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1、 目 錄 前言 任務描述 1 一. 沖壓件工藝性分 2 二. 沖壓工藝方案的確定 2 三. 主要設(shè)計計算 2 （1）排養(yǎng)方式的確定以及計算 2 （2）沖壓力的計算 2 （3）壓力中心的確定及相關(guān)計算 3 （4）工作零件刃口尺寸計算 3 （5）卸料橡膠的設(shè)計 4 四. 模具總體設(shè)計 4 （1）模具類型的選擇 4 （2）定位方式的選擇 4 （3）卸料，出件方式的選擇 4 （4）導向方式選擇 5 五. 主要零部件設(shè)計 5 （1）主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計

2、 5 a.落料凸模 5 b.沖孔凸模 5 c.凹模 5 （2）定位零件的設(shè)計 6 （3）導料板的設(shè)計 6 （4）卸料板部件設(shè)計 6 （5）模架及其他零部件設(shè)計 6 六. 模具總裝圖 7 七. 沖壓設(shè)備的選定 7 八. 工作零件的加工工藝 7 九. 模具的裝配 8 十．設(shè)計小結(jié) 9 附圖 裝配圖 10 （參考文獻）11 沖裁模設(shè)計說明書 沖裁模設(shè)計： 根據(jù)給定工件圖設(shè)計沖裁模具。工件尺寸如圖所示，料厚t=1, 材料:紫銅; 大批量. 要求: 1.

3、完成模具總裝圖(3D電子文檔); 2.完成總裝配圖,圖紙符合國家制圖標準; 3.繪制工程圖,圖紙符合國家制圖標準. 4.編寫設(shè)計說明書.(A4紙打印) 工件圖 工件名稱：墊片 工件簡圖：如圖所示 生產(chǎn)批量：大批量 工件材料：紫銅 材料厚度：1 mm 一. 沖壓件工藝性分析 此工件只有沖孔和落料兩個工序。材料為紫銅，具有良好的沖壓性能，適合沖

4、裁。工件結(jié)果簡單，有2個直徑10mm的孔；孔與孔，孔與邊緣之間的距離滿足要求，工件的尺寸全部為自由公差，可看著IT14級，尺寸精度底，普通沖裁就能滿足要求。 二. 沖壓工藝方案的確定 該工件包括落料 沖孔 兩個基本工序，可有以下三種工藝方案： 方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：落料—沖孔復合沖壓。采用復合模生產(chǎn)。 方案三：沖孔—落料級進沖壓。采用級進模生產(chǎn)。 方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序兩套模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求。 方案二只需一套模具，工作精度及生產(chǎn)效率都比較高，但制造難度大，并且沖壓成品件留在模具上，清理模具上的物料影響沖壓

5、速度，操作不方便。 方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，設(shè)計簡單，由于工件精度要求不高，完全能滿足工件技術(shù)要求。 通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為最佳。 三. 主要設(shè)計計算 （1）排養(yǎng)方式的確定以及計算 設(shè)計級進模，先要設(shè)計條料排樣圖。工件圖可視為一矩形中間兩個孔，直排材料利用率最高。如 圖一 所示的排樣方法，可減少廢料。第一次沖裁使用活動擋料銷，然后第二次可用固定擋料銷。搭邊值取1.5mm，壁厚取2.5mm，條料寬度為65mm，步距為31.5mm，一個步距的材料利用率為88%（計算見 表一） （2）沖壓力的計算 該

6、模具采用級進模，選擇彈性卸料，下出件。沖壓力的相關(guān)計算見 表一 根據(jù)計算結(jié)果，沖壓設(shè)備擬選擇 J23-25。 圖一 排樣圖 表一 條料及沖壓力的相關(guān)計算 項目分類 項 目 公 式 結(jié) 果 備 注 排 樣 沖裁件面積A A=6530-2 1793 條料寬度B B=60-22.5 65mm =1.5mm, =2.5mm 步距S S=30+1.5 31.5mm 一個步距的材料利用率 1

7、00%= 88% 沖壓力 沖裁力F F=KL=1.32501160 52000N L=250mm 卸料力 = F=0.0552000 2600N 查表得=0.05 推件力 =F=60.0652000 18720N 取6 沖壓工藝總力 = ++ =52000+2600+18720 73320N 彈性卸料 下出件 （3）壓力中心的確定及相關(guān)計算 通過軟件得出壓力中心點（0，-8.4） 由以上計算結(jié)果可以看出，該工件沖裁力不大， 壓力中心偏離坐標原點（0，0）較小，為了便于裝配，模具中心仍先在坐標原點。若選用J23-25沖床，C點仍在壓力機模柄投影范

8、圍內(nèi)，滿足要求。 （4）工作零件刃口尺寸計算 在確定工作零件刃口尺寸計算方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法。結(jié)合該模具的特點，工作零件的形狀相對較簡單,適宜采用線切割機床分別加工落料凸模，凹模，凸模固定板，卸料板，這種加工方法可以保證這些零件各個孔的同軸度，使裝配簡化。因此工作零件刃口尺寸計算就按分開加工的方法來計算，具體計算見 表二 所示。 表二 工作零件刃口尺寸的計算 尺寸及分類 尺寸轉(zhuǎn)換 計算公式 結(jié) 果 備 注 落 料 30 查表得沖裁雙面間隙 磨損系數(shù)X

9、=0.5，模具按IT14級制造。校核滿足 60 36 R15 沖 孔 Φ10　　 孔心距 30 300.26 （5）卸料橡膠的設(shè)計 卸料橡膠的設(shè)計計算見 表三。選用的4塊橡膠板的厚度務必一致，不然會造成受力不均勻，運動產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作。 表三 卸料橡膠的設(shè)計計算 項 目 公 式 結(jié) 果 備 注 卸料板工作行程 4 mm 為凸模具凹進卸料板的高度1mm，為凸模沖裁后進入凹模的深度2mm，為凸模修磨量取5mm

10、,取為的25%，選用4個圓筒形橡膠 橡膠工作行程 9 mm 橡膠自由高度 36 mm 橡膠的預壓縮量 5.4 mm 每個橡膠承受的載荷 650 N 橡膠的外徑D 42 mm 校核橡膠自由高度 滿足要求 橡膠的安裝高度 30.6 mm 四. 模具總體設(shè)計 （1）模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用級進沖壓，所以模具類型為級進模。 （2）定位方式的選擇 因為該模具采用的是調(diào)料，控制條料的送進方向采用導料板，無側(cè)壓裝置。控制條料的送進步距采用擋料銷初定距，導正銷精定距。而第一件的沖壓位置可由活動擋

11、料銷定距。 （3）卸料、出件方式的選擇 因為工件料厚1 mm，相對較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。又因為是級進模生產(chǎn)，所以采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。 （4）導向方式選擇 為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該級進模采用對角式導柱的導向方式。 五. 主要零部件設(shè)計 （1）主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 a.落料凸模 結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計成直通式，采用線切割機床加工，2個M8螺釘固定在墊板上，與凸模固定板的配合按H6/m5。總長L可按公式計算： L==15+8+30.6-1=

12、52.6mm b.沖孔凸模 因為所沖的孔均為圓形，而且都不屬于需要特別保護的小凸模，所以沖孔凸模采用臺階式，加工簡單，便于裝備與更換。見圖 c.凹模 凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機床加工，安排凹模具在模架上的位置時。要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄范圍內(nèi)。其輪廓尺寸可按公式計算： 凹模厚度H=kb=0.3x60 mm=18 mm，為了方便橡膠安裝，取H=25 mm 凹模壁厚c=（1.5-2）H=37.5-50 mm，取c=40 mm 凹模寬度 B=b+2c=(60+2x40) mm=140

13、mm 取B=150 mm 凹模長度 L取147.5 mm（送料方向） 凹模輪廓尺寸為147.5mm x150mm x25mm，結(jié)構(gòu)如圖所示 圖二 落料凸模和沖孔凸模零件圖（草圖） 圖三 凹模零件圖（草圖） （2）定位零件的設(shè)計 落料凸模下部設(shè)置兩個導正銷，借用工件直徑10 mm的的兩個孔作為導正孔。導正銷采用H7/r6安裝在落料凸模端面，導正銷導正部分與導正孔采用H7/r6配合。

14、 （3）導料板的設(shè)計 導料板內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，導料板與條料之間間隙取1 mm，這樣就可確定了導料板的寬度，導料板厚度取4 mm，采用45鋼制作，熱處理硬度為40-45 HRC，用螺釘固定在凹模上。導料板上有活動擋料銷凹槽。 （4）卸料板部件設(shè)計 a.卸料板的設(shè)計 卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為8 mm。采用45鋼制造，淬火硬度為40-45 HRC。 b. 卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板上設(shè)置4個卸料螺釘，公稱直徑為8 mm，螺紋部分為M6x4 mm。 （5）模架及其他零部件設(shè)計 該模具

15、采用對角式導柱模架，導向裝置安裝在模具對稱線上，滑動平穩(wěn)，導向準確可靠，便于橫向送料；以凹模周界尺寸為依據(jù)選擇模具規(guī)格。 導柱分別為28x100，32x100；導套分別為28x42x95, 32x45x95。 上模座厚度取40 mm，上墊板厚度取5 mm，固定板厚度取15 mm，下模座厚度取45 mm； 那么該模具的閉合高度： ==40+5+52.6+25+45-2=165.6 mm 式中：L—凸模長度，L=52.6 mm H—凹模厚度，H=25 mm —凸模沖裁后進入凹模的深度，=2 mm 可見該模具閉合高度小于所選壓力機J23-25

16、的最大裝模高度220 mm，可以使用。 六．模具總裝圖（見附圖） 通過以上設(shè)計，可得如圖所示的模具總裝圖。模具上模部分主要由上模板、墊板、凸模3個、凸模固定板及卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以橡膠為彈性元件/下模部分由下模座、凹模板、導料板等組成。沖孔廢料和成品件均由漏料孔漏出。 條料送進時采用活動擋料銷21作為粗定距，在落料凸模上安裝2個導正銷，利用條料上的孔作為導正銷孔導正，以此作為條料送進的精確定距。首次沖壓采用活動擋料銷，而后用落料孔套在活動擋料銷上完成精確定距。 七．沖壓設(shè)備的選定 通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機J23-25能滿足使用要求。 其主要參數(shù)如下

17、： 公稱壓力：250 kN 滑塊行程：65 mm 最大閉合高度：270 mm 最大裝模高度：220 mm 連桿調(diào)節(jié)長度：55 mm 工作臺尺寸（前后x左右）：370x560 mm 墊板尺寸（厚度x孔徑）：50x200 mm 模柄孔尺寸：φ40x60 mm 最大傾斜角度：30 八.工作零件的加工工藝 本副沖裁模，模具零件的加工的關(guān)鍵在工作零件，固定板以及卸料板，大多數(shù)才用線切割加工。沖孔凸模是由車床加工形成， 表四 為沖孔凸模加工工藝過程。 表四 沖孔凸模加工工藝過程 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 工 序 簡 圖 1 備料 將毛胚鍛

18、成原棒Φ15x65 2 熱處理 退火 3 車削 按圖車削外形 4 熱處理 調(diào)質(zhì) 5 磨端面 工作端留單邊余量0.3 6 磨削 精磨外圓端面至尺寸 7 鉗工精修 全面達到要求 檢 驗 九.模具的裝配 根據(jù)級進模裝配要點,本模具的裝配選凹模為基準件,先裝下模,再裝上模。并調(diào)整間隙,試沖,返修。具體裝配見 表五 所示。 表五 墊片級進模裝的配 序 號 工 序 工 藝 說 明 1 凸模、凹模 預配 ①裝配前仔細檢查凸模形狀及尺寸及凹模形孔，凸凹模的形狀、尺寸，是否符合圖紙

19、要求尺寸精度、形狀 ②將各凸模分別與相應的凹模、凸凹?？紫嗯?，檢查其間隙是否加工均勻，不適合的應重新修磨或更換。 2 凸模裝配 以凹?？锥ㄎ唬瑢⑼鼓７謩e壓入凸模固定板的形孔中，并擠緊牢固 3 裝配下模 ①下模座上劃中心線，按中心預裝凹模、導料板； ②在下模座、導料上用已加工好的凹模分別確定其螺孔的位置，并分別鉆孔，攻絲； ③將下模座、導料板、凹模、活動擋料銷、彈簧裝在一起，并用螺釘緊固，打入銷釘 4 裝配上模 ①在已裝好下模上放等高的墊鐵，再在凹模中放入0.12mm的紙片，然后將凸模與固定板組合裝入凹模2預裝下模座； ②預裝上模座，劃出與凸模固定板相應螺孔、銷孔位置并

20、鉆鉸螺孔、銷孔； ③用螺釘將固定板組合、墊板、下模座連接在一起，但不要擰緊； ④將卸料板套裝在已裝入固定板的凸模上，裝上橡膠和卸料螺釘，并調(diào)節(jié)橡膠預壓縮量，使卸料板高出凸模下端約1 mm； ⑤復查凸模、凹模間隙并調(diào)整合適后，緊固螺釘； ⑥安裝導正銷釘 ⑦切紙檢查，合適后鉆銷釘孔，打入銷釘 5 試沖與調(diào)整 裝機試沖并根據(jù)試沖結(jié)果作相應的調(diào)整 十．設(shè)計小結(jié) 經(jīng)過幾個禮拜的辛苦奮斗，使我對模具有了更多的認識，也得到了更多的經(jīng)驗。反反復復的查表和修改，依舊樂此不疲，讓我對一些錯誤有了深刻的印象。 設(shè)計過程是煩瑣的，首先用UG做的三維零件圖—再裝配；然后轉(zhuǎn)變成CAD的平面圖，然

21、后再做裝配圖；尤其是設(shè)計說明書 最是麻煩，也是修改最多次的地方，不但要保證內(nèi)容正確，還要讓頁面顯的清楚，整齊，明了； 這次小小的設(shè)計也是一次很好的歷練，讓我意識到，做什么事情都不是那么簡單，要搞好設(shè)計不但需要 廣泛的理論知識，還有 熟練的軟件使用和操作，今后還有更多復雜的模具考驗我，有了這次經(jīng)驗，或許能解決不少難題。 附圖 墊片級進模裝配圖 1—下模座 ；2—導柱；3—導正銷；4—導套；5—凸模固定板；6—上墊板；7—上模座； 8—卸料螺釘；9—模柄；10—圓柱銷；11—緊固螺釘；12—沖孔凸模；13—落料凸模； 14—彈

22、簧橡膠；15—卸料板；16—凸模；17—緊固螺釘；18—圓柱銷；19—緊固螺釘 20—擋料銷；21—活動擋料銷；22—導料板 【參考文獻】 1. 劉建超、張寶忠主編：《沖壓模具設(shè)計與制造》 北京：高等教育出版社，2004.8 2. 劉小年主編：《機械制圖》 北京：機械工業(yè)出版社，1995.5 3. 喬元信主編：《公差配合與技術(shù)測量》 北京：中國勞動社會保障出版社，2006.7 4. 謝增明主編：《鉗工技能培訓》 北京：中國勞動社會保障出版社，2005.6 5. 陳立德主編：《機械設(shè)計基礎(chǔ)》 北京：高等教育出版社，2005.6 6. 李華主編：《機械制造基礎(chǔ)》 北京：高等教育出版社，2005.1 7. 王紀安主編：《工程材料與材料成形工藝》 北京：高等教育出版社，2000.8 8. 曹洪利主編：《高級模具鉗工與技能訓練》 北京：中國勞動社會保障出版社2006.7 - 14 -