喜歡就充值下載吧。資源目錄里展示的全都有，下載后全都有，CAD圖紙均為可自行編輯，有疑問咨詢QQ:1304139763
==================
喜歡就充值下載吧。資源目錄里展示的全都有，下載后全都有，CAD圖紙均為可自行編輯，有疑問咨詢QQ:1304139763
==================
XXXX學院
畢業(yè)設計說明書
作 者： 學 號：
學院（系、部）：
專 業(yè)：
題 目： 墊片沖壓工藝與模具設計
指導者：
評閱者：
2016 年4 月
本科畢業(yè)設計論文（說明書）
誠 信 承 諾 書
本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計 墊片沖壓工藝與模具設計 是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果，其內容除了在畢業(yè)設計中特別加以標注引用，表示致謝的內容外，本畢業(yè)設計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 號：
作者姓名：
2016 年 4 月 18 日
40
- -
摘 要
隨著模具制造的技能化逐步向科學化發(fā)展，逐漸由以前手動方式發(fā)展為利用軟件等高科技方式來輔助設計的完成，冷沖模是其中的一種。
畢業(yè)設計是在模具專業(yè)理論教學之后進行的實踐性教學環(huán)節(jié)。是對所學知識的一次總檢驗，是走向工作崗位前的一次實戰(zhàn)演習。其目的是，綜合運用所學畢業(yè)的理論和實踐知識,設計一副完整的模具訓練、培養(yǎng)和提高自己的工作能力。鞏固和擴充模具專業(yè)畢業(yè)所學內容，掌握模具設計與制造的方法、步驟和相關技術規(guī)范。熟練查閱相關技術資料。掌握模具設計與制造的基本技能，如制件工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計算、加工設備選定、制造工藝、收集和查閱設計資料，繪圖及編寫設計技術文件等。
本次設計是在指導老師認真、耐心的指導下，對模具的經濟性、模具的壽命、生產周期、及生產成本等指標下進行全面、仔細的分析下而進行設計的。在此，我表示衷心的感謝他們對我的教誨。
沖模是模具設計與制造專業(yè)的主要專業(yè)畢業(yè)之一。它具有很強的實踐性和綜合性，通過學習這門畢業(yè)，使我對沖壓模具有了新的認識，從中也學到了不少知識，激發(fā)了我對沖壓模具的愛好。
關鍵詞：
工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計算、加工設備選定、制造工藝、收集和查閱設計資料，繪圖及編寫設計技術文件等。
目 錄
摘 要 I
第一章、緒 論 4
1.1.模具分析 4
1.2.畢業(yè)設計的意義 6
第二章、零件的工藝分析和工藝方案的確定 7
2.1.沖壓件的工藝分析 7
2.2.確定工藝方案及模具的結構形式 9
2.3.排樣、計算條料寬度及步距的確定 9
2.3.1.制件排樣圖設計原則 9
2.3.2.搭邊值的確定 9
2.3.3.條料寬度的確定 10
2.3.4.定位銷間距的確定 11
2.3.5.排樣 11
2.3.6.材料利用率的計算與比較： 12
第三章、沖裁力的計算 14
3.1.計算沖裁力的公式 14
3.2.總沖裁力、卸料力、推料力和總沖壓力 14
3.2.1.總沖裁力 14
3.2.2.卸料力Fx的計算 15
3.2.3.頂料力Ft的計算 15
3.2.4.總的沖壓力的計算 16
第四章、模具壓力中心與計算 17
第五章、沖裁模間隙的確定 18
第六章、刃口尺寸的計算 20
6.1.刃口尺寸計算的基本原則 20
6.2.刃口尺寸的計算 20
6.3.計算凸、凹模刃口的尺寸 21
6.4.沖裁刃口高度 23
第六章、模具總體結構設計 24
6.1.模具類形的選擇 24
6.2.定位方式的選擇 24
6.3.卸料、出件方式的選擇 24
6.4.導柱、導套位置的確定 24
第七章、主要零部件的設計 25
7.1.工作零件的結構設計 25
7.1.1.凹模的設計 25
7.1.2.外形凸模的設計 26
7.2.模架及其它零件的設計 27
7.2.1.支撐固定零件 27
7.2.2.卸料零件 29
7.2.3.定位零件 29
7.2.4.卸料螺釘 30
7.2.5.導向裝置 30
7.2.6.模具的閉合高度 31
7.2.7.卸料、壓邊彈性元件的確定 31
第八章、壓力機的選擇 33
第九章、模具的裝配 34
第十章、模具的動作原理 35
結 論 36
參考文獻 37
第一章、緒 論
1.1.模具分析
模具主要類型有：沖模，鍛摸，塑料模，壓鑄模，粉末冶金模，玻璃模，橡膠模，陶瓷模等。除部分沖模以外的的上述各種模具都屬于腔型模，因為他們一般都是依靠三維的模具形腔是材料成型。
模具所涉及的工藝繁多，包括機械設計制造，塑料，橡膠加工，金屬材料，鑄造（凝固理論），塑性加工，玻璃等諸多學科和行業(yè)，是一個多學科的綜合，其復雜程度顯而易見。
沖壓模具的形式很多，一般可按以下幾個主要特征分類：
1．根據工藝性質分類
（1）沖裁模 沿封閉或敞開的輪廓線使材料產生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、剖切模等。
（2）彎曲模 使平板坯料沿著直線（彎曲模）產生彎曲變形，從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。
（3）拉抻模 是把平板坯料制成開口空心件，或使空心件進一步改變形狀和尺寸的模具。
（4）成形模 是將展開的形狀料或工序件按凸、凹模的形狀壓制成形，而材料僅產生局部塑性變形，這樣的模具。如擴口模、脹形模、縮口、起伏模、翻邊模、整形模等。
2．根據工序組合分類
（1）單工序模 一般只有一對凸、凹模，一道工序，在壓力機的一次作用行程中，只完成一道沖壓工序的模具。
（2）復合模 只有一個工位，在壓力機的一次行程中，在同一工位上同時完成兩道或兩道以上工序的模具。
（3）連續(xù)模 在毛坯的送進方向上，具有兩個或兩個以上的工位，在壓力機的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道以上工序的模具。連續(xù)模又稱級進模，或跳步模。
冷沖壓加工與其他加工方法相比，無論在技術方面，還是在經濟方面，都具有許多獨特的優(yōu)點。
隨著經濟的發(fā)展，沖壓技術應用范圍越來越廣泛，在國民經濟各部門中，幾乎都有沖壓加工生產，它不僅與整個機械行業(yè)密切相關，而且與人們的生活緊密相連。
由于沖壓工藝具有生產效率高、質量穩(wěn)定、成本低以及可加工復雜形狀工件等一系列優(yōu)點，在機械、汽車、輕工、國防、電機電器、家用電器，以及日常生活用品等行業(yè)應用非常廣泛，占有十分重要的地位。隨著工業(yè)產品的不斷發(fā)展和生產技術水平的不斷提高，沖壓模具作為個部門的重要基礎工藝裝備將起到越來越大的作用?？梢哉f，模具技術水平已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要指標。
目前國內模具技術人員短缺，要解決這樣的問題，關鍵在于職業(yè)培訓。我們做為踏入社會的當代學生，就應該掌握扎實的專業(yè)基礎，現在學好理論基礎。畢業(yè)設計是專業(yè)課程的理論學習和實踐之后的最后一個教學環(huán)節(jié)。希望能通過這次設計，能掌握模具設計的基本方法和基本理論。
利用模具加工，可以獲得其它加工方法所不能或難以制造的、形狀復雜的零件。
沖壓產品的尺寸精度是由模具保證的，所以質量穩(wěn)定，一般不需要再經過機械加工便可以使用。
沖壓加工一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣大量的切削材料，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約材料。沖壓產品的表面質量較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產的軋制板料或帶料，在沖壓過程中材料表面不受破壞。
因此，沖壓工藝是一種產品質量好而且成本低的加工工藝。用它生產的產品一般還具有重量輕且剛性好的特點。
沖壓加工在汽車、拖拉機、電機、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產品以及航空、航天和兵工等的生產方面占據十分重要的地位。現代各種先進工業(yè)化國家的沖壓生產都是十分發(fā)達的。在我國的現代化建設進程中，沖壓生產占有重要的地位。
當今，隨著科學技術的發(fā)展，沖壓工藝技術也在不斷革新和發(fā)展，這些革新和發(fā)展主要表現在以下幾個方面：
（1）工藝分析計算方法的現代化
（2）模具設計及制造技術的現代化
（3）沖壓生產的機械化和自動化
（4）新的成型工藝以及技術的出現
（5）不斷改進板料的性能，以提高其成型能力和使用效果。
1.2.畢業(yè)設計的意義
畢業(yè)設計是一種綜合性的訓練，也是一個重要的專業(yè)實訓環(huán)節(jié)，它綜合性強，應用知識面寬。隨著社會主義市場經濟的不斷發(fā)展，工業(yè)產品增多，產品更新?lián)Q代加快，市場競爭激烈。模具作為一種工具已廣泛地應用在各行各業(yè)之中。模具是現代化工業(yè)生產的重要工藝裝備。在國民經濟的各個工業(yè)部門都越來越多地依靠模具來進行生產加工。模具已成為國民經濟的基礎工業(yè)。模具已成為當代工業(yè)的重要手段和工藝發(fā)展方向之一?，F代工業(yè)產品的品種和生產效益的提高，在很大程度上取決于模具的發(fā)展和技術經濟水平。
為了更進一步加強我們的設計能力，鞏固所學的專業(yè)知識，在畢業(yè)之際，特安排了此次的畢業(yè)設計。畢業(yè)計也是我們專業(yè)在學完基礎理論課，技術基礎課和專業(yè)課的基礎上，所設置的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。
本次設計的目的：
一、 綜合運用本專業(yè)所學的理論與生產實際知識，進行一次沖壓模設計的實際訓練，從而提高我們獨立工作能力。
二、 鞏固復習三年以來所學的各門學科的知識，以致能融貫通，進一步了解從模具設計到模具制造整個工藝流程。
三、 掌握模具設計的基本技能，如計算、繪圖、查閱設計資料和手冊，熟悉標準和規(guī)范等。
由于本人設計水平有限，經驗不足，錯誤難免，敬請老師批評、指導，不勝感激。
第二章、零件的工藝分析和工藝方案的確定
2.1.沖壓件的工藝分析
圖2—1 零件圖
如圖2—1所示零件圖。
生產批量：大批量；
材料：10#；
厚度：0.8mm；
產品所用的材料為10#鋼,屬于優(yōu)質碳素結構鋼，其塑性、韌性很好，易冷熱加工成形，正火或冷加工后切削加工性能好，焊接性優(yōu)良，無回火脆性，淬透性和淬硬性均差。
制造要求受力不大、韌性高的零件，如汽車車身、貯器、深沖壓器皿、管子、墊片等，可用作冷軋、冷沖、冷鐓、冷彎、熱軋等工藝成形，也可用作心部強度不高的滲碳件、碳氮共滲件等。
其化學成分如下：
含碳 C ：0.07～0.14%
含硅 Si：0.17～0.37%
含錳 Mn：0.35～0.65%
含硫 S ：允許殘余含量≤0.035%
含磷 P ：允許殘余含量≤0.035%
含鉻 Cr：≤0.15%
含鎳 Ni：允許殘余含量≤0.25%
含銅 Cu：允許殘余含量≤0.25%
其力學性能如下：
抗剪強度：τ=260～360Mpa,
抗拉強度：σb=300～440Mpa,
屈服強度：σs=210Mpa，
伸長率：29%，
根據（《冷沖壓工藝與模具設計》P322），零件圖上未注公差等級，屬自由尺寸，按IT14級確定工件尺寸的公差.該制件形狀簡單，尺寸較小，厚度一般，屬于普通沖壓件，但有幾點應該注意：
①該沖裁件的材料，具有較好的可沖壓性能。
②由于板料厚度一般，且在各個轉角出均有圓角過渡，比較適合沖裁。
③有一定的生產批量，應重視模具材料的選擇和模具結構的確定，保證模具的壽命。
④制件較小，從安全考慮，要采取適當的取件方式，模具結構上設計好推件和取件方式。
從產品形狀看，產品四周為清角，就是直角，這樣設計模具時，凹模熱處理后加工時容易開裂，為便于模具的加工和減少沖壓時在尖角處開裂的現象，同時也可以防止尖角部位刃口的過快磨損，尖角處需要增加過渡R角，在加工時可以消除應力集中。本次設計的課題根據產品材料厚度0.8mm，建議增加R1的過渡圓弧。
2.2.確定工藝方案及模具的結構形式
根據制件的工藝分析，其基本工序有落料工序，所以只需要設計單工序模具即可。單工序模具結構簡單，維修方便，生產效率高，工人勞動強度低，單模又分倒裝結構和正裝結構，本次設計選擇正裝落料模，上下模采用彈性卸料裝置最為合適。
2.3.排樣、計算條料寬度及步距的確定
2.3.1.制件排樣圖設計原則
排樣時需考慮如下原則：
提高材料利用率（不影響沖件使用性能前提下，還可適當改變沖件的形狀）
合理排樣方法使操作方便，勞動強度低且安全。
模具結構簡單、壽命長。
保證沖件的質量和沖件對板料纖維方向的要求。
2.3.2.搭邊值的確定
排樣時零件之間以及零件與條料側邊之間留下的工藝余料，稱為搭邊。搭邊的作用是補償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質量和送料方便。搭邊過大，浪費材料。搭邊過小，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖件毛刺，有時還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命?；蛴绊懰土瞎ぷ?。
搭邊值通常由經驗確定，表所列搭邊值為普通沖裁時經驗數據之一。
表2—2 搭邊a和a1數值
材料厚度
圓件或類似圓件的工件
矩形工件邊長L≤50mm
矩形工件邊長L＞50mm
工件間a1
沿邊a
工件間a1
沿邊a
工件間a1
沿邊a
＜ 0.25
0.25~0.5
0.5~1.0
1.0~1.5
1.5~2.0
2.0~2.5
2.5~3.0
3.0~3.5
3.5~4.0
4.0~5.0
5.0~12
1.0
0.8
0.8
1.0
1.2
1.5
1.8
2.2
2.5
3.0
0.6t
1.2
1.0
1.0
1.3
1.5
1.8
2.2
2.5
3.0
3.5
0.7t
2.2
1.8
1.2
1.2
1.5
2.0
2.2
2.5
2.5
3.5
0.7t
2.5
2.0
1.5
1.5
1.8
2.2
2.5
2.8
3.2
4.0
0.8t
1.5~2.5
2.2
1.8
1.5
1.8
2.2
2.5
2.8
3.2
4.0
0.8t
1.8~2.6
2.5
2.0
1.8
2.0
2.5
2.8
3.2
3.5
4.5
0.9t
搭邊值是廢料，所以應盡量取小，但過小的搭邊值容易擠進凹模，增加刃口磨損表2—2給出了鋼（WC0.05%～0.25%）的搭邊值。
該制件是方形工件，根據尺寸從表2—2中查出：兩制件之間的搭邊值a1=1.2（mm），側搭邊值a=1.5(mm)。
2.3.3.條料寬度的確定
計算條料寬度有三種情況需要考慮；
有側壓裝置時條料的寬度。
無側壓裝置時條料的寬度。
有定距側刃時條料的寬度。有定距側刃時條料的寬度。
有側壓裝置的模具，能使條料始終沿著定位銷送進。
條料寬度公式：
B0-△=（Dmax+2a） 公式（2—1）
其中條料寬度偏差上偏差為0，下偏差為—△，見表2—3條料寬度偏差。
D ——條料寬度方向沖裁件的最大尺寸。
a——側搭邊值。
查表2—3條料寬度偏差為0.3
根據公式2 —3 B0-△=（Dmax+2a）
=（44+2×1.5）0-0.30
=470-0.30
表2—3 條料寬度公差(mm)
條料寬度
B/mm
材料厚度t/mm
～0.5
>0.5～1
>1～2
～20
0.05
0.08
0.10
>20～30
0.08
0.10
0.15
>30～50
0.10
0.15
0.20
>50～80
0.20
0.25
0.30
>80～100
0.30
0.35
0.40
2.3.4.定位銷間距的確定
定位銷間距離公式：
A=B+Z 公式（2—4）
Z——定位銷與條料之間的最小間隙（mm）；
查表2—4得Z=1.2mm
從產品形狀看，類似正方形，可以選擇直排樣的方法，提高材料利用率，根據公式2—4 A= B+Z，確保產品側面的搭邊為1-2mm，所以
A=40+1.2=41.2（mm）
表2—4 定位銷與條料之間的最小間隙Zmin（mm）
材料厚度t/mm
有 側 壓 裝 置
條 料 寬 度B/mm
100以下
100以上
~0.5
0.5~1
1~2
2~3
3~4
4~5
5
5
5
5
5
5
8
8
8
8
8
8
2.3.5.排樣
根據材料經濟利用程度，排樣方法可以分為有廢料、少廢料和無廢料排樣三種，根據制件在條料上的布置形式，排樣有可以分為直排、斜排、對排、混合排、多排等多重形式。
采用少、無廢料排樣法，材料利用率高，不但有利于一次沖程獲得多個制件，而且可以簡化模具結構，降低沖裁力，但是，因條料本身的公差以及條料導向與定位所產生的誤差的影響，所以模具沖裁件的公差等級較低。同時，因模具單面受力（單邊切斷時），不但會加劇模具的磨損，降低模具的壽命，而且也直接影響到沖裁件的斷面質量。
由于設計的零件是方形零件，外形規(guī)則，根據以上分析，通過以下計算方法選擇合理的裁法。
2.3.6.材料利用率的計算與比較：
采用直排樣法：
沖裁零件的面積為：
F= 1663.14(mm2)
毛坯規(guī)格為：1250×1000（mm）。
送料步距為：h=41.2
一個步距內的材料利用率為：
n11=(nF/Bh)×100%
n為一個步距內沖件的個數。
n11=(nF/Bh)×100%
=（1×1663.14/47×41.2）×100%
=85.88%
橫裁時的條料數為：
n1 =1000/B
=1000/47
=21.276 可沖21條，
每條件數為：
n2 =(1250-a)/h
=(1250-1.2)/41.2
=30.31 可沖30件，
板料可沖總件數為：
n=n1×n2=21×30=630(件)
板料利用率為：
n12=(nF/1250×1000)
=(630×1663.14/1250×1000) ×100%
=83.82%
縱裁時的條料數為：
n1=1250/B
=1250/47
=26.5957 可沖26條，
每條件數為：
n2=(1000-a)/h
=(1000-1.2)/41.2
=24.24 可沖24件，
板料可沖總件數為：
n= n1×n2=26×24=624（件）
板料的利用率為：
n12=(nF/1250×1000)
=(624×1663.14/1250×1000) ×100%
=83.02%
通過比較，縱裁比橫裁的材料利用率小，所以該零件采用橫裁法。
圖2—2 排樣圖
第三章、沖裁力的計算
3.1.計算沖裁力的公式
計算沖裁力是為了選擇合適的壓力機，設計模具和檢驗模具的強度，壓力機的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力F p一般可以按下式計算：
Fp=KptLτ 公式（3—1）
式中 τ——材料抗剪強度，見附表（MPa）；
L——沖裁周邊總長（mm）；
t——材料厚度（mm）;
系數Kp是考慮到沖裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動（數值的變化或分布不均），潤滑情況，材料力學性能與厚度公差的變化等因數而設置的安全系數Kp，一般取1~3。當查不到抗剪強度τ時，可以用抗拉強度σb代替τ，而取Kp=1的近似計算法計算。
根據常用金屬沖壓材料的力學性能查出10#鋼的抗剪強度為260-340(MPa)，取τ=340(MPa)
3.2.總沖裁力、卸料力、推料力和總沖壓力
由于沖裁模具采用彈性卸料裝置和自然落料方式。
總的沖裁力包括:
F——總沖壓力。
Fp——總沖裁力。
FQ——卸料力
FQ1——推料力。
3.2.1.總沖裁力
Fp=F1+F2 公式(3—2)
F1——落料時的沖裁力。
F2——沖孔時的沖裁力.
落料時的周邊長度為：L1=178.28（mm），CAD計算
根據公式5—1 F1=KptLτ
=1.3×0.8×178.28×340
=63039.808（N）
=63.04(KN)
表3—1 卸料力、推件力和頂件力系數
料厚t/mm
Kx
Kt
Kd
鋼
≤0.1
＞0.1~0.5
＞0.5~2.5
＞2.5~6.5
＞6.5
0.065~0.075
0.045~0.055
0.04~0.05
0.03~0.04
0.02~0.03
0.1
0.063
0.055
0.045
0.025
0.14
0.08
0.06
0.05
0.03
鋁、鋁合金
純銅，黃銅
0.025~0.08
0.02~0.06
0.03~0.07
0.03~0.09
對于表中的數據，厚的材料取小值，薄材料取大值。
3.2.2.卸料力Fx的計算
Fx=Kx Fp 公式(3—3)
Kx——卸料力系數。
查表3—1得KＸ＝0.04~0.05，取KＸ＝0.05
根據公式3—3 Fx=KＸ Fp
＝0.05×63.04
≈3.152(KN)
3.2.3.頂料力Ft的計算
Fd=KdFp 公式(3—4)
Kt——推料力系數。
查表3—1得Kt＝0.06,
根據公式3—4 Ft=KtFp
=0.06×63.04
≈3.78(KN)
3.2.4.總的沖壓力的計算
根據模具結構總的沖壓力：F=Fp+Fx+Fd
F=Fp+Fx+Fd
=63.04+3.152+3.78
=69.972(KN)
根據總的沖壓力，初選壓力機為：開式雙柱可傾壓力機J23—16。
第四章、模具壓力中心與計算
模具壓力中心是指本次設計所有壓力合力的作用點位置，為了確保壓力機和模具能正常工作，應盡量使沖模的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合，或者說在壓力機上工作臺中心的一定的范圍內。否則，會使沖模和壓力機滑塊產生偏心載荷，使滑塊和導軌間產生過大磨擦，模具導向零件加速磨損，降低了模具和壓力機的使用壽命。
模具的壓力中心，可安以下原則來確定：
1、對稱零件的單個沖裁件，沖模的壓力中心為沖裁件的幾何中心。
2、工件形狀 相同且分布對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。
3、各分力對某坐標軸的力矩之代數和等于諸力的合力對該軸的力矩。求出合力作用點的坐標位置0，0（x=0,y=0），即為所求模具的壓力中心。
Xo=L1X1+L2X2+……LnXn/L1+L2+……Ln
Yo=L1Y1+L2Y2+……LnYn/L1+L2+……Ln
由于該零件是一個方形圖形，外形規(guī)則，屬于對稱中心零件，所以該零件的壓力中心在圖形的幾何中心O處。
第五章、沖裁模間隙的確定
設計落料模先確定凹模刃口尺寸，以凹模為基準，間隙取在凸模上；設計沖孔模先確定凸模刃口尺寸，以凸模為基準，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，磨檫越嚴重。在實際生產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。
沖裁間隙對沖裁力的影響：
雖然沖裁力隨沖裁間隙的增大有一定程度的降低，但是當單邊間隙介于材料厚度 5%~20%范圍時，沖裁力的降低并不明顯（僅降低5%~10%左右）。因此，在正常情況下，間隙對沖裁力的影響不大。
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×ΑＲ话惝攩芜呴g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。
通過以上分析可以看出，沖裁間隙對斷面質量、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值，能同時滿足斷面質量最佳，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。在沖壓的實際生產過程中，間隙的選用主要考慮沖裁件斷面質量和模具壽命這兩個方面的主要因素。但許多研究結果表明，能夠保證良好的沖裁件斷面質量的間隙數值和可以獲得較高的沖模壽命的間隙數值也是不一致的。一般說來，當對沖裁件斷面質量要求較高時，應選取較小的間隙值，而當對沖裁件的質量要求不是很高時，則應適當地加大間隙值以利于提高沖模的使用壽命。
根據沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設計落料模時，凹?；境叽鐟〗咏虻扔诹慵淖钚O限尺寸；設計沖孔模時，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，其值在0.5-1.0之間，與沖件制造精度有關，可按下列關系選取：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，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谛螤顝碗s的刃口尺寸制造偏差可按零件相應部位公差值的1/4來選?。粚τ谌锌诔叽缒p后無變化的制造偏差值可取沖件相應部位公差值的1/8并冠以（±）；若零件沒有標注公差，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按“入體”原則標注單向公差，即：落料件上偏差為零，只標注下偏差；沖孔件下偏差為零，只標注上偏差。如果零件公差是依雙向偏差標注的，則應換算成單向標注。磨損后無變化的尺寸除外。
設計模具時一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質量、尺寸精度滿足產品的要求，所需沖裁力小、模具壽命高，但分別從質量，沖裁力、模具壽命等方面的要求確定的合理間隙并不是同一個數值，只是彼此接近?？紤]到制造中的偏差及使用中的磨損、生產中通常只選擇一個適當的范圍作為合理間隙，只要間隙在這個范圍內，就可以沖出良好的制件，這個范圍的最小值稱為最小合理間隙Zmin，最大值稱為最大合理間隙Zmax。考慮到模具在使用過程中的磨損使間隙增大，故設計與制造新模具時要采用最小合理間隙值Zmin。
由于硬鋁與中碳剛的間隙取值是一樣的，所以硬鋁材料的間隙值與中碳剛的間隙取值一樣。
根據實用間隙表 5—1 查得材料10#鋼的最小雙面間隙Zmin=0.04mm，最大雙面間隙Zmax=0.09mm，本次設計取中間值Z=0.06mm。
第六章、刃口尺寸的計算
6.1.刃口尺寸計算的基本原則
沖裁件的尺寸精度主要取決與模具刃口的尺寸的精度，模具的合理間隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及制造公差，是設計沖裁模主要任務之一。
由此在決定模具刃口尺寸及其制造公差時需要考慮以下原則：
1、落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時的尺寸由凸模尺寸決定。故設計落料模時，以凹模為基準，間隙去在凹模上：設計沖孔模時，以凸模尺寸為基準，間隙去在凹模上。
2、考慮到沖裁中凸、凹模的磨損，設計落料凹模時，凹?；境叽鐟〕叽绻罘秶妮^小尺寸；設計沖孔模時，凹?；境叽鐟」ぜ壮叽绻罘秶妮^大尺寸。這樣在凸凹麼磨損到一定程度的情況下，仍能沖出合格的制件。凸凹模間隙則取最小合理間隙值。
3、確定沖模刃口制造公差時，應考慮制件的公差要求。如果對刃口精度要求過高（即制造公差過?。?，會使模具制造困能，增加成本，延長生產周期；如果對刃口要求過低（即制造公差過大）則生產出來的制件有可能不合格，會使模具的壽命降低。若工件沒有標注公差，則對于非圓形工件按國家“配合尺寸的公差數值”IT14級處理，沖模則可按IT11級制造；對于圓形工件可按IT17～IT9級制造模具。沖壓件的尺寸公差應按“入體”原則標注單項公差，落料件上偏差為零，下偏差為負；沖孔件上偏差為正，下偏差為零。
6.2.刃口尺寸的計算
沖裁模凹、凸模刃口尺寸有兩種計算和標注的方法，即分別加工和配作加工兩種方法。前者主要適用于圓形或簡單規(guī)則形狀的工件，后者主要適用于沖制薄材料的沖裁，或沖制復雜形狀工件的沖裁，或單件生產的沖模。
對于該工件形狀比較簡單，又是大批量生產，故采用分別加工法加工。設計時，需在圖紙上分別標注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。凸、凹模分別加工法的優(yōu)點是：凸、凹模具有互換性，制造周期短，便于成批制造。其缺點是為了保證初期間隙在合理范圍之內，需要采用較小的凸、凹模具制造公差才能滿足δp+δd≤Zmax-Zmin，所以對模具制造的要求較高。
6.3.計算凸、凹模刃口的尺寸
凸模與凹模采用分別加工的方法計算落料凸凹模的刃口尺寸。
1、落料模
設工件的尺寸為，根據設計原理，落料時以凹模為設計基準。首先確定凹模尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等于工件輪廓的最小極限尺寸，將凹模尺寸減小最小合理間隙值即得到凸模尺寸。其計算公式如下：
公式（6—1）
公式（6—2）
式中 Dd 、Dp — 落料凹模、凸模尺寸(mm)；
Dmax — 落料件的最大極限尺寸（mm）；
— 磨損系數；
△ — 工件的公差（mm）；
、 — 凹模、凸模的制造公差（mm）；
Zmin — 最小合理間隙（mm）。
2、沖孔模
設沖孔尺寸為，根據計算原則，沖孔時以凸模為設計基準。首先確定凸模尺寸，使凸模的基本尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸，將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得到凹模尺寸。其計算公式如下：
公式 （6—3）
公式 （6—4）
式中 、 — 沖孔凸模、凹模的尺寸（mm）；
— 沖孔件孔的最小極限尺寸（mm）。
3、孔心距
孔心距屬于模具刃口磨損后基本不變的尺寸。若工件上沖出孔心距尺寸為L±或L± ,其凹模型孔的孔心距可按下式確定：
或 公式（6—5）
式中 — 凹?？仔木喑叽纾╩m）：
— 工件孔心距尺寸（mm）。
為了保證初始間隙不超過，即，和選取必須通過校核滿足以下條件：
公式（6—6）
、值的確定，有以下方法：①查表選取，表為規(guī)則形狀沖裁時，凸、凹模的制造偏差；②按，選??；③根據工件精度按模具制造精度選取，如按IT6~IT7級來選取。
為了避免沖裁件尺寸偏向極限尺寸（落料時偏向最小尺寸，沖孔時偏向最大尺寸），x值在0.5~1之間，根據工件制造精度進行選取。
工件精度IT10以上 x=1
工件精度IT11~IT13 x=0.75
工件精度IT14 x=0.5
（一） 落料刃口尺寸計算
工件的尺寸均無公差要求，安國家標準IT12級公差要求處理。
根據襯板的落料零件圖，計算凸、凹模的刃口尺寸。考慮到零件形狀比較簡單，采用分別加工法加工凸、凹模。凹模磨損后其尺寸變化有三種情況, 落料時應以凹模的實際尺寸按間隙要求來配作凸模，沖孔時應以凸模的實際尺寸按間隙要求來配制凹模。
模具的基本尺寸計算如下：
該零件屬于無特殊要求的一般沖孔、落料。外形由落料獲得，3孔、φ67.5±0.2 由沖孔同時獲得。
查表5—1 的 ， ，則
（mm）
按工件等級為IT14級確定工件的公差。
設凸、凹模分別按IT6和IT7級加工制造，
則落料模尺寸：（根據公式6—1 和6—2 計算）
① 44+0-0.25
（mm）
（mm）
校核: ，滿足公差條件。
② 40+0-0.18
（mm）
（mm）
③ 38+0-0.24
（mm）
（mm）
④ 160-0.18
（mm）
（mm）
6.4.沖裁刃口高度
表6—1 刃口高度
料厚
≤0.5
＞0.5～1
＞1～2
＞2～4
＞4
刃口高度h
≤6
＞6～8
＞8～10
＞10～12
≥14
查表6—1，刃口高度為h＞6～8(mm),取h=3(mm) ，刃口高度小，不容易堵廢料。
第六章、模具總體結構設計
6.1.模具類形的選擇
由沖壓工藝分析和設計目的、要求以及從經濟方面考慮，本套模具正裝落料模。工序簡單，模具結構也不復雜，到模具計算尺寸復雜。
6.2.定位方式的選擇
該模具活動部件采用導柱導套定位，固定部件采用銷釘定位。
6.3.卸料、出件方式的選擇
根據模具沖壓的運動特點以及推件力的大小,該模具采用彈壓卸料方式比較方便，因為工件料厚為1.5mm。利用彈性卸料裝置頂出模具零件，從而把產品頂出，即安全又可靠。
6.4.導柱、導套位置的確定
為了提高模具的壽命和工件質量，方便安裝、調整、維修模具，該簡單模采用后側導柱模架。其導柱和導套則根據所選定的模架按標準選取。
第七章、主要零部件的設計
設計主要零部件時，首先要考慮主要零部件用什么方法加工制造及總體裝配方法。結合模具的特點，本模具適宜采用線切割加工凸模固定板、卸料板、凹模及外形凸模、內孔凸模。這種加工方法可以保證這些零件各個內孔的同軸度，使裝配工作簡化。下面就分別介紹各個零部件的設計方法。
7.1.工作零件的結構設計
7.1.1.凹模的設計
凹模采用整體凹模，各種沖裁的凹?？拙捎镁€切割機床加工，安排凹模在模架上位置時，要依據計算壓力中心的數據，將壓力中心與模柄中心重合。
模具厚度的確定公式為：
H=Kb
式中：
K——系數值，考慮板料厚度的影響；
b—— 沖裁件的最大外形尺寸；
按上式計算后，選取的H值不應小于（15～20）mm;
表7—1 系數值K
s/mm
材料厚度t/mm
<1
>1~3
>3~6
<50
>50~100
>100~200
>200
0.30~0.40
0.20~0.30
0.15~0.20
0.10~0.15
0.35~0.50
0.22~0.35
0.18~0.22
0.12~0.18
0.45~0.60
0.30~0.45
0.22~0.30
0.15~0.22
查表7—1得：K=0.30-0.40，取K=0.4
H=0.4×44
=17.6mm
取H=35mm
模具壁厚的確定公式為：
C=(1.5~2)H
=1.5×35~2×35
=52.5~70mm
凹模壁厚取C=50mm
產品外形為方形，所以凹模設計成方形，凹模直徑的確定公式為：
D=b+2C
=44+2×50
=144mm
H=40+2×50
=140mm
查表7—2取標準取D×H=150mm×140mm
凹模的長度要考慮擋料銷發(fā)揮的作用，保證送料粗定位精度。凹模輪廓尺寸為150mm×140mm。凹模材料選用Cr12MoV，熱處理58~60HRC。
7.1.2.外形凸模的設計
因為該制件形狀不是復雜，所以將落料模設計成直通式凸模，直通式凸模工作部分和固定部分的形狀做成一樣，直通式凸模采用線切割機床加工?？梢灾苯佑?個M8的螺釘固定在墊板上，凸模與凸模固定板的配合按H7/m6。外形凸模的高度是凸模固定板的厚度、卸料板的厚度、定位銷的厚度的總和，外形凸模下部設置1個導正銷，借用工件上的孔作為導正孔。外形凸模長度為：
L=H1 +H3+（15~20）mm
H1——凸模固定板厚度；得H1=0.6×H凹=0.6×35=21mm(標準為18mm)
H3——卸料板厚度；查表7—5得H3=15mm，本次設計取18mm厚。
(15~20)——附加長度，包括凸模的修磨量，凸模進入凹模的深度及凸模固定板與卸料板間的安全距離。（附加長度取20）
L=18+18+20
=56mm ，本次設計取60mm
定位銷的直線部分應為(0.5~0.8）t ，在手工送料時，板料以由定位銷定位，定位銷將工件導正的過程的將板料向后拉回約0.2mm。必須在卸料板壓緊板料之前完成導正。所以定位銷直線部分的長度為：
L導=0.8×1.5=1.2mm
凸模與卸料板之間的間隙見表7—3查得凸模與卸料板的間隙選為0.05mm。如果凸模不是圓形，是異形的，可以采用線割加工，凸模與固定板過盈配合，與卸料板間隙配合。
表7—3 凸模與卸料板、導柱與導套的間隙
序號
模具沖裁間隙
Z
卸料板與凸模間隙Z1
輔助小導柱與小導套間隙Z2
1
>0.015~0.025
>0.005~0.007
約為0.003
2
>0.025~0.05
>0.007~0.015
約為0.006
3
>0.05~0.10
>0.015~0.025
約為0.01
4
>0.10~0.15
>0.025~0.035
約為0.02
7.2.模架及其它零件的設計
7.2.1.支撐固定零件
模座分帶導柱和不帶導柱兩種，根據生產規(guī)模和生產要求確定是否帶導柱的模座。
上、下模座中間聯(lián)以導向裝置的總體稱為模架。通常都是根據凹模最大外形尺寸D。選用標準模架。凹模最大外形尺寸D×H=150mm×140mm，選用Q/320201AQ002.106中的后側導柱模架。模具的閉合高度h=159～189mm。
本模具采用后側導柱標準模架，導柱、導套用來保證模具上、下模的精確導向。滑動導柱、導套都是圓柱形的，其加工方便，可采用車床加工，裝配容易。導柱的長度應保證上模座最底位置時（閉合狀態(tài)），導柱上端面與上模座頂面的距離15mm。而下模座底面與導柱底面的距離為5mm。導柱的下部與下模座導柱孔采用R7/h5的過盈配合,導套的外徑與上模座導套孔采用R7/h5的過盈配合。導套的長度，需要保證沖壓時導柱一定要進入導套10mm以上。導柱與導套之間采用H7/h6的間隙配合，導柱與導套均采用20鋼，熱處理硬度滲碳淬硬56~60HRC。
導柱的直徑、長度，按標準選取。
導柱：d/mm×L/mm為φ25×150，
導套：d/mm×L/mm×Dmm為φ25×60×38，
模座的的尺寸L/mm×B/mm為250mm×205mm。模座的厚度應為凹模厚度的1.5~2倍上模座的厚度為30，上墊板厚度取10，固定板厚度取18，下模座的厚度為35mm。
上下模座選用材料為HT200。
模柄的作用是將模具的上模座固定在沖床的滑塊上。常用的模柄形式有：（1）整體式模柄，模柄與上模座做成整體，用于小型模具。（2）帶臺階的壓入式模柄，它與模座安裝孔用H7/n6配合，可以保證較高的同軸度和垂直度，適用于各種中小型模具。（3）帶螺紋的旋入式模柄，與上模連接后，為防止松動，擰入防轉螺釘緊固，垂直度較差，主要用于小型模具。（4）有凸緣的模柄，用螺釘、銷釘與上模座緊固在一起，使用與較大的模具。（5）浮動式模柄，它由模柄，球面墊塊和連接板組成，這種結構可以通過球面墊塊消除沖床導軌位差對對沖模導向精度的影響，適用于滾珠導柱、導套導向的精密沖裁。
本模具采用帶臺階的壓入式模柄，模板與模柄之間要加工防轉銷，防止轉動。
在設計模柄時模柄長度不得大于沖床滑塊內模柄孔的深度，模柄直徑應與模柄孔徑一致。其具體參數為：
d = 50mm D = 100mm h = 78mm
h2 = 18mm D1= 62mm d1 = 13mm
d2 = 18mm d3 =11mm b1 = 11mm
(模柄)
再由凹模板和模架尺寸確定其它模具模板的尺寸如下：
上墊板：150mm×140mm×10mm
凸凹模固定板：150mm×140mm×18mm
7.2.2.卸料零件
采用彈性卸料板卸料，根據卸料力的大小取卸料板的厚度為18mm。 由《沖壓手冊》表10-1選用圓柱螺旋壓縮彈簧,其材料為45#。
設使用樹脂的個數為3個，F卸=3152N則每個樹脂所承受的負荷為
F頂=3152/3=1050.6（N），由Fj> F頂,選擇樹脂直徑規(guī)格為：φ25
Fj=1390, hj=29.8 h頂=hj/FjxF頂=29.8/1390x1050.6=22.52
∴選用的樹脂及數量滿足要求
7.2.3.定位零件
采用三個導料銷，如圖，這種零件結構簡單，制造、使用方便，直接裝在卸料板上即可
(導料銷)
卸料板上導料銷孔與刃口之間的壁厚為6mm，大于允許的最小壁厚3mm，滿足強度要求。故所選的導料銷合適。
上、下模座螺釘選取
由凹模周界150mm×140mm選用M10的內六角圓柱頭螺釘
參照模具各零件的具體情況，
上模座選用四顆M10X80的內六角圓柱頭螺釘固定。
下模座選用四顆M10X50的內六角圓柱頭螺釘固定。
( 螺釘)
7.2.4.卸料螺釘
查《沖壓模具簡明設計手冊》表15-34選取卸料螺釘
選用M6X60的圓柱頭內六角卸料螺釘
( 卸料螺釘 )
其主要參數：d1=16 l=14 d2=24 H=10
t=8 s=10 d3=14.5 d4=6.9
d5=9.5 L=55
上、下模座銷釘的選取
由凹模周界φ120選用Φ8的圓柱銷釘
根據模具的實際情況
上模座選用兩顆Φ8×80的圓柱銷釘定位
下模座選用兩顆Φ8×50的圓柱銷釘定位
(圓柱銷釘)
參照模具各零件的具體情況，合理布置螺釘、圓柱銷的位置，從GB70—76和GB119—76中選適當的規(guī)格與尺寸。
7.2.5.導向裝置
本模具采用圓形導柱、導套式的導向裝置。導柱與導套之間采用間隙配合，配合精度為H7/R6 。導柱與導套相對滑動，要求配合表面有足夠的強度，又要有足夠的韌性。所以材料選用20鋼，表面經滲碳淬火處理，表面硬度為58～62HRC。
導柱選用GB2861.2—81中的B型導柱，直徑d=28mm、極限偏差為R7、長度L=150mm，直徑d=32mm、極限偏差為R7、長度L=150mm。
導套選用GB2861.6—81中的A型導套，直徑d=28mm、D=38、極限偏差為H7、長度L=100mm，直徑d=32mm、D=42、極限偏差為H7、長度L=100mm。
7.2.6.模具的閉合高度
該模具的閉合高度為
H閉=H上模+H墊+L+H+H下模-h2
=(30+10+60+40+35-2)mm
=173（mm）
式中：
L——凸模長度，L=50
H——凸凹模厚度，H=60
h2 ——凸模沖裁后進入凹模的深度，h2=2.0
可見該模具閉合高度小于所選壓力機J23—16的最大裝模高度（220）可以使用。
7.2.7.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4個彈簧，每個彈簧所承擔的負荷也將達到F預=F卸/n=33.04x0.05/4KN=0.788KN=78.8N。同時由于這是一落料模，模具的行程較大，也給彈簧的選用帶來困難。即使試用了彈簧，也勢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《模具設計指導》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）。對沖裁模而言，L工=t+1
h修?！A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工件的厚度加1.5mm。故L工=2.5mm，h修模的取值范圍為3~6mm，在這取中間值3mm。
H自=（3/0.25+3）mm=15mm
（2）確定L預和H裝。由表3-9可得如下計算公式：
L預——橡膠的預壓縮量
H裝——沖模裝配好以后橡膠的高度
L預=（0.1~0.15）H自=0.15×15mm=2.25mm≈2mm
H裝=H自-L預=（15-2.25）mm=12.75mm
（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=3152N，q=0.3~0.7Mpa。在這里由于根據模具的行程，取q=0.7Mpa
則 A=3152/0.7mm2=4502.857mm2
（4）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估算。經計算A=150×140-1663.14=19336.86mm2，大于所需橡膠面積，因此足以安裝橡膠的需要。
第八章、壓力機的選擇
通過校核，該沖裁件所需的沖裁力為69.972KN，選擇開式雙柱可傾壓力機J23—16能夠滿足使用要求。其主要技術參數如下：
公稱壓力：160KN
滑塊行程：50mm
最大閉合高度：220mm
最大裝模高度；180mm
立柱間距離：220mm
作臺尺寸（前后×左右）：300mm×450mm
墊板尺寸（厚度×孔徑）：40mm×210mm
模柄孔尺寸：Ф50mm×70mm
最大傾角高度：30°
電動機功率：1.5KW
第九章、模具的裝配
根椐模具裝配要點，選凹模作為裝配基準件，先裝下模，再裝上模，并調整間隙、試沖、返修。
序號
工序
工藝說明
１
凸、凹模預配
１裝配前仔細檢查各凸模開關及尺寸以及凹模形孔，是否符合圖紙要求尺寸精度、形狀。
２將各