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1、 落料、拉深、沖孔復合模設計 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 學 生： 學 號： 專 業(yè)： 班 級： 指導教師： 四川理工學院機械工程學院 二零一五年六月 四 川 理 工 學 院 畢業(yè)設計（論文）任務書 學院： 機械學院 專業(yè)： 材控 班級：2011級1班 學號：11011023174 學生： 指導教師： 接受任務時間 2015.3.9 教研室主任 （簽名） 院長

2、 （簽名） 一.畢業(yè)設計（論文）的主要內容及基本要求 要求：要求有摘要（中、英文）、目錄、設計任務書、產品圖及設計說明書。。 1.工件工藝性分析 （1）根據工件圖，分析其形狀、尺寸、精度、斷面質量、裝配關系等要求。 （2）根據生產批量，決定模具的結構形式、選用材料。 （3）分析工件所用材料是否符合沖壓工藝要求。 2.確定合理的工藝方案：應有兩個以上的工藝方案比較分析。 （1）根據工藝分析，確定基本的工序性質。如：落料—拉深 （2）根據工藝計算，確定工序數目。 （3）

3、根據生產批量和條件（材料、設備、工件精度）確定工序組合。如：復合沖壓工序或連續(xù)沖壓工序 3.工藝計算 （1）計算毛坯尺寸，合理排樣，繪排樣圖，計算材料利用率。 （2）計算沖壓力，如：沖裁力、彎曲力、拉伸力、卸料力、推件力、壓邊力等以 便確定壓力機。 （3）計算壓力中心，防止模具受偏心負荷，受損。 （4）計算并確定模具主要零件（凸模、凹模、凸模固定板、墊板等）外形尺寸及 彈性元件的自由高度。 （5）確定凸、凹模間隙，計算凸、凹模工作部分尺寸。 4.模具總體結構設計 （1）進行模具結構設計，確定結構

4、件形式和標準。 （2）繪制模具總體結構草圖，初步計算并確定模具閉合高度，概算模具外形尺寸。 5.選擇沖壓設備 根據工廠現有設備及要完成的沖壓工序性質、沖壓加工所需的變形力、變形功 和模具的閉合高度、輪廓尺寸等因素，選用壓力機的型號、規(guī)格。 6.模具圖樣設計 （1）繪制模具總圖 .主視圖：常取模具的工作位置（閉模狀態(tài)），采用剖面畫法。 .俯視圖或仰視圖：一般是將上模部分（或下模部分）拿掉，視圖只反映模具的下模俯視（或上模俯視）可見部分。 .側視圖和局部視圖等：必要時畫。 .制件圖：常畫在圖樣的右上

5、角，要注明其材料、規(guī)格、制件本身的尺寸、公差、技術要求等。 .排樣圖：必須在制件圖下面繪制。應標明料寬、步距、搭邊值。 .技術要求及說明：一般在標題的上面寫出該模具的沖壓力、模具閉合高度、模具標記所選設備型號等其他要求。 .列出零件明細表。 （2）繪制非標準零件圖： 零號總裝圖1張(手繪)；模具工作部分零件圖8張（3號圖紙，機繪），要求總量達到1張零號圖紙 （3）編寫相應技術文件： 畢業(yè)設計說明書一份，論文字數不少于2萬字，用電腦打印。 （4）審核 按規(guī)定時間完成，上繳本課題設計資料進行審核，并答辯。

6、 7.利用Solidworks軟件完成8個非標件的三維建模。 8、利用Danaform軟件對拉深工藝進行驗證。 二．指定查閱的主要參考文獻及說明 [1]《實用模具設計與制造手冊》，許發(fā)樾主編 機械工業(yè)出版社 2000.10 [2]《沖模設計手冊》,《沖模設計手冊》編寫組編注 機械工業(yè)出版社 1999.06 [3]《實用沖壓技術手冊》， 王孝培主編 機械工業(yè)出版社 2001.03 [4]《沖壓工藝與模具設計》,姜奎華主編 機械工業(yè)出版社1999.1 [5]《互換性與技術測量》,廖念創(chuàng)等 計量出

7、版社 1998.02 [6]《金屬材料及熱處理》,上海工大史美堂主編 上海科技出版社，1980.07 [7]《沖模圖冊》,李天佑主編 機械工業(yè)出版社，1995.10 [8]《模具工業(yè)》，模具工業(yè)雜志編輯部編輯出版 [9]《模具技術》，模具技術雜志編輯部編輯出版 [10]《沖壓模具設計實踐》100例，周本凱主編 化學工業(yè)出版社 2008.3 [11]《模具設計指導》，史鐵梁主編 機械工業(yè)出版社，2008.4 三.進度安排 四.畢業(yè)設計附圖 名稱：工件圖 1.材料技術要

8、求： （1）厚度 ?=1mm 材料：08 （2）表面質量：平整 2.大批量生產 摘 要 關鍵詞：落料；拉深；沖孔；倒裝復合模 ABSTRACT This article is designed punching, blanking, Progressive Die, Die practical examples of relatively simple structure, easy to use and reliable. Stamping die mainly of sheet metal forming

9、 have been separated or parts of the processing methods. Because the production of large quantities of mold manufacturing, mold and stamping products to ensure dimensional accuracy and quality of products, Die Design and Manufacture of the main mold design, taking into account the work of the proces

10、s can meet the requirements of design, can be processed into qualified parts, as well as subsequent maintenance and storage, such as is reasonable. In the design of the gasket hole accuracy is more important outside the outer fillet size precision, not only have to consider so that the parts made to

11、 meet the job requirements, but also to ensure his life. the card order process, non-standard parts of the process of card processing technology. Keywords: Blanking; drawing; punching; flip composite film 目錄 第1章 緒論 ........................................ 錯誤！未定義書簽。 1.1課題背景 .....

12、.................................. 錯誤！未定義書簽。 1.2 我國模具工業(yè)和技術的發(fā)展方向 .................. 錯誤！未定義書簽。 1.3 課題研究的意義 ................................ 錯誤！未定義書簽。 第2章 零件工藝性分析 .............................. 錯誤！未定義書簽。 2.1工藝分析 ....................................... 錯誤！未定義書簽。 2.2 沖裁工藝方案的確定 .

13、........................... 錯誤！未定義書簽。 2.3模具總體結構設計方案 ........................... 錯誤！未定義書簽。 2.3.1 模具類型的選擇 ......................... 錯誤！未定義書簽。 2.3.2 操作與定位方式 ......................... 錯誤！未定義書簽。 2.3.3模具總體結構設計方案 .................... 錯誤！未定義書簽。 2.3.4 導向方式的選擇 ........................

14、. 錯誤！未定義書簽。 第3章 模具設計工藝計算 ............................ 錯誤！未定義書簽。 3.1 排樣、計算條料寬度及步距的確定 ................ 錯誤！未定義書簽。 3.1.1 排樣設計與計算 ......................... 錯誤！未定義書簽。 3.1.2 搭邊值的確定 ........................... 錯誤！未定義書簽。 3.1.3送料步距與條料寬度計算 .................. 錯誤！未定義書簽。 3.1.4 計算材料利

15、用率 ......................... 錯誤！未定義書簽。 第4章 工序力的計算 ................................ 錯誤！未定義書簽。 4.1計算沖裁力的公式 ............................... 錯誤！未定義書簽。 F 4.1.1落料力落的的計算 ....................... 錯誤！未定義書簽。 4.1.2沖頂孔力F沖的計算 ....................... 錯誤！未定義書簽。 4.1.3沖側孔力F沖的計算 ...........

16、............ 錯誤！未定義書簽。 4.1.4卸料力和推件力的計算 .................... 錯誤！未定義書簽。 4.1.5 拉深力的計算 ........................... 錯誤！未定義書簽。 4.2壓力中心的確定和初選壓力機 ..................... 錯誤！未定義書簽。 4.2.1 確定壓力中心 ........................... 錯誤！未定義書簽。 4.2.2初選壓力機 ............................. 錯誤！未定義書簽。

17、 第5章 凸模與凹模刃口尺寸的計算 ..................... 錯誤！未定義書簽。 5.1沖裁模刃口尺寸計算的基本原則 ................... 錯誤！未定義書簽。 5.2沖裁模刃口尺寸的方法 ........................... 錯誤！未定義書簽。 第6章 模具主要工作零部件設計 ...................... 錯誤！未定義書簽。 6.1沖孔凸模的設計 ............................. 錯誤！未定義書簽。 6.2 落料凹模的設計 ..........

18、.................. 錯誤！未定義書簽。 6.3 落料拉深凸凹模的設計 ...................... 錯誤！未定義書簽。 6.4拉深沖孔凸凹模的設計 ....................... 錯誤！未定義書簽。 6.5凸模固定板的設計 ........................... 錯誤！未定義書簽。 6.6墊板的設計 ................................. 錯誤！未定義書簽。 6.7斜楔機構的設計 ............................. 錯誤！未定義

19、書簽。 6.8卸料裝置的確定 ............................. 錯誤！未定義書簽。 6.8.1卸料零件 ............................ 錯誤！未定義書簽。 6.8.2卸料板的設計 ........................ 錯誤！未定義書簽。 6.8.3卸料螺釘的選用 ...................... 錯誤！未定義書簽。 6.9 彈性元件的選用與計算 ...................... 錯誤！未定義書簽。 6.9.1卸料彈簧的選用 .........

20、.......... 錯誤！未定義書簽。 6.9.2側滑柱復位彈簧選用 .................. 錯誤！未定義書簽。 6.10推件裝置設計 .............................. 錯誤！未定義書簽。 6.11定位方式的選擇 ............................ 錯誤！未定義書簽。 6.11.1送進導向方式的選擇 ................. 錯誤！未定義書簽。 6.11.2送料定距方式的選擇及材料 .......... 錯誤！未定義書簽。8 6.12模架及導柱導套的設計 ..

21、.................... 錯誤！未定義書簽。 6.12.2 導柱與導套的設計 .................................. 40 6.12.3模柄及尺寸確定 ..................................... 40 第7章 基于Dynaform的拉深驗證 ..................... 錯誤！未定義書簽。 第8章 裝配圖 ...................................... 錯誤！未定義書簽。 總結 ..........................

22、........................................................................ 錯誤！未定義書簽。 參考文獻 ........................................................................................................................ 477 致 謝 ..............................................................................

23、.................................................. 48 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 第1章 緒論 1.1課題背景 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內模具企業(yè)已普及了二維CAD，為適應模具產品“交貨期短”、“精度高”、“質量好”和“價格低”的服務要求，并陸續(xù)開始使用UGNX4.0、CAXA、Solidworks、AutoCAD2007、Pro/Engineer等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optr

24、is和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應用于沖壓模的設計中。 UGNX4.0和Solidwork是比較常用的三維機械設計軟件，能滿足中小型企業(yè)模具設計需求。并能大大減少了設計師的工作量，節(jié)約了工作時間，提高了工作效率，使設計師把更多的精力用在新產品的開發(fā)及創(chuàng)新上。 1.2 我國模具工業(yè)和技術的發(fā)展方向 隨著國際交往的日益增多和外資在中國模具行業(yè)的投入日漸增加，中國模具產業(yè)已經與世界模具產業(yè)密不可分，中國模具在世界中的地位和影響越來越重要。我國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向將主要集中在以下幾個方面： （1）模具結構日趨大型、精密、復雜，模具壽命日益提高

25、 一方面由于成型（形）零件日趨大型化以及高效率生產所要求的一模多腔（如塑封模已經達到一模幾百腔），使模具日趨大型化。另一方面，隨著零件微型化和模具結構發(fā)展的要求（如多工位級進模工位數的增加，其步距精度的提高），模具精度由原來的5μm提高到2～3μm，今后有些模具加工精度公差更是要求在1μm以下，這必將促進超精密加工的發(fā)展。 （2）CAD/CAE/CAM技術在模具設計制造中的廣泛應用 模具制造是設計的延續(xù)，推行模具設計與制造一體化可達到優(yōu)化設計的要求。實踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術是當今最合理的模具生產方式，即可用于建模、為數控加工提供NC程序，也可針對不

26、同的模具類型，以相應的基礎理論，通過數值模擬方法達到預測產品成型（形）過程的目的，改善模具結構。從CAD/CAE/CAM一體化的角度分析，其發(fā)展趨勢是集成化、三維化、智能化和網絡化，其核心理念是讓用戶在統(tǒng) 1 第1章 緒論 一的環(huán)境中實現CAD/CAE/CAM協(xié)同作業(yè)，以便充分發(fā)揮各單元的優(yōu)勢和攻效。 （3）快速經濟制模技術的推廣應用 快速模具制造及快速成型技術（RP）是在近兩年內迅速發(fā)展起來的，并向著高精度、更快捷的方向發(fā)展。與傳統(tǒng)的模具技術相比，該技術具有制模周期短、成本低的特點，是綜合經濟效益較顯著的模具制造技術。近年來快速模具制造嫁接

27、了先進的RP及NC技術，有效滿足了一些高精度、高壽命模具的生產需求。具體新技術包括快速原型制造技術（RPM）、表面現象成形技術、澆鑄成型制模技術、冷擠壓及超塑成形制模技術等。 （4）新技術在塑料模具中的推廣應用 采用新型熱流道技術是塑料模設計制造中的一大變革，可顯著提高模具制造的生產效率和質量，并能大幅度節(jié)省制件的原材料和節(jié)約能源，國外模具企業(yè)已有一半用上了該項技術，有的企業(yè)甚至已達80%以上，氣體輔助注射成型也是塑料成型的一種新工藝，它具有注射壓力低、制品翹曲變形少、表面好、易于成型、壁厚差異可以較大等優(yōu)點，可在保證產品質量的前提下，大幅度降低成本。 （5）提高

28、模具標準化水平和模具標準件的使用率 模具標準化及模具標準件的應用將極大地影響模具制造周期，還能提高模具的質量和降低模具制造成本。模具標準件應進一步增加規(guī)格、品種，發(fā)展和完善銷售網絡，保證供貨速度，為客戶提供交貨期短、精度高、生產工藝性好、使用壽命長、價格低的優(yōu)質模具標準件。 （6）開發(fā)優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術 模具材料是模具工業(yè)的基礎。當前，國外模具材料系列日趨完善與細化，系列化程度已越來越高。中國是世界第一產鋼大國，國內開發(fā)的高級優(yōu)質模具鋼品種雖然不少，但推廣應用不足，每年所需要約70萬頓模具鋼，有相當一部分需要進口。為了扭轉這種局面，應根據模具對使用性

29、能的新要求，通過調整材料部分，或借助先進的工藝方法和工藝手段，不斷開發(fā)具有特殊使用性能的新型模具材料。 （7）高速銑削在模具加工中的推廣應用 高速銑削具有工件溫升低、切削力小、加工平穩(wěn)、加工質量好、加工效率高（為普通銑削加工的5～10倍）及可加工硬材料（60HRC）等諸多優(yōu)點，是高精度型腔模具的重要加工手段。國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，主軸轉速可達到40000～100000r/min，快速進給速度達到30～40m/min，換刀時間可提高到1～3s，大副度提高了加工效率，并可獲得Ra≤10μm的加工表面粗糙度，形狀精度可達10μm。高速銑削加工技術的發(fā)展，促進了模具加工的發(fā)

30、展，特別是給汽車、家電行業(yè)中大型腔模具制造方面注入了新 2 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 的活力。 （8）研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程 隨著三坐標測量機、掃描儀等先進測量儀器的應用，現代檢測技術正向高速度、高精度、高適應性、數字化、自動化方向發(fā)展。 逆向工程（RE）又稱反向工程或求反工程，通過對實物或零件進行掃描測量以及各種先進的數據處理手段獲得產品的幾何信息，然后充分利用CAD/CAM技術快速、準確地建立產品的數字幾何模型，進行數據重構設計，最后經過適當的工程分析、結構設計和CAM編程，就可以加工出產品模具。 （

31、9）開發(fā)成形新工藝和模具，培養(yǎng)新理念和新模式 在成形工藝方面，主要有沖壓模具功能復合化、超塑性成形、塑性精密成形技術、塑料模氣體輔助注射技術及熱流道技術、高壓注射成形技術等。另外，隨著先進制造技術的不斷發(fā)展和模具行業(yè)整體水平的提高，在模具行業(yè)出現了一些新的設計、生產、管理理念與模式，主要有：適應模具單件生產特點的柔性制造技術；創(chuàng)造最佳管理和效益的團隊精神，精益生產；提高快速應變能力的并行工程、虛擬制造及全球敏捷制造、網絡制造等新的生產哲理；廣泛采用標準件的分工協(xié)作生產模式；適應可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保要求的綠色設計與制造等。此外，大力研發(fā)模具的拋光技術和模具制造設備，可進一步改善成型產品的表

32、面質量。 1.3 課題研究的意義 由于該沖壓模具的設計包含了產品的工藝分析、模具的結構設計、零部件尺寸的計算以及大量CAD制圖任務等，可以讓人更深入的了解整個設計過程。對即將跨入模具行業(yè)我們，能完成一個像這樣的課題，應該很不錯了。這個課題不僅增加了我們對模具設計整體的感性認識，并且充分的考驗了我們所學的知識（如大量CAD制圖技術）。更重要的是通過整個設計，知道了我們該改善的地方，增加了我們進入這個行業(yè)的信心，以便更好的適應這個行業(yè)。 3 第2章 零件工藝性分析 第2章 零件工藝性分析 2.1工藝分析 工件簡圖：如圖2-1

33、所示： 圖 2-1 工件圖 名稱：工件圖 1.材料技術要求： （1）厚度 ?=1mm 材料：08 （2）表面質量：平整 2大批量生產 分析如下： 1材料名稱：優(yōu)質碳素結構鋼 牌號：08 標準：GB/T 699-1988 特性及適用范圍： 為極軟的優(yōu)質碳素結構鋼，強度、硬度很低，而韌性和塑性極高，具有良好的深沖、拉延、彎曲和鐓粗等冷加工性能、焊接性能。但存在時效敏感性，淬硬性及淬透性極低。大多軋制成高精度的薄板或冷軋鋼帶用以制造易加工成形，強度低的深沖壓或深拉延的

34、覆蓋零件和焊接構件。 力學性能： 抗拉強度 σb (MPa)：330~450 抗剪強度 ?c(MPa)：260~360 屈服強度 σs (MPa)：200 伸長率 δ5 (％)：≥ 32 4 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 斷面收縮率 ψ (％)：≥60 硬度 ：未熱處理≤131HB 2零件結構：該工件為圓形帶孔拉深件，拉深高度不大，頂部的孔不在拉深變形區(qū)，側面的孔在拉深變形區(qū)。 3．尺寸精度：零件圖上的形狀尺寸均未標注公差，屬自由尺寸，尺寸精度較低，可按IT14級確定工件的公

35、差，普通沖裁完全能滿足沖裁要求。 2.2 沖裁工藝方案的確定 該制件為典型的圓筒型拉深件，且頂部和側面各有一個Φ50和Φ7.5的圓孔。優(yōu)先考慮倒裝復合模結構，可以直接利用壓力機的打桿裝置進行推件，卸件可靠，便于操作。通過設計合理的模具結構和排樣方案可以達到較好的零件質量和避免模具強度不夠的問題。 確定拉深次數： h38??0.37遠小于一次拉深時的相對高度0.71-0.57則可一次拉深成形。 d102 也可根據相對厚度查表確定出筒形件（帶壓邊圈）極限拉深系數m=0.53-0.55。而工件拉深系數d??0.79?m則可一次拉成。 .3

36、需要進行落料、拉深、沖頂孔、沖側孔四道基本工序。?？刹捎靡韵氯N方案： （1）落料、拉深、沖孔、沖側孔單工序成形 （2）落料、拉深復合，沖頂孔，再沖側孔 （3）落料、拉深、沖頂孔、側孔一次復合這樣只需要一套模具即可完成 方案（1）模具結構簡單，但需要4套模具，工藝流程長，占用設備多，費工費時，且過多的模具投入又將進一步降低企業(yè)經濟效益。方案（2）需要3套模具，沖側孔通常需要懸臂沖孔，模具結構較為復雜，制造費用較高。雖效率有所提高但還遠遠不能滿足企業(yè)高精度、低成本、高效益的生產和經濟要求。為了滿足生產要求，對此類帶側孔的可一次拉深成形的圓筒形件可考慮采用一

37、套全新的工藝方案，即方案三。 5 第2章 零件工藝性分析 2.3模具總體結構設計方案 2.3.1 模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用復合沖壓拉深。此制件帶有側孔為了方便斜楔機構的設計宜采用倒裝復合模，同時也利于廢料排出。 2.3.2 操作與定位方式 根據零件的生產批量大，采用自動送料機構能夠達到批量要求，零件尺寸適中，材料厚度較薄，為了便于操作和保證零件精度，采用四導柱的導向方式；定位方式為導料銷（同側2個）定位，采用固定擋料銷定距控制條料的送進步距。 2.3.3模具總體結構設計方案 由于沖裁件厚

38、度為1.0mm，相對較薄，卸料力不大，故采用彈性卸料裝置由卸料板、卸料螺釘和彈簧組成。出件方式為下出件方式，由推桿和推件塊組成的剛性推件裝置推出，沖孔的廢料可通過凸凹模的內孔從沖床臺面孔掉下。 2.3.4 導向方式的選擇 采用四導柱模架，這種模架的剛度好，導向精準。 6 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 第3章 模具設計工藝計算 3.1 排樣、計算條料寬度及步距的確定 3.1.1 排樣設計與計算 （1）計算落料圓形件D的尺寸 22?2d?1.72rd?0.56rd2?22dHH?1.72rd?0.56r2 22222

39、 ?2?2?101?37.5?1.72?5?101?0.56?52 ?129.3mm =129.3mm （ 2）排樣合理與否不但影響材料的經濟利用，還影響到制件的質量、模具的結構與壽命、制件的生產率和模具的成本等技術、經濟指標。因此，排樣時應考慮如下原則： 1.提高材料利用率（不影響制件使用性能前提下，還可適當改變制件形狀）。 2.排樣方法應使操作方便，勞動強度小且安全。 3.模具結構簡單、壽命高。 4.保證制件質量和制件對板料纖維方向的要求。 圖3-1

40、排樣圖 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。 7 第3章 模具設計工藝計算 該零件落料件為規(guī)則圓形尺寸較大厚度較薄。為了保證加工和設計計算方便，采用直排排樣方法，這種排樣材料利用率較高，如圖3-1所示的排樣方法 。 表3-1 搭邊a和a1數值(低碳鋼) 3.1.2 搭邊值的確定 搭邊是廢料，從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值應愈小愈好。但過小的搭邊容易擠進凹模，增加刃口磨損，降低模具壽命，并且也影響沖裁件的剪切表面質

41、量。一般來說，搭邊值是由經驗確定的。考慮： 1.材料的力學性能。塑性好的材料，搭邊值要大—些，硬度高與強度大的材料，搭邊值小一些。 2.材料的厚度。材料越厚，搭邊值也越大。 3.工件的形狀和尺寸。工件外形越復雜，圓角半徑越小，搭邊值也越大。 4.排樣的形式對排的搭邊值大于直排的搭邊。 5.運料及擋料方式用手工送料，有側壓板導向的搭邊值可小一些。 該制件是圓形制件，根據尺寸從表3-1中查出，兩制件之間的搭邊值a1=0.8（mm）,側搭邊值a=1.0(mm)。 由于該制件的材料是08鋼，所以兩制件之間的搭邊值為： a1

42、=0.8（1～1.2）=0.8～0.96(mm) 取a1=0.8(mm) 8 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 側搭邊值： a=1.0（1～1.2）=1.0～1.2(mm) 取a=1.0(mm) 3.1.3送料步距與條料寬度計算 在排樣方案和搭邊值確定之后，就可以確定條料的寬度，進而確定導料板間的距離。 （1）送料步距A：條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距，每個步距可沖出一個或多個零件。送料步距公式由公式3-1計算。 A=D+a1 (3-1)

43、 式中 D――平行于送料方向的沖裁件寬度； a1――沖裁件之間搭邊值。 A=D+a1 =129.3+0.8 =130.1mm （2）計算條料寬度有三種情況需要考慮； ①有側壓裝置時條料的寬度。 ②無側壓裝置時條料的寬度。 ③有定距側刃時條料的寬度。 表3-2 條料寬度偏差（mm） 根據模具設計要求和每次能保證順利沖裁采用無側壓裝置的模具，能使條料始終沿著導料銷（兩個）送進。 條料寬度B計算：條料是由板料剪裁下料而得，為保證送料順利，規(guī)定其上偏差為零，下偏差為負值－△。條料

44、寬度由公式3-2計算。 B=（D+2a+C）錯誤！未找到引用源。 (3-2) 9 第3章 模具設計工藝計算 式中 D――沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸； a――沖裁件與條料側邊的搭邊； C――條料與導料板之間的間隙（即條料的可能擺動量）。 經查表3-2和表3-3得 △=0.6mm C=0.5mm。 0 B?=（D+2a+C)0 ?? ? = 131.30 ?0.6mm 表3

45、-3 導料板與條料之間的最小間隙Zmin（mm） 3.1.4 計算材料利用率 定義：沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的指標。 一個步距內的材料利用率?計算公式如下： ??A?100% (3-3) BS 式中 A——一個步距內沖裁件的實際面積； B——條料寬度； S——步距。 10 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 由公式（3-3）得 ??A?100% BS

46、 A??r2 ?? ?r2BS?1000?76.9 11 第4章 工序力的計算 第4章 工序力的計算 4.1計算沖裁力的公式 計算沖裁力的目的是為了選用合適的壓力機、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，以適應沖裁的需求。普通平刃沖裁模，其總沖裁力FP按公式（4-1）計算： Fp=KptLτ （4-1） 式中 τ——材料抗剪強度，見附表（MPa）； L——沖裁周邊總長

47、（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（數值的變化或一般取1～3。在此模具中KP取1.3。當查不到抗剪強度r時，可以用抗拉強度σb代替τ，而取Kp=1的近似計算法計算。 ?的數值取決于材料的種類和坯料的原始狀態(tài)，可在設計資料及有關手冊中查找，本設計?的取值通過查表3-2確定，取?＝300MPa。 4.1.1落料力F落的的計算 落料時的周邊長度為：L1=πD=406.2mm 落料力由公式（4-1）計算 F落?KPtL1? ?1.3?1.0?406.2?300?15

48、8KN 4.1.2沖頂孔力F沖的計算 沖裁落料周邊總長為L2=?d2 12 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 沖孔力由公式（4-1） F2?KPtL2? ?1.3?1.0???50?300 ?19.5KN 4.1.3沖側孔力F沖的計算 沖孔力由公式（4-1） F3?KPtL2? ?1.3???7.5?300 ?3KN ??斜楔和斜楔滑塊接觸角50???60?取??50? ??90????40 斜楔斜角P?F3tan??2.5KN 故總沖孔力F沖

49、?F?F2?P?180KN 4.1.4卸料力和推件力的計算 在沖模結束時，由于材料彈性回復（包括徑向彈性回復和彈性翹曲的回復）及摩擦的存在，將沖落部分材料強塞到凹模內，而沖裁剩下的材料則緊箍在凸模上。為使沖裁工作繼續(xù)進行，必須將緊箍在凸模上的料卸下，將凹模內的料推出。從凸模上卸下箍著的料所需力稱卸料力，將強塞到凹模內的料順沖裁方向推出所需要的力稱推件力。因此，需要有推件力和卸料力的作用。卸料力和推件力計算公式如下： 卸料力 FQ?KFP (4-2) 推件力

50、 FQ1?nK1FP (4-3) 式中 FP——沖裁力（N）； K——卸料力系數，其值為0.02～0.06（薄料取大值，厚料取小值）； K1——推料力系數，其值為0.03～0.07（薄料取大值，厚料取小值）； n——梗塞在凹模內的制件或廢料數量（n?h/t）； h——直刃口部分的高（mm）。 卸料力和推料力的系數通過查表4-1確定，卸料力系數取K＝0.05，推件力系數取 13 第4章 工序力的計算 K1＝0.055。 梗塞在

51、凹模內的制件或廢料數量取n＝4 由公式（4-2）得卸料力 FQ?KFP ?0.05?180 ?9KN 由公式（4-3）得推料力 FQ1?nK1FP ?4?0.055?180 ?39.6kN 表4-1 卸料力、推件力和頂件力系數 4.1.5拉深力的計算 根據公式 F??d1t?bK1 (4-4) F─拉深力； t─板

52、料厚度； d1─拉深后工序件直徑； 14 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） ?b─拉深件材料抗拉強度； K1─修正系數 查參考文獻【1】表5-18 K1=0.33 則： F拉?0.33???102?400?42KN 4.1.6 壓邊力的計算 ? 根據公式 F壓?D02?d2）q?Aq （4-5） 4 查參考文獻【1】表5-30 q?2.0～2.5 ?129.32-1022）?2.5?12.4KN

53、則 F壓?4 4.1.7 總壓力的計算 總壓力等于該模具中所用壓力之和，采用彈性卸料裝置下出件的模具時的總壓力為： F總＝F沖?F推?F卸?F壓?F拉 ?180?39.6?9?12.4?42 ?283?N 故模具的總壓力為283?N 4.2壓力中心的確定和初選壓力機 4.2.1 確定壓力中心 模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點位置。為了確保壓力機和模具正常工作，應使沖模的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合。對于帶有模柄的沖壓模，壓力中心應通過模柄的軸心線

54、。否則會使沖模和壓力機滑塊產生偏心載荷，使滑塊和導軌之間產生過大的磨損，模具導向零件加速磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。 15 第4章 工序力的計算 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。 圖4-1 壓力中心 其中L1、L2、L3???

55、LN分別為各沖裁周邊長度。明顯可以確定壓力中心即為沖 裁件幾何中心，見圖4-1 4.2.2初選壓力機錯誤！未找到引用源。 根據沖壓力的計算和壓力中心的計算，選 擇開式壓力機的型號為J21G-20 (1)公稱壓力P?630KN?1.3F總?367.9KN (2)滑塊行程H?2.5h?95mm (3)最大封閉高度H= 3 16 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 第5章 凸模與凹模刃口尺寸的計算 5.1沖裁模刃口尺寸計算的基本原則 沖裁件的尺寸精度主要決定于模具刃口的尺寸精度，模具的合

56、理間隙值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其制造公差，是設計沖裁模主要任務之一。從生產實踐中可以發(fā)現： 1.由于凸、凹模之間存在間隙，使落下的料或沖出的孔都帶有錐度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖裁件的小端尺寸等于凸模尺寸。 2.在測量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準，沖孔孔徑是以小端尺寸為基準。 3.沖裁時，凸、凹模要與沖裁件或廢料發(fā)生摩擦，凸模愈磨愈小，凹模愈磨愈大，結果使間隙磨摩愈大。 由此在決定模具刃口尺寸及其制造公差時考慮下述原則： （1）落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時孔的尺寸由凸模尺寸決定。故設計落料

57、模時，以凹模為準，間隙取在凸模上；設計沖孔模時，以凸模為基準，間隙取在凹模上。 （2）考慮到沖裁中凸、凹模的磨損，設計落料模時，凹模基本尺寸應取尺寸公差范圍的較小尺寸；設計沖孔模時，凸?；境叽鐒t應取工件孔尺寸公差范圍內的較大尺寸。這樣在凸、凹模磨損到一定程度的情況下，仍能沖出合格制件。凸、凹模的間隙應取最小合理間隙值。 （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?。?，會使模具制造困難，增加成本，延長生產周期；如果對刃口精度要求過低（制造公差過大），則生產出來的制件可能不合格，會使模具的壽命降低。若制件沒有標準公差，則對于非圓形

58、件按國家標準“非配合尺寸的公差數值”IT14級處理，沖模則可按IT11級制造；對于圓形件，一般可按IT7～IT9級制造模具。沖壓件的尺寸公差應按“入體”原則標注為單向公差，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。生產中對普通沖裁件，凹模刃口尺寸制造公差按IT7級精度選取；凸模刃口尺寸公差按IT6級精度選取。 17 第5章 凸模與凹模刃口尺寸的計算 5.2沖裁模刃口尺寸的方法 ⑴ 凸、凹模刃口尺寸的確定原則 ①考慮落料和沖孔的區(qū)別，落料件的尺寸取決于凹模。因此，落料模應先決定凹模的尺寸，用減小凸模尺寸來保證合理的間隙。沖孔件

59、的尺寸取決于凸模，因此，沖孔模應先決定凸模尺寸。用增大凹模尺寸來保證合理的間隙。 ②考慮刃口的磨損對沖件尺寸的影響。刃口磨損后尺寸變大， 其刃口的基本尺寸應接近或等于沖件的最小極限尺寸；刃口磨損后尺寸變小，應接近或等于沖件的最大極限尺寸。 ③考慮沖件精度與模具精度之間的關系，選擇模具制造公差時，既要保證沖件的精度要求又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較沖件精度高2~3級。 ⑵ 凸、凹模分別加工時的工作部分尺寸 其公式見表5-1 表5-1 凸、凹模分別加工時的工作部分尺寸的計算公式 ? 表示：Dp，Dd——分別為落料凸，凹

60、模刃口尺寸 dp，dd— 分別為沖孔凸，凹模刃口尺寸 D， d— 分別為落料件外徑和沖孔件的基本尺寸 p，d—分別為凸凹模的制造公差，凸模按IT6，凹模按IT7. Δ——制件的制造公差 Zmin—最小合理間隙 X—磨損系數，其值在0.5~1之間。 零件精度IT10以上，X=1，工件精度IT14，X=0.5。為了保證沖模的間隙小于最大合理間隙（Zmax），凸模和凹模制造公差必須 18 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） p+d≤Zmax - Zmin ⑶凸、凹模配合加工時的工作部分尺寸

61、 對于沖制復雜形狀沖件的模具或單件生產的模具，其凸凹模常采用配合加工的方法。 凸凹模工作部分尺寸計算：其落料件按凹模磨損后尺寸增大（A類尺寸），減小（B類尺寸）和不變（C類尺寸）的規(guī)律分三種。沖件按凸模磨損后尺寸減?。˙類尺寸），增大（A類尺寸）和不變（C類尺寸）的規(guī)律分三種。因為工件屬沖孔，根據設計要求確定凸模刃口尺寸并依次為基準配置凹模，按磨損后其尺寸變大，變小，不變。 ⑷凸、凹模刃口尺寸的計算方法 ①落料刃口尺寸計算 對于落料部分按未注公差IT14級計算，所以落料件尺寸為 0?129.3-1mm，根據查表得沖裁刃口雙面間隙為Zmin＝

62、0.100mm, Zmax＝0.140mm. ?129.3的制造公差查表得 ?凹＝0.040mm，?凸＝0.030mm ?凹+?凸=0.040+0.030mm=0.07mm Zmax-Zmin=0.140-0.100mm =0.04 mm 由于?凹+?凸＞Zmax-Zmin，故采用凸模與凹模配合加工法。磨損系數為x=0.5.則凹 模刃口尺寸為 D凹 =(D-x△）+δ凹0 =(129.3-0.51)+0.25 0 =128.8+0.25 0 凸模刃口尺寸d凸按凹模實際尺寸配制，其雙面間隙為0.1

63、0～0.14mm為保證模 具刃口有較長的使用壽命，即保證刃口磨損后還能沖出合格的制件來，制造是按最小間隙Zmin=0.10mm配合間隙。 ②沖頂孔刃口尺寸計算 對于?500?0.62的孔，制造公差查表得 對于沖孔部分按未注公差IT14級計算，所以沖孔件尺寸為 19 第5章 凸模與凹模刃口尺寸的計算 ?50mm， ?50的制造公差查表得 ?凹＝0.030mm，?凸＝0.020mm ?凹+?凸=0.030+0.020mm=0.05mm Zmax-Zmin=0.140-0.

64、100mm =0.04 mm 由于?凹+?凸＞Zmax-Zmin，故采用凸模與凹模配合加工法。磨損系數為x=0.5.則凸模刃口尺寸為 d凸 =(D+x△）0??凸 =(50+0.5?0.62)0?0.155 =50.30?0.155 凹模刃口尺寸D凹按凸模實際尺寸配制，其雙面間隙為0.10～0.14mm為保證模具刃口有較長的使用壽命，即保證刃口磨損后還能沖出合格的制件來，制造是按最小間隙Zmin=0.10mm配合間隙。 ③沖側孔刃口尺寸計算 對于?7.50 ?0.36 的孔，沖孔部分按未注公差IT14級計

65、算，所以沖孔件尺寸為 ?7.5mm， ?7.5的制造公差查表得 ?凹=0.02mm ?凸=0.02mm 由 ?凹+?凸=0.02+0.02mm=0.04mm 即?凹+?凸= Zmax-Zmin凸故采用分開加工，則： d凸=(d+x△)0-δ凸 =（7.5+0.50.36）0-0。02mm =7.68 0-0.09mm D凹 =（d+x△+Zmin）+δ凹0 =

66、（7.5+0.50.36+0.10）+0.020 mm 20 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） =7.78+0.02 0 mm ④拉深刃口尺寸計算 對于拉深部分直徑?1000?0.87制造公差查表得 δ凹=0.035mm δ凸=0.025 mm 拉深凸模和凹模的單邊間隙查表，按Z/2=（1~1.1）t,取Z=2。則可求得拉深凸模和凹模的刃口尺寸為： d凸=（D+0.5△）0??凸 =（100+0.50.87）0 ?0.22mm ≈100.440 ?0.22 mm 拉深凹模刃口尺寸D凹按凹模實際尺寸配制，其雙面間隙 。21 1mm 第6章 模具主要工作零部件設計 第6章 模具主要工作零部件設計 6.1沖孔凸模的設計 ①沖孔小凸模采用螺塞固定在落料凹模上，凸模長度尺寸應根據模具的具體結構 確定，同時考慮凸模的修模量及固定板、與卸料板之間的安全距離等因素。 （a）