磁芯簧沖壓模具設計（全套含CAD圖紙）

磁芯簧沖壓模具設計（全套含CAD圖紙）,磁芯簧,沖壓,模具設計,全套,cad,圖紙 開題報告 一、課題來源、選題依據(jù)、課題研究目的、應用價值 沖壓--是在室溫下，利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術密集型產(chǎn)品。沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設計和制造有直接關系。 在研究該項目是為了更好的去學習磁芯簧沖壓模具設計的過程熟悉怎么樣用一些軟件，比如用UG畫三維圖、CAD繪二維圖等。通過此次畢業(yè)設計，我們將對沖壓模有更進一步的了解。 對于本次設計，我們將綜合運用所學知識，完成材料的選用、材料的工藝分析、模具結(jié)構設計、凸模凹模尺寸的確定、繪制主要零件的零件圖、模具裝配圖的繪制等。在以后的設計模具時，我們就知道怎樣能不能更好的節(jié)省材料等問題，在以后工作中設計模具時，我們就知道該怎樣去合理設計合理模具。讓我們對沖壓模具的設計產(chǎn)生了更大的興趣。 二、課題研究的基本思路、研究的關鍵問題和研究手段（途徑） 對于磁芯簧的設計而言，我們首先要考慮我們所設計的沖壓件是否符合制造要求，然后運用模具沖壓成型工藝及模具設計的基礎知識，分析沖壓件的性能要求，選擇出符合該制件的材料。之后凸模凹模尺寸的確定、繪制主要零件的零件圖、模具裝配圖的繪制等。 再此期間，我們將遇到很多問題，其中要研究的關鍵問題主要有沖壓件材料的選用；沖壓件的公差等級；壓力機的選擇。 還有一些細節(jié)方面，也是我們此次設計中將遇到的的問題。比如繪制零件圖時，要考慮到?jīng)_壓件的表面粗糙度要求，還有凸模凹模的精度、尺寸。 通過老師的對沖壓模相關知識的講解和翻閱很多有關沖壓模具設計的書籍、文獻，我們會對上述的關鍵問題逐一解決。 三、論文的主體框架和主要內(nèi)容概述 主體框架：1、成型工藝分析： 1）結(jié)構分析2）材料分析 3）尺寸精度分析 2、工藝方案的確定 3、排樣： 1）排樣圖 2）材料的搭邊 3)步距長度的確定 4)條料寬度的確定 5)材料利用率 6)條料排樣圖 4、沖裁力計算、壓力中心的確定、壓力機的選擇： 1）設計沖裁力 2）沖裁力的計算 3)壓力機的選擇 5、模具結(jié)構設計： 1）模具結(jié)構設計 2）凸、凹模結(jié)構形式 3）導料方式的選擇 4）卸料方式 6、模具尺寸計算： 1）凸、凹模刃口尺寸的確定 2）基本尺寸計算 3）沖壓模閉合高度 以上5點基本上包括了設計一套模具所需的步驟和要求。同時，在之后的設計過程中，我們將通過查閱大量資料、手冊、標準等，結(jié)合教材上的知識也對沖壓模具的組成結(jié)構（導料方式、導向部分、）有了系統(tǒng)的認識。（根據(jù)論文目錄去寫） 四、論文工作進度與安排 起訖日期 工作內(nèi)容 達到要求 畢業(yè)設計輔導，學生進行相關準備工作，選題并審批。 選題審批完成 教師下發(fā)任務書，學生完成開題報告，教師審核。 完成開題報告 學生提交開題報告并開始設計，教師指導。 開題報告審核完成，并已開始設計 老師指導，學生更改并定稿。 畢業(yè)設計最終稿完成 提交畢業(yè)設計材料（電子稿與紙質(zhì)稿）。 材料上交完成 畢業(yè)設計答辯。 五、指導教師意見 指導教師： 年 月 日 六、所在專業(yè)負責人審查意見 專業(yè)負責人： 年 月 日 七、參考文獻閱讀清單（要求8篇以上） 序號 題 目（及作者） 出處 （書籍及出版社、期刊名及期刊卷期號等） 1 模具實用技術叢書編委會.沖模設計應用實例. 北京：機械工業(yè)出版社，2000. 2 聯(lián)合編寫組.機械設計手冊. 北京：化學工業(yè)出版社，1987. 3 聯(lián)合編寫組.機械設計手冊（第二版）. 北京：化學工業(yè)出版社，1987. 4 沖模設計手冊編寫組.沖模設計手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，1988. 5 馬正元.沖壓工藝及模具設計. 北京：中國鐵道出版社，1995. 6 陳炎嗣，郭景儀.沖壓模具設計與制造技術. 北京：北京出版社，1993. 7 太田哲.沖壓模具結(jié)構與設計圖解. 北京：國防工業(yè)出版社，1982. 8 李紹珍，陳桂英.機械制圖. 北京：機械工業(yè)出版社，1998. 9 編委會.機械工程材料性能數(shù)據(jù)手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，1985. 購買后包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 摘要 本課題主要設計了一套沖孔、落料、彎曲的模具。經(jīng)過查閱資料，首先,對零件進行工藝分析，經(jīng)過工藝分析和對比，采用沖孔、落料、彎曲工序，通過沖裁力、頂件力、卸料力等計算，確定壓力機的型號。再分析對沖壓件加工的模具適用類型選擇所需設計的模具。得出設計的模具類型后將模具的各工作零件設計過程表達出來。 在文檔的第一部分是對沖壓件的工藝分析，完成了方案的確定。第二部分，對零件的排樣圖的設計，完成了材料利用率的計算。再進行沖裁工藝力的計算和沖裁模工作部分的設計計算，對選擇沖壓設備提供依據(jù)。最后對主要零部件的設計和標準件的選擇，為本次選擇設計模具的繪制和模具的成形提供依據(jù)，以及為裝配圖各尺寸提供依據(jù)。通過前面的設計方案畫出模具各零件圖和裝配圖。 本次設計闡述了沖壓正裝級進模的結(jié)構設計及工作過程。本模具性能可靠，運行平穩(wěn)，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低了勞動強度和生產(chǎn)成本。 關鍵詞：沖孔，落料，彎曲，模具 目 錄 摘要 I 前言 1 1成型工藝分析 2 1.1結(jié)構分析 2 1.2材料分析 2 1.3尺寸精度分析 2 2工藝方案的確定 4 3 排樣 5 3.1排樣圖 5 3.1.1條料的定位 6 3.1.2制件的取出和廢料的處理 6 3.1.3條料的卸料 6 3.2材料的搭邊 7 3.3步距長度的確定 8 3.4條料寬度的確定 8 3.5材料利用率 9 3.6條料排樣圖 9 4沖裁力計算、壓力中心的確定、壓力機的選擇 9 4.1 設計沖裁力 10 4.1.1沖裁力的計算 10 4.2壓力機的選擇 10 5模具結(jié)構設計 11 5.1凸、凹模結(jié)構形式 12 5.2導料方式的選擇 12 5.3卸料方式 13 6模具尺寸計算 13 6.1凸、凹模刃口尺寸的確定 14 6.2基本尺寸計算 14 6.3沖壓模閉合高度 14 7模具圖紙繪制 15 7.1裝配圖繪制 16 7.2零件圖繪制 16 總結(jié) 17 致 謝 18 參考文獻 19 V 前言 沖壓模具是模具制造業(yè)中最重要的一部分。改革開放以來，市場經(jīng)濟飛速發(fā)展，市場對模具的需求量在不斷增長。近年來，模具工業(yè)企業(yè)的所有制元素也發(fā)生了變化，除了國有模具企業(yè)外，合資、集體、獨資和私營也有了飛速的發(fā)展。如今隨著與國際市場的接軌，市場競爭日益激烈，人們認識到產(chǎn)品的質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)的重要性。模具制造是整個模具鏈條中最基礎的一個要素。 目前，大部分中小型企業(yè)還不具備購買高檔的數(shù)控沖床的經(jīng)濟能力，數(shù)控單元沖壓模具可直接裝在普通的沖床上作為簡易數(shù)控沖床使用。 冷沖壓是用安裝在壓力機上的沖模對材料施加壓力，使其部分產(chǎn)生分離或塑性變形，進而獲得所需零件的一種加工方法。沖壓模具是將材料加工成所需沖壓零件的一種工藝裝備，沖壓模具在冷沖壓中至關重要。一般說，不具備符合要求的模具，冷沖壓就無法進行，先進的沖壓工藝也必須依靠對應的沖模來實現(xiàn)。 1成型工藝分析 1.1結(jié)構分析 工件名稱：磁芯簧 生產(chǎn)批量：大批量 厚度：0.4mm 圖1-1產(chǎn)品圖 1.2材料分析 材料及板厚：材料為QSn6.5-0.1錫青銅，厚度0.4mm。錫青銅具有較好的穩(wěn)定性，穩(wěn)較高的強度，適合沖裁。工件結(jié)構相對簡單，壁厚為0.4mm,級進模完全能滿足要求。 1.3尺寸精度分析 零件圖上的所有尺寸均未注公差，屬于自由尺寸。按IT12級確定工件尺寸的偏差計算。 圖1-2產(chǎn)品展開圖 沖壓技術要求: 1.材料:錫青銅 2.材料厚度:0.4mm 3.生產(chǎn)批量:大批量 4.未注公差:按IT12級確定. 此零件結(jié)構簡單，技術要求低，所以適合沖裁。 2工藝方案的確定 磁芯簧所需的基本沖壓工序為沖孔、落料和彎曲，可擬定出以下三種工藝方案: 方案一：用簡單的單工序模分三次加工，即沖孔-落料-彎曲； 方案二：沖孔、落料的復合模和彎曲的單工序模； 方案三：沖孔、落料和彎曲級進模。 方案三生產(chǎn)率較方案二低，精度略低于方案二。但是模具結(jié)構不太復雜成本較低，壓力機噸位要求低，故節(jié)省能源，由于此為大批量生產(chǎn)，精度要求不高，相比較而言方案三更具可行性，更具優(yōu)越性。 選用方案三則又有三個不同的工藝方案 ①先沖銷孔和?24的圓孔，然后落料和彎曲在同一工序 ②沖孔和落料在同一工序，然后再彎曲 ③沖孔、落料和彎曲各分為一個工序 采用①加工工件不易保證R1±1mm的彎曲精度，而且易使沖頭磨損，降低模具壽命。②方案工件易受力不均勻，導致工件受拉扯力而變形。經(jīng)分析采用③比較合理，③可以保證制件的精度。對于彎曲回彈，可以用減小間隙的方法來避免或減小回彈。終上所述，選擇方案三，級進模生產(chǎn)零件。因為壁厚0.3mm小于倒裝式壁厚，所以采用正裝式級進模生產(chǎn)。 3 排樣 3.1排樣圖 根據(jù)零件結(jié)構形狀，采用有廢料排樣。如圖所示 圖3-1排樣示意圖 此零件結(jié)構簡單，只有沖孔、落料和彎曲工序： 工序一：沖切銷孔和?24的圓孔；條料限位定距； 工序二：沖孔，沖切廢料； 工序三：沖切廢料； 工序四：切斷，彎曲； 3.1.1條料的定位 雖然側(cè)刃定距的方式使沖壓材料的送進可以準確可靠，但也增加了材料的消耗，也使模具的制造維修變得更加復雜。銷孔定位即發(fā)揮了定距的優(yōu)點，又使有搭邊排樣的有廢料沖壓中的廢料損耗減少。 3.1.2制件的取出和廢料的處理 模具采用級進模，廢料直接從卸料板掉落，沖壓件用剛性推件裝置推出，采用手動送料的方式推送條料，工作簡單，沖壓件由人工手動取出。 3.1.3條料的卸料 條料的卸料采用剛性卸料的方式剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，常用作落料模、沖孔模、 正裝復合模的卸料裝置。本模具采用剛性卸料經(jīng)費成本比較低。 3.2材料的搭邊 由于工件需要大量生產(chǎn)，所以不采用單工序模，且工件沖裁要求不高和沖裁部位較為密集，應力較大。所以不宜采用復合模。故采用級進模。 設計模具時條料的排樣很重要，支架零件具有簡單結(jié)構的特點單向排列時材料的利用率高，減少了廢料。從展開圖可以看出，落料平毛胚形狀復雜，彎曲成形為R18mm的凸圓弧底U字形工件，彎曲高度達23mm，而其兩端頭寬僅3.0mm，必須采用有搭邊排樣。 排樣時工件之間以及與條料側(cè)邊之間留下的余料稱為搭邊。 搭邊雖是廢料，但在沖裁過程中起到很大作用：補償定位誤差，保證沖出合格零件。但是也浪費了一些材料。 因為該零件長72mm，寬24mm，矩形件邊長L>50,并且該零件厚度為0.4mm,所以根據(jù)下表可知，工件間搭邊值為a=1.0mm，側(cè)搭邊值為a=2mm。 3.3步距長度的確定 表3-1最小搭邊值 為提高工件材料的利用率，該工件的展開毛胚軸線傾斜45°排樣。 盡管搭邊寬度不足a =1mm（理論要求是a=2.0mm），但由于傾斜45°排樣后，平毛胚中間最寬處錯開，充分利用結(jié)構廢料，仍可留出足夠?qū)挼闹虚g搭邊(步距a1=1.8) 3.4條料寬度的確定 排樣方式和搭邊值確定后，即可計算出條料寬度，進而確定模具導料板之間的距離。 在有測壓裝置的導料板之間送料，條料一直沿著導料板送進，公式計算為: 條料寬度為60==72mm  3.5材料利用率 提高材料利用率對降低沖壓生產(chǎn)成本至關重要，特別是對大批量生產(chǎn)，好的材料。我們的排樣圖利用了零件的特點，結(jié)構，采用了少廢料排樣，從而提高材料利用率。 根據(jù)一般的市場供應情況，原材料選用2000mm×720mm×0.4mm的錫青銅。每塊可剪2000mm×72mm規(guī)格條料10條。材料剪切利用率達48%，由一個步距的材料利用率通用計算方式η=nA/Bs×100% A：個步距內(nèi)的沖裁件面積 A=746.39材料面積A=36x12.8=460.8mm2 N：個步距內(nèi)的沖裁件數(shù)量 n=1 B：條料寬度 B=72mm S：步距 s=25.8mm 3.6條料排樣圖 圖3-2排樣圖 4沖裁力計算、壓力中心的確定、壓力機的選擇 4.1 設計沖裁力 4.1.1沖裁力的計算 公式：P=kLtT 式中P——沖裁力（kN） L——沖裁件剪切周邊長度（mm） t——沖裁件材料厚度（mm） T——被沖裁材料的抗剪強度（Mpa） K——系數(shù)，一般取1.3 上式中抗剪強度T與材料種類和坯料的原始狀態(tài)有關可在手冊中查詢。為方便計算，可取材料的T= 0.6σb，故沖裁力表達式又可表達為P=1.3LtT≈Ltσb 式中σb——被沖材料抗拉強度（Mpa），查手冊[1]表得青銅的σb=240Mpa P1=1.3×14π×0.4×240=5.486kN P2=1.3×802×0.4×240=100.089kN 推件力Pt=nKtP Kt——推件力系數(shù)，Kt=0.055 h——凹模刃部直壁洞口高度（mm）， t——料厚（mm） h=0.4mm，故n=1 P3=3×0.055×14=2.31kN P4=3×0.055×802=132.33kN 卸料力，根據(jù)經(jīng)驗公式得 P卸=0.03p P5=0.03×5486.208≈1.645kN P6=0.03×100.089=3.002kN P=P1+P2+P3+P4=5.486+100.089+2.31+132.33=240.215kN 4.2壓力機的選擇 模具的總沖壓力=P+P5+P6=244.862kN 壓力機的公稱壓力必須大于沖裁時總壓力的1.1到1.3倍，故可以計算壓力機公稱壓力應大于（1.1~1.3)x16=（17.6~20.8）kn, 根據(jù)設計指導書查表開式可傾壓力機參數(shù)初選壓力機型號為J23-40和J23-35。 圖4 23-40和J23-35開式可傾壓力機參數(shù) 由圖4，得此次設計選用J23-35式可傾壓力機 5模具結(jié)構設計 5.1凸、凹模結(jié)構形式 圖5-1凸模 圖5-2凹模 常見的凹模安裝有鑲嵌式、整體式、壓肩式，這套模具采用的是整體式，便于加工（如圖5-1）；常見的凸模安裝有鑲嵌式、整體式、壓肩式，我選用的是鑲嵌和壓肩混合使用，便于加工和安裝。（如同5-2） 5.2導料方式的選擇 常用的導料方式有導料銷，導料板，等導料方式，此次我們選用的導料方式導料銷導料。因為我們的產(chǎn)品尺寸精度不高，結(jié)構簡單，采用導料銷導料節(jié)約材料，所以用導料銷導料。 圖5-3擋料方式 5.3卸料方式 卸料方式有兩大種：剛性卸料和彈性卸料。此次我們采用的方式是剛性卸料，因為本次產(chǎn)品精度要求不高，厚度一般，粗糙度要求不是很高，所以我們選用剛性卸料。 圖5-4卸料方式 6模具尺寸計算 6.1凸、凹模刃口尺寸的確定 由于制件結(jié)構簡單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸凹模。這時需要分別計算和標注凸模和凹模的尺寸和公差。 沖孔時，間隙取在凹模上，則： 凸模尺寸 Dp=（d+XΔ）-σp0 凹模尺寸 Dd=（d+XΔ+Zmin）0＋σ 式中 Dd Dp: 落料凹模和凸模的刃口尺寸，mm dp dd: 沖孔凹模和凸模的刃口尺寸，mm X:磨損系數(shù)，查表2-30[1]得：IT14級時x=0.5 Zmin——雙面間隙，mm △——工件公差，mm δ——凸模和凹模的制造公差，mm 沖裁φ14mm孔凸模、凹模刃口尺寸的計算 凸模尺寸 由表2-10[1]查得△=0.16 dap=（d+x△）-δp0=(14+0.75×0.16)0-0.02=14.120-0.02 凹模尺寸 由表2-23[1]得Zmin=0.246 dd=(d+x△+Zmin)0+δ=(14+0.75×0.16+0.246)0+0.02 =14.3660+0.02 6.2基本尺寸計算 卸料板尺寸：13.5x126x88; 凹模尺寸：20x131x88; 凹模墊板：25x165x88; 凸模固定板：20x126x88; 凸模墊板：10x126x88. 6.3沖壓模閉合高度 圖6-1模具閉合高度 經(jīng)過設計我們可知各板的高度，各板符合沖壓的強度，經(jīng)計算H=163.5，在壓力機上可以使用。符合要求。 7模具圖紙繪制 7.1裝配圖繪制 模具上模部分由上模版，墊板，凸模，凸模固定板，凹模，卸料板，導柱，導套等組成。卸料方式采用鋼性卸料，以彈簧為彈性元件。下模部分由下模板，卸料板，凹模組成沖孔廢料由漏料孔漏出，該模具采用導料銷代替導料板導正。 條料送進時采用擋料銷作定距，操作時完成第一步?jīng)_壓后，把條料抬起向前移動，且兩個導料銷代替導料板，條料緊靠導料銷向前推。 7.2零件圖繪制 本套模具的凸模、凹模采用的是材料Cr12，Cr12屬于高碳高鉻萊氏體鋼，也是應用廣泛的冷作模具鋼。該鋼具有較好的淬透性、耐磨性、熱加工性。碳化物在鋼中分布比較好。其熱處理可采用淬火+回火。 總結(jié) 大學三年的學習生活即將結(jié)束，畢業(yè)設計是我們最后的一個實踐環(huán)節(jié)。檢驗我們之前所學知識及技能的靈活運用程度。如今我國經(jīng)濟迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術得到越來越廣泛的應用。在完成大學三年的課程學習和課程、生產(chǎn)實習。在學校，我對機械制圖、模具設計、設計原理等專業(yè)方面的知識有了初步的了解，達到了學習的目標。 對于模具設計，老師對我們進行了大量的實踐訓練。在實訓基地，我們學會了機器的操作。以及作為一位模具人作必須具備的精神。 在設計過程中，我會充分的運用所學知識及掌握的技能，并且查閱各種書籍資料，與同學討論，盡最大的努力做好本次畢業(yè)設計。在設計的過程中，可能會有一些困難，但我相信，有老師的耐心指導，同學的慷慨解囊，再加上自身的努力，我會盡最大努力完成畢業(yè)設計任務。設計作品如果有什么不妥的地方，懇請糾正。 致 謝 首先，要感謝的是的我的老師。在他的悉心指導下，我才能按時完成我的畢業(yè)設計，老師向我指出了正確的設計方向，讓我加深的對模具設計與制造的理解，同時也使我在設計中少走了許多彎路。在設計的過程中，老師非常耐心的幫我改圖，解決我在設計時遇到的問題，這些指導對我的畢業(yè)設計的完成十分重要。我十分感謝他對我的教育和批評。我還要感謝同學對我的幫助。最后，我還要感謝系里領導以及其他老師的幫助。 參考文獻 【1】《沖模設計應用實例》[M]．模具實用技術叢書編委會．北京：機械工業(yè)出版社，2000【2】《機械設計手冊》、《機械設計手冊（第二版）》[M]．聯(lián)合編寫組．北京：化學工業(yè)出版社，1987 【3】《沖模設計手冊》[M]．沖模設計手冊編寫組．北京：機械工業(yè)出版社，1988. 【4】《沖壓工藝及模具設計》[M]．北京：中國鐵道出版社，1995. 【5】《沖壓模具設計與制造技術》[M]．陳炎嗣，郭景儀．北京：北京出版社，1993. 【6】《沖壓模具結(jié)構與設計圖解》[M]．太田哲編．北京：國防工業(yè)出版社，1982. 【7】《機械制圖》[M]．李紹珍，陳桂英主編．北京：機械工業(yè)出版社，1998. 【8】《機械工程材料性能數(shù)據(jù)手冊》編委會．機械工程材料性能數(shù)據(jù)手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1985. 21 摘要 本課題主要設計了一套沖孔、落料、彎曲的模具。經(jīng)過查閱資料，首先,對零件進行工藝分析，經(jīng)過工藝分析和對比，采用沖孔、落料、彎曲工序，通過沖裁力、頂件力、卸料力等計算，確定壓力機的型號。再分析對沖壓件加工的模具適用類型選擇所需設計的模具。得出設計的模具類型后將模具的各工作零件設計過程表達出來。 在文檔的第一部分是對沖壓件的工藝分析，完成了方案的確定。第二部分，對零件的排樣圖的設計，完成了材料利用率的計算。再進行沖裁工藝力的計算和沖裁模工作部分的設計計算，對選擇沖壓設備提供依據(jù)。最后對主要零部件的設計和標準件的選擇，為本次選擇設計模具的繪制和模具的成形提供依據(jù)，以及為裝配圖各尺寸提供依據(jù)。通過前面的設計方案畫出模具各零件圖和裝配圖。 本次設計闡述了沖壓正裝級進模的結(jié)構設計及工作過程。本模具性能可靠，運行平穩(wěn)，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低了勞動強度和生產(chǎn)成本。 關鍵詞：沖孔，落料，彎曲，模具 目 錄 摘要 I 前言 1 1成型工藝分析 2 1.1結(jié)構分析 2 1.2材料分析 2 1.3尺寸精度分析 2 2工藝方案的確定 4 3 排樣 5 3.1排樣圖 5 3.1.1條料的定位 6 3.1.2制件的取出和廢料的處理 6 3.1.3條料的卸料 6 3.2材料的搭邊 7 3.3步距長度的確定 8 3.4條料寬度的確定 8 3.5材料利用率 9 3.6條料排樣圖 9 4沖裁力計算、壓力中心的確定、壓力機的選擇 9 4.1 設計沖裁力 10 4.1.1沖裁力的計算 10 4.2壓力機的選擇 10 5模具結(jié)構設計 11 5.1凸、凹模結(jié)構形式 12 5.2導料方式的選擇 12 5.3卸料方式 13 6模具尺寸計算 13 6.1凸、凹模刃口尺寸的確定 14 6.2基本尺寸計算 14 6.3沖壓模閉合高度 14 7模具圖紙繪制 15 7.1裝配圖繪制 16 7.2零件圖繪制 16 總結(jié) 17 致 謝 18 參考文獻 19 I 前言 沖壓模具是模具制造業(yè)中最重要的一部分。改革開放以來，市場經(jīng)濟飛速發(fā)展，市場對模具的需求量在不斷增長。近年來，模具工業(yè)企業(yè)的所有制元素也發(fā)生了變化，除了國有模具企業(yè)外，合資、集體、獨資和私營也有了飛速的發(fā)展。如今隨著與國際市場的接軌，市場競爭日益激烈，人們認識到產(chǎn)品的質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)的重要性。模具制造是整個模具鏈條中最基礎的一個要素。 目前，大部分中小型企業(yè)還不具備購買高檔的數(shù)控沖床的經(jīng)濟能力，數(shù)控單元沖壓模具可直接裝在普通的沖床上作為簡易數(shù)控沖床使用。 冷沖壓是用安裝在壓力機上的沖模對材料施加壓力，使其部分產(chǎn)生分離或塑性變形，進而獲得所需零件的一種加工方法。沖壓模具是將材料加工成所需沖壓零件的一種工藝裝備，沖壓模具在冷沖壓中至關重要。一般說，不具備符合要求的模具，冷沖壓就無法進行，先進的沖壓工藝也必須依靠對應的沖模來實現(xiàn)。 1成型工藝分析 1.1結(jié)構分析 工件名稱：磁芯簧 生產(chǎn)批量：大批量 厚度：0.4mm 圖1-1產(chǎn)品圖 1.2材料分析 材料及板厚：材料為QSn6.5-0.1錫青銅，厚度0.4mm。錫青銅具有較好的穩(wěn)定性，穩(wěn)較高的強度，適合沖裁。工件結(jié)構相對簡單，壁厚為0.4mm,級進模完全能滿足要求。 1.3尺寸精度分析 零件圖上的所有尺寸均未注公差，屬于自由尺寸。按IT12級確定工件尺寸的偏差計算。 圖1-2產(chǎn)品展開圖 沖壓技術要求: 1.材料:錫青銅 2.材料厚度:0.4mm 3.生產(chǎn)批量:大批量 4.未注公差:按IT12級確定. 此零件結(jié)構簡單，技術要求低，所以適合沖裁。 2工藝方案的確定 磁芯簧所需的基本沖壓工序為沖孔、落料和彎曲，可擬定出以下三種工藝方案: 方案一：用簡單的單工序模分三次加工，即沖孔-落料-彎曲； 方案二：沖孔、落料的復合模和彎曲的單工序模； 方案三：沖孔、落料和彎曲級進模。 方案三生產(chǎn)率較方案二低，精度略低于方案二。但是模具結(jié)構不太復雜成本較低，壓力機噸位要求低，故節(jié)省能源，由于此為大批量生產(chǎn)，精度要求不高，相比較而言方案三更具可行性，更具優(yōu)越性。 選用方案三則又有三個不同的工藝方案 ①先沖銷孔和?24的圓孔，然后落料和彎曲在同一工序 ②沖孔和落料在同一工序，然后再彎曲 ③沖孔、落料和彎曲各分為一個工序 采用①加工工件不易保證R1±1mm的彎曲精度，而且易使沖頭磨損，降低模具壽命。②方案工件易受力不均勻，導致工件受拉扯力而變形。經(jīng)分析采用③比較合理，③可以保證制件的精度。對于彎曲回彈，可以用減小間隙的方法來避免或減小回彈。終上所述，選擇方案三，級進模生產(chǎn)零件。因為壁厚0.3mm小于倒裝式壁厚，所以采用正裝式級進模生產(chǎn)。 3 排樣 3.1排樣圖 根據(jù)零件結(jié)構形狀，采用有廢料排樣。如圖所示 圖3-1排樣示意圖 此零件結(jié)構簡單，只有沖孔、落料和彎曲工序： 工序一：沖切銷孔和?24的圓孔；條料限位定距； 工序二：沖孔，沖切廢料； 工序三：沖切廢料； 工序四：切斷，彎曲； 3.1.1條料的定位 雖然側(cè)刃定距的方式使沖壓材料的送進可以準確可靠，但也增加了材料的消耗，也使模具的制造維修變得更加復雜。銷孔定位即發(fā)揮了定距的優(yōu)點，又使有搭邊排樣的有廢料沖壓中的廢料損耗減少。 3.1.2制件的取出和廢料的處理 模具采用級進模，廢料直接從卸料板掉落，沖壓件用剛性推件裝置推出，采用手動送料的方式推送條料，工作簡單，沖壓件由人工手動取出。 3.1.3條料的卸料 條料的卸料采用剛性卸料的方式剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，常用作落料模、沖孔模、 正裝復合模的卸料裝置。本模具采用剛性卸料經(jīng)費成本比較低。 3.2材料的搭邊 由于工件需要大量生產(chǎn)，所以不采用單工序模，且工件沖裁要求不高和沖裁部位較為密集，應力較大。所以不宜采用復合模。故采用級進模。 設計模具時條料的排樣很重要，支架零件具有簡單結(jié)構的特點單向排列時材料的利用率高，減少了廢料。從展開圖可以看出，落料平毛胚形狀復雜，彎曲成形為R18mm的凸圓弧底U字形工件，彎曲高度達23mm，而其兩端頭寬僅3.0mm，必須采用有搭邊排樣。 排樣時工件之間以及與條料側(cè)邊之間留下的余料稱為搭邊。 搭邊雖是廢料，但在沖裁過程中起到很大作用：補償定位誤差，保證沖出合格零件。但是也浪費了一些材料。 因為該零件長72mm，寬24mm，矩形件邊長L>50,并且該零件厚度為0.4mm,所以根據(jù)下表可知，工件間搭邊值為a=1.0mm，側(cè)搭邊值為a=2mm。 3.3步距長度的確定 表3-1最小搭邊值 為提高工件材料的利用率，該工件的展開毛胚軸線傾斜45°排樣。 盡管搭邊寬度不足a =1mm（理論要求是a=2.0mm），但由于傾斜45°排樣后，平毛胚中間最寬處錯開，充分利用結(jié)構廢料，仍可留出足夠?qū)挼闹虚g搭邊(步距a1=1.8) 3.4條料寬度的確定 排樣方式和搭邊值確定后，即可計算出條料寬度，進而確定模具導料板之間的距離。 在有測壓裝置的導料板之間送料，條料一直沿著導料板送進，公式計算為: 條料寬度為60==72mm  3.5材料利用率 提高材料利用率對降低沖壓生產(chǎn)成本至關重要，特別是對大批量生產(chǎn)，好的材料。我們的排樣圖利用了零件的特點，結(jié)構，采用了少廢料排樣，從而提高材料利用率。 根據(jù)一般的市場供應情況，原材料選用2000mm×720mm×0.4mm的錫青銅。每塊可剪2000mm×72mm規(guī)格條料10條。材料剪切利用率達48%，由一個步距的材料利用率通用計算方式η=nA/Bs×100% A：個步距內(nèi)的沖裁件面積 A=746.39材料面積A=36x12.8=460.8mm2 N：個步距內(nèi)的沖裁件數(shù)量 n=1 B：條料寬度 B=72mm S：步距 s=25.8mm 3.6條料排樣圖 圖3-2排樣圖 4沖裁力計算、壓力中心的確定、壓力機的選擇 4.1 設計沖裁力 4.1.1沖裁力的計算 公式：P=kLtT 式中P——沖裁力（kN） L——沖裁件剪切周邊長度（mm） t——沖裁件材料厚度（mm） T——被沖裁材料的抗剪強度（Mpa） K——系數(shù)，一般取1.3 上式中抗剪強度T與材料種類和坯料的原始狀態(tài)有關可在手冊中查詢。為方便計算，可取材料的T= 0.6σb，故沖裁力表達式又可表達為P=1.3LtT≈Ltσb 式中σb——被沖材料抗拉強度（Mpa），查手冊[1]表得青銅的σb=240Mpa P1=1.3×14π×0.4×240=5.486kN P2=1.3×802×0.4×240=100.089kN 推件力Pt=nKtP Kt——推件力系數(shù)，Kt=0.055 h——凹模刃部直壁洞口高度（mm）， t——料厚（mm） h=0.4mm，故n=1 P3=3×0.055×14=2.31kN P4=3×0.055×802=132.33kN 卸料力，根據(jù)經(jīng)驗公式得 P卸=0.03p P5=0.03×5486.208≈1.645kN P6=0.03×100.089=3.002kN P=P1+P2+P3+P4=5.486+100.089+2.31+132.33=240.215kN 4.2壓力機的選擇 模具的總沖壓力=P+P5+P6=244.862kN 壓力機的公稱壓力必須大于沖裁時總壓力的1.1到1.3倍，故可以計算壓力機公稱壓力應大于（1.1~1.3)x16=（17.6~20.8）kn, 根據(jù)設計指導書查表開式可傾壓力機參數(shù)初選壓力機型號為J23-40和J23-35。 圖4 23-40和J23-35開式可傾壓力機參數(shù) 由圖4，得此次設計選用J23-35式可傾壓力機 5模具結(jié)構設計 5.1凸、凹模結(jié)構形式 圖5-1凸模 圖5-2凹模 常見的凹模安裝有鑲嵌式、整體式、壓肩式，這套模具采用的是整體式，便于加工（如圖5-1）；常見的凸模安裝有鑲嵌式、整體式、壓肩式，我選用的是鑲嵌和壓肩混合使用，便于加工和安裝。（如同5-2） 5.2導料方式的選擇 常用的導料方式有導料銷，導料板，等導料方式，此次我們選用的導料方式導料銷導料。因為我們的產(chǎn)品尺寸精度不高，結(jié)構簡單，采用導料銷導料節(jié)約材料，所以用導料銷導料。 圖5-3擋料方式 5.3卸料方式 卸料方式有兩大種：剛性卸料和彈性卸料。此次我們采用的方式是剛性卸料，因為本次產(chǎn)品精度要求不高，厚度一般，粗糙度要求不是很高，所以我們選用剛性卸料。 圖5-4卸料方式 6模具尺寸計算 6.1凸、凹模刃口尺寸的確定 由于制件結(jié)構簡單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸凹模。這時需要分別計算和標注凸模和凹模的尺寸和公差。 沖孔時，間隙取在凹模上，則： 凸模尺寸 Dp=（d+XΔ）-σp0 凹模尺寸 Dd=（d+XΔ+Zmin）0＋σ 式中 Dd Dp: 落料凹模和凸模的刃口尺寸，mm dp dd: 沖孔凹模和凸模的刃口尺寸，mm X:磨損系數(shù)，查表2-30[1]得：IT14級時x=0.5 Zmin——雙面間隙，mm △——工件公差，mm δ——凸模和凹模的制造公差，mm 沖裁φ14mm孔凸模、凹模刃口尺寸的計算 凸模尺寸 由表2-10[1]查得△=0.16 dap=（d+x△）-δp0=(14+0.75×0.16)0-0.02=14.120-0.02 凹模尺寸 由表2-23[1]得Zmin=0.246 dd=(d+x△+Zmin)0+δ=(14+0.75×0.16+0.246)0+0.02 =14.3660+0.02 6.2基本尺寸計算 卸料板尺寸：13.5x126x88; 凹模尺寸：20x131x88; 凹模墊板：25x165x88; 凸模固定板：20x126x88; 凸模墊板：10x126x88. 6.3沖壓模閉合高度 圖6-1模具閉合高度 經(jīng)過設計我們可知各板的高度，各板符合沖壓的強度，經(jīng)計算H=163.5，在壓力機上可以使用。符合要求。 7模具圖紙繪制 7.1裝配圖繪制 模具上模部分由上模版，墊板，凸模，凸模固定板，凹模，卸料板，導柱，導套等組成。卸料方式采用鋼性卸料，以彈簧為彈性元件。下模部分由下模板，卸料板，凹模組成沖孔廢料由漏料孔漏出，該模具采用導料銷代替導料板導正。 條料送進時采用擋料銷作定距，操作時完成第一步?jīng)_壓后，把條料抬起向前移動，且兩個導料銷代替導料板，條料緊靠導料銷向前推。 7.2零件圖繪制 本套模具的凸模、凹模采用的是材料Cr12，Cr12屬于高碳高鉻萊氏體鋼，也是應用廣泛的冷作模具鋼。該鋼具有較好的淬透性、耐磨性、熱加工性。碳化物在鋼中分布比較好。其熱處理可采用淬火+回火。 總結(jié) 大學三年的學習生活即將結(jié)束，畢業(yè)設計是我們最后的一個實踐環(huán)節(jié)。檢驗我們之前所學知識及技能的靈活運用程度。如今我國經(jīng)濟迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術得到越來越廣泛的應用。在完成大學三年的課程學習和課程、生產(chǎn)實習。在學校，我對機械制圖、模具設計、設計原理等專業(yè)方面的知識有了初步的了解，達到了學習的目標。 對于模具設計，老師對我們進行了大量的實踐訓練。在實訓基地，我們學會了機器的操作。以及作為一位模具人作必須具備的精神。 在設計過程中，我會充分的運用所學知識及掌握的技能，并且查閱各種書籍資料，與同學討論，盡最大的努力做好本次畢業(yè)設計。在設計的過程中，可能會有一些困難，但我相信，有老師的耐心指導，同學的慷慨解囊，再加上自身的努力，我會盡最大努力完成畢業(yè)設計任務。設計作品如果有什么不妥的地方，懇請糾正。 致 謝 首先，要感謝的是的我的老師。在他的悉心指導下，我才能按時完成我的畢業(yè)設計，老師向我指出了正確的設計方向，讓我加深的對模具設計與制造的理解，同時也使我在設計中少走了許多彎路。在設計的過程中，老師非常耐心的幫我改圖，解決我在設計時遇到的問題，這些指導對我的畢業(yè)設計的完成十分重要。我十分感謝他對我的教育和批評。我還要感謝同學對我的幫助。最后，我還要感謝系里領導以及其他老師的幫助。 參考文獻 【1】《沖模設計應用實例》[M]．模具實用技術叢書編委會．北京：機械工業(yè)出版社，2000【2】《機械設計手冊》、《機械設計手冊（第二版）》[M]．聯(lián)合編寫組．北京：化學工業(yè)出版社，1987 【3】《沖模設計手冊》[M]．沖模設計手冊編寫組．北京：機械工業(yè)出版社，1988. 【4】《沖壓工藝及模具設計》[M]．北京：中國鐵道出版社，1995. 【5】《沖壓模具設計與制造技術》[M]．陳炎嗣，郭景儀．北京：北京出版社，1993. 【6】《沖壓模具結(jié)構與設計圖解》[M]．太田哲編．北京：國防工業(yè)出版社，1982. 【7】《機械制圖》[M]．李紹珍，陳桂英主編．北京：機械工業(yè)出版社，1998. 【8】《機械工程材料性能數(shù)據(jù)手冊》編委會．機械工程材料性能數(shù)據(jù)手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1985. 19