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《沖壓模具設(shè)計(jì)》
課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書
8
《沖壓模具設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書
一、課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)與目的
沖模課程設(shè)計(jì)是沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)課程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的一次綜合練習(xí)。其主要目的是： ·
1．使學(xué)生初步掌握沖壓工藝過(guò)程的擬定和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算的步驟和方法：
2．鞏固、深化所學(xué)的基礎(chǔ)及專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)獨(dú)立工作能力；
3．提高學(xué)生使用國(guó)標(biāo)、手冊(cè)和圖冊(cè)的能力。
二、課程設(shè)計(jì)的任務(wù)
在兩周的時(shí)間內(nèi)完成下列任務(wù)，統(tǒng)一交到指定的地點(diǎn)。
1． 擬定沖壓件的工藝過(guò)程，并填寫工藝過(guò)程卡1份；
2． 填寫凸、凹模（及凸凹模）的加工工藝卡片；
3．設(shè)計(jì)指定沖壓件的其中一道工序的沖壓模（每人設(shè)計(jì)一副不同的模具），并繪制裝配圖和凸、凹模零件圖：1套；
(注：①指定沖壓件的生產(chǎn)批量可以根據(jù)需要進(jìn)行更改；②未注尺寸公差按GB／T15055的m級(jí))
4．編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書1份，約20頁(yè)左右。
三、設(shè)計(jì)原則
1．裝配圖的零件必須完整，保證沖出合格的工件；
2．模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)，成本低且與生產(chǎn)批量相適應(yīng)；
3．操作方便，安全。
四、設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備
1．熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)任務(wù)和要求；
2．了解沖壓零件的形狀，尺寸精度和表面粗糙度，材料等技術(shù)要求和生產(chǎn)批量；
3．配備資料：
(1)沖壓設(shè)備資料：從此資料中選擇沖壓設(shè)備的類型，規(guī)格，查出漏料孔尺寸，模柄孔尺寸，閉合高度，工作臺(tái)面尺寸等，為模具設(shè)計(jì)作準(zhǔn)備：
(2)沖模標(biāo)準(zhǔn)化資料；
(3)其他參考資料：《冷沖模設(shè)計(jì)》手冊(cè)，《冷沖模結(jié)構(gòu)圖冊(cè)》。
五、沖模課程設(shè)計(jì)的一般步驟及方法
1．分析沖壓件的工藝性
沖裁件的工藝性主要從沖裁件的形狀，尺寸(最小孔邊距，孔徑，材料厚度，最大外形)精度，表面粗糙度，材料性能等逐項(xiàng)分析，確定沖壓工序圖，若有不符者，應(yīng)與指導(dǎo)老師協(xié)商更改或采取相應(yīng)的措施。
2．確定合理工藝方案
(1)確定基本沖壓工序的性質(zhì)：沖孔，落料，沖搭邊，切料邊等。
(2)根據(jù)基本工序的性質(zhì)，數(shù)量，結(jié)合工件的形狀尺寸，公差要求，材料性能，生產(chǎn)批量，沖壓設(shè)備，模具加工條件等因素，考慮模具類型的同時(shí)確定工序組合和先后順序，在滿足沖件質(zhì)量要求的前提下，選擇一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的工藝方案，填寫工藝過(guò)程卡片。
3．確定模具總體結(jié)構(gòu)
(1)模具類型的確定
根據(jù)沖件形狀，尺寸，精度及生產(chǎn)批量來(lái)選擇和確定模具類型：?jiǎn)喂ば蚰?、?fù)合工序模還是級(jí)進(jìn)模。
(2)導(dǎo)向方式
根據(jù)沖件形狀，尺寸，精度及生產(chǎn)批量來(lái)選擇和確定導(dǎo)向方式；
A．單工序模
a．沖件形狀簡(jiǎn)單且精度低時(shí)，可不用導(dǎo)向，采用敞開模；
b．沖件精度較高，批量較小且材料較厚而凸模強(qiáng)度大時(shí)，可采用固定導(dǎo)板導(dǎo)向，即采用固定導(dǎo)板模；
c．沖件形狀復(fù)雜，精度較高，且為中，大批生產(chǎn)時(shí)用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。此種導(dǎo)向生產(chǎn)中常用(導(dǎo)柱導(dǎo)套有滑動(dòng)導(dǎo)向和滾動(dòng)導(dǎo)向兩種，一般都用滑動(dòng)導(dǎo)向，只有沖件精度很高時(shí)才選用滾動(dòng)導(dǎo)向)；
d．沖件孔小，凸模多且強(qiáng)度弱時(shí)用彈壓導(dǎo)板導(dǎo)向。
B．復(fù)合工序模
復(fù)合模都有導(dǎo)向。
C．級(jí)進(jìn)模
選擇方法與單工序模的b，c，d三項(xiàng)相同。
(3)滑動(dòng)式模架選擇
無(wú)導(dǎo)向和用固定導(dǎo)板導(dǎo)向的模具及用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向和彈壓導(dǎo)板導(dǎo)向的模具，一般都有標(biāo)準(zhǔn)模架。用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向的模架，隨導(dǎo)柱位置的不同又有如下幾種，可根據(jù)需要選擇：
A．對(duì)角導(dǎo)柱模架：
可以承受一定的偏裁，上下動(dòng)作平穩(wěn)，且能縱橫兩方面送料，用于有偏載的大中型模具；
B．后側(cè)導(dǎo)柱模架：
可以三方面送料，操作特別方便，受力均為偏載，模架容易變形，一般用于受力不大或精度要求不高的中小型模具；
C．中間導(dǎo)柱模架：
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，但只能一個(gè)方向送料，當(dāng)受偏裁時(shí)，模架也有變形；
D．四角導(dǎo)柱模架：
滑動(dòng)平穩(wěn)，導(dǎo)向準(zhǔn)確，用于沖件精度較高的大型沖壓模具。
(4)壓、卸料方式的確定
沖件平整度要求較高或料較薄時(shí)，用彈壓卸料板，它既可壓料，又可卸料，因卸料板隨上模上下運(yùn)動(dòng)，送料直觀性強(qiáng)，操作方便，這是生產(chǎn)中常用的一種卸料方式。
當(dāng)料較厚，用彈壓卸料難以卸件，或零件形狀簡(jiǎn)單，要求不高時(shí)采用固定卸料，它可簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，但因行腔封閉，送料只能靠手感，操作不便，安全性差。
(5)定距方式的確定
對(duì)單工序模具且單排排樣，一般用擋料釘定位即可，若用雙排且需調(diào)頭送料的有時(shí)要用擋料釘和伸縮擋料銷結(jié)合使用。
對(duì)復(fù)合工序模中的順裝復(fù)合模，一般用固定擋料銷定距。對(duì)倒裝復(fù)合模，若擋料銷在四模上的讓位孔離凹模型腔較遠(yuǎn)時(shí)用固定擋料銷。若擋料銷讓位孔離凹模型腔太近時(shí)，則要用伸縮擋料銷，以免削弱凹模強(qiáng)度。
對(duì)級(jí)進(jìn)模，其定距方式有始用擋料加固定擋料定距、側(cè)刃定距兩種方式，若跳步步數(shù)較少(1-2個(gè))且料厚時(shí)，可用始用擋料加固定擋料，跳步步數(shù)較多的則用側(cè)刃定距。從側(cè)刃定距方便容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化送料的角度，側(cè)刃定距在現(xiàn)代生產(chǎn)的級(jí)進(jìn)模中用得越來(lái)越多。若尺寸要求較高，可在以上兩種定距方式中增加導(dǎo)正銷，提高定距精度。
4．根據(jù)模具類型畫排樣圖，并計(jì)算材料利用率
畫排樣圖是極為重要且技術(shù)性很強(qiáng)的設(shè)計(jì)工作，排樣圖的合理與否直接影響到材料的利用率，零件質(zhì)量，生產(chǎn)率與成本，以及模具的結(jié)構(gòu)與壽命等。
(1)排樣圖包括排樣方法，零件的沖裁過(guò)程(模具類型)，級(jí)進(jìn)模的定距方式(用側(cè)刃定距的應(yīng)將側(cè)刃位置畫上)，材料利用率，步距，搭邊，料寬及料寬公差，對(duì)有彎曲，卷邊等要求的零件還要考慮其紋向。
(2)畫排樣圖必須注意以下幾點(diǎn)：
a．能從排樣圖上的剖切線看出是單工序模還是級(jí)進(jìn)?；驈?fù)合模。
b．對(duì)級(jí)進(jìn)模的排樣圖要能看出沖壓順序。
c．級(jí)進(jìn)模的排樣圖要考慮凹模強(qiáng)度，凹模洞口之間的距離小于5 mm時(shí)，要空步。
d．級(jí)進(jìn)模的排樣圖要能看出定距方式，一般未反映的為首次擋料+固定擋料，對(duì)側(cè)刃定距的要畫出沖切條料的位置。
e．排樣圖上的尺寸、公差要完整。
(3)排樣圖的設(shè)計(jì)方法和步驟
a．一般是先從排樣的角度考慮并計(jì)算材料的利用率，對(duì)于復(fù)雜的零件通常用厚紙剪成3-5個(gè)樣件，排出各種可能的方案，選擇最優(yōu)方案；現(xiàn)在常用計(jì)算機(jī)排樣。
b．再考慮模具尺寸的大小，結(jié)構(gòu)的難易程度，模具壽命，材料利用率等幾個(gè)方面的問題綜合考慮，選擇一個(gè)合理的排樣方案。
c．算出搭邊，計(jì)算步距和料寬，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)板(帶)料的規(guī)格確定料寬及料寬公差。
d．將選定的排樣畫出排樣圖，按模具類型和沖裁順序打上適當(dāng)?shù)钠是芯€，標(biāo)上算得的尺寸和公差。
5．從排樣圖上找出沖切條料的線段(即模具的受力部分)，計(jì)算壓力中心：
6．從排樣圖上找出凹模工件洞口，在考慮壓力中心影響的同時(shí)，計(jì)算凹模輪廓尺寸，確定送料方向，選擇典型組合有關(guān)尺寸，類型，規(guī)格及代號(hào)。
7．計(jì)算沖、推、卸料力，初選壓力機(jī)類型及規(guī)格，再按典型組合的有關(guān)尺寸校核所選定壓力機(jī)的規(guī)格，校核內(nèi)容：
(1)模具與壓力機(jī)閉合高度是否適應(yīng)。
(2)壓力機(jī)漏料孔是否能漏下工件和廢料，對(duì)有彈頂裝置的模具，還應(yīng)使漏料孔大于彈頂器外形尺寸。即工作臺(tái)漏料孔要大于凹模工作洞口最大壁間距和彈壓器的最大外形尺寸。
(3)模具下模座外形尺寸與壓力機(jī)工作臺(tái)面尺寸是否相符，即下模座外形尺寸+2 x(50～70)≦壓力機(jī)工作臺(tái)面尺寸，若其中一項(xiàng)不符，則應(yīng)重選壓力機(jī)，一般是類型不變，增大壓力機(jī)規(guī)格。
8．畫模具裝配草圖，同時(shí)進(jìn)行有關(guān)零部件的設(shè)計(jì)和計(jì)算，
(1)根據(jù)所選典型模具的結(jié)構(gòu)及規(guī)格，查出模架外形尺寸；
(2)根據(jù)所選模具的閉合高度及模架外形尺寸，考慮排樣圖及名細(xì)表位置，按1:1確定圖紙規(guī)格；
(3)畫裝配草圖
A. 先打開上模，畫下模的俯視圖、再畫模具工作位置的主視圖，模具工作位置的主視圖一般應(yīng)按模具閉合狀態(tài)畫出，但為了使上下模重合部分表達(dá)清楚，可以將上下模拉開一段距離，拉開距離后，仍按閉合時(shí)的狀態(tài)畫圖。
畫模具裝配草圖時(shí)，模具零件的結(jié)構(gòu)，尺寸都應(yīng)相應(yīng)確定，同時(shí)應(yīng)考慮零件的加工工藝性。
選擇定位元件(定位擋銷，首次擋塊，導(dǎo)料板，側(cè)刃等)的類型及尺寸，并計(jì)算定位元件的位置。
B．圓形小凸模用車磨法加工，用帶臺(tái)肩式固定。異形凸模用線切割和成型磨削加工，用鉚接式固定，無(wú)論哪種同定方法，若固定端為圓形，工作端為非圓形都必須在固定端的接縫處加防轉(zhuǎn)銷。
對(duì)大截面的凸模一般采用螺釘緊固，但凸模與固定板必須加銷釘定位。
C. 計(jì)算彈壓卸料板的臺(tái)階高度和寬度尺寸
D．確定推板、打板的結(jié)構(gòu)形狀，計(jì)算推板、打板的活動(dòng)空間
E．計(jì)算頂桿、打桿的長(zhǎng)度
F．確定模柄類型和尺寸，需考慮以下關(guān)系：
(a)模柄臺(tái)階 + 固定部分=上模座厚；
(b)模柄全長(zhǎng) < 上模座 + 壓力機(jī)滑塊的模柄；
(c)模柄安裝部分的直徑 = 壓力機(jī)的模柄孔徑。
注：模具零部件設(shè)計(jì)要盡量參照標(biāo)準(zhǔn)。
(4)標(biāo)注尺寸：
A．導(dǎo)料板的進(jìn)料寬度尺寸和公差，閉合高度尺寸(指實(shí)際閉合高度，不是拉開后的畫圖高度)
B．模具外形尺寸；
C. 其它配合尺寸。
(5)按順或逆時(shí)針標(biāo)出件號(hào)并填寫明細(xì)表。
明細(xì)表中，序號(hào)，名稱都要填，標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)寫明標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)和規(guī)格，非標(biāo)準(zhǔn)件要注明零件圖的名稱和圖號(hào)，材料及熱處理硬度。
9．畫模具零件圖，并計(jì)算相關(guān)尺寸。
模具裝配草圖畫好后整個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)算就算大功告成了，零件圖的結(jié)構(gòu)形狀和相關(guān)尺寸基本都有數(shù)了。
(1)計(jì)算模具工作部分尺寸
(2)畫工作零件圖，且要注意以下幾點(diǎn)：
A．結(jié)構(gòu)要合理，工藝性要好。
B．零件形狀要表達(dá)清楚，投影要正確，一般將零件在模具中的工作位置作為主視圖，上模的零件畫仰視圖，下模的零件畫俯視圖。以最少的視圖表達(dá)清楚為宜。
C. 尺寸，公差，表面粗糙度，材料，硬度及有關(guān)技術(shù)要求要合理且完整。
D．相互聯(lián)接(或有相應(yīng)關(guān)系)的零件，其形狀及尺寸要相對(duì)應(yīng)，如：
a．用側(cè)刃定距時(shí)，導(dǎo)料板上的側(cè)刃讓位孔要與側(cè)刃的形狀位置相對(duì)應(yīng)；
b．用始用擋料、固定擋料時(shí)，導(dǎo)料板上的讓位槽形狀，尺寸與始用擋塊相適應(yīng)，位置應(yīng)與擋料銷成步距關(guān)系；
c．卸料板的臺(tái)階寬度和高度尺寸應(yīng)與導(dǎo)料扳的送料寬度及導(dǎo)料板的高度相適應(yīng)；
d．卸料板的擋料釘讓位孔和始用擋塊讓位孔應(yīng)與擋料釘和始用擋塊的位置相適應(yīng)；
e．推板應(yīng)與凹模的形狀，尺寸相適應(yīng)，推板打板的活動(dòng)空間為5-8ram;
f．頂桿長(zhǎng)度應(yīng)能打下料來(lái)，又能保證打桿的活動(dòng)空間為5-8mm;
g．固定板的型腔應(yīng)與凸模結(jié)構(gòu)形狀相適應(yīng)，臺(tái)階固定的，其型腔上部要有讓位槽，鉚接固定的，其型腔上部要有倒角：
h．固定板，卸料板，凹模的型孔位置應(yīng)一致，對(duì)于不對(duì)稱的形狀，畫圖時(shí)要注意方向以防畫反：
i．相互聯(lián)系的螺銷孔的孔距尺寸應(yīng)相同。
(3)畫零件圖時(shí)，若結(jié)構(gòu)或工藝性的要求改變與總圖不符之處，應(yīng)更改裝配草圖與之對(duì)應(yīng)。
（4）模具零件的各項(xiàng)內(nèi)容(如圖號(hào)、名稱、件數(shù)、材料等)必須與該零件在裝配圖上標(biāo)注的內(nèi)容完全相同。
10．畫模具裝配正式圖：
模具裝配圖除土俯視圖外(一般不畫左視圖)，其右上角為本次模具加工的本工序圖和上道工序圖，如果是落料模，則將上道T序圖用排樣圖代替，右下角為明細(xì)表；總圖上應(yīng)標(biāo)注模具封閉高度和總長(zhǎng)、總寬及其它配合尺寸。對(duì)有導(dǎo)料板的應(yīng)標(biāo)注導(dǎo)料板送料空間的間距并注上公差。明細(xì)表的上方或左邊還應(yīng)寫技術(shù)要求。其技術(shù)要求標(biāo)注舉例如下(注意不同模具其技術(shù)要求不盡相同)：
(1)上、下模座之上、下平面的平行度應(yīng)達(dá)到XX級(jí)精度；
(2)導(dǎo)柱與下模座、導(dǎo)套與上模座、導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合分別為多少；
(3)模具的上模部分沿導(dǎo)柱上下移動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)，無(wú)阻滯現(xiàn)象；
(4)凸、凹模之間的間隙為___mm，且四周的間隙應(yīng)均勻一致。
設(shè)計(jì)圖紙的標(biāo)題欄和明細(xì)欄分別按標(biāo)準(zhǔn)《GB10609.1-89技術(shù)制圖 標(biāo)題欄》和《GBl0609.2-89技術(shù)制圖 明細(xì)欄》執(zhí)行，明細(xì)表中，序號(hào)，名稱都要填，標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)寫明標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)和規(guī)格，非標(biāo)準(zhǔn)件要注明零件圖的名稱和圖號(hào)，材料及熱處理硬度。標(biāo)準(zhǔn)零件的名稱和規(guī)格放在在明細(xì)表的名稱欄，標(biāo)準(zhǔn)零件的國(guó)標(biāo)號(hào)放在在明細(xì)表上的代號(hào)欄，非標(biāo)準(zhǔn)件圖號(hào)按《JB／T5054．4-2000產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)文件編號(hào)原則》中的隸屬編號(hào)規(guī)則。
標(biāo)題欄中，“共 張、第 張”要求填寫同一圖樣代號(hào)中圖樣的總張數(shù)及該張所在的張次。
11．編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書：
設(shè)計(jì)說(shuō)明書主要是將你進(jìn)行工藝分析的內(nèi)容，工藝方案確定的思路，計(jì)算項(xiàng)目等進(jìn)行歸納說(shuō)明。其正文包括下列內(nèi)容：
(1)簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求；
(2)沖壓件工藝性分析的內(nèi)容；
(3)模具結(jié)構(gòu)與工序組合、沖件質(zhì)量及批量的關(guān)系；
（4)排樣與模具結(jié)構(gòu)、材料利用率的關(guān)系；
(5)模具結(jié)構(gòu)及排樣對(duì)生產(chǎn)率、操作安全、方便及成本的關(guān)系；
(6)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析過(guò)程；
(7)沖、推、卸料力的計(jì)算過(guò)程及選擇沖壓設(shè)備類型和規(guī)格的依據(jù)；
(8)壓力中心的計(jì)算過(guò)程：
(9)凹模輪廓尺寸計(jì)算過(guò)程和典型組合的選擇；
(10)沖模主要零部件的結(jié)構(gòu)形狀、材料、公差的選擇及技術(shù)要求的說(shuō)明；
(11)小凸模的剛度校核過(guò)程：
(12)凸、凹模工作刃口計(jì)算的過(guò)程；
(13)其他計(jì)算過(guò)程及需要說(shuō)明的內(nèi)容；
(14)該設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)及改造措施；
(15)設(shè)計(jì)所使用的參考文獻(xiàn)；
（16）設(shè)計(jì)的感想
設(shè)計(jì)說(shuō)明書正文用仿宋小四號(hào)字，固定值18磅；頁(yè)邊距上、下、左為2.5cm，右為2cm；如手寫，要求字跡工整，繪圖需整齊、清楚。
設(shè)計(jì)說(shuō)明書的封面格式按《課程設(shè)計(jì)封面及格式要求》，設(shè)計(jì)題目根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容擬定，如沖壓件名稱為托車軸端蓋，設(shè)計(jì)該沖壓件的拉深摸，則設(shè)計(jì)題目可定為：拖車軸端蓋的拉深模設(shè)計(jì)。
六、設(shè)計(jì)完成后交給指導(dǎo)老師的技術(shù)資料
1． 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(根據(jù)老師提供的草圖或樣品用AutoCAD按比例繪制，見附錄)；
2. 沖壓件沖壓工藝過(guò)程卡及凸、凹模（及凸凹模）加工工藝卡片；
3．沖模裝配圖和凸、凹模零件圖：按A4圖紙大小折疊；
4．設(shè)計(jì)說(shuō)明書；
上述1~4紙質(zhì)資料裝入資料袋交給指導(dǎo)老師
5. 電子文檔：如果是用電腦設(shè)計(jì)，除提交紙質(zhì)資料外還需提交電子文檔。將上述1~4資料文檔放入文件夾交給班長(zhǎng)或?qū)W習(xí)委員再統(tǒng)一轉(zhuǎn)交給指導(dǎo)老師，文件夾的名稱為：學(xué)號(hào)+姓名+沖壓件名稱+工序名稱。課程設(shè)計(jì)任務(wù)書的文件名為：沖壓件名稱+工序名稱+學(xué)生姓名。
附：設(shè)計(jì)任務(wù)書格式
《沖壓模具設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名
技術(shù)要求：
名稱：矩形盒 材料：08F-HF
生產(chǎn)批量：大批量
設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)該零件的 拉深 模具
工序號(hào)
工序名稱
設(shè)備
工序內(nèi)容
1
下料
空氣錘
鍛至150mm×130mm×35mm
2
熱處理
退火
3
銑平面
立式銑床
銑各平面，厚度留磨削余量0.6mm，側(cè)面留磨削余量0.4mm
4
磨平面
平面磨床
磨上下平面，留磨削余量0.3~0.4mm，磨相鄰兩側(cè)面保證垂直
5
鉗工
老虎鉗
倒角去毛刺，劃出對(duì)稱中心線，固定孔及銷孔線
6
鉆床
立式鉆床
鉆各型孔線切割穿絲孔，螺釘孔及銷釘孔。
7
熱處理
淬火、回火58~62HRC
8
平磨
磨床
磨上下平面及基準(zhǔn)面達(dá)要求
9
線切割
電火花線切割機(jī)
找基準(zhǔn)面，打表，切割各型孔留研磨量0.01~0.02mm
10
研磨
平面磨床
磨上下兩端面,保證孔壁與上下端面的垂直度達(dá)要求尺寸
11
檢驗(yàn)
凹模加工工藝卡片
凸凹模加工工藝卡片
工序號(hào)
工序名稱
設(shè)備
工序內(nèi)容
1
下料
空氣錘
鍛至70mm×40mm×60mm
2
熱處理
退火
3
銑平面
立式銑床
銑各平面，厚度留磨削余量0.6mm，側(cè)面留磨削余量0.4mm
4
磨平面
平面磨床
磨上下平面，留磨削余量0.3~0.4mm，磨相鄰兩側(cè)面保證垂直
5
鉗工
老虎鉗
倒角去毛刺，劃出對(duì)稱中心線，固定孔及沖頭孔的廢料孔，穿絲孔線
6
工具銑
立式銑床
鉆各型孔線切割穿絲孔，并銑漏料孔
7
熱處理
淬火、回火28~32HRC
8
平磨
磨床
磨上下平面及基準(zhǔn)面達(dá)要求
9
線切割
電火花線切割機(jī)
找正，切割各型孔及外形，留研磨量0.01~0.02mm
10
研磨
平面磨床
磨上下兩端面,保證孔壁與上下端面的垂直度達(dá)要求尺寸
11
檢驗(yàn)
XXXX大學(xué)
課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書
系 部： 指導(dǎo)老師：
專 業(yè)：模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí)：
小 組 號(hào)： 組 長(zhǎng)：
同 組 人：
日 期： 年 月 日
目 錄
摘 要 3
1、引言 4
1.1.模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場(chǎng)前景 4
1.2.課題來(lái)源和研究意義 5
1.3.題目研究方法 5
2、沖裁件的工藝性分析 7
2.1.沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性 7
2.1.1.沖裁件的形狀 7
2.1.2.沖裁件的尺寸精度 8
3、制件沖壓工藝方案的確定 9
3.1.沖壓工序的組合 9
3.2.沖壓順序的安排 9
4、制件排樣圖的設(shè)計(jì)及材料利用率的計(jì)算 10
4.1.制件排樣圖的設(shè)計(jì) 10
4.1.1.搭邊與料寬 10
4.2.材料利用率的計(jì)算 11
5、確定總沖壓力和選用壓力機(jī)及計(jì)算壓力中心 12
5.1.沖壓力 12
5.1.1.沖裁力的計(jì)算 12
5.1.2.卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算 12
5.2.壓力中心的計(jì)算 13
5.3.壓力機(jī)的選用 14
6、凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 15
6.1.凸、凹模刃口尺寸計(jì)算原則 15
6.2.凸、凹模刃口尺寸計(jì)算方法 16
6.2.1.凸模和凹模分開加工 16
6.2.2.凸模和凹模配合加工 16
7、模具整體結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì) 19
8、模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20
8.1.凸凹模的設(shè)計(jì) 20
8.2.落料凹模的設(shè)計(jì) 20
8.3.選擇標(biāo)準(zhǔn)模架 22
8.4.卸料、壓邊彈性元件的確定 22
9、模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 24
9.1.模具類形的選擇 24
9.2.定位方式的選擇 24
9.3.卸料、出件方式的選擇 24
9.4.導(dǎo)柱、導(dǎo)套位置的確定 24
10、模具的動(dòng)作原理 25
設(shè)計(jì)小結(jié) 26
參考文獻(xiàn) 27
摘 要
隨著模具制造的技能化逐步向科學(xué)化發(fā)展，逐漸由以前手動(dòng)方式發(fā)展為利用軟件等高科技方式來(lái)輔助設(shè)計(jì)的完成。冷沖模是其中的一種。
課程設(shè)計(jì)是在模具專業(yè)理論教學(xué)之后進(jìn)行的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次總檢驗(yàn)，是走向工作崗位前的一次實(shí)戰(zhàn)演習(xí)。其目的是，綜合運(yùn)用所學(xué)課程的理論和實(shí)踐知識(shí),設(shè)計(jì)一副完整的模具訓(xùn)練、培養(yǎng)和提高自己的工作能力。鞏固和擴(kuò)充模具專業(yè)課程所學(xué)內(nèi)容，掌握模具設(shè)計(jì)與制造的方法、步驟和相關(guān)技術(shù)規(guī)范。熟練查閱相關(guān)技術(shù)資料。掌握模具設(shè)計(jì)與制造的基本技能，如制件工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計(jì)算、加工設(shè)備選定、制造工藝、收集和查閱設(shè)計(jì)資料，繪圖及編寫設(shè)計(jì)技術(shù)文件等。
本次設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)老師認(rèn)真、耐心的指導(dǎo)下，對(duì)模具的經(jīng)濟(jì)性、模具的壽命、生產(chǎn)周期、及生產(chǎn)成本等指標(biāo)下進(jìn)行全面、仔細(xì)的分析下而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。在此，我表示衷心的感謝他們對(duì)我的教誨。
沖模是模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的主要專業(yè)課程之一。它具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和綜合性，通過(guò)學(xué)習(xí)這門課程，使我對(duì)沖壓模具有了新的認(rèn)識(shí)，從中也學(xué)到了不少知識(shí)，激發(fā)了我對(duì)沖壓模具的愛好。
關(guān)鍵詞：
工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計(jì)算、加工設(shè)備選定、制造工藝、收集和查閱設(shè)計(jì)資料，繪圖及編寫設(shè)計(jì)技術(shù)文件等。
1、引言
1.1.模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場(chǎng)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(chǎng)總體上供不應(yīng)求，市場(chǎng)需求量維持在700億至850億美元，同時(shí)，我國(guó)的模具產(chǎn)業(yè)也迎來(lái)了新一輪的發(fā)展機(jī)遇。近幾年，我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持15%的年增長(zhǎng)率（據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2005年國(guó)內(nèi)模具進(jìn)口總值達(dá)到700多億，同時(shí)，有近250個(gè)億的出口），到2007年模具產(chǎn)值預(yù)計(jì)為700億元，模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的每年9000多萬(wàn)美元增長(zhǎng)到2006年的2億美元左右。單就汽車產(chǎn)業(yè)而言，一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元，而當(dāng)汽車更換車型時(shí)約有80%的模具需要更換。2005年我國(guó)汽車產(chǎn)銷量均突破550萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)2007年產(chǎn)銷量各突破700萬(wàn)輛，轎車產(chǎn)量將達(dá)到300萬(wàn)輛。另外，電子和通訊產(chǎn)品對(duì)模具的需求也非常大，在發(fā)達(dá)國(guó)家往往占到模具市場(chǎng)總量的20%之多。目前，中國(guó)17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)約50多萬(wàn)。1999年中國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá)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%。
沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有時(shí)也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬板料。沖壓加工時(shí)，板料在模具的作用下，于其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力。當(dāng)內(nèi)力的作用達(dá)到一定程度時(shí)，板料毛坯或毛坯的某個(gè)部位便會(huì)產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對(duì)應(yīng)的變形，從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的零件。
因此，沖壓工藝是一種產(chǎn)品質(zhì)量好而且成本低的加工工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還具有重量輕且剛性好的特點(diǎn)。
沖壓加工在汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產(chǎn)品以及航空、航天和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要的地位?，F(xiàn)代各種先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達(dá)的。在我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程中，沖壓生產(chǎn)占有重要的地位。
由于沖壓工藝具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、成本低以及可加工復(fù)雜形狀工件等一系列優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械、汽車、輕工、國(guó)防、電機(jī)電器、家用電器，以及日常生活用品等行業(yè)應(yīng)用非常廣泛，占有十分重要的地位。隨著工業(yè)產(chǎn)品的不斷發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提高，沖壓模具作為個(gè)部門的重要基礎(chǔ)工藝裝備將起到越來(lái)越大的作用?？梢哉f(shuō)，模具技術(shù)水平已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要指標(biāo)。
當(dāng)今，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，沖壓工藝技術(shù)也在不斷革新和發(fā)展，這些革新和發(fā)展主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
（1）工藝分析計(jì)算方法的現(xiàn)代化
（2）模具設(shè)計(jì)及制造技術(shù)的現(xiàn)代化
（3）沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化
（4）新的成型工藝以及技術(shù)的出現(xiàn)
（5）不斷改進(jìn)板料的性能，以提高其成型能力和使用效果。
1.2.課題來(lái)源和研究意義
本設(shè)計(jì)題目由實(shí)習(xí)單位提供，經(jīng)系指導(dǎo)老師審核通過(guò)的。本設(shè)計(jì)題目涉及的主要內(nèi)容是對(duì)沖壓模的設(shè)計(jì), 研究目的是在廠原有的基礎(chǔ)上，對(duì)模具進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品質(zhì)量與效益。
21世紀(jì)的制造業(yè)，正從以機(jī)器為特征的傳統(tǒng)技術(shù)時(shí)代，向著以信息為特征的技術(shù)時(shí)代邁進(jìn)，即用信息技術(shù)改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。經(jīng)濟(jì)全球化和世界市場(chǎng)一體化加速發(fā)展，不斷加劇了制造商之間的競(jìng)爭(zhēng)，提出了快速反應(yīng)市場(chǎng)的要求，與之相適應(yīng)，制造業(yè)對(duì)柔性自動(dòng)化技術(shù)及裝備的要求更加迫切而強(qiáng)烈。同時(shí)，微電子技術(shù)和信息通信技術(shù)的快速發(fā)展，為柔性自動(dòng)化提供了重要的技術(shù)支撐，工業(yè)裝備的數(shù)控化、自動(dòng)化、柔性化呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢(shì)。
1.3.題目研究方法
本論文主要通過(guò)具體例子的方式對(duì)沖壓模具的生產(chǎn)流程進(jìn)行介紹、分析、研究。通過(guò)對(duì)模具設(shè)計(jì)的說(shuō)明，詳細(xì)地闡述了沖壓模具生產(chǎn)的一般流程。對(duì)零件加工工藝性分析、零件的加工方式、沖壓模具的結(jié)構(gòu)組成等進(jìn)行介紹并對(duì)沖壓模具生產(chǎn)中常常出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行分析研究。
步驟如下：
（1）零件成型方案確定；
（2）零件零件形狀分析，根據(jù)模擬結(jié)果進(jìn)一步提出工藝改良方案；
（3）使用CAD等軟件對(duì)零件進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)模具裝配圖和零件圖；
（4）完成沖壓零件設(shè)計(jì)的文字說(shuō)明。
2、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(shí)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(gè)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(jí)、材料及厚度等是否符合沖裁的工藝要求，對(duì)沖裁件質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)效率有很大的影響。
2.1.沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性
2.1.1.沖裁件的形狀
圖1.零件及尺寸
此制件的形狀較簡(jiǎn)單，但產(chǎn)品四周圓角過(guò)渡，這樣設(shè)計(jì)模具時(shí)，凹模熱處理后加工時(shí)不容易開裂，便于模具的加工和減少?zèng)_壓時(shí)在尖角處開裂的現(xiàn)象，同時(shí)也可以防止尖角部位刃口的過(guò)快磨損。
產(chǎn)品材料為Q235，此材料屬于普通碳素鋼，其抗剪強(qiáng)度310-380Mpa,抗拉強(qiáng)度440-470Mpa,屈服極限240Mpa，具有良好的沖裁性。
2.1.2.沖裁件的尺寸精度
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(gè)方面的指標(biāo)來(lái)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(jí)普通沖裁。
3、制件沖壓工藝方案的確定
3.1.沖壓工序的組合
沖裁工序可以分為單工序沖裁、復(fù)合工序沖裁和連續(xù)沖裁。
沖裁方式根據(jù)下列因素確定：
（1） 根據(jù)生產(chǎn)批量來(lái)確定 對(duì)于年產(chǎn)量需求100萬(wàn)件的該產(chǎn)品來(lái)說(shuō)采用復(fù)合?；蜻B續(xù)模較合適。
（2） 根據(jù)沖裁件尺寸和精度等級(jí)來(lái)確定 復(fù)合沖裁所得到的沖裁件尺寸精度等級(jí)高，而連續(xù)沖裁比復(fù)合沖裁的沖裁件尺寸精度等級(jí)低。
根據(jù)對(duì)沖裁件尺寸形狀的適應(yīng)性來(lái)確定 產(chǎn)品的尺寸較小，考慮到單工序送料不方便和生產(chǎn)效率低，因此常采用復(fù)合沖裁或連續(xù)沖裁。連續(xù)沖裁又可以加工形狀復(fù)雜、寬度很小的異形沖裁件。
根據(jù)模具制造安裝調(diào)整的難易和成本的高低來(lái)確定, 對(duì)復(fù)雜形狀的沖裁件來(lái)說(shuō)，采用復(fù)合沖裁比采用連續(xù)沖裁較為適宜，因?yàn)槟＞咧圃彀惭b調(diào)整較容易，且成本較低。
根據(jù)操作是否方便與安全來(lái)確定 復(fù)合沖裁其出件或清除廢料較困難，工作安全性較差，連續(xù)沖裁較安全。
綜上所述分析，在滿足沖裁件質(zhì)量與生產(chǎn)率的要求下，選擇倒裝復(fù)合沖裁方式，其模具壽命較長(zhǎng)，生產(chǎn)率高，操作較方便和工作安全性高。
3.2.沖壓順序的安排
倒裝式落料沖孔復(fù)合模，下模彈壓卸料裝置，上模打料裝置。
4、制件排樣圖的設(shè)計(jì)及材料利用率的計(jì)算
4.1.制件排樣圖的設(shè)計(jì)
排樣時(shí)需考慮如下原則：
提高材料利用率（不影響沖件使用性能前提下，還可適當(dāng)改變沖件的形狀）
合理排樣方法使操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低且安全。
模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)。
保證沖件的質(zhì)量和沖件對(duì)板料纖維方向的要求。
4.1.1.搭邊與料寬
1．搭邊 排樣中相鄰兩個(gè)零件之間的余料或零件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償補(bǔ)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。
搭邊值的大小還與材料的力學(xué)性能、厚度、零件的形狀與尺寸、排樣的形式、送料及擋料方式、卸料方式等因素有關(guān)。搭邊值一般由經(jīng)驗(yàn)確定，根據(jù)所給材料厚度δ=2.5mm，確定搭邊工作間a1為2.5mm, a為2.8mm。具體排樣圖如下：
2． 送料步距和條料寬度的確定
（1） 送料步距 條料在模具上每次送進(jìn)的距離成為送料步距。每次只沖一個(gè)零件的步距S的計(jì)算公式為
S=D+a1
S=11+2.5=13.5mm
式中 D——平行于送料方向的沖裁寬度；
a1——沖裁之間的搭邊值。
（2） 條料寬度 條料寬度的確定原則：最小條料寬度要保證沖裁時(shí)零件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時(shí)順利地在導(dǎo)料板之間送進(jìn)，并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙。
當(dāng)用孔定距時(shí)，可按下式計(jì)算
條料寬度 B-Δ=(Dmax+2a)-Δ
=(60+2×2.8) -0.5 =65.6-0.5 mm
式中 B——條料的寬度（mm）；
Dmax——沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）；
a——側(cè)搭邊值；
Δ——條料寬度的單向（負(fù)向）公差；
剪切條料寬度偏差Δ=0.5, 因此B=65.6-0.5 。
4.2.材料利用率的計(jì)算
一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率η為
η=nF/Bs×100%
η=1×616.99/13.5×65.6×100%=69.67%
式中 F——一個(gè)步距內(nèi)沖裁件面積（包括沖出的小孔在內(nèi)）；
n——一個(gè)步距內(nèi)沖裁件數(shù)目；
B——條料寬度（mm）；
s——步距；
5、確定總沖壓力和選用壓力機(jī)及計(jì)算壓力中心
5.1.沖壓力
沖壓力是指沖裁力、卸料力、推件力和頂件力的總稱。
5.1.1.沖裁力的計(jì)算
平刃口沖裁力可按下式計(jì)算
落料力計(jì)算
F=KLδτ
F=1.3×152.17×2.5×380=187929.95N
=187.93KN
式中 F——沖裁力（N）；
L——沖裁件周邊長(zhǎng)度（mm）；152.17
τ——材料抗剪強(qiáng)度（MPa）；310-380MP
δ——材料厚度；(mm)；2.5
K——系數(shù)，通常K=1.3；
沖圓孔力計(jì)算
F=nKLδτ
F=1×1.3×3.14×4×2.5×380=15511.6N
=15.51KN
5.1.2.卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算
生產(chǎn)中常用下列公式計(jì)算
F卸=K卸F落
=0.045×187.93=8.46KN
F退=K退F沖
=0.05×15.51=0.78KN
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落+F沖+F卸+F頂=187.93+15.51+8.46+0.78=212.68KN
5.2.壓力中心的計(jì)算
采用解析法求壓力中心，求XG，YG
建立坐標(biāo)系如下圖：
F1——沖孔力 F1=Ltσb , 得F1=15.51KN
F2——落料力 F2=Ltσb , 得F2=187.93KN
Y1——F1到X軸的力臂 Y1=-7.5
X1——F1到Y(jié)軸的力臂 X1=0
Y2——F2到X軸的力臂 Y2=0
X2——F2到Y(jié)軸的力臂 X2=0
根據(jù)合力距定理：
YG = （Y1F1+Y2F2）/（F1+F2）
YG——F沖壓力到X軸的力臂；YG=-0.5
XG = （X1F1+X2F2）/（F1+F2）
XG——F沖壓力到Y(jié)軸的力臂；XG=0
5.3.壓力機(jī)的選用
初步確定壓力機(jī)的型號(hào)：
F公稱≥F總
因此選擇壓力機(jī)的型號(hào)為：J23—63壓力機(jī)
型號(hào)為J23—63壓力機(jī)的基本參數(shù)如：（表一）
公稱壓力/KN
630
墊板尺寸/mm
滑塊行程/mm
270
直徑80
滑塊行程次數(shù)/（次/min）
22
模柄孔尺寸/mm
直徑60
深度80
最小封閉高度/mm
190
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
20°
工作臺(tái)尺寸/mm
前后450
左右400
6、凸、凹模刃口尺寸計(jì)算
6.1.凸、凹模刃口尺寸計(jì)算原則
設(shè)計(jì)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(jì)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(gè)。沖裁過(guò)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(duì)垂直于凹模平面，而且間隙也不會(huì)絕對(duì)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。
根據(jù)沖模在使用過(guò)程中的磨損規(guī)律，設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取接近或等于零件的最小極限尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸?；境叽鐒t取接近或等于沖孔件的最大極限尺寸。按沖件精度和模具可能磨損程度，凸、凹模磨損留量在公差范圍內(nèi)的0.5-1.0之間。磨損量用xΔ表示，其中Δ為沖件的公差值，x為磨損系數(shù)，其值在0.5-1.0之間，與沖件制造精度有關(guān)，可按下列關(guān)系選取：零件精度IT10以上 X=1; 零件精度IT11- IT13 X=0.75; 零件精度IT14 X=0.5 。
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(shí)，一般沖模精度較零件高3-4級(jí)。對(duì)于形狀簡(jiǎn)單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按IT6- IT7級(jí)選??；對(duì)于形狀復(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(lái)選??；對(duì)于刃口尺寸磨損后無(wú)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(jí)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(wú)變化的尺寸除外。
6.2.凸、凹模刃口尺寸計(jì)算方法
6.2.1.凸模和凹模分開加工
這種方法主要適用于圓形或簡(jiǎn)單刃口。設(shè)計(jì)時(shí)，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
6.2.2.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?；蛲鼓Ｆ渲幸粋€(gè)，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(shí)還能大大簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)模具的繪圖工作。目前，工廠對(duì)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(lái)設(shè)計(jì)制造。
沖孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式計(jì)算：
沖孔時(shí) dp=(dmin+XΔ)- δp
落料時(shí) Dp=(Dmax-XΔ -Zmin)- δp
孔心距 Lp=L±δp’
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(duì)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：Aj1=(Amax-XΔ)+ Δ/4
=60-0.5×0.04=59.98+0.02;
Aj2=(Amax-XΔ)+ Δ/4
=18-0.5×0.04=17.98+0.02;
Aj3=(Amax-XΔ)+ Δ/4
=11-0.5×0.04=10.98+0.02;
Aj4=(Amax-XΔ)+ Δ/4
=8-0.5×0.04=7.98+0.02;
Aj5=(Amax-XΔ)+ Δ/4
=5-0.5×0.04=4.98+0.02;
Aj6=(Amax-XΔ)+ Δ/4
=2-0.5×0.04=1.98+0.02;
Aj7=(Amax-XΔ)+ Δ/4
=4-0.5×0.04=3.98+0.02;
落料凸模尺寸：Ah1=(Aj1-2Z)+ Δ/4
=60-2×0.10=59.80+0.02;
Ah2=(Aj2-2Z)+ Δ/4
=18-2×0.10=17.80+0.02;
Ah3=(Aj3-2Z)+ Δ/4
=11-2×0.10=10.80+0.02;
Ah4=(Aj4+Z)+ Δ/4
=8+0.10=8.10+0.02;
Ah5=(Aj5-Z)+ Δ/4
=5-0.10=4.90+0.02;
Ah6=(Aj6-Z)+ Δ/4
=2-0.10=1.90+0.02;
Ah7=(Aj7-Z)+ Δ/4
=4-0.10=3.90+0.02;
沖孔凸模尺寸：Bj1=(Amin1+XΔ)- Δ/4
=4+0.5×0.04=4.02-0.02
沖孔凹模尺寸：Bh1=(Bj1+2Z)- Δ/4
=4+2×0.10=4.2-0.02
兩孔中心距離7.5尺寸不變。
7、模具整體結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)
落料沖孔模結(jié)構(gòu)形式：
下模采用彈壓卸料裝置，上模采用借力打力的方法，用打料桿進(jìn)行打料的方法來(lái)卸料，整個(gè)模具結(jié)構(gòu)緊湊，簡(jiǎn)單，容易加工和裝配，調(diào)試也方便。
8、模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
8.1.凸凹模的設(shè)計(jì)
材料：Cr12Mov
硬度：58～62HRC
（如圖），與固定板過(guò)盈配合，與卸料板間隙配合，與下模板用螺釘固定。
8.2.落料凹模的設(shè)計(jì)
因制件形狀簡(jiǎn)單，總體尺寸不大，選用整體式方形凹模較為合理。選用Cr12MoV為凹模材料。凹模周界 由《冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》得出凹模周界的計(jì)算公式 厚度H=Kb（≥15mm）
式中：b——沖裁件的最大外形尺寸，b=60
K——系數(shù)，查表得K=0.48
則 H=0.48×60=28.8mm
凹模壁厚c=（1.0~1.5）H（≥30~40mm）=28.8~43.2mm
本設(shè)計(jì)中取c=40mm
由《模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表5-43圓形凹模標(biāo)準(zhǔn)可查到較為靠近的凹模周界尺寸為140×120。硬度：58～62HRC，（如圖）
確定其他零件的尺寸參數(shù)
由《模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表5-4，可得復(fù)合模的典型組合尺寸140×120（單位為mm）（JB/T8066.1—1995）。而由此典型組合標(biāo)準(zhǔn)，即可方便的確定其他沖模零件的數(shù)量、尺寸及主要參數(shù)。
其零件參數(shù)如下表所示：
凹模周界
凸凹模長(zhǎng)度
配用模架閉合高度H
孔距尺寸
最小
最大
S
S1
S2
S3
140×120
50
189
210
零件名稱及標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)
墊板
凸模固定板
凹模
卸料板
凸凹模固定板
墊板
140×120×8
140×120×15
140×120×35
140×120×15
140×120×15
140×120×8
螺釘
圓柱銷
卸料螺釘
樹脂
螺釘
圓柱銷
圓柱銷
M8×60
φ8×50
M8×60
M10×60
φ8×60
φ10×60
8.3.選擇標(biāo)準(zhǔn)模架
由凹模周界尺寸及模架閉合高度在180~215mm之間，查《模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表5-7選用標(biāo)準(zhǔn)模架：16號(hào)后側(cè)導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架。
8.4.卸料、壓邊彈性元件的確定
沖壓工藝中常用的彈性元件有彈簧和橡膠，但是由于這副模具所需的卸料力較大，如果選用彈簧，即使使用8個(gè)彈簧，每個(gè)彈簧所承擔(dān)的負(fù)荷也將達(dá)到F預(yù)=F卸/n=8460/8N=1057.5N。同時(shí)由于這是一落料模，產(chǎn)品材料厚度較大，模具的行程較大，也給彈簧的選用帶來(lái)困難。即使試用了彈簧，也勢(shì)必造成為了安裝彈簧而選用較大的模架。因此我們選用橡膠作為卸料的彈性元件。
1、確定卸料橡膠
（1）確定橡膠的自由高度H自，由《模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表3-9得：
H自=L工/0.25~0.30+h修模
L工 ——沖模的的工作行程（mm）.對(duì)沖裁模而言，L工=t+1
h修?！A(yù)留的修模量
式中，L工為模具的工作行程再加1~3mm。本模具的工作行程為產(chǎn)品的厚度加2.5mm。故L工=3.5mm，h修模的取值范圍為4~6mm，在這取中間值4mm。
H自=（3.5/0.3+4）mm=15.667mm
（2）確定L預(yù)和H裝。由表3-9可得如下計(jì)算公式：
L預(yù)——橡膠的預(yù)壓縮量
H裝——沖模裝配好以后橡膠的高度
L預(yù)=（0.1~0.15）H自=0.1×15mm=1.5mm≈2mm
H裝=H自-L預(yù)=（15-2）mm=13mm
（3）確定橡膠橫截面積A（ mm2）
A=F/q
F——所需的彈壓力
q——橡膠在與壓縮狀態(tài)下的單位壓力
F由前可知為F=8460N，q=0.26~0.70Mpa。在這里由于根據(jù)模具的行程，取q=0.6Mpa
則
A=8460/0.7mm2=12085mm2
（3） 核算橡膠的安裝空間：可以安裝橡膠的空間可按凹模外形表面積與凸凹模地步面積之差的90%估算。經(jīng)計(jì)算A=140×120-617=16183mm2，則可以安裝橡膠的面積為S=14564.7mm2，大于所需橡膠面積，因此足以安裝橡膠的需要。
9、模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
9.1.模具類形的選擇
由沖壓工藝分析和設(shè)計(jì)目的、要求以及從經(jīng)濟(jì)方面考慮，本套模具倒裝落料沖孔復(fù)合模。工序簡(jiǎn)單，模具結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，到模具計(jì)算尺寸復(fù)雜。
9.2.定位方式的選擇
該模具活動(dòng)部件采用導(dǎo)柱導(dǎo)套定位，固定部件采用銷釘定位。
9.3.卸料、出件方式的選擇
根據(jù)模具沖壓的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)以及推件力的大小,該模具采用彈壓卸料方式比較方便，因?yàn)楣ぜ虾駷?.5mm。利用剛性打料裝置頂出模具零件，從而把產(chǎn)品頂出，即安全又可靠。
9.4.導(dǎo)柱、導(dǎo)套位置的確定
為了提高模具的壽命和工件質(zhì)量，方便安裝、調(diào)整、維修模具，該簡(jiǎn)單模采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。其導(dǎo)柱和導(dǎo)套則根據(jù)所選定的模架按標(biāo)準(zhǔn)選取。
10、模具的動(dòng)作原理
本模具（裝配圖如圖所示）在一次行程過(guò)程中完成制件的落料，沖孔兩道工序的全部工作：
在壓力機(jī)滑塊下行前，卸料板需要用高出凸模1-2毫米。
當(dāng)壓力滑塊下行時(shí)，毛坯料被壓在凹模與卸料板之間，繼續(xù)下行，毛坯料被凸模和凹模，沖頭和凸模之間的小間隙沖壓成出產(chǎn)品。完全將產(chǎn)品切開后，沖床滑塊到最低點(diǎn)，壓力滑塊上行，卸料板將廢料頂出，產(chǎn)品在凹模，上?；阶罡唿c(diǎn)時(shí)，沖床打料將產(chǎn)品打下。完成一次沖壓工序。
本次設(shè)計(jì)的落料沖孔模，在壓力機(jī)的一次行程中，經(jīng)一次送料定位，在模具的同一部位同時(shí)完成兩道工序,其沖裁件的相互位置精度高,對(duì)條料的定位精度也比較高，因?yàn)樾枰脤?dǎo)料板對(duì)條料寬度進(jìn)行導(dǎo)向。沖壓件精度高, 可以很好的保證工件的形狀和尺寸精度,模具結(jié)構(gòu)較一般,制造精度要求比較高,制造周期短,價(jià)格相對(duì)較低，節(jié)約了成本。工序較集中排除了半成品搬運(yùn)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。這種模具適用于生產(chǎn)批量大,精度要求高,內(nèi)外形尺寸差較大的沖裁件。這樣操作方便，生產(chǎn)效率提高很多。
所選的模架螺釘?shù)攘慵际菑臉?biāo)準(zhǔn)件中選取,這樣可有效的降低成本。
設(shè)計(jì)小結(jié)
通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，在理論知識(shí)的指導(dǎo)下，結(jié)合認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所獲得的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在老師和同學(xué)的幫助下，認(rèn)真獨(dú)立地完成了本次課程設(shè)計(jì)。在本次設(shè)計(jì)的過(guò)程中，通過(guò)自己實(shí)際的操作計(jì)算，我對(duì)以前所學(xué)過(guò)的專業(yè)知識(shí)有了更進(jìn)一步、更深刻的認(rèn)識(shí)，能夠把自己所學(xué)的知識(shí)比較系統(tǒng)的聯(lián)系起來(lái)。同時(shí)也認(rèn)識(shí)到了自己的不足之處。到此時(shí)才深刻體會(huì)到，以前所學(xué)的專業(yè)知識(shí)還是有用的，而且都是模具設(shè)計(jì)與制造最基礎(chǔ)、最根本的知識(shí)。
總之，通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)的鍛煉，使我對(duì)模具設(shè)計(jì)與模具制造的整個(gè)過(guò)程都有了比較深刻的認(rèn)識(shí)和全面的掌握。使我接受了一個(gè)模具專業(yè)的課程生應(yīng)該有的鍛煉和考查。我很感謝學(xué)校和各位老師給我這次鍛煉機(jī)會(huì)。我是認(rèn)認(rèn)真真的做完這次課程設(shè)計(jì)的，也應(yīng)該認(rèn)認(rèn)真真的完成我大學(xué)三年里最后也是最重要的一次設(shè)計(jì)。但是由于水平有限，錯(cuò)誤和不足之處再所難免，懇請(qǐng)各位指導(dǎo)老師批評(píng)指正，不勝感激。
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