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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書
專 業(yè)：______________________
班 級(jí)：______________________
學(xué)號(hào)姓名：______________________
指導(dǎo)教師：______________________
設(shè)計(jì)時(shí)間：______________________
摘 要
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是用模具生產(chǎn)外殼，并且制定出相關(guān)的工藝路線，設(shè)計(jì)出生產(chǎn)所用模具。工藝路線主要包括落料、拉深、沖孔、切邊三道工序，設(shè)計(jì)其模具，適合實(shí)際生產(chǎn)。沖壓工藝的選擇是在查閱了相關(guān)資料和對(duì)產(chǎn)品外形成尺寸進(jìn)行了仔細(xì)分析的基礎(chǔ)上制定出來的；沖壓模具的設(shè)計(jì)綜合考慮了經(jīng)濟(jì)性、零件的沖壓工藝性和復(fù)雜程度等諸多因素；產(chǎn)品毛坯的展開尺寸計(jì)算是在方便計(jì)算又不影響零件成型的前提下轉(zhuǎn)化為熟悉的模型進(jìn)行的。模具的主要部分零件給出了相應(yīng)的尺寸計(jì)算，同時(shí)給出了詳細(xì)的零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并附有相應(yīng)的零件圖，最后根據(jù)零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)零件的要求生成了總裝配圖。
關(guān)鍵詞： 落料 拉深 切邊，沖孔，裝配圖，復(fù)合模，工藝
目 錄
摘 要 2
序 言 4
第一章、模具工藝分析及工藝方案的確定 6
1.1.沖壓成形工藝分析 6
1.1.1.明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集相關(guān)資料 6
1.1.2.沖壓工藝性分析 7
1.2.沖壓工藝方案的制定及模具結(jié)構(gòu)類型 7
第二章、模具主要工藝設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算 8
2.1.毛坯尺寸和主要參數(shù)的計(jì)算 8
第三章、設(shè)計(jì)前計(jì)算 10
3.1.確定排樣裁板方式及材料利用率 10
3.1.1.排樣方式 10
3.1.2.搭邊與料寬 10
3.1.3.裁板方法 11
3.1.4.材料的利用率 12
3.2.確定沖模類型及結(jié)構(gòu)形式 12
3.3.工序壓力、壓力中心的計(jì)算和壓力機(jī)的選擇 12
3.3.1.工序壓力的計(jì)算 12
3.3.2.沖壓力計(jì)算 12
3.4.計(jì)算模具壓力中心 15
3.5.壓力機(jī)的選擇 15
3.6.壓力機(jī)的校核 16
3.6.1.閉合高度的校核 16
3.6.2.工作臺(tái)面尺寸的校核 17
3.6.3.滑塊行程的校核 17
第四章、模具主要工作部分尺寸計(jì)算 18
4.1模具主要工作部分的設(shè)計(jì) 18
4.1.1.落料拉深模 18
4.1.2.模架的選用 22
4.1.3.切邊沖孔模 23
4.1.4.模架的選用 25
4.2.計(jì)算模具主要工作部分的刃口尺寸 26
4.2.1.刃口尺寸的計(jì)算原則 26
4.2.2.刃口尺寸的計(jì)算及公差的確定 27
4.3.沖裁間隙的調(diào)整 28
第五章、模具總裝 29
設(shè)計(jì)總結(jié) 30
參考文獻(xiàn) 31
序 言
模具是機(jī)械制造中技術(shù)先進(jìn)、影響深遠(yuǎn)的重要工藝裝備,它具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、制件質(zhì)量優(yōu)良、工藝適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、航天、航空、輕工、電子、電器等行業(yè)，更是汽車制造的四大工藝之一。
模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，受到國家和企業(yè)的高度重視，發(fā)達(dá)國家有“模具工業(yè)是進(jìn)入富裕社會(huì)的源動(dòng)力”的說法，由此可見其受重視的程度。在當(dāng)代，“模具就是經(jīng)濟(jì)效益”的觀念已經(jīng)被越來越多的人接受。模具的技術(shù)水平在很大程度上取決于人才的整體水平，而模具技術(shù)水平的高低，又決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益以及新產(chǎn)品的開發(fā)能力，因此模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。
模具技術(shù)未來發(fā)展趨勢(shì)主要是朝信息化、高速化生產(chǎn)與高精度化發(fā)展。因此從設(shè)計(jì)技術(shù)來說，發(fā)展重點(diǎn)在于大力推廣CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用，并持續(xù)提高效率，特別是板材成型過程的計(jì)算機(jī)模擬分析技術(shù)。模具CAD、CAM技術(shù)應(yīng)向宜人化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，并提高模具CAD、CAM系統(tǒng)專用化程度。
我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國發(fā)經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進(jìn)口。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場(chǎng)竟?fàn)幖ち摇?
模具制造技術(shù)迅速發(fā)展，已成為現(xiàn)代制造技術(shù)的重要組成部分。在現(xiàn)代化工業(yè)進(jìn)程中，模具的地位及其重要性越來越被人們所重視，一個(gè)國家模具工業(yè)技術(shù)水平的高低，直接代表著這個(gè)國家工業(yè)設(shè)計(jì)制造水平的技術(shù)水平，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。
沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程。 沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實(shí)現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。與機(jī)械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。
沖模制造是根據(jù)模具結(jié)構(gòu)、模具材料、尺寸精度、形位精度、工作特性和使用壽命等項(xiàng)要求，綜合考慮各方面的特點(diǎn)，并充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的一切特長，正確選擇加工方法和裝配方法，選出最佳加工方案，制定出合理的沖模加工工藝規(guī)程的過程。
第一章、模具工藝分析及工藝方案的確定
1.1.沖壓成形工藝分析
1.1.1.明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集相關(guān)資料
沖壓工藝設(shè)計(jì)應(yīng)在研究設(shè)計(jì)任務(wù)，分析設(shè)計(jì)題目，了解原始數(shù)據(jù)和工作條件，明確設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求的條件下，收集﹑調(diào)查﹑研究并掌握有關(guān)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的原始資料的基礎(chǔ)上的基礎(chǔ)上進(jìn)行，做到有目的的設(shè)計(jì)，避免盲目性。工藝設(shè)計(jì)的原始資料主要包括如下內(nèi)容：
圖1 產(chǎn)品圖
（1）沖壓件的產(chǎn)品圖及技術(shù)要求
零件圖如設(shè)計(jì)任務(wù)書中所示的零件圖。技術(shù)條件應(yīng)明確合理。由此可對(duì)拉深件的結(jié)構(gòu)，尺寸大小，精度要求以及裝配關(guān)系，實(shí)用性能等有全面了解，以便制定工藝方案，選擇模具類型和確定模具精度。
（2）生產(chǎn)類型
生產(chǎn)類型是企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)程度的分類，一般分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)、小批量生產(chǎn)，該零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。
（3）生產(chǎn)組織形式
生產(chǎn)類型不相同，零件和產(chǎn)品的組織形式，采用的技術(shù)措施和達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果會(huì)不同。
（4）工藝裝備
大批量的的采用專用夾具，標(biāo)準(zhǔn)附件，標(biāo)準(zhǔn)刀具和萬能量具，靠劃線和試切法達(dá)到精度要求。
1.1.2.沖壓工藝性分析
（1）材料：選取外殼所用的材料為GB710-65，經(jīng)查詢，此標(biāo)準(zhǔn)為老標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)已用新標(biāo)準(zhǔn)GB1323，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼代替，本次課題設(shè)計(jì)選擇10#鋼，其具有良好的沖壓性能和拉深性能。
（2）結(jié)構(gòu)形狀：沖裁件內(nèi)，外形要盡量避免尖銳清角。該工件為帶凸緣形拉深件，拉深高度不大。預(yù)計(jì)一次拉深能夠?qū)崿F(xiàn)，不過具體拉深系數(shù)需要經(jīng)過計(jì)算得出結(jié)果。
1.2.沖壓工藝方案的制定及模具結(jié)構(gòu)類型
確定工序數(shù)量的基本原則是：在保證工件加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率和經(jīng)效益的前提下，工序數(shù)量應(yīng)盡可能地減少。
該零件精度要求較高，故采用復(fù)合模。
該零件加工需先落料，然后拉深，然后切邊，沖孔等4道工序，現(xiàn)考慮實(shí)際模具設(shè)計(jì)數(shù)量太多，建議采用復(fù)合模，沖壓工序中，落料和拉深可以復(fù)合，切邊和沖孔可以復(fù)合，所以，本次設(shè)計(jì)建議選用這兩個(gè)復(fù)合模來設(shè)計(jì)。工序少，模具成本低，沖壓次數(shù)少，沖壓成本也降低，比較合理。
第二章、模具主要工藝設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算
2.1.毛坯尺寸和主要參數(shù)的計(jì)算
零件圖如下圖所示, 該零件加工需先落料，然后拉深，該零件為典型的凸緣拉深件，根據(jù)等面積原則采用解析法求毛坯直徑。
拉深件毛坯展開尺寸，通常按毛坯面積等于制件面積的原則確定。
拉深件的毛坯尺寸，很難預(yù)先精確地計(jì)算，這是因?yàn)槔罴诓吭诶钸^程中厚薄程序，隨毛坯退火與否、壓邊力的大小、凸凹模間隙以及變形程度等因素有關(guān)。因此難以保持拉深件完全均勻一致的高度，通常需要修邊，將不平齊的部分切去。所以在計(jì)算毛坯之前，要在拉深件上增加切邊余量。
根據(jù)工件相對(duì)凸緣直徑dφ/d=110/78=1.41，查表的修邊余量為3.5，切邊余量通過切邊模切除，保證產(chǎn)品外圓直徑。所拉深時(shí)凸緣直徑為110+3.5+3.5=117。
拉伸R角一致，所以計(jì)算產(chǎn)品展開尺寸
公式是D×D=dφ×dφ－3.44d×r+4dH
其中
D——展開尺寸
dφ——凸緣直徑，117mm，
d——拉深直徑，80-2=78mm，
r——拉深圓角，r3
H——拉深高度，49
經(jīng)過實(shí)際計(jì)算D×D=dφ×dφ－3.44d×r+4dH
=117×117-3.44×78×3+4×78×49
=28172.04
D=167.84
此尺寸目前是待定，取整數(shù)167，在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)需調(diào)節(jié)。
展開圖紙如下圖所示：
圖2 展開圖
拉深次數(shù)的確定
判斷能否一次拉深
H/d=49/78=0.628
(t/D) ×100=1.2
m=d/D=0.467
根據(jù)以上數(shù)據(jù)查表得首次拉深系數(shù)m1=0.47，由于m1>0.467（實(shí)際拉深系數(shù)），從拉深系數(shù)看，不能能一次拉深成型，如果采用液壓機(jī)生產(chǎn)，液壓機(jī)的壓速慢，有緩沖過程，可以實(shí)現(xiàn)一次拉伸，所以本次設(shè)計(jì)可以采用一次拉深成型，采用合適的液壓機(jī)調(diào)試模具，選擇合適的下頂壓力。
第三章、設(shè)計(jì)前計(jì)算
3.1.確定排樣裁板方式及材料利用率
3.1.1.排樣方式
沖壓件在配料上的布置方式稱為排樣。合理的確定產(chǎn)品的排樣方式、坯料形式及尺寸，能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量、材料利用率、沖壓效率和模具壽命，同時(shí)便于沖壓操作。
按照材料的利用情況，排樣方式分為三種：
（1）有廢料排樣 產(chǎn)品與產(chǎn)品之間、產(chǎn)品與坯料邊緣之間均有搭邊。
（2）少廢料排樣 僅在產(chǎn)品與產(chǎn)品（或產(chǎn)品與坯料邊緣）之間有搭邊
（3）無廢料排樣 產(chǎn)品與產(chǎn)品之間、產(chǎn)品與坯料邊緣之間均無搭邊。
根據(jù)零件圖可以選取少廢料排樣。這種排樣利用率高，用于某些精度要求不是很高的沖裁件排樣。
按照產(chǎn)品在坯料上的布置方式分類，排料方式可以分為直排、斜排、多排、對(duì)排、混排等。根據(jù)零件圖可以選取為直排排樣。
3.1.2.搭邊與料寬
搭邊是指排樣時(shí)產(chǎn)品與產(chǎn)品之間、產(chǎn)品與坯料之間留下的余料。它可以補(bǔ)償坯料的定位誤差，保證模具具有足夠的強(qiáng)度，使條料具有足夠的剛度，以便送料。
綜合考慮材料的力學(xué)性能和厚度，及零件的外形尺寸和排樣方式，初步選取搭邊值為工件間a1=1.5mm，工件側(cè)面a=1.8mm。
圖3 零件排樣圖
條料寬度的選取原則：最小條料寬度要能夠保證沖裁件周邊有足夠的搭邊值。最大條料寬度要保證沖裁時(shí)在導(dǎo)料板之間順利送行并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙。
條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距（簡稱為步距或進(jìn)距）其大小為條料上兩個(gè)對(duì)應(yīng)沖裁件的對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的距離。
條料寬度 b=D+2a=167mm+2×1.8mm=170.6mm
送料步距 s=D+a=167mm+1.5mm=168.5mm
3.1.3.裁板方法
板材規(guī)格選用2mm×1250mm×1000mm
設(shè)每張鋼板裁板條數(shù)為n，為了操作方便采取橫裁：
n=1000/170.6=5條，余147mm
每條裁板上的工件數(shù)為n，得：
n=（B-a）%S =（1250-1.5）/168.5=7個(gè)，余118.1mm
每張鋼板上的工件總數(shù) n=5×7=35個(gè)
B——鋼板寬度1250mm
3.1.4.材料的利用率
材料的利用率是指產(chǎn)品的實(shí)際面積與所用坯料面積的百分比，即：
K=F/ F×100%
=(n×)/(4L×B)×100%
=(35×3.14×167）/(4×1000×1250)×100%
=61.3%
K —— 材料利用率 ；
F —— 產(chǎn)品的實(shí)際面積（mm2）；
F —— 坯料面積（mm2）；
L —— 鋼板長度 1000mm；
3.2.確定沖模類型及結(jié)構(gòu)形式
沖壓工藝性分析之后擬定沖壓工藝方案時(shí)選擇復(fù)合模，因?yàn)榱慵膸缀涡螤詈唵螌?duì)稱，所以復(fù)合模結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，操作方便，能夠直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件，卸件可靠方便，模具類型為少廢料落料拉深復(fù)合模，切邊沖孔復(fù)合模。
3.3.工序壓力、壓力中心的計(jì)算和壓力機(jī)的選擇
3.3.1.工序壓力的計(jì)算
已知工件的材料為10#鋼，是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其力學(xué)性能如下：=260～340Mpa, =300～440Mpa, =210Mpa。（查[4]表1-1）
3.3.2.沖壓力計(jì)算
在沖壓模具設(shè)計(jì)時(shí)，沖壓力是指落料力、卸料力、拉深力、壓邊力、切邊力、沖孔力、推件力和頂件力的總稱。它是沖壓時(shí)選擇壓力機(jī)，進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)校核強(qiáng)度和剛度的重要依據(jù)。
對(duì)于落料拉深模
（1）落料力的計(jì)算
KLt
=1.3Dt
=1.3×3.14×167×2×340N
=463551.92N
≈463.55KN
—— 落料力（KN)；
K ——安全系數(shù)，一般可取K=1.3；
L ——沖裁輪廓周長（mm）；直徑167的圓
T ——料厚（mm）；2mm
——材料的抗剪強(qiáng)度（Mpa）；=260～340Mpa
（2）卸料力的計(jì)算
=
=0.04×463.55KN
≈18.542KN
—— 卸料力（N）；
—— 卸料力系數(shù)（查[1]表3-11）；
F —— 沖裁力（N)；
（3）拉深力的計(jì)算
=
=3.14×80×2×440×1N
=221056N
≈221.056KN
—— 拉深力（N)；
—— 首次拉深修正系數(shù)（查[1]表5-10）；
—— 材料抗拉強(qiáng)度（Mpa）；
（4）壓邊力的計(jì)算
圓筒形件拉深時(shí)壓邊力
=〖〗p
=〖167-（80+2×2）〗×2.5N
=40884.76N
≈40.88KN
—— 首次拉深凹模圓角半徑；
P —— 單位壓邊力（查[1]表5-9）；
—— 第一次拉深時(shí)的壓邊力（N)；
所以落料拉深?？倹_壓力為F=463.55+18.542+221.056+40.88=744.028KN。
對(duì)于切邊沖孔模
（1）切邊力的計(jì)算
KLt
=1.3Dt
=1.3×3.14×110×2×340N
=305333.6N
≈305.33KN
——切邊力（KN)；
K ——安全系數(shù)，一般可取K=1.3；
L ——沖裁輪廓周長（mm）；
T ——料厚（mm）；
——材料的抗剪強(qiáng)度（Mpa）；
（2）沖孔力計(jì)算
KLt
=1.3Dt
=1.3×3.14×（20+4×6.5）×2×340N
=127684.96N
≈127.69KN
（3）卸料力的計(jì)算
=
=0.04×305.55KN
≈12.2KN
—— 卸料力（N）；
—— 卸料力系數(shù)（查[1]表3-11）；
F —— 沖裁力（N)；
所以切邊沖孔模總沖壓力為F=305.33+127.69+12.2=445.22KN。
3.4.計(jì)算模具壓力中心
沖壓力合理的作用點(diǎn)稱為模具的壓力中心。模具的壓力中心應(yīng)該通過壓力機(jī)滑塊的中心線。對(duì)于有曲柄的沖模來說，虛實(shí)壓力中心通過曲柄的中心線。以便于沖模平穩(wěn)工作，減少導(dǎo)向件的磨損，從而提高模具的壽命。
由于該工件的毛坯和各工序工件均為軸對(duì)稱圖形，而且只有一個(gè)工位，因此壓力機(jī)的中心必定與制件的幾何中心重合，所以模具的壓力中心就在圓心部位，無需再次計(jì)算。
3.5.壓力機(jī)的選擇
壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于沖壓力。計(jì)算總沖壓力原則上只計(jì)算同時(shí)發(fā)生的力。拉深力出現(xiàn)在落料力之后，因此最大沖壓力出現(xiàn)在沖裁階段，模具采用彈性卸料裝置和上出料方式。
落料拉深模=+++=744.028KN
切邊沖孔模=++=445.22KN
對(duì)于淺拉深，落料，沖孔、切邊等施力行程較小的沖壓工序，可以直接選用公稱壓力大于所需沖壓力總和的壓力機(jī)，對(duì)于深拉深、深彎曲等施力行程較大的沖壓工序，應(yīng)按所需工藝力小于或等于壓力機(jī)公稱壓力50%~60%的條件選取壓力機(jī)。
從滿足沖壓力要求看，落料拉伸模，選擇100T液壓機(jī)，切邊沖孔模可以初選630KN規(guī)格的壓力機(jī) JC23—63 （查[2]表3-1），其主要技術(shù)參數(shù)為：
公稱壓力： 630KN
滑塊行程： 120mm
最大封閉高度： 360mm
封閉高度調(diào)節(jié)量： 90mm
工作臺(tái)尺寸： 480mm×710mm
工作臺(tái)墊板尺寸： Φ250mm
模柄孔尺寸： Φ50mm×80 mm
工作臺(tái)厚度： 90mm
墊板厚度： 90mm
最大傾斜角： 30
電動(dòng)機(jī)功率： 5.5KW
3.6.壓力機(jī)的校核
3.6.1.閉合高度的校核
四柱液壓機(jī)，行程高，無需校核，沖床閉合高度校核如下：
所選60T壓力機(jī)的最大閉合高度為360mm，閉合高度調(diào)節(jié)量為90mm，墊板高度為90mm，所以：
360mm-90mm=270mm
本次設(shè)計(jì)模具，切邊沖孔模見CAD圖紙，閉合高度為H=237mm。
－5mm=355mm 280mm
如果模具高度滿足≤H≤－5，即能滿足要求，本次設(shè)計(jì)的模具，閉合高度都不能滿足要求，需要增加等高鐵。
3.6.2.工作臺(tái)面尺寸的校核
所選壓力機(jī)工作臺(tái)尺寸為 ：前后480mm，左右710mm ，模具外形尺寸為D=200-220mm，分別選擇16#，12#中間圓形導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架，模具底座外形尺寸為：落料拉深模，選用16#中間導(dǎo)柱模架，其前后360mm，左右520mm，切邊沖孔模，選用12#中間導(dǎo)柱模架，其前后270mm，左右380mm，根據(jù)工作臺(tái)面尺寸一般應(yīng)大于模具底座尺寸50~70mm，其工作臺(tái)孔徑尺寸為D=250mm，大于廢料尺寸，可以漏料，所以工作臺(tái)尺寸滿足要求。
3.6.3.滑塊行程的校核
滑塊行程應(yīng)保證能夠方便地放入毛坯和取出零件，對(duì)于拉深工序，滑塊行程應(yīng)大于零件高度的2倍，零件高度×2=51mm×2=102mm，所選壓力機(jī)的滑塊行程為120mm，所以滑塊行程滿足要求。
第四章、模具主要工作部分尺寸計(jì)算
4.1模具主要工作部分的設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)采用落料拉深，切邊沖孔復(fù)合模，
4.1.1.落料拉深模
首先要考慮凹凸模的壁厚是否過薄，本次設(shè)計(jì)凹凸模的最小壁厚查表（查[1]表3-16）為43.5mm，滿足最小壁厚a≥1.2t=2.4mm的要求，能夠保證強(qiáng)度，所以采用復(fù)合模。
（1）落料凹模高度的確定
落料凹模高度為 H=KS （≥8mm）
=（0.18×167）mm=30.06mm
S——垂直于送料方向的凹模刃壁件最大距離（mm）；
K——凹模厚度系數(shù)，考慮板料厚度的影響得凹模孔壁至凹模邊緣的最小距離
=2S=60.12mm
送料方向的凹模長度
L==（167+2×60.12)mm=287.24mm
根據(jù) GB2858.4—81，并考慮總體布局，選擇圓形凹模板，尺寸為D =280mm，刃口高度選擇80mm，材料采用Cr12MoV，工作部分熱處理硬度為55~58HRC，結(jié)構(gòu)圖如下：
圖4 落料凹模
—— 送料方向的凹模刃壁間最大距離（mm)；
——送料方向的凹模孔壁至凹模邊緣的最小距離（mm)；
（2）拉深凸模的設(shè)計(jì)
根據(jù)工件外形并考慮加工，將凸模設(shè)計(jì)成帶肩臺(tái)階式圓凸凹模，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與修模，采用車床加工，與凸模固定板的配合按H7/m6。材料選用Cr12MoV，淬火硬度為58~62HRC，凸模長度
L=
=18mm+30mm+（0mm+49mm）
=97mm
——凸模固定板厚度（mm）；
——壓邊圈高度（mm）；
Y——附加長度，包括凸模刃口修磨量（取為0mm），凸模進(jìn)入凹模的深度；
具體結(jié)構(gòu)如下：
圖5 拉深凸模
（3）依據(jù)凹模尺寸，查國標(biāo)GB2858.6—81，選擇圓形墊板尺寸為D×H=φ280mm×10mm，材料為45鋼， 熱處理硬度43～48HRC。
（4）卸料裝置的設(shè)計(jì)
卸料裝置采用剛性導(dǎo)料板裝置，以方便卸料，由于卸件力較小。導(dǎo)料板內(nèi)孔每側(cè)與凸模保持間隙距離0.15mm，導(dǎo)料板周界尺寸與凹模周界尺寸一樣，厚度根據(jù)沖裁件料厚和導(dǎo)料板厚度取18mm，選擇圓形導(dǎo)料板，其尺寸為D×H=φ280mm×18mm，導(dǎo)料板采用45鋼制造。結(jié)構(gòu)簡圖如下：
圖6 導(dǎo)料板
導(dǎo)料板上設(shè)置4個(gè)螺釘孔沉孔，與凹模連接，公稱直徑為11mm，沉孔17mm深10mm。導(dǎo)料板中間加工槽，方便條料進(jìn)出自如，留下足夠的行程空間，定位銷與導(dǎo)料板之間需要留3-4毫米空間，方便繼續(xù)送料。
（5）固定板設(shè)計(jì)
凸模的固定方式有直接固定在模座、用固定板固定和快換式固定三種固定方式，這里選用固定板固定，固定板與凸模為過渡配合（H7/n6），根據(jù)GB2858.5—81及凹模尺寸選取凸模固定板尺寸D×H=φ280mm×18mm。同理，選擇凹凸模固定板尺寸為D×H=φ280mm×18mm。
（6）為了防止拉深時(shí)起皺，需用壓邊圈，壓邊圈與凸模的單面間隙選為0.2mm，與凹模的單邊間隙取0.2mm，壓邊圈采用Cr12MoV鋼制造，熱處理硬度為55～58HRC，高度選為25mm。
（7）凸凹模設(shè)計(jì)
結(jié)合工件外形并考慮加工，將凸凹模設(shè)計(jì)成帶肩臺(tái)階式圓凸凹模，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換，采用車床加工，與凸凹模固定板的配合按H7/m6，材料采用Cr12MoV，工作部分熱處理淬硬60~64HRC，其高度為：
L=
=26mm+49mm
=74mm
—— 退料板厚度；
—— 凹凸模工作高度；
結(jié)構(gòu)圖如下：
圖7 凹凸模
（8）模柄的設(shè)計(jì)
模柄選擇壓入式模柄，材料選用45#，熱處理硬度43～48HRC，依據(jù)模具設(shè)計(jì)尺寸，參考GB2862.1—90，選用B型。
4.1.2.模架的選用
模具的閉合高度是指模具在最低工作位置時(shí)上下模座之間的距離，它應(yīng)與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng)，從生產(chǎn)量、模具結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品規(guī)格和操作方便等方面考慮，選擇16#滑動(dòng)導(dǎo)向中間導(dǎo)柱圓形模架，查GB/T 2851.6—90，所選模架具體參數(shù)如下：
凹模周界：280mm
閉合高度(參考)最?。?45mm
閉合高度(參考)最大：280mm
上模座 數(shù)量1 規(guī)格：520mm×360mm×45mm
下模座 數(shù)量1 規(guī)格：520mm×360mm×55mm
導(dǎo)柱 數(shù)量2 規(guī)格：40mm×180mm
45mm×180mm
導(dǎo)套 數(shù)量2 規(guī)格：40mm×140mm×55mm
45mm×140mm×60mm
導(dǎo)柱與導(dǎo)套結(jié)構(gòu)從標(biāo)準(zhǔn)中選取，尺寸由模架中的參數(shù)決定。導(dǎo)柱的長度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時(shí)，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于10~15mm，而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為1~2mm。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合為H7/h6,導(dǎo)套與上模座之間、導(dǎo)柱與下模座之間采用過渡配合H7/m6。導(dǎo)柱與導(dǎo)套材料采用20鋼，熱處理硬度為（滲碳）56~62HRC。上下模座材料采用HT200。
模具的實(shí)際閉合高度為：
H=上模座厚度+墊板厚度+凸凹模+頂料板+凸凹模固定板+下墊板+下模座厚度+材料厚度
=45mm+20mm+75mm+30mm+18mm+10mm +55mm+2mm
=255mm
4.1.3.切邊沖孔模
本次設(shè)計(jì)凹凸模的最小壁厚查表（查[1]表3-16）為4.75mm，滿足最小壁厚a≥1.2t=2.4mm的要求，能夠保證強(qiáng)度，所以采用復(fù)合模。
（1）切邊凹模高度的確定
切邊凹模高度為 H=KS （≥8mm）
=（0.20×110）mm=22mm
S——垂直于送料方向的凹模刃壁件最大距離（mm）；
K——凹模厚度系數(shù)，考慮板料厚度的影響得凹?？妆谥涟寄＿吘壍淖钚【嚯x
=2S=44mm
送料方向的凹模長度
L==（110+2×44)mm=198mm
根據(jù) GB2858.4—81，并考慮總體布局，選擇圓形凹模板，尺寸為D =200mm，刃口高度選擇40mm，材料采用Cr12MoV，工作部分熱處理硬度為58~60HRC，結(jié)構(gòu)圖如下：
圖4 切邊凹模
—— 送料方向的凹模刃壁間最大距離（mm)；
——送料方向的凹?？妆谥涟寄＿吘壍淖钚【嚯x（mm)；
（2）凸凹模的設(shè)計(jì)
根據(jù)工件外形并考慮加工，將凸凹模設(shè)計(jì)成帶肩臺(tái)階式圓凸凹模，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與修模，采用車床加工，與凸模固定板的配合按H7/m6。材料選用Cr12MoV，淬火硬度為58~62HRC，凸模長度
L=
=18mm+18mm+（2mm+15mm）
=53mm
——凸模固定板厚度（mm）；
——卸料板厚度（mm）；
Y——樹脂高度，包括凸模刃口修磨量（取為0mm），凸模進(jìn)入凹模的深度；
具體結(jié)構(gòu)如下：高度取55mm
圖5 切邊凸凹模
（3）依據(jù)凹模尺寸，查國標(biāo)GB2858.6—81，選擇圓形墊板尺寸為D×H=φ200mm×8mm，材料為45鋼， 熱處理硬度43～48HRC。
（4）卸料裝置的設(shè)計(jì)
卸料裝置采用彈性卸料裝置，以方便卸料，由于卸件力較小。卸料板內(nèi)孔每側(cè)與凸模保持間隙距離0.15mm，卸料板周界尺寸與凹模周界尺寸一樣，厚度根據(jù)沖裁件料厚和卸料板厚度取18mm，選擇圓形卸料板，其尺寸為D×H=φ200mm×18mm，卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為43～48HRC。結(jié)構(gòu)簡圖如下：
圖6 卸料板
卸料板上設(shè)置3個(gè)螺釘平衡固定。
（5）固定板設(shè)計(jì)
凸模的固定方式有直接固定在模座、用固定板固定和快換式固定三種固定方式，這里選用固定板固定，固定板與凸模為過渡配合（H7/n6），根據(jù)GB2858.5—81及凹模尺寸選取凸模固定板尺寸D×H=φ200mm×18mm。同理，選擇凹凸模固定板尺寸為D×H=φ200mm×18mm。
（6）模柄的設(shè)計(jì)
模柄選擇壓入式模柄，材料選用45#，熱處理硬度43～48HRC，依據(jù)模具設(shè)計(jì)尺寸，參考GB2862.1—90，選用B型。
4.1.4.模架的選用
模具的閉合高度是指模具在最低工作位置時(shí)上下模座之間的距離，它應(yīng)與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng)，從生產(chǎn)量、模具結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品規(guī)格和操作方便等方面考慮，選擇12#滑動(dòng)導(dǎo)向中間導(dǎo)柱圓形模架，查GB/T 2851.6—90，所選模架具體參數(shù)如下：
凹模周界：200mm
閉合高度(參考)最?。?00mm
閉合高度(參考)最大：240mm
上模座 數(shù)量1 規(guī)格：380mm×270mm×40mm
下模座 數(shù)量1 規(guī)格：380mm×270mm×45mm
導(dǎo)柱 數(shù)量2 規(guī)格：32mm×180mm
35mm×180mm
導(dǎo)套 數(shù)量2 規(guī)格：32mm×140mm×45mm
35mm×140mm×50mm
導(dǎo)柱與導(dǎo)套結(jié)構(gòu)從標(biāo)準(zhǔn)中選取，尺寸由模架中的參數(shù)決定。導(dǎo)柱的長度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時(shí)，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于10~15mm，而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為1~2mm。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合為H7/h6,導(dǎo)套與上模座之間、導(dǎo)柱與下模座之間采用過渡配合H7/m6。導(dǎo)柱與導(dǎo)套材料采用20鋼，熱處理硬度為（滲碳）56~62HRC。上下模座材料采用45鋼，熱處理硬度為調(diào)質(zhì)28~32HRC。
模具的實(shí)際閉合高度為：
H=上模座厚度+墊板厚度+沖頭固定板+凹模+凸凹模+下墊板+下模座厚度—刃口深度
=40mm+8mm+18mm+70mm+50mm+8mm+45mm—2mm
=237mm
4.2.計(jì)算模具主要工作部分的刃口尺寸
4.2.1.刃口尺寸的計(jì)算原則
（1）刃口尺寸應(yīng)保證能沖出合格工件
由于落料件的實(shí)際尺寸基本與凹模刃口尺寸一致，設(shè)計(jì)落料模，切邊模時(shí)應(yīng)以凹模尺寸為基準(zhǔn)。因此，落料模，切邊模應(yīng)先決定凹模的尺寸，間隙取在凸模上，用減小凸模尺寸來保證合理的間隙。沖孔模的尺寸取決于凸模，因此，沖孔模應(yīng)先決定凸模尺寸。間隙取在凹模上，用增大凹模尺寸來保證合理的間隙。
（2)刃口磨損一些仍能沖出合格件
考慮刃口的磨損對(duì)沖件尺寸的影響。刃口磨損后尺寸變大，設(shè)計(jì)模具時(shí)其刃口的基本尺寸應(yīng)接近或等于沖件的最小極限尺寸；刃口磨損后尺寸變小，設(shè)計(jì)模具時(shí)其刃口基本尺寸應(yīng)接近或等于沖件的最大極限尺寸。
（3）設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)取最小合理沖裁間隙
隨著凸模與凹模磨損量的不斷增大，沖裁間隙也會(huì)不斷增大。所以模具設(shè)計(jì)時(shí)沖裁間隙應(yīng)取其允許的最小值。
（4）考慮沖件精度與模具精度之間的關(guān)系，選擇模具制造公差時(shí)，既要保證沖件的精度要求又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較沖件精度高2~3級(jí)。采用分別制造法制造凹凸模。
4.2.2.刃口尺寸的計(jì)算及公差的確定
（1）落料刃口尺寸的計(jì)算：
=（167.2-0.5×0.4）mm
=167mm
=（167-0.2）mm
=166.8mm
、——分別為落料凹、凸模刃口尺寸；
D——落料件外徑的最大極限尺寸；
——沖裁件制造公差；
X——磨損系數(shù)，其值在0.5~1之間，與沖裁件精度等級(jí)有關(guān)；
——最小初始雙面間隙；
、——分別為凹、凸模的制造公差，取=0.6（）
=0.4()；
（2）切邊刃口尺寸計(jì)算
=（110.15-0.5×0.3）mm
=110mm
=（110-0.20）mm
=109.8mm
（3） 拉深部分凹凸模尺寸的計(jì)算：
=（80.1-0.5×0.2）mm
=80mm
（80-4.4)mm
=75.6mm
其中，拉深模的圓角半徑=2mm，=2mm；
、—— 分別為拉深凹、凸模尺寸；
——拉深件制造公差；
Z——凹凸模間隙，Z=(2~2.2）t，取Z=2.1t；
X——磨損系數(shù)，其值在0.5~1之間，與沖裁件的精度等級(jí)有關(guān)；
、——?jiǎng)e為拉深凹、凸模的圓角半徑；
查[8]表3-2得，落料凹模制造公差等級(jí)選擇IT8級(jí)，凸模制造公差等級(jí)選擇IT7級(jí)。
4.3.沖裁間隙的調(diào)整
對(duì)于沖裁模，即便模具零件的加工精度已經(jīng)得到保證，但是在裝配時(shí)，如不能保護(hù)沖裁間隙仍然會(huì)影響制件的質(zhì)量和模具的使用壽命。
第五章、模具總裝
（1）把組裝上了凸模的固定板放在下模座上，按中心線打正固定板的位置，用平行夾頭夾緊，通過螺釘孔在下模座上鉆出錐窩，拆去凸模固定板，在下模座上按錐窩鉆螺紋底孔并攻絲，重新將凸模固定板置于下模座上并找正，用螺釘緊固，鉆孔，打入銷釘定位。
（2）配鉆卸料螺釘孔時(shí)，將卸料板套在已裝入固定板的凹凸模上，在固定板與卸料板之間墊上適當(dāng)高度的等高墊鐵，并用平行夾頭將其夾緊，按卸料板上螺孔位置在模座上鉆錐窩，然后拆開，按錐窩鉆孔。
（3）在凹凸模固定板的彈簧孔中裝入卸料彈簧，將卸料板套入凹凸模；用（1）中同樣的方法配鉆墊板和上模座上的螺釘孔，推桿孔，然后依次將墊片和卸料板、凹凸模、凹凸模固定板的組合部件裝入上模座，用緊固螺釘固定，打入銷釘定位。
（4）在落料凹模上裝入擋料銷，將推件塊裝入落料凹模，并將推桿裝入固定板上的推桿孔，用緊固螺釘將落料凹模與凸模固定板固定，鉆孔，打入銷釘定位。
設(shè)計(jì)總結(jié)
通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我熟悉了沖壓模具的整個(gè)設(shè)計(jì)過程，掌握了冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟，了解了在做沖壓模具之前首先要對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形態(tài)，模具的結(jié)構(gòu)形態(tài)以及產(chǎn)品的工藝性進(jìn)行合理的分析，才能設(shè)計(jì)出更合適模具，節(jié)約成本的同時(shí)還能保證加工零件的精度要求。其次，考慮好產(chǎn)品的批量以及精度要求以及材料的造價(jià)；最后完成產(chǎn)品的模具設(shè)計(jì)、模具的裝配圖、零件圖。掌握了冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算，繪圖，查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等，通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使自己各方面知識(shí)都有所提高。與此同時(shí)，也思考了以后的工作心態(tài)和生活態(tài)度。我們即將離開校園、投入到工作中，不知的困難和自己的奮斗目標(biāo)總是在激勵(lì)自己不放棄，勇敢向前，通過設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)的問題、也給自己敲響了警鐘、事物每天都會(huì)有變化、一成不變只會(huì)讓歷史的車輪碾得粉碎。為了未來的精彩、加油加油、不屈不撓才會(huì)有突破、畢業(yè)了、也是一個(gè)新的開始、奮斗的日子開始了、每天都會(huì)很精彩、加油！
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