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設(shè)計題目： 墊片單工序落料沖壓模具設(shè)計
學(xué)科專業(yè):
作者姓名：
導(dǎo)師姓名：
完成時間：
目 錄
一、設(shè)計課題 2
二、設(shè)計內(nèi)容 3
2.1 沖壓件工藝分析 3
2.2 確定沖壓工藝方案 3
2.3 主要設(shè)計計算 5
2.3.1 工件尺寸公差轉(zhuǎn)換及毛坯尺寸計算 5
2.3.2 排樣及相關(guān)計算 5
2.3.3 沖壓力計算 7
2.3.4 壓力機初選 8
2.3.5 凸凹模刃口尺寸計算 8
3.3.6 壓力中心的計算 11
2.4 模具的總體設(shè)計 12
2.4.1 模具類型的選擇 12
2.4.2 定位方式的選擇 12
2.4.3卸料方式的選擇 12
2.4.4 導(dǎo)向方式的選擇 12
2.5 模具零部件設(shè)計 12
2.5.1 整體式凹模 12
2.5.2 凸模 13
2.5.3模架的選用 15
2.5.4 導(dǎo)柱導(dǎo)套的選用 16
2.5.5 壓力機的選用 17
三、模具裝配 18
四．結(jié)論 19
參考文獻 20
一、設(shè)計課題
圖紙：
設(shè)計資料（數(shù)據(jù)）及要求：
材料：45鋼
厚度：1.5mm
生產(chǎn)批量：中等批量
圖1.1
二、設(shè)計內(nèi)容
2.1 沖壓件工藝分析
1) 該工件只有落料一個工序,材料為45鋼材料；
2) 工件的外形左右對稱；
3) 有文獻（1）P65的表3-15有當(dāng)交角<時，過度圓角;當(dāng)交角>時有過度圓角，在此工件中圓角均遠大于這些最小值；
4) 該工件的精度等級為IT10，屬于一般的精度等級；
5) 由文獻（1）p67表3-20有沖裁斷面的表面粗糙度為
綜上所述，該工件的結(jié)構(gòu)工藝性較好，沖裁較為容易。
2.2 確定沖壓工藝方案
該工件只有落料一個工序，可以有以下幾種工藝方案：
方案一：采用一副簡單的落料模，其排樣圖有兩種形式，第一種是采用單排形式，其排樣圖如下圖所示
分析比較：
方案一：.采用單工序模生產(chǎn)，模具結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低。
方案二：一副模具上裝兩副凸凹模，結(jié)構(gòu)設(shè)計較為復(fù)雜，制造成本較高，但是生產(chǎn)效率高。
方案確定：
雖然方案二生產(chǎn)效率較高，但是模具的制造成本較高，結(jié)構(gòu)設(shè)計較為復(fù)雜，對于小批量生產(chǎn)來說，沒有必要在模具上投入過高資本。相比之下，方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，更適合進行小批量生產(chǎn)，節(jié)約生產(chǎn)資本。
2.3 主要設(shè)計計算
2.3.1 工件尺寸公差轉(zhuǎn)換及毛坯尺寸計算
按“入體原則”標(biāo)注工件尺寸公差，由文獻（2）p257表3-2公差等級為10級時工件上的尺寸如下：
毛坯的面積為
毛坯周長為
2.3.2 排樣及相關(guān)計算
采用導(dǎo)料板進行側(cè)向?qū)Я希以黾訙y壓裝置保證精度要求。
采用單排，
圖2.3.2.1
由文獻（1）p56表3-9查的最小搭邊值分別為：
側(cè)面a=2.5；工件間a1=2mm。
為方便計算，此次設(shè)計統(tǒng)一取值為2.5mm。
由文獻（1）p57表3-10查得工件最大寬度為11mm時，條料寬度的單向偏差為
由文獻（1）p58表3-12查的導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙值為
則由文獻（1）p56式（3-14）有條料的寬度為
材料的利用率為
2.3.3 沖壓力計算
由文獻（4）p29表1-50有45鋼抗拉強度——，在此次計算中取，采用彈性卸料和下出料方式進行沖裁。
由文獻（1）p60式（3-20）有落料力：
由文獻（1）p61表3-14有，并取n=7
由文獻（1）p61式（3-22）有推件力為：
由文獻（1）p61表3-14有
由文獻（1）p61式（3-21）有卸料力為：
由文獻（1）p61式（3-24）有沖壓工藝力為：
為使壓力機安全工作，取壓力機的公稱壓力為沖壓工藝力的1.2倍，則有：
壓力機公稱壓力：
2.3.4 壓力機初選
根據(jù)沖壓工藝總力計算結(jié)果，并結(jié)合工件高度，初選開式雙柱可傾壓力機J23-10.
2.3.5 凸凹模刃口尺寸計算
由于工件的形狀較為復(fù)雜，所以凸凹模采用配作法加工。由文獻（1）P43式（3-2）由經(jīng)驗值法確定最小間隙值，則有
圖2.3.5.1
該工件屬于落料件，選凹模為設(shè)計基準(zhǔn)，只需要計算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模實際尺寸按間隙要求配作。
由文獻（2）p257表3-2公差等級為10級時工件上的尺寸，及文獻（1）p48表3-7相應(yīng)的磨損系數(shù)如下表所示
尺寸的編號
尺寸大小
尺寸公差
磨損系數(shù)
a
0.058mm
1
b
0.048mm
1
c
0.04mm
1
d
0.058mm
1
e
0.04mm
1
f
0.048mm
1
3.3.6 壓力中心的計算
由圖可知壓力中心一定在Y軸上，只需計算出圖中標(biāo)注的幾部分的Y值即可，圓弧的壓力中心位置可由文獻（1）P63式（3-27）求得。
理論壓力中心與模具中心的偏移量較小，所以直接取凹模幾何中心為壓力中心。
2.4 模具的總體設(shè)計
2.4.1 模具類型的選擇
由沖壓工藝分析可知，采用單工序沖壓，所以模具類型為單工序落料模，又由于精度要求不高，所以選用后側(cè)導(dǎo)柱型模座。
圖2.4.1
2.4.2 定位方式的選擇
導(dǎo)料采用導(dǎo)料板，并采用擋料銷、初始擋料銷定位。
2.4.3卸料方式的選擇
由于材料較軟，在沖壓過程中板料可能發(fā)生翹曲變形，必須添加壓料裝置，所以采用彈性卸料和下出料方式。
2.4.4 導(dǎo)向方式的選擇
由于工件的結(jié)構(gòu)較為簡單，同時為了節(jié)約生產(chǎn)成本，簡化模具結(jié)構(gòu)降低模具制造難度，方便安裝調(diào)整，該單工序落料模采用后側(cè)導(dǎo)柱導(dǎo)套式落料模。
2.5 模具零部件設(shè)計
2.5.1 整體式凹模
沖裁時凹模承受沖裁力和側(cè)向壓力的作用，受力情況比較復(fù)雜，通常根據(jù)沖裁的板料的厚度和沖裁件的輪廓尺寸按經(jīng)驗公式來確定，由文獻（1）p86式（3-41）、（3-42），查表3-24中的凹模厚度系數(shù)k=0.5，得凹模的尺寸為：
2.5.2 凸模
由工件形狀可知凸模形式為非圓形凸模，且通過分析比較：落料凸模截面較大，為固定方便采用圓凸臺固定較為可靠。
凸模長度計算：
L=h+（15~20）mm；
上式中，--凸模固定板厚度；
--卸料板厚度；
--導(dǎo)尺厚度
L—凸模長度。
15~20mm——包含凸模進入凹模的深度、凸模修磨量、沖模在閉合狀態(tài)下卸料板到凸模固定板間的距離。
凸模長度由上表可查得, L=50 mm
由于此工件的形狀較為復(fù)雜，加工時比較適合采用線切割加工，考慮到加工工藝性要求，凸模采用直通式，固定方式采用鉚接式，凸模的長度取為50mm,
當(dāng)凹模的尺寸確定之后，由文獻(3)p128表5-3得彈壓卸料縱向和橫向送料典型組合尺寸（GB/T8066.2-95）
2.5.3模架的選用
零件名稱
零件數(shù)
零件尺寸(mm)
凸模
1
42
配用模架閉合高度（H）
最大
最小
150
130
墊板厚度
1
8
固定板厚度
1
8
卸料板厚度
1
14
導(dǎo)料板
(長度厚度)
1
100X8
凹模厚度
1
16
凹模固定螺釘
4
M8
承料板
固定螺釘
4
M8
凹模固定銷定
4
導(dǎo)料板
固定螺釘
4
卸料彈簧
4
設(shè)計時根據(jù)卸料力選取
卸料螺釘
4
8X35
凸模固定螺釘
4
M8X35
凸模固定銷釘
4
M8X35
由于工件精度要求不太高，且考慮模具結(jié)構(gòu)簡單。故選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架。
由 [3] 105頁表4-6可查得
表2 模座尺寸（單位：mm）
凹模周界
L
100
B
100
模座厚度H
上模座
25
下模座
30
上模座寬度L
110
導(dǎo)柱孔間距S
116
導(dǎo)柱孔中心與上、下模座中心的距離A
75
導(dǎo)柱孔中心與上、下模座最大距離A
110
模座導(dǎo)柱凸緣半徑 R
32
上、下模座凸緣長度 l
60
上模座D(H7)
基本尺寸
32
極限偏差
下模座d（R7）
基本尺寸
20
極限偏差
2.5.4 導(dǎo)柱導(dǎo)套的選用
由模架尺寸選用導(dǎo)柱導(dǎo)套，選用滑動導(dǎo)柱B型及滑動導(dǎo)套B型，由 [4] 78頁表3-38及表3-39 可查得導(dǎo)柱導(dǎo)套尺寸如下表：
表4 導(dǎo)柱尺寸（單位：mm）
導(dǎo)柱直徑d
基本尺寸
20
極限偏差
h5
h6
導(dǎo)柱長度L
100--130
表5 導(dǎo)套尺寸（單位：mm）
導(dǎo)套外圓直徑D
基本尺寸
20
極限偏差
導(dǎo)套長度L
65
導(dǎo)套上端尺寸H
23
2.5.5 壓力機的選用
由前面沖裁力計算結(jié)果可知F= 88.71KN。由模具的設(shè)計及實際情況考慮選擇開式雙柱可傾壓力機J23-25。具體參數(shù)見下表：
表 6開式雙柱可傾壓力機參數(shù)
d
基本尺寸
32
極限偏差
0.050
d1
M20X1.2
L
79
L1
56
L2
3
S
27
d2
18
d3
11
d4
M6
b
3.5
c
1.5
三、模具裝配
根據(jù)落料模的特點，先裝上模，再裝下模較為合理，并調(diào)整間隙，試沖，返修。具體過程如下。
四．結(jié)論
通過對零件落料模的設(shè)計，更深一層地了解沖裁模的設(shè)計流程，包括沖裁件的工藝分析、工藝方案的確定、模具結(jié)構(gòu)形式的選擇、必要的工藝計算、主要零部件的設(shè)計、壓力機型號的選擇、總裝圖及零件圖的繪制。在設(shè)計過程中，有些數(shù)據(jù)、尺寸是一點也馬虎不得，只要一個數(shù)據(jù)有誤，就得全部改動，使設(shè)計難度大大增加。條料送進時利用固定擋料銷定步距。操作時完成第一步后，把條料向上抬起向前移動，移到剛沖過的料口里，再利用導(dǎo)料銷繼續(xù)下一個工件的沖裁。重復(fù)以上動作來完成所需工件的沖裁，沖完一側(cè)的工件之后翻遍沖另一側(cè)的工件，首次定位用初始擋料銷。通過本次沖壓模具課程設(shè)計，是我對模具有了更深的認識，同時深刻認識到要成為一名優(yōu)秀的模具設(shè)計人員還有很長的路要走，而非一朝一夕之事。再有，通過本次設(shè)計為今后的畢業(yè)設(shè)計，未來的工作奠定了一定的基礎(chǔ)。
參考文獻
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上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1998.7；
[5侯洪生主編。機械工程圖學(xué)[M]·北京：科學(xué)出版社，2001
13