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1、遼寧石油化工大學職業(yè)技術(shù)學院 I 摘 要 本設(shè)計是對給定的產(chǎn)品圖進行沖壓模具設(shè)計。沖壓工序的選擇是經(jīng)查閱相關(guān)資料 和對產(chǎn)品形狀仔細分析的基礎(chǔ)上進行的；沖壓模具的選擇是在綜合考慮了經(jīng)濟性、零 件的沖壓工藝性以及復雜程度等諸多因素的基礎(chǔ)上進行的；產(chǎn)品毛坯展開尺寸的計算 是在方便計算但不影響模具成型的前提下簡化為所熟悉的模型進行的。文中還對沖壓 模具成型零件和其他相關(guān)零件的選擇原則及選擇方法進行了說明。沖壓件的設(shè)計首先 要從沖壓生產(chǎn)工藝上對所要設(shè)計的鐵芯片進行沖壓工藝的分析與計算，然后在分析計 算的基礎(chǔ)上并參看相關(guān)的沖壓設(shè)計資料確定沖壓工藝方案，再在此基礎(chǔ)上確定各工序 的復合關(guān)系后，再進入沖模各具體

2、結(jié)構(gòu)的設(shè)計。在此基礎(chǔ)上對各副沖壓模具的主要零 部件的尺寸進行設(shè)計與計算，期間要參考大量與沖壓相關(guān)的資料和翻閱各種“沖壓手 冊” ，并通過計算以確定各副模具具體的結(jié)構(gòu)及尺寸，通過不斷的計算與修改，并在 指導老師的悉心關(guān)懷和耐心指導下進行不間斷的反復修改，最終確定畫出了一副裝配 圖和 3 副零件圖和一張立體圖。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我了解和掌握了許多實際的東西， 結(jié)合我在生產(chǎn)實習中所看所想的一些東西，有了自己的一些收獲。在此特別感謝學院， 學校各位老師給我的這次機會和悉心指導。 【關(guān)鍵詞】 沖壓工序，沖壓模具，沖壓工藝，設(shè)計計算 遼寧石油化工大學職業(yè)技術(shù)學院 II Abstract The desig

3、n of a given product plans for stamping die design. Stamping process is the choice of the available relevant information and a detailed analysis of the shape of the products on the basis of; stamping die option is considered in the economy, parts of the stamping process and the complexity of many fa

4、ctors, and so on the basis of; Products rough start calculating the size is calculated at a convenient but does not affect mold forming on the premise familiar to simplify the model. The paper also forming part of the stamping dies and other relevant parts of the principle of choice and select the m

5、ethod described. Stamping parts from the design of the first stamping on the production process to be designed to cover iron of chipfor stamping process of analysis and calculation and then calculated on the basis of analysis and see stamping design information related to determine the programme sta

6、mping process, and on this basis The process of determining the relationship, and then entered the concrete structure of the die design. On this basis, all of the major parts stamping die design and size, the large number of reference during the relevant information with the press and read all kinds

7、 of “stamping Manual“ and calculated to determine the specific mold of the structure and Size, by the calculation and constant changes in the careful guidance of teachers under the guidance of patient care and continuously repeated changes to draw the final 1 assembly and 3 parts map. Through this I

8、 graduated from design to understand and master the many practical things with my internship in the production of which would like to see some of the things, with some of their own harvest. In this special thanks to college, school teachers for giving me this opportunity and the careful guidance. Ke

9、y words: Stamping process, Stamping dies, Sheet metal forming technology, Design calculation 遼寧石油化工大學職業(yè)技術(shù)學院 III 目 錄 1 1緒緒 論論.1 1.1 沖壓的概念、特點及應用 1 1.2 沖壓的基本工序及模具 .2 1.3 沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 .3 2 2 沖裁件工藝性及材料分析沖裁件工藝性及材料分析 .7 2.1 沖裁件的工藝性分析 .8 2.2 沖裁件的精度與粗糙度 .8 2.3 沖裁件的材料 .8 3 3沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計9 3.1 模具類型 9 3.

10、2 操作與定位方式 .9 3.3 卸料與出件方式 .9 3.4 模架類型及精度 .10 4 4沖壓模具工藝與設(shè)計計算沖壓模具工藝與設(shè)計計算.10 4.1 排樣設(shè)計與計算 10 4.2 設(shè)計沖壓力與壓力中心,初選壓力機 .11 4.2.1 沖裁力 .11 4.2.2 壓力中心.12 4.2.3 計算凸凹模刃口尺寸及公差 .12 5 5模具的總體零件設(shè)計與圖紙模具的總體零件設(shè)計與圖紙.14 5.1 鐵芯片沖壓模具裝配圖.14 5.2 模具的零件設(shè)計 15 5.2.1 凹模設(shè)計.15 遼寧石油化工大學職業(yè)技術(shù)學院 IV 5.2.2 凸模設(shè)計.16 5.2.3 選擇堅固件及定位零件 .17 結(jié)結(jié) 論論

11、.19 謝謝 辭辭.20 參考文獻參考文獻.21 遼寧石油化工大學職業(yè)技術(shù)學院 1 1 緒 論 1.1 沖壓的概念、特點及應用 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機）上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn) 生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。 沖壓通常是在常溫下對材料進行冷變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所 以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于 材料成型工程術(shù)。 沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬） 批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批 量沖壓生

12、產(chǎn)就難以進行；沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。沖壓工藝與 模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓 件。與機械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟方面 都具有許多獨特的優(yōu)點。主要表現(xiàn)如下。 (1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實現(xiàn)機械化與自動化。這是因為沖 壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來完成加工，普通壓力機的行程次數(shù)為每分鐘可達幾十次， 高速壓力要每分鐘可達數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。 （2）沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表 面質(zhì)量,而模具的壽命一般較長,所以沖

13、壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模一樣”的 特征。 （3）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到 汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應，沖壓的強度和剛度均較高。 （4）沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備，因而 遼寧石油化工大學職業(yè)技術(shù)學院 2 是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。但是，沖壓加工所使用的模具一 般具有專用性，有時一個復雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具 制造的精度 高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下， 沖壓加工的優(yōu)點才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟效益。 沖壓地

14、、在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應用十分廣泛。相當多的工 業(yè)部門越來越多地采用沖壓法加工產(chǎn)品零部件，如汽車、農(nóng)機、儀器、儀表、電子、 航空、航天、家電及輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當?shù)拇螅?少則 60%以上，多則 90%以上。不少過去用鍛造=鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn) 在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說，如果生產(chǎn)中不諒采用沖 壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、快速進行產(chǎn)品更 新?lián)Q代等都是難以實現(xiàn) 的。 1.2 沖壓的基本工序及模具 由于沖壓加工的零件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同， 因而生產(chǎn)中采用

15、的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來，可分為分離工序和成形 工序兩大類；分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面 質(zhì)量的沖壓（俗稱沖裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性 變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。 上述兩類工序，按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本 工序，每種基本工序還包含有多種單一工序。 在實際生產(chǎn)中，當沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較少而公差要求較小時，若用分 散的單一工序來沖壓是不經(jīng)濟甚至難于達到要求。這時在工藝上多采用集中的方案， 即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內(nèi)完成，稱為組合的方法不同，又可 將其分

16、為復合-級進和復合-級進三種組合方式。 復合沖壓在壓力機的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時完成兩種或 遼寧石油化工大學職業(yè)技術(shù)學院 3 兩種以上不同單一工序的一種組合方法式。 級進沖壓在壓力機上的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同 工位上完面兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。 復合-級進在一副沖模上包含復合和級進兩種方式的組合工序。 沖模的結(jié)構(gòu)類型也很多。通常按工序性質(zhì)可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形 模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復合模和級進模等。但不論何種類型的沖 模，都可看成是由上模和下模兩部分組成，上模被固定在壓力機工作臺或墊板上，是 沖模的固定部分

17、。工作時，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機滑塊帶動上模 下壓，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便產(chǎn)生分離或塑性變形，從而 獲得所需形狀與尺寸的沖件。上?；厣龝r，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、 凹模上卸下或推、頂出來，以便進行下一次沖壓循環(huán)。 1.3 沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 隨著科學技術(shù)的不斷進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、 新材料不斷涌現(xiàn)，因而促進了沖壓技術(shù)的不斷革新和發(fā)展。其主要表現(xiàn)和發(fā)展方向如 下。 (1) 沖壓成形理論及沖壓工藝方面 沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。目前，國內(nèi)外對沖壓成形理論的研 究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓

18、成形過程應力應變分析、板料變形規(guī)律研究 及坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進展。特別是隨著計算機技 術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進一步完善，近年來國內(nèi)外已開始應用塑性成形過程 的計算機模擬技術(shù)，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模擬金屬的塑性成形過程， 根據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計人員可預測某一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題， 并通過在計算機上選擇修改相關(guān)參數(shù)，可實現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計。這樣既節(jié)省了 昂貴的試模費用，也縮短了制模具周期。 遼寧石油化工大學職業(yè)技術(shù)學院 4 研究推廣能提高生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本和擴大沖壓工藝應用范圍的各種壓 新工藝，也是沖壓技術(shù)的發(fā)展方向之

19、一。目前，國內(nèi)外相繼涌現(xiàn)出精密沖壓工藝、軟 模成形工藝、高能高速成形工藝及無模多點成形工藝等精密、高效、經(jīng)濟的沖壓新工 藝。其中，精密沖裁是提高沖裁件質(zhì)量的有效方法，它擴大了沖壓加工范圍，目前精 密沖裁加工零件的厚度可達 25mm，精度可達 IT1617 級；用液體、橡膠、聚氨酯等 作柔性凸?；虬寄５能浤３尚喂に嚕芗庸こ鲇闷胀庸し椒y以加工的材料和復雜 形狀的零件，在特定生產(chǎn)條件下具有明顯的經(jīng)濟效果；采用爆炸等高能效成形方法對 于加工各種尺寸在、形狀復雜、批量小、強度高和精度要求較高的板料零件，具有很 重要的實用意義；利用金屬材料的超塑性進行超塑成形，可以用一次成形代替多道普 通的沖壓成形

20、工序，這對于加工形狀復雜和大型板料零件具有突出的優(yōu)越性；無模多 點成形工序是用高度可調(diào)的凸模群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進行板料曲面成形的一種先進技術(shù)， 我國已自主設(shè)計制造了具有國際領(lǐng)先水平的無模多點成形設(shè)備，解決了多點壓機成形 法，從而可隨意改變變形路徑與受力狀態(tài)，提高了材料的成形極限，同時利用反復成 形技術(shù)可消除材料內(nèi)殘余應力，實現(xiàn)無回彈成形。無模多點成形系統(tǒng)以 CAD/CAM/CAE 技術(shù)為主要手段，能快速經(jīng)濟地實現(xiàn)三維曲面的自動化成形。 (2) 沖模是實現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件.在沖模的設(shè)計制造上,目前正朝著以下兩方面 發(fā)展:一方面,為了適應高速、自動、精密、安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，沖模正向 高效

21、率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展，與此相比適應的新型模具材料 及其熱處理技術(shù)，各種高效、精密、數(shù)控自動化的模具加工機床和檢測設(shè)備以及模具 CAD/CAM 技術(shù)也在迅速發(fā)展；另一方面，為了適應產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生 產(chǎn)的需要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種 簡易沖模及其制造技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。 精密、高效的多工位及多功能級進模和大型復雜的汽車覆蓋件沖模代表了現(xiàn)代沖 模的技術(shù)水平。目前，50 個工位以上的級進模進距精度可達到 2 微米，多功能級進模 遼寧石油化工大學職業(yè)技術(shù)學院 5 不僅可以完成沖壓全過程，還可完成焊接、裝配等工序。我國主要汽車模

22、具企業(yè)，已 能生產(chǎn)成套轎車覆蓋件模具，在設(shè)計制造方法、手段方面已基本達到了國際水平，但 在制造方法手段方面已基本達到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)、功能方面也接近國際水平， 但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面與國外相比還存在一定差距。 模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技 術(shù)等先進技術(shù)正在不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透、交叉、融合形成了現(xiàn)代模具制造技術(shù)。 其中高速銑削加工、電火花銑削加工、慢走絲切割加工、精密磨削及拋光技術(shù)、數(shù)控 測量等代表了現(xiàn)代沖模制造的技術(shù)水平。高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好 的加工精度和表面質(zhì)量（主軸轉(zhuǎn)速一般為 1500040000r/min）

23、,加工精度一般可達 10 微米，最好的表面粗糙度 Ra1 微米） ，而且與傳統(tǒng)切削加工相比具有溫升低（工件 只升高 3 攝氏度） 、切削力小，因而可加工熱敏材料和剛性差的零件，合理選擇刀具 和切削用量還可實現(xiàn)硬材料（60HRC）加工；電火花銑削加工（又稱電火花創(chuàng)成加工） 是以高速旋轉(zhuǎn)的簡單管狀電極作三維或二維輪廓加工（像數(shù)控銑一樣） ，因此不再需 要制造昂貴的成形電極，如日本三菱公司生產(chǎn)的 EDSCAN8E 電火花銑削加工機床， 配置有電極損耗自動補償系統(tǒng)、CAD/CAM 集成系統(tǒng)、在線自動測量系統(tǒng)和動態(tài)仿真 系統(tǒng)，體現(xiàn)了當今電火花加工機床的技術(shù)水平；慢走絲線切割技術(shù)的發(fā)展水平已相當 高，功能

24、也相當完善，自動化程度已達到無人看管運行的程度，目前切割速度已達到 300mm /min,加工精度可達1.5 微米，表面粗糙度達 Ra=010.2 微米;精度磨削及拋 2 光已開始使用數(shù)控成形磨床、數(shù)控光學曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標磨床及自動拋光 等先進設(shè)備和技術(shù);模具加工過程中的檢測技術(shù)也取得了很大的發(fā)展,現(xiàn)在三坐標測量 機除了能高精度地測量復雜曲面的數(shù)據(jù)外,其良好的溫度補償裝置、可靠的抗振保護能 力、嚴密的除塵措施及簡單操作步驟，使得現(xiàn)場自動化檢測成為可能。此外，激光快 速成形技術(shù)（RPM）與樹脂澆注技術(shù)在快速經(jīng)濟制模技術(shù)中得到了成功的應用。利用 RPM 技術(shù)快速成形三維原型后，通過陶瓷精

25、鑄、電弧涂噴、消失模、熔模等技術(shù)可 遼寧石油化工大學職業(yè)技術(shù)學院 6 快速制造各種成形模。如清華大學開發(fā)研制的“M-RPMS-型多功能快速原型制造系 統(tǒng)”是我國自主知識產(chǎn)權(quán)的世界惟一擁有兩種快速成形工藝（分層實體制造 SSM 和 熔融擠壓成形 MEM）的系統(tǒng)，它基于“模塊化技術(shù)集成”之概念而設(shè)計和制造，具 有較好的價格性能比。一汽模具制造公司在以 CAD/CAM 加工的主模型為基礎(chǔ)，采用 瑞士汽巴精化的高強度樹脂澆注成形的樹脂沖模應用在國產(chǎn)轎車試制和小批量生產(chǎn)開 辟了新的途徑。 (3) 沖壓設(shè)備和沖壓生產(chǎn)自動化方面 性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件，高精度、高壽命、高 效率的

26、沖模需要高精度、高自動化的沖壓設(shè)備相匹配。為了滿足大批量高速生產(chǎn)的需 要，目前沖壓設(shè)備也由單工位、單功能、低速壓力機朝著多工位、多功能、高速和數(shù) 控方向發(fā)展，加之機械乃至機器人的大量使用，使沖壓生產(chǎn)效率得到大幅度提高，各 式各樣的沖壓自動線和高速自動壓力機紛紛投入使用。在高速自動壓力機上沖壓電機 定轉(zhuǎn)子沖片時，一分鐘可沖幾百片，并能自動疊成定、轉(zhuǎn)子鐵芯，生產(chǎn)效率比普通壓 力機提高幾十倍，材料利用率高達 97%；公稱壓力為 250KN 的高速壓力機的滑塊行 程次數(shù)已達 2000 次/min 以上。在多功能壓力機方面，日本田公司生產(chǎn)的 2000KN“沖 壓中心”采用 CNC 控制，只需 5min

27、時間就可完成自動換模、換料和調(diào)整工藝參數(shù)等 工作；美國惠特尼公司生產(chǎn)的 CNC 金屬板材加工中心，在相同的時間內(nèi)，加工沖壓 件的數(shù)量為普通壓力機的 410 倍，并能進行沖孔、分段沖裁、彎曲和拉深等多種作 業(yè)。 近年來，為了適應市場的激烈競爭，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，且其更新?lián)Q代 的周期大為縮短。沖壓生產(chǎn)為適應這一新的要求，開發(fā)了多種適合不同批量生產(chǎn)的工 藝、設(shè)備和模具。其中，無需設(shè)計專用模具、性能先進的轉(zhuǎn)塔數(shù)控多工位壓力機、激 光切割和成形機、CNC 萬能折彎機等新設(shè)備已投入使用。特別是近幾年來在國外已經(jīng) 發(fā)展起來、國內(nèi)亦開始使用的沖壓柔性制造單元（FMC）和沖壓柔性制造系統(tǒng) 遼寧石油化工大

28、學職業(yè)技術(shù)學院 7 （FMS）代表了沖壓生產(chǎn)新的發(fā)展趨勢。FMS 系統(tǒng)以數(shù)控沖壓設(shè)備為主體，包括板料、 模具、沖壓件分類存放系統(tǒng)、自動上料與下料系統(tǒng)，生產(chǎn)過程完全由計算機控制，車 間實現(xiàn) 24 小時無人控制生產(chǎn)。同時，根據(jù)不同使用要求，可以完成各種沖壓工序， 甚至焊接、裝配等工序，更換新產(chǎn)品方便迅速，沖壓件精度也高。 (4) 沖壓標準化及專業(yè)化生產(chǎn)方面 模具的標準化及專業(yè)化生產(chǎn)，已得到模具行業(yè)和廣泛重視。因為沖模屬單件小批 量生產(chǎn)，沖模零件既具的一定的復雜性和精密性，又具有一定的結(jié)構(gòu)典型性。因此， 只有實現(xiàn)了沖模的標準化，才能使沖模和沖模零件的生產(chǎn)實現(xiàn)專業(yè)化、商品化，從而 降低模具的成本，提高

29、模具的質(zhì)量和縮短制造周期。目前，國外先進工業(yè)國家模具標 準化生產(chǎn)程度已達 70%80%，模具廠只需設(shè)計制造工作零件，大部分模具零件均從 標準件廠購買，使生產(chǎn)率大幅度提高。模具制造廠專業(yè)化程度越不定期越高，分工越 來越細，如目前有模架廠、頂桿廠、熱處理廠等，這樣更有利于制造水平的提高和制 造周期的縮短。我國沖模標準化與專業(yè)化生產(chǎn)近年來也有較大發(fā)展，除反映在標準件 專業(yè)化生產(chǎn)廠家有較多增加外，標準件品種也有擴展，精度亦有提高。但總體情況還 滿足不了模具工業(yè)發(fā)展的要求，主要體現(xiàn)在標準化程度還不高（一般在 40%以下） ， 標準件的品種和規(guī)格較少，大多數(shù)標準件廠家未形成規(guī)?；a(chǎn)，標準件質(zhì)量也還存 在

30、較多問題。另外，標準件生產(chǎn)的銷售、供貨、服務等都還有待于進一步提高 遼寧石油化工大學職業(yè)技術(shù)學院 8 2 沖裁件工藝及材料分析 圖 1.1 鐵芯片零件圖 沖壓技術(shù)要求: 1. 材料:硅鋼 2. 材料厚度:0.35mm 3. 生產(chǎn)批量:大批量 4.未注公差:按 IT10 級確定. 2.1 沖裁件的工藝性分析 該零件是一個山字形的芯片，上有六個小孔，而且零件很薄，在我們這里采用復 合模一次成形。該零件外輪廓不是很復雜，只有六個孔較小，要求的尺寸精度偏高， 可采用高級沖模同時沖出六個孔。 2.2 沖裁件的精度與粗糙度 沖裁件的經(jīng)濟公差等級不高于 IT14 級,一般落料公差等級最好低于 IT10 級,

31、沖孔 件公差等級最好低于 IT9 級,由表可得落料公差,沖孔公差分別為 0.040,孔中心距公差 0.10 而沖孔精度要求較高,因此可用于高精度的沖裁,由于沖裁件沒有斷面粗糙度的 要求,我們不必考慮. 遼寧石油化工大學職業(yè)技術(shù)學院 9 2.3 沖裁件的材料 由表可得,硅鋼的抗剪強度 =225Mpa,斷后伸長率 26%,此材料具有良好的塑性級 較高的彈性,沖裁性較好,可以沖裁加工. 常用的變壓器鐵芯一般都是用硅鋼片制做的.硅 鋼是一種合硅(硅也稱矽)的鋼,其含硅量在 0848%.由硅鋼做變壓器的鐵芯,是因 為硅鋼本身是一種導磁能力很強的磁性物質(zhì),在通電線圈中,它可以產(chǎn)生較大的磁感應 強度,從而可

32、以使變壓器的體積縮小. 我們知道,實際的變壓器總是在交流狀態(tài)下工作,功率損耗不僅在線圈的電阻上,也 產(chǎn)生在交變電流磁化下的鐵芯中.通常把鐵芯中的功率損耗叫“鐵損”,鐵損由兩個原 因造成,一個是“磁滯損耗”,一個是“渦流損耗”. 磁滯損耗是鐵芯在磁化過程中,由于存在磁滯現(xiàn)象而產(chǎn)生的鐵損,這種損耗的大小 與材料的磁滯回線所包圍的面積大小成正比.硅鋼的磁滯回線狹小,用它做變壓器的鐵 芯磁滯損耗較小,可使其發(fā)熱程度大大減小. 既然硅鋼有上述優(yōu)點,為什么不用整塊的硅鋼做鐵芯,還要把它加工成片狀呢? 這是因為片狀鐵芯可以減小另外一種鐵損“渦流損耗”.變壓器工作時,線圈 中有交變電流,它產(chǎn)生的磁通當然是交變

33、的.這個變化的磁通在鐵芯中產(chǎn)生感應電流. 鐵芯中產(chǎn)生的感應電流,在垂直于磁通方向的平面內(nèi)環(huán)流著,所以叫渦流.渦流損耗同 樣使鐵芯發(fā)熱.為了減小渦流損耗,變壓器的鐵芯用彼此絕緣的硅鋼片疊成,使渦流在 狹長形的回路中,通過較小的截面,以增大渦流通路上的電阻;同時,硅鋼中的硅使材料 的電阻率增大,也起到減小渦流的作用. 遼寧石油化工大學職業(yè)技術(shù)學院 10 3 沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.1 模具類型 根據(jù)零件的沖裁工藝方案,采用倒裝式復合沖裁模. 3.2 操作與定位方式 零件中批量生產(chǎn),安排生產(chǎn)可采用手工送料方式能夠達到批量生產(chǎn),且能降低模具 成本,因此采用手工送料方式.零件尺寸較大，厚度較高，保證孔

34、的精度及較好的定位， 宜采用導料板導向，導正銷導正，為了提高材料利用率采用始用擋料銷和固定擋料銷。 3.3 卸料與出件方式 考慮零件尺寸較大，厚度不高，采用剛性卸料方裝置進行打料出件。 3.4 模架類型及精度 由于零件材料較薄，尺寸較大，又是復合模,因此采用導向平穩(wěn)的對角導柱模架。 導柱，導套采用間隙配合 6 7 h H 遼寧石油化工大學職業(yè)技術(shù)學院 11 4 沖壓模具工藝與設(shè)計計算 4.1 排樣設(shè)計與計算 該沖裁件材料厚度較薄，尺寸大，近似方形，因此可采用直排比較合查表取， a=1.5mm ,a =1.2mm，=0.5mm，Z=0.5mm. 1 因此根據(jù)式 3-13，條料的寬度為: B=（D

35、max+2a+）=(63+21.5+0.5)= mm 0 0 0 0 5 . 0 66.5 進距為: A=D+a =28+1.2=29.2mm 1 根據(jù)式 3-14，導板間距為： B =B+Z= 66.5+0.5=67mm 1 由零件圖算得一個零件的面積為 1264 mm 2 一個進距內(nèi)的坯料面積: BXS=66.529.2=1941.8mm , 2 因此材料利用率為: =(A/BS)100% =(1264/1941.8)100%=65.09% 4.2 設(shè)計沖壓力與壓力中心,初選壓力機. 4.2.1 沖裁力 根據(jù)零件圖,用 CAD 可計算出沖一次零件內(nèi)外周邊之和 L=292.568mm(首次沖

36、裁除外),又 因為 =186Mpa，t=0.3mm,取 K=1.3, 則根據(jù)式 F=，KLt F=1.3292.5680.3186=21223N 卸料力:查表 2.10,取 Kx=0.5,則 Fx=KxF=0.521223=10612 N 遼寧石油化工大學職業(yè)技術(shù)學院 12 推件力:為了修模時能保證模具仍具有足夠的強度,所以直壁高度取 h=6mm, 故 n=h/t=6/0.3=20,查表 2.10,取 KT=0.065，則 FT=nKTF=2050.06521223=32180 N 頂件力：查表 2.10 得 K=0.08,則 D F=0.0821223=1698 N D 由于采用固定卸料和上

37、出件方式,所以 F= F+ F + F =21223+10612+1698=33532 N TD 由式 3-23 應選取的壓力機公稱壓力為: P (1.11.3)F=(1.11.3)33532=40238N 0 因此可選 10 噸壓力機：最大閉合高度：180mm 最小閉合高度：130mm 4.2.2 壓力中心 其壓力中心一定在對稱軸 Y 上，即 X=0 L =30mm, L=28mm, L =10mm, L =16mm, L =13mm, L =14mm, 1 2 3 456 Y1=0, Y2=30, Y3=28, Y4=20,Y5=12,Y6=28 根據(jù)排樣得： Y = 0llllll y

38、l y l y l y l y l y l 654321 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 =(283028+1620+1312+1428)/（30+28+20+12+28) =13.53 所以由以上可以算得壓力中心為 G(0,13.53) 4 4.2.3 計算凸凹模刃口尺寸及公差 由于材料較薄,模具間隙較小,模具的間隙由配作保證,工藝比較簡單,并且還可以 放大基準件的制造公差,(一般可取沖件公差的 1/4),使制造容易,因此采用配作加工為 宜. 遼寧石油化工大學職業(yè)技術(shù)學院 13 由落料尺寸得,凹模會變小,所以以凹模為基準,配作凸模.由沖孔尺寸得,凸模尺 寸變小,所以以凸模為基

39、準,配作凹模. 根據(jù)表 3-9,由材料厚度可得 Z=0.03mm, Z=0.05mm minmax (1) 落料凹模磨損后變大： A1=60,2=28 , =14， =10。 0 12 . 0 A2 0 084 . 0 A3 0 07 . 0 A4 0 07 . 0 由表可得磨損系數(shù) X=0.5 所以: =(-x)=(60-0.50.12) =59.94 Ad1A1max 4/ 0 4/12 . 0 0 03 . 0 0 =(-x)=(28-0.50.084) =90.15 Ad2A2max 4/ 0 4/084 . 0 0 021 . 0 0 =(-x)=(14-0.50.07) =13.9

40、7 Ad3A3max 4/ 0 4/07 . 0 0 021 . 0 0 =(-x)=(10-0.50.07) =9.97 Ad4A4max 4/ 0 4/07 . 0 0 021 . 0 0 由于,為落料尺寸,故以凹模為基準,配作凸模，所以落料凸模刃口尺寸 Ad1Ad2 按凹模實際尺寸配作，保證雙面間隙值為 0.320.400mm. (2) 由沖孔尺寸凸模磨損后變小: =2.5, b1 05 . 0 =(+)=(3.2+0.50.05)=2.625 bpb1minx11 0 4/ 0 0125 . 0 0 0125 . 0 (3) 凸凹模磨損后不變的尺寸 =3.20.1, =180.1, c

41、1 c2 查表得公式: =(), cpcmin 4/ 所以: =()=3.20.05 c1cmin 4/8/ =(C)=180.05 c2 min 4/ 凸凹落料部分尺寸： 13，60，28，14，10，4 0 084 . 0 12 . 0 0 084 . 0 0 07 . 0 0 07 . 0 0 0 01 . 0 查表得公式：=(-) cpcmin 4/ zmin 0 4/ 所以： 0 021. 0 0 021 . 0 1 928.12)03 . 0 084 . 0 5 . 013( c 遼寧石油化工大學職業(yè)技術(shù)學院 14 0 021 . 0 0 021 . 0 3 928.27)03 .

42、 0 084 . 0 5 . 028( c 0 0175 . 0 0 0175 . 0 4 935.13)03 . 0 07 . 0 5 . 014( c 0 0175 . 0 0 0175 . 0 5 935 . 9 )03 . 0 07 . 0 5 . 010( c 0 025 . 0 0 025 . 0 6 92 . 3 )03 . 0 1 . 05 . 04( c 遼寧石油化工大學職業(yè)技術(shù)學院 15 5 模具的總體零件設(shè)計與圖紙 5.1 鐵芯片沖壓模具裝配圖 根據(jù)前面的設(shè)計與分析,我們可以得出如復合模具的總張圖 圖 5.1 鐵芯片沖裁復合模裝配圖 5.2 模具的零件設(shè)計 5.2.1 凹

43、模設(shè)計 凹模采用矩形板狀結(jié)構(gòu)和直接通過螺釘,銷釘與下模座固定的固定方式.考慮凹模 的磨損和保證沖件的質(zhì)量,凹模刃口采用直筒形刃口壁結(jié)構(gòu),漏料部分刃口輪廓適當擴 大根據(jù)表 3-28 可以擴大 0.51mm,取 1mm,(為便于加工,落料凹模漏料孔可設(shè)計成近 似于刃口輪廓的簡化形狀,如圖 5-21 所示),凹模輪廓尺寸計算如下: (1) 凹模輪廓尺寸的確定: 凹模高度15mm=Kb 這里凹模高度選取 15mm 凹模輪廓輪廓尺寸包括凹模板的平面尺寸 LB(長寬)及厚度尺寸 H.從凹模外 遼寧石油化工大學職業(yè)技術(shù)學院 16 邊緣的最短距離稱為凹模壁厚 C.對于簡單對稱形狀刃口凹模,由于壓力中心即對稱中

44、 心,所以凹模和平面尺寸即可沿刃口型孔向四周擴大一個凹模壁厚來確定,其公式為： C=(1.52)H 所以凹模壁厚 C=30mm 凹材料的選用:根據(jù)表 8-3,材料選用 Cr4WmoV 孔與孔的校核:由表 3-27 校核最小 A 值為 29,最小 B 值為 29,最小 C 值為 19,最小 D 值為 6.84,以上都能達到要求,因此得 以校核.凹模刃口尺寸及其它具體見零件圖 5-21.或后面所附的零件圖.設(shè)計中,因為壓 力中心與凹模板的幾何中心相差不太,由壓力機根據(jù)模柄孔尺寸為 60,壓力中心仍在 模柄投影面積,可設(shè)他們在同軸線上.凹模材料為 YG20 圖 5.2 鐵芯片落料凹模 5.2.2 凸

45、模設(shè)計 落料凸模刃口部分為方形,又在它里面開孔,裝配導正銷,為便于凸模和固定板的加 工,可通這設(shè)計成鉚接方式與固定板固定.沖孔凸模由于相隔不是很近,所以采用階梯結(jié) 構(gòu),.凸模的尺寸根據(jù)導料板尺寸、卸料板尺寸和安裝固定要求尺寸，所以凸模的尺寸 L=15+15+15=45mm. 遼寧石油化工大學職業(yè)技術(shù)學院 17 凸模材料 W18Cr4V 圖 5.3 沖孔凸模 5.2.3 選擇堅固件及定位零件 (1) 螺釘規(guī)格的選用: 根據(jù)設(shè)計要求模具上部分的螺釘可選用 M8,在根據(jù)實際要求,查標準選用 GB /T 70.1-2000 M855,這里要 4 個,模具下部分的螺釘根據(jù)設(shè)計選用 M8,查得標準為 GB

46、 /T 70-2000 這里要 4 個.選取材料為 45 鋼. (2) 圓柱銷規(guī)格的選用: 銷釘?shù)墓Q直徑可取與螺釘大徑相同或小一個規(guī)格, 根據(jù)定位方式及坯料的形狀 與尺寸,選用合適的標準定位零件. 模具上部分的圓柱銷根據(jù)標準選用 GB/T 119-2000 A850, 選取材料為 45 鋼. 模具下部分的圓柱銷根據(jù)標準選用 GB/T 119-2000 A845，取材料為 45 鋼。打料 銷選用標準為 GB/T 119-2000 A8X40,材料為 45 鋼 5.2.4 設(shè)計和選用卸料與出件零件 卸料以卸料板卸料,出件是以凸模往下沖即可,因此不用設(shè)計出件零件.固定卸料板 遼寧石油化工大學職業(yè)技

47、術(shù)學院 18 的平面外形尺寸一般與凹模板相同,其厚度可取凹模厚度的 0.81 倍,所以卸料板的 LBH=1208815,卸料板在此僅起卸料作用,凸模與卸料板間的雙邊間隙一般取 0.20.5mm,這里取 0.5mm, 材料為 Q275.卸料螺釘選有 M8，選取合適的國家標準 GB/T 70-2000 M855。 5.2.5 選擇模架及其它模具零件 (1) 選擇模架: 根據(jù) GB/T 2855.1-19990,由凹模周界 12588 及安裝要求,選取凹模周界: LXB=12588,閉合高度:H=175140,上模座:12510030,下模座: 12510035,導柱: 22150,25150,導套

48、:228028,258028. (2) 模柄: 由壓力機的型號，可查得模柄孔的直徑為 30,深度為 64,由裝配要求,模柄與模柄 孔配合為 H7/m6，并加銷釘防轉(zhuǎn),銷釘為 M9，上沉孔深 9mm，模柄內(nèi)孔直徑為 11。由 于采用固定卸料，上模座回程時受力較大，因此選用壓入式模柄較合理， 材料為 Q235 的 B 型凸緣模柄。 (3) 墊板: 墊板的作用是承受并擴散凸模傳遞的壓力,以防止模座被擠壓損傷,因此在與模座 接觸面之間加上一塊淬硬磨平的墊板.墊板的外形尺寸與凸模固定板相同,厚度可取 310mm,這里設(shè)計時,由于壓力較大,根據(jù) GB2865.2-81 選取規(guī)格為 LBH=120886.

49、(4) 凸模固定板: 凸模固定板的外形尺寸與凹模的外形尺寸一致,厚度為 15mm,根據(jù)標準選取板的規(guī) 格為 LBH=1208815;凸模與凸模固定板的配合為 H7/n6,裝配可通過 2 個銷釘 定位,4 個螺釘與上模座連接固定,各形孔的位置尺寸與凹模的保持一致,頂部與凸模鉚 接,因此必須倒角。 遼寧石油化工大學職業(yè)技術(shù)學院 19 結(jié) 論 隨著畢業(yè)日子的到來，畢業(yè)設(shè)計也接近了尾聲。經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計終 于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計以前覺得畢業(yè)設(shè)計只是對這幾年來所學知識的單純總結(jié)， 但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。畢業(yè)設(shè)計不僅是對前面所學知 識的一種檢驗，而且也是對自己能力的

50、一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我明白了自己 原來知識還比較欠缺。自己要學習的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會， 什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我才明白學習是一個長期積累的 過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。 在此要感謝我的指導老師對我悉心的指導，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計過程中， 我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學 到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東 西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學 習工作生活有非常重要的影響。而

51、且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng) 造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設(shè)計做的也不太好，但是在設(shè)計過程 中所學到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益 在設(shè)計的過程中讓我感悟很多。人生的道路永遠都是美好的，你的夢想也都是最 真的，歌德說過：那些是你的夢想的，那你就要去做，去嘗試，去努力，去奮斗。 遼寧石油化工大學職業(yè)技術(shù)學院 20 謝 辭 值此本科學位論文完成之際，首先要感謝我的指導老師王秀珍。謝謝您耐心的 指導，細心的發(fā)現(xiàn)我設(shè)各計的每一個小錯誤，告訴我每個小小的細節(jié)！從論文題目 的選定到論文寫作的指導,經(jīng)由您悉心的點撥,再經(jīng)思考后的領(lǐng)悟,常常讓我有“山 重水復疑

52、無路,柳暗花明又一村”。 在論文即將付梓之際，我的大學生活，也可以 說是我的學生涯也即將在此劃上一個感嘆號了，真是感慨萬千啊，我要借此機會向 所有教過我的老師表示我的感謝，謝謝你們諄諄的教導，沒有你們就沒有我現(xiàn)在的 知識，沒有你們我的大學就不完整，請接受我這深深的一鞠躬“謝謝你們！” 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成， 有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯謝意！ 同時也感謝學院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計的環(huán)境。 最后再一次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學，以及在設(shè) 計中被我引用或參考的論著的作者們。 遼寧石油化工大學

53、職業(yè)技術(shù)學院 21 參考文獻參考文獻 1. 劉靖巖 郭慶梁 遲旭.模具設(shè)計與制造 .中國輕工業(yè)出版社. 2005 年 2. 史鐵粱.模具設(shè)計指導.機械工業(yè)出版社.2003 年 3. 王孝培.沖壓設(shè)計資料.機械工業(yè)出版社.1983 年 4. 張榮清.模具設(shè)計與制造.高等教育出版社.2003 5. 薛啟翔.沖壓械具設(shè)計結(jié)構(gòu)圖冊.化學工業(yè)出版社.2005 6. 余強 周京平.UG 零件設(shè)計技術(shù)與實踐.電子工業(yè)出版社. 7. 金大鷹.機械制圖.機械工業(yè)出版社.2001 8. 王杰出 劉晴.AutoCAD2006 中文版機械設(shè)計實例教程.機械工業(yè)出版社.2006 遼寧石油化工大學職業(yè)技術(shù)學院 22 畢業(yè)

54、設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文） ，是我個人在指導教師的 指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注 和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果， 也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷而使用過的 材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作 了明確的說明并表示了謝意。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文） 的規(guī)定，即：按照學校要求

55、提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本； 學校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與 閱覽服務；學校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文； 在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 作者簽名： 日 期： 遼寧石油化工大學職業(yè)技術(shù)學院 23 學位論文原創(chuàng)性聲明學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所 取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含 任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重 要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本 聲明的法律后果由本

56、人承擔。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學位論文版權(quán)使用授權(quán)書學位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，同意 學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論 文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學可以將本學位論文的全部 或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復 制手段保存和匯編本學位論文。 涉密論文按學校規(guī)定處理。 作者簽名：日期： 年 月 日 導師簽名： 日期： 年 月 日 遼寧石油化工大學職業(yè)技術(shù)學院 24 注 意 事 項 1.設(shè)計（論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務處制定的標準封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文

57、摘要（300 字左右） 、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論） 、正文、結(jié)論 7）參考文獻 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） 2.論文字數(shù)要求：理工類設(shè)計（論文）正文字數(shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等） ，文科 類論文正文字數(shù)不少于 1.2 萬字。 3.附件包括：任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件） 。 4.文字、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人 代寫 2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應符合國家 技術(shù)標準規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應有程序清單，并提供電子文檔 5.裝訂順序 1）設(shè)計（論文） 2）附件：按照任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）次序裝訂