托板沖壓工藝及模具設計說明書

1、沖壓模具及設備托板沖壓工藝及模具設計說明書單 位：重慶工業(yè)職業(yè)技術學院部 門：模具設計與制造設 計 者：茍正平學 號：201210230637指 導 教 師：洪老師 2013·10·31前言課程設計是大學三年的綜合性時間環(huán)節(jié)，目的是通過課題的設計研究培養(yǎng)綜合運用各門課程知識的能力，培養(yǎng)獨立分析問題和解決問題的能力。但?？粕脑O計不完全等同本科生，應比切與生產世紀相結合，應與培養(yǎng)職業(yè)能力相結合，以體現(xiàn)高職的特點。在指導老師的精心安排和用心指導下，本次設計從確定課題題目，擬定設計方案，設計過程到答辯按照畢業(yè)生設計工作進行。第一， 充分調研，確定應用型畢業(yè)設計課題。選好設計題目，

2、設計目標，保證設計質量的前提。這個課題能較全面的應用學生所學專業(yè)知識或者將來工作所需求的專業(yè)技術，達到綜合運用的目的，既能夠解決企業(yè)急需解決的生產技術問題，又能培養(yǎng)學生的職業(yè)崗位能力。難度不是很大，但是使設計圖紙能直接用于生產，并滿足使用要求，也是不容易的。第二， 反復論證，確定產品設計方案。明確課題性質意義設計內容，設計要求達到的技術經濟指標和完成時間，并確定好正確合理的設計方案。第三， 虛心求教，仔細認真。我們高職學生的基礎理論知識較差，設計能力較差，為了使我們盡快進入工作狀態(tài)，指導老師耐心向我們介紹機械產品設計方法，一般步驟和設計過程等注意事項。由于本人設計水平有限，設計中存在的缺點和錯

3、誤在所難免，敬請老師批評指正。 沖壓件：托板生產批量：大批量材料：08Ft=2mm目 錄緒論一、托板零件沖壓工藝性分析1、批量2、材料 3、結構與尺寸 4、精度與斷面粗糙度二、 托板沖壓工藝流程及方案優(yōu)化 1、沖壓工藝類型 2、沖壓工藝次數 3、沖壓工藝順序 4、沖壓工藝的組合方案三、托板沖壓工藝的工藝設計1、排樣類型2、排樣方式3、料邊與搭邊的確定4、條料寬度的確定5、材料利用率的計算6、定位裝置的選擇四、 沖壓設備選擇 1、沖裁力的計算 2、卸料力的計算 3、推件力的計算 4、頂件力的計算 5、沖件的卸料方式 6、設備的選擇 7、壓力中心的確定5 托板沖壓模具參數計算 1、模具凹凸模之間的

4、間隙確定 2、沖壓模具刃口尺寸的計算 1）基準選取 2）刃口尺寸計算 3）模具制造方法3、凹模設計 4、凸模設計 5、模具閉合高度計算 6、彈簧的選用及其它零部件的確定6 設計并繪制模具裝配圖、選取標準件7 繪制非標準件零件圖 總結 致謝 參考文獻 沖壓件：托板生產批量：大批量材料：08Ft=2mm 第一章托板零件的工藝性分析（一）經濟性通過以下幾方面對沖壓件托板的經濟性成本分析：（1）通過查閱資料可得知材料的費用占總成本的60%75%，另加上工人的務工費，及加工時需要的電費及機床的維護費。（2）托板的批量,由用戶提供的圖紙所知，該沖壓件需要大批量生產，適合用沖壓的方式加工，可以采用級進模進行

5、沖壓，復合模沖壓以及單工序模沖壓。（3）后實際生產生產過程可知，在加工時充分地對材料利用，提高材料的利用率，充分利用材料間的縫隙，以循環(huán)利用廢料。（4）在大批量生產過程中，采用硬質合金鋼來延長模具的使用壽命。通過以上可得知，托板生產需要大批量生產，符合沖壓生產的工藝性，可使用大批量生產。（二）材料沖壓材料需要滿足沖壓工藝的要求及后續(xù)加工的要求，需滿足以下幾點一、 具有良好的沖壓成型性。二、 具有良好的表面質量。由圖可知沖壓件的材料為08F,查沖壓模具及設備表2-3可知08F的抗剪強度為=216304MPa,抗拉強度為275383MPa08F為沖壓常用材料，故托板適合進行沖裁。（三）結構尺寸1

6、此沖壓件的形狀應力求簡單規(guī)則，有利于材料的合理使用，節(jié)約材料，減少工序數目。提高模具的使用壽命，降低沖件成本。此沖壓件的形狀簡單，規(guī)則且厚度t=2mm，適合沖壓生產。2沖壓件的內部，外形轉交要盡量避免尖角，應以圓弧過渡，以便于模具的加工，減少直角處的開裂和沖裁時尖角處的崩刃和磨損，沖裁件的形狀可參照沖壓模具及設備4-2有圖表可知當落料時交角90°，最小圓半徑為r=0.25t=0.5mm,為加工方便，與客戶商量將圖上直角改為R0.5，并與顧客簽字確認：如圖沖壓件：托板生產批量：大批量材料：08Ft=2mm3沖壓過程中盡量避免沖裁件上過長的懸臂和凹槽，否則會降低模具使用壽命和沖裁質量。由

7、客戶提供的圖紙確定托板的尺寸和形狀無凸出的懸臂和凹槽，故適合沖壓生產的要求。4托板沖孔時，內徑直徑為10mm1.5t，故適合沖壓5 此沖壓件托只有一個中心孔直徑為10mm，不需要考慮孔與孔之間的間距，所以不影響托板的生產。綜上所述沖壓件適合進行沖壓生產。（四）粗糙度與精度1 沖裁件的經濟公差等級不高于IT11級，一般落料公差等級最好低于IT10級，沖孔公差等級最好低于IT9級。查沖壓模具及設備表4-5.表4-6。托板的公差等級在IT8IT9之間。由圖樣可知托板的尺寸和公差精度要求，故可以使用沖壓生產。2粗糙度影響零件的外觀和質量，粗糙度及毛刺高度與材料塑性，材料厚度，沖裁間隙刃口鋒利程度，沖模

8、結構及凸模，凹模工作的表面粗糙度有關。由客戶提供的圖紙可知托板的表面粗糙度為Ra6.3，且修改后的表面粗糙度為Ra6.3。第二章 沖壓件托板產壓工藝設計方案一工藝設計方案1沖壓工藝類型2沖壓工藝次數3沖壓工藝順序4沖壓工藝的組合方式1沖壓工藝類型由客戶提供的零件圖可知，該托板可采用落料和沖孔的工藝。2沖壓工藝次數由此零件圖可知，此零件工藝可分為落料與沖孔。3工藝次序對于帶孔的零件，一般先落料，后沖孔，可減少尺寸誤差。4工藝組合1. 單工序模 沖孔落料2. 單工序模 落料沖孔3. 復合模 落料沖孔4. 級進模 沖孔落料二 方案分析1. 單工序模：先沖孔后落料優(yōu)點：模具的結構簡單，制造方便，成本低

9、，易于維修，但只適合中小批量。缺點：兩副模具，成本較高，且使用的設備數量增加；先沖孔后落料時會造成較大的誤差。生產效率低，難以滿足精度要求和批量要求。根據托板零件圖可知在實際生產過程中應與設備結合，故此方案不建議使用。2. 單工序模:先沖孔后沖孔此單工序模先落料后沖孔，對托板的尺寸精度有影響，且需要更多的設備，占用更多的空間，延長加工的時間。因影響到孔的精度，在實際生產過程中不建議采用此方案。3. 復合模：落料+沖孔復合模是壓力機一次進行過程中，同時完成兩道或兩道以上的不同的沖裁工序的沖壓模具。在此零件中，落料與沖孔同時進行。優(yōu)點：結構簡單，使用壽命較長，生產效率較高，適合大批量生產。尺寸和形

10、狀精度較高，操作方便，且易于維修。并且只需一副模具。缺點：加工制造模具時比較困難，且安全系數較低，需要采取安全措施。個人建議：此方案可行，在實際生產過程中大多采用復合模，在設備允許的情況下，建議使用復合模。4. 級進模 先沖孔后落料優(yōu)點：可完成沖裁工序，還可以完成成形工序，甚至裝配工序，多道工序都在一副模具上完成，生產效率高，適合大批量生產。缺點：安裝調試與維修困難，且精度較低，設計比較復雜。個人認為此方案可行，托板零件結構簡單，設計模具。但此模具對設備的要求更高，故不建議采用。綜上所述：結合客戶提供的托板零件，結合實際生產，采用復合模具生產托板。三 托板沖壓工藝分析一 托板零件的沖壓工藝計算

11、1托板零件的排樣類型：1） 有廢料排樣：沖裁件質量好，模具壽命高，但材料 的利用率低，常使用于沖裁件形狀復雜精度尺寸較高的沖件。2） 少廢料排樣：沖件質量稍差，同時邊緣毛刺易于被凸模帶入間隙，影響模具的壽命，但材料利用率較高沖模結構簡單，一般用于形狀較規(guī)則，某些尺寸精度要求不高的沖件。3） 無廢料排樣：沖件質量和模具的使用壽命都很低，材料利用率較高，生產效率高，但精度不高。2 排樣分析沖件條料上的不同排列形式，又可分為直對排，斜對排，混合排，多排及沖裁搭邊等。參照沖壓模具及設備p104105表4-17與排樣方案設計原則；保證在最低的材料消耗和最高勞動生產率條件生產條件下得到符合技術要求的零件，

12、同時要考慮方便生產操作，使沖模結構簡單，壽命長，并適應車間生產條件和原材料供應情況等。二 條料寬度1板料可以橫裁和縱裁，橫裁和縱裁各有兩種排樣方式。2根據用戶所提供的圖紙可知道，該沖壓件的精度不高，可以采用初級定位，導料板。且無側壓裝置。三 沖壓工藝計算1排樣方式分為橫裁與縱裁分別有以下四種方案縱裁： 豎排 方案1 橫排 方案2橫裁： 豎排 方案3 橫排 方案4方案1 縱裁 豎排 方案2 縱裁 橫排方案3 橫裁 豎排 方案4 橫裁 橫排 由圖紙可知，沖件精度不高，可采用初級定位，采用導料板導，且無側壓裝置，查沖壓模具及設備表4-20=0.5mm 零件面積方案1 查表4-18得 =1.8mm 1

13、=2.2mm條料寬度： =(58+1.8×2+0.5)=導料板間距離：條料進距：S=Dmax+=32.2查沖壓模具及設備p30表4-5，板料選擇為1000×2000每塊板料條數：條每條零件數：每塊板料零件總數：材料利用率：方案2查表4-18得 表4-19得 表4-20得條料寬度：=條料進距：導料板間距離：每塊板料條數：每塊條料零件數：每塊板料零件總數：材料利用率：方案3查表4-18得 表4-19 表4-20得條料寬度：=導料板間距離：條料進距：條料數：每條零件數:每板零件總數：材料利用率：方案4查4-18得 表4-19 表4-20 條料寬度：=導料板間距：條料進距：條料數：

14、每條零件數：每塊零件總數：材料利用率：通過以上的計算可知方案4的材料利用率最高，可考慮到實際操作時條料不宜過長，所以采用方案1。四、沖壓設備的選擇由前面的分析可選用彈性頂件的倒裝式復合模，所需的沖壓工藝力為：P=P沖+P卸+P推+P頂為了降低沖裁力采用階梯凸模沖裁，先沖孔再落料。根據沖壓模具與設備公式418可得F=KLT&,根據用戶所提供的圖紙t=2mm，查沖壓模具及設備表23，29頁得抗剪強度&=260Mpa因此可得：沖壓力的計算 F沖=K·L·t· =1.3x264.8x2x260 =130.90064KN根據沖壓模具及設備公式420、421、

15、422得，查沖壓模具及設備得kx=0.045 kt=0.055 kd=0.06則：卸料力Fx=Kx·F沖=0.045x130.900640.6255288KN推件力： Ft=n·Kt·F沖=3x0.055x130.9006428.798141KN頂件力FD=KD·F沖=0.06x1130.900647.8540384KN表6 卸料力、推件力和頂件力系數料厚t/mmKXKTKD鋼0.10.10.50.50.252.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0

16、250.140.080.060.050.03鋁、鋁合金純銅，黃銅0.0250.080.020.060.030.070.030.095、產品的卸料方式有： 1）、彈性卸料+下出料 2）、彈性卸料+上出料 3）、剛性卸料+下出料 4）、彈性卸料的倒裝式復合模我們選第1種則P=P沖+P推+P卸+P頂 =170KN6、設備P設備=P/0.8=170/0.8220KN=22T查資料沖壓模具及設備表3-5“開式雙柱可傾式壓力機主要技術規(guī)格”可以選出壓力機的型號為J23-25，其標稱壓力為250.三、壓力中心分析沖裁件圖可知，該零件為對稱形零件，故其壓力中心為零件的中心，即零件孔的圓心。四、模具間隙 根據用

17、戶所提供的圖，可以知道沖裁件的厚度t=2mm，沖裁件的材料是08F，則查沖壓模具及設備93頁表410“沖裁模初始雙面間隙z（二），可知Zmin=0.246mm，Zmax=0.360mm。 模具在使用的過程中，間隙是越變越大，而根據用戶所提供的圖，可知沖壓件即有沖孔也有落料，而復合模是選用的無導向裝置進料，因此可知沖壓的精度要求不是很高，即間隙值可以選取偏大些，因為凹?？椎男问綖殄F形時，間隙值比圓柱型的凹模間隙值，因此選用錐形的凹?？梢蕴岣邲_壓件的質量。因此通過上訴的講解，在保證沖裁件質量的前提下，間隙越大越好，目的是為降低沖裁力提高沖裁的模具壽命，所以間隙為z=0.290mm六、沖裁模具凹、凸

18、模刃口尺寸的確定。 根據用戶的制造方便，調整方便、檢驗方便、裝配方便，則選擇配合制作來制造模具。1、根據用戶所提供的圖紙，可得落料刃口的計算：1）凹凸模刃口尺寸計算公式。配合制作P97查表4-14得X1=X2=X4=0.5X3=0.5 X5=0.15 Ad1=38 Ad2=30 Ad3=8 Ad4=58落料：落料凹模尺寸Ad=(Amax-X·) Bd=(Bmin+X·)Cd=(Cmin+0.5)Ad1=(38-0.5x0.62)=37.69Ad2=(30-0.5x0.52)=29.74Ad3=(8-0.75x0.22)=7.835Ad4=(58-0.5x0.74)=57.6

19、3Ad5=(0.5-0.75x0.25)=0.3125故落料凸模刃口尺寸按凹模實際刃口尺寸配制，保證雙面間隙值0.290mm2)根據用戶所提供的圖紙，可得沖孔刃口的計算：沖孔刃口尺寸的計算是以凸模為基準則：ap=(amax-X·) bp=(bmin+X·)cp=(c+0.5)查表4-14得X=0.75mmbp=（10+0.75x0.03）=10.0225七、 閉合高度在前面的設計中，已經選擇了設備，因此必須使模具的閉合高度介于壓力機的最大裝模高度與最小裝模高度之間，這樣才能把模具能裝到設備上去。 根據前面所選的設備查沖壓模具及設備表35可得：最大閉合高度：Hmax=270m

20、m最小閉合高度：Hmin=215mm滑塊的行程：65mm立柱的距離：270mm工作臺尺寸：前后：370mm 左右：560mm工作臺孔尺寸：前后：200mm 左右:290mm 直徑：260mm墊板尺寸：厚度：50mm模柄孔尺寸：直徑：40mm 深度：60mm查沖壓模具及設備公式33：（Hmax-T）-5>Hm>(Hmin-T)+10當墊板T=50mm時，則 210mm>Hm>185mm彈簧的選用 初定彈簧個數n=4，則每個彈簧的與壓力為Fy=Fxn=4205.3141051.3N 初定彈簧規(guī)格按2Fy估算彈簧的極限工作壓力Fj Fj=2Fy=2×1051.3=2

21、102.6N查標準GB20891994初定彈簧規(guī)格為d×D2×h0=8×55×74.3 Fj=4052N hj=20.3mm 計算所選彈簧的預壓力hyHy= Fy· hjFj=1051.3N×20.3mm2102.6N=10.15mm 校核所選彈簧是否合適。卸料板工作行程hx=2+1=3mm，取凸模刃磨量hm=6mm，則彈簧工作時的總壓縮量為：h=hy+hx+hm=10.15mm+3mm+6mm=19.15mm 因為hhj=20.3，故所選彈簧合適。所選彈簧的主要參數為：d=8mm，D2=55mm，t=16.8 ，n= 10.5 ,h

22、0=74.3，F(xiàn)j=4052N，hj=20.3mm。彈簧的標記為：彈簧8×55×74.3GBT2089-1994.彈簧的安裝高度為ha=h0- hy=74.3-10.15=64.15mm。九、沖裁模具主要零部件的設計與選用 凹模采用矩形板結構和直接通過螺釘與上模座。固定板固定的固定方式。因沖件的批量大，考慮凹模的磨損好保證沖件的質量，凹模刃口采用直刃壁結構，刃壁高度取5mm。 凹模輪廓尺寸計算如下： 沿送料方向的凹模型孔壁間最大距離為： l=58mm 垂直于送料方向的凹模型孔壁間最大距離為： b=30mm 查資料沖壓模具及設備P140表4-29，選取凹模壁厚c=40mm。

23、沿送料方向的凹模長度為： L=l+2c=58+2x40=138mm 垂直于送料方向的凹模寬度為： B=b+2c=30+2x40=110mm 凹模厚度為： H=K1K2 凹模刃口長度l38x2+14x2+2x4+2xx8162.3mm5. 凸模設計 為了便于凸模和固定板的加工，可將凸模設計成階梯形結構，將安裝部分設計成長圓形以便于加工。凸模的尺寸根據刃口尺寸、卸料裝置和安裝固定要求確定。凸模的材料也選用CrWMn，工作部分熱處理淬硬5862HRC。 凸模最大長度L應滿足：L90d2/=90x102/=63mm故取凸模長度為60mm卸料板尺寸：170mmx125mmx30mm，卸料板與凸模的雙邊間

24、隙取0.2mm墊板尺寸：160mmx125mmx10mm凸凹模壁厚：查資料沖壓模具及設備P141表4-31可知：最小壁厚a=4.9mm，因為倒裝式復合模的凸凹模內孔一般積存廢料，脹力大，最小壁厚應大些，故取a=6.0mm查沖壓模具標準模架可選上模座尺寸：200mmx236mmx35mm（GB/T2855.590）下模座尺寸：250mmx125mmx40mm（GB/T2855.690）導柱尺寸：25mmx180mm（GB/T2861.190）導套尺寸：25mmx85mmx33mm（GB/T2861.690）模柄選用通用模柄A3材料：40mmx75mm固定螺釘為M12凸模固定板尺寸：160mmx1

25、25mmx20mm2、定位零件導料銷：條料從右向左進料，則應設在后側并且固定在凸凹模固定板上d=6mm擋料銷：固定在凸凹模固定板上d=6mm3、卸料與出件裝置1）卸料裝置 彈性卸料裝置：彈性卸料板的平面外形尺寸等于或稍大于凹模板尺寸即118*90，其厚度h=0.7H=42mm則卸料按的厚度h=5mm卸料板與沖孔凸模雙邊的間隙為0.4mm卸料板使用的螺釘個數4個，其螺釘直徑M82）出件裝置選取剛性推件裝置4、模架及其零件1）模架根據用戶提供的圖紙，可知沖裁件的要求不高，則選用滑動導柱導向模架?；瑒訉蚰＜苤袑еc導套通過小間隙或無間隙滑動配合，因導柱導向模架?；瑒訉蚰＜苤袑еc導套通過小間隙或

26、無間隙滑動配合，因導柱、導套的結構簡單，加工與裝配也很方便。2）導向零件 根據用戶所提供的圖紙可知該沖裁件為大批量生產，為了保證模具有較高的精度和壽命，一般都采用導向零件對上、下模進行導向，以保證上模對于下模的正確運動，則選用導柱、導套導向。導柱與模座的配合：H7/r6寸套在與模座的配合：H7/m6導柱與導套的配合：H7/h65、緊固件沖模中用的緊固件螺釘和銷釘，其中螺釘起連接固定作用，銷釘起定位作用則：查沖壓模及設備查表“螺釘規(guī)格選用”得選用M10的螺釘。螺釘之間、螺釘與銷之間的距離、銷釘螺釘距凹模刃口及邊緣的距離均不應過小，以防降低模板強度，其最小距離查沖壓模及設備表427得A=14 B=

27、17 C=5銷釘直徑取8mm D=11十、沖模工作零件的材料選用及熱處理要求根據沖壓模具及設備表94凸模：材料Cr4W2MoV 工作硬度5658HRC凹模：材料Cr4W2MoV工作硬度6062HRC上、下模座：材料HT250模柄：Q275導柱、導套：T10A 20鋼滲碳深度0.50.8淬火回火6062HRC凸凹模固定板：Q275承料板：Q235卸料板:Q275導料板：45 淬火回火4348HRC擋料銷：T7A 淬火回火5256HRC導正銷，定位銷：T8 淬火回火5256HRC墊板:T8A 淬火回火5458HRC螺釘：45 頭部淬火回火4348HRC銷釘：45 淬火回火4348HRC推桿：45

28、淬火回火4348HRC彈簧;65Mn 淬火回火4045HRC 模具使用及維護說明書一、 模具安裝模具安裝在型號為J23-35:350KN,最大閉合高度是210mm的開式雙柱可傾式壓力機上。安裝前，檢查壓力機上的上下模具安裝表面的清潔干凈，并檢查在有無在修磨模具后遺留物防止阻礙準確安裝和意外事故。安裝時，根據模具閉合高度調整壓力機滑塊的高度，使滑塊在下止點式其底面與工作臺之間規(guī)定位置，將滑塊再停于下止點，然后調節(jié)滑塊的高度，使其模柄進入模柄孔，并通過滑塊上的壓塊與螺釘將模柄固定。安裝完后，將壓力機滑塊上調35mm，開動壓力機，空行程12次將滑塊停于下止點，固定下模座，在進行試沖，逐步調整滑塊所需

29、的高度。將壓力機上的卸料板調到需要的位置。二、 模具的工作過程壓力機滑塊上升后，模具打開，把條料總裝圖所示位置送入利用導料銷與始用擋料銷進行初定位，（完成首件沖壓，以后采用導料銷和固定擋料銷進行定位），定位確定后松開壓力機離合，滑塊下行模具開始工作即完成完成級進模中的第一次工序（沖直徑是10mm的孔），閉合離合，滑塊上行，模具打開，被壓縮的彈簧要回復長度，給卸料板一定的卸料力，卸料板將余下的條料卸下后走一個步距32mm，以導料銷與固定擋料銷定位再重復上述動作完成沖裁件的成形，沖裁件通過自然卸料方式排出，再以以上次的廢料邊在導料銷和擋料銷重新定位，準備下次沖裁。三、 模具的維護1、 按總裝圖正確

30、裝配模具，并保證模具結構（見裝配圖）2、 按設計說明書中所選的壓力機（J25:250KN最大閉合高度是210mm的開式雙柱可傾式壓力機）安裝模具在 工作臺面上，并正確安裝模具，保證模具中心與壓力機中心重合。3、 打開模具確認模具型面無雜物，確定導料銷、擋料銷的位置正確。4、 確定模具導料部分無雜物。5、 打開壓力機，空合模數次，保證正確運動和定位。6、 按模具設計參數調試模具并生產。7、 模具使用生產過程中操作人員應在模具前端兩側。8、 模具使用時應該經常檢查模具的工作臺面和工作刃口，清理材料的積瘤，排除災不正確使用過程中的廢料，以免廢料漲模，導致模具破裂。9、 模具在使用過程中發(fā)出異常聲音時應立即停止工作，由現(xiàn)場的模修工檢查并排除故障。10、 模具應在存放狀態(tài)裝卸。11、 請客戶嚴格按照上述程序使用模具，嚴禁人體或異物在模具工作區(qū)間內，否則會造成人身傷害和