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1、- 端蓋沖壓模具設計 摘 要 該工件采用倒裝式落料拉深沖孔復合模。沖壓工藝的選擇是經(jīng)查閱相關資料和對產(chǎn)品形狀仔細分析的根底上確定的。在整個模具的設計中，首先對工件進展工藝分析，完成后開場確定工藝方案，根本的工序性質，對拉深次數(shù)進展確定，并確定工序的組合。模具設計中最重要的是模具構造的設計，在模具構造的設計過程中，確定模具的形式，要進展工藝的計算和校核，考需各個工序，對壓力機進展初選。并在指導教師提供模具設計有關資料和同學幫助的情況下，完成了模具總裝配圖和所有零件圖的繪制。在設計期間查閱了多種工具書和參閱模具構造圖，對模具設計有了根底的認識。 關鍵詞：端蓋，落料，拉深，沖孔，復合模 C

2、over stamping mould design Pick to The workpiece using inversion type blanking deep drawing punching posite modulus. The choice is stamping process by access relevant information and product shape are determined on the basis of careful analysis. In the design of the mould, first of workpiece began

3、 after process analysis and plete process scheme, basic determined nature, deep drawing process to determine the number of times, and make sure the bination of processes. Mold design is the most important in the design of the mould structure, in the mold structure design process, determine the form

4、of mould, want to undertake process, take an e*amination of to calculate and check for each working procedure, have been primaries. And in guiding the teacher provide mold design relevant data and classmates help, pleted the mold assembly and all total ponent drawing. During the design a variety of

5、dictionaries and refer to consult for mould design, mould structure, a basic understanding. Key wordS：Cover, blanking, deep drawing, punching, posite modulus . z - 目錄 前言………………………………………………………………...1 第1章 沖件的工藝分析……………………………………………2 1.1

6、沖壓件的構造形狀分析…………………………………....2 1.2 沖壓件尺寸精度和外表質量的分析……………………...2 尺寸精度………………………………………......2 沖壓件斷面質量分析……………………………..2 沖壓件材料的分析………………………………..3 第2章 確定工藝方案………………………………………………4 2.1 確定根本的工序性質…………………………………….....4 2.2 確定拉深次數(shù)………………………………………. ….......4 計算毛坯直徑D………………………………….....4 判斷拉深次數(shù)……………………………………...

7、.4 2.3 確定工序組合………………………………………....5第3章 確定模具總體構造…………………………………………7 3.1 模具的形式……………………………………….……........7 3.2 定位裝置………………………………………….….….......7 3.3 卸料裝置……………………………………………….........7 3.4 導向零件……………………………………………….........7 3.5 模架………………………………………………………......8 第4章 工藝計算…………………………………………………...9 4.1 板料尺寸………………

8、……………………………….......10 搭邊………………………………………………..11 材料利用率…………………………………………...12 4.2 計算沖壓力………………………………………………......12 拉深力的計算………………………………..…....12 沖孔力的計算…………………………………......13 4.3 初選壓力機…………………………………………….......13 4.4 模具刃口尺寸的計算……………………………….....…..14 落料局部……………………………………..........14 拉深局部……………………………………

9、.........15 沖孔局部……………………………………….....16 第5章 模具主要零件的設計計算………………………………..19 5.1 落料凹模的設計算…………………………………….......19 凹模洞口形狀的選擇…………………………….20 凹模的外形尺寸…………………………………..20 5.2 拉深凸模構造設計……………………………………..….21 5.3 卸料彈簧的構造設計………………………………..…….21 5.4 沖孔凸模的設計……………………………………..…….21 5.5 沖孔凸模固定板的設計……………………………..….…22

10、5.6 墊板的設計………………………………………….....…..23 5.7 凸凹模固定板的尺寸…………………………………..….23 5.8 卸料彈簧的構造設計……………………………………24 單個卸料彈簧所承受的載荷FQ…………………24根據(jù)FQ的大小，從標準中初選彈簧規(guī)格……….24 5.9 定位銷的設計………………………………………….......25 5.10 彈性卸料裝置的設計………………………………….....25 5.11 模架的選用…………………………………………….....25 選擇標準模架………………………………..….26 選擇模柄………………………

11、………………...26 5.12 沖模閉合高度確實定………………………………….....27 5.13 選擇壓力機型號……………………………………….....28 第6章 裝配圖的繪制設………………………………………......29 第7章 模具工作原理…………………………………………......31 總結……………………………………………………………….....32 辭……………………………………………………………….....33 參考文獻………………………………………………………….....34 .

12、 z - 前 言 本設計說明書，主要對本模具做詳細說明。根據(jù)工件形狀及材料。這里設計了一套落料拉深沖孔復合模。本套模具主要對三個工序確實定，工藝的制定，及零部件的設計和計算做了詳細說明。由于工件需要大批量生產(chǎn)，所以對零部件設計有一定的要求。 本書就模具的全部設計過程做了詳細的說明，主要包括沖件的工藝分析，確定工藝方案 ，確定模具總體構造，工藝計算，模具主要零件的設計計算，裝配圖的繪制設計，零件圖的設計繪制等七大局部。通過這七大局部的說明，可以使人全面了解本套模具的設計過程和工作原理。同樣對本套模具的裝配和維修也有很大幫助。 本說明書編寫簡明扼

13、要，對重點局部做了詳細闡述，對一些標準件沒有做過多闡述。對模具的工作原理和裝配也做了詳細闡述。 . z - 第1章 沖件的工藝分析 1.1沖壓件的構造形狀分析 零件圖如下： 圖1-1 零件圖 名稱：端蓋材料：08鋼料厚：1mm由圖1-1可知：該沖壓件不是簡單的帶凸緣的筒形件的拉深，而是由筒形件和一部孔組成，其外表無窄縫和尖角且對稱，但其尺寸相對稍大一點。 1.2 沖壓件尺寸精度和外表質量的分析 尺寸精度 查?公差與檢測?得： Φ100 IT10-

14、IT11 Φ20 IT8- IT9 Φ5 IT8- IT9 Φ5*25 IT8- IT9 由課本知沖壓模具的精度可達IT6-IT8級，而沖壓件的最高精度達IT8-IT11級，故運用沖壓的方法可以保證沖件的尺寸精度。 沖壓件斷面質量分析 當使用沖壓方法加工2mm以下的金屬板料時，其斷面粗糙度可達Ra12.5～3.2μm。料厚為1mm時，在生產(chǎn)時允許的最大毛刺高度為0.1mm，而該沖件在斷面粗糙度和毛刺高度上都沒有太嚴格的要求，所以只要模具精度到達一定要求，沖壓件的斷面質量就可以保證。 沖壓件材料的分析 對沖壓材料的一般要：強度低、塑性好、外

15、表質量和厚度公差均符合國家標準。 該沖壓件的材料為08鋼，屬于碳素構造鋼，退火之后其剪切強度t=255～333Mpa，抗拉強度σb=294～432Mpa，屈服點σs=195Mpa。因此，用沖裁和拉深的加工方法是完全可以成形的。由于該沖件對厚度和外表質量沒有嚴格要求且尺寸相對稍大一點，所以可以使用板料剪裁成小板料進展加工。 綜上所述：該沖壓件的材料性能符合冷沖壓加工要求。 第2章確定工藝方案 2.1確定根本的工序性質 該沖壓件的名稱為端蓋，由其形狀可知：加工成其形狀所選用的最終工序為沖孔，而拉沖孔用的毛坯形狀為筒形，因此首先要進展落料拉深。所以完成該沖壓件的加工需要三個根本工序，即落料

16、、拉深和沖孔。 2.2確定拉深次數(shù) 計算毛坯直徑D 修邊余量△h：由課本表6-2查得：h/d=31.5/99=0.318 ，取h=0，取△h=0mm。則實際的凸緣直徑dt=100mm。估算毛坯直徑D：當t≤1mm時，應按拉深件的中線尺寸進展計算。在拉深前后毛坯的面積不變，即拉深件面積=落料毛坯的面積，即A′=pD2/4。 由于該沖件外形規(guī)則，故直接算出： D2=d2[1] △h=0 D2=992+499299-0.5622 D=148.1mm 判斷拉深次數(shù) 設計拉深工藝時，必須知道沖壓件能否一次拉出，還是需要幾道工序才能拉出。拉深次數(shù)決定于每次拉深時允許的極限變形程度。拉深

17、系數(shù)m就是衡量變形程度的一個重要工藝次參數(shù)。 拉深系數(shù)：m-每次拉深后筒形件直徑與拉深前毛坯直徑得比值總拉深系數(shù)； m總=dn/D[1] dn-零件所要求的直徑， D-首次拉深時毛坯的直徑， 當m總>m1時： 則該零件只需一次就可拉出，否則就要進展屢次拉深。 對于本拉伸件; dn=100 D=148.1 m總= dn/D=100/148.1=0.675 據(jù)?冷沖模設計?P168： 由于本拉伸件料厚為1 其毛坯相對厚度： t/D=0.67 為了防止拉深時起皺及其他問題，并根據(jù)?冷沖模設計?P176表6-7 由于本拉伸件材料為08 所以查?冷沖模設計?表6

18、-6可知: 當毛坯相對厚度為0.67時 其對應的首次拉深系數(shù)： m1為0.53到0.55之間 這里取0.54即可 由于m總= dn/D=100/148.1=0.675 顯然m總>m1 所以可以得出本拉伸件：拉深次數(shù)為一次。 2.3確定工序組合 方案一： 先落料、后拉深、再沖孔。單工序模，這樣工序三套模具才能完成任務。 特點：由于采用單工序模，模具制造簡單，維修方便。但需要兩套模具，生產(chǎn)效率低，既不滿足產(chǎn)量要求也不經(jīng)濟，而且精度低， 方案二：落料、拉深復合模。工序簡圖如以下圖2-1： 特點：采用該方法加工時，雖然需要兩套套模具，生產(chǎn)效率不太高，但沖壓件的形狀精度和尺寸精度

19、易保證。盡管模具比第一種方案復雜，但由于沖壓件不規(guī)則，模具制造也不算復雜，但模具維修不方便。 圖2-1 工序簡圖 方案三：拉深、沖孔復合模。特點：和法案三差不多。 方案四：落料、拉深、沖孔復合模 工序簡圖如圖2-2所示： 特點：采用該方法加工時，只需要一套模具，生產(chǎn)效率高，符合大批量生產(chǎn)的要求，且沖壓件的形狀精度和尺寸精度易保證。模具稍比第一種方案復雜，因沖壓件比較規(guī)則，所以模具制造也不算復雜，模具維修也比較方便。所以很適合該工件的生產(chǎn)。 圖 2-2 工序簡圖 通過以上四種方案的比較，該沖壓件的生產(chǎn)采用方案四比較適宜。所以決定用第四方案。 第3章 確定模具總體構造 3.1模具

20、的形式 復合模根據(jù)落料凹模是在模具的上模還是下模，可以分為正裝復合模和倒裝復合模。其中，將落料凹模裝在上模的復合模稱為倒裝復合模，反之，則稱為正裝復合模。 倒裝復合模的主要優(yōu)點是廢料能直接從壓力機臺面落下，而沖裁件從上模推下，比較容易引出去，因此操作比較平安。由于倒裝復合模易于安裝送料裝置，生產(chǎn)效率高，所以倒裝復合模應用比較廣泛。正裝復合模的主要優(yōu)點是頂件板、卸料板均是彈性的，條料與沖裁件同時受到壓平作用，所以對于較軟、較薄的沖裁件能到達平整要求，沖裁件的精度也較高。 綜合比較，由于該工件的料厚為1mm，材料為08鋼，且最后一個工序為沖孔，故決定采用倒裝式落料拉深沖孔復合模。 3.2定

21、位裝置 由于拉深件的毛坯直徑為148.1mm，不是太大，故可以采用板料剪裁成條料進展加工。因此在定位時可以直接采用定位板或定位銷定位，根據(jù)該板料的特點，決定采用定位銷定位，其構造如零件圖所示。 3.3卸料裝置 由于采用單個毛坯送料，而且料厚比較薄，且為倒裝式復合模，故采用彈性卸料裝置，并且卸料板裝在上模局部。 3.4導向零件 導向零件有許多，如用導板導向，則在模具上安裝不方便，而且阻擋操作者視線，所以不采用；假設用滾珠式導柱導套進展導向，雖然導向精度高，壽命長，但構造比較復雜，所以也不采用;針對這次產(chǎn)品的加工精度要求不高采用滑動式導柱導套進展導向即可。而且在壓力機上的安裝比較簡單，操

22、作又方便，還可降低本錢。 3.5模架 模架的形式包括后側導柱模架、中間導柱模架、對角導柱模架和四導柱模架。 后側導柱模架送料方便，可以橫向、縱向送料，沖壓時如果有偏心載荷，則導柱導套會有單邊磨損。中間導柱模架的兩個導柱左、右對稱分布，受力均衡，所以導柱導套磨損均勻，但只能一個方向送料。對角導柱模架的導柱的布置對稱的。而且縱、橫都可以送料，對角導柱模架的兩個導柱間距離較遠，在導柱、導套間同樣間隙的條件下，模架導向精度較高。四角導向模架的導向精度與剛度都較好，主要用于大型沖模。 綜上分析：該沖壓件的生產(chǎn)可以采用后側導柱模架和對角導柱模架，但由于沖件不是很大，沒必要采用對角導柱模架，且制件精

23、度要求不高，故決定采用后側導柱模架。 第4章 工藝計算 4.1板料尺寸 搭邊： 搭邊作用： 1.起補償條料的剪裁誤差、送料步距誤差以及補償由于條料與導料板之間有間隙所造成的送料歪斜誤差的作用。假設沒有搭邊則可能發(fā)生工件缺角、缺邊或尺寸超差等廢品。 2.使凸、凹模刃口雙邊受力。由于搭邊的存在，使凸、凹模刃口沿整個封閉輪廓線沖裁，受力平衡，合理間隙不易破壞，模具壽命與工作斷面質量都能提高。 3.對于利用搭邊拉條料的自動送料模具，搭邊使條料有一定的剛度，以保證條料的連續(xù)送進。 搭邊的合理數(shù)值就是保證沖裁件質量、保證模具較長壽命、保證自動送料時不被拉彎拉斷條件下允許的最小值。搭邊的合理

24、數(shù)值主要取決于材料厚度、材料種類、沖裁件的大小以及沖裁件的輪廓形狀等。一般來說，板料愈厚，材料愈軟以及沖裁件尺寸愈大，形狀愈復雜，則搭邊值a與a1也就愈大。 圖 4-1 排樣圖 根據(jù)?冷沖模設計?表3-10查得： 當材料厚度t=1mm時，a=0.8mm，a1=1.0mm。如圖4-1所示： 假設取工件數(shù)量為n=10 則條料的尺寸為： L=10D+9a+2a =10148.1+110.8 =1489.8mm 當條料板之間有測壓裝置時或用手將條料緊貼單邊道料板〔兩個單邊導料銷〕時，條料寬度： B=〔d+2a1〕0-△ =〔148.1+21+0.5〕-0.5 0 =150.

25、6-0.50mm △為條料剪裁時的下偏差：查表3-11. △=0.5 即所選用的板料為：255255.41 材料利用率 材料的利用率通常是以一個步距零件的實際面積與所選用毛坯面積的百分率來表示： η=S1/S0100﹪ 準確的材料利用率，還應考慮料頭、料尾以至裁板時邊料消耗情況，此時的材料利用率為： η=nS2/〔LB〕100﹪ n－條料〔或整個板料〕上實際沖裁的零件數(shù)； L－條料〔或板料〕長度； B－條料〔或板料〕寬度； S2－一個零件的實際面積。 L=10D+9a+2a =10D+11a =1048+110.8 =1488.8 取L=1489mm 所以條

26、料規(guī)格為：1489150.51 則材料利用率為： η=ns2/(BL)100% =1(3.141482/4)/(1489150) =76.7﹪ 4.2計算沖壓力 沖裁力的計算 對于普通平刃口的沖裁，其沖裁力可按下式計算： F=KLtt 式中 F－沖裁力〔N〕； L－沖裁件周長〔mm〕； t－板料厚度〔mm〕； t－材料的剪切強度〔Mpa〕; K－系數(shù)。 是考慮到刃口鈍化、間隙不均勻、材料力學性能與厚度波動等因素而增加的平安系數(shù),常取K=1.3，查表得： t=255～353 Mpa.取t=300 Mpa。 L=pd=3.14148=464.7mm 則落料力為

27、： F=1.3464.71300 =181233N 落料時的卸料力為： F卸=K卸F 查?冷沖模設計?表3-8得: 當t=1mm時，K卸=0.025～0.06，取K卸=0.03。 F卸=0.03181.2=5.4 kN 由于后落料進入拉深工序，在拉深的最后階段又同時沖孔，沖完孔后，上模向上運動，最終工件留在拉深的凹模，被壓力機打料機構打出。 所以應計算推件力。 F推=K推F K推根據(jù)?冷沖模設計?表3-8得: K推取0.05 F推=K推F=0.05181233 =9061.65N F總1= F+ F卸+ F推 =181.2+5.4+9.06

28、1 =195.66 kN 拉深力的計算 由于該沖壓件不規(guī)則，其拉深力要小于帶凸緣筒形件的拉深。故可按帶凸緣的筒形件計算拉深力，判斷是否采用壓邊圈： 由?冷沖模設計?表6-12得; t/D=0.68﹪﹤1.5﹪、m=0.55﹤0.6， 滿足使用壓邊圈的條件，即在拉深時應采用壓邊圈。 拉深力的計算：對于帶凸緣的筒形件的拉深力的計算近似為： F=Kpdtσb 式中: d—圓筒形零件的凸模直徑〔mm〕； σb—材料強度極限〔Mpa〕； K—修正系數(shù)，與拉深系數(shù)有關， 由?冷沖模手冊?表5-3得： K=1 查表得σb=294～432 Mpa，取σb=350 Mpa。 故

29、拉深力為： F=13.1499350 =108.8kN 壓邊力的計算：在壓邊圈上施加壓邊力的大小應適當。過大的壓邊力會使拉深件在凸緣圓角處斷面過分變薄以致拉裂，壓邊力過小則起不到防止起皺的作用。 FQ=Ap 式中: A —壓邊面積〔mm2〕； p—單位面積上的壓邊力〔Mpa〕。 由?冷沖模設計?表6-13得： 當材料為08鋼時，p=2.5～3.0 Mpa，取p=3.0 Mpa A=p [(d1/2)2- (d2/2)2 =3.14[(148/2)2- (98/2)2 =14194.64- 7539.14 =6655.5mm 故壓邊力為: FQ=6655.5

30、3 =20kN 故總的拉深力為： F總2F拉=F+ FQ =108.8+20 =128.8kN 沖孔力的計算 根據(jù)沖裁力近似計算公式： F=Lttb L=3.14202+3.1452+3.1410+50 =238.4mm Tb在324～441 Mpa 這里取440 Mpa F=Lttb =238.4440 =104.896 kN 由于工件留在拉深凹模，其推件力前面已經(jīng)計算過了。 F總3=F=104.896 kN 4.3 初選壓力機并確定壓力中心 初選壓力機：淺拉深時：F總≤〔0.7-0.8〕F壓，取F總=0.8。F壓為壓力機的公稱壓力. F總=

31、 F總1+F總2 +F總3 =429.356 kN 則F壓≥F總/0.8=572.47KN 初選壓力機：開式雙柱可傾式壓力機. CJ23-63 標稱 壓力：630KN 滑塊 行程：120mm 行程 次數(shù)：50 連該調節(jié)長度：80mm 最大裝模高度：360mm 工作 臺 尺寸：480710mm 模柄孔尺寸：Φ5070 mm 電動機功率：5.5KW 由于該沖壓件為圓形，故其壓力中心在其圓心上。 4.4 模具刃口尺寸的計算 4.4.1 落料局部 由?冷沖模設計?表3-3查得： 當t=1mm、材料為08鋼時， Zmin=0

32、.100mm，Zma*=0.140mm Zma*-Zmin=0.140-0.100=0.040mm 由?冷沖模設計?表3-6查得： 當d=98mm時， d凸=-0.030mm，d凹=+0.040mm 則 |d凸|+|d凹|=0.030+0.045 =0.070﹥Zma*-Zmin=0.040 不滿足 |d凸|+|d凹|≤Zma*-Zmin，即凸、凹模的加工不宜采用分別加工法，而應采用單配加工法。 在落料時落料件的尺寸是由凹模決定的，即以落料凹模為設計基準。 凹模的形狀如圖4-1所示： 圖 4-1 落料凹模 其直徑尺寸在磨損后將會增大，即屬于第一類尺

33、寸。由于Φ148.1未標注公差，按一般等級查?公差與檢測?表3-8得： 148.1 第一類尺寸=〔沖裁件上該尺寸的最大極限尺寸-*Δ〕Δ 由?冷沖模設計?表3-5查得：*=0.5 則 D凹1.0〕 =148.1 落料凸模的根本尺寸與凹模一樣，為Φ148.1。但不必注明公差，注明以0.10～0.14mm間隙與落料凹模配合即可。 拉深局部 凹模圓角半徑R凹：一般來說，R凹盡可能大些，大的R凹可以降低極限拉深系數(shù)，而且可以提高拉深件的質量，但是太大會削弱壓邊圈的作用，可能引起起皺現(xiàn)象。 R2凹=0.82〔D-d〕t =0.82〔14

34、8-98〕1 =32mm 則R=5.65mm 凸模圓角半徑R凸：R凸對拉深工作的影響不像R凹那樣顯著，但是過小的R凸會降低筒壁傳力區(qū)危險斷面的有效抗拉強度。由于一次拉深成形，故凸模圓角半徑應與零件圓角半徑相等。 拉深模的間隙Z:由于采用壓邊圈，其間隙值根據(jù)?冷沖模設計?表6-15查得： Z=〔1～1.1〕t =1～1.1mm 凸凹模工作局部的尺寸：對于一次成形的拉深模，其凸模和凹模尺寸及公差應按工件的要求確定。對于該零件，其形尺寸為要求尺寸，因此應以凹模尺寸為基準進展計算。即： 凹模尺寸：D凹=〔D-0.75Δ〕+d凹0

35、凸模尺寸：D凸=〔D-0.75Δ-2Z〕0-d凸 由?冷沖模設計?表6-16查得： d凸=0.03mm，d凹=0.05mm 取Z=1mm 則： D凹=〔100-0.750.6〕+0.050 =99.55+0.050 D凸=〔100-0.750.6-21〕0-0.03 =97.550-0.03 沖孔局部 對于直徑為20mm的孔： 由于20是未注公差，查?公差與檢測?表3-8：按中等等級得Φ20+0.5-0.5 查?冷沖模設計?表3-6：d凸=-0.020mm，d凹=+0.025mm |d凸|+|d凹

36、|=0.020+0.025=0.045 |d凸|+|d凹|=0.045﹥Zma*-Zmin=0.04 故不滿足|d凸|+|d凹|≤Zma*-Zmin，所以用單配加工法。其直徑尺寸在磨損后將會增大，即屬于第一類尺寸。由于Φ20未標注公差，按一般等級查?公差與檢測?表3-8得：20+0.2-0.2。第一類尺寸=〔沖裁件上該尺寸的最大極限尺寸-*Δ〕Δ d凸0.4〕0+0.1 由?冷沖模設計?表3-5查得： *=0.5 d凸0.4〕0+0.1 =200+0.1 沖孔凹模的根本尺寸與凸模一樣，為Φ20。但不必注明公差，注明以0.10～0.14mm間隙與落料凹模配合即可。 對于R5的長

37、通孔：由于5是未注公差，查?公差與檢測?表3-8:按中等等級得R5+0.2-0.2查?冷沖模設計?表3-6 得d凸=-0.020mm，d凹=+0.020mm |d凸|+|d凹|=0.020+0.020=0.040 |d凸|+|d凹|=0.040≤Zma*-Zmin=0.040 故可以采用分別加工法 d凸=〔dmin+*Δ〕0-d凸 d凹=〔d凸+Zmin) +d凹0 d凸=〔dmin+*Δ〕0-d凸 = (9.8+0.50.4) 0-0。02 =10 0-0。02 d凹=〔d凸+Zmin) +d凹0 =〔10+0.1) +0。0200 =10.1

38、+0。0200 對于Φ5的孔：由于Φ5是未注公差,查?公差與檢測?表3-8,按中等等級得Φ5+0.1-0.1查?冷沖模設計?表3-6:得d凸=-0.020mm，d凹=+0.020mm |d凸|+|d凹|=0.020+0.020=0.040 |d凸|+|d凹|=0.040≤Zma*-Zmin=0.040 故可以采用分別加工法 d凸=〔dmin+*Δ〕0-d凸 d凹=(d凸+Zmin) +d凹0 d凸=〔dmin+*Δ〕0-d凸 =(4.9+0.50.2) 0-0。02 =5 0-0。02 d凹 = 〔d凸+Zmin) +d凹0 =〔5+0.1) +0。0200 =5.1+

39、0。0200 第5章 模具主要零件的設計 5.1落料凹模的設計計算 凹模洞口形狀的選擇 凹模洞口的形狀包括直壁式、斜壁式和凸臺式。直壁式刃口的尺寸不隨修模刃口增大，故沖件精度較高，刃口強度也較好；斜壁式刃口的特點與直壁式刃口一樣，在一般的工件或廢料向下落的模具中應用廣泛。凸臺式刃口主要用于沖裁板料厚度0.3mm以下的小間隙、無間隙模具。 綜上所述：可以采用直壁式和斜壁式刃口，但是由于采用上出件，應采用直壁式刃口。 其形狀如圖5-1所示：該形狀的凹模刃口適用于沖件形狀簡單、材料較薄的復合模。 圖5-1落料凹模 凹模的外形尺寸 凹模的外形尺寸應保證凹模有足夠的強度和剛度。凹模

40、的厚度還應考慮修模量。凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來確定的。 凹模厚度 H=Kb〔≥15mm〕 凹模壁厚 c=〔1.2～1.5〕〔≥30～40mm〕 式中：b—沖裁件的最大外形尺寸； K—系數(shù)，考慮板料厚度的影響。 由?冷沖模設計?表4-3查得： K=0.18 H=0.18148=26.64mm 取H=40mm c=〔1.5—2〕26.64=39.96—53.28mm 凹模外形尺寸的長和寬分別為： L=d+2c=148+239.96=227.9mm B=d+2c=148+239.96=227.9mm 根據(jù)算出的凹模外形尺寸的長與寬，然

41、后在冷沖模標準中選取標準值。應選取B*L=250*250mm。 凹模模具簡圖如零件圖所示。 凹模的固定方法:凹模一般采用螺釘和銷釘固定在下模座上。螺釘與銷釘?shù)臄?shù)量、規(guī)格和它們的位置尺寸均可在標準中查得。也可根據(jù)構造需要作適當調整。 凹模的主要技術:要求凹模的型孔軸線與頂面應保持垂直，凹模的底面與頂面應保持平行。 為了提高模具壽命與沖裁件精度，凹模的頂面和型孔的孔壁應光滑，，外表粗糙度為Ra=0.8～0.4μm。底面與銷孔的Ra=1.6～0.8μm。凹模的材料與凸模一樣，其熱處理硬度應略高于凸模，到達60～62HRC。 5.2拉深沖孔凸凹模構造設計 圖5-2 拉深沖孔凸凹模 拉深沖

42、孔凸凹模形式。凸模有兩種形式：直通式凸模和臺階式凸模。直通式凸模的工作局部和固定局部的形狀與尺寸做成一樣，其加工可以采用成型磨削、線切割等方法進展加工，加工容易；臺階式凸模對圓形凸模用用最廣泛。但由于拉深凸模的直徑有不大，可以采用臺階式凸模壓進固定板里。又涉及到?jīng)_孔的凹模局部。 故其構造形狀如圖5-2所示： 凸凹模長度:由于拉深凸凹模是固定在下模局部的，所以其長度是根據(jù)落料凹模來確定的，而且其刃口要低于落料凹模刃口1mm，主要是為了保證先落料后拉深。 其構造形式如零件圖所示。 圖5-3 落料拉深凸凹模 模具刃口要有高的耐磨性，并能承受沖裁時的沖擊力，因此應有高的硬度與適當?shù)捻g性。因此

43、凸模材料應采用T8A，其熱處理硬度為58～60HRC。凸模工作局部的外表粗糙度Ra=0.8～0.4μm，固定局部為Ra=1.6～0.8μm. 凸模一般不進展強度校核，只有當板料很厚、厚度很大、凸模很小、細長比大時才進展核算。由于該凸模直徑有點大，所以可以不用墊板，但用墊板可以提高模具的耐用度。 5.3落料拉深凸凹模長度確實定以及壁厚校核 凸凹模構造簡圖如圖5-3所示： H= H卸+H沖件 =40+32 =72mm H卸 — 卸料板的厚度; H沖件 — 沖壓件的高度； 凸凹模壁厚的校核 凸凹模的外緣均為刃口，外緣之間的壁厚決定于沖裁件的尺寸。從強度考慮，壁厚受最小限制。凸凹模

44、的最小壁厚與沖模構造有關，對于正裝復合模，由于凸凹模裝在上模，孔不會積存廢料，脹力小，最小壁厚可以小些，而凸凹模的壁厚為c=148-100=48mm，壁厚遠遠滿足要求。 5.4 沖孔凸模的設計 共三種類型的凸模 參照國家標準圓形凸模得設計凸模型式如零件圖所示 5.5 沖孔凸模固定板的設計 參照國家標準選擇凸模固定板的厚度為10 mm，材料為45鋼 其構造如零件圖所示。 5.6 墊板的設計 上下墊板沒什么特殊要求，主要用來減少工作時上模座的壓力 這里參照國家標準選擇上墊板的厚度為10mm，材料為45鋼，構造簡圖如5-4所示 圖5-4 墊板 5.7 凸凹模固定板的尺寸 凸

45、凹模固定板包括拉深沖孔凸凹模和落料拉深凸凹。 根據(jù)經(jīng)歷公式得：凸凹模固定板的厚度，取H凸凹模=10。 其構造如零件圖所示 5.8 卸料彈簧的構造設計 單個卸料彈簧所承受的載荷FQ 總的卸料力為： F卸=5.4 kN 設卸料彈簧的個數(shù)為n=4個 所以FQ= F卸/n=5.4 kN/4=1350N 根據(jù)FQ的大小，從標準中初選彈簧規(guī)格 初選彈簧規(guī)格：彈簧中經(jīng)D2=13mm，彈簧鋼絲直徑d=2mm，節(jié)距t=9.93mm，最大許用工作載荷Fj=167N，彈簧自由高度h0=65mm，彈簧有效圈數(shù)n=5.5，彈簧最大壓縮量hj=20.7mm，彈簧的展開長度L=1045mm。 最大

46、負荷下的單圈變形量: f=hj/n=20.7/7.5=2.76mm 彈簧壓縮量h* h*=hjFQ/Fj =90019.3/1390 =12.5mm 校核彈簧最大壓縮量 hj≥h*+F+F′ F—卸料板工作行程，mm，取F=料厚+1=2mm； F′—凸凹模修模余量，mm， F′=4～10mm，取F′=4mm 則：h*+F+F′=12.5+2+6=18.5mm＜hj=19.3mm 結論：因為所選彈簧滿足公式hj≥h*+F+F′，所以所選彈簧規(guī)格符合要求，4個彈簧的分布情況如圖5-5所示： 5.9 定位銷的設計 定位銷主要用于復合模和單工序模。如圖5所示：是以毛坯外緣

47、定位的。其尺寸是根據(jù)毛坯的尺寸來確定的。 5.10彈性卸料裝置的設計 卸料板的設計:彈性卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，多用于沖制薄料，使工件的平面度提高。借助彈簧、橡膠或氣墊等彈性卸料裝置，常兼作壓邊、壓料裝置或凸模導向。彈簧卸料為常用構造；帶小導柱的卸料裝置主要用于要求運動精度高的卸料，如小孔沖裁模、連續(xù)模；帶橡皮的卸料裝置主要用于小批量生產(chǎn)薄料沖裁卸料。 綜上分析：彈性卸料裝置選擇彈簧卸料裝置。 彈性卸料板的周界尺寸與凸凹模固定板的周界尺寸一樣，其厚度可根據(jù)?沖模設計手冊?查得：即當料厚t=1mm、卸料板寬度＞200mm時，卸料板厚度H=10mm。 其構造尺寸零件圖所示： 卸

48、料彈簧的安裝:當卸料螺釘?shù)臄?shù)目與彈簧數(shù)目一樣時，常用的構造為,如零件圖所示：其中螺釘為標準卸料螺釘構造，凸模刃磨后需在卸料螺釘頭下加墊圈調節(jié)。重載荷時螺紋根部有折斷的危險。s的最小值為0.3mm。s—螺釘圓柱局部縮入卸料板中的深度，mm。卸料板孔與凸模的單邊間隙Z′/2的值查?沖模設計手冊?得：Z′/2=0.1mm， 5.11模架的選用 模架由上、下模座、模柄及導向裝置組成。根據(jù)此要求選擇模架。對模架的根本要求為： 1.要有足夠的強度和剛度； 2.要有足夠的精度; 3.上、下模之間的導向要準確。 選擇標準模架 由于落料凹模的周界尺寸為：B*L=250*250mm，前面所選的模架為

49、后側導柱模架，則根據(jù)?沖模設計手冊?選擇模架為：A型GB/T2851.3—90。 圖5-6模柄構造簡圖 其構造形式如零件圖所示,選用標準模架： 上模座的尺寸為： 25025060 下模座的尺寸為： 25025055 選擇模柄 中小型模具都是通過模柄固定在壓力機滑塊上的。模柄有剛性與浮動兩大類。所謂剛性模柄是指模柄與上模座是剛性連接，不能發(fā)生相對運動。所謂浮動模柄是指模柄相對上模座能作微小的擺動。 常用的模柄構造如圖5-6所示,本模具選用凸緣模柄型式，且是B型 為GB2862.3-81。 導柱與導套:導柱與導套的構造與尺寸都可直接由標準中選取。在選用時應注意導柱的長度應保證沖

50、模在最低位置時，導柱上端面與上模座頂面的距離不小于10～10mm〔考慮到模具修模后其閉合高度將減小〕，而下模座底面與導柱底面的距離應為0.5～1mm。如圖5-7所示： 根據(jù)標準模架，選擇A型導柱和A型導套。但由于選擇的不是非標準模架，因此，導柱導套也是標準模架。 導柱：Φ35180mmΦ35180mm 導套：Φ5014053mmΦ5014053mm 圖5-7導柱和導套配合示意圖 導柱與導套之間的配合根據(jù)沖裁模的間隙大小選用。當沖裁板厚為0.8～4mm時，選用H7/h6配合的Ⅱ級精度模架。 5.12沖模閉合高度確實定 模具的閉合高度〔H模具〕是指模具在最低工作位置時上模座的上平面與

51、下模座的下平面之間的高度，如圖5-9所示： 圖5-9 模架構造簡圖 壓力機的裝模高度是指滑塊在下止點時，滑塊底平面到工作臺上的墊板上平面之間的高度。調節(jié)壓力機連桿的長度，可以調節(jié)裝模高度的大小。 模具的閉合高度H模具應介于壓力機的最大裝模高度Hma*與最小裝模高度Hmin之間，否則就不能保證正常的安裝與工作。其關系為： Hmin+10mm≤H模具≤Hma*-5mm 假設模具的閉合高度H模具＞Hma*，則該壓力機不能用；假設H模具＜Hmin，則可以再加墊板。 5.13選擇壓力機型號 初選的壓力機的型號為23-63。但由于下模座的周界尺寸為343*350，而23-63壓力機的工作臺

52、尺寸為〔前后*左右〕480mm*710mm，壓力機工作臺面的尺寸符合要求，模具在壓力機的工作臺面上裝得下，選擇壓力機的型號為J23-63，其局部參數(shù)為：標稱壓力：630kN，滑塊行程：120mm，行程次數(shù)：50/〔次/min〕，連桿調節(jié)長度：80mm，最大裝模高度：360mm，工作臺尺寸〔前后*左右〕： 480mm*710mm，模柄孔尺寸〔直徑*深度〕： Φ50*70mm，電動機功率：5.5kW。 第6章 裝配圖的設計繪制 該套模具為端蓋落料拉深模，裝配圖繪制時應注意的一些問題,在計算機上繪制時，應注意圖層的設置。線形的寬度等。還應注意一些配合的標注，如導柱導套之間的配合,導柱與下模座之

53、間，導套與上模座之間的配合等。 其裝配簡圖如圖6-1所示： 圖6-1 裝配圖 1.下模座 2.螺釘 3.下墊板 4.定位銷 5.落料凹模 6.擋料銷 7.卸料板 8.定位銷 9.沖孔凸?！采稀彻潭ò? 10.上墊板 11.沖孔凸模 12沖孔凸模13.頂桿 14.上模座 15.螺釘 16.推桿 17.模柄 18.推板 19.螺釘20.沖孔凸模 21.導套 22.彈簧 23.推件板 24.落料拉深凸凹模 25導柱26.拉深沖孔凸凹模 27.壓邊圈 28.拉深凸模〔下〕固定板 29.頂桿 上模構造：沖孔凸模通過凸模固定板固定在一起。推件板23在落

54、料拉深凸凹模24，通過其與落料拉深凸凹模24的間隙，在頂桿13和推板18作用下完成推件工作。墊板10，凸模固定的板9，落料拉深凸凹模24。上模座14通過定位銷8定位后，有螺釘19固定在一起。模柄17通過螺釘15與上模座14固定在一起。 下模構造：下模構造和上模構造類似，壓邊圈27在落料凹模5，在彈頂器作用下，通過頂桿29起到壓邊作用。拉深沖孔凸凹模26通過其固定板28被固定的，落料凹模5，固定板28，下墊板3，下模座通過銷釘4的定位，在螺釘2的作用下固定在一起。 第7章 模具工作原理 模具的總裝圖如6-1。模具工作原理如下：條料在擋料銷的作用下被放正，壓力機開場工作，上模下行落料凸模

55、和落料凹模共同作用完成落料，緊接著開場進入拉深階段，在壓邊圈通過模具底部的彈頂器的作用起到壓邊作用，在拉深凹模和拉深凸模的作用下進展拉深，在拉伸的最后階段，沖孔凸模和沖孔凹模也在相互作用，在沖孔完畢時，拉深工序也其本完成。上模繼續(xù)下行，最終完成了拉深和沖孔。這樣沖孔的廢料通過模具上開的孔可直接落到模具下面，上模開場上行，工件被留在拉深凹模，在上模上行的過程中，條料通過彈性卸料板完成條料的卸料。同時壓邊裝置回復到初始狀態(tài)，以便下一次繼續(xù)工作。在上模上行的最后階段，壓力機橫桿與制動螺釘相碰。即可通過上模中的推桿推動推板，再通過頂桿作用于推件板，并最終把工件從拉深凹模推出，這樣模具的一次工作就完全完

56、成了，壓力機上模再可下行，進展連續(xù)工作。 結 論 本套模具的優(yōu)點就是能一次將毛胚加工成零件。這就解決了需多套模具進展加工的繁瑣。但模具要求準確的裝配。對裝配人員提出了一定的技術要求。本模具在使用過程中如果出現(xiàn)凸模裝配固定不準確，則可對凸模及其固定板重新修整，這是本套的模具要改進的地方。 在設計面模具時更加注意其模具的加工制造過程，在設計的同時就考慮到了如何加工，在模具的選材方面也更加注意其可加工性和材料的經(jīng)濟實用性。也更加的的注意模具的裝配方便性。以及維修的方便性和模具的壽命，在模架選取方面也有了更進一步的提高。在模具的制造精度。模板尺寸。凸凹模工作局部，刃口局部的尺寸計算都要力求準確。

57、總之，本套模具的設計思路比較典型。模具所采用構造比較通俗易懂。本套模具欠缺的是實際的實模工序。相信試模后，本套模具進過修整應該比較好用。 辭 本設計是在康紅艷康教師的關心和悉心指導下完成的。在設計過程中，康教師為我提供了很多有關模具設計的資料，以便設計的有序開場。而且在初步完成裝配圖及零件圖繪制后，糾正了設計中很多問題。她嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度以及平和的人生態(tài)度是我以后工作和學習中要認真學習的.在此學生衷心的感康教師在畢業(yè)設計這段時日里對我的關心和栽培。 同時，也感我的專業(yè)課有關教師，是他們將自己的所學無償?shù)膫魇诮o我們，使自己的畢業(yè)設計得以順利完成。同時感同學黃偉在設計過程中給與的幫助。 參

58、考文獻 [1]丁松聚. 冷沖模設計. ：機械工業(yè)， 2007 [2]*德珠. 機械工程材料. 第二版. ：高等教育， 2001 [3]小年，婷. 機械制圖. 第三版. ：高等教育， 2005 [4]程燕軍，柳舟通. 沖壓與塑料成型設備. ：科學， 2006 [5]黃毅宏，明輝. 模具制造技術. ：機械工業(yè)出版，2021 [6]齊衛(wèi). 冷沖壓模具圖冊.： 理工大學，2007 [7]正修. 導板式?jīng)_模. ：機械工業(yè)出版，2006 [8]周大雋. 沖模機構設計要領也例. ：機械工業(yè)，2005 [9]鄧明，呂琳. 沖壓成型工藝及模具. ：化學工業(yè)，2006 [10]成美. 模具專業(yè)英語. ：理工大學，2007 [11]梁俊有. CAD 工程設計. 呼和浩特：遠方，2005 [12]鐘毓斌. 沖壓工藝與模具設計. ：機械工業(yè)出版，2003 [13]駱志斌. 模具工實用技術手冊. ：科學技術，1999 [14]云程. 模具制造工藝學. 第一版. ：機械工業(yè)，1992 [15]翁其金，*新成. 沖壓工藝與沖模設計.：機械工業(yè)，2004 . z