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滁州職業(yè)技術學院
學院
課程設計說明書
課 題：雙孔圓墊片沖壓模具設計
作 者 姓 名
專 業(yè) 名 稱
系 部 名 稱
課 題 名 稱 雙孔圓墊片沖壓模具設計
指 導 教 師
年 月
滁州職業(yè)技術學院
摘 要
關于學校這次的課程設計，我設計了零件的沖孔落料復合模一套經(jīng)過課程設計的整個課題精心制作，對我所學的模具設計與制造所有知識得到了一個全面的復習，經(jīng)過查詢我們的教材還有我們學校圖書館里的和我這次課程設計課題有關的書本，根據(jù)模具設計的相關流程進行一步一步的不折不扣制作，把我這次課程設計的整個設計過程給很清楚的寫在這份說明書上了。
在這次設計零件同樣先進行了工藝的分析，工藝的計算，確定壓力機型號，再將各主要零部件的設計表達出來。
這次課程設計零件設計說明書的第一個部分是對我這次課程設計課題的第一套模具，零件坯料的沖孔落料復合模的工藝的分析，工藝的計算，主要零部件的設計。這次零件設計說明書的工藝計算，主要零件的設計。這都為選擇沖壓設備提供重要依據(jù)。也為本次模具設計的AutoCAD裝配圖，以及AutoCAD主要零件圖繪制提供了依據(jù)。
關鍵詞：沖壓模、
Ⅰ
滁州職業(yè)技術學院
目錄
1 概述 - 1 -
1.1課程設計的目的 - 1 -
1.2 課程設計的要求 - 1 -
1.3課程設計的的注意事項 - 1 -
2 零件工藝設計 - 2 -
2.1 分析零件坯料的沖壓工藝性 - 2 -
2.2工藝計算 - 3 -
3 零件坯料沖孔落料復合模工作部分零件設計 - 11 -
3.1零件坯料沖孔落料復合模，沖Φ6mm孔凸模的設計 - 11 -
3.2零件坯料沖孔落料復合模落料凹模設計 - 12 -
3.3零件坯料沖孔落料復合模凸凹模設計 - 12 -
3.4 零件坯料沖孔落料復合模，凸模固定板設計 - 13 -
3.5零件坯料沖孔落料復合模，凸凹模固定板設計 - 14 -
3.6 零件坯料沖孔落料復合模，推件塊設計 - 15 -
3.7零件坯料沖孔落料復合模，墊板設計 - 16 -
4 零件坯料沖孔落料復合模具結構設計 - 18 -
4.1零件坯料沖孔落料復合模模架的選擇 - 18 -
4.2 零件坯料沖孔落料復合模壓力中心計算 - 18 -
4.3零件坯料沖孔落料復合模模具裝配圖和零件的繪制 - 18 -
結束語 - 19 -
致謝 - 20 -
參考文獻 - 21 -
1 概述
1.1課程設計的目的
1、在這次課程設計中通過對課程設計的課題制作，對我們在學校老師所教的專業(yè)知識和我們自己所自學的專業(yè)知識進行一個鞏固。
2、在這次課程設計中培養(yǎng)我們模具專業(yè)的學生在遇到問題時的分析能力和解決問題能力，還有能獨立的完成對于模具設計的流程的熟練制作。
3、在這次課程設計中對我們模具設計與制造專業(yè)的學生工作作風以及責任心還有安全意識得到較大跨度的一個提升。
1.2 課程設計的要求
1、課程設計的圖紙圖幅量：一共要最少3張零號的圖幅工作量（其中最少要有1張零號裝配圖，剩下的不做要求）。
2、圖紙：最后答辯前上交的圖紙必須用AutoCAD繪制，畫圖時要更具繪圖標準去畫，最后要交1份AutoCAD圖紙和1份1：1打印出來的圖紙。
3、課程設計說明書的字數(shù)要求：不少于6000字。
4、查看和課程設計課題有關的各種資料，為順利的完成課程設計以及能順利畢業(yè)做好充分的準備工作。
5、要求計算準確、結構設計合理、圖面整潔，圖樣及標注符合國家標準。
6、要求編制的工藝規(guī)程符合生產(chǎn)實際。
7、設計計算說明書要求文字通順，書寫工整。
1.3課程設計的的注意事項
1、相關安全的事宜：在進行課程設計的樣品加工時一定要遵守各類加工機械的操作規(guī)范，確保人生安全，器械安全。
2、服從命令聽指揮:在進行任何加工都前都要聽從老師的安排，認真負責，精心制作，保質保量完成模具加工任務。
3、課程設計的所有內(nèi)容必須自己獨立完成，可以請教同學或老師，但嚴禁抄襲，做，在模具加工時同樣要獨立完成。
- 11 -
2 零件工藝設計
2.1 分析零件坯料的沖壓工藝性
零件坯料如圖2-1零件坯料
圖2-1零件坯料
2.1.1零件坯料工藝分析
由圖2-1可見,零件坯料的形狀比較簡單，結構成對稱分布，零件尺寸通過一般的沖壓能滿足零件坯料的尺寸精度要求。尺寸的公差為自由公差，孔Φ6mm的孔邊距離外輪廓的距離遠遠大于凸、凹模所允許的最小壁厚，沒有凸、凹模強度的困擾，所以可以采用沖壓工序完成零件的生產(chǎn)。
2.1.2確定零件坯料沖壓工藝方案
1、方案的種類 零件坯料需要沖孔落料2個基本的工序，我們用以下3種加工的工藝方案來進行加工：
方案一：先把坯料沖下來，然后再利用另外的一套沖孔的模具進行孔的加工，用單個工序的模具來對零件坯料的制作。
方案二：采用沖孔落料，級進沖壓，采用級進模具來完成零件坯料的生產(chǎn)加工任務。
方案三：采用落料和沖孔同時進行的復合模具完成零件坯料的生產(chǎn)任務。
2、方案的比較 每種加工方案的特點以及方案比較如下。
方案一：所需要的模具的結構不怎么復雜，在加工模具時比較容易，但要2個工序才能將加工中心坯料加工出來，用兩個模具整個生產(chǎn)，這樣生產(chǎn)的成本有點高，并且加工時的效率很低，最為重要的是這個方案加工不能保證零件坯料的尺寸精度。這個方案我們不要。
方案二：雖然用級進模他的加工效率是比較高的。但是級進模具外形很大，制造模具時麻煩，這樣他的成本代價太高，本身這種模具就不適合加工這種形狀很小，結構還很簡單的零件，因而這種案我們也不要。
方案三：這個就要一個模具就行了，而且零件坯料的零件精度還有生產(chǎn)的速度要求都能夠達到要求，關鍵成本也不太高。
3、方案的最終確定 綜上所訴，零件坯料沖壓模具采用沖孔落料復合模具進行產(chǎn)品的加工。
2.1.3確定零件坯料沖孔落料復合模結構形式的確定
有正裝復合模具還有倒裝復合模具2種復合模?？紤]到成型后拿料問題。最終確定我們用倒裝式復合模具進行零件的沖壓加工。
2.2工藝計算
2.2.1零件坯料零件的排樣設計如圖2-2排樣
圖2-2排樣
1、搭邊值的確定[1]冷沖壓工藝及模具設計》表2.10得出工件的搭邊對于本次的設計，我們a1選取2mm，工件側面a=2.5mm
2、條料步距的確定 步距值：33mm+2mm=35mm 寬度150mm+2.5mm+2.5mm=155mm。
根據(jù)三維軟件進行測量得出，面積為961.35平方毫米，周長150.8mm
3、材料的利用率計算 η=S工/S總=961.35/40mm×37.5×100％=64.09％
2.2.2凸模和凹模的工作部分尺寸
零件圖上所注公差經(jīng)查標準公差表1.2為IT14級，尺寸精度較低，普通沖裁完全可以滿足要求。
表1.2部分標準公差值（GB/T1800.3—1998）
公差等級
IT6
IT7
IT8
IT9
IT10
IT11
IT12
IT13
IT14
IT15
基本尺寸
/μm /mm
＞3～6
8
12
18
30
48
75
0.12
0.18
0.30
0.48
＞6～10
9
15
22
36
58
90
0.15
0.22
0.36
0.58
＞10～18
11
18
27
43
70
110
0.18
0.27
0.43
0.70
＞18～30
13
21
33
52
84
130
0.21
0.33
0.52
0.84
＞30～50
16
25
39
62
100
160
0.25
0.39
0.62
1.00
＞50～80
19
30
46
74
120
190
0.30
0.46
0.74
1.20
＞80～120
22
35
54
87
140
220
0.35
0.54
0.87
1.40
根據(jù)表1.2分析：該零件沖裁工藝性較好，適宜沖裁加工。查公差表得各尺寸公差：
零件外形： 36mm
零件內(nèi)形： 6mm
1、 確定凸、凹模的間隙以及制造公差。[2]冷沖壓模具課程設計指導與范例》表2-7可得凸、凹模的間隙最小值Zmin=0.040mm，凹模間隙最大值Zmax=0.060mm
沖孔凸、凹模計算
設沖孔尺寸為根據(jù)以上原則，沖孔時以凸模設計為基準，首先確定凸模刃口尺寸，使凸?；境叽缃咏虻扔诠ぜ椎淖畲髽O限尺寸，再增大凹模尺寸以保證最小合理間隙Zmin。凸模制造偏差取負偏差，凹模取正偏差。其計算公式為：
凸模 dp=(d＋x△)0- δp
凹模 dd=(＋Zmin)0+ δd＝(d＋X△＋Zmin) 0+ δd
在同一工步中沖出制件兩個以上孔時，凹模型孔中心距Ld按下式確定：
Ld=(Lmin＋0.5△)±0.125△
式中dd——沖孔凹?；境叽?mm)；
dp——沖孔凸?；境叽?mm)；
d——沖孔件孔的最小極限尺寸(mm)；
Ld——同一工步中凹?？拙嗷境叽?mm)；
Lmin——制件孔距最小極限尺寸(mm)；
△——沖孔件孔徑公差(mm)；
Zmin——凸、凹模最小初始雙面間隙(mm)；
X——磨損系數(shù)，是為了使沖裁件的實際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸，與工件制造精度有關，可查表9.1取值：當工件精度IT10以上，取x=1；當工件精度IT11～IT13，取x=0.75；當工件精度IT14，則取x=0.5。
表9.1磨損系數(shù)X
料厚t(mm)
非圓形
圓形
1
0.75
0.5
0.75
0.5
工件公差△/mm
1
1～2
2～4
＞4
＜0.16
＜0.20
＜0.24
＜0.30
0.17～0.35
0.21～0.41
0.25～0.49
0.31～0.59
≥0.36
≥0.42
≥0.50
≥0.60
＜0.16
＜0.20
＜0.24
＜0.30
≥0.16
≥0.20
≥0.24
≥0.30
根據(jù)圖1.1和表9.1查得磨損系數(shù)X取0.5，即X=0.75
設凸、凹模分別按IT6和IT7級加工制造，所以
凸模： dp =(d+X△) 0- δp
=(6+0.75×0.12)
=6.09
凹模： dd=( dp +Zmin)
=(6.09+0.04)
=6.13
二、落料凸、凹模計算
凹模： Dd=(D－X△)
凸模： Dp=( Dd－Zmin)＝(D－X△－Zmin)
式中Dd——落料凹模基本尺寸(mm)；
Dp——落料凸模基本尺寸(mm)；
D——落料件最大極限尺寸(mm)；
r——落料件外徑公差(mm)；
Zmin——凸、凹模最小初始雙面間隙(mm)；
X——磨損系數(shù)，是為了使沖裁件的實際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸，與工件制造精度有關。表9.1取X=0.5。
由公差表（1.2）查得：設凸、凹模分別按IT6和IT7級加工。
所以凹模
36:Dd2=(D2-X)
=(36-0.5×0.62)0+0.025
=35.690+0.025mm
凸模
36:Dp2=(Dd2- Zmin)
=(35.69-0.04)
=35.65 mm
式中，由已知條件零件為非圓形，材料的厚度是0.5mm，以及零件的公差大于0.42mm，查詢《冷沖壓模具設計》表2-9磨損系數(shù)X[5]得X=0.5，制件精度為IT14級時查詢《沖壓模具課程設計指導與范例》[6]得Δ=0.87mm。
零件坯料2孔中心距離的計算：由圖2-1可知當制件精度取IT14級時，中心距離：18±0.023m mm
C凹=C±σ凹=18±0.023mm
式中，σ凹=1/4×0.09mm=0.023mm
2、 零件坯料沖壓模，沖壓力計算
計算沖裁力是為了選擇合適的壓力機，設計模具和檢驗模具的強度，壓力機的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力一般可以按下式計算：
Fp=Kp Ltτ =Lt （6.1）
式中τ——材料抗剪強度（MPa）；
L——沖裁周邊總長（mm）；
t——材料厚度（mm）；
系數(shù)Kp是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動，取Kp =1.3。
2.1 沖裁力Fp的計算
據(jù)圖5.3可得一個零件內(nèi)外周邊之和L=150.8mm。
查碳素結構鋼的力學性能表知：鋼板的抗剪強度τ=216Mpa～304Mpa，取260Mpa，制件厚度t=2mm，則
根據(jù)公式(6.1)： Fp= Kp Ltτ
=1.3×0.5×150.8×260
=25485.2(N)
≈25.5（KN）
2.2卸料力Fq1的計算
Fq1=KxFp （6.2）
式中Kx——卸料力系數(shù)，查表6.1取Kx＝0.05。
根據(jù)公式（6.2）： Fq1= KxFp
=0.065×25.5（KN）
≈1.656(KN)
表6.1卸料力、推件力和頂件力系數(shù)
料厚t/mm
Kx
kt
Kd
鋼
≤0.1
＞0.1～0.5
＞0.5～2.5
＞2.5～6.5
＞6.5
0.065～0.075
0.045～0.055
0.04～0.05
0.03～0.04
0.02～0.03
0.1
0.063
0.055
0.045
0.025
0.14
0.08
0.06
0.05
0.03
2.3頂件力Fq2的計算
Fq2= KdFp （6.3）
式中Kd——頂件力系數(shù)。
查表6.1得Kd＝0.06.
根據(jù)公式（6.3）： Fq2= KdFp
=0.14×25.5（KN）
≈3.57（KN）
2.4總的沖壓力F的計算
根據(jù)模具結構總的沖壓力F=FP+Fq1+Fq2
=25.5+1.656+3.57
=30.726(KN)
選用的壓力機公稱壓力P≥（1.1～1.3）F，取系數(shù)為1.3，則：
P≥1.3F=1.3x30.726 (KN)=39.9438(KN)。
從滿足加工的工藝要求考慮，可擬選用J23-6.3查《沖壓模具課程設計指導與范例》表9-9開式雙柱可傾壓力機技術規(guī)格[2]
J23-6.3參數(shù)：公稱壓力/KN ：63
滑塊行程次數(shù)/次?min-1 ：160
最大封閉高度/mm:170
封閉高度調(diào)節(jié)量/mm: 40
立柱距離/mm: 150
工作臺尺寸/mm：315×200
墊板尺寸/mm：厚度： 40
模柄尺寸/mm：直徑： 50
深度： 70
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3 零件坯料沖孔落料復合模工作部分零件設計
3.1零件坯料沖孔落料復合模，沖Φ6mm孔凸模的設計
零件坯料沖孔落料復合模，沖Φ6mm孔凸模材料選擇：為保證模具的壽命以及零件的精度和材料供應問題我們選擇Cr12MOV。
零件坯料沖孔落料復合模，沖Φ6mm孔凸模形式確定： 采用國家規(guī)定形式中的(GB2863.2-81)。 材料選擇：為保證模具的壽命以及零件的精度和材料供應問題零件坯料沖孔落料復合模，沖Φ6mm孔凸模的熱處理： 58—62HRC。
零件坯料沖孔落料復合模。沖Φ6mm凸模的冷處理： 加超深冷冷處理（零下400C°）因為光靠熱處理沒法完全的去除材料的內(nèi)應力。在材料剛剛經(jīng)過熱處理后接著進行材料的加超深冷冷處理。這樣可以最大限度的去除材料的內(nèi)應力。以增加模具的使用壽命。保證產(chǎn)品的尺寸精度穩(wěn)定性。
零件坯料沖孔落料復合模，沖Φ6mm凸模的固定方式：采用壓入式固定。
零件坯料沖孔落料復合模，沖6mm凸模具體設計圖紙如：圖3-1沖孔凸模所示。
圖3-1沖孔凸模
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3.2零件坯料沖孔落料復合模落料凹模設計
零件坯料沖孔落料復合模，落料凹模材料的選擇： 同凸模的材料一樣選擇Cr12MoV。
零件坯料沖孔落料復合模，落料凹模的熱處理： 60—64HRC。
零件坯料沖孔落料復合模，落料凹模的冷處理： 加超深冷冷處理（零下400C°應為光靠熱處理沒法完全的去除材料的內(nèi)應力，在材料剛剛經(jīng)過熱處理后接著進行材料的加超深冷冷處理，這樣可以最大限度的去除材料的內(nèi)應力，以增加模具的使用壽命，保證產(chǎn)品的尺寸精度穩(wěn)定性）。
零件坯料沖孔落料復合模，落料凹模的具體設計圖紙如：圖2-4落料凹模所示。
圖3-2落料凹模
3.3零件坯料沖孔落料復合模凸凹模設計
- 12 -
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零件坯料沖孔落料復合模，凸凹模材料的選擇： 和凸模的材料一樣我們用Cr12MoV。
零件坯料沖孔落料復合模，凸凹模的熱處理： 58—62HRC。
零件坯料沖孔落料復合模，凸凹模的冷處理： 加超深冷冷處理（零下400C°應為光靠熱處理沒法完全的去除材料的內(nèi)應力，在材料剛剛經(jīng)過熱處理后接著進行材料的加超深冷冷處理，這樣可以最大限度的去除材料的內(nèi)應力，以增加模具的使用壽命，保證產(chǎn)品的尺寸精度穩(wěn)定性）。
零件坯料沖孔落料復合模，凸凹模設計圖紙如：圖2-5凸凹模所示。
圖3-3凸凹模
3.4 零件坯料沖孔落料復合模，凸模固定板設計
零件坯料沖孔落料復合模，凸模固定板材料選擇：45。
零件坯料沖孔落料復合模，凸模固定板熱處理要求：45—50HRC。
零件坯料沖孔落料復合模，凸模固定板設計如：圖2-6凸模固定板所示。
圖3-4凸模固定板
3.5零件坯料沖孔落料復合模，凸凹模固定板設計
零件坯料沖孔落料復合模，凸、凹模固定板材料選擇：45。
零件坯料沖孔落料復合模，凸、凹模固定板熱處理要求：45—50HRC。
零件坯料沖孔落料復合模，凸、凹模固定板設計圖紙如：圖2-7凸、凹模固定板所示。
圖3-5凸凹模固定板
3.6 零件坯料沖孔落料復合模，推件塊設計
零件坯料沖孔落料復合模，推件塊材料選擇：45。
零件坯料沖孔落料復合模，具體設計如：圖2-8推薦號。
圖3-6推件塊
3.7零件坯料沖孔落料復合模，墊板設計
零件坯料沖孔落料復合模，墊板材料選擇：45。
零件坯料沖孔落料復合模，墊板具體設計如：圖2-9所示。
圖3-7墊板
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4 零件坯料沖孔落料復合模具結構設計
4.1零件坯料沖孔落料復合模模架的選擇
模架形式的選用后側導動，結合設計的凹模等，先大概的確定一下模架的尺寸，最后再通過查詢資料選取標準模架。
上模座尺寸80mm×80mm×75mm，材料選用，HT250
下模座尺寸80mm×80mm×90mm，材料選用，HT250
4.2 零件坯料沖孔落料復合模壓力中心計算
由零件坯料圖就可以看出壓力中心，因為零件坯料零件是對稱的，沒有必要進行壓力中心的計算。
4.3零件坯料沖孔落料復合模模具裝配圖和零件的繪制
見圖紙
結束語
將近1個多月的課程設計已近進入尾聲，請各位老師對我的課程設計—零件做最后的檢查。
在我們目前的生活中絕大部分的用品都是利用模具做出來，無論是精密零件還是普通精度的零件，用模具都能高效率的生產(chǎn)出來，并且成本還很低，模具對我們影響的不單單是生活中的方方面面，也包括其它的各個行業(yè)。
我們國家的起步不是太早，所以目前一些比較大型的還有比較精密的大部分都是依靠國外進口，就連好的材料和刀具也是依賴于進口，不過根據(jù)目前我們國家的發(fā)展速度，在不久我們就能趕上與世界先進水平的差距，我們就能獨立的做出先進的模具。
所以我們學院安排的這次課程設計。對我們學生來說意義非常的大?？梢詫⑽覀兯鶎W的知識進行一個完美的組合。同時還提高了我對于問題的思考能力。對于問題的解決能力。也讓我體會到了只要努力去做，付出了，“面包“總是會有的，只是時間問題。
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致謝
這次我的課程設計課題零件能夠成功個完成，首先要感謝我的課程設計指導老師模具教研室的主任，老師不僅借給我?guī)妆娟P于本次零件課程設計非常好的資料，而且還幫我把控整個課程設計的方向。
在我遇到瓶頸時也耐心的輔導我，幫助我順利的完成我的零件課題設計。同時也感謝我們學院教過我的老師，在我AutuCAD工程繪圖時遇到不會時她耐心的教我如何用AutuCAD繪圖，這才使我的設計圖能夠順利的用繪圖軟件畫出來，并在設計說明書中插入部分圖紙，還有教我們模具設計在我的設計出現(xiàn)于實際生產(chǎn)不相符的時候及時的指導我，讓我設計的零件彎曲模和零件坯料沖孔落料復合模復合實際生產(chǎn)。
但是由于老師時間比較緊，不可能完全的將所有的問題都找出了，加之我對于模具設計的各方面知識學得還不到位，有很多的東西還沒學好，無法避免的會出現(xiàn)一些不足之處，這點將在以后的工作中會進一步完善。
這次零件課題的課程設計的設計過程中參考了很多書籍還有一些網(wǎng)站，并且我們宿舍的舍友和班級里面的同學都給與我了我很大的幫助，在此表示衷心的感謝。
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參考文獻
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