沖壓模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

沖」壓工數(shù)及模具設(shè)計(jì)模具課題設(shè)計(jì)班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：日期:^^3材料科學(xué)與工程學(xué)院CollegeofMaterialsScienceandEngineering沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)一課程設(shè)計(jì)引言在工業(yè)產(chǎn)品中，板材件占據(jù)了一個(gè)大比例。許許多多的機(jī)械零件，產(chǎn)品覆蓋件都是用板料加工而成的，因此，研究板料的成形方法對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與加工有著重要的意義?，F(xiàn)在的板材成形方法有許許多多種，其中冷沖壓占據(jù)很大的一部分。冷沖壓是利用安裝在壓力機(jī)上的沖模對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需要的零件的一種壓力加工方法。冷沖壓可以分為兩大類，即分離工序和成形工序。分離工序是指使板料按一定的輪廓線分離而獲得一定形狀，尺寸和切斷面質(zhì)量的沖壓件的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸沖壓件的工序。冷沖壓過(guò)程主要依靠沖模和壓力設(shè)備完成加工的，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，生產(chǎn)率很高，操作簡(jiǎn)單。而且產(chǎn)品壁薄、質(zhì)量輕、剛度好、可以加工成形復(fù)雜的零件，小到鐘表的秒針，大到汽車縱梁，覆蓋件等。冷沖壓與其他加工方法相比具有獨(dú)到的特點(diǎn)，所以在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。本課程即將結(jié)束之時(shí)，為了了解沖壓工藝的基本原理，掌握沖壓工藝的編制和模具的設(shè)計(jì)，我將選擇了一個(gè)墊片零件。通過(guò)設(shè)計(jì)沖裁模實(shí)現(xiàn)零件的大規(guī)模的生產(chǎn)與制造。沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)一課程設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-5"\h\z弓|言 1\o"CurrentDocument"一零件的工藝性分析 1\o"CurrentDocument"零件要求 1\o"CurrentDocument"沖裁件的工藝性分析 1\o"CurrentDocument"沖裁工藝方案的設(shè)定 2\o"CurrentDocument"二沖模設(shè)計(jì)相關(guān)計(jì)算 2\o"CurrentDocument"排樣的相關(guān)設(shè)計(jì)與計(jì)算 2\o"CurrentDocument"沖裁力的計(jì)算 3\o"CurrentDocument"沖裁壓力中心的計(jì)算 4\o"CurrentDocument"沖裁模刃口尺寸及公差的計(jì)算 4\o"CurrentDocument"主要零件的尺寸計(jì)算 5\o"CurrentDocument"三定位裝置的設(shè)計(jì) 7\o"CurrentDocument"橫向送料定位裝置設(shè)計(jì) 7\o"CurrentDocument"縱向送料定位裝置的設(shè)計(jì) 7\o"CurrentDocument"四標(biāo)準(zhǔn)件的選用 9\o"CurrentDocument"模座選用 9\o"CurrentDocument"壓力機(jī)選用 10\o"CurrentDocument"緊固件選擇 10\o"CurrentDocument"五模具加工工藝 11\o"CurrentDocument"凸模加工工藝 11\o"CurrentDocument"凹模加工工藝 11\o"CurrentDocument"六總結(jié) 12\o"CurrentDocument"參考資料： 12\o"CurrentDocument"七圖紙（附錄） 13零件明細(xì)表 13裝配圖（見(jiàn)附圖） 13零件圖（見(jiàn)附圖） 13沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)一課程設(shè)計(jì)一零件的工藝性分析零件要求材料：10F零件無(wú)公差要求，取IT14級(jí)生產(chǎn)批量：大批量零件表面無(wú)污漬，平整光滑，無(wú)裂紋等缺陷表面去毛刺，要求平整度小于0.12沖裁件的工藝性分析.零件的材料分析：10F鋼，碳含量0.07%?0.13%，是優(yōu)質(zhì)的碳素鋼，這種鋼強(qiáng)度不大，而塑性和韌性甚高，有良好的沖壓、拉伸和彎曲性能，可作塑性須好的零件。.零件的結(jié)構(gòu)分析：工件所有結(jié)構(gòu)均采用圓弧過(guò)渡，最小壁厚為4mm,而沖裁臨界加工壁厚為1.5t,即2.25mm。因此，滿足沖裁件的最小壁厚要求。工件上最小沖孔為98,滿足最小沖孔要求。.尺寸精度分析：工件未注明尺寸公差要求，因此所有的尺寸按照IT14級(jí)公差要求設(shè)計(jì)。按孔軸的公差尺寸，查表得各尺寸為：08036、022052、040oR80 460.310.62、 0.36、 0.31沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)一課程設(shè)計(jì)1.3沖裁工藝方案的設(shè)定沖裁模按組合程度有單工序模，復(fù)合模，級(jí)進(jìn)模。單工序模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，但是生產(chǎn)率低，精度不高，平整度較差，只適合生產(chǎn)批量小，形狀簡(jiǎn)單，批量小的工件。級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)率最高，雖然模具制造復(fù)雜，但是可以大批量生產(chǎn)精度較高的制件。復(fù)合模精度最高，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)率也比較高。但是模具制造復(fù)雜，制造精度高，成本高，比較適合生產(chǎn)批量較大精度要求高的工件。綜合工件的工藝性分析，該工件適合沖裁。由于工件精度要求不高，但是生產(chǎn)批量大，且零件尺寸不大，質(zhì)量要求不高，因此，該制件需要生產(chǎn)率較高的沖模，綜合各種沖模的特點(diǎn)，采用級(jí)進(jìn)模加工。為了盡量滿足制件的質(zhì)量，采用有導(dǎo)柱，彈性卸料，導(dǎo)正銷的模具。二沖模設(shè)計(jì)相關(guān)計(jì)算2.1排樣的相關(guān)設(shè)計(jì)與計(jì)算.排樣方案和搭邊值得確定根據(jù)板材厚度為1.5mm，查設(shè)計(jì)手冊(cè)，確定a=1.8mm，工件之間的搭邊值取b=1.5mm確定排樣步距s=40+1.5=41.5mm

沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)一課程設(shè)計(jì).條料寬度計(jì)算:按有側(cè)壓裝置計(jì)算公式：條料寬度：”=(%"+2噸查表得A=0.5,Z=0.2因此條料寬度為：B=(62+2久1.8)05=65.605 (mm). .排樣如圖所示導(dǎo)料板之間的間距：A=B+Z=65.8mm排樣如圖所示沖裁力的計(jì)算沖裁力有沖孔壓力和落料壓力，由：F=KLt%對(duì)10F鋼，取%=300Mpa，K=1,3，t=1.5mm計(jì)算得：L1=n(22+8+8)=119mm,L2=155.4mm因此得：沖孔力：F=1.3x119x1.5x300=69.6KN落料力：F=1.3x155.4x1.5x300=90.91KN采用下出料方式與鋼性卸料裝置，得：推件力：FT=nKTF取n=4、查表Kt二°-055得：Ft=5x0.055x4=35.31KN總沖裁力：

沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)一課程設(shè)計(jì)F=F+F2所以：FZ=F+FT=35.31+90.91+69.6=195.82KN所以：沖載壓力中心的計(jì)算對(duì)落料工序，該工件是對(duì)稱圖形，因此落料壓力中心在。1位置。對(duì)沖孔工序，壓力中心落在。2位置因此，合力中心一定在豎直軸線上。設(shè)。1，。2的中心為。，且沖裁合力中沖裁壓力中心示意圖心與O的距離為x沖裁壓力中心示意圖所以：%=1?工r'2=2.75mm0 L十L沖裁模刃口尺寸及公差的計(jì)算凸模與凹模有分別加工和配合加工兩種方法。其中配合加工工藝簡(jiǎn)單，可以適當(dāng)放大基準(zhǔn)件的公差，制造容易，成本低。該工件精度要求低，因此采用配合加工方法。凸、凹模刃口計(jì)算原則：落料以凹模為基準(zhǔn)，沖孔以凸模為基準(zhǔn)，孔心距的尺寸精度由凹模保證。4

沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)一課程設(shè)計(jì)1.落料模刃口尺寸計(jì)算落料凹模磨損后外形如圖所示：從圖可知：其中R1,02,03尺寸變大，C不變由落料凹模尺寸計(jì)算公式，得：4=(4 -x旨△/沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)一課程設(shè)計(jì)1.落料模刃口尺寸計(jì)算落料凹模磨損后外形如圖所示：從圖可知：其中R1,02,03尺寸變大，C不變由落料凹模尺寸計(jì)算公式，得：4=(4 -x旨△/dmax 0查表得：4二做8-0.5X0.36)0.。9=R7.820.°902=0(40-0.5X0.62)0415=039.690-115。=。A/4=460.0775「—A/4 —0.0775凸模采用配做加工方法，查表雙面間隙值凡譏=0.132MmZma'=0.240mm凸模刃口尺寸按凹模實(shí)際尺寸配制，保證雙面間隙值為0.132?0.240mm2.沖孔模刃口計(jì)算沖孔時(shí)以凸模為基準(zhǔn)計(jì)算刃口尺寸如圖所示，凸模磨損尺寸變化情況，其中93,94均變小由公式得：03=(804=(220.5X0.36)0,一0.09-00.5X0.52)-0112226—0.131.凹膜相關(guān)尺寸的計(jì)算

沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)一課程設(shè)計(jì)凹模的刃壁形式有直刃壁和斜刃壁。斜刃壁在刃口磨損后修磨會(huì)使模具尺寸增大。因此為了落料方便同時(shí)修模又不影響精度，采用上方直刃壁，下面為錐形的刃壁。由公式，得凹模高度H：H=ks(28)其中：S:垂直送料方向的凹模刃壁間最大距離K:系數(shù)，查表取k=0.3代入數(shù)據(jù)得：H=0.3x62=20mm垂直送料方向的凹模寬度B：B=S+(2.5?4.0)H得：B=123mm送料方向上凹模長(zhǎng)度L：L=SJ2S2其中：S「送料方向上的凹模刃壁間的最大距離S2:送料方向上的凹模刃壁至凹模邊緣的最小距離代入得：L=73+2x30=133mm查表取凹模尺寸標(biāo)準(zhǔn)尺寸，得：LxB=160mmX125mm2.凸模的長(zhǎng)度計(jì)算

沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)一課程設(shè)計(jì)凸模長(zhǎng)度L：其中：勺：凸模固定板厚度，取0.8倍凹模厚度，的H1=16mmh2:固定卸料板厚度，取H2=0.8H（凹模厚度），H2=16mmh3:導(dǎo)料板厚度，查表取H3=6mm凸模尺寸圖h：增加長(zhǎng)度，包括凸模的修模量，凸模進(jìn)入凹模的深度，以及凸模固定板凸模尺寸圖與卸料板之間的安全距離：取H=20mm代入得：L=16+16+6+20mm=58mm查表取凸模長(zhǎng)度為標(biāo)準(zhǔn)尺寸：L=60mm三定位裝置的設(shè)計(jì)橫向送料定位裝置設(shè)計(jì)在級(jí)進(jìn)模中，橫向定位裝置通常有導(dǎo)料板，導(dǎo)料銷，以及側(cè)壓裝置。本方案選用導(dǎo)料板導(dǎo)料，查表，取導(dǎo)料板厚度為6mm。縱向送料定位裝置的設(shè)計(jì)縱向定位裝置通常有固定擋料銷，活動(dòng)擋料銷，以及始用擋料銷，側(cè)刃與側(cè)

沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)一課程設(shè)計(jì)刃擋塊，導(dǎo)正銷定位等等。其中固定擋料銷，和導(dǎo)正銷組合定位方便，且易于設(shè)計(jì)，是大多數(shù)級(jí)進(jìn)模的定位選擇。所以，本方案采用落料凸模上導(dǎo)正銷，與凹模上擋料銷進(jìn)行組合定位。.導(dǎo)正銷的設(shè)計(jì)計(jì)算凸模上導(dǎo)正銷直徑：d=4-2cd:導(dǎo)正銷圓柱段部分直徑%：沖孔凸模直徑2c:導(dǎo)正銷與導(dǎo)正孔之間雙面間隙查表得：2c=0.1mmD=8.08mm.擋料銷選擇查表，選擇擋料銷選擇d=10mm擋料銷材料選擇45鋼，淬火硬度43HRC?48HRC由m6hL63由m6hL63X104L3go16Ri3如—g——U1012 1620里（Ifnun.擋料銷與導(dǎo)正銷位置的確定導(dǎo)正銷與導(dǎo)料銷配合使用時(shí)，導(dǎo)正銷與擋料銷位置關(guān)系如圖所示其中：8

沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)一課程設(shè)計(jì)Dd

e=k+a+k+A代入數(shù)值得:e=27mm代入數(shù)值得:e=27mm四標(biāo)準(zhǔn)件的選用模座選用模座寬度與凹模尺寸相同，長(zhǎng)度可略大于凹模尺寸。模架可以分為鋼制模架和鑄鐵模架，本方案選用鑄鐵標(biāo)準(zhǔn)模架。常用鑄鐵模架為HT200。由于沖件不大，常用中間導(dǎo)柱式模架比較合適。因此查表，取標(biāo)準(zhǔn)模座：LxB=160mmX160mm其中：沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)一課程設(shè)計(jì)上模座尺寸：160x160x40下模座尺寸：160x160x45導(dǎo)柱尺寸：028x150和032x150導(dǎo)套尺寸：28x100x38和32x100x38壓力機(jī)選用沖裁所需最大沖裁力為195.82KN,因此，選用壓力機(jī)型號(hào)為：JE21-25D壓力機(jī)公稱力為250KN，滿足使用要求。其中：模柄尺寸為：040mmx70mm緊固件選擇.凹模與下模座的銷釘選擇2x08x30mm.凹模與下模座的固定，采用6xM8x50mm螺釘.凸模與上模座的固定，選擇6xM8x60mm10

沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)一課程設(shè)計(jì)五模具加工工藝5.1凸模加工工藝.下料：鋸床下圓棒料。.粗車：粗車臺(tái)階外圓。.精車：兩頂尖精車臺(tái)階外圓。.熱處理：保證硬度60?64HRC。.磨外圓：磨兩外圓至尺寸。.修整：全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求。.檢驗(yàn)。.2凹模加工工藝.下料：鋸床或剪床下料。.鍛造：將毛坯鍛成毛坯形狀。.熱處理：退火，降低硬度便于加工。.粗加工，精加工：加工凹模內(nèi)孔和外形。.鉆孔，攻絲：定位后，鉆孔，攻螺紋。.熱處理：保證硬度60?64HRC。.精加工：磨上下平面至尺寸要求。.精整：全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求。.檢驗(yàn)022o傘 far022o傘 far沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)一課程設(shè)計(jì)六總結(jié).沖裁模是整個(gè)冷沖壓模具中最簡(jiǎn)單的模具，它只包括沖孔與落料工藝，不涉及彎曲，拉深等其他工序。沖裁模工件基本上都是在平面上進(jìn)行沖裁，因此沖裁模比其它沖模更加容易保證精度。.工件沖裁精度要求的高低和批量的大小是影響沖裁模設(shè)計(jì)方案的主要因素。根據(jù)精度的要求和批量的大小，可以選擇單工序模、級(jí)進(jìn)模、復(fù)合模中合適的沖裁方案。合理選擇沖裁方案對(duì)提高生產(chǎn)效率，生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，提高經(jīng)濟(jì)效益都有非常重要的意義。.沖裁模的凹、凸模、定位裝置是沖裁精度的主要保證。所以，