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1、 墊圈沖壓模具設(shè)計(jì) 摘 要 沖壓是機(jī)械制造業(yè)中一種較先進(jìn)的加工方法，與切削加工相比，具有材料利用率高、制品力學(xué)性能好，互換性強(qiáng)、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。我設(shè)計(jì)的這套復(fù)合模具，采用倒裝復(fù)合模具沖壓，因?yàn)榈寡b模具有許多的優(yōu)點(diǎn)，比如說：制件精度高，由于是在沖床的一次行程內(nèi)，完成數(shù)道沖壓工序。因而不存在累積定位誤差。使沖出的制件內(nèi)外形相對(duì)位置及各件的尺寸一致性非常好，制件平直。生產(chǎn)效率高,模具結(jié)構(gòu)緊湊，面積較小。由于采用彈壓卸料裝置，使沖制出的工件平整，表面質(zhì)量好。采用打料桿將工件或廢料從凹?？字写蛳?，因而工件或廢料不在凹?？變?nèi)積聚，可減少工件可廢料對(duì)孔的漲力。從而可減少凹模的壁厚，使凹模的

2、外形尺寸縮小，節(jié)約模具材料。 根據(jù)零件圖的結(jié)構(gòu)分析,該零件采用倒裝復(fù)合模具沖壓比較合理。該復(fù)合模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：凸凹模安裝在下模座上，采用彈壓卸料裝置將廢料從凸凹模上卸下。而它的凹模是安裝在上模座上，因而就存在著如何將凹孔內(nèi)的工件從孔中排出的問題，故在凹模內(nèi)安裝推件塊把凹模內(nèi)的工件在沖壓完成后推出。該模具一次沖壓就可以沖出完整的產(chǎn)品。 本論文應(yīng)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了冷沖壓模具設(shè)計(jì)等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本的模具技能懂得了怎樣分析零件的工

3、藝性，怎樣確定工藝方案，了解了模具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計(jì)算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨(dú)立思考的能力也有了提高。 關(guān) 鍵 詞：1.沖壓模具，2.凸模，3.復(fù)合模具，4.凹模， 5.模具結(jié)構(gòu) 英文題目 THE DESIGN OF LCD DISPLAY SYSTEM BASED ON MCU ABSTRACT The presses to be a more advanced preparation method of the mechanical manufacturing industry, compared

4、with cutting and processing, have materials utilization ratios high, the products are good of performance in mechanics; the interchangeability is strong, advantage that production efficiency is higher. This set of that I designed are repaired, wash the whole compound mould, adopt and invert the comp

5、ound mould to press, because have a lot of advantages to invert the mould, for example: Make pieces of precision high, because of in one journey of puncher, finish several press the process. Therefore does not accumulate localization errors. Make the go out pieces of internal and external shape rela

6、tive position and size of every consistency very kind, and make it straight. It is high in efficiency to produce, the mould structure is compact, and the area is relatively small. Because of adopt, suppress tripper, make, wash work piece produced to make level, the surface is of high quality. Adopt

7、and send the material pole and lay the work piece or waste material from the concave model hole, therefore work piece or waste material is not gathered in the concave model hole , can reduce the work piece waste material strength of rising to the hole. Thus the wall that can reduce the concave mould

8、 is thick, make the external dimension of the concave mould dwindle, save the mould material This part adopts and inverts the compound mould to press more reasonable according to the structure of the part picture. The structural characteristic of this compound mould is: Protruding concave mould

9、 it installs to be on the bottom mould at the flat, adopt, and suppress tripper lift the waste material off from protruding concave mould. And concave mould of it to install in go mould at the flat , therefore how work piece problem that list of the hole of concave hole does it exist, install , push

10、 each work piece of concave mould in press , put out finish , in concave mould. This mould can go out of the intact products when being pressed once. Thus the present paper applies this specialty to study the curriculum the theory and the production know-how carries on a time cold stamping mold

11、 design work the actual training to raise and to sharpen the student independent working ability, consolidated and expanded the content which curricula and so on cold stamping mold design studied, the method and the step which the grasping cold stamping mold designed, the basic mold skill which the

12、grasping cold stamping mold designed had understood how analyzed the components the technology capability, how definite craft plan, had understood the mold basic structure, sharpened the computation ability, cartography ability, has been familiar with the standard and the standard, simultaneously va

13、rious branches correlation curriculum all had the comprehensive review, independent thinking ability also had the enhancement. KEY WORDS：1.Stamping mould,2.male die, bination die, 4.female die ,5.mould structure 11 目　錄 前　言 1 第1章 沖壓的分類及發(fā)展 3 1.1 沖壓的分類 3 1.1.1根據(jù)工藝性質(zhì)分類 3 1.1.2 根據(jù)供需組合程度分類

14、3 1.1.3依產(chǎn)品的加工方法分類 4 1.2 沖壓的發(fā)展 4 第2章 沖壓模具工藝分析及計(jì)算 12 2.1設(shè)計(jì)任務(wù)書及產(chǎn)品圖 12 2.1.1設(shè)計(jì)任務(wù) 12 2.1.2零件圖 13 2.2零件沖壓加工工藝分析 13 2.2.1零件的工藝性分析 13 2.2.2沖裁件的精度與粗糙度 14 2.2.3確定工藝方案 14 2.3沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 2.4沖壓模具工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算 16 2.5 壓力中心的確定 17 2.6 沖裁力的計(jì)算及初選壓力機(jī) 17 2.7 計(jì)算凸凹模刃口尺寸及公差 20 第3章 模具零件的設(shè)計(jì) 23 3.1落料凹模的設(shè)計(jì) 23 3

15、.1.1凹模刃口的結(jié)構(gòu)形式 23 3.1.2凹模外形結(jié)構(gòu)及固定方法 23 3.1.3凹模外形尺寸的確定 24 3.1.4凹模材料 24 3.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì) 25 3.3凸凹模的設(shè)計(jì) 26 第4章模具總體設(shè)計(jì)及主要零部件的設(shè)計(jì) 28 4.1模具的閉合高度 28 4.2卸料彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 29 4.3設(shè)計(jì)和初選卸料及出件零件 30 4.4模架的選擇 32 4.5模柄的選擇 33 4.6 墊板的設(shè)計(jì) 33 4.7 上模固定板的設(shè)計(jì) 33 4.8 下模固定板的設(shè)計(jì) 35 4.9 上、下模座架構(gòu)圖 36 4.10 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的選擇及結(jié)構(gòu)圖 37 第5章 模具其他零件

16、尺寸的確定 38 結(jié)　論 39 謝 辭 41 參考文獻(xiàn) 42 外文資料翻譯 43 前　言 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展需要，模具已成為現(xiàn)代化不可缺少的工藝裝備，模具設(shè)計(jì)是機(jī)械專業(yè)一個(gè)最重要的教學(xué)環(huán)節(jié),是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，是我們對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，通過對(duì)專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用，使學(xué)生對(duì)模具從設(shè)計(jì)到制造的過程有個(gè)基本上的了解，為以后的工作及進(jìn)一步學(xué)習(xí)深造打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要目的有兩個(gè)：一是讓學(xué)生掌握查閱查資料手冊(cè)的能力，能夠熟練的運(yùn)用CAD進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。二是掌握模具設(shè)計(jì)方法和步驟,了解模具的加工工藝過程。 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

17、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)行冷變形加工，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術(shù)。 沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡(jiǎn)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

18、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)。 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

19、均較高。 （4）沖壓一般沒有切屑碎料生成，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。 但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時(shí)一個(gè)復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。 沖壓在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來越多地采用沖壓法加工產(chǎn)品零部件，如汽車、農(nóng)機(jī)、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當(dāng)?shù)拇?，少則60%以上，多則

20、90%以上。不少過去用鍛造、鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說，如果生產(chǎn)中不采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、快速進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實(shí)現(xiàn)的。 沖壓模具--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（俗稱冷沖模）。沖壓--是在室溫下，利用安裝在壓力機(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，從所需零件的一種壓力加工方法。 沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設(shè)計(jì)和制造有直接關(guān)系。模

21、具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)水平的高低，是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一，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。 第1章 沖壓的分類及發(fā)展 1.1 沖壓的分類 沖壓模具的形式很多，沖模也依工作性質(zhì),模具構(gòu)造,模具材料三方面來分類。 一般可按以下幾個(gè)主要特征分類： 1.1.1根據(jù)工藝性質(zhì)分類 a.沖裁模 沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。 b.彎曲模 使板料毛坯或其他坯料沿著直線（彎曲線）產(chǎn)生彎曲變形，從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。 c.拉深模 是把板料毛坯制成開口空心件，

22、或使空心件進(jìn)一步改變形狀和尺寸的模具。 d.成形模 是將毛坯或半成品工件按圖凸、凹模的形狀直接復(fù)制成形，而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、擴(kuò)口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。 1.1.2 根據(jù)供需組合程度分類 a.單工序模 在壓力機(jī)的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。 b.復(fù)合模 只有一個(gè)工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在同一工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 c.級(jí)進(jìn)模（也稱連續(xù)模） 在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個(gè)或更多的工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 1.1.3依產(chǎn)品的加工方法分類 依產(chǎn)品

23、加工方法的不同，可將模具分成沖剪模具、彎曲模具、抽制模具、成形模具和壓縮模具等五大類。 a.沖剪模具：是以剪切作用完成工作的，常用的形式有剪斷沖模、下料沖模、沖孔沖模、修邊沖模、整緣沖模、拉孔沖模和沖切模具。 b.彎曲模具：是將平整的毛胚彎成一個(gè)角度的形狀，視零件的形狀、精度及生產(chǎn)量的多寡，乃有多種不同形式的模具，如普通彎曲沖模、凸輪彎曲沖模、卷邊沖模、圓弧彎曲沖模、折彎沖縫沖模與扭曲沖模等。 c.抽制模具：抽制模具是將平面毛胚制成有底無縫容器。 d.成形模具：指用各種局部變形的方法來改變毛胚的形狀，其形式有凸張成形沖模、卷緣成形沖模、頸縮成形沖模、孔凸緣成形沖模、圓緣成形沖模。 e

24、.壓縮模具：是利用強(qiáng)大的壓力，使金屬毛胚流動(dòng)變形，成為所需的形狀，其種類有擠制沖模、壓花沖模、壓印沖模、端壓沖模。 1.2 沖壓的發(fā)展 改革開放以來，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng)。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國(guó)有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 隨著與國(guó)際接軌的腳步不斷加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，人們已經(jīng)越來越

25、認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一。近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。一些?guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國(guó)際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了Mold flow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大

26、專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。 例如，吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級(jí)進(jìn)模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學(xué)模具CAD國(guó)家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國(guó)內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。 雖然中國(guó)模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中

27、的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具依賴進(jìn)口。 沖壓模具先進(jìn)制造工藝及設(shè)備 模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)正不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透、交叉、融合，對(duì)其實(shí)施改造，形成先進(jìn)制造技術(shù)。 模具先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在： （1）高速銑削加工 普通銑削加工采用低的進(jìn)給速度和大的切削參數(shù)，而高速銑削加工則采用高的進(jìn)給速度和小的切削參數(shù)，高速銑削加工相對(duì)于普通銑削加工具有如下特點(diǎn)： a.高效 高速銑削的主軸轉(zhuǎn)速一般為15000

28、r/min～40000r/min，最高可達(dá)100000r/min。在切削鋼時(shí)，其切削速度約為400m/min，比傳統(tǒng)的銑削加工高5～10倍；在加工模具型腔時(shí)與傳統(tǒng)的加工方法(傳統(tǒng)銑削、電火花成形加工等)相比其效率提高4～5倍。 b.高精度 高速銑削加工精度一般為10μm，有的精度還要高。 c.高的表面質(zhì)量 由于高速銑削時(shí)工件溫升?。s為3C），故表面沒有變質(zhì)層及微裂紋，熱變形也小。最好的表面粗糙度Ra小于1μm，減少了后續(xù)磨削及拋光工作量。 d.可加工高硬材料 可銑削(50～54)HRC的鋼材，銑削的最高硬度可達(dá)60HRC。 鑒于高速加工具備上述優(yōu)點(diǎn)，所以高速加工在模具制造中正得到廣泛

29、應(yīng)用，并逐步替代部分磨削加工和電加工。 （2）電火花銑削加工 電火花銑削加工（又稱為電火花創(chuàng)成加工）是電火花加工技術(shù)的重大發(fā)展，這是一種替代傳統(tǒng)用成型電極加工模具型腔的新技術(shù)。像數(shù)控銑削加工一樣，電火花銑削加工采用高速旋轉(zhuǎn)的桿狀電極對(duì)工件進(jìn)行二維或三維輪廓加工，無需制造復(fù)雜、昂貴的成型電極。日本三菱公司最近推出的EDSCAN8E電火花創(chuàng)成加工機(jī)床，配置有電極損耗自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)、CAD/CAM集成系統(tǒng)、在線自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)，體現(xiàn)了當(dāng)今電火花創(chuàng)成加工機(jī)床的水平。 （3）慢走絲線切割技術(shù) 目前，數(shù)控慢走絲線切割技術(shù)發(fā)展水平已相當(dāng)高，功能相當(dāng)完善，自動(dòng)化程度已達(dá)到無人看管運(yùn)行的程度。

30、最大切割速度已達(dá)300mm2/min，加工精度可達(dá)到1.5μm，加工表面粗糙度Ra0.1～0.2μm。直徑0.03～0.1mm細(xì)絲線切割技術(shù)的開發(fā)，可實(shí)現(xiàn)凹凸模的一次切割完成，并可進(jìn)行0.04mm的窄槽及半徑0.02mm內(nèi)圓角的切割加工。錐度切割技術(shù)已能進(jìn)行30以上錐度的精密加工。 （4）磨削及拋光加工技術(shù) 磨削及拋光加工由于精度高、表面質(zhì)量好、表面粗糙度值低等特點(diǎn)，在精密模具加工中廣泛應(yīng)用。目前，精密模具制造廣泛使用數(shù)控成形磨床、數(shù)控光學(xué)曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床及自動(dòng)拋光機(jī)等先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)。 （5）數(shù)控測(cè)量 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，必然導(dǎo)致模具零件形狀的復(fù)雜。傳統(tǒng)的幾何檢測(cè)手段已無法適

31、應(yīng)模具的生產(chǎn)。現(xiàn)代模具制造已廣泛使用三坐標(biāo)數(shù)控測(cè)量機(jī)進(jìn)行模具零件的幾何量的測(cè)量，模具加工過程的檢測(cè)手段也取得了很大進(jìn)展。三坐標(biāo)數(shù)控測(cè)量機(jī)除了能高精度地測(cè)量復(fù)雜曲面的數(shù)據(jù)外，其良好的溫度補(bǔ)償裝置、可靠的抗振保護(hù)能力、嚴(yán)密的除塵措施以及簡(jiǎn)便的操作步驟，使得現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化檢測(cè)成為可能。 模具先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)制模技術(shù)模具質(zhì)量依賴于人為因素，不易控制的狀況，使得模具質(zhì)量依賴于物化因素，整體水平容易控制，模具再現(xiàn)能力強(qiáng)。 模具新材料及熱、表處理 隨著產(chǎn)品質(zhì)量的提高，對(duì)模具質(zhì)量和壽命要求越來越高。而提高模具質(zhì)量和壽命最有效的辦法就是開發(fā)和應(yīng)用模具新材料及熱、表處理新工藝,不斷提高使用性能, 改

32、善加工性能。 （1）沖壓模具材料 制造沖壓模具的材料有鋼材、硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金、鋅基合金、低熔點(diǎn)合金、鋁青銅、高分子材料等等。目前制造沖壓模具的材料絕大部分以鋼材為主，常用的模具工作部件材料的種類有：碳素工具鋼、低合金工具鋼、高碳高鉻或中鉻工具鋼、中碳合金鋼、高速鋼、基體鋼以及硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金等等。 a.碳素工具鋼 在模具中應(yīng)用較多的碳素工具鋼為T8A、T10A等，優(yōu)點(diǎn)為加工性能好，價(jià)格便宜。但淬透性和紅硬性差，熱處理變形大，承載能力較低。 b.低合金工具鋼 低合金工具鋼是在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上加入了適量的合金元素。與碳素工具鋼相比，減少了淬火變形和開裂傾向，提高了鋼的淬透

33、性，耐磨性亦較好。用于制造模具的低合金鋼有CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(代號(hào)CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代號(hào)GD)等。 c. 高碳高鉻工具鋼 常用的高碳高鉻工具鋼有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1（代號(hào)D2），它們具有較好的淬透性、淬硬性和耐磨性，熱處理變形很小，為高耐磨微變形模具鋼，承載能力僅次于高速鋼。但碳化物偏析嚴(yán)重，必須進(jìn)行反復(fù)鐓拔（軸向鐓、徑向拔）改鍛，以降低碳化物的不均勻性，提高使用性能。 d. 高碳中鉻工具鋼 用于模具的高碳中鉻工具鋼有Cr4W2MoV、Cr6WV 、Cr5MoV等，它們的含鉻量較低，共晶碳化物少，碳化物分布均勻，熱

34、處理變形小，具有良好的淬透性和尺寸穩(wěn)定性。與碳化物偏析相對(duì)較嚴(yán)重的高碳高鉻鋼相比，性能有所改善。 e. 高速鋼 高速鋼具有模具鋼中最高的的硬度、耐磨性和抗壓強(qiáng)度，承載能力很高。模具中常用的有W18Cr4V（代號(hào)8-4-1）和含鎢量較少的W6Mo5 Cr4V2（代號(hào)6-5-4-2，美國(guó)牌號(hào)為M2）以及為提高韌性開發(fā)的降碳降釩 高速鋼 6W6Mo5 Cr4V（代號(hào)6W6或稱低碳M2）。高速鋼也需要改鍛 ，以改善其碳化物分布。 f. 基體鋼 在高速鋼的基本成分上添加少量的其它元素，適當(dāng)增減含碳量，以改善鋼的性能。這樣的鋼種統(tǒng)稱基體鋼。它們不僅有高速鋼的特點(diǎn)，具有一定的耐磨性和硬度，而且抗疲勞

35、強(qiáng)度和韌性均優(yōu)于高速鋼，為高強(qiáng)韌性冷作模具鋼，材料成本卻比高速鋼低。模具中常用的基體鋼有 6Cr4W3Mo2VNb（代號(hào)65Nb）、7Cr7Mo2V2Si（代號(hào)LD）、5Cr4Mo3SiMnVAL（代號(hào)012AL）等。 g. 硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金的硬度和耐磨性高于其它任何種類的模具鋼，但抗彎強(qiáng)度和韌性差。用作模具的硬質(zhì)合金是鎢鈷類，對(duì)沖擊性小而耐磨性要求高的模具，可選用含鈷量較低的硬質(zhì)合金。對(duì)沖擊性大的模具，可選用含鈷量較高的硬質(zhì)合金。 鋼結(jié)硬質(zhì)合金是以鐵粉加入少量的合金元素粉末（如鉻、 鉬 、鎢、釩等）做粘合劑，以碳化 鈦或碳化鎢為硬質(zhì)相 ，用粉末冶金方法燒結(jié)而成。鋼結(jié)

36、硬質(zhì)合金的基體是鋼，克服了硬質(zhì)合金韌性較差、加工困難的缺點(diǎn)，可以切削、焊接、鍛造和熱處理。 鋼結(jié)硬質(zhì)合金含有大量的碳化物，雖然硬度和耐磨性低于硬質(zhì)合金，但仍高于其它鋼種，經(jīng)淬火、回火后硬度可達(dá) (68 ~ 73)HRC。 h.新材料 沖壓模具使用的材料屬于冷作模具鋼，是應(yīng)用量大、使用面廣、種類最多的模具鋼。主要性能要求為強(qiáng)度、韌性、耐磨性。目前冷作模具鋼的發(fā)展趨勢(shì)是在高合金鋼D2（相當(dāng)于我國(guó)Cr12MoV）性能基礎(chǔ)上，分為兩大分支：一種是降低含碳量和合金元素量，提高鋼中碳化物分布均勻度，突出提高模具的韌性。如美國(guó)釩合金鋼公司的8CrMo2V2Si、日本大同特殊鋼公司的DC53(Cr8Mo

37、2SiV)等。另一種是以提高耐磨性為主要目的，以適應(yīng)高速、自動(dòng)化、大批量生產(chǎn)而開發(fā)的粉末高速鋼。如德國(guó)的320CrVMo13，等。 （2）熱處理、表處理新工藝 為了提高模具工作表面的耐磨性、硬度和耐蝕性，必須采用熱、表處理新技術(shù)，尤其是表面處理新技術(shù)。除人們熟悉的鍍硬鉻、氮化等表面硬化處理方法外，近年來模具表面性能強(qiáng)化技術(shù)發(fā)展很快，實(shí)際應(yīng)用效果很好。其中，化學(xué)氣相沉積（CVD）、物理氣相沉積（PVD）以及鹽浴滲金屬（TD）的方法是幾種發(fā)展較快，應(yīng)用最廣的表面涂覆硬化處理的新技術(shù)。它們對(duì)提高模具壽命和減少模具昂貴材料的消耗，有著十分重要的意義。 中國(guó)模具設(shè)計(jì)與制造能力狀況 在國(guó)家產(chǎn)業(yè)

38、政策的正確引導(dǎo)下，經(jīng)過幾十年努力，現(xiàn)在我國(guó)沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造能力已達(dá)到較高水平，包括信息工程和虛擬技術(shù)等許多現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到應(yīng)用。 雖然如此，我國(guó)的沖壓模具設(shè)計(jì)制造能力與市場(chǎng)需要和國(guó)際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。這一些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面，無論在設(shè)計(jì)還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車覆蓋件模具，具有設(shè)計(jì)和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn)，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計(jì)制造方法和手段方面基本達(dá)到了國(guó)際水平，模具結(jié)構(gòu)周期等方面，與國(guó)外相比還存在一定的差距。 標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具，是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的精密

39、模具品種。有代表性的是集機(jī)電一體化的鐵芯精密自動(dòng)閥片多功能模具，已基本達(dá)到國(guó)際水平。 但總體上和國(guó)外多工位級(jí)進(jìn)模相比，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，仍存在一定差距。 未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求服務(wù)。 達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng)： (1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù) 模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范

40、圍。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。 (2)高速銑削加工 國(guó)外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。 (3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)

41、，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。 (4)電火花銑削加工 電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國(guó)外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到發(fā)展。 (5)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度

42、 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)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家一般為80%左右。 (6)優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù) 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。 (7)模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化 模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動(dòng)化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢(shì)

43、。 (8)模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺(tái)機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。 第2章 沖壓模具工藝分析及計(jì)算 2.1設(shè)計(jì)任務(wù)書及產(chǎn)品圖 2.1.1設(shè)計(jì)任務(wù) 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 06機(jī)制本（2） 指導(dǎo) 教師 孫小撈 課題類型 工程 設(shè)計(jì) 主要研究?jī)?nèi)容 1. 分析畢業(yè)設(shè)計(jì)題目參數(shù)和設(shè)計(jì)技術(shù)要求，查閱文獻(xiàn)資料，開展調(diào)查研究。 2. 分析設(shè)計(jì)產(chǎn)品工藝方案，制定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行方案比較

44、，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，撰寫開題報(bào)告。 3. 裝配圖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，整機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算，相關(guān)零部件結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇、校核及尺寸計(jì)算。 4. 根據(jù)裝配圖，進(jìn)行各個(gè)零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪出全部零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙， 5. 查閱和專業(yè)相關(guān)的英文資料，并按要求翻譯成中文。 6. 按照要求的畢業(yè)設(shè)計(jì)所明書內(nèi)容、格式及要求，撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。 主要技術(shù)指標(biāo) 1. 學(xué)生獨(dú)立完成模具設(shè)計(jì)加工工藝方案分析，制定模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。 2. 完成一張零號(hào)圖紙的模具裝配圖設(shè)計(jì)，要求結(jié)構(gòu)合理，視圖表達(dá)正確，標(biāo)注合理完整，圖紙符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 3. 會(huì)出全部零件圖紙，要求尺寸完整，公差及表面粗糙度標(biāo)注合理、正確，圖紙符合制圖標(biāo)準(zhǔn)。

45、4. 設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容完整，正確，排版格式符合學(xué)校要求外文資料譯文字?jǐn)?shù)符合要求，譯文正確。 2.1.2零件圖 圖2-1為設(shè)計(jì)零件圖，確定工藝方案并設(shè)計(jì)出制造其所需要的模具。 圖2-1 墊圈 材料 45 厚度 2 生產(chǎn)批量 中批量 2.2零件沖壓加工工藝分析 2.2.1零件的工藝性分析 沖裁件的工藝性是指沖裁件對(duì)沖裁工藝的適應(yīng)性。一般情況下，對(duì)沖裁件工藝性影響最大的是幾何形狀、尺寸和精度要求。良好的沖裁工藝性應(yīng)能滿足材料較省、工序較少、模具加工較易、壽命較高、操作方便及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等要求 。 對(duì)沖壓件的工藝分析主要由技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)方面考慮。 技術(shù)

46、性方面，由圖1－1可以看出，該工件材料為45, 精度要求IT9-IT10級(jí)，屬于中批量生產(chǎn)的零件,形狀簡(jiǎn)單，關(guān)于中心幾何對(duì)稱，工件沖孔尺寸，孔與孔之間,孔與邊緣之間距離較大,滿足凸模強(qiáng)度和模具結(jié)構(gòu)要求。因此符合沖壓工藝的各項(xiàng)指標(biāo)，所以就技術(shù)方面來說使用沖壓方式是合理的。 經(jīng)濟(jì)性方面，所謂經(jīng)濟(jì)性，就是用最小的耗費(fèi)取得最大的經(jīng)濟(jì)效果，也就是生產(chǎn)中的“最小最大”原則。在沖壓生產(chǎn)中，保證產(chǎn)品質(zhì)量，完成產(chǎn)品數(shù)量，品種計(jì)劃的前提下，產(chǎn)品成本越低，說明企業(yè)經(jīng)濟(jì)效果越好。本零件經(jīng)過正確的排樣，最大限度的節(jié)約材料，中批量生產(chǎn)，所以經(jīng)濟(jì)性良好。 在生產(chǎn)中，沖壓工藝性好壞直接影響到零件加工的難易程度。一般情況下

47、，一個(gè)良好的沖壓工藝，不僅可以節(jié)省昂貴的模具實(shí)驗(yàn)費(fèi)用，縮短新產(chǎn)品的試制周期，而且可以逐步建立一套能緊密結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)的先進(jìn)設(shè)計(jì)方案。沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化可以在多工位壓力機(jī)上采用自動(dòng)送料，取件裝置，進(jìn)行機(jī)械化流水線生產(chǎn)，從而減小勞動(dòng)強(qiáng)度和提高生產(chǎn)效率。 總之，本零件采用沖壓工藝基本合適，故使用沖壓工藝。 2.2.2沖裁件的精度與粗糙度 沖裁件的經(jīng)濟(jì)公差等級(jí)不高于IT14級(jí),一般落料公差等級(jí)最好低于IT10級(jí),沖孔件公差等級(jí)最好低低于IT9級(jí),由圖1-1可得落料公差,沖孔公差分別為0.50,0.15.因此可用于一般精度的沖裁,普通沖裁可以達(dá)到要求. 由于沖裁件沒有斷面粗糙度的要求,我們不

48、必考慮。 2.2.3確定工藝方案 確定工藝方案就是確定沖壓件的工藝路線，主要包括沖壓工序數(shù)、工序的組合和順序等。 根據(jù)沖裁件的生產(chǎn)批量、尺寸精度的高低、尺寸的大小、形狀復(fù)雜程度、材料的厚薄、沖模制造條件與沖壓設(shè)備條件等多方面的因素，擬訂出以下三種預(yù)定方案。 1.所需工序：(1)沖孔 (2)落料 2.預(yù)定方案 方案一： 落料模具+沖孔模具； 方案二： 沖孔落料連續(xù)模具； 方案三： 沖孔落料復(fù)合模。 綜合分析以上三種方案，可以得到以下結(jié)論： 方案一：該方案需要兩個(gè)工序，兩套模具。模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明，易于制造。但模具數(shù)量較多,制造模具的周期過長(zhǎng)，生產(chǎn)率低,所用費(fèi)用也高,而且零件的

49、精度難以保證。 方案二：該方案兩個(gè)工序，一套模具，加工連續(xù)性強(qiáng)，機(jī)械化強(qiáng)，生產(chǎn)效率高，有利于大批量生產(chǎn)。但是模具比較復(fù)雜，而且對(duì)零件中心孔的定位不易保證，適合厚度大于3mm以上的零件。 方案三：該方案所有工序一次復(fù)合成型。效率高，零件的精度易保證，平直度較好,生產(chǎn)率較高,模具易于加工。適合厚度小于或等于2mm的零件比較適合。 綜上分析，比較三個(gè)方案，方案三符合實(shí)際，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于設(shè)計(jì)，所以選擇方案三。 2.3沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1. 模具類型 根據(jù)零件的沖裁工藝方案,采用復(fù)合模。 2. 操作與定位方式 零件中批量生產(chǎn),安排生產(chǎn)可采用手工送料方式能夠達(dá)到批量生產(chǎn),

50、且能降低模具成本,因此采用手工送料方式。采用固定導(dǎo)料銷和活動(dòng)導(dǎo)料銷導(dǎo)向,控制條料送進(jìn)方向。利用活動(dòng)擋料銷擋料定位,控制條料送進(jìn)距離。 3. 卸料與出件方式 卸料裝置采用彈性卸料板，有敞開的工作空間，操作方便，生產(chǎn)效率高。在沖壓過程中，彈性卸料板先接觸毛坯，有預(yù)壓作用，沖壓后也可使沖壓件平穩(wěn)卸料。 模具選用沖孔落料復(fù)合模，制件屬于小中型零件，模具選用倒裝形式。其主要優(yōu)點(diǎn)是廢料能直接從壓力機(jī)臺(tái)面落下，而沖裁件從上模推下，比較容易引出去，因此操作方便安全，生產(chǎn)效率比較高。 4. 模架類型及精度 采用Ⅰ級(jí)模架精度中間導(dǎo)柱模架。 2.4沖壓模具工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 排樣設(shè)計(jì)及材料

51、利用率 （1）排樣設(shè)計(jì) 圖1-2 排樣圖 排樣如圖1-2所示: 查表3-18，表3-19，表3-20，確定 搭邊值 進(jìn)料送距 S=D+a=162 條料寬度 （2）計(jì)算材料利用率: 板料規(guī)格選用: 2mm1000mm2200mm 一個(gè)零件的面積: 一塊板可以沖裁工件的總數(shù): 材料利用率: 材料利用率大于60%排樣比較合理。 2.5 壓力中心的確定 模具的壓力中心是指沖壓力合力的作用點(diǎn)。模具的壓力中心應(yīng)該

52、通過壓力機(jī)滑塊的中心線。對(duì)于有模柄的沖模來說,必須使壓力中心通過模柄的中心線。否則,沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷,導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分的不正常磨損,還會(huì)使合理間隙得不到保證,從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。所以,在模具設(shè)計(jì)中應(yīng)使沖裁壓力中心與沖床滑塊中心相重合、保持沖裁工作間隙的穩(wěn)定性，防止刃口局部迅速變鈍、合理布置凹模型孔位置 沖裁形狀對(duì)稱的沖裁件，其壓力中心位于沖件輪廓圖形的幾何中心。因本零件為嚴(yán)格的對(duì)稱零件，故壓力中心即為其幾何中心。不需要另外計(jì)算。 2.6 沖裁力的計(jì)算及初選壓力機(jī) 1. 沖裁力的計(jì)算 沖裁力是選擇壓力機(jī)的主要依據(jù)，也是設(shè)計(jì)模具所必須的數(shù)

53、據(jù)。沖裁力是指料板作用在凸模上的最大抗力。對(duì)于普通平刃口的沖裁，其沖裁力F可按下式計(jì)算： F=KLt 式中 F───沖裁力（N）； L───沖裁件周廠（mm）； t───板料厚度（mm）； ───材料的抗剪強(qiáng)度（Mpa）； K───系數(shù)。是考慮的刃口鈍化、間隙不均勻、材料力學(xué)性能與厚度波動(dòng)等因素而增加的安全系數(shù)。常取K=1.3。 在一般情況下，材料的1.3，為計(jì)算方便，也可用下式計(jì)算沖裁力： F=Lt 沖孔落料工序：材料45 查課本37頁表2-3 取=600Mpa （1）沖裁落料力： （2）沖孔力： （3）落料卸料力： 查表

54、1-1得： （4）沖孔推件力： 式中 n———沖孔時(shí)卡在凹模內(nèi)的廢料數(shù)，查表取n=3 表1-1卸料力、推件力系數(shù)表 材料種類 板料厚度/mm K K 鋼 ~0.1 0.06~0.09 0.1 >0.1~0.5 0.045~0.07 0.065 >0.5~2.5 0.025~0.06 0.050 >2.5~6.5 0.02~0.05 0.045 >6.5 0.15~0.04 0.025 故總沖力為： 2. 壓力機(jī)的初選 沖壓設(shè)備的選擇是沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重

55、要內(nèi)容，它直接關(guān)系到?jīng)_壓設(shè)備的安全使用、沖壓工藝能否順利實(shí)現(xiàn)和模具壽命、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、成本高低等重要問題。在中小型沖壓件的生產(chǎn)中，主要選擇開式壓力機(jī)。 因沖壓力，而在實(shí)際選擇設(shè)備時(shí),為了設(shè)備安全起見,常取1.2~1.3左右的安全系數(shù),故 壓力機(jī)的公稱壓力F應(yīng)為所計(jì)算的沖壓工藝力的1.2~1.3倍，即： 根據(jù)以上計(jì)算選用開式壓力機(jī)JB21-160型，其參數(shù)如下： 公稱力KN 1600 模柄孔尺寸mm φ80x80 滑塊行程mm 40 16

56、0 滑塊中心至機(jī)身距離mm 375 滑塊行程次數(shù)min-1 42 主電機(jī)功率KW 15 最大封閉高度mm 330 外型尺寸mm 1290x2175x3045 工作臺(tái)尺寸mm 1120x710 機(jī)器重量kg 12800 2.7 計(jì)算凸凹模刃口尺寸及公差 由于材料較厚,模具間隙較小,模具的間隙由配作保證,工藝比較簡(jiǎn)單,并且還可以放大基準(zhǔn)件的制造公差,(一般可取沖件公差的1/4

57、),使制造容易,因此采用配置加工為宜。 在計(jì)算沖孔模刃口尺寸時(shí),應(yīng)以凸模為基準(zhǔn),凹模尺寸按凸模實(shí)際尺寸配置,保證雙面間隙在0.38~0.42mm之間。 在計(jì)算落料模刃口尺寸時(shí)，應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)，凸模尺寸按凹模實(shí)際尺寸配置，保證雙面間隙在0.38~0.42mm之間。 查設(shè)計(jì)手冊(cè)凸模制造精度采用IT6級(jí)，凹模制造精度采用IT7級(jí) 1．落料部分 查公差表得: =0.04mm,=0.025mm =0.04+0.025=0.065mm 零件尺寸 D=160mm 刃口尺寸 mm mm 由于，不滿足間隙公差條件，應(yīng)縮小提高制造精度才能保證間隙在

58、合理范圍。 取 故 2．沖孔部分 （1）零件尺 d =50mm 查公差表得 刃口尺寸 mm mm 由于，不滿足間隙公差條件，應(yīng)縮小提高制造精度才能保證間隙在合理范圍。取 故 （2） 零件尺寸 d=20mm 查公差表得: 刃口尺寸: 由于故計(jì)算結(jié)果滿足間隙公差的要求。 22 第3章 模具零件的設(shè)計(jì) 3.1落料凹模的設(shè)計(jì) 3.1.1凹模刃口的結(jié)構(gòu)形式 （1）錐形刃口凹模，其特點(diǎn)是工件和廢料更容易漏

59、出，沖裁件不會(huì)留在凹模內(nèi)；凹模磨損后的修磨量較小，修模后孔口尺寸略有增大；刃口強(qiáng)度較低。這種刃口的凹模一般用于形狀簡(jiǎn)單、精度要求不高的沖裁件。 （2）直筒形刃口凹模，其特點(diǎn)是刃口強(qiáng)度較高；修磨后刃口尺寸不變；磨損后的修模量較大；直壁內(nèi)可能會(huì)積存沖裁件，增大沖裁力力和孔壁磨損。加工簡(jiǎn)單，應(yīng)用比較普遍。 在此選擇直筒形刃口形式的凹模。 3.1.2凹模外形結(jié)構(gòu)及固定方法 根據(jù)沖裁件的形狀和尺寸，選擇在外形為矩形的凹模板上加工出所需凹模刃口，凹模板直接用螺釘固定在模座上，如圖3-1所示: 圖3-1 落料凹模 3.1.3凹模外形尺寸的確定 凹模外形尺寸應(yīng)保證有足夠的強(qiáng)度與剛度，沖

60、裁時(shí)，凹模要承受一定的沖裁力合測(cè)向擠壓力。 （1）凹模厚度H的確定 （按經(jīng)驗(yàn)公式） 其中 b———最大型空的寬度尺寸，取160mm K———為系數(shù)，考慮配料厚度t的影響，其值可查表2-1 查表 k=0.2，則 H=32mm 表3-1 系數(shù)K值 0.5 1 2 3 >3 <50 0.3 0.35 0.42 0.5 0.6 50~100 0.2 0.22 0.28 0.35 0.42 100~200 0.15 0.18 0.2 0.24 0.3 >200 0.1 0.12 0.15 0.18 0.22 （2）凹模壁厚C的確定

61、 則 C=45mm （3）凹模直徑D的確定 則 D=250mm 依據(jù)設(shè)計(jì)尺寸，按沖模標(biāo)準(zhǔn)確定凹模外形尺寸為：250 32 3.1.4凹模材料 在沖壓模具中，使用了各種金屬材料和非金屬材料，主要有碳鋼、合金鋼、鑄鐵、鑄鋼、硬質(zhì)合金、低熔點(diǎn)合金、鋅基合金、鋁青銅、合成樹脂、聚氨脂橡膠、塑料、層壓樺木板等。 制造模具的材料，要求具有高硬度、高強(qiáng)度、高耐磨性、適當(dāng)?shù)捻g性、高淬透性和熱處理不變形(或少變形)及淬火時(shí)不易開裂等性能。 合理選取模具材料及實(shí)施正確的熱處理工藝是保證模具壽命的關(guān)鍵。對(duì)用途不同的模具，應(yīng)根據(jù)其工作

62、狀態(tài)、受力條件及被加工材料的性能、生產(chǎn)批量及生產(chǎn)率等因素綜合考慮，并對(duì)上述要求的各項(xiàng)性能有所側(cè)重，然后作出對(duì)鋼種及熱處理工藝的相應(yīng)選擇。 模具刃口要有較高的耐磨性，并能承受沖裁時(shí)的沖擊力，所以應(yīng)有較高的硬度與適當(dāng)?shù)捻g性。形狀簡(jiǎn)單的凸模常選用T8A、T10A等制造。并且凹模硬度應(yīng)比沖頭高2度左右。 所以凹模材料選擇T10A，熱處理硬度達(dá)到60~62HRC。 3.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì) 1. 凸模的結(jié)構(gòu)形式 由于工件有5個(gè)需要加工的孔，其尺寸分別為φ50和φ20，所以應(yīng)設(shè)計(jì)兩種沖孔凸模。其機(jī)構(gòu)如圖3-2所示。 2. 凸模長(zhǎng)度計(jì)算 凸模長(zhǎng)度的確定主要根據(jù)模具結(jié)構(gòu)、修磨、操作安全、裝配

63、等因素的需要。所以取長(zhǎng)度L=65mm 3. 凸模材料及其它要求 在沖壓模具中，使用了各種金屬材料和非金屬材料，主要有碳鋼、合金鋼、鑄鐵、鑄鋼、硬質(zhì)合金、低熔點(diǎn)合金、鋅基合金、鋁青銅、合成樹脂、聚氨脂橡膠、塑料、層壓樺木板等。 制造模具的材料，要求具有高硬度、高強(qiáng)度、高耐磨性、適當(dāng)?shù)捻g性、高淬透性和熱處理不變形(或少變形)及淬火時(shí)不易開裂等性能。 合理選取模具材料及實(shí)施正確的熱處理工藝是保證模具壽命的關(guān)鍵。對(duì)用途不同的模具，應(yīng)根據(jù)其工作狀態(tài)、受力條件及被加工材料的性能、生產(chǎn)批量及生產(chǎn)率等因素綜合考慮，并對(duì)上述要求的各項(xiàng)性能有所側(cè)重，然后作出對(duì)鋼種及熱處理工藝的相應(yīng)選擇。 模具刃口

64、要有較高的耐磨性，并能承受沖裁時(shí)的沖擊力，所以應(yīng)有較高的硬度與適當(dāng)?shù)捻g性。形狀簡(jiǎn)單的凸模常選用T8A、T10A等制造。形狀復(fù)雜，淬火變形大，特別是用線切割方法加工時(shí)，應(yīng)選用合金工具鋼（如Cr12、9Mn2v、CrWMn、Cr6MV等）制造。其熱處理硬度為58~62HRC。 根據(jù)以上凸模材料選擇T10A,熱處理硬度達(dá)到58~62HRC。 凸模工作部分的表面粗糙度Ra=0.8m,固定部分Ra=3.2m。 圖3-2 沖孔凸模（大沖頭） 圖3-3 沖孔凸模（小沖頭） 3.3凸凹模的設(shè)計(jì) 凸凹模式復(fù)合沖裁中的一個(gè)特殊零件。其內(nèi)形刃口其沖孔凹模作用，外形刃口其落料凸模作用。外形

65、按一般凸模設(shè)計(jì)，內(nèi)形按一般凹模設(shè)計(jì)。材料選擇Cr12，熱處理硬度達(dá)到60~62HRC。 凸凹模的最小壁厚為m=1.5t=1.52=3mm,而實(shí)際壁厚遠(yuǎn)大于3mm，故符合強(qiáng)度要求，凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配制，并保證雙面間隙為0.38~0.42mm。凸凹模結(jié)構(gòu)如圖3-3所示： 圖3-4 凸凹模 51 第4章模具總體設(shè)計(jì)及主要零部件的設(shè)計(jì) 4.1模具的閉合高度 圖4-1 裝配圖 1-下模座;2，14，17-螺釘；3-下模固定板；4-凸凹模；5-卸料板；6-擋料銷；7-落料凹模；8-推銷；9，15，18-沖孔凸模；10-推塊；11-推桿；1

66、2-模柄；16-墊板；19-上模座；20-上模固定板；21-導(dǎo)套；22-卸料板；23-彈簧；24-導(dǎo)柱；25-卸料螺釘；26-臨時(shí)擋料銷 模具的閉合高度是指模具在最低工作位置時(shí)上模座的上平面與下模座的下平面之間的高度。 模具的閉合高度必須與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng)。壓力機(jī)的裝模是指滑塊在下止點(diǎn)位置時(shí)，滑塊低平面與壓力機(jī)工作臺(tái)上的墊板上平面之間的高度。由于壓力機(jī)的連桿長(zhǎng)度可以調(diào)節(jié)，因此，壓力機(jī)的裝模高度是可以調(diào)節(jié)的。當(dāng)連桿調(diào)節(jié)到最短時(shí)，壓力機(jī)的裝模高度最大；當(dāng)連桿調(diào)節(jié)到最長(zhǎng)時(shí)，壓力機(jī)的裝模高度最小。 所以模具的閉合高度應(yīng)介于壓力機(jī)的最大裝模高度與最小裝模高度之間，它們的關(guān)系為： H+10mmHH-5mm 因?yàn)閴毫C(jī)的最大閉合高度為330mm,封閉高度調(diào)節(jié)量為120mm，有上述公式得： 210mmH325mm 另外，模具的其他外形結(jié)構(gòu)尺寸也必須和壓力機(jī)的參數(shù)相搭配：模具的模柄和滑塊的模柄孔尺寸；模具長(zhǎng)寬外形尺寸和壓力機(jī)的滑塊底面尺寸與工作臺(tái)面尺寸；模具下模座下彈頂裝置的平面尺寸和壓力機(jī)工作臺(tái)面孔的尺寸等。只有這樣模具才能正確的安裝與使用。 4.2卸料彈