沖壓模具課程設計

1、<p><b>　　正文</b></p><p>　　一、制動盤的工藝分析與工藝方案</p><p><b>　　1.制動盤的零件圖</b></p><p>　　(1)制動盤的二維圖如圖1所示</p><p>　　圖1 制動盤的二維圖</p><p>　　(2)

2、制動盤的三維圖如圖2所示</p><p>　　圖2 制動盤的三維圖</p><p>　　2.制動盤的工藝分析</p><p>　　(1)制動盤的材料：</p><p>　　制動盤的材料是08鋼，具有較好的拉深性。</p><p>　　(2)制動盤的結構：</p><p>　　制動盤為無緣的圓

3、盤形件，該零件涉及落料、沖孔、拉深、反拉深的內容，未注圓角半徑r=4mm>t=2mm,滿足拉深工藝要求,零件上的孔邊距大于最小孔邊距，符合沖裁工藝要求，故可采用沖裁模進行加工。</p><p>　　(3)尺寸精度：零件圖上所有未注尺寸為自由公差，取IT14級。</p><p>　　查《公差測量與互換性技術》表3-2可得各尺寸公差為：</p><p>　　零件外

4、形:φ90 0 -0.87、8 0 -0.36、φ50 0 -0.62、φ134 0 -0.98、18 0 -0.43</p><p>　　零件內形：φ20+0.52 0</p><p>　　結論：適合沖裁、拉深。 </p><p>　　3.制動盤的工藝方案</p><p>　　(1)該制動盤的加工包括沖孔、拉深、反拉深三個基本工序。<

5、;/p><p>　　可以用以下幾種工藝方案：</p><p>　　落料—拉深，反拉深—沖孔，采用單工序模生產。</p><p>　　落料、沖孔—拉深，反拉深復合，采用復合模生產。</p><p>　　沖孔—落料—拉深，反拉深，采用級進模生產。</p><p><b>　　(2)方案分析：</b><

6、;/p><p>　　方案①：每一個工步都需要單獨一套模具加工，這樣增加了模具的數(shù)量，生產效率低，難以保證大批量生產的需求。</p><p>　　方案②：由于此制動盤零件的拉深和反拉深程度大，采用復合模不易一步實現(xiàn)，可能出現(xiàn)拉破的現(xiàn)象。</p><p>　　方案③：首先采用級進模沖孔、落料、拉深，然后采用反拉深可以實現(xiàn)零件的加工，且有利于自動化生產。</p>

7、<p>　　(3)綜上所述：選用方案③。</p><p>　　4.制動盤拉深工序零件圖</p><p>　　(1)制動盤拉深工序的二維零件圖如圖3所示</p><p>　　圖3 制動盤拉深工序二維圖</p><p>　　(2)制動盤拉深工序的三維零件圖如圖4所示</p><p>　　圖4 制動盤拉深

8、工序三維圖</p><p>　　二、制動盤的工藝設計與計算</p><p>　　1.制動盤的毛坯尺寸</p><p>　　查《沖壓工藝與模具設計》表4-2，可計算制動盤展開的毛坯尺寸：</p><p><b>　　D=+</b></p><p><b>　　=</b><

9、/p><p><b>　　=188(mm)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　d—為制動盤外形尺寸；</p><p>　　H—為制動盤總高度；</p><p>　　h1—為上凸圓高度；</p><p>　　h2—為下凸

10、圓高度；</p><p>　　d1—為上凸圓尺寸；</p><p>　　d2—為下凸圓尺寸。</p><p><b>　　2.確定修邊余量</b></p><p>　　該件h=18mm,d=134mm。</p><p>　　所以相對高度Δh=h/d=18/134=0.134mm<t=2mm。

11、</p><p>　　所以制動盤拉深時不需要修邊余量。</p><p><b>　　3.排樣圖的設計</b></p><p>　　查《沖壓工藝與模具設計》表2-10，確定搭邊值：</p><p>　　兩工件間的搭邊：a=1.5mm</p><p>　　工件邊緣搭邊：a1=2mm.</p>

12、;<p>　　步距為S=D+a=188+1.5=189.5mm</p><p>　　條樣寬度B=(D+2a1)=(188+2×2)=192mm</p><p><b>　　排樣圖如圖5所示</b></p><p>　　圖5 制動盤排樣圖</p><p>　　一個步距內的材料利用率</p&

13、gt;<p>　　η=A/BS×100％</p><p>　　=3.14×（942-102）/(192×189.5)×100％</p><p><b>　　=75.4％</b></p><p>　　4.判斷能否一次拉成</p><p>　　總拉深系數(shù)m=d/D=134

14、/188=0.71</p><p>　　工件相對料厚t/D=2/188=0.011</p><p>　　查《沖模設計應用實例》的表4-33判斷拉深時是否需要壓邊</p><p>　　因0.045（1-m）=0.045×(1-0.71)=0.01=1.0％<t/D=1.1％,</p><p><b>　　故不需要加壓邊

15、圈。</b></p><p>　　查《沖壓工藝與模具設計》表4-11知首次極限拉深系數(shù)m1=0.53,</p><p>　　因為m>m1,故制動盤可一次拉深成型。</p><p>　　5．沖壓力與壓力中心計算</p><p><b>　　(1)沖壓力的計算</b></p><p>

16、;　　查《沖壓模具應用實例》附表1，查得08鋼抗剪強度τ=300MPa,抗拉強度σ=350Mpa。</p><p>　　沖孔力：F沖 =L孔t =3.14×20×2×300=37.7KN</p><p>　　查《沖壓工藝與模具設計》表1-7，卸料力系數(shù)K1=0.04,推件力系數(shù)K2=0.05,n取3。</p><p>　　卸料力F卸=K

17、1 F沖=0.04×37.7=1.5KN</p><p>　　推件力F推=nK2F沖=3×0.05×37.7=5.6KN</p><p>　　落料力F落=L落tτ=3.14×188×2×300=354KN</p><p>　　查《沖壓工藝與模具設計》表4-1，查得拉深力修正系數(shù)k=0.6</p>

18、<p>　　拉深力F拉=πdtσk=3.14×134×2×350×0.6=176.7KN</p><p>　　總壓力F總= F沖+ F卸+ F推+ F落+ F拉=37.7+1.5+5.6+354+176.7=575.5KN</p><p>　　壓力機的工稱壓力F≥1.3F總=1.3×575.5=748KN</p>

19、<p>　　故壓力機的工稱壓力要大于748KN。</p><p>　　(2)壓力中心的計算</p><p>　　因為此沖孔、拉深件為中心對稱圖形，所以圓心即是壓力中心。</p><p>　　6.制動盤級進拉深模工作部分刃口尺寸計算</p><p>　　落料部分以落料凹模為基準計算，落料凸模按間隙值配制，沖孔部分已沖孔凸模為基準計算

20、，沖孔凹模按間隙值配制，既以落料凹模、沖孔凸模為基準，凹凸模按間隙值配制。</p><p>　　(1)沖裁模的刃口尺寸計算</p><p>　　該制件精度為IT14級，查《沖壓工藝與模具設計》表2-21得補償刃口磨損系數(shù)X=0.5</p><p>　　所以凸模刃口尺寸d凸=(dmin+XΔ)0 -Δ/4 =(20+0.5×0.52) 0 -Δ/

21、4=20.260 -0.13</p><p>　　查表1-4得沖裁間隙為0.240mm</p><p>　　凹模刃口尺寸按凸模實際尺寸配作，保證單邊間隙為0.240 mm.</p><p>　　(2)拉深模尺寸計算</p><p><b>　?、倮钅５拈g隙</b></p><p>　　查表4-

22、8得拉深模的單邊間隙為z=1.1t=1.1×2=2.2mm</p><p>　　則拉深模的間隙為Z=2t=2×2.2=4.4mm</p><p><b>　?、诶钅５膱A角半徑</b></p><p>　　查《沖模設計應用實例》表4-13得：</p><p>　　凹模的圓角半徑r凹=5t=5×

23、;2=10mm</p><p>　　凸模的圓角半徑r凸 =2t=2×2=4mm</p><p>　?、郯纪鼓９ぷ鞑糠值某叽绾凸?lt;/p><p>　　由于拉深件注的是外形尺寸，所以拉深凹模尺寸為</p><p>　　D凹=(Dmax-0.75Δ)+ Δ/4=(134-0.75×1)+1/4= 133.25+0.25 0&l

24、t;/p><p>　　拉深凸模的尺寸則按配作處理，保證單面拉深間隙為2.2mm,間隙取在凸模上。</p><p>　　7.制動盤級進拉深模工作零件結構及尺寸</p><p><b>　　(1)沖裁方式選擇</b></p><p>　　第一工步是沖孔，沖裁模采用正裝式，選用沖裁方式為彈壓卸料順出件,沖裁方式如圖6所示</

25、p><p>　　圖6 彈壓卸料順出件</p><p>　　第二工步為落料、拉深，拉深模采用倒裝式，凹模采用逆出件直壁凹模，如圖7所示</p><p>　　圖7 倒裝直壁凹模</p><p>　　(2)沖裁凹模結構設計</p><p><b>　?、侔寄？卓谛问?lt;/b></p>&

26、lt;p>　　選擇常用的直刃壁空口凹模如圖8所示</p><p>　　圖8 凹?？卓谛问?lt;/p><p>　?、诎寄？卓诟叨萮=3t=3×2=6mm</p><p><b>　?、郯寄Ｍ庑谓Y構形式</b></p><p>　　一般圓形刃口凹模外形結構也為圓形。</p><p>

27、　?、馨寄０宓暮穸鹊挠嬎?lt;/p><p>　　查《沖壓工藝與模具設計》表2-18，凹模刃口周邊修正系數(shù)k2=1,凹模材料修正系數(shù)k1=1.3.</p><p>　　H= k1 k2=1.3 ×1×=20mm.</p><p><b>　?、莅寄５墓潭ǚ椒?lt;/b></p><p>　　此凹模為帶臺肩的圓

28、形凹模，直接裝入凹模固定板中，采用過渡配合（H7/m6）。</p><p><b>　　⑥凹模固定板的厚度</b></p><p>　　與凹模一直取20mm。</p><p>　　(3)沖裁凸模結構設計</p><p><b>　　①凸模的刃口形式</b></p><p>　

29、　圓形凸模，加工成臺階式結構，由于沖裁直徑較小，為了改善凸模強度和剛度，在中部增加一個過渡段。</p><p><b>　?、谕鼓５墓潭ㄐ问?lt;/b></p><p>　　該凸模以臺肩與固定板固定，凸模與凸模固定板配合部分，采用過渡配合（H7/m6）.</p><p><b>　?、弁鼓０搴穸?lt;/b></p>

30、<p>　　Ht=(0.6～0.8)h=(0.6～0.8) ×20=12～16mm. 也可取20mm。</p><p><b>　?、芡鼓ｉL度的計算</b></p><p>　　L=h1+h2+h3=20+10+55=85mm.</p><p><b>　　其中：</b></p><

31、;p>　　h1為凸模固定板厚度；</p><p>　　h2為彈壓卸料版厚度；</p><p>　　h3為彈簧自由高度。</p><p><b>　　(4)彈簧的選用</b></p><p>　?、俑鶕?jù)模具結構初定4根彈簧，每根彈簧分擔的卸料力為F卸/h=1500/4=375N</p><p>

32、;　?、诟鶕?jù)預壓力大于375N和模具結構尺寸，查《沖模設計與應用實例》附錄C1選47號彈簧。</p><p>　　47號彈簧規(guī)格為：外徑D=32mm,鋼絲直徑d=4mm,自由高度H0=55mm。</p><p>　　(5)拉深凹模的外形尺寸</p><p>　　因為拉深凹模采用倒裝式且拉深凹模的外緣需充當剪切刃的作用</p><p>　　所以

33、其外形尺寸應與毛坯盤一致，取188mm。</p><p><b>　　(6)模柄的選用</b></p><p>　　采用壓入式模柄，固定端與上模座孔采用H7/m6過渡配合，并加騎縫銷防止轉動，裝配后模柄軸線與上模座垂直度比旋入式模柄好。</p><p><b>　　(7)模架的選用</b></p><p

34、>　　由于采用橫送料和模具采用級進模，所以模架選用對角導柱模架。導柱分布在舉行凹模的對角線方向，既可以橫向送料，又可以縱向送料，為避免上、下模的方向裝錯，兩導柱直徑制成一大一小。</p><p>　　8.制動盤級進拉深模主要模具零件尺寸：</p><p><b>　　9.沖床的選用</b></p><p>　　根據(jù)總沖壓力為748KN，選

35、用J23-100開式雙柱可頃沖床，并在工作臺面上備制墊塊，其主要工藝參數(shù)如下：</p><p>　　工稱壓力：1000KN</p><p>　　滑塊行程：130mm</p><p>　　行程次數(shù)：38次/分</p><p>　　最大閉合高度：480mm</p><p>　　連桿調節(jié)長度：100mm</p>

36、<p>　　工作臺尺寸（前后×左右）：710mm×1080mm</p><p>　　三、制動盤級進拉深模主要結構設計及工作原理：</p><p>　　1.制動盤級進拉深模的裝配圖及工作原理</p><p>　　(1)制動盤級進拉深模的裝配圖如圖9所示</p><p>　　圖9 制動盤級進拉深模裝配圖<

37、/p><p>　　(2)制動盤級進拉深模的工作原理</p><p>　　制動盤級進拉深模工作原理：模具是按使用條料設計的，條料送進時由8擋料銷定距。在第1工位由18沖孔凸模與20沖孔凹模完成沖孔，同時由兼作上剪切刃的拉深凹模4與下剪切刃7將拉深毛坯與條料切斷分離。緊接著在第2工位由拉深凸模10將拉深毛坯壓入拉深凹模4內，完成拉深加工。在回程時，拉深完的工件由推桿5從拉深凹模內推出。</p

38、><p>　　2.制動盤級進拉深模沖孔凸模結構設計</p><p><b>　　如圖10所示</b></p><p>　　圖10 制動盤級進拉深模沖孔凸模</p><p>　　3.制動盤級進拉深模沖孔凹模結構設計</p><p><b>　　如圖11所示</b></p&

39、gt;<p>　　圖11 制動盤級進拉深模沖孔凹模</p><p>　　4.制動盤級進拉深模拉深凸模結構設計</p><p><b>　　如圖12所示</b></p><p>　　圖12 制動盤級進拉深模拉深凸模</p><p>　　5.制動盤級進拉深模拉深凹模結構設計</p><

40、;p><b>　　如圖13所示</b></p><p>　　圖13 制動盤級進拉深模拉深凹模</p><p>　　6.制動盤級進拉深模凸模固定板結構設計</p><p><b>　　如圖14所示</b></p><p>　　圖14 制動盤級進拉深模凸模固定板</p>&l

41、t;p>　　7.制動盤級進拉深模凹模固定板結構設計</p><p><b>　　如圖15所示</b></p><p>　　圖15 制動盤級進拉深模凹模固定板</p><p>　　8.制動盤級進拉深模彈壓卸料板結構設計</p><p><b>　　如圖16所示</b></p>

42、<p>　　圖16 制動盤級進拉深模彈壓卸料板</p><p>　　9.制動盤級進拉深模上墊板結構設計</p><p><b>　　如圖17所示</b></p><p>　　圖17 制動盤級進拉深模上墊板</p><p>　　10.制動盤級進拉深模下墊板結構設計</p><p>

43、<b>　　如圖18所示</b></p><p>　　圖18 制動盤級進拉深模下墊板</p><p>　　11.制動盤級進拉深模模柄結構設計</p><p><b>　　如圖19所示</b></p><p>　　圖19 制動盤級進拉深模模柄</p><p>　　四、制

44、動盤級進拉深模具的制造</p><p>　　1.制動盤級進拉深模沖孔凸模的制造</p><p>　　制動盤級進拉深模沖孔凸模三維效果圖如圖20所示</p><p>　　圖20 沖孔凸模三維效果圖</p><p>　　2.制動盤級進拉深模沖孔凹模的制造</p><p>　　制動盤級進拉深模沖孔凹模三維效果圖如圖21所

45、示</p><p>　　圖21 沖孔凹模三維效果圖</p><p>　　3.制動盤級進拉深模拉深凸模的制造</p><p>　　制動盤級進拉深模拉深凸模三維效果圖如圖22所示</p><p>　　圖22 拉深凸模三維效果圖</p><p>　　4.制動盤級進拉深模拉深凹模的制造</p><p

46、>　　制動盤級進拉深模拉深凹模三維效果圖如圖23所示</p><p>　　圖23 拉深凹模三維效果圖</p><p>　　5.制動盤級進拉深模凸模固定板的制造</p><p>　　制動盤級進拉深模凸模固定板三維效果圖如圖24所示</p><p>　　圖24 凸模固定板三維效果圖</p><p>　　6.制

47、動盤級進拉深模凹模固定板的制造</p><p>　　制動盤級進拉深模凹模固定板三維效果圖如圖25所示</p><p>　　圖25 凹模固定板三維效果圖</p><p>　　7.制動盤級進拉深模彈壓卸料板的制造</p><p>　　制動盤級進拉深模彈壓卸料板三維效果圖如圖26所示</p><p>　　圖26 彈壓

48、卸料板三維效果圖</p><p>　　8.制動盤級進拉深模上墊板的制造</p><p>　　制動盤級進拉深模上墊板三維效果圖如圖27所示</p><p>　　圖27 上墊板三維效果圖</p><p>　　9.制動盤級進拉深模下墊板的制造</p><p>　　制動盤級進拉深模下墊板三維效果圖如圖28所示</p&

49、gt;<p>　　圖28 下墊板三維效果圖</p><p>　　10.制動盤級進拉深模模柄的制造</p><p>　　制動盤級進拉深模模柄三維效果圖如圖29所示</p><p>　　圖29 模柄三維效果圖結論</p><p>　　通過對汽車制動盤級進拉深模具的設計，不僅讓我熟悉了課本所學的知識，而且讓我做到所學的知識運用

50、到實踐中，更讓我了解了沖壓模具設計的全過程和加工的各種要點，使我學到的許多專業(yè)理論知識得到了一定的應用，提高了我在設計制圖方面的能力，同時也讓我進一步掌握了AutoCAD和Pro/E軟件的運用，使我在本次設計實踐當中有一個質的飛躍。</p><p>　　在做制動盤級進拉深模具設計的過程中，確實遇到了不少問題，學到的理論知識不知如何應用，不知道的專業(yè)知識還有很多，這讓我覺得只依靠自己學到的知識是有限的，所以我翻閱了

51、大量的專業(yè)資料，和同學們一起討論，向老師請教，終于完成了這份不算完善的制動盤級進拉深模的設計。</p><p>　　完成制動盤級進拉深模的設計讓我得出了一個結論：知識必須應用到實踐中才能實現(xiàn)其價值。所以在以后的工作學習中，我要更加注意知識的積累與運用，扎扎實實的走好每一步。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1.

52、 陳錫棟、靖穎怡主編. 《沖模設計應用實例》. 北京：機械工業(yè)出版社，2004</p><p>　　2. 鐘毓斌主編. 《沖壓工藝與模具設計》.北京：機械工業(yè)出版社，2000</p><p>　　3. 周玲編. 《沖孔設計實例詳解》. 北京：化學工業(yè)出版社，2007</p><p>　　4. 王孝培主編.《沖壓手冊》. 北京：機械工業(yè)出版社，1996

53、</p><p>　　5. 鄭可锽主編.《實用沖壓模具設計手冊》. 北京:宇航出版社，1992</p><p>　　6. 李碩本主編.《沖壓工藝學》. 北京：機械工業(yè)出版社，1982</p><p>　　7. 胡彥輝主編.《模具制造工藝學》. 重慶：重慶大學出版社，2007</p><p>　　8. 李云程.《模具制造工藝學》

54、.北京：機械工業(yè)出版社，2001</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在做畢業(yè)設計的過程中，一直得到了董蘭老師的悉心指導。</p><p>　　董老師在沖壓模具方面經驗非常豐富，在做畢業(yè)設計的過程中，難免遇到許多比較低級的問題，董老師卻極其耐心地予以解答。董蘭老師治學態(tài)度嚴謹，理論功底深厚，為人和藹可親，給我留下了深刻

55、的印象。并且在做畢業(yè)設計的過程中，董蘭老師指出了不足和缺陷之處，不斷對我得到的結論進行總結，不斷提出新問題，使得我的畢業(yè)設計能夠深入地進行下去，也使我接觸到了許多理論和實際上的新問題，使我做了許多有益的思考。在此表示誠摯的感謝和由衷的敬意。</p><p>　　此外，我還要感謝在整個過程中給予我?guī)椭脑S多同學。</p><p><b>　　附錄</b></p&g

56、t;<p><b>　　附錄的主要內容有：</b></p><p>　　某些重要的原始數(shù)據(jù)、數(shù)學推導、計算程序、框圖、結構圖、零件圖、裝配圖等。</p><p><b>　　青島濱海學院</b></p><p>　　課程設計評閱、評審意見表</p><p>　　?！　I(yè)：　模具設計與制