壓可制出其他

9、方法難于制造的帶有加強(qiáng)筋、 HYPERLINK /t017bfb9b17b2806525.jpg 沖壓肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性。由于采用精密模具，工件精度可達(dá)微米級(jí)，且重復(fù)精度高、規(guī)格一致，可以沖壓出孔窩、凸臺(tái)等。冷沖壓件一般不再經(jīng)切削加工，或僅需要少量的切削加工。熱沖壓件精度和表面狀態(tài)低于冷沖壓件，但仍優(yōu)于鑄件、鍛件， HYPERLINK /doc/6971365-7194051.html t /doc/_blank 切削加工量少。 第2章 沖壓件工藝分析材料性能分析該沖裁件的材料是A3，具有較好的拉深性能。圖2-1 制件圖圖2-1 制件圖圖2-1 制件圖圖2-1 制件圖工件結(jié)構(gòu)形

10、狀分析根據(jù)制件的材料、厚度、形狀及尺寸，在進(jìn)行沖壓工藝設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：該制件為共拉深一種工序，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，毛坯尺寸的計(jì)算是一個(gè)重點(diǎn)。制件不大，可能需要經(jīng)過(guò)多次拉深。如果需要經(jīng)過(guò)多次拉深，則拉深工序的確定以及拉深工序件尺寸的計(jì)算是正確進(jìn)行工藝和模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。沖裁間隙、拉深凸凹模間隙以及每道拉深工序的高度的確定，應(yīng)符合制件的要求。各工序凸凹模動(dòng)作行程的確定應(yīng)保證各工序運(yùn)動(dòng)穩(wěn)妥、連貫。工藝方案分析根據(jù)該零件的形狀特征，該產(chǎn)品屬于拉伸件，需要進(jìn)行落料、拉深兩個(gè)基本恭喜工序。可以有以下工藝方案：方案一：先落料，首次拉深，再次拉深。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：先落料，后兩次復(fù)合拉深

11、。采用單工序模+復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：先落料+拉深復(fù)合，后再拉深，采用復(fù)合模+單工序模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，需要三道工序三副模具，成本高效率低。方案二只要兩副模具，但制造難度大，成本也大。而方案三只需兩幅模具，工件的精度以及生產(chǎn)效率較高，操作方便，成本較低，從而該沖壓生產(chǎn)采用方案三比較好。第3章 工藝參數(shù)計(jì)算1、確定修邊余量h=17mm，d=17-1=16，則h/d=17/16=1.06。查表5-2得出修邊余量=2.5mm，從而拉深高度H=h+h=19.5mm。h=19.5mm，d=19.5-1=18.5，則h/d=19.5/18.5=1.05。查表5-2得出修邊余量=2.5mm，從而拉深高

12、度H=h+h=22mm。h=18.5mm，d=18.5-1=17.5，則h/d=18.5/17.5=1.06。查表5-2得出修邊余量=2.5mm，從而拉深高度H=h+h=21mm。h=14.5mm，d=14.5-0.8=13.7，則h/d=14.5/13.7=1.06。查表5-2得出修邊余量=2.5mm，從而拉深高度H=h+h=17mm。2、計(jì)算毛坯直徑D圖3-1 圓筒形拉深件毛坯尺寸計(jì)算旋轉(zhuǎn)體零件的毛坯應(yīng)該是圓形的，其直徑按面積相等的原則計(jì)算。計(jì)算時(shí)，首先應(yīng)該將拉深零件劃分成若干個(gè)便于計(jì)算的部分，分別計(jì)算出各部分的面積并相加，即可得到零件的總面積F。然后根據(jù)旋轉(zhuǎn)體零件的總面積，計(jì)算出圓形毛坯

13、的直徑。如圖3-1所示，為便于計(jì)算，將其分為三個(gè)部分，每部分的面積分別為： 將三部分的面積相加，并使，可得： 式中，A為拉深件的總面積（含修邊余量）；D0為拉深件的毛坯直徑；Ai為拉深件各組成部分的面積。計(jì)算得：計(jì)算得：計(jì)算得：計(jì)算得：3、拉深次數(shù)的確定拉深次數(shù)的確定可根據(jù)拉深系數(shù)和零件相對(duì)高度h/d來(lái)確定，在這里選擇根據(jù)零件的相對(duì)高度h/d來(lái)確定。無(wú)凸緣拉深件相對(duì)高度h/d與拉深次數(shù)的關(guān)系如下表：表3-1 拉深件相對(duì)高度h/d與拉深次數(shù)的關(guān)系（無(wú)凸緣圓筒形件）拉深次數(shù)坯料的相對(duì)厚度（t/D）（%）21.51.51.01.00.60.60.310.940.770.840.650.710.570

14、.620.521.881.541.601.321.361.11.130.9433.52.72.82.22.31.81.91.545.64.34.33.53.62.92.92.4根據(jù)零件拉深后尺寸計(jì)算，可以得到h/d1.09，而原坯料的相對(duì)厚度t/D81%，根據(jù)表3-1可以得到該拉深零件的拉深次數(shù)為1，因此可知該拉深零件可一次拉深成型。4、排樣方式的選擇分析零件形狀，應(yīng)采用直排的排樣方式，零件可能的排樣方式有圖3-2所示。圖3-2 示意圖（1）搭邊值的確定排樣中相鄰兩工件之間的余料或工件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊是廢料，從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值應(yīng)愈小愈好。但過(guò)小的搭邊容易擠進(jìn)凹模，增加刃口磨

15、損，降低模具壽命，并且也影響沖裁件的剪切表面質(zhì)量。一般來(lái)說(shuō)，搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)和查表來(lái)確定的，該制件的搭邊值采用查表取得。經(jīng)查表可確定最小搭邊值a和a1，a取1.5mm，a1取1.5mm。（2）寬度的確定根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)不同，可分為有側(cè)壓裝置的模具和無(wú)側(cè)壓裝置的模具，側(cè)壓裝置的作用是用于壓緊送進(jìn)模具的條料（從料帶側(cè)面壓緊），使條料不至于側(cè)向竄動(dòng)，以利于穩(wěn)定地加工生產(chǎn)。本套模具導(dǎo)料板為無(wú)側(cè)壓裝置。故按下式計(jì)算：式中:B為條料寬度；為條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；a為側(cè)搭邊值；為條料寬度的單向（負(fù)向）偏差，查表得=0.4。所以根據(jù)以上理論數(shù)據(jù)得出：所以根據(jù)以上理論數(shù)據(jù)得出：所以根據(jù)以上理論數(shù)據(jù)得出：所以

16、根據(jù)以上理論數(shù)據(jù)得出：5、材料利用率的計(jì)算沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比就叫材料利用率，它是衡量合理利用材料的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。關(guān)于材料利用率，可用下式表示：=A/BS100%式中: A為一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積（mm2）；B為條料寬度（mm）； S為步距（mm）。計(jì)算得： 具體排樣圖如圖3-3所示：圖3-3 排樣圖第4章 沖壓力及沖壓中心的計(jì)算沖壓力的計(jì)算計(jì)算沖裁力的目的是為了選用合理的壓力機(jī)、設(shè)計(jì)模具以及檢驗(yàn)?zāi)＞叩膹?qiáng)度。壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的總沖壓力，以適應(yīng)沖壓工藝的需求。根據(jù)拉深圓筒形零件拉深力計(jì)算公式：計(jì)算得：計(jì)算得：計(jì)算得：計(jì)算得：沖壓壓力中心計(jì)算模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖

17、壓力合力的作用點(diǎn)位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合，否則會(huì)使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過(guò)大的摩擦，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。對(duì)稱形狀的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。分析本制件圖2-1可知，該圖關(guān)于中心對(duì)稱，外輪廓為中心對(duì)稱。所以壓力中心即為工件的幾何中心，即壓力中心距兩邊距離均為21.5mm。對(duì)稱形狀的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。分析本制件圖2-1可知，該圖關(guān)于中心對(duì)稱，外輪廓為中心對(duì)稱。所以壓力中心即為工件的幾何中心，即壓力中心距兩邊距離均為25.5mm。對(duì)稱形狀

18、的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。分析本制件圖2-1可知，該圖關(guān)于中心對(duì)稱，外輪廓為中心對(duì)稱。所以壓力中心即為工件的幾何中心，即壓力中心距兩邊距離均為23.5mm。對(duì)稱形狀的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。分析本制件圖2-1可知，該圖關(guān)于中心對(duì)稱，外輪廓為中心對(duì)稱。所以壓力中心即為工件的幾何中心，即壓力中心距兩邊距離均為17.5mm。第5章 沖壓壓力機(jī)的選擇 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?zèng)_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

19、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(huì)產(chǎn)生變形，一般壓力機(jī)噸位不超過(guò)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。考慮到經(jīng)濟(jì)性能、加工要求和操作方便在此選開式壓力機(jī)。由于總沖壓力，而由公式選取J23-10固定開式可傾曲柄壓力機(jī)。參數(shù)如下表：表5-1 壓力機(jī)參數(shù)型號(hào)J23-10公稱壓力（KN）100滑塊行程（mm）45滑塊行程次數(shù)（）145最大閉合高度（mm）210閉合高度調(diào)節(jié)量（mm）55滑塊中心線至機(jī)身距離（mm）150工作臺(tái)尺寸（mm）前后275左右425模柄孔尺寸（mm）直徑30深度60工作臺(tái)孔尺寸（mm）前后195左右155第6章 凸凹模結(jié)構(gòu)

20、設(shè)計(jì)落料凸、凹模刃口尺寸計(jì)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(lái)保證。正確確定模具刃口尺寸及其制造公差，是設(shè)計(jì)沖裁模主要任務(wù)之一。(1)沖裁間隙的確定根據(jù)實(shí)用間隙表查得材料A3的最小雙面間隙Zmin=0.100mm，最大雙面間隙Zmax=0.140mm。 (2)刃口尺寸的計(jì)算及依據(jù)與法則配作法就是先按設(shè)計(jì)尺寸制出一個(gè)基準(zhǔn)件（凸?；虬寄＃?，然后根據(jù)基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸按間隙配制另一件。這種加工方法的特點(diǎn)是模具的間隙由配制保證，工藝比較簡(jiǎn)單，并且還可適當(dāng)放大基準(zhǔn)件的制造公差，使制造容易，故目前一般工廠常常采用此種加工方法。根據(jù)工件的具體結(jié)構(gòu)得到該

21、工件的沖裁尺寸為落料尺寸，應(yīng)該以凹模為基準(zhǔn)件來(lái)配作凸模。該工件的尺寸84mm為凹模磨損后變大的尺寸，即A類尺寸。其中，x為磨損系數(shù)，取0.5；為工件公差。計(jì)算得：根據(jù)工件的具體結(jié)構(gòu)得到該工件的沖裁尺寸為落料尺寸，應(yīng)該以凹模為基準(zhǔn)件來(lái)配作凸模。該工件的尺寸90mm為凹模磨損后變大的尺寸，即A類尺寸。其中，x為磨損系數(shù)，取0.5；為工件公差。計(jì)算得：根據(jù)工件的具體結(jié)構(gòu)得到該工件的沖裁尺寸為落料尺寸，應(yīng)該以凹模為基準(zhǔn)件來(lái)配作凸模。該工件的尺寸87mm為凹模磨損后變大的尺寸，即A類尺寸。其中，x為磨損系數(shù)，取0.5；為工件公差。計(jì)算得：根據(jù)工件的具體結(jié)構(gòu)得到該工件的沖裁尺寸為落料尺寸，應(yīng)該以凹模為基準(zhǔn)

22、件來(lái)配作凸模。該工件的尺寸76mm為凹模磨損后變大的尺寸，即A類尺寸。其中，x為磨損系數(shù)，取0.5；為工件公差。計(jì)算得：拉深凸凹模圓角半徑由于工件保證外形尺寸，所以由圖知，取。所以凸模圓角半徑為1.5mm。凹模圓角半徑為1.5mm。由于工件保證外形尺寸，所以由圖知，取。所以凸模圓角半徑為1.8mm。凹模圓角半徑為1.8mm。由于工件保證外形尺寸，所以由圖知，取。所以凸模圓角半徑為1.5mm。凹模圓角半徑為1.5mm。由于工件保證外形尺寸，所以由圖知，取。所以凸模圓角半徑為1.5mm。凹模圓角半徑為1.5mm。拉深凸模和凹模單邊間隙Z根據(jù)凸模和凹模單邊間隙計(jì)算公式：其中，為材料最大厚度。計(jì)算得凸

23、模和凹模的單邊間隙。拉深凸、凹模工作部分尺寸及公差 由于工件保證外形尺寸，由參考文獻(xiàn)1得凸、凹模工作部分尺寸及其公差計(jì)算公式分別為 式中，為凹模的公稱尺寸；為凸模的公稱尺寸；為拉深件外徑下極限尺寸；為拉深件公差；、為凸模、凹模的制造公差，由參考文獻(xiàn)1得：mm、；為拉深模的間隙。 計(jì)算得：、計(jì)算得：、計(jì)算得：、計(jì)算得：、第7章 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模架選擇由凹模的尺寸計(jì)算出凹模周界，再由凹模周界從標(biāo)準(zhǔn) 中選取標(biāo)準(zhǔn)模架125125110140 GB/T2851.3，如下表所示。凹模周界(mm)閉合高度(H/mm)零件件號(hào)、名稱及標(biāo)準(zhǔn)號(hào)1234上模座GB/T2855.5下模座GB/T2855.6導(dǎo)柱GB

24、/T2861.1導(dǎo)套GB/T2861.6數(shù)量LB最小最大1122規(guī)格1001001102102202203522022040281554470模柄選用根據(jù)壓力機(jī)的模柄中心孔尺寸，按JB/T 7646.3-2008選擇凸緣式A 30 JB/T 7646.3-2008，材料為Q235A。卸料裝置的設(shè)計(jì)根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，模具凸凹模處選用打料桿的卸料方式，為剛性卸料；模具下模部分選用彈簧和推塊的形式來(lái)推出制件，為彈性卸料。銷釘、螺釘選擇固定銷根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，銷釘選用：銷GB/T 119.12000 M840和銷GB/T 119.12000 M850，材料為35鋼。螺釘為使凸凹模固定板安裝在上模架和凹模安裝在下模架上時(shí)不影響模具在壓力機(jī)上的安裝，應(yīng)采用內(nèi)六角圓柱頭螺釘，其中上模固定螺釘選用GB/T 70.12000 M860，下模固定螺釘選用GB/T 70.12000 M860，模柄螺釘選用GB/T 70.1