2372 襯板零件沖裁模設(shè)計(jì),零件,沖裁模,設(shè)計(jì) 目錄緒論…………………………………………………………………31.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)…………………………………31.1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀……………………………………………31.1.2 國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)………………………………………41.2 國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)…………………………………5第一章 沖裁件工藝性的工藝分析及方案的選定………………81.1 沖裁件工藝分析………………………………………………81.2 工藝方案的確定………………………………………………8第二章 沖裁件的工藝計(jì)算………………………………………102.1 排樣設(shè)計(jì)………………………………………………………102.2 沖壓力的計(jì)算…………………………………………………122.3 壓力中心的計(jì)算………………………………………………132.4 計(jì)算凸凹模刃口尺寸…………………………………………142.41 沖孔凸凹模刃口尺寸計(jì)算…………………………………142.42 落料凸凹模刃口尺寸計(jì)算…………………………………15第三章 模具的總體設(shè)計(jì)…………………………………………17第四章 模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………184.1 凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………184.2 卸料裝置的設(shè)計(jì)………………………………………………204.3 模架的設(shè)計(jì)……………………………………………………21第五章 沖壓設(shè)備的選擇…………………………………………22第六章 模具零件的加工工藝……………………………………23第七章 模具總裝圖………………………………………………24第八章 模具的裝配與安裝………………………………………258.1 模具的裝配……………………………………………………258.2 沖裁模的安裝步驟……………………………………………25結(jié)束 ………………………………………………………………27致謝 ………………………………………………………………29參考文獻(xiàn) …………………………………………………………30緒 論近幾年來，我國(guó)模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具設(shè)計(jì)與制造水平有了較大提高，大型、精密、復(fù)雜高效和長(zhǎng)壽命模具的需求量大幅度增加，模具質(zhì)量、模具壽命明顯提高，模具交貨期較前縮短，模具 CAD/CAM 技術(shù)也得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1.1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀沖壓技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空、汽車、電機(jī)、家電和通信等行業(yè)零部件的成形。由于沖壓工藝具有生產(chǎn)率高，能成形復(fù)雜零件，適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在某些領(lǐng)域已經(jīng)取代機(jī)械加工，并正逐步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。據(jù)國(guó)際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)到本世紀(jì)中，機(jī)械零部件中 60%的粗加工，80%的精加工要由模具來完成。因此沖壓技術(shù)對(duì)發(fā)展生產(chǎn)、增加效益、更新產(chǎn)品等方面具有重要作用。經(jīng)調(diào)查，全國(guó)模具行業(yè)從業(yè)人員的崗位分布情況大致如下：從事模具設(shè)計(jì)，模具工藝過程實(shí)施，產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)和監(jiān)督工作的人員占總數(shù)的 42%；其次是具體生產(chǎn)設(shè)備的操作，模具的制造、調(diào)試和維修，從事這類工作的是智能型操作人員，占總數(shù)的 26%；三是從事生產(chǎn)組織，技術(shù)指導(dǎo)和技術(shù)管理工作的人員，占總數(shù)的 14%；四是從事模具營(yíng)銷工作和售后技術(shù)服務(wù)的人員，占總數(shù)的 9%；五是個(gè)體、行政管理人員，占總數(shù)的9%。從 20 世紀(jì) 80 年代初開始，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)，已從機(jī)床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)部門，而且其產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，中國(guó)的模具工業(yè)發(fā)展十分迅速；近年來，一直以每年 15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。目前，中國(guó)約有 17000 多個(gè)模具制造廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù) 60 多萬；2001 年中國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值達(dá) 320 億元人民幣，中國(guó)模具工業(yè)的技術(shù)水平取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)模具工業(yè)提出了越來越多且越來越高的要求巨大的市場(chǎng)需求推動(dòng)著中國(guó)模具工業(yè)更快地發(fā)展。2001 年中國(guó)大陸制造業(yè)對(duì)模具的市場(chǎng)需求量約為 430 億元人民幣；今后幾年仍將以每年 10%以上的速度增長(zhǎng)。對(duì)于大型、精密、復(fù)雜高效和長(zhǎng)壽命模具需求的增長(zhǎng)將遠(yuǎn)超過每年 10%的增幅。雖然說我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國(guó)尚存在以下幾方面的不足: 第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱?！叭Y”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來發(fā)展較快，國(guó)企改革也在進(jìn)行之中，但總體來看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再加上國(guó)內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬美元，國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是 15～20 萬美元，有的高達(dá) 25～30 萬美元，與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。1.1.2　國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1） 模具日趨大型化； 2） 在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)； 3） 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)； 4） 在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)； 5） 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率； 6） 發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)； 7） 模具的精度將越來越高； 8） 模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化； 9） 研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程； 10）開發(fā)新的成形工藝和模具。1.2　國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并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。近幾年，全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為 600～650 億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到 50%以上；國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004 年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪問時(shí)，從德國(guó)工、模具行業(yè)組織--德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國(guó)有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá) 48 億歐元。其中（VDMA）會(huì)員模具企業(yè)有 90 家，這 90 家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國(guó)模具產(chǎn)值的 90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元左右，而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多 15～20 萬美元，有的達(dá)到 25～30 萬美元。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70%以上，而我國(guó)才達(dá)到 45％沖壓技術(shù)的發(fā)展主要反映在以下 5 個(gè)方面：（1）模具的計(jì)算機(jī)輔助能力設(shè)計(jì)和輔助制造技術(shù)采用該技術(shù)，模具設(shè)計(jì)和制造效率一般可提高 2-3 倍，模具生產(chǎn)周期可縮短 1/2-1/3。目前，已達(dá)到 CAD/CAM 一體化，模具圖紙只是作為檢驗(yàn)?zāi)＞咧谩＃?）工藝分析中的板料成形模擬仿真技術(shù) （沖壓 CAE）（3）快速模具制造技術(shù)的發(fā)展將快速成形（RPM）技術(shù)與各種常規(guī)的鑄造、粉末燒結(jié)工藝相結(jié)合而發(fā)展起來的快速模具制造技術(shù)以及低熔點(diǎn)合金模具，樹脂模具都可用于冷沖壓成形。 （4）采用沖壓新工藝精密沖裁、液壓成形、沖壓焊接復(fù)合工藝等特種沖壓工藝的采用，使沖壓工藝的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，沖壓制件的質(zhì)量和效率大大提高，從而使生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低。（5）冷沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化為了滿足大批量生產(chǎn)的需要，沖壓設(shè)備已由單工位的低速壓力機(jī)發(fā)展到多工位的高速壓力機(jī)；在高速壓力機(jī)上采用多工位的級(jí)進(jìn)模進(jìn)行沖壓加工，使冷沖壓生產(chǎn)達(dá)到高度自動(dòng)化；汽車覆蓋件可采用自動(dòng)送料、自動(dòng)取件、自動(dòng)傳送的流水線生產(chǎn)。大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。在學(xué)校的近三年學(xué)習(xí)中，已完成了模具專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中所要求的理論課程。在畢業(yè)前夕，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，進(jìn)行已學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和應(yīng)用，提高綜合能力的培訓(xùn)及擴(kuò)大模具領(lǐng)域的新知識(shí)。畢業(yè)設(shè)計(jì)其目的在于鞏固所學(xué)知識(shí)，熟悉有關(guān)資料，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)實(shí)際工作能力。通過設(shè)計(jì)，使我在工藝性分析、工藝方案論證、工藝計(jì)算、零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、編寫技術(shù)文件和閱讀技術(shù)文獻(xiàn)等方面受到一次綜合訓(xùn)練。畢業(yè)設(shè)計(jì)要達(dá)到的具體要求是：1.系統(tǒng)總結(jié)，鞏固過去所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)課知識(shí)。2.運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決模具技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的實(shí)際工程問題，以此進(jìn)行綜合知識(shí)的訓(xùn)練。3.通過某項(xiàng)具體工程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究，達(dá)到多種綜合能力的培養(yǎng)，掌握設(shè)計(jì)和科研的基本過程和基本方法。4.提高和運(yùn)用與工程技術(shù)有關(guān)的人文科學(xué)，價(jià)值工程和技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合知識(shí)。我做的是冷沖壓模具設(shè)計(jì)，冷沖壓是利用安裝在壓力機(jī)上的沖模對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得需要零件（俗稱沖壓件或沖件）的一種壓力加工方法。因?yàn)樗ǔＪ窃谑覝叵逻M(jìn)行加工，所以稱為冷沖壓。在大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、洛陽中國(guó)一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于模具特別是沖壓模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是有了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊(cè)和書籍，設(shè)計(jì)中，充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡了最大努力做畢業(yè)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過程中，雖然有一定的困難，但在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)、同學(xué)間的討論和自己的努力下，自信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于我的水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)疏漏和不妥之處，敬請(qǐng)各位老師指正。設(shè)計(jì)者：徐艷瑞 2009.05.21第 1 章 沖裁件工藝性分析及方案的選定工件名稱：襯板 生產(chǎn)批量：大批量材 料： 30厚 度： 1mm 圖 1：工件圖1.1 沖裁件工藝分析該零件形狀簡(jiǎn)單、對(duì)稱，是有圓弧和直線組成的。沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為 IT11-IT14，孔中心與邊緣距離尺寸公差為 0.5㎜。將以上精度與零件的精度要?求相比較，可認(rèn)為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證，其他尺寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等情況。也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用沖壓方式進(jìn)行加工。1.2 工藝方案的確定該零件所需的沖壓工序?yàn)槁淞虾蜎_孔，可擬定出以下三種方案：方案一：用簡(jiǎn)單模分兩次加工，即落料-沖孔。方案二:沖孔、落料復(fù)合模。方案三：沖孔、落料級(jí)進(jìn)模。方案一：模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，但需要兩道工序兩副模具，由于兩次定位使得工件的形位誤差難以保證，尺寸較小，制件的質(zhì)量較差，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求，操作也不安全，故不宜采用。方案二：只需一副模具，由于一次成形，減少了多次定位出現(xiàn)的定位誤差，并且在模具結(jié)構(gòu)中采用彈性壓料裝置，使其制件質(zhì)量較好，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高。方案三：也只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作較方便，工件精度也能滿足要求，但是成本較復(fù)合模高。通過對(duì)上述三種方案分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用第二種方案進(jìn)行沖裁為好。該零件孔與外邊緣之間的最小距離大于此零件要求的最小壁厚，可以采用沖孔、落料級(jí)進(jìn)模。復(fù)合模模具的形狀精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率也高，盡管模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，模具制造并不困難。級(jí)進(jìn)模雖生產(chǎn)率也高，但零件的沖裁精度稍差，欲保證沖壓件的形狀精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷，故模具制造、安裝較符合模具復(fù)雜。通過對(duì)上述三種方案的分析比較，該零件的沖壓生產(chǎn)采用方案二的復(fù)合模為佳。第 2 章 沖裁件的工藝計(jì)算沖裁件的工藝計(jì)算是沖裁工藝設(shè)計(jì)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，本制件的工藝計(jì)算屬于簡(jiǎn)單的。其主要的內(nèi)容包括排樣設(shè)計(jì)、計(jì)算凸凹模刃口尺寸、沖壓力的計(jì)算、壓力中心的計(jì)算等。2.1 排樣設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)復(fù)合模時(shí)首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。該零件具有矩形的特點(diǎn)，直排列時(shí)材料的利用率較高，這樣可以提高材料的利用率，減少?gòu)U料。排樣圖如下圖所示： 圖 2：排樣圖查表 2.9 取得搭邊值為兩工件間的搭邊值 1.5 mm側(cè)面的值為 2mm。條料寬度的計(jì)算：B=(62+2×2) mm=66mm步距為：S=(44+1.5) mm=45.5mm材料利用率的計(jì)算：根據(jù)一般的市場(chǎng)供應(yīng)情況，原材料選用 500 mm×1500mm×1 mm 的冷軋薄鋼板。每塊可剪 100mm ×500 mm 規(guī)格條料 10 條，材料剪切利用率達(dá) 90%。計(jì)算沖壓件毛坯的面積：A=60×44=2728mm2一個(gè)步距的材料利用率=?01?BSA=2728/(66×45.5)=90 0式中 A—一個(gè)沖裁件的面積，B—條料寬度，s—進(jìn)距，表 1----排樣及材料利用率計(jì)算項(xiàng)目 公式 結(jié)果 備注沖裁件的面積 A A=62×44 2728條料寬度 B B=62+2×2 66mm步距 S S=44+1.5 45.5mm一個(gè)步距材料利用率 η η =nA/BS×100% 90%材料的利用率 η 總 η=nA/LB 69.9%查表 2.5.2得最小搭邊值 a=1.5mma1=2mm 采用導(dǎo)料銷導(dǎo)料2.2 沖壓力的計(jì)算該模具采用的復(fù)合模，擬選擇彈性卸料,上出件，沖壓力的計(jì)算如下, F=Ltτb式中：F——沖裁力L——是沖裁周邊的長(zhǎng)度，t——材料的厚度為1mmτ b——材料的抗剪強(qiáng)度由[2]可得=255~353MP 這里取300MPK——安全系數(shù)是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動(dòng)和不均勻、刃口的磨損、《課本》P65 表2.5.2《課本》表《課本》表《課本》表《課本》表《課本》表《課本》表板料力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等因素的影響而給出的修正系數(shù)。一般取1.3。F=212×1×450=95.4下面我們分別對(duì)卸料力、推件力和頂件力進(jìn)行計(jì)算：沖孔時(shí)的推件力公式為： F 孔推推 FnK?取直筒形刃口的凹模刃口形式，由表 2.21 查得，h=5mm，則 n=h/t=5/1=5 個(gè)。查表 2.7 得 k 05.?推F ×5×19.78=4.94 KN.推F ×5×9.04=2.26 KN推落料時(shí)的卸料力 F 落卸卸 K?查表 2.7 得 K 05.卸故 F KN=4.77KN4.9?落卸卸總沖壓力為：F 卸推推孔孔落總 FF???2121=95.4+19.72+9.04+4.9+2.26+4.77=136 KN為了保證沖壓力足夠，一般沖裁時(shí)壓力機(jī)噸位應(yīng)比計(jì)算的沖壓力打 30左右，即0F =1.3×F =KN=176KN‘總 總2.3 壓力中心的計(jì)算用解析法求模具的壓力中心的坐標(biāo)。按比例畫出工件尺寸，選用坐標(biāo)軸 XOY，如圖所示。圖 3：壓力中心因工件左右對(duì)稱，即 X 。故只需計(jì)算 Y 。將工件沖裁周邊分成0?CCL 、L 、L 、 L 基本線段，求出各線段長(zhǎng)度的中心位置：1234表 2---壓力中心計(jì)算基本線段的長(zhǎng)度 各段長(zhǎng)度的中心位置L =66mm1 Y mm01?L =88mm2 Y =22mm2L =20.1mm3 Y =16mm3L =53.38mm4 Y =0mm4Y = =2C4321LYL?2.4 計(jì)算凸凹模刃口尺寸2.41 沖孔凸凹模刃口尺寸的計(jì)算。采用自由公差為 IT14 級(jí)精度，要同時(shí)沖４個(gè) Φ6.4 的孔，還要保證孔與孔的相互位置關(guān)系均為 IT14 級(jí)的制造精度，凸、凹模的加工精度同樣 也采取 IT7 級(jí)進(jìn)行加工制造。查表 2.3 得間隙值 Z =0.06mm Z =0.08mmminmax查表 2.5 得凸凹模制造公差： mm mm02.??凸?03.??凹?Z - Z =0.02mmmaxin而 ﹥Z -Z凸凹 ??maxin因此采用配作法制造模具。mm 是沖孔件因此以凸模為基準(zhǔn)來配作凹模4.6?查表 2.6 得 IT14 級(jí)時(shí)磨損系數(shù) X=0.5mm。當(dāng)以凸模為基準(zhǔn)時(shí)，凸模磨損后部分尺寸變小，因此均屬于 B 類尺寸。工件圖中未標(biāo)注公差的尺寸，均按 IT14 級(jí)來計(jì)算，查相關(guān)文獻(xiàn)得出其極限偏差 對(duì)于 的計(jì)算如下： 018.7??B =（B+凸 0)凸???X=（17+0.5×0.018）B 凸=17.00902.?B =（17+0.50×.018+0.060） 凹 02.?=17.07 02.?對(duì)于 的計(jì)算如下：4.6?15.0B =（6.8+0.5×0.015）凸 02.?=6.8102.?B =（6.8+0.50.015+0.060）凹 02.?=6.87 02.?凹模刃口尺寸按凸模刃口配作，保證雙面間隙在 0.01mm-0.014mm 之間。2.42 落料凸凹模刃口尺寸的計(jì)算。對(duì)外形輪廓的落料，由于外形較簡(jiǎn)單，故采用配合加工法，這種方法有利于獲得最小的合理間隙，放寬對(duì)模具的加工設(shè)備的精度要求，其凸、凹模刃口部分尺寸計(jì)算如下：當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)件時(shí)，凹模磨損后，刃口部分都增大，因此均屬于 A 類尺寸。工件圖中未標(biāo)注公差的尺寸，查相關(guān)文獻(xiàn)得出其極限偏差：。查表 2.6 得 IT14 級(jí)時(shí)磨損系數(shù) X=0.5。A 40max)(????j對(duì)于 44 的外形：A=(44.62-0.5×0.62) 03.?=44.31 03.?A=(44.62-0.5×0.62-0.080)02.?=44.2302.?對(duì)于 62 的外形：A=(62.74-0.5×0.74) 03.?=62.37 03.?A=(62.74-0.5×0.74-0.060)02.?=62.31 02.?落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)有條件中注明；凸模實(shí)際刃口尺寸與落料凹模配制，保證雙面合理間隙值在 0.01mm-0.014mm。表 3--工作零件刃口尺寸的計(jì)算分類 尺寸 尺寸轉(zhuǎn)換 計(jì)算公式 結(jié)果17?018.?17.00902.?17.07 .0?沖孔 4.6.015.?B =（B+凸 0)凸???XB =（B+凹 凹??z6.81 2.?6.87 0.?44 44 062.?44.31 3.044.23 2.?落料62 62 074.?A 40max)(????j62.37 03.?62.31 02.?第 3 章 模具的總體設(shè)計(jì)1）正倒裝結(jié)構(gòu)：根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個(gè)工序，因?yàn)闆_制的材質(zhì)較軟、板料較薄，所以采用正裝結(jié)構(gòu)，即沖孔凹模和落料凹模都安排在下模，模內(nèi)不會(huì)積聚工件或廢料，有利于減小凸凹模的最小壁厚。2）送料方式：因是大批量生產(chǎn)，采用手動(dòng)送料方式，從左往右送料。3）定位裝置：因該制件采用的是正裝復(fù)合模，因此采用導(dǎo)料銷使條料沿著導(dǎo)料銷從左向右送進(jìn)，采用擋料銷控制其送料步距。4）卸料方式：本模具采用正裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料由上模部分的剛性卸料裝置卸出模外;條料搭邊由上模部分的彈性卸料裝置卸出模外；工件由下模部分的彈性頂出裝置頂出。5）為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于該零件尺寸較小，且精度要求不高，所以宜采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。第 4 章 模具主要工作零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1 凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.11 落料凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在落料凹模內(nèi)部，由于要設(shè)置推件塊，所以凹模刃口應(yīng)采用直筒形刃口，并查表2.21，取得刃口高度 h=5mm。該凹模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，宜采用整體式。查表 2.22，得 k=0.2即 凹模高度 H=kb=0.2×62 mm =12.4 mm凹模壁厚 C=1.5H=1.5×12.4 mm =18.6 mm凹模的外形尺寸的確定：凹模外形長(zhǎng)度 L=(62+2×28.5) mm =100 mm凹模外形寬度 B=(44+2×18.6) mm =81mm凹模整體尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，取為 160 mm×125 mm×28 mm。圖 4：落料凹模4.12 沖孔的凸模設(shè)計(jì)為了使凸模加工方便，凸模應(yīng)做成等斷面的非圓形凸模。凸模固定板厚度取 18 mm，凸模長(zhǎng)度根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要來確定。L=h +h =52 mm 落 料 凹 模凸 模 固 定 板 h?支 撐 板由于此凸模直徑較大，且長(zhǎng)度較短，剛度和強(qiáng)度足夠，所以無需對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模刃口 1 mm。圖 5： 大凸模圖 6： 小凸模4.13 凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本模具為復(fù)合沖裁模，除了沖孔凸模和落料凹模外，還有一個(gè)凸凹模。根據(jù)整體模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要，凸凹模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖所示。確定凸凹模安排在模架上的位置時(shí)，要根據(jù)計(jì)算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。 圖 7： 凸凹模圖校核凸凹模的強(qiáng)度：取凸凹模的最小壁厚為 1 mm，而實(shí)際最小壁厚為 5.5 mm，故符合強(qiáng)度要求。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制，并保證雙面間隙為 0.01 mm -0.014 mm。凸凹模上孔中心與邊緣距離尺寸 5.5 mm 的公差定位（5.5±0.75）mm。4.2 卸料裝置的設(shè)計(jì)4.21 推件裝置的選取因橡皮允許承受的負(fù)荷較大，且安裝調(diào)試方便，所以選用橡皮。根據(jù)模架的基本尺寸和沖孔凸模的基本尺寸，選取橡皮的基本尺寸為：160 mm×125 mm×18 mm4.22 頂件裝置的設(shè)計(jì)選聚氨酯為彈性體，從相關(guān)資料中選取彈性體的規(guī)格為：D×H=45 mm×20 mm托板的尺寸應(yīng)與彈性體的尺寸相匹配，因此取托板的尺寸為：L×B×H=55 mm×55 mm×6 mm螺柱尺寸為：12 mm×48 mm4.3 模架的設(shè)計(jì)為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于該零件尺寸較小，且精度要求不高，所以宜采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。模架的規(guī)格選用如下：上模座：160 mm×125 mm×35 mm下模座：160 mm×125 mm×40 mm導(dǎo) 柱：B25h5 mm×150 mm導(dǎo) 套：B25H6 mm×85 mm×33 mm模 柄： mm×110 mm40?墊 板：160 mm×125 mm×6 mm卸料板：160 mm×125 mm×14 mm凸模固定板：160㎜×125㎜×16㎜模具的閉合高度：h +h???? 下 模 座卸 料 板落 料 凹 模凸 模 固 定 板墊 板上 模 座 hthhH 橡 皮 墊 塊=(35+6+6++16+16+28+0.2+14+40+18+8) mm=187 mm圖 8：模架圖第 5 章 沖壓設(shè)備的選擇選擇型號(hào)為 J23-16B 的開式雙柱可傾壓力機(jī)能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力：160KN滑塊行程：70 mm最大閉模高度：220 mm最大裝模高度：160 mm連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度：60 mm工作臺(tái)尺寸（前后×左右）：110 mm×210 mm墊板尺寸（厚度×孔徑）：60 mm×150 mm模柄孔尺寸： mm×60 mm40?最大傾斜角度：35°第6章 模具零件的加工工藝本副模具零件加工的關(guān)鍵在工作零件、固定板以及卸料板，若采用線切割加工技術(shù)，這些零件的加工就變得相對(duì)簡(jiǎn)單。凹模、固定板以及卸料板都屬于板類零件，其加工工藝比較規(guī)范。其具體加工過程是：凹模，導(dǎo)料板等零件均是需要淬硬的零件，凹模淬硬以前，在模架的上模板上進(jìn)行裝配，在凹模板上劃出各個(gè)孔的圓孔的線，并根據(jù)劃出壓力中心線，使壓力中心線與下模座中心線對(duì)正、鉆、攻螺孔，將下模座、凹模、導(dǎo)尺進(jìn)行校配，校正導(dǎo)尺間距后，鉆、鉸銷釘孔，將三板固定，鉆孔并安裝擋料銷，安裝承料板。然后，將下模全部拆開，將凸凹模熱處理淬硬（在淬硬以前要加工出傳絲孔）后，進(jìn)行線切割加工，用平面磨床磨平后重新裝配。固定在上模座的上模部分，各凸模和凸模固定板都應(yīng)淬硬，裝配前將凸模淬硬，并完成全部加工，墊板裝配前不淬硬。第 7 章 模具總裝圖模具上模部分主要由上模座、上墊板、凸凹模、凸模固定板、卸料板、凹模等組成。卸料方式采用彈性卸料，以橡膠為彈性組件。下模部分由下模座、凹模、墊塊、下墊板、凸模固定板、推件塊等組成。工作過程：導(dǎo)料銷和擋料銷控制條料的送進(jìn)方向和步距。上模下行，進(jìn)行沖裁，導(dǎo)柱、導(dǎo)套對(duì)上、下模的運(yùn)動(dòng)起到可靠的導(dǎo)向。沖裁過程中，彈性卸料板對(duì)板料起著壓平作用，沖裁出的工件精度高。沖裁完畢，上?；爻?，上模部分的彈性卸料裝置將卡在凸凹模外的條料廢料卸下，沖孔廢料由上模部分的剛性推件裝置卸出模外，工件由下模部分的彈性卸料裝置頂出。特點(diǎn)：每沖裁一次，頂出一次，模內(nèi)不積聚工件，不易將凸凹模漲裂，但沖孔廢料在下模面上，清除廢料麻煩，彈性卸料板上需開設(shè)擋料銷、導(dǎo)料銷的讓位孔。第 8 章 模具的裝配與安裝8.1 模具的裝配沖裁模具的裝配的技術(shù)要求如下：1.上模座上平面應(yīng)與下模座下的底平面平行。2．導(dǎo)柱與導(dǎo)套裝配后，其軸心線應(yīng)分別垂直于下模座的底平面和上模座的上平面。3.模架的上模沿導(dǎo)柱上、下移動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)，無阻滯現(xiàn)象。4.裝配好的沖裁模,其封閉高度應(yīng)符合圖樣規(guī)定的要求。5.模柄裝入模架后，其軸心線對(duì)上模座上平面的垂直度公差在全長(zhǎng)范圍內(nèi)不大于0.05㎜。6.沖裁凸模和沖裁凹模之間的配合間隙應(yīng)符合圖樣的要求，沿整個(gè)刃口輪廓應(yīng)均勻一致。7.模具應(yīng)在生產(chǎn)的條件下試驗(yàn)，進(jìn)行零件試沖，然后調(diào)試，直到符合圖樣要求。8.裝配好的導(dǎo)柱，其固定端面與下模座下平面應(yīng)保留 1-2㎜距離。9.沖裁凸模的中心線應(yīng)與凹模的工作平面垂直。10.沖裁凸模和凹模的間隙應(yīng)該均勻。11.定位裝置要保證定位準(zhǔn)確可靠，卸料、頂料裝置要?jiǎng)幼黛`活、正確，出料孔要暢通無阻，保證制件或廢料不卡在凹模內(nèi)或凸模。8.2 沖裁模的安裝步驟根據(jù)沖裁模裝配要點(diǎn)，選凹模作為裝配基準(zhǔn)件，先裝下模，在裝上模，并調(diào)整間隙、試沖、返修。具體的裝配如下：首先，凸凹模的預(yù)裝配，這個(gè)過程就是仔細(xì)檢查一下各凸模形狀及尺寸以及凹模形孔，是否符合圖紙要求的尺寸精度、形狀。并且將各凸模分別與相應(yīng)的凹?？紫嗯浜希瑱z查其間隙是否加工均勻。不合適者應(yīng)重新修磨或更換。這一步也是相當(dāng)重要的，防止因?yàn)橐恍┑图?jí)的錯(cuò)誤而造成裝配的不能順利進(jìn)行。其次，凸模的裝配，為了下一步裝配的方便，因?yàn)闆_裁模的凸模的部分比較復(fù)雜，所以要先裝配凸模的部分，即將各個(gè)凸模插入到的相應(yīng)孔內(nèi)。然后，將凸模壓入固定板凸模固定板的相應(yīng)孔內(nèi)，在墊板上鉆孔，將外型凸模固定在墊板上，在與卸料板穿在一起。然后放在一邊待用。再次，下模的裝配，裝配的過程和前面加工過程一樣，總結(jié)起來就是要先把要裝配的各個(gè)部分定位劃線，再淬火，線切割加工。具體為，將下模部分的所用部件固定在下模座上，根據(jù)設(shè)定的零部件的相對(duì)位置定位，并根據(jù)劃出壓力中心線，使壓力中心線與下模座中心線對(duì)正、鉆、攻螺孔，將下模座、凹模、導(dǎo)尺進(jìn)行校配，校正導(dǎo)尺間距后，鉆、鉸銷釘孔，將三板固定，鉆孔并安裝擋料銷，安裝承料板。接下來，裝配上模，在以裝好的下模上放等高的墊鐵，再在凹模中放入0.1mm的紙片，然后將凸模與固定板組合裝入凹模。下面預(yù)裝上模座，劃出與凹模固定板相應(yīng)螺孔、銷孔位置，并鉆絞螺孔、銷孔。用螺釘將固定板組合、墊板、上模座連接在一起，但不要擰緊。將卸料板套裝在已裝入固定板的凸模上，裝上橡膠和卸料螺釘，并調(diào)節(jié)橡膠的預(yù)壓量，使卸料板高出凸模下端約1mm。然后，復(fù)查凸、凹模間隙并調(diào)整合適后，緊固螺釘。切紙檢查，合適后打入銷釘。最后，裝機(jī)試沖并根據(jù)試沖結(jié)果作相應(yīng)的調(diào)整。直到試沖合格后，將模具連同合格制件一同歸庫(kù)。結(jié)束語本畢業(yè)設(shè)計(jì)是我進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的，它是對(duì)我們?nèi)陙硭鶎W(xué)課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。它可以說又是一次對(duì)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)的深入和系統(tǒng)掌握。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我從系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了所學(xué)專業(yè)知識(shí)，同時(shí)也鞏固了先前學(xué)到的知識(shí)，同時(shí)感觸最深刻的是：所學(xué)知識(shí)只有在應(yīng)用中才能更深刻理解和長(zhǎng)時(shí)間記憶。對(duì)一些原來一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識(shí)。特別是原來所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測(cè)量、冷沖模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解，使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。同時(shí)還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)過程中要考慮的問題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費(fèi)材料，保證工件的經(jīng)濟(jì)性、加工工藝的合理性。 在設(shè)計(jì)的過程中通過沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)、模具制造簡(jiǎn)明手冊(cè)、模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)等對(duì)所要設(shè)計(jì)的問題進(jìn)行查詢，通過更多的途徑去了解我要做的設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)更具合理性。也使我學(xué)會(huì)了設(shè)計(jì)過程中對(duì)資料的查詢和運(yùn)用。通過這次設(shè)計(jì)，我更加深入地學(xué)習(xí)了冷沖壓技術(shù)工作設(shè)計(jì)的內(nèi)容。冷沖壓技術(shù)工作設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括冷沖壓工藝設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)及沖模制造三方面內(nèi)容，盡管三者的工作內(nèi)容不同，但三者之間存在著相互滲透、相互補(bǔ)充、相互依存的關(guān)系。冷沖壓工藝設(shè)計(jì)是針對(duì)給定的產(chǎn)品圖樣，根據(jù)其生產(chǎn)批量的大小、沖壓設(shè)備的類型規(guī)格、模具制造能力及工人技術(shù)水平等具體生產(chǎn)條件，從對(duì)產(chǎn)品零件圖的沖壓工藝性分析入手經(jīng)過必要的工藝計(jì)算，制定出合理的工藝方案，最后編寫沖壓工藝卡的一個(gè)綜合分析、計(jì)算、設(shè)計(jì)過程。沖壓工藝方案的確定包括工序性質(zhì)、數(shù)量的確定，工序順序的安排，工序組合方式及工序定位方式的確定等內(nèi)容。沖壓模具設(shè)計(jì)則是依據(jù)制定的沖壓工藝規(guī)程，在認(rèn)真考慮毛坯的定位、出件、廢料排出諸問題以及模具的制造維修方便、操作安全可靠等因素后，設(shè)計(jì)計(jì)算并構(gòu)思出與沖壓設(shè)備想適應(yīng)的模具總體結(jié)構(gòu)，然后繪制出模具總裝圖和所有非標(biāo)準(zhǔn)零件圖的整個(gè)設(shè)計(jì)繪圖過程。歷經(jīng)近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請(qǐng)教指導(dǎo)老師有關(guān)模具方面的問題，并且和同學(xué)的探討模具設(shè)計(jì)在實(shí)際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時(shí)間里，對(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個(gè)人認(rèn)識(shí)事物所必經(jīng)的一般過程，我對(duì)模具的認(rèn)識(shí)過程亦是如此。經(jīng)過近三個(gè)月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)，為將來走上工作崗位奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。致謝本設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過程中得到了，蘇光、楊占堯、翟德梅、原紅玲、于智宏等幾位指導(dǎo)老師的大力支持和幫助，再次表示誠(chéng)摯的感謝！感謝各位老師在三年之中的教導(dǎo)和在做設(shè)計(jì)的過程中對(duì)我的幫助。使我在大學(xué)三年里不但學(xué)到了更多知識(shí)，而且學(xué)到了怎么做人、怎么做事。在此衷心對(duì)各位老師的辛勤教導(dǎo)表示感謝。雖然我就要走出校進(jìn)入社會(huì)，但是老師對(duì)我的教導(dǎo)和幫助我想我一輩子也不會(huì)忘記！那講課的聲音在我耳邊久久回蕩，那寫字的身影在腦海里留下了深深的印記，如果還有下一次做學(xué)生我仍然選擇做您的學(xué)生！畢業(yè)之后，我一定會(huì)努力工作的，不辜負(fù)各位老師對(duì)我們的深切期望，在這里也說一聲：老師你辛苦了。祝各位老師，身體健康、萬事如意！參考文獻(xiàn)[1]原紅玲主編.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008[2] 陳錫棟主編.實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001[3] 李紹林主編.實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)[M].上海科學(xué)技術(shù)出版社，1998[4] 許發(fā)樾主編.實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000[5] 楊玉英主編.實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004[6] 模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會(huì).沖壓設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1999[7] 翟德梅主編.模具制造技術(shù)[M].河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校[8] 任嘉卉主編.公差與配合手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000[9] 彭建聲、秦曉剛編著.模具技術(shù)問答[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996[10] 劉建超，張寶忠主編。沖壓模具設(shè)計(jì)與制造。高等教育出版社，2006 年 4 月 [11] 薛彥成主編。公差配合與技術(shù)測(cè)量。機(jī)械工業(yè)出版社，2005 年 2 月 目錄緒論…………………………………………………………………31.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)…………………………………31.1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀……………………………………………31.1.2 國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)………………………………………41.2 國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)…………………………………5第一章 沖裁件工藝性的工藝分析及方案的選定………………81.1 沖裁件工藝分析………………………………………………81.2 工藝方案的確定………………………………………………8第二章 沖裁件的工藝計(jì)算………………………………………102.1 排樣設(shè)計(jì)………………………………………………………102.2 沖壓力的計(jì)算…………………………………………………122.3 壓力中心的計(jì)算………………………………………………132.4 計(jì)算凸凹模刃口尺寸…………………………………………142.41 沖孔凸凹模刃口尺寸計(jì)算…………………………………142.42 落料凸凹模刃口尺寸計(jì)算…………………………………15第三章 模具的總體設(shè)計(jì)…………………………………………17第四章 模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………184.1 凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………184.2 卸料裝置的設(shè)計(jì)………………………………………………204.3 模架的設(shè)計(jì)……………………………………………………21第五章 沖壓設(shè)備的選擇…………………………………………22第六章 模具零件的加工工藝……………………………………23第七章 模具總裝圖………………………………………………24第八章 模具的裝配與安裝………………………………………258.1 模具的裝配……………………………………………………258.2 沖裁模的安裝步驟……………………………………………25結(jié)束 ………………………………………………………………27致謝 ………………………………………………………………29參考文獻(xiàn) …………………………………………………………30緒 論近幾年來，我國(guó)模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具設(shè)計(jì)與制造水平有了較大提高，大型、精密、復(fù)雜高效和長(zhǎng)壽命模具的需求量大幅度增加，模具質(zhì)量、模具壽命明顯提高，模具交貨期較前縮短，模具 CAD/CAM 技術(shù)也得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1.1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀沖壓技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空、汽車、電機(jī)、家電和通信等行業(yè)零部件的成形。由于沖壓工藝具有生產(chǎn)率高，能成形復(fù)雜零件，適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在某些領(lǐng)域已經(jīng)取代機(jī)械加工，并正逐步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。據(jù)國(guó)際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)到本世紀(jì)中，機(jī)械零部件中 60%的粗加工，80%的精加工要由模具來完成。因此沖壓技術(shù)對(duì)發(fā)展生產(chǎn)、增加效益、更新產(chǎn)品等方面具有重要作用。經(jīng)調(diào)查，全國(guó)模具行業(yè)從業(yè)人員的崗位分布情況大致如下：從事模具設(shè)計(jì)，模具工藝過程實(shí)施，產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)和監(jiān)督工作的人員占總數(shù)的 42%；其次是具體生產(chǎn)設(shè)備的操作，模具的制造、調(diào)試和維修，從事這類工作的是智能型操作人員，占總數(shù)的 26%；三是從事生產(chǎn)組織，技術(shù)指導(dǎo)和技術(shù)管理工作的人員，占總數(shù)的 14%；四是從事模具營(yíng)銷工作和售后技術(shù)服務(wù)的人員，占總數(shù)的 9%；五是個(gè)體、行政管理人員，占總數(shù)的9%。從 20 世紀(jì) 80 年代初開始，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)，已從機(jī)床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)部門，而且其產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，中國(guó)的模具工業(yè)發(fā)展十分迅速；近年來，一直以每年 15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。目前，中國(guó)約有 17000 多個(gè)模具制造廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù) 60 多萬；2001 年中國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值達(dá) 320 億元人民幣，中國(guó)模具工業(yè)的技術(shù)水平取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)模具工業(yè)提出了越來越多且越來越高的要求巨大的市場(chǎng)需求推動(dòng)著中國(guó)模具工業(yè)更快地發(fā)展。2001 年中國(guó)大陸制造業(yè)對(duì)模具的市場(chǎng)需求量約為 430 億元人民幣；今后幾年仍將以每年 10%以上的速度增長(zhǎng)。對(duì)于大型、精密、復(fù)雜高效和長(zhǎng)壽命模具需求的增長(zhǎng)將遠(yuǎn)超過每年 10%的增幅。雖然說我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國(guó)尚存在以下幾方面的不足: 第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱?！叭Y”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來發(fā)展較快，國(guó)企改革也在進(jìn)行之中，但總體來看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再加上國(guó)內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬美元，國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是 15～20 萬美元，有的高達(dá) 25～30 萬美元，與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。1.1.2　國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1） 模具日趨大型化； 2） 在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)； 3） 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)； 4） 在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)； 5） 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率； 6） 發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)； 7） 模具的精度將越來越高； 8） 模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化； 9） 研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程； 10）開發(fā)新的成形工藝和模具。1.2　國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并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。近幾年，全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為 600～650 億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到 50%以上；國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004 年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪問時(shí)，從德國(guó)工、模具行業(yè)組織--德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國(guó)有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá) 48 億歐元。其中（VDMA）會(huì)員模具企業(yè)有 90 家，這 90 家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國(guó)模具產(chǎn)值的 90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元左右，而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多 15～20 萬美元，有的達(dá)到 25～30 萬美元。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70%以上，而我國(guó)才達(dá)到 45％沖壓技術(shù)的發(fā)展主要反映在以下 5 個(gè)方面：（1）模具的計(jì)算機(jī)輔助能力設(shè)計(jì)和輔助制造技術(shù)采用該技術(shù)，模具設(shè)計(jì)和制造效率一般可提高 2-3 倍，模具生產(chǎn)周期可縮短 1/2-1/3。目前，已達(dá)到 CAD/CAM 一體化，模具圖紙只是作為檢驗(yàn)?zāi)＞咧?。?）工藝分析中的板料成形模擬仿真技術(shù) （沖壓 CAE）（3）快速模具制造技術(shù)的發(fā)展將快速成形（RPM）技術(shù)與各種常規(guī)的鑄造、粉末燒結(jié)工藝相結(jié)合而發(fā)展起來的快速模具制造技術(shù)以及低熔點(diǎn)合金模具，樹脂模具都可用于冷沖壓成形。 （4）采用沖壓新工藝精密沖裁、液壓成形、沖壓焊接復(fù)合工藝等特種沖壓工藝的采用，使沖壓工藝的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，沖壓制件的質(zhì)量和效率大大提高，從而使生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低。（5）冷沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化為了滿足大批量生產(chǎn)的需要，沖壓設(shè)備已由單工位的低速壓力機(jī)發(fā)展到多工位的高速壓力機(jī)；在高速壓力機(jī)上采用多工位的級(jí)進(jìn)模進(jìn)行沖壓加工，使冷沖壓生產(chǎn)達(dá)到高度自動(dòng)化；汽車覆蓋件可采用自動(dòng)送料、自動(dòng)取件、自動(dòng)傳送的流水線生產(chǎn)。大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。在學(xué)校的近三年學(xué)習(xí)中，已完成了模具專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中所要求的理論課程。在畢業(yè)前夕，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，進(jìn)行已學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和應(yīng)用，提高綜合能力的培訓(xùn)及擴(kuò)大模具領(lǐng)域的新知識(shí)。畢業(yè)設(shè)計(jì)其目的在于鞏固所學(xué)知識(shí)，熟悉有關(guān)資料，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)實(shí)際工作能力。通過設(shè)計(jì)，使我在工藝性分析、工藝方案論證、工藝計(jì)算、零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、編寫技術(shù)文件和閱讀技術(shù)文獻(xiàn)等方面受到一次綜合訓(xùn)練。畢業(yè)設(shè)計(jì)要達(dá)到的具體要求是：1.系統(tǒng)總結(jié)，鞏固過去所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)課知識(shí)。2.運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決模具技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的實(shí)際工程問題，以此進(jìn)行綜合知識(shí)的訓(xùn)練。3.通過某項(xiàng)具體工程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究，達(dá)到多種綜合能力的培養(yǎng)，掌握設(shè)計(jì)和科研的基本過程和基本方法。4.提高和運(yùn)用與工程技術(shù)有關(guān)的人文科學(xué)，價(jià)值工程和技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合知識(shí)。我做的是冷沖壓模具設(shè)計(jì)，冷沖壓是利用安裝在壓力機(jī)上的沖模對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得需要零件（俗稱沖壓件或沖件）的一種壓力加工方法。因?yàn)樗ǔＪ窃谑覝叵逻M(jìn)行加工，所以稱為冷沖壓。在大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、洛陽中國(guó)一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于模具特別是沖壓模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是有了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊(cè)和書籍，設(shè)計(jì)中，充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡了最大努力做畢業(yè)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過程中，雖然有一定的困難，但在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)、同學(xué)間的討論和自己的努力下，自信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于我的水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)疏漏和不妥之處，敬請(qǐng)各位老師指正。設(shè)計(jì)者：徐艷瑞 2009.05.21第 1 章 沖裁件工藝性分析及方案的選定工件名稱：襯板 生產(chǎn)批量：大批量材 料： 30厚 度： 1mm 圖 1：工件圖1.1 沖裁件工藝分析該零件形狀簡(jiǎn)單、對(duì)稱，是有圓弧和直線組成的。沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為 IT11-IT14，孔中心與邊緣距離尺寸公差為 0.5㎜。將以上精度與零件的精度要?求相比較，可認(rèn)為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證，其他尺寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等情況。也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用沖壓方式進(jìn)行加工。1.2 工藝方案的確定該零件所需的沖壓工序?yàn)槁淞虾蜎_孔，可擬定出以下三種方案：方案一：用簡(jiǎn)單模分兩次加工，即落料-沖孔。方案二:沖孔、落料復(fù)合模。方案三：沖孔、落料級(jí)進(jìn)模。方案一：模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，但需要兩道工序兩副模具，由于兩次定位使得工件的形位誤差難以保證，尺寸較小，制件的質(zhì)量較差，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求，操作也不安全，故不宜采用。方案二：只需一副模具，由于一次成形，減少了多次定位出現(xiàn)的定位誤差，并且在模具結(jié)構(gòu)中采用彈性壓料裝置，使其制件質(zhì)量較好，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高。方案三：也只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作較方便，工件精度也能滿足要求，但是成本較復(fù)合模高。通過對(duì)上述三種方案分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用第二種方案進(jìn)行沖裁為好。該零件孔與外邊緣之間的最小距離大于此零件要求的最小壁厚，可以采用沖孔、落料級(jí)進(jìn)模。復(fù)合模模具的形狀精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率也高，盡管模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，模具制造并不困難。級(jí)進(jìn)模雖生產(chǎn)率也高，但零件的沖裁精度稍差，欲保證沖壓件的形狀精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷，故模具制造、安裝較符合模具復(fù)雜。通過對(duì)上述三種方案的分析比較，該零件的沖壓生產(chǎn)采用方案二的復(fù)合模為佳。第 2 章 沖裁件的工藝計(jì)算沖裁件的工藝計(jì)算是沖裁工藝設(shè)計(jì)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，本制件的工藝計(jì)算屬于簡(jiǎn)單的。其主要的內(nèi)容包括排樣設(shè)計(jì)、計(jì)算凸凹模刃口尺寸、沖壓力的計(jì)算、壓力中心的計(jì)算等。2.1 排樣設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)復(fù)合模時(shí)首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。該零件具有矩形的特點(diǎn)，直排列時(shí)材料的利用率較高，這樣可以提高材料的利用率，減少?gòu)U料。排樣圖如下圖所示： 圖 2：排樣圖查表 2.9 取得搭邊值為兩工件間的搭邊值 1.5 mm側(cè)面的值為 2mm。條料寬度的計(jì)算：B=(62+2×2) mm=66mm步距為：S=(44+1.5) mm=45.5mm材料利用率的計(jì)算：根據(jù)一般的市場(chǎng)供應(yīng)情況，原材料選用 500 mm×1500mm×1 mm 的冷軋薄鋼板。每塊可剪 100mm ×500 mm 規(guī)格條料 10 條，材料剪切利用率達(dá) 90%。計(jì)算沖壓件毛坯的面積：A=60×44=2728mm2一個(gè)步距的材料利用率=?01?BSA=2728/(66×45.5)=90 0式中 A—一個(gè)沖裁件的面積，B—條料寬度，s—進(jìn)距，表 1----排樣及材料利用率計(jì)算項(xiàng)目 公式 結(jié)果 備注沖裁件的面積 A A=62×44 2728條料寬度 B B=62+2×2 66mm步距 S S=44+1.5 45.5mm一個(gè)步距材料利用率 η η =nA/BS×100% 90%材料的利用率 η 總 η=nA/LB 69.9%查表 2.5.2得最小搭邊值 a=1.5mma1=2mm 采用導(dǎo)料銷導(dǎo)料2.2 沖壓力的計(jì)算該模具采用的復(fù)合模，擬選擇彈性卸料,上出件，沖壓力的計(jì)算如下, F=Ltτb式中：F——沖裁力L——是沖裁周邊的長(zhǎng)度，t——材料的厚度為1mmτ b——材料的抗剪強(qiáng)度由[2]可得=255~353MP 這里取300MPK——安全系數(shù)是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動(dòng)和不均勻、刃口的磨損、《課本》P65 表2.5.2《課本》表《課本》表《課本》表《課本》表《課本》表《課本》表板料力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等因素的影響而給出的修正系數(shù)。一般取1.3。F=212×1×450=95.4下面我們分別對(duì)卸料力、推件力和頂件力進(jìn)行計(jì)算：沖孔時(shí)的推件力公式為： F 孔推推 FnK?取直筒形刃口的凹模刃口形式，由表 2.21 查得，h=5mm，則 n=h/t=5/1=5 個(gè)。查表 2.7 得 k 05.?推F ×5×19.78=4.94 KN.推F ×5×9.04=2.26 KN推落料時(shí)的卸料力 F 落卸卸 K?查表 2.7 得 K 05.卸故 F KN=4.77KN4.9?落卸卸總沖壓力為：F 卸推推孔孔落總 FF???2121=95.4+19.72+9.04+4.9+2.26+4.77=136 KN為了保證沖壓力足夠，一般沖裁時(shí)壓力機(jī)噸位應(yīng)比計(jì)算的沖壓力打 30左右，即0F =1.3×F =KN=176KN‘總 總2.3 壓力中心的計(jì)算用解析法求模具的壓力中心的坐標(biāo)。按比例畫出工件尺寸，選用坐標(biāo)軸 XOY，如圖所示。圖 3：壓力中心因工件左右對(duì)稱，即 X 。故只需計(jì)算 Y 。將工件沖裁周邊分成0?CCL 、L 、L 、 L 基本線段，求出各線段長(zhǎng)度的中心位置：1234表 2---壓力中心計(jì)算基本線段的長(zhǎng)度 各段長(zhǎng)度的中心位置L =66mm1 Y mm01?L =88mm2 Y =22mm2L =20.1mm3 Y =16mm3L =53.38mm4 Y =0mm4Y = =2C4321LYL?2.4 計(jì)算凸凹模刃口尺寸2.41 沖孔凸凹模刃口尺寸的計(jì)算。采用自由公差為 IT14 級(jí)精度，要同時(shí)沖４個(gè) Φ6.4 的孔，還要保證孔與孔的相互位置關(guān)系均為 IT14 級(jí)的制造精度，凸、凹模的加工精度同樣 也采取 IT7 級(jí)進(jìn)行加工制造。查表 2.3 得間隙值 Z =0.06mm Z =0.08mmminmax查表 2.5 得凸凹模制造公差： mm mm02.??凸?03.??凹?Z - Z =0.02mmmaxin而 ﹥Z -Z凸凹 ??maxin因此采用配作法制造模具。mm 是沖孔件因此以凸模為基準(zhǔn)來配作凹模4.6?查表 2.6 得 IT14 級(jí)時(shí)磨損系數(shù) X=0.5mm。當(dāng)以凸模為基準(zhǔn)時(shí)，凸模磨損后部分尺寸變小，因此均屬于 B 類尺寸。工件圖中未標(biāo)注公差的尺寸，均按 IT14 級(jí)來計(jì)算，查相關(guān)文獻(xiàn)得出其極限偏差 對(duì)于 的計(jì)算如下： 018.7??B =（B+凸 0)凸???X=（17+0.5×0.018）B 凸=17.00902.?B =（17+0.50×.018+0.060） 凹 02.?=17.07 02.?對(duì)于 的計(jì)算如下：4.6?15.0B =（6.8+0.5×0.015）凸 02.?=6.8102.?B =（6.8+0.50.015+0.060）凹 02.?=6.87 02.?凹模刃口尺寸按凸模刃口配作，保證雙面間隙在 0.01mm-0.014mm 之間。2.42 落料凸凹模刃口尺寸的計(jì)算。對(duì)外形輪廓的落料，由于外形較簡(jiǎn)單，故采用配合加工法，這種方法有利于獲得最小的合理間隙，放寬對(duì)模具的加工設(shè)備的精度要求，其凸、凹模刃口部分尺寸計(jì)算如下：當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)件時(shí)，凹模磨損后，刃口部分都增大，因此均屬于 A 類尺寸。工件圖中未標(biāo)注公差的尺寸，查相關(guān)文獻(xiàn)得出其極限偏差：。查表 2.6 得 IT14 級(jí)時(shí)磨損系數(shù) X=0.5。A 40max)(????j對(duì)于 44 的外形：A=(44.62-0.5×0.62) 03.?=44.31 03.?A=(44.62-0.5×0.62-0.080)02.?=44.2302.?對(duì)于 62 的外形：A=(62.74-0.5×0.74) 03.?=62.37 03.?A=(62.74-0.5×0.74-0.060)02.?=62.31 02.?落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)有條件中注明；凸模實(shí)際刃口尺寸與落料凹模配制，保證雙面合理間隙值在 0.01mm-0.014mm。表 3--工作零件刃口尺寸的計(jì)算分類 尺寸 尺寸轉(zhuǎn)換 計(jì)算公式 結(jié)果17?018.?17.00902.?17.07 .0?沖孔 4.6.015.?B =（B+凸 0)凸???XB =（B+凹 凹??z6.81 2.?6.87 0.?44 44 062.?44.31 3.044.23 2.?落料62 62 074.?A 40max)(????j62.37 03.?62.31 02.?第 3 章 模具的總體設(shè)計(jì)1）正倒裝結(jié)構(gòu)：根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個(gè)工序，因?yàn)闆_制的材質(zhì)較軟、板料較薄，所以采用正裝結(jié)構(gòu)，即沖孔凹模和落料凹模都安排在下模，模內(nèi)不會(huì)積聚工件或廢料，有利于減小凸凹模的最小壁厚。2）送料方式：因是大批量生產(chǎn)，采用手動(dòng)送料方式，從左往右送料。3）定位裝置：因該制件采用的是正裝復(fù)合模，因此采用導(dǎo)料銷使條料沿著導(dǎo)料銷從左向右送進(jìn)，采用擋料銷控制其送料步距。4）卸料方式：本模具采用正裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料由上模部分的剛性卸料裝置卸出模外;條料搭邊由上模部分的彈性卸料裝置卸出模外；工件由下模部分的彈性頂出裝置頂出。5）為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于該零件尺寸較小，且精度要求不高，所以宜采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。第 4 章 模具主要工作零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1 凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.11 落料凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在落料凹模內(nèi)部，由于要設(shè)置推件塊，所以凹模刃口應(yīng)采用直筒形刃口，并查表2.21，取得刃口高度 h=5mm。該凹模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，宜采用整體式。查表 2.22，得 k=0.2即 凹模高度 H=kb=0.2×62 mm =12.4 mm凹模壁厚 C=1.5H=1.5×12.4 mm =18.6 mm凹模的外形尺寸的確定：凹模外形長(zhǎng)度 L=(62+2×28.5) mm =100 mm凹模外形寬度 B=(44+2×18.6) mm =81mm凹模整體尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，取為 160 mm×125 mm×28 mm。圖 4：落料凹模4.12 沖孔的凸模設(shè)計(jì)為了使凸模加工方便，凸模應(yīng)做成等斷面的非圓形凸模。凸模固定板厚度取 18 mm，凸模長(zhǎng)度根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要來確定。L=h +h =52 mm 落 料 凹 模凸 模 固 定 板 h?支 撐 板由于此凸模直徑較大，且長(zhǎng)度較短，剛度和強(qiáng)度足夠，所以無需對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模刃口 1 mm。圖 5： 大凸模圖 6： 小凸模4.13 凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本模具為復(fù)合沖裁模，除了沖孔凸模和落料凹模外，還有一個(gè)凸凹模。根據(jù)整體模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要，凸凹模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖所示。確定凸凹模安排在模架上的位置時(shí)，要根據(jù)計(jì)算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。 圖 7： 凸凹模圖校核凸凹模的強(qiáng)度：取凸凹模的最小壁厚為 1 mm，而實(shí)際最小壁厚為 5.5 mm，故符合強(qiáng)度要求。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制，并保證雙面間隙為 0.01 mm -0.014 mm。凸凹模上孔中心與邊緣距離尺寸 5.5 mm 的公差定位（5.5±0.75）mm。4.2 卸料裝置的設(shè)計(jì)4.21 推件裝置的選取因橡皮允許承受的負(fù)荷較大，且安裝調(diào)試方便，所以選用橡皮。根據(jù)模架的基本尺寸和沖孔凸模的基本尺寸，選取橡皮的基本尺寸為：160 mm×125 mm×18 mm4.22 頂件裝置的設(shè)計(jì)選聚氨酯為彈性體，從相關(guān)資料中選取彈性體的規(guī)格為：D×H=45 mm×20 mm托板的尺寸應(yīng)與彈性體的尺寸相匹配，因此取托板的尺寸為：L×B×H=55 mm×55 mm×6 mm螺柱尺寸為：12 mm×48 mm4.3 模架的設(shè)計(jì)為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于該零件尺寸較小，且精度要求不高，所以宜采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。模架的規(guī)格選用如下：上模座：160 mm×125 mm×35 mm下模座：160 mm×125 mm×40 mm導(dǎo) 柱：B25h5 mm×150 mm導(dǎo) 套：B25H6 mm×85 mm×33 mm模 柄： mm×110 mm40?墊 板：160 mm×125 mm×6 mm卸料板：160 mm×125 mm×14 mm凸模固定板：160㎜×125㎜×16㎜模具的閉合高度：h +h???? 下 模 座卸 料 板落 料 凹 模凸 模 固 定 板墊 板上 模 座 hthhH 橡 皮 墊 塊=(35+6+6++16+16+28+0.2+14+40+18+8) mm=187 mm圖 8：模架圖第 5 章 沖壓設(shè)備的選擇選擇型號(hào)為 J23-16B 的開式雙柱可傾壓力機(jī)能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力：160KN滑塊行程：70 mm最大閉模高度：220 mm最大裝模高度：160 mm連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度：60 mm工作臺(tái)尺寸（前后×左右）：110 mm×210 mm墊板尺寸（厚度×孔徑）：60 mm×150 mm模柄孔尺寸： mm×60 mm40?最大傾斜角度：35°第6章 模具零件的加工工藝本副模具零件加工的關(guān)鍵在工作零件、固定板以及卸料板，若采用線切割加工技術(shù)，這些零件的加工就變得相對(duì)簡(jiǎn)單。凹模、固定板以及卸料板都屬于板類零件，其加工工藝比較規(guī)范。其具體加工過程是：凹模，導(dǎo)料板等零件均是需要淬硬的零件，凹模淬硬以前，在模架的上模板上進(jìn)行裝配，在凹模板上劃出各個(gè)孔的圓孔的線，并根據(jù)劃出壓力中心線，使壓力中心線與下模座中心線對(duì)正、鉆、攻螺孔，將下模座、凹模、導(dǎo)尺進(jìn)行校配，校正導(dǎo)尺間距后，鉆、鉸銷釘孔，將三板固定，鉆孔并安裝擋料銷，安裝承料板。然后，將下模全部拆開，將凸凹模熱處理淬硬（在淬硬以前要加工出傳絲孔）后，進(jìn)行線切割加工，用平面磨床磨平后重新裝配。固定在上模座的上模部分，各凸模和凸模固定板都應(yīng)淬硬，裝配前將凸模淬硬，并完成全部加工，墊板裝配前不淬硬。第 7 章 模具總裝圖模具上模部分主要由上模座、上墊板、凸凹模、凸模固定板、卸料板、凹模等組成。卸料方式采用彈性卸料，以橡膠為彈性組件。下模部分由下模座、凹模、墊塊、下墊板、凸模固定板、推件塊等組成。工作過程：導(dǎo)料銷和擋料銷控制條料的送進(jìn)方向和步距。上模下行，進(jìn)行沖裁，導(dǎo)柱、導(dǎo)套對(duì)上、下模的運(yùn)動(dòng)起到可靠的導(dǎo)向。沖裁過程中，彈性卸料板對(duì)板料起著壓平作用，沖裁出的工件精度高。沖裁完畢，上?；爻蹋夏２糠值膹椥孕读涎b置將卡在凸凹模外的條料廢料卸下，沖孔廢料由上模部分的剛性推件裝置卸出模外，工件由下模部分的彈性卸料裝置頂出。特點(diǎn)：每沖裁一次，頂出一次，模內(nèi)不積聚工件，不易將凸凹模漲裂，但沖孔廢料在下模面上，清除廢料麻煩，彈性卸料板上需開設(shè)擋料銷、導(dǎo)料銷的讓位孔。第 8 章 模具的裝配與安裝8.1 模具的裝配沖裁模具的裝配的技術(shù)要求如下：1.上模座上平面應(yīng)與下模座下的底平面平行。2．導(dǎo)柱與導(dǎo)套裝配后，其軸心線應(yīng)分別垂直于下模座的底平面和上模座的上平面。3.模架的上模沿導(dǎo)柱上、下移動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)，無阻滯現(xiàn)象。4.裝配好的沖裁模,其封閉高度應(yīng)符合圖樣規(guī)定的要求。5.模柄裝入模架后，其軸心線對(duì)上模座上平面的垂直度公差在全長(zhǎng)范圍內(nèi)不大于0.05㎜。6.沖裁凸模和沖裁凹模之間的配合間隙應(yīng)符合圖樣的要求，沿整個(gè)刃口輪廓應(yīng)均勻一致。7.模具應(yīng)在生產(chǎn)的條件下試驗(yàn)，進(jìn)行零件試沖，然后調(diào)試，直到符合圖樣要求。8.裝配好的導(dǎo)柱，其固定端面與下模座下平面應(yīng)保留 1-2㎜距離。9.沖裁凸模的中心線應(yīng)與凹模的工作平面垂直。10.沖裁凸模和凹模的間隙應(yīng)該均勻。11.定位裝置要保證定位準(zhǔn)確可靠，卸料、頂料裝置要?jiǎng)幼黛`活、正確，出料孔要暢通無阻，保證制件或廢料不卡在凹模內(nèi)或凸模。8.2 沖裁模的安裝步驟根據(jù)沖裁模裝配要點(diǎn)，選凹模作為裝配基準(zhǔn)件，先裝下模，在裝上模，并調(diào)整間隙、試沖、返修。具體的裝配如下：首先，凸凹模的預(yù)裝配，這個(gè)過程就是仔細(xì)檢查一下各凸模形狀及尺寸以及凹模形孔，是否符合圖紙要求的尺寸精度、形狀。并且將各凸模分別與相應(yīng)的凹?？紫嗯浜希瑱z查其間隙是否加工均勻。不合適者應(yīng)重新修磨或更換。這一步也是相當(dāng)重要的，防止因?yàn)橐恍┑图?jí)的錯(cuò)誤而造成裝配的不能順利進(jìn)行。其次，凸模的裝配，為了下一步裝配的方便，因?yàn)闆_裁模的凸模的部分比較復(fù)雜，所以要先裝配凸模的部分，即將各個(gè)凸模插入到的相應(yīng)孔內(nèi)。然后，將凸模壓入固定板凸模固定板的相應(yīng)孔內(nèi)，在墊板上鉆孔，將外型凸模固定在墊板上，在與卸料板穿在一起。然后放在一邊待用。再次，下模的裝配，裝配的過程和前面加工過程一樣，總結(jié)起來就是要先把要裝配的各個(gè)部分定位劃線，再淬火，線切割加工。具體為，將下模部分的所用部件固定在下模座上，根據(jù)設(shè)定的零部件的相對(duì)位置定位，并根據(jù)劃出壓力中心線，使壓力中心線與下模座中心線對(duì)正、鉆、攻螺孔，將下模座、凹模、導(dǎo)尺進(jìn)行校配，校正導(dǎo)尺間距后，鉆、鉸銷釘孔，將三板固定，鉆孔并安裝擋料銷，安裝承料板。接下來，裝配上模，在以裝好的下模上放等高的墊鐵，再在凹模中放入0.1mm的紙片，然后將凸模與固定板組合裝入凹模。下面預(yù)裝上模座，劃出與凹模固定板相應(yīng)螺孔、銷孔位置，并鉆絞螺孔、銷孔。用螺釘將固定板組合、墊板、上模座連接在一起，但不要擰緊。將卸料板套裝在已裝入固定板的凸模上，裝上橡膠和卸料螺釘，并調(diào)節(jié)橡膠的預(yù)壓量，使卸料板高出凸模下端約1mm。然后，復(fù)查凸、凹模間隙并調(diào)整合適后，緊固螺釘。切紙檢查，合適后打入銷釘。最后，裝機(jī)試沖并根據(jù)試沖結(jié)果作相應(yīng)的調(diào)整。直到試沖合格后，將模具連同合格制件一同歸庫(kù)。結(jié)束語本畢業(yè)設(shè)計(jì)是我進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的，它是對(duì)我們?nèi)陙硭鶎W(xué)課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。它可以說又是一次對(duì)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)的深入和系統(tǒng)掌握。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我從系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了所學(xué)專業(yè)知識(shí)，同時(shí)也鞏固了先前學(xué)到的知識(shí)，同時(shí)感觸最深刻的是：所學(xué)知識(shí)只有在應(yīng)用中才能更深刻理解和長(zhǎng)時(shí)間記憶。對(duì)一些原來一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識(shí)。特別是原來所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測(cè)量、冷沖模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解，使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。同時(shí)還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)過程中要考慮的問題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費(fèi)材料，保證工件的經(jīng)濟(jì)性、加工工藝的合理性。 在設(shè)計(jì)的過程中通過沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)、模具制造簡(jiǎn)明手冊(cè)、模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)等對(duì)所要設(shè)計(jì)的問題進(jìn)行查詢，通過更多的途徑去了解我要做的設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)更具合理性。也使我學(xué)會(huì)了設(shè)計(jì)過程中對(duì)資料的查詢和運(yùn)用。通過這次設(shè)計(jì)，我更加深入地學(xué)習(xí)了冷沖壓技術(shù)工作設(shè)計(jì)的內(nèi)容。冷沖壓技術(shù)工作設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括冷沖壓工藝設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)及沖模制造三方面內(nèi)容，盡管三者的工作內(nèi)容不同，但三者之間存在著相互滲透、相互補(bǔ)充、相互依存的關(guān)系。冷沖壓工藝設(shè)計(jì)是針對(duì)給定的產(chǎn)品圖樣，根據(jù)其生產(chǎn)批量的大小、沖壓設(shè)備的類型規(guī)格、模具制造能力及工人技術(shù)水平等具體生產(chǎn)條件，從對(duì)產(chǎn)品零件圖的沖壓工藝性分析入手經(jīng)過必要的工藝計(jì)算，制定出合理的工藝方案，最后編寫沖壓工藝卡的一個(gè)綜合分析、計(jì)算、設(shè)計(jì)過程。沖壓工藝方案的確定包括工序性質(zhì)、數(shù)量的確定，工序順序的安排，工序組合方式及工序定位方式的確定等內(nèi)容。沖壓模具設(shè)計(jì)則是依據(jù)制定的沖壓工藝規(guī)程，在認(rèn)真考慮毛坯的定位、出件、廢料排出諸問題以及模具的制造維修方便、操作安全可靠等因素后，設(shè)計(jì)計(jì)算并構(gòu)思出與沖壓設(shè)備想適應(yīng)的模具總體結(jié)構(gòu)，然后繪制出模具總裝圖和所有非標(biāo)準(zhǔn)零件圖的整個(gè)設(shè)計(jì)繪圖過程。歷經(jīng)近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請(qǐng)教指導(dǎo)老師有關(guān)模具方面的問題，并且和同學(xué)的探討模具設(shè)計(jì)在實(shí)際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時(shí)間里，對(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個(gè)人認(rèn)識(shí)事物所必經(jīng)的一般過程，我對(duì)模具的認(rèn)識(shí)過程亦是如此。經(jīng)過近三個(gè)月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)，為將來走上工作崗位奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。致謝本設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過程中得到了，蘇光、楊占堯、翟德梅、原紅玲、于智宏等幾位指導(dǎo)老師的大力支持和幫助，再次表示誠(chéng)摯的感謝！感謝各位老師在三年之中的教導(dǎo)和在做設(shè)計(jì)的過程中對(duì)我的幫助。使我在大學(xué)三年里不但學(xué)到了更多知識(shí)，而且學(xué)到了怎么做人、怎么做事。在此衷心對(duì)各位老師的辛勤教導(dǎo)表示感謝。雖然我就要走出校進(jìn)入社會(huì)，但是老師對(duì)我的教導(dǎo)和幫助我想我一輩子也不會(huì)忘記！那講課的聲音在我耳邊久久回蕩，那寫字的身影在腦海里留下了深深的印記，如果還有下一次做學(xué)生我仍然選擇做您的學(xué)生！畢業(yè)之后，我一定會(huì)努力工作的，不辜負(fù)各位老師對(duì)我們的深切期望，在這里也說一聲：老師你辛苦了。祝各位老師，身體健康、萬事如意！參考文獻(xiàn)[1]原紅玲主編.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008[2] 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