墊片沖壓模畢業(yè)設(shè)計--沖孔落料件設(shè)計

1、<p><b>　　前 言</b></p><p>　　該課程設(shè)計是由沖孔落料件設(shè)計，沖壓模設(shè)計組成，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。因為模具的生產(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)計與制造主要考慮到模具設(shè)計能否滿足工件的工藝性設(shè)計，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)計的課題屬于零件設(shè)計類，來源于生產(chǎn)實際問題，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，進行制品的基本參數(shù)的計算、沖壓模的設(shè)計計算，選用壓力機，確定模具類型及結(jié)構(gòu)，模具和成型機械關(guān)系的校核；模具零件的必要計算；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)計說明書。</p&g

3、t;<p>　　此次課程設(shè)計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、實用性強。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)計工藝 計算、模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、主要零部件設(shè)計、沖壓設(shè)備的選取等。本說明書對沖壓模具設(shè)計的基本流程介紹相對比較全面，理論聯(lián)系實際， 同時也培養(yǎng)了 個人的較強實踐動手能力和對模具設(shè)計專業(yè)知識的系統(tǒng)化、完整化，以及對于工程技術(shù)的嚴謹性。 </p>&

4、lt;p><b>　　一、課程設(shè)計任務(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、計要求：</b></p><p>　　1、設(shè)計模具零件圖一份（小圖）；</p><p>　　2、設(shè)計模具總裝圖一份（大圖）；</p><p>　　3、模具設(shè)計計算說明書一份（不少于10頁A4紙）。</p><p><b>　　二、設(shè)計過程</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，其抗剪強度，抗拉強度，屈服強度，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，即采用級進模。</p><p><b>　　3、主要設(shè)計計算</b></p><p>　?。?）排樣方式的確定及其計算</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，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，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，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）計算條料寬度及步距</p><p>　　采用級進模時，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>　?。?）沖壓力的計算</b></p><p><b>　　1）落料力的計算</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</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>　?。?）工作零件刃口尺寸的計算</p><p>　　在確定工作零件刃口尺寸計算方法之前，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，工作零件的形狀相對較簡單，適宜采用線切割機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算就按分別加工的方法來計算，具體

20、計算如下：</p><p>　　對工件未注公差可按計算，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</b></p><p>　?。?）模具類型的選擇</p><p>　　由沖壓工藝分析可知，采用級進沖壓，所以模具類型為級進模。</p><p>　?。?）定位方式的選擇</p><p>　　因為該模具采用的是條料，控制條料的送進方向采用導(dǎo)料板，無側(cè)

23、壓裝置?？刂茥l料的送進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為條料長度有一定余量，可以靠操作工目測來定。</p><p>　　(3)卸料、出件方式的選擇</p><p>　　因為工件料厚為1.5mm，相對較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。又因為是級進模生產(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</b></p><p>　?。?）工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p><b>　　1）凹模的設(shè)計</b></p><p>　　采用整

25、體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機床加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(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</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</b></p><p>　　結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計成直通式，采用線切割機床加工，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</b></p><p>　　因為所沖的孔為圓形，而且不屬于

30、需要特別保護的小凸模，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>　　（2）定位零件的設(shè)計</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，用于條料送進的定位。</p><p>　?。?）卸料橡膠的設(shè)計</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, 為凸模沖裁后進入凹模的深度，一般為，取。</p><p>　　橡膠的工作行程，為凸?？傂弈チ浚话銥?，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</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)料板的進料端安裝有承料板。</p><p>　?。?）卸料部件的設(shè)計</p><p><b>　　1)卸料板的設(shè)計</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>　　（6）模架及其它零部件設(shè)計　　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>　　——凸模沖裁后進入凹模的深度，。</p><p>　　可見該模具閉合高度小于所選壓力機的最大裝模高度（）。</p><p><b>

39、　　6、模具總裝圖</b></p><p>　　通過以上設(shè)計，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、孔進行導(dǎo)正，以此作為條料送進的精確定距。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?；顒訐趿箱N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。</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)準型)工作臺尺寸(左右×前后)：</p><p>　　(標(biāo)準型)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)級進模的裝配要點，選凹模作為裝配基準件，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)計尺寸。符合要求后檢查凸模是否和相應(yīng)的凹模孔相配，其間隙是否均勻，達到設(shè)計要求。</p><p>　　步驟二：以凹模孔定位，將凸模壓入相應(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，首先對其工藝性進行分析，接著對三種沖壓工藝方案進行了比較與確定選用了最合適的沖壓工藝。經(jīng)過計算，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行了詳細的設(shè)計。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)計不僅對沖壓模具的設(shè)計又有了進一步的了解，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，再次要謝謝王老師。</p><p><b>　　參考文

49、獻</b></p><p>　　[1] 王芳，冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)，北京：機械工業(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)計指導(dǎo)，北京：北京理工大學(xué)出版社，2009年。</p><p>　　[4] 王衛(wèi)