機(jī)械專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

倒裝復(fù)合沖模（浮動(dòng)式）

學(xué)院（系）：機(jī)電工程學(xué)院

專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化

目錄

1沖壓件的工藝性分析與方案確定.............................................1

1.1沖壓件工藝性分析....................................................1

1.2確定工藝方案.........................................................1

1.3排樣設(shè)計(jì)及材料利用率的計(jì)算..........................................2

2工藝力計(jì)算及壓力中心確定..................................................3

2.1計(jì)算沖裁力...........................................................3

2.2推件力、卸料力計(jì)算..................................................4

2.3總沖壓力的計(jì)算......................................................4

2.4壓力中心確定........................................................5

2.5壓力機(jī)的選擇........................................................5

3刃口尺寸計(jì)算...............................................................6

3.1沖模刃口尺寸及公差的計(jì)算............................................6

4主要零部件設(shè)計(jì).............................................................7

4.1凸模設(shè)計(jì).............................................................7

4.2凹模設(shè)計(jì).............................................................8

4.3凸凹模設(shè)計(jì).........................................................10

5標(biāo)準(zhǔn)件的選用.............................................................11

6設(shè)計(jì)并繪制總圖............................................................13

7主要組件的裝配..........................................................14

8模具的工作過(guò)程..........................................................14

參考文獻(xiàn)...................................................................16

1沖壓件的工藝性分析與方案確定

1.1沖壓件工藝性分析

零件簡(jiǎn)圖：如圖1所示。

生產(chǎn)批量：大批量。

材料：08Fo

材料厚度：3mm。

未注公差：IT14

400

圖1工件圖

1.2確定工藝方案

經(jīng)分析，采用倒裝復(fù)合沖模（浮動(dòng)式）為加工方案，此方案只需一副模具，制件精

度和生產(chǎn)效率都較高，且工件最小壁厚大于凸凹模許用最小壁厚模具強(qiáng)度也能滿足要求。

沖裁件的內(nèi)孔與邊緣的相對(duì)位置精度較高，模具輪廓尺寸較小。

1-

1.3排樣設(shè)計(jì)及材料利用率的計(jì)算

圖2排樣圖

-2-

考慮該制件的整體工藝性，查表可選排樣形式為直排。條料寬度確定：

由表確定搭邊值,根捱零件形狀兩式件間按矩形取搭邊值a=2.5nlm，側(cè)邊取搭邊值4

=2.8mmo則條料寬度：B=(D+2a)丁查表2=0.9

6=(404-2X2.8)0.9

=45.8-0.9

連續(xù)模進(jìn)料步距為42.8mm。

2工藝力計(jì)算及壓力中心確定

2.1計(jì)算沖裁力

F=KLtr

式中：K-系數(shù)查表取K=1.3；

「沖孔周長(zhǎng)，

L材料厚度尸3mm；

了-材料抗剪強(qiáng)度08F退火r=432?549,取r=5(X)MPa。

沖裁力計(jì)算：

F扎=1.3就，T

=1.3x160x3x300

=187200N

F荒=1.3冗LtT

=1.3x72x3x300

=84240N

總沖裁力的計(jì)算：

由于沖裁模具采用彈性卸料裝置和自然落料方式。

埒=6+鳥(niǎo)(5-4)

式中：耳中-總沖裁力；

片-落料時(shí)的沖裁力;

-3-

瑪-沖孔時(shí)的沖裁力；

%=6+6

=187200+84240

=271440N

2.2推件力、卸料力計(jì)算

公式如下：

%推尸沖

%=K卸時(shí)

式中：。-推件力；

瑪廠卸料力;

6中一沖裁力；

K卸-卸料力系數(shù)；

K推-推件力系數(shù)；

〃一卡在凹模里的工件個(gè)數(shù)，〃=/2〃。

K推-推件力系數(shù)通過(guò)查表確定，推件力系數(shù)取K=0.045；

根據(jù)公式得：推件力展=陽(yáng)/沖

=6/1.5x0.045x271440

=24429.6N

K和-卸料力系數(shù)通過(guò)查表確定，卸料力系數(shù)取K卸=0.04；

根據(jù)公式得：卸料力4=K卸。

=0.04x271440

=10857.6N

2.3總沖壓力的計(jì)算

尸=尸沖+Efu+%：

=271440+10857.6+24429.6

=306727.2N

-4-

2.4壓力中心確定

沖裁力合力的作用點(diǎn)稱為沖模壓力中心。為了保證壓力機(jī)和沖模正常平穩(wěn)的工作,

必須使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊中心重合。

由于該制件為軸對(duì)稱件，因此壓力中心就是沖裁件的幾何中心。

2.5壓力機(jī)的選擇

通過(guò)校核，根據(jù)乙查表選型號(hào)為JC23-50的可傾式壓力機(jī)

其基本參數(shù)：

表一：

標(biāo)稱壓力：500KN電動(dòng)機(jī)功率：5.5kW

滑塊行程：180mm最大裝模高度:330mm

行程次數(shù)：50/min連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度：65mm

閉合高度調(diào)節(jié)量：80mm外形尺寸：1350X18X10X2740mm

主電機(jī)：5.5電機(jī)總?cè)萘浚?.5

工作臺(tái)尺寸長(zhǎng)X寬:710X4X80mm傾斜角度：30度

模柄孔尺寸直徑：650mm模柄孔尺寸深度:70mm

模具的閉合高度H模具應(yīng)介于壓力機(jī)的最大裝模高度Hmax與最小裝模高度Hmin之間，否

則就不能保證下常的安裝與工作。其關(guān)系為：

Hm：n+10mm〈H模具WHmax-5mm

-5-

3刃口尺寸計(jì)算

沖裁件的尺寸精度主要決定于模具的刃口尺寸精度，模具的合理間隙值也要靠模具

刃口尺寸及制造精度來(lái)保證。正確確定模具刃口尺寸及其制造公差，是設(shè)計(jì)沖裁模主要

任務(wù)之一。

3.1沖模刃口尺寸及公差的計(jì)算

瓷表可得：Zmin=o.210mm270mm

7—7

maxmm=(0270—0.210)mm=0.060mm

沖孔："凸=("m皿+必)°-泌

=(18+0.5x0.43)°-o,02

=18.72°-o.o2omm

+d"i

d凹=("凸一Zmi/o

=(18.72+0.210)o+003

=18.54o+OO3Omm

校核：I聞+聞“Zmax-Zmin

0.02+0.02=0.04<0.270-0.210=0.060mm(滿足間隙公差條件)

落料：

D=(〃max一必)°-6凸

=(40-0.5x0.62)+003。

=39.69+0030mm

〃凹=(。凸+Zmi/o

=(39.69-0.210).0.02°

=39.48-o,o2°mm

校核：區(qū)凸|+|匐"Zmax—Zmin

0.02+0.03=0.05<0.060mm(滿足間隙公差條件)

-6-

4主要零部件設(shè)計(jì)

4.1凸模設(shè)計(jì)

為了保證凸模能夠正常工作，設(shè)計(jì)任何結(jié)構(gòu)形式的凸模都必須滿足如下三個(gè)

原則：

1）精確定位：凸模安裝到固定板上以后，在工作過(guò)程中其軸線或母線不允許發(fā)生任何

方向的移位，否則將造成沖裁間隙不均勻，降低模具壽命，嚴(yán)重時(shí)造成啃模。

2）防止拔出：回程時(shí)，卸料力對(duì)凸模產(chǎn)生一定的作用。凸模的結(jié)構(gòu)應(yīng)能防止凸模從固

定板中拔出。

3）防止轉(zhuǎn)動(dòng)。

對(duì)于非圓形凸模，則制成無(wú)臺(tái)階斷面的形式，材料常用Cr6Wv,

Crl2,CrWmn等。

沖孔凸模用固定板壓配固定，采用H7/m6配合，刃口部分熱處理硬度為58-62HRC,尾

部回火至40-50HRC。

凸模的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)沖模的具體結(jié)構(gòu)確定，且應(yīng)留修磨量，用螺釘和銷釘固定，熱處理硬

度為58-62HRC,尾部回火至40-50HRCo沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模一定深度。同時(shí)，凸模

的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)沖模的具體結(jié)構(gòu)確定，用螺釘固定好。如圖所示：

圖3凸模

-7-

4.2凹模設(shè)計(jì)

根據(jù)該制件總體工藝采用矩形凹模。材料常用Cr6Wv,Crl2,CrWmn等。

洞口形式為斜壁式洞口，適用于各種沖件等，應(yīng)用廣泛。

-8-

0

G

g

co

+I

卜

W

8

十?

圖4凹模

洞口主要參數(shù)為：H大于8

外形為矩形，厚度H=kb(工15)凹模壁厚：按公式C=(2.5-4)H(>30mm)

式中b為沖裁件的最大外形尺寸；b=40mm。K為系數(shù)，考慮板料厚度的影響，查

表得K=0.5o

-9

所以H=kb=0.5X40=20mm。

凹模壁厚c=(2.5?4)H=4X20=80mm。

但考慮到要增加凹模強(qiáng)度來(lái)提高模具壽命，所以凹模的厚度要適當(dāng)增加。

凹模外形尺寸為AXB=(b+H)X(b+2c)

=100X96mm

總上所述，凹模外形尺寸選用lOOXIOOmm系列。

凹模固定：一般采用螺釘和銷釘直接固定在下模座上。

表面粗糙度為0.8?0.4"'〃，底面與銷孔表面粗糙度為1.6?0.8〃〃?，凹模熱處理硬

度應(yīng)微高于凸模，達(dá)至IJ60?64HRC。

4.3凸凹模設(shè)計(jì)

材料常用Cr6Wv,Crl2,CrWmn等。熱處理硬度達(dá)到60?64HRC

圖5凸凹模

-10-

5標(biāo)準(zhǔn)件的選用

1、凸模固定板，材料為45鋼，選自（GB2873.1---81）尺寸100X100X12mm。

凸凹模固定板，材料為45鋼，選自（GB2873.1—81），尺寸100X100X18mm。

卸料板：材料為45鋼，選自（GB2873.1—81）尺寸100X100X10mm。

墊板：材料為45鋼，選自（GB2873.1—81）尺寸100X100X6mm。

模柄：節(jié)選自書(shū)籍（冷沖模設(shè)計(jì)指導(dǎo)/史鐵梁主編）P141,表4—50壓入式A

型模柄，尺寸為：

?0八-0?080

d=5O《24omm

n-52+0°”

“一"+0.009mm

2二61

1mm

”=95?120

九=35~60mm

…mm

6=3mm

白=1mm

注：1）材料為Q235,GB700—88o

2）技術(shù)條件：按GB2870—81的規(guī)定。

2、擋料銷的選用：

0=1。mm

/_Q-owo

?-0-0.076mm

4=7

1mm

/=16mm

L=27mm

注：1）材料為45鋼，GB699—88o

2）熱處理：硬度43—48HRC。

3）技術(shù)條件：按GB2870—81的規(guī)定。

3、導(dǎo)柱與導(dǎo)套的選用：

導(dǎo)柱節(jié)選自書(shū)籍（冷沖模設(shè)計(jì)指導(dǎo)/史鐵梁主編）P117表4一22

尺寸為4=28:009mm

-11-

d.=28］黑

140028mm

L=130—200mm

/=40-50mm

導(dǎo)套選自書(shū)籍（冷沖模設(shè)計(jì)指導(dǎo)/史鐵梁主編）P117表4—23.

A型滑動(dòng)導(dǎo)套。

尺寸為"=28產(chǎn)3mm

D=42位05

M.（）34mm

￡二85mm

H=33mm

注：1）材料為20鋼，GB699—88o

2）熱處理：硬度58—62HRC。

3）技術(shù)條件：按GB2446—90的規(guī)定。

4、卸料螺釘?shù)倪x取：選自書(shū)籍（冷沖模設(shè)計(jì)指導(dǎo)/史鐵梁主編GB70-85）表3-35。

卸料螺釘孔尺寸:Ml0mm

4=12mm

4=13

mm

D=17mm

什7一。mm

注：材料為45鋼，淬火43—48HRC。

5、推桿及頂桿的選用：選自書(shū)籍（冷沖模設(shè)計(jì)指導(dǎo)/史鐵梁主編）P133表4-41。

頂桿尺寸：d=-00,45mm

L=1525mm

推桿尺寸：d=8mm

L=50—150mm

0=10mm

注：1）材料為45鋼，GB699—88<,

2）熱處理：硬度43—48HRC。

3）技術(shù)條件：按GB2870—81的規(guī)定。

圓柱銷尺寸：”=8mm

-12-

L=77mm

彈簧的選用：節(jié)選（冷沖壓模具設(shè)計(jì)/江維健、林玉瓊、許華昌編）P80表2-31.尺寸為:

。2（中徑）=10

mm

/=1.59

d=lmm

%=20/30

mm

n=5?8mm

6設(shè)計(jì)并繪制總圖

按已確定的模具形式及參數(shù)，從冷沖模標(biāo)準(zhǔn)中選取標(biāo)準(zhǔn)模架。

圖6裝配圖

-13-

1、下模座2、卸料螺釘3、墊板4、凹凸模固定板5、導(dǎo)柱6、凹凸模7、卸料板8、

擋料銷9、推件塊10、圓柱銷11、導(dǎo)套12、落料凹模13、凸模固定板14、墊板15、

頂桿16、推板17、推桿18、模柄19、上模座20、彈簧

7主要組件的裝配

1、模柄的裝配，因?yàn)樗灸＞叩哪１菑囊陨夏Ｗ南露蛏蠅喝氲?，所以在?/p>

裝凸模固定板和墊板之前，應(yīng)先把模柄裝好。

模柄與上模座的配合要求是H7/m6.裝配時(shí)，先在壓力機(jī)上將模柄壓入，再加工定

儉銷孔或螺紋孔。然后把模柄端面突出部分鏗平或磨平，安裝好模柄后，用角尺檢查模

柄與上模座上平面的垂有度。

2、凸模和裝配，凸模與固定板的配合要求為H7/m6.。裝配時(shí)，先在壓力機(jī)上將凸

模固定板內(nèi)，檢查凸模的垂直度，然后將固定板的上平面與凸模尾部一起磨平，為了保

持凸模刀口鋒利還應(yīng)將凸模的端面磨平。

3、彈壓卸料板的裝配，彈壓卸料板起壓料和卸料的作用。裝配的保證它與凸模之

間具有適當(dāng)?shù)拈g隙，其裝配方法是，將彈壓卸料板裝入固定板的凸模內(nèi)，在固定板與卸

料板之間墊上平行墊塊，并用平等夾板將它們夾緊，然后按卸料板上的螺孔在固定板上

抽窩，拆開(kāi)后鉆固定板上的螺釘穿過(guò)孔。

4、模架的技術(shù)要求及裝配

組成模架的各零件均應(yīng)符合相應(yīng)的技術(shù)條件，其中特別重要的是每對(duì)導(dǎo)柱，導(dǎo)套的

配