墊圈的沖壓模具設(shè)計(jì)【三孔圓形墊片】【復(fù)合?！俊菊f(shuō)明書(shū)+CAD】,三孔圓形墊片,復(fù)合模,說(shuō)明書(shū)+CAD,墊圈的沖壓模具設(shè)計(jì)【三孔圓形墊片】【復(fù)合模】【說(shuō)明書(shū)+CAD】,墊圈,沖壓,模具設(shè)計(jì),圓形,墊片,復(fù)合,說(shuō)明書(shū),仿單,cad XXXX 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文) 作 者： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)院（系、部）： 專(zhuān) 業(yè)： 題 目：墊片復(fù)合模具設(shè)計(jì) 指導(dǎo)者： 評(píng)閱者： 2014 年 X 月 XX 日 第 頁(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 中 文 摘 要 本文分析了墊片復(fù)合的結(jié)構(gòu)、尺寸、精度和原材料性能，并具體指出 了該產(chǎn)品的成型難點(diǎn)；擬定了模沖孔落料模具沖壓工藝方案；詳細(xì)闡述了排 樣設(shè)計(jì)方法和過(guò)程，確定了該產(chǎn)品需要沖孔、落料的二維和排樣圖；完成了 所有必要的工藝計(jì)算，包括模具刃口尺寸、各工位沖壓力、總的沖壓工藝力、 壓力中心等；概述了模具概要設(shè)計(jì)方法，系統(tǒng)的闡述了模具主要零件的結(jié)構(gòu)、 尺寸設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)的選用。同時(shí)闡述了模具的工作過(guò)程、各成形動(dòng)作的協(xié)調(diào)性 并對(duì)設(shè)備選擇和核算進(jìn)行了較為細(xì)致的敘述。 關(guān)鍵詞 模具 工藝分析 零件設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì) 第 頁(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） 外 文 摘 要 Title Design of the Stamping Process and the die for the spring hook Abstract This paper analyzes the technical characteristics of the spring hook such as configuration dimension precision and the capability of the raw materials .There are including the difficulties of this production in the molding ,studying out the technics of the progressive die ,making sure the layout project and the die general structure. The progressive die could complete thirteen processes that include punching, blanking, bending and so on .It has finished all needed technical count ,including the knife-edge of the mold, the force of ench process , punch technical force of the all process and the stress center of the mold .It summarizes the method of designing this mold .It introduces the design and manufacture of the punch, the die, the stripping device, the pushing device, and the blanking holders in details. And it also expatiates the working process of the die, the coordination about each motion of figurations. Besides it has a section about equipment choosing and proofreading. Keywords bend product progressive-die technical analysis die design 第 I 頁(yè) XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 頁(yè) 目 錄 目 錄 .III 前 言 .1 第 一 章 工 藝 設(shè) 計(jì) .12 1.1 零 件 介 紹 .12 1.2 零 件 工 藝 性 分 析 .13 1.3 工 藝 方 案 的 確 定 .13 第 二 章 排 樣 設(shè) 計(jì) .15 2.1 毛 坯 排 樣 設(shè) 計(jì) .15 2.2 材 料 的 利 用 率 .18 第 三 章 工 藝 計(jì) 算 .20 3.1 沖 壓 工 藝 力 的 計(jì) 算 .20 3.1.1 沖 裁 力 計(jì) 算 .20 第 四 章 模 具 總 體 概 要 設(shè) 計(jì) .23 4.1 模 具 概 要 設(shè) 計(jì) .23 4.2 模 具 零 件 結(jié) 構(gòu) 形 式 確 定 .23 4.2.1 定 位 機(jī) 構(gòu) .25 4.2.2 卸 料 機(jī) 構(gòu) .25 4.2.3 導(dǎo) 向 機(jī) 構(gòu) 。 .25 第 五 章 模 具 詳 細(xì) 設(shè) 計(jì) .27 5.1 工 作 零 件 .27 5.1.1 沖 裁 凸 、 凹 模 刃 口 尺 寸 計(jì) 算 .27 5.1.2 凸 模 高 度 設(shè) 計(jì) .30 5 1.3 定 位 零 件 .30 5.1.4 擋 料 零 件 .31 5.2 出 件 零 件 .31 5.2.1 卸 料 零 件 .31 5.3.2 頂 件 零 件 .32 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 I 頁(yè) 5.3 導(dǎo) 向 零 件 .33 5.4 其 他 零 件 .33 第 六 章 設(shè) 備 選 擇 .35 6.1 設(shè) 備 噸 位 確 定 .35 6.1.1 設(shè) 備 類(lèi) 型 的 選 擇 .35 6.1.2 設(shè) 備 規(guī) 格 的 選 擇 .35 6.2 設(shè) 備 校 核 .36 6.2.1.壓 力 行 程 .36 6.2.2.壓 力 機(jī) 工 作 臺(tái) 面 尺 寸 .36 結(jié) 論 .37 參 考 文 獻(xiàn) .38 致 謝 .39 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 0 頁(yè) 前 言 隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展, 越來(lái)越多的產(chǎn)品依賴(lài)模具加工, 模具工業(yè)已成為工業(yè) 發(fā)展的基礎(chǔ)。模具質(zhì)量好壞直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量, 模具的質(zhì)量不僅表現(xiàn)在制造質(zhì)量, 也表現(xiàn)在安裝調(diào)整維護(hù)保養(yǎng)等方面的后續(xù)工作質(zhì)量。因此, 在模具在加工過(guò)程和質(zhì) 量控制中, 要采取相應(yīng)的措施, 杜絕類(lèi)似事故的發(fā)生。 1 沖壓制品設(shè)計(jì)概論 1.1 模具的概念及其在工業(yè)生產(chǎn)中的作用 在工業(yè)生產(chǎn)中，用各種壓力機(jī)和裝在壓力機(jī)上的專(zhuān)用工具，通過(guò)壓力機(jī)的壓力， 使金屬或非金屬材料在專(zhuān)用工具內(nèi)變形、流動(dòng)獲得所需形狀和尺寸的工件，這種專(zhuān) 用工具統(tǒng)稱(chēng)為模具。 模具是成型金屬、塑料、橡膠、玻璃、陶瓷等制件的基礎(chǔ)工藝設(shè)備，是工業(yè)生 產(chǎn)中發(fā)展和實(shí)現(xiàn)少無(wú)切屑技術(shù)不可缺少的工具。如汽車(chē)、拖拉機(jī)、電器、電機(jī)、儀 器儀表、電子等行業(yè)有 60%80%的零件需用模具加工，輕工日用品的生產(chǎn)需用模 具更多，螺釘、螺母、墊圈等標(biāo)準(zhǔn)零件，沒(méi)有模具就無(wú)法大量生產(chǎn)。由此看來(lái)，模 具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的主要工藝設(shè)備之一。 模具是一種高效率的工藝設(shè)備，用模具進(jìn)行各種材料的成型，可實(shí)現(xiàn)高速度的 大批量生產(chǎn)，并能在大量生產(chǎn)條件下穩(wěn)定的保證制件的質(zhì)量、節(jié)約原材料。因此， 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具的應(yīng)用日益廣泛，是當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展 方向。許多現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，在很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā) 展水平。模具工業(yè)的水平和發(fā)展?fàn)顩r已被認(rèn)為是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志 之一 1.2 沖壓加工工藝及其應(yīng)用 沖壓是指在常溫下利用模具在壓力機(jī)的作用下，對(duì)材料施加壓力，將材料分離 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 1 頁(yè) 和變形，從而獲得一定形狀、尺寸和精度零件的一種加工方法，又可稱(chēng)為冷沖壓或 板料沖壓。沖壓加工與其它機(jī)械加工方法相比，具有很多優(yōu)點(diǎn)：（1）生產(chǎn)效率高， 可實(shí)現(xiàn)制品與零件的高速度大量的生產(chǎn)。（2）節(jié)約原材料，可實(shí)現(xiàn)少切屑、無(wú)切 屑加工。（3）制件質(zhì)量穩(wěn)定，有良好的互換性。（4）操作工藝簡(jiǎn)單，利用模具生 產(chǎn)制品時(shí)，不需要操作者有較高的技藝水平。（5） 利用模具批量生產(chǎn)的零件和制 品成本低廉。（6）所加工出的零件與制品可一次成型，不需進(jìn)行再加工。（7）能 制造出其他加工工藝方法難以加工、形狀比較復(fù)雜的零件制品。（8）容易實(shí)現(xiàn)生 產(chǎn)的自動(dòng)化及半自動(dòng)化。 由于沖壓工藝的這些特點(diǎn)，因此其應(yīng)用范圍極廣，從精細(xì)的電子元件、儀表指 針到汽車(chē)的覆蓋件和大梁、高壓容器封頭及航空航天器的蒙皮、機(jī)身等，均需沖壓 加工。目前用沖壓工藝所獲得的制品，在現(xiàn)代汽車(chē)、拖拉機(jī)、電機(jī)電器、儀器儀表 及無(wú)線(xiàn)電電子產(chǎn)品和人們?nèi)粘Ｉ钪校颊加惺种匾牡匚弧?當(dāng)然，沖壓工藝和其它加工方法一樣，也有其自身的局限性，如：沖模結(jié)構(gòu)比 較復(fù)雜，制造周期長(zhǎng)，模具價(jià)格偏高，在單件小批量、多品種生產(chǎn)時(shí)經(jīng)濟(jì)上不合算。 沖模是沖壓生產(chǎn)中必不可少的工藝裝備。其模具結(jié)構(gòu)必須滿(mǎn)足沖壓生產(chǎn)的要求， 不僅要沖壓出合格的零件制品，而且要適應(yīng)批量生產(chǎn)的需要，操作要方便、使用壽 命要長(zhǎng)、安全可靠、成本低廉，并能容易制造和維修。 1.3 沖壓所用材料及其性能 沖壓所用的材料主要是金屬材料，有普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、不銹鋼和黃銅 板（帶）、鋁板（帶）等，有時(shí)也用非金屬材料，如膠木板、塑料板和纖維板等。 沖壓用材料大部分是各種規(guī)格的條料、帶料、卷料和塊料，有時(shí)也對(duì)某些型材及管 材進(jìn)行沖壓加工。 用于沖壓的材料不僅要滿(mǎn)足制件的設(shè)計(jì)要求，還必須滿(mǎn)足材料的沖壓性能。 材料的沖壓性能是指它們對(duì)各種沖壓加工的適應(yīng)能力，即具有良好的塑性、便 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 2 頁(yè) 于加工、容易得到高質(zhì)量和高精度的沖壓件，生產(chǎn)效率高、模具損耗低、不易出廢 品等。 金屬材料的沖壓性能，是各種材料的力學(xué)指數(shù)通過(guò)比較進(jìn)行分析的。其力學(xué)性 能的強(qiáng)度指數(shù)主要有材料的屈服強(qiáng)度 s、抗拉強(qiáng)度 b、屈強(qiáng)比 s/b縮頸應(yīng)力 j、 斷裂應(yīng)力 f、材料的彈性模量 E 與屈服強(qiáng)度的比值 E/s，塑性指數(shù)有材料的總伸長(zhǎng) 率 、均勻收縮率 u、斷面收縮率 、均勻變形的單面收縮率 u等。 一般地說(shuō)，材料的 s/b值愈小，形成過(guò)程中斷裂的危險(xiǎn)愈小， E/s值愈大， 材料成形過(guò)程中的回彈愈小，材料的 與 值愈大，材料在破壞前的可塑性愈大， w、w 、w/、w/ 的值愈大，材料的溫定性能愈好，因而其沖壓性能也愈好。 1.4 沖模的組成 沖模主要由以下幾部分組成： 1.工作零件 工作零件用以直接和板料接觸，由其施加給板料壓力后使之分離 或變形完成板料沖壓過(guò)程。工作零件主要包括凸模、凹模、凸凹模等 2.定位零件 定位零件的作用是確定板料或胚件相對(duì)于沖模的正確位置，以保 證沖件質(zhì)量。主要包括擋料銷(xiāo)、定距側(cè)刀、導(dǎo)正銷(xiāo)、定位板、定位銷(xiāo)、導(dǎo)料板和導(dǎo) 向槽等 3.卸料裝置零件 卸料零件主要用來(lái)卸除套在凸模上的零件或廢料。主要包括 卸料板、卸料桿、廢料刀等。 4.壓料裝置及零件 用來(lái)壓住胚料或胚件以保證在沖壓時(shí)，使材料能順利的進(jìn) 行變形。它主要包括壓料板、壓邊圈等，主要用于拉深模結(jié)構(gòu)。 5.導(dǎo)向零件 導(dǎo)向零件主要用以保證凸模與凹模之間具有準(zhǔn)確位置。主要包括 導(dǎo)套、導(dǎo)柱、導(dǎo)板等。 6.推件裝置與零件 推件零件主要用來(lái)將沖后的零件制品及廢料，從凹?；虬?凸模里推出。包括推桿、推板、打料桿及各類(lèi)推件器等。 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 3 頁(yè) 7.支撐及支持零件 支撐及支持零件主要用來(lái)連接及固定工作零件，使之成為 完整的模具結(jié)構(gòu)。主要包括上、下模板，模柄，凸、凹模固定板，墊板，限位器等。 8.緊固零件 緊固零件主要用來(lái)緊固、連接各類(lèi)沖模零件，如各類(lèi)螺釘、銷(xiāo)釘 等，其中模具中的圓柱銷(xiāo)還起穩(wěn)固定位的作用。 9.緩沖零件 緩沖零件主要包括彈簧、壓簧、緩沖橡皮等。模具中的緩沖零件 主要利用其彈力，起卸退料作用 通常情況下，模具的工作零件、定位零件、卸、推料零件稱(chēng)為模具的藝零件， 而導(dǎo)向零件、支撐及支持零件、緊固零件、緩沖零件稱(chēng)為沖模的輔助零件。 實(shí)際上，對(duì)于每一套沖模，它們都必然形成完整的獨(dú)立整體，是由各種不同零 件結(jié)合而成的。根據(jù)每個(gè)零部件的作用、要求可以進(jìn)行基本分類(lèi)。對(duì)于同樣作用的 零部件，由于使用條件不同，其結(jié)構(gòu)形式也多種多樣。目前，我國(guó)對(duì)沖壓模具以制 定了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（簡(jiǎn)稱(chēng)國(guó)標(biāo)），其中包括：模架、典型組合、零部件、模架技術(shù)條件、 典型組合技術(shù)條件、零部件技術(shù)條件等。這對(duì)簡(jiǎn)化模具設(shè)計(jì)與制造、提高模具壽命、 降低成本、縮短模具制造周期都有十分重要的意義。 1.5 沖模的工作部分零件必須具備的性能 沖模的工作部分零件又稱(chēng)成型零件，它主要包括凸模、凹模及凸凹模等。由于 沖壓有冷沖壓與熱沖壓，而沖壓工序又分為分離工序（沖裁）與成型工序（彎曲、 拉深、成形）兩大類(lèi)。在分離工序的工作過(guò)程中，除承受使材料分離所需的沖壓力 外，還承受著與材料斷面間的劇烈摩擦；在成形工序的工作過(guò)程中，沖模除承受材 料塑性變形所需的沖壓力外，其表面也受到材料的塑性流動(dòng)而產(chǎn)生的強(qiáng)力摩擦。因 此，這就要求沖模的工作部位要具備耐沖擊、耐磨損的高強(qiáng)度、高硬度性能。而在 材料加熱狀態(tài)下使用的沖模，工作零件還要求具有耐熱性能，這樣才能保證其沖模 的耐用度及使用壽命。 根據(jù)沖模的上述要求，沖模的工作部分一般采用碳素工具鋼或合金工具鋼制成。 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 4 頁(yè) 對(duì)于高速?zèng)_壓或要求高壽命的沖模，其工作部分可采用硬質(zhì)合金制作。 1.6 沖模的成形特點(diǎn) 沖模是指在室溫下把金屬或非金屬板料放在模具內(nèi)，通過(guò)壓力機(jī)和模具對(duì)板料 施加壓力，使板料發(fā)生分離或變形制成所需零件的模具。各類(lèi)冷沖模的成形特點(diǎn)是： 1)沖裁模。沖裁模的成形特點(diǎn)是：將一部分材料與另一部分材料分離。落料沖 裁模的成型特點(diǎn)是將材料封閉的輪廓分開(kāi)，而最終得到的是一平整的零件。而沖孔 沖裁模的成型特點(diǎn)是將零件內(nèi)的材料與封閉的輪廓分離，使零件得到孔。 2）彎曲模。彎曲模的成形特點(diǎn)是：將板料或沖裁后的胚料通過(guò)壓力在模具內(nèi) 彎成一定的角度和形狀。 3)深模。拉深模的成形特點(diǎn)是：將經(jīng)過(guò)沖裁所得到的平板胚料，壓制成開(kāi)口的 空心零件。 4）形模。成形模的成形特點(diǎn)是：用各種局部變形的方法來(lái)改變零件或胚料的 形狀。 5)冷擠壓模。冷擠壓模的成形特點(diǎn)是：在室溫下，在模具型腔內(nèi)將金屬胚料加 壓，使其產(chǎn)生塑性變形，擠壓成所需的形狀、尺寸及性能的零件制品。 2 沖壓模具加工過(guò)程中的問(wèn)題與質(zhì)量控制 2.1 冷沖壓模具安裝的問(wèn)題 模具的安裝分成兩部分: 一是把模具裝到模架上;二是把已裝到模架上的整副模 具裝入沖床內(nèi)。 2.1.1 裝配到模架 在裝配前對(duì)模架安裝表面進(jìn)行去毛刺處理。裝配時(shí)檢查所需 的固定螺釘, 特別是一副模具拆下來(lái)后,有很多的螺釘,規(guī)格長(zhǎng)短不一,緊固用的螺栓 插入螺栓孔中的長(zhǎng)度應(yīng)大于螺栓直徑的 1. 52 倍。如 M10mm 的螺栓其旋入螺紋 孔中的長(zhǎng)度應(yīng)是 1520mm。 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 5 頁(yè) 帶有導(dǎo)向裝置( 即導(dǎo)柱) 模架, 裝進(jìn)模具時(shí)其各類(lèi)模板的上、下之間的相對(duì)位 置已由導(dǎo)向裝置保證, 不需調(diào)整。但在裝配時(shí) , 模板表面不能夾有臟物 , 否則造成不 對(duì)中。各模板之間的組裝均帶有兩支定位銷(xiāo), 由兩支定位銷(xiāo)來(lái)保證其相互之間的位 置,所以要注意定位銷(xiāo)套入深度, 以保證其有效性, 定位銷(xiāo)外圓若出現(xiàn)磨損應(yīng)換。 裝配模具時(shí), 先把要裝在一起的模板對(duì)準(zhǔn)定位銷(xiāo)套在一起,用銅捧或塑料錘輕輕 把模板敲一敲使之平坦的緊貼在一起, 然后把緊固螺釘先用手旋入, 之后再用板手 擰緊。擰緊螺釘時(shí)注意對(duì)稱(chēng)緊固且不要一步到位, 采用逐步到位方式以保持均衡。 上、下模架合裝后, 應(yīng)檢查鋼珠保持架的伸出長(zhǎng)度。在沖床上死點(diǎn)位置時(shí), 鋼珠保 持架最上一排鋼珠不露出導(dǎo)套,接近與該面平齊為宜。 2.1.2 裝入沖床 模具在工具間組裝完畢后裝入沖床時(shí),若是以下模架與沖床工 作臺(tái)定位作為安裝基準(zhǔn),則先把下模架裝上定位銷(xiāo)及固定螺釘,然后再降下滑塊,直到 塊與上模架之間存有 0.50.8mm 的間隙,然后裝上上模架與滑塊的固定螺釘, 先用 手?jǐn)Q緊后用捧進(jìn)( 緩動(dòng)) 的方式稍為抬高沖床滑塊連同上模架上、下動(dòng)作 34 次, 再擰緊固定螺釘。若是以上模架與滑塊定位作為安裝基準(zhǔn),則步驟與上述相反。完成 所有的模具安裝工作后,先單動(dòng)沖床, 確認(rèn)模具能正常工作后,才能進(jìn)行沖壓生產(chǎn)。 2.2 關(guān)于冷沖壓模具加工過(guò)程中工藝改進(jìn)措施 2.2.1 改進(jìn)后的工藝流程方案一軋材毛坯下料( 或鑄造連軋加壓毛坯)加熱 鍛造進(jìn)冷床微風(fēng)( 或水霧 ) 淬火冷卻到( 冷卻速度控制在 2045/min)一定溫度 下貝氏體等溫轉(zhuǎn)變 25min 左右空冷到 280 220地坑保溫回火( 注意控 制溫度和時(shí)間) 埋沙保溫冷卻抽樣檢驗(yàn)。 2.2.2 改進(jìn)后的工藝流程方案二金屬模加壓鑄造 進(jìn)冷床微風(fēng)(或水霧) 淬火冷 卻到( 冷卻速度控制在 2045/min)一定溫度下貝氏體等溫轉(zhuǎn)變 25min 左右空 冷到 280220地坑保溫回火(注意控制溫度和時(shí)間)埋沙保溫冷卻抽樣檢 驗(yàn)。 2.3 冷作模具主要失效形態(tài)的質(zhì)量控制 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 6 頁(yè) 冷作模具主要失效形式有過(guò)載失效、磨損失效和疲勞失效等,其典型的失效形態(tài) 下面分別討論。 2.3.1 過(guò)載失效 過(guò)載失效系指材料本身承載能力不足以抵抗工作載荷( 包括約 10% 的隨機(jī)波動(dòng)載荷) 作用引起的失效 , 包括韌度不足和強(qiáng)度不足兩類(lèi)失效。其中 對(duì)韌度不足出現(xiàn)的脆斷失效應(yīng)予以重視1 。 （1） 材料韌度不足的失效 由于此類(lèi)失效前無(wú)宏觀征兆和斷裂突發(fā)性,是冷作 模具失效中最危險(xiǎn)的事故,以往因此類(lèi)失效曾出現(xiàn)過(guò)人身事故,給生產(chǎn)安全和經(jīng)濟(jì)建 設(shè)造成很大的損失。這種失穩(wěn)態(tài)下的斷裂失效在冷擠壓和冷鐓模具中容易出現(xiàn),如沖 頭折斷、開(kāi)裂,甚至產(chǎn)生爆裂, 其特征是失效產(chǎn)生前無(wú)明顯塑性變形, 宏觀斷口無(wú)剪 切唇,且比較平坦,造成模具不可修復(fù)的永久失效。 （2）強(qiáng)度不足失效 在冷鐓、冷擠壓沖頭中材料, 抗壓、彎曲抗力不足,易出 現(xiàn)鐓頭下凹、彎曲變形失效。在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中容易產(chǎn)生此類(lèi)失效,這與工作載荷過(guò)大,模 具硬度偏低有關(guān)。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明, 黑色金屬冷鐓沖頭硬度小于 56HRC、冷擠沖頭硬 度小于 62HRC 時(shí)易出現(xiàn)這類(lèi)失效 , 同時(shí)說(shuō)明材料強(qiáng)度不足, 塑性有余,有韌度潛力可 以發(fā)揮。解決此類(lèi)模具早期失效的經(jīng)驗(yàn)方法是脆斷失效減硬度, 變形失效增硬度。 2.3.2 磨損失效 磨損失效是指模具工作部位與被加工材料之間的摩擦損耗,使 工作部位( 刃口、沖頭) 形狀和尺寸發(fā)生變化引起的失效。它又包括正常磨損失效和 非正常磨損失效兩類(lèi): (1)正常磨損失效對(duì)表面尺寸要求嚴(yán)格的冷沖壓、冷擠壓模具,在保證材料不斷 裂的前提 下, 模具壽命取決于表面抗磨損能力。模具工作部位與被加工材料之間的均勻 摩擦損耗,使工作部位( 刃口、沖頭)形狀和尺寸發(fā)生變化引起的失效。通常模具使 用壽命較長(zhǎng), 如表面質(zhì)量要求高的沖裁模、擠壓模易產(chǎn)生此類(lèi)失效。 ( 2)非正常磨損失效在局部高壓力作用下模具工作部位與被加工材料間發(fā)生咬 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 7 頁(yè) 合, 被加工材料“冷焊”到模具表面(或模具材料“冷焊”到加工材料表面),引起被 加工產(chǎn)品(或模具材料) 表面形狀和尺寸發(fā)生突變,或在被加工產(chǎn)品表面出現(xiàn)嚴(yán)重劃痕 等導(dǎo)致失效。在拉伸、彎曲模具及冷擠壓模具中易發(fā)生此類(lèi)失效。 2.3.3 疲勞失效 冷作模具載荷都是以一定沖擊速度、一定能量作用下周期性施 加的,這種狀態(tài)與小能量多沖疲勞試驗(yàn)(以一定能量周期性加載和卸載)相似。由于模 具材料多沖疲勞的斷裂壽命多在 10005000 次,通常裂紋疲勞源和裂紋擴(kuò)散區(qū)無(wú)明 顯界限。模具鋼的疲勞性能與特征與結(jié)構(gòu)鋼有很大差異。因?yàn)榇嘈圆牧掀诹鸭y的 萌生期占大部分壽命,多數(shù)情況裂紋萌生與擴(kuò)展難于區(qū)分。仔細(xì)分析疲勞條紋微觀形 態(tài)看出,裂紋萌生多在材料表面薄弱環(huán)節(jié),如晶界、碳化物和應(yīng)力集中部位。試驗(yàn)表 明,沖擊疲勞裂紋萌生約 200 微裂紋時(shí),壽命占總壽命的 90%以上,從斷口上難觀察m 到結(jié)構(gòu)鋼穩(wěn)態(tài)擴(kuò)展區(qū)和疲勞條帶,裂紋一旦產(chǎn)生就快速失穩(wěn)擴(kuò)展。經(jīng)過(guò)噴丸強(qiáng)化處理 的高速鋼,由于表面殘余壓應(yīng)力作用,使裂紋源位置轉(zhuǎn)移到次表面約 011mm 處,改善 材料表面應(yīng)力狀態(tài)是提高多沖疲勞抗力的有效途徑。多沖疲勞失效常見(jiàn)于重載模具 如冷擠壓、冷鐓沖頭模具中。 3模具的熱處理 3.1 模具零件的熱處理 沖裁模各零件的熱處理要求：處理要求沖裁是冷沖壓的基本工序之一。它是利 用沖裁模在壓力機(jī)上把被沖材料分離的一種沖壓工序。沖裁模是一種帶刃口的模具。 在沖裁時(shí)切刃陷進(jìn)被沖材料之中，并承受著強(qiáng)烈的沖擊和材料的激烈摩擦，使刃口 部位經(jīng)一段使用后會(huì)嚴(yán)重磨損，由開(kāi)始的鋒利、到最后變成圓鈍，影響了后續(xù)制品 的質(zhì)量。為了保證制品零件的質(zhì)量長(zhǎng)期穩(wěn)定性，這就要求沖模的凸模要有較高的耐 磨性，而且還要有一定的抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和一定的沖擊刃性。而對(duì)于凹模，除 抗彎強(qiáng)度似乎要求不高外，其抗壓強(qiáng)度、韌性的要求要比凸模更高。對(duì)于沖裁模凸、 凹模上述要求，除了正確選用凸、凹模所用鋼材外，還要有合理的熱處理工藝來(lái)保 證熱處理后的硬度、韌性等要求，兩者缺一不可。 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 8 頁(yè) 沖裁模成形零件熱處理順序安排：在最終熱處理淬硬后，需進(jìn)行電加工的熱處 理工序安排的工藝順序是： 鍛造熱處理退火機(jī)械粗加工熱處理淬火與回火電加工（電火花穿孔或 線(xiàn)切割）加工成型鉗修裝配。 由此可以看出，熱處理工藝在沖模制造中，是非常重要也是不可缺少的加工工 藝。對(duì)于級(jí)進(jìn)模、復(fù)合模等位置公差和尺寸公差要求較精密的沖模，不僅要遵守上 述工序安排，為了減少熱處理變形，常在加工中還穿插去除應(yīng)力處理、調(diào)質(zhì)等熱處 理工序。 3.2 沖裁凸模熱處理方法 沖裁凸模（沖頭）大部分都有碳素工具鋼制造，個(gè)別用合金鋼制成。凸模是在 沖擊壓力下工作的，它承受著很大的沖擊負(fù)荷和彎曲負(fù)荷，所以在使用時(shí)，很容易 被磨損、折斷及壓彎。為了使凸模在工作中不至于折斷、磨損彎曲，其淬火后的硬 度應(yīng)從工作部分到尾部（安裝部位）逐漸降低。其熱處理方法是： (1)對(duì)于一般凸模，在熱處理時(shí)應(yīng)將其整體加熱，冷卻時(shí)只將其工作部位浸入冷 卻液水中，然后全部浸油。這樣，在淬火后只需按其工作部分的硬度回火一次，其 尾部淬油后具有一定的硬度和韌性，使用中不會(huì)折斷。 一般說(shuō)來(lái)，凸模熱處理要比凹模熱處理簡(jiǎn)單。這是由于大多數(shù)凸模在熱處理后， 一般都要經(jīng)過(guò)最后的成形磨削工序加工到尺寸，即使在熱處理有所變形，經(jīng)過(guò)磨削 后，基本上能消除。 (2)對(duì)于帶有鉚頭的凸模，即在裝配時(shí)，凸模用鉚接的方法固定在凸模固定板上 凸模，在熱處理淬硬時(shí)要注意鉚頭部分的硬度。這是因?yàn)殂T頭部分要求硬度較低， 一般不應(yīng)超過(guò) 26HRC。所以，這種凸模在熱處理時(shí)應(yīng)采用如下方法：將全部凸模加 熱后，今年工作部位淬火而尾部可不經(jīng)淬火；但對(duì)于長(zhǎng)而細(xì)的凸模，應(yīng)全部進(jìn)行淬 火后，在尾部實(shí)行局部淬火；而比較大的凸模，可以采用部分淬火，或事先留有鉚 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 9 頁(yè) 頭的方法。 (3)對(duì)于直徑為 11mm 的細(xì)小凸模淬火時(shí)由于其直徑和體積很小，在冬季及 夏季淬火容易受環(huán)境溫度的影響，使熱處理質(zhì)量降低。其熱處理可采用下述方法： 如材料為 T10A 的細(xì)小凸模，淬火溫度為 780 度，回火溫度為 180 度，保溫 h；在淬火時(shí)，可將盛有水的茶杯，放在加熱電爐的旁邊。在淬火時(shí)，經(jīng)保溫后 細(xì)小沖頭，從爐內(nèi)用鉗夾住后立刻取出放在茶杯水內(nèi)淬一下，然后迅速放入油介質(zhì) 中冷卻。實(shí)踐證明，用此方法對(duì)細(xì)小凸模淬火，可以避免受環(huán)境因素影響，而能達(dá) 到滿(mǎn)意的熱處理效果。 此外，為了防止凸模淬火后產(chǎn)生裂紋，涂抹毛胚在鍛打時(shí)，應(yīng)注意鍛壓溫度應(yīng) 適合，不要使溫度過(guò)高。同時(shí)，在鍛壓后，要經(jīng)熱處理球化退火處理。 3.3 沖裁凹模熱處理方法 凹模是冷沖模中最關(guān)鍵的一個(gè)零件，其熱處理質(zhì)量好壞，直接影響沖模的壽命 長(zhǎng)短，因此，對(duì)凹模的熱處理一定要注意以下幾點(diǎn)： (1)凹模在淬火前，最好先進(jìn)行穩(wěn)定化處理（低溫退火），較復(fù)雜且溫度要求較 高的凹?；虿牧腺|(zhì)量較低的凹模，在機(jī)械粗加工后，最好要經(jīng)過(guò)一次調(diào)制處理。這 對(duì)減小淬火后變形是十分有利的。 (2)不需要硬度孔鑲件孔，在淬火時(shí)一定要用粘土或石棉繩堵塞，以減少開(kāi)裂和 變形。 (3)淬火前，要事先考慮和分析凹?？赡茏冃蔚牟课缓颓闆r。當(dāng)兩孔距離較近時(shí)， 在非工作部分，可用厚度為 0.51mm 的鐵皮將工件局部包起來(lái)，以控制淬火時(shí)組 織轉(zhuǎn)變的不均勻性，使應(yīng)力盡量趨于平衡，可以減少變形量。同時(shí)，對(duì)于易變形或 斷裂俄斷面，也可以用鐵皮包起來(lái)，鐵皮可離刃口平面 34mm。鐵皮的形狀應(yīng)與 被包扎的形狀相似。 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 10 頁(yè) 第一章 工藝設(shè)計(jì) 1.1 零件介紹 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品見(jiàn)圖 1.1 所示，材料為厚 1mm 的 10 鋼鋼板料,要求批量為 中批量。該零件屬于典型的沖裁件。 圖 1.1 墊 片 零 件 圖 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 11 頁(yè) 1.2 零件工藝性分析 零件尺寸：圖中零件的標(biāo)注公差的為 IT12 級(jí)精度，其余未注由圖中技術(shù)要求 可知為 IT14 級(jí)，零件的尺寸較小，成形的位置較為緊湊，成形比較簡(jiǎn)單。 零件材料為 10 鋼鋼，有很良好的塑性，料厚為 1mm 屬薄料，沖壓性能良好。 零件的結(jié)構(gòu)：零件需要經(jīng)過(guò)一次沖裁，零件的結(jié)構(gòu)比較對(duì)稱(chēng)，沖壓性能 仍然很良好。 綜上所述，得到結(jié)論：零件具有較好的可沖壓性。 1.3 工藝方案的確定 工藝方案的內(nèi)容是確定沖裁件的工藝路線(xiàn)，主要包括確定工序數(shù)、工序的組合 和工序的順序安排等，應(yīng)在工藝分析的基礎(chǔ)上制定幾種可能的方案，再根據(jù)工件的 批量、形狀、尺寸等方面的因素，全面考慮、綜合分析，選取一個(gè)較為合理的方案。 沖裁工序按工序的組合程度可分為單工序沖裁、復(fù)合沖裁和級(jí)進(jìn)沖裁。 復(fù)合沖裁是在壓力機(jī)的一次行程中，在模具的同一位置同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè) 以上的工序； 級(jí)進(jìn)沖裁是把一個(gè)沖裁件的幾個(gè)工序，排列成一定順序，組成級(jí)進(jìn)模，在壓力 機(jī)的一次行程中，模具的不同位置同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的工序，除最初幾次沖 程外，每次沖程都可以完成一個(gè)沖裁件。 該工件包括沖孔、落料量?jī)蓚€(gè)基本工序，可以有以下三種工藝方案： 方案一：先落料，再?zèng)_孔。采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：落料沖孔。采用復(fù)合模具生產(chǎn)。 方案三：沖孔落料級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 12 頁(yè) 方案一結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但須兩道工序、兩副模具才能完成，生產(chǎn)效率也低，如此則 浪費(fèi)了人力、物力、財(cái)力，從經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)考慮不妥當(dāng)，難以滿(mǎn)足大批量的生產(chǎn)要 求。 方案三是一種多工位、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。而且工作周期長(zhǎng)，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 生產(chǎn)成本過(guò)高。 方案二采用模具具生產(chǎn)，只需一副模具即可成型，模具結(jié)構(gòu)緊湊，沖出的制件 的精度及生產(chǎn)效率都比較高，適合大批量生產(chǎn)。沖裁薄材小型拉伸件，模具制造工 作量比級(jí)進(jìn)模低。 通過(guò)上述三種方案的分析比較，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 13 頁(yè) 第二章 排樣設(shè)計(jì) 2.1 毛坯排樣設(shè)計(jì) 在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖，條料排樣圖的設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)時(shí) 的重要依據(jù)。模具條料排樣圖設(shè)計(jì)的好壞，對(duì)模具設(shè)計(jì)的影響是很大的，排樣圖設(shè) 計(jì)錯(cuò)誤，會(huì)導(dǎo)致制造出來(lái)的模具無(wú)法沖制零件。條料排樣圖一旦確定，也就確定了 被沖制零件各部分在模具中的沖制順序、模具的工位數(shù)、零件的排樣方式、模具步 距的公稱(chēng)尺寸、條料載體的設(shè)計(jì)形式等一系列問(wèn)題。在本模具中，排樣設(shè)計(jì)總的原 則是先進(jìn)行沖切廢料，然后拉伸，最后切斷，并要考慮模具的強(qiáng)度、剛度，結(jié)構(gòu)的 合理性。 沖 裁 件 在 條 料 、 帶 料 或 板 料 上 的 布 置 方 法 叫 排 樣 。 排 樣 合 理 就 能 用 同 樣 的 材 料 沖 出 更 多 的 零 件 來(lái) ， 降 低 材 料 消 耗 。 大 批 量 生 產(chǎn) 時(shí) ， 材 料 費(fèi) 用 一 般 占 沖 裁 件 的 成 本 的 60%以 上 。 因 此 ， 材 料 的 經(jīng) 濟(jì) 利 用 是 一 個(gè) 重 要 問(wèn) 題 ， 特 別 對(duì) 貴 重 的 有 色 金 屬 。 排 樣 的 合 理 與 否 將 影 響 到 材 料 的 經(jīng) 濟(jì) 利 用 、 沖 裁 質(zhì) 量 、 生 產(chǎn) 效 率 、 模 具 結(jié) 構(gòu) 與 壽 命 、 生 產(chǎn) 操 作 方 便 與 安 全 等 。 排樣的意義就在于保證用最低的材料消耗和最高的勞動(dòng)生產(chǎn)率得到合格的零件。 毛坯在板料上可截取的方位很多，這也就決定了毛坯排樣方案的多樣性。典型 毛坯排樣：?jiǎn)闻?、斜排、?duì)排、無(wú)費(fèi)料排樣、多排、混合排。 根據(jù)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的零件結(jié)構(gòu)特征，決定采用單排、中間載體。采用這種毛 坯排樣的模具結(jié)構(gòu)的相對(duì)簡(jiǎn)單，模具制造較為方便。 1.條料搭邊值的確定 搭邊是指排樣時(shí)零件之間以及零件與條料側(cè)邊之間留下的剩料。其作用是使條 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 14 頁(yè) 料定位，保證零件的質(zhì)量和精度，補(bǔ)償定位誤差，確保沖出合格的零件，并使條料 有一定的剛度，不拉伸，便于送進(jìn)，并能使沖模的壽命得到提高。 由參考文獻(xiàn)3表 2-5 得： 材料厚度為 1mm 時(shí)，條料長(zhǎng)度大于 20mm，搭邊可以取 a=0.8mm，a11mm。 2.條料的寬度 條料采用無(wú)側(cè)壓，可以確定條料與導(dǎo)料銷(xiāo)的間隙和條料寬度偏差分別 為 由參考文獻(xiàn) 3中公式 2-24 得5.0,8.1c 01)(2caDB =【34+20.8】 =35.6mm05. 3.步距 沖裁模的步距是確定條料在模具中每送進(jìn)一次，所需要向前移動(dòng)的固定距離。 步距的精度直接影響到?jīng)_件的精度。設(shè)計(jì)連續(xù)模時(shí)，要合理的確定步距的基本尺寸 和精度。步距的基本尺寸，就是模具中相鄰工位的距離。連續(xù)模任何相鄰兩工位 距離都必須相等。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的條料為單排，步距的基本尺寸等于沖壓件的外形輪廓尺寸和兩 沖壓件間的搭邊寬度之和，其步距基本尺寸由參考文獻(xiàn)3得： S = L + a 式中 S-沖裁步距 L-沿條料送進(jìn)方向，毛坯外形輪廓的最大寬度值 a-沿送進(jìn)方向的搭邊值 該零件的步距確定為： S= L + a=34+1= 35mm XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 15 頁(yè) a) 產(chǎn)品圖 因?yàn)楫a(chǎn)品為規(guī)則的所以橫排 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 16 頁(yè) c)圖材料利用率為：86 圖 2.1 排樣圖示意圖 毛坯排樣圖如圖 2.1 所示，排樣。 2.2 材料的利用率 1.排樣方式的確定 根據(jù)沖裁件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，排樣方式可選擇為：直排，有廢料排樣。 2.送料進(jìn)距的確定 為了節(jié)約材料，應(yīng)合理的選擇搭邊值。搭邊值過(guò)小，會(huì)使作用在凸模側(cè)表面上 的發(fā)向應(yīng)力沿切口分布不均，降低沖裁質(zhì)量和模具壽命，故必須使搭邊的最小寬度 大于沖裁時(shí)塑性變形區(qū)的寬度，一般可以取材料的厚度。若搭邊值小于材料的厚度， 沖裁時(shí)搭邊可能被拉斷，有時(shí)還會(huì)被拉入到凸、凹模間隙中，使零件產(chǎn)生毛刺，甚 至損壞模具刃口。 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 17 頁(yè) 搭邊值的大小與材料的性能、零件的外形及尺寸、材料的厚度、送料及擋料的 方式、卸料方式有關(guān)。硬材料的搭邊值可以小一些，軟材料和脆材料的搭邊值應(yīng)大 一些。零件尺寸大或有尖突時(shí)，搭邊值應(yīng)大一些，厚材料的搭邊值取大一些。 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 18 頁(yè) 第三章 工藝計(jì)算 3.1 沖壓工藝力的計(jì)算 工藝計(jì)算是模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，只有正確的計(jì)算出各道工序的凸凹模尺寸、沖壓 力、毛壞尺寸等，才能設(shè)計(jì)出正確的模具。而且是選用壓力機(jī)、模具設(shè)計(jì)以及強(qiáng)度 校核的重要依據(jù)。為了充分發(fā)揮壓力機(jī)的潛力，避免因超載而損壞壓力機(jī)，所以計(jì) 算是非常必要的。 工藝計(jì)算是選用壓力機(jī)、模具設(shè)計(jì)以及強(qiáng)度校核的重要依據(jù)。為了充分發(fā)揮壓 力機(jī)的潛力，避免因超載而損壞壓力機(jī)，所以計(jì)算是非常必要的。 3.1.1 沖裁力計(jì)算 沖裁力是沖裁力、卸料力、推件力和頂料力的總稱(chēng)。 沖裁力是凸模與凹模相對(duì)運(yùn)動(dòng)使工件與板料分離所需要的力，它與材料的厚度、 工件的周長(zhǎng)、材料的力學(xué)性能等參數(shù)有關(guān)。沖裁力是設(shè)計(jì)模具、選擇壓力機(jī)的重要 參數(shù)。計(jì)算沖裁力的大小是為了合理的利用沖壓設(shè)備和設(shè)計(jì)模具。選用沖壓設(shè)備的 標(biāo)稱(chēng)壓力必須大于所計(jì)算的沖裁力，所設(shè)計(jì)的模具必須能夠傳遞和承受所計(jì)算的沖 裁力，以適應(yīng)沖裁的要求。 該模具采用彈性卸料和下方出料方式?？倹_壓力 由沖裁力 、卸料力 和0F卸F 推件力 組成。由于采用復(fù)合沖裁模，其沖裁力由落料沖裁力 和沖孔沖裁力推F 落 料 兩部分組成沖 孔 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。通常說(shuō)的 沖裁力是指沖裁力的最大值。平刃沖模的沖裁力可按下式計(jì)算： （3.1）bKLtF 式中 F沖裁力（N） ； XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 19 頁(yè) L零件剪切周長(zhǎng)（ mm） ； t材料厚度（mm） ； 材料抗拉強(qiáng)度（MPa） 。b K系數(shù),一般取 K=1.3。 已知零件材料是 10 鋼,取 =330Mpa，材料厚度 t=1mm,L 值由全部沖裁線(xiàn)即沖b 裁零件周長(zhǎng)尺寸組成 ： 落料、沖孔沖裁力。材料 10 鋼的抗拉強(qiáng)度可按 MPab30 KNLtFb 4.38015.893沖 孔 56沖 孔 推件力。查表得推件力系數(shù) ，凹模中的卡件數(shù) 為 2。0.推KnNFnK24.3805.2沖 孔推推 卸料力。查表得卸料力系數(shù) 。.5卸 K328.450.落 料卸卸 總沖壓力 的確定。F 所以總沖壓力=90.7KN 。 沖壓力合力的作用點(diǎn)稱(chēng)為沖模壓力中心。沖模壓力中心應(yīng)盡可能和模柄的軸線(xiàn) 以及和壓力機(jī)滑塊的中心線(xiàn)重合，以使沖模平穩(wěn)地工作，減少導(dǎo)向機(jī)構(gòu)滑動(dòng)件之間 的磨損，提高運(yùn)動(dòng)精度以及模具和壓力機(jī)的壽命。 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 20 頁(yè) 沖模壓力中心的求法，采用求平衡力系合力作用點(diǎn)的方法。由于絕大部分沖 裁件沿沖裁輪廓的斷面厚度不變，輪廓各部分的沖裁力與輪廓長(zhǎng)度成正比， 所以，求合力作用點(diǎn)可轉(zhuǎn)化為求輪廓線(xiàn)的重心。具體的方法如下： 按比例畫(huà)出沖壓輪廓線(xiàn)，選定直角坐標(biāo) x-y; 把圖形分成幾部分，計(jì)算各部分長(zhǎng)度 L1、L2、.Ln，并求出各部分重心位置的 坐標(biāo)值； 按下列公式求出沖模壓力中心的坐標(biāo)值（X0,Y0）120.nLxLx120.nyy 由于該零件形狀對(duì)稱(chēng)，所以壓力中心在該零件的中點(diǎn)上坐標(biāo)值（X 0,Y0） 。 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 21 頁(yè) 第四章 模具總體概要設(shè)計(jì) 4.1 模具概要設(shè)計(jì) 模是用多個(gè)零件按照一定關(guān)系裝配而成的有機(jī)整體，結(jié)構(gòu)是模具的“形” 。模 具的優(yōu)劣很大程度上體現(xiàn)在模具結(jié)構(gòu)上，因此沖孔落料模具和拉伸模的結(jié)構(gòu)對(duì)模具 的工作性能、加工性、成本、周期、壽命等起著決定性作用。 在此次模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大體可以分為兩步：第一步根據(jù)工序排樣的結(jié)果確定模 具的基本結(jié)構(gòu)框架，確定組成沖孔落料模具和拉伸模的主要結(jié)構(gòu)單元及形式，對(duì)模 具制造和使用提出要求；第二步確定各結(jié)構(gòu)單元的組成零件及零件間的連接關(guān)系。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)果是模具裝配圖和零件明細(xì)表。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概要設(shè)計(jì)是模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的開(kāi)始，它以工序排樣圖為基礎(chǔ)，根據(jù) 產(chǎn)品零件要求，確定沖孔落料模具和拉伸模的基本結(jié)構(gòu)框架。結(jié)構(gòu)概要設(shè)計(jì)包括： （1）模具基本結(jié)構(gòu)：定位方式以及導(dǎo)向方式確定;卸料方式以及出件方式確定； （2）模具基本尺寸：模具工作空間尺寸、各個(gè)板的厚度、閉合高度。 （3）模架基本結(jié)構(gòu)：模架的類(lèi)型;導(dǎo)柱與導(dǎo)套選配以及模柄類(lèi)型的選擇。 （4）壓力機(jī)的選擇：壓力機(jī)的類(lèi)型；壓力機(jī)規(guī)格。 4.2 模具零件結(jié)構(gòu)形式確定 本模具是用沖孔落料模具完成的如圖 4.1(a)圖。采用自行設(shè)計(jì)的模架機(jī)構(gòu)導(dǎo)向， 彈性卸料板卸料，采用裝置頂桿頂料。 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 22 頁(yè) 4.1(a)模具二維圖 導(dǎo)料銷(xiāo)進(jìn)行導(dǎo)向，定位板定位，推桿進(jìn)行推出制件，并完成零件的沖孔、落料 工序。模具主要有上模座、凸模墊板（上墊板） 、凸制模固定板、卸料板、凸凹模 固定板、凹模墊板（下墊板） 、定位板、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套。沖孔落料模具凹模 周界長(zhǎng) 160mm,寬 140mm,模具總長(zhǎng) 250mm，總寬 201mm。模具的閉合高度是 190mm。凸模固定板用于安裝所有沖孔凸模、凹模板用于落料。所有沖孔凸模采用 頂端鉚接固定在卸料板上，裝配后磨平。與凹模墊板采用螺釘緊固、銷(xiāo)釘定位的方 式固定。卸料板是一整塊，采用四個(gè)螺釘固定。 4.2.1 定位機(jī)構(gòu) 為限制被沖材料的進(jìn)給步距和正確地將工件安放在沖模上完成下一步的沖壓工 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 23 頁(yè) 序，必須采用各種形式的定位裝置。用于沖模的定位零件有導(dǎo)料銷(xiāo)、導(dǎo)料板、擋料 銷(xiāo)、定位板、導(dǎo)向銷(xiāo)、定距側(cè)刃和側(cè)壓裝置等。定位裝置應(yīng)避免油污、碎屑的干擾 并且不與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)干涉。定位精度要求較高時(shí)，要考慮粗精度和精精度兩套裝置， 分步進(jìn)行；坯料需要兩個(gè)以上工序的定位時(shí)，它們的定位應(yīng)該一致。 綜上所述：在此次模具設(shè)計(jì)中 方向采用帶側(cè)刃進(jìn)行粗定位，導(dǎo)正銷(xiāo)精確定位；x 方向上采用導(dǎo)料板與導(dǎo)正銷(xiāo)進(jìn)行定位。本模具中，側(cè)刃采用成型側(cè)刃的形式。在y 第一工位時(shí)成沖導(dǎo)正孔的凸模同時(shí)沖下。在第二工位時(shí)，當(dāng)條料沿著導(dǎo)料板送進(jìn)一 段距離后（一個(gè)步距） ，導(dǎo)料板上的臺(tái)階（相當(dāng)與擋塊的作用）擋住條料以阻止條 料的繼續(xù)前進(jìn)，起到粗定位的作用，上模下行時(shí)，導(dǎo)正銷(xiāo)首先插入到導(dǎo)正孔中，糾 正送料誤差，對(duì)條料進(jìn)行精確定位。采用的彈頂結(jié)構(gòu)，在工作的時(shí)候可以起到頂料 的作用，將條料頂出繼續(xù)向前送料。 4.2.2 卸料機(jī)構(gòu) 卸料機(jī)構(gòu)的主要作用是把材料從凸模上卸下，有時(shí)也可作壓料板用以防止材料 變形，并能幫助送料導(dǎo)向和保護(hù)凸模等。可分為固定剛性卸料板以及彈性卸料板。 在本次模具設(shè)計(jì)中采用彈性卸料板，彈性卸料板具有卸料和壓料的雙重作用， 多用于沖制薄料，使工件的平面度提高。在拉伸成型時(shí)，可以防止條料發(fā)生側(cè)移。 當(dāng)上模上行時(shí)，卸料板將卡在凸模上的條料推下。同時(shí)，在下模部分安裝有彈頂裝 置，上模上行一段距離后，卸料板不再壓住條料時(shí)，頂件塊和浮頂裝置將條料頂出 最大的成型距離。此時(shí)，條料完成了一個(gè)工位的成型，向前送進(jìn)一個(gè)步距。 4.2.3 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。 對(duì)生產(chǎn)批量大，要求模具壽命和制件精度較高的沖模。一般應(yīng)采用導(dǎo)向機(jī)構(gòu)來(lái) 保證上、下模的精確導(dǎo)向。上、下模導(dǎo)向，在凸、凹模開(kāi)始閉合前或壓料板接觸制 件前就應(yīng)該充分的合上。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)有導(dǎo)柱、導(dǎo)套機(jī)構(gòu)，側(cè)導(dǎo)板與導(dǎo)板機(jī)構(gòu)和導(dǎo)塊機(jī) 構(gòu)。在此副模具中由于零件的尺寸較小，對(duì)制件的精度要求較高。所以采用后置滑 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 24 頁(yè) 動(dòng)導(dǎo)柱、導(dǎo)套和旋入式模柄配合，這樣的四導(dǎo)柱導(dǎo)向精度比較平穩(wěn)，精度較高。 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 25 頁(yè) 第五章 模具詳細(xì)設(shè)計(jì) 5.1 工作零件 5.1.1 沖裁凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 一、沖裁凸、凹模刃口尺寸計(jì)算原則 計(jì)算沖裁凸、凹模刃口的依據(jù)為：沖裁變形規(guī)律，即落料件尺寸與凹模刃口 尺寸相等，沖孔尺寸與凸模刃口尺寸相同。零件的尺寸精度。合理的間隙值。 磨損規(guī)律，如圓形凹模尺寸磨損后變大，凸模尺寸磨損后變小，間隙磨損后變大。 沖模的加工制造方法。因而在計(jì)算人口尺寸時(shí)應(yīng)按下述原則進(jìn)行。 保證沖出合格的零件 根據(jù)沖裁變形規(guī)律，沖孔尺寸等于凸模刃口尺寸，落料件尺寸等于凹模刃口尺 寸。因而沖孔時(shí)，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)。落料時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)件的尺寸應(yīng)在零 件的公差范圍內(nèi)。沖孔時(shí)間隙取在凹模上，落料時(shí)間隙取在凸模上。 保證模具有一定的使用壽命 新模具的間隙應(yīng)是最小的間隙，磨損后到最大合理間隙?？紤]到?jīng)_裁時(shí)凸、凹 模的磨損，在設(shè)計(jì)凸、凹模刃口尺寸時(shí)，對(duì)基準(zhǔn)刃口尺寸在磨損后增大的，其刃口 的公稱(chēng)尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)較小的數(shù)值。對(duì)基準(zhǔn)件刃口尺寸在磨損后減小 的，其人口的公稱(chēng)尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)較大的數(shù)值。這樣，在凸凹模磨損 到一定程度的情況下，仍能沖出合格的零件。 考慮沖模制造修理方便，降低成本 為使新模具的間隙值不小于最小合理間隙，一般凹模公差標(biāo)注成+ ，凸模公d 差標(biāo)注成 。間隙能保證的條件下不要把制造公差定的太緊。一般模具制造精度p XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 26 頁(yè) 比工件精度高 2 至 4 級(jí)。若零件沒(méi)有標(biāo)注公差，對(duì)于非圓形見(jiàn)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“非配合 尺寸的公差數(shù)值”IT14 精度處理。本畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)未標(biāo)注公差的零件尺寸采用 IT12 精度處理。 二、沖裁刃口尺寸計(jì)算方法 制造沖模的關(guān)鍵主要是控制凸、凹模刃口尺寸及其間隙合理。由于模具加工方 法不同，凸、凹模刃口尺寸計(jì)算公式和公差標(biāo)注也不同。凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 方法基本上可分為兩類(lèi)，分別加工與配合加工，對(duì)于形狀復(fù)雜或薄料的沖裁件的沖 裁，為了保證凸、凹模之間的間隙值，一般采用配合加工。此方法是先加工好其中 一件（凸?；虬寄＃┳鳛榛鶞?zhǔn)件，然后以此基準(zhǔn)件來(lái)加工另一件，使他們之間保持 一定的間隙。這種加工方法的特點(diǎn)是 模具間隙是在配制中保證的，因此不需要較核 ，所minax| Zdp 以加工基準(zhǔn)時(shí)可以適當(dāng)放寬公差，使其加工容易。 尺寸標(biāo)注簡(jiǎn)單，只需在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸和公差，配制件僅標(biāo)注基準(zhǔn)尺寸 并注明配做所留間隙值。 由于形狀復(fù)雜工件各部分尺寸性質(zhì)不同，凸模與凹模磨損情況也不同，有變大 的、有變小的、也有不變的，必須對(duì)有關(guān)尺寸進(jìn)行具體分析后，按前述尺寸計(jì)算原 則區(qū)別對(duì)待。 查 表 2-1 得 模 具 沖 裁 間 隙 值 ， ， 查 表 2.11 的 凸 、mZ1.0inmZ14.0ax 凹 模 制 造 公 差 ： ， ， 查 表 2-4 得 ， 因 數(shù) x=0.75, 取015.p5d 0.2 校 核 ： Zmax-Zmin=0.14-0.10=0.04mm， dp 3.1.0 滿(mǎn) 足 校 核 條 件 inaxZdp XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 27 頁(yè) 1. 沖孔 應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)，然后配做凹模。 變小的尺寸 這類(lèi)尺寸就是前面所述沖孔基準(zhǔn)件凸模尺寸，應(yīng)按式：應(yīng)用公 式: 0()ppAx 沖孔凹模按照凸模為基準(zhǔn)進(jìn)行配置 增大的尺寸 這類(lèi)尺寸在沖孔凸模上相當(dāng)于落料基準(zhǔn)件凹模尺寸， 應(yīng)按式pB 計(jì)算： 0()pPBx 落料凸模應(yīng)該以凹模為基準(zhǔn)進(jìn)行配置 無(wú)變化的尺寸 這類(lèi)尺寸可分為以下情況： 當(dāng)孔的尺寸為 時(shí) =0Cp(0.5)/2P 當(dāng)孔的尺寸為 時(shí) =. 當(dāng)孔的尺寸為 時(shí) /2P 2 （1）沖孔 沖 3.5 的孔應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)，然后配做凹模 )(6.3)5.0*2.3()( 022.0 mdpp 71.615.00mind （2）落料 應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)，然后配做凸模 )(9.3)2.*534()( 020.0 mDdd ）pp 781902.0.min XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 28 頁(yè) 按計(jì)算尺寸和公差制造凸模后，再按凸模刃口實(shí)際尺寸并保證最小合理間隙 配做凹模。minZ 5.1.2 凸模高度設(shè)計(jì) 凸模的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)確定，同時(shí)要考慮凸模的修磨量以及固定板 與卸料板之間的安全距離等因素。本模具設(shè)計(jì)采用彈性卸料板，凸模的長(zhǎng)度計(jì)算可 按下式： L= ht21 式中 凸模固定板的厚度 mm；1h 卸料板的厚度 mm；2 t材料的厚度 mm； h附加長(zhǎng)度 mm。包括凸模的修磨量，凸模進(jìn)入凹模的深度，凸模固定 板與卸料板之間的安全距離等。一般取 h=15 至 20mm。 本次級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)的凸模長(zhǎng)度設(shè)計(jì)是以第六工位拉伸凸模高度 h 為基準(zhǔn)， 其余的凸模長(zhǎng)度以此為基準(zhǔn)進(jìn)行必要的加長(zhǎng)或縮短。 51.3 定位零件 為了限制被沖材料的進(jìn)給步距和正確地將工件安放在沖模上完成下一步的沖壓 工序，必須采用各種形式的定位裝置，用于沖模的定位零件有導(dǎo)料銷(xiāo)、導(dǎo)料板、擋 料銷(xiāo)、定位銷(xiāo)和惻壓裝置等。定位裝置應(yīng)可靠并具有一定的強(qiáng)度，以保證工作精度、 質(zhì)量的穩(wěn)定；定位裝置應(yīng)可以調(diào)整并設(shè)置在操作者容易觀察和便于操作的地方；定 位裝置應(yīng)避開(kāi)油污的干擾并且不與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)干涉。定位精度要求較高定位零件的作 用是使毛坯（條料或塊料）送料時(shí)有準(zhǔn)確的位置，保證沖出合格的制件。毛坯在模 具中的定位有兩個(gè)內(nèi)容：一是送料方向上的定位，用來(lái)控制送料的進(jìn)距，通常稱(chēng)為 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 29 頁(yè) 擋料，二是與送料方向上垂直方向的定位，通常稱(chēng)為送進(jìn)導(dǎo)向。 5.1.4 擋料零件 導(dǎo)料銷(xiāo)或?qū)Я习迨菍?duì)條料或帶料的側(cè)向進(jìn)行導(dǎo)向，以免送偏的定位零件。 導(dǎo) 料 銷(xiāo) 一 般 設(shè) 置 兩 個(gè) ， 并 在 位 于 條 料 的 同 側(cè) ， 從 右 向 左 送 料 時(shí) ， 導(dǎo) 料 銷(xiāo) 裝 在 后 側(cè) ； 從 前 向 后 送 料 時(shí) 導(dǎo) 料 銷(xiāo) 裝 在 左 側(cè) 。 導(dǎo) 料 銷(xiāo) 可 以 設(shè) 置 在 凹 模 面 上 ， 也 可 以 設(shè) 置 在 彈 性 卸 料 板 上 ； 還 可 以 設(shè) 置 在 固 定 板 或 下 模 座 平 面 上 。 固 定 式 和 活 動(dòng) 式 的 導(dǎo) 料 銷(xiāo) 可 選 用 標(biāo) 準(zhǔn) 結(jié) 構(gòu) ， 通 常 與 擋 料 銷(xiāo) 的 結(jié) 構(gòu) 一 樣 。 導(dǎo) 料 銷(xiāo) 的 導(dǎo) 向 定 位 多 用 與 單 工 序 模 和 模 具 中 。 5.2 出件零件 5.2.1 卸料零件 卸料裝置有固定卸料裝置和彈壓卸料裝置，彈性卸料裝置有卸料板、彈性元件、 （彈簧和橡膠）等零件組成。彈性卸料既起卸料作用又起壓料作用，所以沖裁零件 質(zhì)量較好，平直度較高，因此，質(zhì)量要求教高的沖裁或薄板沖裁宜用彈性卸料裝置。 本模具采用了彈性卸料裝置，零件的厚度為 1mm，考慮卸料力的問(wèn)題在前面算 過(guò)了，厚度為 30mm 的橡膠，具體計(jì)算如下 確定橡膠的自由高度 修 磨工 作 hHI ，t 為材料厚度mth1工 作 05取修 磨HI 3.6. XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 30 頁(yè) 所以 mH2.53.6)45.(0 (2)確定橡膠的橫截面積 APFA/卸 查表 6-9 得 P=1.05，所以 230m (3)橡膠的安裝高度 HH5%100）（預(yù) .2.2頂裝 在本副模具中，采用彈性卸料裝置卸料，彈頂器推動(dòng)推桿，推桿推動(dòng)零件，然 后進(jìn)行卸料。如圖 5.1 所示： 5.3.2 頂 件 零 件 橡膠是模具中廣泛使用的彈性元件，主要為彈性卸料、壓料及出件裝置等提供 所要求的作用力和行程。 1.卸料的選用 屬于標(biāo)準(zhǔn)件，沖壓模具中。在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中選用。主要的選用依據(jù)如下： 卸料螺釘個(gè)數(shù) n=4， 5.3 導(dǎo)向零件 采用滾動(dòng)式導(dǎo)柱、導(dǎo)套： XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 31 頁(yè) 導(dǎo)柱 1 為：導(dǎo)柱 D25150 材料為 20 鋼 導(dǎo)套 1 為：導(dǎo)套 D32575 材料為 20 鋼 數(shù)量為 2 對(duì) 5.4 其他零件 1.模架選用的是： 2.固定板規(guī)格是：160mm140mm11mm 材料選用 45 鋼 3.墊板規(guī)格是： 160mm140mm10mm 材料選用 Cr12 鋼，熱處理之后硬度達(dá) 到 4550HRC 4.采用壓入式模柄，如圖 5.2 所示： 圖 5.2 模柄結(jié)構(gòu) 壓入式模柄的優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò)過(guò)盈配合與上模座連接，并加螺絲防止松動(dòng)，這樣 模具拆裝方便。壓入式模柄可以給與一定的調(diào)整余地，使得壓力中心線(xiàn)重合，提高 XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 32 頁(yè) 了模具生產(chǎn)精度，提高了模具的運(yùn)動(dòng)精度和使用壽命。 在模具中的固定用零件主要有模固定板，墊板以及螺釘和銷(xiāo)釘?shù)取?XXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 33 頁(yè) 第六章 設(shè)備選擇 6.1 設(shè)備噸位確定 沖壓設(shè)備選用是沖壓工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中的一項(xiàng)重要的內(nèi)容。必須根據(jù)沖壓工序的 性質(zhì)、沖壓力、變形功、模具結(jié)構(gòu)型式、模具的閉合高度和輪廓尺寸以及生產(chǎn)批量、 生產(chǎn)成本、產(chǎn)品質(zhì)量等諸多因素，結(jié)合單位現(xiàn)有設(shè)備條件進(jìn)行。 6.1.1 設(shè)備類(lèi)型的選擇 設(shè)備類(lèi)型的選擇要依據(jù)沖壓件的生產(chǎn)批量、工藝方法與性質(zhì)及沖壓件的尺寸、 形狀與精度等要求來(lái)進(jìn)行。 由參考文獻(xiàn)5表 18.4-19 和表 18.4-20，初步選擇開(kāi)式通用機(jī)械式壓力機(jī)。 6.1.2 設(shè)備規(guī)格的選擇 設(shè)備規(guī)格的選擇應(yīng)根據(jù)沖壓件的形狀大小、模具尺寸及工藝變形力來(lái)進(jìn)行。從 模具設(shè)備上安裝并能開(kāi)始工作的順序來(lái)考慮，其設(shè)備規(guī)格的主要參數(shù)有以下幾個(gè)。 1）行程 壓力機(jī)行程的大小，應(yīng)該保證坯料的方便放進(jìn)與零件的方便取出。例 如，對(duì)于拉深工序所用的壓力機(jī)行程，至少應(yīng)保證：壓力機(jī)的行程 S2h（h 為零件 的高度） 。 2）裝配模具的相關(guān)尺寸 壓力機(jī)的工作臺(tái)面尺寸應(yīng)大于模具的平面尺寸，還應(yīng) 有模具安裝與固定的余地，但過(guò)大的余地對(duì)工作臺(tái)受力不利；工作臺(tái)面中間孔的尺 寸要保證漏料或順利的安裝模具頂