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緒論
俗話說(shuō)：“沒(méi)有規(guī)矩不成方圓”。世界上的許許多多東西都是從他們各具特色的“規(guī)矩”中誕生出來(lái)得。東西——產(chǎn)品，規(guī)矩——模具。
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，它以其特定的形狀通過(guò)一定的方式使原材料成型。模具成形由于具有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、省料和低成本等特點(diǎn)，現(xiàn)已在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門，特別是汽車、拖拉機(jī)、航空航天、儀器儀表、機(jī)械制造家用電器石油化工輕工日用品等工業(yè)部門得到及其廣泛的應(yīng)用。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，利用模具制造的零件，在飛機(jī) 、汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)電器、儀器儀表等機(jī)電產(chǎn)品中占60%～70%，在電視機(jī)、錄音機(jī)、計(jì)算機(jī)等電子產(chǎn)品中占80%以上，在自行車、手表、洗衣機(jī)、電冰箱、電風(fēng)扇等輕工業(yè)產(chǎn)品中占85%以上模具工業(yè)已成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。許多新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)很大程度上都依賴于模具生產(chǎn)。而作為制造業(yè)基礎(chǔ)的機(jī)械行業(yè)，據(jù)國(guó)際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，21世紀(jì)機(jī)械制造工業(yè)的零件，其粗加工的75%和精加工的50%都將依賴模具完成。在產(chǎn)品生產(chǎn)的各個(gè)階段，無(wú)論是大量生產(chǎn)，批量生產(chǎn)，還是產(chǎn)品試制階段，也都越來(lái)越多的依賴于模具。因此模具工業(yè)已是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。
模具工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵是模具技術(shù)的進(jìn)步，模具技術(shù)又涉及到多學(xué)科的交叉。模具作為一種高附加值和技術(shù)密集型產(chǎn)品，其技術(shù)水平的高低已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造水平的重要標(biāo)志之一。
縱觀世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，模具工業(yè)在經(jīng)濟(jì)繁榮和經(jīng)濟(jì)蕭條時(shí)代都不可或缺，經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快時(shí)，產(chǎn)品暢銷，自然要求模具能跟上；而經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯緩時(shí)期，產(chǎn)品不暢銷，企業(yè)必然想方設(shè)法開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，這同樣會(huì)給模具帶來(lái)強(qiáng)勁需求。因此，國(guó)內(nèi)外行家都稱現(xiàn)代模具工業(yè)是“不衰的工業(yè)”。
目前，世界模具市場(chǎng)仍供不應(yīng)求。近幾年，世界模具市場(chǎng)總量一直為600—650億美元左右，其中，美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)已年出口模具約占本國(guó)模具總產(chǎn)量的1/3，可見(jiàn)研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對(duì)于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。模具在日本被譽(yù)為“進(jìn)入富裕社會(huì)的源動(dòng)力”，在德國(guó)則冠之為“金屬加工業(yè)中的帝王”，在羅馬尼亞被視為“黃金”，早歐美其他一些發(fā)達(dá)國(guó)家被稱為“磁力工業(yè)”?？梢詳嘌裕S著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用[ 1 ]。
我國(guó)模具工業(yè)起步晚，底子薄，與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比有很大的差距。但改革開(kāi)發(fā)以來(lái)，再過(guò)家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，尤其是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，大大的提高了模具的商品化程度，推動(dòng)了模具技術(shù)和從總體上看，雖然我國(guó)模具工業(yè)已得到較大的發(fā)展，但仍然不能滿足國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需要。還須花費(fèi)大量資金向國(guó)外進(jìn)口一些模具，特別是精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命型模具，仍主要依賴進(jìn)口。目前，就整個(gè)模具市場(chǎng)來(lái)看，進(jìn)口模具約占市場(chǎng)總量的20%左右，其中，中高檔模具進(jìn)口比例占到40%以上。模具工業(yè)的迅速發(fā)展。
我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高。估計(jì)目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件使用率已達(dá)30%左右。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家一般為80%左右，為了適應(yīng)模具工業(yè)的發(fā)展，模具標(biāo)準(zhǔn)化工作必須加強(qiáng)，模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將進(jìn)一步提高，模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)也必須得到發(fā)展。盡量使用模具標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)模坯，將一般模具零件和粗加工等工序發(fā)外加工，通過(guò)社會(huì)化協(xié)作生產(chǎn)，可大幅度縮短制模周期，降低模具成本。
國(guó)內(nèi)外模具的質(zhì)量水平不可同日而語(yǔ)，開(kāi)發(fā)能力和經(jīng)濟(jì)效益仍有差距。發(fā)達(dá)國(guó)家一個(gè)模具職工平均創(chuàng)造產(chǎn)值15萬(wàn)-20萬(wàn)美元，我國(guó)只有4萬(wàn)-5萬(wàn)元人民幣。國(guó)外企業(yè)大都有一定利潤(rùn)，而我國(guó)模具企業(yè)大多是微利甚至虧損。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2001年我國(guó)大陸制造工業(yè)對(duì)模具的市場(chǎng)需求量約為400億元，今后幾年仍將以每年10%以上的速度增長(zhǎng)。大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具需求的增長(zhǎng)還將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)每年10%的增幅。
隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，沖壓工藝和沖模技術(shù)也在不斷地革新和發(fā)展。沖壓加工技術(shù)在今后的發(fā)展方向和動(dòng)向，主要有以下幾個(gè)方面:
(1)工藝分析計(jì)算的現(xiàn)代化。沖壓技術(shù)與現(xiàn)代數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)聯(lián)姻，對(duì)復(fù)雜曲面零件（像汽車覆蓋件）進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬和有限元分析，達(dá)到預(yù)測(cè)某一工藝方案對(duì)零件成形的可能性與成形過(guò)程中將會(huì)發(fā)生的問(wèn)題，供設(shè)計(jì)人員進(jìn)行修改和選擇。這種設(shè)計(jì)方法是將傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)升華為優(yōu)化設(shè)計(jì)，縮短了模具設(shè)計(jì)與制造周期，節(jié)省了昂貴的試模費(fèi)用等。
（2）模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造與分析（CAD/CAM/CAE）的研究和應(yīng)用，將極大地提高模具制造效率，提高模具的質(zhì)量使模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)（CAD/CAM/CAE）一體化。
（3）沖壓生產(chǎn)的自動(dòng)化。為了滿足大批量生產(chǎn)的需要，沖壓生產(chǎn)已經(jīng)向自動(dòng)化、無(wú)人化發(fā)展?，F(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高速?zèng)_床和多工位精密級(jí)進(jìn)模實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動(dòng)沖壓，其每分鐘可沖壓幾百乃至幾千次。大型零件的生產(chǎn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了多機(jī)聯(lián)合生產(chǎn)線，從板料的送進(jìn)到?jīng)_壓加工、最后檢驗(yàn)可安全由計(jì)算機(jī)控制，極大地減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度并提高了生產(chǎn)效率。目前沖壓生產(chǎn)已經(jīng)逐步走向無(wú)人化生產(chǎn)形成的柔性沖壓加工中心發(fā)展。
（4）為適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)需求，大批量與多品種小批量共存。發(fā)展適應(yīng)于小批量生產(chǎn)的各種簡(jiǎn)易模具、經(jīng)濟(jì)模具和標(biāo)準(zhǔn)化且容易變換的模具系統(tǒng)。
目前我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展步伐日益加快，但在整個(gè)模具設(shè)計(jì)制造水平和標(biāo)準(zhǔn)化程度上，與德國(guó)美國(guó)日本的發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在相當(dāng)大的差距。在經(jīng)濟(jì)全球化的新形勢(shì)下，隨著資本、技術(shù)和勞動(dòng)力市場(chǎng)的重新整合，我國(guó)裝備制造業(yè)在加入WTO以后，將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代化制造業(yè)中，無(wú)論哪一行業(yè)的工程設(shè)備，都越來(lái)越多的采用由模具工業(yè)的產(chǎn)品。為了適應(yīng)用戶對(duì)模具制造的高精度、段交貨期、低成本的迫切要求，模具工業(yè)應(yīng)廣泛用現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)來(lái)加速模具工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，滿足各行各業(yè)對(duì)模具這一基礎(chǔ)工藝設(shè)備的迫切需求，以實(shí)現(xiàn)我國(guó)模具工業(yè)的跨越式發(fā)展。
與機(jī)械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無(wú)論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。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(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。這是因?yàn)闆_壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來(lái)完成加工，普通壓力機(jī)的行程次數(shù)為每分鐘可達(dá)幾十次，高速壓力要每分鐘可達(dá)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(gè)沖件。
（2） 沖壓時(shí)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(zhǎng),所以沖壓的質(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(fù)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(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強(qiáng)度和剛度均較高。
（4） 沖壓一般沒(méi)有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。[ 7 ]
第一章 工藝方案分析比較與確定
1.1制件介紹
零件名稱：墊片
零件材料：Q235
料厚：2mm
批量：大批量
圖1.1制件視圖
1.2工藝性分析
本制件采用Q235，此鋼含碳量為0.2% ，屬于低碳鋼，該鋼強(qiáng)度低，韌性、塑性和焊接性均好。抗拉強(qiáng)度253~500Mpa，伸長(zhǎng)率≥24%。屈強(qiáng)比小適合彎曲成形，且材料性質(zhì)有利于零件質(zhì)量提高。經(jīng)分析適合制作訂書(shū)機(jī)滑塊。
1.3確定工藝方案
結(jié)合零件圖可知，完成此零件需要進(jìn)沖孔落料兩道重要工序。
沖壓方案為下面幾種：
方案一：采用復(fù)合模
方案二：采用單工序模
方案三：采用級(jí)進(jìn)模
方案一采用復(fù)合模，它的缺點(diǎn)是：模具零部件加工制造比較困難，成本較高，并且凸凹模容易受到最小壁厚的限制，而使得一些內(nèi)孔間距、內(nèi)孔與邊緣間距較小的下件不宜采用但是本產(chǎn)品不需要考慮這些因素。
方案二采用單工序模，單工序模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造周期短，加工成本低；模具通用性好，不受沖壓件尺寸的限制即適合于中小型沖壓的生產(chǎn)；也適合于一些外形尺寸較大、厚度較厚的沖壓件的生產(chǎn)。但單工序模具結(jié)構(gòu)制件精度不高，生產(chǎn)效率低。
方案三采用級(jí)進(jìn)模，雖然級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，周期長(zhǎng)，成本高。
綜合比較所以此次設(shè)計(jì)采用方案一。
第二章 產(chǎn)品各尺寸及數(shù)據(jù)計(jì)算
2.1毛坯尺寸的計(jì)算
用等體積法計(jì)算毛坯尺寸，但因彎曲變形時(shí)，不僅在圓角邊產(chǎn)生變薄現(xiàn)象，而且與其相鄰的直角邊也發(fā)生了變薄變化，加之影響因素較多且難以考慮，實(shí)際上采用修正的公式計(jì)算的。
本產(chǎn)品沒(méi)有折彎等成型特點(diǎn)所以產(chǎn)品本身外形尺寸即為展開(kāi)尺寸
2.2排樣圖及材料利用率
圖2.2排樣圖
根據(jù)這個(gè)方案的直排法，a=2mm
條料尺寸可為寬度52
步距為15mm+2.5mm=17.5mm
計(jì)算材料利用率:
條料面積75×44=3300mm2
單個(gè)材料面積20×26.3=2084mm2
材料利用率：K=ns/S×100%
式中：K——材料利用率，%
N——條料上生產(chǎn)的沖件數(shù)，
s——單個(gè)零件的面積，mm2
S——條料的面積，mm2
根據(jù)公式計(jì)算K==63%
載體設(shè)計(jì)：采用中心載體，因?yàn)槊髁鲜且?guī)則零件，較小，為了提高材料利用率，所以不加毛坯料的上下搭邊值，在中間沖孔來(lái)定位毛坯料，用來(lái)提高送料過(guò)程中條料的送料的成功率。
2.3沖裁力的計(jì)算
沖模在使用時(shí)，所需的沖壓力和附加力（卸料力、推件力、頂件力）的總和稱為沖模的工藝力。
工藝力的確定與計(jì)算是有效的使用沖壓設(shè)備和輔助設(shè)備的依據(jù)。在沖壓工藝中，選擇設(shè)備的根據(jù)之一就是工藝力的大小。在設(shè)計(jì)沖模時(shí)，對(duì)某些主要工作部件的尺寸，如墊板、凸、凹模等是否能滿足強(qiáng)度要求以及對(duì)一些卸料裝置選擇等，都需要考慮工藝力的大小，并根據(jù)其大小進(jìn)行必要的計(jì)算。特別是對(duì)沖壓厚度較大，強(qiáng)度又較高及形狀復(fù)雜而且外形又較大的制品，對(duì)其工藝力的計(jì)算十分必要，以確保安全正常生產(chǎn)。
本次設(shè)計(jì)為了合理設(shè)計(jì)模具和正確選用壓力機(jī)，就必須計(jì)算總沖裁力。用一般平刃口的凸模和模進(jìn)行沖裁時(shí)，其沖裁力可以按以下公式計(jì)算：
F=KLtτ
式中：F——沖裁力，N
K——系數(shù)，一般取1.3
L——沖裁件周長(zhǎng)，mm
t——沖裁件厚度，mm
τ——材料抗剪強(qiáng)度，Mpa
查表得Q235的抗剪強(qiáng)度在280Mpa到400Mpa此處取350Mpa
沖孔力計(jì)算：
F沖=KLtτ
=1.3×2X22X350
×π×0.5×350
≈17.2KN
落料力計(jì)算：
F落=KLtτ
=1.3×119.5×2×350
≈345KN
FP=F落+F沖
=345+17.2
=362.2KN
卸料力計(jì)算：
F卸=K1×F落
K1為推料力系數(shù)，其值為0.03~0.07，這取0.04，故：
F卸=K1×F落
=0.04×362.5
≈12KN
推件力計(jì)算：
F推=n×K2×F落
K2為頂件力系數(shù)，其值為0.04~0.08，這里取0.05,
n——梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量，n=h/t，h為直刃口部分的高，mm，
本次設(shè)計(jì)尺寸為10mm；t為材料厚度，為2mm。故：
F推=n×K2×F落
=12×0.05×17.2
≈10.3KN
2.5壓力機(jī)的選擇
確定壓力機(jī)的公稱壓力不僅要考慮能完成彎曲加工，而且要注意防止壓力機(jī)過(guò)載。為此，應(yīng)試壓力機(jī)的公稱壓力大于等于所計(jì)算的彎曲力。為保證壓力機(jī)的安全，使它不至于長(zhǎng)時(shí)間處于過(guò)載狀態(tài)下工作，按經(jīng)驗(yàn)可將計(jì)算的彎曲力限制在壓力機(jī)公稱壓力的75%~80%并據(jù)此確定壓力機(jī)公稱壓力。即
F公稱=F總 / (0.75~0.80)
F總=FP+F卸+F頂+F自
=58.3+1.6+10.3
=69.9KN
F公稱≥47.258 /0.80≥400KN
J23-10型號(hào)公稱壓力為100KN,但考慮到其最大閉合高度只有219mm，在本次設(shè)計(jì)的沖壓模最大閉合高度之外，所以選擇JH23-16的壓力機(jī)，其公稱壓力為160KN，符合沖壓零件的最小壓力，且其他各參數(shù)符合本次設(shè)計(jì)要求。
型號(hào)
JH23-45
公稱壓力/kN
450
滑塊行程
50mm
工作尺臺(tái)
前后
300mm
滑塊行程次數(shù)
150次/min
左右
450mm
最大閉合高度
220mm
墊板尺寸
厚度
40mm
最大裝模高度
180mm
孔徑
210mm
電動(dòng)機(jī)功率/kW
1.5
模柄孔尺寸
直徑
40mm
深度
60mm
表2.4 JH23-45壓力機(jī)相關(guān)參數(shù)
2.6壓力中心計(jì)算與確定
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)使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合。否則，會(huì)使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過(guò)大的磨損，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，可按下述原則來(lái)確定：
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。
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。
形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、 級(jí)進(jìn)模的壓力中心可用解析計(jì)算法求出沖模壓力中心。解析法的計(jì)算依據(jù)是：各分力對(duì)某坐標(biāo)軸的力矩之代數(shù)和 等于諸力的 合力對(duì)該軸的力矩。求出合力作用點(diǎn)的坐標(biāo)位置 (x0,y０)，即為所求模具的壓力中心。
計(jì)算公式為：
因沖裁力與沖裁周邊長(zhǎng)度成正比， 所以式中的各沖裁力 P１、P２、P３……Pn，可分別用各沖裁周邊長(zhǎng)度 L１、L２、L３……Ln代替，即
計(jì)算得（x0,y0）=（0,0）
2.7凸凹模刃口尺寸計(jì)算
沖裁件的尺寸精度主要決定于模具刃口的尺寸精度，模具的合理間隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度來(lái)保證。正確確定模具刃口尺寸及制造公差，是設(shè)計(jì)模具的主要任務(wù)之一。在決定模具刃口尺寸及制造公差時(shí)需要考慮下述原則：
1)落料件尺寸由凹模決定，沖孔時(shí)孔的尺寸由凸模決定。故設(shè)計(jì)落料模時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，為凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。
2)考慮到?jīng)_裁中凸模、凹模的磨損，設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹模基本尺寸應(yīng)取尺寸公差范圍的較小尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸?；境叽鐟?yīng)取工件孔尺寸公差的較大尺寸。這樣，在凸模、凹模磨損到一定程度的情況下，仍能沖出合格制件。凸模、凹模間隙則取最小合理間隙值。
3)確定沖模刃口制造公差時(shí)，應(yīng)該考慮制件的公差要求。如果對(duì)刃口精度要求過(guò)高（即制造公差過(guò)小），會(huì)使模具制造困難，增加成本，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期；如果對(duì)刃口精度要求過(guò)低（即制造公差過(guò)大），則生產(chǎn)下來(lái)的制件可能不合格，會(huì)使模具的壽命降低。若制件沒(méi)有標(biāo)注公差，則對(duì)于非圓形件按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“非配合尺寸的公差數(shù)值”IT14級(jí)處理，沖模則按IT11級(jí)制造；對(duì)于圓形件，一般可按IT7~IT6級(jí)制造模具。
沖壓件的尺寸公差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注，落料件上偏差為零，下偏差為負(fù)；沖孔件下偏差為零，上偏差為正。
本次的材料為10鋼，設(shè)計(jì)的滑塊為無(wú)特殊要求的一般沖裁件。查表可得2cmin=0.12mm，2cmax=0.20mm，則
2cmax-2cmin=0.2mm-0.12mm=0.08mm
2.7.1沖孔
由[ 2 ]公差表查得：?7為IT12級(jí)，取x=0.75
dp=（dmin+x）=（7+0.75×0.2） mm=7.15mm
dd=（dp+2cmin）=（7.15+0.15）mm=7.3mm
核對(duì)：≤2cmax-2cmin
0.008+0.012≤0.05-0.02
0.02（左邊）＝0.02（右邊）（滿足間隙公差條件）
式中：Dd——落料凹?；境叽?，mm
Dp——落料凸?；境叽?，mm
Dmax——落料件最大極限尺寸，mm
dd——沖孔凹?；境叽?，mm
dp——沖孔凸?；境叽?，mm
dmin——沖孔件孔的最小極限尺寸，mm
Ld——同一工步中凹?？拙嗷境叽?，mm
Lmin——制件孔距最小極限尺寸，mm
——制件公差，mm
2cmin——凸模、凹模最小初始雙面間隙，mm
δp——凸模下偏差，可按IT6選用，mm
δd——凹模上偏差，可按IT7選用，mm
X——系數(shù)，其作用是為了使沖裁件的實(shí)際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸，與工件制造精度有關(guān)，按下列關(guān)系取值，
當(dāng)制件公差為IT10以上，取x=1；
當(dāng)制件公差為IT11～I(xiàn)T13，取x=0.75；
當(dāng)制件公差為IT14以下時(shí)，取x=0.5。
2.7.2落料
工作性質(zhì)
凹模刃口尺寸磨損情況
基準(zhǔn)件凹模的尺寸
配置凸模尺寸
落料
磨損后增大的尺寸
Aj=（Amax-x） 0+0.25
按凹模實(shí)際尺寸配置，保證雙面合理間隙2cmax～2cmin
磨損后減小的尺寸
Bj=（Bmin+x） -0.250
磨損后不變的尺寸
Cj=（Cmin+0.5）±0.125
圖2.6以落料凹模設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)的刃口尺寸計(jì)算
注：Aj、Bj、Cj為基準(zhǔn)件凹模刃口尺寸：Amax、Bmin、Cmin為落料的極限尺寸
圖2.7落料凹模輪廓磨損圖
制件公差等級(jí)為IT12
Aj1=（Amax-x） 0+0.25=（48-0.75×0.12） 0+0.25=47.91 0+0.03mm
Aj1=（Amax-x） 0+0.25=（15-0.75×0.12） 0+0.25=14.91 0+0.03mm
第三章 沖模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及選取
3.1模架的選擇
模架包括上模座、下模座、導(dǎo)柱和導(dǎo)套。由于導(dǎo)柱安裝位置和數(shù)量的不同由有多種模架類型，如：后側(cè)導(dǎo)柱式、中間導(dǎo)柱式、對(duì)角導(dǎo)柱式和四角導(dǎo)柱式。選擇模架結(jié)構(gòu)時(shí)，要根據(jù)工件的受力變形特點(diǎn)、坯料定位和出件方式、板料送 進(jìn)方向、導(dǎo)柱受力狀態(tài)和操作是否方便等方面進(jìn)行綜合考慮，合理選擇合適的模架。[ 6 ]
3.1.1上下模座選擇
上模座：根據(jù)GB/T2855.1——2008 選擇 320mm×250mm×35mm
下模座：根據(jù)GB/T2855.2——2008 選擇 320mm×250mm×45mm
3.1.2導(dǎo)柱導(dǎo)套選擇
由于本產(chǎn)品精度要求不高，采用滑動(dòng)式導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向即可。
導(dǎo)柱：根據(jù)GB/T2861.1——2008 選擇 20mm×130mm 下模座孔為H7/r6的過(guò)盈配合。
導(dǎo)套：根據(jù)GB/T2861.3——2008 選擇 20mm×85mm×33mm與上模座也為H7/r6的過(guò)盈配合。
3.2模柄的選用
根據(jù)計(jì)算結(jié)果，該模具為中小模具，可采用上模用模柄固定，下模采用螺接式固定于壓力機(jī)下臺(tái)面的方式。
查JH23-16型壓力機(jī)規(guī)格模柄安裝孔尺寸為40mm,深度為60mm,
其固定段與上模座孔采用 H 7 / m6 過(guò)渡配合，保證裝配后模柄軸線與上模垂直度。
3.3卸料方式
（1）條料的卸除 采用彈性卸料板。
（2）工件的卸除 在條料不斷進(jìn)入的過(guò)程中，工件會(huì)自動(dòng)被推出。
（3）沖孔廢料的卸除 采用下模座上漏料孔排出。沖孔廢料在下模的凸凹模內(nèi)積聚到一定數(shù)量， 便從下模座的漏料孔中排出。
3.4導(dǎo)正銷選取
導(dǎo)正銷通常用于模具中。本模具沖壓精度要求一般，所以采用一次導(dǎo)正銷，導(dǎo)正銷采用普通彈頭型，固定結(jié)構(gòu)采用絲堵將彈簧固定在導(dǎo)正銷上，導(dǎo)正銷和導(dǎo)正孔之間有0.04-0.20mm的間隙。
3.5壓力機(jī)校核
對(duì)沖裁模具，其公稱壓力、滑塊行程、行程次數(shù)、工作臺(tái)面的尺寸、滑塊模柄孔尺寸、閉合高度等有關(guān)參數(shù)，此外還有沖裁件的精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等影響。下面根據(jù)初步選擇的壓力機(jī)與沖裁件的相關(guān)計(jì)算數(shù)值進(jìn)行對(duì)壓力機(jī)的校核。
1)公稱壓力 根據(jù)公稱壓力的選取壓力機(jī)型號(hào)為JH23-16,它的壓力為160KN〉47.258KN,所以壓力得以校核；
2)滑塊行程 滑塊行程應(yīng)保證坯料能放入模具和沖壓能順利地從模具中取出.這里只是材料的厚度t=2mm,凸模沖入凹模的最大深度7mm,即S=0.5+7=7.5< S=50mm,所以得以校核.
3)行程次數(shù) 行程次數(shù)為150次/min。因?yàn)樯a(chǎn)批量為大批量,又是自動(dòng)送料，因此是得以校核.
4)工作臺(tái)面的尺寸 根據(jù)下模座LXB=250mm×205mm,且每邊留出20~35,即L1×B1=250mm×205mm,而壓力機(jī)的工作臺(tái)面L2×B2=300mm×450mm,故符合要求,得以校核;
5)滑塊模柄孔尺寸 滑塊上模柄孔的直徑為40mm,模柄孔深度為80mm,而所選的模柄夾持部分直徑為40mm,長(zhǎng)度為60mm，故符合要求,得以校核;
6)閉合高度 由壓力機(jī)型號(hào)知Hmax=220mm M=45mm H1=40mm
Hmin=Hmax–M=220mm-45mm=175mm
(M為閉合高度調(diào)節(jié)量/mm,H1為墊板厚度/mm)
由式 ( Hmax-H1)-5≥H≥( Hmin-H1)+10,得
(220-40)-5≥170≥(174-40)+10
即:175≥170≥144,所以所選壓力機(jī)合適,即壓力機(jī)得以校核。
第四章 總結(jié)
畢業(yè)設(shè)計(jì)在近六周的忙碌中結(jié)束了，畢業(yè)設(shè)計(jì)是高等職業(yè)教育教學(xué)計(jì)劃的重要組成部分，是加強(qiáng)理論與實(shí)際相結(jié)合的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是各專業(yè)的必修課程。
本次設(shè)計(jì)，是我的一次較全面的設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練，通過(guò)這次訓(xùn)練，我對(duì)模具基礎(chǔ)知識(shí)及工程力學(xué)、互換性與測(cè)量技術(shù)、機(jī)械制圖、金屬工藝學(xué)、機(jī)械工程材料專業(yè)基礎(chǔ)課之間的聯(lián)系有了一個(gè)較為系統(tǒng)全面的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也加深了對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和運(yùn)用，將原來(lái)看來(lái)比較抽象的內(nèi)容實(shí)現(xiàn)為具體化.這次課程設(shè)計(jì)初步掊養(yǎng)了我理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，鍛練了我綜合運(yùn)用模具設(shè)計(jì)和相關(guān)課程的理論，結(jié)合和生產(chǎn)實(shí)際分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，鞏固、加深和擴(kuò)展了有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)束也意味著大學(xué)三年的生活也即將結(jié)束。在這幾周里，我通過(guò)在老師細(xì)心耐心的指導(dǎo)下完成了訂書(shū)機(jī)滑塊沖壓件模具設(shè)計(jì)，通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)也讓我認(rèn)清楚了自己的實(shí)力，自己知道的知識(shí)還很少、很有限。畢業(yè)設(shè)計(jì)要關(guān)聯(lián)許多方面的知識(shí)，有時(shí)候會(huì)因?yàn)橐徊讲粫?huì)做而卡在那里，這時(shí)候就要通過(guò)查閱各種資料文獻(xiàn)，蘇東坡那句臨時(shí)抱佛腳就顯現(xiàn)出來(lái)了，慚愧啊。
盡管畢業(yè)設(shè)計(jì)的路是漫長(zhǎng)的，過(guò)程是曲折的，但是，成果是甜美的。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，提高了我的繪圖、正確使用技術(shù)資料、標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)等工具書(shū)的獨(dú)立工作能力，更培養(yǎng)了我勇于創(chuàng)新的精神及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)及工作的作風(fēng)。
由于本人能力有限，缺少設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)過(guò)程中漏、誤在所難免，敬請(qǐng)各位老師指正批評(píng)，以使我對(duì)自己的不足得到及時(shí)的發(fā)現(xiàn)并修改，也使我在今后的學(xué)習(xí)、工作中避免再次出現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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[ 9 ]陸英、陳小龍.機(jī)械制圖.［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社2009
[ 10 ]閆文平.模具工識(shí)圖.［M］.學(xué)工業(yè)出版社 2007
致謝
畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，在此我要感謝在一起愉快的度過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)的各位同學(xué)，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。特別感謝我的老師，他對(duì)本課題做了不少工作，給予我很多幫助。
在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!
最后，我要向在百忙之中抽時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行審閱、評(píng)議和參加本人論文答辯的各位老師和領(lǐng)導(dǎo)表示感謝！也祝愿我在答辯及設(shè)計(jì)過(guò)程中都取得滿意成績(jī)。
目錄
緒論 1
第一章 工藝方案分析比較與確定 3
1.1制件介紹 3
1.2工藝性分析 3
1.3確定工藝方案 3
第二章 產(chǎn)品各尺寸及數(shù)據(jù)計(jì)算 5
2.1毛坯尺寸的計(jì)算 5
2.2排樣圖及材料利用率 5
2.3沖裁力的計(jì)算 6
2.4彎曲力的計(jì)算 7
2.5壓力機(jī)的選擇 8
2.6壓力中心的計(jì)算與確定 9
2.7凸凹模刃口尺寸計(jì)算 10
2.7.1沖孔 10
2.7.2切邊 11
2.7.3落料 12
第三章 沖模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及選取 13
3.1模架的選擇 13
3.1.1上下模座選擇 13
3.1.2導(dǎo)柱導(dǎo)套選擇 13
3.2模柄的選用 13
3.3卸料方式 13
3.4導(dǎo)正銷選取 13
3.5壓力機(jī)校核 14
第四章 總結(jié) 15
參考文獻(xiàn) 14
致謝 14
17