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摘 要 該論文是對(duì)客車車門墊板零件沖孔、落料的級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)。進(jìn)行零件的形狀、尺寸、精度工藝分析，確定合理的工藝方案，確定工序數(shù)目。確定毛坯尺寸，合理排樣，繪制排樣圖。計(jì)算沖孔力、切斷力、卸料力、推件力、總沖壓力，確定壓力中心。計(jì)算主要結(jié)構(gòu)零件的尺寸。確定凸、凹模結(jié)構(gòu)，并繪制零件圖，設(shè)計(jì)定位零件，壓料、卸料零部件。設(shè)計(jì)固定零件，選擇其他標(biāo)準(zhǔn)件。最后用CAD和pro-e分別畫出二維與三維裝配圖，三維圖并生成爆炸圖。 關(guān)鍵詞：客車車門墊板；落料；沖孔；級(jí)進(jìn)模；  Abstract This article was the progressive die design of passenger car door plate for punching and blanking. Analyzed Parts of shape, size, and precision process, determined the reasonable process scheme and the number of processes. Determined the size of blank and reasonable layout, drew layout. Calculated punching force, cutting force, stripping force, pushing force, and total punching pressure, determined the center of pressure. Calculated the main structure size of parts. Determined structure of convex and concave die, and drew the drawing of parts, designed positioning parts, pressing parts, unloading parts. Designed Fixed parts, selected other standard parts. Finally, used CAD and Pro-E to draw 2D and 3D assembling drawings, and generated explosive view. Key words: The passenger door plate; Blanking; Punching; Progressive die;  目 錄 第一章：前言 1 第二章：沖壓制件的工藝設(shè)計(jì) 2 2.1.工藝性分析 2 2.2.沖壓工藝方案的確定 2 第三章：沖壓模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 4 3.模具的結(jié)構(gòu)形式 4 3.1 模具的類型的選擇 4 3.2 卸料裝置 4 3.3 定位裝置 4 3.4 模架類型 4 3.5.排樣圖的設(shè)計(jì)及材料利用率的計(jì)算 5 3.6.模具工作零件刃口尺寸及公差的計(jì)算 5 3.7.切斷凸模尺寸 6 3.8.沖孔凸凹模尺寸 6 3.9.工作壓力的計(jì)算和壓力中心的確定 7 3.9.1 沖裁力的計(jì)算 7 3.9.2 沖裁間隙的計(jì)算 8 3.9.3 壓力中心的計(jì)算 8 3.10.沖壓設(shè)備的選擇與校核 9 第四章：典型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工藝規(guī)程制定 10 4.模具零件的選用設(shè)計(jì)及必要的計(jì)算 10 4.1 工作零件的三維設(shè)計(jì) 10 4.2 定位零件的三維CAD設(shè)計(jì) 11 4.3 卸料件的三維CAD設(shè)計(jì) 11 4.4 輔助結(jié)構(gòu)零件的三維CAD設(shè)計(jì) 12 4.4 主要零部件設(shè)計(jì) 15 4.5.模具零件加工工藝分析及數(shù)控加工編程 22 4.6.模具裝配圖及爆炸圖 24 結(jié)束語： 26 致 辭 27 參考文獻(xiàn) 28 附錄： 28 大連交通大學(xué)2017屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第一章：前言 沖壓是金屬加工行業(yè)重要的組成部分。就目前發(fā)展形勢來說，我國沖壓行業(yè)前景廣闊，正在努力從制造強(qiáng)國向制造大國發(fā)展，而這一切都離不開沖壓。 沖壓是指借助外力的幫助，讓原始材料改變其原有外形的過程，經(jīng)過對(duì)外形、尺寸和功能的加工，獲得所需要的各種零部件。沖壓行業(yè)飛速發(fā)展的今天，很多零部件的加工制造都需要沖壓作為基本生產(chǎn)工序。包括汽車、客車在內(nèi)的越來越多的交通工具的零部件都需要沖壓加工。歐美等國家在工業(yè)制造起步階段，就對(duì)冷沖壓模具格外重視，我國起步稍晚，但正在努力追趕國際大國的先進(jìn)水平。雖然和發(fā)達(dá)國家仍有差距，還未持平，但基本所差無多。中國是制造大國，更是制造強(qiáng)國，在國力發(fā)展的同時(shí)，工業(yè)制造也不容落后。國力發(fā)展必須以工業(yè)發(fā)展作為最基本的后盾，而工業(yè)發(fā)展離不開沖壓行業(yè)。沖壓行業(yè)是模具行業(yè)的基本組成部分，越是基本越是離不開。要想富，先修路，要想強(qiáng)，就必須先發(fā)展工業(yè)?？梢姏_壓行業(yè)在工業(yè)發(fā)展所占的重要性。 沖壓制件結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，最重要的是配套模具的設(shè)計(jì)制造，模具設(shè)計(jì)的好壞，直接關(guān)系到?jīng)_壓制品品質(zhì)的高低。制造較高質(zhì)量的模具是獲得好制品的前提，模具精度高，制件的質(zhì)量自然高，反之亦然。隨著科技的進(jìn)步，沖壓行業(yè)可以在數(shù)字化的大背景下走的越來越遠(yuǎn)。設(shè)計(jì)者可以利用Pro/E、CAD等軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真模擬，然后再進(jìn)行加工，使得設(shè)計(jì)加工變得簡單高效。大數(shù)據(jù)和云時(shí)代的到來，使得許多標(biāo)準(zhǔn)件可以直接提取數(shù)據(jù)，不必反復(fù)查閱數(shù)據(jù)，省去了許多查閱資料的時(shí)間。 近年來，高校在機(jī)械、模具等相關(guān)專業(yè)所投甚多，在校大學(xué)生可以在校園內(nèi)，輕而易舉的接觸到機(jī)械加工行業(yè)，不必走出校園，許多高校都配備了先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床和加工中心，更有keller實(shí)驗(yàn)室等世界出名數(shù)控加工系統(tǒng)，學(xué)生可以簡單高效的在校園內(nèi)模擬出數(shù)控加工過程，然后在數(shù)控加工中心將所編寫代碼輸入，進(jìn)行仿真。簡單明了，快捷高效。高校在行業(yè)投入的越多，學(xué)生走向社會(huì)時(shí)，會(huì)的就越多，學(xué)有所成，讓畢業(yè)大學(xué)生再也不吃紙上談兵，坐井觀天只會(huì)空談了。 沖壓行業(yè)在現(xiàn)如今飛速發(fā)展的今天，已經(jīng)變得越來越簡單，越來越人性化，越來越多的企業(yè)進(jìn)入沖壓行業(yè)，間接地加快了沖壓行業(yè)的發(fā)展。企業(yè)將收入投入到高校，進(jìn)行企業(yè)人才培養(yǎng)，學(xué)生畢業(yè)后直接進(jìn)入企業(yè)，使得學(xué)校和企業(yè)獲得雙贏。整合資源，全面推動(dòng)行業(yè)發(fā)展，使得沖壓行業(yè)越發(fā)欣欣向榮，朝氣蓬勃，努力追趕世界大國腳步，實(shí)現(xiàn)中國制造和中國創(chuàng)造的全面發(fā)展。 本文通過敘述客車車門墊板級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)流程，來映射沖壓行業(yè)的基本設(shè)計(jì)加工制造流程。 第二章：沖壓制件的工藝設(shè)計(jì) 2.1.工藝性分析 對(duì)沖壓件的材料，形狀，公差等級(jí)進(jìn)行分析。如圖2-1所示。 圖2-1 沖裁件 材料：Q235 厚度：4mm ﹙1﹚由圖1可見，該墊板材料是Q235，Q235是普通的碳素鋼，有較好的沖裁性能，通過一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。 ﹙2﹚由圖1可見，該墊板外形簡單，規(guī)則，形狀尺寸除了三處公差要求不是太高的尺寸外,其余全部是自由公差I(lǐng)T14級(jí)。 ﹙3﹚沖裁件的經(jīng)濟(jì)公差等級(jí)不高于IT14級(jí),一般落料公差等級(jí)最好低于IT10級(jí),沖孔件公差等級(jí)最好低于IT9級(jí),因此可用于一般精度的沖裁,普通沖裁可以達(dá)到要求.由于沖裁件沒有斷面粗糙度的要求,不必考慮。 2.2.沖壓工藝方案的確定 該零件包括落料、沖孔兩個(gè)工序，可用以下三種工藝方案： 方案一：沖孔、落料采用單工序生產(chǎn)，先落料在沖孔。 方案二：沖孔-落料采用復(fù)合模加工，沖孔、落料一起完成。 方案三：沖孔-落料采用級(jí)進(jìn)模加工，先沖孔后落料。 分析方案： 方案一：模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩套模具，生產(chǎn)效率低，制造成本高。難以滿足該零件的產(chǎn)量要求，所以不宜采用。 方案二：沖壓件的形位精度和尺寸精度易于保證且生產(chǎn)效率高，并且工件最小壁厚大于凸凹模許用的最小壁厚，模具強(qiáng)度也滿足要求。沖裁件的內(nèi)孔與邊緣的相對(duì)位置精度較高，但板料的定位精度比方案三低，模具輪廓尺寸較小一點(diǎn)。 方案三：生產(chǎn)效率較高，易于保正工件的平整度和精度，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，通用性較差，僅適合于中小型零件的大批量的生產(chǎn)。 結(jié)論：通過以上的3種方案的分析比較，對(duì)該墊板沖裁生產(chǎn)采用方案三為最佳。  第三章：沖壓模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.模具的結(jié)構(gòu)形式 3.1 模具的類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用級(jí)進(jìn)模方式?jīng)_壓，所以模具類型為級(jí)進(jìn)模。 3.2 卸料裝置 3.2.1 條料的卸除 因采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)，故采用向下落料出件。 3.2.2 卸料方式 彈性卸料板有敞開的工作空間,操作方便,生產(chǎn)效率高,沖壓前對(duì)毛坯有壓緊作用,沖壓后又使沖壓件平穩(wěn)卸料,從而制件較為平整,而且本模具所需的卸料力不大,適合用彈性卸料。 3.3 定位裝置 3.3.1 送料形式 因選用的沖壓設(shè)備為開式壓力機(jī)且垂直于送料方向的凹模寬度B小于送料方向的凹模長度L故采用橫向手動(dòng)送料方式，即由右向左（或由左向右）送料既能滿足生產(chǎn)要求，又可以降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。 3.3.2 定位零件 零件尺寸較大，厚度較薄，形狀較為簡單規(guī)范，采用定位銷即可。 3.4 模架類型 1.中間導(dǎo)柱模架：省料，導(dǎo)向精度較高；不能左右進(jìn)料。 2.四角導(dǎo)柱模架：導(dǎo)向精度高，前后左右都可以進(jìn)料；取放工件不夠方便。 3.后側(cè)導(dǎo)柱模架：導(dǎo)向精度較高，前后左右都可以進(jìn)料，取放工件方便，導(dǎo)柱阻力不對(duì)稱。 4.對(duì)角導(dǎo)柱模架：導(dǎo)向精度較高，前后左右都可以進(jìn)料；取放工件不夠方便。 綜上，結(jié)合本沖孔、落料級(jí)進(jìn)模的特點(diǎn)，決定采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。 由于零件材料較薄，尺寸較大，沖裁間隙較小，又是級(jí)進(jìn)模因此采用導(dǎo)向精度較高的后側(cè)導(dǎo)柱模架，考慮零件精度要求不是很高，沖裁間隙較小，因此采用Ⅰ級(jí)模架精度。 3.5.排樣圖的設(shè)計(jì)及材料利用率的計(jì)算 具體排樣圖如圖3-1：由于采用無廢排樣方式，材料的利用率近似為100％，大大提高了材料的利用率。 圖3-1 排樣 排樣方式為：直排、無廢料排樣法 已給出：B=59mm， L=375mm 3.6.模具工作零件刃口尺寸及公差的計(jì)算 沖裁件的尺寸精度取決于凸、凹模刃口部分的尺寸。沖裁的合理間隙也要靠凸、凹模刃口部分的尺寸來實(shí)現(xiàn)和保證。正確地確定凸、凹模刃口部分尺寸是相當(dāng)重要的。 確定凸、凹模刃口尺寸及制造公差時(shí)，需考慮下述原則。 1）落料件的尺寸取決于凹模尺寸，沖孔件的尺寸取決于凸模尺寸。因此，設(shè)計(jì)落料模時(shí)，應(yīng)先決定凹模尺寸，用減少凸模尺寸來保證合理間隙；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，應(yīng)先決定凸模尺寸，用增大凹模尺寸來保證合理間隙。 2）考慮刃口的磨損對(duì)沖裁件尺寸的影響。凹模刃口磨損后尺寸變大，其刃口的基本尺寸應(yīng)接近或等于沖裁件的最小極限尺寸；凸模刃口磨損后尺寸減小，應(yīng)取取接近或等于沖裁件的最大極限尺寸，這樣，在凸、凹模磨損到一定程度的情況下，扔能沖出合格的零件。 3）考慮沖裁件的精度與模具精度間的關(guān)系。在選擇模具制造公差時(shí)，既要保證沖裁件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較沖裁件精度高2-3級(jí)。 對(duì)于形狀復(fù)雜或厚度較薄的沖裁件，為了保證凸、凹模之間一定的間隙值，必須采用配合加工。用該方法加工凸?；虬寄r(shí)，在圖紙上只需要標(biāo)注作為基準(zhǔn)件的凹?；驔_孔凸模的尺寸和公差，對(duì)于配制的落料凸?；驔_孔凹模只標(biāo)注基本尺寸，并在圖紙上注明要保證的間隙。這種加工方法的特點(diǎn)是模具間隙在配制中保證，因此不需要校核δp+δd≦Zmax-Zmin，加工基準(zhǔn)件時(shí)可以適當(dāng)放寬公差，使加工容易，且尺寸標(biāo)注簡單。 3.7.切斷凸模尺寸 凸凹模配合加工時(shí)，對(duì)工件的形狀進(jìn)行分析后凹模尺寸全為A類尺寸則凹模尺寸按照以下公式進(jìn)行計(jì)算 Ad= （3-1） 式中Ad—凹模刃口尺寸，mm A—工件基本尺寸，mm —工件公差，mm X—磨損系數(shù)。 為保證沖出合格沖件。沖裁件精度IT10以上，X取1. 沖裁件精度IT11~IT13,X取0.75. 沖裁件精度IT14，X取0.5。由于本產(chǎn)品采用IT14級(jí)精度，所以X取0.5.由厚度與材料查表知：Zmax =0.58，Zmin =0.50。將數(shù)據(jù)代入公式（1） 經(jīng)計(jì)算得== == 凸模尺寸按凹模尺寸配制，其雙面間隙為Zmin —Zmax。 3.8.沖孔凸凹模尺寸 凸凹模配合加工時(shí)，對(duì)工件的形狀進(jìn)行分析后凹模尺寸全為B類尺寸則凸模尺寸按照以下公式進(jìn)行計(jì)算 Bp= （3-2） 式中Ad—凹模刃口尺寸，mm A—工件基本尺寸，mm —工件公差，mm X—磨損系數(shù)。 為保證沖出合格沖件。沖裁件精度IT10以上，X取1. 沖裁件精度IT11~IT13,X取0.75. 沖裁件精度IT14，X取0.5。由于本產(chǎn)品采用IT14級(jí)精度，所以X取0.5.由厚度與材料查表知：Zmax =0.58，Zmin =0.50。將數(shù)據(jù)代入公式（2） == == == == == == 凹模尺寸按凸模尺寸配制，其雙面間隙為Zmin —Zmax。 3.9.工作壓力的計(jì)算和壓力中心的確定 3.9.1 沖裁力的計(jì)算 沖裁力F一般按下式計(jì)算： （3-3） 式中：F—沖裁力； L—沖裁周邊長度； t—材料厚度； b—材料抗剪強(qiáng)度；Q235，b的值查《沖壓成型工藝與模具設(shè)計(jì)》,取b=450Mpa 1）沖孔力計(jì)算 F1=Ltb=494×4×450=889KN 2）切斷力計(jì)算 F2=Ltb=375×4×450=675KN 3）卸料力計(jì)算 Fx= Kx(F1+ F2)=0.05×(889+675)=78.2KN 4）推件力計(jì)算 FT=nKT((F1+ F2)=2×0.05×(889+675)=156.4KN 5）總壓力計(jì)算 F總= F1+ F2+ Fx +FT=889+675+78.2+156.4=1798.6KN 3.9.2 沖裁間隙的計(jì)算 沖裁模的凸凹模刃口部分尺寸之差稱為沖裁間隙，其雙面間隙用Z表示，單面間隙為Z/2，從沖裁過程分析中可知，它對(duì)沖裁件斷面的質(zhì)量有極大的影響；此外，它還影響模具的壽命、沖裁力、推件力、頂件力和沖裁的尺寸精度，是一個(gè)非常重要的工藝參數(shù)。設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要選擇合理的間隙，才能使沖裁件斷面質(zhì)量較好，所需沖裁力較小，模具壽命較長?？捎靡韵鹿竭M(jìn)行沖裁間隙的計(jì)算 Z/2=(t-b)tanβ=t(1-b/t) tanβ （3-4） 式中：Z/2—單面間隙； t—材料厚度； b—光亮寬度，即產(chǎn)生裂紋時(shí)凸模擠入的深度； b/t—產(chǎn)生裂紋時(shí)凸模擠入材料的相對(duì)深度； β—剪裂紋與垂線的夾角。 查《冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表2.11得b/t=60%，β=5°帶入公式（4），計(jì)算得到Z/2≈0.14（mm）。 3.9.3 壓力中心的計(jì)算 如圖可知，圖形雖然簡單，但零件總體不對(duì)稱，所以，按比例畫出沖裁輪廓線﹙兩個(gè)孔、一個(gè)切斷單邊﹚，并建立直角坐標(biāo)系x-y，如圖所示，計(jì)算各部分長度和各部分中心的坐標(biāo)。 圖3-2壓力中心 由公式： 則： 將數(shù)據(jù)帶入公式，故X0=375×187.5+214×95.5+20×215+130×247.5+5×280+100×305+25×330/（375+214+20+130+5+100+25）=192.6取整為193，Y0=375×71.5+214×12.5+280×12.5/（375+214+280）=37.96取整為38。 3.10.沖壓設(shè)備的選擇與校核 在考慮各因素后，取一定安全系數(shù)1.5左右，所以必須選用2500KN的公稱壓力機(jī)，則根據(jù)所需要的總壓力初選公稱壓力為2500KN的閉式壓力機(jī)。（參看《沖壓手冊》相關(guān)章節(jié)。） 表3-1壓力機(jī)的主要參數(shù) 型號(hào) J31-250 公稱壓力/KN 2500 續(xù)表3-1 滑塊行程/mm 315 壓力行程/mm 10.4 形成次數(shù)（次/min） 20 最大裝模高度/mm 490 閉合高度調(diào)節(jié)/mm 200 立柱間距離/mm 900 工作臺(tái)尺寸/mm 前后：950 左右：1000 墊板尺寸/mm 厚度：140 孔徑：200 模柄孔尺寸/mm 直徑：75 深度：120 第四章：典型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工藝規(guī)程制定 4.模具零件的選用設(shè)計(jì)及必要的計(jì)算 4.1 工作零件的三維設(shè)計(jì) 工作零件包括沖孔凸模、落料凸模、凹模。首先根據(jù)工件的具體尺寸，繪制出工作零件的草圖，然后根據(jù)設(shè)計(jì)出的大致尺寸進(jìn)行三維CAD設(shè)計(jì)，初步三維零件圖繪制，圖形繪制完后根據(jù)后續(xù)零件的設(shè)計(jì)可在命令界面上對(duì)已完成的零件進(jìn)行修改，下圖4-1為已修改完畢后的沖孔凸模、落料凸模以及凹模三維圖： 圖4-1 沖孔凸模 落料凸模及凹模三維圖 4.2 定位零件的三維CAD設(shè)計(jì) 定位零件的三維CAD設(shè)計(jì)，定位零件就是一個(gè)其控制條料送進(jìn)距離和保證送進(jìn)方向的定位銷。是標(biāo)準(zhǔn)件GB119-86，定位銷φ12，其零件實(shí)體如圖4-2： 圖4-2定位銷 4.3 卸料件的三維CAD設(shè)計(jì) 卸料零部件包括彈壓卸料板和卸料橡膠。卸料板具有卸料和壓料的雙重作用。卸料板的設(shè)計(jì)在已經(jīng)設(shè)計(jì)出零件的基礎(chǔ)上得出具體尺寸。下圖4-3為卸料板的三維實(shí)體圖： 圖4-3卸料板 4.4 輔助結(jié)構(gòu)零件的三維CAD設(shè)計(jì) 4.4.1 導(dǎo)向零件的三維CAD設(shè)計(jì) 首先是導(dǎo)向零件的三維CAD設(shè)計(jì)，對(duì)于生產(chǎn)批量大，要求模具壽命高，工件精度較高的冷沖壓模具，一般采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套來保證上下模的精確導(dǎo)向。它們是標(biāo)準(zhǔn)零件，導(dǎo)柱GB2861.1-81、導(dǎo)套GB2861.6-81。標(biāo)準(zhǔn)件號(hào)為：導(dǎo)柱A32h5×220，導(dǎo)套A32H6×75。它們的實(shí)體圖如圖4-4所示： 圖4-4導(dǎo)柱和導(dǎo)套 4.4.2 固定零件的三維CAD設(shè)計(jì) 接下來是固定零件的三維CAD設(shè)計(jì)，包括上下模座三維CAD設(shè)計(jì)和模柄三維CAD設(shè)計(jì)。上下模座已有國家標(biāo)準(zhǔn)，分別為GB2855.5-81、GB2855.6-81。標(biāo)準(zhǔn)件號(hào)為：上模座580×320×65、下模座580×320×65。它們的具體結(jié)構(gòu)根據(jù)出料方式和已設(shè)計(jì)出的具體零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)修改。實(shí)體圖如圖4-5所示： 圖4-5上模座和下模座 模柄的作用是將模具的上模座固定在壓力機(jī)的滑塊上，按GB2862.3-81標(biāo)準(zhǔn)選取，它的實(shí)體圖如圖4-6所示： 圖4-6模柄 4.4.3 緊固零件及其他零件三維CAD設(shè)計(jì) 最后是緊固及其他零件的三維CAD設(shè)計(jì)，螺釘與銷釘是用于模具零部件進(jìn)行固定于定位的元件。通常兩者選用相同的直徑，按標(biāo)準(zhǔn)選取。螺釘選用內(nèi)六角形為宜，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)不少于3個(gè)螺釘，擰入被連接件的深度：鑄鐵為2d；鋼為1.5d(d為螺釘直徑)，標(biāo)準(zhǔn)為：GB70-85。銷釘設(shè)計(jì)為2個(gè)，壓入連接件與被連接件的深度為直徑的2倍，標(biāo)準(zhǔn)為：GB119-86，連接件的銷釘孔應(yīng)同時(shí)鉆、鉸；卸料螺釘標(biāo)準(zhǔn)為GB2867.5-81，標(biāo)準(zhǔn)為M12×120。螺紋用修飾命令表示。它們的實(shí)體圖如圖4-7所示： 圖2.13緊固零件實(shí)體 圖4-7螺釘與銷釘三維圖 根據(jù)沖裁模具在沖裁過程中的功能需要，還需要設(shè)計(jì)出墊板、凸模固定板以及擋鐵。其具體尺寸也是根據(jù)已經(jīng)設(shè)計(jì)出和選好的一些零部件，配合其具體要求設(shè)計(jì)出具體尺寸結(jié)構(gòu)。具體實(shí)體圖如圖4-8、4-9、4-10所示： 圖2.14墊板 圖4-8 墊板 圖4-9凸模固定板 圖4-10 擋鐵 4.4 主要零部件設(shè)計(jì) 4.4.1 凹模的設(shè)計(jì) H=ks，其中k=0.3（按大孔s=115mm）。故，H=ks=0.3×115=34.5mm。 如壓力中心分析圖所示沖裁左側(cè)小孔和切斷工序都在同一凹模上進(jìn)行，所以凹模厚度應(yīng)適當(dāng)增加，取H=40mm。 凹模板寬度B=s+（2.5~4.0）H=375+100=475（這里s為切斷刃口長），取整數(shù)B=480mm。 凹模板長度L=s1+s2=(60+12.5)+55=127.5,取整L=120mm。 故凹模尺寸為480mm×120mm×40mm 材料選用T8A。 凹模的固定方法采用螺釘、銷釘直接固定在模座上。零件圖如圖4-11： 圖4-11 凹模零件圖 4.4.2 凸模的設(shè)計(jì) 1）沖孔凸模： 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)圖如圖4-12、4-13： 圖4-12凸模零件圖  圖4-13 凸模零件圖 凸模結(jié)構(gòu)基本類型采用整體式，凸模的基本結(jié)構(gòu)形式為直通式兩類。 凸模的固定方式采用固定板固定，采用臺(tái)階固定，凸模材料選用T8A。 凸模的長度凸模的尺寸根據(jù)凸模固定板尺寸h1、卸料板尺寸h2、材料厚度h3和安裝橡膠高度h。所以凸模的尺寸為： L=30+20+4+28=82mm. 2）落料凸模 長度：有關(guān)計(jì)算基本與沖孔凸模相同，材料也是選用T8A。但由于是直接固定在上模座上的，所以要加上墊板的厚度。如圖4-14.。 圖4-14切斷凸模零件圖 3）凸模的校核： 沖孔力最大且孔的面積又比落料的面積小，故只需要對(duì)最小凸模進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。 a）強(qiáng)度校核 參照資料《冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》P46中公式2.26進(jìn)行計(jì)算的最小刃口承受的壓應(yīng)力σc=F/S=889×1000/22×85=475(MPa)遠(yuǎn)小于許用應(yīng)力[σc]（普通沖裁，模具鋼的許用應(yīng)力可以取[σc]=1000~1600MPa。 b）剛度校核 參照資料《冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》P46中公式2.32進(jìn)行計(jì)算。 計(jì)算得出其壓桿失穩(wěn)臨界載荷F=π2EJ/（μlmax）2=3.142×2.1×105×20×823/12(0.7×82) 2=5.77×105KN遠(yuǎn)大于F總=1798.6KN。 經(jīng)計(jì)算凸模強(qiáng)度和剛度符合要求。 4.4.3 凸模固定板的設(shè)計(jì) H固=（0.8~0.9）H凹=27.6~31mm，（H凹按安全厚度34.5mm計(jì)算），取整數(shù)H固=30mm。材料選用45鋼。其零件圖如圖4-15： 圖4-15 凸模固定板零件圖 4.4.4 墊板的設(shè)計(jì) 是否采用墊板是通過計(jì)算判斷模座是否能夠承受承壓面較小的凸模的壓力。沖小矩形孔的凸模承壓面的尺寸如圖4-16小矩形凸模： 圖4-16 凸模零件圖 其承壓力計(jì)算如下：=F/A=（22+85）×2×4×450/（8×22）MPa=205.99 MPa，查閱有關(guān)資料得鑄鐵為90~140 MPa，所以需要采用墊板，材料選用45鋼。其厚度取8mm。 4.4.5 卸料橡膠的計(jì)算 工件材料厚度為4mm，沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模深度取1mm，考慮模具維修時(shí)預(yù)留2mm的刃磨量，再考慮開啟時(shí)卸料板高出凸模1mm，則總的工作行程H1=8mm。橡膠自由高度為Ho=H1/（0.25~0.30）=27~32mm，取自由度為32mm。 模具裝配時(shí)橡膠的預(yù)壓量Ho=（0.10~0.15）Ho=3.2~4.8mm，取預(yù)壓量為32mm。 所以，模具中安裝橡膠的空間高度尺寸為28mm。 該模具為采用手工送料的級(jí)進(jìn)模，切斷凸模面積較大可直接用螺釘與圓柱銷固定，沖孔凸模則由固定板固定，凹?？芍苯佑寐葆斉c圓柱銷固定。切斷凸模的外側(cè)須有擋塊以克服側(cè)壓力，擋塊同時(shí)起定位作用。另外，橫向的定位可在凹模上增設(shè)一個(gè)定位銷。卸料裝置采用彈性的，導(dǎo)向裝置采用導(dǎo)柱導(dǎo)套。 從圖中可初步計(jì)算出模具的閉合高度為： H=（65+8+65+40+82）mm=260mm 根據(jù)凹模的外形尺寸，確定下模座的外形尺寸為580mm×320mm。 根據(jù)模具總壓力1798.6KN、閉合高度為260mm、外輪廓尺寸為580mm×320mm等參數(shù)，可選用閉式單點(diǎn)壓力機(jī)，J31-250公稱壓力2500KN。該壓力機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格為： 最大沖壓力： 2500KN 滑塊行程： 315mm 公稱壓力行程： 10.4mm 最大閉合高度： 490mm 工作臺(tái)尺寸： 950mm×1000mm 滑塊底面尺寸： 850mm×850mm 因此，該設(shè)備滿足模具的沖壓力、閉合高度、外形輪廓尺寸等要求。 4.5.模具零件加工工藝分析及數(shù)控加工編程 工作零件的加工工藝見加工工藝卡 表4-1 零件明細(xì)表 序號(hào) 代 號(hào) 名 稱 數(shù) 量 材 料 熱處理 1 GB2855.5-81 上模板 1 HT200 2 GB2861.6-81 導(dǎo)套32（H7）X75 2 20鋼 滲碳0.8～1.2mm 58～62HRC 3 GB2861.1-81 導(dǎo)柱32（h6）X220 2 20鋼 滲碳 58～62HRC 4 GB70—85 內(nèi)六角螺釘M12X70 14 45鋼 5 MJ-CC-01 切斷凸模 1 T8A 56～60HRC 6 GB119—86 圓柱銷A12X80 4 35鋼 40～45HRC 7 GB70—85 內(nèi)六角螺釘M12X25 4 45鋼 40～45HRC 8 GB2862.3—81 模柄 1 Q235 9 GB2867.5—81 卸料螺釘M12X120 4 45鋼 35～40HRC 10 MJ-CC-02 墊板 1 45鋼 35～40HRC 11 MJ-CC-03 凸模固定板 1 45鋼 12 MJ-CC-04 卸料橡膠 1 橡膠 13 MJ-CC-05 卸料板 1 Q235 14 MJ-CC-06 凹模 1 T8A 58～62HRC 15 GB119—86 圓柱銷A12X70 4 35鋼 28～38HRC 16 GB2855.6-81 下模板 1 HT200 17 MJ-CC-07 沖孔凸模 1 T8A 56～60HRC 18 MJ-CC-08 沖孔凸模 1 T8A 56～60HRC 19 GB70—85 內(nèi)六角螺釘M12X80 4 45鋼 20 MJ-CC-09 擋鐵 1 45鋼 21 GB119—86 定位銷Φ12 1 35鋼 28～38HRC  4.6.模具裝配圖及爆炸圖 模具總裝配圖是裝配、安裝及拆繪模具零件圖的依據(jù)，能更清楚的表達(dá)模具的主要結(jié)構(gòu)形狀、工作原理、各零件之間的裝配關(guān)系及固定連接方式。模具視圖一般分為主視圖和側(cè)視圖和俯視圖三個(gè)，側(cè)視圖標(biāo)明模具的閉合高度，裝配圖的右上角畫出三維示意圖，還應(yīng)有標(biāo)題欄、明細(xì)表等。 由以上設(shè)計(jì)得到下圖的模具裝配圖。模具上模部分主要由模柄、上模座、墊板、凸模、凸模固定板、墊板、卸料橡膠、卸料板等組成。條料從右方送進(jìn)，第一工位為沖孔，第二工位為落料，下模部分由下模座、凹模組成，有排廢料斜口。 模具總裝配圖二維圖及爆炸圖如下圖所示：  圖4-17模具爆炸圖 結(jié)束語： 模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。未來模具工業(yè)的發(fā)展將促進(jìn)全社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是高等學(xué)校學(xué)生在畢業(yè)前所進(jìn)行的綜合性設(shè)計(jì)或撰寫的學(xué)位論文，是學(xué)生在校期間最后學(xué)習(xí)深化、提高和全面總結(jié)的綜合訓(xùn)練。我的設(shè)計(jì)是對(duì)墊片沖裁模模具設(shè)計(jì)，包括對(duì)整套模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算。首先是進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與相關(guān)計(jì)算，然后，完成對(duì)模具的三維建模和二維CAD分析，最后將主要零部件與模具總裝圖用AutoCAD進(jìn)行了繪制。 在設(shè)計(jì)過程中，廣泛的查閱沖壓資料和一些實(shí)例來幫助我們能夠順利進(jìn)行與參考。本著學(xué)習(xí)與提高的原則進(jìn)行篩選、歸納和整理、緊緊圍繞沖裁模結(jié)構(gòu)主題進(jìn)行討論與設(shè)計(jì)，為了便于學(xué)習(xí)與掌握，還對(duì)沖裁設(shè)計(jì)進(jìn)行了重要的論述。 這次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：沖壓模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及沖壓模具的相關(guān)尺寸的計(jì)算;模架的選擇、壓力機(jī)的選擇及各個(gè)零部件的選擇；這次的設(shè)計(jì)不僅用到了書上知識(shí)還要我們自己進(jìn)行查資料課堂之外的知識(shí)學(xué)習(xí)最多的是進(jìn)行國家標(biāo)準(zhǔn)手冊的學(xué)習(xí)，從當(dāng)中學(xué)習(xí)到許多書上學(xué)不到的知識(shí)更好的去積累知識(shí)。  致 辭 四年的學(xué)習(xí)生活轉(zhuǎn)眼即逝，四年學(xué)習(xí)生活中有快樂也有艱辛，自己也變得慢慢成熟，對(duì)過去四年日子里曾給予過我鼓勵(lì)、幫助的朋友們我滿懷感謝，從來不曾忘記，所經(jīng)歷的許多將讓我更加珍惜將來的生活。 兩個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了，在這過程中有不一樣的心情，有時(shí)出現(xiàn)一片豁然開朗的天空，有時(shí)陷入困難的漩渦中。在這首先要感謝老師對(duì)我的指導(dǎo)和督促，老師給我指出了正確的設(shè)計(jì)方向，使我加深了對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的理解，同時(shí)也避免了在設(shè)計(jì)過程中少走彎路，老師的督促使我一直把畢業(yè)設(shè)計(jì)放在心里，保證按質(zhì)按量的完成。要感謝機(jī)械班的兄弟們，大家相互學(xué)習(xí)，相互間不保留自己知道的，在做設(shè)計(jì)的過程中互相幫助；要感謝模具教研室所有老師的教導(dǎo)，我學(xué)到了扎實(shí)的模具專業(yè)知識(shí)，為我所做的設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)，使該設(shè)計(jì)能順利完成，使我的CAD操作水平比以前有了很大的提高，也更加熟練的運(yùn)用PRO-E三維繪圖軟件，同時(shí)較全面的掌握了Word的編輯功能。 在此，再次感謝我的指導(dǎo)老師，老師在百忙之中給予了我悉心的指點(diǎn)與幫助，感謝他為我指出了正確的設(shè)計(jì)方法，我也不會(huì)忘記教研室和藹的老師們，也不會(huì)忘記可親的同學(xué)，我永遠(yuǎn)記得這片土地。從這里走出，對(duì)我的人生來說，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作中去。 向在百忙之中評(píng)閱本方案并提出寶貴意見的各位評(píng)委老師表示最誠摯的謝意，同時(shí)向所有關(guān)心、幫助和支持我的老師和同學(xué)表示衷心的感謝，祝他們工作順利。 參考文獻(xiàn) [1]王秀鳳，張永春.冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造（第二版）[M].北京航空航天大學(xué)出版社,2010. 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X217.141 Y14.116 X114.141 Y18.116 X173.141 G03X178.014Y20.616I0.J6. G01X217.141 X178.014 G02X173.141Y18.116I-4.873J3.5 G01X114.141 Y10.116 X173.141 G02X178.014Y7.616I0.J-6. G01X217.141 Y20.616 Z-30. X178.014 G02X173.141Y18.116I-4.873J3.5 G01X114.141 Y14.116 X217.141 Y7.616 X178.014 X217.141 Y20.616 X178.014 G02X173.141Y18.116I-4.873J3.5 G01X114.141 Y10.116 X173.141 G02X178.014Y7.616I0.J-6. G01Z-35. X217.141 Y14.116 X114.141 Y18.116 X173.141 G03X178.014Y20.616I0.J6. G01X217.141 X178.014 G02X173.141Y18.116I-4.873J3.5 G01X114.141 Y10.116 X173.141 G02X178.014Y7.616I0.J-6. G01X217.141 Y20.616 Z-40. X178.014 G02X173.141Y18.116I-4.873J3.5 G01X114.141 Y14.116 X217.141 Y7.616 X178.014 X217.141 Y20.616 X178.014 G02X173.141Y18.116I-4.873J3.5 G01X114.141 Y10.116 X173.141 G02X178.014Y7.616I0.J-6. G01Z-45. X217.141 Y14.116 X114.141 Y18.116 X173.141 G03X178.014Y20.616I0.J6. G01X217.141 X178.014 G02X173.141Y18.116I-4.873J3.5 G01X114.141 Y10.116 X173.141 G02X178.014Y7.616I0.J-6. G01X217.141 Y20.616 Z30. G00X25.141Y19.116 G01Z-5. X-47.859 Y9.116 X25.141 Y19.116 X-47.859 Y9.116 X25.141 X-47.859 Z-10. X25.141 Y19.116 X-47.859 Y9.116 X25.141 Y19.116 X-47.859 Z-15. X25.141 Y9.116 X-47.859 X25.141 Y19.116 X-47.859 Y9.116 Z-20. X25.141 Y19.116 X-47.859 Y9.116 X25.141 Y19.116 X-47.859 Z-25. X25.141 Y9.116 X-47.859 X25.141 Y19.116 X-47.859 Y9.116 Z-30. X25.141 Y19.116 X-47.859 Y9.116 X25.141 Y19.116 X-47.859 Z-35. X25.141 Y9.116 X-47.859 X25.141 Y19.116 X-47.859 Y9.116 Z-40. X25.141 Y19.116 X-47.859 Y9.116 X25.141 Y19.116 X-47.859 Z-45. X25.141 Y9.116 X-47.859 X25.141 Y19.116 X-47.859 Y9.116 Z30. M30 %  輪廓銑削： % G71 O0000 (1) (06/02/17-20:12:47) N0010T1M06 S5500M03 G00X329.14Y68.12 G43Z30.H01 G01Z-5.F2400. Y-41.88 G02X318.14Y-52.88I-11.J0. G01X-151.86 G02X-162.86Y-41.88I0.J11. G01Y68.12 G02X-151.86Y79.12I11.J0. G01X318.14 G02X329.14Y68.12I0.J-11. G01Z-10. Y-41.88 G02X318.14Y-52.88I-11.J0. G01X-151.86 G02X-162.86Y-41.88I0.J11. G01Y68.12 G02X-151.86Y79.12I11.J0. G01X318.14 G02X329.14Y68.12I0.J-11. G01Z-15. Y-41.88 G02X318.14Y-52.88I-11.J0. G01X-151.86 G02X-162.86Y-41.88I0.J11. G01Y68.12 G02X-151.86Y79.12I11.J0. G01X318.14 G02X329.14Y68.12I0.J-11. G01Z-20. Y-41.88 G02X318.14Y-52.88I-11.J0. G01X-151.86 G02X-162.86Y-41.88I0.J11. G01Y68.12 G02X-151.86Y79.12I11.J0. G01X318.14 G02X329.14Y68.12I0.J-11. G01Z-25. Y-41.88 G02X318.14Y-52.88I-11.J0. G01X-151.86 G02X-162.86Y-41.88I0.J11. G01Y68.12 G02X-151.86Y79.12I11.J0. G01X318.14 G02X329.14Y68.12I0.J-11. G01Z-30. Y-41.88 G02X318.14Y-52.88I-11.J0. G01X-151.86 G02X-162.86Y-41.88I0.J11. G01Y68.12 G02X-151.86Y79.12I11.J0. G01X318.14 G02X329.14Y68.12I0.J-11. G01Z-35. Y-41.88 G02X318.14Y-52.88I-11.J0. G01X-151.86 G02X-162.86Y-41.88I0.J11. G01Y68.12 G02X-151.86Y79.12I11.J0. G01X318.14 G02X329.14Y68.12I0.J-11. G01Z-40. Y-41.88 G02X318.14Y-52.88I-11.J0. G01X-151.86 G02X-162.86Y-41.88I0.J11. G01Y68.12 G02X-151.86Y79.12I11.J0. G01X318.14 G02X329.14Y68.12I0.J-11. G01Z30. M30 %  精加工： % G71 O0000 (C:\Users\Administrator\Desktop\畢設(shè)終稿\cnc\凹模\seq0003.ncl.1) (06/17/17-13:59:33) N0010T1M06 S5500M03 G00X217.878Y9.307 G43Z30.H01 G01Z-.005F2400. Y16.933 Z30. G00X113.404 G01Z-.005 Y10.723 X113.412Y10.615 X113.435Y10.509 X113.616Y9.902Z-.006 X113.73Y9.697 X113.769Y9.625 X114.023Y9.437 X114.332Y9.37Z-.005 X142.195Y9.382 X170.057Y9.32 Z30. G00X25.182Y9.407 G01Z4.993 X25.19Y9.414Z-.007 X25.238Y9.46 X25.256Y9.524 Y16.933 Z30. G00X-47.975 G01Z-.007 X-47.971Y9.493 X-47.889Y9.307 Z30. G00X99.146 G01Z0. X104.782 X108.141Z.009 X113.34Z-.005 X173.305 X173.98Y9.173 X174.634Y8.958 X175.257Y8.664 X175.933Y8.234 X176.838Y7.618 X177.57Y7.102Z-.006 X177.722Y7.059 X178.078Y6.959 X178.6Y6.884 X179.127Y6.876 X216.305Y6.87 X216.564Y6.916 X216.79Y7.05 X217.279Y7.469Z-.007 X217.617Y7.759Z-.006 X217.758Y7.92 X217.847Y8.114Z-.005 X217.878Y8.326 Y9.307 X223.141Z.009 X226.5Z0. X266.953 Y16.933 X226.5 X223.141Z.009 X217.878Z-.005 Y20.312 X217.844Y20.536 X217.744Y20.739 X217.587Y20.903Z-.006 X217.479Y20.963 X217.389Y21.013 X216.919Y21.202 X216.435Y21.35Z-.005 X216.304Y21.362 X197.106Y21.32 X177.908Y21.214 X177.741Y21.137Z-.006 X177.532Y21.041 X177.196Y20.8Z-.005 X176.911Y20.5 X176.441Y20.049 X175.916Y19.663 X175.346Y19.347 X174.74Y19.108 X174.108Y18.949 X173.425Y18.872 X173.134Y18.87 X114.332Y18.862 X114.057Y18.787 X113.811Y18.643Z-.006 X113.717Y18.547 X113.612Y18.439 X113.473Y18.191 X113.404Y17.914Z-.005 Y16.933 X108.141Z.009 X104.782Z0. X34.5 X31.141Z.009 X25.256Z-.007 Y19.115 X25.22Y19.204 X25.131Y19.24 X-47.85 X-47.938Y19.203 X-47.975Y19.115 Y16.933 X-53.859Z.009 X-57.218Z0. X-100.673 Y9.307 X-57.218 X-53.859Z.009 X-47.888Z-.007 X-47.85Y9.239 X-47.775Y9.116 X-47.735Y9.056 X-47.689Y9.009 X-47.625Y8.991 X24.386Y8.994 X24.624Y9.116 X31.141Y9.307Z.009 X34.5Z0. X99.146 X99.69Y9.263 X100.212Y9.136 X100.714Y8.937 X101.2Y8.676 X101.673Y8.364 X102.134Y8.011 X102.587Y7.627 X104.371Y5.988 X104.782Y5.64 X104.824Y5.604 X105.285Y5.251Z.001 X105.757Y4.939Z.003 X106.243Y4.678Z.004 X106.