沖壓模具設(shè)計培訓(xùn)

1、目 錄前言2設(shè)計內(nèi)容3一、工藝性分析3二、工藝方案的確定3三、模具結(jié)構(gòu)形式的確定3四、工藝設(shè)計4（1）計算毛坯尺寸4（2）畫排樣圖4（3）計算材料利用率5（4）計算沖壓力6（5）初選壓力機(jī)6（6）計算壓力中心6（7）計算凸凹模刃口尺寸7五、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計7（1）模具類型的選擇7（2）定位方式的選擇7（3）凹模設(shè)計7（4）凹模刃口與邊緣的距離7 （5）確定凹模周界尺寸7（6）選擇模架及確定其他沖模零件尺寸8六、繪制典型零件圖和裝配圖10七、結(jié)束語11致謝11參考文獻(xiàn)12前 言隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)也在不斷發(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。雖然模具種類繁多，但在“十一五

2、”期間其發(fā)展重點應(yīng)該是既能滿足大量需要，又具有較高的技術(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)作為重點來發(fā)展。而且應(yīng)該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。如：1.大型精密塑料模具 塑料模具占我國模具總量的

3、比例正逐年上升，發(fā)展?jié)摿薮?。目前雖然已有相當(dāng)技術(shù)基礎(chǔ)并正在快速發(fā)展，但技術(shù)水平與國外仍有較大差距，總量也供不應(yīng)求，每年進(jìn)口幾億美元。2.主要模具標(biāo)準(zhǔn)件 目前國內(nèi)已有較大產(chǎn)量的模具標(biāo)準(zhǔn)件主要是模架、導(dǎo)向件、推桿推管、彈性元件等。這些產(chǎn)品不但國內(nèi)配套大量需要，出口前景也很好，應(yīng)繼續(xù)大力發(fā)展。雖然如此，我國的沖壓模具設(shè)計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。這些主要表現(xiàn)在飛行器鈑金件、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)計還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。覆蓋件模具，具有設(shè)計和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計制造方法和手段方

4、面已基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國際水平，在模具國產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期等方面，與國外相比還存在一定的差距。標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級進(jìn)模和多功能模具，是我國重點發(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閥片多功能模具，已基本達(dá)到國際水平。因此我們在學(xué)習(xí)完飛行器板金成形和模具相關(guān)基礎(chǔ)課程后，老師讓我們進(jìn)行簡單沖壓件的模具設(shè)計，我們可經(jīng)通過簡單件的設(shè)計初步了解一下模具設(shè)計的過程。設(shè)計內(nèi)容一、 工藝性分析此工件只有落料一個工序。制件材料為Q235，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)構(gòu)相對簡單，厚度為2mm，工件的尺寸全部為自由公差，

5、可看作IT14級，尺寸精度較低，普通沖裁完全能滿足要求（圖），但應(yīng)加以注意：圖1（1）有一定批量，應(yīng)重視模具材料和結(jié)構(gòu)的選擇，保證一定的模具壽命。（2）沖裁間隙，凸凹模間隙的確定應(yīng)符合制件的要求。（3）各工序凸凹模動作行程的確定應(yīng)保證各工序動作穩(wěn)妥、連貫。二、工藝方案確定根據(jù)制件工藝性分析，其基本工序只有落料，可得以下簡單方案：(1) 直接落料，單工序沖裁。(2) 先沖孔凹形區(qū)域，后落料制件。(3) 凹形區(qū)域兩次沖孔成矩形，再落料成制件。 方案（1）為單工序沖壓，制件生產(chǎn)過程較為簡單。方案（2）、（3）需沖孔后落料，容易造成制件廢品率高，對設(shè)備要求高等。綜合各方面因素，方案(1)較為合理。三、

6、模具結(jié)構(gòu)形式的確定。因制件材料較薄，為保證制件平整，采用固定卸料裝置。為方便操作和取件可初選雙立柱可傾壓力機(jī)，橫向送料。采用圓柱頭式擋料銷。生產(chǎn)效率高，材料消耗也小。綜上所述：由模具設(shè)計指導(dǎo)1書表53，58選用固定卸料橫向送料典型組合結(jié)構(gòu)形式，后側(cè)導(dǎo)柱滑動導(dǎo)向模架。四、工藝設(shè)計。（1）計算毛坯尺寸。制件長尺寸如圖一。（2） 排樣方式的確定及尺寸確定。 排樣方式的選擇方案一：有廢料排樣 沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模來保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低。方案二：少廢料排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質(zhì)量差，模具壽命較方案一低，但材料利用率稍高，沖模

7、結(jié)構(gòu)簡單。方案三：無廢料排樣 沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些，但材料利用率最高。通過上述三種方案的分析比較，綜合考慮模具壽命和沖件質(zhì)量，該沖件的排樣方式選擇方案一為佳?？紤]模具結(jié)構(gòu)和制造成本有廢料排樣的具體形式選擇直排最佳。 因材料厚度2mm，由參考書模具設(shè)計指導(dǎo)表4-4得材料厚度允許偏差為 0.13mm,屬于A級精度。故材料為A級精度的Q235。由參考書飛行器鈑金成形原理與工藝3表3-17表3-17 搭邊值和側(cè)邊值的數(shù)值材料厚度t圓件及r2t圓角矩形邊長l50矩形邊長l50或圓角 r2 工件間a1側(cè)邊a 工件間a側(cè)邊a1工件間a1側(cè)邊a0.25以下1.82.02.22.52.83.00.250

8、.51.21.51.82.02.22.50.50.81.01.21.51.81.82.00.81.20.81.01.21.51.51.81.21.51.01.21.51.81.92.01.62.01.21.51.52.02.02.2選a=1.5mm,a1=2mm.由式324，無側(cè)壓裝置有：B0 -= D+2 (a1 +)+b0)其中：B條料板公稱寬度（mm） D垂直于送料方向的工件尺寸（mm） a1側(cè)搭邊值（mm） b0條料與導(dǎo)板之間的間隙（mm） 條料寬度公差（mm）查表3-18，有0.6mm,b0=0.2mm則；B = D+2(a1 +)+b0) =48+2(2+0.6)+0.2= 53.

9、4 mm 條料步距L=70+a=（72+1.5）mm=73.5mm.查參考書模具設(shè)計指導(dǎo)表4-8，選板料規(guī)格為冷軋鋼板，尺寸為600mm1500mm2mm,每塊剪成60mm1500mm2mm的條料，可生產(chǎn)零件200件。制件排樣圖如圖：圖2（3）計算材料利用率。=100% 其中： 制件的總面積A0=2340mm 。 一個步距的條料的面積A=3925mm 。 故=60%（4）計算沖壓力。 1)、沖裁力的計算用平刃沖裁時，其沖裁力F一般按下式計算：F=Ltb式中F沖裁力； L沖裁周邊長度；t材料厚度；b材料抗剪強(qiáng)度； K系數(shù)，系數(shù)是考慮到實際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動和不均勻，刃口磨損、板料力學(xué)性能和

10、厚度波動等原因的影響而給出修正系數(shù)，一般取=1.3。 計算沖裁件輪廓尺寸L=272mm由參考資料模具設(shè)計指導(dǎo)1表411得=432461Mpa,取=450Mpa由參考書飛行器鈑金成形原理與工藝3表315 表3-15 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)料厚t/mmK推K頂K卸鋼0.10.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03鋁、鋁合金純銅，黃銅0.0250.080.020.060.030.070.030.09則：F沖裁=1.3Lt=1

11、.3Lt（0.70.9）=Lt=4502722=245KNF卸料=K卸F沖=0.05 245=12.25KN總沖裁力F= 245+12.25=260KN（5）初選壓力機(jī)。由參考文獻(xiàn)模具設(shè)計指導(dǎo)1表433選取Y2340型精沖壓力機(jī)。（6） 計算凸凹模刃口尺寸。 對于形狀復(fù)雜或薄材料的沖裁件，為了保證凸凹模之間的間隙值，并使其分布均勻，必須采用配合加工，這種方法是先加工好凸?；虬寄Ｗ鳛榛鶞?zhǔn)件，然后以此基準(zhǔn)件為標(biāo)準(zhǔn)加工凹?；蛲鼓＃苟弑３忠欢ㄩg隙。由飛行器鈑金成形原理與工藝3表3-14，表3-14 系數(shù)X料厚t(mm)非圓形圓形10.750.50.750.5工件公差/mm1122440.160.2

12、00.240.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.30每個尺寸可?。簒11 凹模磨損后增大的尺寸，可按落料件凹模尺寸的公式計算 Aid=（Amax-x）+d 0 Amax垂直于送料方向的凹模刃口間的最大距離； 所以有： A1d = (38-10.17)+0.17/4 0=37.83+0.0425 0mm A2d = (70-10.2)+0.2/4 0 =69.8+0.05 0mm A3d = (48-10.2)+0.2/4 0=47.8+0.05 0mm A4d = (2

13、0-10.12)+0.12/4 0=19.88+0.03 0mm 2 凹模磨損后變小的尺寸，可按沖孔凸模尺寸的公式計算 B id= (Bmin +x)0 d Bmin垂直于送料方向的凸模刃口間的最小距離； 所以有： B1d =( 30+10.12)0 -0.12/4 =30.120 -0.03mm3 凹模磨損后不變的尺寸 Cid =C d 所以有：C1d=480.2/4=480.05mm4 落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是37.83mm, 69.8mm, 47.8mm, 19.88mm, 30.12mm, 48.0mm。凸模按凹模配制，配制時要保證最小合理間隙Zmin=0.160mm。（7

14、）計算壓力中心。由于該制件圖形規(guī)則，壓力中心在其幾何中心上。先畫出凹模型口圖,如圖建立坐標(biāo)系。所以對于中心點坐標(biāo)有：（37.7,18.9）mm五、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計：（1）模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，壓力機(jī)一次沖裁即可完成一個工序，所以模具類型單工序沖裁模。（2）定位方式的選擇因為該模具采用的是條料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料板，無側(cè)壓裝置。控制條料的送進(jìn)步距采用擋料銷初定距，導(dǎo)正銷精定距。而第一件的沖壓位置因為條料長度有一定余量，可以靠操作工目測來定。（3）凹模設(shè)計。因制件材料簡單，總體尺寸不大，選用整體式矩形凹模較為合理。因生產(chǎn)批量較大，由文獻(xiàn)模具設(shè)計指導(dǎo)1表3-5選用T10A為凹模材料

15、。凹模孔型由該文獻(xiàn)中表238選出第三種孔型，且=3，h=5mm由該文獻(xiàn)表2-39得凹模高度h=22mm和凹模壁厚c=30mm。（4）凹模刃口與邊緣的距離由文獻(xiàn)沖壓手冊表241得a=30mm（5）確定凹模周界尺寸LB 所以：LB=160125據(jù)文獻(xiàn)模具設(shè)計指導(dǎo)表543得凹模尺寸160mm125mm22mm其中L=160mm，B=125mm，（6）選擇模架及確定其他沖模零件尺寸。由凹模周界尺寸及配用模架閉合高度在H=140170mm，查模具設(shè)計指導(dǎo)15-7選用滑動導(dǎo)向后側(cè)導(dǎo)柱模架，標(biāo)記為160125140170 (GB/T2851.31990),并根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)畫出模架圖。上模座：16012540 G

16、B/T 2855.5-1990 材料： HT200 GB/T9436-88下模座：16012550 GB/T 2855.6-1990 材料： HT200 GB/T9436-88導(dǎo)柱 ： 25h5130 GB/T 2861.1-1990 材料: 20鋼 GB/T699-1999導(dǎo)套： 25H68533 GB/T2861.6-1990 材料: 20鋼 GB/T699-1999六、繪制典型零件圖和裝配圖。a凹模 b凸模結(jié) 束 語鈑金沖壓成形課程設(shè)計是我在大學(xué)期間的一門重要的課程，是把理論應(yīng)用到實踐中的過程。通過這次設(shè)計使我學(xué)會如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。創(chuàng)新，是要我們學(xué)會

17、將理論很好地聯(lián)系實際，并不斷地去開動自己的大腦；并使我鞏固了自己的知識，加深了對沖壓成形的理解，同時認(rèn)識到自己的不足。把以前不懂或模糊的知識上升到了深刻理解，相信對我們將來從事工作將有很大幫助。本設(shè)計是一個小型的鈑金零件成形工藝的設(shè)計。主要包括了沖孔和沖壓模具的設(shè)計計算以及主要零件和模具的CAD制圖,使我學(xué)到了不少東西， 通過本次課程設(shè)計，我學(xué)到了很多新的東西，也發(fā)現(xiàn)了大量的問題，有些在設(shè)計過程中已經(jīng)解決，有些還有待今后慢慢學(xué)習(xí)。只要學(xué)習(xí)就會有更多的問題，更多的難點，但也會有更多的收獲。由于個人水平有限，在設(shè)計過程中不可避免地出現(xiàn)各種各樣的問題，還請老師批評指正。致謝在本設(shè)計完成之際，衷心感謝

18、指導(dǎo)老師和同學(xué)們對我的指導(dǎo)和幫助。在我設(shè)計過程中，張春元、王菁等老師給予了極大的幫助和指導(dǎo)，并為我們提供了舒適的工作、學(xué)習(xí)環(huán)境，老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)格，使我深受啟發(fā)，在此我要感謝幾位老師對我的幫助和他們耐心的輔導(dǎo)；以及同學(xué)們的支持，和同學(xué)們之間的相互探討也使我獲益匪淺，也要同學(xué)們對我的關(guān)心，使我在學(xué)習(xí)中感受到了快樂。我再次感謝老師和我的同學(xué)們，并感謝學(xué)校給予我們一個實踐的平臺，使我們的能力得到了極大的提升。參考文獻(xiàn)【1】 史鐵梁.模具設(shè)計指導(dǎo).北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2006.【2】 王孝培.沖壓手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.【3】 瞿 平.飛機(jī)鈑金成形原理與工藝.西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1995.【4】 楊玉英實用沖壓工藝及模具設(shè)計手冊北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.【5】 伍先明.塑料模具設(shè)計指導(dǎo).北京：國防工業(yè)出版社，2006.【6】 申開智.塑料成型模具.北京：中國輕工業(yè)出版社，2002.【7】 齊曉杰.塑料成型工藝與模具設(shè)計.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.【8】 姜奎花.沖壓工藝與模具設(shè)計.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.【9】 丁松聚.冷沖模設(shè)計.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.【10】 許樹勤.模具設(shè)計與制造.北京：北京大學(xué)出版社，2005.【11】 涂序斌.模具制造技術(shù).北京：北京理工大學(xué)出