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目 錄 摘 要 I Abstract II 1 緒論 1 2 設(shè)計任務(wù) 2 3 沖壓件的工藝性分析 3 3.1 工件材料 3 3.2 工件結(jié)構(gòu)形狀 3 3.3 工件尺寸精度 3 4 沖裁工藝方案 3 5 主要工藝計算 4 5.1排樣設(shè)計 4 5.1.1毛坯形狀與尺寸的確定 4 5.1.2 選定排樣類型和方式 4 5.1.3 確定撘邊值 5 5.1.4選定材料的規(guī)格和裁板方案 5 5.1.5繪制排樣并標(biāo)注必要的尺寸 5 5.2 沖壓工藝力的計算 6 5.2.1 選沖裁力的計算 6 5.2.2 卸料力、推件力和頂件力的計算 6 5.3壓力中心的計算 6 5.4 模具刃口尺寸的計算 7 5.5 工件零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及標(biāo)準(zhǔn)選用 9 5.5.1 凸模的結(jié)構(gòu)形式及固定方式 9 5.5.1.1標(biāo)準(zhǔn)圓凸模的結(jié)構(gòu)形狀及固定 9 5.5.1.2 非圓形凸模的結(jié)構(gòu)形狀及固定 9 5.5.1.3 凸模的尺寸的確定 9 5.5.2 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計及標(biāo)準(zhǔn)選用 10 5.5.2.1 凹模的結(jié)構(gòu)形狀及固定 10 5.5.2.2 凹模的刃口形狀 10 5.5.2.3 凹模的外形設(shè)計 11 5.5.3 凸凹模的設(shè)計 12 5.6 模具總體設(shè)計 12 5.7 定位件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)選用 13 5.8 壓料、卸料零件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)選用 15 5.9 導(dǎo)向零件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)選用 16 5.10 連接與固定零件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)選用 17 6 設(shè)備的選擇 19 6.1 設(shè)備選擇 19 6.2設(shè)備驗收 19 7 制定模具零件加工工藝過程 20 8 總裝圖 23 結(jié)束語 24 參考文獻 25 致謝 26 摘要 本設(shè)計題目是CC1026S側(cè)板沖孔切頭模設(shè)計，體現(xiàn)了板類沖壓零件的設(shè)計的要求、內(nèi)容及方向，有非常重要的設(shè)計意義，通過這該零件模具的設(shè)計，進一步鞏固了本人對沖壓模具設(shè)計的知識，為設(shè)計更復(fù)雜的沖壓模具做好了準(zhǔn)備并吸取了更豐富的經(jīng)驗。 此設(shè)計運用沖壓工藝及模具設(shè)計的基礎(chǔ)知識，首先分析了工件的工藝性及模具成型結(jié)構(gòu)對制造質(zhì)量影響。介紹了CC1026S側(cè)板沖孔切頭模設(shè)計時要注意的要點，通過對工件進行工藝分析，可確定制作的成型加工用一套復(fù)合模即可。從控制工件的尺寸的精度出發(fā)，對CC1026S側(cè)板沖孔切頭模具的各主要尺寸進行了理論計算，以確定各工作零件的尺寸，從模具設(shè)計到零件的加工工藝及裝配工藝等進行詳細的闡述，并應(yīng)用CAD軟件進行各重要零件的設(shè)計，應(yīng)用Pro/E軟件進行該模具三維構(gòu)造。 關(guān)鍵字：側(cè)板；復(fù)合模；工藝分析。 Abstract This design topic is CC1026S lateral plate punching cutting head die design, embodies the requirements of the design of the plate type of stamping parts, the content and direction, there is a very important significance of design, mould design, through which the parts to further consolidate my knowledge of stamping die design, ready for design more complex stamping die and learned more wealth of experience. This design using the basic knowledge of stamping process and die design, firstly analyzes the technology of workpieces and molding structure impact on manufacturing quality. CC1026S side plate punching are introduced when cutting head die design should pay attention to the main points, through the study of the technology analysis of workpiece, processing can be determined from a set of compound die. Starting from the control precision of the size of the workpiece, the CC1026S lateral plate punching and cutting head mould has carried on the theoretical calculation of the main size, to determine the size of the working parts, from the mold design to the parts processing and assembly process and so on carries on the detailed elaboration, and apply the CAD software for the design of the important parts, application of Pro/E software to the mold 3 d structure. Key words: Side panel; Composite mould; Process analysis. 2 1 緒論 沖壓作為一種重要的現(xiàn)代工業(yè)處理方法,用于生產(chǎn)各種板金件,有許多獨特的優(yōu)點,其成形零件重量輕、剛度大、強度高、兼容性好、成本低、生產(chǎn)過程很容易實現(xiàn)自動化,生產(chǎn)效率高等優(yōu)勢,與其他加工方法相比是一種無法替代的先進制造技術(shù),擁有強大競爭力的制造,廣泛應(yīng)用于汽車、能源、機械、信息、航空航天、國防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)。吸收的力學(xué)、數(shù)學(xué)、金屬材料科學(xué)、機械科學(xué)、計算機技術(shù)和控制知識,形成了沖壓成形的基本理論。沖壓產(chǎn)品 CC1026S側(cè)板沖孔切頭模設(shè)計側(cè)板沖孔切頭模設(shè)計畢業(yè)答辯畢業(yè)答辯姓名姓名:蔣冬冬蔣冬冬學(xué)號學(xué)號:20101149班級班級:機制機制1004班班導(dǎo)師導(dǎo)師:曾一凡曾一凡主要內(nèi)容主要內(nèi)容設(shè)計任務(wù)設(shè)計任務(wù)沖壓件工藝分析沖壓件工藝分析沖裁工藝方案沖裁工藝方案模具總體設(shè)計模具總體設(shè)計主要工作零件圖主要工作零件圖總裝圖總裝圖123456設(shè)計任務(wù)設(shè)計任務(wù)沖壓件的工藝分析沖壓件的工藝分析1）工件材料工件材料Q235是常用沖壓材料，具有良好的塑性，屈服極是常用沖壓材料，具有良好的塑性，屈服極限為限為235MPa,適合沖裁加工。適合沖裁加工。2）工件結(jié)構(gòu)形狀工件結(jié)構(gòu)形狀 工件結(jié)構(gòu)形狀相對簡單，有八個圓孔，孔與邊緣之間的工件結(jié)構(gòu)形狀相對簡單，有八個圓孔，孔與邊緣之間的距離滿足要求，料厚為距離滿足要求，料厚為2mm滿足許用壁厚要求（孔與孔之滿足許用壁厚要求（孔與孔之間、孔與邊緣之間的壁厚），可以沖裁加工間、孔與邊緣之間的壁厚），可以沖裁加工3）工件尺寸精度工件尺寸精度 根據(jù)零件圖上所注尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求根據(jù)零件圖上所注尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求較低，采用較低，采用IT14級精度，普通沖裁完全可以滿足要求。級精度，普通沖裁完全可以滿足要求。綜上所述，綜上所述，該零件沖裁工藝性較好，該零件沖裁工藝性較好，適合適合裁加工。裁加工。沖裁工藝方案沖裁工藝方案該工件包括切邊和沖孔兩道工序，其加工工藝方案分為以下該工件包括切邊和沖孔兩道工序，其加工工藝方案分為以下3種：種：1.方案一：單工序模生產(chǎn)，先沖孔，后切邊；方案一：單工序模生產(chǎn)，先沖孔，后切邊；2.方案二：級進模生產(chǎn)，沖孔方案二：級進模生產(chǎn)，沖孔-切邊級進模切邊級進模沖沖壓；壓；3.方案三：復(fù)合模生產(chǎn)，沖孔方案三：復(fù)合模生產(chǎn)，沖孔-切邊復(fù)合模沖壓。切邊復(fù)合模沖壓。由于是大量生產(chǎn)，因此方案一不滿足生產(chǎn)效率要求，方案二由于是大量生產(chǎn)，因此方案一不滿足生產(chǎn)效率要求，方案二和方案三都具有較高的生產(chǎn)效率，雖然方案二比方案三操作和方案三都具有較高的生產(chǎn)效率，雖然方案二比方案三操作方便，但方案三能得到較高的精度，且由于被沖板料較薄，方便，但方案三能得到較高的精度，且由于被沖板料較薄，因此選用方案三，即采用復(fù)合沖壓。因此選用方案三，即采用復(fù)合沖壓。模具總體設(shè)計模具總體設(shè)計1.模具類型的確定模具類型的確定 考慮操作的方便與安全性，選用倒裝復(fù)合模考慮操作的方便與安全性，選用倒裝復(fù)合模2.模具零件結(jié)構(gòu)形式的確定模具零件結(jié)構(gòu)形式的確定 1）送料及定位方式）送料及定位方式 采用手工送料，導(dǎo)料銷導(dǎo)料，擋料銷擋料。采用手工送料，導(dǎo)料銷導(dǎo)料，擋料銷擋料。2）卸料與出件方式。）卸料與出件方式。采用彈性卸料裝置卸料，剛性推件裝置推件。采用彈性卸料裝置卸料，剛性推件裝置推件。3）選用后側(cè)導(dǎo)柱導(dǎo)向的滑動導(dǎo)向模架。）選用后側(cè)導(dǎo)柱導(dǎo)向的滑動導(dǎo)向模架。主要工作零件圖主要工作零件圖1）凹模）凹模凹模有整體式、組合式和鑲塊式，整體式凹模是普通沖裁凹模有整體式、組合式和鑲塊式，整體式凹模是普通沖裁最常用的結(jié)構(gòu)形式，優(yōu)點是模具結(jié)構(gòu)簡單，強度較好，裝最常用的結(jié)構(gòu)形式，優(yōu)點是模具結(jié)構(gòu)簡單，強度較好，裝配比較容易、方便。配比較容易、方便。主要工作零件圖主要工作零件圖2）凸模）凸模 凸模的長度應(yīng)根據(jù)模具的具體凸模的長度應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)，并考慮修磨、固定板和結(jié)構(gòu)，并考慮修磨、固定板和卸料板之間的安全距離、裝備卸料板之間的安全距離、裝備等的需要來確定等的需要來確定主要工作零件圖主要工作零件圖3）凸凹模）凸凹模 凸凹模是復(fù)合模中同是具有落料凸模和沖孔凹模作用的凸凹模是復(fù)合模中同是具有落料凸模和沖孔凹模作用的工作零件，他的內(nèi)外邊緣均為刃口，其形狀和尺寸取決于工作零件，他的內(nèi)外邊緣均為刃口，其形狀和尺寸取決于所沖裁件的形狀和尺寸。所沖裁件的形狀和尺寸。總裝圖總裝圖 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院 CC1026S側(cè)板沖孔切頭模設(shè)計 JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY 本 科 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計） 題目： CC1026S側(cè)板沖孔切頭模設(shè)計 學(xué) 院： 工學(xué)院 姓 名： 蔣冬冬 學(xué) 號： 20101149 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級： 機制1004班 指導(dǎo)教師：曾一凡 職 稱：副教授 二0 一 四 年 五 月 目 錄 摘 要 I Abstract II 1 緒論 1 2 設(shè)計任務(wù) 2 3 沖壓件的工藝性分析 3 3.1 工件材料 3 3.2 工件結(jié)構(gòu)形狀 3 3.3 工件尺寸精度 3 4 沖裁工藝方案 3 5 主要工藝計算 4 5.1排樣設(shè)計 4 5.1.1毛坯形狀與尺寸的確定 4 5.1.2 選定排樣類型和方式 4 5.1.3 確定撘邊值 5 5.1.4選定材料的規(guī)格和裁板方案 5 5.1.5繪制排樣并標(biāo)注必要的尺寸 5 5.2 沖壓工藝力的計算 6 5.2.1 選沖裁力的計算 6 5.2.2 卸料力、推件力和頂件力的計算 6 5.3壓力中心的計算 6 5.4 模具刃口尺寸的計算 7 5.5 工件零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及標(biāo)準(zhǔn)選用 9 5.5.1 凸模的結(jié)構(gòu)形式及固定方式 9 5.5.1.1標(biāo)準(zhǔn)圓凸模的結(jié)構(gòu)形狀及固定 9 5.5.1.2 非圓形凸模的結(jié)構(gòu)形狀及固定 9 5.5.1.3 凸模的尺寸的確定 9 5.5.2 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計及標(biāo)準(zhǔn)選用 10 5.5.2.1 凹模的結(jié)構(gòu)形狀及固定 10 5.5.2.2 凹模的刃口形狀 10 5.5.2.3 凹模的外形設(shè)計 11 5.5.3 凸凹模的設(shè)計 12 5.6 模具總體設(shè)計 12 5.7 定位件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)選用 13 5.8 壓料、卸料零件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)選用 15 5.9 導(dǎo)向零件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)選用 16 5.10 連接與固定零件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)選用 17 6 設(shè)備的選擇 19 6.1 設(shè)備選擇 19 6.2設(shè)備驗收 19 7 制定模具零件加工工藝過程 20 8 總裝圖 23 結(jié)束語 24 參考文獻 25 致謝 26 摘要 本設(shè)計題目是CC1026S側(cè)板沖孔切頭模設(shè)計，體現(xiàn)了板類沖壓零件的設(shè)計的要求、內(nèi)容及方向，有非常重要的設(shè)計意義，通過這該零件模具的設(shè)計，進一步鞏固了本人對沖壓模具設(shè)計的知識，為設(shè)計更復(fù)雜的沖壓模具做好了準(zhǔn)備并吸取了更豐富的經(jīng)驗。 此設(shè)計運用沖壓工藝及模具設(shè)計的基礎(chǔ)知識，首先分析了工件的工藝性及模具成型結(jié)構(gòu)對制造質(zhì)量影響。介紹了CC1026S側(cè)板沖孔切頭模設(shè)計時要注意的要點，通過對工件進行工藝分析，可確定制作的成型加工用一套復(fù)合模即可。從控制工件的尺寸的精度出發(fā)，對CC1026S側(cè)板沖孔切頭模具的各主要尺寸進行了理論計算，以確定各工作零件的尺寸，從模具設(shè)計到零件的加工工藝及裝配工藝等進行詳細的闡述，并應(yīng)用CAD軟件進行各重要零件的設(shè)計，應(yīng)用Pro/E軟件進行該模具三維構(gòu)造。 關(guān)鍵字：側(cè)板；復(fù)合模；工藝分析。 Abstract This design topic is CC1026S lateral plate punching cutting head die design, embodies the requirements of the design of the plate type of stamping parts, the content and direction, there is a very important significance of design, mould design, through which the parts to further consolidate my knowledge of stamping die design, ready for design more complex stamping die and learned more wealth of experience. This design using the basic knowledge of stamping process and die design, firstly analyzes the technology of workpieces and molding structure impact on manufacturing quality. CC1026S side plate punching are introduced when cutting head die design should pay attention to the main points, through the study of the technology analysis of workpiece, processing can be determined from a set of compound die. Starting from the control precision of the size of the workpiece, the CC1026S lateral plate punching and cutting head mould has carried on the theoretical calculation of the main size, to determine the size of the working parts, from the mold design to the parts processing and assembly process and so on carries on the detailed elaboration, and apply the CAD software for the design of the important parts, application of Pro/E software to the mold 3 d structure. Key words: Side panel; Composite mould; Process analysis. I 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院 CC1026S側(cè)板沖孔切頭模設(shè)計 1 緒論 沖壓作為一種重要的現(xiàn)代工業(yè)處理方法,用于生產(chǎn)各種板金件,有許多獨特的優(yōu)點,其成形零件重量輕、剛度大、強度高、兼容性好、成本低、生產(chǎn)過程很容易實現(xiàn)自動化,生產(chǎn)效率高等優(yōu)勢,與其他加工方法相比是一種無法替代的先進制造技術(shù),擁有強大競爭力的制造,廣泛應(yīng)用于汽車、能源、機械、信息、航空航天、國防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)。吸收的力學(xué)、數(shù)學(xué)、金屬材料科學(xué)、機械科學(xué)、計算機技術(shù)和控制知識,形成了沖壓成形的基本理論。沖壓產(chǎn)品,以模具為中心,結(jié)合現(xiàn)代先進技術(shù)的應(yīng)用,在產(chǎn)品的巨大市場需求刺激和推動下沖壓技術(shù)在國民經(jīng)濟發(fā)展、實現(xiàn)現(xiàn)代化和提高人民生活水平發(fā)揮著越來越重要的作用。 幾十年來,沖壓技術(shù)的快速發(fā)展,它不僅反映在許多新技術(shù)和新技術(shù)的廣泛使用,例如:紡絲成形、軟模成形、高能成形,如什么是更重要的是理解的沖壓技術(shù)和碩士學(xué)位有一個質(zhì)的飛躍。大型現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)繼續(xù)經(jīng)營的制造方式,由于高新技術(shù)的參與和介入,沖壓生產(chǎn)方式從早期的手工操作逐漸演化成一個完整的制造。生產(chǎn)過程實現(xiàn)機械化、自動化,并逐漸向智能化、一體化的方向發(fā)展。自動沖壓操作,體現(xiàn)的優(yōu)勢,安全、效率高、節(jié)省材料、沖壓生產(chǎn)的發(fā)展方向。實現(xiàn)自動化生產(chǎn)使沖壓制造有飛躍的概念的本質(zhì)。結(jié)合現(xiàn)代科技和現(xiàn)代管理信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)、沖壓的三個方面的結(jié)合,形成現(xiàn)代新的生產(chǎn)模式- CIMS計算機集成制造系統(tǒng)(計算機集成制造系統(tǒng))。產(chǎn)品概念形成、設(shè)計、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售和售后服務(wù)的全過程使用技術(shù),如計算機、沖壓行業(yè)將帶來更好的經(jīng)濟效益,使現(xiàn)代沖壓技術(shù)提升到一個新的高度。 2.設(shè)計任務(wù) 任務(wù)描述： 工件名稱：CC1026S側(cè)板 工件簡圖：如下圖 圖2-1 工件圖 生產(chǎn)綱領(lǐng)：大量生產(chǎn) 材料：Q235 材料厚度：2mm. 要求：1.完成總裝配圖 ，圖紙符合國家制圖標(biāo)準(zhǔn)； 2.繪制工程圖，圖紙符合國家制圖標(biāo)準(zhǔn)； 3.編寫設(shè)計說明書。（A4紙打印） 4.三維建模。 3. 沖壓件的工藝性分析 3.1 工件材料 由設(shè)計任務(wù)書可知，材料為Q235鋼，具有良好的沖壓性能，同時它的焊接性能優(yōu)良，適合于制造各種焊接結(jié)構(gòu)。適合沖裁。 3.2 工件結(jié)構(gòu)形狀 工件結(jié)構(gòu)形狀相對簡單，有八個圓孔，孔與邊緣之間的距離滿足要求，料厚為2mm滿足許用壁厚要求，可以沖裁加工 3.3工件尺寸精度 根據(jù)圖上所注尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求較低，采用IT14級精度，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，適合沖裁加工。 4.沖裁工藝方案 該工件包括切邊和沖孔兩道工序，其加工工藝方案分為以下3種： 1.方案一：單工序模生產(chǎn)，先沖孔，后切邊； 2.方案二：級進模生產(chǎn)，沖孔切邊級進模沖壓； 3.方案三：復(fù)合模生產(chǎn)，沖孔切邊復(fù)合模沖壓。 各模具結(jié)構(gòu)特點如下： 模具種類 單工序模 級進模 復(fù)合模 零件公差等級 低 可達IT13～IT10級 可達IT10～IT18級 零件特點 中小型尺寸厚度較厚 小零件厚度0.2～6mm 可加工復(fù)雜零件，如寬度極小的異形件 形狀與尺寸受模具結(jié)構(gòu) 與強度限制，尺寸可以 較大，厚度可達3mm 生成效率 低 工序間自動送料，可以自動排除制件，生產(chǎn)效率高 沖件被頂?shù)侥＞吖ぷ鞅?面上，必須手動或機械排除，生產(chǎn)效率較低 安全性 不安全，采取安全措施 比較安全 不安全，采取安全措施 模具制造量和成本 低 沖裁簡單的比復(fù)合模低 沖裁復(fù)雜的比級進模低 適合場所 精度要求低，小批量 大批量小型沖壓件 形狀復(fù)雜，精度要求高，大批量 根據(jù)分析結(jié)合表分析： 方案一結(jié)構(gòu)簡單，周期短，制造簡單，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。 方案二只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，精度也能滿足要求，模具制造工作量和成本在沖裁簡單的零件時比復(fù)合模低。 方案三只需一副模具，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度也能滿足要求。沖裁件的內(nèi)孔與邊緣的相對位置精度較高，板料的定位精度比方案二低，模具輪廓尺寸較小。 綜上所述：方案三為最佳。 5.主要的工藝計算 5.1 排樣設(shè)計 5.1.1毛坯形狀與尺寸的確定。沖裁件不需要確定毛坯的形狀和尺寸。 5.1.2 選定排樣的類型和方式 不同的排樣方式之所以會導(dǎo)致不同的材料利用率，是因為產(chǎn)生廢料的多少不同，因此排樣可以根據(jù)廢料的多少進行分類，分成三類：有廢料排樣、少廢料排樣、無廢料排樣。綜合精度，模具壽命，利用率這三者，選用少廢料排樣。 根據(jù)沖壓件的特征，選用直排的形式來沖壓。 5.1.3 確定撘邊值，進而確定料寬和進距。 撘邊可以避免沖裁時條料邊緣的毛刺被拉入模具間隙，從而提高模具壽命，盡管撘邊是廢料，從提高材料的利用率的角度希望該值越小越好，但其值大小對沖裁過程及沖裁件質(zhì)量有很大的影響，而且收到材料力學(xué)性能、材料厚度、沖裁件的形狀與尺寸、送料及擋料方式、卸料方式等多方面因素的影響。通常材料越硬、料厚越小、外形越簡單且過度圓角越大、手工送料且采用側(cè)壓裝置、側(cè)刃定距、彈性卸料時，撘邊值可以相對取小。撘邊值應(yīng)在保證其作用的前提下盡量取最小值。然后再根據(jù)排樣類型，取撘邊值為2.5mm，無側(cè)撘邊。 進距的確定，進距S=526+2.5=528.5mm. 料寬的確定，無側(cè)撘邊，即料寬為92.5mm 5.1.4 選定原材料的規(guī)格和裁板方案，計算材料的利用率。 選用的板料規(guī)格是1250mm X 2500mm 裁板方案 : 裁寬度為92.5mm的條料27條，每條條料可沖2件，總共可裁54件。 一個步距內(nèi)材料利用率： 考慮料頭、料尾和余邊的材料耗能，則一張板料上總的材料利用率的計算公式為： 5.1.5 繪制排樣圖并標(biāo)注必要的尺寸 圖5-1 排樣圖 5.2 沖壓工藝力的計算 沖裁過程中的主要工藝力有沖裁力、卸料力、推件力、和頂件力。 5.2.1 沖裁力的計算 材料Q235, 板厚為2mm,抗剪強度為310MPa. 5.2.2 卸料力、推件力和頂件力的計算 n取8， 取0.055 5.3 壓力中心的計算 多凸模沖壓時模具壓力中心的計算。確定多凸模模具的壓力中心，首先應(yīng)計算各單凸模的壓力中心。 根據(jù)力矩平衡原理，可知壓力中心的坐標(biāo)、的計算公式為： ， 圖5-2 壓力中心圖 帶入數(shù)據(jù)計算得 =263 =46.25 最終算得沖壓中心位于點O（263,546.25）。 5.4 模具刃口尺寸的計算 5.4.1 凸、凹模人口尺寸的計算原則 落料時，選凹模作為基準(zhǔn)，首先設(shè)計凹模人口尺寸，間隙通過減小凹模人口尺寸得到。 沖孔時，選凸模作為基準(zhǔn)，首先設(shè)計凸模人口尺寸，間隙通過增大凹模人口尺寸得到。 取磨損后尺寸增大的基準(zhǔn)模刃口尺寸等于或接近于工件的最小極限尺寸；取磨損后尺寸減小懂得基準(zhǔn)模人口尺寸等于或接近于工件的最大極限尺寸。對磨損前后尺寸不發(fā)生變化的刃口尺寸取其等于工件的尺寸 工件尺寸公差與沖模人口尺寸的制造公差原則上按“入體”原則標(biāo)注為單向偏差，即落料件和凸模人口尺寸標(biāo)注成單向偏差，沖孔件和凹模刃口尺寸標(biāo)注成單向正偏差，磨損后無變化的尺寸，一般標(biāo)注正負偏差。 5.4.2 刃口尺寸計算方法 刃口尺寸的計算方法與模具的加工方法有關(guān)。模具加工方法通常有分別加工法和配合加工法兩種，本次設(shè)計中選用分別加工法。 5.4.2.1落料時，以凹模為基準(zhǔn)，由于形狀規(guī)則，采用加工法加工其模具。 查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表3-19和表3-20得 查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表3-25得凸、凹模的制造偏差分別為： 查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表3-24得磨損系數(shù)為： 由《沖壓工藝與模具設(shè)計》表3-23所列公式計算得： 由于 即 故模具精度合適。 5.4.2.2沖孔，以凸模為基準(zhǔn)，因孔形簡單，選用分別加工法加工其模具。 查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表3-25得：。 查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表3-24得： 由《沖壓工藝與模具設(shè)計》表3-23所列公式計算得： 由于 即 故模具精度合適。 5.5 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及標(biāo)準(zhǔn)選用 5.5.1凸模的結(jié)構(gòu)形式及固定方法 5.5.1.1 標(biāo)準(zhǔn)圓凸模的結(jié)構(gòu)形式及固定方法 選用圓柱頭縮桿圓凸模，由于凸模的徑向尺寸較小，因此需要采用凸模固定板固定。凸模以直徑為D的圓柱面與固定板采用H7/m5或者H7/n5的過渡配合。 并通過臺階壓緊在固定板的臺階孔上。防止凸模被拉出。其他標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的圓凸模參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選用。 5.5.1.2 非圓形凸模的結(jié)構(gòu)形式及固定方法 實際生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的是非圓形凸模，非圓形凸模的結(jié)構(gòu)形式主要有兩種：臺階式結(jié)構(gòu)和直通式結(jié)構(gòu)，凡是截面為非圓形額凸模，如果采用臺階式結(jié)構(gòu)，其固定部分應(yīng)盡量簡化成簡單形狀的幾何截面。只要工作部分截面是非圓形的，而固定的部分是圓形的，采用壓入式固定到固定板時，都必須在固定端接縫處加止轉(zhuǎn)銷。此設(shè)計中采用臺階式的結(jié)構(gòu)。 5.5.1.3 凸模尺寸的確定 凸模長度尺寸應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)，并考慮修磨、固定板與卸料板之間的安全距離、裝配等的需要來確定 凸模的長度 5.5.1.4凸模的強度校核。 在一般的情況下，凸模的強度和剛度是足夠的，無需進行強度校核。在對特別細長的凸?；蛲鼓５慕孛娉叽绾苄《鴽_裁的板料厚度較厚時，則必須進行承壓 能力和抗縱彎能力的校核，其目的是檢查其凸模的危險斷面尺寸和自由長度是否滿足要求，以防止凸模縱向失穩(wěn)和折斷。 截面圓形： 截面非圓形： 凸模如圖5-3所示： 圖5-3 凸模 5.5.2 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計及標(biāo)準(zhǔn)選用。 5.5.2.1 凹模的結(jié)構(gòu)形式及固定方式。 凹模有整體式、組合式和鑲塊式三種，整體式凹模是普通沖裁模最常用的結(jié)構(gòu)形式，優(yōu)點是模具結(jié)構(gòu)簡單、強度較好，裝配比較容易、方便。缺點是一旦刃口局部磨損或損壞就需要整體更換，同時由于凹模的非工作部分也采用模具鋼，所以制造成本較高。這種結(jié)構(gòu)只用于中小型沖壓件的模具。 5.5.2.2 凹模的刃口形式。 凹模的刃口形式主要有三種結(jié)構(gòu)。直壁刃口并有帶斜度的漏料孔，這種結(jié)構(gòu)的刃口輕度較高、修模后刃口尺寸不變，漏料孔由于帶有斜度，有利于漏料。斜壁刃口強度不如直壁刃口高，刃口修模后尺寸發(fā)生變化，但刃口內(nèi)不容易聚廢料。隨著電火花線切割技術(shù)在模具制造上的大量使用，這兩種刃口結(jié)構(gòu)的凹模目前使用得非常普遍。 5.5.2.3 凹模的外形設(shè)計。 凹模的外形設(shè)計主要有兩點：設(shè)計形狀和設(shè)計外形尺寸。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定凹模的外形只有兩種形式：矩形和圓形。通常情況下，如果所沖工件的形狀接近于矩形，則選用矩形凹模；如果所沖工件形狀接近于圓形，則選用圓形凹模。 整體式凹模外形尺寸的初步確定通常需要考慮沖件的尺寸、凹模的壁厚c，可以借助與經(jīng)驗公式。 由此得到凹模外形的計算尺寸為： 查表的,， 則： 凹模如圖5-4所示： 圖5-4 凹模 5.5.3 凸凹模的設(shè)計。 凸凹模是復(fù)合模中同事具有落料凸模和沖孔凹模作用的工作零件，他的內(nèi)外緣均為刃口，其形狀和尺寸完全取決于所沖裁件的形狀和尺寸。從強度方面考慮，其壁厚應(yīng)受最小值限制，凸凹模的最小壁厚與模具結(jié)構(gòu)相關(guān)，當(dāng)模具為正裝結(jié)構(gòu)時，內(nèi)孔不積存廢料，脹力小，最小壁厚可以小些。 凸凹模如圖5-5所示： 圖5-5 凸凹模 5.6 模具總體設(shè)計 1）模具類型的選擇 由沖壓工藝分析，采用復(fù)合模沖壓，模具類型為復(fù)合模 2）定位方式的選擇 沖裁使用的擋料銷 3）卸料，初見方式的選擇 工件厚度為2mm，且一個坯料需要旋轉(zhuǎn)完成兩次沖裁成兩件制品，所以需要手動操縱。卸料方式采用彈性卸料和推料桿同時作用。 4）導(dǎo)向方式選擇 導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝在模座的后側(cè)，模座承受偏心載荷，導(dǎo)向精度不高，但是送料方便，適合于一般精度要求的模具，所以選用后側(cè)導(dǎo)柱模架。 5.7 定位零件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)的選用 定位零件的作用是確定送進模具的毛坯咋模具中的正確位置，以保證沖出合格的零件。送進模具的毛坯通常有兩種：條料和單個毛坯。 條料由于是沿著一定的方向“推進”模具的，因此它的定位必須是兩個方向的：在與送料方向垂直方向上定位，以保證條料沿正確的方向送進，稱為導(dǎo)料，常用的有導(dǎo)料板、導(dǎo)料銷；在送料前方定位。以控制條料每次送進模具的距離，稱為擋料，常見的有擋料銷、側(cè)刃等。對于塊料或工序件的定位，只需將其放進模具中預(yù)先確定的位置即可，因此通常在模具的相應(yīng)位置上設(shè)置定位板或定位銷。 5.7.1 導(dǎo)料零件 常見的導(dǎo)料零件有導(dǎo)料板、導(dǎo)料銷和側(cè)刃裝置，它們的作用是保證條料沿著正確的方向送進模具。 在一副模具中，側(cè)壓裝置的數(shù)量和位置視實際需要而定，彈片式和彈片壓塊式通常為2~3個。需要注意的是，板料厚度在0.3mm以下的薄板不宜采用側(cè)壓裝置。 5.7.2 擋料零件 常見的擋料零件有擋料銷、側(cè)刃和導(dǎo)正銷。擋料銷又分為固定擋料銷和活動擋料銷。活動的擋料銷包括譚頂擋料銷、回帶式擋料銷和始用擋料銷。他們的作用都是控制條料送進模具的距離，即控制進距的。 活動擋料裝置，擋料銷選用45鋼，熱處理硬度是43~48HRC，利用彈片、螺釘及擋料銷。 擋料銷如圖5-6所示： 圖5-6 擋料銷 彈片如圖5-7所示： 圖5-7 彈片 5.7.3 定位板和定位銷 定位板和定位銷是作為單個坯料或工序件定位用的。定位原理是依據(jù)坯料或工序件的外形或內(nèi)孔進行定位的，當(dāng)所沖坯料的外形比較簡單時一般可采用外形定位，當(dāng)所沖坯料的外輪廓較復(fù)雜時一般采用內(nèi)孔定位。 定位板如圖5-8所示： 圖5-8 定位塊 定位銷如圖5-9所示： 圖5-9 定位銷 5.8 壓料、卸料、送料零件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)的選用 壓料、卸料、送料零件的作用是壓住板料、卸下、推出制件與廢料，包括卸料零件、推件零件、頂件零件、廢料切斷口等。 5.8.1 卸料零件 卸料零件的作用是卸下箍在凸?；蛲拱寄Ｍ饷娴闹萍驈U料，根據(jù)卸料力的來源不同，分為剛性卸料裝置和彈性卸料裝置兩種。 剛性卸料裝置：僅由一塊板構(gòu)成，直接利用螺釘和銷釘固定在凹模上。將卸料板和導(dǎo)料板分開制作，這是沖裁模中的最常用的結(jié)構(gòu)，主要用于條料寬度較大 的平板的沖裁卸料，剛性卸料裝置的主要作用是卸料，在卸料前并不與板料接觸，所提供的卸料力是由于剛性撞擊而產(chǎn)生的，因此這種卸料裝置通常在所沖板料較厚，所需卸料力較大，對制件平面度要求不高的沖裁時的卸料。 彈性卸料裝置：結(jié)構(gòu)較剛性卸料裝置復(fù)雜，一般由卸料板、彈性元件（彈簧或者橡膠）和卸料螺釘三個零件組成，彈性卸料裝置通常安裝在上模，也可以安裝在下模。彈性卸料裝置主要用于薄料，所需卸料力不大、對板的平面度有要求的沖裁件的卸料。 綜上所述：選用彈性卸料裝置。 卸料板：平板卸料板和帶臺階卸料板外形的平面形狀和尺寸一般與凹模一 致，帶臺階卸料板的臺階高度，當(dāng)安裝的彈性元件過多過大時，允許將卸料板的平面尺寸加大，材料選用45鋼，熱處理硬度43~48HRC. 卸料板如圖5-10所示： 圖5-10 卸料板 卸料螺釘：作用是聯(lián)接卸料板并保證卸料板的卸料行程，沖模中使用最多是圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘，材料選用45鋼，熱處理硬度43~48HRC。 彈性元件：常用的彈性元件是彈簧和橡膠，為標(biāo)準(zhǔn)件，可依據(jù)卸料力的大小及模具結(jié)構(gòu)，參考有關(guān)沖壓手冊進行選用，其中彈簧多選用彈簧絲截面為矩形的圓柱形螺旋彈簧。選用橡膠。 5.9 導(dǎo)向零件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)的選用 導(dǎo)向零件的作用是保證運動導(dǎo)向和確定上、下模相對位置，目的是使凸模能正確進入凹模，并盡可能的使凸、凹模周邊間隙均勻。使用最廣泛的導(dǎo)向裝置是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的選用首先應(yīng)根據(jù)沖裁間隙選擇導(dǎo)向裝置的精度等級和類型，由已選定的上、下模座上的導(dǎo)套孔和導(dǎo)柱孔的直接確定導(dǎo)套、導(dǎo)柱的直徑，由模具 的閉合高度確定導(dǎo)套、導(dǎo)柱的長度。導(dǎo)柱、導(dǎo)套材料選用20Cr,表面滲碳深度0.81.2mm,硬度5862HRC， 5.10 連接與固定零件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)的選用 連接與固定零件的作用是講凸模、凹模固定與上、下模，以及將上、下模固定在壓力機上，包括模座、模柄、墊板、固定板、螺釘和銷釘?shù)取? 5.10.1 模座 有上模座和下模座，作用是用于裝配和支承上?；蛳履Ｋ玫牧悴考Ｉ?、下模座與導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成標(biāo)準(zhǔn)模架，根據(jù)導(dǎo)柱、導(dǎo)套間的運動關(guān)系不同，標(biāo)準(zhǔn)模分為沖?；瑒訉?dǎo)向模架和沖模滾珠導(dǎo)向模架兩種，每種模架按照導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝位置的不同又分為四種。對角導(dǎo)柱模架、后側(cè)導(dǎo)柱模架、中間導(dǎo)柱模架、四導(dǎo)柱模架。根據(jù)此設(shè)計的要求選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架，導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝在模座的后側(cè)，模座承受偏心載荷，導(dǎo)向精度不高，但送料方便，適合于一般精度要求的模具。 5.10.2 模柄 模柄的作用是把模具的上模固定在壓力機滑塊上，通常應(yīng)用于中小型模具。模柄是標(biāo)準(zhǔn)件。標(biāo)準(zhǔn)模柄依據(jù)其與上模座固定方式的不同有多鐘，模柄的選用依據(jù)是壓力機模柄孔的直徑，必須使壓力機模柄孔的直徑等于模柄直徑，其中帶孔的模柄適用于有剛性推件裝置的模具模柄材料采用45鋼。選用壓入式模柄。 模柄如圖5-11所示： 圖5-11 模柄 5.10.3 固定板 固定板有凸模固定固定板和凹模固定板兩種，作用是安裝并固定小型的凸?；虬寄?，并作為一個整體最終安裝在上模座或下模座上。固定板是標(biāo)準(zhǔn)件，分為矩形固定板和圓形固定板兩種。 凸模固定板的選用依據(jù)是凹模的外形及尺寸。即固定板的平面尺寸與凹模相同，厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍，固定板的凸模安裝孔與凸模采用過渡配合或者，壓裝后將凸模端面與固定板一起磨平。固定板材料選用45鋼，熱處理硬度2832HRC. 固定板如圖5-12所示： 圖5-12 固定板 5.10.4 墊板 墊板設(shè)在凸、凹模座之間，承受和分散沖壓負荷，防止上、下模座被壓出凹坑。 墊板是標(biāo)準(zhǔn)版，有圓形墊板和矩形墊板，選用依據(jù)是凹模的外形及尺寸，即墊板的平面尺寸與凹模相同，厚度一般是512mm，材料選用45鋼，熱處理硬度4345HRC. 5.10.5 螺釘和銷釘 沖壓模具中常用的內(nèi)六角圓柱頭螺釘固定模具零件，利用圓柱銷釘對模具零件進行定位。他們都是標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計時按標(biāo)準(zhǔn)選用，通常同一副模具中螺釘、銷釘?shù)闹睆较嗤?，?guī)格大小可依據(jù)凹模厚度確定。 6.設(shè)備的選擇 沖裁設(shè)備是完成沖裁加工的三要素之一，設(shè)備選擇得合適與否將直接影響模具的使用，重載所使用設(shè)備通常為曲柄壓力機，設(shè)備選擇的依據(jù)是沖裁工藝力的大小和模具結(jié)構(gòu)。 6.1設(shè)備選擇 采用彈性卸料裝置和上出料方式，總的沖裁工藝力為： 選擇壓力機，主要參數(shù)如下： 公稱壓力200KN。最大閉合高度：180mm,閉合高度調(diào)節(jié)量：45mm。工作臺尺寸：；工作孔尺寸：。模柄孔尺寸：。 6.2 設(shè)備驗收 由標(biāo)記為“滑動導(dǎo)向下模座 中間導(dǎo)柱”可知，下模座平面的最大外形尺寸為：2，長度方向單邊小宇壓力機工作臺面尺寸，下模座的平面尺寸單邊大于壓力 工作臺孔尺寸，因此滿足模具安裝要求。 模具的閉合高度為： 小于壓力機 的最大閉合高度，因此所選設(shè)備合適。 7. 制定模具零件加工工藝過程 凹模加工工藝過程 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備 1 備料 將毛坯鍛成 2 熱處理 退火 3 銑 銑六面，厚度留單邊磨量 銑床 4 平磨 磨厚度上限尺寸，磨側(cè)基面保證互相垂直 平面磨床 5 鉗工 劃各型孔、銷孔位置線，劃漏料孔輪廓線 6 銑 漏料孔達要求 銑床 7 鉗工 鉆底孔，在各型孔處鉆穿攻絲 鉆床 8 熱處理 淬火、回火，保證硬度 9 平磨 磨厚度及側(cè)基面見光 平面磨床 10 線切割 按圖切割各型孔，留單邊研磨 線切割 11 鉗工 研光各型孔達到要求 12 檢驗 沖孔凸模加工工藝過程 工序號 工序名稱 工序名稱 設(shè)備 1 備料 備料 2 熱處理 退火 3 車外面 車外面配合尺寸 車床 4 車工作尺寸 車工作尺寸達要求 車床 5 倒角 倒角達要求 車床 6 鉗工 拋光達表面要求 7 熱處理 淬火，回火保證 8 鉗工 磨平上下表面達要求 9 檢驗 卸料板加工工藝過程： 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備 1 備料 將毛坯鍛成 2 熱處理 退火 3 銑 銑六面，厚度留單邊磨量 銑床 4 平磨 磨厚度到上限尺寸，磨側(cè)基面保證相互垂直 平面磨床 5 鉗工 劃各型孔，銷孔位置劃漏孔輪廓線 6 線切割 按圖切割各型孔，保證雙面間隙 線切割機床 7 鉗工 鉆攻 鉆沉孔 鉆床 8 平磨 磨厚度及幾面見光 平面磨床 9 鉗工 研光各型孔達到要求 10 檢驗 凸模固定板的加工工藝過程： 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備 1 備料 將毛坯鍛成 2 熱處理 退火 3 銑 銑六面，厚度留單邊磨量 銑床 4 平磨 磨厚度到上限尺寸，磨側(cè)基面保證互相垂直 平面磨床 5 鉗工 劃各型孔，螺孔，銷孔位置漏孔輪廓線 67 線切割 按圖切割各型孔，保證配合尺寸 線切割機床 7 鉗工 鉆鉸，鉆攻,鉆沉孔 鉆床 8 鉗工 鉚接處倒角 9 平磨 磨厚度及基面見光 平面磨床 10 鉗工 研光各型孔達要求 11 檢驗 上模座加工工藝過程： 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備 1 備料 取標(biāo)準(zhǔn)上模座 2 熱處理 退火 3 平磨 平磨上下平面達要求 平面磨床 4 鉗工 劃螺孔，銷孔位置劃模柄孔輪廓線 5 線切割 按圖切割各型孔，保證配合尺寸 線切割機床 6 鉗工 鉆鉸各種孔達要求 鉆床 7 鉗工 研光各型孔達要求 8 檢驗 下模座同上面一樣的步驟。 8 總裝圖 圖8-1 總裝圖 圖8-2 三維圖 26 結(jié)束語 通過沖壓模具設(shè)計,對沖壓模具更加理解。對沖壓模具設(shè)計理念有一個完整的新的認識。讓我學(xué)習(xí)不同于課堂的新事物,提高自己的能力。雖然我設(shè)計模具可能會有一些缺陷,但通過這次設(shè)計,讓我學(xué)習(xí)實踐知識。 在未來我將繼續(xù)努力工作,設(shè)計更優(yōu)秀的模具。 在掌握專業(yè)知識的同時,這種設(shè)計讓我鞏固軟件知識,知識映射。我感覺豐收。 參考文獻 [1] 陳于萍.公差配合與技術(shù)測量.北京：機械工業(yè)出版社，2006. [2] 劉少年.機械制圖. 北京：機械工業(yè)出版社，2008. [3] 胡大超.機械制造基礎(chǔ).北京：高等教育出版社，2009. [4] 趙先仲.金屬材料與熱處理.北京:機械工業(yè)出版社，2006. [5] 李華.機械制造技術(shù).北京：高等教育出版社，2006. [6] 柯旭華.張清.沖壓工藝與模具設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社，2006. [7] 王衛(wèi)衛(wèi).材料成型設(shè)備.北京：機械工業(yè)出版社，2008. [8] 王新華.沖模設(shè)計與制造使用計算手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2008. 致謝 通過這次畢業(yè)設(shè)計發(fā)現(xiàn)一個人的力量遠遠不夠,缺乏知識,真正提高自己的能力,更多的知識來豐富自己,同時更缺少不了同學(xué)的幫助和老師的指導(dǎo)。做畢業(yè)設(shè)計的過程中,遇到了很多自己的經(jīng)驗和知識不能解決這個問題,一些問題通過他們搜索信息,讀書是解決。但也有一些問題在書中甚至互聯(lián)網(wǎng)是很難找到,但在同學(xué)的幫助下都容易解決。但對他的幫助是偉大的教師,他刻意堅持每周周二必須檢查一遍,檢查我們的錯誤,一定要改變,而且還教我們小心,指出我們的錯誤和如何糾正錯誤。 在這里我告訴同學(xué)幫助我深深的謝意,我的指導(dǎo)老師——曾一凡老師再次表示衷心的感謝,并祝老師身體健康,萬事如意