1焊片課程設(shè)計

1、目 錄摘要1緒論2第1章工藝分析3第2章工藝方案的確定42.1 模具類型的確定42.2 模具結(jié)構(gòu)的選擇4第章 沖裁工藝計算53.1 排樣的設(shè)計與計算53.1.1 搭邊值及步距的確定53.1.2 排樣的設(shè)計53.1.3 條料寬度及壁厚的計算63.1.4 材料的利用率63.2 沖裁方式的選擇63.3 計算沖壓力、初選壓力機的噸位73.3.1 沖裁力的計算73.3.2 沖壓壓力中心的確定83.4 凸模和凹模刃口尺寸的確定及其制造公差的確定113.5 凸、凹模刃口尺寸的計算11第章 沖裁模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計144.1 凹模與凹模板的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算144.2 凸模與凸模固定板的設(shè)計164.3 模架的選

2、擇164.4 定位零件與導(dǎo)向零件的設(shè)計164.5 卸料裝置的選擇174.6 模柄的選用174.7 其它沖模零件設(shè)計17第章 壓力機的校核及模具的閉合校核185.1 壓力機的校核185.2 壓力機高度的校核18結(jié)束語19致 謝20參考文獻21摘 要本說明書主要是針對焊片的設(shè)計，本次設(shè)計采用了沖孔落料級進模，也針對了非標準零件的設(shè)計。其中，在第一、二章主要講述了沖壓件的工藝分析、沖壓工藝方案的確定；第三章主要講述了對沖壓件進行沖壓力及壓力中心的計算、初選沖壓設(shè)備以及工作部分尺寸的計算；第四章主要對沖裁模零部件的選擇及設(shè)計。關(guān)健詞 工藝分析；沖壓力；零部件緒 論現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，尤其是電子、電器、儀

3、表、汽車等產(chǎn)品的發(fā)展，幾乎都離不開沖模。能否向社會提供更多的優(yōu)質(zhì)模具，會直接影響工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)成本和更新?lián)Q代的速度。合理的沖模結(jié)構(gòu)可有效實現(xiàn)冷沖模的功能，達到成本低、制作周期短和操作安全性，并能保證產(chǎn)品零件的各項技術(shù)要求。正確選擇適用的模具結(jié)構(gòu)是模具設(shè)計者高技術(shù)素質(zhì)的體現(xiàn)。許多科研機構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。中國冷沖模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有長足的進步，部分模具已達到國際先進水平，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，每年仍需進口10多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達國家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。我國模

4、具行業(yè)在進行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國際先進水平的距離。本說明書主要是針對焊片的設(shè)計，本次設(shè)計采用了沖孔落料級進模，也針對了非標準零件的設(shè)計。其中，在第一、二章主要講述了沖壓件的工藝分析、沖壓工藝方案的確定；第三章主要講述了對沖壓件進行沖壓力及壓力中心的計算、初選沖壓設(shè)備以及工作部分尺寸的計算；第四章主要對沖裁模零部件的選擇及設(shè)計。在設(shè)計過程中，同時也更好的掌握了許多重點和難點，使自己在冷沖模這一專業(yè)上進行了職業(yè)意義的熏陶和鍛煉，使自己受益匪淺。限于本人的能力與水平，書中難免存有欠妥之處，懇請各位讀者給予批評指正。第1章 工藝分析沖裁件的工藝性主要是指工件在沖裁加工中的難易程度。良好的沖裁工藝

5、性應(yīng)保證材料消耗少、工序數(shù)目少、模具結(jié)構(gòu)簡單而壽命長、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、操作簡單等。而影響沖裁件的因素很多，如沖裁件的形狀特點、尺寸大小、精度要求和材料性能等。本次設(shè)計制件如下：名稱：焊片材料：H62 厚度：0.7mm大批量生產(chǎn)制品圖（如圖1-1）：圖 1-1 制品圖1該工件結(jié)構(gòu)形狀簡單、對稱，屬于普通大間隙沖壓件。2材料為H62，為優(yōu)質(zhì)黃銅，抗剪強度，考文獻2表4-8。第2章 工藝方案的確定2.1 模具類型的確定根據(jù)制件工藝性分析：因為該模具能在壓力機一次行程內(nèi)，完成沖孔落料兩道工序，在完成這些工序的過程中無需進給移動。方案可分為以下三種：方案一：采用單工序模逐步加工（1）沖孔落料單工序模（2）

6、落料沖孔單工序模由于采用單工序模，模具制造簡單，制造周期短，價格低，維修方便，生產(chǎn)率低，工件精度低，不適合大批量生產(chǎn)，但生產(chǎn)通用性好，適合于中小批量生產(chǎn)。方案二：采用級進模加工 級進模具有操作安全的顯著特點，一般適用于大批量生產(chǎn)小型零件。 方案三：采用復(fù)合模加工成形 生產(chǎn)效率高，沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對位置精度高，主要用于生產(chǎn)批量大、精度要求高的沖裁件。 根據(jù)零件的設(shè)計要求，以及上述三種方案的特點看來，決定采用第二種方案加工焊片零件比較合理。 2.2 模具結(jié)構(gòu)的選擇 由于該工件有沖孔、落料兩個工位，材料的厚度為0.7mm,可采用側(cè)刃定距的進級沖裁模，并采用彈性卸料方式。 綜上所述：該模具應(yīng)選擇

7、側(cè)刃彈壓卸料進級沖裁模。第章 沖裁工藝計算3.1 排樣的設(shè)計與計算排樣是指沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法。合理的排樣和選擇適當?shù)拇钸呏担墙档统杀竞捅ＷC工件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。其中,排樣的設(shè)計則包括搭邊值條料寬度、壁厚的計算。3.1.1 搭邊值及步距的確定 可得： 制件與制件之間的余料a0.8mm 橫搭邊:制件與條料邊緣之間的余料a11.0mm 步距：SD+a12+0.812.8mmD工件橫向最大尺寸(mm) （查參考文獻【1】表2-10）3.1.2 排樣的設(shè)計排樣圖（如圖3-1）：圖 3-1排樣圖排樣方法選用直對排方式，相對于直排方式，直對排方式的材料利用率較高。本次設(shè)計選用側(cè)刃

8、定距方式，條料兩邊產(chǎn)生側(cè)刃沖切的料邊定距寬度b1，b1=1.5mm,（參考文獻【5】表2-16）。3.1.3 條料寬度及壁厚的計算 條料寬度的計算：為了保證條料有足夠的搭邊,能使條料始終接觸基準導(dǎo)料板送料,條料寬度,采用有側(cè)刃裝置，按公式計算如下：B=（L+2b+2a） =(36+21.5+20.75) =40.5mma為側(cè)刃定距方式的側(cè)搭邊，b為側(cè)刃沖切的料邊定距寬度，a=0.75a , (參考文獻【2】表2-13和表2-14)。3.1.4 材料的利用率一般應(yīng)盡量選擇材料利用率較高的排樣。一個步距的材料利用率計算公式如下：公式 =A/SB×100% =124.718mm/518.4

9、mm×100%=24.05%式中A個制件的實際面積；S步距；B條料寬度。3.2 沖裁方式的選擇為了順利進行沖裁，必須適合解決出件、卸料及廢料排出等問題。下面有三種基本的沖裁方式：1固定卸料順出件固定卸料式的模具結(jié)構(gòu)比較簡單，板料厚度合適時，用于落料加工較為合適。但一般不用于沖孔。2彈壓卸料順出件彈壓卸料方式很適于沖薄件，一般當板料厚度小于5mm時，必須采用彈壓卸料方式。沖較厚的板料也可以采用彈壓卸料方式，以獲得較平整的沖裁件，薄料收效較為明顯。 3彈壓卸料逆出件方式用于順裝式?jīng)_裁模的結(jié)構(gòu)形式。用于倒裝式模具時，反頂板又稱推件板。在順裝模具中，頂件力需由彈性元件提供，多用于倒裝復(fù)合模。

10、所以：根據(jù)上述各種沖裁方式的特點，該制件應(yīng)選擇彈性卸料順出件。3.3 計算沖壓力、初選壓力機的噸位計算沖裁力的目的是為了保證壓力的額定壓力，可取安全系數(shù)為1.3。 3.3.1 沖裁力的計算根據(jù)沖裁力的公式1-3（參考文獻【3】）F=KLt（N）式中料板的抗拉強度（MPa）；查表得：H62材料在常溫下的抗剪強度b=295 Mp；取安全系數(shù)為k=1.3兩個制件的周長L6.3×3×2+2.4+12×1-0.62+(24-6-2.25)2+×2195.53 mm則： F沖裁力1.3×195.53×0.7×41273308.11 N推

11、件力的計算推件力一般采用經(jīng)驗公式進行計算:FnKF6×0.05×73308.1121992.43 NK 推件力系數(shù)（參考文獻【3】查表17）n梗塞在凹模內(nèi)料的個數(shù)nh/t,h5mm為凹模刃壁垂直部分高度（mm）,t為料厚（mm）。彈性卸料力采用經(jīng)驗公式計算:FKF0.0573308.11 3665.41 N則沖壓力：F FF+F73308.11+3665.41+2199.4398966 N 98.966 KN為了安全期間選取壓力時按總力的1.61.8倍取，初選開始式可傾壓力機為（J23-16）型，公稱壓力為160KN (參考文獻【2】表)。3.3.2 沖壓壓力中心的確定壓力

12、中心應(yīng)與壓力機的壓力中心重合。落料凸模的壓力中心：圖3-2落料凸模壓力中心示意圖 如圖3-2：虛線部分所占周長L0.62+(24-6-2.25)2+4.5/2 31.30mm實線部分周長L12(1-) 33.07mm根據(jù)壓力中心的公式2-32（參考文獻【2】）X7.32mm式中S兩沖壓力的中心距；沖壓力F到壓力中心的距離。沖模壓力中心的確定，見圖3-3：圖3-3 沖模壓力中心示意圖設(shè)xmm;10mm,則x13.8mm。yy-x2.68mm;yy+16.93mm由理論力學可知，合力對某軸之力矩等于各分力對同軸力矩之和。據(jù)公式：x 5.36mmy. 10.39mm3.4 凸模和凹模刃口尺寸的確定及

13、其制造公差的確定凸模和凹模的刃口尺寸計算包括決定刃口的基本尺寸和制造公差。1凸、凹模刃口尺寸計算的原則計算刃口尺寸時，應(yīng)按落料和沖孔兩種情況分別進行，其原則如下：(1)落料時，因落料件光面尺寸與凹模尺寸相等（或基本一致），應(yīng)先確定凹模尺寸，即以凹模尺寸為基準。落料凸?；境叽鐒t按凹?；境叽鐪p最小初始間隙。(2)沖孔時，因工件光面的孔徑與凸模尺寸相等（或基本一致），應(yīng)先確定凸模尺寸，即以凸模尺寸為基準。2、沖裁尺寸公差的確定根據(jù)IT14公差查參考文獻【5】表3-2得標準公差數(shù)值: 查參考文獻【11】表1-3得: 金屬材料沖裁雙面間隙Zmin=0.12mm Zmax=0.18mm查文獻【11】表

14、2-21得：按IT14級取未注公差尺寸，刃口補償系數(shù)X=0.5；3.5 凸、凹模刃口尺寸的計算該制件有沖孔落料兩道工序。凸、凹模刃口尺寸公差值、按公差等級為IT7的標準公差數(shù)值選?。?以配作法制模刃口尺寸計算)；1.沖孔刃口尺寸的計算以凸模為基準，應(yīng)運用公式如下：類尺寸：磨損后減小的尺寸B (bx) (1.2+0.50.25) 0-0。011.3250-0。01mmB(bx2) 0-0。012 (6.3+0.5×0.36) 0-0。0126.520-0。012 mmC類尺寸：磨損后不變的尺寸C C0.5 30.01mmb與類尺寸對應(yīng)的工件最小極限尺寸（mm）C與類尺寸對應(yīng)的工件基本尺

15、寸（mm）則沖孔凹模的刃口尺寸按凸模實際尺寸配制，并保證雙面最小間隙Zmin=0.122.落料凹模刃口尺寸的計算以凹模為基準，當凹模磨損后，尺寸變大。因此，應(yīng)運用公式如下：A類尺寸：磨損后變大的尺寸A1 =(a1x11)=(120.5×0.43)=11.785+0.0180 mmA2=(a2x22)=(240.5×0.52)=23.74+0.0210 mmA3=(a3x33)=(2.250.5×0.25)=2.125+0.010 mmA4=(a4x44)=(4.50.5×0.3)=4.35+0.0120 mma與A類尺寸對應(yīng)的工件最大極限尺寸（mm）則凸

16、模的刃口尺寸按凸模實際尺寸配制，并保證雙面最小間隙Zmin=0.12mm3.工件孔中心距離 工件孔中心距尺寸L由凹模相應(yīng)型孔中心距尺寸Ld保證。Ld的基本尺寸應(yīng)取在工件公差帶的中線，其公差按上示經(jīng)驗值取得。所以凹模型孔中心距Ld的通用公計算式為 ： Ld (Lmin+/2)±0.018(14.3+0.43/2)±0.01814.515±0.018式中：Lmin工件孔中心距最小尺寸(mm)第章 沖裁模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)合沖裁模是在壓力機滑塊的行程、在模具不同工位分別進行工件的內(nèi)形和外形沖裁，而在最后工位才制成工件。 4.1 凹模與凹模板的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算 凹模結(jié)構(gòu)

17、設(shè)計包括：確定凹模的外形尺寸和凹模板的厚度，選擇凹模形孔側(cè)壁的形狀，布置凹模板上型孔、螺釘和銷孔的位置以及標注尺寸等為了達到改善材料組織的目的，按鍛造工藝的特點。因此，凹模板應(yīng)取矩形是比較合理的。1矩形凹模板從凹模刃口到凹模外邊緣的最短距離稱為凹模的壁厚。凹模壁厚將直接影響凹模板的外形尺寸，即長度與寬度(L×B)。但不應(yīng)簡單地從凹模形孔向四周擴大一個凹模壁厚的允許值來決定凹模的外形尺寸。2凹模型孔側(cè)壁的選擇凹模型孔側(cè)壁的形狀有兩種基本類型：一是側(cè)壁與凹模面垂直的直壁型孔；另一種是側(cè)壁與凹模面稍傾斜的斜壁型孔。常用的直壁形有三種結(jié)構(gòu)形式：圖4-1 a）、b）、c）。較實用的直壁型孔如圖

18、4-1 c所示，用于順出件式模具。圖4-1 凹模型孔側(cè)壁形狀 因為采用順出件式模具，可選用階梯型孔如圖4-1所示的c圖。3凹模的壁厚C值由于該工件材料較厚,條料板寬度為58.77，所以查參考文獻【3】表2-17可選凹模壁厚的較大值C=35mm。凹模的外形尺寸B 80mm；凹模的外形尺寸L100mm。根據(jù)此設(shè)計的實際情況凹模板的周界尺寸應(yīng)選為：160×125mm4凹模板的厚度凹模板的厚度主要不是從強度需要考慮的，而是從連接螺釘旋入深度與凹模剛度的需要考慮的。凹模板的厚度一般應(yīng)不小于10，特別小的模具可取8。隨著凹模板外形尺寸的增大，凹模板的厚度也相應(yīng)的增大。整體凹模板的厚度，可按如下經(jīng)

19、驗公式計算:HK1K2 則 1×1.1225 mm2凹模刃口周邊長度系數(shù).由參考文獻【3】表4-21可得凹模厚度的參考系數(shù)為K=1.125凹模板上各值的確定 常用螺釘與下模座連接，并用銷釘與之定位。從保證凹模強度考慮，對這些孔到凹模板邊緣與刃口邊緣以及這些孔之間的最小距離，應(yīng)加以限制。 a螺孔中心到凹模板外緣尺寸 如凹模需要淬火時，當螺孔中心到凹模外緣距離時，孔中心到外緣距離為l=2d，允許最小值為l=1.25d。當螺孔中心到凹模板外緣不等距時，則允許最小值為l=1.5d，l2=1.13d 。沖極薄或紙板時，凹模有時不淬火。上述允許值可取小些。 b. 銷孔中心到凹模板外緣尺寸圓柱銷孔

20、中心到凹模板外緣的距離應(yīng)保證打入圓柱銷時孔壁最薄弱處不產(chǎn)生變形,可按參考文獻【3】表3-12。c. 與凹模型孔及銷釘之間的尺寸螺孔中心到刃口邊緣或銷孔邊緣的距離，標準尺寸：S>2d。允許最小尺寸：凹模板淬火時Smin=1.3d， 凹模板不淬火時，Smin=1d。d. 中心距當凸模固定板、凹模板及凹模鑲塊用螺釘緊固時，這些板螺孔之間的中心距可查參考文獻【3】表5-1所得。6根據(jù)以上各種條件繪制出凹模板的形狀及尺寸。（見零件圖第四張） 4.2 凸模與凸模固定板的設(shè)計凸模：按結(jié)構(gòu)類型可分為標準圓凸模、凸緣式凸模、鉚裝式凸模、直通式凸模。 凸模固定板厚度：要求型孔按凸模實際尺寸配作成M7/6；對

21、于用低熔點合金，則型孔尺寸按相應(yīng)凸模尺寸適當放大周邊間隙確定。 1、凸模的設(shè)計凸模的設(shè)計圖。（見零件圖第張）2、鑒于此模具結(jié)構(gòu)，根據(jù)零件形狀確定凸模結(jié)構(gòu)如下：凸模固定板的設(shè)計圖。（見零件圖第張） 4.3 模架的選擇1.根據(jù)國家標準模架分為：標準模架和非標準模架。2.按導(dǎo)柱不同的位置，可將模架分為中間導(dǎo)柱模架、后側(cè)導(dǎo)柱模架、對角導(dǎo)柱模架、四導(dǎo)柱模架四種。根據(jù)該工件的特點，適合選擇中間導(dǎo)柱模架。對角導(dǎo)柱模架：10080140165 IGB/T2851.11990。4.4 定位零件與導(dǎo)向零件的設(shè)計 1墊板的形狀及尺寸的確定 在墊板上穿過連接螺釘、卸料螺釘和定位銷處要鉆通孔，其直徑比相應(yīng)件的直徑增大0

22、.51，應(yīng)注意，穿銷孔是在預(yù)裝模具時調(diào)整好沖裁間隙后，連同模座和固定板一起經(jīng)鉆孔，鉸孔加工出來的，墊板淬火變形后難以打入銷釘。（見零件圖第七張） 3導(dǎo)料板和側(cè)刃的確定：兩張導(dǎo)料板上的孔與凹模一致，分別安裝在凹?？椎膬蓚?cè)。側(cè)刃與導(dǎo)料板之間緊配合，側(cè)刃寬度為一個步距長度。（見零件圖第 張） 4緊固件的確定 螺釘、銷釘在沖模中起緊固定位作用，設(shè)計時主要是確定它的規(guī)格和緊固位置。 4.5 卸料裝置的選擇 1固定卸料裝置：常用的固定卸料裝置與導(dǎo)料板制成一體的整體式卸料板。適用于板料較厚（t0.8mm）、卸料力較大、平直度要求不是很高的沖裁件。 2彈性卸料裝置：彈壓卸料裝置由卸料板、卸料螺釘與彈性元件（彈

23、簧或橡膠）組成，是應(yīng)用最廣泛的一種壓料、卸料裝置。 則根據(jù)模具的要求及特性應(yīng)選擇彈性卸料裝置。其彈性卸料板的平面外形尺寸一般與凹模板相同。（見零件圖第五張） 4.6 模柄的選用設(shè)計模柄時，應(yīng)根據(jù)其模具的結(jié)構(gòu)特點和使用要求來選擇。固定段和上模座孔采用H7/m6配合，并加騎縫銷防止轉(zhuǎn)動。壓入式模柄設(shè)計如圖。（見零件圖圖號）4.7 其它沖模零件設(shè)計沖模上的緊固件包括連接螺釘和定位銷釘，受力較大的連接螺釘一般都采用內(nèi)六角螺釘，其特點是用20Mn制造，并淬火達3540HRC。螺釘擰入的深度不能太淺，否則緊固不牢靠；也不能太深，否則拆裝工作量大。圓柱銷釘配合深度一般不小于其直徑的兩倍，也不宜太深。（見裝配

24、圖圖紙）第章 壓力機的校核及模具的閉合校核5.1 壓力機的校核根據(jù)沖裁工藝和沖裁結(jié)構(gòu)計算，壓力機的公稱壓力Fg必須大于沖壓計算的總壓力，即Fg>F，下模座尺寸200×125。模架必須能固定在工作臺面上。初選（J2316）型號的壓力機。其主要參數(shù)，參考文獻【2】：公稱壓力/KN 160KN滑塊行程/ 55滑塊行程次數(shù)/（次/min） 120次/min最大封閉高度/ 180封閉高度調(diào)節(jié)量/ 45工作臺尺寸/ 450×300滑塊底面尺寸/ 200×180工作臺墊板厚度/mm 40mm模柄孔尺寸/ 3050經(jīng)校核壓力機的工作尺寸合格。5.2 壓力機高度的校核所選模架

25、高度為140mmH165mm壓力機的裝模高度必須符合模具閉合高度的要求，參考文獻【2】； 即 Hmax-5HmHmin+10140Hm150式中：Hmax Hmin分別為壓力機的最大、最小裝模高度（）經(jīng)校核壓力機裝模高度合格。結(jié)束語現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展使沖壓技術(shù)得到越來越廣泛的應(yīng)用，隨之而來的是對沖壓模具的設(shè)計與制造的要求越來越高。沖壓模具是沖壓生產(chǎn)的主要工藝裝備，其設(shè)計是否合理對沖壓件影響非常大。因此，研究沖壓模具的設(shè)計，提高沖壓模具的各項技術(shù)指標，對沖壓模具設(shè)計和沖壓技術(shù)發(fā)展是十分必要的。 通過本次的畢業(yè)設(shè)計，不但鞏固了所學的專業(yè)知識，熟悉有關(guān)資料，樹立了正確的設(shè)計思想，掌握設(shè)計方法，培養(yǎng)了實際工作能力，而且通過本次模具結(jié)構(gòu)設(shè)計更進一步在工藝性分析、工藝方案論證、工藝計算、模具零件結(jié)構(gòu)設(shè)計、編寫技術(shù)文件和查閱文獻方面受到了一次綜合性的訓練，增強了實際工作能力。特別是在設(shè)計過程中的實際應(yīng)用方面得到了