墊片冷沖壓模具設計【全套含有CAD圖紙三維建?！?/h1>

墊片冷沖壓模具設計【全套含有CAD圖紙三維建?！?全套含有CAD圖紙三維建模,墊片,沖壓,模具設計,全套,含有,cad,圖紙,三維,建模 摘 要 本文講述的是關于墊片冷沖壓模具的設計。運用三年所學知識對冷沖壓模具制造進行系統(tǒng)的研究和分析，對比優(yōu)劣，設計出相對合理的冷沖壓模具。主要內容是從對零件的分析到最后模具設計完成的成型過程，其中涉及了冷沖壓模具的特點、零件材料的選擇、材料利用率、排樣圖繪制、凸凹模的設計、模架的選擇等。繪制的模具總裝配圖和零件圖。 關鍵詞：冷沖壓；排樣圖；凹凸模 Ⅰ 目 錄 前 言 1 1 墊片零件 2 2 冷沖壓模具簡介 3 2.1 冷沖壓模具概述、特點及應用 3 2.1.1 冷沖壓模具概述 3 2.1.2 冷沖壓模具特點 3 2.1.3 冷沖壓模具應用 3 2.2 冷沖壓模具的分類 3 2.2.1 按工序性質可以分為 3 2.2.2 按工序組合可分為 4 3 材料 5 3.1 材料的選擇 5 3.2 材料分析 5 3.2.1 工件結構 5 3.2.2 零件尺寸 5 3.2.3 分析結論 6 4 沖壓工藝方案的確定 7 5 工藝的計算 8 5.1 排樣方式 8 5.2沖裁排樣的設計 8 5.2.1搭邊值選取 8 5.2.2 計算料寬B和步距S 8 5.2.3 計算一個步距間的材料利用率η 9 5.2.4 沖裁間隙 9 5.2.5 板料規(guī)格 10 5.2.6 沖裁力計算 10 6 凸凹模分析 12 6.1 凸凹模 12 6.2凸凹模刃口尺寸的計算 12 6.3凸凹模尺寸計算 13 6.4凸凹模零件圖 14 7模具裝配圖 16 總 結 17 致 謝 18 附 錄 19 參考文獻 20 前 言 在當今社會，模具的發(fā)展是可觀的。模具是工業(yè)生產的基礎工藝設備，是制造各種金屬和非金屬零件的一種重要生產工具。采用模具成形工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝，可以提高生產效率、保證零件質量、節(jié)約材料、降低生產成本，從而可以取得很高的經濟效益。這也是模具能快速發(fā)展的重要原因。 冷沖壓模具是模具的幾大類型中的一個，也是相對重要的一個，廣泛應用于機械、電器、汽車等領域。它的設計與制造是以塑性變形理論為基礎，綜合了材料力學、塑性力學、機械原理、機械制造、機械設計工藝等應用，是一門應用性和理論性都很強的課程。 學習沖壓成形及模具的核心在于對工藝原理的領悟和在工程實踐中把握，還要注重理論是需要結合實際的。在我們的日常生活中，大型工業(yè)中，都是需要大量的模具來支撐的，模具和我們息息相關，大到我們生活中的汽車，小到我們每天刷牙的牙刷，搜離不開模具。在我國，根據(jù)權威化的模具工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，從1997年開始，我國模具工業(yè)的生產總值已經開始超過了機床工業(yè)生產總產值。在現(xiàn)代化工業(yè)生產中，有60%~90%的工業(yè)產品需要使用模具來加工，許多產品在生產中都是很依賴與模具的生產，特別是汽車這種大型覆蓋件的模具、電子產品的精密塑料模具和沖壓模具等。 1 墊片零件 圖1-1為此次設計的零件，表1-1為此次設計零件的名稱，材料，材料的厚度，以及其生產方式。 圖1-1 墊片零件草圖 表1-1 墊片零件簡介 零件名稱 材料 料厚 生產方式 墊片 10鋼 1.5mm 量產 2 冷沖壓模具簡介 2.1 冷沖壓模具概述、特點及應用 2.1.1 冷沖壓模具概述 冷沖模即冷沖壓模具，亦稱為沖壓模具或者沖模，是沖壓必不可少的工藝裝備。 沖壓是利用安裝在沖壓設備上的模具對材料施加壓力，使其產生分離或塑性變形，從而獲得的所需零件（沖壓件）的一種壓力加工方法。因為通常是在常溫下進行，所以又把它叫做冷沖壓。 2.1.2 冷沖壓模具特點 （1）材料利用率高。利用率有時達到100%,而且廢料可以再利用，提高利用率減少材料成本。 （2）生產效率高。沖壓設備行程次數(shù)高，可以一次完成多個沖件，而且操作簡單，節(jié)省時間。 （3）產品互換性好。沖壓件由模具保證，完成的工件尺寸相同，模具壽命一般較長，因此互換性好。 （4）加工范圍廣?？梢约庸そ饘?、非金屬、簡單的、復雜的等多種工件。 2.1.3 冷沖壓模具應用 應用于汽車、儀器儀表、電子電器、航空航天工業(yè)、日常生活用品的生產。 2.2 冷沖壓模具的分類 2.2.1 按工序性質可以分為 沖裁模：是材料分離，得到想要的形狀和尺寸所制作的模具，主要包括沖孔模、落料模、切邊模、半精沖模、切斷模、整修模及精沖模等。 彎曲模：將半成品或毛坯沿彎曲線彎曲成一定的形狀和角度的沖模。 成形模：使板類材料料發(fā)生局部的塑性變形，按凹模與凸模的形狀直接復制完成的沖模，如脹形模、翻邊模、縮口模等。 2.2.2 按工序組合可分為 單工序模：在壓力機上一次行程中，只完成一次沖壓基本沖壓的沖模 復 合 模：在壓力機上一次行程中，一個工位同時完成兩道及以上的基本沖壓的工序沖模。 級 進 模：在壓力機上一次行程中，依次序在模具的不同工位上完成多道基本沖壓工序的沖模 3 材料 3.1 材料的選擇 10鋼（GB／T699－1999）——10鋼韌性和塑性是非常好的，冷熱皆可加工。具有較好的韌性和塑性（伸長率δ=26%），10鋼為低碳鋼。 制造要求：受力不大、韌性高的零件，很適合做墊片零件。 3.2 材料分析 3.2.1 工件結構 該墊片零件很簡單，沒有任何復雜的形狀，10號鋼的凸模沖孔的最小尺寸為d≥1t，最小圓遠大于1mm，屬于經濟型的沖孔，沒有無細長的窄槽和懸臂，可以批量生產。 表3-1優(yōu)質碳素結構鋼性能指標（GB/T699-1999） 材料牌號 δb/MPa δ1/MPa δ5(%) ψ(%) 交貨狀態(tài)硬度HBS≤ 08 325 195 33 60 131 10 335 205 31 55 137 3.2.2 零件尺寸 零件圖上的尺寸都是自由公差，落料和沖孔可按IT7和IT8級精度來確定該墊片零件的公差。 因為一般的沖裁方式沖裁1mm的金屬板時，它的表面粗糙度為Ra=12.5μm到3.2μm之間，其毛刺的高度在0.01mm到0.05mm之間，該墊片零件沒有在粗糙度和毛刺的高度上沒有過多的要求，所以只要該模具設計的精度合理，能夠達到達到要求的話，該零件沖裁的斷面的質量是可以保證的。 3.2.3 分析結論 該零件可以沖裁。 因該墊片零件的精度要求不是很高，而且10鋼的性能相對而言是比較適合的，所以此零件適合沖裁批量生產，用普通的沖裁工藝就可實行。 4 沖壓工藝方案的確定 （1）單工序模生產，先落料，后沖孔，需兩副模具。 （2）級進模生產，一模兩件。 （3）復合模生產，一模兩件。 （4）級進模生產，隔位沖裁，一模一件。 （5）復合模生產，隔位沖裁，一模一件。 方案(3)和方案（5）都是用復合模的方法生產的，經有關數(shù)據(jù)的查閱，凸凹模的壁厚是滿足其要求的，但是最好用順裝的方式，這樣可以提高凸凹模的壽命和保證沖裁件的平整。然而，復合模的結構是特別復雜的，尤其是方案(3),一模兩件，制造的成本是非常高的，同時，一模兩件的生產的廢料和產品的清理都是很麻煩的。方案（1）的模具雖然簡單許多，但是生產的效率是很低的，關于其資源的利用問題野很不合理。因此，這三個方案我們都必須放棄。 方案（2）和方案（4）同為級進模，生產效率都是比較高的，模具的設計也并不復雜，二者相比較中，方案（4）要相對好很多，效率是很高的，還有造價的問題，兩副模具的成本要遠遠高于一副模具。故此，決定采用方案（4）。在沖裁出中間那個孔的時候，把整個零件落料下來，生產效率也很好，比較好清理廢料。其模具的結構和成本以及生產率都是很適合該墊片零件的。 5 工藝的計算 5.1 排樣方式 該零件的排樣是不需要說的，橫排豎排都是一樣的，就是單排和雙排的問題，根據(jù)零件的圖形，可以得到下圖的排樣圖。 圖5-1排樣圖 5.2沖裁排樣的設計 5.2.1搭邊值選取 a,a1——搭邊值:設計排樣的時候，工件之間的、工件與條形料板側邊之間留下的余料稱為搭邊。 由于料厚t=1.5，可知a1=1.0，a=1.2（查書《冷沖模具設計與項目實踐》P73表2-19） 5.2.2 計算料寬B和步距S 根據(jù)這套模具的三維立體圖可以看出其是沒有側壓裝置的。 B-Δ=（Dmax+2a+Z）-Δ Δ——條料寬度的單向偏差，如下表5-1：得0.15mm 式中Dmax——條料寬度方向沖件最大尺寸 式中a——側搭邊值 式中Z——導料板與最寬調料之間的間隙 B-Δ=（Dmax+2a）-Δ =（Dmax+2a）-Δ=（24+2.4）-0.15=26.4-0.15 步距S=24+1=25mm 表5-1料寬度偏差Δmm 條料寬度B 材料厚度t ～0.5 ＞0.5～1 ＞1～2 ～20 0.05 0.08 0.10 ＞20～30 0.08 0.10 0.15 ＞30～50 0.10 0.15 0.20 表5-2導料板與條料之間的最小間隙Cmin 材料厚度t 無側壓裝置 有側壓裝置 條料寬度B 條料寬度B 100以下 100～200 200～300 100以下 100以上 ～0.5 0.5 0.5 1 5 8 0.5～1 0.5 0.5 1 5 8 1～2 0.5 1 1 5 8 5.2.3 計算一個步距間的材料利用率η η=A/Bs*100% =（π*（122-32））/26.4*25)*100% =64.2% π取3.14 5.2.4 沖裁間隙 如下表5-3，（GB/T16743-1997）初始的雙面間隙為Zmin=0.132mm，Zmax=0.240mm 表5-3沖裁模初始雙面間隙值Z 材料厚度t/mm 0.8、10、35、0.9Mn2、Q235 Q345 40、50 65Mn Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax 小于0.5 極小尺寸 0.5 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.060 0.6 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.7. 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.092 0.8 0.072 0.104 0.072 0.0104 0.072 0.104 0.064 0.092 0.9 0.090 0.126 0.090 0.126 0.090 0.126 0.090 0.126 1.0 0.100 0.140 0.100 0.140 0.100 0.140 0.090 0.126 1.2 0.126 0.180 0.132 0.180 0.132 0.180 1.5 0.132 0.240 0.170 0.240 0.170 0.240 1.75 0.220 0.320 0.220 0.320 0.220 0.320 2.0 0.246 0.360 0.260 0.380 0.260 0.380 2.1 0.260 0.380 0.280 0.400 0.280 0.400 2.5 0.360 0.500 0.380 0.540 0.380 0.540 2.75 0.400 0.640 0.420 0.600 0.420 0.600 3.0 0.460 0.740 0.480 0.660 0.480 0.660 3.5 0.540 0.880 0.580 0.780 0.580 0.780 5.2.5 板料規(guī)格 由其表格可以看出，應該選擇1500mmX1000mm較為合理。（查書《冷沖模具設計與項目實踐》P304附錄2 常用鋼板規(guī)格） 5.2.6 沖裁力計算 F=KLtτb 式中 F---沖裁力（N）； L---沖裁件周邊長度（mm）； t---材料厚度（mm）； τb---材料抗剪強度（MPa） K---一般取K=1.3。 L=πD=3.14×24=75.36mm t=1.5mm τb=360MPa F=1.3×75.36×1.5×255=37472.76N 毛坯落料的卸料力：Fx=KxF 落料的推件力：FT=nKTF 毛坯落料的頂件力：FD=KDF Kx---為卸料力系數(shù) KT---推件力系數(shù) KD---頂件力系數(shù) F---沖裁力（N） n---卡在凹模孔內的沖件（或廢料）數(shù)，n=h/t（h為凹模孔口的直刃壁高度，t為材料厚度）。 表5-5卸料力、推件力、頂件力系數(shù) 材料厚度t（mm） KX KT KD 鋼 ≤0.1 0.065～0.075 0.1 0.14 ＞0.1～0.5 0.045～0.055 0.63 0.08 ＞0.5～2.5 0.04140～0.05 0.55 0.06 注：卸料力系數(shù)KX，在沖多孔、大搭邊和輪廓復雜制件時取上限值。 所以Fx=KxF=0.05×37472.76=1873.63N FT=nKTF=0.55×37472.76=20610.018N FD=KDF =0.06×37472.76=2248.3656N 墊片零件落料初定采用彈性卸料、從下出該零件的模具結構，所以沖壓總力： FZ=F+FT =1873.63+20610.018=22483.648N≈22KN.因此，所選壓力機的公稱壓力必須大于22KN 6 凸凹模分析 6.1 凸凹模 圖6-1凸凹模 6.2凸凹模刃口尺寸的計算 落料： Dd=（Dmax-x△）+ed Dp=（Dd-Zmin）-ep=（Dmax-x△-Zmin）-ep 沖孔： Dp=（dmin+x△）-ep dd=（dp+Zmin）+ed=（dmin+x△+Zmin）+ed Dd、Dp---落料凹、凸模刃口尺寸（mm）； dd、dp---沖孔凸、凹模刃口尺寸（mm）； Dmax---落料的最大極限尺寸（mm）； dmin---沖孔極小尺寸（mm）； △---沖件的制造公差（mm，若沖件為自由尺寸，可按IT14級精度處理）； ed、ep---凸、凹模刃口制造公差（mm）； X---磨損系數(shù)，x值在0.5-1之間，它跟沖壓件的精度是相關的，查表6-1， 因為我設計的零件厚度是1.5mm，零件又是圓形沖件，所以可知刃口磨損系數(shù)x=0.75。 表6-1刃口磨損系數(shù)x 料厚t/mm 非圓形沖件 圓形沖件 1 0.75 0.5 0.75 0.5 1 1～2 2～4 ＞4 沖件公差△/mm ＜0.16 0.17～0.35 ≥0.36 ＜0.16 ≥0.16 ＜0.20 0.21～0.41 ≥0.42 ＜0.20 ≥0.20 ＜0.24 0.25～0.49 ≥0.50 ＜0.24 ≥0.24 ＜0.30 0.31～0.59 ≥0.60 ＜0.30 ≥0.30 6.3凸凹模尺寸計算 凹模版采用整體式結構，刃口形式選擇直壁形刃口，落料選擇下漏料方式。 因為料厚為1.5mm，所以K取0.39。（查書《冷沖模具設計與項目實踐》P96表2-27） 凹模板厚度： H=KS2=0.39*24=9.36 因為凹模厚度不能小于15，所以厚度取16. 計算凹模板寬度B W1=1.5*16=24 W2=1.5*16=24 L=W1+S1+S2 =24+25+24 =73mm 計算凹模板長度L W3=1.5*16=24 W4=1.5*16=24 L=W3+S2+W4 =24+24+24 =72mm 凸模長度的計算： L=h1+h2+h3 =16+18+20 =54 6.4凸凹模零件圖 圖6-2凸模零件圖 圖6-3凹模零件圖 7模具裝配圖 圖7-1模架裝配草圖 總 結 三年的時間就這么過去了，仿佛昨天我們剛步入這個我們生活了三年之久的校園。而今天，畢業(yè)設計就這么橫在了我的面前。經過我三個星期的努力，在老師的帶領和幫助之下，和同學們之間互相幫助之下，終于是馬馬虎虎的完成了自己的這份畢業(yè)設計，給我的大學三年畫上了一個句號，為自己這三年交上了一份相對而言較為滿意的答復。 我這次設計的是一個制作墊片零件的沖裁級進模具：從零件的選擇，到該墊片零件的排樣圖的設計，之后的模架的選擇，再到其模具內部的凹模、凸模設計，UG裝配圖的設計與繪制，重要板塊的尺寸計算，最后導出的CAD二維圖以及匯總做出這份畢業(yè)設計。由此可以看出，這次工程是浩大的，三個星期基本沒有休息的時間，每天都在為了自己的畢業(yè)設計做努力，努力的想做好這一份可能是學習生涯中的“最后一份作業(yè)”。 從這次的畢業(yè)設計中，我明白我們該行業(yè)的困難，一系列的專業(yè)知識，都是我們必須掌握的。而且每一步都是重要的，就算是一個尺寸的馬虎，那也是不允許的，因為這樣做出的零件是偏差的，也是不合格的，所以前期的設計、計算以及理論性的東西是特別重要的，不能馬虎對待。就拿我設計的這個零件來說，首先我們要看的是這個零件的尺寸必須是合理的(是可以設計的)。然后才能著手去設計它的排樣圖，根據(jù)書上的表格之類的算出其搭邊值、料寬等等重要尺寸，然后根據(jù)這些已知的條件再來設計凹模，在之后是根據(jù)其形狀尺寸再來做凸模，最后是選擇一套合適自己設計的模具的模架，可以看出每一步都是息息相關的，一步出錯，下面做的再多都是徒勞。 在做這份畢業(yè)設計時，運用到了我們這三年來學習的所有知識，還查閱了很多的資料，多數(shù)關于本專業(yè)的知識，還有很多書上的知識。最后在老師的幫助和同學的幫忙之下，做好了這份畢業(yè)設計。過程是特別的辛苦的，但此次的收獲是很多的，讓我比以前更了解了這個專業(yè)很多，很多以前漏掉的知識都是運用起來了。也讓我明白了做事雖然需要創(chuàng)新，但在不成熟的情況下，按部就班也是不錯的選擇。 致 謝 感謝老師在畢業(yè)設計期間對我的幫助和對我的照顧，解決了很多畢業(yè)設計上存在的問題，讓我懂得了很多，知道了很多，也補上了以前因為不認真聽講而漏掉的很多知識，學到了很多。同時還要感謝我的學校-蘇州健雄職業(yè)技術學院，她為我們提供了良好的學習環(huán)境，還給我們提供了充足的設備和儀器，在這個學校中，因為這樣，我們學到了很多很多。專業(yè)必備的知識，一些社會的經驗以及對于事情的處理上的問題等等。在畢業(yè)設計期間，還要感謝我的同學們，互相幫助，相互幫助下，也解決了各自遇到的很多問題，這種現(xiàn)象是很好的，增進的同學之間的感情和解決畢業(yè)設計的問題。 最后，感謝老師這三年對我的照顧，感謝學校給我們提供的良好的學習環(huán)境和給我們成長的環(huán)境，感謝我的同學對我的幫助和三年來的歡樂。 附 錄 零件圖名稱 零件圖號 墊片模具裝配圖 00 下墊板 01 沖裁凹模 02 卸料板 03 凸模 04 凸模固定板 05 上墊板 06 參考文獻 [1]翁其金.冷沖壓技術.北京：機械工業(yè)出版社，2001 [2]徐政坤.沖壓模具及設備.北京：機械工業(yè)出版社，2005 [3]模具實用技術叢書編委會.模具設計應用實例.北京：機械工業(yè)出版社，2000 [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，2001 [5]姜奎華.沖壓工藝與模具設計.北京：機械工業(yè)出版社，2003 [6]甄瑞麟.模具制造技術.北京：機械工業(yè)出版社，2005 [7]胡玉石.精密模具制造工藝.北京：機械工業(yè)出版社，2004 [8] 高佩福．實用模具制造技術.北京：中國輕工業(yè)出版社，1999 [9]華中科技大學.沖壓件可成形性分析培訓手冊 [10]華鋒精益科技有限公式.沖壓工藝及模具結構設計培訓手冊 19

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