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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 設(shè)計(jì)(論文)題目 方插片沖壓模具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 1009040114 起迄日期 2013.2.20~2013.5.20 指導(dǎo)教師 王鑫 1. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的目的： 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生掌握模具設(shè)計(jì)的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的模具設(shè)計(jì)能力及創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生熟練使用AutoCAD等軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)繪圖，會(huì)查閱相關(guān)設(shè)計(jì)資料及手冊(cè)。 2. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、圖表要求以及工作要求等）： 1）開(kāi)題報(bào)告一份（文獻(xiàn)綜述、調(diào)研報(bào)告、方案論證、完成課題基本思路及進(jìn)程計(jì)劃等） 2）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份（1萬(wàn)字以上）及光盤 3）畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙不少于 A0 1張 3. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度計(jì)劃： 起迄日期 工 作 內(nèi) 容 2013.2.20-3.6 熟悉畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，完成開(kāi)題報(bào)告 2013.3.7-4.10 完成三維實(shí)體造型及模具總圖的設(shè)計(jì) 2013.4.11-4.30 完成模具零件圖的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2013.5.1-5.12 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 2013.5.13-5.20 準(zhǔn)備答辯 系（院）審查意見(jiàn)： 系 (院)負(fù)責(zé)人 年 月 日 說(shuō)明：畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)課題的具體情況填寫，經(jīng)系(院)負(fù)責(zé)人簽字后生效。此任務(wù)書在畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)始前一周內(nèi)填寫并發(fā)給學(xué)生。 編號(hào)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 題 目： 方插片沖壓模具設(shè)計(jì) 院 （系）： XXXXXXXV 專 業(yè)： XXXXXXXV 學(xué)生姓名： XXXXXXXV 學(xué) 號(hào)： XXXXXXXV 指導(dǎo)教師： XXXXXXXV 職 稱： XXXXXXXV 題目類型： 理論研究 實(shí)驗(yàn)研究 工程設(shè)計(jì) 工程技術(shù)研究 軟件開(kāi)發(fā) X年 X月 X日 xxxxxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告用紙 第 1 頁(yè) 共 38 頁(yè) 1 摘 要 模具是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ)，在我國(guó)模具制造屬于專用設(shè)備制造業(yè)。近年來(lái)， 模具增長(zhǎng)十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、微型、精 密、高壽命的模具在整個(gè)模 具產(chǎn)量中所占的比重越來(lái)越大。 本設(shè)計(jì)是沖孔、落料復(fù)合模設(shè)計(jì)，沖模的結(jié)構(gòu)性能直接反映了沖壓技術(shù)水平的高 低。選用材料時(shí)應(yīng)考慮模具的工作特性，受力情況，沖壓件材料性能，沖壓件的精度， 生產(chǎn)批量以及模具材料的加工工藝性能和工廠現(xiàn)有條件等因素。沖床的選用主要是確 定沖床的類型和噸位。板料冷沖壓加工是機(jī)械加工的一個(gè)重要組成部分。它應(yīng)用十分 廣泛。本文就以方插片落料、沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)主要介紹了沖壓模具設(shè)計(jì)的全過(guò)程，此 次要完成的主要工作如下： 1.經(jīng)工藝分析工藝計(jì)算，間隙值的選擇，確定了該設(shè)計(jì)工藝流程及沖模結(jié)構(gòu)形 式。 2.同時(shí)對(duì)所設(shè)計(jì)的模具分別進(jìn)行了分析說(shuō)明。 3.對(duì)壓力機(jī)做出了合理的選擇。 4.整個(gè)過(guò)程采用 AutoCAD 軟件繪制模具的二維裝配圖和個(gè)別零件圖。 5.還要采用 UG 軟件畫出模具的三維零件圖和裝配圖。 關(guān)鍵字：沖裁模；沖裁工藝；零件工藝；凸模；凹模；凸凹模；模架 xxxxxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告用紙 第 2 頁(yè) 共 38 頁(yè) 2 1.1 模具的概述 .......................................................3 1.1.1 模具的特點(diǎn) .................................................4 1.1.2 設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)模具的作用 .......................................4 1.2 沖壓技術(shù)概述 .....................................................4 1.3 沖壓技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) ...............................................5 2 沖裁與工件的工藝分析 .......................................6 2.1 沖裁的概述 .......................................................6 2.2 沖裁的工藝性 .....................................................7 2.3 沖裁變形階段 .....................................................7 2.4 工件材料的分析 ...................................................8 2.5 工件工藝性的分析 .................................................9 2.6 確定沖裁工藝方案 .................................................9 3 模具結(jié)構(gòu)型式的確定 ........................................10 3.1 簡(jiǎn)單模（單工序模） ..............................................10 3.2 連續(xù)模（級(jí)進(jìn)模） ................................................10 3.3 復(fù)合模 ..........................................................10 3.3.1 倒裝式復(fù)合模 ..............................................11 3.3.2 正裝式復(fù)合模 ..............................................11 4 各部分工藝力計(jì)算 ..........................................12 4.1 排樣設(shè)計(jì)： ......................................................12 4.2 沖裁力 ..........................................................14 4.3 卸料力 ..........................................................14 4.4 推件力 ..........................................................14 4.5 頂件力 ..........................................................15 4.6 總沖壓力 ........................................................15 4.7 壓力中心 ........................................................15 5 凸、凹模結(jié)構(gòu)及工作部分主要尺寸計(jì)算 ........................15 5.1 落料凸、凹模刃口尺寸及公差的計(jì)算 ................................15 52 沖孔凸、凹模刃口尺寸及公差的計(jì)算 ...............................16 5.3 沖孔凸模的設(shè)計(jì) ..................................................17 xxxxxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告用紙 第 3 頁(yè) 共 38 頁(yè) 3 5.3.1 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的三原則 ....................................17 5.3.2 凸模的長(zhǎng)度尺寸計(jì)算 ........................................17 5.4 凹模設(shè)計(jì) ........................................................18 5.5 凸凹模的設(shè)計(jì) ....................................................19 6 模具其它零件設(shè)計(jì) ..........................................20 6.1 定位零件 銷釘?shù)脑O(shè)計(jì) ..........................................21 6.2 卸料、推料及壓料零件 卸料裝置的設(shè)計(jì) ..........................22 6.2.1 固定卸料裝置的形式 ........................................22 6.2.2 固定卸料板的固定方式 ......................................22 6.3 卸料、推料及壓料零件 推件器置的設(shè)計(jì) ..........................22 6.3.1 推件器的結(jié)構(gòu)形式 ..........................................23 6.3.2 推件器的尺寸與公差 ........................................23 6.3.3 推件器的極點(diǎn)位置 ..........................................23 6.4 卸料、推料及壓料零件 打桿、頂板和頂桿的設(shè)計(jì) ..................24 6.5 夾持及支持零件 上、下模座的設(shè)計(jì) ..............................24 6.6 夾持及支持零件 模柄的類型及選擇 ..............................24 6.6 夾持及支持零件 墊板 ..........................................26 6.7 夾持及支持零件 凸模固定板 ....................................26 6.8 導(dǎo)向零件 導(dǎo)套、導(dǎo)柱 ..........................................27 6.9 緊固及其他零件 ..................................................28 6.10 各零件的材料 ...................................................29 7 壓力設(shè)選擇 ................................................30 8 模具的裝配 ................................................31 8.1 模架的選擇 ......................................................31 8.2 復(fù)合模的裝配 ....................................................33 8.2.1 裝配技術(shù)要求 ..............................................33 8.2.2 裝配順序?yàn)?................................................33 8.3 凸、凹模間隙的調(diào)整 ..............................................34 設(shè)計(jì)總結(jié) .....................................................35 致 謝 .......................................................36 參考文獻(xiàn) .....................................................37 xxxxxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告用紙 第 4 頁(yè) 共 38 頁(yè) 4 1 緒 論 1.1 模具的概述 從模具設(shè)計(jì)和制造角度來(lái)看，我們可以從以下幾個(gè)方面對(duì)模具進(jìn)行了解。 （1）對(duì)模具的全面要求是：能產(chǎn)生出在尺寸精度、外觀、物理性等各方面都須 滿足使用要求是公有制品，模具的使用要求效率高、自動(dòng)化操作簡(jiǎn)便；制造要求結(jié)構(gòu) 合理、制造容易、成本低廉。 （2）模具影響產(chǎn)品的質(zhì)量：首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分形 面、進(jìn)澆口和脫模方式等對(duì)產(chǎn)品的尺寸精度和形狀精度級(jí)產(chǎn)品的物理性能、機(jī)械性能、 內(nèi)應(yīng)力大小、外觀質(zhì)量、表面光潔度凹痕、燒焦等都有十分重要的影響。其次，在加 工過(guò)程中，模具結(jié)構(gòu)對(duì)操作難易程度的影響。在大批量生產(chǎn)中盡量減少開(kāi)模、合模的 過(guò)程和取產(chǎn)品過(guò)程中的手工勞動(dòng)，常用自動(dòng)開(kāi)合模自動(dòng)頂出機(jī)構(gòu)，還要保證產(chǎn)品能夠 自動(dòng)從模具中脫出。要采用結(jié)構(gòu)合理而簡(jiǎn)單的模具，以降低成本。 1.1.1 模具的特點(diǎn) （1）高效率、自動(dòng)化 大量采用各種高效率、自動(dòng)化的模具結(jié)構(gòu)。高速自動(dòng)化的成型機(jī)械配合以先進(jìn)的 模具，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率，降低成本起了很大作用。 （2）大型、超小型及高精度 由于產(chǎn)品應(yīng)用的擴(kuò)大，于是出現(xiàn)了各種大型、精密和高壽命的成型模具，有各種 高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變形小、導(dǎo)熱性優(yōu)異的制模材料。 （3）標(biāo)準(zhǔn)化 開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化工作，不僅大大提高了生產(chǎn)模具的效率，改善了質(zhì)量，降低了成本。 1.1.2 設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)模具的作用 通過(guò)學(xué)習(xí)課本知識(shí)，了解了常用材料在個(gè)種成型過(guò)程中對(duì)模具的工藝要求，各種 模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算的方法，以達(dá)到設(shè)計(jì)一般模具的要求。掌握一般機(jī)械加工 的知識(shí)，金屬材料的選擇和熱處理，了解模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，跟具不同模具加工新工藝。 1.2 沖壓技術(shù)概述 沖壓是在常溫下利用沖模在壓力機(jī)上對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生變形或分離，從 而獲得一定形狀、尺寸和性能對(duì)零件加工方法。它是壓力加工方法的一種，是機(jī)械制 造中先進(jìn)的加工方法之一。 xxxxxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告用紙 第 5 頁(yè) 共 38 頁(yè) 5 在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊 工藝裝備，稱為冷沖壓模具，簡(jiǎn)稱冷沖模。冷沖模在現(xiàn)實(shí)冷沖壓加工中心是必不可少 的工藝裝備，沒(méi)有先進(jìn)的模具技術(shù)，先進(jìn)的沖壓工藝就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。 冷沖壓工藝與其他加工方法相比，有以下特點(diǎn)： （1）用冷沖壓加工方法可以得到形狀復(fù)雜、用其他加工方法難加工的工件，如 薄殼零件等。 （2）冷沖壓件的尺寸精度是由模具保證的，因此，尺寸穩(wěn)定，互換性好。 （3）材料利用率高，工件重量輕、剛性好、強(qiáng)度高，沖壓過(guò)程耗能少，故工件 的成本較低。 （4）操作簡(jiǎn)單，勞動(dòng)強(qiáng)度低易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，生產(chǎn)效率高。 （5）沖壓加工中所用的模具結(jié)構(gòu)一般比較復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高。因此單 件、小批量生產(chǎn)采用沖壓工藝受到一定限制，沖壓工藝多用于成批、大量生產(chǎn)。近年 來(lái)發(fā)展的簡(jiǎn)易沖壓模、組合沖模、鋅基合金沖壓等為單件、小批量生產(chǎn)采用沖壓工藝 創(chuàng)造了條件。 目前，采用冷沖壓工藝獲得沖壓制品，在汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)電器、儀器儀表及 各種電子產(chǎn)品和人們?nèi)粘Ｉ钣闷分卸颊加惺种匾牡匚?。在汽車制造業(yè)中有 6070%的零件是采用沖壓工藝制成的，如汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋 爐的汽包、容器的殼體、電機(jī)、電器的鐵芯硅鋼片等產(chǎn)品。在電機(jī)儀器儀表生產(chǎn)中有 6070%的零件是采用沖壓工藝制成的，如儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機(jī)械、 生活器皿等產(chǎn)品。 沖壓件與鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強(qiáng)的特點(diǎn)。沖壓可制出其他方法難 于制造的帶有加強(qiáng)筋、肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性。由于采用精密模具， 工件精度可達(dá)微米級(jí)，且重復(fù)精度高、規(guī)格一致，可以沖壓出孔窩、凸臺(tái)等。 冷沖壓模具包括沖裁、彎曲、拉深、成形等各種單工序模和由這些基本工序組成 的復(fù)合模、級(jí)進(jìn)模等各種模具。沖壓是高效的生產(chǎn)方法，采用復(fù)合模，尤其是多工位 級(jí)進(jìn)模，可在一臺(tái)壓力機(jī)上完成多道沖壓工序，實(shí)現(xiàn)由帶料開(kāi)卷、矯平、沖裁到成形、 精整的全自動(dòng)生產(chǎn)。生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)條件好，生產(chǎn)成本低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百 件。模具的精度和結(jié)構(gòu)直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響 沖壓件成本和質(zhì)量的重要因素。模具設(shè)計(jì)和制造需要較多的時(shí)間，這就延長(zhǎng)了新沖壓 件的生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。 1.3 沖壓技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 進(jìn)入 90 年代以來(lái)，高新技術(shù)全面促進(jìn)了傳統(tǒng)成形技術(shù)的改造及先進(jìn)成形技術(shù)的 形成和發(fā)展。21 世紀(jì)的沖壓技術(shù)將以更快的速度持續(xù)發(fā)展，發(fā)展的方向?qū)⒏油怀?“精、省、凈”的需求。 xxxxxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告用紙 第 6 頁(yè) 共 38 頁(yè) 6 沖壓成形技術(shù)將更加科學(xué)化、數(shù)字化、可控化?？茖W(xué)化主要體現(xiàn)在對(duì)成形過(guò)程、 產(chǎn)品質(zhì)量、成本、效益的預(yù)測(cè)和可控程度。成形過(guò)程的數(shù)值模擬技術(shù)將在實(shí)用化方面 取得很大發(fā)展，并與數(shù)字化制造系統(tǒng)很好地集成。人工智能技術(shù)、智能化控制將從簡(jiǎn) 單形狀零件成形發(fā)展到覆蓋件等復(fù)雜形狀零件成形，從而真正進(jìn)入實(shí)用階段。 注重產(chǎn)品制造全過(guò)程，最大程度地實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)全局綜合優(yōu)化。優(yōu)化將從傳統(tǒng)的單 一成形環(huán)節(jié)向產(chǎn)品制造全過(guò)程及全生命期的系統(tǒng)整體發(fā)展。 對(duì)產(chǎn)品可制造性和成形工藝的快速分析與評(píng)估能力將有大的發(fā)展。以便從產(chǎn)品初 步設(shè)計(jì)甚至構(gòu)思時(shí)起，就能針對(duì)零件的可成形性及所需性能的保證度，作出快速分析 評(píng)估。 沖壓技術(shù)將具有更大的靈活性或柔性，以適應(yīng)未來(lái)小指量多品種混流生產(chǎn)模式及 市場(chǎng)多樣化、個(gè)性化需求的發(fā)展趨勢(shì)，加強(qiáng)企業(yè)對(duì)市場(chǎng)變化的快速響應(yīng)能力。 重視復(fù)合化成形技術(shù)的發(fā)展。以復(fù)合工藝為基礎(chǔ)的先進(jìn)成形技術(shù)不僅正在從制造 毛坯向直接制造零件方向發(fā)展，也正在從制造單個(gè)零件向直接制造結(jié)構(gòu)整體的方向發(fā) 展。 深入研究沖壓變形的基本規(guī)律、各種沖壓工藝的變形理論、失穩(wěn)理論與極限變形 程度等；應(yīng)用有限元、邊界元等技術(shù)，對(duì)沖壓過(guò)程進(jìn)行數(shù)字模擬分析，以預(yù)測(cè)某一工 藝過(guò)程中坯料對(duì)沖壓的適應(yīng)性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，從而優(yōu)化沖壓工藝方案，使塑 性變形理論逐步起到對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的直接指導(dǎo)作用。 制造沖壓件用的傳統(tǒng)金屬材料，正逐步被高強(qiáng)鋼板、涂敷鍍層鋼板、塑料夾層鋼 板和其他復(fù)合材料或高分子材料替代。隨著材料科學(xué)的發(fā)展，加強(qiáng)研究各種新材料的 沖壓成形性能，不斷發(fā)展和改善沖壓成形技術(shù)。 在模具設(shè)計(jì)與制造中，開(kāi)發(fā)并應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造系統(tǒng)（CAD/CAM） ，發(fā)展 高精度、高壽命模具和簡(jiǎn)易模具（軟模、低熔點(diǎn)金模具等）制造技術(shù)以及通用組合模 具、成組模具、快速換模裝置等，以適應(yīng)沖壓產(chǎn)品的更新?lián)Q代和各種生產(chǎn)批量的要求。 推廣應(yīng)用數(shù)控沖壓設(shè)備、沖壓柔性加工系統(tǒng)（FMS） 、多工位高速自動(dòng)沖壓機(jī)以及 智能機(jī)器人送料取件，進(jìn)行機(jī)械化與自動(dòng)化的流水線沖壓生產(chǎn)。 精沖與半精沖、液壓成形、旋壓成形、爆炸成形、電水成形、電磁成形、超塑成 形等技術(shù)得到不斷發(fā)展和應(yīng)用，某些傳統(tǒng)的沖壓加工方法將被它們所取代，產(chǎn)品的沖 壓加工趨于更合理、更經(jīng)濟(jì)。 xxxxxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告用紙 第 7 頁(yè) 共 38 頁(yè) 7 2 沖裁與工件的工藝分析 2.1 沖裁的概述 設(shè)計(jì)模具時(shí)，由成型的工件而定所要設(shè)計(jì)的模具，在此我的工件是方插片，結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，對(duì)稱，是典型的沖裁件所以選用沖裁模具。 沖裁是利用模具將板料沿一定的封閉輪廓形狀產(chǎn)生分離的一種沖壓工序，安照不 同的工藝手段和效果，他可以分成落料、沖孔、剪切、切口、切邊、剖切、修整裁切 以及精密沖裁等工序，其中以落料和沖孔應(yīng)用最多。落料是為了獲得一定尺寸和外形 輪廓的工件，使工件沿封閉輪廓從板料上分離的沖壓工序，沖孔是為了得到工件的內(nèi) 孔，使廢料沿封閉輪廓從板料或工序件上分離的一種沖壓工序。落料和沖孔的性質(zhì)完 全相同，但沖裁目的不同。 2.2 沖裁的工藝性 沖裁加工是用沖模對(duì)材料施加剪切力，使材料發(fā)生剪切變形，并使破壞分離的剪 切加工，沖裁加工的本質(zhì)是材料的剪切破壞在實(shí)際加工中的應(yīng)用。還要充分考慮對(duì)沖 裁件的形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、尺寸偏差、行位公差與尺寸基準(zhǔn)等是否符合沖裁加工經(jīng) 濟(jì)合理的工藝要求。沖裁件的工藝性是否合理，它對(duì)沖件的質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)效 率的影響都非常大。 沖裁件的形狀和尺寸要求有以下幾個(gè)方面； （1）沖裁件的形狀應(yīng)盡可能對(duì)稱、簡(jiǎn)單和便于實(shí)現(xiàn)無(wú)廢料的排樣。 （2）沖裁件的外形，無(wú)廢料沖裁或鑲拚結(jié)構(gòu)以外，應(yīng)避免尖銳的清角。在各直 線的連接處，應(yīng)具有適宜的圓角相連。 沖裁時(shí)： 當(dāng) 90時(shí)，R0.25t ，但 R0.25mm； 當(dāng) <90時(shí)，R0. 5t，但 R0. 5mm。 沖孔時(shí)： 當(dāng) 90時(shí)，R0.3t ，但 R0.3mm； 當(dāng) <90時(shí)，R0. 6t，但 R0.6mm。 （3）沖裁件的凸出或凹入部分的寬度和深度一般情況下應(yīng)該不小于 1.5t，同時(shí) 應(yīng)避免有狹長(zhǎng)的切口和過(guò)窄的切槽。 （4）如果用條料剪切兩端帶圓弧的工件，其圓弧半徑 R 應(yīng)大于條料寬度 B 的一 半，否則沖裁件會(huì)產(chǎn)生臺(tái)肩。 （5）盡可能避免沖裁寬度小于 3 倍材料厚度的狹長(zhǎng)零件。必要時(shí)可用金屬絲壓 扁的方法代替，但這時(shí)的沖裁件兩邊允許有自然圓弧。 （6）沖孔時(shí)，孔的最小尺寸與孔的形狀、材料的力學(xué)性能和材料的厚度均有關(guān)。 xxxxxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告用紙 第 8 頁(yè) 共 38 頁(yè) 8 （7）工件的沖孔邊緣離外形輪廓的最小距離隨工件與孔的形狀不同而有一定的 限制，當(dāng)沖孔邊緣與工件外形輪廓邊緣不平行時(shí)，最小距離應(yīng)該不小于 t；平行 時(shí)則應(yīng)該不小于 1.5t。 （8）在彎曲或拉深件上沖孔時(shí)，孔的尺寸除應(yīng)符合上述原則外，其孔壁與工件 直壁之間應(yīng)該保持一定距離。如果距離太小時(shí)，則在沖孔時(shí)會(huì)時(shí)凸模因受水平側(cè)向推 力的作用而被折斷。 2.3 沖裁變形階段 當(dāng)采用相應(yīng)的模具間隙沖裁金屬板料時(shí)，沖裁作用包含了拉伸、彎曲和剪切等綜 合變形過(guò)程。整個(gè)板料沖裁過(guò)程通?？梢詣澐譃閺椥宰冃?、塑性變形和斷裂分離三個(gè) 階段。 （1）彈性變形階段： 當(dāng)沖頭接觸板料后，開(kāi)始?jí)嚎s板料，板使料產(chǎn)生輕微的彈 性變形。這時(shí)沖頭略擠入板料，板料的下面略擠入凹?？?，隨著沖頭繼續(xù)壓入，板料 內(nèi)的應(yīng)力達(dá)到彈性極限，此時(shí)沖頭下的板略有彎曲，凹模上的板略微上翹，此階段為 彈性變形階段。沖裁間隙越大，彎曲和上翹越嚴(yán)重。 （2）塑性變形階段： 沖頭繼續(xù)下壓，板料變形區(qū)的應(yīng)力將繼續(xù)增大。當(dāng)板料變 形區(qū)的應(yīng)力達(dá)到屈服直線時(shí)，便開(kāi)始進(jìn)入塑性變形階段，板料在沖頭和凹模的刃口間 的變形區(qū)產(chǎn)生剪切塑形變形。隨沖頭擠入板料深度的增大，塑性變形程度逐漸增大， 變形區(qū)材料硬化加劇，沖裁變形力不斷增大，直到刃口附近側(cè)面材料由于拉應(yīng)力的作 用出現(xiàn)細(xì)小裂紋，材料開(kāi)始被破壞時(shí)，沖裁力達(dá)到最大，塑性變形趨于結(jié)束。由于有 沖裁間隙，故在這個(gè)階段中除了剪切變形外，沖裁區(qū)還伴隨著發(fā)生金屬的彎曲和拉伸 變形。間隙越大，彎曲和拉伸變形越大。 （3）分離階段： 隨著沖頭繼續(xù)下壓，已形成的上下微裂紋不斷向材料內(nèi)部延伸， 當(dāng)上、下裂紋重合時(shí)，板料便被剪斷分離。隨后沖頭將分離的材料推入凹模洞口，被 沖入孔的材料在落料時(shí)為制件，沖孔時(shí)為廢料。留在凹模面上的材料在沖孔時(shí)為制件， 落料時(shí)為廢料。 2.4 工件材料的分析 選定模具后，首先要了解被加工材料的力學(xué)性能。材料的力學(xué)性能是進(jìn)行模具設(shè) 計(jì)時(shí)各種計(jì)算的主要依據(jù)。故在分析零件沖壓成形工藝前必須要了解和掌握材料的一 些力學(xué)性能，以便設(shè)計(jì)?，F(xiàn)將方插片的件材料為 08 號(hào)鋼的力學(xué)性能主要參數(shù)及其概 念敘述如下： （1）抗剪強(qiáng)度 b：材料受到剪切作用，開(kāi)始產(chǎn)生斷裂時(shí)的應(yīng)力值，單位是 MPa。取 b = 260360MPa。 （2）抗拉強(qiáng)度 b：材料受到拉深作用，開(kāi)始產(chǎn)生斷裂時(shí)的應(yīng)力值，單位是 MPa。b = 230450MPa。 xxxxxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告用紙 第 9 頁(yè) 共 38 頁(yè) 9 （3）伸長(zhǎng)率 ：在材料性能實(shí)驗(yàn)時(shí)，試件由拉伸試驗(yàn)機(jī)拉斷后，對(duì)接起來(lái)測(cè)量 長(zhǎng)度，其伸長(zhǎng)量與原長(zhǎng)度之比稱為伸長(zhǎng)率，其數(shù)值用“”表示，其數(shù)值越大表示材 料的塑性越好。經(jīng)查表可得，材料為 08 號(hào)鋼的伸長(zhǎng)率 =32。 （4）屈服比 s/b：是材料的屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之比，其值越小，表示材 料允許的塑性變形區(qū)越大，在拉深工序中，材料的屈服比較小時(shí)，所需的壓邊力和所 需克服的摩擦力相應(yīng)的減小，有利于提高成形極限。 （5）屈服點(diǎn) s：材料開(kāi)始產(chǎn)生塑性變形時(shí)的應(yīng)力值，單位是 N/mm 。彎曲、拉 2 深、成形等工序中，材料都是在達(dá)到屈服強(qiáng)度時(shí)進(jìn)行塑性變形而完成該工序的成形的。 經(jīng)查表取 s = 200 MPa。 （6）彈性模量 E。材料在彈性范圍內(nèi)，表示受力與變形的指標(biāo)，彈性模量大， 表示材料受力后變形較小，或者說(shuō)，產(chǎn)生一定的變形需要較大的力。E =186 x 10 MPa。 3 注：應(yīng)力是材料單位面積上所受的內(nèi)力，單位是 N/mm ，用 Pa 表示。 2 10 Pa=1MPa；1MPa = 1N/mm ；10 Pa = 1GPa。 6 2 9 綜上所述，方插片的材料 08 號(hào)鋼的力學(xué)性能分析，主要是為了便于模具設(shè)計(jì)中 各參數(shù)的計(jì)算，故在后序的模具設(shè)計(jì)中各參數(shù)的計(jì)算均以上面所取的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。 2.5 工件工藝性的分析 該工件為方插片，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)稱，是典型的沖裁件。有沖孔又有落料，可用落 料沖孔復(fù)合模具。如工件圖 2-1 圖 2-1 方插片工件圖 中間是沖孔，R4.2 是沖孔的尺寸，C2 是過(guò)度方角。外尺寸 43X43 的方料。 2.6 確定沖裁工藝方案 根據(jù)實(shí)際情況提出各種可能的沖壓工藝方案，內(nèi)容包括工序性質(zhì)，工序數(shù)目，工 序順序及組合方式等，有時(shí)同一種沖壓零件也可能存在多個(gè)可行的方案，通常每種方 xxxxxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告用紙 第 10 頁(yè) 共 38 頁(yè) 10 案各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)從產(chǎn)品質(zhì)量生產(chǎn)效率，設(shè)備占用情況，模具制造的難易程度和模具 的使用壽命的高低，生產(chǎn)成本，操作方便與安全程度等方面進(jìn)行綜合分析、比較，確 定出適合于現(xiàn)有生產(chǎn)條件的最佳方案，故在一定的條件下，以最簡(jiǎn)單的方法，最快的 速度，最少的勞動(dòng)量，最少的費(fèi)用，可靠的加工出符合圖樣各項(xiàng)要求的零件，在保證 加工質(zhì)量的前提下，選擇經(jīng)濟(jì)合理的工藝方案。 （1）按工件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可以有一下 3 種工藝方案： 方案一：先沖孔，后落料。采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：沖孔-落料級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 方案三：采用落料-沖孔同時(shí)進(jìn)行的復(fù)合模生產(chǎn)。 （2）方案的比較： 方案一：模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，但需要兩道工序、兩副模具，成本相對(duì)較高， 生產(chǎn)效率低，且更重要的是在第一道工序加工完成后，進(jìn)入第二道工序必然會(huì)增大誤 差，使工件精度、質(zhì)量大打折扣，達(dá)不到所需要的要求，難以滿足生產(chǎn)的需要。所以 不采用此方案。 方案二：級(jí)進(jìn)模式是一種多工位、效率高的加工方法。但級(jí)進(jìn)模輪廓尺寸較大， 制造復(fù)雜，成本較高，一般適用于大批量、小型沖壓件。采用此方案使加工難度提高， 因此也排出此方案。 方案三：只需要一套模具，工件的精度及生產(chǎn)效率要求都能滿足，模具輪廓尺寸 較小，模具的制造成本不高。所以本方案用先沖孔后落料的方案。 （3）方案的確定： 綜上所述，本次模具采用沖孔-落料復(fù)合模具。 3 模具結(jié)構(gòu)型式的確定 按照模具的動(dòng)作方式、工序的復(fù)合程度來(lái)分，模具的結(jié)構(gòu)形式可以分成簡(jiǎn)單模 （單工序模） 、連續(xù)模（級(jí)進(jìn)模） 、和復(fù)合模等幾種。如下： 3.1 簡(jiǎn)單模（單工序模） 壓力機(jī)一次行程中只能完成一個(gè)沖裁工序的模具稱為單工序?；蚝?jiǎn)單模。這種模 具的結(jié)構(gòu)形式比較簡(jiǎn)單，易于加工及修磨。但生產(chǎn)效率比較低，并且操作也不安全， 適用于小批量生產(chǎn)。 3.2 連續(xù)模（級(jí)進(jìn)模） 在依次排列不同公步的凸模下面連續(xù)送進(jìn)坯料，使得壓力機(jī)的一次行程中，在模 具的不同部位同時(shí)完成數(shù)道工序的模具稱為連續(xù)?；蚣?jí)進(jìn)模。由于沖制件的各部分在 xxxxxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告用紙 第 11 頁(yè) 共 38 頁(yè) 11 幾個(gè)工步逐步?jīng)_出，每次送料時(shí)都可能有定位誤差，因此不能保持各部分相對(duì)位置的 一致性，至使沖壓件的尺寸精度要有所降低。因此使用連續(xù)?？梢詼p少模具和設(shè)備的 數(shù)量，提高生產(chǎn)效率，而且容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。但是，這比簡(jiǎn)單模結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造 麻煩，且成也本高。 3.3 復(fù)合模 壓力機(jī)的一次行程中，在模具的同一工位上，材料無(wú)須進(jìn)給移動(dòng)，就能同時(shí)完成 數(shù)道不同的沖壓工序，這種結(jié)構(gòu)形式的模具稱為復(fù)合模。它是在集中排列的凸模下不 改變毛坯的位置而將數(shù)道工序同時(shí)完成，不受送料誤差的影響，因此它能保持沖壓工 序、沖件各部分輪廓尺寸及相對(duì)位置的準(zhǔn)確一致。復(fù)合模對(duì)料條定位精度的要求比連 續(xù)模的低，模具輪廓尺寸也比連續(xù)模的要小，但這種模具的加工精度要求比較高，它 還可以充分利用短料，適宜于沖制薄料，也適宜沖制脆性或軟質(zhì)的材料。但其模具結(jié) 構(gòu)形式比較復(fù)雜，工作部分的強(qiáng)度也較差，模具的壽命較低，操作起來(lái)也不如連續(xù)模 方便安全。 按凸凹模在模具上的位置不同，復(fù)合?？梢苑譃榈寡b式復(fù)合模和正裝復(fù)合模。 3.3.1 倒裝式復(fù)合模 倒裝式復(fù)合模是將凸凹模裝在下模部分。此時(shí)，凸凹模對(duì)沖裁外形輪廓來(lái)說(shuō)是沖 裁凸模的作用；而對(duì)于內(nèi)部的孔來(lái)說(shuō)，則又是起沖孔凹模的作用，它通過(guò)凸凹模固定 板固定在下模座上。條料的卸料通過(guò)彈性卸料裝置（橡膠）向上推出，廢料從凸凹模 上的漏料孔內(nèi)排出，沖壓件則在壓力機(jī)回程時(shí)由頂桿或頂板通過(guò)剛性件推件裝置自上 模內(nèi)推出，下落至模具的工作面上。但在沖裁過(guò)程中并沒(méi)有使用沖壓件起壓緊的作用。 這種結(jié)構(gòu)形式的模具制造簡(jiǎn)單，操作方便，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)時(shí)也比較安全，模 具周圍清潔。但所得到的沖壓件平整度較差。 3.3.2 正裝式復(fù)合模 正裝式復(fù)合模是將凸凹模裝在上模部分，與倒式復(fù)合模的模具上下部分的位置做 了對(duì)調(diào)：將沖孔凸模和凹模置于下模，而把凸凹模放在上模。沖件由彈頂器自裝在下 模部分的凹模內(nèi)頂出至模具的工作面上，廢料則在壓力機(jī)回程時(shí)從凸凹模內(nèi)通過(guò)推桿 自上而下被擊落，并和工件一起匯集于模具的工作面上。這時(shí)需要及時(shí)清除，操作不 如倒裝復(fù)合模方便，且不安全。這種結(jié)構(gòu)形式的模具受力情況比倒裝式的要好。在沖 壓過(guò)程中，板料被凸凹模和裝在下模的彈性頂件器壓緊，故沖出的沖壓件較平整，尺 寸精度也較高，適用于平整度較高的薄料零件的沖制。 這種模具結(jié)構(gòu)緊湊，也較簡(jiǎn)單。凹模用螺釘和銷釘與下模座緊固、定位沖孔凸模 固定板被緊固、定位在下模板上，因而可以確保沖壓件外形輪廓與孔的相對(duì)位置精度。 xxxxxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告用紙 第 12 頁(yè) 共 38 頁(yè) 12 通過(guò)以上沖裁工藝分析與模具設(shè)計(jì)的分析而確定，我的模具是選用沖孔-落料的 復(fù)合模具。 分析該工件成型后脫模的方便性，正裝式復(fù)合模具成型后工件留在下模，需向上 推出工件，取件不方便。倒裝式復(fù)合模成型后工件留在上模，只需在上模裝一副推件 裝置，故采用倒裝式復(fù)合模。如圖 3-1 所示： 圖 3-1 倒裝沖孔-落料復(fù)合模1234打 桿模 柄567墊 板 銷 釘凸 模 固 定 板 導(dǎo) 套推 件 板頂 板 凸 凹 模 彈 簧 擋 料 釘8卸 料 板90內(nèi) 六 角 螺 釘 落 料 凹 模 彈 簧234導(dǎo) 柱5上 模 板 沖 孔 凸 模卸 料 橡 膠 6下 模 版凸 凹 模 固 定 板 內(nèi) 六 角 螺 釘銷 釘內(nèi) 六 角 螺 釘頂 桿 卸 料 螺 釘內(nèi) 六 角 螺 釘 4 各部分工藝力計(jì)算 4.1 排樣設(shè)計(jì)： 排樣是沖裁件在條料或板料上的布置方式。合理的排樣和選擇適當(dāng)?shù)拇钸呏?，?xxxxxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告用紙 第 13 頁(yè) 共 38 頁(yè) 13 降低成本和保證制件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。 （1）排樣方法的確定。根據(jù)工件的形狀，確定采用無(wú)廢料排樣的方法不可能做 到，但能采用有廢料和少?gòu)U料的排樣方法。粗畫排樣圖，如圖 4-1 所示： 圖 4-1 粗畫的排樣圖 （2）確定搭邊值。工件材料厚度為 1.5mm，材料 08 鋼，查表（冷沖壓工藝與模 具設(shè)計(jì)課本 22 頁(yè)，表 2-7） ，取最小搭邊值：工件間 a=1.0，側(cè)面 a=1.2。 考慮到工件的尺寸較大，在沖壓過(guò)程中須在兩邊設(shè)置壓邊值，則 a=1.2；為方便 計(jì)算取 a=1.5。 （3）確定條料步距。模具每次沖裁一次，條料在模具上前進(jìn)的距離稱為送料進(jìn) 距或步距。當(dāng)單個(gè)進(jìn)距內(nèi)沖載一個(gè)零件時(shí)，送料進(jìn)距的大小為上兩個(gè)零件對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間 的距離。 所以： 步距 A=D+a=43+1.2=44.2mm (4.1) 式中 A 一一送料進(jìn)距，單位 mm； D 一一平行于送料方向的沖裁件寬度，單位 mm； a一一沖裁件之間的搭邊值。 （4）條料寬度 B。沖裁前通常須安要求將板料裁剪為適當(dāng)寬度的條料。為保證 送料順利，不因條料過(guò)寬而發(fā)生卡死現(xiàn)象，條料下料公差規(guī)定為負(fù)偏差。條料在模具 上送進(jìn)時(shí)，一般都有導(dǎo)料裝置，有時(shí)還要使用側(cè)壓裝置。 所以： 調(diào)料寬度 B=（L+2a+b0） =(43+2X1.5+0.5) =46.5 (4.2)05.05. 式中 B 一一調(diào)料寬度，單位 mm； L 一一 沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸，單位 mm； xxxxxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告用紙 第 14 頁(yè) 共 38 頁(yè) 14 a一一沖裁件與條料側(cè)邊之間的搭邊值，單位 mm；查表同上 b0一一條料與導(dǎo)料板之間的間隙，查表（冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)課本 23 頁(yè)，表 2-9） 。 一一條料下料時(shí)的下偏差，查表（冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)課本 23 頁(yè)， 表 2-8） 。 （5）條料的利用率。 =（S T/S 總）X100= （43X43 ）/（46.5X44.2） X100=72.35 (4.3) （5）畫出排樣圖。根據(jù)以上質(zhì)料畫出排樣圖。如圖 4-2 所示： 圖 4-2 排樣圖 4.2 沖裁力 沖裁力是沖裁過(guò)程中凸模對(duì)材料的壓力。它是隨凸模行程而變化的。通常所說(shuō)的 沖裁力是指沖裁力的最大值。它是選用壓力機(jī)、模具設(shè)計(jì)以及強(qiáng)度校核的重要依據(jù)。 一般用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 沖裁力 (4.4) LtFb 式中 F沖裁力(N) 零件周長(zhǎng)（mm） ， 材料的抗拉強(qiáng)度極限（MPa）b 板料厚度（mm）t 由之前 2.3 零件材料的分析所得 b 取中間值 b=400 MPa 因此 =43X43X0.8X400= 60288N60 KN (4.5)btrF)( 4.3 卸料力 卸料力的計(jì)算公式可按下式： F 卸=K 卸 F 得 (4.6) 式中 K 卸卸料力系數(shù)。查表（冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)課本 26 頁(yè)，表 2- 11） ，得 0.0250.06，在此取 K 卸=0.04, F沖裁力。 xxxxxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告用紙 第 15 頁(yè) 共 38 頁(yè) 15 F 卸=K 卸 X F=0.04X60=2.8 KN (4.7) 4.4 推件力 卸料力的計(jì)算公式可按下式： F 推=nK 推 F 得 (4.8) 式中 K 推推料力系數(shù)。查表（冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)課本 26 頁(yè)，表 2- 11） ，得 K 推=0.05, F沖裁力。 n卡料數(shù)：落料凹模刃口高度 h 取 4mm，凹?？變?nèi)卡料數(shù) n=h/t=4/0.8=5 F 推=nXK 推 XF=5X0.05X60=15 KN (4.9) 4.5 頂件力 頂件力的計(jì)算公式可按下式：F 頂=K 頂 X F (4.10) 式中 頂件力系數(shù)；查表（冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)課本 26 頁(yè)，表 2-頂K 11） ，得 K 頂=0.06； F沖裁力。 = K 頂 X F = 0.06 60=3.6 KN (4.11)頂 4.6 總沖壓力 落料采用彈性卸料和下出料方式，總沖壓力為： F 總= F+ F 卸+F 推=60+2.8+15=77.8 KN (4.12) 4.7 壓力中心 本零件的形狀是對(duì)稱零件，其壓力中心位于刃口輪廓圖形的幾何中心上，不用再 計(jì)算了。 5 凸、凹模結(jié)構(gòu)及工作部分主要尺寸計(jì)算 5.1 落料凸、凹模刃口尺寸及公差的計(jì)算 工件厚度是 1.5mm，落料部分是 43X43。計(jì)算時(shí)工件是以未標(biāo)注公差的極限值計(jì) 算， （模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 266 頁(yè)，表 7-11）可得公差為負(fù)偏差 43 ，及由互換法加工074. 得： 由式 落料凹模: (5.1)dXDd 0)max( 落料凸模: (5.2) inZdp 式中 、 落料凸、凹模刃口尺寸（mm）dDp D 零件孔徑公稱尺寸（mm） 零件公差(mm) xxxxxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告用紙 第 16 頁(yè) 共 38 頁(yè) 16 最小合理間隙(mm)minZ 、 凹、凸模制造偏差。dp 依據(jù)（冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)課本 60 頁(yè)，表 2-23）得：凸、凹模制造公差， 分別為+0.030、-0.020。pd、 依據(jù)（冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)課本 58 頁(yè)，表 2-20）得：間隙 Z 極限值， Zmin、Zmax 分別是 0.072、0.104。 依據(jù)（冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)課本 60 頁(yè)，表 2-22）得：X 是 0.75 有 =（43-0.5X0.74） =42.63 (5.3)dXDd 0)max( 03.03. =（42.63-0.072） =42.558 (5.4)inZdp 2.2. 校合: + Zmax-Zmin (5.5)p 0.03+0.02=0.050.104-0.072=0.032 不符合 =0.4（Zmax-Zmin）=0.4X0.032=0.013 (5.6)d =0.6（Zmax-Zmin）=0.6 X0.032=0.019 (5.7)p 所以： =42.63dD019. =42.558p3. 52 沖孔凸、凹模刃口尺寸及公差的計(jì)算 對(duì)于圓行或-簡(jiǎn)單規(guī)則形狀的沖裁件,采用凸凹模分別加工的方法,沖孔時(shí),由于零 件孔尺寸為 4.2 、L=10 直徑 4.2 計(jì)算時(shí)工件是以未標(biāo)注公差的極限值計(jì)算，3.0045. （模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 266 頁(yè)，表 7-11） ，則首先確定基準(zhǔn)件凸模刃口尺寸 ,再加上pd 便是凹模刃口尺寸。由互換法加工得： minZ (5.8)0)min(ppd (5.9)dpZ 式中 沖孔凸、凹模刃口尺寸pd d 零件孔徑公稱尺寸（mm） 零件公差(mm) 最小合理間隙(mm)minZ 、 凹、凸模制造偏差。dp 也同上面查表而得：凸、凹模制造公差，R5.5 的 分別為+0.030、-3.0pd、 0.022， L=10 的 分別為+0.0325 、-0.022，045.pd、 間隙 Z 極限值，Zmin、Zmax 分別是 0.072、0.104， 4.2 、L=10 的 X 分別為 0.5、0.5。3.0045. 對(duì) 4.2 有：3.0 =（4.2+0.5X0.3） =4.35 0)min(ppd02.02. xxxxxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告用紙 第 17 頁(yè) 共 38 頁(yè) 17 (5.10) =（4.2+0.072） =4.272 (5.11)dpdZ0min)( 02.02. 對(duì) L=10 有： 045. =（10+0.75X0.3） 10.034 ipp02.02. (5.14) =（10.034+0.072） 10.106 (5.15)dpdZ0in)( 0.0. 5.3 沖孔凸模的設(shè)計(jì) 凸模的結(jié)構(gòu)形式，主要根據(jù)沖裁件的形狀和尺寸而定，并結(jié)合加工及裝配工藝等 生產(chǎn)實(shí)際確定。雖然生產(chǎn)中實(shí)際使用的凸模結(jié)構(gòu)形式很多，但按其截面形狀可分為圓 形和非圓形；按其刃口形狀可以分為平刃凸模和斜刃凸模；根據(jù)其結(jié)構(gòu)可以分為整體 式、鑲拼式、階梯式、直通式、帶護(hù)套式和快換式等；根據(jù)其固定方式不同分為臺(tái)肩 固定、螺釘固定、掛銷固定、壓板固定、鉚釘固定、粘結(jié)劑澆注法固定等。 凸模固定應(yīng)該是既要保證凸模生產(chǎn)時(shí)可靠和良好的穩(wěn)定性，還要使凸模更換和維 修方便。 5.3.1 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的三原則 為了保證凸模能夠正常工作，設(shè)計(jì)任何結(jié)構(gòu)形式的凸模都滿足如下三原則。 （1）精確定位 凸模安裝到固定板上以后，在工作過(guò)程中其軸線或母線不允許發(fā)生任何方向的移 位否則將造成沖裁間隙不均勻，降低模具壽命，嚴(yán)重時(shí)可造成啃模。 （2）防止拔出 回程時(shí)，卸料力對(duì)凸模產(chǎn)生拉伸作用。凸模的結(jié)構(gòu)應(yīng)能防止凸模從固定板中拔出 來(lái)。 （3）防止轉(zhuǎn)動(dòng) 對(duì)于工作段截面為圓形的凸模，當(dāng)然不存在防轉(zhuǎn)的問(wèn)題?？墒菍?duì)于一些截面比較 簡(jiǎn)單的凸模，例如長(zhǎng)圓形、半圓形、矩形等，為了使凸模固定板上安裝凸模的型孔加 工容易，常常將凸模固定段簡(jiǎn)化為圓形。這時(shí)就必須保證凸模在工作過(guò)程中不發(fā)生轉(zhuǎn) 動(dòng)，否則將啃模。 以上三條原則主要是從凸模安裝固定方法考慮的。在設(shè)計(jì)各種凸模的時(shí)，應(yīng)注意 都要滿足這三條原則。 方插片的凸模，是線切割割出的則線切割凸凹模的尺寸應(yīng)該為： =dmax0.01mm pd （5.22） 所以直徑 4.2 ： =4.50.01,3.0pR 所以 L=10 ： =10.0450.01。 45. pd xxxxxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告用紙 第 18 頁(yè) 共 38 頁(yè) 18 （5.23） 割出凸模再精加工研磨到計(jì)算出的尺寸。 5.3.2 凸模的長(zhǎng)度尺寸計(jì)算 （1）凸模工作部分的尺寸計(jì)算，參見(jiàn)前面的主要工藝參數(shù)的計(jì)算。其他部分結(jié) 構(gòu)寸的計(jì)算如下： 凸模長(zhǎng)度 L 應(yīng)根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)確定。凸模長(zhǎng)度應(yīng)該為： L=h +h +h 12 （5.24） 式中 h ---伸入固定板厚度（mm）1 h ---落料凹模厚度（mm）2 h ---附加長(zhǎng)度（mm） L=h +h +h=7+20+1=28mm 12 （5.25） 一般情況下，凸模的強(qiáng)度是足夠的，不必作強(qiáng)度效核，但是，在凸模特別細(xì)長(zhǎng) 或凸模的斷面尺寸很小而坯料厚度較大的情況下，必須進(jìn)行效核，對(duì)于本題的凸模并 不特別細(xì)長(zhǎng)，所以不須進(jìn)行強(qiáng)度效核。 凸模外形形狀如下圖 5-1 凸模所示: 圖 5-1 凸模 凸模的外形尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，用以上方法求得的外形尺寸應(yīng)向接近的標(biāo)準(zhǔn)尺寸靠攏。 故凸模尺寸、強(qiáng)度和剛度足夠，一般不再進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的核算。 （2）凸模的結(jié)構(gòu)形式： 凸模的固定方法用過(guò)盈配合與下固定板固定，采用螺釘固定。具體的固定方法見(jiàn) xxxxxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告用紙 第 19 頁(yè) 共 38 頁(yè) 19 裝配圖。 5.4 凹模設(shè)計(jì) 為階梯型刃口凹模，刃口厚度較大，對(duì)推件器的導(dǎo)向性好，如圖 5-2 所示 當(dāng) t0.5mm 時(shí)，h=35mm， 當(dāng) t0.55mm 時(shí)，h=510mm， 當(dāng) t510mm 時(shí)，h=1015mm。 圖 5-2 方插片的 t=0.8mm，所以我取 h=10，如圖 5-3 落料凹模所示： 圖 5-3 落料凹模 5.5 凸凹模的設(shè)計(jì) 凸凹模就是落料的凸模和沖孔的凹模一起總稱。沖孔的凹模也用上面所說(shuō)的階梯 型刃口，卻有不同，沖孔的凹模是為了方便廢料從孔處掉落，則階梯孔比單邊刃口尺 寸大 0.51mm。而取 h=8mm。如圖 5-4 凸凹模所示： xxxxxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告用紙 第 20 頁(yè) 共 38 頁(yè) 20 圖 5-4 凸凹模 6 模具其它零件設(shè)計(jì) 根據(jù)沖壓件的形狀、大小、精度和不同的工藝要求，以及生產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)性等不同 要求，模具的結(jié)構(gòu)形式和復(fù)雜程度個(gè)不同，但其結(jié)構(gòu)組成是很有規(guī)律性的。對(duì)功能齊 全的受工送料模具來(lái)說(shuō)，根據(jù)模具的作用情況，所以的零件可以分為工藝零件、傳動(dòng) 零件和輔助結(jié)構(gòu)零件三大類。 （1）工藝零件 這類零件直接參與完成沖壓工序及雨材料和沖壓件相互接觸，它們對(duì)完成工藝過(guò) 程起主要做用，直接使板料金屬產(chǎn)生流動(dòng)、造成塑形變形或引起材料分離。其中包括： 、工作零件 直接完成工作要求的一定變形或造成材料分離的零件，如凸模、 凹模、凸凹模及凸模和凹模的拼塊及鑲塊等，前面以分析了在這就不說(shuō)了。 、定位零件 用以確定加工中材料和毛坯正確位置的零件，它有很多種，如導(dǎo) 料銷、擋料銷、定位板、導(dǎo)料版等。 、卸料、推料及壓料零件 用于夾持毛胚或在沖壓完成后進(jìn)行及卸料的零件。 在某種情況下，也能起限位的、校整和幫助和提高沖壓件精度的作用，如卸料板、壓 邊圈、頂件器、打桿、頂板、頂桿、廢料切刀及模具安裝在一起送料、送件裝置等。 （2）傳動(dòng)零件 使板料進(jìn)給送料或使模具工作部分產(chǎn)生某種特定的運(yùn)動(dòng)方向，使壓力機(jī)的垂直上 下運(yùn)動(dòng)變成工藝過(guò)程中所需運(yùn)動(dòng)方向的零件，如凸輪、楔塊、滑板、鉸鏈連接頭等。 xxxxxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告用紙 第 21 頁(yè) 共 38 頁(yè) 21 在此我的沒(méi)有用到就不說(shuō)明了。 （3）輔助結(jié)構(gòu)零件 這類零件不直接參與完成工藝過(guò)程，也不和毛坯料直接發(fā)生作用。只在模具結(jié)構(gòu) 中有安裝夾持及裝配的作用，對(duì)模具完成工藝過(guò)程起保證作用或?qū)δ＞吖δ芷鹜晟婆c 鋪助作用。其中包括： 、導(dǎo)向零件： 作為上模在工作時(shí)運(yùn)動(dòng)定向，保證模具上下部分正確的相對(duì)位置的零件。如導(dǎo)柱、 導(dǎo)套、導(dǎo)板等。沖模工作時(shí)，除了由壓力機(jī)滑塊對(duì)上模與下模進(jìn)行導(dǎo)向以外，還可單 獨(dú)設(shè)置導(dǎo)向裝置進(jìn)行導(dǎo)向，其主要作用如下： a、模具在壓力機(jī)上安裝調(diào)整比較的方便。 b、沖制的工件質(zhì)量穩(wěn)定，沖裁間隙始終保持一致而不易發(fā)生變化，因此工件有 較好的互換性。 c 、沖模不易損壞，故模具的壽命比無(wú)導(dǎo)向沖模高。 、夾持及支持零件： 用以安裝工藝零件及傳遞工作壓力，并將模具安裝固定到壓力機(jī)上的零件。如 模柄、上（下）模座、墊板、凸（凹）模固定板等 、緊固零件及其他零件： 連接緊固工藝零件與輔助零件，及將模具固定到壓力機(jī)臺(tái)面上的零件。如螺釘、 銷釘、彈簧、橡皮等 6.1 定位零件銷釘?shù)脑O(shè)計(jì) 沖壓加工時(shí)，條料或坯料在沖模內(nèi)處于正確的位置，稱為定位。 定位的基本形式有如下三種類型： （1）導(dǎo)向定位 （2）接觸定位 （3）形狀定位 在此設(shè)計(jì)模具中選用接觸定位。 我的模具采用彈簧擋料銷釘也做導(dǎo)料銷。如圖 6-1 彈簧擋料銷和圖 6-2 彈簧擋料 銷釘在裝配圖中結(jié)構(gòu)所示： xxxxxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告用紙 第 22 頁(yè) 共 38 頁(yè) 22 圖 6-1 彈簧擋料銷釘 圖 6-2 銷釘在裝配圖中結(jié)構(gòu) 圖 6-10 中，a=24mm，彈簧長(zhǎng)度為 20mm，而板的厚度也為 20mm,加上銷釘臺(tái)階 厚度 2mm 則彈簧本身是壓縮狀態(tài)，就不用在下面板上開(kāi)槽裝彈簧。 6.2 卸料、推料及壓料零件卸料裝置的設(shè)計(jì) 卸料裝置的功用是在一次沖裁結(jié)束之后，將條料或工件與落料凸?；驔_孔凸模脫 離，以便進(jìn)行下一次沖裁。在這里只介紹固定卸料板裝置。 6.2.1 固定卸料裝置的形式 （1）整體式卸料板：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但裝配調(diào)整不便。 （2）分體式卸料板：導(dǎo)料板裝配方便，應(yīng)用較多。 （3）懸臂式卸料板：用于窄長(zhǎng)件的沖孔或切口后的卸料。 （4）拱橋十卸料板：用于空心件或彎曲件沖底孔后的卸料。 6.2.2 固定卸料板的固定方式 （1）卸料板和凸凹模固定板用卸料螺釘緊固到下模座上，卸料螺釘數(shù)量為 4 個(gè)。 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 （2）卸料板只連接到凸凹模上，凸凹模再由凸凹模固定板單獨(dú)連接到下模座上， 螺釘 46 個(gè)，銷釘要 2 個(gè)。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜些，應(yīng)注意，在下模座與凸凹模固定板定位 銷對(duì)應(yīng)處，應(yīng)鉆直徑稍大于銷直徑的通孔，以便拆卸料板時(shí)頂出銷釘。 xxxxxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告用紙 第 23 頁(yè) 共 38 頁(yè) 23 如下圖 6-3 卸料板所示： 圖 6-3 卸料板 6.3 卸料、推料及壓料零件推件器置的設(shè)計(jì) 復(fù)合模出件均為逆出件，沖入凹模內(nèi)的工件需由出件裝置反向推出或頂出。倒裝 復(fù)合模的出件裝置在上模，也稱為推件裝置，順裝復(fù)合模的出件裝置在下模，也稱為 頂件裝置。 推件裝置一般由推件板、打桿、頂板、頂桿組成。在回程，當(dāng)滑塊內(nèi)的打桿橫梁 撞擊到床身兩側(cè)的限為螺釘時(shí)，便產(chǎn)生推件力，并通過(guò)打桿、頂板、頂桿傳至推件板。 類似的裝置如果用于順裝復(fù)合模就是排除沖孔廢料的打料裝置。 6.3.1 推件器的結(jié)構(gòu)形式 為了防止推件板從凹模內(nèi)脫出，其結(jié)構(gòu)形式一般采用凸緣式的。這種結(jié)構(gòu)是普遍 采用的結(jié)構(gòu)。對(duì)于圓截面的推件板，這種整體凸緣結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易加工的優(yōu) 點(diǎn)。對(duì)于非圓截面的，特別是不規(guī)則截面的推件板，工藝性就很差。則采用分體式的 結(jié)構(gòu)。故在此采用圓截面推件板。 6.3.2 推件器的尺寸與公差 推件板是出件裝置中最重要的零件。其截面形狀與凹凸模很相似，其外形與凹 模有配合關(guān)系，其內(nèi)形又與凸模有配合關(guān)系，因此加工難度較大。工作時(shí)，推件板應(yīng) 平穩(wěn)，避免卡死。為此，推件板與凹模和凸模應(yīng)取小間隙的配合。間隙取得過(guò)大反而 容易卡死。推件板與凹模和凸模的配合有如下三種方式： （1）推件板的外形與凹模、內(nèi)形與凸模均按 H8/h7 小間隙配作。 xxxxxxxxxx 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告用紙 第