1、麗水職業技術學院機電信息分院畢業設計多功能升降支架伸縮管墊片沖壓模設計學生學號：學生姓名：導師姓名：班級 專業名稱 模具設計與制造 提交日期 答辯日期 年月摘 要沖壓是當今社會工業生產最主要的方法之一，沖壓模具主要是將板料分離或成形而得到制件的加工方法。因為沖壓件生產主要是大批量的，而且模具要保證沖壓產品的尺寸精度和產品質量，模具的設計與制造主要考慮到模具的設計能否滿足工件的精度要求，能否加工出合格的零件，以及模具的維修和存放是否合理等。本次設計共分為六部分，分別介紹了工件沖壓工藝及模具結構設計方法、尺寸計算公式和常用數據，對模具材料的選用、沖壓設備的選擇進行了相關的說明。凡是與設計內容相關的

2、圖形，都有電子圖形保存，并在相關章節均有插圖。根據對零件的綜合分析，由于材料和厚度和精度的原因，我在這次設計采用沖孔落料的倒裝復合模進行生產。關鍵字：凹凸模沖孔落料目錄一、引言2二、設計任務分析32.1工件的基本尺寸及說明32.2沖壓工藝分析42.3沖壓材料選用4三、技術方案53沖裁工藝方案的確定5四、技術方案的詳細設計54.1 排樣方案的確定及計算54.2沖壓力的計算84.3模具壓力中心的確定94.4 沖模刃口尺寸及公差的計算104.5零件結構尺寸的確定124.6定位方式的設計154.7 卸料出件、導向方式的選擇154.8模架的外形尺寸15五、模具總裝圖16六、模具材料的選用17七、沖壓設備

3、的選擇18八、總結18致謝19參考文獻20附錄21附錄一、零件圖21附錄二、沖孔凸模121附錄三、沖孔凸模221附錄四、下料凹模21附錄五、凹凸模21附錄六、模具總裝圖21一、引言(中文“一”類數字字后要用頓號)該課題主要針對多功能升降支架伸縮管墊片，在對墊片沖孔，落料等成型工藝的基礎上，提供了零件采用多工位復合模沖裁方案，保證工件的尺寸和形狀位置精度要求的同時，提高了材料的利用率和勞動生產率。該零件為墊片，原型是一家五金工具企業產品中的一個零部件，經過自己的改進所設計出來的，它的作用是通過螺絲把伸縮管連接在工作平臺上，使其能更好的固定。在這個設計的原型來自我實習單位所生產的腳手架中的一個墊片

4、，結合實際的可行性和經濟性所做的修改設計。通過對該產品的設計，熟悉沖壓模具的設計加工流程，包括：模具類型的確定，凹模的設計，凸模具的設計，工件的推出裝置設計等等。在設計中，我們充分結合了沖壓模具設計技術的基礎知識，鍛煉了Auto CAD，Pro/E等模具設計軟件英語能力，提高了實踐動手能力。二、 設計任務分析2.1工件的基本尺寸及說明(阿拉伯數字后用點號)零件簡圖 ：如圖1所示圖1零件圖(每幅圖后必須有圖號)該零件為多功能升降支架伸縮管的固定墊片，屬于大批量生產件，材料為T2銅，厚度為0.2mm，圖中未標注公差的按照公差等級IT14的要求制作。2.2沖壓工藝分析沖壓件的工藝性是指沖壓件對沖壓工

5、藝的適應性。在一般情況下，對沖壓件工藝性影響最大的幾何形狀尺寸和精度要求。良好的沖壓工藝性應能滿足材料較省、工序較少、模具加工較容易、壽命較高、操作方便及產品質量穩定等要求。沖裁件的形狀應能符合材料合理排樣，減少廢料。沖裁各直線或曲線的連接處，宜有適當的圓角。沖裁件凸出或凹入部分寬度不宜太小，并應避免過長的懸臂與窄槽。腰圓形沖裁件，如允許圓弧半徑，則R應大于料寬的一半，即能采用少廢料排樣；如限定圓弧半徑等于工件寬度之半，就不能采用少廢料排樣，否則會有臺肩產生。沖孔時，由于受到凸模強度的限制，孔的尺寸不宜過小。沖裁件的孔與孔之間，孔與邊緣之間的距離，受到模具強度的限制，不能太小。在彎曲件或拉深件

6、上沖孔時，其孔壁與工件之間的距離不能過小。對沖壓材料的要求沖壓所用的材料，不僅要滿足產品設計的技術要求，還應當滿足沖壓工藝的要求和沖壓后繼的加工要求。2.3沖壓材料選用2.3.1對沖壓成形性能的要求為了有利于沖壓變形和制件質量的提高，材料應具有良好的沖壓成形性能。而沖壓成形性能與材料的機械性能密切相關，通常要求材料應具有：良好的塑性，屈強比小，彈性模量高，板厚方向性系大，板平面方向性系數小。對材料厚度公差的要求材料的厚度公差應符合國家規定標準。因為一定的模具間隙適用于一定厚度的材料，材料厚度公差太大，不僅直接影響制件的質量，還可能導致模具和沖床的損壞。對表面質量的要求材料的表面應光潔平整，無分

7、層和機械性質的損傷，無銹斑、氧化皮及其它附著物。表面質量好的材料，沖壓時不易破裂，不易擦傷模具，工件表面質量好。常用沖壓材料沖壓用材料的形狀有各種規格的板料、帶料和塊料。板料的尺寸較大，一般用于大型零件的沖壓，對于中小型零件，多數是將板料剪裁成條料后使用。帶料（又稱卷料）有各種規格的寬度，展開長度可達幾千米，適用于大批量生產的自動送料，材料厚度很小時也是做成帶料供應。塊料只用于少數鋼號和價錢昂貴的有色金屬的沖壓。綜上所述，沖壓材料選擇T2銅作為沖壓件的材料。三、 技術方案3沖裁工藝方案的確定一般對于這樣的工件，通常采用沖孔，落料加工方法。由于該工件的生產批量較大，如果把這道工序放在一起，可以大

8、大提高工作效率，并減輕工作量，節約能源，降低成本，而且可以避免原有的加工方法中須將手伸入模具的問題，對保護操作者安全也很有利將這道工序復合在一起，可以有以下的兩種不同工藝方案：先沖孔，后落料的工步；落料沖孔為同一工步完成。采用方案2加工工件，由于工件地尺寸均為自由公差，加工尺寸易保證。經分析，采用方案二較好。該沖壓工件的形狀為簡單且對稱，孔尺寸要求不高，均為自由公差。料為銅，其沖壓性能好，孔與外緣的壁厚較大，適合沖裁。四、 技術方案的詳細設計4.1 排樣方案的確定及計算在沖壓生產中，節約和減少廢料具有重要的意義，在模具設計中，排樣設計是一項極為重要的、技術性很強的設計工作，排樣的合理與否直接影

9、響到材料的利用率、制件質量、生產率與成本以及模具壽命等，所以排樣工作的好壞是左右沖裁經濟效益的重要因素之一。沖裁所產生的廢料分為兩種，一是工件的各種內孔產生的廢料，它取決于工件的形狀，一般不能改變，稱為結構廢料；二是由于工件之間的搭邊和工件與條料側面的搭邊、板料的料頭、料尾而產生的廢料，它取決于沖壓方式和排樣方式，稱為工藝廢料。提高材料利用率最主要的途徑是合理排樣使工藝廢料盡量小，另外在滿足工件使用要求的前提下，適當的改變工件的結構形狀也可以提高材料的利用率。排樣時，工件及工件與條料側邊之間的余料叫搭邊，搭邊的作用是補償定位誤差和保持條料有一定的剛度，以保證沖壓件質量和送料方便。搭邊太寬，浪費

10、材料；搭邊太窄會引起搭邊斷裂或翹曲，可能“啃刃”現象或沖裁時會被拉斷，有時還會拉入模具間隙中、損壞模具刃口，從而影響模具壽命。搭邊值的大小與下列因素有關： 材料的力學性能。硬材料可小些，軟材料的搭邊可要大些。 工件的形狀與尺寸。尺寸大或有尖突的復雜的形狀時，搭邊要取得大值。 材料厚度。薄材料的搭邊值應取得大一些。 送料方式及擋料方式。用手工送料、有側壓板導向的搭邊值可以取小些。常用的排樣方法有三種： 有廢料排樣：指沿工件全部外形沖裁，工件與工件、工件與條料邊緣都留有搭邊，此種排樣的缺點是材料利用率低，但有了搭邊就能保證沖裁件的質量，模具壽命也高。少廢料排樣：指模具只沿著工件部分外形輪廓沖裁，只

11、有局部搭邊的存在。無廢料排樣：指工件與工件之間及工件與條料側邊之間均無搭邊的存在，模具刃口沿條料順序切下，直接獲得工件。少廢料、無廢料排樣的缺點是工件質量差，模具壽命不高，但這兩種排樣可以節省材料，還具有簡化模具結構、降低沖裁力和提高生產率等優點。并且工件須具有一定的形狀才能采用少、無廢料排樣。上述三類排樣方法，按工件的外形特征主要分為直排、斜排、直對排、斜對排、混合排、多行排等形式。綜上所述排樣如圖2所示。表1【1】搭邊值表(引用參考書的地方要做標志)料厚手送料自動送料圓形非圓形往復送料11.51.521.532>1221.52.523.52.532>232.5232.543.5

12、>3432.53.535443由表1搭邊值表，根據零件形狀兩工件間按矩形取搭邊值，側邊取搭邊值。則步距：條料寬度： 圖2 排樣圖4.2沖壓力的計算1） 落料力查資料【2】可知抗拉強度落料力的計算公式為：2）沖孔力中心孔： 2個小孔： F孔23）沖裁時的推件力表2【3】 卸料力、推件力及頂件力系數沖裁材料K卸K推K頂純銅、黃銅0.020.060.030.09鋁、鋁合金0.0250.080.030.07鋼材料厚度0.10.060.0750.10.14>0.10.50.04500550.0650.08>0.52.50.040.050.0500.06>2.56.50.030.0

13、40.0400.05>6.50.020.030.0250.03查表2序號1的凹模刃口形式，則個故：      為避免各凸模沖裁力的最大值同時出現，且考慮到凸模相距很近時避免小直徑凸模由于承受材料流動擠壓力作用而產生傾斜或折斷故把三沖孔凸模設計成階梯凸模如圖3。圖3 階梯凸模則最大沖壓力：4.3模具壓力中心的確定如圖3根據圖形分析，因為工件圖形對稱，故落料、沖孔時壓力中心均落在O1上。圖4壓力中心(圖名和圖要有所對應，本圖沒標出圖的壓力中心位置)4.4 沖模刃口尺寸及公差的計算1）沖孔部分由資料【4】確定初始雙面間隙、的值：表4【5】 規則

14、形狀沖裁時凸模、凹模的制造公差基本尺寸凸模公差凹模公差基本尺寸凸模公差凹模公差1818303080801201201800.0200.0200.0200.0250.0300.0200.0250.0300.0350.040180602603603605005000.0300.0350.0400.0500.0450.0500.0600.070對沖孔時：，對沖孔時：， 沖孔部分：校核： (不能滿足間隙公差條件)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：沖孔部分：2）落料部分對外輪廓的落料，由于形狀較復雜，故采用配合加工方法。當以凹模為基準件時，凹模磨損后刃口部分尺寸都增大。

15、零件圖中未注公差的尺寸及其極限偏差。表5 因數材料厚度非圓形的值圓形值10.750.50.750.5工件公差 10.160.170.350.360.160.16120.200.210.410.420.200.20240.240.250.490.500.240.2440.300.210.590.600.300.30查表5【6】得=0.5則:該零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相應部分尺寸配制，保證雙面間隙值。4.5零件結構尺寸的確定4.5.1凹模外形尺寸的確定凹模厚度的確定：【7】取總壓力工件長凹模寬度【8】的確定：圖5 落料凹模4.5.2凸模長度的確定凸模長度計算為其中初定：凸模固定板厚卸料板

16、厚度導料銷長度凸模增加長度則： 沖孔凸模1 沖孔凸模2圖6 沖孔凸模圖7 凸凹模4.6定位方式的設計定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上有正確的位置，定位零件的結構形式很多，用于對條料進行定位的定位零件有擋料銷、導料銷、導料板、側壓裝置、導正銷、側刃等，用于對工序進行定位的定位零件有定位銷、定位板等。因為該模具采用是條料，控制條料的送進方向采用導料銷和活動擋料銷。4.7 卸料出件、導向方式的選擇卸料裝置按卸料的方式分為固定卸料裝置彈性卸料裝置和廢料切刀三種。該模具采用彈性卸料裝置，有卸料板和橡皮組成，彈簧為彈性元件。出件方式由推件裝置完成，由打桿，推件連桿，推板，推件板組成。導向方式采用導柱

17、導套導向。4.8模架的外形尺寸選取模架?！?】上模座：下模座：導柱： 導套： 導柱、導套滲碳深度,硬度五、模具總裝圖通過以上設計，可得到模具總裝圖。模具上模部分主要有上模板、墊板、落料凹模、凸模固定板，沖孔凸模及推料裝置組成。下模部分由下模座、凹凸模、定板，卸料板組成。工作時，手工送料，板料以導料銷21和活動擋料銷5定位。上模下壓，凸凹模17和凹模18進行落料沖孔?？ㄔ谕鼓Ｉ系膹U料有卸料裝置頂出，卸料裝置由卸料板4和橡皮20組成，橡皮為彈性元件。卡在凹模內的沖件由推件裝置推出。推件裝置由打桿，推件連桿，推板，推件板組成。當上模上行至上止點時，把廢料推出。每沖裁一次，沖孔廢料被推下一次，凸凹?？?/p>

18、內不積存廢料，漲力小，不易破裂，從卸料空中擠出凹凸模中。圖8 總裝圖圖9 下模俯視圖1-下模座；2-導柱；3-彈簧；4-卸料板；5-活動擋料銷；6-導套；7-上模座；8-凸模固定板；9-推件板；10-連接推桿；11-推板；12-打桿；13-模柄；14、16-沖孔凸模；15-墊板；17-落料凹模；18-凸、凹模；19-定板；20-橡皮 21-導料銷六、模具材料的選用利用模具生產制品零件，其模具質量的好壞，壽命的長短，直接關系到產品制造精度、性能和成本。是提高勞動生產率、降低消耗、創造效益，盡快使產品占領市場的重要性條件。而模具的質量、使用壽命、制造精度及合格率很大程度上取決于設計時對模具材料的選

19、用、熱處理工藝要求、模具零件配合精度及公差等級的選擇和表面質量要求。冷沖模材料應具有的性能：冷沖模包括沖裁模、彎曲模、拉深模、成形模和冷擠壓模等。冷沖模在工作中承受沖擊、拉深、壓縮彎曲、疲勞磨擦等機械的作用。模具常常發生脆斷、堆塌、磨損、啃傷和軟化等形成的失效。因此，作為冷沖模主要材料的鋼材，應具有的性能。1. 應具有較高的變形抗力：主要抗力指標包括淬火、回火抗壓強度、彎強度等。其中硬度是模具重要的抗力指標，高的硬度是保持模具耐磨性的必要條件。工作零件熱處理后的硬度在60HRC強度和抗彎強度才能保證模具具有較高的變形能力。2. 應具有較高的斷裂抗主要抗力指標有材料的抗沖擊性能抗壓強度、抗彎強度

20、 斷裂抗力和沖擊載荷下抵抗模具裂紋產生一個特性，也是作為防止斷裂的一個重要依據。其基體中碳含量越高沖擊韌性越高。故對韌性的要求應依據載荷較大的冷沖鐓及剪切模易受偏心彎曲載荷細長凸?；蛴袘械哪＞?，都需要有較高的韌性。3. 應具有較高的耐磨性和抗疲勞性能：對于在一定條件下工作的模具鋼，為了提高耐磨性，需要在硬度高的基體上均勻分布有大量細小硬的碳化物 相同硬度下，提高鋼的性能是模具在交變應力條件下產生的疲勞破壞，如模具長期使用有刮痕凹槽等。4. 應具有較好的冷、熱加工工藝性：鋼材的加工性能包括可鍛性、可加工性、淬透性、淬硬性較小的脫碳敏感性和較小變形傾向等，以方便模具的加工，易于成形及防止熱處

21、理后變形等。綜上所述：凸、凹模采用工作部分局部淬火，材料用淬火變形小的Gr12模具鋼。七、沖壓設備的選擇按公稱壓力選取壓力機查表【10】可得：選取公稱壓力的JC23-40壓力機，該壓力機與模具設計的有關系參數為：公稱壓力：滑塊行程：封閉高度調節量：工作臺尺寸：模柄孔尺寸：八、總結通過這次畢業設計，感覺收獲甚多，才真正知道自己所學知識的匱乏，在設計中學到了許多以前沒有見過的設計理論和方法。通過這次畢業設計，才真正找回了自己，明白了只有不斷地學習和積累經驗，才能有自己的一席之地?！笆郎蠠o難事，只怕有心人”，相信只要自己不懈地努力，就一定會成功的！這次畢業設計是一次很好的鍛煉，在上課時間對一些專業知

22、識理解的不夠，還有在設計中遇到了好多自己無法解決的問題，在同學的相互學習和幫助下才使的設計得到順利的進行，非常感謝同學和朋友，還有在這次設計的開始由于老師的要求提得比較高，學習動力在無形之中提高了，通過不懈的努力把所學的知識得到進一步的鞏固和深化。在這樣的環境下，對書上所講的知識有了一定地系統地了解，也為這次的課程設計打下了一定的基礎，可以說對于老師的一些教學方法是從一開始不理解到最后能有這樣的好老師心存感激，從中學到了很多知識，也深刻認識到老師不僅僅指引我們走上正確軌道上，而且在以后的道路中還得靠我們自己堅定地走下去；要在這次的畢業設計中好好的把自己的設計做好，為以后積累一點經驗。在這次畢業設計中也深深體會到，對于加工工藝來說，只有不斷的去練習與實踐，才能培養自己的設計能力，才能更好的去理解書本上一些不理解的知識和牢記。實踐是檢驗真理的試金石，換句話說，實踐也是檢驗知識的試金石，所以在以后工作和學習中要不斷的去學習和實踐。只有這樣才能進步得更快，學得知識更多，才能在以后工作中做的更出色，才能更好地實現自己的人生價值！致謝三年的學習生活一眨眼就過了，在外求學經歷的坎坷使