1、湘潭大學(xué)課程設(shè)計(jì)目 錄第一章：沖裁工藝分析21.1工藝分析21.2確定合理的沖壓工藝方案3第二章 排樣設(shè)計(jì)52.1排樣方法確定52.2確定搭邊值52.3確定料寬和步距52.4計(jì)算材料利用率5第三章：沖裁件的沖裁力和初選設(shè)備73.1 沖裁力計(jì)算73.2 壓力中心計(jì)算與確定73.4 初選壓力機(jī)8第四章：沖裁刃口尺寸計(jì)算104.1 沖裁間隙值的確定104.2 沖裁刃口尺寸計(jì)算10第五章：沖裁模外形尺寸確定165.1 凹模的設(shè)計(jì)165.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì)175.3 凸凹模的設(shè)計(jì)185.4 選擇模架及其它零件19總結(jié)21第一章：沖裁件工藝分析1.1工藝分析沖裁件的工藝性主要包括沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性、沖裁件

2、的尺寸精度和表面粗糙度以及沖裁件的尺寸標(biāo)注。沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性：a.沖裁件的形狀應(yīng)力求簡(jiǎn)單、對(duì)稱，盡可能采用圓形或矩形等規(guī)則形狀，應(yīng)避免過(guò)長(zhǎng)的懸臂和窄槽。b.沖裁件的外形和內(nèi)形的轉(zhuǎn)角處要避免尖角，應(yīng)以圓弧過(guò)渡，以便于模具加工，減少熱處理或沖壓時(shí)在尖角處的開(kāi)裂。同時(shí)也可以防止尖角部位的刃口磨損過(guò)快而影響模具壽命。c.沖孔時(shí),由于受凸模的強(qiáng)度限制，孔的尺寸不能太小，其數(shù)值與孔的形狀、板厚t以及材料的力學(xué)性能有關(guān)。沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度：沖裁件的尺寸精度可以分為精密級(jí)和經(jīng)濟(jì)級(jí)兩類。由于電器外殼屬于非精密零件，對(duì)尺寸精度要求不高，一般沖壓生產(chǎn)設(shè)備可以滿足要求。如下圖（1-1）是所要沖裁的零件圖。

3、（1-1）零件圖技術(shù)要求：t=3mm；生產(chǎn)批量：大批量 1.2 確定合理的沖壓工藝方案 本課題包括沖孔、落料、兩種沖壓成形方式。沖壓模具形式多種多樣，按工序組合程度分為一下三類：1. 單工序模，即在一副模具中只完成一種工序，如落料，沖孔，切邊等。單工序模一般由一個(gè)凸模和一個(gè)凹模洞口組成，也可以是多個(gè)凸模和多個(gè)凹模洞口組成。2. 復(fù)合模，即在壓力機(jī)的一次行程中，在一副模具的同一位置上完成多道沖壓工序，如沖孔落料。3. 級(jí)進(jìn)模（俗稱連續(xù)模），即在壓力機(jī)的一次行程中，在模具的不同位置上同時(shí)完成數(shù)道沖壓工序，級(jí)進(jìn)模所完成的同一零件的不同沖壓工序是按照一定順序、相隔一定進(jìn)距排列在模具的送料方向上的，壓力

4、機(jī)的一次行程得到一個(gè)或者數(shù)個(gè)沖壓件。針對(duì)“角板”這個(gè)沖壓件的結(jié)構(gòu)外形及變形特點(diǎn)，該零件包含了落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可選變形方案如下： 方案一：落料沖孔，采用兩套單工序模生產(chǎn)。 方案二：落料沖孔復(fù)合，采用一套復(fù)合模生產(chǎn)。 方案三：落料-沖孔，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配和生產(chǎn)操作都比較容易，但是過(guò)程過(guò)于繁瑣，程序太多，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，生產(chǎn)效率太低，只適用與很小批量的生產(chǎn)；方案二采用落料沖孔復(fù)合，落料沖孔復(fù)合比較簡(jiǎn)單，易于操作實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)，形狀的彎曲件可以一次彎曲成形，故此方案比較合適；方案三采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)，模具設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，而且沖孔位置精度不如復(fù)合模。綜合以上分析，最終選擇方案二。第二章 排

5、樣設(shè)計(jì)2.1排樣方法確定根據(jù)工件的形狀，采取有廢料直排法。2.2確定搭邊值查表2-5，取最小搭邊值：a=2 ，a1=3。2.3確定料寬和步距料寬B=（L+2a1）=124+2x3=130步距n=164+2=1682.4計(jì)算材料利用率如下是排樣圖（2-1） （2-1）排樣圖一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率為： =其中A是落料件的面積，B是條料寬度，n是步距。 =76.02%第三章：沖裁件的沖裁力和初選設(shè)備3.1沖裁力的計(jì)算F0=LtF=1.3 LtL=691.92mm(根據(jù)零件圖算出)F=1.3x691.92x2x235=422.76KN推件力：F1=K1F=0.055x422.76=23.25KN卸料力

6、：F3=K3F=0.05x422.76=21.14KNK1，K3查表2-10可知 采用彈性卸料裝置和下出料方式 F0=F+F1+F3=422.76+23.25+21.14=467.15KN3.2壓力中心計(jì)算與確定 模具壓力中心是指諸沖壓合力的作用點(diǎn)位置，為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合。否則，會(huì)使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過(guò)大磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低了模具和壓力機(jī)的使用壽命。模具的壓力中心，可安以下原則來(lái)確定：1、對(duì)稱零件的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心為沖裁件的幾何中心。2、工件形狀 相同且分布對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)

7、稱中心相重合。3、各分力對(duì)某坐標(biāo)軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對(duì)該軸的力矩。求出合力作用點(diǎn)的坐標(biāo)位置0，0（x=0,y=0），即為所求模具的壓力中心。如圖（3-1）Xo=L1X1+L2X2+LnXn/L1+L2+LnYo=L1Y1+L2Y2+LnYn/L1+L2+Ln（3-1）因?yàn)榱慵粚儆趯?duì)稱零件，所以壓力中心取零件的幾何中心Xo=164/2=82Yo=124/2=623.3 初選壓力機(jī)由以上得：F0=F+F1+F3=422.76+23.25+21.14=467.15KN選擇通用型的開(kāi)式雙柱壓力機(jī)。型號(hào)JB23-63，其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力：630t滑塊行程：100mm最大閉合高度：4

8、00mm最大裝模高度：310mm連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度：80 mm工作臺(tái)尺寸：前后 570 mm 左右 860mm模柄孔尺寸：50×70 mm第四章：沖裁工藝設(shè)計(jì)計(jì)算4.1沖裁間隙值的確定技術(shù)要求：t=2mm；生產(chǎn)批量：大批量材料：Q235A由技術(shù)要求，在沖壓工藝學(xué)查表2-3可知，Zmin=0.12mm, Zmax=0.16mm4.2 沖裁刃口尺寸計(jì)算下圖（4-1）為零件圖（4-1）（1）計(jì)算原則 ：1、由于凸、凹模之間存在間隙，使落下的料和沖出的孔都帶有錐度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。 2、在尺量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔孔徑是以小端尺寸為

9、基準(zhǔn)。 3、沖裁時(shí)，凸、凹模要與沖裁件或廢料發(fā)生摩擦，凸模越磨愈小，凹模越磨愈大，結(jié)果使間隙越來(lái)越大。 由此在決定模具刃口尺寸及其制造公差時(shí)需要考慮以下原則： 1、落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時(shí)的尺寸由凸模尺寸決定。故設(shè)計(jì)落料模時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)，間隙去在凹模上：設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，以凸模尺寸為基準(zhǔn)，間隙去在凹模上。 2、考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設(shè)計(jì)落料凹模時(shí)，凹模基本尺寸應(yīng)取尺寸公差范圍的較小尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取工件孔尺寸公差范圍的較大尺寸。這樣在凸凹麼磨損到一定程度的情況下，人能沖出合格的制件。凸凹模間隙則取最小合理間隙值。 3、確定沖模刃口制造公差時(shí)，應(yīng)考慮制件的公差要求。

10、如果對(duì)刃口精度要求過(guò)高（即制造公差過(guò)?。?，會(huì)使模具制造困能，增加成本，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期；如果對(duì)刃口要求過(guò)低（即制造公差過(guò)大）則生產(chǎn)出來(lái)的制件有可能不和格，會(huì)使模具的壽命降低。若工件沒(méi)有標(biāo)注公差，則對(duì)于非圓形工件安國(guó)家“配合尺寸的公差數(shù)值”IT14級(jí)處理，沖模則可按IT12級(jí)制造；對(duì)于圓形工件可按IT7IT9級(jí)制造模具。沖壓件的尺寸公差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注單項(xiàng)公差，落料件上偏差為零，下偏差為負(fù)；沖孔件上偏差為正，下偏差為零。 (2)刃口尺寸的計(jì)算沖裁模凹、凸模刃口尺寸有兩種計(jì)算和標(biāo)注的方法，即分開(kāi)加工和配做加工兩種方法。前者用于沖件厚度較大和尺寸精度要求不高的場(chǎng)合，后者用于形狀復(fù)雜或薄板工件的模具。

11、對(duì)于該工件厚度只有2.0（mm）屬于薄板零件，并且各個(gè)孔有位置公差要求，為了保證沖裁凸、凹模間有一定的間隙值，必須采用配合加工。此方法是先做好其中一件（凸?；虬寄＃┳鳛榛鶞?zhǔn)件，然后以此基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸來(lái)配合加工另一件，使它們之間保留一定的間隙值，因此，只在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸制造公差，另一件只標(biāo)注公稱尺寸并注明配做所留的間隙值。這與就不再受間隙限制。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，普通模具的制造公差一般可取=/4（精密模具的制造公差可選46m）。這種方法不僅容易保證凸、凹模間隙值很小，而且還可以放大基準(zhǔn)件的制造公差，使制造容易。凸模和凹模制造公差表公稱尺寸/mm18-0.02+0.021830+0.0253080+0.

12、0380120-0.025+0.035120180-0.03+0.04180260+0.045260360-0.035+0.05360500-0.04+0.06500-0.05+0.07序號(hào) 計(jì) 算1制件的尺寸如下：落料部分： 沖孔部分： 2查表取雙面間隙：3對(duì)簡(jiǎn)單零件基準(zhǔn)圖的繪制尺寸可根據(jù)分開(kāi)加工的計(jì)算方法得到，對(duì)于復(fù)雜零件在繪制產(chǎn)品基準(zhǔn)圖后：對(duì)落料件，凹模按基準(zhǔn)圖加工。凸模按基準(zhǔn)圖-合理間隙加工對(duì)沖孔件，凸模按基準(zhǔn)圖加工，凹模按基準(zhǔn)圖+合理間隙加工4落料部分mmmmmmmm=mm=mm=mm=mm=mm=mm.=mm.=mm.落料凸模根據(jù)凹模尺寸，保證凸凹模間隙配作加工。則凸模尺寸為：(1

13、63.7-0.12)=163.58mm(123.7-0.12) =123.58mm(18.84-0.12) =18.72mm(22.84-0.12) =22.72mm(74.78-0.12) =74.66mm(111.74-0.12) =111.62mm.(47.81-0.12) =47.69mm(9.89-0.12) =9.77mm(20.84-0.12) =20.72mm(15.86-0.12) =15.74mm(13.87-0.12) =13.72mm(1.86-0.12) =1.74mm5沖孔部分=（22+0.75×0.21）=22.16mm=(6+0.75×0.1

14、5) =6.11mm=(22.16+0.12) =22.28mm=(6.11+0.12) =6.23mm.第五章：沖裁模外形尺寸確定5.1 凹模的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)模具時(shí)，凹模的外形尺寸還不能僅用理論計(jì)算來(lái)確定，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，由H=Kb可以確定凹模的厚度: K-系數(shù),查表得K=0.20 b-沖裁件最大外形尺寸. b=164mm H=Kb=0.20×=32.8mm 可根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)需要取H=45mm凹模壁厚的確定見(jiàn)下式：C=(1.52.0)H可以確定凹模的壁厚: C=（1.52.0）×33=（49.566）mm 取C=53mm,按此式計(jì)算得到的凹模外形尺寸可以保證凹模具有足夠的強(qiáng)度和

15、剛度，一般不再進(jìn)行強(qiáng)度校核。凹模的刃口高度的確定在不影響刃口強(qiáng)度的情況下由沖裁件的厚度確定，所以凹模的外邊緣的尺寸等于凹模的刃口尺寸加上壁厚，則外邊緣尺寸寬 L=2C+164=2×53+164=270mm B=2C+124=2×53+124=230mm螺孔、銷孔 各螺孔、銷孔的大小、數(shù)量、位置均可以從典型組合標(biāo)準(zhǔn)GB2873.2中查得。材料及技術(shù)要求 材料選用Cr12MoV 硬度為: HR57 60 。各表面粗糙度如凹模樣圖所示。由以上設(shè)計(jì)結(jié)果，凹模零件圖如下圖所示：比例：1:2 （5-1）凹模零件圖5.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì)凸模的結(jié)構(gòu)形式：圓形截面的凸模采用階梯式，采用固定板

16、壓入式固定。凸模的長(zhǎng)度計(jì)算：根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，凸模長(zhǎng)度應(yīng)該是凸模固定板厚度加落料凹模厚度再加卸料板與凹模之間的安全距離取5mm.則凸?？傞L(zhǎng)度L=15+35+5=65mm.凸模的材料及技術(shù)要求：選用Cr12MoV 硬度為: HR57 60根據(jù)GB2863.2-81,得到B型圓凸模的尺寸參數(shù)，最后的凸模如下圖所（5-2）凸模5.3 凸凹模的設(shè)計(jì)凸凹模尺寸以落料凹模和沖孔凸模的尺寸配作加工，保證凸凹模間隙。其厚度依據(jù)模具結(jié)構(gòu)確定H=45mm.凸凹模的結(jié)構(gòu)形式階梯式，采用凸凹模固定板固定。凹凸模的材料及技術(shù)要求：選用Cr12MoV 硬度為: HR57 60。各表面的粗糙度如下圖所示，由設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果繪成下圖

17、：（5-3）凸凹模5.4 選擇模架及其它零件選擇通用型的開(kāi)式雙柱壓力機(jī)。型號(hào)JB23-63，其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力：630t滑塊行程：100mm最大閉合高度：400mm最大裝模高度：310mm連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度：80 mm工作臺(tái)尺寸：前后 570 mm 左右 860mm模柄孔尺寸：50×70 mm緊固件的選取：上模零件選取4個(gè)M10×70的內(nèi)六角螺紋固定，另加兩個(gè)10×80的銷釘。下模零件選用4個(gè)M10×120的內(nèi)六角螺紋緊固，另加兩個(gè)10×100的銷釘定位（螺釘長(zhǎng)度根據(jù)連接件而定），材料用45鋼。模具總裝配圖如下：（5-4）總裝配圖總結(jié)剛拿到課程設(shè)計(jì)的課題是我還是一臉茫然，學(xué)了四年的理論知識(shí)，拿到一個(gè)實(shí)實(shí)在在的課題，要求全程自己動(dòng)手，自己查閱，獨(dú)立設(shè)計(jì)，當(dāng)時(shí)真是不敢相信自己能夠堅(jiān)持下來(lái)。最開(kāi)始拿著課題發(fā)呆，完全沒(méi)有思緒，不知道從何下手，后來(lái)慢慢的查閱資料，圖書(shū)館看圖冊(cè)，借手冊(cè)，感覺(jué)自己有點(diǎn)像模像樣了，自信也一點(diǎn)一點(diǎn)的多了，于是開(kāi)始積極的思考，及時(shí)的探討，堅(jiān)持著一天又一天，思路改了又改，圖畫了又擦，擦了又畫。反復(fù)修改的過(guò)程