沖壓模具簡單落料課程設(shè)計

1、 課程編號：專業(yè)課程設(shè)計說明書設(shè) 計 人： 專業(yè)班級： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 日期：年 月 日目 錄一序言 3二 設(shè)計任務(wù)書及零件圖4三 零件的工藝性分析6四 沖裁零件工藝方案的確定7五 壓力計算與壓力機的選擇8六 模具刃口尺寸和公差的計算10七 凸模與凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計12八 模具總體設(shè)計及主要零部件設(shè)計15九 其他需要說明的內(nèi)容19 十 參考資料20 一 序言21世紀(jì),現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展使沖壓技術(shù)得到越來越廣泛的應(yīng)用,隨之而來的便是對沖壓模具設(shè)計與制造的要求越來越高。沖壓模具是沖壓生產(chǎn)的主要工藝設(shè)備,其設(shè)計是否合理對沖壓件的表面質(zhì)量、尺寸精度、生產(chǎn)率以及經(jīng)濟效益等影響巨大。因此，研究沖壓模具的

2、各項技術(shù)指標(biāo)，對沖壓模具設(shè)計和沖壓技術(shù)發(fā)展是十分必要的。 我這次課程設(shè)計的任務(wù)是設(shè)計一套簡單落料模具，即由老師給出零件及生產(chǎn)要求與精度要求，在老師的指導(dǎo)下設(shè)計出一套符合要求的落料模。由于是初次設(shè)計,經(jīng)驗不足，因此在設(shè)計過程中難免走了不少彎路，犯了不少錯誤,但是這些都將成為我們以后進行設(shè)計的寶貴經(jīng)驗。雖已經(jīng)過多次計算、修改，但仍可能還存有疏漏和不當(dāng)之處，敬請批評、指出。 在此次設(shè)計過程中，得到了XXX老師的和廣大同學(xué)的熱心幫助，獲益非淺,在此表示衷心的感謝。 XXX 年 月 日二 設(shè)計任務(wù)書及產(chǎn)品圖2.1 已知：（1）產(chǎn)品零件圖：圖 1零件圖（2）生產(chǎn)批量：小批量（3）零件材料：08鋼（4）材料

3、厚度：2mm2.2 求作：（1）進行沖壓工藝性分析（從材料、零件結(jié)構(gòu)、尺寸精度幾個方面進行） （2）確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)類型 （3）進行相關(guān)工藝計算，包括：排樣設(shè)計；沖壓力計算及壓力中心的確定；凸凹模刃口尺寸計算；模具零件結(jié)構(gòu)尺寸計算；設(shè)備選擇等。（4）繪制模具總裝配圖（5）繪制工作零件及主要零件的零件圖 （6）編寫課程設(shè)計說明書 2.3 要求：根據(jù)所設(shè)計工件的尺寸、形狀、批量等原始數(shù)據(jù)和要求，每人獨立設(shè)計、繪制完成一套沖壓模具。包括：（1）模具裝配圖1張（按照1：1比例，或適當(dāng)比例）；（2）模具工作零件圖2-3張（按照1：1比例，或適當(dāng)比例）；（3）設(shè)計說明書1份；三 零件的工藝性分析由工

4、件圖可見,該沖壓件外形簡單，精度要求不高，僅需一次沖裁加工即可成型。沖壓件為小批量生產(chǎn)，且質(zhì)量輕、尺寸小，為簡化模具制造過程，降低生產(chǎn)成本，因而采用落料模進行加工。3.1 沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性分析沖裁件的形狀應(yīng)盡可能簡單、對稱、避免復(fù)雜形狀的曲線，在許可的情況下，把沖裁件設(shè)計成少或無廢料形狀，以減少廢料。對于所沖孔直徑為22mm,在手冊中查得,一般落料模對該種材料可以沖壓的最小孔徑為,t=2mm,因而該孔符合工藝要求。查手冊知，最小孔邊距為：。而零件上的孔邊距均大于最小孔邊距。以上各項分析均符合沖裁工藝要求，故可以采用多孔沖裁模進行加工。3.2沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度分析沖裁件的精度要求，應(yīng)

5、在經(jīng)濟精度范圍內(nèi)，對于普通沖裁件，其經(jīng)濟精度不高于IT11，沖孔件比落料件高一級。如果工件精度高于上述要求，則需要在沖裁后整修或采用精密沖裁。3.3沖裁件的尺寸基準(zhǔn)分析沖裁件的尺寸基準(zhǔn)應(yīng)盡可能和制模的定位基準(zhǔn)重合，以避免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。孔位尺寸基準(zhǔn)應(yīng)盡量選擇在沖裁過程中始終不參加變形的面或線上，且不要與參加變形的部位聯(lián)系起來。本次設(shè)計中的零件為落料件，其精度采用IT12級，滿足沖裁工藝性的要求。沖裁件的材料為08鋼，服強度為196 ，屈服強度196，彈性模量為186 ，抗剪強度為255353MPa，抗拉強度為324441 。綜合以上各方面情況，可以確定零件主要沖壓工序的工藝性良好。四、沖裁

6、零件工藝方案的確定 由工件圖可見,該工件的加工僅需一次沖裁加工即可成型。根據(jù)變形特點，此次課程設(shè)計的模具為落料模。落料模分為無導(dǎo)向模和導(dǎo)板模。無導(dǎo)向模的特點是結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕、尺寸小，模具制造簡單，成本低廉。但是凸、凹模的間隙配合由壓力機滑塊的導(dǎo)向精度決定。使用時調(diào)整麻煩，模具壽命低，沖裁件精度差。該類模具適用于精度要求不高，形狀簡單，批量小的沖裁件。導(dǎo)板模與無導(dǎo)向模相比，具有精度較高、適用壽命相當(dāng)較長、安裝調(diào)整方便、操作安全等優(yōu)點。并且導(dǎo)板又可兼作卸料板，還能對凸模起保護作用。模具成本較低。但導(dǎo)板模的導(dǎo)向零件磨損較快，影響凸模壽命和導(dǎo)向精度。毛胚的定位不可見，操作不方便。一般適用于形狀較簡單

7、，尺寸不大的沖裁件。方案1：無導(dǎo)向落料模；方案2：正裝下頂出落料模；方案3：導(dǎo)板模由此次的零件的尺寸和形狀及精度要求可以選定方案2。根據(jù)所給零件的結(jié)構(gòu)與材料情況，模具的受力狀況，以及生產(chǎn)的經(jīng)濟性，本模具選用適合于單個半成品件沖裁的中間導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架。這種模架的導(dǎo)柱安裝在模具中心對稱位置，沖壓時可防止由于偏心力矩而引起的模具偏斜，并且便于在卸料板上安裝導(dǎo)套。五 壓力計算、壓力中心的確定及壓力機的選擇51 沖壓力計算 因該沖裁件的結(jié)構(gòu)簡單,幾何結(jié)構(gòu)呈水平對稱形式,故凸模采用水平布置、采用剛性卸料和下出料方式。5.1.1 沖裁力的計算L=, =，=160MPaF=Lt=138.161160=22.11

8、(KN)5.1.2 卸料力的計算 = F 查沖模設(shè)計應(yīng)用實例表2-15,取=0.05 故 =0.0522110=110.55(N)51.3 推件力的計算 選適當(dāng)?shù)陌寄Ｈ锌谛问?取n=1 查沖模設(shè)計應(yīng)用實例表2-15, =0.05 故=10.0522110=1105.5(N) 選擇沖床的總沖壓力為:=F+=22110+1105.5=23.22(KN)5.2 壓力中心的確定因為沖裁件呈水平對稱形結(jié)構(gòu),材料密度均勻,按比例畫出工件形狀，選定坐標(biāo)系如下圖所示。因沖壓件對稱于x軸，所以 =0. =12mm =-3.6mm =27.95mm =3.42mm =1.31mm5.3 壓力機的選擇選用單柱固定臺

9、式壓力機J11-5:公稱壓力：50KN滑塊行程：0-40mm最大閉合高度：170mm閉合高度調(diào)節(jié)量：30mm滑塊中心線至床身距離：100mm工作臺尺寸：180mm×320mm墊板厚度：30mm模柄孔尺寸：5mm×40mm六 模具刃口尺寸和公差的計算6.1 計算凸凹模刃口 據(jù)沖模設(shè)計應(yīng)用實例表2-10查得間隙值=0.53， =0.63據(jù)沖模設(shè)計應(yīng)用實例表2-12查得凸凹模的制造公差 =0.02mm， =0.02mm校核： -=0.10，=0.04滿足-的條件，可采用凸凹模分開加工的方法。 查沖模設(shè)計應(yīng)用實例表2-13得因數(shù)X=0.5.先確定凹模尺寸，再減小凸模尺寸保證最小合理

10、間隙。6.1.1 凹模刃口尺寸的計算式中-落料凹?；境叽?mm); -工件制造公差(mm)； -凹模制造公差(mm)； X-磨損量，磨損系數(shù)為：（零件精度為IT10 以上時，X =1；零件精度為IT11IT13時 X =0.75；零件精度為IT14時，X =0.5。）工件精度為IT14，X =0.5；=0.02mm。查互換性與測量得 =0.24mm；(表1-8)則有 =（21.53-0.5×0.24）=21.74mm6.1.2、凸模刃口尺寸的計算式中、-落料凸、凹?；境叽?mm)； -最小合理間隙(mm)； -工件制造公差(mm)；則 =（21.74-0.53）=21.6mm6.

11、2 尺寸計算依據(jù)上述計算沖裁凸凹模刃口尺寸的依據(jù)為：沖裁變形規(guī)律，即落料件尺寸與凹模刃口尺寸相同；沖孔尺寸與凸模刃口尺寸相同；零件的尺寸精度；合理的間隙值；磨損規(guī)律，如圓形件凹模尺寸磨損后變大，凸模尺寸磨 損后變小，間隙磨損后變大；沖模的加工制造方法。根據(jù)沖裁變形規(guī)律，沖孔尺寸等于凸模刃口尺寸，落料件尺寸等于凹模刃口尺寸。在沖孔時以凸模為基準(zhǔn)件，間隙取在凹模上，落料時以凹模為基準(zhǔn)件，間隙取在凸模上。新模具的間隙應(yīng)是最小的合理間隙，磨損后到最大合理間隙。一般凹模公差標(biāo)注成+,凸模公差標(biāo)注成-。七 凸模與凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計7.1 凹模的選用及設(shè)計7.1.1 凹模的外形尺寸 根據(jù)沖壓件的形狀，為了保證凹

12、模有足夠的強度，因此凹模的外形尺寸仍可按常規(guī)進行設(shè)計。凹模的外形為長方形，其高度為30mm，平面尺寸為70mm×80mm上模座的厚度取30mm墊板的厚度取5mm凸模固定板的厚度取30mm凸模固定板與導(dǎo)板之間的安全距離為20mm凹模的厚度已定為30mm下模座的厚度取40mm模具的閉合高度H=158mm7.1.2 確定凹模結(jié)構(gòu)形式查中國模具設(shè)計大典表22.5-15，選取標(biāo)準(zhǔn)件： =模具材料為T10A，熱處理為時效根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，取凹模厚度H=30mm,凹模壁厚C=40mm。凹模上各孔中心矩的制造公差應(yīng)比工件精度高3-4級，其中 h=6mm，查沖模設(shè)計應(yīng)用實例，凹模的零件簡圖如下圖3所示：

13、圖3凹模此為柱形刃口筒形凹模，此模的特點是：刃口強度較高， 修模后刃口尺寸不變。但孔口容易積存工件或廢料，推件力大且磨損大。適用于精度較高工件的沖裁。當(dāng)t=0.5-5mm時,h=5-10mm；此時t=1mm，取h=6mm。7.2 凸模的選用及設(shè)計凸模的長度公式為:式中 L-凸模長度（mm）； -凸模固定板厚度（mm）； -卸料板厚度（mm）； -導(dǎo)料板厚度（mm）； l-附加長度（mm）；l包括：凸模進凹模的深度0.5-1mm；總修磨量6-12mm;凸模固定板于卸料板之間的安全距離，一般取=1520mm。由前面選取的標(biāo)準(zhǔn)件知：=30mm =10mm =0mm附加長度取 =15mm所以： =55

14、mm根據(jù)已經(jīng)計算的有關(guān)凸模刃口的基本尺寸，參照沖壓模具簡明設(shè)計手冊表2.54圓凸模，設(shè)計凸模如下圖4所示。材料為T10，HRC5862 圖 4凸模八 模具總體設(shè)計及主要零部件設(shè)計8.1 模具的總體設(shè)計1- 螺母 2-擋料螺栓 3-擋料銷 5-凸模固定板 6-圓柱銷 7-模柄 8-墊板 10-卸料螺釘 11-上模板 12-凸模 15-卸料板 16-凹模 18下模座 19-頂料塊 20-頂件桿圖5裝配圖 本模具選用適合于單個半成品件沖裁的中間導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架。這種模架的導(dǎo)柱安裝在模具水平對稱位置，沖壓時可防止由于偏心力矩而引起的模具偏斜，并且便于在卸料板上安裝導(dǎo)套。定位板對沖壓件起定位作用.彈性卸料板

15、上有與凸模相配合的導(dǎo)向孔,并在卸料板兩側(cè)裝有兩導(dǎo)套與導(dǎo)柱配合,因此該卸料板除了有卸料作用外,在落料時還起到壓件和對凸模的保護作用.沖出的工件可通過頂桿從凹模頂出。上模座：下模座：導(dǎo)柱： 導(dǎo)套： 墊板厚度取:5mm凸模固定板取:30mm(0.6-0.8)卸料板厚度取:10mm(10-20)mm模具閉合高度: =158(mm)8.2 彈簧的選擇(1) 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)初定四根彈簧,每根彈簧分擔(dān)的卸料力為: F卸/n=1105.5N/4=276.4N(2)根據(jù)預(yù)壓力F預(yù)()和模具的結(jié)構(gòu)尺寸,由手冊中選出序號57-61的彈簧,其最大工作負(fù)荷F1為720N，切大于536.75N。(3)檢驗是否滿足.查沖模設(shè)

16、計應(yīng)用實例附錄C1及負(fù)荷-行程曲線,并經(jīng)過計算可得下列數(shù)據(jù).序號-536.75N)574530.214.81117.3586041.219.81524.3598052.827.22026.36010065.0352632.36113083.846.23440.3, 由上述表中數(shù)據(jù)可知,序號59-61的彈簧均滿足S,根據(jù)模具結(jié)構(gòu)確定使用59號彈簧.該彈簧規(guī)格為:外徑:D=36mm鋼絲直徑:d=5.0mm自由高度: 裝配高度: (mm)彈簧露出高度為:34mm(60-8-14-4)8.3 模柄的選擇 根據(jù)選取的開式雙柱可傾壓力機J23-16,模柄孔尺寸=30mm,h=55mm參照沖壓模具簡明設(shè)計手

17、冊表15.18，采用壓入式模柄，初步選取的模柄如右下圖所示： 圖6模柄8.4卸料螺釘?shù)倪x擇 卸料螺釘與彈簧安裝在一起，因此卸料螺釘?shù)倪x擇就不得不考慮到彈簧的尺寸，彈簧的外徑:D=36mm，鋼絲直徑:d=5.0mm，由此得內(nèi)徑：d=（36-2×5）mm=26mm;查沖壓模具簡明設(shè)計手冊表15.36 卸料彈簧安裝結(jié)構(gòu)得如右下圖所示： -彈簧內(nèi)徑，;d彈簧芯柱直徑，mm因此，選取卸料螺釘如下圖所示： 圖7卸料螺釘 圖8卸料彈簧九 其他需要說明的內(nèi)容 本套模具中，模板固定都采用M8螺釘，上模板4個，下模板4個，并且對稱分布。 由于在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，已經(jīng)確定了個零件的基本尺寸，查相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)即可得到，所以說明書中將一些內(nèi)容省略十 參考資料1、梁炳文主編 冷沖壓工藝手冊 北京航空航天大學(xué)出版社2、吳伯杰主編 沖壓工藝與模具 電子工業(yè)出版社3、高錦張主編 塑性成型工藝與模具設(shè)