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河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)說明書
1緒 論
從現(xiàn)在的發(fā)展形式可以看出，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。
1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀
我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003年我國模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有2萬多家，從業(yè)人員約50多萬人，2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿，2004年模具產(chǎn)值530億元。進(jìn)口模具18.13億?美元，出口模具4.91億美元，分別比2003年增長18%、32.4%和45.9%。進(jìn)出口之比2004年為3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá)13.2億美元，為凈進(jìn)口量較大的國家。
在2萬多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有20多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。?近年來，?模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。
雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足:
第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進(jìn)行之中，但總體來看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。
??? 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是15～20萬美元，有的高達(dá)25～30萬美元，與之相對的是我國相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。
?? 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。
? 第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。
第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進(jìn)口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。
1.1.2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢
巨大的市場需求將推動(dòng)中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面:????
1） 模具日趨大型化；???
? 2）在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)；??
? 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；???
? 4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)；?
?? 5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；???
6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)；???
7）模具的精度將越來越高；?
? 8）模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化；??
?? 9）研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程；??
?10）開發(fā)新的成形工藝和模具。
1.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場年交易總額為600～650億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。?
國外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例占到50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國模協(xié)在德國訪問時(shí)，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國有模具企業(yè)約5000家。2003年德國模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中（VDMA）會(huì)員模具企業(yè)有90家，這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的90%，可見其規(guī)模效益。
隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多15～20萬美元，有的達(dá)到 25～30萬美元。國外先進(jìn)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上，而我國才達(dá)到45％．
模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng)：?
(1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)
模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。?
(2)高速銑削加工?
國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。??
(3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)
高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。?
(4)電火花銑削加工??
??? 電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到發(fā)展。?
(5)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度?
?我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計(jì)目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國外發(fā)達(dá)國家一般為80%左右。?
(6)優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)??
選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。?
(7)模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化?
模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動(dòng)化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢。?
(8)模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的發(fā)展??
這是我國長遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。
如今，我國模具成型工業(yè)已形成了相當(dāng)規(guī)模的完整體系，越來越多的新技術(shù)，新工藝，新材料誕生，并將應(yīng)用在模具產(chǎn)業(yè)中，這將促使我國模具工業(yè)的飛躍發(fā)展。同時(shí)，我國模具工業(yè)的總體水平與世界先進(jìn)國家相比還有一定差距，還要大力推進(jìn)模具產(chǎn)業(yè)的科技進(jìn)步，開展新技術(shù)，新材料研究開發(fā)，并進(jìn)一步加強(qiáng)對模具工業(yè)專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)，使之可持續(xù)發(fā)展，為我國模具成型加工技術(shù)超趕世界先進(jìn)水平作出貢獻(xiàn)。
大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對以前所學(xué)的知識及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、洛陽中國一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對于模具特別是沖壓模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是實(shí)現(xiàn)了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時(shí)在現(xiàn)場查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊和書籍，設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。
在設(shè)計(jì)的過程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正。
2 制件的工藝性分析
工件名稱 ：接觸環(huán)
生產(chǎn)批量：大批量
材料：QSn4-4-2.5
厚度：0.3mm
工件簡圖見圖
圖1-工件簡圖
1.1制件的工藝性分析
該制件為接觸環(huán),所用材料為錫磷青銅QSn4-4-2.5，且為軟態(tài)，帶料，抗剪強(qiáng)度斷后伸長率。因此，該材料有良好的彈性和良好的塑性，沖裁結(jié)構(gòu)較好，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。
1.2制件的外形分析
制件形較為簡單,形狀對稱，尺寸較小。只有落料和沖孔兩個(gè)工序，但是工件較小有1個(gè)φ1.9mm的橢圓孔，一個(gè)φ2.5mm的半橢圓孔，孔與邊緣之間的距離也滿足要求。工件的尺寸精度較低，只需要采用普通沖裁。
為避免工件變形和保證模具強(qiáng)度，孔邊距和孔間距不能過小，其最小許可值當(dāng)?。篊≥(1～1.5) t根據(jù)已知工件的尺寸可得：C1=1.2 C2=1.35 t=0.3 所以工件的尺寸符合上述要求。
沖孔時(shí)因受凸模強(qiáng)度限制孔的尺寸不應(yīng)太小，否則凸模易折斷或壓彎，查表2.7.3而知工件上孔的直徑當(dāng)大于或等于0.35倍的料厚，即d≥0.35t，由任務(wù)書零件圖易于看出工件尺寸符合要求。R2.1、R0.9mm、5.2mm、2.5mm、20.4mm、4.2mm、1.8mm均為自由公差可看作IT14級，尺寸精度較低。孔心距的公差為12.10.2屬于T11級精度，可以通過模具結(jié)構(gòu)的正確性設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。
3 工藝方案的確定
該零件包括：沖孔、落料兩個(gè)基本工序，可有以下三種工藝方案供選擇：
方案一、先落料后沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。
方案二、落料-沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。
方案三、沖孔-落料連續(xù)沖壓，采用級進(jìn)模生產(chǎn)。
對各種方案的分析方案一、模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序，兩副模具，生產(chǎn)效率低，難以滿足該零件的年產(chǎn)量要求。方案二、只需一副模具，沖壓件的料較薄邊距也小，考慮到凸凹模強(qiáng)度的影響圖一采用復(fù)合模。方案三、只需要一副模具，生產(chǎn)率也很高，且零件較小，錫銅板較薄，出件和廢料清除也較易，工作安全性和生產(chǎn)率較高。通過以上三種方案的分析比較，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳，并選擇級進(jìn)模。
4 確定模具總體結(jié)構(gòu)方案
4.1 模具類型
根據(jù)零件的沖裁工藝方案，采用級進(jìn)沖裁模。本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個(gè)工序，為方便小孔廢料和成形工件的落下，采用正裝結(jié)構(gòu)，即沖孔凹模和落料凹模都安排在下模。
4.2 操作與定位方式
因是大批量生產(chǎn)，但工件簡單，所以采用手動(dòng)送料方式比較好，能夠使模具制造簡單。由于零件尺寸較小且厚度較薄，可采用雙側(cè)刃前后對角布置的導(dǎo)料板導(dǎo)向，以及側(cè)刃定距的定位方式。
4.3 卸料與出件方式
本模具采用正裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料和工件留在凹?？锥粗?，為了簡化模具結(jié)構(gòu)，可以在下模座中開有通槽，使廢料和工件從孔洞中落下。考慮到零件的厚度較薄，可以采用有卸料螺釘卸料板，彈簧組成的彈性卸料裝置卸搭邊條料，并采用由凸模直接從凹模洞口推出的方式以提高工作效率。
4.4模架類型及精度
考慮到零件的工藝特點(diǎn)，可以采用導(dǎo)向平穩(wěn)的對角導(dǎo)柱模架。由于零件的精度要求不高可以采用Ｉ級模架精度。
5 工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算
5.1 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算
設(shè)計(jì)級進(jìn)模時(shí)，首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。根據(jù)工件的形狀選擇有廢料排樣，且為直排的形式，雖然材料的利用率低于少廢料和無廢料排樣，但工件的精度高，且易于保證工件外形的圓角。采用45°的斜對排，如下圖所示。
根據(jù)排樣圖的幾何關(guān)系可以算出兩排的中心距為18mm查表得：因采用IC型側(cè)刃，所以料寬沒邊要增加燕尾形切入深度。故條料長度為
沖裁后廢料寬度為：
進(jìn)距為：
導(dǎo)板間距為
由零件圖可以近似算出一個(gè)零件的面積為，因?yàn)橐淮芜M(jìn)距內(nèi)沖料兩件。一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的坯料面積為。因此材料的利用率為
排樣圖如下所示：
圖2-排樣圖
5.2 計(jì)算沖壓力與壓力中心，初選壓力機(jī)
沖裁力: 根據(jù)零件圖可算出一個(gè)零件的內(nèi)外周長之和為L1=77mm，側(cè)刃沖切長度L2=13.8mm，根據(jù)排樣圖一模沖兩件和雙側(cè)刃的布置，可以算出沖裁長度為：
。則
卸料力：查表得取則
推件力：根據(jù)材料厚度取凹模刃口直臂高度好h=5mm，故n=h/t=5/0.5=16. 查表得取則
所以，總沖裁力
應(yīng)選的壓力機(jī)公稱壓力，因此可選壓力機(jī)型號為J23-6.3.
型號為J23-6.3的壓力機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格：
滑塊行程（mm）
35
工作臺尺寸（mm)
前后
200
左右
310
最大閉合高度（mm）
150
工作臺孔尺寸（mm）
前后
110
左右
160
閉合高度調(diào)節(jié)量（mm）
35
墊板尺寸（mm）
厚度
30
直徑
滑塊中心線距床身距離（mm）
110
模柄孔尺寸（mm）
直徑
30
深度
55
立柱距離（mm）
150
床身最大可傾角度
角度
45
表1-壓力機(jī)參數(shù)
因沖裁尺寸較小，沖裁力不大，且選用的是對角導(dǎo)柱模架，使其受力平穩(wěn)，壓力中心不會(huì)超出模柄端面積之外，故不必詳細(xì)計(jì)算壓力中心的位置。
5.3 計(jì)算凸、凹模刃口尺寸及公差
由于材料薄，模具間隙小，故采用配作加工。加工時(shí)一凹模為制造基準(zhǔn)，只需要計(jì)算凹模刃口尺寸及公差，并將尺寸標(biāo)注在凹模圖樣上即可。各凸模僅按凹模對應(yīng)的尺寸標(biāo)注其基本尺寸，并說明按凹模的實(shí)際刃口尺寸配雙邊間隙0.03mm。側(cè)刃則按側(cè)刃孔配單邊間隙0.015mm。
5.3.1 落料凹模刃口尺寸
落料凹模刃口尺寸計(jì)算需按磨損情況分類計(jì)算。
（1）凹模磨損后增大的尺寸，按公式計(jì)算
（2） 凹模磨損后減小的尺寸，按公式計(jì)算
（3） 凹模磨損后不變的尺寸，按公式計(jì)算
5.3.2 沖孔凹模刃口尺寸
沖孔凹模為長圓形，故可按公式計(jì)算
5.3.3 側(cè)刃孔尺寸
可按公式計(jì)算，取則
6 設(shè)計(jì)選用模具零件、部件
6.1 凹模設(shè)計(jì)
凹模采用矩形板狀結(jié)構(gòu)和直接用螺釘、銷釘與下模座固定板的固定方式。凹模刃口采用直刃壁結(jié)構(gòu)，刃壁高度取5mm，漏料部分沿刃口輪廓適當(dāng)擴(kuò)大。凹模輪廓尺寸計(jì)算如下。
沿送料方向的凹模型孔壁間的最大距離為
垂直于沿送料方向的凹模型孔壁間的最大距離為
（取側(cè)刃厚度為6mm）
沿送料方向的凹模長度為
（取c=20mm）
垂直于沿送料方向的凹模寬度為
凹模厚度為
根據(jù)算出的凹模輪廓尺寸，選取于計(jì)算值向接近的標(biāo)準(zhǔn)凹模板輪廓尺寸，其大小為
凹模的材料選用 CrWMn，工作部分熱處理淬硬為。凹模如下圖所示：
圖3-凹模板
6.2 凸模設(shè)計(jì)
落料凸模刃口部分設(shè)計(jì)成階梯型結(jié)構(gòu)，安裝部分設(shè)計(jì)成便于安裝的長圓形，通過鉚接方式于固定板固定。凸模的尺寸根據(jù)刃口尺寸、卸料裝置和安裝固定要求來確定。凹模的材料選用 CrWMn，工作部分熱處理淬硬為。
圖4-落料凸模
沖孔凸模刃口部分為長圓形，結(jié)構(gòu)簡單。因沖孔凸模尺寸很小，所以要對其進(jìn)行強(qiáng)度校核和剛度校核。
（1）凸模最小直徑校核（強(qiáng)度校核）
孔徑遠(yuǎn)大于材料厚度，故凸模的強(qiáng)度和剛度足夠。取凸模于卸料板的雙邊間隙為0.2mm（不起導(dǎo)向作用）。
查表得，凸模的最小直徑的d應(yīng)滿足
（取，而因故凸模強(qiáng)度足夠。
（2）凸模最大自由強(qiáng)度的校核（剛度校核）
查表得，凸模最大自由強(qiáng)度L應(yīng)滿足
所以小沖孔凸模的工作部分的長度不能超過13.6mm。取小沖孔凸模的工作部分的長度12mm。
圖5-沖孔凸模
6.3 準(zhǔn)模架的選用
由凹模周界可以選取標(biāo)準(zhǔn)模架凹模周界Ｌ＝125mm,B=80mm材料GB/T281.3-1990
導(dǎo)柱導(dǎo)套H6/h5配合導(dǎo)柱標(biāo)記：20×110 GB/T 22×110 GB/T2861.1—9
導(dǎo)套標(biāo)記：20×70×28 GB/T2861.6—9022×70×28 GB/T2861.6—90
上模座標(biāo)記：125×80×25 GB/T2855.1—90
下模座標(biāo)記：125×80×30 GB/T2855.2—90 該模具的閉合高度由（4）為
H閉=H上模+H墊+L+H+H下模－h(huán)2＝130mm
模柄壓入式的結(jié)構(gòu)如圖所示。其主要參數(shù)為：
圖6-模柄
6.4 卸料部件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
卸料螺釘?shù)倪x用
卸料板上設(shè)置4個(gè)卸料螺釘，公稱直徑為8mm，螺紋部分為M8×10mm。卸料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出凸模端面1mm,有誤差時(shí)通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。
聯(lián)接件的選用與標(biāo)準(zhǔn)化
本模具采用螺釘固定，具體講
內(nèi)六角螺釘標(biāo)記：35鋼M8×45 GB70—85
螺釘標(biāo)記：35鋼M6×20 GB68—76
圓柱銷釘標(biāo)記：35鋼8×50 GB 119—86
d（m6）
6
C=
1.2
產(chǎn)品長度
50
沖裁度
Ra≤0.8μm
表2-圓柱銷釘參數(shù)
止動(dòng)圓柱銷標(biāo)記：35鋼8×20 GB119—86
6.5卸料板的設(shè)計(jì)
彈性卸料板具有卸料和壓料雙重作用，多用于沖裁薄料，使平面度提高。其平面外形尺寸等于或稍大于凹模板尺寸，厚度取凹模厚度的0.6-0.8倍。卸料板與凸模的雙邊間隙取0.3mm。當(dāng)卸料板對凸模起導(dǎo)向作用時(shí)，卸料板與凸模間按H7/h6配合，但其間隙應(yīng)比凸、凹模間隙小，而凸模與固定板按H7/h6配合。為了便于卸料，在模具開啟狀態(tài)時(shí)，卸料板工作平面應(yīng)高出凸模刃口端0.3-0.5mm
卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為12mm。在前面已經(jīng)確定了采用彈性卸料板，設(shè)計(jì)卸料板為一整體板。
卸料板采用Q45鋼制造，淬火硬度為40～45HRC。如圖所示：
圖7-卸料板
6.6 側(cè)刃的實(shí)際
側(cè)刃用于控制條料的不進(jìn)距離，其定距準(zhǔn)確、效率高，但是增加了材料消耗、沖裁力和模具的制造難度。側(cè)刃主要用于連續(xù)?；虿贿m宜采用其他定位方式的沖裁，選用對角布置的側(cè)刃。
圖8-側(cè)刃固定圖
6.7 彈簧的選用
沖裁中常用的圓柱壓縮彈簧是用60Si3MnA、60Si2Mn或碳素彈簧鋼絲卷制而成，熱處理硬度為43-48HRC，彈簧兩端拼緊并磨平。根據(jù)卸料力估算出彈簧的個(gè)數(shù)算出每個(gè)彈簧所承受的負(fù)荷，初選出彈簧的規(guī)格，進(jìn)行校核檢查彈簧最大允許壓縮量，滿足下列條件后合適。即
根據(jù)計(jì)算可選用的彈簧。
材料直徑d（mm）
彈簧中徑D（mm）
許應(yīng)壓力τp(Mpa)
試驗(yàn)載荷Fs（N）
長度(mm)
2.5
12
710
198.0
40
表3-彈簧主要參數(shù)
6.8 承料板的選擇
承料板與一導(dǎo)料板用螺釘固定，在條料送進(jìn)過程中起到支撐平衡作用，選用45鋼加工，其尺寸為42mm×20mm×6mm。
圖9-承料板
6.9 導(dǎo)料板的選用
此模具用兩個(gè)導(dǎo)料板其導(dǎo)向作用，并且有側(cè)刃槽為側(cè)刃步距下落其定位作用，其一導(dǎo)料板還為承料板其固定作用。其上有固定承料板的兩個(gè)螺釘孔。在導(dǎo)料板上開有側(cè)刃定距槽，如下圖：
圖10-導(dǎo)料板
7 總裝配圖
條料送進(jìn)時(shí)采用固定雙側(cè)刃進(jìn)行定位，而有導(dǎo)料板保證送料沿正確的方向送進(jìn)。當(dāng)條料送到指定位置時(shí)，上模在壓力機(jī)的作用下進(jìn)行沖壓。當(dāng)沖壓完成時(shí)，上模上行回程，卡在凸模上的廢料由彈性卸料板卸下，沖孔廢料和落料制件被凸模直接從凹?？谥型讼隆Ｈ缓?，上模回程條料再次送進(jìn)由側(cè)刃定距為下次沖壓做準(zhǔn)備。然后，上模下行再開始下一個(gè)行程。
圖11-模具總裝圖
結(jié)論
大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對以前所學(xué)的知識及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、在洛陽中國一拖、中信重型礦山機(jī)械廠的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對于冷沖模具、塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識，豐富和加深了對各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下和在工廠師傅的講解下，我們對于模具的設(shè)計(jì)和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識。同時(shí)在實(shí)習(xí)現(xiàn)場親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體并查閱了很多相關(guān)資料，通過這些實(shí)踐，我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過在圖書館借閱相關(guān)手冊和書籍，更系統(tǒng)而全面了細(xì)節(jié)問題。鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設(shè)計(jì)工作者應(yīng)有的素質(zhì)。
設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)的過程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正！
致謝
首先感謝本人的導(dǎo)師原紅玲老師，他對我的仔細(xì)審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。原紅玲老師淵博的知識，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，特別是遇到困難時(shí)，他給了我鼓勵(lì)和幫助，在這里我向他表示真誠的感謝！
畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的，它是對我們?nèi)陙硭鶎W(xué)課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。它在我們的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。
通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我在溫習(xí)學(xué)過的知識的同時(shí)又學(xué)習(xí)了許多新知識，對一些原來一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識。特別是原來所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測量、冷沖模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解，使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。同時(shí)還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)過程中要考慮的問題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費(fèi)材料，保證工件的經(jīng)濟(jì)性，加工工藝的合理性。
感謝母?！幽蠙C(jī)電高等?？茖W(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。
在學(xué)校中，我們主要學(xué)的是理論性的知識，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在溫習(xí)舊知識的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
通過對沖孔落料冷沖模的設(shè)計(jì)，我對沖裁模有了更為深刻的認(rèn)識，特別是這種沖孔落料模具的設(shè)計(jì)。沖裁模的主要零件的加工一般比較復(fù)雜，多采用線切割進(jìn)行加工，彎曲回彈的影響因素多，不容易從純理論的角度精確的計(jì)算出來，多需要在試模后再進(jìn)行調(diào)整。在模具的設(shè)計(jì)過程中也遇到了一些難以處理的問題，雖然設(shè)計(jì)中對它們做出了解決 ，但還是感覺這些方案中還是不能盡如人意，如壓力計(jì)算時(shí)的公式的選用、凸凹模間隙的計(jì)算、卸件機(jī)構(gòu)選用、工作零件距離的調(diào)整，都可以進(jìn)行進(jìn)一步的完善，使生產(chǎn)效率提高。
歷經(jīng)近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，敬請各位老師對我的設(shè)計(jì)過程作最后檢查。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請教各位老師有關(guān)模具方面的問題，并且和同學(xué)的探討，模具設(shè)計(jì)在實(shí)際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時(shí)間里，對模具的認(rèn)識有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。
從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個(gè)人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過程，我對模具的認(rèn)識過程亦是如此。經(jīng)過近三個(gè)月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個(gè)圓滿的句號，為將來的事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！
在這次設(shè)計(jì)過程中得到了老師以及許多同學(xué)的幫助，使我受益匪淺。在此，再次感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師原紅玲老師在這一段時(shí)間給予我無私的幫助和指導(dǎo)，并向他們致以深深的敬意，同時(shí)也對關(guān)心和指導(dǎo)過我各位老師表示衷心的感謝!
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