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畢 業(yè) 設 計
題目
帆布氣眼的沖壓模具設計
系別
機電系
專業(yè)
模具設計與制造
班級
姓名
學號
指導教師
日期
設計任務書
設計題目：
帆布氣眼的沖壓模具設計
設計要求：
1. 按要求確定沖壓工藝方案；
2. 設計合理的模具結構；
3. 合理的選用模具材料和壓力機；
4. 具有分析解決沖壓工藝中質(zhì)量問題的能力；
5. 內(nèi)容上注重理論與實踐相結合；
6. 在模具的設計、計算中要有自己的獨特方法；
7. 設計要全方位地表達模具的工作情況；
8. 以這次畢業(yè)設計要加深對實踐問題的理解；
9. 取材要廣泛，內(nèi)容要豐富，講述要詳細，實用價值要高；
10. 模具的設計要有效地體現(xiàn)出“以應用為目的”的特色，內(nèi)容要精練，針對性、實用性要強。
設計進度要求：
1. 11月28日——12月 4 日 搜集模具相關資料及前期準備工作；
2. 12月 5 日——12月12日 模具基本類型與工作部分零件尺寸計算；
3. 12月13日——12月20日 模具整體及其零件的設計和繪制結構尺寸圖；
4. 12月21日——12月25日 畢業(yè)論文的校核、修改、定稿及打印裝訂；
5. 12月26日——12月23日 畢業(yè)答辯。
指導教師（簽名）：
目 錄
摘 要 3
前 言 4
1 沖壓件的工藝分析 5
1.1 工件的工藝分析 5
1.2 工件的加工可能性驗證 5
2 模具的基本類型與結構分析 6
2.1 模具基本類型的確定 6
2.2 排樣方式的確定 7
2.3 材料利用率的計算 7
2.4 模具結構形式的確定 8
3 模具各工藝力計算及沖裁設備的確定 10
3.1 落料力的計算 10
3.2 卸料力的計算 10
3.3 翻邊力的計算 10
3.4 切邊力的計算 11
3.5 推件力的計算 11
3.6 總沖裁力的計算 11
3.7 閉模高度的計算 12
3.8 沖裁設備的選擇 12
3.9 沖裁功的驗算 13
3.10 壓力中心的計算 14
4 模具主要工作部分尺寸的計算 15
4.1 落料刃口尺寸計算 15
4.2 切邊刃口尺寸計算 16
4.3 翻邊的工作部分尺寸計算 17
5 模具零件結構的設計 18
5.1 成形零件 18
5.2 支撐固定零件 23
5.5 卸料及壓料零件 25
5.4 緊固件及其他零件 27
5.5 定位零件 28
5.6 模架選擇及模具的動作過程 29
5.7 模具總圖及明細表 29
結 束 語 30
致 謝 31
參考文獻 32
摘 要
工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用模具成型工藝方法，有效地保證了產(chǎn)品的生產(chǎn)率和質(zhì)量，使操作技術簡化，還能省料、節(jié)能，獲得顯著的經(jīng)濟效益。
由于產(chǎn)品的材料和工藝特性不同，生產(chǎn)用的設備也各異，模具種類繁多，但用的最為廣泛的大約有以下幾種：冷沖壓模、塑料成型模、鍛造模、精密鑄造模、粉末冶金模、橡膠成型模、玻璃成型模、窯業(yè)制品模、食品糖果模、建材用模等。其中以冷沖壓模、塑料模的技術要求和復雜程度較高。
據(jù)不完全統(tǒng)計，飛機、汽車、拖拉機、電機電器、儀器儀表等產(chǎn)品的零件，有60%左右是用模具加工完成的；自行車、手表、洗衣機、電冰箱、電風扇等輕工業(yè)產(chǎn)品，有80%的零件需由模具來制造。至于標準件中的緊固件、軸承、日用五金、餐具、塑料制品、玻璃制品、玻璃器皿、皮膠鞋等的大批量生產(chǎn)，完全靠模具來保證。例如生產(chǎn)海鷗牌照相機，其占總數(shù)的92%的零件就需500套模具，又如解放牌汽車改型后約需400套模具，其總重量達2500t。即使一個自動玩具的生產(chǎn)也需要近90套模具。顯而易見，模具作為一種專用的工藝裝備，在生產(chǎn)中的決定性作用和重要地位越來越被人們所共認。
實踐證明，只有依靠先進的科學技術，廣泛地采用新技術、新工藝、新材料和新設備，加強科學管理，才能促進生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展。而要完成上述新課題和新項目就離不開精密、復雜、大型、長壽命模具的及時工藝。
我設計的彎管墊片模具，材料為黃銅H68，厚度t=1.5mm。傳統(tǒng)的加工方法為落料、沖孔、翻邊、修整。我的加工方法比較特別：由于材料和厚度的原因，我采用的加工方法為：落料、（省去預制孔）直接穿孔、翻孔、再利用翻邊凸模與翻邊凹模的間隙進行擠切修邊。從而完成工件的加工。
關鍵詞：落料、穿孔、翻孔、擠切修邊
前 言
沖壓技術在機械、航空、汽車、電子、輕工、儀表和家電等工業(yè)部門生產(chǎn)中應用十分廣泛。沖壓工藝有生產(chǎn)率高、產(chǎn)品一致性好、生產(chǎn)成本低、材料利用率高、能成形復雜零件、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點，在當今的制造業(yè)中，模具設計制造業(yè)已經(jīng)成為一個新興的朝陽產(chǎn)業(yè)。在某些領域已取代機械加工，并正逐步擴大其工藝范圍。冷沖模設計制造在整個模具設計制造中占有半數(shù)以上的產(chǎn)值。因此，沖壓技術對發(fā)展生產(chǎn)、增強效益、更新產(chǎn)品等方面具有重要作用。
但是，與其他制造方法相比，冷沖壓工藝和冷沖模制造有它自己的特點和難點。冷沖模具設計對與初學者來說往往顯得難度較大，難以掌握其規(guī)律。因此通過學習模具設計與制造課程、自己親手設計一套模具，來更直接的了解并掌握一套模具的設計制造過程顯得格外重要。
本次畢業(yè)設計的目的是使我能夠親手設計一套模具，來掌握一套模具的設計制造過程，掌握沖壓基本成型原理；我按要求確定沖壓工藝方案，編制沖壓工藝規(guī)程，設計合理的模具結構，合理選擇壓力機，具有初步分析解決沖壓工藝中質(zhì)量問題的能力。
本模具設計共分5章。第1章介紹沖壓件的工藝分析及工件加工的可能性驗證。第2章介紹工藝加工工藝方案的比較、確定；以及毛坯尺寸、排樣；沖模基本結構形式的確定。第3章介紹各部分工藝力的計算。第4章介紹模具主要工作部分尺寸的計算。第5章介紹模具結構的設計，其中包括5.1成型零件的設計；5.2支撐固定零件的設計；5.3卸料及壓料零件的設計；5.4緊固及其他零件的設計等。
限于水平和經(jīng)驗有限，書中難免會存在錯誤及不當之處，望廣大老師給予諒解和指正。
1 沖壓件的工藝分析
零件簡圖 ：如圖1所示
工件名稱 ：帆布氣眼
生產(chǎn)批量 ：大批量
材 料 ：黃銅H68
厚 度 ：1.5mm
圖1 零件圖
1.1 工件的工藝分析
該零件形狀簡單、對稱，是圓形的軸對稱工件，主要尺寸是內(nèi)徑，外徑，精度要求一般，無特別的尺寸要求，查表：沖裁件內(nèi)外形所能達到的經(jīng)濟精度可取T11級。由于材料為黃銅，厚度，翻邊的高度為4mm，所以其工件的加工工藝性較好，即沖裁性較好。經(jīng)過比較，可認為該工件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證。其他尺寸標注、生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用一次沖壓成型的方法加工。
1.2 工件的加工可能性驗證
文獻[4]式（5.2） 式(1.1）
式中 ——最大翻邊高度；
D——翻邊直徑；
R——圓角半徑；
——翻邊系數(shù)；
t——板材厚度。
經(jīng)驗算得：最大翻邊高度大于實際翻邊高度。所以，可以按預定方案進行。
2 模具的基本類型與結構分析
2.1 模具基本類型的確定
該工件的加工從零件的形狀上分析：先落料、后沖預制孔、翻邊、再進行切邊修整。根據(jù)這一加工順序，可有三種不同模具結構供選用：
方案一：采用單工序模具，即先落料后沖孔，再翻邊，共需兩套模具。
方案二：采用復合模具，即一次完成落料沖孔翻邊修邊工序，只需要一套模具。
方案三：采用級進模具，即先沖孔落料再翻邊修邊，只需要一套模具。
以上方案中的三種模具特點比較見表2.1
表2.1 模具特點
模具種類
比較項目
單工序模
復合模
連續(xù)模
沖件精度
較低
高
一般
生產(chǎn)效率
較低
較高
高
生產(chǎn)批量
適合大、中、小批量
適合大批量
適合大批量
模具復雜程度
較易
較復雜
復雜
模具成本
較低
較高
高
模具制作精度
較低
較高
高
模具制造周期
較快
較長
長
模具外形尺寸
較小
中等
較大
沖壓設備能力
較小
中等
較大
工作條件
一般
較好
好
由于這樣一個工藝按單工序模具來加工，則需兩個工序，即需要兩套模具。兩臺設備，模具制造費用大，生產(chǎn)效率低，且不容易保證尺寸精度，操作不便，也不夠安全，所以方案一不合理。若采用模具級進則模具制造難度加大。工件的尺寸也不容易保證。生產(chǎn)效率也不高，所以方案三也不合理。而采用復合模制沖件時，由于這個工件的結構不太復雜而且軸對稱，復合模的成本不是太高，制造的難度也不大，容易保證尺寸的精度，操作也方便，安全性好，生產(chǎn)效率高，所以綜合考慮，方案二比較合理。
2.2 排樣方式的確定
該工件排樣的方法有三種：有廢料排樣，少廢料排樣和無廢料排樣。
該工件是圓形的氣眼，最大外徑是該工件的落料的直徑，且生產(chǎn)批量大，為了送料方便快速，坯料可以用條料，寬度應比工件的最大直徑大兩個單邊搭邊值，兩沖裁件也應留一個最小的搭邊值，以保證沖裁出完整的工件，避免殘缺工件的產(chǎn)生。提高坯料的利用率，提高生產(chǎn)效率和工件質(zhì)量。
由于工件只須內(nèi)孔翻邊，則落料件的尺寸與工件的外徑相等，查文獻[7]表2.11最小搭邊值得出、。
調(diào)料寬度的尺寸計算還與條料送進時模具上有無側(cè)壓裝置及是否有側(cè)刃有關，本套模具中沒有側(cè)壓和側(cè)刃裝置，則條料寬度的計算公式為:
條料寬度：
送進步距：
工件的排樣見圖2.1。
圖2.1 工件排樣圖
2.3 材料利用率的計算
一般的沖裁時產(chǎn)生的廢料分兩種，一種是沖孔的廢料和材料尾部余料，這種廢料的產(chǎn)生與排樣無關，而只與零件的結構有關，稱之為結構廢料；另一種是料頭、前、中、側(cè)面的搭邊，與搭邊選用及工藝方法有關，稱之為工藝廢料。所以要提高材料的利用率就要合理排樣，盡可能地減少工藝廢料。
由于工件的形狀和結構的限制這里采用有廢料排樣的方法，排樣時留有搭邊值，其值在前面已經(jīng)查出。那么材料的利用率按式：
文獻[4]式（2.2） 式（2.1）
式中 ----條料的材料利用率；
n---- 條料上沖件總數(shù)，此取n＝40；
F1---- 工件實際面積(mm);
A---- 條料長度(mm)此取A＝1021.5 mm;
B---- 條料寬度 (mm) B＝28 mm;
則：
2.4 模具結構形式的確定
首先已經(jīng)確定這是一套復合模，分析這個沖件結構可知，該工件是一個簡單的圓形且是軸向?qū)ΨQ的沖裁翻邊件，而且最大直徑可直接通過落料得到，內(nèi)部需要同心沖孔和翻邊，而內(nèi)孔的沖裁又會產(chǎn)生廢料，參見表2.2，并比較，所以總體上應將落料的凹模固定在上模座上，而沖孔的凹模固定在下模座上，這樣先完成落料，再隨著模具的繼續(xù)動作完成沖孔和翻邊，而沖孔和翻邊產(chǎn)生的廢料可以通過與沖孔凹模相通的通孔直接排出模具外。
又由于條料只有1.5mm，較薄，而且沖壓件較小，質(zhì)量要求一般，屬于普通沖裁，所以可以用彈性卸料裝置進行卸料，同時可以利用彈性裝置來實現(xiàn)沖裁前凸凹模與卸料板的壓力來完成壓料動作，以保證工件的平整度。又由于毛坯以條料的形式送進模具，生產(chǎn)量又大，所以可用兩個導料銷和一個擋料銷來完成條料送進時的正確定位和均勻正確的送料步距，同時由于沖件結構較簡單，沖件又小，所以用手動送料即可。
在上下模座的導向方式上，考慮到?jīng)_件的結構較簡單，尺寸精度要求較一般，而且是大量的生產(chǎn)，應盡右能提高模具的使用壽命，可以用導柱和導套配合的形式來完成上下模正確的沖裁定位。
表2.2 倒、順裝復合模的比較
比較項目
倒裝復合模
順裝復合模
工作零件
裝配位置
凸模
在上模部分
在下模部分
凹模
在上模部分
在下模部分
凸凹模
在下模部分
在上模部分
出件方式
采用頂桿、頂桿自上模（凹模）內(nèi)推出，下落到模具工作面上
采用彈頂器自下模（凹模）內(nèi)頂出至模具工作面上
沖裁件的平整度
較差
較好
廢料排除
廢料凸模內(nèi)積聚到一定程度后，便從下模部分的漏料孔或排出槽排出
廢料不在凸凹模積聚。壓力機回程時及從凸凹模內(nèi)推出
凸凹模的強度和壽命
凸凹模承受的漲力太大，凸凹模的最小壁厚應嚴格控制，否則會漲裂
受力情況比倒裝復合模好，但凸凹模的內(nèi)形尺寸易磨損增大，壁厚可比倒裝的薄
生產(chǎn)操作
廢料自漏料孔中排出，有利于清理模具的工作面，生產(chǎn)操作較安全
廢料自上而下?lián)袈洌凸ぜ黄饏R聚在模具工作面上，對生產(chǎn)操作不利
適應性
沖裁件平整要求不高，凸凹模強度足夠時采用。凸凹模尺寸較大時，可直接固定要下模上，不用固定板
適用于薄料的生產(chǎn)，平整度要求較高，以及壁厚較小，強度較差的凸凹模
3 模具各工藝力計算及沖裁設備的確定
3.1 落料力的計算
文獻[4]式（2.10） 式(3.1）
式中 F落――落料力（N）；
L――工件外輪廓周長（mm）；
t――材料厚度（mm），t=1.5mm；
τ――材料抗剪強度（MPa）。由文獻[5]附錄A1查得:。
則
3.2 卸料力的計算
文獻[4]式（2.12） 式（3.2）
式中 K卸――卸料力因數(shù)，其值查文獻[4]表2.10得，。
則
3.3 翻邊力的計算
此模具翻邊凸模的工作部分為圓錐形，且翻邊時無預制孔。因此F=1.3F翻 。
文獻[4]式（5.17） 式（3.3）
式中 ――翻邊力；
σs――材料的屈服強度，由文獻[5]附錄A1查得: ；
D――翻邊直徑（按中線計），；
――毛坯預制孔直徑
t――材料厚度（mm）。
無預制孔的翻邊力比有預制孔的翻邊力大倍，此處取1.3，
則
3.4 切邊力的計算
文獻[5]式(2.7) 式（3.4）
式中 F切――切邊力（N）；
L――工件外輪廓周長（mm）；
T――材料厚度（mm），t=1.5mm；
τ――材料抗剪強度（MPa）。由文獻[5]附錄A1查得:τ=240MPa。
則
3.5 推件力的計算
文獻[7]式（2.6） 式（3.5）
式中 K推――推件力因數(shù)，其值由文獻[7]表2.12查得；
N――工件在凹模內(nèi)的個數(shù)，取。
則
3.6 總沖裁力的計算
當采用彈壓卸料和下出件的模具（如彈壓卸料的單工序模、級進?；蛏夏傂酝屏系牡寡b復合模等）時：
文獻[7]式（2.8） 式（3.6）
當采用剛性卸料和下出件的模具（如剛性卸料的單工序模或級進模等）時：
文獻[7]式（2.10） 式（3.7）
用倒裝復合模沖裁時，與落料有關，與沖孔有關。
當采用彈壓卸料和上出件的模具（如上模彈壓卸料、下模彈頂出件的單工序模或上模剛性推料的正裝復合模等）時：
文獻[7]式（2.9） 式（3.8）
此時，與落料有關，單工序模的與落料力有關，正裝復合模中與沖孔力及落料力都有關。
而本零件則采用彈壓卸料和上出件的模具，所以取式（3.8）：
即
故總的沖裁力
3.7 閉模高度的計算
文獻[3]式（3.16） 式（3.9）
式中 H——沖模的閉模高度；
——最大裝模高度；
——最小裝模高度；
——壓力機墊板厚度。
則：H＝252
3.8 沖裁設備的選擇
沖裁設備的選擇是沖壓工藝及模具設計中一項重要內(nèi)容，它直接關系到?jīng)_壓設備的安全使用、沖壓工藝能否順利實現(xiàn)和模具壽命、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、成本高低等重要問題。
壓力機的精度非常重要。壓力機的精度低，會造成模具壽命低，工件精度低等不良后果。壓力機的精度分子負荷狀態(tài)的靜精度和負荷狀態(tài)下的動精度兩種。對沖壓加工來說，實際需要的是動精度。
壓力機的平行度和垂直度也非常重要。平行度不好，彎曲加工時造成彎曲角的波動，拉深加工時造成壓邊力不均勻和凸、凹模間隙不均勻等后果。垂直度不好，需要長加工距離的彎曲拉深加工，在加工行程的各點造成凸、凹模中心錯移。綜合間隙過大會助長過沖現(xiàn)象發(fā)生，因此希望其為必要的最小限度。
在使用中，為簡便起見，對于施力行程很小的（如沖孔、落料等）沖壓工序，可直接選用公稱壓力大于沖壓所需工藝力總和的壓力機。為了沖裁過程的安全進行，防止設備超載，一般按公稱壓力的原則選取壓力機。由于該工件屬于小件，沖裁精度一般而且是大批量生產(chǎn)，在考慮壓力機是應以機械壓力機為主，而機械壓力機加工速度比液壓壓力機快的多，高的生產(chǎn)效率是其絕對的優(yōu)勢，所以確定在機械壓力機內(nèi)選擇。而沖裁的行程又比較短，所以又以曲柄結構有利。參照文獻[4]表7.10，根據(jù)比模高度可選取公稱壓力為250kN的單曲柄壓力機J23-25，其有關技術參數(shù)為：
公稱壓力：250kN；
滑塊行程：65mm；
最大封閉高度：270mm；
工作臺尺寸：前后370；左右560；
封閉高度調(diào)節(jié)量：55mm；
工作臺孔徑：；
模柄孔尺寸：。
3.9 沖裁功的驗算
薄料沖裁功較小，一般可以不用驗算。但在厚料沖裁時，驗算沖裁功往往是必要的。
分析工件的結構及要求用途可知，易采用平刃沖裁：
文獻[3]式（2.9） 式（3.10）
式中 A――平刃沖裁功 (N．m);
P――平刃沖裁時的總沖裁力 (N);
t――材料厚度 (mm);?
m――系數(shù)，一般取值m=0.63
則
3.10 壓力中心的計算
對于級進模以及輪廓形狀復雜或多凸模的沖裁模，必須求出沖壓力合力的作用點即壓力中心。模具的壓力中心應與模柄的軸線重合，否則會影響模具及壓力機的精度和壽命。
一切對稱沖裁件的壓力中心，均位于其輪廓圖形的幾何中心點上。對于該工件，由工件形狀可知壓力中心位于圓心上。
4 模具主要工作部分尺寸的計算
沖裁模凸、凹模刃口尺寸精度是影響沖裁件尺寸精度的重要因素。凸、凹模的合理間隙值也要靠刃口尺寸及其公差保證。因此，在沖裁模設計中，正確確定與計算凸、凹模刃口尺寸及其公差是極為重要的。
4.1 落料刃口尺寸計算
落料模設計時，以落料凹模刃口尺寸與沖件尺寸基本一致，作為設計基準尺寸，凸、凹模間隙靠減小凸模刃口尺寸得到。由于模具在沖裁過程中不斷被磨損，致使凹模刃口尺寸逐漸增大，故設計時，應選用接近或等于工件的最小極限尺寸作為凹模刃口尺寸。
在選擇凸、凹模刃口尺寸公差時，應依照沖件的精度要求，以經(jīng)濟合理為原則。一般模具精度應比沖件精度要求至少高兩個級別。
由文獻[5]式(2.10)查得沖裁模刃口雙面間隙，。
工件的未注公差尺寸按IT14級計算，由文獻[5]附錄D1查得落料件直徑為。
落料凸、凹模的制造公差由文獻[5]式(2.12)查得，。磨損因數(shù)由文獻[5]式(2.13)查得。
校核：。
則 落料凸、凹模采用配合加工方法
文獻[7]表2.7 式（4.1）
式中 ――凹模尺寸；
A――工件的基本尺寸（mm）;
X――磨損系數(shù)，當工件尺寸公差等級為IT11～13時
取x=0.75;
△――工件公差（mm）;
＆d――凹模制造公差 （mm）;
則 凹模尺寸 式（4.2）
凸模的尺寸按凹模的尺寸配制，其雙面間隙為。
翻邊凸模凸圓與落料凹模的配合部分采用壓入式過盈配合，配合取H7/p6，則翻邊凸模的凸圓部分的極限偏差查文獻[5]表2.12得：
再查孔的基本偏差數(shù)值表得的基本偏差是下偏差：
則 式（4.3）
翻邊凸模與落料凹模配合部分的基本偏差為下偏差，則極限偏差分別為：
下偏差：
上偏差： 式（4.4）
4.2 切邊刃口尺寸計算
沖壓工件切邊部分尺寸為,尺寸精度為級。
切邊間隙對切邊質(zhì)量和模具壽命影響較大，雙邊間隙Z過小則模架導向精度高，模具壽命低；Z過大則制件口部的毛刺大，取為宜。查文獻[5]表2.12得切邊刃口雙面間隙，。
查文獻[5]表2.12得凸、凹模的制造公差。磨損因數(shù)查[5]表2.12得：。
校核：
則切邊凸、凹模采用配合加工方法。
文獻[7]表2.7 式（4.5）
式中 ――凸模尺寸；
B――工件的基本尺寸（mm）;
X――磨損系數(shù)，當工件尺寸公差等級為IT11～13時
x=0.75;
△――工件公差（mm）;
――凸模制造公差（mm）;
則 凸模尺寸 式（4.6）
凹模的尺寸按凸模尺寸配制，其雙面間隙為。
4.3 翻邊的工作部分尺寸計算
當翻邊時內(nèi)孔有尺寸精度要求時，尺寸精度由凸模保證。
故設計基準尺寸應以凸模為基準，凸、凹模間隙靠加大凹模刃口尺寸得到。凸模在工作過程中也會不斷的磨損，故設計時，應選用接近或等于工件的最大極限尺寸作為凸模刃口的尺寸。
為了避免彈性卸料和推件裝置的行程過大，翻邊凸模端部設計為圓錐形凸模，其錐角取90°。推件塊還有壓邊的作用，故翻邊凸模不需要臺肩。
由于翻邊凸模在下行中，還進行擠切修邊，
則翻邊凸模的直徑。
翻邊凸模凹模之間的單邊間隙Z/2可控制在，使直壁稍為變薄以保證豎邊成為直邊。則翻邊凸、凹模的單邊間隙
翻邊凹模尺寸 ：
文獻[7]式5.12 式（4.7）
5 模具零件結構的設計
沖裁模零部件的設計主要包括工藝結構零部件（成形零件，定位零件，）的設計和輔助結構零件（導向零件，支撐固定零件，卸料及壓料零件，緊固件及其它零件）的設計。
5.1 成形零件
5.1.1 翻邊凸模
凸模長度計算:
文獻[7]式（2.17） 式（5.1）
式中 L――凸模長度(mm)；
――彈簧預壓量(mm)；
――推件塊高度(mm)；
――凸模固定臺階高度(mm)；
――附加長度，包括凸模的修磨量、凸模進入凹模的深度、凸模固定板與卸料板的安全距離（一般h＝15～20）(mm)；
則
翻邊凸模結構尺寸見圖5.1。
技術要求：凸模頂部與凸模固定板裝配后一起磨平，刃口要鋒利不得倒鈍，工作部位表面要光滑，粗糙度一般為，小直徑的凸模軸端不允許打中心孔等。
圖5.1翻邊凸模
5.1.2 凸模承壓能力的校核
在一般情況下，凸模的強度是足夠的，所以不用進行強度校核。但是對于特別細長的凸?；虬辶陷^厚的情況下，應進行壓應力和彎曲應力的校核，檢查其危險斷面尺寸和自由長度是否滿足強度要求。
要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應力不超過凸模材料的許用壓應力，即：
文獻[3]式（3.2） 式（5.2）
從而得出 式（5.3）
對于圓形凸模：
文獻[7]式（2.18） 式（5.4）
式中 ——凸模最小斷面的壓應力；
——凸模縱向總壓力；
——凸模最小截面的直徑；
——圓形凸模最小截面的直徑
ｔ——沖裁材料厚度；
——沖裁材料抗剪強度；
——凸模材料的許用壓應力，對于T8A、T10A、Cr12MoV、GCr15等工具鋼，淬火硬度為HRC58～62時，可取凸模有特殊導向時，可取.
則
滿足要求，所以符合凸模設計要求。
5.1.3 凸?？箍v向彎曲應力的校核
凸模沖裁時，可視為壓桿。當凸模細長時，必須根據(jù)歐拉公式進行縱向彎曲應力的校核。
１）無導向裝置的凸模。對于一般形狀的凸模：
文獻[7]式（2.21） 式（5.5）
對于圓形凸模：
文獻[7]式（2.20） 式（5.6）
２）有。導向裝置的凸模。對于一般形狀的凸模：
文獻[7]式（2.23） 式（5.7）
對于圓形凸模：
文獻[7]式（2.22） 式（5.8）
式中 ——允許的凸模最大自由長度；
Ｆ——沖裁力；
?。伞鼓Ｗ钚〗孛娴膽T性矩；
ｄ——凸模最小截面的直徑。
則 ?。ㄊ?.8）：
滿足要求，所以符合凸模的長度設計要求。
5.1.4 落料凹模
沖裁時凹模要承受沖裁力和側(cè)向力的作用,由于凹模的結構形式不一,受力狀態(tài)又比較復雜,目前還不可能用理論計算的方法來確定凹模的尺寸,在生產(chǎn)中大都采用下列經(jīng)驗公式概略地計算凹模尺寸.
凹模厚度 ：
文獻[7]式（2.24） 式（5.9）
最小凹模壁厚：
文獻[7]式（2.25） 式（5.10）
式中 K――系數(shù)；
?。猕D―沖裁件最大外形尺寸(mm)；
則：根據(jù)公式、翻邊凸模、推件塊及彈簧取：； 最小凹模壁厚。
落料凹模結構尺寸見圖5.2
圖5.2落料凹模
5.1.5 凸凹模
凸凹模是復合模中的關鍵零件，大至分為整體式和鑲拼式的兩種，鑲拼式結構適合于大，中型和形狀復雜，局部容易損壞的整體凸模式或凹模，而此處所需的凸凹模形狀較簡單，所以選用整體式來加工凸凹模。
由于它擔負著凸模和凹模兩種功能，它的外形尺寸和壁厚制件內(nèi)、外形尺寸的限制，刃口高度h值不宜過大，否則積料較多，增大對內(nèi)壁的脹力和摩擦力。凸凹模的最小壁厚值：
沖裁硬材料時：
文獻[7]式（2.26） 式（5.11）
沖裁軟材料時：
文獻[7]式（2.27） 式（5.12）
為了滿足凸凹模的強度要求，應滿足凸凹模的最小壁厚
即
m——最小壁厚值（mm）;
t——材料的厚度（mm）;
則
而工件內(nèi)孔邊緣與外邊緣相差5mm，所以凸凹模強度滿足要求。
凸凹模結構尺寸見圖5.3。
技術要求：凸模的機械固定方法通常是將凸模壓入固定板內(nèi)，其配合為臺階式凸模用H7/m6，凸模裝入固定板后，其頂面要與固定板頂面一起磨平，并與模架有良好的垂直度；落料凸模工作部分按落料凹模工作部分配作，保證兩側(cè)共有0.8～1.0mm的均勻間隙。
圖5.3 凸凹模
5.2 支撐固定零件
5.2.1 模柄
本模具屬于小形沖模，采用壓入式標準核模柄，上模座與孔采用H7/n6的過渡配合，并加銷釘防轉(zhuǎn)。查表可選標準件為：d=4 GB2862.1-81。Q235的模柄。
技術要求：與模板壓入時呈H7/n6配合，模柄裝入后要與上模板一起磨平頂面，并與模柄軸線有良好的垂直度。
5.2.2 凸凹模固定板
固定板的外形通常為矩形或圓形，平面尺寸應與相應的模具凸模或凹模尺寸一致。
凸模和一般鋼質(zhì)凹模與固定板選用H7/n或6H7/m6配合。壓入固定后應將底面與固定板一起磨平。細小凸模與固定板應取H7/h6配合。
固定板通常選用A3或A5鋼制造，壓裝配合面的表面粗糙度應達。
固定板的厚度此處取45mm。外型尺寸比凹模的對應尺寸略小或一樣。
附注：凸凹模固定板結構尺寸見圖5.4。固定螺釘孔與卸料螺釘孔均成圓周平均分布。
圖5.4 凸凹模固定板
5.2.3 墊板
墊板裝在凸模與上模座之間，他的作用是分散凸模傳遞的壓力，防止沖裁時凸模壓壞模座墊板外型多與凹模周界一致。為防止凸模尾端壓損模座，在上模座和凸模固定板之間必須安裝淬硬磨平的墊板。
一般沖裁模使用的墊板，厚度可在4～12mm之間按標準選用，外形尺寸應與凸模固定板相同。為便于模具裝配，銷釘通孔直徑可以比銷釘直徑增大0.3～０.５mm。
凸模墊板結構尺寸見圖5.5。
模座承壓面的壓應力 不應超過許用壓以應力：
文獻[4]式（2.12） 式（5.13）
式中 F——沖裁力；
Ａ——承壓面積；
——模座許用擠壓應力；
如果，則，必須加淬硬墊板。
則：
所以，不用淬硬墊板。
圖5.2 凸模墊板
5.5 卸料及壓料零件
5.3.1 卸料板
卸料板的型式較多，本套模具采用彈壓卸料板的形式，彈壓卸料斑具有卸料和壓料的雙重作用，多用于沖制薄板，使工件的平面度提高。
它的作用是除了把板料從凸凹模上卸下外， 還起到壓料和導向的作用。這里的卸料板與凸凹模相配的導向孔其尺寸公差及與凸模的配合要求，與被沖工件的材料厚度有關。沖件材料厚度在0.8～3 mm之間時配合為h6/H7.卸料板的厚度可以查表得出，此處取10 mm。
卸料板的厚度查文獻[4]表2.19?。汉穸?。
卸料板孔與凸模的單邊間隙查文獻[4]表2.28取：
卸料板底面高出凸模底面的尺寸：
卸料板導向孔的高度
卸料板結構尺寸見圖5.6。
圖5.6 卸料板
5.3.2 卸料螺釘
根據(jù)模具的需要選擇，長度的圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘：
卸料螺釘 GB2867.6-81
模座材料為鋼時卸料螺釘孔直徑處的最小值為：
文獻[4] 式（5.14）
附注：凸模刃磨后需在卸料釘頭下加墊圈調(diào)節(jié),重載時螺紋根部有折斷危險。
5.3.3 推件塊
推件裝置有鋼性推件裝置和彈性推件裝置兩種，在本套模具中采用彈性推件裝置。
推件塊與凸模的配合不起導向作用，所以此處的單面間隙取（t為材料厚度）
推件塊結構尺寸見圖5.7。
圖5.7推件塊
5.4 緊固件及其他零件
5.4.1 螺釘
螺釘是用于模具零部件進行固定的元件，一般設計時，螺釘選用內(nèi)六角形為宜，應不少于3個螺釘。擰入被連接件的最小深度，鑄鐵為2d，鋼為1.5d（d為螺釘直徑）。也可視連接件與被連接件的厚度而定。一般情況下應平均分布。
根據(jù)模具的需要?。荷夏０澹?
下模板：
5.4.2 銷釘
銷釘是用于模具零部件進行定位的元件，一般設計為2個連接件的銷釘孔應同時鉆、鉸，銷釘與孔采用H7/m6過度配合，孔壁的表面粗糙度應達，壓入連接件與被連接件的最小深度分別為和（d為銷釘直徑），也可視連接件與被連接件的厚度而定。矩形件的銷釘應取對角布置。
根據(jù)模具的需要?。?
5.4.3 其他零件
5.4.3.1 彈簧
由于推件塊用于沖壓件的上卸料，且兼作壓料板，是使工件保持平整的關鍵零件，故選擇彈簧時，其工作壓力應再加大一些。
根據(jù)結構初選為1根彈簧，卸料力。按預壓力和模具結構的尺寸，由文獻[5]附錄C1查得可選序號的彈簧，其負荷。
檢驗是否滿足。
其中，查文獻[5]附錄C1及負荷一行程曲線可得下列有關數(shù)據(jù)：
故選取49號彈簧，外徑，鋼絲直徑，自由狀態(tài)下高度。
彈簧裝配高度。
5.4.3.2 卸料橡膠的計算
下卸料裝置采用橡膠作為彈性元件。計算橡膠的自由高度為：
文獻[7]式（3.36） 式（5.15）
式中： S工作－－工作行程與模具修磨量或調(diào)整量之和。
文獻[4]式（2.22） 式（5.16）
則
取
橡膠的裝配高度 式（5.17）
取。
橡膠的斷面面積，在模具裝配時，根據(jù)模具空間大小確定。
5.5 定位零件
5.5.1 擋料銷
為了保證連續(xù)模沖裁件內(nèi)孔與外緣的相對位置精度，可采用固定擋料銷（粗定位）和導正銷（精定位）定距。這種方法操作方便，沖裁板料厚度一般不小于0.3mm，但固定擋料銷易削弱模具的強度。
定位零件分兩類：一類是在送料方向垂直方向的定位，即送進導向，另一類是要送料方向上定位用來控制送料進距。在本套模具中，導料裝置和擋料裝置均采用銷釘?shù)男问剑踩齻€，其中兩個作為導料銷壓裝在凸凹模的一側(cè)另外一個作為擋料銷壓裝在凸凹模上與送料方面一致的前方，其銷頭的高度為（t+1）mm,即2mm，
根據(jù)模具的需要選擇直徑，，高度的A型固定擋料銷：
擋料銷 GB2866.11-81
定位銷與定位面的配合可取H9/h9的間隙配合，其工作部分高度可考慮定位面有效范圍。
5.6 模架選擇及模具的動作過程
該模具的結構主要由上、下模座落料凹模、凸凹翻邊凹模、凸凹模固定板、卸料板、推件塊等零件構成。
根據(jù)落料凹模的外形尺寸及橡膠尺寸，參照有關標準，可選擇I級精后側(cè)導柱模架
上模座： HT300
下模座： HT300
導 柱： 20鋼
導 套： 20鋼
落料凹模、凸凹模、翻邊凸模的材料可采用Cr12，熱處理硬度為。
凸凹模固定板、卸料板、推件塊等的材料選用45鋼。
動作過程：工作時，條料由卸料板上面送入，由擋、導料銷來定位，上模板下行，卸料板與推件塊共同壓緊板料，然后凸凹模與落料凹模完成落料工作，同時端部呈錐角的翻邊凸模進行穿孔。上模繼續(xù)下行，工件在壓件塊的壓緊狀態(tài)下進行翻孔。當翻孔結束時，翻邊凸模與凸凹模進行擠切修邊。上?；厣龝r由卸料板及推件塊完成卸料，擠切修邊廢料從凸凹模孔口內(nèi)落下，至此整個沖壓工序完畢。
5.7 模具總圖及明細表
模具總圖及明細表見模具圖：圖1
結 束 語
畢業(yè)設計是大學3年中的最后一個環(huán)節(jié)，是對3年的學習生活中所學知識的一個匯總和概括，也是對3年學習的檢驗。更是為我以后的學習、工作打下良好的基礎。
通過此次的畢業(yè)設計,我從中受益非淺,使自己深深體會到了做一項設計不是想象的那么簡單。自己親自設計了這個墊片的模具,從一開始的茫然到不斷借鑒資料再到整個模具的設計完成，使自己長了知識也使自己知道：做設計不僅要用到我在大學三年所學的東西（如：《機械制圖及AUTOCAD》《機械設計》《模具設計》等課程），而且還運用了我們從未接觸學習過的知識。更明白了一個道理：設計一種模具并不是單一的依靠一門學科,模具,它需要的是多方面東西，是通過各個方面的知識積累、動手實踐以及大膽的創(chuàng)新做出來,而絕非憑空想出來的；它是實實在在不摻一點水份的,只有自己掌握了各方面的知識才能更好的去制造去設計
即將畢業(yè)的我，在以后的工作中難免會遇到一些問題或麻煩，這時就要靠自己以前所學的知識和積累的經(jīng)驗去解決這些問題和麻煩。隨著科學技術的高度發(fā)達，那些質(zhì)量優(yōu)、性能好、效率高、能耗低、價格低廉的產(chǎn)品必將開發(fā)出來并淘汰那些老的生產(chǎn)技術或設備。因此，我們應該樹立良好的設計思想，重視對自己進行模具設計能力的培養(yǎng)；善于利用各種信息資源，擴展知識面和能力；培養(yǎng)嚴謹、科學、創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)、艱苦奮斗的企業(yè)精神，設計制造出更好的模具。
通過此次的畢業(yè)設計使我更加明白：不論做什么事情都要認認真真,通過平時的一點一滴去積累,只有這樣踏踏實實去做才能逐步走向成功。
因水平有限，設計中必然有許多不足之處，還望老師批評指正。
致 謝
三年的學習生活轉(zhuǎn)眼即逝，在外求學經(jīng)歷的坎坷使我慢慢成熟，對在過去的日子里曾給予過我鼓勵、幫助的人們我滿懷感激，時刻沒有忘記。所經(jīng)歷的一切將讓我倍加珍惜未來的生活。
一個月左右的時間我們的畢業(yè)設計作品終于完成了。
此次畢業(yè)設計的順利完成,我要大力感謝我們的指導老師——李秀副老師，他嚴謹細致治學態(tài)度、一絲不茍的工作作風、淵博的學術知識、和藹大度的學者風范一直是我工作、學習中的榜樣；他循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。我們對李老師耐心細致的講解、給我們提供相關的材料表示大力的感謝?？梢哉f,沒有李老師這位負責的指導老師,我們的畢業(yè)設計也不可能這樣順利的完成。 李老師不僅從一開始就非常關注我們的設計,而且在他很忙的情況下還幫我們指導,我們對此衷心的感謝!同時還要感謝三年當中對我進行教育的各位老師,沒有他們的培養(yǎng)也不可能有今天的我們順利完成。通過三年課程的認真學習，使我們在此基礎上利用所學東西順利進行并完成了設計。在此，對李老師以及三年當中對我進行教育的各位老師，表示我最真誠的尊敬和最誠摯的感謝。
在此，再次感謝我們的指導老師——李秀副老師在百忙之中給予我們作品的悉心指點與幫助。感謝他為我們指點迷律、出謀劃策。同時，也感謝我們的這組的成員在這次設計中給予我的幫助！謝謝！
并向本文所參考的文獻的作者們表示我最真誠的謝意。
向在百忙之中評閱本方案并提出寶貴意見的各位評委老師表示最誠摯的謝意，同時向所有關心、幫助和支持我的老師和同學表示衷心的感謝，祝他們工作順利，萬事如意！
由于本人的學識水平、時間和精力有限，文中肯定有許多不盡人意和不完善之處，我將在以后的工作、學習中不斷以思考和完善。
最后向三年來教過我、幫助我的所有老師和關心我的同學表示我最真誠的謝意！
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濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）意見表
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