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課程設計（論文）
手指形墊片沖壓落料模設計
設計題目：
學科專業(yè):
作者姓名：
導師姓名：
完成時間：
摘 要
本設計為一手指形墊片的冷沖壓模具設計，根據(jù)設計零件的尺寸、材料、批量生產(chǎn)等要求，首先分析零件的工藝性，確定沖裁工藝方案及模具結(jié)構(gòu)方案，然后通過工藝設計計算，確定排樣和裁板，計算沖壓力和壓力中心，初選壓力機，計算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后設計選用零、部件，對壓力機進行校核，繪制模具總裝草圖，以及對模具主要零件的加工工藝規(guī)程進行編制。其中在結(jié)構(gòu)設計中，主要對凸模、凹模、定位零件、卸料與出件裝置、模架、沖壓設備、緊固件等進行了設計，對于部分零部件選用的是標準件，就沒深入設計，并且在結(jié)構(gòu)設計的同時，對部分零部件進行了加工工藝分析，最終才完成這篇課程設計。
關鍵詞：模具 沖裁件 凸模 凹模
Abstract
The design for a plate of cold stamping die design, according to the size of the design components, materials, mass production, etc., the first part of the process of analysis to determine the blanking process planning and die structure of the program, and then through the process design calculations, determine the nesting and cutting board, calculate the pressure and pressure washed centers, primary presses, computing convex and concave Die Cutting Edge dimensions and tolerances, the final design selection of parts and components, to press for checking, drawing die assembly drawings, as well as Mold processing technology of the main parts to the preparation procedures. In which the structural design, primarily to the punch and die, punch and die, positioning parts, unloading and out of pieces of equipment, mold, pressing equipment, fasteners, etc. has been designed, for the selection of some components are standard parts , there is no in-depth design, and structural design, while some parts for the processing process analysis and ultimately to complete this graduation project.
KEY WORD: mold stamping parts punch die
目 錄
一、設計課題 4
二、設計內(nèi)容 5
2.1 沖壓件工藝分析 5
2.2 確定沖壓工藝方案 6
2.3 主要設計計算 6
2.3.2 排樣及相關計算 7
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 9
2.4 模具的總體設計 9
2.4.1 模具類型的選擇 9
2.4.2 定位方式的選擇 10
2.4.3卸料方式的選擇 10
2.4.4 導向方式的選擇 10
2.5 模具零部件設計 10
2.5.1 整體式凹模 10
2.5.2 凸模 10
2.5.3模架的選用 11
2.5.4 導柱導套的選用 12
2.5.5 壓力機的選用 13
三、模具裝配 14
設計總結(jié) 16
致謝 17
參考文獻 18
一、設計課題
零件簡圖:如右圖所示
材料：黃銅
材料厚度： 1mm
精度等級：IT14
生產(chǎn)批量：小批量
圖1.1
二、設計內(nèi)容
2.1 沖壓件工藝分析
1) 該工件只有落料一個工序,材料為黃銅，為軟材料；
2) 有文獻（1）P65的表3-15有當交角<時，過度圓角;當交角>時有過度圓角，在此工件中圓角均遠大于這些最小值；
3) 該工件上無過長的突出懸臂和凹槽；
4) 該工件的精度等級為IT14，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，可以有方案：
結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，適合進行批量生產(chǎn)，節(jié)約生產(chǎn)資本。
2.3 主要設計計算
毛坯的面積為
毛坯周長為
2.3.2 排樣及相關計算
由文獻（1）p56表3-9查的最小搭邊值分別為：
側(cè)面；工件間。
為方便計算，此次設計統(tǒng)一取值為2.0mm。
由文獻（1）p58表3-12查的導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
由文獻（1）p56式（3-15）有導料板間距離為
相鄰兩工件之間的中心距為
材料的利用率為
材料的利用率為
2.3.3 沖壓力計算
由文獻（4）p29表1-50有黃銅H62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
該工件屬于落料件，選凹模為設計基準，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)導柱型模座。
圖2.4.1
2.4.2 定位方式的選擇
導料采用導料板，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)導柱導套式落料模。
2.5 模具零部件設計
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
導料板
固定螺釘
4
卸料彈簧
4
設計時根據(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
142
B
142
模座厚度H
上模座
36
下模座
3
上模座寬度L
110
導柱孔間距S
116
導柱孔中心與上、下模座中心的距離A
75
導柱孔中心與上、下模座最大距離A
110
模座導柱凸緣半徑 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 導柱導套的選用
由模架尺寸選用導柱導套，選用滑動導柱B型及滑動導套B型，由 [4] 78頁表3-38及表3-39 可查得導柱導套尺寸如下表：
表4 導柱尺寸（單位：mm）
導柱直徑d
基本尺寸
20
極限偏差
h5
h6
導柱長度L
100--130
表5 導套尺寸（單位：mm）
導套外圓直徑D
基本尺寸
20
極限偏差
導套長度L
65
導套上端尺寸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。
設計總結(jié)
通過大學三年的學習，使我對模具這個專業(yè)從一無所知到現(xiàn)在熟練掌握專業(yè)知識，深入了解模具行業(yè)在工業(yè)生產(chǎn)的重要位置，使我更加增強了今后在工作和學習中的信心。三年的學習中，我修讀了沖壓成形原理、沖壓成形工藝、模具設計與制造工藝及與本專業(yè)相關的專業(yè)基礎課，使我對沖壓技術(shù)的認識更加深入。通過學習，我能從事中等偏復雜的沖壓工藝規(guī)程編制、沖模設計及沖模制造工藝的編制，能從事沖壓技術(shù)工作。
本設計的內(nèi)容為手指形墊片沖裁模設計，通過對手指形墊片的設計，基本掌握了對冷沖模設計的方法及步驟，對冷沖模有了更進一步的了解和認識，對模具的制造方法和制造過程更加熟悉，為今后的工作積累了豐富寶貴的經(jīng)驗。
通過這次設計，我更加深入地學習了冷沖壓技術(shù)工作設計的內(nèi)容。冷沖壓技術(shù)工作設計的內(nèi)容包括冷沖壓工藝設計、模具設計及沖模制造三方面內(nèi)容，盡管三者的工作內(nèi)容不同，但三者之間存在著相互滲透、相互補充、相互依存的關系。
冷沖壓工藝設計是針對給定的產(chǎn)品圖樣，根據(jù)其生產(chǎn)批量的大小、沖壓設備的類型規(guī)格、模具制造能力及工人技術(shù)水平等具體生產(chǎn)條件，從對產(chǎn)品零件圖的沖壓工藝性分析入手經(jīng)過必要的工藝計算，制定出合理的工藝方案，最后編寫沖壓工藝卡的一個綜合分析、計算、設計過程。沖壓工藝方案的確定包括工序性質(zhì)、數(shù)量的確定，工序順序的安排，工序組合方式及工序定位方式的確定等內(nèi)容。
沖壓模具設計則是依據(jù)制定的沖壓工藝規(guī)程，在認真考慮毛坯的定位、出件、廢料排出諸問題以及模具的制造維修方便、操作安全可靠等因素后，設計計算并構(gòu)思出與沖壓設備想適應的模具總體結(jié)構(gòu)，然后繪制出模具總裝圖和所有非標準零件圖的整個設計繪圖過程。
沖模制造是根據(jù)模具結(jié)構(gòu)、模具材料、尺寸精度、形位精度、工作特性和使用壽命等項要求，綜合考慮各方面的特點，并充分發(fā)揮現(xiàn)有設備的一切特長，正確選擇加工方法和裝配方法，選出最佳加工方案，制定出合理的沖模加工工藝規(guī)程的過程。
通過這次設計，我也更認識到除了正確掌握和應用書本知識外，吸取他人的設計經(jīng)驗和勞動成果也是非常重要的。
致謝
對三年來辛勤教導我的老師和學校致以最崇高的敬意！
對本次畢業(yè)設計指導我和給予我最多的老師表示我最衷心的感謝!畢業(yè)設計開始以來，有幸多次聆聽老師的教誨。老師以他寬廣的知識、高瞻遠矚的學識、在實際生產(chǎn)中所積累的經(jīng)驗。拓寬了我的視野和思維，更為重要的是老師以他對事業(yè)孜孜不倦的追求和待人接物謙遜的態(tài)度和豁達的胸襟，時刻都在潛移默化地影響著我，這將使我終生受益。
參考文獻
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[2] 《公差配合與技術(shù)測量》機械工業(yè)出版社 薛彥成主編
[3] 《冷沖模設計及制造》 機械工業(yè)出版社 中國機械工業(yè)教育協(xié)會組編
[4] 《冷沖模設計》 機械工業(yè)出版社 丁松聚主編
[5] 《冷沖壓模具設計指導》 機械工業(yè)出版社 王芳主編
[6] 《沖模設計應用實例》 機械工業(yè)出版社 模具實用技術(shù)叢書編委會 編
（許發(fā)樾主編）
[7] 《沖模設計手冊》 模具手冊之四 機械工業(yè)出版社 《沖模設計手冊》編寫組編著 責任編輯：劉彩英
[8] 《沖壓手冊》 機械工業(yè)出版社 王孝培主編
[9] 《沖壓模具簡明設計手冊》化學工業(yè)出版社 郝濱海主編
[10] 《沖壓工藝與模具設計》機械工業(yè)出版社 馬正元、韓啟主編
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