落料模畢業(yè)設計說明書

1、天津職業(yè)大學模具設計與制造畢業(yè)設計（論文）目 錄前言 ·1設計課題及任務書································111 設計課題·········

2、3;·····························112 設計任務書···················&

3、#183;················52 工藝方案分析及確定····························721 件的工藝分析·

4、83;································722 工藝方案的確定···············

5、3;················823 排樣圖的確定································

6、···103 藝設計與計算·····································1031 沖裁的方式與沖壓力的計算·····

7、83;··············1032 計算各主要零件的尺寸·························11結束語 ·······

8、·······································25參考文獻 ··········

9、;·································26致謝················&

10、#183;································27內(nèi)容提要 本論文應用本專業(yè)所學課程的理論和生產(chǎn)實際知識進行一次冷沖壓模具設計工作的實際訓練從而培養(yǎng)和提高學生獨立工作能力，鞏固與擴充了冷沖壓模具設計等課程所學的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設計的方法和步驟，掌握

11、冷沖壓模具設計的基本的模具技能懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了模具的基本結構，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標準，同時各科相關的課程都有了全面的復習，獨立思考的能力也有了提高。采用落料、翻邊實現(xiàn)落料及落料件的修邊，模具設計制造簡便易行。設計為單工序BL?？谛螤?，。該工序為：BL（落料）、本設計共分6章，分別論述了產(chǎn)品工藝分析，沖壓方案的確定，工藝計算，模板及零件設計，模具組立等問題。本設計的內(nèi)容是確定單工序模具內(nèi)型和結構形式，繪制模具總圖和非標準件零件圖。 Content summary Thus the present paper applies this spe

12、cialty to study the curriculum the theory and the production know-how carries on a time cold stamping mold design work the actual training to raise and to sharpen the student independent working ability, consolidated and expanded the content which curricula and so on cold stamping mold design studie

13、d, the method and the step which the grasping cold stamping mold designed, the basic mold skill which the grasping cold stamping mold designed had understood how analyzed the components the technology capability, how definite craft plan, had understood the mold basic structure, sharpened the computa

14、tion ability, cartography ability, has been familiar with the standard and the standard, simultaneously various branches correlation curriculum all had the comprehensive review, independent thinking ability also had the enhancement. . can enhance the production efficiency enormously, but falls the m

15、aterial to stretch the concave mold design to be important, in the design should consider fully it falls the material stretch mold mouth shape, otherwise easy to affect falls the material stretches the shape. the punch holes, small booklet, c punch holes, riveting nut, d formation. This design altog

16、ether is divided 6 chapters, elaborated the product craft analysis separately, the ramming plan determination, the process design, the template and the components design, the mold group at once question. The present paper is the third project (punch holes) mold. This design content is determined the

17、 superposable die former and the structural style as well as the technology capability, draw up the mold assembly drawing and the non-standard letter detail drawing.前 言隨著科學技術的發(fā)展需要，模具已成為現(xiàn)代化不可缺少的工藝裝備，模具設計是機械專業(yè)一個最重要的教學環(huán)節(jié),是一門實踐性很強的學科，是我們對所學知識的綜合運用，通過對專業(yè)知識的綜合運用，使學生對模具從設計到制造的過程有個基本上的了解，為以后的工作及進一步學習深造打下了堅實

18、的基礎。畢業(yè)設計的主要目的有兩個：一是讓學生掌握查閱查資料手冊的能力，能夠熟練的運用CAD等繪圖軟件進行模具設計。二是掌握模具設計方法和步驟,了解模具的加工工藝過程。 本書是落料模設計說明書，結合模具的設計和制作，聽取校內(nèi)和校外指導老師的意見，經(jīng)過多次修改和驗證編制而成。為了達到設計的規(guī)范化,標準化和合理性，本人通過查閱多方面的資料文獻，力求內(nèi)容簡單扼要，文字順通，層次分明，論述充分。其中附有必要的插圖和數(shù)據(jù)說明。 本書在編寫過程中得到了老師的精心指導和同學們的大力幫助,在此表示衷心的感謝。由于本人是應屆畢業(yè)生,理論水平有限，實踐經(jīng)驗不足，設計中難免有不當和錯誤的地方，敬請各位老師批評指正。1

19、設計課題及設計任務書11設 計 課 題M型墊片落料沖壓模具設計1.1.1、課題來源： 生產(chǎn)實踐1.1.2、課題研究的目的與主要內(nèi)容：M型墊片是公司日常設備維護、調試過程中應用較為廣泛的一工件，以往都是采用激光切割的方法制造，成本較高，所以我才有設計此套模具的想法。1.1.3、目的：（1） 、用本專業(yè)所學課程的理論和生產(chǎn)實際知識，進行一項冷沖模設計工作的實際訓練，從而培養(yǎng)和提高學生獨立工作的能力。（2） 、和擴充“冷沖模設計”課程所學內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設計的方法和步驟。（3） 、握冷沖壓模具設計的基本知識。如計算、繪圖、查閱設計資料和手冊，熟悉標準和規(guī)范等。1.1.4、基本要求：（1）、到課題

20、研究的目的所提的要求。（2）、重點放在實際生產(chǎn)中，即親自與模具的跟蹤生產(chǎn)，熟悉自己所設計模具的工藝和生產(chǎn)全過程。（4） 以生產(chǎn)者的身份來設計模具；為求所設計模具適合在所在設備條件下生產(chǎn)， 即要綜合生產(chǎn)實際，又要滿足生產(chǎn)要求，更要提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。（5） 生產(chǎn)實際中，熟悉所用制造模具的設備的使用。課題研究已具備的條件（包括制造車間，主要儀器設備）1.1.5、制造車間設備：1火花線切割機 2火花脈沖電壓機 3控加工中心 4床 5線尺、平臺、鉆花、半規(guī)尺、游標卡尺 6NC雕刻機1.2設計任務書 設計工件如圖1.1所示：圖1.1 技術要求：1. 本產(chǎn)品單工序落料 翻邊件，材料為Q235,厚度為2

21、.0mm.2. 零件未注精度要求IT14級；3. 工件外觀必須平順，毛邊物等均需去除。 第一工序模具圖模具的總體結構草圖如圖1.2：圖1.22.工藝方案分析及確定2.1 零件的工藝分析沖裁件的工藝性是指從沖壓工藝方面來衡量設計是否合理。一般的講，在滿足工件使用要求的條件下，能以最簡單最經(jīng)濟的方法將工件沖制出來，就說明該件的沖壓工藝性好，否則，該件的工藝性就差。當然工藝性的好壞是相對的，它直接受到工廠的沖壓技術水平和設備條件等因素的影響。以上要求是確定沖壓件的結構，形狀，尺寸等對沖裁件工藝的實應性的主要因素。根據(jù)這一要求對該零件進行工藝分析。2.2 工藝方案的確定確定方案就是確定沖壓件的工藝路線

22、，主要包括沖壓工序數(shù)，工序的組合和順序等。確定合理的沖裁工藝方案應在不同的工藝分析進行全面的分析與研究，比較其綜合的經(jīng)濟技術效果，選擇一個合理的沖壓工藝方案。 此副模具為生產(chǎn)該產(chǎn)品的第一道工序即BL+PI所用。產(chǎn)品最終成形還需FO+FL模。該零件屬于大批量生產(chǎn)，沖壓精度高，手工操作。模具制造周期長。2.3 排樣的確定在沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約金屬和減少廢料具有非常重要的意義，特別是在大批量生產(chǎn)中，較好地確定沖件尺寸和合理排樣是降低成本的有效措施之一。（）、沖裁件的排樣排樣是指沖件在條料、帶料或板料上布置的方法。沖件的合理布置（即材料的經(jīng)濟利用），與沖件的外形有很大關系。根據(jù)不同幾何形狀的沖件，可得出與

23、其相適應的排樣類型，而根據(jù)排樣的類型，又可分為少或無工藝余料的排樣與有工藝余料的排樣兩種。（2）、材料利用率衡量材料經(jīng)濟利用的指標是材料利用率。一個進距內(nèi)的材料利用率為= （3.1）式中A沖裁件面積（包括沖出小孔在內(nèi)）（mm2）；n一個進距內(nèi)的沖件數(shù)目；B條料寬度（mm）；h進距（mm）.一張板料上總的材料利用率為： =式中N一張板料上的沖件總數(shù)目； L板料長度（mm）；A板料寬度（mm）；（3）、搭邊排樣時，沖件之間以及沖件與條料側邊之間留下的余料叫搭邊。它的作用是補償定位誤差，保證沖出合格的沖件，以及保證條料有一定剛度，便于送料。搭邊數(shù)值取決于以下因素：件的尺寸和形狀。材料的硬度和厚度。排

24、樣的形式（直排、斜排、對排等）。條料的送料方法（是否有側壓板）。擋料裝置的形式（包括擋料銷、導料銷和定距側刃等的形式）。搭邊值一般是由經(jīng)驗再經(jīng)過簡單計算確定的。a=3.0mm通過以上分析和計算得出以圖2.1的排樣形式為最佳方案。 圖2.13. 工藝設計與計算3.1 沖裁方式與沖壓力的計算3.1.1、沖裁方式與沖壓力的計算： 當一次沖裁完成以后，為了能夠順利地進行下一次沖裁，必須適時的解決出件、卸料及排除廢料等問題。選取的沖裁方式不同時，出件、卸料及排除廢料的形式也就不同。因此沖裁方式將直接決定沖裁模的結構形式，并影響沖裁件的質量。根據(jù)不產(chǎn)品的結構和工藝性能，本副模具頂板式順出件結構。由于本模具

25、采用順出件式模具沖裁，省去校平工序，既可滿足工件對平面度的要求，又能保證安全生產(chǎn)。3.1.2.力的計算計算沖裁力的目的是為了確定壓力機的額定壓力，因此要計算最大沖裁力。則沖裁力可按下式計算：F=A (3.1)式中，A為剪切斷面面積，為板料的抗剪強度。 考慮到刃口的磨損、間隙的波動、材料力學性能的變化、板料厚度的偏差等因素的影響，可取安全系數(shù)為1.3，并取抗剪強度為抗拉強度b的0.8倍，于是在生產(chǎn)中沖裁力便可按下式計算：F=LTb （3.2）式中 L -沖裁輪廓的總長度(mm);t_板料厚度(mm);b _板料的抗拉強度(MPa)。經(jīng)查的取b=300 （沖壓工藝與模具設計）F=240*350*2

26、.0*=168000N32工藝計算3.2.1工藝與設計計算3.2.1 沖裁力計算以下為根據(jù)沖裁力計算公式F=KLtb 計算。公式：L為模具工作線長度；t為制件料厚；b為制件抗剪強度。t=0.8; 查表得知：b=350Mpa K-系數(shù)，查表得K=1.3 ( 1) 落制件。F=Ltb=6704N。F=Ltb=( 0.95+3) ×0.8×350=1106N,由以上各項相加的總沖裁力: F 總沖=10kN。3.2.2 卸料力Fx=KxF；查手冊黃銅Kx 取0.04。Fx=0.04×59000=2360N。3.2.3 推件力FT=nKTF；查手冊、材料Q235取KT=0.

27、06n 為同時卡在凹模中的制件數(shù)目2。FT=11×0.06×59000=38940N。3.2.4 頂件力F0=KDF；KD 查手冊材料Q235取0.06。F0=0.06×1567.3=94.04N3.2.5 壓力機標稱壓力的確定P( 1.11.3) FF=F+Fx+FT=10000+2360+38940=51300NP( 1.11.3) F=6669kN所以F 總=70kN。3.3 計算模具刃口尺寸1）沖裁件斷面質量影響因素() 材料性能的影響 a、b、d大，c小() 模具間隙的影響間隙小，出現(xiàn)二次剪裂，產(chǎn)生第二光亮帶間隙大，出現(xiàn)二次拉裂，產(chǎn)生二個斜度() 模具刃

28、口狀態(tài)的影響，當凸模刃口磨鈍時，則會在落料件上端產(chǎn)生毛刺；當凹模刃口磨鈍時，則會在沖孔件的孔口下端產(chǎn)生毛刺；當凸、凹模刃口同時磨鈍時，則沖裁件上、下端都會產(chǎn)生毛刺。(4) 沖裁間隙沖裁間隙指沖裁模中凹模刃口橫向尺寸DA與凸模刃口橫向尺寸dT的差值。 3.3.1凸、凹模刃口尺寸計算原則1沖裁件斷面都帶有錐度。光亮帶是測量和使用部位，落料件的光亮帶處于大端尺寸，沖孔件的光亮帶處于小端尺寸；且落料件的大端（光面）尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸。2凸模輪廓越磨越小，凹模輪廓越磨越大，結果使間隙越用越大。計算原則 設計落料模先確定凹模刃口尺寸。以凹模為基準，間隙取在凸模上，即沖裁

29、間隙通過減小凸模刃口尺寸來取得。設計沖孔模先確定凸模刃口尺寸。以凸模為基準，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來取得。根據(jù)沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設計落料模時，凹模基本尺寸應取接近或等于工件的最小極限尺寸；設計沖孔模時，凸?；境叽鐒t取接近或等于工件孔的最大極限尺寸。模具磨損預留量與工件制造精度有關。沖裁（設計）間隙一般選用最小合理間隙值（Zmin）。選擇模具刃口制造公差時，要考慮工件精度與模具精度的關系，即要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差原則上都應按“入體”原則標注為單向公差。但對于磨損后無變化的尺寸，一般標注雙向偏差。3.3.

30、2 凸、凹模刃口尺寸的計算方法加工方法：1. 分開加工2.具有互換性、制造周期短，但Zmin不易保證，需提高加工精度，增加制造難度。2.配合加工Zmin易保證，無互換性、制造周期長。凸模公差0.020，凹模公差0.030。沖模精度較工件精度高級，取IT11級。零件圖上未注尺寸的公差，屬自由尺寸，可按IT13級確定工件尺寸的公差。查公差表可得各尺寸公差為4： 零件外形：mm mm mm mm mm 1 按凸模與凹模圖樣分別加工法（1） 落料（2）沖孔=L±SSSSS1111 （3）孔心距+ZminZmax，選取必須滿足以下條件：為了保證可能的初始間隙不超過Zmax，即凸、凹模的制造公差

31、，可按級來選取，也可查表2.4.1選取，但需校核?；蛉?3.3.3凸模與凹模配作法配作法就是先按設計尺寸制出一個基準件（凸模或凹模），然后根據(jù)基準件的實際尺寸再按最小合理間隙配制另一件。 特點：模具的間隙由配制保證，工藝比較簡單，不必校核的條件，并且還可放大基準件的制造公差，使制造容易。（1）根據(jù)磨損后輪廓變化情況，正確判斷出模具刃口尺寸類型：磨損后變大，變小還是不變。（2）根據(jù)尺寸類型，采用不同計算公式。磨損后變大的尺寸，采用分開加工時的落料凹模尺寸計算公式。磨損后變小的尺寸，采用分開加工時的沖孔凸模尺寸計算公式。磨損后不變的尺寸，采用分開加工時的孔心距尺寸計算公式。（3）刃口制造偏差可按工

32、件相應部位公差值的1/4來選取。對于刃口尺寸磨損后無變化的制造偏差值可取工件相應部位公差值的1/8并冠以（±）。由公差表查得：為IT14級，取x = 0.5；3.3.4 落料切邊部分邊緣：因為前幾工序為級進切邊工序，其工作原理與落料刃口設計原則一樣。應先確定凹模尺寸，使凹模標稱尺寸接近或等于工件的最小極限尺寸，再減小凸模尺寸保證最小合理間隙，凹模制造偏差取正偏差，凸模取負偏差。對外輪廓的落料，由于形狀較復雜，故采用配合加工方法。當以凹模為基準件時，凹模磨損后刃口部分尺寸都增大，因此均屬于A類尺寸。零件圖中未注公差的尺寸由表3-2查出其極限偏差：mm mm mm mm 查表3-15得&

33、#160;x=0.75，則： A17.9=（49.0-0.75×0.50）0+0.50/4=48.6250+0.125A15.6=（39.5-0.75×0.50）0+0.50/4=39.1250+0.125A8.05=（9-0.75×0.50）0+0.50/4=8.6250+0.125 A4.5=（7.0-0.75×0.30）0+0.30/4=6.6250+0.075該零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相應部分尺寸配制，保證雙面間隙值：3.3.4、沖裁力計算根據(jù)現(xiàn)有沖壓設備，滿足客戶日需求量，實現(xiàn)規(guī)模化作業(yè)，降低成本，提高生產(chǎn)效率，因此采用4臺連線。機臺

34、參數(shù)詳見下表：3.3.5、 壓力中心的計算因為此圖形為對稱圖形,固它的壓力中心即重心就是此圖形的 對稱中心。3.4.計算各主要零件的尺寸3.4.1、凹模結構設計在沖裁模中，為了減小沖裁力，震動和響聲，采用由斜口剪構成的波浪形刃口。 平刃口的沖裁 P=L×S²0公斤 波浪形刃口的沖裁力P1公斤 = P1 從以上大概的關系式看出波浪高度h>0.5S時才有效，波浪高度h=s時， 沖裁力剪小50%,h=2s時，沖裁力減小75%，可是h=×tg，波浪角一般 取24度則h=0.03-0.07,所以在取波浪高度h時必須符合這個條件。 實際上波浪形刃口的沖裁力按下式估算：

35、P1=（30%50%）P 落料時波浪形刃口取在凹模鋃塊上沖空時取保在凸模嵌塊上，要取得對 稱，考慮到加工方便和鋃塊長度，一塊鋃塊上最多取半個波浪或一個波浪， 一個波浪的鋃塊高點取在中間。考慮本成品零件的結構形狀,本凹模采用鑲塊式。200-300為一塊由于料片線比較大，刀口才用波浪刀口，刀口厚度根據(jù)其行程和強度來進行計算，其材質用SKD11，據(jù)計算其厚度可為60mm。3.4.2、計算凸、凹模的工作部分的尺寸凸、凹模間隙值的確定：凸、凹模間隙對沖裁件斷面質量、尺寸精度、模具壽命以及沖裁力、卸料力、推件力等有較大的影響,所以應選擇合理的間隙。沖裁間隙主要按制件質量要求，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)字來采用，此工件的公

36、差要求不高，可采用較大公差。 Z=0.200mm（）考慮落料和沖孔的區(qū)別，落料尺寸處決于凹模，用減小凸模尺寸來保證合理間隙。（）刃口的磨損對沖件尺寸的影響，凸凹模應取接盡沖裁件的最大極限尺寸。 落料時 由冷沖模設計手冊2查得 互換性與測量技術基礎4查得 落料凸模與凹模的基本尺寸相同， 保證單邊間隙為0.200落料凹模如圖3.1： 圖3.13.4.4、凸凹模選材，熱處理及加工工藝過程該零件保證雙面間隙為0.01mm 之間。該零件的形狀簡單，外成形表面精加工可以采用電火花線切割，成形磨削，連續(xù)磨削的方法.根據(jù)一般的工廠的加工設備條件，可以采用以下兩個方案：備料鍛造退火銑各面磨側面及上下表面鉗工劃線

37、 熱處理研磨內(nèi)孔成形磨削外形。備料鍛造退火銑各面磨側面及上下表面鉗工作穿絲孔電火花線切內(nèi)外形。從以上兩方案來看，方案一要經(jīng)濟一些，但熱處理變形要比方案要大一點。方案二顯然變形小一點，但在電火花時價格昂貴，為采用節(jié)省模具的制造成本。固方案一要好多了。材料的利用率=A/B*100%=89.3%3.4.5、工藝方案如下:備料鍛造銑平磨工藝過程如表3.2 表3.2敘號工序名稱工序的主要內(nèi)容1下料鋸下料(56*30mm)2鍛造鍛造(22*36mm)3銑銑各側面面及上下表面4平磨平磨上下表面3.4.6、沖壓設備的選用 壓力機對模具壽命的影響也不容被忽視。壓力機在不加載狀態(tài)下的精度稱為靜精度，加載狀態(tài)下的精

38、度稱為動精度。 當壓力機的動精度不好時，就等于喲暖和精度不好的壓力機進行沖壓加工。由于測量動精度很困難，目前還沒有壓力機動精度的標準，生產(chǎn)廠家也只保證壓力機的靜精度。因此壓力機的動精度一般只能根據(jù)其靜精度的好壞、框架結構形式和尺寸以及對壓力機生產(chǎn)廠家的信任程度來推斷。根據(jù)以上原因和總的沖裁力必須小于或等于壓力機的公稱壓力，故選壓力機技術規(guī)格如下:公稱壓力 60T滑塊行程 400mm滑塊行程次數(shù) 20/MIN最大的封閉高度為250mm3.4.7、模具的閉合高度的計算沖模的閉合高度是指滑塊在下死點即模具在最低工作位置時，上模座上平面與下模座下平面之間的距離H。沖模的閉合高度必須與壓力機的裝模高度相

39、適應。壓機的裝模高度 是指滑塊在下死點位置時，滑塊下端面至墊板上平面間的距離。當連桿調至最短時為壓機的最大裝模高度Hmax；連桿調至最長時為為最小裝模高度Hmin。沖模的閉合高度H應介于壓機的最大裝模高度Hmax之間，其關系為： Hmax-5mmHHmin+10mm 250mm>H>100mm如果沖模的閉合高度大于壓機最大裝模高度時，沖模不能在該壓力機上使用。反之小于壓力機最小裝模高度時，可加經(jīng)過磨平的墊板。沖模的其它外形結構尺寸也必須和壓力機相適應，如模具外形輪廓平面尺寸與壓力機墊板、滑塊底面尺寸，模柄與模柄孔尺寸，下模緩沖器平面尺寸與壓力機墊板孔尺寸等都必須相適應，以便模具能正

40、確安裝和正常使用。3.4.8、銷釘?shù)倪x用根據(jù)多方面的考慮，選用圓柱銷。3.4.9、定位零件的設計本副模具用彈簧柱塞來定位的。它的主要目的是用來控制送料步距。彈簧柱塞為三住標準品。3.4.10、凸模的固定凸模鎖付在下模座上，凸模也采用鑲塊式，其刀口與上模刀口錯開，用螺絲和銷釘來固定凸模。3.4.11、凹模的固定凹模用螺絲和銷孔固定在背托上。3.4.12、該工序上模平面模具草圖（簡要說明）下模平面圖草圖如：本模具為翻邊和彎曲的模具。精度要求很高，翻邊是凸模在上，凹模在下，經(jīng)計算其形成為90mm，上模固定，下?；顒?，由于翻邊力很大其壓力源為頂桿的方式，卸料時由活塞卸料。3.4.13、壓力機選擇見下表

41、模具的閉合高度為800mm。壓力機符合。3.4.14沖裁力的計算F=L*T*1/3=181*2.5*350*1/3=52791.7NPAD=52791.7*1/3=17597N（理論）3.4.15板件定位彎曲是用銷定位，翻邊時用鍵定位和形狀定位，由于翻邊時受很大的側向力，用鍵能承受很大的側向力。3.4.16導向由于受到側向力，所以選用導板導向更為合理。3.4.17到底墊塊由于翻邊，到底墊塊能保證其成型到底。3.4.18刀塊間隙翻邊間隙Z=（1.01.1）t 所以Z=22.2mm3.4.20零件的頂出該模具由于受力較大，其翻邊壓力源采用頂桿。彎曲部分采用彈簧。3.4.21上刀塊、下刀塊的制作工藝R角的鑲塊用線割，由于板件的形狀，上下凸模采用鑲塊式。其制作工藝按線割組立打螺絲孔真空淬火機加涂層來完成。3.4.22壓力中心其壓力中心就是模具中心，模具中心與機械中心重合。3.4.23、確定裝配基準應以沖材銷孔、導柱為裝配基準件。沖裁模具材料的選取：可查冷沖壓模具設計指導表8-8和8-9：上刀塊的材料為SKD11，下刀塊的材料為SKD11，熱處理硬度為58-62HRC，墊板、凸模固定板、凹模固定板