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1、 圖書分類號： 密 級： 畢業(yè)設計(論文) 外殼件落料拉深模具及其計算程序的設計 HOUSING MEMBER BLANKING DRAWING DIE DESIGN AND CALCULATION PROGRAM 學生姓名 班 級 學院名稱 專業(yè)名稱 指導教師 I / 49 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明： 所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或

2、撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標注。 本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。 論文作者簽名： 　　 　　日期： 　　 年 　月　 　日 學位論文版權協(xié)議書 本人完全了解關于收集、保存、使用學位論文的規(guī)定，即：本校學生在學習期間所完成的學位論文的知識產(chǎn)權歸所擁有。有權保留并向國家有關部門或機構送交學位論文的紙本復印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱?？梢怨紝W位論文的全部或部分內(nèi)容，可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫進行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論

3、文。 論文作者簽名： 　　 導師簽名： 　　 日期： 　　 年 　月　 　日 日期： 　　 年 　月　 　日 摘要 沖壓技術包括工藝設計和模具設計兩個方面。它既是沖壓生產(chǎn)技術準備工作的基礎，又是組織正式生產(chǎn)的依據(jù)。沖壓設計工作在沖壓生產(chǎn)中有著舉足輕重的地位。隨著科技的進步，時代的發(fā)展，沖壓加工已經(jīng)成為現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)領域內(nèi)不可或缺的生產(chǎn)手段之一，更加體現(xiàn)出特有的優(yōu)越性和重要性。 本次設計是針對外殼件冷沖模設計。設計中廣泛應用AutoCAD對其結構進行設計。本次的設計先確定沖壓的工藝方案

4、，計算出毛坯的尺寸，確定其撘邊值，從而確定排樣圖，計算出各工序的沖壓力，之后要計算零件的刃口尺寸。確定模具的結構，正、倒裝模具的選擇，定位方式的選擇以及卸料出件方式的選擇。然后要設計沖模零件，比如導向零件的設計，卸料裝置和承料裝置的設計等。最后確定選擇什么裝備，通過模具的一些生產(chǎn)要素來確定設備的類型和規(guī)格。用vb軟件設計本次設計中一些計算的程序。通過CAD繪制出零件圖、模具圖和裝配圖。 關鍵詞：落料；沖孔；拉深；翻邊；沖壓技術 Abstract Stamping technology, including process design a

5、nd die design aspects. It is stamping on the basis of technical preparation, and is based on the organization's official production. Stamping design work has a pivotal role in stamping production. With the progress of the development, stamping technology has become one of the means of production in

6、the modern industrial production indispensable, more reflect the unique advantages and importance. This design is for housing piece Die design. Design is widely used AutoCAD design its structure. The first is designed to determine the stamping process scheme, calculated blank dimensions, determine

7、its Da boundary to determine layout diagram, calculated punch pressure of each step, and then to calculate the size of the part edge. Determine the structure of the mold, it is, flip the mold options to choose the way of positioning and unloading a way of selecting members. Then to design a die part

8、s, such as design-oriented parts of the design, discharging device and the reception device. Finalize choose what equipment to determine the device type and size through a number of factors of production molds. Vb software design with the design of some of the procedures in this calculation. Parts d

9、iagram drawn by CAD, mold and assembly drawings. Key words: Blanking Punching Drawing Flange StampingTechnology 全套圖紙 外文文獻 扣扣 1411494633 目 錄 摘要 I Abstract II 1 緒論 2 1.1課題研究的目的及意義 2 1.2國內(nèi)外模具研究概況 2 1.2.1國內(nèi)模具研究概況 2 1.2.2國外模具研究概況 4 1.3課題的主要研究內(nèi)容 5

10、 2 沖壓工藝設計和沖壓力的計 5 2.2確定沖壓工藝方案 6 2.3工件的毛坯尺寸計算 6 2.4確定其搭邊值 7 2.5確定排樣圖 7 2.5.1利用率的計算 7 2.5.2確定其排樣圖 8 2.6計算各工序沖壓力 8 3 落料、沖孔、拉深、翻邊復合模的設計 10 3.1模具零件刃口尺寸計算 10 3.1.1尺寸計算原則 10 3.1.2模具間隙的選擇 10 3.1.3尺寸分類 11 3.1.4凸、凹模尺寸計算 11 3.2沖模工作零件的設計與計算 13 3.2.1凸模的計算和校核 13 3.2.2凹模的計算和校核 15 3.2.3凸凹模的計算和校核 1

11、6 4 模具結構零件設計 16 4.1確定模具的結構形式 16 4.1.1正、倒裝結構的選擇 16 4.1.2定位方式的選擇 17 4.1.3卸料、出件方式的選擇 17 4.1.4導向方式的選擇 17 4.2沖模零件的設計 17 4.2.1導向零件的設計 17 4.2.2卸料裝置 18 4.2.3承料裝置 19 4.2.4擋料和導正裝置 19 4.2.5定位裝置 20 4.2.6出件裝置 20 4.2.7固定板 21 4.2.8墊板 21 4.2.9模柄 21 4.2.10螺釘?shù)倪x擇 22 4.2.11上下模板（模座） 22 5 設備的選擇 24

12、 5.1模具的壓力中心 24 5.2模具閉合高度的確定 25 5.3壓力機的選取 25 5.3.1設備類型的選取 25 5.3.2設備規(guī)格的選擇 26 6計算程序設計 28 7 結論 30 致謝 31 參考文獻 32 1 緒論 1.1課題研究的目的及意義 經(jīng)過對此課題的鉆研,要駕馭機械工藝配備設計的普通方法及基本工序。穩(wěn)固模具設計和模具制作等理論知識在生產(chǎn)中的運用；用CAD做畢業(yè)設計；知道怎么獲取材料、手冊查閱。自己綜合使用理論去處理分析實際問題。 這個零件成形難度比較高，因為需要對成品進行沖孔和整形，所以沖壓過

13、程很復雜。它需要多道工序。由于工序間存在定位誤差，所以會形成缺陷，還有一些其他因素的影響，比如模具的數(shù)量大需要操作的人員及沖床較多，所以生產(chǎn)效率低，而且成本高。所以，有必要對過程更新，經(jīng)過分析，復合模具最適合這種情況。它可以提高零件質量和生產(chǎn)效率，降低設備投資和工具的成本和更低的配件費。 1.2國內(nèi)外模具研究概況 1.2.1國內(nèi)模具研究概況 1.2.1.1 我國模具技術的現(xiàn)狀 從改革開放到現(xiàn)在，中國經(jīng)濟比以前有了飛躍性的發(fā)展，模具銷量在市場上不斷增加。最近幾年，模具行業(yè)快速發(fā)展，每年以已經(jīng)約15％的速度增長，所有制成分的模具工業(yè)企業(yè)都發(fā)生了很大的變化。 “模具之鄉(xiāng)”——寧波浙江寧波和黃

14、巖區(qū);廣東省一些大型企業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的迅速崛，建立了模具制造中心。 中國現(xiàn)在緊跟著世間發(fā)展的步伐，國人素質的提高，人們對產(chǎn)品的質量越來越看重。而所有鏈條中的最基本的要素之一就是模具制造，模具制造技術的高低限制了企業(yè)的發(fā)展空間。它是國家制造業(yè)水平的體現(xiàn)。 最近幾年來，很多企業(yè)的技術都有了很大的進步，都提高了對它的投資力度因為現(xiàn)在技術進步已經(jīng)是一個企業(yè)能夠快速發(fā)展的重要因素及動力。二維CAD在一些國內(nèi)模具企業(yè)中已經(jīng)得到了普及，而且開始使用一些國際通用軟件，更進一步的在沖壓模的設計中能夠成功的運用。一些大型沖壓模具像汽車覆蓋件模具，這些模具的制造技術已經(jīng)有了比較明顯的進步。通過這些年的努力，我們

15、在模具CAD/ CAE/ CAM方面有了很大的發(fā)展。從改革開放到現(xiàn)在，中國模具工業(yè)雖然有了很大的進步，但是我們和美國、德國和日本的國家相比，我們國家還有很多缺陷，和他們還有很大的差距。[5] 現(xiàn)在人們?nèi)找骊P注和重視我國模具行業(yè)的發(fā)展。 “模具是工業(yè)的生產(chǎn)技術和設備，”這句話已經(jīng)得到了大家的共識?，F(xiàn)實生活中很多與我們息息相關的產(chǎn)品都是靠模具成形的。模通過模具做出來的東西往往是它本身價值的很多倍。 　中國現(xiàn)在的模具行業(yè)不僅要繼續(xù)提高它的生產(chǎn)能力，今后更要注重行業(yè)的結構調整和提高技術的發(fā)展水平。調整結構這方面，主要從企業(yè)結構調整產(chǎn)品結構向中高檔模具開發(fā)，改善進出口結構。[12]

16、1.2.1.2未來沖壓模具制造技術發(fā)展 模具技術應該滿足模具產(chǎn)品的質量、精度、價格和交易時間。滿足這些要求的條件： 1. 全面推廣CAD/CAM/CAE技術 模具CAD/ CAM/ CAE技術是模具設計的發(fā)展方向。隨著計算機軟件的發(fā)展和進步，CAD / CAM/ CAE技術已經(jīng)能在大部分領域使用，企業(yè)會越來越重視這些技術的重要性，會加大培訓力度;讓技術能用在更多的領域。由于互聯(lián)網(wǎng)在世界范圍內(nèi)的快速發(fā)展，讓CAD/ CAM/ CAE技術能夠跨領域進行工作的可能性得到大大的提升。 2. 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)能夠縮短模具的研制周期，它可以掃描實物或模型到加工

17、成功所需的功能。另外一些快速掃描系統(tǒng)，可以直接裝在已有的機床上，直接進行工作，能夠快速完成信息采集，從而生成加工系統(tǒng)程序。 掃描系統(tǒng)已在汽車等交通行業(yè)，以及電腦電視等電器行業(yè)成功使用，相信在為了的幾年內(nèi)會有更好的發(fā)展。 1） 電火花銑削加工 電火花銑削技術，也被叫做電火花創(chuàng)成加工技術，這是能夠替代傳統(tǒng)的加工電極模腔技術，它是簡單的管狀電極作為三維或二維輪廓加工的高速旋轉，這是電火花領域的一個重要的里程碑。這種技術已經(jīng)在國外使用，這個技術在將來會有更好的發(fā)展。 2） 提高模具標準化程度 我國現(xiàn)在模具標準化程度在提高，但和發(fā)達國家還有一些差距。 3） 優(yōu)質材料及先進表面處理技術

18、用來提高模具的壽命，采用好的材料和用正確的表面處理技術來提高。能否最大程度的發(fā)揮模具鋼材料性能最主要是靠模具熱處理和表面處理。采用真空熱處理是現(xiàn)在模具熱處理的一個主要發(fā)展方向。 4) 模具研磨拋光將自動化、智能化 不僅模具的使用壽命收表面質量的影響，外觀質量也會有影響，提高模具表面質量的發(fā)展趨勢可以考研究自動化，智能化研磨和拋光的方法。 5） 模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是中國的長期發(fā)展目標。模具自動加工系統(tǒng)應該由很多部分組成，它應該有多臺機床合理組合，同時還應該有定位夾具，并且需要數(shù)控同步系統(tǒng) 和質量監(jiān)測系統(tǒng)。 幾種機型的適用情況： 1）數(shù)控銑和加工中心

19、 用于完成較大銑削量的工件的加工設備 2）數(shù)控雕銑機 用于完成較小銑削量，或軟金屬的加工設備 3）高速切削機床 用于完成中等銑削量，并且把銑削后的打磨量降為最低的加工設備[15] 1.2.2國外模具研究概況 1)國外模具技術狀況 在國際上，美國的模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展的比較好，像福特汽車公司早在20世紀80年代就著手規(guī)劃CAD/CAM系統(tǒng)，并且構建了環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)。并在接下來的幾年里加大對系統(tǒng)的技術升級，它公司的汽車外殼全都使用模具技術做的外板，在20世紀末，CAD/CAM已全面在此產(chǎn)業(yè)使用。其他國家想法國、德國的汽車廠也都是采用一些模具軟件作為它們的主要發(fā)展模式。 2）模具制造能力狀況 隨

20、著高科技的發(fā)展，許多制造工藝技術在外國出現(xiàn)： （1）高速銑削加工。這個技術能讓模具的質量和工件切削的工作效率都能得到提高。轉速達到一分鐘一萬轉，在發(fā)達國家該技術已廣泛應用于模具制造 [8]。 （2）多軸聯(lián)動加工; （3）精密電火花加工 （4）快速制模; （5）最近開發(fā)出一種可以運用磁力和磁性磨粒子對模具表面進行加工的研磨拋光技術，這個技術的開發(fā)，使拋光自動化得到了更大更好的發(fā)展。 本次畢業(yè)設計主要應用了AutoCAD軟件進行模具裝配圖和零件圖的繪制。 1.3課題的主要研究內(nèi)容 在沖壓模具的生產(chǎn)和加工中，它的設計就顯得很重要[9]，不僅模具的工藝過程，受結構設計的影響，對質

21、量和效率都有。 我從很多方面找了有關于沖壓模具設計的知識，并對它們進行了比較，選出最適用的方案，因此，這個設計要考慮以下方面： 1） 查閱模具相關資料，認真學習，了解設計要求，查閱外文資料，； 2） 熟悉沖壓件（外殼件）的圖樣和技術條件； 3） 分析沖壓件（外殼件）的工藝性，為進行設計做好準備； 4） 選用適合的設備，確定設備參數(shù)； 5） 確定模具的具體結構以及模架的參數(shù)，繪制復合模具的裝配圖及主要零件圖。零件圖標注尺寸、公差及技術條件，并進行必要的強度校核； 6） 根據(jù)課題研究過程，撰寫畢業(yè)設計說明書。 2 沖壓工藝設計和沖壓力的計 外殼件如下圖，材料08，工

22、件厚度2，模具精度：IT14為一般精度。 圖2.1 零件三維圖 圖2-1 零件二維圖 從零件圖看，該沖壓件是用08鋼板沖壓形成，鋼板厚度是2mm。還看到部分形成過程有落料，拉深，沖孔，翻邊，其中比較難處理的是拉深和翻邊。這是一個典型的板料沖壓件。 通過計算這個部分可以是一個圓柱形構件拉深，其精度不高，但數(shù)目較大，它可以通過沖壓來制造，但能一次成形。 2.2確定沖壓工藝方案 通過對它的工藝分析，再和產(chǎn)品圖進行必要的計算，提出合適的方案 [10]。 1）沖壓的幾種方案 （1）落料、拉深、沖孔、翻邊單工序模具生產(chǎn)。 （2）落料、沖孔復合模，拉深、

23、翻邊復合模的生產(chǎn)。 （3）落料、沖孔連續(xù)進行采用級進模生產(chǎn)，拉深、翻邊復合模的生產(chǎn)。 （4）落料、拉深、沖孔、翻邊復合模生產(chǎn)。 方案一：結構簡單，但完成工件需要四道工序并且是用多個模具，成本高。 方案二：加工的工序減小，所對應的時間就減少。而且精度有了很大的提高。 方案三：比上一個方案多花錢，不經(jīng)濟。 方案四：有以上方案的所有優(yōu)點。 程序的選擇必須綜合考慮精密程度，生產(chǎn)質量，生產(chǎn)效率等方面。經(jīng)過比較，決定采用方案四 就是：落料、沖孔、拉深、翻邊→成品。 2）各加工工序次數(shù)的確定 通過工件的尺寸形狀和它的極限變形程度可以能決定：落料、沖孔一次，拉深、翻邊一次。 3）

24、加工順序決定的原則 （1）所有孔中，在平板毛坯上沖出來的孔都是不受后沖孔的影響； （2）成形后沖出的孔都是因為會受到后來工序影響； （3）很靠近的兩孔最好同時沖出； （4）整形或較平工序，可以在沖壓件成型后進行。 4）成型過程 成形過程由加工順序決定： 最開始是落料、沖孔，完成精確的形狀；再來是拉深、翻邊，最后出來的是成品。 用這個沖壓方案，能降低沖裁力，提高模具的使用時間。結構簡單提高生產(chǎn)效率。加工生產(chǎn)，最適合這種方案。 2.3工件的毛坯尺寸計算 因為工件主要成型過程是沖裁，沖壓，拉深和翻邊，工件變形的不多，工件的實際尺寸可以下降，計算如下：

25、 式（2.1） D=118+20×2=158mm 毛坯形狀及尺寸如圖2—1所示： 圖2-2 毛坯形狀及尺寸 2.4確定其搭邊值 確定其搭邊值： 兩工件間的搭邊值：a1=1.2 工件側面搭邊值：a=1.5mm 條料寬度：B=D+2a=158+2×1.5=161mm 2.5確定排樣圖 2.5.1利用率的計算 所有沖壓件的成本中，材料成本是所有成本中占有率最大的一項，所以經(jīng)濟使用材料是一個非常重要的問題。其中沖裁件的布置位置就比較重

26、要，我們叫這種布置叫做排樣[11]。所以合理排樣，提高材料的利用率有著非常重大的意義，利用率為K： 式(2.2) 式中 K —— 材料利用率（%）； A0 —— 條料 面積（mm2）； N ——條料上生產(chǎn)的沖件數(shù)； A ——每一個沖件的面積（mm2）。 根據(jù)計算得a1=1.2mm； 工件側面搭邊值：a2=1.5mm。 A0=161×159.2=25631.2 mm2 a=л×79×79=19596.74mm2 取n=1； K=(

27、1×19596.74)/ 25631.2×100=76.46% 2.5.2確定其排樣圖 排樣圖如圖2-3所示： 圖2-3 排樣圖 2.6計算各工序沖壓力 1）沖裁力 為了能夠設計合理的模具，使用正確的壓力機，就必須計算沖裁力[12]。計算公式見式（2.2） 式（2.3） 式中 P0——沖是裁力（N）； ——材料抗剪的強度（MPa）； L ——材料輪廓的長度（mm）； T ——材料厚度（mm）。 本次設計中，沖裁力有：落料力、沖孔力

28、、拉深力、翻邊力。 其中=1.3×3.14×158×2×324=4.18×N； 一般K取1.3 =1.3×3.14×31×2×324=8.2×N =0.45×3.14×118×2×1.3×324=1.4×N 為一次拉深：=0.45； =1.1×3.14×（43-31）×2×295=2.4×N -翻邊后豎邊中徑；-圓孔初始直徑；-毛坯厚度；-屈服點極限； P=P0=664×N 2）卸料力 卸料力的計算公式見式（2.3）。 式（2.4） 式中Px ——卸料力（KN）； Kx ——卸料力系數(shù)，取0

29、.05； P ——落料力（KN）。 則 Px=0.05×418=20.9KN。 3）推料力 推料力的計算公式見式（2.4）。 式（2.5） 式中 PT ——推料力（KN）； KT ——推料力系數(shù)，查表取0.055； N ——卡在凹模里的料的個數(shù)； T ——料厚（mm）； PT=1×0.055×418=22.89KN 4）頂料力 頂料力的計算公式見式(2.5)。

30、 式（2.6） 式中 PD——頂料力（KN）； KD——頂料力系數(shù)，取0.06； PD=0.06×82=4.92KN， 則根據(jù)式（2.6）得出，總的沖壓工藝力為： 式（2.7） F=664+20.9+22.89+4.92=712.71KN 則復合模選擇沖床時的總壓力為F總=1.3F=926.523KN。 3 落料、沖孔、拉深、翻邊復合模的設計 3.1模具零件刃口尺寸計算 3.1.

31、1尺寸計算原則 沖裁件尺寸的精度會受很多因素的影響，最先影響的是刃口尺寸，同時模具刃口尺寸和公差還用來保證模具的合理間隙[13]。實踐出現(xiàn)的問題： 1）凸凹模的間隙會讓落下的料或是沖出的孔會有錐度； 2）在使用中，落料件和沖孔的孔徑分別是以大端以及小端尺寸為準； 3）在沖裁中，凹凸模會與零件發(fā)生摩擦，凸模和凹模會磨損變化，間隙最后變得比以前大； 4）拉深時，凸凹模的尺寸會受到拉深的影響。 因此，決定尺寸和公差時，應考慮： 1）凹模和凸模的尺寸會分別決定落料制件尺寸和沖孔時的尺寸，所以以凹模為準； 2）因為凸凹模在制件過程中會受到磨損，在設計時，凸模用公差范圍內(nèi)較大尺寸； 3）

32、同樣，在設計拉深和翻邊模時，應用公差范圍內(nèi)較大尺寸； 4）由于制件的精度要求會影響到?jīng)_模刃口的制造公差，所以決定公差是要考慮精度要求。 考慮以上因素，所以會用凸凹模結合加工。 3.1.2模具間隙的選擇 模具間隙俗稱單面間隙，用C表示。雙面之間的間隙用Z表示。拉深、翻邊V形工件時，用壓力機閉合高度來控制凸凹模間隙 [15]。下面是落料、沖孔復合模間隙的影響因素： 1）沖裁間隙對沖裁件質量的影響 指沖裁件的質量是指切割表面質量。零件表面應光滑。尺寸大小不得超過規(guī)定的圖紙公差。當在一定范圍內(nèi)的控制的凸、凹模間隙值。間隙過小時，毛刺會出現(xiàn)在斷面上。間隙過大 時，減少制件的光亮帶。

33、 2）間隙對沖裁力的影響 間隙比合理間隙小時，沖裁力受間隙的影響會變大。 3）間隙對模具壽命的影響 大間隙能延長模具的使用時間。 4）凸、凹模間隙的確定 根據(jù)以上條件確定： 間隙選擇：選擇Ⅲ型，間隙適中，R減小，α正常，拉毛正常。落料、沖孔復合模刃口始用間隙為： 2Cmax=0.36mm，2Cmin=0.246mm 1/2Zmax=0.18mm，1/2Zmin=0.123mm 3.1.3尺寸分類 工件毛坯尺寸如圖2.3所示，將工件尺寸進行分類如下： 1）外形尺寸 A類：把產(chǎn)品零件圖尺寸化成A0-△，△為工件公差； 158±0.1=158.10-0.2mm

34、2）內(nèi)形尺寸 B類：刃磨后凹模尺寸兩邊增大的，把產(chǎn)品零件圖尺寸化成E+△0 310+0.2=310+0.2mm 3.1.4凸、凹模尺寸計算 孔Φ310+0.2mm的圓形凸模和凹模分開加工，其余尺寸配合加工，先做凸模，配做凹模，用復合模沖工件，落料凹模刃壁垂直。 1）分開加工的尺寸 先計算分開加工的尺寸：E0+△=310+0.2mm 查表得：當t=2.0mm時， 2Cmax=0.26mm，2Cmin=0.22mm 即 1/2Zmax=0.13mm，1/2Zmin=0.11mm δ需滿足以下兩式： δ≤0.4（2Cmax-2Cmin）即δ≤

35、0.016mm δ≤△-Ms △=0.2mm；查表取Ms=0.05mm,即δ≤0.15mm 比較δ≤0.016mm與δ≤0.15mm，取δ=0.016mm =0.26-0.22-0.016=0.024mm 式（3.1） 其中，E=31，N7查表按△=0.2，δ=0.016mm得N7=0.145mm, 因Ms=0.05mm，查表得N2=0.015。 故 dE =31+0.145+0.015=31.16mm 式（3.2） =3

36、1.16+0.22=31.38mm。 故凸模為Φ31.160-0.016，凹模為Φ31.480+0.024。 2）配合加工尺寸 配合加工的尺寸計算如下： （1）158.10-0.2mm（A類） △=0.2，查表得δ=0.04mm，MS=0.05mm； 即≤0.26-0.22=0.04mm 即≤0.2-0.05-0.04=0.11mm 綜合以上兩式取=0.04mm。 式（3.3） dA =158.1-0.22-0.112-0.02=157.748mm 式（3.4） DA=15

37、7.748+0.22=157.968mm 故凸模尺寸為=157.7480-0.04mm； 凹模尺寸為=157.9680+0.04mm。 同樣的43的尺寸為： 凸模尺寸為=42.7480-0.04mm； 凹模尺寸為=42.9680+0.04mm。 （2）118.20-0.4mm(B類) △=0.4，查表得δ=0.06mm，MS=0.05mm； 即≤0.13-0.11=0.02mm； 即≤0.4-1/2×0.05-0.06=0.315mm， 綜合以上兩式取=0.02mm。 式（3.5） 則 da=118.2-1/2

38、×0.22-0.212-1/2×0.02=117.868mm 式（3.6） 則 Da=118.868+0.11=117.978mm 故凸模尺寸為117.8680-0.06mm； 凹模尺寸為117.9780+0.02mm。 （3）114±0.5mm(C類) △=0.1mm，δ=0.02mm，=0.012mm， 故凸模尺寸為=114±0.01mm； 凹模尺寸為=114±0.006mm。 （4）47±0.05mm(L類) △=0.1mm，δ=0.02mm， =0.012mm, 故

39、凸模尺寸為=47±0.01mm； 凹模尺寸為=47±0.006mm。 3.2沖模工作零件的設計與計算 3.2.1凸模的計算和校核 1）沖孔凸模 （1）凸模的結構形式 落料、沖孔復合模的沖孔凸模選用帶臺肩的凸模，此凸模與Fixing plate緊配合，上端帶臺肩 [16]，形狀如圖3.1所示： （2）凸模的長度計算 根據(jù)模具的具體結構形式，沖孔凸模固定板厚度h1=20mm； 落料凹模間隙應該取h2=5mm； 凸模與凹模重合高度應該為26mm。 則沖孔凸?？傞L為：L= h1+ h2+1=20+5+26=51mm， 落料、沖孔模凸模選擇圓凸模 31×51-T10A 代號為J

40、B/T 5826。 圖3-1 沖孔凸模 （3）凸模強度校核 在凸模長度確定后，我們要校準凸模的承壓和抗彎能力，這樣能防止凸模縱向失穩(wěn)或折斷。應該使用Cr12MoV，HRC58~62制成的凸模。 在中心軸壓力下，凸模的導向方式影響保持穩(wěn)定的最大長度。帶臺肩式的凸模允許的最大長度按式（3.7）計算。 式（3.7） 式中 C ——系數(shù)（查表）； d0 ——凸模大端直徑（mm）； E ——凸模材料彈性模量。 按l0/lmax=0.8,d0/d=1.8，查表得C=0.23

41、9，將t=2.0mm，=300MPa，d0=5.85mm代入公式得lmax=63.265mm。 因此，該凸模結構滿足設計所需要的強度要求。 2） 拉深、翻邊凸模 （1）凸模的結構形式 拉深、翻邊凸模其結構采用螺栓的凸模，這個凸模能夠與螺栓緊密配合在一起，上端還帶有螺紋孔，基本形狀如圖3-2所示： 圖3-2 拉深、翻邊凸模 2）凸模的長度計算 根據(jù)模具的具體結構形式，則凸?？傞L為：L= h1+ h2+1=18+8.5=26.5mm 3）凸模強度校核 在凸模長度確定以后，為防止縱向彎曲和斷裂，應檢查凸模的承載和抗彎能力。凸模沖裁時會受到兩種力的作用，即平均壓應力和刃口

42、接觸應力。本次設計中，選擇用 Cr12MoV，HRC58~62制成的凸模。 在中心軸壓力下，凸模的導向方式影響保持穩(wěn)定的最大長度。凸模允許的最大長度計算如式（3.8）。 式（3.8） 式中 C——系數(shù)（查表）； d0——凸模大端直徑（mm）； E——凸模材料彈性模量，對于鋼材可取210000MPa。 按l0/lmax=0.8,d0/d=1.8，查表得C=0.239，將t=2.0mm，=300MPa，d0=5.85mm代入公式得lmax=63.265mm。 因此該凸模結構符合強度要求。 3.2.2

43、凹模的計算和校核 1）凹模厚度h通過沖裁力查表進行選擇，已知 t = 2.0mm，=300MPa。 式（3.9） 根據(jù)式（3.9），則 圖3-3 落料凹模 P0 =1.3×300×360.5203×2.0=281205.834（N）≈281.206KN 經(jīng)過查表得：h=51mm。 又根據(jù)沖件料寬（>150~160mm），沖件料厚（>1.5~3mm），經(jīng)查表取壁厚為20mm。 則凸模長L=（51-20）-5+14+20+18=78mm； 則凹模外形尺寸為D×d×h=198×158×51 2）沖孔、翻邊凹模，

44、其形式如下圖3-4； 圖3-4 沖孔、翻邊凹模 由上述計算和公式可以得出： 凹模外形尺寸為：d××D×=43×37×51×41 3.2.3凸凹模的計算和校核 在本次設計中，凸凹模存在在復合模中，從強度上看，最小值限制壁厚。沖模結構對最小壁厚。 作為一個沖孔凹模，當選錐形圓柱型孔口凹模，刃口強度高，磨削后孔口尺寸不變，沖裁力和孔壁的磨損會受打破孔遺留的廢料和工件的影響，這樣會降低凹模的總壽命，復雜的形狀，精度要求高的工件就適合這種凹模 。其結構形式如下圖3-5所示： 圖3-5 落料、拉深模結構圖 查得： 。 由Cr12M

45、oV制成,熱處理硬度HRC58~62，凸凹模的厚度78mm。 4 模具結構零件設計 4.1確定模具的結構形式 根據(jù)沖壓工藝模具的選定的類型，所選擇的過程是落料，翻邊，沖壓，拉伸翻邊復合模的組成結構。通過確定模具的形狀，尺寸，精密和沖壓設備和制模條件，在操作方便和安全為前提的情況下，它因該解決的內(nèi)容主要包括：模具結構選擇以及定位，磨具卸料和導向類型的選擇。 通過以上的比較，所以應該選擇的組成方法是落料、沖孔、拉伸和翻邊復合模具的組成形式。 4.1.1正、倒裝結構的選擇 復合模不但有落料凸模的作用，同時又具有拉深凹模

46、的作用。我們將落料凹模裝在下模，凸模又裝在上模的方法叫做正裝復合模，反之是倒裝復合模。倒裝復合模具有結構比較簡單，同時操作又很方便的特點。 4.1.2定位方式的選擇 為了確保在沖壓的工藝過程中，沖壓坯在模具必須有正確的位置。因此，定位方式的選擇，是在模具結構設計中的一個重要組成部分。在采用定位方式的時候需要依據(jù)毛坯形狀，毛坯的尺寸還有模具的結構形式的不同，采用不同的定位形式，這些不同的定位需要滿足以下的要求： 1） 保證定位的可靠性 2） 保證操作的穩(wěn)定性 3） 保證定位的精確性 4） 保證定位基準的準確性 本次設計選擇這種定位方式：控制條料的送進方向。定位零件一般包括兩個部件：

47、導料板和側壓板。通常將導料板用于各種不同的模具，而側壓板則通常用在級進模，這些兩塊板的選用讓條料能夠正常穩(wěn)定的沿著導料板的基準平面進行送進。 4.1.3卸料、出件方式的選擇 要正確的選用的模具形式的結構，就一定要準確的給出落料出件的方法。模具一般的卸料方式分為三種：通常采用的是剛性方式，其次是彈性，廢料切刀屬于較少的卸料方式。出件的方式也分為剛性和彈性推料。為了能使模具結構簡單，有較高的安全性，必須在選擇出料方式時，考慮到零件磨具的種類、工件品質還有操作起來的方便度等問題。 綜上所述，本次設計采用的卸料方式和出件方式分別選用的是彈性卸料和彈性推件方式。 4.1.4導向方式的選擇

48、 一般情況下，生產(chǎn)批量小的工件而精度要求又比較低的單工序模時，不考慮導向裝置。但是由于沖裁的間隙很小，所以在選擇壓力機導軌的精度要求的時候需要選用較高精度的導向軌。沒有導向模的有點事加工工藝制造簡單，同時模具的制造成本又不高。但是它又有壓力機上的調控和裝配不方便的缺點，同時模具的壽命低、工件的質量又不是很高。模具的導向方式主要分為滾動導柱導套、滑動導柱導套和導板導向。 通過以上比較，本設計選用的是滑動導柱導套。 4.2沖模零件的設計 4.2.1導向零件的設計 為了能確保上模和下模能夠進行的相對運動，要使用導向零件。導向零件的導向方式分為滾動式和滾動式導柱導套以及導板導向。在本設計中選

49、用的導向零件都是滾動式導柱導套。 1）安裝尺寸要求 導柱的直徑一般在16?60毫米，長90?320毫米。導柱的選擇必須要滿足閉合高度的要求。也就是說，當模具處于最低的工作位置，導柱的上模板和上端面間的間隔應該大于10?15毫米，這樣可以帽子模具閉合高度變低時，導柱也能夠進行工作，為了確保下模板能夠使壓力機的工作臺上穩(wěn)固，導柱的下端面到下模板的間隔應取2~3毫米之間。而導套上端面與上模板的距離應大于3毫米。 根據(jù)以上論述，此設計應該采用滑動導柱導套導向方式。如圖4-1導柱、4-2導套所示： A型導柱 35×210 GB/T699-1999 40×210 GB/T699

50、-1999 A型導套 50×105 GB/T699-1999 55×115 GB/T699-1999 圖4-2 導套 圖4-1 導柱 在復合模中導柱和導套中，材料都選擇20鋼，滲碳深度的大小為0.8~1.2mm，硬度采用的是HRC58~62。 2）尺寸配合要求 將導柱壓入下模板，導套壓入上模板的安裝孔中，通常情況下它們采用的配合是過贏配合。但是導柱與導套兩者的配合使用的是H7/h6或者是H6/h5。這些配合精度是由沖壓件的工序性質、精度和模具壽命等來決定的。 3）材料及熱處理要求 導柱、導套的材料是20

51、鋼， 0.8~1.2mm的滲碳層深度，淬火硬度在滲碳后因該在58~62HRC之間。表面的粗糙度大小不可以超過0.8μm。 4.2.2卸料裝置 1）卸料板尺寸 能否合理的選擇卸料板的結構形式是影響模具正常工作的重要因素之一。卸料板是用來卸料的，同時在一些模具中，它可以保護凸模不變形。拉深復合模的尺寸是198毫米×158毫米X20毫米，在拉深翻邊模中的卸料板尺寸為118 mm×43 mm×20mm。 2）卸料螺釘?shù)慕Y構形式 在本次設計中，使用圓柱頭內(nèi)有六角的卸料螺釘，選取的卸料螺釘為M10，如圖4-3所示，用35鋼制造， 35~40HRC的熱處理硬度。 3）卸料螺釘?shù)某叽? 根據(jù)以上，

52、選取卸料螺釘為： M10×90 GB/T70.1-2000 圖4-3 圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘 4.2.3承料裝置 承料板的作用是擴大沖壓材料受承托的部分，以便于送進。本次設計在落料模的設計中采用了承料裝置，用以保證復合模定位的精度。 其具體尺寸為：250×12，材料是40 號鋼。 4.2.4擋料和導正裝置 使用導正銷來對材料進行導正可以讓材料在模具內(nèi)更加精密的定位[20]。導正銷既能夠進行人工送料，同時也可以自動進行送料。 擋料裝置是用來在單工序落料中保持沖件的完整和適當?shù)拇钸吥＞叩慕Y構形式?jīng)Q定了此次設計用固定擋料銷。結構狀況見4-

53、4顯示。它利用上模凹槽留住擋料銷帽，廣泛用于復合模中。 復合模中固定擋料裝置選擇一般是定位銷和擋料銷兩種。選擇技術條件分別為： 擋料銷 4×10 JB/T 7649.10，材料為45鋼； 圖4-4 擋料裝置 4.2.5定位裝置 定位裝置保證工序件進行后續(xù)沖壓時，在模具內(nèi)占有正確的位置。通常有兩種定位裝置：定位板以及定位銷，在本次設計的復合模中選用定位銷、鑲塊和擋塊對工件同時進行定位。 根據(jù)模具結構需要，采用銷對卸料板、凸模固定板進行定位，選擇銷Ф4×10 GB/T 699 。如圖4-5所示； 圖 4-5 定位銷 4.2

54、.6出件裝置 通常模具的結構決定了出件裝置的選用，本文中都選用彈性卸料板卸料。 1）高度計算 成形后的工件是靠彈簧卸料板頂出凹模，這只需要很小的頂出力。用彈簧彈出工件的缺點：成型件的高度比較高，會產(chǎn)生成形失穩(wěn)的情況，所以要用卸料螺栓固定。復合模中通常都用的是這種卸料方式。選擇的彈性體為： 碳素彈性鋼絲 1.6×16×48-2 GB/T2089-1994； 根據(jù)模具結構，復合模的下模選取為高為12mm的40鋼和碳素彈性鋼絲組合在一起； 在復合模中，卸料板位于上止點時與凸模的矮平面等高，上模壓下時，彈頂器的正常工作行程為f=26mm+2mm=28mm， 彈簧自由長度=48mm 彈頂

55、器預先壓縮量均選為2mm。 2）受力計算 按模具結構初定彈簧個數(shù)4，計算每根彈簧分擔的卸料力 ， ，選D=16mm的一組彈簧。 ，滿足壓縮量。 所選彈簧為D=16mm 4.2.7固定板 本文中都使用圓形固定板，在凸模結構中使用。下面有幾個注意點： 1）凸模的尺寸可以喝凹模、卸料板的尺寸相同，不過要留下緊固螺釘和銷釘?shù)姆胖梦恢?。凸模固定板厚度通常應當是凹模?/5或4/5。 2）固定板應該與凸模安裝孔的孔軸線垂直并且上下面要磨平，它基準平面的粗糙度大小是1.6至0.8μm。 3）凸模安裝孔與凸模安裝好后要把斷面磨平，它們采用過渡配合H7/r6。 4）固定板

56、一般選用的是Q235或45鋼制造。 本文中的固定板，復合模的上模固定板選擇250 mm×20 mm，下模固定板選擇250 mm×20mm； 4.2.8墊板 墊板的作用是用來減少模板單位面積上所受到的壓力的，因為墊板可以承受或擴散凸模傳遞給模板的壓力，這樣能減少模板被過大的單位壓力壓變形。凸模墊板是模具中見得最多的墊板，它裝夾在凸模固定板和模板中間。是否安裝墊板板時，應該通過在模板上的壓力大小來決定，模板的單位壓力計算公式見（4.1）。 式 (4.1) 式中 ——模板承受的壓應力（MPa）； F ——沖裁力（N）； A ——凸

57、模固定端的面積（mm2）； ——模板材料的許用壓力（MPa）；對于HT250，=90至140 MPa,對于ZG310—570，=110至150 MPa。 當時，需要使用墊板。本次設計的墊板選取圓形墊板，其厚度為20mm，用40鋼制成。 4.2.9模柄 在本次設計中，復合模選擇的模柄為標準尺寸的，規(guī)格為A40×85，材料為Q235，經(jīng)過臺肩緊固在上模座上。如圖4-6所示，具體尺寸見零件圖。在彎曲模中采用的模柄為旋入式模柄，材料是Q235-A.F，技術條件按照JB/T 7653-1994的規(guī)定，直徑為30mm的A型模柄，編號是A50JB/T 7646.2。

58、 圖4-6 模柄 4.2.10螺釘?shù)倪x擇 本次設計選用內(nèi)六角圓柱頭螺釘作為緊固螺釘，螺紋規(guī)格為d=M10,公稱長度為l=60，性能等級為8.8級，表面氧化的處理為A級的內(nèi)六角圓柱頭螺釘，代號為GB/T 70.1。筆者在選擇的螺釘標準件時，選用了兩種分別是M10 ×60和M10×40。如圖4-7所示。復合模固定在凸凹模選用的鍵槽平頭螺釘，如圖4-8所示，精度為4.8級，不通過表面加工的A級鍵槽沉頭螺釘，代號為GB/T 65 M10×60。 圖4-8 開槽平頭螺釘 圖4-7 內(nèi)六角圓柱頭螺釘

59、4.2.11上下模板（模座） 模具中，全部主要零件靠上下模板安裝固定，上下模板可以支撐和傳遞沖壓力。設計時選擇標準模架。 模具分為很多種，有對角式模架（Diagonal type mold）、中間導柱模架（Four pillar sets）、后側導柱模架（Back pillar mold）等等。對角式模具（Diagonal type mold），其特征是所述導柱和模具中心和對角對稱布置，所以受力平衡，可以提高工具的使用時間，而且它還能從兩個方向上送料，操作簡單。然而，由于支柱間距離的影響，使用帶沖壓寬度不能太大，所以經(jīng)常用于進模與復合模，被用于更多的是生產(chǎn)。中間導柱模架，導桿放在模板上，力

60、量平衡，平穩(wěn)運動，高導向精度。缺點是不如對角式模架，只能一個方向進料。后側導柱模具可從三個方位上料，這樣的操作方便工作人員操作，可是這種方法導向柱布置在后側，沖壓受力不均衡。因此設計選用中間導柱模架。 在實際情況中,凹模的周界選用=250mm，選用中間導柱模架時，選用的是GB/T2851.6，它的參數(shù)是依據(jù)GB/T9436-1988的規(guī)定，由HT200鋼制成。選用的中間導柱上模座和下模座分別是為： 250×45的中間導柱上模座，代號為GB/T2855.11； 250×55的中間導柱下模座，代號為GB/T2855.12。 技術條件選用的是GB/T9436-1988。

61、 5 設備的選擇 5.1模具的壓力中心 沖模各個壓力的合力作用點叫做模具的壓力中心（Mold pressure center），這個通常情況下都是指平面投影。壓力中心得計算方法在本文中選用的是計算法，計算方法如下： 1） 選定坐標系xOy，如圖5-1所示。 圖5-1工件示意圖 將工件的外輪廓分成若干基礎線段，長度分別如下： D1=118；d2=43； 2） 計算各個基礎線段的重心點位置到y(tǒng)軸的距離和到x軸的間隔大小，計算所得的數(shù)據(jù)如下： x1=59；x2=21.5； y1=59；y2=21.5； 3） 由力矩的計算原理能夠得到

62、壓力重心所在的點的位置，c到x軸和y軸的距離公式見式(5.1）和（5.2)。 式（5.1） 式（5.2） 由于是成中心對稱狀況，所以它的壓力重心在它的幾何中心點。 5.2模具閉合高度的確定 模具在最低工作位置，下模板和下平面和上模板的上平面之間的間隔大小叫做模具的閉合高度符號為H模。 通常情況下壓力機的閉合高度和模具閉合高度為： 式（5.3） 其中 Hmax —壓力機最大的閉合高度（mm）； Hmin —壓力機最小的閉合高度（mm）； h1 —壓

63、力機墊板厚度（mm）； h —模具的閉合高度（mm）。 當壓力機的最大閉合高度比模具的閉合高度大，此時需要在壓力機的墊板上再加一個墊板。 本次設計的模具下模座厚度為55mm； 下墊板厚度為20mm； 凸凹模固定板厚度為20mm； 凸凹模厚度為78mm； 卸料板厚度為20mm； 上模座厚度為45mm； 上墊板厚度為20mm； 凸模固定板厚度為20mm； 落料凹模厚度為51mm， 上下模閉合疊加26mm， 復合模具的閉合高度為：H模=55+20+78+45+20+51-26=243mm 5.3壓力機的選取 5.3.1設備類型的選取 設備類型的選取主要

64、靠沖壓的工藝要求和生產(chǎn)數(shù)目決定，通常情況下，使用以下設備： 1） 開式可傾曲柄壓力機適用于中小型沖裁件彎曲件或拉伸件等。 2） 閉式曲柄壓力機適用于大中型沖裁件和精度要求高的沖壓件。 3） 多工位自動壓力機或高速壓力機適用于復雜形狀的中小型件。 4） 液壓壓力機適用于小批量的大型厚板的沖壓生產(chǎn)。 5.3.2設備規(guī)格的選擇 在設備類型選定后，按照沖壓工藝，最終設備大小受模具的閉合高度以及模板平面輪廓外形大小等的影響。設備參數(shù)主要說的是壓力機的公稱壓力、行程大小、滑塊尺寸大小、裝模高度、工作臺的工作面的尺寸等規(guī)格。 1） 公稱壓力 公稱壓力說的是滑塊滑下死點前某一間隔，或者

65、是曲軸轉角離下止點某一高度時的壓力。通常而言，壓力機的公稱壓力需要比沖壓總工藝多出一半才算正常值。為使壓力機能夠安全的用于沖壓工藝，通常對公稱壓力考慮適當?shù)陌踩禂?shù)。 2） 滑塊行程 滑塊的行程指的是滑塊由上死點到下死點所走的所有距離的大小，曲柄半徑是它的一半。 3） 閉合高度 閉合高度又稱裝模高度，是指滑塊在最下方的位置時，滑塊下表面距離工作臺的墊板上表面的高度。 4） 其他參數(shù) 壓力機的工作臺的尺寸和滑塊模柄孔的尺寸等數(shù)據(jù)需要和參考模具的外形大小關來確定最終的尺寸。 綜上所述，根據(jù)選擇沖床時的總壓力為F總=1.3F=926.523KN，經(jīng)過查表得，復合模選擇開式雙柱能傾壓力機

66、床（J23-100），其主要技術規(guī)格如下所示： 公稱壓力選取1000KN； 滑塊行程 140mm； 滑塊行程次數(shù) 60次/min； 最大閉合高度 400mm； 最大裝模高度 300mm； 連桿調節(jié)長度 110mm； 滑塊中心線至床身距離 320mm； 床身兩立柱間的距離 420mm； 工作臺尺寸 600mm×900mm； 墊板尺寸 20mm×250mm； 模柄孔尺寸 40mm×85mm； 1—上模座 2—導套 3—導柱 4—內(nèi)六角螺栓 5—上模固定板 6—模炳 7—內(nèi)六角螺栓 8—上模墊板 9—圓柱銷 10—落料凹模 11—導套 12—拉深翻邊凸模 13—預料卸料板 14—成形件卸料板 15—擋料銷 16—下模固定板 17—導柱 18—下模墊板 19—圓柱銷 20—落料拉深模 21—螺釘 22—沖孔凸模 23—沖孔翻邊模 24—卸料彈簧