喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== Φ28外舌止動墊圈沖孔落料剪切級進(jìn)模具設(shè)計 I 摘要：設(shè)計首先對冷沖壓模具的基本成形機(jī)理及現(xiàn)狀發(fā)展趨勢做出簡要闡釋，指出沖模是一種低能耗高效率的產(chǎn)出方式，在綜合分析產(chǎn)品工藝性指標(biāo)及對比不同結(jié)構(gòu)預(yù)案后，確定本次工件易采用連續(xù)模具的方案進(jìn)行。 模具設(shè)計之前進(jìn)行了排樣結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝計算兩部分內(nèi)容。第一部分通過排樣參數(shù)選用和工件各工位的合理分解排布確定了包含沖裁，沖孔彎曲落料在內(nèi)的多工位的合理結(jié)構(gòu)，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行了第二部分，主要涵蓋材料利用率，基本沖裁力參數(shù)，刃口精度公差等幾部分的計算與校核，為后續(xù)模具結(jié)構(gòu)具體實(shí)施打下基礎(chǔ)。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計是在確?？傮w原則的情況下針對凸模，凹模，以及凸模固定板，輔助部件這幾大方向完成了本體參數(shù)的設(shè)計和選用，最終將他們合理的裝配，完成了本次工件級進(jìn)模結(jié)構(gòu)的設(shè)計。最后選用合理的壓力設(shè)備與模具適配，以滿足后續(xù)試模的需要。 關(guān)鍵詞：級進(jìn)模； 冷沖壓； 結(jié)構(gòu)設(shè)計 Abstract Abstract:The design firstly describes the basic forming mechanism and the current development trend of the die, and points out that the die is a kind of low-energy and high-efficiency output method. After a comprehensive analysis of product process indicators and comparison of different structural plans, this article is easy to determine. Use a continuous die program to complete the part design. Before the die design, the design of the layout structure and the process calculation were performed in two parts. The first part determines the reasonable structure of multiple stations including punching, punching and blanking, through the selection of the layout parameters and the rational decomposition of the work stations. The second part is based on this. Covers the calculation of the material utilization rate, the basic blanking force parameters, and the precision of the cutting edge, and lays the foundation for the subsequent implementation of the die structure. The die structure design is to ensure the general principle of the design of the body parameters and the selection of the punch, die, punch fixing plate, auxiliary components in these major directions, and finally they will be reasonable assembly, completed this time Design of work piece progressive die structure. Finally, a reasonable pressure device and die are selected to meet the needs of the subsequent test mode. Keywords：Progressive Die, Cold Stamping,Structural Design 目 錄 Φ28外舌止動墊圈沖孔落料剪切級進(jìn)模具設(shè)計 I ABSTRACT II 1緒論 1 1.1 課題研究目的及意義 1 1.1.1研究目的 1 1.1.2研究意義 1 1.2國內(nèi)模具發(fā)展?fàn)顩r 1 1.3 主要研究內(nèi)容 2 2零件工藝性分析及沖壓方案確定 3 2.1 零件的工藝性分析 3 2.2 確定工藝方案 4 2.3 排樣設(shè)計 5 2.3.1 排樣參數(shù)確定 5 2.3.2 排樣圖的繪制 6 2.3.3材料利用率η 6 3 模具主要工藝參數(shù)計算 9 3.1 沖壓力參數(shù)的計算 9 3.1.1 沖裁力計算 9 3.1.2卸料力、推料力、頂料力的計算 9 3.2沖壓壓力中心 11 4 凸凹模設(shè)計 13 4.1沖裁間隙 13 4.2凸模與凹模刃口尺寸計算 13 4.3凹模的設(shè)計 16 4.4凸模的設(shè)計 17 4.5凹模刃口類型 18 5模具總體設(shè)計 19 5.1定位零件的設(shè)計 19 5.2卸料板的設(shè)計 19 5.3模柄 20 5.4模架及其他零部件的選用 20 5.5沖壓設(shè)備的選擇 21 5.6壓力機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核 21 6總結(jié) 23 參考文獻(xiàn) 25 附錄A 外文文獻(xiàn)及翻譯 27 III 1緒論 1.1 課題研究目的及意義 1.1.1研究目的 通過本設(shè)計冷沖壓模具的典型結(jié)構(gòu)與計算工作，目的在于熟悉冷沖壓模具的工作原理，并系統(tǒng)地運(yùn)用所學(xué)過的知識處理冷沖壓模具設(shè)計中的各種問題，提高對機(jī)械系統(tǒng)分析和模具設(shè)計的能力；另外，通過畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)閱讀中外文科技文獻(xiàn)、查閱并利用文獻(xiàn)資料以及獨(dú)立撰寫科技論文的能力。 1.1.2研究意義 沖壓是一種壓力加工的方法，就是在室溫的情況下進(jìn)行，壓力機(jī)上安裝模具對材料進(jìn)行施加壓力，使材料發(fā)生分離或者是發(fā)生塑性變形，進(jìn)而得到所需要的零件。本設(shè)計中的級進(jìn)模具結(jié)構(gòu)簡單，使用方便可靠，對類似工件的大批量生產(chǎn)具有一定參考作用。在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，工人勞動強(qiáng)度大、生產(chǎn)量大，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率的提高。隨著現(xiàn)如今科技的發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)中模具的使用越來越引起人們的重視，并被大量應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中去。沖壓模具可以不僅提高勞動生產(chǎn)效率，減輕工人負(fù)擔(dān)，而且具有重要的技術(shù)進(jìn)步意義和經(jīng)濟(jì)價值。 1.2國內(nèi)模具發(fā)展?fàn)顩r 到了21世紀(jì),隨著計算機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步,?CAD/CAECAM技術(shù)日成熟,其現(xiàn)代模具中的應(yīng)用越來越廣泛。目前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,但與國民經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比,仍具有較大的差異,一些大型、精密、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蓋件模具,目前仍主要依靠進(jìn)口。而一些低檔次的簡單沖模,則已供過于求,市場竟?fàn)幏浅＜ち摇? 我國模具工業(yè)雖然有了很大的發(fā)展,但總體看來,技術(shù)水平仍比工業(yè)發(fā)達(dá)國家要落后15~20年，這與我國制造業(yè)發(fā)展的要求相比差距還很大。為了推進(jìn)社會主義現(xiàn)代化連設(shè),適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展的需要,模具工業(yè)需要進(jìn)行進(jìn)一步技術(shù)結(jié)構(gòu)和加速國產(chǎn)化。因此,應(yīng)立足國情,著重發(fā)展模具行業(yè)中的關(guān)継、共性技術(shù)，不斷加大新技術(shù)的開發(fā)和推廣應(yīng)用力度,不斷提高行業(yè)的自主創(chuàng)新能力.用信息技術(shù)帯動和提升模具工業(yè)的制造技術(shù)水平,積極采用高新技術(shù)和先進(jìn)適用技術(shù)來提高行業(yè)的總體水平,使我國模具行業(yè)向大型、精密、復(fù)雜高效、長壽命和多功能方向發(fā)展,推動我國模具工業(yè)技術(shù)進(jìn)步再上新臺階,將是我國模具行業(yè)發(fā)展的一個重要任務(wù)[[1] 李煥芳.冷沖壓模具發(fā)展現(xiàn)狀[J].中國高新技術(shù)企業(yè).2010 ]。 1.3 主要研究內(nèi)容 本次設(shè)計的內(nèi)容是利用UG、CAD等軟件進(jìn)行Φ28外舌止動墊圈的剪切級進(jìn)模具設(shè)計，主要設(shè)計內(nèi)容包括： （1） 分析零件的工藝性，確定沖壓方案及模具結(jié)構(gòu)； （2） 進(jìn)行模具零件的設(shè)計計算； （3） 繪制模具裝配圖。 2零件工藝性分析及沖壓方案確定 Φ28外舌止動墊圈結(jié)構(gòu)圖和三維結(jié)構(gòu)圖分別如圖2.1和圖2.2所示。 圖2.1 ?Φ28外舌止動墊圈結(jié)構(gòu)圖 圖2.2 ?Φ28外舌止動墊圈3D圖 2.1 零件的工藝性分析 模具整體設(shè)計首先以Φ28外舌止動墊圈的課題任務(wù)要求與技術(shù)解析開始，在繪制了結(jié)構(gòu)圖以及三維的渲染結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上分析了以下幾點(diǎn)要求： （1）材料：零件的材料選用Q235-A，普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，其抗拉強(qiáng)度σb=375~460Mpa，屈服強(qiáng)度為σs=210Mpa，此材料具有高的彈性和良好的耐磨性，沖裁加工性能好。 （2）結(jié)構(gòu)：內(nèi)部有一個沖孔和一處90°的彎曲成形部分。料厚為1.5mm，滿足厚度要求，零件毛刺小，模具壽命高，孔的直徑較小，適合沖裁加工。 （3）尺寸精度：根據(jù)零件圖上所注尺寸，工件尺寸精度要求較低，采用IT14級精度，普通沖裁完全可以滿足要求。 由于待沖壓材料沖裁強(qiáng)度和剛度的使用要求，沖裁件上的孔不能太小，凸模沖孔的最小尺寸為料厚的0.9倍（φ28≥0.9t），所以用來沖孔的凸?？梢圆皇褂猛鼓１Ｗo(hù)外套。 整體來說，墊圈工件采用厚度為1.5mm的Q235-A料帶沖壓而成。整體形狀為圓形結(jié)構(gòu)，內(nèi)孔部分和外周邊緣的距離參數(shù)大于3mm。工件精度為IT14級，可以實(shí)現(xiàn)斷面較為光潔。從上述的分析可以確定，采用冷沖裁成形可以滿足大批量生產(chǎn)要求。 2.2 確定工藝方案 該工件包括沖孔、落料 、剪切三個工序，有以下三種工藝方案： 方案一：先沖孔，再剪切，最后落料，單工序生產(chǎn)； 方案二：沖孔—剪切—落料復(fù)合模生產(chǎn)； 方案三：沖孔—剪切—落料級進(jìn)沖壓，采用級進(jìn)模生產(chǎn)。 方案一用單工序模。該模具結(jié)構(gòu)簡單，單副模具成本低，使用、維修方便，但需要三道工序三副模具，重復(fù)定位差，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求和制件精度。 方案二用復(fù)合模。復(fù)合模是指在一次工作行程中完成多道沖壓工序的模具，只需要一副模具,工件的精度及生產(chǎn)效率都很高，但模具強(qiáng)度比較差，且制造比較麻煩。沖壓完成后零件會卡在模具上，需要自行清理,這樣不僅會降低沖壓速度，而且操作繁瑣。 方案三用級進(jìn)模。整個制件的成形是在級進(jìn)過程中逐步完成的。級進(jìn)成形是屬工序集中的工藝方法，可使切邊、沖孔、打彎成形、落料等多種工序在一副模具上完成，生產(chǎn)效率較高。它的制件和廢料無需人工清理，所以降低了工作量，而且操作安全、方便，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化生產(chǎn)[[2] 周本凱.冷沖壓模具制造技術(shù)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2011 ]。 通過對上述三種方案的分析比較，從零件的生產(chǎn)批量和技術(shù)要求上看，該零件的沖壓生產(chǎn)宜采用普通級進(jìn)模。 2.3 排樣設(shè)計 2.3.1 排樣參數(shù)確定 （1）搭邊值的確定 根據(jù)GB856本次沖裁零件采用厚度為1.50mm的Q235-A材料進(jìn)行加工沖裁，故毛胚料為1.50mm厚（t=1.50mm），查表2.1得，側(cè)邊搭邊值為1.50mm（a=1.50mm），工件間搭邊值為1.20mm（a1=1.20mm）[[3] 閻兵.冷沖壓模具結(jié)構(gòu)與設(shè)計實(shí)例[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2012 ]。 表2.1沖裁件合理搭邊值 料厚/mm 搭邊值/mm a a1 >0.25-0.50 1.00 0.80 >1.00-1.50 1.30 1.00 >1.50-2.00 1.50 1.20 （2）送料步距S 根據(jù)待加工零件圖紙可知零件最大外形輪廓尺寸為58.00mm，工件間搭邊值為1.20mm，經(jīng)公式2-1計算可得工件送料步距S=59.20mm。 S=A+M （2-1） 式中： S—─工步長度，mm； M—─相鄰工件的距離，mm； A—─最大輪廓長度，mm。 （3）帶料寬度B （2-2） 式中： B——條狀料或帶狀料寬度； D——沖件尺寸； a1——工件間搭邊值； n——側(cè)刃數(shù)； ?——條狀料或帶狀料單向偏差； b——側(cè)刃裁切的料邊寬度，金屬材料取1.50mm～2.50mm，非金屬材料取2.00mm～4.00mm，薄料取較小值，厚料取較大值。 B＝(58+2×1.2+2×1.5) -00.4＝63.40-0.4 2.3.2 排樣圖的繪制 結(jié)合上述的參數(shù)選用，繪制出如圖2-3所示的排樣方案： 通過對工件的工藝性分析可以看出零件從大體上分為三個部分，包括中間內(nèi)孔，外舌和最大外圓。所以對其沖裁的工序依次為沖孔，切開彎曲，落料。以此為依據(jù)對工件進(jìn)行系統(tǒng)排樣并繪制排樣圖。排樣圖的繪制遵從以下三點(diǎn)： （1） 排樣時要避免沖壓過程中凸模與凸模之間距離太近，導(dǎo)致零件局部變形。 （2）搭邊值要合理，不能出現(xiàn)毛刺飛邊等現(xiàn)象。 （3）如果采用多排樣式，應(yīng)該預(yù)留空工位方便組裝拆卸，防止發(fā)生因應(yīng)力集中導(dǎo)致的模具損毀[[4] 湯酞則.冷沖壓模具課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2015 ]。 圖2.3 排樣圖 2.3.3材料利用率η 材料利用率表示為零件實(shí)際使用面積所占大小與毛胚料整體的面積大小之間的比例，常用η表示： 式中： η總—— 材料利用率； n總—— 沖裁件的數(shù)目； A—— 沖裁件的實(shí)際面積/mm2； B—— 板料寬度/mm； L——板料長度/mm； 采用分塊法近似計算沖壓件的面積： A=3.14×29×29-3.14×14×14=2025.3(mm2) 帶料長度： L=58+1.2=59.2(mm) 帶料寬度： B=61(mm) 材料利用率： 3 模具主要工藝參數(shù)計算 3.1 沖壓力參數(shù)的計算 3.1.1 沖裁力計算 沖裁力指在上模座和下模座的相對位移中，將沖裁零件與毛胚料分離所需的力。它的大小與毛胚材料的高度，所要沖壓毛胚料的物理特性及所需零件的最大外形尺寸有關(guān)聯(lián)。在應(yīng)用簡易平刃口模具實(shí)現(xiàn)沖壓的時候，實(shí)際沖裁力F表示為： (3-1) 式中： F——沖裁力/N; L ——沖裁件最大外形輪廓尺寸，mm； t ——毛胚料的厚度，mm； τ——Q235的抗剪切強(qiáng)度，MPa； Q235-A的抗剪切強(qiáng)度如下表3.1所示。 表3.1常用材料剪切強(qiáng)度表 材料牌號 δb/MPa 碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q195 255~310 Q215 265~330 Q235-A 305~375 由表可得，Q235-A最大抗剪切強(qiáng)度為375Mpa。根據(jù)GB856可知沖壓所需毛胚料的厚度為1.50mm（t=1.50mm），單次最大沖壓外形輪廓尺寸值為182.12mm，計算得F=182.12×1.5×375≈102442.5N[[5] 孫傳.冷沖壓工藝與模具設(shè)計[M]. 杭州：浙江大學(xué)出版社.2015 ]。 3.1.2卸料力、推料力、頂料力的計算 在沖壓階段中會發(fā)生沖壓毛胚料的塑性形變以及毛胚料與沖壓凸凹模間隙的剮蹭，會另沖壓后的沖孔部分的邊角料緊緊的固定在凸模刃口表面。所以將被緊壓在刃口表面上的毛胚料取下的力稱為卸料力；將在沖模方向上卡在凹?？字械臎_壓廢棄料推出的力稱為推料力；將沖裁件或著廢棄輔料至模具腔孔內(nèi)的力與沖裁方向相反的力稱作頂料力。 （1）卸料力的計算[[6] 王秀鳳.冷沖壓模具設(shè)計與制造[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社.2012 ] F卸＝k卸F (3-2) 式中： F — —沖裁力，N； F卸 — —脫料力，N； k卸 — —卸料力系數(shù)，見表3.2。 由上式可得F卸=0.05×102442.5=5122.13（N） （2）推料力的計算 F推＝nk推F (3-3) 式中： F — —沖裁力，N； n — —同時卡住的工件或廢料，n=1； F推 — —推料力，N； k推 — —推料力系數(shù)，見表3-2。 由上式可得F推＝0.055×102442.5=5634.34（N） （3）頂料力的計算 F頂＝k頂F (3-4) 式中： F — —沖裁力，N； F頂 — —頂料力，N； k頂 — —頂料力系數(shù)，見表3-2。 由上式可得F頂＝0.06×102442.5=6146.55（N） 表3.2為卸料力、推件力和頂件力系數(shù)表。 表3.2卸料力、推件力和頂件力系數(shù) 料厚/mm k卸 k推 k頂 ≤0.1 0.065-0.075 0.1 0.14 >0.1～0.5 0.045-0.055 0.063 0.08 鋼 >0.5～2.5 0.04-0.05 0.055 0.06 >2.5～6.5 0.03-0.04 0.045 0.05 >6.5 0.02-0.03 0.025 0.03 （4）總沖壓力的計算 (3-5) =119345.51（N） 3.2沖壓壓力中心 多工位級進(jìn)模具的壓力中心是指同時完成不同工序時各個凸模組合力的作用幾何中心。為了保證沖壓設(shè)備的正常工作應(yīng)該使得壓力中心與模座中心重合，否則，會使沖模和沖壓設(shè)備滑塊產(chǎn)生偏心載荷，致使滑塊與軌道之間產(chǎn)生較大的摩擦力，使得模具導(dǎo)向零件加快損壞，減少模具和沖壓設(shè)備的使用年限。 模具的壓力中心可以根據(jù)以下原則確定： 1、全對稱零件取其幾何中心。 2、軸對稱圖形零件，壓力中心與零件中心軸線重疊。 3、如果零件形狀復(fù)雜、可以通過對多孔模具和級進(jìn)模具壓力中心的解析計算，得到模具的壓力中心，計算公式如下。 (3-6) (3-7) 通過解析法計算壓力中心時，首先繪制凹模形狀圖，如圖4-2所示。在圖中，XOY坐標(biāo)系建立在圖對稱的中心線上，根據(jù)幾何圖形將輪廓分解為L1?L3三條基本線，并通過解析的方法得到模具壓力中心坐標(biāo)。有關(guān)計算如表4-4所示。 圖3.1 壓力中心坐標(biāo)分析 表3.3 壓力中心的計算 各工位壓力中心的坐標(biāo)值/mm 沖壓輪廓尺寸L/mm X Y L1=87.92 0 0 L2=20 33.2 0 L3=174.12 118.4 0 合計282.04 75.45（取75） 0 得其壓力中心坐標(biāo)值為（75，0）[[7] 單春艷.冷沖壓工藝與模具設(shè)計[M]. 北京：科學(xué)出版社.2015 ]。 4 凸凹模設(shè)計 4.1沖裁間隙 凹凸模之間的距離大小叫做沖裁間隙。沖裁間隙設(shè)計的不合理，將會減少模具的耐疲勞性，耐磨損性等性能。所以，在設(shè)計模具時，計算沖裁間隙是必不可少的步驟。尺寸精度是由現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)之中實(shí)際生產(chǎn)的長度去除基本尺寸所獲取的數(shù)值，這個數(shù)值越接近零，那么就證明其可靠性越好，如果這個數(shù)值過大，那么則需要重新進(jìn)行設(shè)計。這個數(shù)值是由凹凸模之間的相對位置誤差及其自身的尺寸偏差所決定的。在現(xiàn)實(shí)生活中，一個模具的實(shí)際使用年限是受到各種方面因素干擾的，而在這其中，最影響最大的就是沖裁間隙。如果沖裁間隙過小凸凹模之間會產(chǎn)生摩擦，導(dǎo)致模具的不正常損耗。反之則會出現(xiàn)零件飛邊，毛刺過多，發(fā)生塑性變形等現(xiàn)象，影響成品質(zhì)量[[8] 于位靈.冷沖壓模具設(shè)計及典型案例[M]. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.2016 ]。 根據(jù)之前的討論，在本次設(shè)計中要充分的考慮到間隙大小對實(shí)際使用過程中所造成的影響。選取合適的數(shù)值，確保合理的設(shè)計，這是本次設(shè)計之中的重點(diǎn)。結(jié)合材料特性在本次設(shè)計中將選用最小間隙距離。表4.1為金屬材料沖裁間隙值。 表4.1 金屬材料沖裁間隙值 · 小間隙 中間隙 大間隙 高碳鋼、T8A、T10A、65Mn （0.08～0.12）t （0.12～0.15）t （0.15～0.18）t 據(jù)表可選用沖裁間隙值為0.15mm。 4.2凸模與凹模刃口尺寸計算 刃口尺寸計算原則有以下三點(diǎn)： （1）根據(jù)凸模尺寸可設(shè)計出落料模尺寸，同理沖孔模設(shè)計時要以凸模尺寸為基礎(chǔ)。 （2）經(jīng)過長時間的使用凹模與凸模之間會有磨損產(chǎn)生，使得落料件的外形輪廓尺寸會越來越大，沖孔的直徑逐漸的變小。所以凹模設(shè)計一般用下極限偏差尺寸而凸模設(shè)計用上極限偏差尺寸。 （3）由于摩擦的因素，這將導(dǎo)致沖裁模在實(shí)際生產(chǎn)之中會不斷的磨損，這導(dǎo)致配合精度的降低，所以在設(shè)計之初就要考慮好這個問題所帶來的影響，提前設(shè)計出合理的數(shù)據(jù)，增加模具的使用年限[[9] 劉洪賢.冷沖壓工藝與模具設(shè)計[M]. 北京：北京大學(xué)出版社2012 ]。 刃口間隙表如表4.2所示。 表4.2刃口間隙 基本尺寸 凸模公差 凹模公差 <18 -0.020 0.020 >30～80 -0.020 0.030 查表得刃口間隙值：凸模公差-0.02，凹模公差0.03。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計算凸模刃口尺寸如下： 沖孔凸模刃口尺寸： (4-1) 落料凸模刃口尺寸： (4-2) 式中： dd — —沖孔凹模的刃口尺寸，mm; Dp — —落料凸模的刃口尺寸，mm; x— —磨損系數(shù)，查表4-3得=0.50； △— —零件的公差，mm，見表4.3； Zmin — —最小間隙，mm，見表4.4； δd — —凹凸模生產(chǎn)偏差，mm。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計算凹模刃口尺寸如下： 沖孔凹模刃口尺寸： (4-3) 落料凹模刃口尺寸： (4-4) 式中： dp——沖孔凸模的刃口尺寸，mm; Dd——落料凹模的刃口尺寸，mm; D——落料輪廓大小，mm; d——沖孔輪廓大小，mm; ——磨損系數(shù)，查表4.3得=0.50； △——工件公差，mm，見表4.3； Zmin——最小間隙，mm，見表4.4； δd——凹凸模生產(chǎn)偏差，mm。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計算凹模刃口尺寸如下： 沖孔凹模刃口尺寸： (4-5) 落料凹模刃口尺寸： (4-6) 式中： dp——沖孔凸模的刃口尺寸/mm; Dd——落料凹模的刃口尺寸/mm; D——落料輪廓大小/mm; d——沖孔輪廓大小/mm; ——磨損系數(shù)，查表4.3得=0.50； △——工件公差/mm，見表4.3； Zmin——最小間隙/mm，見表4.4； δd——凹凸模生產(chǎn)偏差/mm。 沖Φ28.00mm的中心孔時，由上式計算得： 沖孔凸模刃口尺寸：； 沖孔凹模刃口尺寸：。 切開彎曲時(切口8mm)，由上式計算得： 切口凹模刃口尺寸：； 切口凸模刃口尺寸：。 沖Φ58.00mm的落料孔時，由上式計算得： 落料凸模刃口尺寸：; 落料凹模刃口尺寸：。 表4.3為磨損系數(shù)表，表4.4為推薦用雙面大間隙。 表4.3磨損系數(shù) 非圓形x值 圓形x值 磨損系數(shù) 1.00 0.75 0.50 0.75 0.50 厚度t/mm 工件公差△ ≤1.0 ≤0.16 0.17～0.35 ≥0.36 <0.16 ≥0.16 >1.0～2.0 ≤0.20 0.21～0.41 ≥0.42 <0.20 ≥0.20 >2.0～4.0 ≤0.24 0.25～0.49 ≥0.50 <0.24 ≥0.24 >4.0 ≤0.30 0.31～0.59 ≥0.60 <0.30 ≥0.30 表4.4 推薦用雙面大間隙 料厚t/mm 材料 T8A、T10A、65Mn 雙面間隙 0.2~1.0 0.18~.24 >1.0~3.0 0.22~0.28 >3.0~6.0 0.24~0.32 4.3凹模的設(shè)計 沖裁時凹模受力狀態(tài)比較復(fù)雜，承受沖裁力和側(cè)向擠壓力的作用，目前還沒有精確的計算方法，所以通常采用經(jīng)驗(yàn)公式綜合各方面因素來確定凹模的外形尺寸。[[10] 袁地軍.冷沖壓工藝與模具結(jié)構(gòu)[M]. 北京：人民郵電出版社.2015 ]凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖壓材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來確定： 凹模厚度（≥15.00mm）： (4-7) 式中： b——沖裁件最大形狀尺寸，mm； K——系數(shù)。 系數(shù)K的取值由材料料厚和沖裁件最大外形尺寸決定，如表4.5所示。 表4.5 系數(shù)K的數(shù)值 材料料厚t/mm b/mm ≤0.50 ＞0.50～1.00 ＞1.00～2.00 ≤50 0.30 0.35 0.42 ＞50～100 0.20 0.22 0.28 ＞100～200 0.15 0.18 0.20 ＞200 0.10 0.12 0.15 查表4.5得K=0.28。 經(jīng)計算可得：H=0.28×58.00=16.24mm≥15.00mm 凹模壁厚（≥30.00~40.00mm）： (4-8) 可得：C=(1.50～2.00)×16.24=24.36mm～32.48mm，C取30.00mm。 凹模長度L根據(jù)GBT 23563.2-2009規(guī)定，以及凹模寬度對比，取凹模長度L=250mm，凹模寬度B取125mm。凹模外形尺寸為250mm×125mm×40mm，根據(jù)上述計算過程得到的模具形狀的基本尺寸，模具可以具有足夠的剛度和強(qiáng)度以使其能夠滿足沖裁要求。圖4.1為凹模板。 圖4.1 凹模板 4.4凸模的設(shè)計 Φ28外舌止動墊圈外形相對簡單，根據(jù)材料特性及加工工藝要求，為了滿足凸模剛度和韌性，所以本次將凸模設(shè)計成階梯式，便于安裝維修及后期更換。采用一體化成形銑、一體化成形磨削。 凸模長度根據(jù)模具結(jié)構(gòu)需要來確定，本次設(shè)計采用固定卸料板和導(dǎo)料板機(jī)構(gòu)，其長度計算公式如下： (4-9) 上式中,h1,h2,h3分別為凸模固定板，卸料板，導(dǎo)料板；15.00~20.00mm為附加長度，包括凸模的修模余量，模具閉合時的安全距離和凸模進(jìn)入凹模的深度等。 經(jīng)計算凸模總長L=80.00mm。 對于圓形凸模承載能力的校核公式如下[[11] 徐永禮. 基于Pro/E的沖壓復(fù)合模具設(shè)計探析[J]. 中國高新技術(shù)企業(yè).2013 ]： (4-10) 式中： dmin — —凸模最小直徑，mm； t — —材料厚度，t=1.50mm； — —材料抗剪強(qiáng)度，Mpa； — —凸模材料的許用壓應(yīng)力，Cr12MoV的許用壓應(yīng)力為1200Mpa； 故： 本次設(shè)計中凸模最小直徑為8.00mm＞3.00mm所以滿足強(qiáng)度要求。 對圓形截面的凸模失穩(wěn)彎曲強(qiáng)度校核公式如下： (4-11) 式中： d— —凸模最小直徑，mm； F— —凸模的沖裁力，N； Lmax——不產(chǎn)生失穩(wěn)的彎曲極限長度，mm。 故： 本次設(shè)計中凸模長度為80.00mm＞7.59mm所以滿足長度要求。 圖4.2、圖4.3、圖4.4分別為沖孔凸模、切口打彎凸模、落料凸模的三維圖。 圖4.2 沖孔凸模 圖4.3 切口打彎凸模 圖4.4 落料凸模 4.5凹模刃口類型 本次設(shè)計的模具工位較少不用單獨(dú)對凹模進(jìn)行設(shè)計，采用一體化的凹模板。凹模板上三個凹模口形狀依次為小圓孔，不規(guī)則方孔，大圓孔。其中大小圓孔分別起到排料和落料的作用，所以在對凹?？自O(shè)計時采用階梯孔，如下圖4.1所示，這樣的設(shè)計有利于剝落粘附在凸模刃口的工件和廢料，使其自然脫落不粘帶[[12] Han Fei. Guidance and Examples of Course Design for Stamping Die and Plastics Injection Mould[M]. Harbin Institute of Technology Press.2015. ]。 圖4-1 凹模刃口形式 15 5模具總體設(shè)計 5.1定位零件的設(shè)計 控制帶料的進(jìn)料方面采用活動導(dǎo)料銷和固定導(dǎo)料板來限制其自由度。帶狀毛胚料必須確保在進(jìn)給方向和沖壓過程中，能有兩個自由度受到限制。一個限制在材料進(jìn)給方向，這個限制是為了確保帶料的步幅長度恰好是每次送進(jìn)時的步距。另一個是用側(cè)位導(dǎo)料板限制垂直材料的方向，使料板不會發(fā)生縱向的位移[[13] Mahajan P V etal. Design for stamping[M]. New York ASME.2015. 致 謝 歷時幾個月的時間，終于將此次畢業(yè)設(shè)計完成，過程中也遇到了不少的困難和障礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過了。在這里尤其要強(qiáng)烈感謝我的論文指導(dǎo)老師董老師，從選題指導(dǎo)、論文框架到細(xì)節(jié)修改，都做出了無私的指導(dǎo)，并提出建設(shè)性意見。感謝我們機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的所有授業(yè)恩師，沒有這么多知識的學(xué)習(xí)和沉淀，我也不會有基礎(chǔ)和信心完成這次設(shè)計。 另外，在校圖書館查找資料的時候，圖書館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。在此向幫助和指導(dǎo)過我的各位老師表示最衷心的感謝！ 感謝模具設(shè)計制造研究行業(yè)的各位前輩和學(xué)者們。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn)，各位學(xué)者的研究成果，對我有莫大的幫助和啟發(fā)， 感謝我的同學(xué)和朋友，在我寫論文的過程中給我提供了很多素材，還在論文的撰寫和排版過程中提供熱情的幫助。 謹(jǐn)以此致謝，最后，謝謝百忙之中抽時間對本文進(jìn)行審閱的各位老師。由于學(xué)術(shù)水平有限，所寫論文難免有不足之處，希望各位老師批評和指正。 附錄A 外文文獻(xiàn)及翻譯 Improving Performance of Progressive Dies Progressive die stamping is a cost-effective and safe method of producing components. Careful design and construction of dies will ensure optimum performance. A progressive die performs a series of fundamental sheet metal operations at two or more stations in the die during each press stroke. These simultaneous operations produce a part from a strip of material that moves through the die. Each working station performs one or more die operations, but the strip must move from the first station through each succeeding station to produce a complete part. Carriers, consisting of one or more strips of material left between the parts, provide movement of the parts from one die station to the next. These carrier strips are separated from the parts in the last die station. There are six elements that should be addressed when designing and building a progressive die to maximize its performance: · Interpreting the part print, · Starting material into the die, · Part lifters and part feeding, · Flexible part carriers, · Upper pressure pads, and · Drawn shells. Interpreting the Part Print The first step in the proper design of a progressive die is to correctly analyze the part print. The tool designer must interpret the print to determine the function of the part by looking for such things as the type of material, critical surfaces, hole size and location, burr location, grain direction requirements, surface finish and other factors. The die designer must understand the part well, particularly if it has irregular shapes and contours. However, modern computer-drawn prints make this more difficult because computer-drawn part data can be downloaded directly to the die-design computer. As a result, the designer may not become thoroughly familiar with important part features. Also, many computer-drawn parts are more difficult to understand, because often, only one surface is shown and it may be the inside or outside surface. Computer drawings often show all lines, including hidden features, as solid lines instead of dotted lines. This leads to interpretation errors, which in turn leads to errors in the building of the die. To better understand complex part shapes, it is helpful to build a "sight" model of the part using sheet wax, rubber skins or wood models. Dimensional accuracy is not critical for these models, as they are used primarily to visualize the part. Rubber skins and sheet wax also can be used to develop preform shapes and to develop the best positions for the part as it passes through each die operation in the progressive die. Starting Material in the Die Care must be taken to ensure that the strip is started correctly into the die. Improper location of the lead end of the strip will do more damage to the die in the first 10 strokes of the press than the next 100,000 strokes. "Lead-in" gauges must have large leads and a ledge to support the lead end of the coil strip when it is inserted into the die. Large leads on the gauges are important so that the die setup person does not have to reach into the die, as well as for minimizing the time required to start a new strip into the die. Also, one gauge should be adjustable to compensate for variation in strip width,. The position of the lead edge of the strip is critical for the first press stroke, and must be determined for every die station to ensure that piercing punches do not cut partial holes in the lead edge. This could cause punch deflection or result in a partial cut with trimming punches, which can result in an unbalanced side load as the strip passes through the die. Any of these conditions can result in a shift of the punch-to-die relationship that may cause shearing of the punches. Improper location of the lead edge of the strip also can result in an unbalanced forming or flanging condition that can shift the upper die in relation to the lower die. Heels should be required to absorb this side load, particularly when forming thick materials. A pitch notch and pitch stop can provide a physical point to locate and control the lead edge of the strip. Brass tags or marker grooves also can provide a visual location, but these are not as accurate or as effective as a pitch notch stop. The press can be prevented from operating with either a short feed or over feed by mounting the pitch stop on a pivot and monitoring it with a limit switch. Part Lifters and Part Feeding Progressive dies often require the strip to be lifted from the normal die work level to the feed level before strip feeding takes place. This can vary from a small amount--to clear trim and punching burrs--to several inches to allow part shapes to clear the die. Normally, all lifters should rise to the same height so that the strip is supported in a level plane during forward feed. The strip must not sag between lifters; otherwise parts will be pulled out of their correct station location spacing. Bar lifters provide good support and are better than spring pins or round lifters notched on one side of the strip. Often, a good bar lifter system allows higher press speeds because feed problems are eliminated. Although the initial cost is more than round lifters, performance is better and setup time is reduced. As the strip is started into the lead-in gauges, the strip should be able to feed automatically through all the following die stations without requiring manual alignment in each set of gauges and lifters. The strip also must be balanced on the lifters so that it does not fall to one side during feed. A retainer cap can be mounted on the top of the outside bar lifters. This produces a groove that captures the strip during feed and prevents strip buckling. Gauging and lifter conditions can be simulated during die design by cutting a piece of transparent paper to the width of the strip. The lead edge of the paper is placed over the plan view of the die design at the location the strip will