畢業(yè)設(shè)計(jì)沖壓模具設(shè)計(jì)

1、目引言 .3 第一章 產(chǎn)零件的工藝分析 .4 第二章 模類型的確信 .5 第四章 排樣 .7 第五章 計(jì)沖壓力 第六章 確模具壓力中心 .9 第七章 計(jì)凸、凹模的刃口尺寸 .9 第八章 沖的部件及零件設(shè)計(jì) 1 工零件 .11 2 定零件 .14 3 卸、出件零件 4 橡的選用 .16 5 模及零件 6 模的閉合高度 第九章 ?？傃b圖 第十章 沖設(shè)備的選擇 謝辭 參考文獻(xiàn) .20沖壓模具計(jì)【 要研究本課題旨在是強(qiáng)化所學(xué)的知識(shí)和提高初步設(shè)計(jì)能力及實(shí)際動(dòng)手能里本課題主若是針對(duì)電機(jī)定子模具設(shè)計(jì),過(guò)對(duì)電機(jī)定子進(jìn)行工藝的分析和比較,運(yùn) 用一些所學(xué)的知識(shí)經(jīng)行要緊的計(jì)算，確信模具整體結(jié)構(gòu)，利用 ，來(lái)完成其裝配

2、圖和 零件圖最終設(shè)計(jì)出一副沖壓模課題從沖壓工藝方案確信開始具體模具結(jié)構(gòu)動(dòng)身， 對(duì)模具的沖壓力、模具凸凹模部份的結(jié)構(gòu)、壓力機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核、標(biāo)準(zhǔn)件的 選用都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)。通過(guò)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)程說(shuō)明該模具能夠達(dá)到此零件所要求的加工工 藝?！炬I】電機(jī)定子 沖裁模具 CAD本課源教師提供的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題通過(guò)本課題的畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)本專業(yè)所學(xué)習(xí)的課程進(jìn) 行查驗(yàn)和溫習(xí)，初步把握沖壓模具設(shè)計(jì)的一樣流程、具體的設(shè)計(jì)方式和理念，為爾后從 事沖壓模具設(shè)計(jì)形成良好的設(shè)計(jì)思路。電機(jī)是常見的機(jī)電產(chǎn)品，用量大，其定子和轉(zhuǎn)子 生產(chǎn)都采納沖壓工藝，目前相關(guān)的技術(shù)進(jìn)展已經(jīng)比較成熟，單工序模具、級(jí)進(jìn)模具、復(fù) 合模具等結(jié)構(gòu)的模具都存在，

3、而且技術(shù)也相當(dāng)做熟，大體上能知足生產(chǎn)的需求。但在高 精度和高精度的模具仍是存在一些技術(shù)上的問(wèn)題。本文是從電機(jī)定子結(jié)構(gòu)分析開始，最 終設(shè)計(jì)出一套能生產(chǎn)出合格產(chǎn)品模具。第章產(chǎn)零的藝析圖 1 件圖該電動(dòng)機(jī)定子鐵芯的材料為硅鋼片，鋼板厚度 ，具有良好的沖裁性能。零件形 狀簡(jiǎn)單，對(duì)稱，是由圓弧和直線組成。沖裁件內(nèi)外所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為 以上精度與零件簡(jiǎn)圖中所標(biāo)注的尺寸公 差相較較，能夠?yàn)樵摿慵木纫竽軌蛟跊_裁加工中取得保證，其他尺寸標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn) 批量等情形，也均符合沖裁的工藝要求，故決定采納沖孔落料復(fù)合沖裁模進(jìn)行加工，且 一次成形。第章 具型確常見的模具形式可分為單工序模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模三種。確信模具

4、形式，應(yīng)以沖裁 工件的要求、生產(chǎn)批量、模具加工條件為要緊依據(jù)。沖壓生產(chǎn)批量與合理模具形式見表 ，單工序模、級(jí)進(jìn)模和復(fù)合模的比較見表 沖壓生產(chǎn)批量與合理模具形式批量/（千件/每年）單件小批中批大批大量項(xiàng)目大件中件13001000小件模具形式5000簡(jiǎn)易模 單工序模 級(jí)進(jìn)模 級(jí)進(jìn)模、復(fù)合 級(jí)進(jìn)模、復(fù)合模模 模單工序模 簡(jiǎn)易模單工序模設(shè)備形式通用壓機(jī) 通用壓機(jī) 高速壓機(jī)自動(dòng)和半自 動(dòng)通用壓機(jī)表 2機(jī)械化高速壓 專用壓機(jī)與自動(dòng) 機(jī) 機(jī)自動(dòng)機(jī)單工序模、級(jí)進(jìn)模和復(fù)合模的比較比較項(xiàng)目 單工序模 級(jí)進(jìn)模 復(fù)合模精度工件尺寸較低下一般,IT11 以較高,IT9 級(jí)以下公差工件形位 不平 , 不太平整有時(shí) 同軸度

5、、對(duì)稱度及 要較平，同軸度、位 位置度誤差大 置度誤差較大工件平整，同軸 度稱度及位置誤大率沖壓生產(chǎn)低，沖床一次 高沖床在一次 較高床在一次 行程內(nèi)只能完成一 內(nèi)能 完成 行程內(nèi)可完成兩個(gè)以 個(gè)工序 工序 上工序?qū)崿F(xiàn)操作 較易，尤其適 容易尤其適應(yīng) 機(jī)械化、自動(dòng) 合多工位沖床上實(shí) 機(jī)上 實(shí)現(xiàn) 動(dòng) 化的可能性 現(xiàn)自動(dòng)化 化難件與廢料排 除較復(fù)雜能在單機(jī) 上實(shí)現(xiàn)部分機(jī)械化操 作要求對(duì)材料的對(duì)條料寬度要 求不嚴(yán)，可用邊角 料對(duì) 料 對(duì)條料寬度要求 寬度要求嚴(yán)格 不嚴(yán)，可用邊角料生產(chǎn)安全行安全性較差 比較安全 安全性較差模具制造 的難易程度較易，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 形狀簡(jiǎn)單件比 單，制造周期短， 合模 制造 度

6、價(jià)格低 低形狀復(fù)雜件用 級(jí)進(jìn)模的制造難度低應(yīng)用通用性好，適 通用性較差適 通用性較差于 合中、小批量生產(chǎn) 合于形狀簡(jiǎn)單尺 形狀復(fù)雜、尺寸不大、 和大型件的大量生 不大精度要求不 精度要求較高件的大 產(chǎn) 件的大批量生產(chǎn) 批量生產(chǎn)表 3通過(guò)以上關(guān)系比較，此工件是大量量生產(chǎn)，故采納沖孔落料復(fù)合沖裁模進(jìn)行加工， 且一次沖壓成行。所謂復(fù)合模具結(jié)構(gòu)，確實(shí)是在沖床的一次行程內(nèi)，完成兩道以上的沖壓工序。在完 成這些工序進(jìn)程中，沖件材料無(wú)需進(jìn)給移動(dòng)。復(fù)合模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)（）制件精度高。 由于是在沖床的一次行程內(nèi)，完成數(shù)道沖壓工序。因此不存在積存定位誤差。使沖出的 制件內(nèi)外形相對(duì)位置及各件的尺寸一致性超級(jí)好，制件平

7、直。適宜沖制薄料和脆性或軟 質(zhì)材料。（2）生產(chǎn)效率高。（3）模具結(jié)構(gòu)緊湊，面積較小。復(fù)合模具結(jié)構(gòu)的選用原那么：只有當(dāng)制件精度要求高，生產(chǎn)批量大，表面要求平整 時(shí)，才選用復(fù)合模具結(jié)構(gòu)。第章 裁隙選在沖裁模的設(shè)計(jì)中,凸凹模間隙的合理選取,是保證模具正常工作、提高沖片質(zhì)量、 延長(zhǎng)模具壽命的一個(gè)關(guān)鍵因素。理想的間隙應(yīng)該是板料沖裁斷裂時(shí)凸凹模刃口邊所產(chǎn) 生的裂紋在一條直線上,不然沖片邊緣將顯現(xiàn)不許諾的毛刺,使得刃口粘結(jié)嚴(yán)峻,磨損加 速,進(jìn)而阻礙模具的壽命。因此,如何選取合理的凸凹模間隙,是模具設(shè)計(jì)時(shí)不容輕忽的 問(wèn)題。為 1mm 的硅鋼片, 手冊(cè)表 5 推薦的間隙為 0 .13 0. 16mm（見表 ）

8、,約為材料 厚度的 13 %16 %。依照那個(gè)間隙,沖出的定、轉(zhuǎn)子片毛刺雖能操縱在規(guī)定范圍內(nèi)。但由于間隙偏,使得凸模與被沖的孔之間、凹模與落料之間的摩擦嚴(yán),造 成凸模和凹模側(cè)壁產(chǎn)生粘結(jié),卸料力增大,阻礙沖片斷面的質(zhì)量,刃口容易變鈍,沖片易 出毛刺,且毛刺增加過(guò)快,乃至發(fā)生凹模脹裂現(xiàn)象致使模具壽命下降且取小間隙時(shí),由 于彈性回跳作用,落料件尺寸大于凹模,沖出的孔徑小于凸模,從而造成沖片的尺寸精度 顯現(xiàn)誤差。落料、沖孔模刃口始用間隙厚度 t硅鋼片ZminZmax0.01表 4為提高沖片質(zhì)量,延長(zhǎng)模具壽命,依照國(guó)內(nèi)外資料信息,在實(shí)踐中對(duì)模具間隙做了實(shí) 驗(yàn)試探,證明放大間隙是超級(jí)有效的。通過(guò)量次對(duì) 1

9、mm 厚硅鋼片沖裁的實(shí)驗(yàn),發(fā)覺間隙值在材料厚度的 %左右范圍內(nèi), 即間隙值為 0. 090. 11mm 最為適合。采納那個(gè)間隙,能夠取得如下成效(1) 提高了沖片質(zhì)量。刃口鋒利時(shí)毛刺小沖裁 進(jìn)程中毛刺增加緩慢。(2) 沖片表面平整度大大改善,專門是相鄰孔之間。 凸凹模 側(cè)壁無(wú)粘結(jié),減小了卸料力(4) 延長(zhǎng)了模具壽命。刃磨一次能夠保證較的沖,從而減 少刃磨次數(shù),提高了生產(chǎn)效率。實(shí)踐證明,合理地放大間隙,可使沖裁質(zhì)量取得有效的保 證,且模具壽命能提高 23 倍。第章 排由表 6 查得最小搭邊值 a=1.5 a =2沖裁金屬材料的搭邊值料厚手送料圓形非圓形aaaa12表 5圖 樣圖毛胚面積 A=無(wú)測(cè)

10、壓裝置時(shí)條料寬度 B=150+2（2+0.7+0.2） 0 -0.7=155.8 0 -0.7mm步距為 151.5mm，查板材標(biāo)準(zhǔn)，選 1500mm x1000mm 的硅鋼板。一張硅鋼板能生產(chǎn) 54 個(gè)零件，總材料利用率為 48.2%.第章計(jì)沖力采納彈性卸料、打桿出件。沖力的相關(guān)計(jì)算如下：沖裁力 F=KtL）（150+75） 440=963kN 卸料力 F=K F =0.05963=48KN推件力 F =nK F =8963=308KN依照計(jì)算結(jié)果，沖壓設(shè)備擬選 第六章確模壓中因?yàn)樵摿慵侵行膶?duì)稱圖形，因此其壓力中心位于輪廓圖形的幾何中 O 點(diǎn)，如圖 7 所示第章圖 7 壓力中心圖計(jì)凸凹的口

11、寸7mm Zmax=0.09mm，對(duì)零件圖中未注公差的尺寸，由公差手冊(cè)查出其極限誤差為150、140、15、75+0.3 、8+0.13 +0.12、 R5+0.12 。0000于外輪廓 150，查表 8 的凸、凹模的制造公差 =0.030 規(guī)那么形狀（圓形、方形件）沖裁時(shí)凸模，凹模的制造公差基本尺寸18150200凸模公差 表 8凹模公差 由于 ZmaxZmin=0.02mm +不知足條件，不可采納分開加工凸模和凹模，故采納凸模和凹模配合加工方式，以凹模為基準(zhǔn)件。材料厚因數(shù) X非圓形 x 值圓形 x 值度1t/mm1工件公差 /mm表 9依照凸模磨損后的尺寸轉(zhuǎn)變情形將零件圖中各尺寸進(jìn)行分類

12、A 類：150、140B 類：75+0.3 +0.13 +0.12、R5+0.120000落料凹模刃口尺寸計(jì)算如下：150 對(duì)應(yīng)凹模尺寸為 Aj=（Amin-x）+ /4 0 = （1500.62）+0.250.62 =+0.155001400-0.740.75）0.740=139.63+0.18501500.30） 0 +0.075-0.300落料凸模的大體尺寸與凹模相同，同時(shí)在技術(shù)要求中注明“” 沖孔凸模的大體尺寸：75+0.3 對(duì)應(yīng)凸模尺寸為 ） 0=08+0.1300對(duì)應(yīng)凸模尺寸為（）+0.12對(duì)應(yīng)凸模尺寸為（4.5+10.12 00R5+0.12對(duì)應(yīng)凸模尺寸為 R(5+10.12)0

13、=R5.120沖孔凹模的大體尺寸與凸模相同，同時(shí)在技術(shù)要求中注明“”第章 裁部及件計(jì)模具的零部件，有專門大一部份已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，這關(guān)于簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)工作、穩(wěn)固模具 質(zhì)量簡(jiǎn)化模具的制造維修等都具有重大意義在設(shè)計(jì)模具時(shí)關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)化的零部件， 只需在標(biāo)準(zhǔn)化的資料中正確的選擇，大量的設(shè)計(jì)工作是對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)。依照在模具中的功能和特點(diǎn)，能夠分成兩類：工藝零件：這種零件直接參與完成工藝進(jìn)程并和毛坯直接發(fā)生作用。 結(jié)構(gòu)零件：這種零件不直接參與完成工藝進(jìn)程，也不和毛坯直接發(fā)生作用。沖模零件的詳細(xì)分類見表 沖模零件分類工藝零件工作零件 定位零件 卸料和壓料零件結(jié)構(gòu)零件導(dǎo)向零 支撐零件 緊固零件 其他零件 件沖孔凸模

14、擋料銷卸料裝置導(dǎo)柱 上、下模座 螺釘 彈性件凹模始用擋料銷 壓料裝置導(dǎo)套模柄銷釘傳動(dòng)零件凸凹模導(dǎo)正銷頂件裝置導(dǎo)板凸凹模固 鍵板定位銷定 推件裝置導(dǎo)筒板墊板廢料裝置導(dǎo)料銷導(dǎo)料 板側(cè)刃側(cè)刃擋 塊承料板限位支撐裝 置表 101工作零凸凹模凸凹模外形按凸模設(shè)計(jì)，內(nèi)孔按凹模設(shè)計(jì)，結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模 設(shè)計(jì)成直通式，最后精加工慢走絲加工，沖孔凹模設(shè)計(jì)成臺(tái)階式，其總長(zhǎng) L 可按以下 式計(jì)算：L=20+20+2+38=80mm材料：Cr12MoV熱處置：6062HRC圖 11(2)凹模復(fù)合模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是必然有一個(gè)凸凹模凸凹模的內(nèi)外緣均為刃口保證強(qiáng)度， 內(nèi)外緣之間壁厚應(yīng)有必然厚度，取決于沖裁件尺寸

15、。該凸凹模的最小壁厚為 。通 過(guò)表 12 校核，可知凸凹模壁厚有足夠的強(qiáng)度。依照彈性卸料板厚度及模具結(jié)構(gòu)可選取 凸凹模的高度為 80mm。復(fù)合模最小壁厚沖裁材料 硅鋼，中碳材料厚度1）t鋼表 12其結(jié)構(gòu)如以下圖 材料：Cr12MoV 熱處置：6062HRC保證間隙在 0.07之間 圖 13沖孔凹模、落料凹模、凸凹模的材料選用：依照沖裁零件電工硅鋼片加工強(qiáng)度，變 形抗力大，模具經(jīng)受載荷增加，刃口部位磨損加速，那么考慮選用合金含量高，耐磨性 好的 Cr12MoV 材料。Cr12MoV 鋼有高淬透性，可用來(lái)制造斷面較大，形狀復(fù)雜，經(jīng)受較大沖擊負(fù)載的各 類模具，熱處置硬度為 HRC6163。2定位零為

16、了保證模具正常工作和沖出合格沖裁件必需保證坯料或工序件對(duì)模具的工作刃口處于正確的相對(duì)位置，即必需定位。條料在模具送料平面中必需有兩個(gè)方向的限位一是在與送料方向垂直的方向上限 位，保證條料沿正確的方向送進(jìn)，稱為條料橫向定位或送進(jìn)導(dǎo)向；二是在送料方向上的 限位，操縱條料一次送進(jìn)的距離（步距），稱為條料縱向定位或送料定距。關(guān)于塊料或 工序件的定位，大體上也是在兩個(gè)方向上的限位。圖 14毛坯的定位：條料橫向定位裝置在復(fù)合沖裁模上常采納導(dǎo)料銷進(jìn)行導(dǎo)料個(gè)導(dǎo)料銷的中心距盡可能取大一些， 以便于送料。并有利于避免條料偏斜。條料縱向定位裝置在復(fù)合模中，縱向定位的要緊作用是保證縱向搭邊值。擋料銷確保條料送進(jìn)時(shí)有準(zhǔn)

17、 確的送進(jìn)距。活動(dòng)擋料銷經(jīng)常使用于倒裝復(fù)合模，裝在卸料板上，由彈性元件支撐，能 夠伸縮的擋料銷。設(shè)計(jì)當(dāng)選取橡膠彈性擋料銷。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)如以下圖 圖 153卸料、件零件卸料裝置卸料是指把沖件或廢料從凸模中卸下來(lái)?？煞譃閯傂院蛷椥孕读涎b置兩種形式，視 模具的結(jié)構(gòu)選擇。設(shè)計(jì)中為倒裝復(fù)合模，易采納彈性卸料裝置。彈性卸料裝置卸料力較 小，所得質(zhì)量較好，平直度較高。彈性元件選用橡膠，其結(jié)構(gòu)如以下圖 圖 16推件裝置設(shè)計(jì)中模柄中心位置有沖孔凸模，采納簡(jiǎn)單的剛性推件裝置，由打桿、推板、連接推桿和推件塊組成。結(jié)構(gòu)如以下圖 174圖 17橡膠的用橡膠許諾經(jīng)受的負(fù)荷比彈簧大，且安裝調(diào)整方便，價(jià)錢又不貴，是模具中普遍

18、利用的彈性元件。冷沖模中所用橡膠一樣為聚氨脂橡膠（）。橡膠的高度 H 與直徑 D 應(yīng)有適當(dāng)?shù)谋壤粯討?yīng)維持 H=（0.51.5）D5模架及件模架是由上模座、下模座、模柄及導(dǎo)向裝置組成對(duì)模架的大體要求應(yīng)有足夠的強(qiáng)度與剛度應(yīng)有足夠的精度上下模之間的導(dǎo) 向應(yīng)精準(zhǔn)。一樣模架型號(hào)規(guī)格均已列入標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)可選用模架選用適用中等精度，中、小尺寸沖壓件的后側(cè)導(dǎo)柱模架從右向左送料，操作方 便。上模座：L/mm B/mm H/mm=25025045下模座：L/mm B/mm H/mm=25025055導(dǎo)柱： d/mm L/mm=35180導(dǎo)套： d/mm L/mmD/mm=3511543模架的閉合高度：模柄中小

19、型模具都是通過(guò)模柄固定在壓力機(jī)滑塊上。設(shè)計(jì)中采納凸緣式模柄 形式見以下圖 18圖 18模柄的長(zhǎng)度不得大于沖床滑塊里模柄孔的深度，模柄直徑應(yīng)與模柄孔一致。 連接零件的選取墊板厚度?。?0mm 材料：45 硬度：4348HRC凸模固定板厚度?。?材料：45卸料板厚度取： 材料：Q235橡膠厚度?。?0mm6模具的合高度模具的閉合高度 H 模 是指模具在最低工作位置時(shí)，上、下模之間的距離。為使模具正常工作，模具閉合高度必需與沖床的閉合高度相適應(yīng)。應(yīng)介于沖床最大和最小閉合 高度之間: H 最大-5H 模H 最小+10H 模 =45+10+12+22.5+0.5+80+55-2=223模總圖依照以上各部

20、件的結(jié)構(gòu)及總的要求，模具總裝圖如下圖 19：1-導(dǎo)套2-條3-導(dǎo)4-銷 ；5-接螺釘6-孔凸模內(nèi)角螺釘 1防銷釘； 9-打料桿；10-模；11-上座12-板13-件塊；14-六角螺釘 2；15-上模座墊板；16-墊 板17-凸固定板18-落料凹19-性卸料板20-導(dǎo)料銷；21-固螺釘；22-彈23-凸 模；24-凸凹模固定板；25-銷 ；26-模座圖 沖設(shè)的擇為平安起見，避免設(shè)備的超載，參照沖壓手冊(cè)可選取公稱壓力為 的開式雙柱 可傾壓力機(jī) J2316該壓力機(jī)與模具設(shè)計(jì)的有關(guān)參數(shù)為：公稱壓力： 160KN 滑塊行程： 55mm最大閉合高度： 220mm 最大裝模高度： 180mm連桿調(diào)劑量： 45mm 工作臺(tái)尺寸： 200310墊板尺寸： 30140 模柄孔尺寸： 3050謝從論文選題到搜集資料從寫稿到反復(fù)修改期間經(jīng)歷了喜悅聒噪痛楚和彷徨， 在寫作論文的進(jìn)程中心情是如此復(fù)雜?，F(xiàn)在，伴隨著這篇畢業(yè)論文的最終成稿，復(fù)雜的 心情煙消云散，自己乃至還有一點(diǎn)成績(jī)感。超級(jí)感激我的指導(dǎo)教師師黃常翼教師。本課題是在黃常翼教師的悉心指導(dǎo)下完成 的，在此衷心感謝指導(dǎo)教師對(duì)我的諄諄教誨