【正文】 第 1 頁 共 22 頁 安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 題目： 又安裝支架沖裁模 落料、沖 孔工序 系 別 機(jī) 械 工 程 系 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 2021～ 2021 學(xué)年第一學(xué)期 第 2 頁 共 22 頁 目 錄 一、 沖壓模具的概念、特點(diǎn)、應(yīng)用 3 二、 工藝性分析、工藝方案的確定 4 沖件的工藝性分析 4 工藝方案的確定 5 三、 沖壓模具工藝與設(shè)計(jì)的計(jì)算 5 零件展開形狀和尺寸 7 排樣設(shè)計(jì) 8 刃口尺寸 的計(jì)算 9 沖壓力的計(jì)算 9 壓力中心的計(jì)算 10 四、 模具總體設(shè)計(jì) 10 五、 模具主要的零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 落料 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 凸凹模 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 沖孔凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 凸模固定板板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 彈簧的設(shè)計(jì) 15 模架的設(shè)計(jì) 15 六、 沖壓設(shè)備的選擇 15 七、 繪制 模具總體裝配圖 16 八、 成形模具零件加工工藝的編制 17 落料凹模加工工藝過程 17 凸模加工工藝過程 17 凸凹模 加工工藝過程 18 九、 設(shè)計(jì) 小結(jié) 18 十、 參考文獻(xiàn) 19 緒論 一、 沖 壓 模具的概念、特點(diǎn)、應(yīng)用 第 3 頁 共 22 頁 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備上的模具對(duì)材料施加壓力，使其分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行冷變形加工，且主要采用板料來加工所需零件，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，是一種材料成形工程技術(shù) 。 沖壓所使用的模具，簡稱沖模。沖模是將材料（即金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。模具在沖壓中至關(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)的沖壓工具就無法實(shí)現(xiàn)。沖壓工藝與模具 ,沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓的三大要素，只有他們相互結(jié)合才會(huì)有沖壓件。 沖壓加工的特點(diǎn)是： 1． 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化加工和自動(dòng)化。 2． 沖壓時(shí)由模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓材料的表面質(zhì)量。 3． 沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀復(fù)雜的零件。 4． 沖壓一般沒有 切屑碎料生成，材料的消耗少，且不需要其他設(shè)備，因而是一種省料、節(jié)能的加工方法。 沖壓在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量的生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來越多的采用沖壓方法來加工產(chǎn)品零部件，如汽車、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工等行業(yè)。在這些部門中，沖壓所占比例相當(dāng)?shù)拇?，少則60%，多則 90%一上。因此可以說，如果生產(chǎn)中不廣泛的使用沖壓工藝，許多部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、加速產(chǎn)品的更新?lián)Q代等都是難以實(shí)現(xiàn)的。 二、 工藝分析、工藝方案的確定 沖 件的工藝性分析： 第 4 頁 共 22 頁 材料： 08F，厚度： ，生產(chǎn)批量：大批量。零件如下圖 : 圖 21 三維圖 （ 1） .零件的尺寸精度分析 該沖件尺寸精度只有孔標(biāo)注了公差，其余尺寸精度沒有標(biāo)注，應(yīng)為IT14，用一般沖裁模具就可以達(dá)到要求，無需采用精密沖裁或整修等特殊沖裁方法。 第 5 頁 共 22 頁 （ 2） .工件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 該零件形狀簡單，沖裁件外形所能 達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為 IT11～ IT14,，將以上精度與零件的精度要求相比較，可認(rèn)為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證，零件上的尺寸標(biāo)注，生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用沖壓方式進(jìn)行加工。 在零件的彎曲工序時(shí)，由于只有一側(cè)受力，會(huì)在彎曲過程中產(chǎn)生偏移現(xiàn)象，造成零件合格率較低，同時(shí)也會(huì)加劇模具的磨損，使模具的壽命大大降低，為避免這種情況發(fā)生，可以對(duì)稱彎曲，一次彎曲兩個(gè)零件，抵消側(cè)向力同時(shí)效率也大大提高。 工藝方案的確定 由上分析可知，如要對(duì)稱彎曲，該零件有 3 個(gè)工 序： 、沖孔 b.彎曲 可采用的沖裁工藝方案有單工序沖裁、復(fù)合沖裁和級(jí)進(jìn)模沖裁三種。由于零件屬于大批量生產(chǎn)，若采用級(jí)進(jìn)模沖裁，雖然只要一副模具，但是零件的沖壓精度稍差，欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷，故模具的制造、安裝較為復(fù)雜，用在這個(gè)零件上成本太大，不合算。綜合考慮第一道工序應(yīng)采用復(fù)合模：落料、沖孔同時(shí)完成；第二道工序彎曲應(yīng)采用成形模：一次彎曲兩件；第三道工序應(yīng)采用切斷模：將第二道彎曲工序成形件一切為二，完成整個(gè)零件的加工過程。 通過以上沖壓 工藝方案的比較分析，這個(gè)零件需要三副模具，我設(shè)計(jì)的是第一道工序落料、孔復(fù)合模。考慮到?jīng)_件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和沖裁生產(chǎn)率的要求，模具采用倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)，上模采用打桿裝置推件，下模采用彈性卸料裝置卸料，沖孔的廢料通過凸凹模的內(nèi)孔從沖床臺(tái)面孔落下。三道工序各自對(duì)應(yīng)的三維圖如下： 1. 落料、沖孔： 第 6 頁 共 22 頁 ： 第 7 頁 共 22 頁 ： 三、沖壓模具工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算 . 零件展開形狀和尺寸 根據(jù)材料的的彎曲后中性層計(jì)算零件展開尺寸，落料長度為 Lz1 寬度為 Lz2，計(jì)算 Lz1：彎曲半 徑 r= 料后 t= 相對(duì)彎曲半徑 r/t=1 所以可以查出中性層位移系數(shù) x=，所以 ρ =r+xt=+= 式中 r彎曲件的內(nèi)彎半徑 t材料厚度 x中性層位移系數(shù) Ρ 曲率半徑 所以 Lz1=L+παρ /180=706+（ 223） x2+π *90**2= 同理可以計(jì)算出 Lz2= 由于是一次 落兩件 經(jīng)過處理后 落料的形狀尺寸如下圖所示： 第 8 頁 共 22 頁 排樣設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)沖裁模時(shí)，首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。該零件具有矩形的特點(diǎn)，故采用直排的方法，見圖 31 材料利用率較高，減少廢料。 圖 31 第 9 頁 共 22 頁 查《冷沖模設(shè)計(jì)》書中表 210取得搭邊值 c=2mm 和 b=3mm 計(jì)算條料寬度： B=(+2 2)= 步距： S=（ +3） = 材料利用率的計(jì)算： 計(jì)算沖壓件毛坯的面積： A=178。（計(jì)算機(jī)算出） 一個(gè)步距材料利用率： η =A/(B*S) 100%=(*) 100%= % 計(jì)算刃口尺寸 查表 Zmin = Zmax = 對(duì)于沖出 的孔 dp=(dmin+Δ x） 0p? dd=(dp+Zmin)d?0 查表 d= p= x= d+p=ZmaxZmin= 符合 d+p≤ ZmaxZmin 的條件 所以 dp=（ 10+*） ? =? mm dd=（ +） ? = ? mm 沖壓力的計(jì)算： 查表得知 08F 鋼的抗剪強(qiáng)度 δ b=230310Mpa 沖裁周邊長度 L=（計(jì)算機(jī)算出） 故 落料力： 第 10 頁 共 22 頁 F落 KNNKL b ?????? ）（? 沖 孔力： F孔 KNNKL 6 1 5 b ???????? ）（? 落料時(shí)的卸料力計(jì)算 查表 Kx= Fx=KxF落 == 沖孔時(shí)的推件力計(jì)算，查表取 KT=， 取凹模刃口高度 h=8mm，n=h/t=8/=5 FT=n*KT*F孔 =5? ? = 故總的沖裁力 F 、總 = F 落 + F 孔 +Fx +FT=++= 壓力中心的計(jì)算： 因?yàn)楣ぜD形完全對(duì)稱，所以壓力中心一定在工件的幾何中心上。 四、模具總體設(shè)計(jì) 根據(jù)上述分析，沖壓為落料、沖孔復(fù)合模，由上推出出工件，可采用倒裝式復(fù)合模具。落料件由推件塊推出，卡在凸凹模上的條料可由卸料板推出，由于在改模具中壓料是由凸模與卸料板一起工作來實(shí)現(xiàn)的，所以卸料板還應(yīng)具有壓料的作用，應(yīng)選用彈性卸料板來卸下條料。 因該制件采用的是倒裝式復(fù)合模，所以直接用擋料銷和導(dǎo)料銷即可。 為確保零件的穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于該零件導(dǎo)向尺寸較小，且精度要求不是太高，所以采用四導(dǎo)柱模架。 五、模具主要的零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 落料凹 模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 第 11 頁 共 22 頁 凹模材料為 Cr12MnV，刃口具有一定的耐磨性和剛度的要求。 凹模熱的結(jié)構(gòu)尺寸如下截圖：處理 ： 58～ 62HRC 第 12 頁 共 22 頁 凸 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 材料： Cr12MnV 沖孔凸模 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 材料 ： Cr12MnV 第 13 頁 共 22 頁 凸模固定板 板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 材料： 45 鋼 第 14 頁 共 22 頁 第 15 頁 共 22 頁 卸料彈簧的設(shè)計(jì) ： 根據(jù)模具的卸料力選四根彈簧，參數(shù)如下： 規(guī)格 )(mm 剛度 工作范圍 工作極限 012 HDD ?? /P mmN/ F mm1 NP1 F mm2 NP2 )(mmFj )(mmFjw 20612 ?? 模架的設(shè)計(jì) 模架各零件標(biāo)記如下： 上模座： 320mmx300mmx30mm 下模座： 320mmx300mmx30mm 導(dǎo)柱： B20h5x124mmx32mm 導(dǎo)套： B20JH6x65mmx16mm 模柄：Ф 50x90mm 墊板厚度： 12mm 卸料板厚度： 12mm 凸模固定板厚度 : 20mm 模具的閉合高度： H=189mm 六 .沖壓設(shè)備的選擇 選擇型號(hào)為 J23— 40 的開式雙柱可傾壓力機(jī)能夠滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下： 公稱壓力： 400KN 滑塊行程 ： 80mm 最大封閉高度： :265 mm 封閉