沖壓模具沖孔落料級進(jìn)模設(shè)計說明書

1、 課程編號：XXXX大學(xué)專業(yè)課程設(shè)計說明書 設(shè) 計 人： XXX 專業(yè)班級： XXX 學(xué) 號： XXXXXX 指導(dǎo)教師： XXX 日期： X年X 月 X日目 錄一、緒論 3二、設(shè)計任務(wù)書及產(chǎn)品圖 4三、零件的工藝性分析 6四、沖裁零件工藝方案的確定 7五、排樣 7六、工序壓力計算、壓力中心的確定、壓力機(jī)的選擇 8七、模具工作零件刃口尺寸和公差的計算 9八、模具零件的選用及設(shè)計10九、模具部分結(jié)構(gòu)件詳細(xì)設(shè)計及模具結(jié)構(gòu)簡圖14十、其他需要說明的內(nèi)容18十一、參考資料18 一、緒論1.1沖壓的概念、特點及應(yīng)用 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從

2、而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進(jìn)行冷變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程術(shù)。 沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。 與機(jī)械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì) 方面都具有許多獨

3、特的優(yōu)點。 主要表現(xiàn)如下:(1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實現(xiàn)機(jī)械化與自動化。這是因為沖壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來完成加工，普通壓力機(jī)的行程次數(shù)為每分鐘可達(dá)幾十次，高速壓力要每分鐘可達(dá)數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。（2）沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。（3）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強(qiáng)度和剛度均較高。（4）沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較

4、少，且不需其它加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。 沖壓地、在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來越多地采用沖壓法加工產(chǎn)品零部件，如汽車、農(nóng)機(jī)、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當(dāng)?shù)拇?，少則60%以上，多則90%以上。不少過去用鍛造=鑄造和切削加工方法制造的零件，

5、現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說，如果生產(chǎn)中不諒采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、快速進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實現(xiàn)的。二、設(shè)計任務(wù)書及產(chǎn)品圖已知：（1） 邊接板零件圖：（2） 生產(chǎn)批量：20萬件 （3） 零件材料：10鋼（4） 材料厚度：2.0mm。 求作：（1） 進(jìn)行沖壓工藝性分析（從材料、零件結(jié)構(gòu)、尺寸精度幾個方面進(jìn)行）。 零件圖（2） 確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)類型。 （3） 進(jìn)行相關(guān)工藝計算，包括： 排樣設(shè)計； 沖壓力計算及壓力中心的確定； 凸凹模刃口尺寸計算； 模具零件結(jié)構(gòu)尺寸計算； 設(shè)備選擇等。（4） 繪制模具總裝配圖（5） 繪制

6、工作零件及主要零件的零件圖 （6） 編寫課程設(shè)計說明書 要求：根據(jù)所設(shè)計工件的尺寸、形狀、批量等原始數(shù)據(jù)和要求，每人獨立設(shè)計、繪制完成一套沖壓模具。包括：（1） 模具裝配圖1張（按照1：1比例，或適當(dāng)比例）；（2） 模具工作零件圖2-3張（按照1：1比例，或適當(dāng)比例）；（3） 設(shè)計說明書1份；三、零件的工藝性分析 所示零件為一帶孔沖壓件，其沖壓工序主要包括：毛坯沖孔、落料。3.1 分析零件沖壓工藝性 圖示零件尺寸均為標(biāo)準(zhǔn)公差的尺寸，符合比較精確的沖裁模精度要求，模具精度可取IT8即可； 零件材質(zhì)為10鋼，能進(jìn)行一般的沖裁加工； 沖孔的工藝性：孔徑基本尺寸為8.5mm，尺寸精度要求一般，可采用沖

7、孔工藝； 落料的工藝性：零件外徑尺寸為20mm，外形復(fù)雜程度一般，因此可進(jìn)行沖裁落料工藝。綜合以上各方面情況，可以確定零件主要沖壓工序的工藝性良好。 生產(chǎn)批量：20萬件 零件材料：10鋼 材料厚度：2.0mm四、沖裁零件工藝方案的確定所給零件所需的基本工序為沖孔和落料，可以擬定出如下兩種工藝方案： 方案一：用簡單模分兩次加工，即落料-沖孔。 方案二：采用級進(jìn)模沖裁，先沖孔，后落料。 如果采用方案一，生產(chǎn)效率低，工件尺寸的積累誤差大，操作不方便，只能進(jìn)行小批量生產(chǎn)。而零件要求為大批量生產(chǎn)。從零件的精度要求，零件的形狀，尺寸標(biāo)注及生產(chǎn)批量看，比較適合采用級進(jìn)模沖裁。所以選用第二套方案。即采用級進(jìn)模

8、。 而級進(jìn)模的這套方案又可分為： 采用導(dǎo)正銷定距的沖孔落料模； 采用側(cè)刃定距的沖孔落料模。 由于本次加工零件厚度為2mm，定位銷定距定位精度高，送料方便，生產(chǎn)效率高，所以采用定位銷定距。即為：采用定位銷定距的沖孔落料級進(jìn)模。 五、排樣由于設(shè)計要求，采用單排排樣方式。5.1 搭邊值的確定：查表沖壓工藝與模具設(shè)計 表2-13知：中央搭邊值為1.2mm，側(cè)搭邊為1.5mm。5.2 進(jìn)距長度的確定： S=20+1.2=21.2 mm5.3 條料寬度的確定：B=60+21.5=63 mm5.4 導(dǎo)板間距： BO=B+Z=63+0.5=63.5 mm5.5 材料利用率： =100%=820/(63*21.

9、2)*100%=61.4% 六、工序壓力計算、壓力中心的確定、壓力機(jī)的選擇 F=kLt式中 F-沖裁力(N)； L-零件剪切周長(mm)；t-材料厚度(mm)； -材料抗剪強(qiáng)度(MPa)； k-系數(shù)，一般取k=1.3。由CAD圖計算得：L=199.5，查材料性能數(shù)據(jù)庫得=335MPa則沖裁力 F=kLt=173.8KN卸料力的計算F卸=K卸F查沖壓工藝與模具設(shè)計表2-2，得K卸=0.04F卸=6.95 KN推件力的計算=F 查沖壓工藝與模具設(shè)計表2-2，得=0.055取工件數(shù)n=1則推件力的大小為=nF=9.65 KN總沖壓力的計算 =F+F卸+ =190KN； 查表，選擇開式壓力機(jī)： 公稱壓

10、力：250KN 滑塊行程：80mm 封閉高度調(diào)節(jié)量：70mm 最大封閉高度：180mm 模柄孔尺寸：50706.3 模具壓力中心的計算： 沖裁模壓力中心是沖裁合力作用點。 建立坐標(biāo)系如下圖： X = 146.1*(-10.6)+53.4*10.6/199.6 = -5 Y = 0壓力中心座標(biāo)為：（-5，0） 七、模具工作零件刃口尺寸和公差的計算 凸、凹模采用配合加工的方法生產(chǎn)，先由手冊附錄中查得各相關(guān)尺寸的極限偏差。 查表得：=0.246mm =0.360mm -=0.360-0.246=0.116mm7.1 凸凹模制造公差：由課本表2-10查得凸凹模制造公差： 1、沖孔部分：p=0.02 d

11、=0.02 p+d=0.04 - 2、落料部分:p1=0.02 d1=0.025 p1+d1=0.045 - p2=0.02 d2=0.02 p2+d2=0.04 -7.2 確定凸凹模刃口尺寸: 1.落料部分：以凹模為基準(zhǔn) 查表得X1=0.5 ,X2=0.75 =(D-X1)= 9.9mm A=(A-X2) = 13.9mm 凸模按凹模刃口實際尺寸配做，并保證雙面間隙 =0.246mm 0.360mm2.沖孔部分：以凸模為基準(zhǔn) 查表2-10得=0.75 = =8.59_ mm 凹模按凸模刃口的實際尺寸配做，并保證雙面間隙 =0.246mm 0.360mm八、模具零件的選用及設(shè)計8.1、凹模的選

12、用及設(shè)計 凹模厚度 H=kb() =0.3060=18mm取20mm。 凹模壁厚 C=(1.52)H =3040mm取35mm；凹模長度L：60+221=102mm,取為160mm寬度B：130mm查沖壓手冊表22.5-15選取標(biāo)準(zhǔn)件 L=16016020材料為T10A，HRC為6062 8.2、凸模固定板的選用根據(jù)選取好的凹模，查中國模具設(shè)計大典表22.5-16，選取固定板標(biāo)準(zhǔn)件為：L=16016025；材料選用45鋼， 8.3、矩形墊板的選用查中國模具設(shè)計大典表22.5-17，選取墊板標(biāo)準(zhǔn)件為：L=16016010材料選用T8A8.4、卸料板的選取查中國模具設(shè)計大典表15.28，選取標(biāo)準(zhǔn)件

13、為：L=16016010取卸料板和凸模的單邊間隙=0.3t=0.6mm材料為Q235，HRC38438.5、凸模的設(shè)計凸模的長度公式為L=h式中 L-凸模長度（mm）； -凸模固定板厚度（mm）； -卸料板厚度（mm）； -導(dǎo)料板厚度（mm）； h-附加長度（mm）；一般取h=1520mm由前面選取的標(biāo)準(zhǔn)件知L=h=72mm材料為T10A，HRC5860 8.6、模柄的設(shè)計模柄孔尺寸 d=50mm h=70mm參照中國模具設(shè)計大典表22.5-24,采用壓入式模柄，材料為Q2358.7、標(biāo)準(zhǔn)模架的選取查中國模具設(shè)計大典表22.4-2，選取標(biāo)準(zhǔn)件上、下模座及導(dǎo)柱、導(dǎo)套如下：上模座：L=170170

14、40 材料:HT250 GB2856.1-81ZG45下模座：L=23017045 材料:HT250 GB2856.1-81ZG45導(dǎo)柱：32170mm/32170mm 材料：45鋼導(dǎo)套：3210038/3210038 材料：45鋼模具閉合高度：設(shè)計中沖模的閉合高度為H=185mm =185+5=185-10175mmH190mm則選用的標(biāo)準(zhǔn)模架滿足閉合高度H的要求，故此合格。8.8、定位銷釘及止轉(zhuǎn)銷釘?shù)倪x取 下模座、凹模及導(dǎo)料板、卸料板處定位銷釘?shù)拇_定 查中國模具設(shè)計大典表22.6-12，選取標(biāo)準(zhǔn)件為： 銷 GB/T119.1 8 865 公稱直徑 d=10mm 公差為m6 公稱長度 l=6

15、5mm 材料45鋼。 上模座與墊板及凸模固定板處定位銷釘?shù)倪x取 查中國模具設(shè)計大典表22.6-12，選取標(biāo)準(zhǔn)件為： 銷 GB/T119.1 8 850 公稱直徑 d=8mm 公差為m6 公稱長度 l=50mm 材料為45鋼 模柄處止轉(zhuǎn)銷釘?shù)倪x取 查中國模具設(shè)計大典表22.6-12，選取標(biāo)準(zhǔn)件為： 銷 GB/T119.1 6 616 公稱直徑 d=6mm 公差為m6 公稱長度 l=16mm 材料為45鋼8.9、固定螺釘?shù)倪x取 下模座上固定螺釘?shù)倪x取查中國模具設(shè)計大典表22.6-1，選取標(biāo)準(zhǔn)件為：M12X60 材料為45鋼 上模座上固定螺釘?shù)倪x取查中國模具設(shè)計大典表22.6-1，選取標(biāo)準(zhǔn)件為：M10X50 材料為45鋼九、模具部分結(jié)構(gòu)件詳細(xì)設(shè)計及模具結(jié)構(gòu)簡圖9.1 落料凸模詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖： 9.2 沖孔凸模詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖： 其余配合面R6.3。9.3 凹模詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖： 9.4 模具結(jié)構(gòu)簡圖：十、其他需要說明的內(nèi)容本套模具中，模板固定采用M10螺釘，上模板6個，下模板6個，并且對稱分布。由于在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，已經(jīng)確定了個零件的基本尺寸，查相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)即可得到，所以說明書中將一些內(nèi)容省略。 十一、參考資料1、梁炳文主編 冷沖壓工藝手冊 北京航空航天大學(xué)出版社2、吳伯杰主編 沖壓工藝與模具 電子工業(yè)出版社3、高錦張主編 塑性成型工藝與模具設(shè)計 機(jī)械工業(yè)出版社4、中國機(jī)械工