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紫瑯職業(yè)技術(shù)學院
畢業(yè)設(shè)計
題 目：
側(cè)板固定卡沖壓模具設(shè)計
副 標 題：
學 生 姓 名：
所在系、專業(yè)：
機電工程系模具設(shè)計與制造
班 級：
指 導 教 師：
日 期：
I
摘 要
摘 要
沖壓模是實現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件。在沖壓模的設(shè)計和制造上，目前正朝著以下的兩個方面發(fā)展：一方面，為了適應高速、自動、精密、安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展，為此相適應的新型模具材料及其熱表面處理技術(shù)也在迅速的發(fā)展；另一方面，為了適應產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要，鋅基合金模、聚氨脂橡膠沖模、薄板沖模、組合沖模等各種簡易沖模及其制造也得到了迅速的發(fā)展。
近年來，為了適應市場的激烈競爭，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，且其更新?lián)Q代的周期大為縮短。沖壓生產(chǎn)為適應這一新的要求，開發(fā)了多種適合不同批量生產(chǎn)的工藝、設(shè)備和模具。其中，無需設(shè)計專用模具、性能先進的轉(zhuǎn)塔數(shù)控多工位壓力機、激光等新設(shè)備的使用。特別是近近幾年來國外已經(jīng)發(fā)展起來、國外亦開始使用的沖壓柔性制造單元和沖壓柔性制造系統(tǒng)代表了沖壓生產(chǎn)的發(fā)展趨勢
關(guān)鍵詞： 模具 沖壓 發(fā)展趨
目 錄
目 錄
摘 要 I
目 錄 1
1、題目 1
2、原始數(shù)據(jù) 1
3、工藝分析 1
4、沖裁工藝的確定 1
4.1方案的種類 1
4.2方案的比較 1
4.3方案的確定 2
5、模具結(jié)構(gòu)形式的確定 2
6、工藝尺寸的計算 2
6.1排樣的設(shè)計 2
6.2沖裁力的計算 3
6.3壓力機公稱力的確定 3
6.4沖裁壓力中心的確定 4
6.5刃口尺寸的計算 4
7、模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 5
8、主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 6
9、模具總裝圖 7
致 謝 9
參考文獻 10
側(cè)板固定卡沖壓模具設(shè)計
1、題目
側(cè)板固定卡沖壓模具設(shè)計
2、原始數(shù)據(jù)
如圖所示，大批量生產(chǎn)、材料ST12、t=1mm
圖2—1 零件圖
3、工藝分析
此工件既有沖孔，又有落料兩個工序。材料為ST12 t=1mm的碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的沖壓性能適合沖裁，工件結(jié)構(gòu)中等復雜，涉及尺寸比較多，有兩個直徑為4.5mm的圓孔。周圍處有六個R=2mm的1/4半圓。此工件滿足沖裁的加工要求，工件的尺寸落料按IT11級，沖孔按10級計算，尺寸精度一般，普通沖裁完全能滿足要求。
4、沖裁工藝的確定
4.1方案的種類
該工件包括落料、沖孔兩道基本工序，可以有以下三種工藝方案。
方案一：先沖孔后落料。采用單工序模生產(chǎn)。
方案二：沖孔—落料級進沖壓。采用級進模生產(chǎn)。
方案三：采用落料—沖孔同時進行的復合模生產(chǎn)。
4.2方案的比較
方案一：模具結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但需要兩道工序，兩副模具，成本相對較高，生產(chǎn)效率低，且更重要的是在第一道工序完成后，進入第二道工序必然會增大誤差，使工件精度、質(zhì)量大打折扣，達不到所需的要求，故不選此方案。
方案二：級進模是一種多工位，效率高的加工方法，一般適用于大批量、小型沖壓件，但級模輪廓尺寸較大，制造復雜，成本較高，故不選用此方案。
方案三：只需要一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都能都能達到滿足，模具輪廓較小、模具制造成本不高。故選用此方案。
4.3方案的確定
綜上所述本副模具采用落料—沖孔復合模。
5、模具結(jié)構(gòu)形式的確定
復合模有兩種結(jié)構(gòu)形式，正裝式復合模和倒裝式復合模。分析該工件成行后脫落方便性，正裝式復合模成形后工件留在下模，需向上推出該工件，取出不方便。倒裝式復合模成形后工件留在上模，只需在上模裝一副推件裝置，從效率上講，倒裝式復合模比正裝式復合模的生產(chǎn)效率高，故采用倒裝式復合模。
6、工藝尺寸的計算
6.1排樣的設(shè)計
a、排樣方法的確定 根據(jù)工件的形狀，確定采用無廢料排樣的方法不可能做到，但能采用有廢料和少廢料的排樣方法，經(jīng)多次排樣計算決定采用直對排法如圖所示。
圖6—1 直排圖
b、確定搭邊值，取最小搭邊值 工件a1=1.5側(cè)面a=2
c、確定條料步距 步距：35.8mm 寬度：70 +2+2=7 4
d、條料的利用率
η = = ×100％ = 62.21％
e、畫出排樣圖
圖 6—2 排樣圖
6.2沖裁力的計算
a、沖裁力F
材料ST12的抗拉強度 σb=350MPa
由 F≈Ltσb
已知L= 66＋10×2＋20.4×2＋10×2＋20＋10.2×2＋3×2＋11.1×2＋6π＋4.5π×2 =262.5
所以 F=262.5×1×350N = 91875N = 91.875KN
b、卸料力Fx
由Fx=KxF，已知Kx=0.05
Fx=KxF=0.05×91.875KN = 4.59KN
C、推件力F
由F=nKTF ，n = 4 K=0.055
F=nKF=3×0.055×91.875=15.16KN
d、頂件力F
由F=KF,已知 K=0.06
F=KF=0.06×91.875=5.5KN
6.3壓力機公稱力的確定
本副模具采用剛性卸料和下出料方式，所以
F=F＋FT≈107.KN
根據(jù)以上計算結(jié)果，沖壓設(shè)備擬選J23—40。
6.4沖裁壓力中心的確定
由于沖壓件基本為對稱件故壓力中心為排樣圖中坐標值（35，17.15）。
6.5刃口尺寸的計算
a、加工方法的確定，結(jié)合模具及工件的形狀特點，此模具制造宜采用配作法。落料時選凹模為設(shè)計基準件，只需要計算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模實際尺寸進行配作加工。沖孔時需要計算凸模刃口尺寸及制造公差。凹模刃口尺寸由凸模實際尺寸按要求配作，保證在配作時最小雙面合理間隙值Zmin=0.1mm 。
b、采用配作法 先判斷模具各個尺寸在模具磨損后的變化情況，分三種情況，分別統(tǒng)計如下。
第一種尺寸（增大）：AI=70 A2=20 A3=34.3 A4=12 A5=46 A6=60 A7=21.2 A8=31.4
A1d =﹙Α1－ΧΔ﹚ ＝(70－0.75×0.19)＝69.86
A2d =﹙ A2－ΧΔ﹚ ＝(20－0.75×0.13)＝19.90
A3d =﹙ A3－ΧΔ﹚ ＝(34.3－0.75×0.16)＝34.18
A4d =﹙ A4－ΧΔ﹚ ＝(12－0.75×0.11)＝11.92
A5d =﹙ A5－ΧΔ﹚ ＝﹙46－0.75×0.16﹚ ＝45.88
A6d =﹙ A6－ΧΔ﹚ ＝ ﹙60－0.75×0.19﹚ ＝59.86
A7d＝﹙A7－ΧΔ﹚ ＝﹙21.2－0.75×0.13﹚ ＝21.1
A8d＝﹙A8－ΧΔ﹚ ＝﹙31.4－0.75×0.16﹚ ＝31.28
第二種尺寸（減?。?B1=3 B2=4.5 B3=2
B1d＝﹙B1＋χΔ﹚ ＝﹙3﹢0.75×0.06﹚ ＝3.045
B2d＝﹙B2＋χΔ﹚ ＝﹙4.5＋0.75×0.075﹚ ＝4.556
B3d＝﹙B3＋χΔ﹚ ＝﹙2＋0.75×0.06﹚ ＝2.045
第三種尺寸（不變）：Cd＝60
Cd＝C±＝60±＝60±0.015
C、按入體原則，查表確定沖裁件內(nèi)形與內(nèi)形尺寸公差。
d、畫出落料凹模、凸凹模尺寸，如圖所示。
圖6—3 落料凹模
圖6—4 凸凹模
e、卸料裝置的設(shè)計已知沖裁板厚t=1mm沖裁力為Fx=4.59KN 故選用四個彈簧、 每個彈簧的預壓力為：
F0>Fx/n=1.1475KN
7、模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
a、模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用復合模沖壓。所以本套模具類型為復合模。
b、定位方式的選擇 因為該模具采用的是條料控制條料的送向采用彈性擋料銷來定步距。
c、卸料、出件方式的選擇 根據(jù)模具的運動特點，該模具采用剛性卸料方式比較好，取出工件方便。
d、導柱、導套位置的確定，為了提高模具的壽命和質(zhì)量，方便安裝、調(diào)整、維修模具，該復合模采用后側(cè)導柱模架。
8、主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計
a、落料凹模 凹模采用整體凹模，輪廓全部采用數(shù)控線切割機床即可，一次成形，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)壓力中心數(shù)據(jù)盡量保證壓力中心與模柄中心一致。
b、 輪廓尺寸的計算
凹模厚度 H=KB
凹模壁厚 C=(1.2-2)H
取凹模厚度H=30mm 壁厚C=30mm
凹模寬度B=b+2c=140
凹模長度L=170
根據(jù)工件圖樣，在分析受力情況及保證壁厚強度的前提下，取凹模長度為170 mm寬度為 140 mm，所以凹模輪廓尺寸為 170mm ×140mm×30mm。
c、沖孔凸模 根據(jù)圖樣：工件中有兩個孔且相等，因此需設(shè)計一支凸模長度為L=凹模+固定板+T=48㎜。
落料凹模
卸料板+凹模+凹模墊板
凸凹模設(shè)計時保證最小間隙0.05㎜
d、定位零件的設(shè)計 結(jié)合本套模具的具體結(jié)構(gòu)?？紤]到工件的形狀，設(shè)置一個彈性擋料銷﹙起定距的作用﹚如圖所示。
圖8—1 彈性擋料銷
卸料板設(shè)計 卸料板的周界尺寸與凹模周界尺寸相同。厚度為15mm，材料為Q235鋼、淬火硬度為40—45HRC。
卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板采用4個M10的螺釘固定，長度50㎜。
模架均采用標準模架。
H閉＝H＋H＋H＋L＋H－h(huán)＝209㎜
式中：L―凸模高度，㎜
H―凸凹模高度，㎜
h― 凸模沖裁后進入凸凹模的深度，㎜
可見該模具的閉合高度小于所選壓力機J23—40的最大裝模高度330mm，因此該壓力機可以滿足使用要求。
9、模具總裝圖
通過以上設(shè)計，可以看到，模具上模部分由上模座、墊板、沖孔凸模、沖孔凸模固定板、凹模板組成。下模板由下模座板、固定板、卸料板等組成。
7
致 謝
致 謝
9
參考文獻
參考文獻
[1] 林承全，胡紹平.沖壓模具課程設(shè)計指導與范例[M].北京：化學工業(yè)出版社，2008.1
[2] 馬朝興.沖壓工藝與模具設(shè)計[M].北京：化學工業(yè)出版社，2006.2
[3] 徐茂功.公差配合與技術(shù)測量[M].北京：北京：機械工業(yè)出版社，2008.1
[4] 劉航.模具制造技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學出版社，2006.1
[5] 吳兆祥.模具材料及表面處理[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008.9
[6] 米思米（中國）精密機械貿(mào)易有限公司.沖壓模具用零件[M].2009.5
9
紫瑯職業(yè)技術(shù)學院
畢業(yè)設(shè)計
課 題： 側(cè)板固定卡
院 系： 紫瑯職業(yè)技術(shù)學院
班 級： 模具3081
學科專業(yè)： 模具設(shè)計與制造
學 生： 王明園
學 號： 080140105
指導教師： 錢 軍
紫瑯職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計
目錄
1、課題…………………………………………………………………………....1
2、原始數(shù)據(jù)………………………………………………………………………1
3、工藝分析……………………………………………………………………....1
4、沖裁工藝方案的確定…………………………………………………………1
4.1方案的種類……………………………………………………………………1
4.2方案的比較……………………………………………………………………1
4.3方案的確定…………………………………………………………………….2
5、模具結(jié)構(gòu)形式的確定…………………………………………………………2
6、工藝尺寸的計算………………………………………………………………2
6.1排樣的設(shè)計…………………………………………………………………….2
6.2沖裁力的計算………………………………………………………………….3
6.3壓力機公稱力的確定………………………………………………………….4
6.4沖裁壓力中心的確定………………………………………………………….4
6.5刃口尺寸的計算……………………………………………………………….4
7、模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………………….6
8、主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………………………….6
9、模具總裝圖…………………………………………………………………… 8
致謝………………………………………………………………………………..9
參考文獻…………………………………………………………………………..10
后附：模具零件圖
1、題目：側(cè)板固定卡
2、原始數(shù)據(jù)
如圖所示，大批量生產(chǎn)、材料ST12、t=1mm
3、工藝分析
此工件既有沖孔，又有落料兩個工序。材料為ST12 t=1mm的碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的沖壓性能適合沖裁，工件結(jié)構(gòu)中等復雜，涉及尺寸比較多，有兩個直徑為4.5mm的圓孔。周圍處有六個R=2mm的1/4半圓。此工件滿足沖裁的加工要求，工件的尺寸落料按IT11級，沖孔按10級計算，尺寸精度一般，普通沖裁完全能滿足要求。
4、沖裁工藝方案的確定
（1）方案的種類
該工件包括落料、沖孔兩道基本工序，可以有以下三種工藝方案。
方案一：先沖孔后落料。采用單工序模生產(chǎn)。
方案二：沖孔—落料級進沖壓。采用級進模生產(chǎn)。
方案三：采用落料—沖孔同時進行的復合模生產(chǎn)。
（2）方案的比較各方案的特點及比較如下
方案一：模具結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但需要兩道工序，兩副模具，成本相對較高，生產(chǎn)效率低，且更重要的是在第一道工序完成后，進入第二道工序必然會增大誤差，使工件精度、質(zhì)量大打折扣，達不到所需的要求，故不選此方案。
方案二：級進模是一種多工位，效率高的加工方法，一般適用于大批量、小型沖壓件，但級模輪廓尺寸較大，制造復雜，成本較高，故不選用此方案。
方案三：只需要一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都能都能達到滿足，模具輪廓較小、模具制造成本不高。故選用此方案。
（3）方案的確定 綜上所述本副模具采用落料—沖孔復合模
5、模具結(jié)構(gòu)形式的確定
復合模有兩種結(jié)構(gòu)形式，正裝式復合模和倒裝式復合模。分析該工件成行后脫落方便性，正裝式復合模成形后工件留在下模，需向上推出該工件，取出不方便。倒裝式復合模成形后工件留在上模，只需在上模裝一副推件裝置，從效率上講，倒裝式復合模比正裝式復合模的生產(chǎn)效率高，故采用倒裝式復合模。
6、工藝尺寸計算
（1）排樣設(shè)計
a、排樣方法的確定 根據(jù)工件的形狀，確定采用無廢料排樣的方法不可能做到，但能采用有廢料和少廢料的排樣方法，經(jīng)多次排樣計算決定采用直對排法如圖所示。
b、確定搭邊值，取最小搭邊值 工件a1=1.5側(cè)面a=2
c、確定條料步距 步距：35.8mm 寬度：70 +2+2=7 4
d、條料的利用率
η = = ×100％ = 62.21％
e、畫出排樣圖
（2）沖裁力的計算
a、沖裁力F
材料ST12的抗拉強度 σb=350MPa
由 F≈Ltσb
已知L= 66＋10×2＋20.4×2＋10×2＋20＋10.2×2＋3×2＋11.1×2＋6π＋4.5π×2 =262.5
所以 F=262.5×1×350N = 91875N = 91.875KN
b、卸料力Fx
由Fx=KxF，已知Kx=0.05
Fx=KxF=0.05×91.875KN = 4.59KN
C、推件力FT
由FT=nKTF ，n = 4 KT=0.055
FT=nKTF=3×0.055×91.875=15.16KN
d、頂件力FD
由FD=KDF,已知 KD=0.06
FD=KDF=0.06×91.875=5.5KN
(3)壓力機公稱壓力的確定 本副模具采用剛性卸料和下出料方式
FZ=F＋FT≈107.KN
根據(jù)以上計算結(jié)果，沖壓設(shè)備擬選J23—40
（4）沖裁壓力中心的確定
由于沖壓件基本為對稱件故壓力中心為排樣圖中坐標值（35，17.15）
（5） 刃口尺寸的計算
a、加工方法的確定，結(jié)合模具及工件的形狀特點，此模具制造宜采用配作法。落料時選凹模為設(shè)計基準件，只需要計算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模實際尺寸進行配作加工。沖孔時需要計算凸模刃口尺寸及制造公差。凹模刃口尺寸由凸模實際尺寸按要求配作，保證在配作時最小雙面合理間隙值Zmin=0.1mm
b、采用配作法 先判斷模具各個尺寸在模具磨損后的變化情況，分三種情況，分別統(tǒng)計如下:
第一種尺寸（增大）70 20 34.3 12 46 60 21.2 31.4
A1d =﹙Α1－ΧΔ﹚ ＝(70－0.75×0.19)＝69.86
A2d =﹙ A2－ΧΔ﹚ ＝(20－0.75×0.13)＝19.90
A3d =﹙ A3－ΧΔ﹚ ＝(34.3－0.75×0.16)＝34.18
A4d =﹙ A4－ΧΔ﹚ ＝(12－0.75×0.11)＝11.92
A5d =﹙ A5－ΧΔ﹚ ＝﹙46－0.75×0.16﹚ ＝45.88
A6d =﹙ A6－ΧΔ﹚ ＝ ﹙60－0.75×0.19﹚ ＝59.86
A7d＝﹙A7－ΧΔ﹚ ＝﹙21.2－0.75×0.13﹚ ＝21.1
A8d＝﹙A8－ΧΔ﹚ ＝﹙31.4－0.75×0.16﹚ ＝31.28
第二種尺寸（減小） 3 4.5 2
B1d＝﹙B1＋χΔ﹚ ＝﹙3﹢0.75×0.06﹚ ＝3.045
B2d＝﹙B2＋χΔ﹚ ＝﹙4.5＋0.75×0.075﹚ ＝4.556
B3d＝﹙B3＋χΔ﹚ ＝﹙2＋0.75×0.06﹚ ＝2.045
第三種尺寸（不變）： 60
Cd＝C±＝60±＝60±0.015
C、按入體原則，查表確定沖裁件內(nèi)形與內(nèi)形尺寸公差。
d、畫出落料凸凹模尺寸
(落料凹模)
凸凹模
e、卸料裝置的設(shè)計
已知沖裁板厚t=1mm沖裁力為Fx=4.59KN 故選用四個彈簧、 每個彈簧的預壓力為：
F0>Fx/n=1.1475KN
7、模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
a、模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用復合模沖壓。所以本套模具類型為復合模。
b、定位方式的選擇 因為該模具采用的是條料控制條料的送向采用彈性擋料銷來定步距。
c、卸料、出件方式的選擇 根據(jù)模具的運動特點，該模具采用剛性卸料方式比較好，取出工件方便。
d、導柱、導套位置的確定，為了提高模具的壽命和質(zhì)量，方便安裝、調(diào)整、維修模具，該復合模采用后側(cè)導柱模架。
8、主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計
a、落料凹模 凹模采用整體凹模，輪廓全部采用數(shù)控線切割機床即可，一次成形，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)壓力中心數(shù)據(jù)盡量保證壓力中心與模柄中心一致。
b、 輪廓尺寸的計算
凹模厚度 H=KB
凹模壁厚 C=(1.2-2)H
取凹模厚度H=30mm 壁厚C=30mm
凹模寬度B=b+2c=140
凹模長度L=170
根據(jù)工件圖樣，在分析受力情況及保證壁厚強度的前提下，取凹模長度為170 mm寬度為 140 mm，所以凹模輪廓尺寸為 170mm ×140mm×30mm
c、沖孔凸模 根據(jù)圖樣：工件中有兩個孔且相等，因此需設(shè)計一支凸模長度為L=凹模+固定板+T=48㎜
落料凹模
卸料板+凹模+凹模墊板
凸凹模設(shè)計時保證最小間隙0.05㎜
d、定位零件的設(shè)計 結(jié)合本套模具的具體結(jié)構(gòu)?？紤]到工件的形狀，設(shè)置一個彈性當料銷﹙起定距的作用﹚
﹙ 彈性當料銷﹚
卸料板設(shè)計 卸料板的周界尺寸與凹模周界尺寸相同。厚度為15mm，材料為Q235鋼、淬火硬度為40—45HRC。
卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板采用4個M10的螺釘固定，長度50㎜
模架均采用標準模架
H閉＝H＋H＋H＋L＋H－h(huán)＝209㎜
式中：L―凸模高度，㎜
H―凸凹模高度，㎜
h― 凸模沖裁后進入凸凹模的深度，㎜
可見該模具的閉合高度小于所選壓力機J23—40的最大裝模高度330mm，因此該壓力機可以滿足使用要求。
9、模具裝配圖
通過以上設(shè)計，可以看到，模具上模部分由上模座、墊板、沖孔凸模、沖孔凸模固定板、凹模板組成。下模板由下模座板、固定板、卸料板等組成。
致謝
此次畢業(yè)設(shè)計，對我來說是對三年所學知識的綜合運用，是解決實際問題的綜合訓練。再設(shè)計過程中，不可避免的我遇到了許多問題，得到了老師和同學們以及我實習單位“蘇州三電精密零件有限公司”模具設(shè)計課人員的真誠幫助，在此表示真心感謝。
另外，我要特別感謝我的指導老師錢軍老師。他工作認真，嚴謹負責的態(tài)度，在設(shè)計過程中幫我完成了一個又一個大大小小的錯誤，給予我正確的指導，使我模糊的思路漸漸清晰起來。
參考文獻
[1 ] 沖壓模具課程設(shè)計指導與范例／林承全，胡紹平主編. 北京：化學工業(yè)出版社，2008.1
[2 ] 沖壓工藝與模具設(shè)計／馬朝興主編. －北京：化學工業(yè)出版社，2006.2
[3 ] 公差配合與技術(shù)測量／徐茂功主編. －3版. －北京：機械工業(yè)出版社，2008.1（2009.1重?。?
[4 ] 模具制造技術(shù)／劉航主編. －西安：西安電子科技大學出版社，2006.1
[5 ] 模具材料及表面處理／吳兆祥．北京：機械工業(yè)出版社，2008
10