【正文】 第 1 頁 共 22 頁 安徽機電職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計 題目： 又安裝支架沖裁模 落料、沖 孔工序 系 別 機 械 工 程 系 專 業(yè) 模具設計與制造 班 級 姓 名 學 號 2021～ 2021 學年第一學期 第 2 頁 共 22 頁 目 錄 一、 沖壓模具的概念、特點、應用 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、 沖壓模具工藝與設計的計算 5 零件展開形狀和尺寸 7 排樣設計 8 刃口尺寸 的計算 9 沖壓力的計算 9 壓力中心的計算 10 四、 模具總體設計 10 五、 模具主要的零部件的結構設計 10 落料 凹模結構設計 10 凸凹模 結構設計 12 沖孔凸模結構設計 12 凸模固定板板結構設計 13 彈簧的設計 15 模架的設計 15 六、 沖壓設備的選擇 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、 設計 小結 18 十、 參考文獻 19 緒論 一、 沖 壓 模具的概念、特點、應用 第 3 頁 共 22 頁 沖壓是利用安裝在沖壓設備上的模具對材料施加壓力，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材料進行冷變形加工，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 。 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。模具在沖壓中至關重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進行。沒有先進的沖模，先進的沖壓工具就無法實現(xiàn)。沖壓工藝與模具 ,沖壓設備和沖壓材料構成沖壓的三大要素，只有他們相互結合才會有沖壓件。 沖壓加工的特點是： 1． 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易實現(xiàn)機械化加工和自動化。 2． 沖壓時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量。 3． 沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀復雜的零件。 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)中應用十分廣泛。相當多的工業(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?shù)拇螅賱t60%，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注了公差，其余尺寸精度沒有標注，應為IT14，用一般沖裁模具就可以達到要求，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） .工件的結構工藝性分析 該零件形狀簡單，沖裁件外形所能 達到的經(jīng)濟精度為 IT11～ IT14,，將以上精度與零件的精度要求相比較，可認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行加工。 在零件的彎曲工序時，由于只有一側受力，會在彎曲過程中產(chǎn)生偏移現(xiàn)象，造成零件合格率較低，同時也會加劇模具的磨損，使模具的壽命大大降低，為避免這種情況發(fā)生，可以對稱彎曲，一次彎曲兩個零件，抵消側向力同時效率也大大提高。 工藝方案的確定 由上分析可知，如要對稱彎曲，該零件有 3 個工 序： 、沖孔 b.彎曲 可采用的沖裁工藝方案有單工序沖裁、復合沖裁和級進模沖裁三種。由于零件屬于大批量生產(chǎn)，若采用級進模沖裁，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，需要在模具上設置導正銷，故模具的制造、安裝較為復雜，用在這個零件上成本太大，不合算。綜合考慮第一道工序應采用復合模：落料、沖孔同時完成；第二道工序彎曲應采用成形模：一次彎曲兩件；第三道工序應采用切斷模：將第二道彎曲工序成形件一切為二，完成整個零件的加工過程。 通過以上沖壓 工藝方案的比較分析，這個零件需要三副模具，我設計的是第一道工序落料、孔復合模。考慮到?jīng)_件的結構特點和沖裁生產(chǎn)率的要求，模具采用倒裝式復合模結構，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)孔從沖床臺面孔落下。三道工序各自對應的三維圖如下： 1. 落料、沖孔： 第 6 頁 共 22 頁 ： 第 7 頁 共 22 頁 ： 三、沖壓模具工藝與設計計算 . 零件展開形狀和尺寸 根據(jù)材料的的彎曲后中性層計算零件展開尺寸，落料長度為 Lz1 寬度為 Lz2，計算 Lz1：彎曲半 徑 r= 料后 t= 相對彎曲半徑 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 排樣設計 設計沖裁模時，首先要設計條料排樣圖。該零件具有矩形的特點，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《冷沖模設計》書中表 210取得搭邊值 c=2mm 和 b=3mm 計算條料寬度： B=(+2 2)= 步距： S=（ +3） = 材料利用率的計算： 計算沖壓件毛坯的面積： A=178。（計算機算出） 一個步距材料利用率： η =A/(B*S) 100%=(*) 100%= % 計算刃口尺寸 查表 Zmin = Zmax = 對于沖出 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 沖壓力的計算： 查表得知 08F 鋼的抗剪強度 δ b=230310Mpa 沖裁周邊長度 L=（計算機算出） 故 落料力： 第 10 頁 共 22 頁 F落 KNNKL b ?????? ）（? 沖 孔力： F孔 KNNKL 6 1 5 b ???????? ）（? 落料時的卸料力計算 查表 Kx= Fx=KxF落 == 沖孔時的推件力計算，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=++= 壓力中心的計算： 因為工件圖形完全對稱，所以壓力中心一定在工件的幾何中心上。 四、模具總體設計 根據(jù)上述分析，沖壓為落料、沖孔復合模，由上推出出工件，可采用倒裝式復合模具。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現(xiàn)的，所以卸料板還應具有壓料的作用，應選用彈性卸料板來卸下條料。 因該制件采用的是倒裝式復合模，所以直接用擋料銷和導料銷即可。 為確保零件的穩(wěn)定性，選用導柱、導套導向。由于該零件導向尺寸較小，且精度要求不是太高，所以采用四導柱模架。 五、模具主要的零部件的結構設計 落料凹 模結構設計： 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。 凹模熱的結構尺寸如下截圖：處理 ： 58～ 62HRC 第 12 頁 共 22 頁 凸 凹模結構設計： 材料： Cr12MnV 沖孔凸模 結構設計： 材料 ： Cr12MnV 第 13 頁 共 22 頁 凸模固定板 板結構設計： 材料： 45 鋼 第 14 頁 共 22 頁 第 15 頁 共 22 頁 卸料彈簧的設計 ： 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 ?? 模架的設計 模架各零件標記如下： 上模座： 320mmx300mmx30mm 下模座： 320mmx300mmx30mm 導柱： B20h5x124mmx32mm 導套： 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 .沖壓設備的選擇 選擇型號為 J23— 40 的開式雙柱可傾壓力機能夠滿足使用要求。其主要技術參數(shù)如下： 公稱壓力： 400KN 滑塊行程 ： 80mm 最大封閉高度： :265 mm 封閉