沖壓復(fù)合模設(shè)計(jì)

1、【摘要】畢業(yè)設(shè)計(jì)是專業(yè)課程的理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐之后的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。其主要目的：1、綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí)，進(jìn)行冷沖模設(shè)計(jì)的實(shí)際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作的能力。2、鞏固與擴(kuò)充“沖壓模工藝與設(shè)計(jì)”課程內(nèi)容，掌握其設(shè)計(jì)的方法和步驟。3、掌握沖壓模具設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)。熟悉模具標(biāo)準(zhǔn)及其它有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，并在模具設(shè)計(jì)中加以貫徹。沖裁是利用模具使板料產(chǎn)生相互分離的沖壓工序，它包括的有切斷、落料、沖孔、切邊、切口等。一般來(lái)說(shuō)沖裁主要是指落料和沖孔。沖裁工序是利用凸模與凹模組成上、下刃口，將材料置于凹模上，凸模下降使材料變形，直至全部分離，因凸模與凹模

2、之間存在間隙，故凸模與凹模作用于材料的力量不均勻分布，主要集中在凸、凹模刃口。通過(guò)了解沖裁機(jī)理以及工作原理，確定合理的沖壓方案，設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的沖裁模?！娟P(guān)鍵字】結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 計(jì)算 落料 引 言模具是現(xiàn)代加工行業(yè)中的基本工藝裝備。日常生產(chǎn)和生活中所使用到的各種工具和產(chǎn)品，大到機(jī)床的底座、機(jī)身外殼，小到一個(gè)胚頭螺絲、紐扣以及各種家用電器的外殼，無(wú)不與模具有著密切的關(guān)系。模具的形狀決定著這些產(chǎn)品的外形，模具的加工質(zhì)量與精度也就決定著這些產(chǎn)品的質(zhì)量。隨著現(xiàn)代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，模具的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其適應(yīng)性也越來(lái)越強(qiáng)。以成為工業(yè)國(guó)家制造工藝水平的標(biāo)志和獨(dú)立的基礎(chǔ)工業(yè)體系。 世界上一些工業(yè)發(fā)達(dá)

3、國(guó)家，模具工業(yè)的發(fā)展是很迅速的。根據(jù)有關(guān)資料介紹，某些國(guó)家的模具總產(chǎn)值已超過(guò)了機(jī)床工業(yè)的總產(chǎn)值，其發(fā)展速度超過(guò)了機(jī)床、汽車、電子等工業(yè)。模具工業(yè)在這些國(guó)家已擺脫了從屬地位而發(fā)展為獨(dú)立的行業(yè)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)之一。模具技術(shù)，特別是制造精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的技術(shù)，已成為衡量一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志之一。為了適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)對(duì)模具的要求，在模具生產(chǎn)中采用了許多新工藝和先進(jìn)加工設(shè)備，不僅改善了模具加工質(zhì)量，也提高了模具制造的機(jī)械化、自動(dòng)化程度。電子計(jì)算機(jī)應(yīng)用給模具設(shè)計(jì)和制造開(kāi)辟了新的前景。預(yù)計(jì)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)還將有新的發(fā)展。金屬板料沖壓是模具在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的加工形式之一，隨著市場(chǎng)競(jìng)

4、爭(zhēng)日趨加劇，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，對(duì)生產(chǎn)的安全性，操作方便性等要求也日益提高。模具作為沖壓生產(chǎn)的基本要素，其設(shè)計(jì)制造技術(shù)受到普遍重視。因此學(xué)習(xí)模具課程，進(jìn)行模具設(shè)計(jì)也是適應(yīng)現(xiàn)代化工業(yè)要求的。 現(xiàn)代工業(yè)需要先進(jìn)的模具設(shè)備和高技術(shù)人才。目前國(guó)內(nèi)模具技術(shù)人員短缺，要解決這樣的問(wèn)題，關(guān)鍵在于職業(yè)培訓(xùn)。我們做為踏入社會(huì)的當(dāng)代學(xué)生，就應(yīng)該掌握扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，學(xué)好理論基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)能體現(xiàn)出在學(xué)校所學(xué)，所涉及到的知識(shí)包括沖壓成型基本原理、沖壓工藝方案的確定、沖壓工藝規(guī)程編制、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具材料的選擇、壓力機(jī)的選擇、模具制造方法。希望通過(guò)這次設(shè)計(jì)，能掌握模具設(shè)計(jì)的基本方法和基本理論。 由于這次設(shè)計(jì)時(shí)間短，設(shè)計(jì)者知

5、識(shí)水平有限，加上技術(shù)資料不全，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免有一些不足之處，請(qǐng)老師和讀者加以批評(píng)和指正。導(dǎo)板式簡(jiǎn)單沖裁模一、 設(shè)計(jì)課題零件名稱：接觸片材料：H62料厚：2 mm產(chǎn)品零件圖： 毛刺不大于0.12 mm 接觸片二、 沖壓件的工藝分析1.零件結(jié)構(gòu)的工藝性分析：該零件形狀簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)符合沖裁工藝性要求，只需要一次落料即可。 2.沖壓件的材料分析：材料H62的抗剪強(qiáng)度=360MPa ，抗拉強(qiáng)度 =330MPa ，伸長(zhǎng)率=49% ，此種材料有足夠的強(qiáng)度，適合于沖壓生產(chǎn)。三、 確定沖壓工藝方案從產(chǎn)品零件圖要求得知，該零件屬IT10級(jí)精度，對(duì)沖件毛刺的要求較高。由于其形狀比較簡(jiǎn)單，可以采用導(dǎo)板式簡(jiǎn)單沖裁模，模

6、具的制造精度為IT7級(jí)。導(dǎo)板模比無(wú)導(dǎo)向的簡(jiǎn)單模精度高、壽命長(zhǎng)，使用安裝容易、操作安全。一般適用于板料厚度t>0.5mm的單工序沖裁、單工序沖孔或多工序跳步?jīng)_孔、沖裁，跳步拉深等工序。導(dǎo)板式簡(jiǎn)單沖裁模的結(jié)構(gòu)形式與無(wú)導(dǎo)向簡(jiǎn)單沖裁?；鞠嗨啤Ｉ喜糠种饕赡１?、上模板、凸模、凸模固定板、凸模墊板等組成。下模部分由下模板、凹模、固定擋料銷、導(dǎo)料板和導(dǎo)板所組成。導(dǎo)板兼起卸料的作用。導(dǎo)板與凸模之間的配合為H7/h6。由于導(dǎo)板導(dǎo)向的精度直接影響著導(dǎo)板模的精度和壽命，所以導(dǎo)板模在工作時(shí)，凸模應(yīng)始終都不脫離導(dǎo)板。否則當(dāng)凸模離開(kāi)導(dǎo)板再進(jìn)入導(dǎo)板時(shí)，凸模的銳利刃邊易被碰損，同時(shí)也會(huì)啃壞導(dǎo)板上的導(dǎo)向孔，以致影響到凸

7、模的壽命或使得凸模與導(dǎo)板之間的導(dǎo)向變的不良。一般在凸模刃磨時(shí)，也不應(yīng)使其脫離導(dǎo)板。當(dāng)沖壓時(shí)，條料經(jīng)導(dǎo)料板向前推進(jìn)，至與擋料銷相接觸，使之準(zhǔn)確定位，然后進(jìn)行沖壓。沖切分離的制件經(jīng)凹模和下模板的漏料孔向下掉落在放置于臺(tái)面下的集料箱內(nèi)。而箍在凸模上的沖切廢料則在凸?；爻虝r(shí)由兼有卸料作用的導(dǎo)板直接卸下。四、 工藝計(jì)算1. 沖裁搭邊與排樣該模具采用剛性卸料。兩沖件之間的搭邊值a =1.6 mm;沖件與側(cè)邊之間的搭邊a=2.2 mm 條料寬度計(jì)算：模具為無(wú)側(cè)壓裝置。此時(shí)的條料寬度為 B =( D + 2a+ 2)式中 條料剪切機(jī)下料時(shí)的下偏差，其值為=0.5 mm; B =（ 20 + 2 2.2 + 2

8、 0.5）mm = 25.4mm 2. 沖裁力的計(jì)算 L =2（2022）+ 2（1622）+ 2 2 = 32 + 24 + 12.56 =68.56（mm） =360 MPa ,t=2 mm ,K=1.3沖裁力F=KLt=1.3 68.56 2 360 64200 N推件力F=KFn= 0.06 64200 5 19300 N沖壓力總和 = F + F= 64200 + 19300 = 83500 N3. 壓力中心計(jì)算按比例畫出制件的形狀，并且選定坐標(biāo)系XOY，如圖所示。 X=lX+0.5rX+lX+0.5rX+lX+0.5rX+lX +0.5rX/l+0.5r+l+0.5r+l+0.5r

9、+l+0.5r =12×0+16×10+19+12×20+19+16×10+/12+16 +12+16+ =10 mmY=lY+0.5rY+lY+0.5rY+lY+0.5rY+lY +0.5rY/l+0.5r+l+0.5r+l+0.5r+l+0.5r =12×8+15+16×16+15+12×8+16×0+/12+16 +12+16+ =8 mm4. 沖裁間隙的確定按照沖裁間隙選取的原則，該零件的尺寸精度和切口表面質(zhì)量都有一定的要求，毛刺的大小也有一定的限制，為此，選取中等間隙（C類間隙）。同時(shí)，此時(shí)所采用的材料為

10、H62，為第類材料。這樣，其沖裁間隙為C，屬第5種沖裁間隙，查表得：厚度為2mm時(shí)，其單面最小間隙值C=0.085mm。5. 模具工作部分的尺寸計(jì)算該零件為沖裁件。應(yīng)以凹模作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，沖裁間隙取在凸模上。將凹模的工作部分尺寸接近于沖件的最小極限尺寸作為計(jì)算工作部分尺寸的基礎(chǔ)，即 D=（D- 0.75）按題意： L=20mm; B=16mm; R=2mm = 0.084mm; = 0.07mm經(jīng)查表，初步選定凸模與凹模的制造公差分別為-0.01mm和 +0.02mm ，即 = -0.01mm和 = 0.02mm這時(shí)，凹模的工作部分尺寸為 D=（D- 0.75）=（20 0.75×0.

11、084）mm =19.94mm D=（D- 0.75）=（16- 0.75×0.07）mm =15.95mm 而凸模工作部分的尺寸則為 D=（D-2C）=（19.94-2×0.085）mm =19.77mm D=(D-2C)=(15.95-2×0.85)mm =15.78mm 由此計(jì)算結(jié)果所制得的模具最大間隙C為 C=1/2（D- D）=1/2（19.96-19.76）mm= 0.10mm 五、 主要零件設(shè)計(jì)1. 凹模的結(jié)構(gòu)尺寸（1） 凹模的孔口形式凹模的孔口采用柱形孔口，這種形式的刃口比較堅(jiān)固，刃口經(jīng)多次刃磨后，孔口的尺寸不會(huì)改變。但在孔口內(nèi)要積存有沖裁件，致使

12、推薦力增加，造成孔壁磨損。并且，模具孔壁的磨損會(huì)形成孔口倒錐形狀，使沖成的零件從孔口反跳到凹模表面上，造成操作上的困難。柱形孔口直壁部分的高度一般按材料的厚度t來(lái)選取，當(dāng)t=0.55mm時(shí)，其孔口直壁部分的高度取h=510mm,為使刃口能多次修磨，此處選取 h = 10 mm 下端漏料處同樣做成柱形，其尺寸比上口部每邊大0.5mm。（2） 凹模厚度和外形尺寸的計(jì)算凹模設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到凹模的強(qiáng)度，制造方法及其加工精度等。凹模的厚度和外形尺寸，對(duì)于其承受的沖裁力，必須具有不引起破損和變形的足夠強(qiáng)度。通常一般都是根據(jù)重裁件的輪廓尺寸和板料厚度、沖裁力的大小等來(lái)進(jìn)行概略的估算及經(jīng)驗(yàn)修正 H= kk =1

13、.12121mm 考慮到模具的刃磨，最后選定，凹模的厚度為 H= 25mm 2. 導(dǎo)板由于導(dǎo)板的導(dǎo)向精度直接影響著導(dǎo)板模的精度和壽命，所以導(dǎo)板模在沖壓工作時(shí)始終都不能脫離導(dǎo)板。尤其是多凸?；蛐⊥鼓ｋx開(kāi)導(dǎo)板再進(jìn)入導(dǎo)板時(shí)，凸模的銳利刃邊易被碰損，同時(shí)也會(huì)啃壞導(dǎo)板上的導(dǎo)向孔，以致影響到凸模的壽命或使得凸模與導(dǎo)板之間的導(dǎo)向板之間的導(dǎo)向變得不良。一般在凸模刃磨時(shí)，也不應(yīng)使其脫離導(dǎo)板。此時(shí)，對(duì)于凸模的長(zhǎng)度和導(dǎo)板的厚度應(yīng)適當(dāng)加大，而對(duì)于沖床的選擇，則以滑塊行程較小的曲拐式?jīng)_床為宜。沖床的行程則必須不大于導(dǎo)板的厚度。在采用導(dǎo)板模結(jié)構(gòu)形式時(shí)，對(duì)于形狀復(fù)雜的沖件來(lái)說(shuō)，導(dǎo)板的加工及熱處理都比較困難。導(dǎo)板導(dǎo)向孔的尺寸

14、與凸模工作部分尺寸之間的配合必須有嚴(yán)格的要求。通常都采用H7/h6(或H7/h7)間隙配合。導(dǎo)板導(dǎo)向孔的表面粗糙度值R為0.8m。由于受沖床閉合高度的限制，導(dǎo)板的厚度一般不可能做的太大。否則，凸模在導(dǎo)板內(nèi)導(dǎo)向的穩(wěn)定性就顯得較差。這對(duì)于沖壓件的精度來(lái)說(shuō)，往往就會(huì)受到影響。但為了得到可靠的導(dǎo)向作用，導(dǎo)板又必須有足夠的厚度。通常，其厚度為 H=（0.81.0）H式中 H導(dǎo)板厚度（mm） H凹模厚度（mm）導(dǎo)板的厚度選定為 H= H=25mm導(dǎo)板的平面尺寸取與凹模的平面尺寸相同，其他尺寸則按標(biāo)準(zhǔn)選定。3. 導(dǎo)料板與擋料銷為了便于材料的送進(jìn)與導(dǎo)向，在導(dǎo)板與凹模之間有兩個(gè)導(dǎo)料板。兩導(dǎo)料板之間的距離即等于條

15、料的寬度加上0.21mm的間隙。導(dǎo)料板的外形尺寸和凹模的外形相當(dāng)。當(dāng)板料厚度t=2mm時(shí)，在采用固定擋料銷時(shí)，選定其厚度為H=68mm。導(dǎo)料板采用的是分離式的。為使所送進(jìn)的條料能平穩(wěn)地被托住，在導(dǎo)料板的送入端處，設(shè)置一支承板。擋料銷的結(jié)構(gòu)形式采用鉤形擋料銷。這時(shí)，銷孔的位置可離凹模洞口較遠(yuǎn)些，這樣，凹模的強(qiáng)度比臺(tái)肩式的有所改善。 導(dǎo)料板 支承板 擋料銷4. 下模板 5. 凸模通常，凸模的長(zhǎng)度一般不宜過(guò)長(zhǎng)。在采用固定卸料板這種結(jié)構(gòu)形式時(shí)，其長(zhǎng)度按結(jié)構(gòu)形式的要求進(jìn)行計(jì)算即得，但作為導(dǎo)板模這種結(jié)構(gòu)形式而言，在沖壓工作中，凸模應(yīng)始終不能離開(kāi)導(dǎo)板，也就是說(shuō)，當(dāng)沖模處于沖床上止點(diǎn)位置時(shí)，凸模還必須在導(dǎo)板之

16、內(nèi)。為此，就需要考慮到壓力機(jī)的滑塊行程。 6. 凸模固定板和凸模墊板凸模固定板和沖裁凸模相連接的連接部分形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。其厚度以確保沖壓受力時(shí)能夠穩(wěn)定為原則。按實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，此處的厚度取H=1216 mm。凸模固定板的外形尺寸與凹模的外形尺寸相同，材料為Q235。凸模墊板的作用是直接承受和擴(kuò)散凸模傳遞的壓力，以降低對(duì)模座的單位壓力，防止模座被壓出陷痕而損壞。當(dāng)凸模固定端面對(duì)模座的單位壓力超過(guò)許用值，即 = P/A =【】時(shí)，就必須在凸模與模座之間加一淬硬、磨平的墊板。式中 P沖裁力（N） A凸模固定端面的面積（mm） 【】模座材料的許用應(yīng)力（MPa）凸模墊板的厚度一般取612mm，視淬火變形情況來(lái)

17、具體選定；其外形尺寸則與凸模固定板相同。材料選用45鋼或T7等。 凸模固定板 凸模墊板7. 上模板與模柄的結(jié)構(gòu)尺寸模柄的作用是把上模部分與壓力機(jī)的滑塊相連接，并將作用力由壓力機(jī)傳給模具。在進(jìn)行一般沖壓時(shí)，常采用帶凸緣式、壓入式或旋入式的圓柱形模柄。此時(shí)，與上模座相固定連接時(shí)，往往采用銷釘或止轉(zhuǎn)螺釘來(lái)防止轉(zhuǎn)動(dòng)。與滑塊相連接的部分采用d11配合。由于壓力機(jī)滑塊和導(dǎo)軌之間有間隙存在，同時(shí)也使得壓力機(jī)的導(dǎo)軌受到磨損，模具的壽命也有所降低。當(dāng)采用壓入式模柄時(shí)，上模板與模柄之間的配合為H7/m6。 模柄 上模板六、 沖床選用所選壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力應(yīng)大于沖壓力的總和。由于擬采用導(dǎo)板式?jīng)_模，為此應(yīng)選擇小行程的壓

18、力機(jī)，初步選擇沖床為J23-10快速型開(kāi)式機(jī)械壓力機(jī)（10t開(kāi)式?jīng)_床）。公稱壓力F，其裝模高度為180mm，而模具的閉合高度為157mm，當(dāng)沖床滑塊至上止點(diǎn)位置時(shí)，其滑塊行程為30mm,此時(shí)的凸模仍未脫離導(dǎo)板，因此符合使用要求。公稱壓力：100 KN；滑塊行程：30 mm；閉合高度：157 mm；裝模高度：180 mm；沖床工作臺(tái)面尺寸：360 mm × 240 mm；沖床工作臺(tái)孔尺寸：180 mm × 90 mm，臺(tái)孔直徑130 mm；模柄孔尺寸30 mm × 50 mm 七、 模具總裝圖 1.模柄 2.圓柱銷 3.圓柱頭內(nèi)六角螺釘 4.圓柱銷 5.凹模 6.鉤

19、形擋料銷 7.導(dǎo)板 8.下模板 9.六角頭螺栓 10.支承板 11.導(dǎo)料板 12.圓柱銷 13.圓柱頭內(nèi)六角螺釘 14.凸模 15.凸模固定板 16.凸模墊板 17.上模板 18.圓柱頭內(nèi)六角螺釘序號(hào)代號(hào)名稱數(shù)量材料熱處理1RM02-01模柄1Q2352GB/T119.1-2000圓柱銷8×4023GB/T70.1-2000圓柱頭內(nèi)六角螺釘M86044GB/T119.1-2000圓柱銷8×4045RM02-02凹模1Cr12MoV6062HRC6 RM02-03鉤形擋料銷145鋼4345HRC7RM02-04導(dǎo)板1Cr12MoV5860HRC8RM02-05下模板1Q2359GB/T5782-2000六角頭螺栓M812210RM02-06支承板1Q23511RM02-07導(dǎo)料板245鋼3