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課程設計說明書
題 目:摩擦片沖壓工藝及模具設計
年級、 專業(yè):
姓 名:
學 號:
指 導 教 師:
完 成 時 間:
目 錄
摘 要 3
第一章、課程題目 4
第二章、沖裁件工藝分析 5
2.1.沖裁件的結構工藝性 5
2.2.沖裁件的精度和斷面粗糙度 5
第三章、沖壓工藝方案的確定 6
第四章、沖壓工藝計算 7
4.1.排樣圖設計，材料利用率計算 7
4.2.凸、凹模工作尺寸計算 8
4.3.沖裁力及壓力中心計算，初選壓力機 8
第五章、模具零部件設計 10
5.1.工作零件設計 10
5.2.定位零件設計 10
5.3.卸料零件設計 10
5.4.模架及模柄選擇 10
5.5.固定板及墊板 10
5.6.連接、緊固件的設計與選用 11
第六章、壓力機的校核 12
心得體會 13
參考文獻 14
摘 要
沖壓模具在實際工業(yè)生產中應用廣泛。在傳統(tǒng)的工業(yè)生產中，工人生產的勞動強度大、勞動量大，嚴重影響生產效率的提高。隨著當今科技的發(fā)展， 工業(yè)生產中模具的使用已經越來越引起人們的重視，而被大量應用到工業(yè)生產中來。沖壓模具的自動送料技術也投入到實際的生產中，沖壓模具可以大大的提高勞動生產效率，減輕工人負擔，具有重要的技術進步意義和經濟價值。
本設計為一簡單的冷沖壓模具設計，根據(jù)設計零件的尺寸、材料、批量生產等要求，首先分析零件的工藝性，確定沖裁工藝方案及模具結構方案，然后通過工藝設計計算，確定排樣和裁板，計算沖壓力和壓力中心，初選壓力機，計算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后設計選用零、部件，對壓力機進行校核，繪制模具總裝草圖，以及對模具主要零件的加工工藝規(guī)程進行編制。其中在結構設計中，主要對凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料與出件裝置、模架、沖壓設備、緊固件等進行了設計，對于部分零部件選用的是標準件，就沒深入設計，并且在結構設計的同時，對部分零部件進行了加工工藝分析。
關鍵詞：模具，沖裁件，凸模，凹模
第一章、課程題目
名稱：摩擦片
材料： 15#
料厚：0.6mm
第二章、沖裁件工藝分析
從沖裁件的結構工藝性和沖裁件的精度和斷面粗糙度兩個方面進行分析。
2.1.沖裁件的結構工藝性
表1
工藝性質
沖裁件工藝項目
公益性允許值
工藝性評價
1．零件結構
該零件結構簡單，尺寸較小，厚度適中，大批量，適合沖裁。
2．落料圓角半徑
R5
≥0.25t
符合工藝性
3．沖裁件上的凹槽
55
≥（0.9-1.0）t
符合工藝性
4．沖裁件孔的最小尺寸
5．材料
15# t=0.6mm
具有良好的沖壓性能
2.2.沖裁件的精度和斷面粗糙度
尺寸精度：零件圖上所有未標注公差的尺寸為自由公差，按IT14級計算公差。精度適合用于沖裁。
表面粗糙度：零件圖上所有未標注表面粗糙度，考慮為12.5μm。適合沖裁。
結論：該制件符合沖裁工藝性，適合冷沖裁加工，其加工工藝性好。
第三章、沖壓工藝方案的確定
該制件的加工只有一道工序，即落料，所以設計一單工序落料模。
第四章、沖壓工藝計算
4.1.排樣圖設計，材料利用率計算
查表得：工件間搭邊值a1=1.8，邊緣搭邊值a=2.0，條料寬度偏差Δ=0.5，
導料板與條料制件的最小間隙，Z=0.5。
B=(D+2a+Z)=（118+2×2+0.5）=122.5mm
查表，選擇板料規(guī)格為2000×1100×2，每塊可剪1100×122.5規(guī)格條料16條。
材料利用率計算：一根條料的材料利用率：
η1=n1×A0/A1×100%
n1=（1100-1.8）/26.8=40+（124.4mm余量）
A0=2143.3mm 2
A1=129250mm 2
所以得：η1=40*2143.3/129250*100%=66.3%
排樣圖如下：
從以上計算結果可知，采用直排方案的材料利用率最高，考慮到模具制造，在本設計時只設計一對凸模、凹模，送料時，先從一個方向送進，進行沖裁，然后調轉條料，再進行沖裁。
4.2.凸、凹模工作尺寸計算
該制件不為圓形或規(guī)則的零件，因此，采用凸、凹模配合加工的方法計算凸、凹模的刃口尺寸。該制件為落料件，故以凹模為基準件來配作凸模，根據(jù)凹模制造出的實際尺寸按所需的間隙配作凸模，在凸模的零件圖上只注明按凹模配作加工，并給出間隙值即可。
表2-2 凹模刃口尺寸
沖裁件尺寸精度查表為IT14級，查表6-1-2模具初始雙面間隙Zmax=0.072，Zmin=0.048
尺寸性質
工件尺寸
磨損系數(shù)
計算公式
計算結果
凹模尺寸注為
1.凹模磨損后變大的尺寸
X=0.5
=(Amax – xΔ
X=0.5
X=0.5
X=0.75
X=0.75
2.凹模磨損后變小的尺寸
X=0.5
=(Bmin + XΔ
X=0.5
3.凹模磨損后不變的尺寸
108±0.435
=C±0.5
108±0.10875
108±0.1
4.3.沖裁力及壓力中心計算，初選壓力機
該制件厚度t=0.6mm，初步考慮采用剛性卸料裝置，因此完成本制件所需的沖壓力有沖裁力、推件力。
（1） 沖裁力F
用一般平刃沖裁時，其沖裁力F可以按下式計算：
F=KLtτ
式中：F———— 沖裁力（N）；
K———— 安全系數(shù)，K=1.3；
L———— 沖裁周邊長度，計算得284.26 mm
t———— 材料的厚度（mm）
τ———— 材料的抗剪強度，查表為270–380 MPa，取370 MPa；
得：F=KLtτ=1.3×284.26×0.6×370=82037.436 (N)
( 2 ) 推件力 FT
其計算按公式：
FT=nKTF
式中：KT———— 分別為推件力系數(shù)，查表得KT=0.055；
n———— 同時卡在凹模內的沖裁件個數(shù)，本設計取n=4。
FT=nKTF=4×0.055×82037.436=18048.236 (N)
Fz=F+FT=82037.436+18048.236=100085.7（N）
（3）初選壓力機
壓力機的標稱壓力F壓必須大于或等于總沖壓力Fz的（1.1—1.3）倍，即：
F壓 ≥ （1.1—1.3）Fz ≥ 13噸
查表開式雙柱可傾壓力機參數(shù)，初選壓力機型號規(guī)格為J23–16。
第五章、模具零部件設計
5.1.工作零件設計
（1）凹模外形尺寸H的確定：
凹模采用板狀結構通過螺釘、銷釘與下模座固定。因沖件批量較大，考慮凹模的磨損和保證沖件的質量，凹模刃口采用直刃壁結構，刃壁高度取8mm。
經驗計算公式為：
凹模厚H H=ks=0.2×118=23.6
凹模寬度B B=s+（2.5—4.0）H=118+3×23.6=188.8
凹模長度L L=s1+2s2=25+2×38=101
根據(jù)查表，確定凹模的外形尺寸為 200×160×40。
(2) 落料凸模尺寸的確定：按凹模尺寸配作，保證合理間隙Zmax=0.072，Zmin=0.048凸模長度按下式確定：
L=h1+h2+h3+h
L=20+12+9+36=77mm
5.2.定位零件設計
采用導料板得導料裝置，送料方向采用固定擋料銷定位，導料板間距：A=B + Z=122.5+0.5=123mm
5.3.卸料零件設計
本設計采用剛性卸料裝置，卸料板各型孔與凸模保持0.5 Zmin間隙，這樣有利于保護凸模、凹模刃口不被啃傷，據(jù)此原則確定具體尺寸。
5.4.模架及模柄選擇
模架類型采用后側導柱導向模架。模架精度等級為II級。由指導書查得
凹模周界尺寸為 160 X 200 mm。模架的閉合高度在190—235之間。
5.5.固定板及墊板
查表7-9-1可得典型組合，由此典型組合標準，可方便地確定其他沖模零件的數(shù)量、尺寸及主要參數(shù)。
零件外形結構尺寸如表：
表2-3 零件外形結構尺寸
序 號
名 稱
長X寬X厚（mm）
材 料
數(shù) 量
1
墊 板
200 X 160 X 8
45
1
2
凸模固定板
200 X 160 X 20
45
1
3
卸料板
200 X 160 X 16
45
1
4
導料板
220 X 61.5 X 10
45
2
5.6.連接、緊固件的設計與選用
上模板固定螺釘：選用內六角圓柱頭螺釘，螺釘GB/T70.1—2000—M12 X 40
導料板固定螺釘：選用內六角圓柱頭螺釘，螺釘GB/T70.1—2000—M12 X 25
凹模板固定螺釘：選用內六角圓柱頭螺釘，螺釘GB/T70.1—2000—M12 X 75
上模定位銷：采用圓柱銷：GB/T119—200 A12 X 55
下模定位銷：采用圓柱銷：GB/T119—200 A10 X 60
模柄止轉銷：采用圓柱銷：GB/T119—200 M10 X 25
導料板定位銷：采用圓柱銷：GB/T119—200 A8 X 25
第六章、壓力機的校核
選用J23—16 型壓力機，采用固定臺式，工作尺寸為300 X 450mm，其最大閉合高度為220mm，調節(jié)連桿長度為50mm。
（1） 模具閉合高度校核：
模具閉合高度為：H模=上模板厚度+下模板厚度+凸模固定板厚度+
凹模板厚度+導料板厚度+墊板厚度+卸料板厚度+安全距離=35+45+20+40+10+8+16+20=194mm。滿足Hmax—5≥H模≥Hmin + 10要求。
（2） 模具最大安裝尺寸為294×237mm，壓力機工作臺臺面尺寸為300×450mm，能滿足模具的正確安裝。
因此所選壓力機滿足要求。
心得體會
在剛剛過去的兩周多的時間里，我進行了模具設計這門課程的課程設計?；仡櫰鸫舜螞_壓模具的課程設計，我感慨頗多。的確，從選題到完成設計，從理論到實踐，在兩個多星期的時間里，可以說是苦多于甜，但是可以學到很多很多的東西，不僅鞏固的以前所學的知識，而且學到了很多在書本上沒有遇到過的知識。
老師是在這次課程設計開始前幾周就布置了題目，一領到老師的題目后，我就去圖書館借閱了大量的資料，由于資料比較分散，所以整理有用的資料就顯得很重要，有些東西實在是不懂就去和其他同學討論，通過大家的幫助，我獲益良多。
這次課程設計剛開始時，由于理論知識的不足，在加上平時沒有什么設計經驗，有些手忙腳亂，不知從何入手。在老師的諄諄教導，和同學的熱情幫助下，我找到了信心?，F(xiàn)在想想其實課程設計的每一天都是很累的，其實正向老師說的一樣，模具設計并不簡單，你想簡單的復制或自己胡亂蒙上幾個數(shù)據(jù)騙騙老師都是行不通的，因為你的每一個數(shù)據(jù)都是有出處的，絕對不是空想能想出來的。每當有一個問題得到解決的時候，就覺得很高興，可是問題還是會不斷的涌現(xiàn)出來，在整個設計的過程中，可以說是困難重重。雖然現(xiàn)在，種種困難我都已經克服，但是還是難免有些疏忽和遺漏的地方，完美總是可望而不可求的。不再同一個地方跌倒兩次才是最重要的。抱著這樣的心理，我一步步走了過來，最終完成了我的任務。
這次的課程讓我對沖壓工藝及模具的設計有了更加深入的了解，尤其是在查閱資料的經驗方面，受益尤多。因為我們以后到了工作中的時候，就沒有老師在指導你應該干什么了，必須靠自己的力量，主動的解決在工作中遇到的問題。這就對我們自己搜集資料，通過各種渠道獲取自己想要信息的能力提出了很高的要求。而課程設計剛好鍛煉了我們的這種能力。因為在整個課程設計中，查閱到自己所需的資料可以說是一個很重要的組成部分。他對我們搜集資料的能力的提升無疑是巨大的。
這次的課程設計我學到了很多的東西，這些東西對我以后的工作都有很大的幫助，我即將帶著這筆巨大的財富開始自己的職業(yè)生涯，以積極的態(tài)度面對以后的學習和工作。
參考文獻
[ 1 ] 冷沖模設計指導教程與簡明手冊 主編：周理 中南大學出版社
[ 2 ] 沖壓工藝與沖模設計 主編：成虹 機械工業(yè)出版社
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