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 ======================== 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 南 京 工 程 學 院 畢業(yè)設計說明書(論文) 作 者： 李川 學 號 088810202017 學 院： 江蘇財經(jīng)職業(yè)技術學院 專 業(yè)： 數(shù)控加工與模具設計 題 目： 電池彈片級進模設計 指導者： 評閱者： 2012 年 4 月 淮 安 第 I頁 摘要 在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，工人生產(chǎn)的勞動強度大、勞動量大，嚴重影響生產(chǎn)效率的提高。隨著當今科技的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)中沖壓模具的使用已經(jīng)越來越引起人們的重視，而被大量應用到工業(yè)生產(chǎn)中來。沖壓模具的自動送料技術也投入到實際的生產(chǎn)中，沖壓模具可以大大的提高勞動生產(chǎn)效率，減輕工人負擔，具有重要的技術進步意義和經(jīng)濟價值。 本文介紹了級進模冷沖壓成形過程，并且簡要分析了坯料形狀、尺寸，排樣、裁板方案，沖壓工序性質(zhì)、數(shù)目和順序的確定。進行了工藝力、壓力中心、模具工作部分尺寸及公差的計算，并設計出模具。還具體分析了模具的主要零部件（如凸、凹模、卸料裝置、墊板、凸模固定板等）的設計與制造，沖壓設備的選用，凸、凹模間隙調(diào)整和編制一個重要零件的加工工藝過程。列出了模具所需零件的詳細清單，并給出了合理的裝配圖。通過充分利用現(xiàn)代模具制造技術對傳統(tǒng)機械零件進行結構改進、優(yōu)化設計、優(yōu)化工藝方法能大幅度提高生產(chǎn)效率，這種方法對類似產(chǎn)品具有一定的借鑒作用。 關鍵詞：電池彈片；級進模 畢業(yè)設計說明書（論文）中文摘要畢業(yè)設計說明書（論文）外文摘要 Abstract In the traditional industrial production, the labor intensity of production workers, labor capacity, seriously affect the production efficiency. With today's technology, the industrial production of stamping dies used in more and more attention has been paid already, and have been widely applied to industrial production in the past. Automatic feeding stamping technology into actual production, stamping dies can greatly improve labor productivity, reduce the burden on workers, has an important significance of technological progress and economic value. This article describes the composite cold die stamping process, and a brief analysis of the blank shape, size, nesting, cutting board program, the nature of the stamping process, number and sequence determination. For the technological edge, center of pressure, mold dimensions and tolerances of the working part of the calculation and design mold. Also detailed analysis of the major components of the mold (such as punch and die, discharging device, plate, fixed plate punch, etc.) design and manufacturing, stamping equipment selection, adjustment and preparation of punch and die clearance is an important part of the processing process . Lists the components required for a detailed list of die, and gives a reasonable assembly drawing. By taking advantage of modern technology on the traditional mold manufacturing mechanical parts for structural improvements, optimization, process optimization method can significantly improve production efficiency, this method has a similar product for reference. Keywords: battery which; progressive die II 第I頁 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 目 錄 第1章 緒 論 1 1.1 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景 1 1.2 沖壓工藝介紹 1 1.3 沖壓工藝的種類 2 1.4 沖壓行業(yè)阻力和障礙與突破 3 第2章 沖裁件的工藝分析 6 2.1 工件材料 6 2.2 工件結構形狀 6 2.3 工件尺寸精度 6 2.4 工件展開長度計算 7 第3章 沖裁工藝方案的確定及模具的結構形式 8 3.1 沖裁工藝方案的確定 8 3.2 模具結構形式的確定 9 第4章 模具總體設計 10 4.1 模具類型的選擇 10 4.2 操作方式 10 4.3 卸料、出件方式 10 4.3.1 卸料方式 10 4.3.2 出件方式 10 4.4 確定送料方式 10 4.5 確定導向方式 11 第5章 模具設計計算 12 5.1 排樣、計算條料寬度、確定步距、材料利用率 12 5.1.1 排樣方式的選擇 12 5.1.2 計算條料寬度 12 5.1.3 確定步距 14 5.1.4 計算材料利用率 14 5.2 沖壓力的計算 15 5.2.1 沖裁力和彎曲力的計算 15 5.2.2 卸料力的計算 17 5.3 壓力中心的確定 18 5.4 模具刃口尺寸的計算 19 5.4.1 沖孔模中凸模的尺寸及制造精度 19 5.5 模具彎曲部分工作尺寸計算 20 5.5.1 凸、凹模的間隙 20 5.5.5 U形彎曲處的凸、凹模工作部分尺寸及公差 21 第6章 主要零部件設計 23 6.1 工作零部件的結構設計 23 6.1.1 凹模洞的類形 23 6.1.2凹模的外形尺寸 23 6.1.3 模具的其它零件 24 第7章 校核模具閉合高度及壓力機有關參數(shù) 29 7.1 校核模具閉合高度 29 7.2 沖壓設備的選定 29 第8章 設計并繪制模具總裝圖 30 8.1繪制模具裝配圖 30 8.2模具結構的組成 30 第9章 模具的安裝調(diào)試 32 9.1 模具的安裝調(diào)試 32 9.1.1確定裝配方法和裝配順序 32 9.1.2裝配要點 32 第10章 總結 33 致 謝 34 參考文獻 35 第IV頁 第1章 緒 論 1.1 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景 現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場總體上供不應求，市場需求量維持在600億至650億美元，同時，我國的模具產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機遇。近幾年，我國模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持13%的年增長率（據(jù)不完全統(tǒng)計，2004年國內(nèi)模具進口總值達到600多億，同時，有近200個億的出口），到2005年模具產(chǎn)值預計為600億元，模具及模具標準件出口將從現(xiàn)在的每年9000多萬美元增長到2005年的2億美元左右。單就汽車產(chǎn)業(yè)而言，一個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上億元，而當汽車更換車型時約有80%的模具需要更換。2003年我國汽車產(chǎn)銷量均突破400萬輛，預計2004年產(chǎn)銷量各突破500萬輛，轎車產(chǎn)量將達到260萬輛。另外，電子和通訊產(chǎn)品對模具的需求也非常大，在發(fā)達國家往往占到模具市場總量的20%之多。目前，中國17000多個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)約50多萬。1999年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值已達245億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%。 1.2 沖壓工藝介紹 沖壓是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件(沖壓件)的成形加工方法。沖壓和鍛造同屬塑性加工(或稱壓力加工)，合稱鍛壓。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。 全世界的鋼材中，有60～70%是板材，其中大部分是經(jīng)過沖壓制成成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包、容器的殼體、電機、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機械、生活器皿等產(chǎn)品中，也有大量沖壓件。 沖壓件與鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強的特點。沖壓可制出其他方法難于制造的帶有加強筋、肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性。由于采用精密模具，工件精度可達微米級，且重復精度高、規(guī)格一致，可以沖壓出孔、凸臺等。 冷沖壓件一般不再經(jīng)切削加工，或僅需要少量的切削加工。熱沖壓件精度和表面狀態(tài)低于冷沖壓件，但仍優(yōu)于鑄件、鍛件，切削加工量少。 沖壓是高效的生產(chǎn)方法，采用復合模，尤其是多工位級進模，可在一臺壓力機上完成多道沖壓工序，實現(xiàn)由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動生產(chǎn)。生產(chǎn)效率高，勞動條件好，生產(chǎn)成本低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。 1.3 沖壓工藝的種類 沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時保證分離斷面的質(zhì)量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實際生產(chǎn)中，常常是多種工序綜合應用于一個工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。 沖壓用板料的表面和內(nèi)在性能對沖壓成品的質(zhì)量影響很大，要求沖壓材料厚度精確、均勻；表面光潔，無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等；屈服強度均勻，無明顯方向性；均勻延伸率高；屈強比低；加工硬化性低。 在實際生產(chǎn)中，常用與沖壓過程近似的工藝性試驗，如拉深性能試驗、脹形性能試驗等檢驗材料的沖壓性能，以保證成品質(zhì)量和高的合格率。 模具的精度和結構直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響沖壓件成本和質(zhì)量的重要因素。模具設計和制造需要較多的時間，這就延長了新沖壓件的生產(chǎn)準備時間。 模座、模架、導向件的標準化和發(fā)展簡易模具(供小批量生產(chǎn))、復合模、多工位級進模(供大量生產(chǎn))，以及研制快速換模裝置，可減少沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮短準備時間，能使適用于減少沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮短準備時間，能使適用于大批量生產(chǎn)的先進沖壓技術合理地應用于小批量多品種生產(chǎn)。 沖壓設備除了厚板用水壓機成形外，一般都采用機械壓力機。以現(xiàn)代高速多工位機械壓力機為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機械以及模具庫和快速換模裝置，并利用計算機程序控制，可組成高生產(chǎn)率的自動沖壓生產(chǎn)線。 在每分鐘生產(chǎn)數(shù)十、數(shù)百件沖壓件的情況下，在短暫時間內(nèi)完成送料、沖壓、出件、排廢料等工序，常常發(fā)生人身、設備和質(zhì)量事故。因此，沖壓中的安全生產(chǎn)是一個非常重要的問題。 1.4 沖壓行業(yè)阻力和障礙與突破 阻力一：機械化、自動化程度低 美國680條沖壓線中有70%為多工位壓力機，日本國內(nèi)250條生產(chǎn)線有32%為多工位壓力機，而這種代表當今國際水平的大型多工位壓力機在我國的應用卻為數(shù)不多；中小企業(yè)設備普遍較落后，耗能耗材高，環(huán)境污染嚴重；封頭成形設備簡陋，手工操作比重大；精沖機價格昂貴，是普通壓力機的5~10倍，多數(shù)企業(yè)無力投資阻礙了精沖技術在我國的推廣應用；液壓成形，尤其是內(nèi)高壓成形，設備投資大，國內(nèi)難以起步。 突破點：加速技術改造 要改變當前大部分還是手工上下料的落后局面，結合具體情況，采取新工藝，提高機械化、自動化程度。汽車車身覆蓋件沖壓應向單機連線自動化、機器人沖壓生產(chǎn)線，特別是大型多工位壓力機方向發(fā)展。爭取加大投資力度，加速沖壓生產(chǎn)線的技術改造，使盡早達到當今國際水平。而隨著微電子技術和通訊技術的發(fā)展使板材成形裝備自動化、柔性化有了技術基礎。應加速發(fā)展數(shù)字化柔性成形技術、液壓成形技術、高精度復合化成形技術以及適應新一代輕量化車身結構的型材彎曲成形技術及相關設備。同時改造國內(nèi)舊設備，使其發(fā)揮新的生產(chǎn)能力。 阻力二：生產(chǎn)集中度低 許多汽車集團大而全，形成封閉內(nèi)部配套，導致各企業(yè)的沖壓件種類多，生產(chǎn)集中度低，規(guī)模小，易造成低水平的重復建設，難以滿足專業(yè)化分工生產(chǎn)，市場競爭力弱；摩托車沖壓行業(yè)面臨激烈的市場競爭，處于“優(yōu)而不勝，劣而不汰”的狀態(tài)；封頭制造企業(yè)小而散，集中度僅39.2%。 突破點：走專業(yè)化道路 迅速改變目前“大而全”、“散亂差”的格局，盡快從汽車集團中把沖壓零部件分離出來，按沖壓件的大、中、小分門別類，成立幾個大型的沖壓零部件制造供應中心及幾十個小而專的零部件工廠。通過專業(yè)化道路，才能把沖壓零部件做大做強，成為國際上有競爭實力的沖壓零部件供應商。 阻力三：沖壓板材自給率不足，品種規(guī)格不配套 目前，我國汽車薄板只能滿足60%左右，而高檔轎車用鋼板，如高強度板、合金化鍍鋅板、超寬板(1650mm以上)等都依賴進口。 突破點：所用的材料應與行業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展 汽車用鋼板的品種應更趨向合理，朝著高強、高耐蝕和各種規(guī)格的薄鋼板方向發(fā)展，并改善沖壓性能。鋁、鎂合金已成為汽車輕量化的理性材料，擴大應用已勢在必行。 阻力四：科技成果轉(zhuǎn)化慢先進工藝推廣慢 在我國，許多沖壓新技術起步并不晚，有些還達到了國際先進水平，但常常很難形成生產(chǎn)力。先進沖壓工藝應用不多，有的僅處于試用階段，吸收、轉(zhuǎn)化、推廣速度慢。技術開發(fā)費用投入少，導致企業(yè)對先進技術的掌握應用慢，開發(fā)創(chuàng)新能力不足，中小企業(yè)在這方面的差距更甚。目前，國內(nèi)企業(yè)大部分仍采用傳統(tǒng)沖壓技術，對下一代輕量化汽車結構和用材所需的成形技術缺少研究與技術儲備。 突破點：走產(chǎn)、學、研聯(lián)合之路 我國與歐、美、日等相比，存在的最大的差距就是還沒有一個產(chǎn)、學研聯(lián)合體，科研難以做大，成果不能盡快轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。所以應圍繞大型開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項目，以高校和科研單位為技術支持，企業(yè)為應用基地，形成產(chǎn)品、設備、材料、技術的企業(yè)聯(lián)合實體，形成既能開發(fā)創(chuàng)新，又能迅速產(chǎn)業(yè)化的良性循環(huán)。 阻力五：大、精模具依賴進口 當前，沖壓模具的材料、設計、制作均滿足不了國內(nèi)汽車發(fā)展的需要，而且標準化程度尚低，大約為40%~45%，而國際上一般在70%左右。 突破點：提升信息化、標準化水平 必須用信息化技術改造模具企業(yè)，發(fā)展重點在于大力推廣CAD/CAM/CAE一體化技術，特別是成形過程的計算機模擬分析和優(yōu)化技術(CAE)。加速我國模具標準化進程，提高精度和互換率。力爭2005年模具標準件使用覆蓋率達到60%，2010年達到70%以上基本滿足市場需求。 阻力六：專業(yè)人才缺乏 業(yè)內(nèi)掌握先進設計分析技術和數(shù)字化技術的高素質(zhì)人才遠遠不能滿足沖壓行業(yè)飛速發(fā)展的需要，尤其是摩托車行業(yè)中具備沖壓知識和技術和技能的專業(yè)人才更為缺乏且大量外流。另外，眾多合資公司由外方進行工程設計，掌握設計權、投資權，我方?jīng)_壓技術人員難以真正掌握沖壓工藝的真諦。 突破點：提高行業(yè)人員素質(zhì) 這是一項迫在眉睫的任務，又是一項長期而系統(tǒng)的任務。振興我國沖壓行業(yè)需要大批高水平的科技人才，大批熟悉國內(nèi)外市場、具有現(xiàn)代管理知識和能力的企業(yè)家，大批掌握先進技術、工藝的高級技能人才。要舍得花大力氣，有計劃、分層次地培養(yǎng)。 第2章 沖裁件的工藝分析 本次設計沖壓工件如下圖，材料為黃銅，厚度為0.3mm。 圖2.1 工件圖 2.1 工件材料 由圖1.1分析知：此工件材料采用黃銅，生產(chǎn)批量為大批量，需要用模具進行生產(chǎn)。由于該零件有2個Ф2mm和一個3×12的長方形孔，而且有直線、圓弧組成的輪廓外形，因而模具包含有沖孔、落料工序。對于2小孔，由于孔徑大于或者等于料厚，不屬于深孔沖裁，因此在模具設計時沒有必要對沖孔小凸模采取適當保護措施加以保護，也沒有必要對凸模進行強度校驗。從材質(zhì)上看，沖裁材料銅母線為黃銅，屬低強度、高延伸性、高延伸率、塑性及流動性好的軟材料，有利于成型，總體來說，該零件沖壓工藝性較好。 2.2 工件結構形狀 工件結構形狀相對簡單，圓形彎曲，有一個圓形孔，孔與邊緣之間的距離滿足要求，料厚為0.3mm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。 2.3 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，綜合評比適宜沖裁加工。 2.4 工件展開長度計算 一般折彎:(R=0, θ=90°) L=A+B+K （2.1） 1. 當0￠T￡0.3時, K=0 2. 對于鐵材: (如SPCC,SGCC,SECC,SECD,SPTE, SUS等) a. 當0.3￠T￠1.5時, K=0.4T b. 當1.5￡T￠2.5時, K=0.35T c. 當 T/2.5時, K=0.3T 3. 對于其它有色金屬材料如AL,CU. 當 T$0.3時, K=0.4T 圖2.2工件展開長度、 工件厚度為0.3mm，所以展開長度為： L=10+1.7×2=13.4mm 如圖1.3所示: 圖2.3 工件展開圖 第3章 沖裁工藝方案的確定及模具的結構形式 3.1 沖裁工藝方案的確定 方案一：落料--沖圓孔--沖方孔--彎曲。單工序模生產(chǎn)。 方案二：沖圓孔--沖方孔—切邊--彎曲-落料級進沖壓。級進模生產(chǎn)。 方案三：落料-沖孔--彎曲復合模沖壓。復合模生產(chǎn)。 表3.1 各類模具結構及特點比較 模具種類比較項目 單工序模 （無導向）（有導向） 級進模 復合模 零件公差等級 低 一般 可達IT13～IT10級 可達IT10～IT8級 零件特點 尺寸不受限制厚度不受限制 中小型尺寸厚度較厚 小零件厚度0.2～6mm可加工復雜零件，如寬度極小的異形件 形狀與尺寸受模具結構與強度限制，尺寸可以較大，厚度可達3mm 零件平面度 低 一般 中小型件不平直，高質(zhì)量制件需較平 由于壓料沖件的同時得到了較平，制件平直度好且具有良好的剪切斷面 生產(chǎn)效率 低 較低 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＞吖ぷ鞅砻嫔?，必須手動或機械排除，生產(chǎn)效率較低 安全性 不安全，需采取安全措施 比較安全 不安全，需采取安全措施 模具制造工作量和成本 低 比無導向的稍高 沖裁簡單的零件時，比復合模低 沖裁較復雜零件時，比級進模低 適用場合 料厚精度要求低的小批量沖件的生產(chǎn) 大批量小型沖壓件的生產(chǎn) 形狀復雜，精度要求較高，平直度要求高的中小型制件的大批量生產(chǎn) 根據(jù)分析結合表分析： 方案一模具結構簡單，制造周期短，制造簡單，但需要多副模具，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比較高。適合大批量生產(chǎn)。 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。 通過對上述三種方案的分析比較，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案二最佳。 3.2 模具結構形式的確定 級進模是指在條料的送料方向上，具有兩個以上的工位，并在壓力機的一次行程中，在不同的工位上同時完成兩道或兩道以上的沖壓工序的沖模。級進模的定距方式有兩種：擋料銷定距和側(cè)刃定距。 本模具采用側(cè)刃定距。側(cè)刃代替了擋料銷控制條料送進距離（步距），側(cè)刃是特殊功用的凸模，其作用是在壓力機每次沖壓行程中，沿條料邊緣切下一塊長度等于送料近距的料邊。在條料送進過程中，切下的缺口向前送進被側(cè)刃擋塊擋住，送進的距離即等于步距。 第4章 模具總體設計 4.1 模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用級進模方式?jīng)_壓，所以模具類型為級進模。 4.2 操作方式 零件的生產(chǎn)批量為大批量，但合理安排生產(chǎn)可用手動送料方式，既能滿足生產(chǎn)要求，又可以降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。 4.3 卸料、出件方式 4.3.1 卸料方式 剛性卸料與彈性卸料的比較： 剛性卸料是采用固定卸料板結構。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。當卸料板只起卸料作用時與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大，單邊間隙?。?.2～0.5）t。當固定卸料板還要起到對凸模的導向作用時卸料板與 凸模的配合間隙應該小于沖裁間隙。此時要求凸模卸料時不能完全脫離卸料板。主要用于卸料力較大、材料厚度大于2mm且模具結構為倒裝的場合。 彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，主要用于料厚小于或等于2mm的板料由于有壓料作用，沖件比較平整。卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇（0.1～0.2）t,若彈壓卸料板還要起對凸模導向作用時，二者的配合間隙應小于沖裁間隙。常用作落料模、沖孔模、正裝復合模的卸料裝置。 工件平直度較高，料厚為0.3mm相對較薄，卸料力較小，彈壓卸料模具比剛性卸料模具方便，操作者可以看見條料在模具中的送進動態(tài)，且彈性卸料板對工件施加的是柔性力，不會損傷工件表面，所以采用彈性卸料。 4.3.2 出件方式 因采用連續(xù)模生產(chǎn)，故采用向下落料出件。 4.4 確定送料方式 因選用的沖壓設備為開式壓力機且垂直于送料方向的凹模寬度B小于送料方向的凹模長度L故采用橫向送料方式，即由右向左（或由左向右）送料。 4.5 確定導向方式 方案一：采用對角導柱模架。由于導柱安裝在模具壓力中心對稱的對角線上，所以上模座在導柱上滑動平穩(wěn)。常用于橫向送料級進?；蚩v向送料的落料模、復合模。 方案二：采用后側(cè)導柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便。因為導柱安裝在后側(cè)，工作時，偏心距會造成導套導柱單邊磨損，嚴重影響模具使用壽命，且不能使用浮動模柄。 方案三：四導柱模架。具有導向平穩(wěn)、導向準確可靠、剛性好等優(yōu)點。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大量生產(chǎn)用的自動沖壓模架。 方案四：中間導柱模架。導柱安裝在模具的對稱線上，導向平穩(wěn)、準確。但只能一個方向送料。 根據(jù)以上方案比較并結合模具結構形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質(zhì)量，該級復合模采用對角側(cè)導柱模架的導向方式，即方案一最佳。 第5章 模具設計計算 5.1 排樣、計算條料寬度、確定步距、材料利用率 5.1.1 排樣方式的選擇 方案一：有廢料排樣 沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模來保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低。 方案二：少廢料排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質(zhì)量差，模具壽命較方案一低，但材料利用率稍高，沖模結構簡單。 方案三：無廢料排樣 沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些，但材料利用率最高。 通過上述三種方案的分析比較，綜合考慮模具壽命和沖件質(zhì)量，該沖件的排樣方式選擇方案一為佳?？紤]模具結構和制造成本有廢料排樣的具體形式選擇直排最佳。 5.1.2 計算條料寬度 搭邊的作用是補償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊過大，浪費材料。搭邊過小，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖件毛刺，有時還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命。 搭邊值通常由表5.1.2(a)所列搭邊值和側(cè)搭邊值確定。 根據(jù)零件形狀，查表5.1.2(a)，并考慮到工件的切邊，工件之間搭邊值a=1.5mm, 工件與側(cè)邊之間搭邊值取a1=2mm, 條料是有板料裁剪下料而得，為保證送料順利，規(guī)定其上偏差為零，下偏差為負值—△ B0-△=（Dmax＋a1＋2b1）0-△ 公式（5.1） 式中 Dmax—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸； a---沖裁件之間的搭邊值； a1---工件與側(cè)邊之間搭邊值取。 △—板料剪裁下的偏差；（其值查表5.1.2(b)）可得△=0.4mm。 B0-△=32＋2×2＋2×1 =380-0.40mm 故條料寬度為38mm。 表5.1.2（a） 搭邊值和側(cè)邊值的數(shù)值 材料厚度t（mm) 圓件及類似圓形制件 矩形或類似矩形制件長度≤50 矩形或類似矩形制件長度＞50 工件間a 側(cè)邊a1 工件間a 側(cè)邊a1 工件間a 側(cè)邊 a1 ≤0.25 1.0 1.2 1.2 1.5 1.5~2.5 1.8~2.6 ＞0.25～0.5 0.8 1.0 1.0 1.2 1.2~2.2 1.5~2.5 ＞0.5～1.0 0.8 1.0 1.0 1.2 1.5~2.5 1.8~2.6 ＞1～1.5 1.0 1.3 1.2 1.5 1.8~2.8 2.2~3.2 ＞1.5～2.0 1.2 1.5 1.5 1.8 2.0~3.0 2.4~3.4 ＞2.0～2.5 1.5 1.9 1.8 2.2 2.2~3.2 2.7~3.7 表5.1.2(b)普通剪床用帶料寬度偏差△（mm） 條料厚度t(mm) 條料寬度b(mm) ≤50 ＞50～100 ＞100～200 ＞200 ≤１ 0.4 0.5 0.6 0.7 ＞１～2 0.5 0.6 0.7 0.8 ＞2～3 0.7 0.8 0.9 1.0 ＞3～5　 0.9 1.0 1.1 1.2 表5.1.3(c) 側(cè)刃沖切得料邊定距寬度b1（mm） 條料厚度t(mm) 條料寬度b(mm) 金屬材料 非金屬材料 ≤1.5 1.5 2.0 ＞1.5～2.5 2.0 3.0 ＞1.5～2.5 2.5 4.0 5.1.3 確定步距 送料步距S：條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距，每個步距可沖一個或多個零件。進距與排樣方式有關，是決定側(cè)刃長度的依據(jù)。條料寬度的確定與模具的結構有關。 進距確定的原則是，最小條料寬度要保證沖裁時工件周邊有足夠的搭邊值；最大條料寬度能在沖裁時順利的在導料板之間送進條料，并有一定的間隙。 級進模送料步距S S=Dmax+a1 公式（5.2） Dmax零件橫向最大尺寸，a1搭邊 S＝13.4＋1.5 ＝14.9mm 排樣圖如圖5.1.3所示。 圖5.1.3 排樣圖 5.1.4 計算材料利用率 沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指標。 一個步距內(nèi)的材料利用率 η＝Ａ/BS×100% 公式（5.3） 式中　 A—一個步距內(nèi)沖裁件的實際面積； B—條料寬度； S—步距； 由此可之，η值越大，材料的利用率就越高，廢料越少。廢料分為工藝廢料和結構廢料，結構廢料是由本身形狀決定的，一般是固定不變的，工藝廢料的多少決定于搭邊和余量的大小，也決定于排樣的形式和沖壓方式。因此，要提高材料利用率，就要合理排樣，減少工藝廢料。 排樣合理與否不但影響材料的經(jīng)濟和利用，還影響到制件的質(zhì)量、模具的的結構和壽命、制件的生產(chǎn)率和模具的成本等指標。因此，排樣時應考慮如下原則： 1）、提高材料利用率（不影響制件使用性能的前提下，還可以適當改變制件的形狀）。 2)、排樣方法使應操作方便，勞動強度小且安全。 3)、 模具結構簡單、壽命高。 4)、保證制件質(zhì)量和制件對板料纖維方向的要求。 一個步距內(nèi)沖裁件的實際面積，運用CAD軟件，工具-查詢-面積： A=336.257mm2 所以一個步距內(nèi)的材料利用率 Η=Ａ／BS×100% 公式（5.4） =336.257／38×14.9×100% 根據(jù)計算結果知道選用直排材料利用率可達59.4%，滿足要求。 5.2 沖壓力的計算 5.2.1 沖裁力和彎曲力的計算 在沖裁過程中，沖裁力是隨凸模進入凹模材料的深度而變化的。通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值，它是選用壓力機和設計模具重要依據(jù)之一。 用平刃沖裁時，其沖裁力Ｆ一般按下式計算： F=KLtτb 公式（5.5） 式中　　F—沖裁力； L—沖裁周邊長度； 　　　　t—材料厚度； 　　　　τb—材料抗剪強度； 　　　　Ｋ—系數(shù)； 系數(shù)Ｋ是考慮到實際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動和不均勻，刃口磨損、板料力學性能和厚度波動等原因的影響而給出修正系數(shù)，一般?。?1.3。 τb的值查表2為τb=540Mpa 所以 （5.6） =1.3×78.8×0.3×540/1000 =16.6（KN） P2=1.3×33.12×0.3×540/1000 =6.98(KN) 按推件力公式計算推件力Pt： Pt=nKtP （5.7） 其中：n 為卡在凹模里料的個數(shù)=h/t。h為凹模刃壁垂直部分高度（mm） t為料厚（mm） 見表5.2.2 P 為沖裁力N。 取n=1，查表得，Kt=0.055 Pt=1×0.055×23.58=1.3(KN) 計算總沖壓力PZ： PZ=P1+P2+Pt=23.58+1.3 =24.88(KN) 根據(jù)計算，模具沖裁力為32.4KN。 彎曲力是指彎曲件在完成預定彎曲時所需要的壓力機施加的壓力，是設計沖壓工藝過程和選擇設備的重要依據(jù)之一。彎曲力的大小與毛坯尺寸、零件形狀、材料的機械性能、彎曲方法和模具結構等多種因素有關，理論分析方法很難精確計算，在實際生產(chǎn)中常按經(jīng)驗公式進行計算。 1）自由彎曲時的彎曲力公式 V形彎曲件：（5.8） ； U形彎曲件： （5.9）； 式中：、——自由彎曲力；B——彎曲件的寬度；t——彎曲件厚度；r——內(nèi)圓彎曲半徑；——彎曲材料的抗拉強度；K——安全系數(shù)，一般取1.3。 2）校正彎曲力公式 （5.10） 式中：——校正力；——單位面積上的校正力，Mpa，見表5.2.1；A——彎曲件被校正部分的投影面積，mm2。 表5.2.1單位校正彎曲力 單位（MPa） 3）計算 本彎曲件彎曲部分，只有一處U形彎曲。20#鋼的 U形彎曲力： = =87.3N 5.2.2 卸料力的計算 在沖裁結束時，由于材料的彈性回復（包括徑向回復和彈性翹曲回復）及摩擦的存在，將使沖落的材料梗塞在凹模內(nèi)，而沖裁剩下的材料則緊箍在凸模上。為使沖裁工作繼續(xù)進行，必須將緊箍在凸模上的料卸下，將梗塞在凹模內(nèi)的材料推出。從凸模上卸下箍著的料稱卸料力；一般按以下公式計算： 卸料力　　　 F X=KXF 公式（5.11） FX=KXF =0.04×32.4KN=1.3KN （KX 、KD為卸料力系數(shù)，其值查表可得） 所以總沖壓力 FZ=F+FX+FD =32.4N+0.087KN+1.3N =33.8KN 壓力機公稱壓力應大于或等于沖壓力，根據(jù)沖壓力計算結果擬選壓力機為J23—63。 表5.2.2 卸料力、推件力和頂件力系數(shù) 料厚t/mm KX KT KD 鋼 ≤0.1 ＞0.1~0.5 ＞0.5~2.5 ＞2.5~6.5 ＞6.5 0.06~0.075 0.045~0.055 0.04~0.05 0.03~0.04 0.02~0.03 0.1 0.063 0.050 0.045 0.025 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 鋁、鋁合金 純銅，黃銅 0.025~0.08 0.02~0.06 0.03~0.07 0.03~0.09 5.3 壓力中心的確定 模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點位置。為了確保壓力機和模具正常工作，應使模具的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合，否則，會使沖模和力機滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導軌之間產(chǎn)生過大的摩擦，模具導向零件加速磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。沖模的壓力中心，可以按下述原則來確定： 1）對稱形狀的單個沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。 2）工件形狀相同且分布位置對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。 3）形狀復雜的零件、多孔沖模、級進模的壓力中心可以用解析計算法求出沖模壓力中心。 X0=（L1x1＋L2x2＋…Lnxn）/(L1＋L2＋…Ln) 公式（5.12） Y0=（L1y1＋L2y2＋……Lnyn ）/（L1＋L2＋…＋Ln）公式（5.13） 由于該工件在Y方向上高度對稱，所以代入數(shù)據(jù)計算得：壓力中心為（21.6，11）。 5.4 模具刃口尺寸的計算 5.4.1 沖孔模中凸模的尺寸及制造精度 凸、凹模加工方法一般分為兩種：凸、凹模分開加工法和凸、凹模配合加工法。當凸、凹模分開加工時，模具具有互換性，便于模具成批制造。但是制模精度要求高、制造困難、相應地會增加加工成本。凸、凹模配合加工適合于較復雜的、非圓形的模具，制造簡便，成本低廉。 采用配做法制模時，配做件的最后精加工要等基準件完全加工完才進行。按配做法制模的加工順序，落料時先加工凹模，配做凸模；沖孔時先加工凸模，配做凹模。在工件尺寸精度較低，特別是板料較薄時，基準件的公差值較大，而配做件允許的公差值要小得多。這說明基準件加工較容易，而配做件加工較難。由于現(xiàn)在凹?；旧隙疾捎镁€切割方法加工，精度可達±0.01～0.02mm，而凸模因結構形式不同有多種加工方法。在留出不小于0.02mm研磨量的情況下，凹模型孔一般都能采用線切割方法一次加工出來。因此，對于常用的沖裁模，選擇凹模為配做件，加工比較方便。 選擇凹模為配做件，對于沖孔，按前述方法計算的刃口尺寸仍可以直接在凸模和凹模工作圖上進行標注。而對于落料，則需要將計算的凹模刃口尺寸換算為凸模刃口尺寸后，再進行標注，由先制凹模改為先制凸模。 凸、凹模間隙： 查《沖壓工藝及模具設計》中表2.3,知 =0.120mm,=0.050mm，則 =+=0.170mm 凹模按照沖孔凸模、落料凸模的實際尺寸進行配做，雙邊最小間隙為0.120mm，最大間隙不得超過0.170mm。 取中間值Z=0.15mm。 為保證沖出合格沖件。沖裁件精度IT10以上，X取1. 沖裁件精度IT11~IT13,X取0.75. 沖裁件精度IT14，X取0.5。由于本產(chǎn)品采用IT14級精度，所以X取0.5. 320-0.24 DA=( Dmax－△x) +0.020=(32－0.24×0.5) +0.020=31.88 +0.020 DT=( DA－Zmin) 0-0.02=(31.88－0.15) 0-0.02=31.530-0.02 200-0.12 DA=( Dmax－△x) +0.020=(20－0.12×0.5) +0.020=19.94 +0.020 DT=( DA－Zmin) 0-0.02=(19.94 －0.15) 0-0.02=19.79 0-0.02 13.40-0.12 DA=( Dmax－△x) +0.020=(13.4－0.12×0.5) +0.020=13.34 +0.020 DT=( DA－Zmin) 0-0.02=(13.34 －0.15) 0-0.02=13.19 0-0.02 120-0.12 DA=( Dmax－△x) +0.020=(12－0.12×0.5) +0.020=11.94 +0.020 DT=( DA－Zmin) 0-0.02=(11.94 －0.19) 0-0.02=11.79 0-0.02 R50-0.06 DA=( Dmax－△x) +0.020=(5－0.1×0.5) +0.020=4.95 +0.020 DT=( DA－Zmin) 0-0.02=(4.95 －0.15) 0-0.02=4.9 0-0.02 30-0.06 DA=( Dmax－△x) +0.020=(3－0.06×0.5) +0.020=2.97 +0.020 DT=( DA－Zmin) 0-0.02=(2.97 －0.15) 0-0.02=2.82 0-0.02 Φ20-0.06 DA=( Dmax－△x) +0.020=(2－0.06×0.5) +0.020=1.97 +0.020 DT=( DA－Zmin) 0-0.02=(1.97 －0.15) 0-0.02=1.82 0-0.02 5.5 模具彎曲部分工作尺寸計算 5.5.1 凸、凹模的間隙 V形件彎曲時，凸、凹模的間隙是靠調(diào)整壓力機的閉合高度來控制的。但在模具設計中，必須考慮到要使模具閉合時，模具的工作部分與工件能緊密貼合，以保證彎曲質(zhì)量。 U形件彎曲時必須合理確定凸、凹模之間的間隙，間隙過大則回彈大，工件的形狀和尺寸誤差增大。間隙過小會加大彎曲力，使工件厚度減薄，增加摩擦，擦傷工件并降低模具的壽命。U形件凸、凹模的單面間隙值一般可按下式計算： ； （5.14） 式中：Z/2——凸、凹模的單面間隙；t——板料厚度的基本尺寸； △——板料厚度的正偏差； C——根據(jù)彎曲件的高度和寬度而決定的間隙系數(shù)。 表5.5.1間隙系數(shù)C值（單位mm） 當工件精度要求較高時，間隙值應適當減小，可以取Z/2=t。 查有關資料板料厚度的正偏差為 由公式可得： 5.5.5 U形彎曲處的凸、凹模工作部分尺寸及公差 凸、凹模工作部分尺寸主要是指彎曲件的凸、凹模的橫向尺寸。當工件標注外形尺寸時，應以凹模為基準件，間隙取在凸模上；當工件標注內(nèi)形尺寸時，應以凸模為基準件，間隙取在凹模上。而凸、凹模的尺寸和公差應根據(jù)工件尺寸、公差、回彈情況以及模具的磨損規(guī)律而定。 1）彎曲件標注外形尺寸 凹模尺寸為 （5.15） 凸模尺寸為 （或凸模尺寸按凹模實際尺寸配制，保重單面間隙Z/2） （5.16） 2) 彎曲件標注內(nèi)形尺寸 凸模尺寸為 （5.17） 凹模尺寸為 （或凹模尺寸按凸模實際尺寸配制，保重單面間隙Z/2） （5.18） 式中：L——U形彎曲件基本尺寸，mm；、——凸、凹模工作部分尺寸，mm；——彎曲件公差，mm；、——凸、凹模制造公差，選用IT7~IT9級精度，mm；Z/2——凸、凹模單面間隙。 由彎曲件圖