1、 學科代碼：xxxxx學 號：xxxxxxxxxxxxxxxxxxx 大 學（本 科）畢 業 論 文 題 目：接觸片的沖壓模具設計學 院：機械與電氣工程學院專 業：機械設計制造及自動化年 級：2006級姓 名： xxxxx指導教師： xxxxxx（副教授）完成時間：2010年5月6日接觸片的沖壓模具設計xxx摘要：目前，隨著汽車及輕工業的迅速發展，模具設計制造日益受到人們的廣泛關注，已成為一個行業。將高新技術應用于模具設計與制造，已成為快速制造優質模具的有力保證：1）、CAD/CAE/CAM的廣泛應用，顯示了用信息技術帶動和提升模具工業的優越性。在歐美，CAD/CAE/CAM已成為模具企業普遍

2、應用的軟件。本模具設計一個接觸片，該零件左、右對稱，生產精度要求為IT14級。綜合運用本專業所學的理論與實踐經驗，進行一次冷沖壓模設計的實際訓練，從而提高我們的獨立工作能力。 鞏固復習四年以來所學的各門學科的知識，以致能融會貫通，進一步了解從模具設計到模具制造的整個工藝流程。 掌握模具設計的基本技能，如工藝參數計算、繪圖、查閱設計資料和手冊，熟悉標準和規范等。關鍵詞：沖壓模具；模具設計；模具 Abstract: At present, along with the automobile and the light industry rapid development, th

3、e mold design manufacture receives people's widespread attention day by day, has become a profession. Applies the high technology and new technology in the mold design and the manufacture, has become the fast manufacture high quality mold the powerful guarantee: 1）The CAD/CAE/CAM widespread appl

4、ication, had demonstrated uses the information technology impetus and the promotion mold industry superiority。In Europe and America, CAD/CAE /CAM has become the mold enterprise universal application the technology。This mold designs a contact strip, this components left and right symmetry, the produc

5、tion precision request is the IT14 level。The synthesis utilizes the theory and the production know-how which this specialty studies, carries on actual training which a time cold stamping mold designs, thus sharpens our independent working ability。Since consolidated reviews various discipline knowled

6、ge which four years have studied, so that can achieve mastery through a comprehensive study of a subject, further understood designs the entire technical process from the mold which make to the mold。Grasps basic skill which the mold designs, like computation, cartography, consult design material and

7、 handbook, familiar standard and standard and so on。Key words: Stamping die; Mold Design; Mold目 錄：摘要（Abstract） 2第1章 序言 41.1 接觸片沖壓模具的課題研究意義 41.2 接觸片沖壓模具的課題研究主要內容 4第2章 工件的工藝性分析 52.1沖壓件的工藝性分析 52.2確定工藝方案 6第3章 主要工藝參數計算 72.1 計算毛坯尺寸 73.2 畫排樣圖 7 3.3 材料利用率計算 93.4 計算沖壓力 93.5 計算壓力中心 113.6 沖壓設備的選擇 12第4章 主要工作部分尺

8、寸計算 124.1 落料模尺寸計算 124.2 沖孔口尺寸計算 134.3 彎曲部分尺寸計算 14第5章 模具主要零件及結構設計 1551 凹模和凸模外形尺寸 1552 選取卸料板和凸模的尺寸 155.3 模架的選擇 155.4 推件裝置的選擇 155.5 活動凸模及其機構的設計 165.6定位裝置的選擇 16第6章 繪制零件圖和裝備圖 186.1 繪制裝備圖 186.2 繪制凹模 206.3 繪制凸模固定板 21第7章 校核壓力機安裝尺寸 22參考文獻 23致 謝 24附 錄 25第1章 序 言1.1 接觸片沖壓模具的課題研究意義模具是現代化工業生產的重要工藝裝備,是利用其特定形狀去成型具有

9、一定形狀和尺寸的制品的工具。 模具作為一種生產工具已經廣泛的地應用于各行各業，其發展之快，模具需求量之多，是前所未有的，今天，在國民經濟的各個工業部門都越來越多地依靠模具來進行生產加工，模具已成為國民經濟的基礎工業，已成為當代工業的重要手段和工藝發展方向之一。現代工業產品的品種和生產效益的提高，在很大程度上取決于模具的發展和技術經濟水平。成形加工的社會效益很高，是高技術含量的社會產品，其價值和價格主要取決于模具材料、加工、外購件的勞動與消耗三項直接發生的費用和模具設計與試模等技術費用，后者，是模具價值和市場價格的主要組成部分，其中一部分技術價值計入了市場價格，而更大一部分價值，則是模具用戶和產

10、品用戶受惠變為社會效益。如電視機用模，其模具費用僅為電視機產品價格的1/30001/5000，盡管模具的一次投資較大，但在大批量生產的每臺電視機的成本中僅占極小的部分，甚至可以忽略不計，而實際上，很高的模具價值為社會所擁有，變成了社會財富。所以本模具設計具有非常重要的現實意義。1.2 接觸片沖壓模具的課題研究主要內容 本課題主要研究的內容為：零件沖壓工藝分析；沖孔落料級進模零件的設計與計算；沖裁件整形；模具安裝與調試，以及繪制裝配圖和零件圖。其中細分起來還有接觸片零件沖壓工藝性分析；確定沖壓基本工序；排樣方案的確定；連續模的送料定位系統的選用；沖裁模具凸模和凹模刃口尺寸計算；模具主要零件尺寸計

11、算；沖壓力的計算；壓力中心的計算；選擇沖壓設備；沖模的閉合高度；調整模具閉合高度等。第2章 工件的工藝性分析2.1沖壓件的工藝性分析制件如圖1-1所示，材料為10號鋼，厚度1.5mm，未標彎曲半徑為1mm,制件尺寸精度為IT14級，為大批量生產。 圖2-1 接觸片根據制件的材料，厚度，形狀尺寸，在進行沖壓工藝設計和模具設計時，從以下幾點進行分析：(1） 直徑為5 mm和12 mm的兩孔孔壁距離周邊僅35 mm，在設計模具時應加以注意；（2） 制件有90°非對稱彎曲，是否應分兩個工位來完成，還是一個工位就完成,那種方法能更好的保證達到加工的要求,值得考慮；（3） 制件較小，從安全考慮，

12、要采用適當的取件方式；（4） 這里是大批量生產，應重視模具材料和結構的選擇，保證有一定的模具壽命。2.2 確定工藝方案 根據制件工藝分析，其基本工序有落料，沖孔和彎曲三種。按其先后順序組合，可得如下三種方案：(1)落料-沖孔-彎曲，單工序沖壓； (2)落料-沖孔、彎曲,復合沖壓; (3)落料、沖孔-彎曲,復合沖壓; (4)沖孔-落料、彎曲,級進沖壓.方案(1) 屬于單工序沖壓。由于制件生產批量大，尺寸又較小，這種方案生產效率低且操作不安全，不適用。方案(2) 、(3) 屬于復合沖壓.此方案不易保證長度尺寸,而且沖孔,彎曲在同一個工步里完成,易使內孔沖頭磨損,降低模具壽命.方案(4) 同樣屬于級

13、進沖壓,此方案在方案(2) 、(3)的基礎上有了很大的變化,解決了前面方案的難點，符合生產要求，故此方案最為合適。 綜上所述，在“落料、彎曲,級進沖壓”工位里又可以分兩種小方案來進行沖壓，它們分別為：（1） 落料、彎曲，復合倒裝模沖壓；（2） 落料、彎曲，連續模沖壓；方案（1）操作方便，我們時常便選擇方案（1），但從整體文章來看，不太合適。其一，因為此制件形狀比較復雜，設計它的模具具有一定難度，為了降低難度，使設計起來得心應手，不選取方案（1）；其二，從理論知識角度出發考慮，方案（1）就要設計有凹凸模，凹凸模固定在上模座，下模座還要有兩個凹模，它們是分開的且有一定的間隙，要保證這個間隙有一定的

14、難度，況且凹模是兩個部分組成，強度不夠，不能夠承受沖壓力。方案（2）就要設計一個活動凸模，雖然同樣具有一定的難度，但具有很好的可行性，所以就選取方案（2）。第3章 主要工藝參數計算2.1 計算毛坯尺寸 相對彎曲半徑為 R/T=1/1.5=0.66>0.5 式中R-制件的彎曲半徑（mm）: T-材料的厚度(mm)。 因此，可知制件屬于圓角半徑較大的彎曲件，應先求彎曲變形區中性層曲率半徑（mm）。由文獻（書未參考文獻）2中性層位置計算公式 =R+XT 式中 X-由實驗測定的應變中性層位移系數。 由文獻2表4-4應變中性層位移系數X值，查出X=0.28 由文獻2圓角半徑較大（R 0.5T）的彎

15、曲件毛料長度計算公式 L。=L直+L彎；L彎=（180°-）/180° 式中 L。-彎曲件毛料展開長度（mm）； L直-彎曲件各直線段長度總和（mm）； L彎-彎曲件彎曲部分中性層展開長度之和（mm）。 由圖3-1可知L直= ；L彎=BC得：L直=12.5+19=31.5(mm)從圖中可知=90°，所以：L彎=90°/180°=1.42 × 3.14/2=2.23 (mm)所以 L。=31.5+2.23=33.73 (mm)3.2 畫排樣圖 因為制件的形狀比較復雜,且加工起來也非常困難，為了能加工出最好的產品,在此采取單排的排樣方案如

16、圖3-2所示。由文獻1表3-2，搭邊尺寸a的取值, 得a=2.5 mm, =2 mm.從排樣圖中可知: 條料寬度B=25 mm ,送料步距為:H=35.73 mm.這樣排樣將只有兩個工位,第一工位是在始料導料銷的定位下,先沖出12 mm,5 mm兩孔;第二工位將落料和彎曲兩道工序復合在一起,是在落料凸模導正銷的導正下先落料,后彎曲. 圖3-1 幾何關系圖 圖3-2 排樣圖3.3 材料利用率計算 由文獻5材料的利用率的計算公式為： 式中 -材料的利用率； A-制件的面積； n-一個步距內的制件數； b-板料寬度（mm）； h-排樣的步距（mm）。有: 3.4 計算沖壓力(1) 落料力計算由文獻5

17、落料力計算公式(2-7): 式中 -落料力(N); L-工件外輪廓周長(mm); t-材料的厚度; n-一個步距內的工件數; -材料的抗剪強度,可在文獻5附錄A1中查得=260MPa則， =11.326086.11.5N43.65KN (2) 沖孔力計算按文獻5 沖孔力計算公式(2-7): 式中 L-工件內輪廓周長(mm)則 (3)彎曲力的計算按文獻5 近似壓彎力公式(3-3): 式中 -自由彎曲力(N); B-彎曲件的寬度,B=20 mm; -彎曲件的厚度, =1.5 mm; -彎曲件的內彎曲半徑,R=1 mm; -材料的抗拉強度;由文獻5附錄A1中查得=300MPa; K-安全因數,一般取

18、K=1.3.則 (4) 推件力的計算推件器的作用是將彎曲后的工件頂出凹模，由于所需的推件力很小，在彎曲的過程中，推件力不宜太大，應當小于工件彎曲力，否則推件器將壓彎工件，使工件出現變形。選用圓形螺旋壓縮彈簧，從文獻5附錄C2中選取彈簧，其中彈簧中徑為14mm，鋼絲直徑為1.2 mm,最大工作負荷為41.3N,最大單圈變形量為5.575 mm,節距為7.44 mm.聯系后文可知,推件器的行程為19 mm,彈簧的有效圈數為4,最大變形量.彈簧預先壓縮量選為.彈簧的彈性系數K可按下式估算,得: 則彈簧預緊力為: 下止點時的彈簧彈頂力: 此值遠小于彎曲力,所以符合要求.且綜合以上可知,總的總裁力為:

19、3.5 計算壓力中心因為該工件是軸對稱零件,所以其重心在對稱中心線上.計算壓力中心時僅考慮如圖3-3所X方向的值. 圖3-3 壓力中心分析圖3.6 選擇沖壓設備依文獻2表1-8開式雙柱可傾壓力機（部分）參數，初選壓力機型號規格為J23-10。 它具有工作臺三面敞開，操作方便，成本低廉的優點。該壓力機與模具設計的有關參數為:公稱壓力:100KN滑塊行程:45 mm最大閉合高度:180 mm封閉高度調節量:35工作臺尺寸:240 mm ×370 mm模柄孔尺寸: 30 mm×55 mm第4章 主要工作部分尺寸計算根據文獻5表2-10查得, 間隙值Zmin = 0.15 mm,

20、Zmax= 0.19 mm4.1 落料模尺寸計算 由文獻5公式2-3,并查附錄D1及表2-13,可以得到落料凹、凸模基本尺寸的計算公,工件的制造公差()和磨損因數(x).其工件展開時尺寸如圖4-1所示。 圖4-1 工件展開時的尺寸圖設沖壓凹、凸模按IT6級制造,則有:工件尺寸凸模尺寸凹模尺寸校核： 對于,有: 0.01mm+0.01mm=0.02mm < 0.04mm 對于,有: 0.02mm+0.02mm=0.04mm. 很顯然證明所取的是合適的.42 沖孔口尺寸計算對于孔總裁凸模，凹模的制造公差可由文獻5表2-12查得，則： 校核： 證明所取的是合適的。對于孔心距. 43 彎曲部分尺

21、寸計算由于該彎曲不易施加側向壓力，所以不能施加校正彎曲力。因此采用減少彎曲凹、凸模的間隙來減少回彈。凸模的圓角半徑與零件的彎曲半徑相同，。凹模的圓角半徑由文獻5表3-7查得，。凹、凸模單面間隙值的計算公式為 式中 Z/2-凹、凸模間的單面間隙 t-材料的公稱厚度； n-因數.其中t=1.5mm,因數n與彎曲件高度H和彎曲線長度B有關，可查文獻5表3-6，得n=0.05,則有: 對于工件尺寸取彎曲凸模、凹模的制造公差IT7和IT8， 可查文獻5書末附錄E3得。按公式（3-9）得： 圖4-2 彎曲工作部分尺寸 其工作部分尺寸如圖4-2所示.第5章 模具主要零件及結構設計 模具的零件及結構，主要由上

22、模座、下模座、落料兼彎曲凸模、沖孔凸模、凹模、活動凸模、卸料板、固定板、墊板等零件組成。51 凹模和凸模外形尺寸 結合全文可知,該模具不能按常規規定來選取凹模,因為本設計有彎曲與落料的復合工序.用常規的規定來選凹模可能不符合要求,因此可以直接選取, 凹模的高度取10 mm,長度為100 mm,寬度為80 mm,h=6mm.52 選取卸料板和凸模的尺寸 為了從卸料可靠，安全方面考慮，本處使用剛性卸料板中的封閉式剛性卸料板，取其與凸模的單邊間隙為0.4mm. 根據凹模周界尺寸查閱文獻4表5-1可知, 剛性卸料板的厚度為10mm.凸模的長度為50 mm. 5.3 模架的選擇凹模外形尺寸及確定后，可參

23、照有文獻4表5-7選取滑動導向角導柱滑架. 上模座: 材質為HT200 下模座: 材質為HT200 導 柱: 材質為20鋼 導 套: 材質為20鋼 導柱和導套通過滲碳處理之后,硬度,落料凸、凹模、沖孔凸模、彎曲凹模、活動凸模的材料可采用,熱處理硬度.5.4 推件裝置的選擇推件裝置選取帶有剛性推件裝置,其推力大,推件可靠.如裝備圖所示.5.5 活動凸模及其機構的設計由于該模具落料、彎曲的在同一個工步里完成,因此落料凸模有一部分為彎曲模.考慮彎曲成形滯后于落料工活動凸模及其機構,如圖5-1所示.當上落料兼彎曲凸模和活動凸模完成落料之后，上模座繼續下降，安裝在凹模外側的擋塊擠開接觸塊后，復位彈簧被拉

24、開，A桿和B桿做旋轉運動。從而導致活動凸模相對上模座做回縮運動。當上模座繼續下降，活動凸模同樣在繼續回縮。當彎曲凸模完成彎曲之后，上模座回升，在復位彈簧的彈力之下，這個機構又回到原先的位置，為再次沖壓作好準備。此模具結構緊湊，裝，拆，修磨方便，操作簡便，安全可靠，生產效率比使用傳統模具生產提高兩倍以上。（1） 活動凸模及其機構各部分長度的計算為了方便計算和設計，A桿和B桿的材料選用為Q235鋼，其許用應力=170MPa,取其長度相同，皆為20mm。活動凸模的高為5mm，鉸鏈臺高3mm。其中，接觸塊長36 mm。（2） 計算D桿和B桿的直徑由落料力可知，活動凸模所受的落料力為 為了滿足強度條件，

25、D桿和B桿所必需的橫截面面積為 D桿和B桿的最小直徑為所以，可以選D桿和B桿的直徑為10mm。5.6定位裝置的選擇 選用始用擋料銷與導下銷來作為定位裝置,當條料首次送進時,始用擋料銷起定位作用.第二個工位時,導正銷插入12mm的孔中,確定內孔與外形的相對位置之后,再落料.同樣在導正銷的定位下,進行彎曲.圖5-1 活動凸模及其機構第6章 繪制零件圖和裝備圖6.1 繪制裝備圖 圖6.1 裝備圖技術要求1.總裁刃口間隙（雙面）Zmin = 0.15 mm, Zmax= 0.19 mm.2.本模具選用I級精度對角導柱模架，并按這個標準驗收。22卸料板兼導料板245號鋼21承料板1Q23520圓柱銷43

26、5號鋼8×45GB/T119-20019始用導料銷145號鋼18螺釘8Q235M5×8GB/T70.1-200017六角螺釘2Q235 M5×8GB/T70.1-200016推件塊145號鋼15擋塊245號鋼14接觸塊245號鋼13模柄1Q23530 mm×55 mm12螺釘435號鋼M8×20GB/T70-200011上模座150號鋼100×80×2510凸模固定板145號鋼9導套250號鋼8落料凸模彎曲凸模1Cr127導正銷135號鋼6導柱250號鋼5螺釘435號鋼M8×40GB/ T70-20004凹模1Cr

27、123圓柱銷235號鋼6×30 GB/T119-20002下模座150號鋼100×80×251彈簧及推銷145號鋼序號名 稱件數材料備 注接觸片落料彎曲級進模比例1:1設計規格件數1J23-10設計xxxx質量共 張第 張校核xxx大學機電工程學院機械設計設計制造及其自動化 06機制2指導xxxx審核6.2 繪制凹模 圖6-2 凹模凹模比例1：1材 料件數1Cr12設計xxx質量共 張 第 張校對xxxx大學機電工程學院機械設計設計制造及其自動化 06機制2指導xxx審核技術要求1.未注圓角為R1,未注倒角為C1.2.沖裁刃口.3.其余按JB/T7653-1994

28、條件驗收.6.3 繪制凸模固定板 圖6-3 凸模固定板凸模固定板比例1：1材 料件數145設計xxx質量共 張 第 張校對xxx大學機電工程學院機械設計設計制造及其自動化 06機制2指導xxx審核技術要求1.未注圓角為R1,未注倒角為C1.2,其余按JB/T7653-1994條件驗收.第7章 校核壓力機安裝尺寸及總結7.1 校核壓力機安裝尺寸由前文可知，所選的模座外形尺寸為170 mm×140mm ,閉合高度為145mm ,由所選取的壓力機工作臺尺寸為240 mm ×370 mm , 最大閉合高度:180 mm ,連桿調節長度為35 mm ,因此不需在工作臺上加墊板 ,既可

29、直接安裝 . 模柄孔尺寸也與本副模具所選尺寸相符 .7.2 總結通過本次畢業設計,可以從中學習模具設計技能和查閱圖書,同時也學會了在冷靜中學習思考,在毫無頭緒中求助于經驗豐富的師父和老師.對于解決模具設計的題目的難題,可以如下幾種方法:一,把難題先歸納后分細起來解決,這可以文中得到這個例子.在確定工藝方案之時,先是確定沖孔-落料、彎曲,級進沖壓,然后再根據落料、彎曲這個復合工位的工藝來分析,如此一來,便可以通過兩個方案的對比而選取落料、彎曲，連續模沖壓這個工藝.二,開動腦筋,用樂觀的態度對待難題.當確定落料、彎曲，連續模沖壓這個方案之后,這新的難題又出現了,就是這個方案里要有一個落料凸模兼彎曲

30、凸模,還有一個活動凸模.最開始想到這里真的為難,后來通過細細一想,終于設計出如文中的活動凸模了.學習模具是愉快的,然而能設計更好的模具才是最大的樂事!參考文獻：1陳炎嗣.多工位級進模設計與制造M.北京:機械工業出版社.2006.2趙孟棟.冷沖模具設計M.北京:機械工業出版社.1997.3模具設計與制造教育叢書編委會.模具結構設計M.北京:機械工業出社.2003.4史鐵梁.模具設計指導M.北京:機械工業出版社.2003.5模具實用技術叢書編委會.沖模設計應用實例M.北京:機械工業出版社.1999.6任建偉.朱自成.沖壓塑壓務概論M.遼寧:遼寧科學技術出版社.1995.7翁其金.沖壓工藝與沖模設計

31、M.北京:機械工業出版社.1999.8歐圣雅.冷沖壓與塑料成型設備M.北京:機械工業出版社.1999.9馮炳堯.實用模具設計與制造簡明手冊M.上海:上海科技出版社.1985.2000.11彭建聲.模具技術回答M.北京:機械工業出版社.2000.12孫鳳勤.沖壓與塑壓設備M.北京:機械工業出版社.2000.13徐黎.落料、沖孔壓彎復合模設計M.桂林:模具工業.1991.14李天佑.沖模圖冊M.北京:機械工業出版社.1998.15鄭可銓等.實用沖壓模具設計手冊M.北京:宇航出版社.1990.16北京電子管廠.冷沖壓與彎曲機模具M.北京:國家工業出版社.1982.17邱永成.多工位級進模設計M.北京

32、:國防工業出版社.1987.18余最康.冷沖壓模具設計與制造M.南京:江蘇科技出版社.1983.致謝：本論文是在xxx老師的精心指導下完成的。首先衷心感謝陳老師在我攻讀大學期間，在學習和生活上給予我無微不至的關懷。從課題的確定到研究方法的選擇都給了我悉心的指導。陳老師嚴于律己、寬于待人的處事態度，淵博的學識，敏銳的洞察力，嚴謹治學的作風和精益求精的精神以及踏實勤懇的工作精神都給我留下了深刻的印象。在我畢業課題的設計中，老師富于創造性的想法給予我很多的啟發和幫助，使我能順利完成課題的研究和論文的撰寫，也順利地完成了大學階段的學業。在本論文即將結稿時，向陳老師表示最衷心的感謝。同時也感謝學校里的各位老師、師兄和師弟在學習工作上的默契配合和大力支持。附錄： 模具制造技術現代化是模具工業發展的基礎。隨著科學技術的發展，計算機技術、信息技術、自動化技術等先進技術正不斷向傳統制造技術滲透、交叉、融合，對其實施改造，形成先進制造技術。模具先進制造技術的發展主要體現在如下方面： 1高速銑削加工 普通銑削加工采用低的進給速度和大的切削參數，而高速銑削加工則采用高的進給速度和小的切削參數，高速銑削加工相對于普通銑削加工具有如下特點：（1）高效 高速銑削的主軸轉