機械專業綜合課程設計說明書倒裝復合沖模（浮動式）學院（系）：機電工程學院專業：機械設計制造及其自動化目錄1沖壓件的工藝性分析與方案確定 11.1沖壓件工藝性分析 11.2確定工藝方案 11.3排樣設計及材料利用率的計算 22工藝力計算及壓力中心確定 32.1計算沖裁力 32.2推件力、卸料力計算 42.3總沖壓力的計算 42.4壓力中心確定 52.5壓力機的選擇 53刃口尺寸計算 63.1沖模刃口尺寸及公差的計算 64主要零部件設計 74.1凸模設計 74.2凹模設計 84.3凸凹模設計 105標準件的選用 116設計并繪制總圖 137主要組件的裝配 148

模具的工作過程 14參考文獻 16PAGE2–PAGE1–1沖壓件的工藝性分析與方案確定1.1沖壓件工藝性分析零件簡圖：如圖1所示。

生產批量：大批量。

材料：08F。

材料厚度：3mm。未注公差：IT14

圖1工件圖1.2確定工藝方案經分析，采用倒裝復合沖模（浮動式）為加工方案，此方案只需一副模具，制件精度和生產效率都較高，且工件最小壁厚大于凸凹模許用最小壁厚模具強度也能滿足要求。沖裁件的內孔與邊緣的相對位置精度較高，模具輪廓尺寸較小。1.3排樣設計及材料利用率的計算圖2排樣圖考慮該制件的整體工藝性，查表可選排樣形式為直排。條料寬度確定：由表確定搭邊值，根據零件形狀兩式件間按矩形取搭邊值a=2.5mm，側邊取搭邊值=2.8mm。則條料寬度：B=(D+2a)-⊿查表⊿=0.9B=(40+2×2.8)-0.9=45.8-0.9連續模進料步距為42.8mm。2工藝力計算及壓力中心確定2.1計算沖裁力式中：-系數查表取K=1.3；-沖孔周長，-材料厚度,t=3mm；-材料抗剪強度08F退火=432～549，取=500MPa。沖裁力計算：=1.3×160×3×300=187200N=1.3×72×3×300=84240N總沖裁力的計算：由于沖裁模具采用彈性卸料裝置和自然落料方式。(5-4)式中：-總沖裁力；-落料時的沖裁力；-沖孔時的沖裁力；=187200+84240=271440N2.2推件力、卸料力計算公式如下：式中:-推件力；-卸料力；-沖裁力；-卸料力系數;-推件力系數;-卡在凹模里的工件個數，。-推件力系數通過查表確定，推件力系數取＝0.045；根據公式得：推件力6/1.5×0.045×27144024429.6N-卸料力系數通過查表確定，卸料力系數取＝0.04；根據公式得：卸料力=0.04×271440=10857.6N2.3總沖壓力的計算=271440+10857.6+24429.6=306727.2N2.4壓力中心確定沖裁力合力的作用點稱為沖模壓力中心。為了保證壓力機和沖模正常平穩的工作，必須使沖模的壓力中心與壓力機滑塊中心重合。由于該制件為軸對稱件，因此壓力中心就是沖裁件的幾何中心。2.5壓力機的選擇通過校核，根據查表選型號為JC23-50的可傾式壓力機其基本參數：表一：標稱壓力：500KN電動機功率:5.5kW滑塊行程：180mm最大裝模高度:330mm行程次數：50/min連桿調節長度：65mm閉合高度調節量：80mm外形尺寸:1350×18×10×2740mm主電機：5.5電機總容量：5.5工作臺尺寸長×寬:710×4×80mm傾斜角度：30度模柄孔尺寸直徑:φ50mm模柄孔尺寸深度:70mm模具的閉合高度H模具應介于壓力機的最大裝模高度Hmax與最小裝模高度Hmin之間，否則就不能保證下常的安裝與工作。其關系為：Hmin+10mm≤H模具≤Hmax-5mm3刃口尺寸計算沖裁件的尺寸精度主要決定于模具的刃口尺寸精度，模具的合理間隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及其制造公差，是設計沖裁模主要任務之一。3.1沖模刃口尺寸及公差的計算查表可得：=0.210mm=0.270mm=(0.270－0.210)mm=0.060mm沖孔：=（18+0.5×0.43）0_0.02=18.720_0.020mm=（18.72+0.210）0+0.03=18.540+0.030mm校核：0.02+0.02=0.04≤0.270-0.210=0.060mm（滿足間隙公差條件）落料：=（40-0.5×0.62）+0.030=39.69+0.030mm=（39.69-0.210）-0.020=39.48-0.020mm校核：0.02+0.03=0.05≤0.060mm（滿足間隙公差條件）4主要零部件設計4.1凸模設計為了保證凸模能夠正常工作，設計任何結構形式的凸模都必須滿足如下三個原則：1）精確定位:凸模安裝到固定板上以后，在工作過程中其軸線或母線不允許發生任何方向的移位，否則將造成沖裁間隙不均勻，降低模具壽命，嚴重時造成啃模。2）防止拔出:回程時，卸料力對凸模產生一定的作用。凸模的結構應能防止凸模從固定板中拔出。3）防止轉動。對于非圓形凸模，則制成無臺階斷面的形式，材料常用Cr6Wv,Cr12,CrWmn等。沖孔凸模用固定板壓配固定，采用H7/m6配合，刃口部分熱處理硬度為58-62HRC，尾部回火至40-50HRC。凸模的長度應根據沖模的具體結構確定，且應留修磨量，用螺釘和銷釘固定，熱處理硬度為58-62HRC，尾部回火至40-50HRC。沖裁時凸模進入凹模一定深度。同時，凸模的長度應根據沖模的具體結構確定，用螺釘固定好。如圖所示：圖3凸模4.2凹模設計根據該制件總體工藝采用矩形凹模。材料常用Cr6Wv,Cr12,CrWmn等。洞口形式為斜壁式洞口，適用于各種沖件等，應用廣泛。圖4凹模洞口主要參數為:H大于8外形為矩形，厚度H=kb(≧15)凹模壁厚：按公式C=（2.5～4）H(≥30mm)式中b為沖裁件的最大外形尺寸；b=40mm。K為系數，考慮板料厚度的影響，查表得K=0.5。所以H=kb=0.5×40=20mm。凹模壁厚c=(2.5～4)H=4×20=80mm。但考慮到要增加凹模強度來提高模具壽命，所以凹模的厚度要適當增加。凹模外形尺寸為A×B=(b+H)×(b+2c)=100×96mm總上所述，凹模外形尺寸選用100×100mm系列。凹模固定：一般采用螺釘和銷釘直接固定在下模座上。表面粗糙度為0.8～0.4，底面與銷孔表面粗糙度為1.6～0.8，凹模熱處理硬度應微高于凸模，達到60～64HRC。4.3凸凹模設計材料常用Cr6Wv,Cr12,CrWmn等。熱處理硬度達到60～64HRC圖5凸凹模5標準件的選用1、凸模固定板,材料為45鋼，選自(GB2873.181)尺寸100×100×12mm。凸凹模固定板,材料為45鋼,選自(GB2873.181)尺寸100×100×18mm。卸料板：材料為45鋼，選自(GB2873.181)尺寸100×100×10mm。墊板：材料為45鋼，選自(GB2873.181)尺寸100×100×6mm。模柄：節選自書籍（冷沖模設計指導/史鐵梁主編）P141,表4—50壓入式A型模柄，尺寸為:mmmmmmmmmmmmmm注:1)材料為Q235,GB700—88。2)技術條件：按GB2870—81的規定。2、擋料銷的選用：mmmmmmmmmm注:1)材料為45鋼，GB699—88。2)熱處理：硬度43—48HRC。3)技術條件：按GB2870—81的規定。3、導柱與導套的選用：導柱節選自書籍（冷沖模設計指導/史鐵梁主編）P117表4—22尺寸為mmmmmmmm導套選自書籍（冷沖模設計指導/史鐵梁主編）P117表4—23.A型滑動導套。尺寸為mmmmmmmm注:1)材料為20鋼，GB699—88。2)熱處理：硬度58—62HRC。3)技術條件：按GB244690的規定。4、卸料螺釘的選取：選自書籍（冷沖模設計指導/史鐵梁主編GB70-85）表3-35。卸料螺釘孔尺寸:mmmmmmmmmm注:材料為45鋼，淬火43—48HRC。5、推桿及頂桿的選用：選自書籍（冷沖模設計指導/史鐵梁主編）P133表4-41。頂桿尺寸:mmmm推桿尺寸：mmmmmm注:1)材料為45鋼，GB699—88。2)熱處理：硬度43—48HRC。3)技術條件：按GB2870—81的規定。圓柱銷尺寸：mmmm彈簧的選用：節選（冷沖壓模具設計/江維健、林玉瓊、許華昌編）P80表2-31.尺寸為：mmmmmmn=5～8mm6設計并繪制總圖按已確定的模具形式及參數，從冷沖模標準中選取標準模架。

繪制總圖。如下圖所示，單排沖孔落料復合模。圖6裝配圖1、下模座2、卸料螺釘3、墊板4、凹凸模固定板5、導柱6、凹凸模7、卸料板8、擋料銷9、推件塊10、圓柱銷11、導套12、落料凹模13、凸模固定板14、墊板15、頂桿16、推板17、推桿18、模柄19、上模座20、彈簧7主要組件的裝配1、模柄的裝配，因為所示模具的模柄是從以上模座的下而向上壓入的，所以在安裝凸模固定板和墊板之前，應先把模柄裝好。模柄與上模座的配合要求是H7/m6.裝配時，先在壓力機上將模柄壓入，再加工定儉銷孔或螺紋孔。然后把模柄端面突出部分銼平或磨平，安裝好模柄后，用角尺檢查模柄與上模座上平面的垂有度。2、凸模和裝配，凸模與固定板的配合要求為H7/m6.。裝配時，先在壓力機上將凸模固定板內，檢查凸模的垂直度，然后將固定板的上平面與凸模尾部一起磨平，為了保持凸模刀口鋒利還應將凸模的端面磨平。3、彈壓卸料板的裝配，彈壓卸料板起壓料和卸料的作用。裝配的保證它與凸模之間具有適當的間隙，其裝配方法是，將彈壓卸料板裝入固定板的凸模內，在固定板與卸料板之間墊上平行墊塊，并用平等夾板將它們夾緊，然后按卸料板上的螺孔在固定板上抽窩，拆開后鉆固定板上的螺釘穿過孔。4、模架的技術要求及裝配組成模架的各零件均應符合相應的技術條件，其中特別重要的是每對導柱，導套的配合間隙應符合要求。裝配成套的模架，多項技術指標（上模座上平面對下模座下平面的平行度）導柱軸心線對下模座下平面的垂直度和導套孔軸心線對上模座下面垂直度）應符合相應精度等級要求。裝配后的模架，上模座沿導柱上、下移動平穩無阻滯現象，壓入上、下模座的導柱導柱離其它裝表面應有1—2mm距離，壓入后就牢固。裝配成套的模架，各零件的工作表不應有碰傷，裂紋以及其它機械損傷模架的裝配主要指導柱導套的裝配，目前大多數導柱，導套與模座之間采用過盈配合，但也有少數采用粘接工藝的，即將上下模座孔擴大，降低其加工要求，同時將導柱、導套之間冷入粘結劑，即可使用導柱，導套固定，滑動導向模架常用的裝配工藝和檢驗方法有壓入導套、壓入導套安、裝導套。8

模具的工作過程本模具是一套沖孔落料的復合模。采用倒裝結構，沖孔的廢料可以從壓力機的工作臺孔中漏下，故操作方便。沖裁時，彈性卸料板先壓住條料起校正作用。繼續下行時，落料凹模將彈性卸料板壓下，套入落料凸模中，沖孔凸模也進入沖孔凹模中，于是完成沖孔與落料。當上模回程時，彈性卸料板在橡皮作用下將條料從凸凹模上卸下，而推桿受到壓力機橫桿的推動，通過推板，推桿與推件板將沖件從落料凹模中自上而下推出，沖孔廢料則直接由凸凹模孔中漏到壓力機臺面下。沖裁時，條料在模具上定位是采用布置在左側的兩個活動導料銷控制送料方向，