1、課程編號(hào):青島理工大學(xué)專業(yè)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)人：許廣良專業(yè)班級(jí)：材料073學(xué)號(hào)：200706168指導(dǎo)教師：鄭少梅日期：2010年1月7日一序言32 設(shè)計(jì)任務(wù)書及零件圖53 零件的工藝性分析64 沖裁零件工藝方案的確定7五壓力計(jì)算與壓力機(jī)的選擇9六模具刃口尺寸和公差的計(jì)算11七凸模與凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)14八模具總體設(shè)計(jì)及主要零部件設(shè)計(jì)19九其他需要說明的內(nèi)容20十參考資料21序言21世紀(jì),現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展使沖壓技術(shù)得到越來越廣泛的應(yīng)用，隨之而來的便是對(duì)沖壓模具設(shè)計(jì)與制造的要求越來越高。沖壓模具是沖壓生產(chǎn)的主要工藝設(shè)備，其設(shè)計(jì)是否合理對(duì)沖壓件的表面質(zhì)量、尺寸精度、生產(chǎn)率以及經(jīng)濟(jì)效益等影響巨大。因此

2、，研究沖壓模具的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，對(duì)沖壓模具設(shè)計(jì)和沖壓技術(shù)發(fā)展是十分必要的。我們這次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)一套簡(jiǎn)單沖裁模具，即由老師給出零件及生產(chǎn)要求與精度要求，在老師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)出一套符合要求的沖裁模。由于是初次設(shè)計(jì)，經(jīng)驗(yàn)不足，因此在設(shè)計(jì)過程中難免走了不少?gòu)澛罚噶瞬簧馘e(cuò)誤，但是這些都將成為我們以后進(jìn)行設(shè)計(jì)的寶貴經(jīng)驗(yàn)。雖已經(jīng)過多次計(jì)算、修改,但仍可能還存有疏漏和不當(dāng)之處，敬請(qǐng)批評(píng)、指出。在此次設(shè)計(jì)過程中，得到了鄭少梅老師的和廣大同學(xué)的熱心幫助，獲益非淺,在此表示衷心的感謝。二設(shè)計(jì)任務(wù)書及產(chǎn)品圖2.1 已知：(1)產(chǎn)品零件圖：60零件圖(2)生產(chǎn)批量：大批量(3)零件材料：08鋼(4)材料厚度：2.

3、0mm2.2 求作：(1)進(jìn)行沖壓工藝性分析(從材料、零件結(jié)構(gòu)、尺寸精度幾個(gè)方面進(jìn)行)(2)確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)類型(3)進(jìn)行相關(guān)工藝計(jì)算，包括：沖壓力計(jì)算及壓力中心的確定；凸凹模刃口尺寸計(jì)算；模具零件結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算；設(shè)備選擇等。(4)繪制模具總裝配圖；(5)繪制工作零件及主要零件的零件圖；(6)編寫課程設(shè)計(jì)說明書；2.3 要求：根據(jù)所設(shè)計(jì)工件的尺寸、形狀、批量等原始數(shù)據(jù)和要求，每人獨(dú)立設(shè)計(jì)、繪制完成一套沖壓模具。包括：(1)模具裝配圖1張(按照1：1比例，或適當(dāng)比例)；(2)模具工作零件圖2-3張(按照1:1比例，或適當(dāng)比例)；(3)設(shè)計(jì)說明書1份；三零件的工藝性分析由工件圖可見，該工件的加

4、工涉及到落料、拉深、沖孔三種工序內(nèi)容。根據(jù)變形特點(diǎn)，對(duì)于帶孔的拉深件，尤其是當(dāng)孔到直壁的距離較近時(shí)，一般應(yīng)先拉深后沖孔。因此此次課程設(shè)計(jì)的模具為在落料和拉深之后使用的沖孔模。3.1 沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性分析沖裁件的形狀應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、對(duì)稱、避免復(fù)雜形狀的曲線，在許可的情況下，把沖裁件設(shè)計(jì)成少或無(wú)廢料形狀，以減少?gòu)U料。對(duì)于所沖孔直徑為10mm在手冊(cè)中查得，一般沖孔模對(duì)該種材料可以沖壓的最小孔徑為d>t,t=2mm,因而該孔符合工藝要求。查手冊(cè)知，沖裁件上的孔與孔、或孔與邊緣的距離b、bi為：b23.0mm,bi之2mm。而零件上各孔的孔邊距均大于最小孔邊距。以上各項(xiàng)分析均符合沖裁工藝要求，故可

5、以采用多孔沖裁模進(jìn)行加工。3.2 沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度分析沖裁件的精度要求，應(yīng)在經(jīng)濟(jì)精度范圍內(nèi)，對(duì)于普通沖裁件，其經(jīng)濟(jì)精度不高于IT12,沖孔件比落料件高一級(jí)。如果工件精度高于上述要求，則需要在沖裁后整修或采用精密沖裁。3.3 沖裁件的尺寸基準(zhǔn)分析沖裁件的尺寸基準(zhǔn)應(yīng)盡可能和制模的定位基準(zhǔn)重合，以避免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差?？孜怀叽缁鶞?zhǔn)應(yīng)盡量選擇在沖裁過程中始終不參加變形的面或線上，且不要與參加變形的部位聯(lián)系起來。本次設(shè)計(jì)中的零件為沖孔件，其精度采用IT14級(jí)，滿足沖裁工藝性的要求。沖裁件的材料為08鋼，屈服強(qiáng)度為196MPa,彈性,g量為186錯(cuò)誤！未找到引用源。MPa,抗剪弓雖度為255

6、353MPa抗拉弓雖度為324441MPa綜合以上各方面情況，可以確定零件主要沖壓工序的工藝性良好。四、沖裁零件工藝方案的確定由工件圖可見，該工件的加工涉及到落料、拉深、沖孔三種工序內(nèi)容。根據(jù)變形特點(diǎn)，對(duì)于帶孔的拉深件，尤其是當(dāng)孔到直壁的距離較近時(shí)，一般應(yīng)先拉深后沖孔。因此此次課程設(shè)計(jì)的模具為在落料和拉深之后使用的沖孔模。所給零件所需的基本工序?yàn)闆_孔，可以擬定出如下六種工藝方案：方案一：剛性卸料板+后側(cè)導(dǎo)柱模架。方案二：剛性卸料板+對(duì)角導(dǎo)柱模架。方案三：剛性卸料板+中間導(dǎo)柱模架。方案四：彈性卸料板+后側(cè)導(dǎo)柱模架。方案五：彈性卸料板+對(duì)角導(dǎo)柱模架。方案六：彈性卸料板+中間導(dǎo)柱模架。根據(jù)所給零件的

7、結(jié)構(gòu)與材料情況，模具的受力狀況，以及生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，本模具選用適合于單個(gè)半成品件沖裁的彈性卸料板+中間導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架，即方案六這種模架的導(dǎo)柱安裝在模具中心對(duì)稱位置，沖壓時(shí)可防止由于偏心力矩而引起的模具偏斜，并且便于在卸料板上安裝導(dǎo)套。五壓力計(jì)算、壓力中心的確定及壓力機(jī)的選擇5. 1沖壓力計(jì)算因該沖裁件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，幾何結(jié)構(gòu)呈中心對(duì)稱形式，故凸模采用水平布置。5.1.1 沖裁力的計(jì)算L=2nxl0=63mm,t=2mm,ub=380MPa,F=Lt二b=632380=47.880KN.5.1.2 卸料力的計(jì)算F卸=K卸F,查模具設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例表2-15,取Q=0.45;故F卸=0.04547880=21

8、47N5. 1.3推件力的計(jì)算選如下圖所示的凹模刃口形式，取h=6mm(當(dāng)t=(0.5-5)mm時(shí),h=(5-10)mm).則n=2=3個(gè)；查模具設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例表2-15,K推=0.05；故F推=3父0.05父47880=7200制)；選擇沖床的總沖壓力為：5總=F+F卸+F推=57.2(KN)5.2 壓力中心的確定因?yàn)闆_裁件呈中心對(duì)稱形結(jié)構(gòu)，材料密度均勻，所以壓力中心選在工件的中心位置即可.5.3 壓力機(jī)的選擇查表選用開式雙柱可傾壓力機(jī)J23-16:公稱壓力：160KN滑塊行程：55mm最大閉合高度：220mm閉合高度調(diào)節(jié)量：45mm滑塊中心線至床身距離：160mm工作臺(tái)尺寸：300mm450

9、mm墊板厚度：40mm模柄孔尺寸：，40mm60mm六模具刃口尺寸和公差的計(jì)算6.1 計(jì)算凸凹模刃口據(jù)模具設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例表2-10查得間隙值Zmin=0.22mm,Zmax=0.26mm據(jù)模具設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例表2-12查得凸凹模的制造公差拈=0.02mm,6凹=0.02mm校核：ZmaxZmin=0.04mm,Zmax-Zmin=0.04mm,6凸+6凹=0.04mmimaximin滿足Zmax-Zmin宜如+如的條件，可采用凸凹模分開加工的方法。對(duì)零件圖中未注尺寸公差的尺寸，由模具設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例樹末附錄D和E0.20查出其極限偏差：100mm查模具設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例表2-13得因數(shù)X:*10mm孔X=0.

10、506.1.1 凸模刃口尺寸的計(jì)算d凸=(d+XA4式中d凸沖孔凸?；境叽?mm);A工件制造公差(mm)；錯(cuò)誤！未找到引用源。6凸凸模制造公差(mm);X磨損量，磨損系數(shù)為錯(cuò)誤！未找到引用源。：(零件精度為IT10以上時(shí)，X=1；零件精度為IT11IT13時(shí)X=0.75;零件精度為IT14時(shí)，X=0.5o)工件精度為IT14,X=0.50；6凸=0.02mm。查互換性與測(cè)量得A=0.24;(表1-8)則有曲0凸=(10+0.5父0.24以02mm6.1.2 凹模刃口尺寸的計(jì)算dH=9凸+Zmin戶式中錯(cuò)誤！未找到引用源。d凸、沖孔凸、凹?；境叽?mm)；10錯(cuò)誤！未找到引用源。Zmin最

11、小合理間隙（mm）;工件制造公差（mm）；由上面的計(jì)算過程知：X=0.5mm；如=0.02mm,6凹=0.02mm則10凹=100.2200.02=10.220°.°2mm6.2 尺寸計(jì)算依據(jù)上述計(jì)算沖裁凸凹模刃口尺寸的依據(jù)為：沖裁變形規(guī)律，即落料件尺寸與凹模刃口尺寸相同；沖孔尺寸與凸模刃口尺寸相同；零件的尺寸精度；合理的間隙值；磨損規(guī)律，如圓形件凹模尺寸磨損后變大，凸模尺寸磨損后變小，間隙磨損后變大；沖模的加工制造方法。根據(jù)沖裁變形規(guī)律，沖孔尺寸等于凸模刃口尺寸，落料件尺寸等于凹模刃口尺寸。在沖孔時(shí)以凸模為基準(zhǔn)件，間隙取在凹模上，落料時(shí)以凹模為基準(zhǔn)件，問隙取在凸模上。新模

12、具的間隙應(yīng)是最小的合理間隙，磨損后到最大合理間隙。一般凹模公差標(biāo)注成+6凹，凸模公差標(biāo)注成6凸。11七凸模與凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.1 凹模的選用及設(shè)計(jì)7.1.1 凹模的外形尺寸根據(jù)沖壓件的形狀，為了保證凹模有足夠的強(qiáng)度，而采用拉深件口部朝上放置，因此凹模的外形尺寸仍可按常規(guī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。凹模厚度H=Kb=0.4210=4.2mm15mm;凹模壁厚c=1.52H;式中b-凹模最大寬度（mm；K-因數(shù)；H-凹模厚度，具值為1520mmc-凹模壁厚，具值為2640mm故取H=20mm,c=40mm.7.1.2 確定凹模結(jié)構(gòu)形式查中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典表22.5-15,選取標(biāo)準(zhǔn)件：LBH=16016020;模具材料

13、為T10A熱處理為時(shí)效；根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，取凹模厚度H=20mm,凹模壁厚C=40mm。凹模上各孔中心矩的制造公差應(yīng)比工件精度高3-4級(jí)，其中h=6mm,查沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例，凹模的零件簡(jiǎn)圖如下圖所示：12圖7-1凹模主視圖圖7-2凹模俯視圖此為柱形刃口筒形凹模，此模的特點(diǎn)是：刃口強(qiáng)度較高，修模后刃口尺寸不變。但孔口容易積存工件或廢料，推件力大且磨損大。適用于精度較高工件的沖裁。當(dāng)t=0.55mm時(shí)，h=510mm；止匕時(shí)t=2mm，取h=6mm。7.2 凸模的選用及設(shè)計(jì)凸模的長(zhǎng)度公式：L=t+t2+t3+1;式中l(wèi)凸模長(zhǎng)度（mm；ti凸模固定板厚度（mm；t2卸料板厚度（mm；13t3導(dǎo)料板厚度（

14、mm；l附加長(zhǎng)度（mm,l包括：凸模進(jìn)凹模的深度0.51mm總修磨量612mm日模固定板于卸料板之間的安全距離，一般取1520mm由前面選取的標(biāo)準(zhǔn)件知：t1=14mm,t2=18mm,t3=0mm附加長(zhǎng)度取l=42mm所以：L=t1+t2+t3+l=74mm。根據(jù)已經(jīng)計(jì)算的有關(guān)凸模刃口的基本尺寸，參照沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)表2.54圓凸模，設(shè)計(jì)凸模如下圖所示。材料為T10,HRC5860圖7-3凸模零件圖14八模具總體設(shè)計(jì)及主要零部件設(shè)計(jì)8.1模具的總體設(shè)計(jì)-O215375圖8-2模具裝配圖俯視圖15模具裝配圖組成：1.下模座2.圓柱銷3.凹模4.定位板5.凸模6.導(dǎo)套7.彈簧8.上模座9.卸料

15、螺釘10.固定板11.墊板12.凸模13.模柄14.圓柱銷15.圓柱銷16、17.螺釘18.卸料板19.導(dǎo)柱模具工作過程：人工將經(jīng)過落料拉深后的毛坯件放入凸凹模之間，通過4定位板的作用準(zhǔn)確定位，毛坯件固定好后凸模由上而下以一定的速度運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行沖孔工序，廢料由凹模落下，成形件通過卸料板的作用與凸模分離，將成形的工件取出，進(jìn)行下一工件的加工。本模具選用適合于單個(gè)半成品件沖裁的中間導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架。這種模架的導(dǎo)柱安裝在模具中心對(duì)稱位置，沖壓時(shí)可防止由于偏心力矩而引起的模具偏斜，并且便于在卸料板上安裝導(dǎo)套。定位板對(duì)沖壓件起定位作用.彈性卸料板上有與凸模相配合的導(dǎo)向孔，并在卸料板兩側(cè)裝有兩導(dǎo)套與導(dǎo)柱配合，因

16、此該卸料板除了有卸料作用外，在沖孔時(shí)還起到壓件和對(duì)凸模的保護(hù)作用.沖出的廢料可通過凹模的內(nèi)孔從沖床臺(tái)面孔漏下。上模座：LBH=160mm160mm45mm下模座：LBH=160mm160mm55mm導(dǎo)柱：dL=32mm180mm導(dǎo)套：dLD=32mm110mm43mm墊板厚度取:8mm凸模固定板取：16mm(0.60.8H凹卸料板厚度取:10mm(10-20)mm模具閉合高度:H模=45+8+16+25+26+2+25+55=202mm168.2 彈簧的選擇(1)根據(jù)模具結(jié)構(gòu)初定四根彈簧，每根彈簧分擔(dān)的卸料力為：F卸n=21474=536.75N;(2)根據(jù)預(yù)壓力F預(yù)(之536.75)和模具的

17、結(jié)構(gòu)尺寸，由手冊(cè)中選出序號(hào)57-61的彈簧，其最大工作負(fù)荷F1為720N,且大于536.75N。(3)檢驗(yàn)是否滿足S1S總.查模具設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例附錄G及負(fù)荷-行程曲線，并經(jīng)過計(jì)算可得下列數(shù)據(jù).序號(hào)%S1=H0-H1S®(F預(yù)=536.75N)*恿三%橫+5第g574530.214.81117.3586041.219.81524.3598052.827.22026.36010065.0352632.36113083.846.23440.3S工作=t+1=1.3mmS修模=5mm,由上述表中數(shù)據(jù)可知，序號(hào)59-61的彈簧均滿足§之S總.,根據(jù)模具結(jié)構(gòu)確定使用59號(hào)彈簧.該彈簧規(guī)格

18、為:外徑:D=36mm；車岡絲直徑:d-5.0mm；自由高度：H。=80mm；裝配高度：H2=H0-S®=60-20=40(mm)；彈簧露出高度為:34mm(60-8-14-4)178.3 模柄的選擇根據(jù)選取的開式雙柱可傾壓力機(jī)J23-16,模柄孔尺寸e=30mm,h=55mm參照沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)表15.18,采用壓入式模柄，初步選取的模柄如右下圖所示:圖8-2模柄零件圖8.4 卸料螺釘?shù)倪x擇卸料螺釘與彈簧安裝在一起，因此卸料螺釘?shù)倪x擇就不得不考慮到彈簧的尺寸，彈簧的外徑：D=36mm,鋼絲直徑：d=5.0mm,由此得內(nèi)徑：d=36-25=26mm查沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)表15.36卸料彈簧安裝結(jié)構(gòu)得如右下圖所示：D1=d23mmD1-彈簧內(nèi)徑，mm;d彈簧芯柱直徑，mm因此，選取卸料螺釘M12如下圖所示:18圖8-3:卸料螺釘圖8-4:卸料彈簧安裝8.5 卸料板的選擇根據(jù)零件的形狀、卸料的穩(wěn)定性、生產(chǎn)效率以及模具的壽命，將卸料板設(shè)計(jì)成如下結(jié)構(gòu)：圖8-5卸料板零件圖19九其他需要說明的內(nèi)容本套模具中，模板固定都采用M8螺釘，上模板4個(gè)，下模板4個(gè)，并且對(duì)稱分布。由于在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，已經(jīng)確定了個(gè)零件的基本尺寸，查相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)即可得到，所以說明書中將一些內(nèi)容省略20十參考資料1、梁炳文主編冷沖壓工藝手冊(cè)北京航空航天大