墊片沖裁模設(shè)計

1、 墊片沖裁模設(shè)計系 部： 精密制造工程系 學(xué)生姓名： 陳照華 專業(yè)班級： MJ14C3班學(xué) 號： 141121306 指導(dǎo)教師： 姜老師 2016年4月12日目錄摘 要1前 言21.工件的工藝性分析31.1沖壓時的工藝性分析31.2沖壓材料選用41.3沖裁工藝方案的確定52 模具設(shè)計計算52.1 排樣方案的確定及計算62.2沖壓力的計算82.3模具壓力中心的確定102.4 沖模刃口尺寸及公差的計算112.5零件結(jié)構(gòu)尺寸的確定142.6模具總裝圖183.模具材料的選用194 沖壓設(shè)備的選擇205.模具的裝卸225.1模具的裝配225.2卸料裝置的確定226.模具檢測24結(jié) 論25致 謝26參 考

2、 文 獻(xiàn)27摘 要當(dāng)今社會的進(jìn)步和發(fā)展，使原有的商品已經(jīng)不能滿足人們對物質(zhì)的需求，然而有些商品的制造必須依靠模具才能夠生產(chǎn)加工出來。因此，模具的發(fā)展與人們的生活關(guān)系越來越緊密。我們利用模具加工各種的工件，以便來滿足人們的需要，模具的發(fā)展給我們帶來了新的生活，新的時代。在這次設(shè)計中根據(jù)所給題目的要求，我首先對沖壓件進(jìn)行了分析，分析該零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可滿足零件精度的要求，再從零件的形狀、尺寸標(biāo)注及生產(chǎn)批量等情況看，選擇了沖孔落料的方案。根據(jù)對零件的綜合分析，在本人這次設(shè)計中我設(shè)計的模具是正裝沖孔落料模，主要介紹的是模具的沖孔落料，沖壓生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的工序之一。由于材料和厚度的

3、原因，我采用的加工方法為：采用復(fù)合工序沖孔落料模進(jìn)行加工。關(guān)鍵詞： 沖孔 落料 搭邊 前 言模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要裝備，是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)設(shè)備，是衡量一個國家和地區(qū)工業(yè)水平的重要標(biāo)志。模具在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊產(chǎn)品制造中具有不可替代的作用，是工業(yè)發(fā)展的基石，被人稱為“工業(yè)之母”和“磁力工業(yè)”。隨著經(jīng)濟(jì)總量和工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對模具的需求量越來越大，技術(shù)要求也越來越高。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，雖然模具種類繁多，但在“十一五”期間其發(fā)展重點(diǎn)應(yīng)該是既能滿足大量需要，又有較高技術(shù)含量，特別是目前國內(nèi)尚不能自給，需大量進(jìn)口的模具和能代表發(fā)展方向的大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具。又由

4、于模具標(biāo)準(zhǔn)件的種類、數(shù)量、水平、生產(chǎn)集中度等對整個模具行業(yè)的發(fā)展有重大影響。因此，一些重要的模具標(biāo)準(zhǔn)件也必須重點(diǎn)發(fā)展，而且其發(fā)展速度應(yīng)快于模具的發(fā)展速度，這樣才能不斷提高我國的模具標(biāo)準(zhǔn)化水平，從而提高模具質(zhì)量，縮短模具生產(chǎn)周期及降低成本。由于我國的模具產(chǎn)品在國際市場上占有較大的價格優(yōu)勢，因此對于出口前景好的模具產(chǎn)品也應(yīng)作為重點(diǎn)來發(fā)展。而且所選擇的這些需要重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)品，必須是目前已有一定基礎(chǔ)，有條件、有可能發(fā)展起來的產(chǎn)品。我國模具工業(yè)雖然有了長足的發(fā)展，取得了巨大進(jìn)步，但是我們也要清醒地看到，我國模具工業(yè)總體水平比工業(yè)發(fā)達(dá)國家要落后1520年，這與我國制造業(yè)發(fā)展的要求相比差距還很大；我們的企業(yè)

5、技術(shù)裝備還比較落后，勞動生產(chǎn)率也較低；模具生產(chǎn)專業(yè)化、商品化、標(biāo)準(zhǔn)化程度也不夠高；模具產(chǎn)品主要還是以中低檔為主，技術(shù)含量較低，高中檔模具多數(shù)要依靠進(jìn)口，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的任務(wù)很重；人才緊缺，管理滯后的狀況依然突出?？梢?，我國模具工業(yè)的發(fā)展任重而道遠(yuǎn)。 1.工件的工藝性分析零件簡圖 ：如圖1.1所示工件名稱 ：墊片生產(chǎn)批量 ：大批量材 料 ：10號鋼厚度 ：2mm 圖1.1零件圖1.1沖壓時的工藝性分析沖壓件的工藝性是指沖壓件對沖壓工藝的適應(yīng)性。在一般情況下，對沖壓件工藝性影響最大的幾何形狀尺寸和精度要求。良好的沖壓工藝性應(yīng)能滿足材料較省、工序較少、模具加工較容易、壽命較高、操作方便及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等

6、要求。沖裁件的形狀應(yīng)能符合材料合理排樣，減少廢料。沖裁各直線或曲線的連接處，宜有適當(dāng)?shù)膱A角。沖裁件凸出或凹入部分寬度不宜太小，并應(yīng)避免過長的懸臂與窄槽。腰圓形沖裁件，如允許圓弧半徑，則R應(yīng)大于料寬的一半，即能采用少廢料排樣；如限定圓弧半徑等于工件寬度之半，就不能采用少廢料排樣，否則會有臺肩產(chǎn)生。沖孔時，由于受到凸模強(qiáng)度的限制，孔的尺寸不宜過小。沖裁件的孔與孔之間，孔與邊緣之間的距離，受到模具強(qiáng)度的限制，不能太小。在彎曲件或拉深件上沖孔時，其孔壁與工件之間的距離不能過小。對沖壓材料的要求沖壓所用的材料，不僅要滿足產(chǎn)品設(shè)計的技術(shù)要求，還應(yīng)當(dāng)滿足沖壓工藝的要求和沖壓后繼的加工要求（如切削加工、焊接、

7、電鍍等）。1.2沖壓材料選用沖壓工藝對材料的基本要求主要是：1. 對沖壓成形性能的要求為了有利于沖壓變形和制件質(zhì)量的提高，材料應(yīng)具有良好的沖壓成形性能。而沖壓成形性能與材料的機(jī)械性能密切相關(guān)，通常要求材料應(yīng)具有：良好的塑性，屈強(qiáng)比小，彈性模量高，板厚方向性系大，板平面方向性系數(shù)小。2. 對材料厚度公差的要求材料的厚度公差應(yīng)符合國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。因為一定的模具間隙適用于一定厚度的材料，材料厚度公差太大，不僅直接影響制件的質(zhì)量，還可能導(dǎo)致模具和沖床的損壞。對表面質(zhì)量的要求材料的表面應(yīng)光潔平整，無分層和機(jī)械性質(zhì)的損傷，無銹斑、氧化皮及其它附著物。表面質(zhì)量好的材料，沖壓時不易破裂，不易擦傷模具，工件表面質(zhì)

8、量好3. 常用沖壓材料沖壓用材料的形狀有各種規(guī)格的板料、帶料和塊料。板料的尺寸較大，一般用于大型零件的沖壓，對于中小型零件，多數(shù)是將板料剪裁成條料后使用。帶料（又稱卷料）有各種規(guī)格的寬度，展開長度可達(dá)幾千米，適用于大批量生產(chǎn)的自動送料，材料厚度很小時也是做成帶料供應(yīng)。塊料只用于少數(shù)鋼號和價錢昂貴的有色金屬的沖壓。 總上所述，沖壓材料我選擇10號鋼作為沖壓件的材料。1.3沖裁工藝方案的確定一般對于這樣的工件，通常采用沖孔，落料加工方法。由于該工件的生產(chǎn)批量較大，如果把這道工序放在一起，可以大大提高工作效率，并減輕工作量，節(jié)約能源，降低成本，而且可以避免原有的加工方法中須將手伸入模具的問題，對保護(hù)

9、操作者安全也很有利。將這道工序復(fù)合在一起，可以有以下的兩種不同工藝方案：先沖孔，后落料的工步；落料沖孔為同一工步完成。采用方案2加工工件，不易保證長度尺寸的精度，而且易使孔沖頭磨損，降低模具壽命。經(jīng)分析，使用方案一較好。該沖壓工件的形狀為簡單且對稱，除孔和有精度要求外其余尺寸精度要求不高，材料為Q-235A鋼其沖壓性能好，孔與外緣的壁厚較大，根據(jù)表1.1知復(fù)合摸的凸凹模壁厚部分具有足夠的強(qiáng)度。表1.1 強(qiáng)度系數(shù)料厚t0.40.50.60.70.80.91.01.21.51.75最小壁厚m1.41.61.82.02.32.52.73.23.84.0最小直徑D151821料厚t2.02.12.52

10、.753.03.54.04.55.05.5最小壁厚m4.95.05.86.36.77.88.59.310.012.0最小直徑D212528323540452 模具設(shè)計計算2.1 排樣方案的確定及計算在沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約和減少廢料具有重要的意義，在模具設(shè)計中，排樣設(shè)計是一項極為重要的、技術(shù)性很強(qiáng)的設(shè)計工作，排樣的合理與否直接影響到材料的利用率、制件質(zhì)量、生產(chǎn)率與成本以及模具壽命等，所以排樣工作的好壞是左右沖裁經(jīng)濟(jì)效益的重要因素之一。沖裁所產(chǎn)生的廢料分為兩種，一是工件的各種內(nèi)孔產(chǎn)生的廢料，它取決于工件的形狀，一般不能改變，稱為設(shè)計廢料；二是由于工件之間的搭邊和工件與條料側(cè)面的搭邊、板料的料頭、料尾而

11、產(chǎn)生的廢料，它取決于沖壓方式和排樣方式，稱為工藝廢料。提高材料利用率最主要的途徑是合理排樣使工藝廢料盡量小，另外在滿足工件使用要求的前提下，適當(dāng)?shù)母淖児ぜ慕Y(jié)構(gòu)形狀也可以提高材料的利用率。排樣時，工件及工件與條料側(cè)邊之間的余料叫搭邊，搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差和保持條料有一定的剛度，以保證沖壓件質(zhì)量和送料方便。搭邊太寬，浪費(fèi)材料；搭邊太窄會引起搭邊斷裂或翹曲，可能“啃刀”現(xiàn)象或沖裁時會被拉斷，有時還會拉入模具間隙中、損壞模具刃口，從而影響模具壽命。搭邊值的大小與下列因素有關(guān)： 材料的力學(xué)性能。硬材料可小些，軟材料的搭邊可要大些。 工件的形狀與尺寸。尺寸大或有尖突的復(fù)雜的形狀時，搭邊要取得大值。

12、材料厚度。薄材料的搭邊值應(yīng)取的大一些。 送料方式及擋料方式。用手工送料、有側(cè)壓板導(dǎo)向的搭邊值可以取小些。常用的排樣方法有三種： 有廢料排樣：指沿工件全部外形沖裁，工件與工件、工件與條料邊緣都留有搭邊，此種排樣的缺點(diǎn)是材料利用率低，但有了搭邊就能保證沖裁件的質(zhì)量，模具壽命也高。少廢料排樣：指模具只沿著工件部分外形輪廓沖裁，只有局部搭邊的存在。無廢料排樣：指工件與工件之間及工件與條料側(cè)邊之間均無搭邊的存在，模具刃口沿條料順序切下，直接獲得工件。少廢料、無廢料排樣的缺點(diǎn)是工件質(zhì)量差，模具壽命不高，但這兩種排樣可以節(jié)省材料，還具有簡化模具結(jié)構(gòu)、降低沖裁力和提高生產(chǎn)率等優(yōu)點(diǎn)。并且工件須具有一定的形狀才能

13、采用少、無廢料排樣。上述三類排樣方法，按工件的外形特征主要分為直排、斜排、直對排、斜對排、混合排、多行排等形式?？偵纤雠艠尤鐖D2.1所示。表2-2 搭邊值表料厚手送料自動送料圓形非圓形往復(fù)送料11.51.521.532>1221.52.523.52.532>232.5232.543.5>3432.53.535443由表2-2 確定搭邊值表根據(jù)零件形狀兩式件間按矩形取搭邊值，側(cè)邊取搭邊值。則進(jìn)距： 條料寬度圖2.1 排樣圖2.2沖壓力的計算1） 落料力 2）沖孔力中心孔： 2個小孔： 3）沖裁時的推件力表2.3卸料力、推件力及頂件力系數(shù)沖裁材料K卸K推K頂純銅、黃銅0.020

14、.060.030.09鋁、鋁合金0.0250.080.030.07鋼材料厚度mm0.10.060.0750.10.14>0.10.50.04500550.0650.08>0.52.50.040.050.0500.06>2.56.50.030.040.0400.05>6.50.020.030.0250.03查表2.3 序號1的凹模刃口形式，則 個故：       為避免各凸模沖裁力的最大值同時出現(xiàn)，且考慮到凸模相距很近時避免小直徑凸模由于承受材料流動擠壓力作用而產(chǎn)生傾斜或折斷故把三沖孔凸模設(shè)計成階梯凸模如圖2.2。圖2.2

15、階梯凸模則最大沖壓力：2.3模具壓力中心的確定如圖2.3根據(jù)圖形分析，因為工件圖形對稱，故落料時F落的壓力中心在上O1；沖孔F孔1、F孔2的壓力中心在O2上。圖2.3壓力中心設(shè)沖模壓力中心離O1點(diǎn)的距離為x，根據(jù)力矩平衡原理得：由此算得   2.4 沖模刃口尺寸及公差的計算1）沖孔部分對沖孔，采用凸、凹模分開的加工方法2）落料部分對外輪廓的落料，由于形狀較復(fù)雜，故采用配合加工方法該零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相應(yīng)部分尺寸配制，保證雙面間隙值。2.5零件結(jié)構(gòu)尺寸的確定1）凹模外形尺寸的確定2）凸模長度的確定圖2.4落料凸模 圖2.5沖孔凸模圖2.6凹模2.6模具總裝圖圖2.7總裝

16、圖3.模具材料的選用利用模具生產(chǎn)制品零件，其模具質(zhì)量的好壞，壽命的長短，直接關(guān)系到產(chǎn)品制造精度、性能和成本。是提高勞動生產(chǎn)率、降低消耗、創(chuàng)造效益，盡快使產(chǎn)品占領(lǐng)市場的重要性條件。而模具的質(zhì)量、使用壽命、制造精度及合格率很大程度上取決于設(shè)計時對模具材料的選用、熱處理工藝要求、模具零件配合精度及公差等級的選擇和表面質(zhì)量要求。冷沖模材料應(yīng)具有的性能：冷沖模包括沖裁模、彎曲模、拉深模、成形模和冷擠壓模等。冷沖模在工作中承受沖擊、拉深、壓縮彎曲、疲勞磨擦等機(jī)械的作用。模具常常發(fā)生脆斷、堆塌、磨損、啃傷和軟化等形成的失效。因此，作為冷沖模主要材料的鋼材，應(yīng)具有的性能。1. 應(yīng)具有較高的變形抗力：主要抗力指

17、標(biāo)包括淬火、回火抗壓強(qiáng)度、彎強(qiáng)度等。其中硬度是模具注意重要的抗力指標(biāo)，高的硬度是保持模具耐磨性的必要條件。工作零件熱處理后的硬度在60HRC強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度才能保證模具具有較高的變形能力。2. 應(yīng)具有較高的斷裂抗主要抗力指標(biāo)有材料的抗沖擊性能抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度 斷裂抗力和沖擊載荷下抵抗模具裂紋產(chǎn)生一個特性，也是作為防止斷裂的一個重要依據(jù)。其基體中碳含量越高沖擊韌性越高。故對韌性的要求應(yīng)依據(jù)載荷較大的冷沖鐓及剪切模易受偏心彎曲載荷細(xì)長凸?；蛴袘?yīng)力集中的模具，都需要有較高的韌性。3. 應(yīng)具有較高的耐磨性和抗疲勞性能：對于在一定條件下工作的模具鋼，為了提高耐磨性，需要在硬度高的基體上均勻分布有大量細(xì)小

18、硬的碳化物 相同硬度下，提高鋼的性能是模具在交變應(yīng)力條件下產(chǎn)生的疲勞破壞，如模具長期使用有刮痕凹槽等4. 應(yīng)具有較好的冷、熱加工工藝性：鋼材的加工性能包括可鍛性、可加工性、淬透性、淬硬性較小的脫碳敏感性和較小變形傾向等，以方便模具的加工，易于成形及防止熱處理后變形等?？偵纤觯和?、凹模采用工作部分局部淬火材料也用淬火變形小的模具鋼。4 沖壓設(shè)備的選擇按公稱壓力選取壓力機(jī)查表2.72.7開式雙柱可傾壓力機(jī)技術(shù)規(guī)格型號J23-3.15J23-6.3J23-10J23-16J23-16BJ23-25JC23-25公稱壓力31.563100160160250350滑塊行程25354555706580滑

19、塊行程次數(shù)2001701451201205550最大封閉高度120150180220220270280封閉高度調(diào)節(jié)量25353545605560滑塊中心線至床身距離90110130160160200205立柱距離120150180220220270300工作臺尺寸前后160200240300300370380左右250310370450450560610工作臺孔尺寸前后90110130160110200200左右120160200240210290290直徑110140170210160260260墊板尺寸厚度30303540605060直徑150模柄孔尺寸直徑25303040404050深度

20、40555560606070滑塊底面尺寸前后90180190左右100200210床身最大可傾角35選取公稱壓力630KN的開式雙柱可傾壓力機(jī)，該壓力機(jī)與模具設(shè)計的有關(guān)系參數(shù)為：公稱壓力：630滑塊行程：130封閉高度調(diào)節(jié)量：80工作臺尺寸：模柄孔尺寸：3.模架的外形尺寸及彈簧尺寸確定選取模架5.模具的裝卸5.1模具的裝配復(fù)合模是指在沖床一次行程中沖制產(chǎn)品兩道或兩道以上工序的沖模，這種模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配要求高，但由于模具生產(chǎn)率高，各內(nèi)、外型面間的相對位置精度高，故廣泛應(yīng)用于精密零件的加工。本模具為落料拉深復(fù)合模其裝配一般按下面的步驟進(jìn)行：裝配壓入式模柄，垂直上模座端面，裝后同磨大端面齊平。將拉

21、深凸模裝在下模座上，并相對下模座底面垂直。同磨端面平齊后，作止動螺釘孔，并安裝止動螺釘。以頂件塊定心，將凹模裝在下模座上，經(jīng)調(diào)整與拉深凸模同軸后，用平行夾板夾緊，做螺釘孔和銷釘，并擰緊螺釘，配入適當(dāng)過盈的定位銷。將凸凹模裝在固定板上，并保持垂直，同磨大的；端面齊平。用平行夾板將上凸凹模的固定板與上模座加緊后合模，使導(dǎo)柱緩慢進(jìn)入導(dǎo)套。在凸凹模的外圓對正凹模后，配作螺釘和螺釘過孔，并擰入螺釘?shù)灰o。用輕輕敲打固定板的方法進(jìn)行細(xì)致的調(diào)整，待凸凹模和凹模的間隙均勻后，配作凸凹模固定板和上模座的銷孔，并配入相應(yīng)過盈量的銷釘。加工頂件塊時，外圓按凹模的孔實配，內(nèi)孔按拉深凸模的外圓實配，保持要求的間隙。

22、裝配后，頂件塊的頂面須高于凹模而拉伸凸模的頂面不得高于凹模。安裝固定擋料銷和卸料板，按凹模板上的孔套在凸凹模外圓上應(yīng)于凹模中心保持一致。在用平行夾板夾緊的情況下，按凹模上的螺孔引作卸料板上的螺釘過孔，并以螺釘固緊，其他零件的裝配均符合要求后打標(biāo)記。5.2卸料裝置的確定卸料與出件裝置的作用是當(dāng)沖模完成一次沖壓之后，把沖件或廢料從模具工作零件上卸下來，以便沖壓工作繼續(xù)進(jìn)行。通常，把沖件或廢料從凸模上卸下來稱為卸料。卸料裝置按卸料的方式分為固定卸料裝置彈性卸料裝置和廢料切刀三種。固定卸料裝置僅由固定卸料板構(gòu)成，一般安裝在下模的凹模上；彈性卸料裝置由卸料板、卸料螺釘和彈性元件（彈簧或橡膠）組成；彈性卸

23、料裝置可安裝于上?；蛳履?，依靠彈簧或橡膠的彈力來卸料，卸料力不太大但沖壓時可兼起壓料作用，故多用于沖裁料薄及平面度要求較高的沖件；廢料切刀是在沖裁過程中沖裁廢料切斷成數(shù)塊，從而實現(xiàn)卸料的一種卸料零件。出件裝置的作用是從凹模內(nèi)卸下沖件或廢料。我們通常把準(zhǔn)過載上模內(nèi)的出件裝置稱為推件裝置；把裝在下模內(nèi)的稱為頂件裝置。綜合考慮該模具的結(jié)構(gòu)和使用方便，以及工件料厚為2.0 mm，相對較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料，又因為是復(fù)合模生產(chǎn)，所以采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。6.模具檢測結(jié) 論這次的畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)三年中的最后一個環(huán)節(jié)，是對三年的學(xué)習(xí)生活中所學(xué)的知識一個匯總和概括，使我們每個人都

24、能總合運(yùn)用所學(xué)的知識。在校期間，開設(shè)有機(jī)械制圖及AUTOCAD、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械制造等課程，這些課程有電子的，有專業(yè)課程設(shè)計的，對我們搞好這次畢業(yè)設(shè)計有很大的幫助，綜合運(yùn)用好這些課程，對我這次有巨大的幫助。即將畢業(yè)的我，在以后的工作中難免會遇到一些問題或麻煩，如機(jī)器損壞或零件老化等一系列問題時，這時就要靠自己以前所學(xué)的知識和積累的經(jīng)驗去解決它。隨著科學(xué)技術(shù)的高度發(fā)達(dá)，一些質(zhì)量優(yōu)、性能好、效率高、能耗低、價格低廉的產(chǎn)品將開發(fā)出來并淘汰那些老的生產(chǎn)技術(shù)或設(shè)備。因此，我們應(yīng)該樹立良好的設(shè)計思想，重視對自己進(jìn)行機(jī)械設(shè)計能力的培養(yǎng)；增加設(shè)計方面的知識而努力。綜合運(yùn)用好這些課程，加之我們平時的知識積累和老師的極大的幫助和指導(dǎo)，為這次課程設(shè)計提供了非常有利的保障。因水平有限，設(shè)計中必然有許多不足之處，還望老師批評指正。致 謝三年的學(xué)習(xí)生活一眨眼就過了，在外求學(xué)經(jīng)歷的坎坷使我慢慢成熟，對三年以來幫助的人們我滿懷感激，時刻沒有忘記。所經(jīng)歷的一切將讓我倍加珍惜未來的生活。通過此次畢業(yè)設(shè)計，使我學(xué)到了許多知識，比如說模具整體的設(shè)計過程和你設(shè)計模具的實用性，你所設(shè)計的模具的最終目的是用模具來生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，其中還包括許多課本上學(xué)不到的知識。當(dāng)然，在設(shè)計過程中出現(xiàn)的一些難題。比