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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題 目 客車門鎖鎖舌沖模設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 系 部 機(jī)電工程系 專 業(yè) 機(jī)械工程及自動(dòng)化 班 級(jí) 指導(dǎo)教師 二一一年六月 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 i 客車門鎖鎖舌沖模設(shè)計(jì) 摘 要 本設(shè)計(jì)進(jìn)行了壓彎，切斷連續(xù)模的設(shè)計(jì)。論文簡(jiǎn)要的概述了沖壓模具目前的發(fā)展?fàn)顩r和 趨勢(shì)。對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了詳細(xì)的工藝分析和工藝方案的確定。按照沖壓模具設(shè)計(jì)的一般步驟，計(jì) 算并設(shè)計(jì)了本套模具上的主要零部件，采用了少?gòu)U料排樣與標(biāo)準(zhǔn)模架，選用了合適的沖壓設(shè) 備。設(shè)計(jì)中對(duì)工件零件和壓力機(jī)規(guī)格進(jìn)行了必要的校核計(jì)算。通過對(duì)門鎖套件沖裁工藝性的 正確分析，設(shè)計(jì)了一副多工位級(jí)進(jìn)沖裁模。 詳細(xì)的敘述了模具的整個(gè)設(shè)計(jì)過程包括零件工藝性分析、沖裁工藝方案的確定、模具結(jié) 構(gòu)形式的確定、模具總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、主要參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算等，并繪制了模具裝配圖和非標(biāo)準(zhǔn) 件零件圖。 關(guān)鍵詞：零件分析 ，裝配圖，模具設(shè)計(jì)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 ii Abstract This design of bending, cutting off consecutive modulus design. This paper briefly outlined the Stamping Die current development status and trends. The product of a detailed analysis and the identification process. Stamping die design in accordance with the general steps to calculate and design the sets on the main mold parts such as ：Punch and die. Punch and die, punch and so an. Die-standard model planes, to choose a suitable stamping equipment. Design wok on the part and specifications will press for the necessary checking calculation. The mold used for a small scrap layout, automatic centering device.Boards of locks blanking of the correct process analysis, design of a compound is loaded Die. Through the door lock blanking process of the correct package analysis,design a pair of multi-position Progressive Die A detailed description of the mold of the entire design process, including parts of analysis, blanking the identification process, the mold structure forms of identification, the overall structure of the mold design, the main design parameters, and mapping out mold assembly and non-standard pieces Fig. Keywords：Part analysis；Assembly；Mold Design. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 目 錄 摘 要 ........................................................................i Abstract......................................................................ii 第一章 沖裁件工藝分析 ......................................................- 1 - 第二章 模具工藝設(shè)計(jì) .......................................................- 1 - 2.1 沖裁工藝方案確定 .....................................................- 1 - 2.2 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 ...................................................- 1 - 2.3 模具總體設(shè)計(jì) .........................................................- 1 - 第三章 模具設(shè)計(jì)計(jì)算 .......................................................- 4 - 3.1 排樣 .................................................................- 4 - 3.2 計(jì)算條料寬度 .........................................................- 4 - 3.3 送料步距 .............................................................- 5 - 3.4 材料的利用率 .........................................................- 6 - 3.5 沖壓力的計(jì)算 .........................................................- 7 - 3.5.1 沖裁力的計(jì)算 .....................................................- 7 - 3.5.2 卸料力、頂件力的計(jì)算 .............................................- 7 - 3.6 模具壓力中心的確定 ...................................................- 8 - 3.7 模具刃口尺寸的計(jì)算 ...................................................- 9 - 3.7.1 沖裁間隙分析 .....................................................- 9 - 3.7.2 沖孔刃口尺寸設(shè)計(jì) ................................................- 11 - 3.7.3 落料刃口尺寸設(shè)計(jì) ................................................- 12 - 第四章 主要零部件設(shè)計(jì) .....................................................- 15 - 4.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ..................................................- 15 - 4.1.1 凸模 ............................................................- 15 - 4.1.2 落料凹模板 ......................................................- 16 - 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 i 4.1.3 凹模鑲塊的設(shè)計(jì) ..................................................- 17 - 4.2 卸料部件的設(shè)計(jì) ......................................................- 17 - 4.2.1 卸料板的設(shè)計(jì) ....................................................- 17 - 4.2.2 卸料螺釘?shù)倪x用 ..................................................- 17 - 4.3 模架及其他零部件的選用 ..............................................- 17 - 第五章 較核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù) ..................................- 19 - 5.1 較核模具閉合高度 ....................................................- 19 - 5.2 沖壓設(shè)備的選定 ......................................................- 19 - 總 結(jié) .....................................................................- 20 - 致 謝 .....................................................................- 21 - 參考文獻(xiàn) ..................................................................- 22 - 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 - 0 - 第一章 沖裁件工藝分析 工件名稱：門鎖套件 工件簡(jiǎn)圖：如下圖 1.1 所示 生產(chǎn)批量：大批量(2 萬件/年) 材料：Q235-A 鋼 材料厚度：1.5mm ?4R15R5R4R4R51+0.5-1+0-2R1 圖 1.1 客車門鎖鎖舌 （1）材料 由表 1、表 2 分析知：Q235-A 鋼為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的塑性、焊接性以及壓 力加工性，主要用于工程結(jié)構(gòu)和受力較小的機(jī)械零件 【3】 。綜合評(píng)比均適合沖裁加工。 （2）工件結(jié)構(gòu)形狀 工件結(jié)構(gòu)形狀相對(duì)簡(jiǎn)單，有 1 個(gè)矩形孔和 1 個(gè)圓孔，孔與邊緣之間的距離也滿足要求， 最小壁厚為 5mm 滿足許用壁厚要求（兩孔之間、孔與邊緣之間的壁厚） ，可以沖裁。 （3）尺寸精度 根據(jù)零件圖上所注尺寸公差，經(jīng)查公差表，內(nèi)孔為 IT10 級(jí)，尺寸精度均較低，普通沖 裁完全可以滿足要求。 根據(jù)以上分析：該零件沖裁工藝性較好，適宜沖裁加工。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 - 0 - 表 1.1 碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分、性能及用途 S/MPa 5/% 化學(xué)成 分 鋼材厚度和型材直徑 16mm牌號(hào) 等 級(jí) c% 不小于 b/MPa 用途舉例 Q195 0.060 .12 195 33 31539 0 A Q215 B 0.090 .15 215 31 33541 0 用來制造薄鋼板、 鋼絲、管鋼、鋼釘、 螺釘、地腳螺栓等 A 0.140 .22 B 0.120 .20 C 0.18 Q235 D 0.17 235 26 37546 0 用來制造拉釘、螺 栓、螺母、軸、銷 子、螺紋鋼、角鋼、 槽鋼、鋼板等 A Q255 B 0.180 .28 255 24 41051 0 用來 制造各種型 條鋼和鋼板 Q275 0.280 .38 275 20 490- 610 相當(dāng)于 3540 鋼 表 1.2 部分碳素鋼抗剪性能 材料名稱 牌號(hào) 材料狀態(tài) 抗剪強(qiáng)度 （Mpa） Q195 260---320 Q235 310---380普通碳素鋼 Q275 未退火 400---500 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 - 0 - 第二章 模具工藝設(shè)計(jì) 2.1 沖裁工藝方案確定 方案一：先沖孔，后落料。單工序模生產(chǎn)。 方案二：沖孔落料復(fù)合沖壓。復(fù)合模生產(chǎn)。 方案三：沖孔落料級(jí)進(jìn)沖壓。級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造周期短，制造簡(jiǎn)單，但需要兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低， 難以滿足大批量生產(chǎn)的要求。 方案二也只需一副模具，制件精度和生產(chǎn)效率都較高，且工件最小壁厚大于凸凹模許用 最小壁厚模具強(qiáng)度也能滿足要求。沖裁件的內(nèi)孔與邊緣的相對(duì)位置精度較高，板料的定位精 度比方案三低，模具輪廓尺寸較小。 方案三只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，精度也能滿足要求，相對(duì)簡(jiǎn)單的鎖舌結(jié) 構(gòu)，模具制造的工作量和成本在沖裁簡(jiǎn)單的零件時(shí)比復(fù)合模低。 通過對(duì)上述三種方案的分析比較，采用方案三：級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 2.2 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 正裝式級(jí)進(jìn)模和倒裝式結(jié)構(gòu)比較： 正裝式級(jí)進(jìn)模適用于沖制材質(zhì)較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，還可以沖制 孔邊距較小的沖裁件。 倒裝式級(jí)進(jìn)模不宜沖制孔邊距較小的沖裁件，但倒裝式級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，又可以直接利 用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件卸件可靠，便于操作，并為機(jī)械化出件提供了有利條件，所以 應(yīng)用十分廣泛。 根據(jù)分析采用正裝式級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 2.3 模具總體設(shè)計(jì) （1）模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用級(jí)進(jìn)模模沖壓，所以模具類型為正裝式級(jí)進(jìn)模。 （2）操作與定位方式 零件的生產(chǎn)批量較大，但合理安排生產(chǎn)可用手工送料方式，也能滿足生產(chǎn)要求，這樣就 可以降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 - 1 - 因?yàn)閷?dǎo)料銷和彈簧擋料銷結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。且該模具采用的是條料，根據(jù)模具具體 結(jié)構(gòu)兼顧經(jīng)濟(jì)效益，控制條料的送進(jìn)方向采用彈簧導(dǎo)料銷，控制送料步距采用彈簧擋料銷。 （3）卸料、出件方式 剛性卸料與彈性卸料的比較： 剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。 當(dāng)卸料板只起卸料作用時(shí)與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大，單邊間隙?。?.20.5） t。當(dāng)固定卸料板還要起到對(duì)凸模的導(dǎo)向作用時(shí)卸料板與 凸模的配合間隙應(yīng)該小于沖裁間隙。 此時(shí)要求凸模卸料時(shí)不能完全脫離卸料板。主要用于卸料力較大、材料厚度大于 2mm 且模具 結(jié)構(gòu)為倒裝的場(chǎng)合。 彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，主要用于料厚小于或等于 2mm 的板料由于有壓 料作用，沖件比較平整。卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇（0.10.2）t,若彈壓卸料板還 要起對(duì)凸模導(dǎo)向作用時(shí)，二者的配合間隙應(yīng)小于沖裁間隙。常用作落料模、沖孔模、正裝復(fù) 合模的卸料裝置。 工件平直度較高，料厚為 1.5mm 相對(duì)較薄，卸料力不大，由于剛性卸料模具比彈壓卸料 模具方便，操作者可以看見條料在模具中的送進(jìn)動(dòng)態(tài)，且凹凸模設(shè)計(jì)的間距較小彈簧裝置不 易安裝，故可采用剛性卸料。 采用固定卸料板，為剛性卸料。 因采用正裝式級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)，故采用下出件為佳。 （4）確定送料方式 因采用對(duì)角導(dǎo)柱模座，采用橫向送料方式，即由左向右送料。 （5）確定導(dǎo)向方式 方案一：采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)稱的對(duì)角線上，所以上模 座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)。常用于橫向送料級(jí)進(jìn)?；蚩v向送料的落料模、復(fù)合模。 方案二：采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便。因?yàn)?導(dǎo)柱安裝在后側(cè)，工作時(shí)，偏心距會(huì)造成導(dǎo)套導(dǎo)柱單邊磨損，嚴(yán)重影響模具使用壽命，且不 能使用浮動(dòng)模柄。 方案三：四導(dǎo)柱模架。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。常用于沖壓件尺 寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大量生產(chǎn)用的自動(dòng)沖壓模架。 方案四：中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。單只能一個(gè)方 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 - 2 - 向送料。 根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質(zhì)量，該復(fù) 合模采用對(duì)角導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式，即方案一最佳。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 - 3 - 第三章 模具設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 排樣 方案一：有廢料排樣 沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模 來保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低。 方案二：少?gòu)U料排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質(zhì)量差，模具壽命較方案 一低，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 方案三：無廢料排樣 沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些，但材料利用率最高。 通過上述三種方案的分析比較，綜合考慮模具壽命和沖件質(zhì)量，該沖件的排樣方式選擇方案 一為佳?？紤]模具結(jié)構(gòu)和制造成本有廢料排樣的具體形式選擇直排最佳。 3.2 計(jì)算條料寬度 搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭 邊過大，浪費(fèi)材料。搭邊過小，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖件毛刺，有時(shí)還有 拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命?；蛴绊懰土瞎ぷ鳌?搭邊值通常由經(jīng)驗(yàn)確定，表 4 所列搭邊值為普通沖裁時(shí)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)之一。 根據(jù)零件形狀，查表 4 工件之間搭邊值 a1=2.0mm, 工件與側(cè)邊之間搭邊值 a=2.5mm, 條 料是有板料裁剪下料而得，為保證送料順利，規(guī)定其上偏差為零，小偏差為負(fù)值 工件為單排，D 為工件展開寬度 B=（Dmax2a ） 0 (公式 1) 式中 Dmax條料寬度方向沖裁件的最大尺寸； a 沖裁件之間的搭邊值； 板料剪裁下的偏差；（其值查表 3-1） B=54+22.5 =590-0.6mm 故條料寬度在 58.4-59mm 之間 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 - 4 - 表 3-1 搭邊值和側(cè)邊值的數(shù)據(jù) 表 3-2 普通剪床用帶料寬度偏差（mm） 3.3 送料步距 送料步距 S：條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距，每個(gè)步距可沖一個(gè)或多個(gè)零 件。進(jìn)距與排樣方式有關(guān)，是決定擋料銷位置的依據(jù)。條料寬度的確定與模具的結(jié)構(gòu)有關(guān)。 進(jìn)距確定的原則是，最小條料寬度要保證沖裁時(shí)工件周邊有足夠的搭邊值；最大條料寬 度能在沖裁時(shí)順利的在導(dǎo)料板之間送進(jìn)條料，并有一定的間隙。 級(jí)進(jìn)模送料步距 S SL+ a (公式 2) =25+2 =27mm 條料無側(cè)壓裝置故條料寬度應(yīng)補(bǔ)償搭邊的減下量薄料2mm 取 0.1 到 0.3 之間，c1 取 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 - 5 - 0.2mm，則 B=59.20-0.6 mm 排樣圖如圖 3.1 所示。 圖 3.1 排樣圖 導(dǎo)板之間的距離計(jì)算公式 B1=B+c1 (公式 3) =59+0.2 =59.40-0.6 mm 3.4 材料的利用率 沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的 重要指標(biāo)。 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率 A /BS100% (公式 4 ) 式中 A一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積； B條了寬度； S步距； /BS100% 排樣合理與否不但影響材料的經(jīng)濟(jì)和利用，還影響到制件的質(zhì)量、模具的的結(jié)構(gòu)和壽命、 制件的生產(chǎn)率和模具的成本等技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。因此，排樣時(shí)應(yīng)考慮如下原則： 1、 提高材料利用率（不影響制件使用性能的前提下，還可以適當(dāng)改變制件的形狀） 。 2、 排樣方法使應(yīng)操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度小且安全。 3、 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命高。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 - 6 - 4、 保證制件質(zhì)量和制件對(duì)板料纖維方向的要求。 一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積(area 由 cad 自動(dòng)生成) A= 1177.8375- 12.5664- 195.1416=970.1295 平方毫米 BS 100% =970.1295/（ 2759.2） =60.7% 3.5 沖壓力的計(jì)算 3.5.1 沖裁力的計(jì)算 在沖裁過程中，沖裁力是隨凸模進(jìn)入凹模材料的深度而變化的。通常說的沖裁力是指 沖裁力的最大值，它是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具重要依據(jù)之一。 用平刃沖裁時(shí)，其沖裁力一般按下式計(jì)算： F=KLtb (公式 5) 式中F 沖裁力； L沖裁周邊長(zhǎng)度；L= 166.7059+ 12.5664+ 54.2832=233.5555 t材料厚度；t=1.5 b材料抗剪強(qiáng)度； 系數(shù)； L= 166.7059+ 12.5664+ 54.2832=234mm 系數(shù)是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動(dòng)和不均勻，刃口磨損、板料力學(xué)性能和 厚度波動(dòng)等原因的影響而給出修正系數(shù)，一般取=1.3。 b 的值查表為 310380pa,取 b=380Mpa（1 Mpa1N） 【10】 F=KLtb =1.32341.5380 =173394N 3.5.2 卸料力、頂件力的計(jì)算 在沖裁結(jié)束時(shí)，由于材料的彈性回復(fù)（包括徑向回復(fù)和彈性翹曲回復(fù)）及摩擦的存在， 將使沖落的材料梗塞在凹模內(nèi)，而沖裁剩下的材料則緊箍在凸模上。為使沖裁工作繼續(xù)進(jìn)行， 必須將緊箍在凸模上的料卸下，將梗塞在凹模內(nèi)的材料推出。從凸模上卸下箍著的料稱卸料 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 - 7 - 力；逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需要的力稱為頂件力。一般按以下公式計(jì)算： 卸料力： F X=KXF （公式 6） 頂件力： FD=KDF （公式 7） FX=KXF =0.05173394N=8669.7N （K X 為卸料力系數(shù)，其值查表 3-3 可得） FD=KDF =0.06173394N=10403.64N 所以總沖壓力 FZ=F+FX+FD =173394N+8669.7N+10403.64N =192467.34N 壓力機(jī)公稱壓力應(yīng)大于或等于沖壓力，根據(jù)沖壓力計(jì)算結(jié)果擬選壓力機(jī)為 J2325。 表 3-3 卸料力、推件力和頂件力系數(shù) 料厚 t/mm KX KT KD 鋼 0.1 0.10.5 0.50.25 2.56.5 6.5 0.0650.075 0.0450.055 0.040.05 0.030.04 0.020.03 0.1 0.063 0.055 0.045 0.025 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 鋁、鋁合金 純銅，黃銅 0.0250.08 0.020.06 0.030.07 0.030.09 3.6 模具壓力中心的確定 模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作， 應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合，否則，會(huì)使沖模和力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷， 使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過大的摩擦，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。 沖模的壓力中心，可以按下述原則來確定： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 - 8 - 1.對(duì)稱形狀的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。 2.工件形狀相同且分布位置對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。 3.形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、級(jí)進(jìn)模的壓力中心可以用解析計(jì)算法求出沖模壓力中心。 X0=（L 1x1L 2x2L nxn）/(L 1L 2L n) （公式 8） Y0=（L 1y1L 2y2L nyn ）/（L 1L 2Ln ） （公式 9） 用解析法計(jì)算壓力中心時(shí)，先畫出凹模形口圖，如圖 3-2 所示。在圖中將 XOY 坐標(biāo)系 建立在建立在圖示對(duì)稱中心線上，將沖裁輪廓線按幾何圖形分解成 L1L10 共 10 組基本線段， 用解析法求得該模具壓力中心的坐標(biāo)。有關(guān)計(jì)算如表 7 所示。 由以上計(jì)算結(jié)果可以看出，該工件沖裁力不大，壓力中心偏移坐標(biāo)原點(diǎn) O 較小，為了 便于模具的加工和裝配，模具壓力中心依然選在坐標(biāo)原點(diǎn)。 YX 圖 3.2 壓力中心的表示 3.7 模具刃口尺寸的計(jì)算 3.7.1 沖裁間隙分析 根據(jù) JB/Z27186 規(guī)定，沖裁間隙是指凸，凹模刃口間隙的距離，用符號(hào) C 表示，其 值可為正也可為負(fù)，在普通沖裁模中均為正值。它對(duì)沖裁件的斷面質(zhì)量有極其重要的影響， 此外，沖裁間隙還影響模具壽命、卸料力、推件力、沖裁力和沖裁件的尺寸精度。因此，沖 裁間隙是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的工藝參數(shù)。 1、間隙對(duì)沖裁件尺寸精度的影響 沖裁件的尺寸精度是指沖裁件的實(shí)際尺寸與基本尺寸的差值，差值越小，則精度越高， 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 - 9 - 這個(gè)差值包括兩方面的偏差，一是沖裁件相對(duì)于凸?；虬寄５钠?，二是模具本身的制造偏 差。 2、間隙對(duì)模具壽命的影響 模具壽命受各種因素的綜合影響，間隙是也許模具壽命諸因數(shù)中最主要的因數(shù)之一，沖 裁過程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間均有摩擦，而且間隙越小，模具作用的 壓應(yīng)力越大，摩擦也越嚴(yán)重，所以過小的間隙對(duì)模具壽命極為不利。而較大的間隙可使凸模 側(cè)面及材料間的摩擦減小，并延緩間隙由于受到制造和裝配精度的限制，出現(xiàn)間隙不均勻的 不利影響，從而提高模具壽命。 3、間隙對(duì)沖裁工藝力的影響 隨著間隙的增大，材料所受的拉應(yīng)力增大，材料容易斷裂分離，因此沖裁力減小。通常 沖裁力的降低并不顯著，當(dāng)單邊間隙在材料厚度的 520%左右時(shí)，沖裁力的降低不超過 510%。間隙對(duì)卸料力推料力的影響比較顯著。間隙增大后，從凸模里卸料和從凹模里推料 都省力當(dāng)當(dāng)單邊間隙達(dá)到材料厚度的 1525%左右時(shí)的卸料力幾乎為零。但間隙繼續(xù)增大， 因?yàn)槊淘龃?，又將引起卸料力、頂件力迅速增大?4、間隙值的確定 由以上分析可見，凸、凹模間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量、沖裁工藝力、模具壽命都有很大的影響。 因此，設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的 要求，所需沖裁力小、模具壽命高，但分別從質(zhì)量，沖裁力、模具壽命等方面的要求確定的 合理間隙并不是同一個(gè)數(shù)值，只是彼此接近?？紤]到模具制造中的偏差及使用中的磨損、生 產(chǎn)中通常只選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個(gè)范圍內(nèi)，就可以沖出良好的 制件，這個(gè)范圍的最小值稱為最小合理間隙 Cmin，最大值稱為最大合理間隙 Cmax?？紤]到模 具在使用過程中的磨損使間隙增大，故設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)要采用最小合理間隙值 Cmin。 確定合理間隙的方法有經(jīng)驗(yàn)法、理論確定法和查表法。 根據(jù)近年的研究與使用的經(jīng)驗(yàn)，在確定間隙值時(shí)要按要求分類選用。對(duì)于尺寸精度，斷 面垂直度要求高的制件應(yīng)選用較小的間隙值，對(duì)于垂直度與尺寸精度要求不高的制件，應(yīng)以 降沖裁力、提高模具壽命為主，可采用較大的間隙值。由于理論法在生產(chǎn)中使用不方便，所 以常采用查表法來確定間隙值。 經(jīng)驗(yàn)公式： 軟材料： t1mm，C=(3%4%)t 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 - 10 - t=13mm，C=(5%8%)t t=35mm，C=(8%1%)t 硬材料： t1mm，C=(4%5%)t t=13mm，C=(6%8%)t t=38mm，C=(8%13%)t 【9】 根據(jù)分析沖裁模間隙采用查表法確定，查沖裁模初使用間隙: Zmax=0.240mm, Zmin=0.132mm。 工件形狀較復(fù)雜，采用配作法加工凹、凸模。配作法加工的特點(diǎn)是模具的間隙由配做保 證，工藝比較簡(jiǎn)單，無需較核 T AZ maxZmin 的條件，并且還可以放大基準(zhǔn)件的制 造公差，使制造容易，所以采用配作法加工。 3.7.2 沖孔刃口尺寸設(shè)計(jì) 沖孔時(shí)應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件來配作凹模。 （Z min=0.132mm） 【10】 凹模 1 如圖 3.3 R2 圖 3.3 排樣第一工步?jīng)_裁尺寸 由文獻(xiàn)可知公式 20+0.20 凸模： DT=（Aminx ） 0-0.02 （公差取 0.20） （公式 10） =（2x ） 0-0.02=2.10-0.02 mm 凹模 DA=（D TZ min） 0+0.02 （公式 11） =2.230+0.02 mm 凹模 2 如圖 3.4 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 - 11 - R114 圖 3.4 排樣第二工步?jīng)_裁尺寸 凸模： DT=（Aminx） 0-0.02 （公差取 0.20） =（14x ） 0-0.02=14.070-0.02 mm 凹模 DA=（D TZ min） 0+0.02=14.200+0.02 mm 3.7.3 落料刃口尺寸設(shè)計(jì) 落料時(shí)應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件來配作凸模。 （Z max=0.240mm） 【10】 由文獻(xiàn)可知公式 A=（Amaxx） 0+/4 （公式 12） 凹模 3：如圖 3.5 254.9R1 圖 3.5 排樣第三工步?jīng)_裁尺寸 A1=(25+10.6) 0+0.15=25.60+0.15 A2=（10.96+10.6） 0+0.15=11.50+0.15 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 - 12 - A3=（5+10.6） 0+0.15=5.60+0.15 A4=（15+10.6） 0+0.15=15.60+0.15 A5=（6.4+10.6） 0+0.15=7.00+0.15 A6=（4+10.6） 0+0.15=4.60+0.15 A7=（17+10.6） 0+0.15=17.60+0.15 凹模 4：如圖 3.6 13.825R 圖 3.5 排樣第四工步?jīng)_裁尺寸 A1=(13.9+10.6) 0+0.15=14.50+0.15 A2=（5+10.6） 0+0.15=5.60+0.15 A3=（8.4+10.6） 0+0.15=9.00+0.15 A4=（2+10.6） 0+0.15=2.60+0.15 A5=（4.2+10.6） 0+0.15=4.80+0.15 A6=（10.3+1 0.6） 0+0.15=10.90+0.15 凹模 4：如圖 3.6 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 - 13 - 241.63 圖 3.6 排樣第五工步?jīng)_裁尺寸 A1=(2+10.6) 0+0.15=2.10+0.15 A2=（41.68+10.6） 0+0.15=420+0.15 凸模刃口尺寸按凹模實(shí)際刃口尺寸配制，保證雙面間隙值 Zmax=0.240mm。 3.8 卸料板的設(shè)計(jì) 卸料板工作行程 h hh 1h 2t 0 h1 為凸模凹進(jìn)卸料板的深度 1mm，h 2 為凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度 3mm,t 為材料厚度 2mm。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 - 14 - 第四章 主要零部件設(shè)計(jì) 4.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1.1 凸模 零件外形相對(duì)復(fù)雜，根據(jù)實(shí)際情況并考慮加工，為了滿足凸模強(qiáng)度和剛性，將凸模設(shè)計(jì) 成階梯式，使裝配修磨方便。采用成形銑、成形磨削加工。 凸?？傞L(zhǎng) L： LH 1H 2H 3H 4 2037.4151 71.4mm H1為凸模固定板厚度。 H2為橡膠安裝高度。 H3為彈壓卸料板厚度。 H4為凸模凹進(jìn)彈壓卸料板的深度。 凸模如圖 4.1 所示 14 0-.26 0.16A 0.16A75 A 214 0-.214 +0.2 8 0.16A 0.16A74 A 圖 4.1 第一、二工步的凸模 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 - 15 - 212.5 +0.15 13.85 0-.15 19.6718.5 0.16A 0.16A74 A 2 25 0-.154.36 0-.15 8.3629 0.16A 0.16A 25+0.15 74A 12+0.15 41.63 0-.15 0.16A 4 0.16A75 A 圖 4.2 第三、四、五工步的凸模 4.1.2 落料凹模板 采用整體凹模，采用線切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算壓力中 心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。其外形尺寸按相關(guān)公式計(jì)算： 凹模板厚度： HKS （公式 13） 0.359 查表 k 取 0.3 17.5mm H 取 18mm 表 11 凹模厚度系數(shù) K 材料厚度 t/mm S/mm 1 13 36 50 0.300.40 0.350.50 0.450.60 50100 0.200.30 0.220.35 0.300.45 100200 0.150.20 0.180.22 0.220.30 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 - 16 - 200 0.100.15 0.120.18 0.150.22 凹模板寬度： B=料寬+2 倍的預(yù)設(shè)導(dǎo)板寬度 = 54+232=118mm 根據(jù) JB/T 7443.1-1994 規(guī)定，取凹模寬度 122mm 凹模長(zhǎng)度：L=n（次數(shù)）步距+兩邊距離 【10】 =427+21520=138148mm 凹模整體輪廓尺寸 LBH=148mm118mm18mm 4.1.3 凹模鑲塊的設(shè)計(jì) 鑲塊與凹模板的配合分為： (1)過渡配合:小孔的凹模鑲塊與凹模板。 (2)過盈配合：其余凹模鑲塊與凹模板。 【10】 4.2 卸料部件的設(shè)計(jì) 4.2.1 卸料板的設(shè)計(jì) 卸料板采用 45 鋼制造，淬火硬度 4045HRC，卸料板輪廓尺寸與落料凹模輪廓尺寸相 同，厚度為 15mm。 4.2.2 卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板上設(shè)置 4 個(gè)卸料螺釘和 4 個(gè)定位銷，公稱直徑為 8mm,螺紋部分為 M810mm 釘 尾部。 4.3 模架及其他零部件的選用 該模具采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)稱的對(duì)角線上，所以上模座 在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)。常用于橫向送料級(jí)進(jìn)模或縱向送料的落料模 級(jí)進(jìn)模以凹模輪廓尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。 上模座按 GB/T 2855.2-1990 規(guī)定，厚度取 40mm,墊板厚度取 6mm，固定板厚取 18mm，卸料板厚取 16mm。 下模座按 GB/T 2855.2-1990 規(guī)定，厚度取 40mm。 根據(jù)上下模座選取導(dǎo)柱分別為 28h5mm130mm40mm，25h5mm130mm45mm； 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 - 17 - 導(dǎo)套分別為 28h6mm80mm28mm，25h6mm80mm28mm ，25h6mm 80mm28mm。 上模座厚度 H1取 45mm,凸凹模墊板厚度 H2取 10mm,凸凹模固定板厚度 H3取 20mm,卸料板 厚度 H4取 15mm。 下模坐厚度 H5取 50mm,凸模墊板厚度 H6取 10mm,凸模固定板厚度 H7取 20mm,凹模墊塊厚 度 H8取 20mm。 模具閉合高度 H HH 1H 2H 5H 6H 凸 H 凸凹 h 45mm10mm50mm10mm70mm71.4mm 3mm 251mm 式中 H 凸 沖孔凸模長(zhǎng)度； H 凸凹 凸凹模長(zhǎng)度； h凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 - 18 - 第五章 較核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù) 5.1 較核模具閉合高度 模具閉合高度 H 應(yīng)該滿足 HminH 110HHmaxH 15 （公式 10） 式中 Hmax壓力機(jī)最大閉合高度； Hmin壓力機(jī)最小閉合高度； H1墊板厚度。 根據(jù)擬選壓力機(jī) J2363，查開式壓力機(jī)參數(shù)表得： Hmax450mm, Hmin270mm,H 180mm. 【7】 將以上數(shù)據(jù)帶入，得 200H365 經(jīng)計(jì)算該模具閉合高度 H=251mm，在 200mm365mm 內(nèi)，且開式壓力機(jī) J2325 最大 裝模高度 280mm,大于模具閉合高度 251mm , 可以使用。 5.2 沖壓設(shè)備的選定 通過校核，選擇開式雙柱可傾式壓力機(jī) J23-25 能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù) 如下: 公稱壓力：250KN 滑塊行程：65mm 最大閉合高度：270mm 最大裝模高度：280mm 工作臺(tái)尺寸（前后左右）：370mm560mm 墊板尺寸（厚度直徑）：80mm230mm 模柄孔尺寸：40mm60mm 最大傾斜角度：30 0 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 - 19 - 總 結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我系統(tǒng)地鞏固了大學(xué)三年的學(xué)習(xí)課程，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)使我更加了解到模 具加工在實(shí)際生產(chǎn)中的重要地位。 其中遇到不少問題，如設(shè)計(jì)頂出裝置時(shí)，彈簧頂針需采用一體頂出，頂針與推板的連接 存在著不足之處，設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可行性不高，仍需設(shè)計(jì)完善。還有凹模鑲塊與凹模板的 安裝不能都用采用過盈配合，比如沖壓孔的孔徑太小，設(shè)計(jì)的鑲塊壁厚時(shí)候考慮到 2 個(gè)相鄰 的凹模鑲塊距離限制，壁厚不足以保證鑲塊安裝到凹模板時(shí)孔內(nèi)壁是否發(fā)生變形，故這邊不 能采用過盈配合，而是使用的過渡配合。整個(gè)模具設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了不少問題：卸料板是剛性或 彈性的確定同時(shí)還要考慮卸料板的定位，裝配中的過盈配合需要熱漲或者冷縮來安裝。 從 2011 年 3 月到 6 月，我們歷時(shí)幾個(gè)月，系統(tǒng)地鞏固了如：塑料模具與沖壓模具 、 機(jī)械制圖 、 機(jī)械制造基礎(chǔ) 、 模具加工工藝等許多課程。從分析零件圖到模具的設(shè)計(jì) 與裝配圖的繪制，在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下，每一個(gè)環(huán)節(jié)都是我自己設(shè)計(jì)制作的。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，特別是模具在實(shí)際中可能 遇到的具體問題，使我在這短暫的時(shí)間里，對(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。使我對(duì)沖壓模 具設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，主要零件的設(shè)計(jì)，主要工藝參數(shù)的計(jì)算，模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及零部件 的設(shè)計(jì)等都有了進(jìn)一步的理解和掌握。模具在當(dāng)今社會(huì)生活中運(yùn)用得非常廣泛，掌握模具的 設(shè)計(jì)方法對(duì)我們以后的工作和發(fā)展有著十分重要的意義。 總之，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，是我認(rèn)真的結(jié)果，也是我架起“工作”的關(guān)鍵一步，驗(yàn)了我大學(xué) 四年學(xué)習(xí)的成果，文中上述所有內(nèi)容主要是在講述模具設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，利用對(duì)零件圖形的 工藝性分析，設(shè)計(jì)出適合加工零件的模具，以達(dá)到生產(chǎn)要求，提高生產(chǎn)效率，零件的沖裁工 藝性分析、模具結(jié)構(gòu)的確定是模具設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，只要合理就可以保證其加工精度及其各 項(xiàng)指標(biāo)要求。 通過這次模具設(shè)計(jì)及編制其說明書，增加了不少專業(yè)方面的知識(shí)，提高了動(dòng)腦、動(dòng)手的 能力。只實(shí)踐也理論相結(jié)合才能達(dá)到規(guī)定的各項(xiàng)性能指標(biāo)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 - 20 - 致 謝 本畢業(yè)設(shè)計(jì)是在冷晟老師的精心指導(dǎo)下完成的。在此，向他表示衷心的感謝。從陌生到 開始接觸，從了解到熟悉，這是每個(gè)人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過程，我對(duì)模具的認(rèn)識(shí)過程亦 是如此。經(jīng)過幾個(gè)月的努力，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)劃上了一個(gè)圓滿的句號(hào)，為以后的工作打下了基 礎(chǔ)。同時(shí)，希望各位讀者在對(duì)此文的不足給抒指導(dǎo)，批評(píng)和提出寶貴的意見和建議。在此， 對(duì)關(guān)心和指導(dǎo)過我各位老師和幫助過我的同學(xué)表示衷心的感謝! 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 29 - 21 - 參考文獻(xiàn) 1 閻其鳳主編.模具設(shè)計(jì)與制造.北京：機(jī)械工業(yè)出版社出版，2000. 2 甄瑞麟主編.模具制造工藝學(xué).北京：清華大學(xué)出版社出版，2005. 3 張錚主編.模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn)指導(dǎo).北京：電子工業(yè)出版社出版，2000. 4 翁其金主編.冷沖壓技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社出版，2000. 5 梁炳文主編.板金沖壓與竅門.北京：機(jī)械工業(yè)出版社出版，2004. 6 王甫茂，李正鋒主編.機(jī)械制造基礎(chǔ).上海：上海交通大學(xué)出版社出版，2005. 7 劉力主編.機(jī)械制圖.北京：高等教育出版社出版，2004. 8 翁其金主編.沖壓工藝與沖模設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社出版，1999. 9 張正修主編.沖模實(shí)用典型結(jié)構(gòu)圖集.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009. 10 宛強(qiáng)主編.沖壓模具設(shè)計(jì)及實(shí)例精解.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.