2554 墊片的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì),墊片,沖壓,工藝,模具設(shè)計(jì) XXXXX 高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告學(xué)生姓名： XXXXX 學(xué) 號(hào)： 0451103 專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造 設(shè)計(jì)(論文) 題目:墊片的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師： XXXXX 2007 年 5 月 10 日畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫1500 字左右（本科生 200 字左右）的文獻(xiàn)綜述(包括目前該課題在國(guó)內(nèi)外的研究狀況、發(fā)展趨勢(shì)以及對(duì)本人研究課題的啟發(fā))：文 獻(xiàn) 綜 述一、國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)1.國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀我國(guó)模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003 年我國(guó)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(shì)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(zhǎng) 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(guó)家 [1]。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(zhǎng)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)模具廠的數(shù)量增加，能力提高較快；“三資”及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；國(guó)企股份制改造步伐加快等[2]。雖然說我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。低檔模具過剩，高檔模具供不應(yīng)求，甚至有的依賴進(jìn)口，因此，模具企業(yè)必須找準(zhǔn)自己的弱點(diǎn)，盡快縮短與國(guó)外的差距。(1)體制不順，基礎(chǔ)薄弱“三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來發(fā)展較快，國(guó)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(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再加上國(guó)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。 (2 人才嚴(yán)重不足，科研開發(fā)及技術(shù)攻關(guān)方面投入太少模具行業(yè)是技術(shù)密集、資金密集的產(chǎn)業(yè)，隨著時(shí)代進(jìn)步和技術(shù)發(fā)展，能掌握和運(yùn)用新技術(shù)的人才異常短缺，高級(jí)模具鉗工及企業(yè)管理人才也非常緊缺。由于模具企業(yè)效益欠佳及對(duì)科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)不夠重視，因而總體來看模具行業(yè)在科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)方面投入太少，民營(yíng)企業(yè)貸款困難也影響許多企業(yè)的技術(shù)改造，致使科技進(jìn)步不大。 (3)裝備水平低，且配套性不好，利用率低雖然國(guó)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(guó)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(guó)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(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。 (4)專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差 由于長(zhǎng)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(guó)內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占 45%左右，其余為自產(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(guó)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(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，對(duì)模具制造周期影響尤甚。 (5)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(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)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。2、國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)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(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國(guó)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(cè)量技術(shù)與逆向工程； (10).開發(fā)新的成形工藝和模具。二、國(guó)外模具的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)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(guó)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(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為 600～650 億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到 50%以上；國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是“大而?！?、 “大而精” 。2004 年中國(guó)模具協(xié)會(huì)在德國(guó)訪問時(shí)，從德國(guó)工業(yè)、模具行業(yè)組織--德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國(guó)有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國(guó)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(guó)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(guó)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(jí)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(guó)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(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多 15～20 萬美元，有的達(dá)到 25～30 萬美元。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70%以上，而我國(guó)才達(dá)到 45％．本課題研究的思路: 墊片落料沖孔模具的設(shè)計(jì).墊片件是最典型的落料沖孔件，其工作過程很簡(jiǎn)單就落料和沖孔。該模具采用導(dǎo)柱和導(dǎo)套為導(dǎo)向裝置，考慮到該模具凸凹模的壁厚大于凸凹模的最小允許壁厚，故采用了復(fù)合模。為了預(yù)防廢料不在凸凹模內(nèi)積聚，該模具采用正裝復(fù)合模。只有加強(qiáng)沖裁基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)算方法，才能正確地確定沖裁工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決落料沖孔中出現(xiàn)的各種實(shí)際問題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。本課題設(shè)計(jì)進(jìn)度的安排如下：1.了解目前國(guó)內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時(shí)間 15 天；2.確定加工方案，所用時(shí)間 5 天；3.模具的設(shè)計(jì)，所用時(shí)間 30 天；4.模具的調(diào)試．所用時(shí)間 5 天．參考文獻(xiàn)[1] 中國(guó)輕工模具網(wǎng)模具新聞 ．中國(guó)模具工業(yè)特點(diǎn)基本狀況及情況分析．2006.4.11[2] 中國(guó)報(bào)告大廳市場(chǎng)研究報(bào)告網(wǎng). 我國(guó)模具工業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展分析. 2005.5.28[3] 中國(guó)機(jī)械設(shè)備網(wǎng). 中國(guó)模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向.[4] 中國(guó)輕工模具網(wǎng)模具新聞．我國(guó)模具與世界先進(jìn)水平的差距．2006．3．10[5] 深圳市機(jī)械工程學(xué)會(huì). 模具發(fā)展四大趨勢(shì). 2003.10.30[6] 太空模具網(wǎng) . 未來 10 年的模具發(fā)展趨勢(shì). 2005.11.24[7] 中國(guó)機(jī)床工具網(wǎng) .中國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速.2005.4.28 [8] 中國(guó)金屬加工網(wǎng) .沖壓模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)趨勢(shì).2005.6[9]彭建聲、秦曉剛編著.模具技術(shù)問答. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996[10]Kondo K.Parametric and Interactive Geometric Modeler Formechanical.Computer-Aeded Design.1990(10題 目：墊片零件的沖壓成型及模具設(shè)計(jì)內(nèi) 容：（1）墊片零件的工藝性分析及工藝方案制定（2）選擇模具的結(jié)構(gòu)形式（3）主要工藝參數(shù)計(jì)算（4）選擇與確定模具主要零部件的結(jié)構(gòu)及尺寸（5）模具總體裝配及主要工作零件的工藝規(guī)程編制（6）編寫設(shè)計(jì)說明書原始資料：設(shè)計(jì)題目：墊片材 料：45 鋼厚 度：2mm生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn)前言本設(shè)計(jì)根據(jù)從事沖壓模具設(shè)計(jì)與制造的工程技術(shù)綜合性應(yīng)用型人才的實(shí)際要求，是符合大專模具設(shè)計(jì)專業(yè)的畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)需要所編寫的，將沖壓成形原理、冷沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)及模具制造工藝等三門關(guān)聯(lián)課程的內(nèi)容有機(jī)的融合，介紹了沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)與計(jì)算方法，同時(shí)在模具設(shè)計(jì)內(nèi)容中融匯了沖壓模具的不同加工方法、加工工藝及裝配工藝，對(duì)初學(xué)沖壓模具模設(shè)計(jì)者有一定的參考價(jià)值。本設(shè)計(jì)共分九章，分別對(duì)設(shè)計(jì)題目的來源、設(shè)計(jì)意義、目的、要求及現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，零件工藝性分析，工藝方案的確定、模具結(jié)構(gòu)形式及沖壓設(shè)備的選擇，主要工藝參數(shù)計(jì)算，選擇與確定模具的主要零部件的結(jié)構(gòu)與尺寸，模具的總體裝配，模具工作零件的加工工藝等幾方面進(jìn)行了闡述。本設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過程中得到了XXXXX指導(dǎo)老師的大力支持和幫助，再此表示誠(chéng)摯的感謝，由于編者水平有限，收集資料困難，如果有不盡人意的地方，懇請(qǐng)讀者不吝賜教，提出改進(jìn)意見。編 者：XXXXX2007年5月畢業(yè)設(shè)計(jì)說明目錄緒 論………………………………………………………………………… 6第一章 任務(wù)來源及設(shè)計(jì)意義……………………………………………… 81.1 設(shè)計(jì)任務(wù)來源……………………………………………………… 8 1.2 設(shè)計(jì)目的及意義…………………………………………………… 9第二章 沖壓工藝方案的確定……………………………………………… 92.1 沖壓及沖裁件的工藝性的感念…………………………………… 92.2 零件工藝性分析…………………………………………………… 10 第三章 模具結(jié)構(gòu)形式及沖壓設(shè)備的選擇………………………………… 103.1 確定工藝方案的原則 ……………………………………………… 103.2 工藝方案的確定……………………………………………………… 10第四章 主要工藝參數(shù)的計(jì)算……………………………………………… 114.1 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 ……………………………………………… 114.2 沖壓設(shè)備的選擇 …………………………………………………… 12第五章 選擇與確定模具的主要零部件的結(jié)構(gòu)與尺寸…………………… 125.1 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 ……………………………………………………… 12 5.2 計(jì)算工序壓力………………………………………………………… 14 5.3 計(jì)算模具壓力中心…………………………………………………… 15 5.4 計(jì)算凸、凹模工作部分尺寸并確定其制造公差…………………… 16 5.5 彈性元件的選取與設(shè)計(jì)……………………………………………… 18 第六章 模具的總體裝配……………………………………………………… 196.1 確定工作零件 ………………………………………………………… 196.2 定位零件的設(shè)計(jì)……………………………………………………… 216.3 導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)………………………………………………………… 22 6.4 卸料部件的設(shè)計(jì) …………………………………………………… 226.5 模架及其他零部件設(shè)計(jì)……………………………………………… 22第七章 模具工件零件的加工工藝…………………………………………… 26第八章 模具工件零件的加工工藝………………………………………… 268.1 沖裁模凸、凹模的技術(shù)要求及加工特點(diǎn) …………………………… 268.2 凸、凹模加工的工藝路線有以下幾種方案 ………………………… 26 8.3 本副模具工件零件加工方案的確定………………………………… 27 第九章 模具的裝配與調(diào)試 ………………………………………………… 289.1 模具的裝配…………………………………………………………… 28 9.2 模具的調(diào)試…………………………………………………………… 29 第十章 模具零件的材料及其熱處理………………………………………… 30設(shè)計(jì)總結(jié)……………………………………………………………………… 31致 謝……………………………………………………………………… 31參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………… 32附件圖緒論 改革開放以來，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng)。近年來，模具工業(yè)一直以15％左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大的變化，除了國(guó)有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)也得到了快速的發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的模具之鄉(xiāng)；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。目前，我國(guó)沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)落后，主要原因是我國(guó)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)國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國(guó)模具在壽命，效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與發(fā)達(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型，精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命的模具依賴進(jìn)口。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，沖壓加工作為現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)重要的生產(chǎn)手段之一，更加體現(xiàn)出其特有的優(yōu)越性。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，產(chǎn)品性能和質(zhì)量要求越來越高，更新?lián)Q代的速度越來越快，沖壓產(chǎn)品正朝著復(fù)雜化，多樣化高、性能、高質(zhì)量方向發(fā)展，模具也正朝著復(fù)雜化，高效率、高精度、長(zhǎng)壽命方向發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)的迅速發(fā)展，沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)正由手工設(shè)計(jì)，依靠人工經(jīng)驗(yàn)和常規(guī)機(jī)械加工技術(shù)向以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD） ，數(shù)控切削加工、數(shù)控電加工為核心的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）技術(shù)轉(zhuǎn)變。近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。一些?guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/E、I-DEAS、Euclid-IS等國(guó)際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并且成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。未來沖壓模具的發(fā)展趨勢(shì):模具行業(yè)在今后的發(fā)展中，首先要更加關(guān)注其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密度高的高檔模具得到更快的發(fā)展。我們的模具行業(yè)要緊緊的跟著市場(chǎng)的需求發(fā)展。沒有產(chǎn)品的需求、產(chǎn)品的更新?lián)Q代，就沒有模具行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，也就沒有模具產(chǎn)品的上規(guī)模、上檔次。如汽車生產(chǎn)中90％以上的零部件，都要依賴模具成型，在電子產(chǎn)品中，沖壓件約占80％～85％；在汽車、農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品中，沖壓件約占75％～80％；在輕工產(chǎn)品中，沖壓件約占90％以上。此外，在航空及航天工業(yè)生產(chǎn)中，沖壓件也占有很大的比例。在珠三角和長(zhǎng)三角，為汽車行業(yè)配套的模具產(chǎn)值增長(zhǎng)達(dá)40％左右。而模具技術(shù)水平的高低，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。已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。其次，要積極推進(jìn)中西部地區(qū)模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，努力縮小發(fā)達(dá)地區(qū)和不發(fā)達(dá)地區(qū)的差距。中西部很多地區(qū)已經(jīng)意識(shí)到模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)制造業(yè)的重要作用。如陜西、四川、河北等模具生產(chǎn)有了很大的發(fā)展，河北興林車身制造集團(tuán)有限公司作為河北泊頭地區(qū)的骨干企業(yè)帶動(dòng)了一片模具企業(yè)的開拓；四川宜賓普什模具有限公司憑借強(qiáng)有力的資金投入，將在未來寫下新的篇章。第三，要積極推進(jìn)模具企業(yè)特別是國(guó)有企業(yè)的體制的創(chuàng)新，轉(zhuǎn)換經(jīng)營(yíng)機(jī)制，大力發(fā)展混合所有制經(jīng)濟(jì)，明確產(chǎn)權(quán)和完善法人治理結(jié)構(gòu)。充分發(fā)掘企業(yè)發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力。要積極推進(jìn)中、西部地區(qū)工業(yè)基礎(chǔ)較好地區(qū)的制造業(yè)大中型企業(yè)主輔分離，使其模具車間、分廠在不太長(zhǎng)的時(shí)間里，采用多種有效實(shí)現(xiàn)形式，轉(zhuǎn)換機(jī)制，大力發(fā)展產(chǎn)權(quán)明晰、獨(dú)立自主經(jīng)營(yíng)，適應(yīng)市場(chǎng)運(yùn)作和模具生產(chǎn)快速反應(yīng)的現(xiàn)代專業(yè)模具企業(yè)，培養(yǎng)能代表行業(yè)水平的“龍頭”企業(yè)，帶動(dòng)地區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。本課題的要求（1）系統(tǒng)總結(jié)，鞏固過去所學(xué)的基礎(chǔ)課和專業(yè)課知識(shí)。（2）運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決模具領(lǐng)域內(nèi)的實(shí)際工程問題，依次進(jìn)行綜合知識(shí)的訓(xùn)練。（3）通過某項(xiàng)具體工程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究，達(dá)到多種綜合能力的培養(yǎng)，掌握設(shè)計(jì)和科研的基本過程和基本方法。（4）提高和運(yùn)用與工程技術(shù)有關(guān)的人文科學(xué)，價(jià)值工程和技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合知識(shí)。冷沖壓模具設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題冷沖壓模具設(shè)計(jì)的整體過程是從分析總體方案開始到完成全部技術(shù)設(shè)計(jì)，這期間要經(jīng)過計(jì)算，繪圖，修改等步驟。在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意以下問題。㈠ 合理選擇模具結(jié)構(gòu)根據(jù)零件圖樣及技術(shù)要求，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，提出模具結(jié)構(gòu)方案，分析比、較選、擇最佳結(jié)構(gòu)。㈡ 采用標(biāo)準(zhǔn)零部件應(yīng)盡量選用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)件及工廠沖模標(biāo)準(zhǔn)件。使模具設(shè)計(jì)典型化及制造簡(jiǎn)單化，縮短設(shè)計(jì)制造周期，降低成本。㈢ 其它（1）定位銷的用法：沖模中的定位銷常選用圓柱銷，其直徑與螺釘直徑相近，不能太細(xì)，每個(gè)模具上根據(jù)需要設(shè)置，其長(zhǎng)度勿太長(zhǎng)。（2）螺釘用法：固定螺釘擰入模體的深度勿太深，如：擰入鑄鐵件，深度是螺釘直徑的2～2.5倍，擰入一般鋼件深度是螺釘直徑的1.5～2倍。（3）對(duì)導(dǎo)柱，導(dǎo)套的要求：模具完全對(duì)稱時(shí)兩導(dǎo)柱的導(dǎo)向直徑不易設(shè)計(jì)得相等，避免合模時(shí)誤裝方向而損壞模具刃口。導(dǎo)套長(zhǎng)度的選取應(yīng)保證開始工作的導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套10～15mm。第一章 任務(wù)來源及設(shè)計(jì)意義1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)來源設(shè)計(jì)題目：墊片材 料：45 鋼厚 度：2mm生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn)圖（1-1 ）產(chǎn)品零件圖2.1 設(shè)計(jì)目的及意義冷沖壓模具設(shè)計(jì)是為模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)學(xué)生在學(xué)完基礎(chǔ)理論課，技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課后，所設(shè)置的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。用模具生產(chǎn)的制件具有高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。本設(shè)計(jì)題目為墊片，但對(duì)做畢業(yè)設(shè)計(jì)的畢業(yè)生有一定的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)目的及意義。其目的有以下幾點(diǎn)：1.綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，全面系統(tǒng)鞏固課堂教學(xué)的基本知識(shí)，進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練，提高綜合能力的培訓(xùn)及擴(kuò)大模具領(lǐng)域的新知識(shí)，從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作的能力。2.鞏固與擴(kuò)充“冷沖壓模具設(shè)計(jì)”等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟。3. 掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算，繪圖，查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。本課題的意義是：通過對(duì)該零件模具的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者冷沖模設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的冷沖模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗(yàn)。第二章 沖壓工件的工藝性分析2.1 沖壓及沖裁件的工藝性的概念沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。在沖壓加工中，將材料（金屬或者非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為沖壓模具（俗稱沖模） 。沖裁件的工藝性是指沖裁件在沖裁加工中的難易程度。所謂沖裁工藝性好是指能用普通沖裁方法，在模具壽命和生產(chǎn)率高，成本低的條件下得到質(zhì)量合格的沖裁件。影響沖裁件工藝性的因素很多，如沖裁件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、尺寸大小標(biāo)注方法精度要求和材料性能等。良好的沖裁件工藝性應(yīng)保證材料消耗少、工序數(shù)目少、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而且壽命長(zhǎng)、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單等。[1][1]——?jiǎng)⒔ǔ?、張寶? 主編 《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》 高等教育出版社2.2 零件工藝性分析2.2.1 材料45 鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁，并且市場(chǎng)上也容易購(gòu)買到此種材料，價(jià)格適中。2.2.2 工件結(jié)構(gòu)沖裁件的形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、對(duì)稱，最好是有圓弧和直線組成。應(yīng)該避免沖裁件上有過長(zhǎng)的懸臂和狹槽，其最小厚度要大于材料厚度的兩倍。由工件圖看，此工件只有落料和沖孔兩個(gè)程序，將外形視為落料，內(nèi)形視為沖孔，由于制件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故采用復(fù)合沖壓工序，這樣可以大大提高工作效率，并減輕工作量，節(jié)約能源，降低成本，而且避免原有加工方法中須將手伸入模具的問題，對(duì)保護(hù)操作者安全也有利。2.2.3 尺寸精度為降低沖壓成本，獲得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，在不影響沖壓件使用要求的前提下，應(yīng)盡量采用經(jīng)濟(jì)精度。所謂經(jīng)濟(jì)精度是提高模具達(dá)到最大許可磨損時(shí)，其所完成的沖壓加工在技術(shù)上可以實(shí)現(xiàn)而經(jīng)濟(jì)上又最合理的精度。沖裁件的精度一般滿足其經(jīng)濟(jì)精度要求。該工件圖上的尺寸除了 60±0.25mm 和 180±0.25mm 有精度要求外，其余尺寸未注公差，全部屬自由尺寸，精度要求不高，按 IT14 級(jí)確定。因此，一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。由文獻(xiàn)[2]表 2-4 標(biāo)準(zhǔn)公差查得 R200-0.52mm，100 0-0.87mm，220 0-1.15mm，Φ15 0+0.4mm。[2]——薛彥成 主編 〈〈公差配合與技術(shù)測(cè)量〉 〉 機(jī)械工業(yè)出版社2.2.4 結(jié)論：該制件可以沖裁第三章 沖壓工藝方案的確定3.1 確定工藝方案的主要原則概括起來主要有以下三點(diǎn)（1）保證沖裁件質(zhì)量（2）經(jīng)濟(jì)性原則（3）安全性原則 [3][3]——丁松聚 主編 〈〈冷沖模設(shè)計(jì)〉 〉 機(jī)械工業(yè)出版社3.2 工藝方案的確定在沖裁工藝性分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)沖裁件的特點(diǎn)確定沖裁工藝方案。確定工藝方案首先要考慮的問題是確定沖裁的工序數(shù)，沖裁工序的組合以及沖裁工序順序的安排，沖裁工序數(shù)一般容易確定，關(guān)鍵是確定沖裁工序的組合與沖裁工序順序 該項(xiàng)零件包括落料沖孔兩個(gè)基本工序，可有以下三種工藝方案方案一:先落料，后沖孔，采用單工序復(fù)合模生產(chǎn)。方案二:先落料，后沖孔復(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(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需兩道工序兩副模具，生產(chǎn)率較低，難以滿足該項(xiàng)零件的年產(chǎn)量要求。方案二只需用一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度容易保證需要，具生產(chǎn)率也高。盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜。但由于零件的幾何形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，模具制造并不困難。方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)率也高，但零件的沖壓精度稍差，欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上導(dǎo)正銷導(dǎo)正，故模具制造、安裝較復(fù)合模復(fù)雜，通過對(duì)上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。同時(shí)考慮到不讓廢料在凹模內(nèi)積聚。可采用順裝復(fù)合模工序。第四章 模具結(jié)構(gòu)形式及沖壓設(shè)備的選擇4.1 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇4.1.1 模架及導(dǎo)向方式 根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，模架主要有兩大類：一類是由上模座、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)柱模模架；一類是由彈壓導(dǎo)板、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)板模模架。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，并且承受沖壓過程中的全部載荷。模架的上模座通過模柄與壓力機(jī)滑塊相連，下模座用螺釘、壓板固定在壓力機(jī)工作臺(tái)面上。上下模之間靠模架的導(dǎo)向裝置來保持其精確位置，以引導(dǎo)凸模的運(yùn)動(dòng)，保證沖裁過程中間隙均勻。模架的基本要求：（1） 要有足夠的強(qiáng)度與剛度；（2） 要有足夠的精度（如上下模座要平行，導(dǎo)柱、導(dǎo)套中心要與上下模座垂直，模柄要與上模座垂直等） 。（3） 上下模之間的導(dǎo)向要精確（導(dǎo)向件之間的間隙要很小，上下模之間的移動(dòng)要平穩(wěn)和無滯住現(xiàn)象） 。由上述看，選擇模架非常重要。為了滿足模架的基本要求及保證模具的使用壽命，且后側(cè)導(dǎo)柱模架的導(dǎo)向裝置在后側(cè)，橫向和縱向送料都比較方便。故該復(fù)合模選用后側(cè)導(dǎo)柱模架。[3]4.1.2 毛坯定位方式的選擇沖模的定位零件是用來保證條料的正確送進(jìn)及在模具中的正確位置?？刂扑土喜骄嗟亩ㄎ?，稱為擋料；控制條料寬度方向上的定位，稱為導(dǎo)料。沖裁條料時(shí)，導(dǎo)料零件有導(dǎo)料板和導(dǎo)料銷等，保證進(jìn)距的擋料銷和定距側(cè)刃等。導(dǎo)料板和導(dǎo)料銷對(duì)條料或卷料的側(cè)邊進(jìn)行導(dǎo)向，以保證其正確的送進(jìn)方向的板件或銷。條料靠著導(dǎo)料板或?qū)Я箱N的一側(cè)導(dǎo)向送進(jìn)，以免送偏。[4][4]——中國(guó)機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會(huì)組 編 《冷沖模設(shè)計(jì)與制造》 機(jī)械工業(yè)出版社根據(jù)工件圖，該模具采用的是條料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷，送進(jìn)步距控制采用擋料銷。4.1.3 卸料、出件方式的選擇卸料裝置分固定卸料裝置、彈壓卸料裝置和費(fèi)料切刀三種。其中卸料板用于卸掉卡在凸模上或凸凹模上的沖裁件或廢料的板件。固定卸料裝置裝于下模的凹模上，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、卸料力大，使用安全可靠，一般僅起卸料作用，用于硬料、厚料。出件裝置主要有剛性出件裝置和彈性出件裝置兩種，剛性出件裝置一般用于上模，它是在沖壓結(jié)束后上?；爻虝r(shí)，利用壓力機(jī)滑塊上的打料桿，撞擊上模內(nèi)的打桿與推件板（塊） ，將凹模的工件推出，因此推件力大，而且工作可靠。因?yàn)楣ぜ閴|片，且墊片要求有很高的平整度，故采用彈壓卸料裝置，卸料可靠。該模具采用彈性打件，并利用裝在壓力機(jī)工作臺(tái)下的標(biāo)準(zhǔn)緩沖器提供壓邊力。4.1.4 主要零部件的定位方式和固定方式凸模用凸模固定板固定，固定方法通常是采用臺(tái)肩固定，其配合為臺(tái)階式凸模用 H7/h6，直通式凸模用 N7/h6、P7/h6；凹模用導(dǎo)料銷定位，一般采用螺釘和銷釘固定在下模座上。4.2 沖壓設(shè)備的選擇沖壓設(shè)備的選擇應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1） 壓力機(jī)的噸位應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥跊_裁時(shí)的總力，即 F 壓 >>F 總式中：F 壓 ——所選壓力機(jī)的噸位F 總 ——沖裁時(shí)的噸位（2） 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)選擇壓力機(jī)類型和行程次數(shù)，如復(fù)合模工件需從模具中間出件，最好選用可傾式壓力機(jī)。（3） 根據(jù)模具尺寸大小，安裝和進(jìn)出料等情況選擇壓力機(jī)臺(tái)面積尺寸，如有推件時(shí)應(yīng)考慮臺(tái)面孔的大小使沖后有零件能自由通過。（4） 選擇壓力機(jī)的閉合高度與模具是否匹配。（5） 模柄直徑、長(zhǎng)度是否與壓力機(jī)滑塊模柄直徑、深度尺寸相當(dāng)。（6） 壓力機(jī)的行程次數(shù)應(yīng)當(dāng)保證有最高的生產(chǎn)率。（7） 壓力機(jī)應(yīng)該使用方便和安全。 [5][5] ——王芳 主編 《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 機(jī)械工業(yè)出版社為安全起見，防止設(shè)備的超載，可按公稱壓力 F 壓 ≥（1.6～1.8）F 總 的原則選取壓力機(jī)，參照文獻(xiàn)[6]表 8-10 開式雙柱可傾式壓力機(jī)主要技術(shù)規(guī)格初選公稱壓力為 1000KN 的開式雙柱可傾式壓力機(jī)。[6]—— 許發(fā)樾 主編 《模具設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》 機(jī)械工業(yè)出版社第五章 主要工藝參數(shù)計(jì)算5.1 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算在沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約金屬和減少?gòu)U料具有非常重要的意義，特別是在大批量生產(chǎn)中，較好地確定沖件形狀尺寸和合理排樣是降低成本的有效措施之一。5.1.1 選擇排樣方法沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法叫排樣。合理的排樣是降低成本和保證沖裁件質(zhì)量及模具壽命的有效措施，故排樣時(shí)應(yīng)考慮如下原則：（1） 提高材料利用率。（2） 合理排樣方法使操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低且安全。（3） 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)。（4） 保證沖件質(zhì)量和沖件對(duì)板料纖維方向的要求。 [4]因該工件是由圓弧和直線組成，且形狀和結(jié)構(gòu)對(duì)稱，采用直排時(shí)材料利用率高，故選擇直排。5.1.2 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為搭邊。搭邊值要合理確定，搭邊值過大，材料利用率低，過小時(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，因此確定搭邊值時(shí)應(yīng)考慮如下因素：（1） 材料的力學(xué)性能：軟材料、脆材料搭邊值要大一些；硬材料搭邊值可小一些。（2） 材料的厚度：材料越厚，搭邊值也越大。（3） 零件的形狀和尺寸：零件外形越復(fù)雜，圓角半徑越小，搭邊值越大。（4） 排樣的形式：對(duì)排的搭邊值大于直排的搭邊值。（5） 送料及擋料方式：用手工送料且有側(cè)壓裝置的搭邊值可小一些，用側(cè)刃定距比用擋料銷定距的搭邊值小一些。（6） 卸料方式：彈性卸料比用剛性卸料的搭邊值要小一些。由文獻(xiàn)[4]表 3-12 搭邊 a 和 a1數(shù)值查得：a 1=2.0mm，a=2.2mm5.1.3 計(jì)算送料步距與條料寬度（1）送料步距條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距。送料步距的大小應(yīng)為條料上兩個(gè)對(duì)應(yīng)沖裁件的對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的距離。每次只沖一個(gè)零件的步距 S 的計(jì)算公式為：S=D+a式中：D——平行于送料方向的沖裁件寬度a——沖裁件之間的搭邊值S=100+2=102mm（2）條料寬度條料寬度的確定原則是：最小條料寬度要保證沖裁時(shí)零件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時(shí)順利地在導(dǎo)料板之間送進(jìn)，并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙。因此，在確定條料寬度時(shí)必須考慮模具的結(jié)構(gòu)中是否采用側(cè)壓裝置和側(cè)刃。因本副模具要求條料始終沿著導(dǎo)料板送進(jìn)，所以模具結(jié)構(gòu)中采用有側(cè)壓裝置，則條料在有側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板之間送進(jìn)時(shí)的計(jì)算公式如下[1]：條料寬度：B 0-Δ =（D max+2a） 0-Δ導(dǎo)料板之間距離：A=B+c=D max+2a+c式中：D max——條料寬度方向沖裁件的最大尺寸a——側(cè)搭邊值Δ——條料寬度的單向偏差c——導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙由參考文獻(xiàn)[1]中表 2.5.3 條料寬度偏差查得 Δ=0.6mm，由表 2.5.5 導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙 Cmin，查得 Cmin=5mm。B0-Δ =（100+2x2.2） 0-0.6=104.40-0.6mmA=100+2.2x2+5=109.4mm5.1.4 計(jì)算材料利用率沖裁件的實(shí)際面積與所用材料面積的百分比叫材料利用率，它是衡量合理利用材料的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。由文獻(xiàn)[7]得一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率 η 可用下式表示：η=nA/BSx100%式中：A——沖裁件的面積n——一個(gè)進(jìn)距內(nèi)沖裁件數(shù)目B——條料寬度S——進(jìn)距由文獻(xiàn)[7]查板材標(biāo)準(zhǔn)，所選板材寬度標(biāo)準(zhǔn)為（8mm～200mm）的板材，根據(jù)材料的結(jié)構(gòu)，選用寬 105mm 的鋼板，每條鋼板可剪 1 張條料。則一個(gè)進(jìn)距的材料利用率：η=nA/BSx100% =[220x100－Л15 2x4－（101x40-Л20 2）x4]/104.4x222x100%≈34.7%[7]——模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會(huì) 編 《模具設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》5.1.5 畫出排樣圖圖（5-1）零件排樣圖5.2 計(jì)算工序壓力5.2.1 落料力的計(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： F=KLtζ b公式中： F——沖裁力L——沖裁周邊長(zhǎng)度t——材料厚度ζ b——材料抗剪強(qiáng)度K——系數(shù)系數(shù) K 是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙的波動(dòng)和不均勻、刃口的磨損、板材力學(xué)性能和厚度、波動(dòng)等因素的影響而繪出的修正系數(shù)。一般取 K=1.3。沖裁周邊長(zhǎng)度的計(jì)算：L= （202+60 ）x2+2Лx20=649.6mm由文獻(xiàn)[1]中表 1.3.6 查得 ζ b=400MPaF =649.6x2x400x1.3=675.584KN5.2.2 頂件力的計(jì)算FD=KDF公式中：F ——沖裁力KD——頂件力系數(shù)，由文獻(xiàn)[1]表 2.6.1 查得 KD=0.06則 FD=0.06x675.584=40.54KN5.2.3 沖孔力計(jì)算Fc=1.3Ltζ b公式中：L=3.14x15x4=188.4mm則 Fc=1.3x188.4x2x400=195.936KN5.2.4 卸料力的計(jì)算FX=KXF公式中：F— —沖裁力KX——卸料力系數(shù)，由文獻(xiàn)[1]表 2.6.1 查得 KX=0.04則 KX=0.04x675.584=27KN故總沖裁力 FZ=F+FX+FD+FC=675.584+27+40.54+195.936=939.06KN根據(jù)計(jì)算結(jié)果，沖壓設(shè)備擬選用 J23-100A，該壓力機(jī)與面具設(shè)計(jì)的有關(guān)參數(shù)為：公稱壓力：1000KN滑塊行程：16mm～140mm滑塊行程次數(shù)：45 次/min最大閉合高度：400mm封閉高度調(diào)節(jié)量：100mm工作臺(tái)尺寸（前后 x 左右）：600mmx900mm模柄孔尺寸（直徑 x 深度）：60mmx80mm最大傾斜角：30 05.3 計(jì)算模具的壓力中心沖裁力合力的作用點(diǎn)稱為沖模壓力中心，沖模壓力中心應(yīng)盡可能和模柄軸線以及壓力機(jī)滑塊中心線重合，以使沖模平穩(wěn)，地工作，減少導(dǎo)向件的磨損，提高 MJ 壓力機(jī)壽命。沖模壓力中心的求法，采用求平行力系合力作用點(diǎn)的方法，由于絕大部分沖裁件沿沖裁輪廓的斷面厚度不變，輪廓各部分的沖裁力與輪廓長(zhǎng)度成正比，所以求合力作用點(diǎn)可轉(zhuǎn)化為求輪廓線的重心，具體方法如下：1．按比例畫出沖裁輪廓線，選定直角坐標(biāo)系2．把圖形的輪廓線分成幾份，計(jì)算各部分長(zhǎng)度 … ，并求出各部分重21L， n心位置的坐標(biāo)（ ） ， （ ）…（ ） ；1,yx2,nyx,3．按沖裁輪廓線下列公式求沖模壓力中心的坐標(biāo)值（ ）：0,yxnLxxL????210[5]nyyy??210計(jì)算壓力中心時(shí)，如圖（5-2）把坐標(biāo)原點(diǎn)取在工件的對(duì)稱中心上，建立XOY，因?yàn)楣ぜ男螤铌P(guān)于 X 軸和 Y 軸對(duì)稱，所以壓力中心位于輪廓圖形的幾何中心 O 上，即其坐標(biāo)為（0，0） 。圖（5-2）零件壓力中心5.4 計(jì)算凸凹模工作部分刃口尺寸計(jì)算原則⑴設(shè)計(jì)落料模先確定凹模刃口尺寸，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上，即沖裁間隙通過減小凸模刃口尺寸來獲得。設(shè)計(jì)沖孔模先確定凸模刃口尺寸，以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來獲得。⑵根據(jù)沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸?；境叽鐒t取接近或等于工件孔的最大極限尺寸。⑶不管落料還是沖孔，沖裁間隙一般選用最小合理間隙。⑷選擇模具刃口制造公差時(shí)，要考慮工件精度與模具精度的關(guān)系，既要保證工件的精度要求，又要保證合理的間隙值。一般沖模精度較工件精度高2∽4級(jí)。對(duì)于形狀簡(jiǎn)單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按IT6∽IT7級(jí)來選用。⑸工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差原則上都應(yīng)按“入體” 原則標(biāo)注單向公差，所謂“入體” 原則是指標(biāo)注工件尺寸公差時(shí)應(yīng)向材料實(shí)體方向單向標(biāo)注。[1] 5.4.1沖裁凸凹模刃口尺寸計(jì)算由工件圖看，該工件是由圓弧和直線及圓構(gòu)成的簡(jiǎn)單規(guī)則形狀的工件，且為大批量生產(chǎn)，故沖裁此類工件的凸凹模制造相對(duì)簡(jiǎn)單，精度容易保證，所以采用分別制造法加工。凸凹模分別加工方法具有制造簡(jiǎn)單周期短，凸凹模具有互換性，便于成批制造。（1） 落料設(shè)工件的尺寸為D 0-Δ ，根據(jù)計(jì)算原則得DA=（D max-XΔ） 0+δADT=（D A-Zmin） 0-δT =（D max-XΔ-Z min） 0-δT（2） 沖孔設(shè)沖孔尺寸為 d0+Δ ，根據(jù)計(jì)算公式得dT=（d min+XΔ） 0-δTdA=（d T+Zmin） 0+δA =（d min+XΔ+Z min） 0+δA（3） 孔心距孔心距屬于磨損后基本不變的尺寸，在同一工步中，在工件上沖出孔距為L(zhǎng)±Δ/2 兩個(gè)孔時(shí)，其凹模型孔中心距 Ld 可按下面公式確定：Ld=L±Δ/8 [1]上述公式中： DA——落料凸凹模尺寸dT、d A——沖孔凸凹模尺寸Dmax——落料件的最大極限尺寸dmin——沖孔件的最小極限尺寸L、L d——工件空心距和凹?？仔木嗟墓Q尺寸Δ——工件制造公差Zmin——最小合理間隙X——磨損系數(shù)δ T、 δ A——凸凹模的制造公差，按 IT6～I(xiàn)T7 級(jí)來選取為了保證初始間隙不超過 Zmax，即 δ T+δ A≤Z max-Zmin，δ T、δ A選取必須滿足以下條件 δ T+δ A≤Z max- Zmin。由工件圖可知道，除了孔心距 16±0.25mm，180±0.25mm 有精度要求外，其它未注公差按 IT14 級(jí)計(jì)算，外形 1000-0.87mm，R20 0-0.52mm，220 0-0.15mm 由落料獲得，Φ15 0+0.43mm 由沖孔獲得；由文獻(xiàn)[6]查表 2.2.3 沖模初始間隙值 Z 得Zmin=0.130mmZmax=0.190mm[6]——郝濱海 主編 > 化學(xué)工業(yè)出版社則 Zmax- Zmin=0.190-0.130=0.060mm由公差表查得 60±0.25mm,180±0.25mm 為 IT12 級(jí),取 X=0.75mm,其余為IT14 級(jí),取 X=0.5mm.因?yàn)樵摴ぜ男螤钍呛?jiǎn)單的圓弧和直線組成，則凸凹模分別按 IT6 和 IT7級(jí)制造，故以下凸凹模公差由文獻(xiàn)[1]中表 2.4.1 標(biāo)準(zhǔn)公差得：基本尺寸 Φ15 0+0.43 2200-0.15 1000-0.87 200-0.52凸模偏差 Δ t=0.020 δ T=0.030 δ T=0.025 δ T=0.020凹模偏差 δ A=0.020 δ A=0.045 δ A=0.035 δ A=0.025表（5-4）凸凹模制造偏差則 沖孔： d T=（d min+XΔ） 0-δT =（15+0.75x0.43） 0-0.020=15.30-0.020dA=（d T+Zmin） 0+δA =（15.3+0.130） 0+0.020=15.4300+0.020校核：|δ T|+|δ A|≤Z max-Zmin0.020mm+0.020mm≤0.190mm-0.130mm0.040mm≤0.060mm （滿足間隙公差條件）落料： D A1=（D max-XΔ） 0+δA =（220-0.5x0.15） 0+0.045=219.9250+0.045DT1=（D A1-Zmin） 0-δT =（219.925-0.130） 0-0.030=219.7950-0.030DA2=（D max-XΔ） 0+δA =（100-0.5x0.15） 0+0.035=99.9250+0.035DT2=（D A2-Zmin） 0-δT =（99.925-0.130） 0-0.025=99.7950-0.025DA3=（D max-XΔ） 0+δA =（20-0.5x0.15） 0+0.025=19.9250+0.025DT3=（D A3-Zmin） 0-δT =（19.925-0.130） 0-0.020=19.7950-0.020校核：0.035mm+0.025mm=0.06mm=0.06mm （滿足間隙公差條件）0.025mm+0.020mm=0.045mm﹤0.060mm （滿足間隙公差條件）0.030mm+0.045mm=0.075mm﹥0.060mm （不能滿足間隙公差條件）因此，只能縮小 220mm 的 δ T、δ A，提高制造精度，才能保證間隙在合理范圍內(nèi)，由此可?。害?T≤0.4（Z max-Zmin）=0.4x0.06=0.024mm，δ A≤0.6（Z max-Zmin）=0.6x0.02=0.012mm故：D A1=219.9250+0.012mmDT1=219.9750-0.024mm5.5 彈性元件的選取與設(shè)計(jì)為了得到較平整的工件，本模具采用彈壓卸料結(jié)構(gòu)，使條料在落料、沖孔過程中始終處于一個(gè)穩(wěn)定的壓力之下，從而改善了毛坯的穩(wěn)定性。5.5.1 上卸料采用橡膠作為彈性元件選取橡膠作為彈性元件的原因是由于橡膠允許承受的載荷較大，安裝調(diào)整靈活方便。根據(jù)工藝性質(zhì)和模具結(jié)構(gòu)確定采用一硬橡膠，形狀是圓筒形。（1）橡膠的選擇原則①為了保證橡膠正常工作，所選橡膠應(yīng)滿足預(yù)壓力要求F0≥F X 公式中： F 0——橡膠在預(yù)壓縮狀態(tài)下的壓力（N）FX——卸料力（N）②為保證橡膠不過早失效，其允許最大壓縮量不應(yīng)超過其自由高度的45%，一般取ΔH 2=（0.35～0.45）H 0公式中：ΔH 2——橡膠允許的總壓縮量（mm）H0——橡膠的自由高度（mm）橡膠預(yù)壓縮量一般取自由高度的 10%～15%。即ΔH 0=（0.10～0.15）H 0公式中：ΔH 0——橡膠預(yù)壓縮量（mm）故 ΔH 1=ΔH2-ΔH 0=（0.25～0.35）H 0而 ΔH 1=ΔH /+ΔH //公式中：ΔH /——卸料板的工作行程（mm） ，ΔH /=t+1，t 為板料厚度ΔH //——凸模刃口修模量（mm）③橡膠高度與直徑之比應(yīng)按下式校核0.5≤H 0/D≤1.5公式中：D——橡膠外徑（mm）（2） 選擇橡膠步驟① 根據(jù)工藝性質(zhì)和模具結(jié)構(gòu)確定橡膠性能、形狀和數(shù)量，沖裁卸料用較硬橡膠。② 根據(jù)卸料力求橡膠橫截面積 A：為使橡膠滿足壓力的要求，F(xiàn) 預(yù) =AP≥F 卸 ，所以橡膠墊的橫截面積與卸料力及單位壓力之間存在如下關(guān)系：A=F 卸 /P③ 確定橡膠墊的平面尺寸：圓筒形橡膠墊的外徑為 D，內(nèi)孔為 d，則橫截面積公式為 A=Л（D 2-d2）/4，代入上面公式 A= F 卸 /P 后，可得外徑 D=。PFd卸7.12?④ 校核橡膠墊的自由高度，橡膠墊的自由高度 H0 與其直徑應(yīng)在下式范圍內(nèi)，即 0.5≤H 0/D≤1.5，確定橡膠墊的安裝高度：H 裝 =H0-H 預(yù) [1]（3）卸料橡膠的設(shè)計(jì)計(jì)算如下表：項(xiàng)目 公式 結(jié)果 備注卸料板工作行程 工 作hh工作 =h1+t+h27.5mm h1—為凸模凹進(jìn)卸料板的高度1mm，h2—為凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度4.5mm。橡膠的工作行程H I HI= +工 作h修 磨 13mm 為凸模總修磨量，取5.5mm,修 磨h橡膠的自由高度H 0H0=4HI52mm取H I為H 0的25%橡膠的預(yù)壓縮量H 預(yù)H預(yù) =15%H07.8mm一般取H 預(yù) =10%～15%H 0 每個(gè)橡膠承受的載荷F1 F1= /4預(yù)F1648.08N選用四個(gè)圓筒形橡膠橡膠墊的外徑DD= PFd卸27.1?184mm d為圓筒形橡膠的內(nèi)徑，取 d=13mm;P=0.5Mpa校核橡膠墊自由高度 0H0.5≤ /D=0.6015≤1.5滿足要求橡膠墊安裝高度 裝= -裝 0預(yù) 44.2mm表（5-5）卸料橡膠的設(shè)計(jì)計(jì)算第六章 選擇與確定模具的主要零部件的結(jié)構(gòu)與尺寸6.1 確定工作零件6.1.1 凸模凸模是在沖壓過程中，沖模中被沖制件或廢料所包容的工作零件。（1）凸模的結(jié)構(gòu)形式及其固定方法①落料凸模結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計(jì)成臺(tái)階式，采用線切割機(jī)床加工，與凸模固定板配合部分按過渡配合（H7/m6或H7/n6）制造。②沖孔凸模因?yàn)樗鶝_的孔均為圓形，而且都不屬于需要特別保護(hù)的小凸模，且臺(tái)階式的凸模強(qiáng)度剛性好，修磨方便，其工作部分尺寸由計(jì)算而得，所以沖孔凸模采用臺(tái)階式。一方面加工簡(jiǎn)單，另一方面又便于裝配與更換。采用臺(tái)肩固定，與凸模固定板配合部分按過渡配合（H7/m6 或 H7/n6）制造，最大直徑的作用是形成臺(tái)肩，以便于固定，保證工作時(shí)凸模不被拉出。（2）凸模長(zhǎng)度計(jì)算：凸模的長(zhǎng)度尺寸應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)確定，同時(shí)要考慮凸模的修磨量、固定板與卸料板之間的安全距離、裝配等需要。① 落料凸模長(zhǎng)度計(jì)算由文獻(xiàn)[1]得，當(dāng)采用彈壓卸料板時(shí)，其凸模長(zhǎng)度按公式 2.9.2 得：L=h1+h2+t+h公式中： L——凸?？傞L(zhǎng)度h1——凸模固定板厚度，取 h1=20mmh2——卸料板厚度，取 h2=14mmt——材料厚度，t=2mmh——增加長(zhǎng)度，它包括凸模的修磨量，凸模進(jìn)入凹模的深度（0.5～1）mm，凸模固定板與卸料板之間的安全距離等，一般取10mm～20mm，取 h=16mm。則落料凸模的長(zhǎng)度：L=20+14+2+16=52mm② 沖孔凸模的長(zhǎng)度計(jì)算由參考文獻(xiàn)[7]同時(shí)由零件圖可知，沖 Φ15 孔的凸模長(zhǎng)度：L=t1+t2+L1公式中： L——沖孔凸模的長(zhǎng)度 t1——凸模固定板厚度（mm）t2——頂件塊的厚度（mm） ，取 48mmL1——附加長(zhǎng)度，包括凸模進(jìn)入凹模 的深度0.5mm～1mm，取 1mm；總修磨量 6mm～12mm，取 6mm；凸模固定板與卸料板之間的安全距 15mm～20mm，取 15mm。則 L=20+48+1+6+15=90mm（3）凸模強(qiáng)度校核在一般情況下，凸模的強(qiáng)度是足夠的，無須進(jìn)行校核，但特別細(xì)長(zhǎng)的凸?；蛲鼓５臋M截面積很小而沖裁的板件厚度較厚時(shí)，必須進(jìn)行承壓能力和抗縱彎曲能力校核。其目的是檢查凸模的危險(xiǎn)斷面尺寸和自由長(zhǎng)度是否滿足要求，以防止凸?？v向失穩(wěn)和折斷。6.1.2 凹模凹模是在沖壓過程中與凸模配合直接對(duì)沖裁件進(jìn)行分離或成形的工作零件。1.落料凹模（1）落料凹模的外形結(jié)構(gòu)及其固定方法凹模的外形結(jié)構(gòu)為矩形整體式，采用螺釘和銷釘直接固定在支承件上，凹模采用螺釘和銷釘定位固定時(shí)，要保證螺釘（或沉孔）之間，螺孔、銷孔與凹模刃壁間的距離不能太近，否則會(huì)影響模具壽命。（2）落料凹模刃口形式?jīng)_裁凹模刃口形式有直筒式和錐形式兩種。根據(jù)沖裁件的形狀、厚度，尺寸精度及模具的具體結(jié)構(gòu)，本副模具采用直筒式，其優(yōu)點(diǎn)是刃口強(qiáng)度較高修磨后刃口尺寸不變，（3）落料凹模輪廓尺寸的確定 凹模輪廓尺寸通常根據(jù)沖裁的板料厚度和沖件的輪廓尺寸或凹?？卓谌斜陂g的距離，按經(jīng)驗(yàn)公式來確定，由文獻(xiàn)[1]公式2.9.3，2.9.4計(jì)算得：凹模厚度： H=Kb=0.15x220=33mm凹模壁厚：c=（1.5～2）H=（49.5～66） ，取c=50mm凹模寬度：B=b+2c=220+2x50=320mm凹模長(zhǎng)度：L取150mm（送料方向）凹模輪廓尺寸：150mmx320mmx33mm上式中：b——凹模刃口的最大尺寸（mm）K——系數(shù)，考慮到板料厚度影響，查表2.9.5得k=0.152．沖孔凹模4個(gè)Φ15mm沖孔凹模在落料凸模上，沖孔廢料通過落料凸模內(nèi)的彈性裝置在上?；爻虝r(shí)推出，沖孔凸模固定在下模座上。 各沖裁的凹模孔均采用線切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算壓力中心的位置將壓力中心與模柄中心重合，6．2定位零件的設(shè)計(jì)沖模的定位零件是用來保證條料的正確送進(jìn)及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；一是在與條料垂直方向上的限位，保證條料沿正確的方向送進(jìn)，稱為送進(jìn)導(dǎo)向；二是在送料方向上的限位，控制條料一次送進(jìn)的距離（步距）稱為送料定距?？刂扑土喜骄嗟亩ㄎ?，稱為擋料；控制條料寬度方向上的定位，稱為導(dǎo)料。[1] 根據(jù)坯料形式、模具結(jié)構(gòu)、沖件精度和生產(chǎn)率的要求，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料板，有側(cè)壓裝置；送料步距控制采用活動(dòng)擋料銷。采用側(cè)壓時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：⑴在條料厚度小于0.3mm時(shí)，不能采用側(cè)壓。⑵當(dāng)用滾軸自動(dòng)送料時(shí)，不用側(cè)壓，因由于側(cè)壁摩擦，會(huì)阻礙送料。由于彈簧壓塊式是利用彈簧，所以側(cè)壓力較大，沖裁厚料時(shí)使用。[8][8]—王孝培 主編 《沖壓手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社。起定距作用的活動(dòng)擋料銷、彈簧和螺塞選用標(biāo)準(zhǔn)件，規(guī)格由文獻(xiàn)[6]中表15.48查得擋料銷 JB/T 7649.9dxl彈簧 GB2089 螺塞 GB22508x16 0.8x8x20 AM12x1.25其余圖（6-2）活動(dòng)擋料銷6.3 導(dǎo)料銷的設(shè)計(jì)導(dǎo)料銷是對(duì)條料或帶料的側(cè)向進(jìn)行導(dǎo)向，以免送偏的定位零件。導(dǎo)料銷一般設(shè)有兩個(gè)，并位于條料的同側(cè)，從右向左送料時(shí)，導(dǎo)料銷裝在后側(cè)，從前向后送料時(shí)，導(dǎo)料銷裝在左側(cè)。導(dǎo)料銷有固定式的和活動(dòng)式的，本副模具采用固定式導(dǎo)料銷，其標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)由文獻(xiàn)[6]得，導(dǎo)料銷材料一般用 T7、T8，熱處理硬度為 46～52HRC，粗糙度 1.6μm 下，裝配時(shí)采用 H7/s6，本副模具的導(dǎo)料銷材料用 T8。6.4 卸料部件的設(shè)計(jì)卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為 14mm，卸料板采用 Q235鋼制造，淬火硬度為 40～45HRC。6.4.1 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12mm，螺紋