墊片沖壓模畢業(yè)設(shè)計(jì)--沖孔落料件設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　前 言</b></p><p>　　該課程設(shè)計(jì)是由沖孔落料件設(shè)計(jì)，沖壓模設(shè)計(jì)組成，沖壓模具主要是將板料分離或成形而得到制件的加工方法。因?yàn)槟＞叩纳a(chǎn)主要是大批量生產(chǎn)，而且模具可以保證沖壓產(chǎn)品的尺寸精度和產(chǎn)品質(zhì)量，模具的設(shè)計(jì)與制造主要考慮到模具設(shè)計(jì)能否滿足工件的工藝性設(shè)計(jì)，能否加工出合格的零件，以及后來的維修與存放是否合理等。本次課程設(shè)計(jì)的墊片，不僅要考慮是做出

2、的零件能滿足工作要求，還要保證它一定的使用壽命。</p><p>　　本次模具設(shè)計(jì)的課題屬于零件設(shè)計(jì)類，來源于生產(chǎn)實(shí)際問題，是一個圓環(huán)墊片，該零件需通過沖孔落料二道工序完成。分析零件的成形工藝性，進(jìn)行制品的基本參數(shù)的計(jì)算、沖壓模的設(shè)計(jì)計(jì)算，選用壓力機(jī)，確定模具類型及結(jié)構(gòu)，模具和成型機(jī)械關(guān)系的校核；模具零件的必要計(jì)算；繪制模具裝配圖一張，繪制主要工作零件凸模、 凹模、凸凹模圖各一張；編寫設(shè)計(jì)說明書。</p&g

3、t;<p>　　此次課程設(shè)計(jì)說明書涉及的知識面廣、銜接緊密、結(jié)構(gòu)整合或綜合性強(qiáng)、實(shí)用性強(qiáng)。本說明書介紹了沖裁件的工藝性分析、沖壓工藝方案的確定、模具結(jié)構(gòu)形式的確定、設(shè)計(jì)工藝 計(jì)算、模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、主要零部件設(shè)計(jì)、沖壓設(shè)備的選取等。本說明書對沖壓模具設(shè)計(jì)的基本流程介紹相對比較全面，理論聯(lián)系實(shí)際， 同時也培養(yǎng)了 個人的較強(qiáng)實(shí)踐動手能力和對模具設(shè)計(jì)專業(yè)知識的系統(tǒng)化、完整化，以及對于工程技術(shù)的嚴(yán)謹(jǐn)性。 </p>&

4、lt;p><b>　　一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p><b>　　工件名稱：墊片</b></p><p><b>　　生產(chǎn)批量：大批量</b></p><p><b>　　材 料：</b></p><p><b>　　課程設(shè)

5、計(jì)要求：</b></p><p>　　1、設(shè)計(jì)模具零件圖一份（小圖）；</p><p>　　2、設(shè)計(jì)模具總裝圖一份（大圖）；</p><p>　　3、模具設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份（不少于10頁A4紙）。</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)過程</b></p><p>　　1、沖裁件工藝性分

6、析</p><p><b>　?。?）沖壓工序分析</b></p><p>　　此工件沖孔、落料兩個工序。 </p><p>　?。?）沖裁件材料分析</p><p>　　本沖裁件的材料為(普通碳素鋼)，未退火，其抗剪強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。</p><p>　?。?/p>

7、3）沖裁件的形狀和尺寸分析</p><p>　　工件結(jié)構(gòu)相對簡單，有一個和一個的孔；孔與孔、孔與邊緣之間的距離也滿足要求，最小壁厚為 (兩同心圓之間的壁厚)。對于所沖小孔，由表查得，一般沖孔?？蓻_壓得最小孔徑，，因而孔符合工藝要求。</p><p>　　（4）沖裁件的尺寸精度分析</p><p>　　工件的尺寸全部為自由公差，可看作級，尺寸精度較低，普通沖裁完全能滿

8、足要求。</p><p>　　2、沖壓工藝方案的確定</p><p>　　該工件為大批量生產(chǎn)。包括沖孔、落料兩個基本工序，可以采用以下三種工藝方案：</p><p>　　方案一：先落料，后沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。</p><p>　　方案二：落料-沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。</p><p>　　方案三：沖孔-落料連

9、續(xù)沖壓，采用級進(jìn)模生產(chǎn)。</p><p>　　方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需兩道工序、兩套模具才能完成零件的加工，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求。</p><p>　　方案二只需一套模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，但模具制造難度大，并且沖壓后成品件留在模具上，在清理模具上的物料時會影響沖壓速度，操作不方便。</p><p>　　方案三也只需一套模具，生產(chǎn)效率

10、高，操作方便，工件精度也能滿足要求</p><p>　　通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳，即采用級進(jìn)模。</p><p><b>　　3、主要設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　?。?）排樣方式的確定及其計(jì)算</p><p><b>　　1）選擇排樣方式</b></p

11、><p>　　同心圓墊片的形狀具有圓形的特點(diǎn)，且大批量生產(chǎn)，排樣方式采用直排，屬于有廢料排樣，模具沿工件全部外形進(jìn)行沖裁，工件周圍都有搭邊，能保證沖裁件的質(zhì)量，沖裁模壽命也長，材料利用率較高。工件排樣根據(jù)落料工序設(shè)計(jì)，考慮操作方便及模具結(jié)構(gòu)簡單，故采用單排排樣設(shè)計(jì)，采用手工送料，采用導(dǎo)料板導(dǎo)料、擋料銷擋料。</p><p><b>　　2）確定搭邊值</b></p&

12、gt;<p>　　查表，兩工件制件的搭邊，工件邊緣搭邊。</p><p>　　3）計(jì)算條料寬度及步距</p><p>　　采用級進(jìn)模時，采用無側(cè)壓裝置,由表查得條料寬度公差，由表查得條料與導(dǎo)尺之間的間隙,則：</p><p>　　條料寬度 </p><p><b>　　根據(jù)實(shí)際情況取。</b&g

13、t;</p><p>　　導(dǎo)尺步距 </p><p>　　條料的步距 </p><p><b>　　4）排樣圖</b></p><p><b>　　5）材料的利用率</b></p><p>　　一個步距的材料利用率為 ： </p>

14、;<p><b>　?。?）沖壓力的計(jì)算</b></p><p><b>　　1）落料力的計(jì)算</b></p><p><b>　　根據(jù)公式： </b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　取&l

15、t;/b></p><p><b>　　落料力則為：</b></p><p><b>　　2）沖孔力的計(jì)算</b></p><p><b>　　根據(jù)公式： ；</b></p><p><b>　　得沖孔力為：</b></p><

16、p><b>　　即沖裁力為: </b></p><p><b>　　3）卸料力的計(jì)算</b></p><p><b>　　根據(jù)公式：；</b></p><p>　　式中：—卸料力因數(shù)，由表查得=0.05 </p><p><b>　　則卸料力為：<

17、/b></p><p><b>　　4）推件力的計(jì)算</b></p><p><b>　　根據(jù)公式：；</b></p><p>　　式中：—推件力因數(shù)，由表查得=0.55</p><p><b>　　則卸料力為：</b></p><p><b

18、>　　5）總沖壓力的計(jì)算</b></p><p><b>　　故總的沖壓力為：</b></p><p>　　(彈性卸料,下出件)，故擬選定開式雙柱可傾壓力機(jī)</p><p>　?。?）壓力中心的確定</p><p>　　由于此零件為規(guī)則、對稱圖形，因此壓力中心為圖形中心，由此可知，該工件沖裁力不大，便于

19、模具的加工和裝配。</p><p>　　（4）工作零件刃口尺寸的計(jì)算</p><p>　　在確定工作零件刃口尺寸計(jì)算方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法。結(jié)合該模具的特點(diǎn)，工作零件的形狀相對較簡單，適宜采用線切割機(jī)床分別加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，這種加工方法可以保證這些零件各個孔的同軸度，使裝配工作簡化。因此工作零件刃口尺寸計(jì)算就按分別加工的方法來計(jì)算，具體

20、計(jì)算如下：</p><p>　　對工件未注公差可按計(jì)算，也可由書《公差配合與測量技術(shù)》查得各尺寸的未注公差。按基軸制查得為，按基孔制查得為。</p><p>　　根據(jù)表查得沖裁模刃口雙間隙,</p><p><b>　　。</b></p><p>　　1）落料刃口尺寸計(jì)算</p><p>　　的凸

21、凹模的制造公差由表查得 ， 。由于，故滿足凸模與凹模分別加工方法，磨損系數(shù)由表查得，則：</p><p>　　其工作部分結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示：</p><p>　　2）沖孔刃口尺寸計(jì)算</p><p>　　的凸凹模的制造公差由表查得 ， 。由于，故滿足凸模與凹模分別加工方法，磨損系數(shù)由表查得，則：</p><p>　　其工作部分結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示：

22、 </p><p><b>　　4、模具總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　（1）模具類型的選擇</p><p>　　由沖壓工藝分析可知，采用級進(jìn)沖壓，所以模具類型為級進(jìn)模。</p><p>　　（2）定位方式的選擇</p><p>　　因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料板，無側(cè)

23、壓裝置。控制條料的送進(jìn)步距采用擋料銷初定距，導(dǎo)正銷精定距。而第一件的沖壓位置因?yàn)闂l料長度有一定余量，可以靠操作工目測來定。</p><p>　　(3)卸料、出件方式的選擇</p><p>　　因?yàn)楣ぜ虾駷?.5mm，相對較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。又因?yàn)槭羌夁M(jìn)模生產(chǎn)，所以采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。</p><p>　　(4）導(dǎo)向方式的選擇&

24、lt;/p><p>　　為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該級進(jìn)模采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。</p><p><b>　　5、主要零部件設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。?）工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1）凹模的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　采用整

25、體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。其輪廓尺寸可按公式計(jì)算：</p><p><b>　　凹模厚度，查表得</b></p><p><b>　　則：，取凹模厚度</b></p><p>　　凹模壁厚，取凹模壁厚</p>&l

26、t;p><b>　　凹模寬度</b></p><p>　　凹模長度（送料方向）</p><p><b>　　凹模輪廓尺寸為</b></p><p>　　模材料選用合金模具制造，熱處理硬度。</p><p>　　加工方法：刨六面，對角尺——磨上、下平面——劃線，鉆孔，攻絲，打鉬絲孔——鉆落料腔—

27、—熱處理——磨刃口——線切割。</p><p>　　2）凸模固定板的設(shè)計(jì)</p><p>　　凸模固定板的外形尺寸一般與凹模大小一樣，一般選擇倍的凹模厚度確定，也可以通過標(biāo)準(zhǔn)查得，基本與凹模外形尺寸相當(dāng)，凸模固定板上型孔尺寸均按凸模實(shí)際尺寸配作（），孔距尺寸與凹模保持一致。這里取倍，。</p><p><b>　　凸模輪廓尺寸為。</b><

28、;/p><p><b>　　3）落料凸模的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計(jì)成直通式，采用線切割機(jī)床加工，個螺釘固定在墊板上，與凸模固定板的配合按。其總長可按公式計(jì)算：</p><p>　　式中： -凸模長度；-凸模固定板厚度；-卸料板厚度； -材料厚度；</p><p>　　-附加長度

29、。它包括凸模的修磨量，凸模進(jìn)入凹模的深度（）,凸模固定板與卸料板之間的安全距離等,一般取。</p><p>　　凸模模材料選用合金模具制造，熱處理硬度。</p><p>　　加工方法：粗車——熱處理——精車到尺寸。</p><p><b>　　4）沖孔凸模的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　因?yàn)樗鶝_的孔為圓形，而且不屬于

30、需要特別保護(hù)的小凸模，所以沖孔凸模采用臺階式，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換。沖孔的凸模結(jié)構(gòu)如下圖：</p><p>　　凸模模材料選用合金模具制造，熱處理硬度。</p><p>　　加工方法：粗車——熱處理——精車到尺寸。</p><p>　?。?）定位零件的設(shè)計(jì)</p><p>　　落料凸模下部設(shè)置一個導(dǎo)正銷。導(dǎo)正應(yīng)在卸料板壓緊

31、板料之前完成導(dǎo)正。導(dǎo)正銷的頭部由錐形的導(dǎo)入部分和圓柱形的導(dǎo)正部分組成，導(dǎo)正部分的高度不宜太大，一般取，取。導(dǎo)正銷的直徑尺寸略小于制件沖孔直徑，與導(dǎo)正銷孔的關(guān)系如下：，式中—沖孔凸模直徑，—導(dǎo)正銷與空兩邊間隙，由表查得，故。導(dǎo)正銷采用安裝在落料凸模端面，導(dǎo)正銷導(dǎo)正部分與導(dǎo)正孔采用配合。</p><p>　　導(dǎo)正銷的材料選用，熱處理硬度。</p><p>　　加工方法：粗車——熱處理——精車（

32、裝到落料凸模上再精車到尺寸）</p><p>　　活動擋料銷：在卸料板上固定了2個導(dǎo)料銷，用于條料送進(jìn)的定位。</p><p>　?。?）卸料橡膠的設(shè)計(jì)</p><p>　　選用的四塊橡膠板的厚度務(wù)必一致，不然會造成受力不均勻，運(yùn)動產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作。 每個橡膠承受的載荷,選用四個圓筒形橡膠。</p><p>　　卸料板工作

33、行程,為卸料板高出凸模端面的高度，一般為, 為凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，一般為，取。</p><p>　　橡膠的工作行程，為凸?？傂弈チ?，一般為，取。</p><p>　　橡膠的自由高度。為。</p><p>　　橡膠的預(yù)壓縮量,一般。</p><p>　　橡膠的外徑,為圓筒形橡膠的內(nèi)徑，取，。</p><p>　　校

34、核橡膠的自由高度，滿足要求。 </p><p><b>　　橡膠的安裝高度。</b></p><p><b>　　（4）導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　導(dǎo)料板的內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，導(dǎo)料板與條料之間的間隙取，這樣就可確定了導(dǎo)料板間的距離為，導(dǎo)料板的厚度按表選擇。導(dǎo)料板采用鋼制作，熱處理硬度為，用螺釘和銷

35、釘固定在凹模上。導(dǎo)料板的進(jìn)料端安裝有承料板。</p><p>　?。?）卸料部件的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1)卸料板的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，規(guī)格為。 </p><p>　　卸料板采用鋼制造，淬火硬度為。</p><p><b>

36、;　　2)卸料螺釘?shù)倪x用</b></p><p>　　卸料板上設(shè)置個卸料螺釘，公稱直徑為，螺紋部分為。卸料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出凸模端面，有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。</p><p>　?。?）模架及其它零部件設(shè)計(jì)　　該模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，這種模架的導(dǎo)柱在模具后側(cè)位置，沖壓時可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。以凹模周界

37、尺寸為依據(jù),可以使用根據(jù)主要工作部分尺寸、結(jié)構(gòu)以及彈性元件的尺寸，參照有關(guān)資料，可選取級精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架（），即：</p><p>　　導(dǎo)柱：,材料為，熱處理滲碳深度，硬度為；</p><p>　　導(dǎo)套：為；材料為，熱處理滲碳深度，硬度為；</p><p>　　上模座厚度，材料為:；下模座厚度,材料為：；上模墊板厚度為，材料為：。</p><p

38、>　　那么，該模具的閉合高度：</p><p>　　式中：——凸模長度，；</p><p><b>　　——凹模厚度，；</b></p><p>　　——凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，。</p><p>　　可見該模具閉合高度小于所選壓力機(jī)的最大裝模高度（）。</p><p><b>

39、　　6、模具總裝圖</b></p><p>　　通過以上設(shè)計(jì)，可得到如下圖所示的模具總裝圖。模具上模部分主要由上模板、墊板、凸模（個）、凸模固定板及卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以橡膠為彈性元件。下模部分由下模座、凹模板、導(dǎo)料板等組成。沖孔廢料和成品件均由漏料孔漏出。</p><p>　　條料送進(jìn)時采用活動擋料銷作為粗定距，在落料凸模上安裝一個導(dǎo)正銷，利用條料上孔作導(dǎo)正銷

40、孔進(jìn)行導(dǎo)正，以此作為條料送進(jìn)的精確定距。操作時完成第二步?jīng)_壓后，把條料抬起向前移動，用落料孔套在活動擋料銷上，并向前推緊，沖壓時凸模上的導(dǎo)正銷再作精確定距。活動擋料銷位置的設(shè)定比理想的幾何位置向前偏移，沖壓過程中粗定位完成以后，當(dāng)用導(dǎo)正銷作精確定位時，由導(dǎo)正銷上圓錐形斜面再將條料向后拉回約，而完成精確定距。用這種方法定距，精度可達(dá)。</p><p><b>　　模具總裝圖見圖紙。</b>&l

41、t;/p><p><b>　　7、沖壓設(shè)備選定</b></p><p>　　通過校核，選擇開式可傾壓力機(jī)能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下：</p><p><b>　　公稱壓力為：</b></p><p><b>　　滑塊行程：</b></p><p>&

42、lt;b>　　行程次數(shù)：</b></p><p><b>　　最大裝模高度：</b></p><p><b>　　閉合高度調(diào)節(jié)量：</b></p><p>　　(標(biāo)準(zhǔn)型)工作臺尺寸(左右×前后)：</p><p>　　(標(biāo)準(zhǔn)型)工作臺孔尺寸(左右×前后)：<

43、;/p><p>　　模柄孔尺寸(直徑×深度)：</p><p>　　床身最大可傾角(°)：</p><p><b>　　8、模具的裝配</b></p><p>　　根據(jù)級進(jìn)模的裝配要點(diǎn)，選凹模作為裝配基準(zhǔn)件，先裝下模，再裝上模，并調(diào)整間隙、試沖、返修。</p><p>　　步驟一：

44、裝配前檢查各個凸凹模形狀尺寸，是否符合設(shè)計(jì)尺寸。符合要求后檢查凸模是否和相應(yīng)的凹?？紫嗯?，其間隙是否均勻，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　步驟二：以凹?？锥ㄎ唬瑢⑼鼓喝胂鄳?yīng)地凸模固定型孔中，固定。</p><p>　　步驟三：在下模座上畫出中心線，按中心預(yù)裝凹模、導(dǎo)料板；在上模座、導(dǎo)料板上，用以加工好的澳門盤分別確定其螺孔的位置，并分別鉆孔，攻絲；將上模座、導(dǎo)料板、凹模、活動擋料銷、

45、彈簧裝在一起，并用螺釘緊固，打入銷釘。</p><p>　　步驟四：將已裝好的下模上放等高的墊鐵，再在凹模中放入0.12mm的紙片，然后將凹模與固定板組合裝入凹模；預(yù)裝上模座，劃出與凸模固定板相應(yīng)地螺孔、銷孔位置并鉆鉸螺孔、銷孔；用螺釘將固定板組合、墊板、上模座連接在一起，但不要擰緊；將卸料板裝在已裝入固定板的凸模上，撞上橡膠和卸料螺釘，并調(diào)節(jié)橡膠的預(yù)壓量，使卸料板高出凸模下端約1mm；復(fù)查凸凹模間隙并調(diào)整合適后

46、，緊固螺釘；安裝導(dǎo)正銷、承料板；切紙檢查，合適后打入銷釘。</p><p>　　步驟五：裝機(jī)試沖并根據(jù)試沖結(jié)果做出相應(yīng)的調(diào)整。</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)感想</b></p><p>　　根據(jù)所給墊片材料的材質(zhì)及批量，首先對其工藝性進(jìn)行分析，接著對三種沖壓工藝方案進(jìn)行了比較與確定選用了最合適的沖壓工藝。經(jīng)過計(jì)算，得出了大量的具體數(shù)據(jù)，

47、有這些數(shù)據(jù)制定了排樣方式、壓力中心、沖壓力、壓力中心凸凹模刃口的尺寸、適合的壓力機(jī)等制造零件必不可少的條件，然后經(jīng)過系統(tǒng)的組合得出了墊片生產(chǎn)加工的具體操作。然后對模具進(jìn)行了總體包括模具類型、定位方式、卸料出件方式、導(dǎo)向方式的選擇以及主要零部件，如凹模、落料凸模、沖孔凸模、凸模固定板、卸料板、導(dǎo)料板、模架及其它零部件進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。此外對模具的裝配順序、正反裝等都有了更深的了解。同時也查閱了大量的書籍，每一個尺寸的選擇都是有根有據(jù)的，不

48、能隨便捏造。</p><p>　　此次沖壓模具的設(shè)計(jì)不僅對沖壓模具的設(shè)計(jì)又有了進(jìn)一步的了解，而且對模具的裝配步驟也有了提高。經(jīng)過這次的設(shè)計(jì)使我更加的了解到?jīng)_壓模具的生產(chǎn)對數(shù)據(jù)的精密程度，以及沖壓模具在生產(chǎn)中可能遇到的種種事故以及應(yīng)對措施。</p><p>　　在王雷老師的幫助下，圓滿完成了這次課程設(shè)計(jì)，再次要謝謝王老師。</p><p><b>　　參考文

49、獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 王芳，冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1999年。</p><p>　　[2] 熊志卿，沖壓工藝與模具，北京：高等教育出版社， 2011年。</p><p>　　[3] 王立人 張輝 葉久新，沖壓模設(shè)計(jì)指導(dǎo)，北京：北京理工大學(xué)出版社，2009年。</p><p>　　[4] 王衛(wèi)