1、學 號_ 課程設計 課 題 學生姓名 系 別 專業班級 指導教師 二0 一二 年 五 月目 錄摘 要- 1 -第一章 零件的工藝分析- 2 -第二章 生產方案的制定- 3 -第三章 模具的總體設計- 4 -3.1模具形式的確定- 4 -3.2送料方式- 4 -3.3卸料方式- 4 -3.4定位方式- 4 -3.5導向方式- 4 -3.6模架- 4 -3.7模柄- 5 -第四章 模具設計工藝計算- 6 -4.1排樣設計- 6 -4.2 材料利用率計算- 6 -4.3排樣選擇- 7 -4.4沖裁壓力中心的確定- 7 -4.5刃口尺寸的計算- 7 -加工方法的確定- 7 -4.5.2 基本工序- 7

2、 -刃口尺寸計算- 7 -4.6沖壓工藝力的計算- 9 -4.7沖壓設備的選擇- 10 -總 結- 12 -參考文獻- 13 -附 錄- 14 -襯板沖壓模具設計摘 要本文對一個簡單沖壓件的沖壓工藝進行了分析，并設計了單工序落料模具及主要零部件，在這個課程設計中詳細介紹了沖裁件從排樣設計到模具結構設計的整個過程，通過這一簡單的例子讓我們知道了什么是冷沖壓工藝。冷沖壓也稱板料沖壓，是塑性加工的一種基本方法，一般以金屬板料為原料，利用壓力機上的模具作往復運動，在常溫下對金屬板施加壓力，使板料產生塑性變形以達到預定的形狀尺寸。沖模是進行專門設計與制造，實行單件生產規模的專用、定制型產品。采用建立在標

3、準化和生產經驗積累基礎上的沖模 CADCAMCAE，已經成為現代沖模設計與制造的先進方式，提高了沖模精度等級和綜合生產能力。顯然，提高模具標準化程度與水平，研究、設計沖模定型結構、原型結構和板材成形模擬分析軟件，將促進沖模實行專業化量產，提高沖模設計與制造的一次成功率，實現沖模設計與制造智能化，是沖模生產技術持續發展、進步的方向與任務。關鍵詞：襯板；模具結構；排樣設計；沖孔；落料第一章 零件的工藝分析如圖1-1所示零件圖；生產批量：大批量; 材料：30鋼；板料厚度：2mm（1）該材料，具有較高的強度、硬度，有較好的韌性，適合做中等強度的零。（2）尺寸精度：零件圖上的尺寸均未標注公差，屬自由尺寸

4、，可按IT14級確定工件的公差。經查公差表，各尺寸公差為： 、，四個孔的位置公差為：、。（3）工件結構形狀：制件需要進行落料、沖孔兩道基本工序，尺寸較小。（4）制件為大批量生產，應重視模具材料和結構的選擇，保證磨具的復雜程度和模具的壽命。（5）結論：該制件可以進行沖裁。圖1-1 襯板第二章 生產方案的制定根據制件的工藝分析，其基本工序有落料、沖孔兩道基本工序，按其先后順序組合，可得如下幾種方案：（1）落料沖孔，單工序模沖壓；（2）沖孔落料，級進模沖壓；（3）沖孔落料，復合模沖壓。方案（1）屬于單工序模沖裁工序沖裁模指在壓力機一次行程內完成一個沖壓工序的沖裁模。由于此制件生產批量大，尺寸又較這兩

5、種方案生產效率較低，操作也不安全，勞動強度大，故不宜采用。方案（2）屬于級進模，是指壓力機在一次行程中，依次在模具幾個不同的位置上同時完成多道沖壓工序的模具。于制件的結構尺寸小，厚度小，級進模結構復雜，因此，不宜采用該方案。方案（3）屬于復合沖裁模，復合沖裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同時完成數道沖壓工序的模具。采用復合模沖裁，其模具結構沒有級進模復雜，生產效率也很高，又降低的工人的勞動強度，所以此方案最為合適。根據分析采用方案（3）復合沖裁。表2-1 單工序模、級進模和復合模的特點比較項目單工序模級進模復合模沖壓精度較低較高（IT13IT10）高（IT10IT8級）制件平整程度一般

6、不平整，高質量件需較平因壓料較好，制作平整沖模制造的難易程度及價格容易、價格低簡單形狀制件的級進模比復合模制造難度低，價格也較低復雜形狀制件的復合模比級進模制造難度低，相對價格低生產率較低最高高使用高速自動壓力機的可能性有自動送料裝置可以連沖，但速度不能太高適用于高速自動壓力機不宜用高速自動壓力機材料要求條料要求不嚴格，可用邊角料條料或卷料，要求嚴格除用條料外，小件可用邊角料，但生產率低生產安全性不安全比較安全不安全，需采取安全措施第三章 模具的總體設計3.1模具形式的確定正裝式復合模：適用于沖制材料較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，但沖孔廢料落在下模工作面上不易清除，有可能影響操作和安

7、全，從而影響生產率。倒裝式復合模：結構簡單，又可以直接利用壓力機的打桿裝置進行推件，卸料可靠，便于操作。由零件分析知：制件的精度要求較低，孔邊距較大，平直度較高為提高經濟效益，適宜采用倒裝復合模生產。3.2送料方式零件的生產批量較大，合理安排生產時可用手工送料方式，提高經濟效益。3.3卸料方式固定卸料裝置：常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。當卸料板只起卸料作用時與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大，單邊間隙?。?.20.5）t。當固定卸料板還要起到對凸模的導向作用時卸料板與凸模的配合間隙應該小于沖裁間隙。此時要求凸模卸料時不能完全脫離卸料板。主要用于卸料力較大、材料厚度大于0.5m

8、m且模具結構為倒裝的場合。彈壓卸料裝置：具有卸料和壓料的雙重作用，主要用于料厚小于1.5mm的板料由于有壓料作用，沖件比較平整。卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇（0.10.2）t,若彈壓卸料板還要起對凸模導向作用時，二者的配合間隙應小于沖裁間隙。常用作落料模、沖孔模。工件平直度較高，料厚為2mm相對較薄，卸料力不大，由于彈壓卸料模具比剛性卸料模具方便，操作者可以看見條料在模具中的送進動態，且彈性卸料板對工件施加的是柔性力，不會損傷工件表面，故可采用彈性卸料。3.4定位方式因零件采用復合模沖裁，倒裝式彈性卸料裝置進行卸料，故選用彈頂式導料銷進行橫向定位，活動擋料銷進行縱向定位。3.5導向方式方案一

9、：導板式導向裝置：導板式模架一般適用于有細凸模的級進模；方案二：導柱導套式導向裝置：保持沖裁間隙，減少沖裁時沖壓設備對模具的不良影響，并且可承受沖裁時產生的側向力；方案三：滾珠導向裝置：一般是一種無間隙導向，精度高，壽命長，適用于精密沖裁件模、硬質合金模、高速沖模以及其他精密模具上。綜上所述采用導柱導套式導向裝置3.6模架 方案一：中間導柱模架：適用于單工序模和工位少的級進模； 方案二：后側導柱模架：工作面敞開，適用大件邊緣沖裁。但剛性和安全性最差，工作不夠穩定，常用于小型沖模； 方案三：四導柱模架：模架剛性好，導向非常平穩準確可靠，但價格較高。一般用于大型沖模和要求模具剛性與精度都很高的精密

10、沖裁模，以及同時要求模具模具壽命高的多工位自動級進模； 方案四：對角導柱模架：適用于各種沖裁模使用，特別適于級進沖裁模使用。綜合以上方案分析比較得出：采用后側導柱模架。3.7模柄由表3-1可選用壓入式模柄。表3-1 模柄的類型及應用類型特點及應用整體式模柄與上模座成整體，適用于小型模具壓入式模柄與模座安裝孔用H7/n6配合，可保證較高的同軸度和垂直度，適用于各種中、小型模具螺紋旋入式模柄制造及安裝方便，為了防止松動，可以擰入防轉螺釘，主要用于中、小型模具凸緣式用螺釘、銷釘與模座緊固在一起，適用于較大模具浮動式這種結構可以通過球面墊板消除壓力機導軌誤差對沖模導向精度的影響，適用于有滾珠導柱、導套

11、導向的精密模具第四章 模具設計工藝計算4.1排樣設計第一種：無搭邊，如圖4-1；第二種：有搭邊，如圖4-2，搭邊值查附錄1得： 。圖4-1 少廢料排樣圖4-2 有廢料排樣4.2 材料利用率計算第一種：=44mm =62mm （4-1） （4-2） （4-3）式中 ：步距；：條料寬度；S一個步距內制件實際面積；：一個步距內毛坯所需面積。第二種： (4-4) (4-5) (4-6) (4-7) 式中 ：步距；：條料寬度；S：一個步距內制件實際面積；：一個步距內毛坯所需面積。4.3排樣選擇雖然第一種排樣比第二種材料利用率高，但第一種對模具精度要求高，一般模具無法滿足，故不采用第一種，所以選第二種。4

12、.4沖裁壓力中心的確定通過分析該工件，可以發現該工件屬于完全對稱的，所以沖裁壓力中心在該工件的中心位子。4.5刃口尺寸的計算4.5.1加工方法的確定結合模具及工件的形狀特點，因為該工件精度要求不高，模具制造可以采用分開加工法獲得，將凸凹模分別進行加工，各自保證凸凹模的基本尺寸和公差要求，相應就獲得了凸凹模的間隙。采用分開加工法。4.5.2 基本工序落料 沖孔4.5.3刃口尺寸計算凸、凹模分別加工時，其工作不分尺寸的計算公式，如表4-1所示；表4-1 凸、凹模尺寸計算公式 工序性質工件尺寸凹模尺寸凸模尺寸沖孔d落料DD=（1）落料 由表4-1中公式計算各尺寸查教材表3-3確定初始間隙值： 凹、凸

13、模的制造公差，由附錄1查得 校核間隙：（4-8）說明所取凹凸模公差不能滿足條件，但相差不大，可調整如下： (4-9) （4-10）尺寸1：為 由表4-2查得x=0.5，（4-11）尺寸2：為 由表4-2查得x=0.5， （4-12） (2)沖孔由表4-1中公式計算各尺寸確定初始間隙值，由教材表3-3得： 確定凹、凸模的制造公差，由附錄1查得 校核間隙： （4-13） 故符合條件。尺寸3：為 由表4-2查得x=0.5， （4-14）尺寸4：為 由表4-2查得x=0.5，（4-15）表4-2 系數x料厚t(mm)非圓形圓形10.750.50.750.5工件公差/mm1122440.160.200.

14、240.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.304.6沖壓工藝力的計算查附表4得： （4-16） （4-17）根據公式得(1)沖裁力： （4-18） （4-19） 式中 :落料時沖裁力；:沖孔時沖裁力；：落料時沖裁周邊總長；：沖孔時沖裁周邊總長；:安全系數，一般取1.3； t：料厚。總沖裁力： （4-20）由表4-3查的=0.04 =0.055 (2)卸料力： （4-21）式中 ：卸料力系數。(3)推料力：查表4-4得h6 取h=6；則n=h/t=3 （4-22）式中 ：

15、推料力系數； n：同時梗塞在凹模內的工件數；h：凹模洞口的直壁高度表； t：料厚。表4-3 卸料力、推件力和頂件力系數料厚t/mm鋼0.10.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03鋁、鋁合金純銅，黃銅0.0250.080.020.060.030.070.030.09表4-4 凹?？卓谛问郊爸饕獏挡牧虾穸热锌诟叨?.50.5.01.02.52.56.06.0本模具采用彈性卸料裝置和下出件的方式，所以 （4-23）4.7沖壓

16、設備的選擇沖裁時，壓力機的公稱壓力必須大于或等于沖裁各工藝力的總和。沖壓設備屬鍛壓機械。常見的冷沖壓設備有機械壓力機（表示其型號）和液壓機（表示其型號）。由表4-5可選擇機械式壓力機中的曲柄式壓力機。常用冷沖壓設備的工作原理和特點如表4-5。表4-5 常用冷沖壓設備的工作原理和特點類型設備名稱工作原理特點機械式壓力機摩擦壓力機利用摩擦盤與飛輪之間相互接觸傳遞動力，皆助螺桿與螺母相對運動原理而工作。結構簡單，當超負荷時，只會引起飛輪與摩擦盤之間的滑動，而不致損壞機件。但飛輪輪緣摩擦損壞大，生產率低。適用于中小件的沖壓加工，曲柄式壓力機利用曲柄連桿機構進行工作，電機通過皮帶輪及齒輪帶動曲軸傳動，經

17、連桿使滑塊作直線往復運動。生產率高，適用于各類沖壓加工。高速壓力機工作原理與曲柄壓力機相同，但其剛度、精度、行程次數都比較高，一般帶有自動送料裝置、安全檢測裝置等輔助裝置。生產率很高，適用于大批量生產，模具一般采用多工為級進模。液壓機油壓機水壓機利用帕斯卡原理，以水或油為工作介質，采用靜壓力傳遞進行工作，使滑塊上下、往復運動。壓力大，而且是靜壓力，但生產率低。適用于拉深、擠壓等成形工序。根據沖壓力的計算，由附表5可得：選擇開式雙柱可傾壓力機的型號為J23-63其參數如下：公稱力：630KN滑塊行程:130mm滑塊行程次數50nmin-1最大閉合高度：360mm最大裝模高度：280mm連桿調節長

18、度：80mm工作臺尺寸 左右：480mm 前后：710mm墊板 尺寸 厚度：80mm 孔徑：250mm模柄孔尺寸 直徑：50mm 深度：80mm最大傾斜角：30總 結這次設計是在學習了沖壓工藝與模具設計，機械制圖等專業課之后，對所學習的知識進行綜合的練習，也是更好的掌握關于本課程的一些常識性知識，達到理論與實踐相結合的目的。此次課程設計涉及了模具設計相關的工藝知識，實現了對所學習的知識的應用與固化。涉及的問題主要有模型制作的基本過程，對制作模具所用到的設計過程的認識，對相關工具的使用方法以及設計時應注意的問題。還有以前學習的機械制圖方面的知識在本次課程設計中也有用到。在這次設計過程中，體現出自

19、己單獨設計模具的能力以及綜合運用知識的能力，體會了學以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發現自己平時學習的不足和薄弱環節，從而加以彌補。在此感謝各位指導老師一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；老師循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪；這次模具設計的每個實驗細節和每個數據，都離不開老師您的細心指導。而您開朗的個性和寬容的態度，幫助我能夠很順利的完成了這次課程設計。同時感謝對我幫助過的同學們，謝謝你們對我的幫助和支持，讓我感受到同學的友誼。 由于本人的設計能力有限，在設計過程中難免出現錯誤，懇請老師們批評與指正，本人將萬分感謝。參考文獻【1】翁起金，徐新成.沖壓工藝及沖模設計M

20、.北京：機械工業出版社，2008【2】魏春雷. 沖壓工藝及沖模設計M.北京：北京工業大學出版社，.2008【3】齊衛東。簡明沖壓模具設計手冊M.北京：北京理工大學出版社，2010【4】郭紀林，余桂英.機械制圖M.大連：大連理工大學出版社，2005附 錄附表1 中小件合理搭邊值條料厚度t/mm搭邊值/mm0.250.250.50.51.01.01.51.52.02.02.52.53.03.03.53.54.04.05.05.0121.83.61.52.51.82.62.23.22.43.42.73.73.04.03.34.33.54.54.05.0(0.81)t1.52.51.22.21.52.

21、51.82.82.03.02.23.22.53.52.83.83.04.03.54.5(0.70.9)tmm附表2 規則形狀（圓形、方形）沖裁凸模、凹模的極限偏差 基本尺寸凸模極限下偏差凹模極限上偏020+0.020+0.025+0.030801200.025+0.0351201801802600.030+0.040+0.0452603603605005000.0350.0400.050+0.050+0.0600.070附表3 標準公差數值（摘自GB/T 1800.31998）基本尺寸mm標準公差等級IT1IT2IT3IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14大于至mmm30.81.2234610142540600.10.140.253611.52.545812183048750.120.180.361011.52.546915223658900.150.220.3610181.2235811182