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遼寧工程技術(shù)大學(xué)
課 程 設(shè) 計(jì)
題 目：
限位片的沖壓復(fù)合模具設(shè)計(jì)
班 級(jí)：
（宋體，四號(hào)字）
姓 名：
指導(dǎo)教師：
完成日期：
遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) I
摘 要
關(guān)于學(xué)校這次的課程設(shè)計(jì)，我設(shè)計(jì)了限位片的沖孔落料復(fù)合模一套經(jīng)過課程設(shè)計(jì)的整個(gè)課題精心制作，對(duì)我所學(xué)的模具設(shè)計(jì)與制造所有知識(shí)得到了一個(gè)全面的復(fù)習(xí)，經(jīng)過查詢我們的教材還有我們學(xué)校圖書館里的和我這次課程設(shè)計(jì)課題有關(guān)的書本，根據(jù)模具設(shè)計(jì)的相關(guān)流程進(jìn)行一步一步的不折不扣制作，把我這次課程設(shè)計(jì)的整個(gè)設(shè)計(jì)過程給很清楚的寫在這份說明書上了。
在這次設(shè)計(jì)限位片同樣先進(jìn)行了工藝的分析，工藝的計(jì)算，確定壓力機(jī)型號(hào)，再將各主要零部件的設(shè)計(jì)表達(dá)出來。
這次課程設(shè)計(jì)限位片設(shè)計(jì)說明書的第一個(gè)部分是對(duì)我這次課程設(shè)計(jì)課題的第一套模具，限位片坯料的沖孔落料復(fù)合模的工藝的分析，工藝的計(jì)算，主要零部件的設(shè)計(jì)。這次限位片設(shè)計(jì)說明書的工藝計(jì)算，主要限位片的設(shè)計(jì)。這都為選擇沖壓設(shè)備提供重要依據(jù)。也為本次模具設(shè)計(jì)的AutoCAD裝配圖，以及AutoCAD主要限位片圖繪制提供了依據(jù)。
關(guān)鍵詞：沖壓模、限位片、模具
Ⅰ
Abstract
On the school curriculum design, I designed a piece of punching limit blanking composite mold set after the whole issue of curriculum design elaborate on what I learned mold design and manufacture all the knowledge to get a comprehensive review, Upon inquiry our books and our school library books and I designed this curriculum related topics, according to the relevant mold design process carried out step by step the letter production, this curriculum design my entire design process give very clear instructions written on this the.
In this design the stopper piece first performed the same analysis, calculation process technology, determine press model, and then express the design of major components.
The course design Limit chip design specification is the first part of the course for me the first set of mold design issues, limit blank sheet punching die blanking computing complex process analysis, process, mainly zero design components. The chip design process calculation specification limit, the main piece of the design limit. This will provide an important basis for the selection of stamping equipment. Also based views of AutoCAD assembly drawing die design, as well as the main stopper piece AutoCAD drawing provided.
Keywords: stamping die, limit piece, die
17
遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) III
目 錄
1 概述 1
1.1課程設(shè)計(jì)的目的 1
1.2 課程設(shè)計(jì)的要求 1
1.3課程設(shè)計(jì)的的注意事項(xiàng) 1
2 限位片工藝設(shè)計(jì) 2
2.1 分析限位片坯料的沖壓工藝性 2
2.2 工藝計(jì)算 3
3 主要零部件的設(shè)計(jì) 6
3.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6
3.1.1限位片坯料沖孔落料復(fù)合模，沖Φ5mm孔凸模的設(shè)計(jì) 6
3.1.2限位片坯料沖孔落料復(fù)合模落料凹模設(shè)計(jì) 7
3.1.3凸凹模的設(shè)計(jì) 10
3.1.4外形凸模的設(shè)計(jì) 10
3.1.5內(nèi)孔凸模設(shè)計(jì) 11
3.1.6彎曲凸模的設(shè)計(jì) 11
3.2卸料部分的設(shè)計(jì) 12
3.2.1卸料板的設(shè)計(jì) 12
3.2.2卸料彈簧的設(shè)計(jì) 12
3.3定位零件的設(shè)計(jì) 14
3.4模架及其它零件的設(shè)計(jì) 15
3.4.1上下模座 15
3.4.2模柄 15
3.4.3模具的閉合高度 16
3.5限位片坯料沖孔落料復(fù)合模，墊板設(shè)計(jì) 16
4 限位片坯料沖孔落料復(fù)合模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18
4.1限位片坯料沖孔落料復(fù)合模模架的選擇 18
4.2 限位片坯料沖孔落料復(fù)合模壓力中心計(jì)算 18
4.3限位片坯料沖孔落料復(fù)合模模具裝配圖和限位片的繪制 18
總 結(jié) 20
致謝 21
參考文獻(xiàn) 22
遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 5
1 概述
1.1課程設(shè)計(jì)的目的
1、在這次課程設(shè)計(jì)中通過對(duì)課程設(shè)計(jì)的課題制作，對(duì)我們?cè)趯W(xué)校老師所教的專業(yè)知識(shí)和我們自己所自學(xué)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行一個(gè)鞏固。
2、在這次課程設(shè)計(jì)中培養(yǎng)我們模具專業(yè)的學(xué)生在遇到問題時(shí)的分析能力和解決問題能力，還有能獨(dú)立的完成對(duì)于模具設(shè)計(jì)的流程的熟練制作。
3、在這次課程設(shè)計(jì)中對(duì)我們模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的學(xué)生工作作風(fēng)以及責(zé)任心還有安全意識(shí)得到較大跨度的一個(gè)提升。
1.2 課程設(shè)計(jì)的要求
1、課程設(shè)計(jì)的圖紙圖幅量：一共要最少3張零號(hào)的圖幅工作量（其中最少要有1張零號(hào)裝配圖，剩下的不做要求）。
2、圖紙：最后答辯前上交的圖紙必須用AutoCAD繪制，畫圖時(shí)要更具繪圖標(biāo)準(zhǔn)去畫，最后要交1份AutoCAD圖紙和1份1：1打印出來的圖紙。
3、課程設(shè)計(jì)說明書的字?jǐn)?shù)要求：不少于5000字。
4、查看和課程設(shè)計(jì)課題有關(guān)的各種資料，為順利的完成課程設(shè)計(jì)以及能順利畢業(yè)做好充分的準(zhǔn)備工作。
5、要求計(jì)算準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、圖面整潔，圖樣及標(biāo)注符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
20、要求編制的工藝規(guī)程符合生產(chǎn)實(shí)際。
7、設(shè)計(jì)計(jì)算說明書要求文字通順，書寫工整。
1.3課程設(shè)計(jì)的的注意事項(xiàng)
1、相關(guān)安全的事宜：在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的樣品加工時(shí)一定要遵守各類加工機(jī)械的操作規(guī)范，確保人生安全，器械安全。
2、服從命令聽指揮:在進(jìn)行任何加工都前都要聽從老師的安排，認(rèn)真負(fù)責(zé)，精心制作，保質(zhì)保量完成模具加工任務(wù)。
3、課程設(shè)計(jì)的所有內(nèi)容必須自己獨(dú)立完成，可以請(qǐng)教同學(xué)或老師，但嚴(yán)禁抄襲，做，在模具加工時(shí)同樣要獨(dú)立完成。
2 限位片工藝設(shè)計(jì)
2.1 分析限位片坯料的沖壓工藝性
限位片坯料如圖2-1限位片坯料
圖2-1限位片坯料
2.1.1限位片坯料工藝分析
由圖2-1可見,限位片坯料的形狀比較簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)成對(duì)稱分布，限位片尺寸通過一般的沖壓能滿足限位片坯料的尺寸精度要求。尺寸的公差為自由公差，孔Φ5mm的孔邊距離外輪廓的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于凸、凹模所允許的最小壁厚，沒有凸、凹模強(qiáng)度的困擾，所以可以采用沖壓工序完成限位片的生產(chǎn)。
2.1.2確定限位片坯料沖壓工藝方案
1、方案的種類 限位片坯料需要沖孔落料2個(gè)基本的工序，我們用以下3種加工的工藝方案來進(jìn)行加工：
方案一：先把坯料沖下來，然后再利用另外的一套沖孔的模具進(jìn)行孔的加工，用單個(gè)工序的模具來對(duì)限位片坯料的制作。
方案二：采用沖孔落料，級(jí)進(jìn)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模具來完成限位片坯料的生產(chǎn)加工任務(wù)。
方案三：采用落料和沖孔同時(shí)進(jìn)行的復(fù)合模具完成限位片坯料的生產(chǎn)任務(wù)。
2、方案的比較 每種加工方案的特點(diǎn)以及方案比較如下。
方案一：所需要的模具的結(jié)構(gòu)不怎么復(fù)雜，在加工模具時(shí)比較容易，但要2個(gè)工序才能將加工中心坯料加工出來，用兩個(gè)模具整個(gè)生產(chǎn)，這樣生產(chǎn)的成本有點(diǎn)高，并且加工時(shí)的效率很低，最為重要的是這個(gè)方案加工不能保證限位片坯料的尺寸精度。這個(gè)方案我們不要。
方案二：雖然用級(jí)進(jìn)模他的加工效率是比較高的。但是級(jí)進(jìn)模具外形很大，制造模具時(shí)麻煩，這樣他的成本代價(jià)太高，本身這種模具就不適合加工這種形狀很小，結(jié)構(gòu)還很簡(jiǎn)單的限位片，因而這種案我們也不要。
方案三：這個(gè)就要一個(gè)模具就行了，而且限位片坯料的限位片精度還有生產(chǎn)的速度要求都能夠達(dá)到要求，關(guān)鍵成本也不太高。
3、方案的最終確定 綜上所訴，限位片坯料沖壓模具采用沖孔落料復(fù)合模具進(jìn)行產(chǎn)品的加工。
2.1.2確定限位片坯料沖孔落料復(fù)合模結(jié)構(gòu)形式的確定
有正裝復(fù)合模具還有倒裝復(fù)合模具2種復(fù)合模。考慮到成型后拿料問題。最終確定我們用倒裝式復(fù)合模具進(jìn)行限位片的沖壓加工。
2.2 工藝計(jì)算
2.2.1限位片坯料限位片的排樣設(shè)計(jì)如圖2-2排樣
圖2-2排樣
1、搭邊值的確定[1]冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》表2.10得出工件的搭邊對(duì)于本次的設(shè)計(jì)，我們a1選取2mm，工件側(cè)面a=2mm
2、條料步距的確定 步距值：16mm+2mm=18mm 寬度20mm+2mm+2mm=24mm。
根據(jù)三維軟件進(jìn)行測(cè)量得出，面積為1285.84平方毫米，周長(zhǎng)222.83mm
3、材料的利用率計(jì)算 η=S工/S總=1285.84/24mm×18×100％=70.4％
2.2.2凸模和凹模的工作部分尺寸
限位片圖上所注公差經(jīng)查標(biāo)準(zhǔn)公差表1.2為IT14級(jí)，尺寸精度較低，普通沖裁完全可以滿足要求。
表2-1部分標(biāo)準(zhǔn)公差值（GB/T1800.3—1998）
公差等級(jí)
IT20
IT7
IT8
IT9
IT10
IT11
IT12
IT13
IT14
IT15
基本尺寸
/μm /mm
＞3～20
8
12
18
30
48
75
0.12
0.18
0.30
0.48
＞20～10
9
15
22
320
58
90
0.15
0.22
0.320
0.58
＞10～18
11
18
27
43
70
110
0.18
0.27
0.43
0.70
＞18～30
13
21
33
52
84
130
0.21
0.33
0.52
0.84
＞30～50
120
25
39
202
100
1200
0.25
0.39
0.202
1.00
＞50～80
19
30
420
74
120
190
0.30
0.420
0.74
1.20
＞80～120
22
35
54
87
140
220
0.35
0.54
0.87
1.40
根據(jù)表2-1分析：該限位片沖裁工藝性較好，適宜沖裁加工。查公差表得各尺寸公差：
限位片外形：20mm
限位片內(nèi)形： 5mm
1、 確定凸、凹模的間隙以及制造公差。[2]冷沖壓模具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)與范例》表2-7可得凸、凹模的間隙最小值Zmin=0.100mm，凹模間隙最大值Zmax=0.140mm
沖孔凸、凹模計(jì)算
設(shè)沖孔尺寸為根據(jù)以上原則，沖孔時(shí)以凸模設(shè)計(jì)為基準(zhǔn)，首先確定凸模刃口尺寸，使凸?；境叽缃咏虻扔诠ぜ椎淖畲髽O限尺寸，再增大凹模尺寸以保證最小合理間隙Zmin。凸模制造偏差取負(fù)偏差，凹模取正偏差。其計(jì)算公式為：
凸模 dp=(d＋x△)0- δp
凹模 dd=(＋Zmin)0+ δd＝(d＋X△＋Zmin) 0+ δd
式中dd——沖孔凹模基本尺寸(mm)；
dp——沖孔凸?；境叽?mm)；
d——沖孔件孔的最小極限尺寸(mm)；
Ld——同一工步中凹?？拙嗷境叽?mm)；
Lmin——制件孔距最小極限尺寸(mm)；
△——沖孔件孔徑公差(mm)；
Zmin——凸、凹模最小初始雙面間隙(mm)；
X——磨損系數(shù)，是為了使沖裁件的實(shí)際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸，與工件制造精度有關(guān)，可查表9.1取值：當(dāng)工件精度IT10以上，取x=1；當(dāng)工件精度IT11～I(xiàn)T13，取x=0.75；當(dāng)工件精度IT14，則取x=0.5。
表2-2磨損系數(shù)X
料厚t(mm)
非圓形
圓形
1
0.75
0.5
0.75
0.5
工件公差△/mm
1
1～2
2～4
＞4
＜0.120
＜0.20
＜0.24
＜0.30
0.17～0.35
0.21～0.41
0.25～0.49
0.31～0.59
≥0.320
≥0.42
≥0.50
≥0.200
＜0.120
＜0.20
＜0.24
＜0.30
≥0.120
≥0.20
≥0.24
≥0.30
根據(jù)表2-2查得磨損系數(shù)X取0.5，即X=0.75
設(shè)凸、凹模分別按IT20和IT7級(jí)加工制造，所以
凸模： dp =(d+X△) 0- δp
=(5+0.75×0.21)
=5.120
凹模： dd=( dp +Zmin)
=(5.120+0.10)
=5.220
二、落料凸、凹模計(jì)算
凹模： Dd=(D－X△)
凸模： Dp=( Dd－Zmin)＝(D－X△－Zmin)
式中Dd——落料凹模基本尺寸(mm)；
Dp——落料凸?；境叽?mm)；
D——落料件最大極限尺寸(mm)；
r——落料件外徑公差(mm)；
Zmin——凸、凹模最小初始雙面間隙(mm)；
X——磨損系數(shù)，是為了使沖裁件的實(shí)際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸，與工件制造精度有關(guān)。表9.1取X=0.5。
由公差表（1.2）查得：設(shè)凸、凹模分別按IT20和IT7級(jí)加工。
所以凹模
20:Dd2=(D2-X)
=(20-0.5×0.62)0+0.025
=19.690+0.025mm
凸模
20:Dp2=(Dd2- Zmin)
=(19.69-0.10)
=19.59 mm
式中，由已知條件限位片為非圓形，材料的厚度是1mm，以及限位片的公差大于0.42mm，查詢《冷沖壓模具設(shè)計(jì)》表2-9磨損系數(shù)X[5]得X=0.5，制件精度為IT14級(jí)時(shí)查詢《沖壓模具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)與范例》。
2、 限位片坯料沖壓模，沖壓力計(jì)算
計(jì)算沖裁力是為了選擇合適的壓力機(jī)，設(shè)計(jì)模具和檢驗(yàn)?zāi)＞叩膹?qiáng)度，壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，以適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力一般可以按下式計(jì)算：
Fp=Kp Ltτ =Lt （2-3）
式中τ——材料抗剪強(qiáng)度（MPa）；
L——沖裁周邊總長(zhǎng)（mm）；
t——材料厚度（mm）；
系數(shù)Kp是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動(dòng)，取Kp =1.3。
2.1 沖裁力Fp的計(jì)算
據(jù)圖5.3可得一個(gè)限位片內(nèi)外周邊之和L=222.83mm。
查碳素結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能表知：鋼板的抗剪強(qiáng)度τ=2120Mpa～304Mpa，取2200Mpa，制件厚度t=1mm，則
根據(jù)公式(20.1)： Fp= Kp Ltτ
=1.3×1.0×222.83×2200
=753120.54(N)
≈75.32（KN）
2.2卸料力Fq1的計(jì)算
Fq1=KxFp （20.2）
式中Kx——卸料力系數(shù)，查表20.1取Kx＝0.05。
根據(jù)公式（20.2）： Fq1= KxFp
=0.0205×75.32（KN）
≈4.90(KN)
表2-3卸料力、推件力和頂件力系數(shù)
料厚t/mm
Kx
kt
Kd
鋼
≤0.1
＞0.1～0.5
＞0.5～2.5
＞2.5～20.5
＞20.5
0.0205～0.075
0.045～0.055
0.04～0.05
0.03～0.04
0.02～0.03
0.1
0.0203
0.055
0.045
0.025
0.14
0.08
0.020
0.05
0.03
2.3頂件力Fq2的計(jì)算
Fq2= KdFp （20.3）
式中Kd——頂件力系數(shù)。
查表20.1得Kd＝0.020.
根據(jù)公式（20.3）： Fq2= KdFp
=0.14×75.32（KN）
≈10.54（KN）
2.4總的沖壓力F的計(jì)算
根據(jù)模具結(jié)構(gòu)總的沖壓力F=FP+Fq1+Fq2
=75.32+4.90+10.54
=90.720(KN)
選用的壓力機(jī)公稱壓力P≥（1.1～1.3）F，取系數(shù)為1.3，則：
P≥1.3F=1.3x90.720 (KN)=117.99(KN)。
從滿足加工的工藝要求考慮，可擬選用J23-16查《沖壓模具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)與范例》表9-9開式雙柱可傾壓力機(jī)技術(shù)規(guī)格[2]
J23-16參數(shù)：公稱壓力/KN ：160
滑塊行程次數(shù)/次?min-1 ：115
最大封閉高度/mm:220
封閉高度調(diào)節(jié)量/mm: 60
立柱距離/mm: 220
工作臺(tái)尺寸/mm：450×300
墊板尺寸/mm：厚度： 60
模柄尺寸/mm：直徑： 30
深度： 50
遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 17
3 主要零部件的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)主要零部件時(shí)，首先要考慮主要零部件用什么方法加工制造及總體裝配方法。結(jié)合模具的特點(diǎn)，本模具適宜采用線切割加工凸模固定板、卸料板、凹模及外形凸模、內(nèi)孔凸模。這種加工方法可以保證這些零件各個(gè)內(nèi)孔的同軸度，使裝配工作簡(jiǎn)化。下面就分別介紹各個(gè)零部件的設(shè)計(jì)方法。
3.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1.1限位片坯料沖孔落料復(fù)合模，沖Φ5mm孔凸模的設(shè)計(jì)
限位片坯料沖孔落料復(fù)合模，沖Φ5mm孔凸模材料選擇：為保證模具的壽命以及限位片的精度和材料供應(yīng)問題我們選擇Cr12MOV。
限位片坯料沖孔落料復(fù)合模，沖Φ5mm孔凸模形式確定： 采用國(guó)家規(guī)定形式中的(GB28203.2-81)。 材料選擇：為保證模具的壽命以及限位片的精度和材料供應(yīng)問題限位片坯料沖孔落料復(fù)合模，沖Φ5mm孔凸模的熱處理： 58—202HRC。
限位片坯料沖孔落料復(fù)合模。沖Φ5mm凸模的冷處理： 加超深冷冷處理（零下400C°）因?yàn)楣饪繜崽幚頉]法完全的去除材料的內(nèi)應(yīng)力。在材料剛剛經(jīng)過熱處理后接著進(jìn)行材料的加超深冷冷處理。這樣可以最大限度的去除材料的內(nèi)應(yīng)力。以增加模具的使用壽命。保證產(chǎn)品的尺寸精度穩(wěn)定性。
限位片坯料沖孔落料復(fù)合模，沖Φ5mm凸模的固定方式：采用壓入式固定。
限位片坯料沖孔落料復(fù)合模，沖5mm凸模具體設(shè)計(jì)圖紙如：圖3-1沖孔凸模所示。
圖3-1沖孔凸模
3.1.2限位片坯料沖孔落料復(fù)合模落料凹模設(shè)計(jì)
限位片坯料沖孔落料復(fù)合模，落料凹模材料的選擇： 同凸模的材料一樣選擇Cr12MoV。
限位片坯料沖孔落料復(fù)合模，落料凹模的熱處理： 200—204HRC。
限位片坯料沖孔落料復(fù)合模，落料凹模的冷處理： 加超深冷冷處理（零下400C°應(yīng)為光靠熱處理沒法完全的去除材料的內(nèi)應(yīng)力，在材料剛剛經(jīng)過熱處理后接著進(jìn)行材料的加超深冷冷處理，這樣可以最大限度的去除材料的內(nèi)應(yīng)力，以增加模具的使用壽命，保證產(chǎn)品的尺寸精度穩(wěn)定性）。
限位片坯料沖孔落料復(fù)合模，落料凹模的具體設(shè)計(jì)圖紙如：圖3-2落料凹模所示。
圖3-2落料凹模
限位片坯料沖孔落料復(fù)合模，具體設(shè)計(jì)如：圖2-8推薦號(hào)。
凹模采用整體凹模，各種沖裁的凹?？拙捎镁€切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。
模具厚度的確定公式為：
H=Kb
式中：
K——系數(shù)值，考慮板料厚度的影響；
b—— 沖裁件的最大外形尺寸；
安上式計(jì)算后，選取的H值不應(yīng)小于（15～20）mm;
表3-1 系數(shù)值K
s/mm
材料厚度t/mm
<1
>1~3
>3~6
<50
>50~100
>100~200
>200
0.30~0.40
0.20~0.30
0.15~0.20
0.10~0.15
0.35~0.50
0.22~0.35
0.18~0.22
0.12~0.18
0.45~0.60
0.30~0.45
0.22~0.30
0.15~0.22
查表10—1得：K=0.35
H=0.35×32
=11.2mm
取H=18mm
模具壁厚的確定公式為：
C=(1.5~2)H
=1.5×18~2×18
=27~36mm
凹模壁厚取C=30mm
凹模寬度的確定公式為：
B=b+2C
=32+2×30
=92mm
查表10—1取標(biāo)準(zhǔn)取B=100mm
凹模長(zhǎng)度的確定公式為：
L=20+2×30
=80mm
凹模的長(zhǎng)度要考慮導(dǎo)料銷發(fā)揮的作用，保證送料粗定位精度。查表3—2取標(biāo)準(zhǔn)L=80mm。 （送料方向）
凹模輪廓尺寸為100mm×80mm×18mm。凹模材料選用Cr12，熱處理60~64HRC。
表3—2 矩形和圓形凹模的外形尺寸
矩形凹模的寬度和長(zhǎng)度
B×L
矩形和圓形凹模厚度
H
63×50 63×63
10、12、14、16、18、20
80×63、80×80、100×63、100×80、100×100、125×80
12、14、16、18、120、22
125×100、125×125、140×80、140×80
14、16、18、20、22、25
140×125、140×140、160×100、160×125、160×140、200×100、200×125
16、18、20、22、25、28
160×160、200×140、200×160、250×125、250×140
16、20、22、25、28、32
200×200、250×160、250×200、280×160
18、22、25、28、32、35
250× 250、280×200、280×250、315×200
20、25、28、32、35、40
315×250
20、28、32、35、40、45
3.1.3凸凹模的設(shè)計(jì)
凸凹模的內(nèi)、外緣均為刃口，內(nèi)、外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸，為保證凸凹模的強(qiáng)度，凸凹模應(yīng)有一定的壁厚。
3.1.4外形凸模的設(shè)計(jì)
因?yàn)樵撝萍螤畈皇菑?fù)雜，但有彎曲部分，所以將落料模設(shè)計(jì)成直通式凸模，直通式凸模工作部分和固定部分的形狀做成一樣，直通式凸模采用線切割機(jī)床加工?？梢灾苯佑?個(gè)M8的螺釘固定在墊板上，凸模與凸模固定板的配合按H7/m6。外形凸模的高度是凸模固定板的厚度、卸料板的厚度、導(dǎo)料板的厚度的總和，外形凸模下部設(shè)置1個(gè)導(dǎo)正銷，借用工件上的孔作為導(dǎo)正孔。外形凸模長(zhǎng)度為：
L=H1 +H3+（15~20）mm
H1——凸模固定板厚度；得H1=0.8×H凹=0.8×18=9.6mm(標(biāo)準(zhǔn)為20mm)
H3——卸料板厚度；查表10—5得H3=6mm
(15~20)——附加長(zhǎng)度，包括凸模的修磨量，凸模進(jìn)入凹模的深度及凸模固定板與卸料板間的安全距離。（附加長(zhǎng)度取15）
L=20+6+15
=41mm
導(dǎo)正銷的直線部分應(yīng)為(0.5~0.8）t ，導(dǎo)正銷伸入定位孔是，板料應(yīng)處于自由狀態(tài)。在手工送料時(shí)，板料以由擋料銷定位，導(dǎo)正銷將工件導(dǎo)正的過程的將板料向后拉回約0.2mm。必須在卸料板壓緊板料之前完成導(dǎo)正。所以導(dǎo)正銷直線部分的長(zhǎng)度為：
L導(dǎo)=0.8×1.2=9.6mm
在外形凸模的底部鉆安裝導(dǎo)正銷，采用H7/r6的配合，為防止其脫落，在凸模上打橫向孔，用銷釘固定導(dǎo)正銷。
3.1.5內(nèi)孔凸模設(shè)計(jì)
因?yàn)閮?nèi)孔凸模是圓凸摸，仍然選用直通式凸模，采用線切割加工。與凸模固定板采用H7/r6配合。凸模長(zhǎng)度與外形凸模長(zhǎng)度相等為45mm。凸模材料應(yīng)選T10A，熱處理56~60HRC，凸模與卸料板之間的間隙見表3—3查得凸模與卸料板的間隙選為0.035mm。
表3—3 凸模與卸料板、導(dǎo)柱與導(dǎo)套的間隙
序號(hào)
模具沖裁間隙
Z
卸料板與凸模間隙Z1
輔助小導(dǎo)柱與小導(dǎo)套間隙Z2
1
>0.015~0.025
>0.005~0.007
約為0.003
2
>0.025~0.05
>0.007~0.015
約為0.006
3
>0.05~0.10
>0.015~0.025
約為0.01
4
>0.10~0.15
>0.025~0.035
約為0.02
3.1.6彎曲凸模的設(shè)計(jì)
彎曲凸模選用直通式，采用線切割加工方法。彎曲凸模與凸模固定板采用H7/r6配合。長(zhǎng)度與外形凸模的長(zhǎng)度相等，等于45mm, 凸模材料應(yīng)選T10A，熱處理56~60HRC，沖孔凸模與彎曲凸模之間有一定的間隙。為了保證間隙合理，彎曲凸模的寬度取16 mm。
3.2卸料部分的設(shè)計(jì)
3.2.1卸料板的設(shè)計(jì)
本模具的卸料板不僅有卸料作用，還具有用外形凸模導(dǎo)向，對(duì)內(nèi)孔凸模起保護(hù)作用，卸料板的邊界尺寸與凹模的邊界尺寸相同，卸料板的厚度按表3-4選擇，卸料板厚度為6mm。卸料板與2個(gè)凸模的間隙以在凸模設(shè)計(jì)中確定了為0.035。卸料板采用45鋼制造，熱處理淬火硬度40~45HRC。
表3-4 固定卸料板厚度
沖件厚度t
卸料板寬度
<50
50~80
80~125
125~200
>200
~0.8
6
6
8
10
12
>0.8~1.5
6
8
10
12
14
>1.5~3
8
10
12
14
16
3.2.2卸料彈簧的設(shè)計(jì)
在沖裁模卸料與出件裝置中，常用的元件是彈簧和橡膠，考慮本模具的結(jié)構(gòu)，該模具采用的彈性元件為彈簧。
1、彈簧的選擇與計(jì)算 在卸料裝置中，常用的彈簧是圓柱螺旋壓縮彈簧。這種彈簧已標(biāo)準(zhǔn)化（GB2089—1980），設(shè)計(jì)時(shí)根基所要求的壓縮量和生產(chǎn)的壓力按標(biāo)準(zhǔn)選用即可。
（1）卸料彈簧的選擇原則
a、為保證卸料正常工作，在非狀態(tài)下，彈簧應(yīng)該預(yù)壓，其與壓力應(yīng)大于等于單個(gè)彈簧承受的卸料力，即
Fy≥Fx/n 公式（10—1）
式中 Fy——彈簧的預(yù)壓力，N；
Fx ——卸料力，N；
N——彈簧根數(shù)。
b、彈簧的極限壓縮量應(yīng)大于或等于彈簧工作時(shí)的總壓縮量，即
Hj≥H=Hy+Hx+Hm 公式（10—2）
式中 Hj——彈簧的極限壓縮量，mm；
H——彈簧工作時(shí)的總壓縮量，mm；
Hy——彈簧在余壓力作用下的預(yù)壓量，mm；
Hx——卸料板的工作行程mm；
Hm——凸模與凸凹模的刃磨量，mm，通常取Hm=4～10mm。
C、選用的彈簧能夠合理的布置在模具的相應(yīng)空間。
（2）卸料彈簧的選用與計(jì)算步驟
a、根據(jù)卸料力和模具安裝彈簧的空間大小，初定彈簧根數(shù)n，計(jì)算每個(gè)彈簧應(yīng)產(chǎn)生的預(yù)壓力Fy。
b、根據(jù)根據(jù)預(yù)壓力和模具結(jié)構(gòu)預(yù)選彈簧的規(guī)格，選擇時(shí)應(yīng)使彈簧的極限工作壓力大于預(yù)壓力，初選時(shí)一般可取Fj=（1.5～2）Fy。
C、計(jì)算預(yù)選彈簧在預(yù)壓力下的預(yù)壓量Hy
Hy= FyHj /Fj 公式（10—3）
d、校核彈簧的極限壓縮量是否大于工作時(shí)的實(shí)際總壓縮量，即 Hj≥H=Hy+Hx+Hm。如不滿足，則需重選彈簧規(guī)格，直至滿足為止。
e、列出所選彈簧的主要參數(shù)：d（鋼絲直徑）D2(彈簧中徑)t（節(jié)距）h0 （自由高度）n（圈數(shù)）Fj（彈簧的極限壓力）Hj（彈簧的極限工作量）
由于固定夾的料厚為1.2mm,計(jì)算除的卸料力為4550N。
（1）假設(shè)考慮模具結(jié)構(gòu)，初定彈簧的根數(shù)n=4，則每個(gè)彈簧的預(yù)壓力為
根據(jù)公式10—1 Fy≥Fx/n=4550/4≈1137(N)
(2)初選彈簧規(guī)格，按2Fy估算彈簧的極限工作壓力Fj
Fj=2Fy=2×1137=2274(N)
查標(biāo)準(zhǔn)GB2089—1980，初選彈簧規(guī)格為d×D2 ×h0=4×35×100, Fj=1400, Hj=30.9(mm)
(3)計(jì)算所選彈簧的的預(yù)壓量Hy
根據(jù)公式10—3 Hy= FyHj /Fj=1137×30/1400=24.3（mm）
(4)校核所選彈簧是否合適。卸料板的工作行程Hx=0.6+1=1.6（mm）,取
凹模刃磨量為4（mm）,則彈簧工作時(shí)的總壓縮量為
H=Hy+Hx+Hm
=24.3+1.6+4
=29.9(mm)
應(yīng)為H＜Hj=30.9mm，故所選彈簧合格。
（5）所選彈簧的主要參數(shù)為：d=4mm,D2=35mm,t=12.5mm,n=12圈，h0=100mm, Fj=1400, Hj=30.9(mm)。彈簧的標(biāo)記為：彈簧4×35×100 GB2089—1980.
3.3定位零件的設(shè)計(jì)
定位零件采用活動(dòng)當(dāng)料銷定位。
采用活動(dòng)當(dāng)料銷制造簡(jiǎn)單、使用方便?；顒?dòng)擋料銷固定在卸料板上，擋料銷的位置應(yīng)保證導(dǎo)正銷在導(dǎo)正條料過程中條料活動(dòng)的可能，活動(dòng)擋料銷的位置可以由公式確定。
e=c-D/2+d/2+0.1 公式(10—1)
式中：
c——送料步距；
D——在送料方向上工件的尺寸；
d——擋料銷頭部直徑；
0 .1——導(dǎo)正銷往前推的活動(dòng)余量；
根據(jù)公式10—1 e=33.2-32/2+10/2+0.1
=12.1mm
即活動(dòng)擋料銷的位置在距導(dǎo)正銷12.1mm處。采用45鋼制造，熱處理硬度43~48HRC。
3.4模架及其它零件的設(shè)計(jì)
3.4.1上下模座
模座分帶導(dǎo)柱和不帶導(dǎo)柱兩種，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)要求確定是否帶導(dǎo)柱的模座。
本模具采用對(duì)角導(dǎo)柱、導(dǎo)套來保證模具上、下模的精確導(dǎo)向?；瑒?dòng)導(dǎo)柱、導(dǎo)套都是圓柱形的，其加工方便，可采用車床加工，裝配容易。導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)保證上模座最底位置時(shí)（閉合狀態(tài)），導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離15mm。而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離為5mm。導(dǎo)柱的下部與下模座導(dǎo)柱孔采用R7/h5的過盈配合,導(dǎo)套的外徑與上模座導(dǎo)套孔采用R7/h5的過盈配合。導(dǎo)套的長(zhǎng)度，需要保證沖壓時(shí)導(dǎo)柱一定要進(jìn)入導(dǎo)套10mm以上。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用H7/h6的間隙配合，導(dǎo)柱與導(dǎo)套均采用20鋼，熱處理硬度滲碳淬硬56~60HRC。
導(dǎo)柱的直徑、長(zhǎng)度，按標(biāo)準(zhǔn)選取。
導(dǎo)柱：d/mm×L/mm分別為φ28×160，φ32×160；
導(dǎo)套：d/mm×L/mm×Dmm分別為φ28×105×42, φ32×105×45
模座的的尺寸L/mm×B/mm為100mm×80mm。模座的厚度應(yīng)為凹模厚度的1.5~2倍上模座的厚度為30，上墊板厚度取10，固定板厚度取20，下模座的厚度為40mm。
3.4.2模柄
模柄的作用是將模具的上模座固定在沖床的滑塊上。常用的模柄形式有：（1）整體式模柄，模柄與上模座做成整體，用于小型模具。（2）帶臺(tái)階的壓入式模柄，它與模座安裝孔用H7/n6配合，可以保證較高的同軸度和垂直度，適用于各種中小型模具。（3）帶螺紋的旋入式模柄，與上模連接后，為防止松動(dòng)，擰入防轉(zhuǎn)螺釘緊固，垂直度較差，主要用于小型模具。（4）有凸緣的模柄，用螺釘、銷釘與上模座緊固在一起，使用與較大的模具。（5）浮動(dòng)式模柄，它由模柄，球面墊塊和連接板組成，這種結(jié)構(gòu)可以通過球面墊塊消除沖床導(dǎo)軌位差對(duì)對(duì)沖模導(dǎo)向精度的影響，適用于滾珠導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向的精密沖裁。
本模具采用帶臺(tái)階的壓入式模柄。
在設(shè)計(jì)模柄時(shí)模柄長(zhǎng)度不得大于沖床滑塊內(nèi)模柄孔的深度，模柄直徑應(yīng)與模柄孔徑一致。
3.4.3模具的閉合高度
該模具的閉合高度為
H閉=H上模+H墊+L+H+H下模-h2
=(20+10+35+20+25-2)mm
=158（mm）
式中：
L——凸模長(zhǎng)度，L=35
H——凹模厚度，H=20
h2 ——凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，h2=2
可見該模具閉合高度小于所選壓力機(jī)J23—25的最大裝模高度（220）可以使用。
3.5限位片坯料沖孔落料復(fù)合模，墊板設(shè)計(jì)
限位片坯料沖孔落料復(fù)合模，墊板材料選擇：45。
限位片坯料沖孔落料復(fù)合模，墊板具體設(shè)計(jì)如：圖3-3所示。
圖3-3墊板
遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 20
4 限位片坯料沖孔落料復(fù)合模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
通過以上的設(shè)計(jì)，可得到模具總裝圖。模具的上模部分由上模座、上模墊板、凸模、凸模固定板、及卸料板等組成。卸料方式是采用的彈性卸料板卸料。上模座、上模墊板、凸模固定板、及卸料板用4個(gè)M8螺釘和4個(gè) φ6圓柱銷固定。
螺釘選?。篗8×60mm的標(biāo)準(zhǔn)件。采用45鋼，熱處理淬火硬度24~28HRC。
圓柱銷選取：φ6×70mm的標(biāo)準(zhǔn)件。采用45鋼，熱處理淬火硬度40~45HRC。
下模部分由下模座、凸凹模、卸料板等組成。下模座、凹模、卸料板用4個(gè)M8的螺釘和4個(gè)φ6的圓柱銷固定。
螺釘選?。篗8×70mm的標(biāo)準(zhǔn)件。采用45鋼，熱處理淬火硬度24~28HRC。
圓柱銷選?。害?×70mm的標(biāo)準(zhǔn)件。采用45鋼，熱處理淬火硬度40~45HRC。
沖孔廢料由漏料孔漏出。
4.1限位片坯料沖孔落料復(fù)合模模架的選擇
模架形式的選用后側(cè)導(dǎo)動(dòng)，結(jié)合設(shè)計(jì)的凹模等，先大概的確定一下模架的尺寸，最后再通過查詢資料選取標(biāo)準(zhǔn)模架。
上模座尺寸40mm×40mm×25mm，材料選用，HT250
下模座尺寸40mm×40mm×20mm，材料選用，HT250
4.2 限位片坯料沖孔落料復(fù)合模壓力中心計(jì)算
由限位片坯料圖就可以看出壓力中心，因?yàn)橄尬黄髁舷尬黄菍?duì)稱的，沒有必要進(jìn)行壓力中心的計(jì)算。
4.3限位片坯料沖孔落料復(fù)合模模具裝配圖和限位片的繪制
見圖紙
4-1 沖孔落料復(fù)合模具裝配圖
20
總 結(jié)
將近3個(gè)多月的課程設(shè)計(jì)已近進(jìn)入尾聲，請(qǐng)各位老師對(duì)我的課程設(shè)計(jì)—限位片做最后的檢查。
在我們目前的生活中絕大部分的用品都是利用模具做出來，無論是精密限位片還是普通精度的限位片，用模具都能高效率的生產(chǎn)出來，并且成本還很低，模具對(duì)我們影響的不單單是生活中的方方面面，也包括其它的各個(gè)行業(yè)。
我們國(guó)家的起步不是太早，所以目前一些比較大型的還有比較精密的大部分都是依靠國(guó)外進(jìn)口，就連好的材料和刀具也是依賴于進(jìn)口，不過根據(jù)目前我們國(guó)家的發(fā)展速度，在不久我們就能趕上與世界先進(jìn)水平的差距，我們就能獨(dú)立的做出先進(jìn)的模具。
所以我們學(xué)院安排的這次課程設(shè)計(jì)。對(duì)我們學(xué)生來說意義非常的大?？梢詫⑽覀兯鶎W(xué)的知識(shí)進(jìn)行一個(gè)完美的組合。同時(shí)還提高了我對(duì)于問題的思考能力。對(duì)于問題的解決能力。也讓我體會(huì)到了只要努力去做，付出了，“面包“總是會(huì)有的，只是時(shí)間問題。
遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 21
致謝
這次我的課程設(shè)計(jì)課題限位片能夠成功個(gè)完成，首先要感謝我的課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師模具教研室的主任，老師不僅借給我?guī)妆娟P(guān)于本次限位片課程設(shè)計(jì)非常好的資料，而且還幫我把控整個(gè)課程設(shè)計(jì)的方向。
在我遇到瓶頸時(shí)也耐心的輔導(dǎo)我，幫助我順利的完成我的限位片課題設(shè)計(jì)。同時(shí)也感謝我們學(xué)院教過我的老師，在我AutuCAD工程繪圖時(shí)遇到不會(huì)時(shí)她耐心的教我如何用AutuCAD繪圖，這才使我的設(shè)計(jì)圖能夠順利的用繪圖軟件畫出來，并在設(shè)計(jì)說明書中插入部分圖紙，還有教我們模具設(shè)計(jì)在我的設(shè)計(jì)出現(xiàn)于實(shí)際生產(chǎn)不相符的時(shí)候及時(shí)的指導(dǎo)我，讓我設(shè)計(jì)的限位片彎曲模和限位片坯料沖孔落料復(fù)合模復(fù)合實(shí)際生產(chǎn)。
但是由于老師時(shí)間比較緊，不可能完全的將所有的問題都找出了，加之我對(duì)于模具設(shè)計(jì)的各方面知識(shí)學(xué)得還不到位，有很多的東西還沒學(xué)好，無法避免的會(huì)出現(xiàn)一些不足之處，這點(diǎn)將在以后的工作中會(huì)進(jìn)一步完善。
這次限位片課題的課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)過程中參考了很多書籍還有一些網(wǎng)站，并且我們宿舍的舍友和班級(jí)里面的同學(xué)都給與我了我很大的幫助，在此表示衷心的感謝。
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遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 22
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