支撐架沖裁復(fù)合模具設(shè)計(jì)【沖壓模具】【說(shuō)明書(shū)+CAD+SOLIDWORKS】,沖壓模具,說(shuō)明書(shū)+CAD+SOLIDWORKS,支撐架,復(fù)合,模具設(shè)計(jì),沖壓,模具,說(shuō)明書(shū),仿單,cad,solidworks 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 設(shè)計(jì)題目：“ 支撐架 ”沖裁模具設(shè)計(jì) 下 達(dá) 日 期： 2015年09月16日 開(kāi) 始 日 期： 2015年09月18日 完 成 日 期： 2016年01月15日 指 導(dǎo) 教 師： 學(xué) 生 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械制造與自動(dòng)化 班 級(jí)： 學(xué) 生 姓 名： 教 研室主任： 趙月娥 XX學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院 目 錄 前言 1.我國(guó)模具行業(yè)的發(fā)展方向和前景 2 2.沖壓加工的特點(diǎn) 2 3.沖壓模具的種類(lèi) 3 4.課題意義 4 5.沖壓工藝性分析及沖壓方案的確定 5 (1)沖壓工藝性分析 6 (2)沖壓工藝方案的確定 7 6.排樣設(shè)計(jì)及計(jì)算 8 (1)展開(kāi)尺寸計(jì)算 9 (2)排樣方案 10 (3)確定搭邊值 10 (4)確定條料寬度計(jì)算利用率 11 7.沖裁力的計(jì)算及確定壓力中心 11 (1)沖裁力的計(jì)算 12 (2)確定壓力中心 13 8.沖裁工藝計(jì)算 13 (1)選擇雙面間隙 14 (2)沖裁模刃口尺寸計(jì)算原則 14 (3)沖孔和落料刃口尺寸計(jì)算 14 9.各零件結(jié)構(gòu)尺寸 15 (1)凹模的設(shè)計(jì) 15 (2)凸模設(shè)計(jì) 16 (3)凸模凹模的材料選定 17 (4)卸料部分的設(shè)計(jì) 17 (5)卸料裝置 18 (6)推件和頂件裝置 18 (7)定位部分的設(shè)計(jì) 19 (8)模架、模座和導(dǎo)柱導(dǎo)套 20 (9)模架類(lèi)型 20 (10)模座 21 (11)導(dǎo)柱與導(dǎo)套的選用 21 (12模柄的選用 22 結(jié)論 23 參考文獻(xiàn) 24 致 謝 25 前 言 一．我國(guó)模具行業(yè)的發(fā)展方向和前景 經(jīng)過(guò)1990年代的高速發(fā)展，中國(guó)的模具產(chǎn)業(yè)已經(jīng)達(dá)到一定的水平，生產(chǎn)能力也有了相當(dāng)大的提高，模具市場(chǎng)的規(guī)模也正在逐步擴(kuò)大。過(guò)去十年，中國(guó)模具工業(yè)（主要集中在汽車(chē)、電子信息以及電器）以每年15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。 到2005年，全國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)已達(dá)3萬(wàn)多家，從業(yè)人員50多萬(wàn)人；模具銷(xiāo)售總額高達(dá)610億元，比上年增長(zhǎng)25%；模具生產(chǎn)企業(yè)總體上任務(wù)飽滿、訂單充足。2006年，業(yè)界預(yù)測(cè)中國(guó)汽車(chē)的年度銷(xiāo)售數(shù)量將會(huì)比前一年增長(zhǎng)15%，年度銷(xiāo)售數(shù)量將會(huì)達(dá)到640萬(wàn)臺(tái)。而汽車(chē)零部件市場(chǎng)比汽車(chē)整車(chē)的市場(chǎng)更大，可以預(yù)測(cè)汽車(chē)相關(guān)模具產(chǎn)業(yè)將會(huì)有高速發(fā)展。 與2004年相比，2005年中國(guó)的模具生產(chǎn)值增加了125%，以610億人民幣居世界第三位。其中，出口比前一年增加了150%，達(dá)到了7.4億美元。目前，國(guó)內(nèi)模具行業(yè)正隨著我國(guó)制造業(yè)特別是汽車(chē)和電子產(chǎn)業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展而逐漸步入“黃金期”。 近年來(lái)，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快，主要表現(xiàn)為大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具和模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度高于行業(yè)的總體發(fā)展速度；沖壓模和壓鑄模比例增大；面向市場(chǎng)的專(zhuān)業(yè)模具廠家數(shù)量及能力增加較快。隨著經(jīng)濟(jì)體制改革的不斷深入，“三資”及民營(yíng)企業(yè)的發(fā)展較快。 在沖壓模具方面，2006年，沖壓模具比例進(jìn)一步上升，熱流道模具和氣輔模具水平進(jìn)一步提高，沖壓模具在量和質(zhì)方面都有較快的發(fā)展，我國(guó)最大的沖壓模具單套重量已超過(guò)50噸，最精密的沖壓模具精度已達(dá)到2微米。在 CAD/CAM技術(shù)得到普及的同時(shí)，CAE技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣，CAD/CAM/CAE一體化得到發(fā)展，模具新結(jié)構(gòu)、新品種、新工藝、新材料的創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，專(zhuān)利數(shù)量增多。 據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，未來(lái)我國(guó)模具發(fā)展趨勢(shì)包括10個(gè)方面： (1)模具日趨大型化。 (2)模具的精度將越來(lái)越高。10年前精密模具的精度一般為5微米，現(xiàn)已達(dá)到2-3微米，1微米精度的模具也將上市。 (3)多功能級(jí)進(jìn)模具將進(jìn)一步發(fā)展。新型多功能級(jí)進(jìn)模具除了沖壓成型零件外，還擔(dān)負(fù)疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，對(duì)鋼材的性能要求越來(lái)越高。 (4)熱流道模具在沖壓模具中的比重也將逐漸提高。 (5)隨著沖壓成型工藝的不斷改進(jìn)與發(fā)展，氣輔模具及適應(yīng)高壓沖壓成型等工藝的模具也將隨之發(fā)展。 (6)標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日益廣泛。模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。 (7)快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊。 (8)隨著車(chē)輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高。同時(shí)對(duì)壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來(lái)越高的要求。 (9)以塑代鋼、以塑代木的進(jìn)程進(jìn)一步加快，沖壓模具的比例將不斷增大。由于機(jī)械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高，對(duì)沖壓模具的要求也越來(lái)越高。 (10)模具技術(shù)含量將不斷提高。 從應(yīng)用趨勢(shì)方面分析，受用戶要求模具的生產(chǎn)周期縮短影響；快速經(jīng)濟(jì)模具的開(kāi)發(fā)將被重視，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛，且采用計(jì)算機(jī)控制和機(jī)械手操作的快速換模裝置、快速試模裝置技術(shù)也會(huì)得到發(fā)展和提高。 2.沖壓加工的特點(diǎn) 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱(chēng)沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行冷變形加工，且主要采用板料來(lái)加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓所使用的模具稱(chēng)為沖壓模具，簡(jiǎn)稱(chēng)沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專(zhuān)用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒(méi)有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒(méi)有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。 沖壓在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門(mén)越來(lái)越多地采用沖壓法加工產(chǎn)品零部件，如汽車(chē)、農(nóng)機(jī)、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門(mén)中，沖壓件所占的比重都相當(dāng)?shù)拇螅賱t60%以上，多則90%以上。不少過(guò)去用鍛造、鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說(shuō)，如果生產(chǎn)中采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門(mén)就必須要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、快速進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代。 與其它方法相比，沖壓加工無(wú)論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)： (1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。 (2)沖壓時(shí)由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量,而模具的壽命一般較長(zhǎng),所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。 (3)沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車(chē)縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強(qiáng)度和剛度均較高。 (4)沖壓一般沒(méi)有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。 但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專(zhuān)用性，有時(shí)一個(gè)復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。 3.沖壓模具的種類(lèi) 沖壓模具的形式很多，一般可按以下幾個(gè)主要特征進(jìn)行分類(lèi)。 根據(jù)工藝性質(zhì)分類(lèi) （1）沖裁模 沿封閉或敞開(kāi)的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。 （2）彎曲模 使板料毛坯或其他坯料沿著直線（彎曲線）產(chǎn)生彎曲變形，從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。 （3）拉深模 是把板料毛坯制成開(kāi)口空心件，或使空心件進(jìn)一步改變形狀和尺寸的模具。 （4）成形模 是將毛坯或半成品工件按圖凸、凹模的形狀直接復(fù)制成形，而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、擴(kuò)口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。 根據(jù)工序組合程度分類(lèi) （1）工序模 在壓力機(jī)的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。 （2）級(jí)進(jìn)模 只有一個(gè)工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在同一工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 （3）級(jí)進(jìn)模（也稱(chēng)連續(xù)模） 在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個(gè)或更多的工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 4.課題意義 在傳統(tǒng)沖壓模具設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，一般要二到三個(gè)月的時(shí)間；設(shè)計(jì)成本高，需要往返數(shù)次制模，修模；產(chǎn)品質(zhì)量不能保證。本文以支撐架零件的沖壓模具設(shè)計(jì)為例，運(yùn)用三維軟件設(shè)計(jì)制作，不但保證了模具的精確性，而且結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單，使設(shè)計(jì)者可以節(jié)約時(shí)間，集中精力拆模做凸凹模；運(yùn)用UG分析功能，對(duì)沖壓過(guò)程進(jìn)行模擬分析，運(yùn)用專(zhuān)家模架系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)直接選取標(biāo)準(zhǔn)模架，構(gòu)造模具三維實(shí)體。這樣設(shè)計(jì)出來(lái)的模具具有更高的質(zhì)量，更大的準(zhǔn)確性。 現(xiàn)代的模具設(shè)計(jì)在計(jì)算機(jī)的平臺(tái)上，運(yùn)用CAD/CAE/CAM等軟件，使現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)具有了高質(zhì)量，高效率，低成本等特點(diǎn)。 5.沖壓工藝性分析及沖壓方案的確定 1.沖壓工藝性分析 零件的工藝性分析是指分析該零件采用沖壓加工的難易程度和經(jīng)濟(jì)性。分析時(shí)，要根據(jù)制件零件圖或者實(shí)物，分析其幾何形狀、尺寸、料厚、結(jié)構(gòu)工藝性、精度及表面粗糙度要求、制件材料、生產(chǎn)數(shù)量等是否符合沖壓要求。 工件圖： 2.沖壓工藝方案的確定 該制件采用大批量生產(chǎn)，主要包括落料、切口、切斷幾個(gè)基本工序，可以采用的工藝方案有： （1）先落料，再?zèng)_孔，然后切口、切斷，采用工序模生產(chǎn) （2）落料—切口沖壓，然后切斷，采用復(fù)合模生產(chǎn) （3）沖孔—落料連續(xù)沖壓，然后切口、切斷，采用連續(xù)模（級(jí)進(jìn)模）生產(chǎn)。 方案（1） 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造周期短，成本低，但需要兩道工序 ，兩套模具才能完成該零件的加工。兩套模具使成本相應(yīng)的也提高了，生產(chǎn)效率低。難以滿足零件大批量生產(chǎn)的需要。 方案（2） 采用復(fù)合模沖裁時(shí)，生產(chǎn)效率高，操作方便，誤差較小，對(duì)于此沖件合理。 方案（3） 采用級(jí)進(jìn)模沖裁，沖出的零件精度和平直度不好，生產(chǎn)效率低高，并且可以節(jié)約成本。 通過(guò)以上分析得出該零件采用方案（2）級(jí)進(jìn)模沖裁。 6.排樣設(shè)計(jì)及計(jì)算 1.展開(kāi)尺寸計(jì)算 運(yùn)用UG軟件對(duì)支撐架零件進(jìn)行工程圖的繪制，工程圖如圖3.1所示下： 圖3.1 支撐架工程圖 2.排樣方案 方案一 方案二 圖3-2 排樣方案 方案一和方案二采用送料的方式如圖所示，由于考慮到生產(chǎn)實(shí)際的要求我們采用橫向送料的方式，首先確定方案二為合適的方案。 3.確定搭邊值 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(chēng)為搭邊。 搭邊值要合理確定，搭邊值過(guò)大，材料利用率低，過(guò)小時(shí)搭邊的強(qiáng)度和剛度不夠，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖裁件毛刺，有時(shí)甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均，損壞模具刃口。 根據(jù)表3-1查得搭邊值：， 表3-1 板料沖裁時(shí)的最小搭邊值 板料厚度 人工送料 自動(dòng)送料 圓形 非圓形 往復(fù)送料 1 1 1 1 ≤1 1.5 1.5 2 1.5 3 2 2.5 2 >1-2 2 1.5 2.5 2 3.5 2.5 3 2 >2-3 2.5 2 3 2.5 4 3.5 3.5 3 >3-4 3 2.5 3.5 3 5 4 4 3 >4-5 4 3 5 4 6 5 5 4 >5-6 5 4 6 5 7 6 6 5 >6-8 6 5 7 6 8 7 7 6 >8 7 6 8 7 9 8 8 7 4.確定條料寬度計(jì)算利用率 有側(cè)刃的條料寬度及導(dǎo)料版間距： 其中,B為條料寬度；D為條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；a為沖裁件與條料側(cè)邊之間的搭邊（側(cè)搭邊值）；為條料寬度公差查表得。 計(jì)算利用率：通常是以一個(gè)步距內(nèi)零件的實(shí)際面積與所用毛坯面積的百分率來(lái)表示， 其中, S為送料步距；A為材料面積；為材料利用率；計(jì)算得到 方案一：mm；； 方案二：；； 有計(jì)算結(jié)果得出方案二的利用率高于方案一，最終決定采用方案二進(jìn)行排樣。 7.沖裁力的計(jì)算及確定壓力中心 1.沖裁力的計(jì)算 利用普通平刃凸模和凹模沖裁時(shí)其沖裁力的計(jì)算公式為： b 其中：--沖裁力； --沖裁力系數(shù)，一般取 --沖裁周邊長(zhǎng)度（）； --沖裁料厚()； b--抗剪強(qiáng)度（）； 為了方便計(jì)算b，其中為材料抗彎強(qiáng)度，查表得。 卸料力、推件力、頂件力系數(shù)： 查表4-1得，，，； 表4-1 卸料力、推件力、頂件力系數(shù) 材料 材料厚度（mm） x t d T2 1 沖裁力： 卸料力： 推件力： n為留在凹模刃口內(nèi)料的個(gè)數(shù)；h為凹模刃口垂直高度；t為料厚； 總沖壓力： 根據(jù)計(jì)算結(jié)果選取壓力機(jī)為J23-25型開(kāi)式雙柱可傾沖床。 主要參數(shù)如下： 表4-2 J23-25型開(kāi)式雙柱可傾沖床 公程力 250KN 公程力行程 5mm 滑塊形成次數(shù) 80 最大封閉高度 260mm 工作臺(tái)尺寸 360×560（mm） 工作臺(tái)板厚度 65mm 模柄孔尺寸 ?40×60 主電動(dòng)機(jī)功率 3Kw 2.確定壓力中心 模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。為保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心線相重合；否則，沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會(huì)使合理間隙得不到保證，從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。 由于沖件Y方向?qū)ΨQ(chēng)，故壓力中心， = 8.68mm 8.沖裁工藝計(jì)算 1.選擇雙面間隙 沖裁間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量、沖裁力、模具壽命的影響很大。因此，設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要選擇一個(gè)合理的間隙。間隙在這個(gè)范圍內(nèi)，就能得到質(zhì)量合格的沖裁件和較長(zhǎng)的模具壽命。這個(gè)間隙范圍就稱(chēng)為合理間隙，這個(gè)范圍的最小值稱(chēng)為最小合理間隙（），最大值稱(chēng)為最大合理間隙（）。 由表查得， 表5-1 沖裁模初始雙面間隙z （） 2.沖裁模刃口尺寸計(jì)算原則 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(lái)保證。由于凸、凹模之間存在間隙，使落下的料和沖出的孔都帶有錐度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。沖裁時(shí)，凸、凹模要與沖裁件或廢料發(fā)生摩擦，凸模越磨愈小，凹模越磨愈大，結(jié)果使間隙越來(lái)越大。落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時(shí)的尺寸由凸模尺寸決定。故設(shè)計(jì)落料模時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，以凸模尺寸為基準(zhǔn)?？紤]到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設(shè)計(jì)落料凹模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取尺寸公差范圍的較小尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取工件孔尺寸公差范圍的較大尺寸。凸凹模間隙則取最小合理間隙值。確定沖模刃口制造公差時(shí)，應(yīng)考慮制件的公差要求。如果對(duì)刃口精度要求過(guò)高（即制造公差過(guò)?。?，會(huì)使模具制造困能，增加成本，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期；如果對(duì)刃口要求過(guò)低（即制造公差過(guò)大）則生產(chǎn)出來(lái)的制件有可能不合格，會(huì)使模具的壽命降低。 刃口加工的方法有兩種，一種是凹模與凸模分別加工法，另一種是凸模與凹模配合加工法配作法。 采用凸模凹模分開(kāi)加工時(shí)，應(yīng)在圖樣上分別標(biāo)注凸模凹模刃口尺寸與制造公差，為了保證間隙值應(yīng)滿足下列關(guān)系式： 當(dāng)出現(xiàn)的情況，當(dāng)大的不多時(shí)可以適當(dāng)調(diào)整以滿足上述條件，這時(shí)凸凹模的公差直接按公式，和確定。如果出現(xiàn)時(shí)，就采用配做法。 配作法就是先按設(shè)計(jì)尺寸制造出一個(gè)基準(zhǔn)件（凸?；虬寄＃缓蟾鶕?jù)基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸按間隙配制另一個(gè)零件。 3.沖孔和落料刃口尺寸計(jì)算 沖孔刃口計(jì)算： ，， ，，， 表5-2 沖孔凸模、凹模的極限偏差 基本尺寸 凸模極限下偏差 凹模極限上偏差 -0.020 +0.020 +0.025 +0.030 —0.025 +0.035 進(jìn)行調(diào)整: 查表5-3得 將已知數(shù)據(jù)和查表結(jié)果帶入公式： 表5-3 系數(shù) 材料厚度t/mm 非圓形 圓形 1 0.75 0.5 0.75 0.5 工件公差/mm 落料刃口尺寸計(jì)算： 當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)件時(shí)，凹模磨損后，刃口部分尺寸都增大，因此屬于第一類(lèi)尺寸。 ， === === === === 凹模磨損后變小的尺寸，為第二類(lèi)尺寸。 === = 9.各零件結(jié)構(gòu)尺寸 1.凸模固定板的設(shè)計(jì) 沖裁時(shí)凹模承受沖裁力和側(cè)向力的作用，由于凹模結(jié)構(gòu)形式不一，受力狀態(tài)又比較復(fù)雜，目前還不能用理論計(jì)算法確定凹模尺寸，在生產(chǎn)中都采用經(jīng)驗(yàn)公式概略的計(jì)算凹模尺寸。凹模厚度為： 其中：—系數(shù) —沖裁件最大的外形尺寸 表6-1 系數(shù)k b/mm 系數(shù)k 50100 0.22 取H=30MM. 垂直于送料方向的凹模長(zhǎng)度 ,取 送料方向的凹模寬度： 其中：其中： ---送料方向的凹模刃壁至凹模邊緣的最小距離 表6-2 材料寬度B 材料厚度t mm. 凸模固定板外形：mm. 圖6-1 凸模固定板 2.凸模設(shè)計(jì) 根據(jù)需要，現(xiàn)在選定臺(tái)階式凸模，這種凸模的工作部分和固定部分的形狀與尺寸可以不相同，工作部分可以為異形，但一般做成圓形或矩形，凸模與固定板配合先用H7/m6。 其中，---凹模的厚度；---凸模固定板的厚度；---增加高度，包括凸模的修正量，凸模進(jìn)入凹模的長(zhǎng)度 圖6-2 沖小孔凸模 3.凸模凹模的材料選定 凹模所用的材料和凸模的選材基本相同。熱處理要求比凸模的硬度稍高一些，為 。技術(shù)要求按。通用技術(shù)條件和凸模類(lèi)似。凸模選定為，熱處理要求達(dá)到，尾部回火至。 4.卸料部分的設(shè)計(jì) 卸料裝置包括卸料、推件和頂件等裝置。其作用是當(dāng)沖裁完成一次沖壓之后，把沖裁件或廢料從模具工作零件上卸下來(lái)，以便沖壓工作繼續(xù)進(jìn)行。通常，卸料是指把沖裁件或廢料從凸模上卸下來(lái)；推件和頂件一般指把沖裁件或廢料從凹模中卸下來(lái)。 5.卸料裝置 卸料裝置主要包括固定卸料裝置、彈壓卸料裝置和廢料切刀三種。 固定卸料板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，卸料力較大，適合用于平整度要求不高或厚板料制件的卸料。 彈壓卸料裝置是由卸料板、彈性元件（橡膠）、卸料螺釘?shù)攘慵M成。彈壓卸料既起卸料作用又起壓料作用，所得沖裁零件質(zhì)量較好，平直度較高。適用于質(zhì)量要求較高的沖裁件或薄板沖裁。 考慮到模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)以及工件厚度為1mm，故采用彈性卸料裝置。 6.推件和頂件裝置 推件和頂件裝置的作用是從凹模內(nèi)卸下沖件或廢料，向下推出的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為推件一般裝在上模內(nèi)；向上頂出的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為頂件，一般裝在下模內(nèi)。 推件裝置主要有剛性推件裝置和彈性推薦裝置兩種。一般剛性推薦裝置較多，由打桿、推板、連接推桿和推件塊組成。經(jīng)過(guò)考慮選擇打桿直接推動(dòng)推件塊，工作原理是在沖壓結(jié)束后上?；爻虝r(shí)利用打桿將凹模內(nèi)的工件推出，其推件力大，工作可靠。 7.定位部分的設(shè)計(jì) 定位零件的設(shè)計(jì)主要包括導(dǎo)料銷(xiāo)、擋料銷(xiāo)、導(dǎo)料板（導(dǎo)尺）的設(shè)計(jì)。 為了保證模具正常工作和沖出合格。必須保證坯料或工序件對(duì)模具的工作刃口處于正確的相對(duì)位置，即必須定位。沖模定位裝置的作用是保證條料的正確送進(jìn)及其在模具中的正確位置。條料在模具送料平面中必須有兩個(gè)方向的限位：一是在與條料方向垂直的方向上的限位，保證條料沿正確的方向送進(jìn)稱(chēng)為送進(jìn)導(dǎo)向；二是在送料方向上的限位，稱(chēng)為送料定距。通過(guò)使用擋料銷(xiāo)進(jìn)行縱向定位，采用導(dǎo)料銷(xiāo)進(jìn)行橫向定位。 導(dǎo)料銷(xiāo)或?qū)Я习迨菍?duì)條料或卷料的側(cè)向進(jìn)行導(dǎo)向，以免送偏的定位零件。擋料銷(xiāo)是對(duì)條料或卷料的縱向進(jìn)行導(dǎo)向保證步距的定位零件。 從前往后送料時(shí)，導(dǎo)料銷(xiāo)裝在左側(cè)，一般用兩個(gè)，也可用四個(gè)，從左往右送料時(shí)，導(dǎo)料銷(xiāo)裝在后側(cè)，也可裝四個(gè)。導(dǎo)料銷(xiāo)可壓設(shè)在凹模面上，也可設(shè)在彈壓卸料板上，還可以設(shè)在固定板或下模座等平面上。 必須注意到的是擋料銷(xiāo)與凹模刃口太近時(shí)，會(huì)影響刃口強(qiáng)度。如果將擋料銷(xiāo)固定在卸料板上，不影響凹模強(qiáng)度，將擋料銷(xiāo)固定在彈壓卸料板上就不妨礙送料。 導(dǎo)料板設(shè)在條料兩側(cè)，為使條料順利通過(guò)，兩導(dǎo)料板間距離應(yīng)等于條料寬度加上一個(gè)間隙值。導(dǎo)料板的厚度H取決于導(dǎo)料方式和板料厚度。 8.模架、模座和導(dǎo)柱導(dǎo)套 9.模架類(lèi)型 模架是由上、下模座、模柄及導(dǎo)向裝置（最常用的是導(dǎo)柱、導(dǎo)套）組成，模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并且承受沖壓過(guò)程中的全部載荷。模架的上模座通過(guò)模柄與壓力機(jī)滑塊相連，下模座用螺釘壓板固定在壓力機(jī)工作臺(tái)面。對(duì)模架的基本要求有足夠的強(qiáng)度與剛度，以保證工作時(shí)整個(gè)模具系統(tǒng)的穩(wěn)定。 模架主要分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是由上模座、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)柱模模架；導(dǎo)柱模模架按導(dǎo)向結(jié)構(gòu)形式分為滑動(dòng)導(dǎo)向和滾動(dòng)導(dǎo)向兩種?；瑒?dòng)導(dǎo)向模架的精度分為I級(jí)和II級(jí)。滾動(dòng)導(dǎo)向模架分為0I級(jí)和0II級(jí)。各級(jí)對(duì)導(dǎo)柱、導(dǎo)套的配合精度、上模座、下模座下平面的平行度、導(dǎo)柱軸心線對(duì)下模座下平面的垂直度等都規(guī)定了一定的公差等級(jí)。 另一類(lèi)是由導(dǎo)板、下模座，導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的彈壓導(dǎo)板模架。模架及其組成零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，并對(duì)其規(guī)定了一定的技術(shù)條件。 1.導(dǎo)柱模模架分為滑動(dòng)導(dǎo)向模架和滾動(dòng)導(dǎo)向模架。 滑動(dòng)導(dǎo)向模架有6種結(jié)構(gòu)形式，中間導(dǎo)柱模架，對(duì)角導(dǎo)柱模架，后側(cè)導(dǎo)柱模架，后側(cè)導(dǎo)柱窄型模架，中是導(dǎo)柱圓形模架，四導(dǎo)柱模架。 滾動(dòng)導(dǎo)向模架有4種結(jié)構(gòu)形式，即對(duì)角導(dǎo)柱模架、中間導(dǎo)柱模架、四角導(dǎo)柱模架和后側(cè)導(dǎo)柱模架。 對(duì)角導(dǎo)柱模架、中間導(dǎo)柱模架、四角導(dǎo)柱模架的共同特點(diǎn)是：導(dǎo)向裝置都安裝在模架的對(duì)稱(chēng)線上，滑動(dòng)平穩(wěn)，導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠。所以要求導(dǎo)向精確可靠的都采用這3種結(jié)構(gòu)形式。對(duì)角導(dǎo)柱模架上、下模座的工作平面模向尺寸L一般大于縱向尺寸B，常用于橫向送料的級(jí)進(jìn)模、縱向送料的單工序?；蚣?jí)進(jìn)模。中間導(dǎo)柱模架只能縱向送料，一般用于單工序?；蚣?jí)進(jìn)模。四導(dǎo)柱模架常用于精度要求較高或尺寸較大制件的和產(chǎn)及大批量生產(chǎn)用的自動(dòng)模。 后側(cè)導(dǎo)柱模架(圖6-4)的特點(diǎn)是導(dǎo)向裝置在后側(cè)，橫向和縱向送料都比較方便，但如果有偏心載荷，壓力機(jī)導(dǎo)向又不精確，就會(huì)造成上模座歪斜，導(dǎo)向裝置和凸、凹模都容易磨損，從而影響模具壽命，幫一般用于較小的沖模。 圖6-4 下模板做 2. 彈壓導(dǎo)板模架：彈壓模架的特點(diǎn)是，作為凸模導(dǎo)向用的彈壓導(dǎo)板與下模座以導(dǎo)柱導(dǎo)套為導(dǎo)向構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)。凸模與固定板是間隙配合而不是過(guò)渡配合，因而凸模在固定板中有一定的浮動(dòng)量。這種結(jié)構(gòu)形式可以起到保護(hù)凸模的作用，一般用于帶細(xì)長(zhǎng)凸模的連續(xù)模。 結(jié)合本次模具的大小及上模座的具體結(jié)構(gòu)、模具復(fù)雜性及模架的精度。模具的生產(chǎn)成本等因素，根椐《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》選擇標(biāo)準(zhǔn)，選擇代號(hào)為GB 2858.5—81的選用滑動(dòng)后側(cè)導(dǎo)柱模架，其結(jié)構(gòu)形式如圖： 選用模架的主要尺寸： 表6-4 模架尺寸 L 160 B 160 H 最大 255 最小 210 45 55 材料：HT200 熱處理：調(diào)質(zhì) 10.模座 模座一般分為上、下模座，其形狀基本相似。上、下模座的作用是直接或間接地安裝沖模的所有零件，分別與壓力機(jī)滑塊和工作臺(tái)連接，傳遞壓力。因此，必須注意上、下模座的強(qiáng)度和剛度。模座因強(qiáng)度不足會(huì)產(chǎn)生破壞；如果剛度不夠工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的彈性變形，導(dǎo)致模具的工作零件和導(dǎo)向零件迅速磨損，這是常見(jiàn)的卻不被重視的現(xiàn)象。 在選用和設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意：（1）盡量選用標(biāo)準(zhǔn)模架，而標(biāo)準(zhǔn)模架的型式和規(guī)格就決定了上、下模座的型式和規(guī)格。（2）所選用或設(shè)計(jì)的模座必須與選用的壓力機(jī)的工作臺(tái)和滑塊的有關(guān)尺寸相適應(yīng)，并進(jìn)行必要的校核。（3）模座一般采用、等材料。（4）模座的上、下表面的平行度應(yīng)達(dá)到要求，平行度一般為4級(jí)。（5）上、下模座的導(dǎo)套、導(dǎo)柱安裝孔中心距必須一致，精度一般要求在以下；模座的導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝孔的軸線應(yīng)與模座的上、下平面垂直，安裝滑動(dòng)式導(dǎo)柱和導(dǎo)套時(shí)，垂直度一般為4級(jí)（6）模座的上、下表面粗糙度Ra值為，在保證平度的前提下，可允許Ra值為 11.導(dǎo)柱與導(dǎo)套的選用 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)與尺寸按所選定的模架，以及模具的具體結(jié)構(gòu)配合選用標(biāo)準(zhǔn)件。導(dǎo)柱、導(dǎo)套與模座的配合為過(guò)盈配合。 1.導(dǎo)柱：根據(jù)所選用的滑動(dòng)中間導(dǎo)柱模架的模架形式，結(jié)合整體模具的設(shè)計(jì)，根椐《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》選擇標(biāo)準(zhǔn)，選擇代號(hào)為GB 2861.1—90的選用A型導(dǎo)柱，其結(jié)構(gòu)形式如圖： 圖6-5 A型導(dǎo)柱 基本尺寸選?。? 材料選取及熱處理加工： 20鋼，熱處理硬度HRC56~62（滲碳淬火）。 2.導(dǎo)套：配合導(dǎo)柱，椐《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》選擇標(biāo)準(zhǔn)，選擇代號(hào)為GB 2861.6—90的選用A型導(dǎo)套： 圖6-6 A型導(dǎo)套 引用標(biāo)準(zhǔn)：GB/T12446 沖模模架零件技術(shù)條件 GB 699 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件 尺寸選取用：。 材料：20號(hào)鋼 GB 699。 熱處理：滲碳深度，硬度。 技術(shù)條件：按GB/T 2861.3的規(guī)定。 12.模柄的選用 （1）模柄的基本要求 與壓力機(jī)滑塊上的模柄孔配合正確；與上模座連接正確可靠。 （2）模柄的基本結(jié)構(gòu)形式 模柄分為壓入式模柄，旋入式模柄，凸緣模柄，槽形模柄，通用模柄，浮動(dòng)模柄和推入式模柄等。 壓入式模柄與上模座以H7/h6配合，并加銷(xiāo)釘以防止轉(zhuǎn)動(dòng)，模柄裝入模座后，止口一般不允許凸出模座平面，它主要用于上模座較厚而又沒(méi)有開(kāi)設(shè)推板孔或上模比較重的場(chǎng)合。 浮動(dòng)式模柄的主要特點(diǎn)是壓力機(jī)的壓力通過(guò)凹球面模柄和凸球面墊塊傳遞到上模，以消除壓力機(jī)導(dǎo)向誤差對(duì)模具導(dǎo)向精度的影響，主要用于硬質(zhì)合金模等精密導(dǎo)柱模。且因其模柄一面開(kāi)通，所以使用時(shí)導(dǎo)柱導(dǎo)套不宜脫開(kāi)，它主要用于小型精密沖模，有一定的通用性。 槽形模柄和通用模柄都是用于直接固定凸模，也可稱(chēng)為帶模座的模柄。主要用于簡(jiǎn)單模具中，更換凸模方便。 凸緣模柄是用3~4個(gè)螺釘緊固于上模座，主要用于大型模具式上模座中開(kāi)設(shè)推板孔的中、小型沖模。 旋入式模柄是通過(guò)螺紋與上模座連接，并加螺釘防松，主要用于中小型有導(dǎo)柱的沖模。 結(jié)合本次模具的大小和設(shè)計(jì)中用到打料裝置以及上模座的具體結(jié)構(gòu)決定采用壓入式模柄。 表6-5 主要零件尺寸 序號(hào) 名稱(chēng) 尺寸 材料 個(gè)數(shù) 1 上模座板 45# 1 2 凸模固定板 45# 1 3 凸模固定板 45# 1 4 中間板 45# 1 5 下模座板 45# 1 注：模具的閉合高度為H=355mm 結(jié) 論 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，對(duì)模具工業(yè)有了很好的了解。特別了解了沖壓工業(yè)的重要地位和當(dāng)今沖壓模具的現(xiàn)狀。模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。 為了做好這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我找了很多有關(guān)模具設(shè)計(jì)方面的書(shū)籍，進(jìn)行了系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。并且還在網(wǎng)上找了不少有關(guān)模具設(shè)計(jì)方面的資料作為參考和學(xué)習(xí)之用。通過(guò)學(xué)習(xí)這些知識(shí)，對(duì)模具設(shè)計(jì)的過(guò)程有了清晰的認(rèn)識(shí)，以及在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該要注意些什么問(wèn)題都有個(gè)大概的了解。學(xué)習(xí)了傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)方法和現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)方法，理解了現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)的高效，高質(zhì)，低成本的優(yōu)越性。 由于是第一次進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，我采用了以傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)流程為主線，利用現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)的優(yōu)越性方面的并行設(shè)計(jì)方法，運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件，以完成模具的三維實(shí)體設(shè)計(jì)為先，以繪制工程圖為后的設(shè)計(jì)流程，從而減少了模具設(shè)計(jì)過(guò)程中錯(cuò)誤的出現(xiàn)和設(shè)計(jì)的返工。 在這次模具設(shè)計(jì)中，一個(gè)關(guān)鍵之處就是運(yùn)用UG軟件進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。運(yùn)用UG可以很好的完成制品3D模型的建立、制品設(shè)計(jì)的合理性、注射成型的工藝性分析、模具型腔的設(shè)計(jì)以及標(biāo)準(zhǔn)模架的選取等模具設(shè)計(jì)過(guò)程中的關(guān)鍵步驟，使得模具設(shè)計(jì)的時(shí)間的減少，并提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量。CAE軟件在模具設(shè)計(jì)行業(yè)的應(yīng)用，提高了模具設(shè)計(jì)的精確性和速度，降低了制造成本。因?yàn)橥ㄟ^(guò)這個(gè)軟件，可以讓設(shè)計(jì)師在推出產(chǎn)品前，有機(jī)會(huì)了解所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的缺點(diǎn)，并事先改善，有效的減少浪費(fèi)和降低成本。 由于是第一次做模具設(shè)計(jì)，自身所具有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)有限，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)于一些問(wèn)題的理解和處理都顯得比較膚淺。總之，完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我的知識(shí)變得更加豐富。不僅學(xué)到不少專(zhuān)業(yè)知識(shí)，鍛煉了自己的工作能力，也學(xué)會(huì)了以什么樣的心態(tài)去面對(duì)設(shè)計(jì)工作。 參考文獻(xiàn) [1] 陳錫棟 周小玉.實(shí)用模具手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.7 [2] 彭建聲 秦曉剛.模具技術(shù)問(wèn)答.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.4 [3] 王文廣 田寶善 田雁晨.沖壓模具設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例.化學(xué)工業(yè)出版社，2003.12 [4] 周殿明.注射成型與設(shè)備維修技術(shù)問(wèn)答.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.3 [5] 趙昌盛.實(shí)用模具材料應(yīng)用手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.6 [6] 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在跨越大學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，我還得到了各科任課老師和各位領(lǐng)導(dǎo)的大力幫助。在你們的幫助下，我學(xué)到了豐富的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，學(xué)會(huì)了如何對(duì)待學(xué)習(xí)、生活、如何從事設(shè)計(jì)研究工作，使我的學(xué)業(yè)順利的完成，給我的大學(xué)生活劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)。在次對(duì)各位幫助我、教育我的領(lǐng)導(dǎo)和老師表示由衷的感謝! 第 23 頁(yè) 共 25 頁(yè)