“墊片”零件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)

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1、九片學(xué)院JIU JIANG UNIVERSITY課程設(shè)計(jì)題目 墊片”零件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)院系機(jī)械與材料工程學(xué)院專業(yè)模具設(shè)計(jì)與制造姓名XXX年級(jí)XXX指導(dǎo)教師XXX2014年5月、乙/刖己 1第一章 概論 21.1 沖壓的概念和其加工特點(diǎn) 31.1.1 沖壓的概念 31.1.2 沖壓技術(shù)的加工特點(diǎn) 31.2 沖壓技術(shù)和模具工業(yè)的重要地位 41.3 沖壓工序的分類 51.4 沖壓模具技術(shù)的發(fā)展前景 5第二章沖裁件的工藝設(shè)計(jì)62.1 沖裁件的工藝性分析 62.1.1 結(jié)構(gòu)工藝性分析 62.1.2 尺寸精度和粗糙度分析 72.1.3 沖裁件材料分析 72.1.4 生產(chǎn)批量分析 82.2 工藝方案的確

2、定 82.3 沖裁件的排樣與搭邊值的確定 82.3.1 排樣方式的確定 82.3.2 搭邊值與條料寬度的確定 92.3.3 材料利用率的計(jì)算 112.4 沖裁力和壓力中心的計(jì)算 112.4.1 沖裁力的計(jì)算 112.4.2 卸料力、推件力的計(jì)算 112.4.3 沖模壓力中心的確定 132.5 壓力機(jī)的選用 132.5.1 壓力機(jī)的分類 132.5.2 壓力機(jī)類型的選擇 13第三章沖裁模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)143.1 沖模分類及其特點(diǎn) 143.1.1 沖裁模的分類143.1.2 沖裁模的特點(diǎn)分析 143.2 沖裁模具的選擇 153.3 沖模零部件分類及功能 153.4 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 163.4.1

3、 凸、凹模刃口尺寸計(jì)算的依據(jù)和計(jì)算原則 173.4.2 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算方法 183.5 沖模主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 213.5.1 工作零件 213.5.2 定位零件 243.5.3 卸料、推件零件 253.5.4 模架及其零件 253.5.5 其他支撐零件 263.5.6 彈性元件（橡膠）的選用與計(jì)算 26結(jié)束語 27參考文獻(xiàn) 29謝辭 295/15/2014編刖百冷沖壓工藝應(yīng)用范圍十分廣泛，具有效率高、精度高、質(zhì)量穩(wěn)定、材料利用率高、 操作簡易、適合批量生產(chǎn)及實(shí)現(xiàn)制造自動(dòng)化；在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門中，幾乎都有沖壓加工產(chǎn)品。本設(shè)計(jì)主要對(duì)沖孔、落料的沖壓工藝分析、數(shù)據(jù)的計(jì)算及根據(jù)工件選取沖壓

4、的L方法并進(jìn)行對(duì)凸、凹模及其他輔助零件的設(shè)計(jì)，主要是進(jìn)行毛坯尺寸、排樣、工序尺寸、沖壓壓力、壓力中心、模具工作部分尺寸等工藝計(jì)算，力爭以最好的性價(jià)比設(shè)計(jì)了模具各零件的結(jié)構(gòu)及裝配關(guān)系，在此基礎(chǔ)上確定模具的外形，完成了裝配圖和非標(biāo)準(zhǔn)的零件圖。最后確定壓力機(jī)類型及主要參數(shù)。在設(shè)計(jì)過程中主要注重于設(shè)計(jì)的方法與需要注意的事項(xiàng)。9第一章概論沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備(主要是壓力機(jī))上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件(俗稱沖壓或沖壓件)的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的

5、主要方法之一，隸屬于材料成型工程。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料(金屬或非金屬)批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實(shí)現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。與機(jī)械加工及塑件加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)如下。(1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。(2)沖壓時(shí)由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不壓件的表面質(zhì)量，而模具的壽命一般較長，所以

6、沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好，具有 “一模一樣” 的特征。(3)沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加工沖壓時(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強(qiáng)度和剛度均較高。(4)沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需要其它加熱設(shè)備，因?yàn)槭且环N省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。由于沖壓加工的零件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同，因而生產(chǎn)中采用的沖壓工藝方法也是各種各樣的。概括起來，可分為分離工序和成形工序兩大類：分離工序是指將坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質(zhì)量的沖壓(俗稱沖壓件)的工序；成形工序是指使坯料在不破壞的

7、條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。上述兩類工序，按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉伸和成形四種基本工序，每種基本工序還包括有多種單一工序。在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較少而公差要求較小時(shí)，若用分散的單一工序來沖壓是不經(jīng)濟(jì)甚至難于達(dá)到要求。這時(shí)在工藝上多采用集中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內(nèi)完成，稱為組合的方法不同。復(fù)合沖壓在壓力機(jī)的一次工作行程中，在模具的同一個(gè)工位上同時(shí)完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。級(jí)進(jìn)沖壓在壓力機(jī)上的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。

8、復(fù)合-級(jí)進(jìn) 在一副沖模上包括復(fù)合和級(jí)進(jìn)兩種方式的組合工序。沖模的結(jié)構(gòu)類型也很多。通常按工序性質(zhì)可分為沖裁模、彎曲模、拉伸模和成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模等。但不論何種類型的沖模，都可看成是由上模和下模兩部分組成，上模被固定在壓力機(jī)工作臺(tái)或墊板上，是沖模的固定部分。工作時(shí)，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機(jī)滑塊帶動(dòng)上模下壓，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上?；厣龝r(shí)，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來，以便進(jìn)行下一次沖壓循環(huán)。1.1 沖壓的概念和其加工特點(diǎn)1.1.1 沖壓的概念

9、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。1.1.2 沖壓技術(shù)的加工特點(diǎn)：沖壓件與鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強(qiáng)的特點(diǎn)。沖壓可制出其他方法難于制造的帶有加強(qiáng)筋、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，切削加工量少。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)（單工位或多工位的）上完成多道沖壓工序

10、，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。 與機(jī)械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)如下：（ 1） 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。這是因?yàn)闆_壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來完成加工，普通壓力機(jī)的行程次數(shù)為每分鐘可達(dá)幾十次，高速壓力要每分鐘可達(dá)數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個(gè)沖件。（ 2） 沖壓時(shí)由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好 ,具有 “一模

11、一樣 ” 的特征。（ 3） 沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強(qiáng)度和剛度均較高。（ 4） 沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。由于沖壓具有如此優(yōu)越性，沖壓加工在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。例如，在宇航，航空，軍工，機(jī)械，農(nóng)機(jī)，電子，信息，鐵道，郵電，交通，化工，醫(yī)療器具，日用電器及輕工等部門里都有沖壓加工。不但整個(gè)產(chǎn)業(yè)界都用到它，而且每個(gè)人都直接與沖壓產(chǎn)品發(fā)生聯(lián)系。像飛機(jī)，火車，汽車，拖拉機(jī)上就有許多大，中，小型沖壓件。小轎

12、車的車身，車架及車圈等零部件都是沖壓加工出來的。據(jù)有關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，自行車，縫紉機(jī)，手表里有80%是沖壓件；電視機(jī)，收錄機(jī)，攝像機(jī)里有90%是沖壓件；還有食品金屬罐殼，鋼精鍋爐，搪瓷盆碗及不銹鋼餐具，全都是使用模具的沖壓加工產(chǎn)品；就連電腦的硬件中也缺少不了沖壓件。1.2 沖壓技術(shù)和模具工業(yè)的重要地位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。沖壓模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。沖壓模具可保證沖壓產(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。用沖壓模具生產(chǎn)零部件可以采用冶金廠大量生產(chǎn)的廉價(jià)的軋制鋼板或鋼帶為坯料，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

13、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?，F(xiàn)代制造工業(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。目前，工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用模具成形工藝方法，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)普通壓力機(jī)設(shè)備每分鐘可生產(chǎn)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、儀器、儀表等產(chǎn)品，有60左右的零件是用模具加工出來的；而自行車、手表、洗衣機(jī)、電冰箱及電風(fēng)扇等輕工產(chǎn)品，有90左右的零件是用模具加工出來的；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

14、進(jìn)行。顯而易見，模具作為一種專用的工藝裝備，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)。1.3 沖壓工序的分類沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時(shí)保證分離斷面的質(zhì)量要求（表 1）。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實(shí)際生產(chǎn)中 ,常常是多種工序綜合應(yīng)用于一個(gè)工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。1.4 沖壓模具技術(shù)的發(fā)展前景在國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下，經(jīng)過幾十年努力，現(xiàn)在我國沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造能力已達(dá)到較高水平，包括信息工程和虛擬技術(shù)

15、等許多現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到應(yīng)用。雖然如此，我國的沖壓模具設(shè)計(jì)制造能力與市場需要和國際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。這一些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面，無論在設(shè)計(jì)還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車覆蓋件模具，具有設(shè)計(jì)和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn)，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計(jì)制造方法和手段方面基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)周期等方面，與國外相比還存在一定的差距。標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具，是我國重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機(jī)電一體化的鐵芯精密自動(dòng)閥片多功能模具，已基本達(dá)到國際水平。但總體上和國外多工位級(jí)進(jìn)模相

16、比，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，仍存在一定差距。汽車覆蓋件模具制造技術(shù)正在不斷地提高和完美，高精度、高效益加工設(shè)備的使用越來越廣泛。高性能的五軸高速銑床和三軸的高速銑床的應(yīng)用已越來越多。NC、DNC技術(shù)的應(yīng)用越來越成熟，可以進(jìn)行傾角加工超精加工。這些都提高了模具面加工精度，提高了模具的質(zhì)量，縮短了模具的制造周期。模具表面強(qiáng)化技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用。工藝成熟、無污染、成本適中的離子滲氮技術(shù)越來越被認(rèn)可，碳化物被覆處理（ TD處理）及許多鍍（涂）層技術(shù)在沖壓模具上的應(yīng)用日益增多。真空處理技術(shù)、實(shí)型鑄造技術(shù)、刃口堆焊技術(shù)等日趨成熟。激光切割和激光焊技術(shù)也得到了應(yīng)用。第二章 沖裁件的工藝設(shè)計(jì)2

17、.1 沖裁件的工藝性分析2.1.1 結(jié)構(gòu)工藝性分析名稱：墊片批量：大批量材料：10號(hào)鋼厚度：0.5mm該零件的外形規(guī)則結(jié)構(gòu)對(duì)稱，適用于普通沖壓加工，材料為10號(hào)鋼，厚度t=0.5mm,零件無特殊要要求，按IT=14級(jí)選取。2.1.2 尺寸精度和粗糙度分析其公差查互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)P18頁得到如下圖： 一 9-0-36由于t=0.5mm,所以近似粗糙度為612-0.433微米OI9SB2.1.3 沖裁件材料分析材料為10號(hào)鋼，厚度t=0.5mm,零件無特殊要要求，按IT=14級(jí)選取2.1.4 生產(chǎn)批量分析該零件的外形規(guī)則結(jié)構(gòu)對(duì)稱，適用于普通沖壓加工，零件無特殊要要求，適 合大批量生產(chǎn)。2.2

18、工藝方案的確定該工件包括落料沖孔兩個(gè)基本工序，可有以下幾種方案：方案一：先落料后沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。方案二：先沖孔后落料，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案三：沖孔落料同時(shí)進(jìn)行，采用復(fù)合膜生產(chǎn)各方案的特點(diǎn)比較如下：方案一：結(jié)構(gòu)簡單制造方便，但需要兩道工序，兩幅模具，成本相對(duì)較高， 生產(chǎn)效率低，在第一道工序完成后進(jìn)入第二道工序，必然會(huì)增加誤差，使工件精 度降低，達(dá)不到要求，故不選用。方案二：級(jí)進(jìn)模能滿足生產(chǎn)效率高的要求，但其難以保證內(nèi)部的相對(duì)精度， 故不選用。方案三：復(fù)合膜適用于生產(chǎn)效率高，精度高，結(jié)構(gòu)形狀簡單的工件，其最窄 的距離為4,而工件厚度為t=0.5mm,能滿足a 1.5t的要求。故選用此方案。

19、2.3 沖裁件的排樣與搭邊值的確定2.3.1 排樣方式的確定可采用以下兩種排樣方式方案一：少廢料排樣方案二：無廢料排樣由于該工件結(jié)構(gòu)比較簡單，無論采用一方案還是二方案都能滿足要求。相比 而言少廢料排樣材料利用率低，但無廢料排樣會(huì)加快模具的磨損，使模具壽命減 少，弁直接影響工件的斷面質(zhì)量，所以采用少廢排樣即一方案。2.3.2 搭邊值與條料寬度的確定查沖壓模具與制造表搭邊值如下：表1搭邊值和側(cè)邊值的數(shù)值材料厚度t圓件及A2t圓角矩形邊K.IW50矩形邊長150或1川用0.10.50.0450.0550.0630.080.52.50.040.050.0550.062.56.50.030.040.04

20、50.056.50.020.030.0250.03鋁、鋁合金、純銅、黃銅0.0250.080.020.060.30.070.030.09大搭邊和輪廓復(fù)雜說取上限值。卸料力,：.?.推件力1八1 I I頂件力、D.式中F沖裁力（N）;n同時(shí)梗塞在凹模內(nèi)的工件（或廢料）數(shù)； n=h/th凹模洞口的直壁高度（mm）;t材料厚度（mm）;NFKFxx059.19188.34873055.0卸料力推件力i.i：頂件力根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，總的沖壓力為NFnKFTT0494 .21978.348730 63.01N428124.4177 8FFTKFFFDx2.4.3沖模壓力中心的確定模具壓力中心是諸沖壓合力作用

21、點(diǎn)的位置，為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使沖模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)軌間產(chǎn)生過大磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降 低了模具和壓力機(jī)的使用壽命。模具的壓力中心，可按以下原則來確定(1)對(duì)稱零件的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心為沖裁的幾何中心。(2)工件形狀相同且分布對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。(3)各分力對(duì)某坐標(biāo)軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對(duì)該軸的力矩。求出 合力作用點(diǎn)的坐標(biāo)位置0,0 (x=0, y=0),即為所求模具的壓力中心。22110xlxlxlx21LLL22110xlXlxly21lll由于該零件是一個(gè)

22、矩形圖形，屬于對(duì)稱中心零件，所以該零件的壓力中心在 圖形的幾何中心。處。如圖2.5壓力機(jī)的選用2.5.1 壓力機(jī)的分類常用壓力機(jī)有開式雙柱可傾壓力機(jī)、閉式單點(diǎn)壓力機(jī)、單柱固定臺(tái)壓力機(jī)、 開式雙柱固定臺(tái)壓力機(jī)等。2.5.2 壓力機(jī)類型的選擇34壓力機(jī)公稱壓力的確定：對(duì)于沖裁工序，壓力機(jī)的公稱壓力應(yīng)大于或等于沖裁時(shí)總壓力的1.1-1.3倍,即KNFP5 5-47）3.11.1（根據(jù)冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書p210頁初選壓力機(jī)為：開式雙柱可傾壓力機(jī)J23-6.3。第三章沖裁模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 沖模分類及其特點(diǎn)3.1.1 沖裁模的分類沖裁模是沖裁工序所用的模具。沖裁模的結(jié)構(gòu)型式很多，為研究方便，對(duì)沖1 .按

23、工序性質(zhì)可分為落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模23 .按上、下模的導(dǎo)向方式可分為無導(dǎo)向的開式模和有導(dǎo)向的導(dǎo)板模、導(dǎo)柱 模、導(dǎo)筒模等。4 .按凸、凹模的材料可分為硬質(zhì)合金沖模、鋼皮沖模、鋅基合金沖模、聚5 .按凸、凹模的結(jié)構(gòu)和布置方法可分為整體模和鑲拼模，正裝模和倒裝模。6 .按自動(dòng)化程度可分為手工操作模、半自動(dòng)模、自動(dòng)模。3.1.2沖裁模的特點(diǎn)分析模具沖裁模是將材料（原材料或半成品）分離成制件（沖壓件）。主要特點(diǎn)有：1）凸模、凹模刃口鋒利，弁有足夠的強(qiáng)度和硬度。2）凸模、凹模刃口之間的間隙，是影響制件 （沖壓件）要工藝參數(shù)。3）凡是對(duì)原材料進(jìn)行沖裁的模具（例如落料模），都存在一個(gè)

24、怎樣提高原材料 利用率的問題，因此要認(rèn)真仔細(xì)地進(jìn)行排樣.弁選取合理的搭邊值。4）在沖裁過程中.沖裁力對(duì)模具和壓力機(jī)是一種沖擊載荷，它不僅影響工作 環(huán)境（振動(dòng)、噪聲），而且對(duì)模具和壓力機(jī)會(huì)產(chǎn)生不良影響.在選用設(shè)備和設(shè)計(jì)模 具時(shí)應(yīng)充分注意。5）沖裁模將原材料（或半成品）分離成制件和廢料兩部分，因此操作上存在放 取工件和排除廢料是否方便和安全等問題，要特別注意。3.2 沖裁模具的選擇大批量生產(chǎn)時(shí)，一般選用級(jí)進(jìn)?；驈?fù)合模。由于復(fù)合膜適用于生產(chǎn)效率高， 精度高，結(jié)構(gòu)形狀簡單的工件，其最窄的距離為4,而工件厚度為t=0.5mm,能滿足a L5t的要求，故采用復(fù)合模。3.3 沖模零部件分類及功能一般來說，沖

25、模都是由固定部分和活動(dòng)部分組成，固定部分用壓板、螺栓緊 固在壓力機(jī)的工作臺(tái)上；活動(dòng)部分固定在壓力機(jī)的滑塊上。通常緊固部分為下模， 活動(dòng)部分為上模。上模隨著滑塊作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而進(jìn)行沖壓工作。任何一副沖模都是由各種不同的零件組成，也可以由幾十個(gè)甚至由上百個(gè)零件作成。但 無論它們的復(fù)雜程度如何，沖模上的零件都可以根據(jù)其作用分為五種類型。1 .工作零件工作零件是直接使被加工材料變形、分離，從而加工成工件，如凸模、凹模、 凸凹模等。2 .定位零件定位零件的作用是控制條料的送進(jìn)方向和送進(jìn)距離，確保條料在沖模中的正 確位置。定位零件有當(dāng)料銷、導(dǎo)正銷、導(dǎo)尺、定位銷、定位板、側(cè)壓板和側(cè)刃等。3 .壓料、卸料

26、和頂料零件壓料、卸料與頂料零件包括沖裁模的卸料板、頂出器、廢料切刀、拉深模中 的壓邊圈等。這類零件的作用是保證在沖壓完畢后，將工件或廢料從模具中排出， 以使下次沖壓順利進(jìn)行。而拉深模中的壓邊圈主要作用是防止板料毛坯發(fā)生失穩(wěn) 起皺。4 .導(dǎo)向零件導(dǎo)向零件的作用是保證上模對(duì)下模相對(duì)運(yùn)動(dòng)精確導(dǎo)向，使凸模和凹模之間保 持均勻的間隙，提高沖壓件的品質(zhì)。如導(dǎo)柱、導(dǎo)套、導(dǎo)筒即屬于這類零件。5 .固定零件固定零件包括上模板、下模板、模柄、凸模和凹模的固定板、墊板、限位器、 彈性元件、螺釘、銷釘?shù)取＿@類零件的作用是使上述四類零件連接和固定在一起， 構(gòu)成整體，保證各零件的相互位置，弁使沖模能安裝在壓力機(jī)上。3.4

27、凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算落料 如圖a為工件圖，圖b為沖裁該工件所用落料凹模刃口的輪廓圖，圖 中虛線表示凹模刃口磨損后尺寸的變化情況落料時(shí)應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件來配作凸模。從圖 b中可以看出，凹模磨損后刃口尺寸有變大、變小和不變?nèi)N情況：1)凹模磨損后變大的尺寸(圖中 A1和A2),按一般落料凹模尺寸公式計(jì)算, 系數(shù)x課本44頁表3-5得0.5代入公式得：品“,d5.0000max169.41)62.05.042()(4心 1: 10.0000max278.11)43.05.012()(2)凹模磨損后變小的尺寸(圖中 B1和B2),按一般沖孔凸模尺寸公式計(jì)算，因它在凹模上相當(dāng)于沖孔凸模尺寸，系數(shù) x都為

28、0.5,即：0 min72.8)18.064.8()( 41小0min69.29)31.038.29()(423)凹模磨損后無變化的型寸(圖中 C),即:009.0015.0凹模刃口尺寸按凸模實(shí)際尺寸配置，保證雙面間隙值為zz15.015.03.4.1凸、凹模刃口尺寸計(jì)算的依據(jù)和計(jì)算原則maxmin沖裁過程中，凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模輪廓越磨越小,04.0 82.5) 18.064.5( )(836 .082 min凹模輪廓越磨越大，結(jié)果使間隙越用越大。因此，確定凸、凹模刃口尺寸應(yīng)區(qū)分 落料和沖孔工序，弁遵循如下原則:1 .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

29、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CC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。2 .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)，凹模基本尺寸應(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?；境叽鐒t取接近或等 于工件孔的最大極限尺寸。這樣，凸、凹在磨損到一定程度時(shí)，仍能沖出合格的零件。模具磨損預(yù)留量與工件制造精度有關(guān)。用X、表示，其中A為工件的公差值，x為磨損系數(shù),其值在0. 51之間，根據(jù)工件制造精度進(jìn)行選取:工件精度IT10以上X=1 工件精度IT11IT13 X=0.75工件精度IT14 X=0.5Zmin)。3 .

30、不管落料還是沖孔，沖裁間隙一般選用最小合理間隙值（4 .選擇模具刃口制造公差時(shí)，要考慮工件精度與模具精度的關(guān)系，即要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較工件精度高24級(jí)。對(duì)于形狀簡單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按I T 6I T 71/4來選取;1/8弁冠以級(jí)來選取；對(duì)于形狀復(fù)雜的刃口制造偏差可按工件相應(yīng)部位公差值的 對(duì)于刃口尺寸磨損后無變化的制造偏差值可取工件相應(yīng)部位公差值的(力。5 .工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差原則上都應(yīng)按人體”原則標(biāo)注為單向公差，所謂 人體”原則是指標(biāo)注工件尺寸公差時(shí)應(yīng)向材料實(shí)體方向單向 標(biāo)注。但對(duì)于磨損后無變化的尺寸，一般標(biāo)注雙向偏差

31、。3.4.2凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算方法由于沖模加工方法不同，刃口尺寸的計(jì)算方法也不同，基本上可分為兩類。1.按凸模與凹模圖樣分別加工法這種方法主要適用于圓形或簡單規(guī)則形狀的工件，因沖裁此類工件的凸、 凹模制造相對(duì)簡單，精度容易保證，所以采用分別加工，設(shè)計(jì)時(shí)，需在圖紙上分 別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。沖模刃口與工件尺寸及公差分布情況如圖2.4.1所示。其計(jì)算公式如下:h圖2.4.1沖模刃口與工件尺寸及公差分布(1)落料設(shè)工件的尺寸為D-A ,根據(jù)計(jì)算原則，落料時(shí)以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。首先確 定凹模尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等于工件輪廓的最小極限尺寸；將凹模尺 寸減小最小合理間隙值即得到凸模

32、尺寸。（2）沖孔設(shè)沖孔尺寸為d+A ,根據(jù)計(jì)算原則，沖孔時(shí)以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。首先確定凸模尺寸，使凸模的基本尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸；將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得到凸模尺寸。冊(cè)=由 + XA）。，（243）d5=（* + Z -（九沁 + 工+（244）a 1 nnm *0 V mmmm *0/（3）孔心距孔心距屬于磨損后基本不變的尺寸。在同一工步中，在工件上沖出孔距為L兩個(gè)孔時(shí)，其凹模型孔中心距 可按下式確定。L, =L + Ad 8式中 Da. Dt落料凹、凸模尺寸；dT. dA沖孔凸.凹模尺寸；一落料件的最大極限尺寸；d.沖孔件孔的最小極限尺才；L、Ld工件孔心距和凹?？仔木?/p>

33、的公稱尺寸；A工件制造公差；最小合理間隙；x磨損系數(shù)；斗、必一凸、凹模的制造公差,其可按T T 61 T 了級(jí)來選取，也可查表241選取，或取后這。/億-工皿）.0.6（Z_-Z_）d表241娓則形狀（圜以 方形）沖裁時(shí)凸模. 凹模的制造總差 （mm）基本尺寸凸模偏差凹模偏差W180 0200.020 13 00.0200.02530800 0200.030301200l0230.033120-1800.0300.040A1802600.0300.04326。3 600.0350.050360-5000.0400,0605000.0500.070由上可ituil為了保證初始I司隙不超過Zmax

34、即3r + Jx+ZminZmaxt（5和普選取必須滿足以下條件見，凸、凹模分別加工法的優(yōu)點(diǎn)是，凸、凹模具有互換性，制造周期短，便于成 批制造。其缺點(diǎn)是，為了保證初始間隙在合理范圍內(nèi)，需要采用較小的凸、凹模 具制造公差才能滿足 + W的要求，所以模具制造成本相對(duì)較高。2.凸模與凹模配作法采用凸、凹模分開加工法時(shí)，為了保證凸、凹模間一定的間隙值，必 須嚴(yán)格限制沖模制造公差，因此，造成沖模制造困難。對(duì)于沖制薄材料（因 Zmax 與Zmin的差值很?。┑臎_模，或沖制復(fù)雜形狀工件的沖模，或單件生產(chǎn)的沖模， 常常采用凸模與凹模配作的加工方法。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＃缓蟾鶕?jù)基

35、準(zhǔn)件 的實(shí)際尺寸再按最小合理間隙配制另一件。這種加工方法的特點(diǎn)是模具的間隙由 配制保證，工藝比較簡單，不必校核+ 0的條件，弁且還可放大基準(zhǔn)件的制造公差，使制造容易。設(shè)計(jì)時(shí)，基準(zhǔn)件的刃口尺寸及制造公差應(yīng)詳細(xì)標(biāo)注，而配作 件上只標(biāo)注公稱尺寸，不注公差，但在圖紙上注明：凸（凹）模刃口按凹（凸）模實(shí)際刃口尺寸配制，保證最小雙面合理間隙值 Zmin”。采用配作法，計(jì)算凸模或凹模刃口尺寸，首先是根據(jù)凸?；虬寄Ｄp后輪 廓變化情況，正確判斷出模具刃口各個(gè)尺寸在磨損過程中是變大，變小還是不變這三種情況，然后分別按不同的公式計(jì)算。(1)凸?；虬寄Ｄp后會(huì)增大的尺寸 一一第一類尺寸A落料凹模或沖孔凸模磨損后將會(huì)

36、增大的尺寸，相當(dāng)于簡單形狀的落料凹模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法與公式(2.4.1)相同 第一類尺A, = (Av - xA)A(247 )寸：?；虬寄Ｄp后會(huì)減小的尺寸 一一第二類尺寸B沖孔凸模或落料凹模磨損后將會(huì)減小的尺寸，相當(dāng)于簡單形狀的沖孔凸模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法與公式(2.4.3)相同。第二類尺寸：4(3)凸?；虬寄Ｄp后會(huì)基本不變的尺寸一一第三類尺寸C凸模或凹模在磨損后基本不變的尺寸，不必考慮磨損的影響，相當(dāng)于簡單 形狀的孔心距尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法與公式(2.4.5)計(jì)算。第三類尺寸：, 1 . 1 、C . = (C +

37、A) - A(249)式中 幺,、比、C模具基準(zhǔn)件尺寸(mm)；J J J工件極限尺寸(mm);工件公差(mm)。3.5沖模主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.5.1 工作零件落料凹模板尺寸凹模厚度：ksll（其計(jì)算結(jié)果大于或等于15mm）其中b沖壓件最大外形尺寸：k系數(shù)，考慮板材厚度的影響，其值可查表 315.mmksH8.164.042考慮到推件塊的安裝空間和運(yùn)動(dòng)空間，凹模的實(shí)際厚度應(yīng)增加取mmH20He ）2 5 1（凹模壁厚:一（其計(jì)算結(jié)果大于或等于 3040mm）mmHc)6.33 225()2 5.1(實(shí)際取C=30mm凹模長度：取.n 1 L I .凹模寬度：取 B=150mm所以，凹模輪廓尺

38、寸為 minmnimm20150150 ,為了保證螺孔間、螺孔與銷釘孔之間的強(qiáng)度和模具的壽命，一般開的孔與孔之間的距離、銷孔與螺紋孔之間的距離不應(yīng)小于 5mm,螺紋孔與凹模刃口間的距離取大于兩倍mmCsL)16 2117()120 75(42)45 2(1mmCsB )1621 17()120 75(42) 45.2(1孔徑值。凹模結(jié)構(gòu)圖如下圖所示:凸凹模的設(shè)計(jì)凸凹模的內(nèi)、外緣均為刃口，內(nèi)、外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸，為 保證凸凹模的強(qiáng)度，凸凹模應(yīng)有一定的壁厚。凸凹?？傞LL:mmhhhL71183122321其中1h為凸凹模固定板厚度，2h為橡膠安裝高度，3h為彈性卸料板厚度。 其結(jié)構(gòu)如

39、圖所示：沖孔凸模的設(shè)計(jì)因?yàn)橥姑閮?nèi)孔凸模，選用直通式凸模，與凸模固定板采用H7/m6配合。凸模材料應(yīng)選CM2,熱處理5862HRC。凸模的長度根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)確定，長度根據(jù)磨損量及固定板、凹模的厚度等來決定的即：mmhhhL75202530321其中1h為凸模固定板厚度，2h為沖孔凸模固定板,3h為落料凸模。其結(jié)構(gòu)如圖所示:3.5.2 定位零件定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上相對(duì)凸、凹模有正確的位置。定位零件 :定位零件是指保證條料或毛坯在模具中的位置正確的零件。包括導(dǎo)料板（或?qū)Я箱N）、擋料銷等。導(dǎo)料板對(duì)條料送進(jìn)起導(dǎo)向作用，擋料銷限制條料送進(jìn)的位置。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的固定擋料銷。3.5.3

40、 卸料、推件零件卸料裝置一般是彈性的,其基本零件是卸料板、卸料螺釘和彈性元件（彈簧或橡膠）組成，彈性卸料板的平面外形尺寸等于或稍大于凹模板尺寸，厚度取凹模厚度的0.60.8倍。卸料螺釘一般采用標(biāo)準(zhǔn)的階梯形螺釘，其數(shù)量按卸料板形狀與大小確定，卸料板為圓形時(shí)常用34個(gè)，為矩形時(shí)一般用46個(gè)。卸料螺釘?shù)闹睆酱笮】蛇x812mm,各卸料螺釘?shù)拈L度應(yīng)一致，以保證卸料板水平和均勻卸料。彈性卸料裝置依靠彈簧或橡皮的彈力來卸料，卸較力不太大，但沖壓時(shí)可兼起壓料的作用。3.5.4 模架及其零件1、上下模座模座分帶導(dǎo)柱和不帶導(dǎo)柱兩種，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)要求確定是否帶導(dǎo)柱的模座。本模具采用中間導(dǎo)柱、導(dǎo)套來保證模具上、

41、下模的精確導(dǎo)向?；瑒?dòng)導(dǎo)柱、導(dǎo)套都是圓柱形的，其加工方便，可采用車床加工，裝配容易。導(dǎo)柱的長度應(yīng)保證上模座最底位置時(shí)（閉合狀態(tài)），導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離17mm 。而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離為4mm。導(dǎo)柱的下部與下模座導(dǎo)柱孔采用H7/r6的過盈配合,導(dǎo)套的外徑與上模座導(dǎo)套孔采用H7/r6 的過盈配合。導(dǎo)套的長度，需要保證沖壓時(shí)導(dǎo)柱一定要進(jìn)入導(dǎo)套10mm以上。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用H5/h5的間隙配合，導(dǎo)柱與導(dǎo)套均采用 T10A 材料，熱處理硬度滲碳淬硬5560HRC 。導(dǎo)柱的直徑、長度分別為：導(dǎo)柱：d/mrrix L/mm分別為小35X 230導(dǎo)套：d/mnix L/mnriX Dmm分別為

42、小 35X 125X 48,模座的的尺寸L/mmx B/mm為315mme 200mm。模座的厚度應(yīng)為凹模厚度的1.52倍上模座的厚度為35 ，上墊板厚度取12，凸模固定板厚度取18 ，凸凹模固定板取22mm,卸料板取18mm,下模座的厚度為35mm。2、模柄本模具采用帶臺(tái)階的壓入式模柄。查表 2 35得到模柄尺寸如下mmd30 mmH73 、mmh25 mmdl 123.5.5其他支撐零件根據(jù)倒裝模形式特點(diǎn)：凹模板尺寸弁查標(biāo)準(zhǔn) JB/T-6743.1-94,確定其他模具模板尺寸列于下表中：序號(hào)名稱長斕嗝(mm)材料數(shù)量1 上墊板 125X25X5 T8A 12凸模固定板 125X125M4

43、45鋼13卸料板125X25X0 45鋼14凸凹模固定板 125M25M4 45鋼15 下墊板 125X25 6 T8A 1根據(jù)模具零件結(jié)構(gòu)尺寸，差表 GB/T2855.5-90選取后側(cè)導(dǎo)柱125X125標(biāo)準(zhǔn)架一副。3.5.6彈性元件(橡膠)的選用與計(jì)算(1)橡膠的形狀及數(shù)量由于橡膠允許承受的載荷較大，安裝靈活方便，因而是沖裁模中常見的彈性元件。假設(shè)數(shù)量為n=1(2)確定橡膠的自由高度0H工)(：,mmth5.40.531hh21工作其中：工作h卸料板工作行程1h為凸凹模凹進(jìn)卸料板的深度，取 1mm2h為凸凹模沖載后進(jìn)入凹模的深度 3mmt為材料厚度0.5mmmm10mm)5.55.4()10

44、5(54修其中：工h橡膠工作行程工作工hhH修h為凸凹模修磨量，取5.5mm綜合上述，寸3),：確走橡膠楠H縮量預(yù)H0H15%10)(預(yù) Hmm4351k0%150 HH 預(yù)(4)橡膠的裝模高度約為:mm314-35-U預(yù)安HHH總裝配圖結(jié)束語在大學(xué)的學(xué)習(xí)過程中，課程設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。是我們步入社會(huì)與實(shí)際工作的一次極好的演示，我十分有幸把課程設(shè)計(jì)和實(shí)際工作有機(jī)的結(jié)合起來。經(jīng)過一學(xué)期對(duì)模具整體結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)的學(xué)習(xí)與了解，為了更進(jìn)一步的了解模具制造和加工，利用所學(xué)模具知識(shí)設(shè)計(jì)一套簡單的墊片沖孔落料復(fù)合模具，來鞏固所學(xué)模具知識(shí)。此次的課程設(shè)計(jì)是我們從大學(xué)畢業(yè)走向未來工作的重要一步，從最初的計(jì)算、繪圖

45、直到完成設(shè)計(jì)，期間查找資料、老師們的指導(dǎo)與同學(xué)的交流，每一個(gè)過程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。不但是我更進(jìn)一步理解和懂得了解以前學(xué)到的知識(shí)而且還把以前課本上學(xué)到的知識(shí)連接在一起。系統(tǒng)的掌握了產(chǎn)品零件的成型工藝分析，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法和步驟，非標(biāo)準(zhǔn)零件的設(shè)計(jì)基本方法。使我更進(jìn)一步地學(xué)習(xí)和鞏固了綜合應(yīng)用、模具課程設(shè)計(jì)以及相關(guān)的理論基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)。此次課程設(shè)計(jì)是對(duì)我專業(yè)知識(shí)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固，課程設(shè)計(jì)收獲很多，提高自己的繪圖能力。學(xué)會(huì)了正確運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和資料，培養(yǎng)了認(rèn)真負(fù)責(zé)、踏實(shí)細(xì)致的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，強(qiáng)化了質(zhì)量意識(shí)和時(shí)間觀念，形成了從業(yè)的基本職業(yè)素質(zhì)。但是課程設(shè)計(jì)也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處，比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的能力，對(duì)材料的不了解。1. 沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)2. 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)3. 沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)參考文獻(xiàn)徐新成主編機(jī)械工業(yè)出版社2011王芳主編機(jī)械工業(yè)出版社2011王孝培主編機(jī)械工業(yè)出版社2009謝辭這次實(shí)踐是自己大學(xué)所學(xué)的一次大的檢閱，使我明白自己知識(shí)還很淺薄。雖然馬上要畢業(yè)了，但是自己的求學(xué)之路還很長，以后更應(yīng)在工作中學(xué)習(xí)，努力使自己成為一個(gè)對(duì)社會(huì)有所貢獻(xiàn)的人。