1、模具設計課程設計沖壓模具課程設計 系別:材料工程系 姓名:李兵 學號:121304106橢圓墊圈課程設計說明書目 錄前 言（2）設計任務書 （3）一、 制件工藝性分析（4）二、 確定沖裁工藝方案（5）三、 工藝和設計計算（5）四、 計算凸凹模的刃口尺寸（10）五、 凹模與凸模的設計與校核（14）六、 模具的其他裝置（18）七、 模架的選擇（20）八、 壓力機相關參數的校核（21）附：參考文獻 (28)結束語 (29) 前 言模具課程設計是cad/cam專業教學計劃安排的非常重要的教學實踐環節，也是畢業設計的首選內容。其目的在于鞏固模具結構及設計所學知識，熟悉有關資料，樹立正確的設計思想，掌握正

2、確的設計方法，培養學生的實際工作能力。通過模具結構設計，學生在工藝性分析、工藝方案論證、工藝計算、模具零件結構設計、編寫說明書和查閱參考文獻等方面受到一次綜合的訓練，增強學生的動手能力和創新設計能力。本次設計中，本人的設計任務是根據一個座板的工件設計一副模具。本人主要做了如下工作：1、根據座板的結構設計計算各部分尺寸；2、確定工藝方案；3、由以上數據畫出裝配圖。 設計任務書： 零件名稱 橢圓墊圈序號5材料08鋼板厚1.0mm生產批量大批量一、沖壓件工藝分析 零件名稱 橢圓墊圈圖號5材料08鋼板厚1.0mm生產批量大批量1、材料：08鋼，具有良好的沖壓性能。2、沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度：零件

3、的位置精度46、62.5和尺寸精度 8.2、22、40、r8未給公差，圓形尺寸精度等級it11，非圓形尺寸精度等級it13，查表確定公差值為46+0.12、 、。 3、工件結構：結構簡單，形狀對稱，有利于材料的合理利用。結論：適合沖裁二、確定沖裁工藝方案該零件包括落料、沖孔兩道工序，可以采用以下三種工藝方案。 1、先沖孔，再落料，采用單工序模生產。 2、落料沖孔復合沖壓，采用復合模生產。 3、沖孔落料連續沖壓，采用級進模生產。 方案一：采用單工序模，需要2道工序，且多次中心距定位產生累積誤差大，導致孔的位置精度不高，需要兩副模具生產，且效率低，不適宜采用。 方案二：采用復合模生產，在一副模具當

4、中，同時完成兩個或兩個以上的工序，精度相比單工序模更高，且效率也高，模具強度好，制造簡單，并且沖壓時，卸料板在沖裁時壓緊板料，零件的平直度較好，工件留在模具上，手動取出零件。 方案三：采用級進模生產，也只需一副模具，生產效率較高，操作方便，但級進模在送料時很難保證工件位置精度，無法達到零件較高的位置精度要求，但能保證產品快速生產。 綜合以上三個方案分析：該件的沖壓生產采用方案三為佳，設計成級進模可以很好地保證工件的產量。三、工藝和設計計算 1、排樣圖設計與計算： 因該沖裁件結構簡單，形狀對稱，只有兩道工序，沖孔與落料，因t=1.0mm,查表，最小搭邊值得：a=1.0、a=1.2.又因為 步距：

5、a=d+a=45.24+1=46.24mm 條料寬度：b=0（） =（）= 故b原整為：所以：得出圓整后的側搭邊值為：1.5 導料板間的距離:b = =排樣圖如下： a=1.0、a=1.5、a=46.24mm 經計算：s=1668.7，2s+s=2+=105.5668+379.94=485.5068 s=s-（2s+s）=1668.7-485.5068=1183.1932（1）、計算一個步距內的利用率： （2）、計算整個條料的利用率：經查表：整個板料的標準長寬為：9001000經計算：取整個條料的長度為：900；利用率高。 取n=19 （3）、計算整個板料的利用率： 經計算條料數為：，所以能取

6、n=23條經計算整個板料的制件數為：23n=1923=437制件 2、沖壓力與壓力中心的計算：（查表2.6.1；查得查得，查表刃口高度。取h=7）個沖件力： 落料力： 卸料力： 推件力：（推廢料，推制件） n為卡在凹模內的沖孔廢料數目，制件數取n=4 由：得從滿足沖壓工藝力的要求看，查手冊8-13表：可選用jc23-35，350kn開式雙柱可傾壓力機。查表得如下： 公稱壓力350kn封閉高度調節量60滑塊行程80滑塊中心線至床耳距離205滑塊行程次數50（次/min）立柱距離300最大封閉高度280床身最大可傾角20工作臺尺寸前后380模柄孔尺寸直徑50左右610深度70墊板尺寸厚度60滑塊底

7、面尺寸前后190直徑150左右210工作臺孔尺寸前后200左右290直徑260 壓力中心的確定，其中凸模的壓力 中心為它的幾何中心：沖裁輪廓周長l/mm各凸模壓力中心坐標xyl=155.100l=25.74826.3-12l=69.0845.90l=25.74865.512合計：l=275.676=20.080如上圖所示： 計算如下： 得：壓力機的中心為（20.08，0） 四、計算凸凹模的刃口尺寸 工作需件刃口尺寸的計算：采用分開加工法 由圖可知，該需件屬于無特殊要求的一般沖孔，落料。外形：，由落料同時獲得。內形：、，由沖孔同時獲得。查表3-32得：=0.140mm，=0.10mm 由公差表查

8、得：為it11級，取x=0.75； 為it11級，取x=0.75設凸凹模分別按it6，it7級加工制造：沖孔1： = =mm = =mm 校核： 0.016+0.0240.14-0.1 0.04=0.04(滿足間隙公差要求） 故：=8.275mm = mm（且沖孔1與沖孔3相同）沖孔2：d=(d+x) = =22.0975mm =(22.0975+0.1) =22.1975mm 校核： 0.016+0.0240.140-0.1 0.04=0.04（滿足間隙公差要求）落料：外形未注明公差的取it11it12級，所以取it12級，由落料獲得。t=1mm查表，2.3.3。得：=0.140mm，=0.

9、10mm，由公差表查得：為it11級，取x=0.75。 落料a： 校核：（不滿足間隙公差條件） 因此；只有縮小提高制造精度，才能保證間隙在合理范圍內，由此可取： （落料a段與對面落料段相同） 落料b： 未注明公差的一般取it12it13級，取it12級，所以：x=0.75，故此外形尺寸為： 校核： （滿足間隙公差條件） 故：（落料b段與對面落料段相同）落料c：因為此制件形狀對稱，經計算邊長為：l=9.81mm，未注明公差的一般取it12it13級，取it12級，x=0.75又因為此邊長是由落料獲得為外形尺寸，取下偏差：設凸凹模分別按it6、it7級加工制造 校核：（不滿足間隙公差條件） 因此；

10、只有縮小 提高制作精度，才能保證間隙在合理范圍內，由此可取： 故：（落料c與其他3段邊長相同）落料d：外形 ，查表3-32，得：由公差表查得：為it13級，取x=0.75 校核： （不滿足間隙公差條件）因此；只有縮小提高制造精度，才能保證間隙在合理范圍內，由此可取： 孔距尺寸： 五、凹模與凸模的設計1、凹模的設計：根據查表得: 因數:k=0.15mm 凹模厚度: h=kb(15mm)=0.1598= 14.7mm 所以 凹模厚度為25mm凹壁壁厚： c=（1.52）h=1.525=35.7mm 圓整取c=36mm凹模的外形尺寸: l=2c+98=236+98=170mm b=2c+40=236

11、+40=112mm 式中 b-凹模刃口的最大尺寸：k-系數,考慮板料厚度的影響.取標準凹模尺寸:20012525允許誤差5102.沖孔凹模刃口形狀的選擇：凹模刃口有兩種基本形式:一種是直壁式,一種是斜壁式.直壁式強度好,刃磨后尺寸不增大,沖件精度高,但沖裁時磨損大,工件易在型空內聚集,嚴重時會使凹模脹裂,不如斜壁式刃口鋒利,每次刃磨的磨量大.為僻免工件易在型空內聚集,凹模刃口形狀選擇直壁式.如圖: 2.凸模的設計：1.凸模材料選用t10a鋼制造，熱處理進行淬硬，hrc58-62,其許用抗壓強度=1300mpa其結構選用直通凸模（1）、凸模長度的計算：凸模固定板厚度，單位：mm卸料板厚度，單位：

12、mm-橡膠厚度，單位：mm材料厚度，單位：mm（2）、凸模的強度與剛度的校核、承壓能力的校核凸模承壓能力按下式校核：式中： 截面的壓應力，單位mpa最小面積，單位縱向所承受的壓力，它包括沖裁力和推件力（或頂件力）單位n的許用抗壓強度，單位mpa模具材料的許用抗壓強度大小取決于凸模材料及熱處理，選用時，一般可參考下列數值，對于t8a；t10a；cr12mov;gcr15等工具鋼，淬火硬度為5862hrc時，可取確定t10a為凸模材料：結論：強度足夠。（2）.凸模失穩定彎曲應力的校核凸模不發生縱向彎曲的最大長度為：式中： e凸模材料的彈性模量，對于模具鋼，e= 凸模最小截面（即刃口直徑截面）的慣性

13、矩，對于圓形凸模，單位d凸模工作刃口的直徑，單位mmn安全系數，淬火鋼n=23把上述的可得出圓形截面的凸模不發生失穩彎曲的極限長度為： 無導向凸模: 六、模具的其他裝置1、墊板的厚度取10mm。2、凸模固定板：凸模固定板的形狀一般與凹模形狀相同，凸模固定板的厚度：hx=（0.60.8）h=(0.60.8)25=1520mm凸模固定板的厚度取20mm3、擋料銷： 它是用來控制送料步距的.查表得:選用固定擋銷，擋料銷的材料牌號為標準規格45鋼gb2866.11-81,采用淬火處理,硬度為45 hrc.安裝在凹模的左右對稱線上,與凹模的配合為h7/n6的過渡配合.4、防轉銷: 為了防止模柄的轉動,采

14、用了一個防轉銷,其尺寸d=d1=3mm, l=5mm.5、卸料板的確定：材料45鋼，長和寬的尺寸取與凸模固定板相同的尺寸,厚度取16mm. 6、凸模、凸模固定板、墊板、上模座是用圓柱銷和內六角圓柱頭螺釘來連接的.凹模與下模座也是用圓柱銷和內六角圓柱頭螺釘來連接的.(1)圓柱銷的數量為2根,其尺寸為:5mm.材料采用45鋼與上下模座,墊板,凹模,凸模固定板的配合為h7/m6的過渡配合.(2)內六角圓柱頭螺釘的數量八個,其尺寸為:gb/t170-1985 m12.材料采用45鋼.(3) 螺母是采用gb/t6170-200 m10,材料采用q235鋼.(4)凸模固定板的長200mm,寬125mm,鉆

15、有通孔用來裝螺釘和圓柱銷的,中間開有一個孔和凸模配合的,材料采用q235鋼.(5)螺栓l為80mm7、 卸板料彈簧的自由高度：根據工件材料的厚度為1.5mm，沖裁時凸模進入凹模深度取1mm，考慮模具維修時刃磨留量2mm，再考慮開啟時卸料板高出凸模1mm，則總的工作行程=6mm。彈簧的自由高度 取模具在組裝時彈簧的預壓量為 取 由此可算出模具中安裝彈簧的空間高度尺寸為25mm。8、導正銷的設計： 式中：d-導正銷的基本尺寸，單位： -沖孔凸模直徑，單位： a-導正銷與沖孔凸模直徑的差值，查表課本3-18得出：a=0.10 =22.0975-0.10=21.9975七、模架的選擇根據凹模尺寸的確定

16、查設計手冊得模架參數如下：模架l=200b=125開模最大高度225（mm）上模座20012540下模座20012550導柱25180導套259538八、壓力機相關參數的校核模具的閉合高度計算：所選壓力機的最大封閉高度為：280，封閉高度調節量為：60，所以壓力機的閉模高度是220mm，加個20mm墊板。其中：壓力機的最小閉合高度壓力機的最大閉合高度九、裝配圖：（見下圖） 參考文獻：（注意格式，上面文中有引用的文獻一定要寫！）1 陳劍鶴. 模具設計基礎. 北京：機械工業出版社, 20062 史鐵梁. 模具設計指導. 北京：機械工業出版社, 20073 屈華昌. 塑料成型工藝與模具設計. 北京：機械工業出版社, 20044 王芳. 冷沖壓模具設計指導. 北京：機械工業出版社, 20025 周斌興. 沖壓模具設計與制造實訓教程. 北京：國防工業出版社, 2006結束語緊張的模具設計，在老師和我們的共同努力下，終于結束了。通過這次實習，使我在原來的理論基礎上增加了實戰性的知識，同時我也感受到要成為一個模具設計師需要付出很多努力。本次設計中，本人在工藝性分析、工藝方案論證、工藝計算、模具零件結構設計、編寫說明書和查閱參考文獻