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銅墊片倒裝復(fù)合模設(shè)計(jì)與制造(一)
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設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
設(shè)計(jì)題目：
銅墊片倒裝復(fù)合模設(shè)計(jì)與制造
設(shè)計(jì)要求：
1.選擇合理的沖裁工藝；
2.確定正確的沖裁方案；
3.計(jì)算相關(guān)的零件尺寸；
4.完成合理的裝配方案及沖壓調(diào)試。
設(shè)計(jì)進(jìn)度要求：
第一周 查閱、收集資料；
第二周 零件工藝性分析及方案確定；
第三周 設(shè)計(jì)中相關(guān)數(shù)據(jù)的工藝計(jì)算；
第四周 模具的總體設(shè)計(jì)；
第五周 工作零件的設(shè)計(jì)；
第六周 審核完善設(shè)計(jì)內(nèi)容；
第七周 打印論文、準(zhǔn)備答辯。
摘 要
隨著社會(huì)地進(jìn)步與發(fā)展，使我們的物質(zhì)世界大大的豐富起來(lái)了，使得人們對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量提出了更高的要求，在這種情況下，便為模具制造業(yè)的發(fā)展提供了契機(jī)。因此，模具的發(fā)展與人們的生活關(guān)系越來(lái)越緊密。我們利用模具加工各種的工件，以便來(lái)滿足人們的需要，模具的發(fā)展給我們帶來(lái)了新的生活，新的時(shí)代。
本次設(shè)計(jì)共分為六部分，分別介紹了工件沖壓工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)計(jì)算公式和常用數(shù)據(jù)，對(duì)模具材料的選用、沖壓設(shè)備的選擇進(jìn)行了相關(guān)的說(shuō)明。凡是與設(shè)計(jì)內(nèi)容相關(guān)的圖形，都有電子圖形保存，并在相關(guān)章節(jié)均有插圖。在設(shè)計(jì)的第五部分對(duì)模具的裝配及工藝要求進(jìn)行了相關(guān)介紹。
根據(jù)對(duì)零件的綜合分析，在這次設(shè)計(jì)中我設(shè)計(jì)的模具為倒裝沖孔落料模，主要介紹的是模具的沖孔、落料，沖壓生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的工序之一。由于材料和厚度的原因，我采用的加工方法為：采用沖孔落料復(fù)合模進(jìn)行加工。
關(guān)鍵詞：沖孔，落料，搭邊
目 錄
摘 要 II
1.工件的工藝性分析 1
1.1沖壓時(shí)的工藝性分析 1
1.2沖壓材料選用 2
1.3沖裁工藝方案的確定 3
2.模具設(shè)計(jì)計(jì)算 4
2.1 排樣方案的確定及計(jì)算 4
2.2沖壓力的計(jì)算 6
2.3模具壓力中心的確定 8
2.4 沖模刃口尺寸及公差的計(jì)算 8
2.5零件結(jié)構(gòu)尺寸的確定 12
2.6模具總裝圖 16
3.模具材料的選用 17
4.沖壓設(shè)備的選擇 18
5.模具的裝配 20
5.1模具的裝配 20
5.2模具裝配工藝要求 20
6.模具檢測(cè) 22
致 謝 23
參 考 文 獻(xiàn) 24
1.工件的工藝性分析
零件簡(jiǎn)圖 ：如圖1.1所示
工件名稱 ：銅墊片
生產(chǎn)批量 ：大批量
材 料 ：
厚 度 ：
圖1.1零件圖
1.1沖壓時(shí)的工藝性分析
沖壓件的工藝性是指沖壓件對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)性。在一般情況下，對(duì)沖壓件工藝性影響最大的幾何形狀尺寸和精度要求。良好的沖壓工藝性應(yīng)能滿足材料較省、工序較少、模具加工較容易、壽命較高、操作方便及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等要求。
沖裁件的形狀應(yīng)能符合材料合理排樣，減少?gòu)U料。
沖裁各直線或曲線的連接處，宜有適當(dāng)?shù)膱A角。
沖裁件凸出或凹入部分寬度不宜太小，并應(yīng)避免過(guò)長(zhǎng)的懸臂與窄槽。
腰圓形沖裁件，如允許圓弧半徑，則R應(yīng)大于料寬的一半，即能采用少?gòu)U料排樣；如限定圓弧半徑等于工件寬度之半，就不能采用少?gòu)U料排樣，否則會(huì)有臺(tái)肩產(chǎn)生。
沖孔時(shí)，由于受到凸模強(qiáng)度的限制，孔的尺寸不宜過(guò)小。
沖裁件的孔與孔之間，孔與邊緣之間的距離，受到模具強(qiáng)度的限制，不能太小。
在彎曲件或拉深件上沖孔時(shí)，其孔壁與工件之間的距離不能過(guò)小。
對(duì)沖壓材料的要求沖壓所用的材料，不僅要滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技術(shù)要求，還應(yīng)當(dāng)滿足沖壓工藝的要求和沖壓后繼的加工要求（如切削加工、焊接、電鍍等）。
1.2沖壓材料選用
沖壓工藝對(duì)材料的基本要求主要是：
1. 對(duì)沖壓成形性能的要求
為了有利于沖壓變形和制件質(zhì)量的提高，材料應(yīng)具有良好的沖壓成形性能。而沖壓成形性能與材料的機(jī)械性能密切相關(guān)，通常要求材料應(yīng)具有：良好的塑性，屈強(qiáng)比小，彈性模量高，板厚方向性系大，板平面方向性系數(shù)小。
2. 對(duì)材料厚度公差的要求
材料的厚度公差應(yīng)符合國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)橐欢ǖ哪＞唛g隙適用于一定厚度的材料，材料厚度公差太大，不僅直接影響制件的質(zhì)量，還可能導(dǎo)致模具和沖床的損壞。對(duì)表面質(zhì)量的要求材料的表面應(yīng)光潔平整，無(wú)分層和機(jī)械性質(zhì)的損傷，無(wú)銹斑、氧化皮及其它附著物。表面質(zhì)量好的材料，沖壓時(shí)不易破裂，不易擦傷模具，工件表面質(zhì)量好。
3. 常用沖壓材料
沖壓用材料的形狀有各種規(guī)格的板料、帶料和塊料。板料的尺寸較大，一般用于大型零件的沖壓，對(duì)于中小型零件，多數(shù)是將板料剪裁成條料后使用。帶料（又稱卷料）有各種規(guī)格的寬度，展開(kāi)長(zhǎng)度可達(dá)幾千米，適用于大批量生產(chǎn)的自動(dòng)送料，材料厚度很小時(shí)也是做成帶料供應(yīng)。塊料只用于少數(shù)鋼號(hào)和價(jià)錢(qián)昂貴的有色金屬的沖壓。
綜上所述，沖壓材料我選擇T2銅作為沖壓件的材料。
1.3沖裁工藝方案的確定
一般對(duì)于這樣的工件，通常采用沖孔，落料加工方法。由于該工件的生產(chǎn)批量較大，如果把這道工序放在一起，可以大大提高工作效率，并減輕工作量，節(jié)約能源，降低成本，而且可以避免原有的加工方法中須將手伸入模具的問(wèn)題，對(duì)保護(hù)操作者安全也很有利。
將這道工序復(fù)合在一起，可以有以下的兩種不同工藝方案：①先沖孔，后落料的工步；②落料沖孔為同一工步完成。采用方案2加工工件，由于工件地尺寸均為自由公差，加工尺寸易保證。經(jīng)分析，采用方案二較好。
該沖壓工件的形狀為簡(jiǎn)單且對(duì)稱，孔尺寸要求不高，均為自由公差。材料為銅，其沖壓性能好，孔與外緣的壁厚較大，根據(jù)表1.1知復(fù)合模的凸凹模壁厚部分具有足夠的強(qiáng)度。
表1.1 強(qiáng)度系數(shù)
料厚 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.5 1.75
最小壁厚 1.4 1.6 1.8 2.0 2.3 2.5 2.7 3.2 3.8 4.0
最小直徑 15 18 21
料厚 2.0 2.1 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5
最小壁厚 4.9 5.0 5.8 6.3 6.7 7.8 8.5 9.3 10.0 12.0
2.模具設(shè)計(jì)計(jì)算
2.1 排樣方案的確定及計(jì)算
在沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約和減少?gòu)U料具有重要的意義，在模具設(shè)計(jì)中，排樣設(shè)計(jì)是一項(xiàng)極為重要的、技術(shù)性很強(qiáng)的設(shè)計(jì)工作，排樣的合理與否直接影響到材料的利用率、制件質(zhì)量、生產(chǎn)率與成本以及模具壽命等，所以排樣工作的好壞是左右沖裁經(jīng)濟(jì)效益的重要因素之一。
沖裁所產(chǎn)生的廢料分為兩種，一是工件的各種內(nèi)孔產(chǎn)生的廢料，它取決于工件的形狀，一般不能改變，稱為結(jié)構(gòu)廢料；二是由于工件之間的搭邊和工件與條料側(cè)面的搭邊、板料的料頭、料尾而產(chǎn)生的廢料，它取決于沖壓方式和排樣方式，稱為工藝廢料。
提高材料利用率最主要的途徑是合理排樣使工藝廢料盡量小，另外在滿足工件使用要求的前提下，適當(dāng)?shù)母淖児ぜ慕Y(jié)構(gòu)形狀也可以提高材料的利用率。
排樣時(shí)，工件及工件與條料側(cè)邊之間的余料叫搭邊，搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差和保持條料有一定的剛度，以保證沖壓件質(zhì)量和送料方便。搭邊太寬，浪費(fèi)材料；搭邊太窄會(huì)引起搭邊斷裂或翹曲，可能“啃刃”現(xiàn)象或沖裁時(shí)會(huì)被拉斷，有時(shí)還會(huì)拉入模具間隙中、損壞模具刃口，從而影響模具壽命。
搭邊值的大小與下列因素有關(guān)：
① 材料的力學(xué)性能。硬材料可小些，軟材料的搭邊可要大些。
② 工件的形狀與尺寸。尺寸大或有尖突的復(fù)雜的形狀時(shí)，搭邊要取得大值。
③ 材料厚度。薄材料的搭邊值應(yīng)取得大一些。
④ 送料方式及擋料方式。用手工送料、有側(cè)壓板導(dǎo)向的搭邊值可以取小些。
常用的排樣方法有三種：
① 有廢料排樣：指沿工件全部外形沖裁，工件與工件、工件與條料邊緣都留有搭邊，此種排樣的缺點(diǎn)是材料利用率低，但有了搭邊就能保證沖裁件的質(zhì)量，模具壽命也高。
②少?gòu)U料排樣：指模具只沿著工件部分外形輪廓沖裁，只有局部搭邊的存在。
③無(wú)廢料排樣：指工件與工件之間及工件與條料側(cè)邊之間均無(wú)搭邊的存在，模具刃口沿條料順序切下，直接獲得工件。
少?gòu)U料、無(wú)廢料排樣的缺點(diǎn)是工件質(zhì)量差，模具壽命不高，但這兩種排樣可以節(jié)省材料，還具有簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)、降低沖裁力和提高生產(chǎn)率等優(yōu)點(diǎn)。并且工件須具有一定的形狀才能采用少、無(wú)廢料排樣。上述三類(lèi)排樣方法，按工件的外形特征主要分為直排、斜排、直對(duì)排、斜對(duì)排、混合排、多行排等形式。綜上所述排樣如圖2.1所示。
表2.1 搭邊值表
料厚
手送料 自動(dòng)送料
圓形 非圓形 往復(fù)送料
～1 1.5 1.5 2 1.5 3 2
>1～2 2 1.5 2.5 2 3..5 2.5 3 2
>2～3 2.5 2 3 2.5 4 3.5
>3～4 3 2.5 3.5 3 5 4 4 3
由表2.1搭邊值表，根據(jù)零件形狀兩工件間按矩形取搭邊值，側(cè)邊取搭邊值。
則步距：
條料寬度：
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