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XXXX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明書 系 部： 指導(dǎo)老師： 專 業(yè)：模具設(shè)計與制造 班 級： 小 組 號： 組 長： 同 組 人： 日 期： 年 月 日 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文） 合頁沖壓模具設(shè)計 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 學(xué) 號： 作者姓名： 2015 年 04 月 25 日 目 錄 摘 要 4 引 言 5 第一章、沖裁件的工藝性分析 9 1.1.沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性 10 1.1.1.沖裁件的形狀 10 1.1.2.沖裁件的尺寸精度及工藝計算 10 第二章、制件沖壓工藝方案的確定 12 2.1.沖壓工序的組合 12 第三章、制件排樣圖的設(shè)計及材料利用率的計算 14 3.1.制件排樣圖的設(shè)計 14 第四章、確定總沖壓力和選用壓力機(jī)及計算壓力中心 15 4.1.沖壓力 15 4.1.1.沖裁力的計算 15 4.1.2.卸料力、推件力及頂件力的計算 15 4.2.壓力中心的計算 16 4.3.壓力機(jī)的選用 18 第五章、凸、凹模刃口尺寸計算 19 5.1.凸、凹模刃口尺寸計算原則 19 5.2.凸、凹模刃口尺寸計算方法 20 5.2.1.凸模和凹模分開加工 20 5.2.2.凸模和凹模配合加工 20 第六章、模具整體結(jié)構(gòu)形式設(shè)計 22 第七章、模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 23 7.1.凸凹模的設(shè)計 23 7.2.切斷凹模的設(shè)計 23 7.3.沖頭的設(shè)計的設(shè)計 24 7.4.沖頭固定板的設(shè)計 25 第八章、模具的總裝配 26 設(shè)計小結(jié) 27 致 謝 28 參考文獻(xiàn) 29 摘 要 沖壓制品已在工業(yè)，農(nóng)業(yè)，國防和日常生活中的方面得到廣泛應(yīng)用,特別是在機(jī)械業(yè)中則為突出。機(jī)械產(chǎn)品的外殼大部分是沖壓制品，產(chǎn)品性能的提高要求高素質(zhì)的沖壓模具和沖壓性能，成型工藝和制品的設(shè)計。 沖壓制品的成型方法很多。其主要用于是沖孔，落料，彎曲，拉伸等。而沖壓模，約占成型總數(shù)的60%以上。當(dāng)然如利用電氣控制，可實(shí)現(xiàn)半自動化或自動化作業(yè)。 冷沖沖裁模主要用于金屬制品的成型，它是沖壓制品生產(chǎn)中十分重要的工藝裝置。沖壓模的基本組成是：上下模座、下模墊板、下模固定板、凹模鑲塊、抬料釘、導(dǎo)料板、卸料板,導(dǎo)柱導(dǎo)套、卸料板彈釘、卸料板等。 沖裁模成型的廣泛適用，正是我這個設(shè)計的根本出發(fā)點(diǎn)。 本次設(shè)計中，先分析了加工件的結(jié)構(gòu)和尺寸，確定適合采用沖裁加工。確定采用落料沖孔復(fù)合模具加工，之后確定可以采用倒裝式復(fù)合模和正裝式復(fù)合模兩種形式，因合頁的加工精度要求較低且倒裝式復(fù)合模的生產(chǎn)效率較高，因而采用倒裝式復(fù)合模進(jìn)行加工。之后對操作與定位方式，卸料方式，出件方式及模架進(jìn)行了初步設(shè)計。根據(jù)零件形狀確定采用少廢料中的混合排樣形式，并確定了搭邊和條料的寬度，又根據(jù)橫裁和豎裁的材料利用率確定采用橫裁方式排樣，最后畫出排樣圖。下一步計算了落料和沖孔的沖壓力并各根據(jù)沖裁的總沖壓力選擇了壓力機(jī)型號，最后根據(jù)零件的沖裁形狀和沖裁力確定了壓力中心。下一步計算了凸凹模的工作部分尺寸并確定了制造公差。最后設(shè)計選用模具零件并繪制了模具裝配圖和各個零件的零件圖。 關(guān)鍵詞：沖孔、落料，成型，沖裁間隙，沖壓工藝 引 言 我國考古發(fā)現(xiàn)，早在2000多年前，我國已有沖壓模具被用于制造銅器，證明了中國古代沖壓成型和沖壓模具方面的成就就在世界領(lǐng)先。1953年，長春第一汽車制造廠在中國首次建立了沖模車間，該廠于1958年開始制造汽車覆蓋件模具。我國于20世紀(jì)60年代開始生產(chǎn)精沖模具。在走過了漫長的發(fā)展道路之后，目前我國已形成了300多億元（未包括港、澳、臺的統(tǒng)計數(shù)字，下同。）各類沖壓模具生產(chǎn)能力。 改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(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，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速發(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?！　? 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)展的重要動力。一些國內(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等國際通用軟件，個別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計中。 　　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進(jìn)模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學(xué)模具CAD國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軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。 雖然中國模具工業(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)雜和長壽命模具依賴進(jìn)口。 近年來，我國沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達(dá)到1~2μm，壽命2億次左右的多工位級進(jìn)模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達(dá)到Ra≦1.5μm的精沖模，大尺寸（φ≧300mm）精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。 1、具CAD/CAM技術(shù)狀況 我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展已有20多年歷史。由原華中工學(xué)院和武漢733廠于1984年共同完成的精神模CAD/CAM系統(tǒng)是我國第一個自行開發(fā)的模具CAD/CAM系統(tǒng)。由華中工學(xué)院和北京模具廠等于1986年共同完成的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國自行開發(fā)的第一個沖裁模CAD/CAM系統(tǒng)。上海交通大學(xué)開發(fā)的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)也于同年完成。20世紀(jì)90年代以來，國內(nèi)汽車行業(yè)的模具設(shè)計制造中開始采用CAD/CAM技術(shù)。國家科委863計劃將東風(fēng)汽車公司作為CIMS應(yīng)用示范工廠，由華中理工大學(xué)作為技術(shù)依托單位，開發(fā)的汽車車身與覆蓋模具CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)于1996年初通過鑒定。在此期間，一汽和成飛汽車模具中心引進(jìn)了工作站和CAD/CAM軟件系統(tǒng)，并在模具設(shè)計制造中實(shí)際應(yīng)用，取得了顯著效益。1997年一汽引進(jìn)了板料成型過程計算機(jī)模擬CAE軟件并開始用于生產(chǎn)。 21世紀(jì)開始CAD/CAM技術(shù)逐漸普及，現(xiàn)在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了CAD/CAM技術(shù)。其中部分骨干重點(diǎn)企業(yè)還具備各CAE能力。 模具CAD/CAM技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計與制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，已成為人們的共識。在“八五”、九五“期間，已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計算機(jī)繪圖技術(shù)，數(shù)控加工的使用率也越來越高，并陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量CAD/CAM系統(tǒng)。如美國EDS的UG，美國Parametric Technology公司 Pro/Engineer，美國CV公司的CADSS，英國DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E, 以色列公司的Cimatron 還引進(jìn)了AutoCAD CATIA 等軟件及法國Marta-Daravision公司用于汽車及覆蓋件模具的Euclid-IS等專用軟件。國內(nèi)汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了CAD/CAM技術(shù)/DL圖的設(shè)計和模具結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計均已實(shí)現(xiàn)二維CAD，多數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過渡，總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn)。且模具的參數(shù)化設(shè)計也開始走向少數(shù)模具廠家技術(shù)開發(fā)的領(lǐng)域。 在沖壓成型CAE軟件方面，除了引進(jìn)的軟件外，華中科技術(shù)大學(xué)、吉林大學(xué)、湖南大學(xué)等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件，并已在生實(shí)踐中得到成功應(yīng)用，產(chǎn)生了良好的效益。 快速原型（RP）傳統(tǒng)的快速經(jīng)濟(jì)模具相結(jié)合，快速制造大型汽車覆蓋件模具，解決了原來低熔點(diǎn)合金模具靠樣件澆鑄模具，模具精度低、制件精度低，樣樣制作難等問題，實(shí)現(xiàn)了以三維CAD模型作為制模依據(jù)的快速模具制造，它標(biāo)志著RPM應(yīng)用于汽車身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。 圍繞著汽車車身試制、大型覆蓋件模具的快速制造，近年來也涌現(xiàn)出一些新的快速成型方法，例如目前已開始在生產(chǎn)中應(yīng)用的無模多點(diǎn)成型及激光沖擊和電磁成型等技術(shù)。它們都表現(xiàn)出了降低成本、提高效率等優(yōu)點(diǎn)。 2、模具設(shè)計與制造能力狀況 在國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下，經(jīng)過幾十年努力，現(xiàn)在我國沖壓模具的設(shè)計與制造能力已達(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，我國的沖壓模具設(shè)計制造能力與市場需要和國際先進(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)計制造方法和手段方面基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)周期等方面，與國外相比還存在一定的差距。 標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級進(jìn)模和多功能模具，是我國重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機(jī)電一體化的鐵芯精密自動閥片多功能模具，已基本達(dá)到國際水平。但總體上和國外多工位級進(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。 從技術(shù)角度來看，模具制造（包括設(shè)計和加工）技術(shù)大致可分為五個發(fā)展階段：手工操作階段、手工操作加機(jī)械化（普通通用機(jī)床與工具）階段、數(shù)字控制階段、計算機(jī)化階段和CAD/CAE/CAM信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一體化，我國目前主要以數(shù)字控制階段為主。 我所設(shè)計的沖壓件為合頁，在日常生產(chǎn)和工作中很常見，而且用量也很大，因此，對加工合頁的沖壓模具進(jìn)行研究也變得很有實(shí)際意義。因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)，且單件售價很低，單件成本如果稍有下降的話，那么會帶來很大的經(jīng)濟(jì)價值，因此研究也變得很有意義。這次設(shè)計，主要目的是要深入了解沖壓模具的基本原理和其設(shè)計的基本流程，并了解其裝配和加工工藝，為今后的工作打一個好的基礎(chǔ)。 在這次設(shè)計過程中，我主要進(jìn)行了沖裁件即合頁的沖裁工藝分析，根據(jù)其結(jié)構(gòu)尺寸、孔距、孔邊距等參數(shù)初步判定了合頁可以采用沖裁方式進(jìn)行加工。之后又進(jìn)行了沖裁工藝方案的確定，初步確定了采用模具的形式，其出件、卸料方式并確定了出件和卸料裝置的結(jié)構(gòu)形式。下一步就是進(jìn)行工藝計算，包括落料力和沖孔力的計算，最后根據(jù)總沖裁力的大小確定壓力機(jī)的型號。同時進(jìn)行了壓力中心的計算，確定了沖裁的壓力中心。在完成上述工作之后，就是復(fù)合模的主要零部件的尺寸確定、初步定完零件尺寸后，在計算機(jī)上繪制出了該模具的裝配圖，最后又根據(jù)裝配圖和之前初步定的零件尺寸，繪制出零件的零件圖，并做好標(biāo)注。最后一步確定模具的裝配工藝和主要零件的加工工藝，對模具的合理性進(jìn)行驗(yàn)證。 本次畢業(yè)設(shè)計可以說綜合了大學(xué)四年所學(xué)的幾乎所有課程，對今后的工作實(shí)踐具有很強(qiáng)的指導(dǎo)性。在完成過程中也參考了大量的數(shù)據(jù)，涉及很多的專業(yè)知識，受水平所限，難免有錯漏或不足，還請各位老師給予批評指正。 第一章、沖裁件的工藝性分析 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(shí)際生產(chǎn)中，常常是多種工序綜合應(yīng)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。 模具的精度和結(jié)構(gòu)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(shè)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(zhǔn)備時間。 模座、模架、導(dǎo)向件的標(biāo)準(zhǔn)化和發(fā)展簡易模具(供小批量生產(chǎn))、復(fù)合模、多工位級進(jìn)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(zhǔn)備工作量和縮短準(zhǔn)備時間，能使適用于減少沖壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量和縮短準(zhǔn)備時間，能使適用于大批量生產(chǎn)的先進(jìn)沖壓技術(shù)合理地應(yīng)用于小批量多品種生產(chǎn)。 沖裁件的工藝性是指沖裁件在沖裁加工中的難易程度。所謂沖裁工藝性好是指能用普通的沖裁方法，在模具壽命和生產(chǎn)率較高、成本較低的條件下得到質(zhì)量合格的沖裁件。因此，沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、精度等級、材料及厚度等是否符合沖裁的工藝要求，對沖裁件質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)效率有很大的影響。 1.1.沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性 1.1.1.沖裁件的形狀 圖1.零件及尺寸 此制件的形狀較簡單，且對稱，產(chǎn)品四角沒有圓角過渡，有一邊是直邊，在設(shè)計模具可以充分利用這個直邊，產(chǎn)品材料為10#鋼，厚度2mm，屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其抗剪強(qiáng)度260-340MPa，抗拉強(qiáng)度300-440MPa，延伸率29%。材料適合沖裁。 1.1.2.沖裁件的尺寸精度及工藝計算 沖裁件的精度主要以其尺寸精度、沖裁斷面粗糙度、毛刺高度三個方面的指標(biāo)來衡量，根據(jù)零件圖上的尺寸標(biāo)注及公差，可以判斷屬于尺寸精度為IT12—IT14的經(jīng)濟(jì)級普通沖裁。 工藝方案設(shè)計：確定工序種類，工序數(shù)目和順序；確定模具的類型——用單工序模、復(fù)合模還是連續(xù)模；確定送料方式——采用手工操作還是用半自動或自動化模；確定合理的排樣和工序間尺寸等。 工藝計算與設(shè)計：確定沖壓件毛坯的尺寸，沖壓力的計算，壓力中心的確定，排樣和排樣圖。 確定壓力機(jī)的型號和模具的安裝尺寸 選擇沖模類型和結(jié)構(gòu)形式 確定模具的類型；凸、凹模的結(jié)構(gòu)形式、固定方式；沖件毛坯的送料、導(dǎo)向、定位形式；沖件毛坯的壓料和卸料形式；零件的取出和廢料的排出方式；模架及導(dǎo)向形式；彈性組件的選擇；模具的安裝的定位與緊固方式等。 第二章、制件沖壓工藝方案的確定 2.1.沖壓工序的組合 沖裁工序按工序的組合程度可分為單工序沖裁、復(fù)合沖裁和級進(jìn)沖裁。 復(fù)合沖裁是在壓力機(jī)的一次行程中，在模具的同一位置同時完成兩個或兩個以上的工序；級進(jìn)沖裁是把一個沖裁件的幾個工序，排列成一定順序，組成級進(jìn)模，在壓力機(jī)的一次行程中，模具的不同位置同時完成兩個或兩個以上的工序，除最初幾次沖程外，每次沖程都可完成一個沖裁件。該工件包括落料、沖孔，成型三個基本工序，可以有以下五種工藝方案： 方案一：先落料，后沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：落料-沖孔復(fù)合沖壓。采用倒裝復(fù)合模生產(chǎn)。 方案三：落料-沖孔級進(jìn)沖壓，采用級進(jìn)模生產(chǎn)。 方案四：沖孔-切斷模。 方案一結(jié)構(gòu)簡單，但需2道工序、2副模具才能完成，生產(chǎn)效率也低，如此則浪費(fèi)了人力、物力、財力，從經(jīng)濟(jì)性的角度來考慮不妥當(dāng)，難以滿足大批量的生產(chǎn)要求。 方案二采用倒裝復(fù)合模具生產(chǎn)，只需1副模具即可，模具結(jié)構(gòu)緊湊，沖出的制件的精度及生產(chǎn)效率都比較高，適合大批量生產(chǎn)。制件質(zhì)量由于壓料沖裁同時得到校平，制件平正不彎曲，且有較好的剪切斷面。但沖裁件四個角要求是尖角，圖紙上沒有R角，這在沖壓時，凹模極容易因?yàn)闊崽幚響?yīng)力集中而裂開，因此，此方法不可取。 方案三采用落料沖孔級進(jìn)模具生產(chǎn)，制造精度高，先落料后沖孔，但是其模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)周期長，成本高。 方案四采用切斷沖孔級進(jìn)模生產(chǎn)，先沖孔后切廢料，模具壽命長，無廢料產(chǎn)生，在沖壓前，將板料剪到90的尺寸。模具結(jié)構(gòu)簡單，成本也低。 通過上述四種方案的分析比較，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案四為佳。 經(jīng)分析后，較為合理的沖裁方式還是復(fù)合模，用復(fù)合模同時完成沖孔和落料兩個工序。復(fù)合模有倒裝式復(fù)合模和正裝式復(fù)合模兩種。若采用正裝式復(fù)合模沖裁，廢料和沖裁件同時存在于模具工作區(qū)域內(nèi)，必須清除廢料才能進(jìn)行下一次沖裁。采用倒裝式復(fù)合模廢料通過工作臺落下，不必頻繁清除廢料，生產(chǎn)率明顯高于正裝式復(fù)合模。且凸凹模的厚度滿足最小壁厚要求，凸凹模的強(qiáng)度足夠。倒裝式復(fù)合模操作方便，安全性和生產(chǎn)效率高。綜上，采用倒裝式復(fù)合模。 第三章、制件排樣圖的設(shè)計及材料利用率的計算 3.1.制件排樣圖的設(shè)計 由于該產(chǎn)品在排沖壓工序時采用的是切斷沖孔，所以此產(chǎn)品在沖壓生產(chǎn)之前，需將材料剪到90寬度，然后只需要沖孔帶切斷，即可，無須搭邊的計算，材料利用率為100%。 第四章、確定總沖壓力和選用壓力機(jī)及計算壓力中心 4.1.沖壓力 沖壓力是指沖裁力、卸料力、推件力和頂件力的總稱。 4.1.1.沖裁力的計算 平刃口沖裁力可按下式計算 切斷力計算 F1=KLδτ (4-1) F=1.3×90×2.0×340=79560 N =79.56KN F1=KLδτ F=1.3×（90+27×4）×2.0×340=175032 N =175.032KN 式中 F——沖裁力（N）； L——沖裁件周邊長度（mm）； τ——材料抗剪強(qiáng)度（MPa）；260-340MPa δ——材料厚度(mm)；2.0mm K——系數(shù)，通常K=1.3； 沖孔力計算 F=KLδτ (4-2) F=1.3×（4×3.14×5.5）×2.0×340=61066.72 N =61.067KN 4.1.2.卸料力、推件力及頂件力的計算 生產(chǎn)中常用下列公式計算 F卸=K卸F (4-3) =0.045×(79.56+175.032)=11.456 KN F退=K退F (4-4) =0.05×61.067=3.05KN 式中 F——沖裁力； F卸、F頂——分別為卸料系數(shù)和頂件系數(shù) 綜上所述，總的沖裁力為F總=F+ F+F卸+F退 =79.56+175.03+61.067+11.45+3.05=330.16KN 4.2.壓力中心的計算 采用解析法求壓力中心，求YG，YG F1——沖孔力 F1= Ltσb，得F1=1.3×3.14×5.5×2×340=15.267KN F2——沖孔力 F2= Ltσb，得F2=1.3×3.14×5.5×2×340=15.267KN F3——沖孔力 F3= Ltσb，得F3=1.3×3.14×5.5×2×340=15.267KN F4——沖孔力 F4= Ltσb，得F4=1.3×3.14×5.5×2×340=15.267KN F5——切斷力 F5= Ltσb，得F5=1.3×90×2×340=79.56KN F6——切斷力 F6= Ltσb，得F6=1.3×18×2×340=15.912KN F7——切斷力 F7= Ltσb，得F7=1.3×27×2×340=23.87KN F8——切斷力 F8= Ltσb，得F8=1.3×18×2×340=15.912KN F9——切斷力 F9= Ltσb，得F9=1.3×27×2×340=23.87KN F10——切斷力 F10= Ltσb，得F10=1.3×18×2×340=15.912KN F11——切斷力 F11= Ltσb，得F11=1.3×27×2×340=23.87KN F12——切斷力 F12= Ltσb，得F12=1.3×18×2×340=15.912KN F13——切斷力 F13= Ltσb，得F13=1.3×27×2×340=23.87KN F14——切斷力 F14= Ltσb，得F14=1.3×18×2×340=15.912KN Y1——F1到X軸的力臂 Y1=35 X1——F1到Y(jié)軸的力臂 X1=-7.5 Y2——F2到X軸的力臂 Y2=20 X2——F3到Y(jié)軸的力臂 X3=-20.5 Y3——F3到X軸的力臂 Y3=-20 X3——F3到Y(jié)軸的力臂 X3=-7.5 Y4——F4到X軸的力臂 Y4=-35 X4——F4到Y(jié)軸的力臂 X4=-20.5 Y5——F5到X軸的力臂 Y5=0 X5——F5到Y(jié)軸的力臂 X5=-30.5 Y6——F6到X軸的力臂 Y6=36 X6——F6到Y(jié)軸的力臂 X6=30.5 Y7——F7到X軸的力臂 Y7=27 X7——F7到Y(jié)軸的力臂 X7=17 Y8——F8到X軸的力臂 Y8=18 X8——F8到Y(jié)軸的力臂 X8=3.5 Y9——F9到X軸的力臂 Y9=9 X9——F9到Y(jié)軸的力臂 X9=17 Y10——F10到X軸的力臂 Y10=0 X10——F10到Y(jié)軸的力臂 X10=30.5 Y11——F11到X軸的力臂 Y11=-9 X11——F11到Y(jié)軸的力臂 X11=17 Y12——F12到X軸的力臂 Y12=-18 X12——F12到Y(jié)軸的力臂 X12=3.5 Y13——F13到X軸的力臂 Y13=-27 X13——F13到Y(jié)軸的力臂 X13=17 Y14——F14到X軸的力臂 Y14=-36 X14——F14到Y(jié)軸的力臂 X13=30.5 根據(jù)合力距定理： YG =（Y1F1+ Y2F2+ Y3F3+Y4F4）/（F1+ F2+ F3+F4） XG =（X1F1+ X2F2+ X3F3+X4F4）/（F1+ F2+ F3+F3） YG——F沖壓力到X軸的力臂；YG =0 XG——F沖壓力到Y(jié)軸的力臂；XG =-0.3576 4.3.壓力機(jī)的選用 根據(jù)沖壓力大小，模具大小及模具閉合高度，初步確定壓力機(jī)的型號： F公稱≥F總 因此切斷沖孔模選擇壓力機(jī)的型號為：J23—40壓力機(jī) 型號為J23—40壓力機(jī)的基本參數(shù)如：（表一） 公稱壓力/KN 400 墊板尺寸/mm 滑塊行程/mm 100 直徑80 滑塊行程次數(shù)/（次/min） 80 模柄孔尺寸/mm 直徑50 深度70 最小封閉高度/mm 300 滑塊底面積尺寸/mm 封閉高度調(diào)節(jié)量 80 滑塊中心線至床身距離/mm 床身最大可傾角 立柱距離/mm 300 工作臺尺寸/mm 前后350 左右450 工作臺孔尺寸 厚度80 孔徑200 第五章、凸、凹模刃口尺寸計算 5.1.凸、凹模刃口尺寸計算原則 設(shè)計落料模先確定凹模刃口尺寸，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上；設(shè)計沖孔模先確定凸模刃口尺寸，以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。 間隙是影響模具壽命的各種因素中占最主要的一個。沖裁過程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間的均有磨檫，而且間隙越小，磨檫越嚴(yán)重。在實(shí)際生產(chǎn)中受到制造誤差和裝配精度的限制，凸模不可能絕對垂直于凹模平面，而且間隙也不會絕對均勻分布，合理的間隙均可使凸模、凹模側(cè)面與材料間的磨檫減小，并緩減間隙不均勻的不利影響，從而提高模具的使用壽命。 沖裁間隙對斜料力、推件力、頂件力的影響： 間隙對斜料力、推件力、頂件力的影響較為顯著。間隙增大后，從凸模上斜、從凸?？卓谥型瞥龌蝽敵隽慵紝⑹×?。一般當(dāng)單邊間隙增大到材料厚度的15%~25%左右時斜料力幾乎減到零。 沖裁間隙對尺寸精度的影響： 間隙對沖裁件尺寸精度的影響的規(guī)律，對于沖孔和落料是不同的，并且與材料軋制的纖維方向有關(guān)。 通過以上分析可以看出，沖裁間隙對斷面質(zhì)量、模具壽命、沖裁力、斜料力、推件力、頂件力以及沖裁件尺寸精度的 影響規(guī)律均不相同。因此，并不存在一個絕對合理的間隙數(shù)值，能同時滿足斷面質(zhì)量最佳，尺寸精度最佳，沖裁模具壽命最長，沖裁力、斜料力、推件力、頂件力最小等各個方面的要求。在沖壓的實(shí)際生產(chǎn)過程中，間隙的選用主要考慮沖裁件斷面質(zhì)量和模具壽命這兩個方面的主要因素。但許多研究結(jié)果表明，能夠保證良好的沖裁件斷面質(zhì)量的間隙數(shù)值和可以獲得較高的沖模壽命的間隙數(shù)值也是不一致的。一般說來，當(dāng)對沖裁件斷面質(zhì)量要求較高時，應(yīng)選取較小的間隙值，而當(dāng)對沖裁件的質(zhì)量要求不是很高時，則應(yīng)適當(dāng)?shù)丶哟箝g隙值以利于提高沖模的使用壽命。 不管落料還是沖孔，沖裁間隙一律采用最小合理間隙值（Zmin）。選擇模具制造公差時，一般沖模精度較零件高3-4級。對于形狀簡單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按IT6- IT7級選?。粚τ谛螤顝?fù)雜的刃口尺寸制造偏差可按零件相應(yīng)部位公差值的1/4來選??；對于刃口尺寸磨損后無變化的制造偏差值可取沖件相應(yīng)部位公差值的1/8并冠以（±）；若零件沒有標(biāo)注公差，則可按IT14級取值。 零件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注單向公差，即：落料件上偏差為零，只標(biāo)注下偏差；沖孔件下偏差為零，只標(biāo)注上偏差。如果零件公差是依雙向偏差標(biāo)注的，則應(yīng)換算成單向標(biāo)注。磨損后無變化的尺寸除外。 5.2.凸、凹模刃口尺寸計算方法 5.2.1.凸模和凹模分開加工 這種方法主要適用于圓形或簡單刃口。設(shè)計時，需在圖樣上分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。并且保證沖模的制造公差與沖裁間隙之間滿足： δd+δp≤Zmax-Zmin (5-1) 5.2.2.凸模和凹模配合加工 配合加工方法，就是先按尺寸和公差制造出凹模或凸模其中一個，然后依此為基準(zhǔn)再按最小合理間隙配做另一件。采用這種方法不僅容易保證沖裁間隙，而且還可以放大基準(zhǔn)件的公差，不必檢驗(yàn)δd+δp≤Zmax-Zmin 。同時還能大大簡化設(shè)計模具的繪圖工作。目前，工廠對單件生產(chǎn)的模具或沖制復(fù)雜形狀的模具，廣泛采用配合加工的方法來設(shè)計制造。 沖孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式計算： 沖孔時 dp=(dmin+XΔ)- δp (5-2) 落料時 Dp=(Dmax-XΔ-Zmin)- δp (5-3) 孔心距 Lp=L±δp’ (5-4) 式中 Dp dp——分別為落料和沖孔凸模的刃口尺寸（mm）； Dmax ——為落料件的最大極限尺寸（mm）； dmin——為沖孔件的最小極限尺寸（mm）； Δ——工件公差； Δp——凸模制造公差，通常取δp=Δ/4； δp’——刃口中心距對稱偏差，通常取δp’=Δ/8； Lp——凸模中心距尺寸（mm）； L——沖件中心距基本尺寸（mm）； Zmin——最小沖裁間隙（mm）； 落料凹模尺寸：Dp1=(Dmax-XΔ-Zmin)- Δ =61.2-0.5×0.4=61-0.02; Dp2=(Dmax-XΔ-Zmin)- Δ =18.1-0.5×0.2=18-0.02; 落料凸模尺寸：B1=(Dmax-2ZXΔ)+ Δ =61-2×0.08=60.84+0.02; B2=(Dmax-2ZXΔ)+ Δ =18-2×0.08=17.84+0.02; 沖孔凸模尺寸：dp1=(dmin+XΔ)- Δ/4 =5.55+0.5×0.1=5.5-0.02 沖孔凹模尺寸：kp1=(Amin+2Z)- Δ/4 =5.5+2×0.08=5.66-0.02 孔心距： Lp1=L±δp’ =40±0.01 Lp2=L±δp’ =70±0.01 Lp3=L±δp’ =36±0.01 Lp4=L±δp’ =27±0.01 第六章、模具整體結(jié)構(gòu)形式設(shè)計 切斷沖孔模結(jié)構(gòu)形式：上模采用彈壓卸料裝置，下模采用彈壓卸料裝置，選用后側(cè)導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架。安全可靠，操作方便。 第七章、模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 7.1.凸凹模的設(shè)計 材料：Cr12Mov 硬度：58～62HRC，（如圖），外形與固定板過盈配合，與下模板螺釘固定。 7.2.切斷凹模的設(shè)計 材料：Cr12Mov 硬度：55～58HRC 形狀結(jié)構(gòu)：（如圖），與上模板螺釘和銷釘固定。 7.3.沖頭的設(shè)計的設(shè)計 材料：Cr12Mov 硬度：55～58HRC 形狀結(jié)構(gòu)：（如圖），與沖頭固定板過盈配合。 7.4.沖頭固定板的設(shè)計 材料：45# 形狀結(jié)構(gòu)：（如圖） 第八章、模具的總裝配 1、確定裝配基準(zhǔn)件 應(yīng)以凸凹模為裝配基準(zhǔn)件。 首先要確定凸凹模在模架中的位置， 安裝凸凹模組件， 確定凸凹模組件在下模座的位置， 然后用平行板將凸模和下模座夾緊，在下模座上劃出彎曲孔線，進(jìn)而安裝下模座其他組件。 2、安裝上模部分 檢查上模部分各個零件尺寸是不是滿足裝配技術(shù)條件要求。 安裝上模，調(diào)整沖裁間隙， 將上模系統(tǒng)各零件分別裝于上模座內(nèi)。 3、安裝下模部分 4、自檢 按沖模技術(shù)條件進(jìn)行總裝配檢查。 5、檢驗(yàn) 6、試沖 設(shè)計小結(jié) 畢業(yè)設(shè)計是在學(xué)完了大學(xué)三年的課程(包括全部考查課和考試課及專業(yè)課),并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)和實(shí)地實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個教學(xué)重要環(huán)節(jié)。這次畢業(yè)設(shè)計使我能綜合運(yùn)用大學(xué)三年的課程的基本理論, 并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)和在深圳賽意法微電子有限公司Molding工位中學(xué)到的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、知識, 還有本工位的一名實(shí)習(xí)生和師傅等人一起分析和解決零件的工藝性分析、排樣圖設(shè)計、工藝與設(shè)計計算等問題, 初步具備了設(shè)計一個中上復(fù)雜程度零件的冷沖壓模具設(shè)計的能力和更深入地運(yùn)用冷沖壓模具的基本原理和方法, 擬訂冷沖壓模具設(shè)計方案, 完成冷沖壓模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力, 也更加熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊、圖表等技術(shù)資料及測量工具等基本技能的又一次實(shí)踐機(jī)會, 為將來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。 這次畢業(yè)設(shè)計可以說是對我大學(xué)三年所學(xué)專業(yè)知識的一個總結(jié)。設(shè)計的題目又很貼合實(shí)際，真正做到了理論與實(shí)際的結(jié)合。通過實(shí)際的設(shè)計和訓(xùn)練，鞏固了我之前所學(xué)的專業(yè)知識，同時也拓展了我得視野，對之前所學(xué)的關(guān)于模具的知識也進(jìn)行了一個很好的補(bǔ)充。通過本次設(shè)計，我掌握了沖壓模具的分類，沖壓模具的基本設(shè)計流程，學(xué)會了分析沖壓件的工藝性，如何確定工藝方案，同時了解了沖壓模具的基本工作原理。同時，在裝配圖和零件圖的繪制過程中，使我對工程制圖的知識和標(biāo)準(zhǔn)有了一個更為深入和準(zhǔn)確的掌握。在繪制工程圖的過程中同時也對AUTO CAD的操作更為熟練，為今后的制圖工作打下了一個良好的基礎(chǔ)。 回顧整個設(shè)計過程，本次設(shè)計融合了學(xué)過的幾乎所有的專業(yè)知識，把理論知識全部付諸了實(shí)踐，使我對理論知識又有了更加深入的理解，又鍛煉了解決實(shí)際問題的能力。在此次設(shè)計過程中，我掌握了一種實(shí)用的機(jī)械設(shè)計方法和查閱資料的能力，這對我今后的工作和學(xué)習(xí)都十分重要，總的來說，本次畢業(yè)設(shè)計使我獲益良多。 由于能力所限,經(jīng)驗(yàn)不足等原因,設(shè)計中還有許多不足之處,希望各位老師多加指教。 在此再次衷心感謝:指導(dǎo)和協(xié)助我完成這次畢業(yè)設(shè)計領(lǐng)導(dǎo)、工程師和各位技術(shù)員，還有學(xué)校的各位指導(dǎo)老師和同學(xué)! 致 謝 對三年來辛勤教導(dǎo)我的老師和學(xué)校致以最崇高的敬意！ 對本次畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)我和給予我最多的老師表示我最衷心的感謝!畢業(yè)設(shè)計開始以來，有幸多次聆聽老師的教誨。老師以他寬廣的知識、高瞻遠(yuǎn)矚的學(xué)識、在實(shí)際生產(chǎn)中所積累的經(jīng)驗(yàn)。拓寬了我的視野和思維，更為重要的是老師以他對事業(yè)孜孜不倦的追求和待人接物謙遜的態(tài)度和豁達(dá)的胸襟，時刻都在潛移默化地影響著我，這將使我終生受益。 參考文獻(xiàn) [1]朱光力主編. 模具設(shè)計與制造實(shí)訓(xùn).第1版. 北京：高等教育出版社. 2002. 134~156 [2]吳詩 主編. 沖壓工藝及模具設(shè)計 . 第1版. 西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社. 2001. 40~45 [3]溫松明主編. 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ). 第2版. 長沙：湖南大學(xué)出版社. 1998. 4~5 [4]馮炳堯 韓泰榮 殷振海 蔣文森編. 模具設(shè)計與制造簡明手冊. 第1版.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社. 1985. 1~ 80 [5]劉朝儒 彭福蔭 高政一主編. 機(jī)械制圖. 第3版. 北京：高等教育出版社.2001 [6]施平主編. 機(jī)械工程專業(yè)英語. 第5版.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué).2003 .344~345 [7]張代東主編. 機(jī)械工程材料應(yīng)用基礎(chǔ). 第1版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2001.85~103 [8]王衛(wèi)衛(wèi)主編. 材料成型設(shè)備. 第1版.北京：機(jī)械工業(yè)出版.2004. 47~48 [9]傅建軍主編. 模具制造工藝. 第1版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2005. 24~25 [10]王新華 袁聯(lián)富主編.沖模結(jié)構(gòu)圖冊. 第1版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 2003. 30