課程設(shè)計說明書
題目名稱： 鑰匙的沖壓模具設(shè)計
學生姓名：
專 業(yè)：
班 級：
學 號：
指導教師：
時 間： 20**年 12 月 25 日— 20**年1 月28日
機械工程學院
課程設(shè)計任務(wù)書
一、設(shè)計題目：
鑰匙的沖壓模具設(shè)計
二、設(shè)計參數(shù)：
零件：鑰匙
生產(chǎn)批量：大批量
材料：08F
板料厚度t = 2mm
三、具體要求：
1. 分析研究零件的工作圖；
2. 確定零件的沖壓工藝；
3. 進行零件沖壓模具設(shè)計；
4. 編寫設(shè)計計算使用說明書。
四、進度安排：
20**.12.25——20**.12.31 收集資料
20**.1.1 ——20**.1.7 分析零件工作圖，確定沖壓工藝方案
20**.1.8 ——20**.1.14 模具主要零件尺寸的設(shè)計計算
20**.1.15??——20**.1.21 繪制模具裝配圖及零件圖
20**.1.22?——20**.1.28 編寫設(shè)計說明書
五、工作量：
1. 繪制模具裝配圖 1張
2. 繪制零件圖 2張
3. 編寫設(shè)計說明書 1份
六、總評成績及評語：
指導教師 簽名日期 年 月 日
系 主 任 審核日期 年 月 日
目 錄
序 言………………………………………………………………………………5
1 零件工藝分析…………………………………………………………………...6
1.1設(shè)計零件介紹…………………………………………………………………6
1.2零件工藝分析…………………………………………………………………6
2確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式…………………………………………………7
3模具設(shè)計計算……………………………………………………………………7
3.1排樣……………………………………………………………………………7
3.2計算總沖裁力…………………………………………………………………8
3.3計算壓力中心…………………………………………………………………8
3.4沖模刃口尺寸及公差的計算…………………………………………………8
3.5確定各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸……………………………………………………9
4繪制非標準零件圖………………………………………………………………10 4.1凸凹模具設(shè)計圖………………………………………………………………10
4.2鑰匙零件標準圖………………………………………………………………12
4.3 鑰匙凹模圖……………………………………………………………………12
參考文獻 …………………………………………………………………………13
序 言
本次課程設(shè)計是我們學完了大學四年全部的本專業(yè)課程后進行的一次設(shè)計學習，是大學學業(yè)的一次總結(jié)性、綜合性的復習和鍛煉，同時為明年的畢業(yè)設(shè)計打好基礎(chǔ)和鋪墊，這也是對我的理論知識與聯(lián)系實際掌握程度的一次很好的考察。因此，此次設(shè)計對我的學習及在今后的工作中起著很重要的作用，給我很大的幫助。同時，在此感謝四年來各位專業(yè)老師的幫助和教導。
1零件工藝分析
1.1設(shè)計零件介紹：
如圖1所示零件：鑰匙
生產(chǎn)批量：大批量
材料：08F t=2mm
設(shè)計該零件的沖壓工藝與模具 。
圖1 鑰匙零件圖
1.2沖裁件工藝分析
沖裁件工藝性是指沖壓零件在沖壓加工過程中的難易程度。沖壓件工藝性的具體指標包括：
1) 材料消耗少，生產(chǎn)準備周期短；
2) 工序數(shù)量少，勞動量與勞動強度低；
3) 盡量減少后續(xù)的機加工量及有關(guān)輔助工序；
4) 沖壓工藝設(shè)備少，生產(chǎn)面積需要?。?
5) 操作簡便，盡量能采用非高級技工；
6) 提高模具在完成生產(chǎn)周期情況下的壽命；
7) 生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本。
為使沖壓件達到優(yōu)良工藝指標，必須合理確定尺寸精度和具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。
沖壓件的尺寸精度可達IT6（或IT7）級，精度等級越低其沖壓加工越困難。具體查表可得，沖壓加工中沖裁，精沖及拉深工序等加工方法所能達到的尺寸精度。
沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性一般指其結(jié)構(gòu)的幾何形狀。其幾何形狀越簡單，越容易沖壓，則結(jié)構(gòu)工藝性越好。因此要求：
1) 材料的選定不僅要能滿足沖壓件的強度與剛度要求，還應(yīng)該具有良好的沖壓性能。這是由于每一種板材都有自己的化學成分，力學性能以及與沖壓性密切相關(guān)的特征值。在生產(chǎn)實際中經(jīng)常出現(xiàn)這樣的情況，一個沖壓件的加工能否順利加工完，直接取決于板材的沖壓性能。所以有必要根據(jù)沖壓變形的特點與要求，合理地選用材料。
2) 沖壓加工是一種冷變形加工方法，它與熱變形加工方法最本質(zhì)的特點是：有冷變形加工的硬化效應(yīng)。因此，應(yīng)該充分利用著這一特性，盡量選用軟而塑性好的，避免過厚的金屬材料。
3) 當對產(chǎn)品零件要求重量輕而強度，剛度高時，可采用強肋形式及翻邊，卷圓等工序來達到要求。
綜合以上分析
1. 材料：08F鋼板是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的可沖壓性能。
2. 工件結(jié)構(gòu)形狀：沖裁件內(nèi)、外形應(yīng)盡量避免有尖銳傾角，為提高模具壽命，建議將所有90°傾角改為R0.5的圓角。
3. 尺寸精度：零件圖上未標注公差的尺寸，屬自由尺寸，可按IT14級確定工件尺寸的公差。經(jīng)查公差表，各尺寸公差為：
24±0.52 50-0.62 12.8±0.43 7.3-0.36 3±0.3
結(jié)論：可以沖裁
2確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式
沖裁模具設(shè)計的基本原則：
1）根據(jù)制作的尺寸精度要求以及生產(chǎn)批量，綜合考慮經(jīng)濟效益選擇模具種類。
2）模具結(jié)構(gòu)和模具材料應(yīng)與制作批量相適應(yīng)。
3）盡量采用標準模架和模具零件。
4）模架的平面尺寸，不僅要與凹模尺寸相適應(yīng)，還應(yīng)與壓力機臺面尺寸及開孔尺寸大小相適應(yīng)。
5）落料模的送料方向要與選用壓力機相適應(yīng)。
6) 為了便于校模和存放，模具應(yīng)安裝閉合高度限位塊。模具工作時限位塊不應(yīng)受壓。
7) 沖壓對稱制件的模架應(yīng)明顯不對稱，以防止上模和下模裝錯位置。
8) 彎曲件的落料模，排樣時應(yīng)考慮材料扎制方向。
9) 刀口尖腳處宜用拼塊。既便于加工，也可防止應(yīng)力集中導致開裂。
10) 應(yīng)在結(jié)構(gòu)上采取措施使凸模和凹模的側(cè)向力相互平衡，不宜讓模架承受側(cè)向力。
11) 安裝于模具內(nèi)的彈簧，應(yīng)保證彈簧彈裂時不致蹦出傷人。
12) 沖孔模應(yīng)考慮放入和取出制作方便，安全。
13) 沖孔模的定位，應(yīng)防止落料板正反都能防入。
14) 多凸模沖孔時，鄰近大凸模的細小凸模應(yīng)在長度上比大凸模短一沖件厚料，因為若作成相同長度則容易折斷。
15) 對于大型落料與修邊?；驔_件內(nèi)孔有窄小突出與凹槽時，應(yīng)采用鑲拼與嵌塊結(jié)構(gòu)。
3模具設(shè)計計算
3.1．排樣 計算條料寬度及確定步距
首先查有關(guān)表確定搭邊值。根據(jù)零件形狀，兩工件間按矩形取搭邊值b=2,側(cè)邊按圓形取搭邊值a=2。
連續(xù)模進料步距為17.65mm。
條料寬度按相應(yīng)的公式計算：
B=(D+2a)-⊿ 查表 ⊿=0.6
B=(50+2×2)-0.6
=54-0.6
畫出排樣圖，圖2
圖2 排樣圖
3.2．計算總沖裁力
沖裁力F=KLtτ (查τ=300Mpa,周長L在caxa里查詢得到)
=1.3*129.648*2*300/10000=10.11 (t)
推件力F1= nKtF (取n=1，查表Kt=0.06)
=1*0.06*10.11=0.61(t)
由于沖模采用剛性卸料裝置和下出料方式，故總的沖壓力為：
F0 =F+ F1 =10.11+0.61=10.72(t)
3.3．確定壓力中心：
根據(jù)圖3計算，自定義坐標系,計算壓力中心坐標
圖形近似關(guān)于Y軸對稱，所以X=0
即壓力中心(X=0.00 Y=-9.32)
圖3 壓力中心（圖中用紅十字線表示）
3.4．沖模刃口尺寸及公差的計算
刃口尺寸計算方法及演算過程：
材料為08F,厚度為2mm，查表（19.1-7），可得Zmin=0.246mm,Zmax=0.360
Zmax-Zmin=0.114
落料部分的基本尺寸為50，則
δ凸= -0.025 δ凹= +0.035
故均能滿足分別加工時， │δ凸│ + │δ凹 │=0.06＜ Zmax-Zmin，的要求
查表得 x＝0.5
表1 沖模刃口尺寸
沖裁性質(zhì)
工作尺寸
計算公式
凹模尺寸注法
凸模尺寸注法
落料
50-0.62
24±0.52
9.25-0.25
7.3-0.36
凹模：
凸模：
（24－0.5*1.04）
（9.25－0.75*0.25）
（7.3-0.75*0.36）
3.5確定各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸
（1）落料凹模外形尺寸的確定
落料凹模厚度h的確定：
h=kb （b為最大孔口尺寸，取50mm，查表，取k=0.34）
=17mm
落料凹模壁厚c的確定
c=2h=34mm 取c=34mm
（2）凸模長度L的確定
凸模長度L計算為：
L=h1+h2+h3+a
其中固定板厚h1=21；固定卸料板厚h2=5；導板厚h3=0; a=2.4
L= h1+h2+h3+a＝28.4
凸模厚度H的確定：
H= P取總壓力=107200N
H= =22.049mm
選用沖床的公稱壓力，應(yīng)大于計算出的總壓力P0=10.72t;最大閉合高度應(yīng)大于沖模閉合高度+5mm;工作臺臺面尺寸應(yīng)能滿足模具的正確安裝。按上述要求，結(jié)合工廠實際，可選用開式雙柱壓力機。并需在工作臺面上配備墊塊，墊塊實際尺寸可配制。
（3）設(shè)計并繪制總圖、選取標準件
按已確定的模具形式及參數(shù)，從冷沖模標準中選取標準模架。
繪制模具總裝圖。
按模具標準，選取所需的標準件，查清標準件代號及標記，寫在總圖明細表。并將各零件標出統(tǒng)一代號。
4繪制非標準零件圖
4.3 凸凹模具設(shè)計圖
圖4 鑰匙沖裁模設(shè)計
1-下模座 2-定位銷 3-凹模 4-導柱 5-導套 6-凸模 7-卸料板 8-模柄
9-連接螺釘 10-內(nèi)六角螺釘 11-圓柱銷 12-上模座 13-螺釘 14-緊固螺釘 15-圓柱銷
表2 零件明細表
序號
名稱
數(shù)量
材料
1
下模座
1
HT200
2
定位銷
1
45#
3
凹模
1
T10A
4
導柱
2
T8A
5
導套
2
20
6
凸模
1
T10A
7
卸料板
1
45#
8
模柄
1
Q235(A5)
9
連接螺釘
1
45#
10
內(nèi)六角螺釘
1
45#
11
圓柱銷
1
45#
12
上模座
1
HT200
13
螺釘
1
45#
14
緊固螺釘
1
45#
15
圓柱銷
1
45#
4.2鑰匙零件標準圖
圖5標準零件圖
4.3 鑰匙凹模圖
圖6 凹模圖
參考文獻
陳錫棟，周小玉主編. 實用模具技術(shù)手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2001.7
鄧明主編. 實用模具設(shè)計簡明手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2006.1
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