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沖模的設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
題目：
姓名
學(xué)號：
系(部)：
專業(yè)：
指導(dǎo)教師：
開題時間：2006-5月
完成時間：2006-11-25
2006年11月25日
前 言
冷沖壓是在室溫下，利用安裝在沖壓設(shè)備上的模具對被沖材料施加一定的壓力，使之產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀和尺寸的零件的一種壓力加工方式。因?yàn)橥ǔ２牧蠟榘辶?，故也常稱為板料沖壓。冷沖壓模具便是用于實(shí)現(xiàn)冷沖壓工藝的一種專用工具。
在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我們組的同學(xué)俞兆鵬、邊小尖之間進(jìn)行了分工合作，多謝同學(xué)們的熱心協(xié)助和指導(dǎo)老師康愛英老師的精心指導(dǎo)！在此一并感謝！
目 錄
一、零件的工藝分析 . . . . . . . . . . . . . . . . 4
二、工藝方案確定. . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
三、模具結(jié)構(gòu)形式的確定 . . . . . . . . . . . . . . 6
四、工藝設(shè)計(jì). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1、計(jì)算毛坯尺寸. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
2、條料寬度. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
3、材料利用率計(jì)算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
4、計(jì)算沖壓力. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
5、選取壓力機(jī). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
6、計(jì)算壓力中心. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
7、計(jì)算凸凹模刃口尺寸. . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
8、凹模各孔位置尺寸. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
9、卸料板各孔確定. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
10、凸模固定板各尺寸確定. . . . . . . . . . . . . . . . . 12
11、彈簧設(shè)計(jì). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
五、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì). . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1、凹模的設(shè)計(jì). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
2、承料板的設(shè)計(jì). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
3、導(dǎo)料板的設(shè)計(jì). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
4、卸料板的設(shè)計(jì). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
5、凸模設(shè)計(jì). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
6、凸模固定板設(shè)計(jì). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
7、墊板的設(shè)計(jì). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
8、始用擋料銷的設(shè)計(jì). . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
9、導(dǎo)正銷的設(shè)計(jì). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
六、三D圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
七、二D工程圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
八、凹模.切斷模加工工藝卡. . . . . . . . . . . . . .35
九、參考文獻(xiàn). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
零件的工藝分析
零件如圖所示：
這制件形狀簡單尺寸較小，厚度適中， 且為大批生產(chǎn)，屬于普通沖壓件，但有幾點(diǎn)要注意。
A：Φ5和Φ12兩孔壁與周邊距僅為2.5～3mm在設(shè)計(jì)模具時應(yīng)加注意。
B：在彎曲時，為避免彎曲根部撕裂，要將折線錯開尖角處。
C：制件較小，從安全考慮，要采取適當(dāng)?shù)娜〖椒ā?
D：由于是大批生產(chǎn)，應(yīng)重視模具材料和結(jié)構(gòu)的選擇，保證一頂?shù)哪＞邏勖?
工藝方案確定
根據(jù)制件工藝性分析，基本工藝有落料，沖孔，壓彎三種，按其先后順序組合。
首先考慮到制件大批量生產(chǎn)，所以不適合單工序沖壓，其原因：單工序生產(chǎn)效率較低，精度也不好保證，操作也不安全，根據(jù)工件圖可以應(yīng)用連續(xù)級進(jìn)模沖壓，方案有：
A：沖孔----落料----彎曲
B：沖孔----切斷----彎曲
C：沖孔----彎曲----切斷
方案A模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并在彎曲時空位較困難。
方案B彎曲在切斷之后，將影響空位誤差，從而影響工作精度。
方案C屬于級進(jìn)沖壓，解決方案A，B的問題，所以選擇方案C。
再由方案C，根據(jù)不同的排列可以得到（如圖）兩種不同的排樣方式。
經(jīng)過分析很顯然后者比前有明顯的好處，可以大大的簡化模具結(jié)構(gòu)，所以采納后者的排樣方式。
模具結(jié)構(gòu)形式的確定
因制作材料適中，為保證制件平整，采用彈性卸料裝置。它還可以對沖孔小凸模起導(dǎo)向作用和保護(hù)作用。為方便操作。選用橫向送料，因制件較薄，故采用擋料銷定位，為提高精度，還用一個導(dǎo)正銷定位。
綜上所述，由文獻(xiàn)2表4-3，4-8選用彈壓卸料模送料，典型組合結(jié)構(gòu)式，滑動倒向?qū)菍?dǎo)柱模架。
工藝設(shè)計(jì)
1． 計(jì)算毛坯尺寸（如圖）
工件的相對彎曲半徑為：
查文獻(xiàn)Ⅱ表4-5，取x=0.34
則坯料展開長度為
2.由前面排樣圖可知：
因和號孔壁距較小，考慮到凹模強(qiáng)度，將切斷和沖孔錯開一個距離，故制件零件工步完成。
查文獻(xiàn)Ⅱ表3-14得最小搭邊值
在這考慮到為了方便凸模加工和凸模強(qiáng)度，取
開始第一個零件無搭邊。
2.條料寬度
由文獻(xiàn)Ⅱ中3-21得。
因采用少廢料排樣故等于總寬20
其公差與制件公差相同，查文獻(xiàn)Ⅰ表3-22
得 。工件總寬為
3．材料利用率的計(jì)算
由文獻(xiàn)Ⅱ中3-1得
=
=
=45%
4.計(jì)算沖壓力
完成本制件的沖壓力由沖裁力，彎曲力及卸料力組成
1）.沖裁力由沖孔力和切斷力組成
由文獻(xiàn)Ⅱ3-2計(jì)算
查文獻(xiàn)Ⅰ 3-12得為295-430
為安全取=350pa
=525=70.6KN
2）.彎曲力F采用V型自由彎曲
有文獻(xiàn)Ⅳ得V型件彎曲力計(jì)算公式
=
3）卸料力
由文獻(xiàn)Ⅱ表3-30
查文獻(xiàn)Ⅱ表3-19 =0.04
4）推件力，由文獻(xiàn)獻(xiàn)Ⅱ表3-31，=nKT
KT=0.055 取h=10
=70.6
5．選取壓力機(jī)
查文獻(xiàn)Ⅲ表9-3得，公稱壓力F=160KN最大
封閉高度最低300mm，最高160mm
6．計(jì)算壓力中心
由文獻(xiàn)Ⅱ3-37得圓弧的壓力中心
計(jì)算切斷處的壓力中心
同理圓周圓弧壓力中心=3.18mm
由文獻(xiàn)Ⅱ3-39公式可得
=13.45mm
總的壓力中心尺寸56.39=42.94+13.45
7．計(jì)算凸凹模刃口尺寸
1）沖孔凸凹模刃口尺寸
凸凹模刃口尺寸可按分析加工法計(jì)算
計(jì)算Φ12沖孔尺寸
查文獻(xiàn)Ⅰ表3-5 . 3-6 .得
查文獻(xiàn)Ⅱ 3-5 . 3-6 . 3-7得
X=0.5
校核間隙：
符合條件。
代入公式
計(jì)算Φ沖孔尺寸
查文獻(xiàn)Ⅱ 3-5 . 3-6 . 3-7得
X=0.5
校核間隙：
符合條件
代入公式
2）彎曲模的刃口計(jì)算
因?yàn)樵趶澢^程中只有一個方向與板作用，使之彎曲模截面形狀
（1）．凸凹模間隙
按V型彎曲計(jì)算，由文獻(xiàn)Ⅱ160頁公式
查文獻(xiàn)Ⅱ表4-14得
則
（2）因?yàn)槟＞呤峭ㄟ^導(dǎo)料板后端來定位制件的.
所以b的長度就等于零件彎曲前一
端的長度減去凸凹模間隙
（3）凸凹模的圓角半徑的確定
在設(shè)計(jì)中，收縮變形與凹模的接觸，所應(yīng)取凹模圓角半徑
又因?yàn)閠＜2mm， 所以取凸凹模的圓角半徑為
3）切斷模的刃口尺寸
切斷模形狀較復(fù)雜，所以采用配作法加工
按未注公差尺寸，查文獻(xiàn)Ⅰ 3-22得
凸模磨損后其尺寸有兩種情況
凸模磨損后變小的尺寸
由文獻(xiàn)Ⅱ中3-14得
查獻(xiàn)Ⅱ3-7得
但為了保證凸模的強(qiáng)度和方便，凹模的加工是因，經(jīng)外側(cè)增加尺寸時不影響工件尺寸，所以將外側(cè)增加3mm取=mm
凸模磨損后變大的尺寸
凹模刃口尺寸按凸模實(shí)際尺寸配制，保證雙面間隙值
（0.132～0.24）mm
8．凹模各孔位置尺寸
在此設(shè)計(jì)各孔位置尺寸可按排樣圖確定其制造公差按文獻(xiàn)Ⅳ表2-27IT10級進(jìn)行，在此題中送進(jìn)工步較多，累計(jì)誤差過大會造成凸凹模間隙不均，影響沖裁質(zhì)量和模具壽命，故因提高模具壽命，和模具精度，考慮到加工經(jīng)濟(jì)性，在送料方向的尺寸按IT8級制度其余按IT10級進(jìn)行，各刃口尺寸按前面計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。
9.卸料板各孔應(yīng)與凸模保持0.5*間隙，這樣有利于凸凹模刃口不被卡傷，據(jù)此原則，確定具體尺寸，見卸料板零件圖。
10．凸模固定板各尺寸與凸模按H7/m6配合，具體尺寸見凸模固定板零件圖。
11．彈簧設(shè)計(jì)
根據(jù)卸料力和在模具上安裝的彈簧數(shù)為4，則沒個彈簧的預(yù)壓力為：
查文獻(xiàn)Ⅲ10-1并考慮模具結(jié)構(gòu)尺寸，欲選彈簧參數(shù)為
mm
檢查彈簧最大壓縮是否滿足上述條件
mm
故所選彈簧是合適的。
模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1．凹模的設(shè)計(jì)
該制件簡單，總體尺寸不大選用整體式矩形凹模較合理，因生產(chǎn)批量大，選用Cr12Mo2為凹模材料
1） 確定凹模厚度值H
由文獻(xiàn)Ⅱ表3-25，R=0.5 所以H=26X0.5=13mm
2） 垂直送料方向的凹模寬度B
由文獻(xiàn)Ⅱ表3-52公式得
B=S+（2.5～4）H
B=26+52=78mm
3） 送料方向的長度
由文獻(xiàn)Ⅱ表3-53公式得
在此題中，由文獻(xiàn)Ⅱ表3-26得
在此考慮到彈簧
所以凹模的周邊尺寸為
結(jié)構(gòu)見凹模零件圖。
刃口尺寸按前面算出的進(jìn)行標(biāo)注。
各精度和粗造度查有關(guān)資料
其中各螺紋孔為通孔，各孔位按前述所標(biāo)尺寸
2.承料板的設(shè)計(jì)
為了滿足送料需要，選取料厚為4mm
結(jié)構(gòu)如圖
注：螺紋孔為通孔。
3.導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)
為保證切斷切斷凸模和導(dǎo)料板之間有間隙，且保證間隙為1mm
其結(jié)構(gòu)如
注：因?yàn)榇酥萍峭ㄟ^導(dǎo)料板 來定位的
所以尺寸24.3的內(nèi)端面 的表面要求淬火提高耐磨性。
其它尺寸如零件圖所標(biāo)
4．卸料板的設(shè)計(jì)
各定位尺寸和凹模一樣，
因?yàn)樾读习甯骺讘?yīng)與凸模保持0.5的間隙，根據(jù)凸模的結(jié)構(gòu)，各尺寸公差按IT10級進(jìn)行，其中各工作孔尺寸是在凸模的尺寸基礎(chǔ)上相加0.5X0.132=0.26mm
其結(jié)構(gòu)如零件圖
5凸模設(shè)計(jì)
1） 沖孔的凸模
考慮到?jīng)_孔凸模直徑較小故采用文獻(xiàn)I表4-27A型結(jié)構(gòu)各圓柱段從下而上依次增加3mm
凸模的總長度為
查文獻(xiàn)I3-40得
同理算出沖孔凸模的各尺寸
2）切斷凸模按前面所算出切斷刃口尺寸進(jìn)行標(biāo)出。
3）壓彎凸模按前面所算出切斷刃口尺寸進(jìn)行標(biāo)出。
6．凸模固定板設(shè)計(jì)
其結(jié)構(gòu)如圖
其余各孔位置尺寸與卸料板相同，凸模固定板與凸模按
H7/m6配。
7．墊板的設(shè)計(jì)
選取墊板厚度為8mm，其長度和寬度均和凸模固定板一致，各周邊孔的形狀尺寸和定位銷的尺寸都和凸模固定板一致。
8．始用擋料銷的設(shè)計(jì)
其形狀尺寸和始用擋料銷的零件圖一致。
9.導(dǎo)正銷的設(shè)計(jì)
其結(jié)構(gòu)如圖
參考文獻(xiàn)
文獻(xiàn)I 冷沖模設(shè)計(jì)指導(dǎo)
文獻(xiàn)Ⅱ 冷沖壓技術(shù)
文獻(xiàn)Ⅲ 沖壓手冊
文獻(xiàn)Ⅳ 公差配合與測量技術(shù)
通過本課題的設(shè)計(jì)，讓我更加系統(tǒng)和牢固的掌握本專業(yè)的知識，懂得了軟件與軟件的互通性。同樣也讓我感受到在科技發(fā)達(dá)的現(xiàn)代國際中，機(jī)械行業(yè)的重要性，也感受到?jīng)_模的重要性。知道模具技術(shù)的發(fā)展的“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的服務(wù)要求與其它成型加工方法相比更是有著無法媲比的優(yōu)點(diǎn)。
在課題設(shè)計(jì)中，康老師的耐心指導(dǎo)和精心栽培，讓受益良深，學(xué)到了許多課堂上無法學(xué)到的知識，也懂的了塌實(shí)做事的道理。讓我深刻感受到設(shè)計(jì)的充實(shí)和快樂！在此衷心祝福老師：全家幸福！萬事如意！
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湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院