沖壓工藝與模具設計
課程設計說明書
設計題目：墊片跳步模設計
專業： 設計者
指導教師：________
2023年11月7日
1、題目：跳步模——橫向單間斜排雙始用擋銷擋料釘加導頭定距彈壓卸料帶承料板
2、原始資料
資料如圖1所示，材料為鋼10，厚度t＝0.5mm。
圖1 墊片零件圖
3、工藝性分析
該工件只有衝裁工序，從尺寸精度來看，尺寸未注公差，可視為it14級，都在沖壓件的經濟精度範圍內。由於零件尺寸小，位置公差按尺寸公差的1/2確定，為0.15mm。
從結構尺寸來看，零件各部尺寸較小，需校核大孔—邊距、小孔—邊距、大孔—小孔、最小圓角及最小孔徑。參照衝裁件工藝性生產綱領：大孔—邊距c1＝2.
5mm＞1.5t＝0.75mm，小孔—邊距c2＝1.
5mm＞1.5t＝0.75mm，大孔—小孔c3＝3mm＞2t＝1.
0mm且c3≥3~4mm，最小圓角r＝3.5mm＞0.5t＝0.
25mm，最小孔徑d＝4mm＞1.3mm。因而，該零件各部結構尺寸滿足衝裁件工藝性要求，但材料較薄，衝裁間隙小，模具零件剛性差，模具設計過程中要予以充分考慮。
4、確定最佳工藝方案
（1）列出全部單工序。該零件為衝裁件，只有沖孔和落料兩道工序。
（2）沖壓順序安排。根據該工件的材料厚度和尺寸大小，顯然宜用條料毛坯在級進模或復合模上生產。因此，其沖壓工序應先沖孔，後落料，或用復合模同時沖孔和落料。
（3）工序組合。
1) 級進模生產：沖孔、落料兩步。材料厚度t＝0.5mm，使用雙始用擋銷、擋料釘和導頭定位。
2）復合模生產：同時沖孔和落料。檢查凸凹模壁厚，最小處為1.5mm＞1.5t＝0.75mm，可用正裝復合模。
（4）確定最佳工藝方案。相對於復合模生產，級進模生產安全性好，模具製造難度低。復合模生產同時沖孔和落料，衝裁力大，衝裁模具強度差，且廢料難以去除。綜合考慮，確定用級進模生產。
5、工藝計算
（1）計算條料規格和材料利用率。根據工件形狀為菱形，採用斜排方式，菱形兩邊與條料兩邊平行，三孔公共軸線與水平線夾角為35度。為了保證工件的尺寸精度，採用有廢料或少廢料的排樣方法。
查課本表3-9，工件與工件之間搭邊a＝2mm，工件與條料側邊之間搭邊b＝1.5mm，送進步距為26.57mm。
畫排樣圖如圖2所示。根據排樣圖，條料毛坯的寬度尺寸定為b＝28mm，長度可根據公式：l＝n×26.
57＋3，並考慮操作的方便性來確定剪板機下料。
圖2 排樣圖
材料利用率為
若取n＝40，則l＝1065.80mm，材料利用率為η＝75.61%。
（2）計算衝壓力。根據零件尺寸，計算總衝裁長度l＝18π＋8π＋4.28π＋8.94π＋46＝169.21mmk，取l＝170mm。
查鋼10的抗拉強度為σb＝335mpa，材料厚度t＝0.5mm，據此求得衝裁力為
fp＝ltσb＝170mm×0.5mm×335mpa＝28475n≈28.48kn
模具採用彈性卸料裝置，查課本表3-7得卸料、推件係數分別為
kx＝0.05 ， kt＝0.063
可計算得卸料力和推件力分別為
fpx＝kxfp=0.05×28.48kn＝1.42kn
fpt＝nktfp=h/t×ktfp＝5/0.5×0.063×28.48kn＝17.94kn
總衝壓力為
fpz＝fp＋fpx＋fpt＝47.84kn。
（3）計算壓力中心。
圖3 壓力中心求解
由於l1、l2均呈中心對稱，壓力中心在各自的幾何中心處，如圖2建立直角座標系，計算得：
l1＝4.28π＋8.94π＋46＝87.53mm 壓力中心x1＝0， y1＝11.55
l2＝8π＋8π＋26π≈81.68mm 壓力中心x2＝53.14，y2＝11.55
總圖形衝裁力中心為
。（4）凸、凹模工作部分尺寸計算。查課本表3-3，得初始衝裁間隙為：
zmax＝0.06mm，zmin＝0.04mm，zmax－zmin＝0.
02mm。由於工件形狀簡單，採用分開加工凸、凹模。
查課本表3-5得凸模偏差δp和凹模偏差δd。查課本表3-6得磨損係數x。
表1 凸、凹模刃口尺寸計算
對於所有公稱尺寸，1δp1＋1δd1＝0.040mm＞zmax－zmin。不滿足衝裁條件。所以取
δp＝0.4×（zmax－zmin）＝0.008mm δd＝0.6×（zmax－zmin）＝0.012mm
1)沖孔
凸模刃口尺寸為dt＝（d＋xδ），凹模刃口尺寸為da＝（dt＋zmin）。
dt1＝（4＋0.5×0.3）mm＝4.15mm da1＝(4.15＋0.04) mm＝4.19mm
dt2＝（18＋0.5×0.3）mm＝18.15mm da2＝（18.15＋0.04) mm=18.19mm
2）落料
凹模刃口尺寸為da＝（d－xδ），凸模刃口尺寸為dt＝（da－zmin）。
da1＝（3.5－0.75×0.15）mm＝3.388mm
dt1＝（3.388－0.04）mm＝3.348mm
da2=（11.5－0.75×0.15）mm＝11.388mm
dt2＝（11.388－0.04）mm＝11.348mm
da3＝（11.5－0.75×0.3）mm＝11.275mm
dt3＝（11.275－0.04）mm＝11.235mm
6、模具總體結構
（1）模具型別：跳步模（級進模）。
（2）操作方式：手工操作。
（3）毛坯送進和定位方法：條料生產，擋料釘加導頭定距。首件用雙始用擋料銷定位，以後各件以導頭定位。
（4）卸料方式：上模彈壓卸料板壓料、卸料。自然漏料。
（5）模架及導向方式：選用標準模架，對角導柱模架5號。受力平衡，上模座在導柱上運動平穩。導柱導套的配合為h6/h5。
（6）模具草圖及模具總體尺寸。
閉合高度h＝135mm 上模座厚度h＝30mm 墊板厚度h＝5mm
固定板厚度h＝18mm 卸料板厚度h＝15mm 下模座厚度h＝35mm
落料凹模總體尺寸l×b×h＝125mm×80mm×17mm
導柱d×l＝22mm×125mm 導套d×l×d＝22mm×75mm×37mm。
落料凹模如圖4所示，
圖4 落料凹模
7、沖壓裝置選擇
（1）公稱壓力：fg≥fpz/0.8＝59.51kn
（2）查裝置資料，考慮閉合高度和檯面尺寸，型號為j23—6.3的開式壓力機合適。
8、模具設計
（1）主要零部件的結構設計。φ4mm直徑的孔的凸模尺寸小，為了保證凸模的強度和剛度，避免應力集中，將凸模做成台階結構及圓角過渡。淬火時注意凸模的變形與開裂，材料應選用cr12、cr12mov等合金工具鋼。
（2）卸料板與凸模取單邊間隙0.1~0.15mm，以保證滑動自如。
（3）墊板直接承受衝裁力的衝擊，需淬火到50hrc以上。
（4）橡膠的計算。可支撐橡膠面積如下：a1＝1/4π×（26.642—19.982）mm2＝243.86mm2
a2＝1/4π×(13.322+33.332)mm2＝1011.85mm2。
取橡膠的變形率為30%，則單位壓力q＝1.52mpa。
由橡膠變形產生的力為f＝q×（a1+a2）＝1.52mpa×（243.86+1011.85）mm2＝1908.68n≈1.91kn＞fpx＝1.42kn。
橡膠高度h＝行程÷30%＝4.5mm÷30%＝15mm，驗算橡膠高度15÷26.64≈0.
56，15÷13.32≈1.13，15÷33.
33≈0.45均滿足條件0.15＜h/d＜1.
5。所以橡膠的高度為h＝15mm，變形率為30%。
9、沖壓工藝檔案
表2 沖壓工藝卡片
沖壓成型工藝與模具設計試卷試題
一 思考題 1 板料的彎曲變形過程大致可分為哪幾個階段？各階段的應力與應變狀態如何？2 寬板彎曲件與窄板彎曲件為什麼得到的模截面形狀不同？3 板料的彎曲變形有哪些特點？4 什麼是最小彎曲半徑？影響最小彎曲半徑的因素有哪些？5 影響彎曲回彈的因素是什麼？減小彎曲回彈的措施有哪些？6 確定彎曲回彈值大小...
冷衝壓工藝與模具設計課程設計指導書
冷衝壓工藝與模具設計 課程設計指導書 姓名班級 學號南京農業大學工學院機械工程系 機械製造教研室編 2006.10 一 課程設計目的 冷衝壓工藝與模具設計 課程設計是為材料成形及控制工程專業學生在學完有關專業課的基礎上所設定的重要實踐教學環節。其目的是 1 綜合運用本專業所學課程的理論和生產實際知識...
模具設計與模具課程設計
衝裁 彎曲 拉深及成形是冷衝壓的基本工序，下面以常見的衝裁件 彎曲件及拉深件為例介紹衝裁 彎曲及拉深的沖壓工藝分析 工藝方案擬訂 工藝計算 模具設計和模具主要零件的加工工藝。衝裁模設計 如圖1所示零件 託扳 生產批量 大批量 材料 08f t 2mm 設計該零件的沖壓工藝與模具 圖1 一 衝裁件工藝...