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XXXX 學(xué) 院
畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)
作 者：
學(xué) 號：
學(xué)院（系、部）：
專 業(yè)：
題 目： 流變儀料筒外殼模具設(shè)計
指導(dǎo)者：
評閱者：
2012年6月 XX
畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）中文摘要
本文分析了支撐板的結(jié)構(gòu)、尺寸、精度和原材料性能，并具體指出了該產(chǎn)品的成型難點(diǎn)；擬定了模沖孔落料模具和折彎模沖壓工藝方案；詳細(xì)闡述了排樣設(shè)計方法和過程，確定了該產(chǎn)品需要沖孔、落料、折彎的二維和排樣圖；完成了所有必要的工藝計算，包括模具刃口尺寸、各工位沖壓力、總的沖壓工藝力、壓力中心等；概述了模具概要設(shè)計方法，系統(tǒng)的闡述了模具主要零件的結(jié)構(gòu)、尺寸設(shè)計及標(biāo)準(zhǔn)的選用。同時闡述了模具的工作過程、各成形動作的協(xié)調(diào)性并對設(shè)備選擇和核算進(jìn)行了較為細(xì)致的敘述。
關(guān)鍵詞 折彎制件 模沖孔落料模具 折彎模 工藝分析 零件設(shè)計 模具設(shè)計
第IV頁
畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）外文摘要
Title Design of the Stamping Process and the
die for the spring hook
Abstract
This paper analyzes the technical characteristics of the spring hook such as configuration dimension precision and the capability of the raw materials .There are including the difficulties of this production in the molding ,studying out the technics of the progressive die ,making sure the layout project and the die general structure. The progressive die could complete thirteen processes that include punching, blanking, bending and so on .It has finished all needed technical count ,including the knife-edge of the mold, the force of ench process , punch technical force of the all process and the stress center of the mold .It summarizes the method of designing this mold .It introduces the design and manufacture of the punch, the die, the stripping device, the pushing device, and the blanking holders in details. And it also expatiates the working process of the die, the coordination about each motion of figurations. Besides it has a section about equipment choosing and proofreading.
Keywords bend product progressive-die technical analysis
die design
XXX學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）
目錄
前言 1
第一章工藝設(shè)計 3
1.1零件介紹 3
1.2零件工藝性分析 3
1.3工藝方案的確定 6
第二章排樣設(shè)計 7
2.11 毛坯排樣設(shè)計 7
2.2材料的利用率 7
第三章工藝計算 9
3.1沖壓工藝力的計算 9
3.1.1沖裁力計算 9
3.1.2折彎力的計算 10
3.1.3卸料、頂件力的計算 10
3.2壓力中心計算 11
第四章模具總體概要設(shè)計 12
4.1模具概要設(shè)計 12
4.2模具零件結(jié)構(gòu)形式確定 13
4.2.1定位機(jī)構(gòu) 14
4.2.2 14
4.2.3 15
第五章模具詳細(xì)設(shè)計 16
5.1工作零件 16
5.1.1沖裁凸、凹模 17
5.1.2折彎凸、凹模 18
5.1.3凸模高度設(shè)計 19
5.2定位零件 19
5.2.1導(dǎo)向零件 19
5.2.2擋料零件 20
5.3出件零件 20
5.3.1卸料零件 20
5.3.2頂件零件 21
5.4導(dǎo)向零件 21
5.5其他零件 22
第六章設(shè)備選擇 23
6.1設(shè)備噸位確定 23
6.2設(shè)備校核 23
第七章結(jié)論 24
致謝 25
參考文獻(xiàn) 26
前言
沖壓加工技術(shù)應(yīng)用范圍十分廣泛，在國民經(jīng)濟(jì)各工業(yè)部門中，幾乎都有沖壓加工或沖壓產(chǎn)品的生產(chǎn)。沖裁是沖壓工藝的最基本工序之一。沖裁是利用模具使板料的一部分沿一定的輪廓形狀與另一部分產(chǎn)生分離以獲得制件的工序。
如沖裁的目的在于獲得一定形狀和尺寸的內(nèi)孔，封閉曲線以外部分為制件稱為沖孔；沖裁的目的在于獲得具有一定外形輪廓和尺寸的制件，封閉曲線以內(nèi)的部分為制件稱為落料。顯著提高了勞動生產(chǎn)率和設(shè)備利用率。
如折彎模是將板彎成一定形狀和角度的零件的成形方法，是板料沖壓中加工工序之一。 沖壓生產(chǎn)主要是利用沖壓設(shè)備和模具實(shí)現(xiàn)對金屬材料（板料）的加工過程。所以沖壓加工具有如下特點(diǎn)：
1）生產(chǎn)效率高、操作簡單、內(nèi)容實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化，特別適合于成批大量生產(chǎn)；
2）沖壓零件表面光滑、尺寸精度穩(wěn)定，互換性好，成本低廉；
3）在材料消耗不多的情況下，可以獲得強(qiáng)度高、剛度大、而重量小的零件；
4）可得到其他加工方法難以加工或無法加工的復(fù)雜形狀零件。
由于沖壓加工具有節(jié)材、節(jié)能和生產(chǎn)效率高等突出特點(diǎn)，決定了沖壓產(chǎn)品成本低廉，效益較好，因而沖壓生產(chǎn)在制造行業(yè)中占重要地位。
本論文主要對流變儀料筒外殼沖壓模具設(shè)計為主線，依據(jù)模具的基本組成部分，采取基礎(chǔ)和設(shè)計技巧相結(jié)合，理論與實(shí)踐相結(jié)合，圖例與剖析相結(jié)合，模具設(shè)計與加工工藝相結(jié)合的方式，分析流變儀料筒外殼的沖壓工藝性，提出設(shè)計其模具的多種方案，通過比較分析設(shè)計出較合理的模具。同時，從模具的加工工藝的角度出發(fā)，分析并提供便于加工的模具結(jié)構(gòu)形式，使模具設(shè)計和加工更加緊密的結(jié)合在一起。
本論文在設(shè)計時廣泛吸收了國內(nèi)外各個領(lǐng)域成熟的經(jīng)驗(yàn)和最新的參考資料，并在模具的成型零部件等關(guān)鍵部位采用了國內(nèi)外的優(yōu)質(zhì)模具鋼。為了順應(yīng)形勢發(fā)展的需要，在技術(shù)上也有一定的創(chuàng)新，使用了計算機(jī)輔助設(shè)計來繪圖，像PRO/E、AUTOCAD等，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計的目的。
畢業(yè)設(shè)計是按檢閱資料、學(xué)習(xí)、消化、吸收、創(chuàng)新的思路進(jìn)行的。本論文是關(guān)于介紹我在畢業(yè)設(shè)計中做的一副流變儀料筒外殼沖孔落料模具和折彎模的全部設(shè)計資料，文中包含了較詳細(xì)的工藝分析、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計及沖壓機(jī)床的選擇。整個設(shè)計是在老師的輔導(dǎo)下以及和同學(xué)的相互探討下完成，通過這次畢業(yè)設(shè)計的鍛煉，我增加了專業(yè)知識，豐富了視野，提高了自主創(chuàng)新的能力。但是，我畢竟是初次接觸級進(jìn)模具如此具體的設(shè)計，再加上知識經(jīng)驗(yàn)的局限現(xiàn)性，設(shè)計內(nèi)容可能會有一些漏洞和錯誤，學(xué)生的所有不足之處，殷切希望各位尊敬的老師及所有的評委能給予指正和指導(dǎo)，謝謝各位老師。
第一章 工藝設(shè)計
1.1 零件介紹
本次畢業(yè)設(shè)計的產(chǎn)品見圖1.1所示，材料為厚1mm的Q235鋼板料,要求批量為中批量。該零件屬于典型的沖裁、折彎件，尤其是內(nèi)折彎的成型設(shè)計過程，因此，與普通的折彎相比，變形簡單，對工藝與模具的要求更不高。
圖1.1流變儀料筒外殼零件圖
1.2 零件工藝性分析
零件尺寸：圖中零件的標(biāo)注公差的為IT12級精度，其余未注由圖中技術(shù)要求可知為IT14級，零件的尺寸較小，成形的位置較為緊湊，成形比較簡單。
零件材料為Q235鋼，有很良好的塑性，料厚為1mm屬薄料，沖壓性能良好。
零件的結(jié)構(gòu)：零件需要經(jīng)過一次沖裁和二次的折彎成型，零件的結(jié)構(gòu)比較對稱，沖壓性能仍然很良好。
綜上所述，得到結(jié)論：零件具有較好的可沖壓性。
1.3 工藝方案的確定
工藝方案的內(nèi)容是確定沖裁件的工藝路線，主要包括確定工序數(shù)、工序的組合和工序的順序安排等，應(yīng)在工藝分析的基礎(chǔ)上制定幾種可能的方案，再根據(jù)工件的批量、形狀、尺寸等方面的因素，全面考慮、綜合分析，選取一個較為合理的方案。
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，每次沖程都可以完成一個沖裁件。該工件包括沖孔、落料、折彎三個基本工序，可以有以下三種工藝方案：
方案一：先落料，在折彎，再沖孔最后折彎。采用單工序模生產(chǎn)。
方案二：沖孔落料—折彎—再折彎。采用復(fù)合模具生產(chǎn)。
方案三：沖孔—折彎 再折彎—落料級進(jìn)沖壓。采用級進(jìn)模生產(chǎn)。
方案三是一種多工位、效率高的加工方法，但級進(jìn)模輪廓尺寸較大，制造復(fù)雜，成本較高，一般適用于大批量、小型沖壓件。而且工作周期長，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)成本過高。
方案一采用模具具生產(chǎn)，只需四副模具即可成型，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)。沖裁薄材小型折彎件，模具制造工作量比級進(jìn)模低。但是生產(chǎn)效率太低 不經(jīng)濟(jì)
通過上述三種方案的分析比較，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。
第二章 排樣設(shè)計
2.1毛坯排樣設(shè)計
在進(jìn)行模具設(shè)計時，首先要設(shè)計條料排樣圖，條料排樣圖的設(shè)計是模具設(shè)計時的重要依據(jù)。模具條料排樣圖設(shè)計的好壞，對模具設(shè)計的影響是很大的，排樣圖設(shè)計錯誤，會導(dǎo)致制造出來的模具無法沖制零件。條料排樣圖一旦確定，也就確定了被沖制零件各部分在模具中的沖制順序、模具的工位數(shù)、零件的排樣方式、模具步距的公稱尺寸、條料載體的設(shè)計形式等一系列問題。在本模具中，排樣設(shè)計總的原則是先進(jìn)行沖切廢料，然后折彎，最后切斷，并要考慮模具的強(qiáng)度、剛度，結(jié)構(gòu)的合理性。
沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法叫排樣。排樣合理就能用同樣的材料沖出更多的零件來，降低材料消耗。大批量生產(chǎn)時，材料費(fèi)用一般占沖裁件的成本的60%以上。因此，材料的經(jīng)濟(jì)利用是一個重要問題，特別對貴重的有色金屬。排樣的合理與否將影響到材料的經(jīng)濟(jì)利用、沖裁質(zhì)量、生產(chǎn)效率、模具結(jié)構(gòu)與壽命、生產(chǎn)操作方便與安全等。
排樣的意義就在于保證用最低的材料消耗和最高的勞動生產(chǎn)率得到合格的零件。
毛坯在板料上可截取的方位很多，這也就決定了毛坯排樣方案的多樣性。典型毛坯排樣：單排、斜排、對排、無費(fèi)料排樣、多排、混合排。
根據(jù)此次畢業(yè)設(shè)計的零件結(jié)構(gòu)特征，決定采用單排、中間載體。采用這種毛
坯排樣的模具結(jié)構(gòu)的相對簡單，模具制造較為方便。
1.條料搭邊值的確定
搭邊是指排樣時零件之間以及零件與條料側(cè)邊之間留下的剩料。其作用是使條料定位，保證零件的質(zhì)量和精度，補(bǔ)償定位誤差，確保沖出合格的零件，并使條料有一定的剛度，不折彎，便于送進(jìn)，并能使沖模的壽命得到提高。
由參考文獻(xiàn)[3]表2-5得：
材料厚度為1mm時，條料長度大于300mm，搭邊可以取a=1.5mm，a1＝2mm。
2.條料的寬度
條料采用無側(cè)壓，可以確定條料與導(dǎo)料銷的間隙和條料寬度偏差分別
為由參考文獻(xiàn)[3]中公式2-24得
=【371.2+2×1.5】 =374.2mm
3.步距
沖裁模的步距是確定條料在模具中每送進(jìn)一次，所需要向前移動的固定距離。步距的精度直接影響到?jīng)_件的精度。設(shè)計連續(xù)模時，要合理的確定步距的基本尺寸和精度。步距的基本尺寸，就是模具中相鄰工位的距離。連續(xù)模任何相鄰兩工位 距離都必須相等。
此次畢業(yè)設(shè)計的條料為單排，步距的基本尺寸等于沖壓件的外形輪廓尺寸和兩沖壓件間的搭邊寬度之和，其步距基本尺寸由參考文獻(xiàn)[3]得：
S = L + a
式中S---沖裁步距
L---沿條料送進(jìn)方向，毛坯外形輪廓的最大寬度值
a----沿送進(jìn)方向的搭邊值
該零件的步距確定為： S= L + a= 555+2 =557mm
a) 產(chǎn)品圖
b)毛坯展開圖
橫向單排
c)圖材料利用率為：78﹪
d)縱向單排
d)圖材料利用率為：83﹪
圖2.1 排樣圖示意圖
毛坯排樣圖如圖2.1(c、d))所示，考慮到后續(xù)折彎成型和取件的方便性，最后選擇橫向單排。
2.2 材料的利用率
1.排樣方式的確定
根據(jù)沖裁件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，排樣方式可選擇為：直排，有廢料排樣。
2.送料進(jìn)距的確定
為了節(jié)約材料，應(yīng)合理的選擇搭邊值。搭邊值過小，會使作用在凸模側(cè)表面上的發(fā)向應(yīng)力沿切口分布不均，降低沖裁質(zhì)量和模具壽命，故必須使搭邊的最小寬度大于沖裁時塑性變形區(qū)的寬度，一般可以取材料的厚度。若搭邊值小于材料的厚度，沖裁時搭邊可能被拉斷，有時還會被拉入到凸、凹模間隙中，使零件產(chǎn)生毛刺，甚至損壞模具刃口。
搭邊值的大小與材料的性能、零件的外形及尺寸、材料的厚度、送料及擋料的方式、卸料方式有關(guān)。硬材料的搭邊值可以小一些，軟材料和脆材料的搭邊值應(yīng)大一些。零件尺寸大或有尖突時，搭邊值應(yīng)大一些，厚材料的搭邊值取大一些。
第三章 工藝計算
3.1 沖壓工藝力的計算
工藝計算是模具設(shè)計的基礎(chǔ)，只有正確的計算出各道工序的凸凹模尺寸、沖壓力、毛壞尺寸等，才能設(shè)計出正確的模具。而且是選用壓力機(jī)、模具設(shè)計以及強(qiáng)度校核的重要依據(jù)。為了充分發(fā)揮壓力機(jī)的潛力，避免因超載而損壞壓力機(jī)，所以計算是非常必要的。
工藝計算是選用壓力機(jī)、模具設(shè)計以及強(qiáng)度校核的重要依據(jù)。為了充分發(fā)揮壓力機(jī)的潛力，避免因超載而損壞壓力機(jī)，所以計算是非常必要的。
3.1.1沖裁力計算
沖裁力是沖裁力、卸料力、推件力和頂料力的總稱。
沖裁力是凸模與凹模相對運(yùn)動使工件與板料分離所需要的力，它與材料的厚度、工件的周長、材料的力學(xué)性能等參數(shù)有關(guān)。沖裁力是設(shè)計模具、選擇壓力機(jī)的重要參數(shù)。計算沖裁力的大小是為了合理的利用沖壓設(shè)備和設(shè)計模具。選用沖壓設(shè)備的標(biāo)稱壓力必須大于所計算的沖裁力，所設(shè)計的模具必須能夠傳遞和承受所計算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的要求。
該模具采用彈性卸料和下方出料方式?？倹_壓力由沖裁力、卸料力和推件力組成。由于采用復(fù)合沖裁模，其沖裁力由落料沖裁力和沖孔沖裁力兩部分組成
沖裁力是沖裁過程中凸模對材料的壓力，它是隨凸模行程而變化的。通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值。平刃沖模的沖裁力可按下式計算：
（3.1）
式中 F——沖裁力（N）；
L——零件剪切周長（mm）；
t——材料厚度（mm）；
——材料抗拉強(qiáng)度（MPa）。
K——系數(shù),一般取K=1.3。
已知零件材料是Q235,取=450Mpa，材料厚度t=1mm,L值由全部沖裁線即沖裁零件周長尺寸組成
：
1） 落料、沖孔沖裁力。材料Q235的抗拉強(qiáng)度可按
2） 推件力。查表得推件力系數(shù)，凹模中的卡件數(shù)為4。
3） 卸料力。查表得卸料力系數(shù)。
。
3.1.2折彎力的計算
折彎力是指壓力機(jī)完成預(yù)定的折彎工序所施加給板料的壓力，這是選擇壓力機(jī)的依據(jù)。
為了合理地選擇壓力機(jī)和模具設(shè)計，必須計算折彎力。折彎力的大小不僅與毛坯的尺寸、材料的力學(xué)性能、晚期半徑等有關(guān)，而且和折彎方式也有很大的關(guān)系，從理論上計算折彎力比較繁雜，精確度亦不高，因此生產(chǎn)中常采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計算。此此畢業(yè)設(shè)計中所涉及的折彎均視為校正折彎。
由參考文獻(xiàn)[3] 表3-3得：
折彎力為：
= （4-6）
式中 C——與彎曲形式有關(guān)的系數(shù)，對于V形件C取0.6；對于U形件C取0.7；
K——安全系數(shù)，一般取1.3；
B——料寬（mm）；
t ——料厚（mm）；
r ——彎曲半徑（mm）；
——材料強(qiáng)度極限(MPa)。
該工件屬于U形件，則：
=(0.6X1.3X371X1)/(1+2) X450=43407N
壓料力的計算：
壓料力Q值可近似取自由彎曲的30%80%，即：
（4-7）
式中 Q——壓料力，mm；
取 Q= 0.8=0.843407N=34725N
選擇壓力機(jī)時：
=1027054N
3.2壓力中心計算
沖壓力合力的作用點(diǎn)稱為沖模壓力中心。沖模壓力中心應(yīng)盡可能和模柄的軸線以及和壓力機(jī)滑塊的中心線重合，以使沖模平穩(wěn)地工作，減少導(dǎo)向機(jī)構(gòu)滑動件之間的磨損，提高運(yùn)動精度以及模具和壓力機(jī)的壽命。
沖模壓力中心的求法，采用求平衡力系合力作用點(diǎn)的方法。由于絕大部分沖
裁件沿沖裁輪廓的斷面厚度不變，輪廓各部分的沖裁力與輪廓長度成正比，所以，求合力作用點(diǎn)可轉(zhuǎn)化為求輪廓線的重心。具體的方法如下：
1） 按比例畫出沖壓輪廓線，選定直角坐標(biāo)x-y;
2） 把圖形分成幾部分，計算各部分長度L1、L2、….Ln，并求出各部分重心位置的坐標(biāo)值；
3） 按下列公式求出沖模壓力中心的坐標(biāo)值（X0,Y0）
由于該零件形狀對稱，所以壓力中心在該零件的中點(diǎn)上坐標(biāo)值（X0,Y0）。
第四章 模具總體概要設(shè)計
4.1 模具概要設(shè)計
模是用多個零件按照一定關(guān)系裝配而成的有機(jī)整體，結(jié)構(gòu)是模具的“形”。模具的優(yōu)劣很大程度上體現(xiàn)在模具結(jié)構(gòu)上，因此沖孔落料模具和折彎模的結(jié)構(gòu)對模具的工作性能、加工性、成本、周期、壽命等起著決定性作用。
在此次模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計大體可以分為兩步：第一步根據(jù)工序排樣的結(jié)果確定模具的基本結(jié)構(gòu)框架，確定組成沖孔落料模具和折彎模的主要結(jié)構(gòu)單元及形式，對模具制造和使用提出要求；第二步確定各結(jié)構(gòu)單元的組成零件及零件間的連接關(guān)系。結(jié)構(gòu)設(shè)計的結(jié)果是模具裝配圖和零件明細(xì)表。
在結(jié)構(gòu)設(shè)計中概要設(shè)計是模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的開始，它以工序排樣圖為基礎(chǔ)，根據(jù)產(chǎn)品零件要求，確定沖孔落料模具和折彎模的基本結(jié)構(gòu)框架。結(jié)構(gòu)概要設(shè)計包括：
（1）模具基本結(jié)構(gòu)：定位方式以及導(dǎo)向方式確定;卸料方式以及出件方式確定；
（2）模具基本尺寸：模具工作空間尺寸、各個板的厚度、閉合高度。
（3）模架基本結(jié)構(gòu)：模架的類型;導(dǎo)柱與導(dǎo)套選配以及模柄類型的選擇。
（4）壓力機(jī)的選擇：壓力機(jī)的類型；壓力機(jī)規(guī)格。
4.2 模具零件結(jié)構(gòu)形式確定
本模具是用沖孔落料模具和折彎模完成的如圖4.1(a)和圖4.1(b)。采用對角模架，滾動導(dǎo)柱、導(dǎo)套機(jī)構(gòu)導(dǎo)向，彈性卸料板卸料，采用裝置頂桿頂料。
4.1(a)
4.1(b)
4.1(d) 模具二維總裝圖
導(dǎo)料銷進(jìn)行導(dǎo)向，定位板定位，推桿進(jìn)行推出制件，并完成零件的沖孔、落料、折彎工序。模具主要有上模座、凸模墊板（上墊板）、凸制模固定板、卸料板、凸凹模固定板、凹模墊板（下墊板）、定位板、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套。落料模具凹模周界長700mm,寬500mm,模具總長840mm，總寬640mm。模具的閉合高度是206mm。折彎模凹模周界長610mm寬240模具總長730mm，總寬300mm。模具的閉合高度是291 mm。。凸模固定板用于安裝所有沖孔凸模、凹模板用于沖孔、折彎凸模。所有沖孔凸模、折彎凸模。折彎凹模和采用單邊掛臺固定在卸料板上，裝配后磨平。其中最后一步折彎凸模采用鑲塊結(jié)構(gòu)，與凹模墊板采用螺釘緊固、銷釘定位的方式固定。卸料板是一整塊，采用四個螺釘固定。
4.2.1 定位機(jī)構(gòu)
為限制被沖材料的進(jìn)給步距和正確地將工件安放在沖模上完成下一步的沖壓工序，必須采用各種形式的定位裝置。用于沖模的定位零件有導(dǎo)料銷、導(dǎo)料板、擋料銷、定位板、導(dǎo)向銷、定距側(cè)刃和側(cè)壓裝置等。定位裝置應(yīng)避免油污、碎屑的干擾并且不與運(yùn)動機(jī)構(gòu)干涉。定位精度要求較高時，要考慮粗精度和精精度兩套裝置，分步進(jìn)行；坯料需要兩個以上工序的定位時，它們的定位應(yīng)該一致。
綜上所述：在此次模具設(shè)計中方向采用帶側(cè)刃進(jìn)行粗定位，導(dǎo)正銷精確定位；方向上采用導(dǎo)料板與導(dǎo)正銷進(jìn)行定位。本模具中，側(cè)刃采用成型側(cè)刃的形式。在第一工位時成沖導(dǎo)正孔的凸模同時沖下。在第二工位時，當(dāng)條料沿著導(dǎo)料板送進(jìn)一段距離后（一個步距），導(dǎo)料板上的臺階（相當(dāng)與擋塊的作用）擋住條料以阻止條料的繼續(xù)前進(jìn)，起到粗定位的作用，上模下行時，導(dǎo)正銷首先插入到導(dǎo)正孔中，糾正送料誤差，對條料進(jìn)行精確定位。采用的彈頂結(jié)構(gòu)，在工作的時候可以起到頂料的作用，將條料頂出繼續(xù)向前送料。
4.2.2 卸料機(jī)構(gòu)
卸料機(jī)構(gòu)的主要作用是把材料從凸模上卸下，有時也可作壓料板用以防止材料變形，并能幫助送料導(dǎo)向和保護(hù)凸模等。可分為固定剛性卸料板以及彈性卸料板。
在本次模具設(shè)計中采用彈性卸料板，彈性卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，多用于沖制薄料，使工件的平面度提高。在折彎成型時，可以防止條料發(fā)生側(cè)移。當(dāng)上模上行時，卸料板將卡在凸模上的條料推下。同時，在下模部分安裝有彈頂裝置，上模上行一段距離后，卸料板不再壓住條料時，頂件塊和浮頂裝置將條料頂出最大的成型距離。此時，條料完成了一個工位的成型，向前送進(jìn)一個步距。
4.2.3 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。
對生產(chǎn)批量大，要求模具壽命和制件精度較高的沖模。一般應(yīng)采用導(dǎo)向機(jī)構(gòu)來保證上、下模的精確導(dǎo)向。上、下模導(dǎo)向，在凸、凹模開始閉合前或壓料板接觸制件前就應(yīng)該充分的合上。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)有導(dǎo)柱、導(dǎo)套機(jī)構(gòu)，側(cè)導(dǎo)板與導(dǎo)板機(jī)構(gòu)和導(dǎo)塊機(jī)構(gòu)。在此副模具中由于零件的尺寸較小，對制件的精度要求較高。所以采用四角滾動導(dǎo)柱、導(dǎo)套和旋入式模柄配合，這樣的四導(dǎo)柱導(dǎo)向精度比較平穩(wěn)，精度較高。
第五章 模具詳細(xì)設(shè)計
5.1 工作零件
5.1.1沖裁凸、凹模刃口尺寸計算
一、沖裁凸、凹模刃口尺寸計算原則
計算沖裁凸、凹模刃口的依據(jù)為：①沖裁變形規(guī)律，即落料件尺寸與凹模刃口尺寸相等，沖孔尺寸與凸模刃口尺寸相同。②零件的尺寸精度。③合理的間隙值。④磨損規(guī)律，如圓形凹模尺寸磨損后變大，凸模尺寸磨損后變小，間隙磨損后變大。⑤沖模的加工制造方法。因而在計算人口尺寸時應(yīng)按下述原則進(jìn)行。
㈠ 保證沖出合格的零件
根據(jù)沖裁變形規(guī)律，沖孔尺寸等于凸模刃口尺寸，落料件尺寸等于凹模刃口尺寸。因而沖孔時，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)。落料時，以凹模為基準(zhǔn)。基準(zhǔn)件的尺寸應(yīng)在零件的公差范圍內(nèi)。沖孔時間隙取在凹模上，落料時間隙取在凸模上。
㈡ 保證模具有一定的使用壽命
新模具的間隙應(yīng)是最小的間隙，磨損后到最大合理間隙?？紤]到?jīng)_裁時凸、凹模的磨損，在設(shè)計凸、凹模刃口尺寸時，對基準(zhǔn)刃口尺寸在磨損后增大的，其刃口的公稱尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)較小的數(shù)值。對基準(zhǔn)件刃口尺寸在磨損后減小的，其人口的公稱尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)較大的數(shù)值。這樣，在凸凹模磨損到一定程度的情況下，仍能沖出合格的零件。
㈢ 考慮沖模制造修理方便，降低成本
為使新模具的間隙值不小于最小合理間隙，一般凹模公差標(biāo)注成+，凸模公差標(biāo)注成。間隙能保證的條件下不要把制造公差定的太緊。一般模具制造精度比工件精度高2至4級。若零件沒有標(biāo)注公差，對于非圓形見按國家標(biāo)準(zhǔn)“非配合尺寸的公差數(shù)值”IT14精度處理。本畢業(yè)設(shè)計對未標(biāo)注公差的零件尺寸采用IT12精度處理。
二、沖裁刃口尺寸計算方法
制造沖模的關(guān)鍵主要是控制凸、凹模刃口尺寸及其間隙合理。由于模具加工方法不同，凸、凹模刃口尺寸計算公式和公差標(biāo)注也不同。凸、凹模刃口尺寸的計算方法基本上可分為兩類，分別加工與配合加工，對于形狀復(fù)雜或薄料的沖裁件的沖裁，為了保證凸、凹模之間的間隙值，一般采用配合加工。此方法是先加工好其中一件（凸?；虬寄＃┳鳛榛鶞?zhǔn)件，然后以此基準(zhǔn)件來加工另一件，使他們之間保持一定的間隙。這種加工方法的特點(diǎn)是
⑴ 模具間隙是在配制中保證的，因此不需要較核，所以加工基準(zhǔn)時可以適當(dāng)放寬公差，使其加工容易。
⑵ 尺寸標(biāo)注簡單，只需在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸和公差，配制件僅標(biāo)注基準(zhǔn)尺寸并注明配做所留間隙值。
由于形狀復(fù)雜工件各部分尺寸性質(zhì)不同，凸模與凹模磨損情況也不同，有變大的、有變小的、也有不變的，必須對有關(guān)尺寸進(jìn)行具體分析后，按前述尺寸計算原則區(qū)別對待。
查表2-1得模具沖裁間隙值，，查表2.11的凸、凹模制造公差：，，查表2-4得，因數(shù)x=0.75, 取0.2
校核：Zmax-Zmin=0.1-0.10=0.04mm，
滿足校核條件
1. 沖孔 應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)，然后配做凹模。
⑴變小的尺寸 這類尺寸就是前面所述沖孔基準(zhǔn)件凸模尺寸，應(yīng)按式：應(yīng)用公式:
⑵增大的尺寸 這類尺寸在沖孔凸模上相當(dāng)于落料基準(zhǔn)件凹模尺寸，應(yīng)按式計算：
⑶無變化的尺寸 這類尺寸可分為以下情況：
當(dāng)孔的尺寸為時 =
當(dāng)孔的尺寸為時 =
當(dāng)孔的尺寸為時
2．（1）沖孔 沖20的孔應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)，然后配做凹模
（2）（1）沖孔 沖長80mm寬70mm的孔應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)，然后配做凹模
（3）落料 應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)，然后配做凸模
按計算尺寸和公差制造凸模后，再按凸模刃口實(shí)際尺寸并保證最小合理間隙配做凹模。
5.1.2折彎模工作部分尺寸的確定
折彎凸模設(shè)計
在設(shè)計折彎模具，模具結(jié)構(gòu)是否合理直接影響成形質(zhì)量及其穩(wěn)定性、折彎力的大小、模具成本、模具壽命等問題。
根據(jù)折彎件外形尺寸，可以基本確定折彎凸模的工作部分尺寸，折彎凸模高度應(yīng)在折彎凸模下行至下死點(diǎn)時與零件折彎部分高度一致。
U形件折彎模是折彎模中最簡單的一種,其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，通用性好，但折彎時毛坯容易滑動偏移，影響工件精度。根據(jù)工件精度不同，可以采用帶有定位銷頂桿和U形頂板的結(jié)構(gòu)，以防止坯料滑動，提高工件精度。
小批量生產(chǎn)多采用V形折彎件，大批量生產(chǎn)時往往將其處理為U形折彎，特別是采用級進(jìn)模加工時，一定要考慮送料順利、直邊平直、減小回彈等問題。
對于U形折彎，折彎方向可以向下折彎，也可以向上折彎。設(shè)計時應(yīng)注意以下問題：
（1）向下折彎時，折彎凸模必須安裝于凸模固定板上。開模后凸?？s進(jìn)卸料板，帶料送進(jìn)后遵循導(dǎo)正銷定位——卸料板壓料——凸模折彎的工作順序。
（2）向上折彎時，應(yīng)該以卸料鑲塊作為折彎凸模。如果采用安裝于凸模固定板上的凸模進(jìn)行折彎，則因?yàn)閴毫喜痪o，帶料將偏移而成形效果不好。還應(yīng)當(dāng)采用彈性頂件裝置壓料，這樣即在彈性卸料裝置和頂件裝置的彈性夾緊后進(jìn)行折彎，且頂件后能保證送料順利。
綜合考慮后：選擇向下折彎。向下折彎時，可把凹模看作靜止，凸模下行折彎。
這樣后，實(shí)際凸模圓角半徑為凹模圓角半徑，凹模圓角半徑為凸模圓角半徑。后向下折彎，向下折彎時，可把凹?？醋黛o止，凸模下行折彎，這樣后，實(shí)際凸模圓角半徑為凹模圓角半徑，凹模圓角半徑為凸模圓角半徑。
凸模圓角半徑一般應(yīng)等于彎曲件內(nèi)圓角半徑的數(shù)值，但不能小于材料允許的最小彎曲半徑（Q235號鋼與扎紋垂直的最小彎曲半徑0.4t ）, 彎曲部分半徑R為1，滿足要求。凹模圓角半徑不宜小于3，以免在彎曲時擦傷毛坯，凹模兩邊對稱處的圓角半徑應(yīng)一致，否則折彎時毛坯會發(fā)生偏移。
凹模圓角半徑與彎曲件邊長L公稱尺寸有關(guān)?？晌墨I(xiàn)[2]查表3.27 選用?？刹榈茫喊寄Ｉ疃萀為15mm，凹模圓角半徑=1mm。
對于U形折彎，凸、凹模之間的間隙是靠調(diào)整壓力機(jī)的閉合高度來控制的。但必須考慮在合模時使毛坯完全靠壓，以保證彎曲件的質(zhì)量。
。
5.1.3凸模高度設(shè)計
凸模的長度應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)確定，同時要考慮凸模的修磨量以及固定板與卸料板之間的安全距離等因素。本模具設(shè)計采用彈性卸料板，凸模的長度計算可按下式：
L=
式中——凸模固定板的厚度mm；
——卸料板的厚度mm；
t——材料的厚度mm；
h——附加長度mm。包括凸模的修磨量，凸模進(jìn)入凹模的深度，凸模固定板與卸料板之間的安全距離等。一般取h=15至20mm。
本次級進(jìn)模具設(shè)計的凸模長度設(shè)計是以第六工位折彎凸模高度h為基準(zhǔn)，
其余的凸模長度以此為基準(zhǔn)進(jìn)行必要的加長或縮短。
5．2.1定位零件
為了限制被沖材料的進(jìn)給步距和正確地將工件安放在沖模上完成下一步的沖壓工序，必須采用各種形式的定位裝置，用于沖模的定位零件有導(dǎo)料銷、導(dǎo)料板、擋料銷、定位銷和惻壓裝置等。定位裝置應(yīng)可靠并具有一定的強(qiáng)度，以保證工作精度、質(zhì)量的穩(wěn)定；定位裝置應(yīng)可以調(diào)整并設(shè)置在操作者容易觀察和便于操作的地方；定位裝置應(yīng)避開油污的干擾并且不與運(yùn)動機(jī)構(gòu)干涉。定位精度要求較高定位零件的作用是使毛坯（條料或塊料）送料時有準(zhǔn)確的位置，保證沖出合格的制件。毛坯在模具中的定位有兩個內(nèi)容：一是送料方向上的定位，用來控制送料的進(jìn)距，通常稱為擋料，二是與送料方向上垂直方向的定位，通常稱為送進(jìn)導(dǎo)向。
5.2.2 擋料零件
導(dǎo)料銷或?qū)Я习迨菍l料或帶料的側(cè)向進(jìn)行導(dǎo)向，以免送偏的定位零件。
導(dǎo)料銷一般設(shè)置兩個，并在位于條料的同側(cè)，從右向左送料時，導(dǎo)料銷裝在后側(cè)；從前向后送料時導(dǎo)料銷裝在左側(cè)。導(dǎo)料銷可以設(shè)置在凹模面上，也可以設(shè)置在彈性卸料板上；還可以設(shè)置在固定板或下模座平面上。固定式和活動式的導(dǎo)料銷可選用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，通常與擋料銷的結(jié)構(gòu)一樣。導(dǎo)料銷的導(dǎo)向定位多用與單工序模和模具中。
5.3 出件零件
5.3.1 卸料零件
卸料裝置有固定卸料裝置和彈壓卸料裝置，彈性卸料裝置有卸料板、彈性元件、（彈簧和橡膠）等零件組成。彈性卸料既起卸料作用又起壓料作用，所以沖裁零件質(zhì)量較好，平直度較高，因此，質(zhì)量要求教高的沖裁或薄板沖裁宜用彈性卸料裝置。
本模具采用了彈性卸料裝置，零件的厚度為1mm，考慮卸料力的問題在前面算過了，厚度為30mm的橡膠，具體計算如下
(1) 確定橡膠的自由高度
，t為材料厚度
所以
(2)確定橡膠的橫截面積A
查表6-9得P=1.05，所以
(3)橡膠的安裝高度
在本副模具中，采用彈性卸料裝置卸料，彈頂器推動推桿，推桿推動零件，然后進(jìn)行卸料。如圖5.1所示：
5.3.2 頂件零件
橡膠是模具中廣泛使用的彈性元件，主要為彈性卸料、壓料及出件裝置等提供所要求的作用力和行程。
1.卸料的選用
屬于標(biāo)準(zhǔn)件，沖壓模具中。在此次畢業(yè)設(shè)計中選用。主要的選用依據(jù)如下：
卸料螺釘個數(shù)n=4，
5.4 導(dǎo)向零件
采用滾動式導(dǎo)柱、導(dǎo)套：
導(dǎo)柱1為：導(dǎo)柱D40×150 材料為20鋼
導(dǎo)套1為：導(dǎo)套D40×75 材料為20鋼
數(shù)量為2對
5.5 其他零件
1.模架選用的是：
2.固定板規(guī)格是：700mm×500mm×25mm 材料選用45鋼
3.墊板規(guī)格是： 700mm×500mm×10mm 材料選用Cr12鋼，熱處理之后硬度達(dá)到45～50HRC
4.采用旋入式模柄，如圖5.2所示：
圖5.2 模柄結(jié)構(gòu)
旋入式模柄的優(yōu)點(diǎn)是，通過螺紋與上模座連接，并加螺絲防止松動，這樣模具拆裝方便。旋入式模柄可以給與一定的調(diào)整余地，使得壓力中心線重合，提高了模具生產(chǎn)精度，提高了模具的運(yùn)動精度和使用壽命。
在模具中的固定用零件主要有模固定板，墊板以及螺釘和銷釘?shù)取?
第六章 設(shè)備選擇
6.1 設(shè)備噸位確定
沖壓設(shè)備選用是沖壓工藝設(shè)計過程中的一項重要的內(nèi)容。必須根據(jù)沖壓工序的性質(zhì)、沖壓力、變形功、模具結(jié)構(gòu)型式、模具的閉合高度和輪廓尺寸以及生產(chǎn)批量、生產(chǎn)成本、產(chǎn)品質(zhì)量等諸多因素，結(jié)合單位現(xiàn)有設(shè)備條件進(jìn)行。
6.1.1設(shè)備類型的選擇
設(shè)備類型的選擇要依據(jù)沖壓件的生產(chǎn)批量、工藝方法與性質(zhì)及沖壓件的尺寸、形狀與精度等要求來進(jìn)行。
由參考文獻(xiàn)[5]表18.4-19和表18.4-20，初步選擇開式通用機(jī)械式壓力機(jī)。
6.1.1設(shè)備規(guī)格的選擇
設(shè)備規(guī)格的選擇應(yīng)根據(jù)沖壓件的形狀大小、模具尺寸及工藝變形力來進(jìn)行。從模具設(shè)備上安裝并能開始工作的順序來考慮，其設(shè)備規(guī)格的主要參數(shù)有以下幾個。
1）行程 壓力機(jī)行程的大小，應(yīng)該保證坯料的方便放進(jìn)與零件的方便取出。例如，對于拉深工序所用的壓力機(jī)行程，至少應(yīng)保證：壓力機(jī)的行程S>2h（h為零件的高度）。
2）裝配模具的相關(guān)尺寸 壓力機(jī)的工作臺面尺寸應(yīng)大于模具的平面尺寸，還應(yīng)有模具安裝與固定的余地，但過大的余地對工作臺受力不利；工作臺面中間孔的尺寸要保證漏料或順利的安裝模具頂出料裝置；大噸位壓力機(jī)滑塊上應(yīng)加工出燕尾槽，用于固定模具，而一般開式壓力機(jī)滑塊上有模柄孔尺寸，為兩件哈夫式夾緊模柄用。
3）閉合高度 沖床的閉合高度是指滑塊處于下死點(diǎn)時，滑塊下表面至工作臺上表面的距離。這個高度是沖壓操作的空間高度尺寸。顯然，沖床的最大閉合高度要大于模具的最大閉合高度，最小閉合高度要小于模具的最小閉合高度，一般?。?
Hmax-5mm≥H≥Hmin+10mm
如果沖模的閉合高度H大于壓力機(jī)的最大閉合高度，沖模將不能在該壓力機(jī)上工作。反之，H小于壓力機(jī)的最小閉合高度時，可加墊板。
設(shè)備噸位 設(shè)備噸位的選擇，首先要以沖壓工藝的所需要的變形力為前提。要求設(shè)備的名義壓力要大于所需的變形力，而且，還要有一定的力量儲備。
查參考文獻(xiàn)3 表1-5(開式壓力機(jī)技術(shù)參數(shù))，初選擇40KN的開式壓力機(jī)J23-40，其技術(shù)參數(shù)如下:
公稱壓力： 210KN
公稱力行程： 6mm
滑塊行程： 120mm
行程次數(shù)： 100spm
最大裝模高度： 350mm
裝模高度調(diào)節(jié)量：70mm
工作臺尺寸： 前后600mm、左右850mm
6.2 設(shè)備校核
6.2.1.壓力行程
該模具的開模高度大概有60mm，選擇的壓力機(jī)的滑塊行程為120mm,所以壓力機(jī)的行程滿足要求。
6.2.2.壓力機(jī)工作臺面尺寸
由于模具外形尺寸為：前后600mm，左右850mm，而壓力機(jī)工作臺面尺寸為：。主要參數(shù)均符合條件，因此最終選用J23-200型壓力機(jī) 和J23-110還
結(jié) 論
在本課題沖孔落料模和折彎設(shè)計中，采用二維的畫法，首先根據(jù)零件的形狀進(jìn)行工藝性分析，然后選擇最佳的成形工藝方案，先進(jìn)行切邊，然后進(jìn)行折彎，最后進(jìn)行落料；然后進(jìn)行條料寬度，以及拉深工藝的計算，根 所算出的數(shù)據(jù)進(jìn)行排樣設(shè)計，得出最佳的排樣設(shè)計方案；計算沖孔、折彎、落料時凸模、凹模的尺寸，利用分別加工法加工；最后根據(jù)排樣圖以及各零件的尺寸，確定模具的基本結(jié)構(gòu)。本模具采用對角導(dǎo)柱模架，滾動導(dǎo)柱、導(dǎo)套機(jī)構(gòu)導(dǎo)向，彈性卸料板卸料，采用彈頂裝置頂料。導(dǎo)料板導(dǎo)料，側(cè)刃粗定位，導(dǎo)正銷精定位，完成零件的切邊、折彎和落料；大批量生產(chǎn)時加上條料自動送料裝置。模具主要有上模座、下模座、墊板、凹模墊板、凸模固定板、凹模固定板、卸料板。
7.2 本課題的特色與創(chuàng)新
1．在模具設(shè)計之前，參閱了國內(nèi)外眾多的設(shè)計事例，優(yōu)化了設(shè)計理
2．由于該零件的材料是有色金屬，而且尺寸比較小，而且折彎方向簡單，尤其是內(nèi)折彎成型，在模具設(shè)計過程中，盡可能的分散工序簡化模具結(jié)構(gòu)。
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致謝
做畢業(yè)設(shè)計的這兩個月時間是我大學(xué)生涯中最有價值的一段時光。這里有治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)而不失親切的老師，有互相幫助的同學(xué)，更有向上、融洽的學(xué)習(xí)生活氛圍。借此論文之際，我向所有幫助過我的人表示誠摯的謝意。
首先，感謝柯老師的悉心指導(dǎo)，在我畢業(yè)設(shè)計和論文的整個完成過程中都凝聚著老師的智慧和心血，你給了我熱心關(guān)懷和諄諄教誨。從畢業(yè)設(shè)計的選題開始到設(shè)計完成，中間過程中我遇到了很多的困難，柯老師的大力支持和精心的指導(dǎo)使我能夠及時地調(diào)整好狀態(tài)，投入到正常的設(shè)計中去，按時的完成進(jìn)度要求，并最終完成了課題，順利完成了設(shè)計的基本要求。您的教誨對我來說是一筆非常寶貴的財富，不但對于我現(xiàn)在的畢業(yè)設(shè)計，也對我將來走上工作崗位都有著極大的鼓勵和幫助。這些都使我在各方面取得了可貴的進(jìn)步。在此謹(jǐn)向柯老師致以深深的謝意。
其次，我要感謝我們這組的同學(xué)，是你們的無私的幫助讓我能夠順利完成設(shè)計，從你們那里我學(xué)到了很多知識，謝謝你們的幫助。
此次的畢業(yè)設(shè)計，給了我一個相對獨(dú)立完成課題的機(jī)會。在完成整個設(shè)計的過程中，我學(xué)到了很多書本上沒有的知識，并將這些與自身的實(shí)際能力很好的結(jié)合了起來，真正了解了自己所要從事的事業(yè)，使自己有了很大的提高。
最后，再次感謝老師和同學(xué)們在畢業(yè)設(shè)計過程中所給予的指導(dǎo)與幫助
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