冷沖壓工藝規(guī)程卡片產品名稱 工件名稱 墊圈 產量 第 頁南昌航空大學科技學院飛行器制造工程專業(yè) 產品圖號 工件圖號 A006 大批量共 頁材料牌號及技術規(guī)格08 鋼 毛料形狀及尺寸 選用板料 縱裁成1000×161×1.5 1600×161×1.5工序號工序名稱工 序 草 圖 工裝名稱 設備 檢驗要求工種 備注0 下料 1000×161×1.5 剪床1 落料沖孔 落料沖孔復合模 J23-63雙柱可傾壓力機按草圖檢驗2 去毛刺 銼刀3 檢驗 按沖壓件圖檢驗更改標記 編制 校對 核對原底圖總號日期文件號 簽名簽名 日期 底圖總號簽字 日期1XXXX 大學科技學院課程設計說明書系 部： 指導老師：專 業(yè)：飛行器制造工程專業(yè) 班 級：小 組 號： 組 長：同 組 人：日 期： 年 月 日2目 錄摘 要 31、引 言 41.1.模具行業(yè)的發(fā)展現狀及市場前景 41.2.題目研究方法 52、沖裁件的工藝性分析 62.1.沖裁件的結構工藝性 62.1.1.沖裁件的形狀 .62.1.2.沖裁件的尺寸精度 .73、制件沖壓工藝方案的確定 83.1.沖壓工序的組合 83.2.沖壓順序的安排 84、制件排樣圖的設計及材料利用率的計算 94.1.制件排樣圖的設計 94.1.1.搭邊與料寬 .94.2.材料利用率的計算 105、確定總沖壓力和選用壓力機及計算壓力中心 125.1.沖壓力 125.1.1.沖裁力的計算 .125.1.2.卸料力、推件力及頂件力的計算 .125.2.壓力中心的計算 135.3.壓力機的選用 146、凸、凹模刃口尺寸計算 156.1.凸、凹模刃口尺寸計算原則 156.2.凸、凹模刃口尺寸計算方法 166.2.1.凸模和凹模分開加工 .166.2.2.凸模和凹模配合加工 .167、模具整體結構形式設計 188、模具零件的結構設計 198.1.凸凹模的設計 198.2.落料凹模的設計 198.3.選擇標準模架 208.4.卸料、壓邊彈性元件的確定 219、模具總體結構設計 229.1.模具類形的選擇 229.2.定位方式的選擇 229.3.卸料、出件方式的選擇 229.4.導柱、導套位置的確定 2210、模具的動作原理 23設計小結 24參考文獻 253摘 要隨著模具制造的技能化逐步向科學化發(fā)展，逐漸由以前手動方式發(fā)展為利用軟件等高科技方式來輔助設計的完成。冷沖模是其中的一種。課程設計是在模具專業(yè)理論教學之后進行的實踐性教學環(huán)節(jié)。是對所學知識的一次總檢驗，是學習過程中的一次實戰(zhàn)演習。其目的是，綜合運用所學課程的理論和實踐知識,設計一副完整的模具訓練、培養(yǎng)和提高自己的工作能力。鞏固和擴充模具專業(yè)課程所學內容，掌握模具設計與制造的方法、步驟和相關技術規(guī)范。熟練查閱相關技術資料。掌握模具設計與制造的基本技能，如制件工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計算、加工設備選定、制造工藝、收集和查閱設計資料，繪圖及編寫設計技術文件等。本次設計是在指導老師認真、耐心的指導下，對模具的經濟性、模具的壽命、生產周期、及生產成本等指標下進行全面、仔細的分析下而進行設計的。在此，我表示衷心的感謝他們對我的教誨。沖模是模具設計與制造專業(yè)的主要專業(yè)課程之一。它具有很強的實踐性和綜合性，通過學習這門課程，使我對沖壓模具有了新的認識，從中也學到了不少知識，激發(fā)了我對沖壓模具的愛好。關鍵詞：工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計算、加工設備選定、制造工藝、收集和查閱設計資料，繪圖及編寫設計技術文件等。41、引 言1.1.模具行業(yè)的發(fā)展現狀及市場前景現代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場總體上供不應求，市場需求量維持在 700 億至 850 億美元，同時，我國的模具產業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機遇。近幾年，我國模具產業(yè)總產值保持 15%的年增長率（據不完全統計，2005 年國內模具進口總值達到 700 多億，同時，有近 250 個億的出口），到 2007 年模具產值預計為 700 億元，模具及模具標準件出口將從現在的每年9000 多萬美元增長到 2006 年的 2 億美元左右。單就汽車產業(yè)而言，一個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上億元，而當汽車更換車型時約有 80%的模具需要更換。2005 年我國汽車產銷量均突破 550 萬輛，預計 2007 年產銷量各突破 700 萬輛，轎車產量將達到 300 萬輛。另外，電子和通訊產品對模具的需求也非常大，在發(fā)達國家往往占到模具市場總量的 20%之多。目前，中國 17000多個模具生產廠點，從業(yè)人數約 50 多萬。1999 年中國模具工業(yè)總產值已達 245億元人民幣。工業(yè)總產值中企業(yè)自產自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產值中，沖壓模具約占 50%，塑料模具約占 33%，壓鑄模具約占 6%，其它各類模具約占 11%。沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有時也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬板料。沖壓加工時，板料在模具的作用下，于其內部產生使之變形的內力。當內力的作用達到一定程度時，板料毛坯或毛坯的某個部位便會產生與內力的作用性質相對應的變形，從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的零件。因此，沖壓工藝是一種產品質量好而且成本低的加工工藝。用它生產的產品一般還具有重量輕且剛性好的特點。沖壓加工在汽車、拖拉機、電機、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產品以及航空、航天和兵工等的生產方面占據十分重要的地位?，F代各種先進工業(yè)化國家的沖壓生產都是十分發(fā)達的。在我國的現代化建設進程中，沖壓生產占有重要的地位。由于沖壓工藝具有生產效率高、質量穩(wěn)定、成本低以及可加工復雜形狀工件等一系列優(yōu)點，在機械、汽車、輕工、國防、電機電器、家用電器，以及日5常生活用品等行業(yè)應用非常廣泛，占有十分重要的地位。隨著工業(yè)產品的不斷發(fā)展和生產技術水平的不斷提高，沖壓模具作為個部門的重要基礎工藝裝備將起到越來越大的作用。可以說，模具技術水平已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要指標。當今，隨著科學技術的發(fā)展，沖壓工藝技術也在不斷革新和發(fā)展，這些革新和發(fā)展主要表現在以下幾個方面：（1）工藝分析計算方法的現代化（2）模具設計及制造技術的現代化（3）沖壓生產的機械化和自動化（4）新的成型工藝以及技術的出現（5）不斷改進板料的性能，以提高其成型能力和使用效果。1.2.題目研究方法本論文主要通過具體例子的方式對沖壓模具的生產流程進行介紹、分析、研究。通過對模具設計的說明，詳細地闡述了沖壓模具生產的一般流程。對零件加工工藝性分析、零件的加工方式、沖壓模具的結構組成等進行介紹并對沖壓模具生產中常常出現的缺陷進行分析研究。步驟如下：（1）零件成型方案確定；（2）零件零件形狀分析，根據模擬結果進一步提出工藝改良方案；（3）使用 CAD 等軟件對零件進行分析，設計模具裝配圖和零件圖；（4）完成沖壓零件設計的文字說明。62、沖裁件的工藝性分析沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時保證分離斷面的質量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實際生產中，常常是多種工序綜合應用于一個工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。 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的沖裁方法，在模具壽命和生產率較高、成本較低的條件下得到質量合格的沖裁件。因此，沖裁件的結構形狀、尺寸大小、精度等級、材料及厚度等是否符合沖裁的工藝要求，對沖裁件質量、模具壽命和生產效率有很大的影響。2.1.沖裁件的結構工藝性2.1.1.沖裁件的形狀圖 1.零件及尺寸此制件的形狀較簡單，產品四周圓角過渡，這樣設計模具時，凹模熱處理后加工時不容易開裂，便于模具的加工和減少沖壓時在尖角處開裂的現象，同時也可以防止尖角部位刃口的過快磨損。7產品材料為 08 鋼，厚度 T=1.5，此材料屬于優(yōu)質碳素結構鋼，其抗剪強度260-360Mpa，抗拉強度 330-450Mpa，屈服極限 200Mpa，具有良好的沖裁性。2.1.2.沖裁件的尺寸精度沖裁件的精度主要以其尺寸精度、沖裁斷面粗糙度、毛刺高度三個方面的指標來衡量，根據零件圖上的尺寸標注及公差，可以判斷屬于尺寸精度為IT12—IT14 的經濟級普通沖裁。83、制件沖壓工藝方案的確定3.1.沖壓工序的組合沖裁工序可以分為單工序沖裁、復合工序沖裁和連續(xù)沖裁。沖裁方式根據下列因素確定：（1） 根據生產批量來確定 對于年產量需求 100 萬件的該產品來說采用復合?；蜻B續(xù)模較合適。（2） 根據沖裁件尺寸和精度等級來確定 復合沖裁所得到的沖裁件尺寸精度等級高，而連續(xù)沖裁比復合沖裁的沖裁件尺寸精度等級低。根據對沖裁件尺寸形狀的適應性來確定 產品的尺寸較小，考慮到單工序送料不方便和生產效率低，因此常采用復合沖裁或連續(xù)沖裁。連續(xù)沖裁又可以加工形狀復雜、寬度很小的異形沖裁件。根據模具制造安裝調整的難易和成本的高低來確定, 對復雜形狀的沖裁件來說，采用復合沖裁比采用連續(xù)沖裁較為適宜，因為模具制造安裝調整較容易，且成本較低。根據操作是否方便與安全來確定 復合沖裁其出件或清除廢料較困難，工作安全性較差，連續(xù)沖裁較安全。綜上所述分析，在滿足沖裁件質量與生產率的要求下，選擇倒裝復合沖裁方式，其模具壽命較長，生產率高，操作較方便和工作安全性高。3.2.沖壓順序的安排倒裝式落料沖孔復合模，下模采用彈壓卸料裝置，上模采用打料裝置脫出產品。94、制件排樣圖的設計及材料利用率的計算4.1.制件排樣圖的設計排樣時需考慮如下原則：提高材料利用率（不影響沖件使用性能前提下，還可適當改變沖件的形狀）合理排樣方法使操作方便，勞動強度低且安全。模具結構簡單、壽命長。保證沖件的質量和沖件對板料纖維方向的要求。4.1.1.搭邊與料寬 1．搭邊 排樣中相鄰兩個零件之間的余料或零件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊的作用是補償補償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質量和送料方便。搭邊值的大小還與材料的力學性能、厚度、零件的形狀與尺寸、排樣的形式、送料及擋料方式、卸料方式等因素有關。搭邊值一般由經驗確定，根據所給材料厚度 δ=1.5mm，確定搭邊工作間 a1 為 2.0mm, a 為 2.0mm。具體排樣有兩個方法，一是直接直排，二是斜排。2．送料步距和條料寬度的確定送料步距 條料在模具上每次送進的距離成為送料步距。每次只沖一個零件的步距 S 的計算公式為S=D+a1 對于直排的方案，S=70+2.0=72mm，對于斜排的方案，S=70+2.0=72mm，式中 D——平行于送料方向的沖裁寬度；a1——沖裁之間的搭邊值。條料寬度 條料寬度的確定原則：最小條料寬度要保證沖裁時零件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時順利地在導料板之間送進，并與導料板之間有一定的間隙。當用孔定距時，可按下式計算10條料寬度 B-Δ=(Dmax+2a)-Δ 對于直排的方案，B=90+15.5+15.5+2+2=125mm斜排的方案，B=112.1+2+2=116.1mm式中 B——條料的寬度（mm）；Dmax——沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）；a——側搭邊值；Δ——條料寬度的單向（負向）公差；所以條料寬度為 116。4.2.材料利用率的計算一個步距內的材料利用率 η 為η=nF/Bs×100% 對于直排的方案，η=1×5733.58/72×125×100%=63.71%對于斜排的方案，η=1×5733.58/72×116×100%=68.65%式中 F——一個步距內沖裁件面積（包括沖出的小孔在內）；n——一個步距內沖裁件數目；B——條料寬度（mm）；s——步距； 根據以上計算，選擇斜排的方案，具體排樣圖如下：11125、確定總沖壓力和選用壓力機及計算壓力中心5.1.沖壓力 沖壓力是指沖裁力、卸料力、推件力和頂件力的總稱。5.1.1.沖裁力的計算平刃口沖裁力可按下式計算落料力計算F=KLδτ F=1.3×294.57×1.5×360=206788.14N=206.79KN式中 F——沖裁力（N）；L——沖裁件周邊長度（mm）；電腦計算為 294.57τ——材料抗剪強度（MPa）；260-360MPδ——材料厚度；(mm)；1.5K——系數，通常 K=1.3； 沖大圓孔力計算F1=nKLδτ F1=1×1.3×3.14×50×1.5×360=110214N=110.214KN沖小圓孔力計算F2=nKLδτ F2=2×1.3×3.14×11×1.5×360=48494.16N=48.49KN5.1.2.卸料力、推件力及頂件力的計算生產中常用下列公式計算F 卸=K 卸 F 落 =0.045×206.79=9.305KNF 退=K 退 F 沖 =0.05×（110.214+48.49）=7.935KN 13式中 F——沖裁力；F 卸、F 頂——分別為卸料系數和頂件系數綜上所述，總的沖裁力為F 總=F 落+F 沖+F 卸+F 頂=206.79+110.214+48.49+9.305+7.935=382.734KN5.2.壓力中心的計算采用解析法求壓力中心，求 XG，YG建立坐標系如下圖： XYF1——沖圓孔力 F1=Ltσb , 得 F1=24.245KNF2——沖圓孔力 F2=Ltσb , 得 F2=110.214KNF3——沖圓孔力 F3=Ltσb , 得 F3=24.245KNF4——落料力 F4=Ltσb , 得 F4=206.79KNY1——F1 到 X 軸的力臂 Y1=-19.5X1——F1 到 Y 軸的力臂 X1=-40.555Y2——F2 到 X 軸的力臂 Y2=0X2——F2 到 Y 軸的力臂 X2=0Y3——F3 到 X 軸的力臂 Y3=19.5X3——F3 到 Y 軸的力臂 X3=40.555Y4——F4 到 X 軸的力臂 Y4=014X4——F4 到 Y 軸的力臂 X4=0根據合力距定理：YG=（Y1F1+Y2F2+Y3F3…）/（F1+F2+F3…）YG——F 沖壓力到 X 軸的力臂；YG=0XG=（X1F1+X2F2+X3F3…）/（F1+F2+F3…）XG——F 沖壓力到 Y 軸的力臂；XG=05.3.壓力機的選用根據總壓力的大小，模具外形大小及閉合高度，初步確定壓力機的型號：F 公稱≥F 總因此選擇壓力機的型號為：J23—63 壓力機 型號為 J23—63 壓力機的基本參數如：（表一）公稱壓力/KN 630 90滑塊行程/mm 120墊板尺寸/mm直徑 50滑塊行程次數/（次/min）70 模柄孔尺寸/mm深度 70最大封閉高度/mm 360封閉高度調節(jié)量 90滑塊中心線至床身距離/mm280 床身最大可傾角 25°前后 480工作臺尺寸/mm左右 710156、凸、凹模刃口尺寸計算6.1.凸、凹模刃口尺寸計算原則設計落料模先確定凹模刃口尺寸，以凹模為基準，間隙取在凸模上；設計沖孔模先確定凸模刃口尺寸，以凸模為基準，間隙取在凹模上。間隙是影響模具壽命的各種因素中占最主要的一個。沖裁過程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間的均有磨檫，而且間隙越小，磨檫越嚴重。在實際生產中受到制造誤差和裝配精度的限制，凸模不可能絕對垂直于凹模平面，而且間隙也不會絕對均勻分布，合理的間隙均可使凸模、凹模側面與材料間的磨檫減小，并緩減間隙不均勻的不利影響，從而提高模具的使用壽命。根據沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設計落料模時，凹?；境叽鐟〗咏虻扔诹慵淖钚O限尺寸；設計沖孔模時，凸模基本尺寸則取接近或等于沖孔件的最大極限尺寸。按沖件精度和模具可能磨損程度，凸、凹模磨損留量在公差范圍內的 0.5-1.0 之間。磨損量用 xΔ 表示，其中 Δ 為沖件的公差值，x 為磨損系數，其值在 0.5-1.0 之間，與沖件制造精度有關，可按下列關系選取：零件精度 IT10 以上 X=1; 零件精度 IT11- IT13 X=0.75; 零件精度 IT14 X=0.5。不管落料還是沖孔，沖裁間隙一律采用最小合理間隙值（Zmin）。選擇模具制造公差時，一般沖模精度較零件高 3-4 級。對于形狀簡單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按 IT6- IT7 級選?。粚τ谛螤顝碗s的刃口尺寸制造偏差可按零件相應部位公差值的 1/4 來選?。粚τ谌锌诔叽缒p后無變化的制造偏差值可取沖件相應部位公差值的 1/8 并冠以（±）；若零件沒有標注公差，則可按 IT14 級取值。零件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差應按“入體”原則標注單向公差，即：落料件上偏差為零，只標注下偏差；沖孔件下偏差為零，只標注上偏差。如果零件公差是依雙向偏差標注的，則應換算成單向標注。磨損后無變化的尺寸除外。166.2.凸、凹模刃口尺寸計算方法6.2.1.凸模和凹模分開加工 這種方法主要適用于圓形或簡單刃口。設計時，需在圖樣上分別標注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。并且保證沖模的制造公差與沖裁間隙之間滿足：δd+δp≤Zmax-Zmin 6.2.2.凸模和凹模配合加工 配合加工方法，就是先按尺寸和公差制造出凹?；蛲鼓Ｆ渲幸粋€，然后依此為基準再按最小合理間隙配做另一件。采用這種方法不僅容易保證沖裁間隙，而且還可以放大基準件的公差，不必檢驗 δd+δp≤Zmax-Zmin 。同時還能大大簡化設計模具的繪圖工作。目前，工廠對單件生產的模具或沖制復雜形狀的模具，廣泛采用配合加工的方法來設計制造。本設計中根據產品材料厚度 1.5毫米，確定沖裁間隙為 Z=0.08-0.15，所以選擇 2Z=0.12。沖孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式計算：沖孔時 dp=(dmin+XΔ)- δp 落料時 Dp=(Dmax-XΔ-Zmin)- δp 孔心距 Lp=L±δp’ 式中 Dp dp——分別為落料和沖孔凸模的刃口尺寸（mm）；Dmax ——為落料件的最大極限尺寸（mm）；dmin——為沖孔件的最小極限尺寸（mm）；Δ——工件公差；Δp——凸模制造公差，通常取 δp=Δ/4；δp’——刃口中心距對稱偏差，通常取 δp’=Δ/8；Lp——凸模中心距尺寸（mm）；L——沖件中心距基本尺寸（mm）；Zmin——最小沖裁間隙（mm）；落料凹模尺寸：Aj1=(Amax-XΔ)+ Δ/4=15.5-0.5×0.04=15.48+0.02;Aj2=(Amax-XΔ)+ Δ/417=35-0.5×0.04=34.98+0.02;落料凸模尺寸：Ah1=(Aj1-Z)+ Δ/4=15.5-0.06=15.44+0.02;Ah2=(Aj2-Z)+ Δ/4=35-0.06=34.94+0.02;沖孔凸模尺寸：Bj1=(Amin1+XΔ)- Δ/4=11+0.5×0.04=11.02-0.02Bj2=(Amin2+XΔ)- Δ/4=50+0.5×0.04=50.02-0.02沖孔凹模尺寸：Bh1=(Bj1+2Z)- Δ/4=11+2×0.06=11.12-0.02Bh2=(Bj2+2Z)- Δ/4=50+2×0.06=50.12-0.02兩孔中心距離 90 保持不變，公差為±0.01。187、模具整體結構形式設計落料沖孔模結構形式：上模采用打料裝置、下模采用彈壓卸料裝置，整個模具結構緊湊，簡單，容易加工和裝配，調試也方便。198、模具零件的結構設計8.1.凸凹模的設計材料：Cr12Mov，硬度：58～62HRC（如圖），與卸料板間隙配合，與下模板采用 2-M5 螺釘固定，與固定板過盈配合，過盈量 0.02-0.03。8.2.落料凹模的設計因制件形狀簡單，總體尺寸不大，選用整體式方形凹模較為合理。選用Cr12MoV 為凹模材料。凹模周界 由《冷沖壓工藝與模具設計》得出凹模周界的計算公式 厚度 H=Kb（≥15mm）式中：b——沖裁件的最大外形尺寸，b=121K——系數，查表得 K=0.32則 H=0.32×121=38.72mm凹模壁厚 c=（1.0~1.5）H（≥30~40mm）=38.72~58.08mm本設計中取 c=45-50mm由《模具設計指導》表 5-43 圓形凹模標準可查到較為靠近的凹模周界尺寸為 200×170。硬度：58～62HRC，（如圖）20確定其他零件的尺寸參數由《模具設計指導》表 5-4，可得復合模的典型組合尺寸 200×170（單位為 mm）（JB/T8066.1—1995）。而由此典型組合標準，即可方便的確定其他沖模零件的數量、尺寸及主要參數。其零件參數如下表所示：配用模架閉合高度 H 孔距尺寸凹模周界 凸凹模長度最小 最大 S S1S2S3200×170 86 210 247零件名稱及標準編號墊板 凸模固定板 凹模 卸料板 墊板200×170×10200×170×18200×170×35 200×170×18 200×170×10螺釘 圓柱銷 卸料螺釘 樹脂 螺釘 圓柱銷 圓柱銷M10×90 φ10×90 M8×60 M8×60 φ8×60 φ10×608.3.選擇標準模架由凹模周界尺寸及模架閉合高度在 210~247mm 之間，查《模具設計指導》21表 5-7 選用標準模架：24 號后側導柱標準模架。8.4.卸料、壓邊彈性元件的確定沖壓工藝中常用的彈性元件有彈簧和橡膠，但是由于這副模具所需的卸料力較大，如果選用彈簧，即使使用 10 個彈簧，每個彈簧所承擔的負荷也將達到F 預=F 卸/n=9305/10N=930.5N。同時由于這是一落料模，產品材料厚度較大，模具的行程較大，也給彈簧的選用帶來困難。即使試用了彈簧，也勢必造成為了安裝彈簧而選用較大的模架。因此我們選用橡膠作為卸料的彈性元件。1、確定卸料橡膠（1）確定橡膠的自由高度 H 自，由《模具設計指導》表 3-9 得：H 自=L 工/0.25~0.30+h 修模L 工——沖模的的工作行程（mm）.對沖裁模而言，L 工=t+1h 修?！A留的修模量式中，L 工為模具的工作行程再加 1~3mm。本模具的工作行程為產品的厚度加 1.5mm。故 L 工=2.5mm，h 修模的取值范圍為 4~6mm，在這取值 4mm。H 自=（2.5/0.25+4）mm=14mm（2）確定 L 預和 H 裝。由表 3-9 可得如下計算公式：L 預——橡膠的預壓縮量H 裝——沖模裝配好以后橡膠的高度L 預=（0.1~0.15）H 自=0.1×14mm=1.4mm≈2mmH 裝=H 自-L 預=（14-2）mm=12mm（3）確定橡膠橫截面積 A（mm2）A=F/qF——所需的彈壓力q——橡膠在與壓縮狀態(tài)下的單位壓力F 由前可知為 F=9305N，q=0.26~0.70Mpa。在這里由于根據模具的行程，取q=0.7Mpa，則 A=9305/0.7mm2=13292.86mm2。核算橡膠的安裝空間：可以安裝橡膠的空間可按凹模外形表面積與凸凹模地步面積之差的估算。經計算 A=200×170-5733.58=28266.42mm2，大于所需橡膠面積，因此足以安裝橡膠的需要。229、模具總體結構設計9.1.模具類形的選擇由沖壓工藝分析和設計目的、要求以及從經濟方面考慮，本套模具倒裝落料沖孔復合模。工序簡單，模具結構也不復雜，到模具計算尺寸復雜。9.2.定位方式的選擇該模具活動部件采用導柱導套定位，固定部件采用銷釘定位。9.3.卸料、出件方式的選擇根據模具沖壓的運動特點以及推件力的大小,該模具采用彈壓卸料方式比較方便，因為工件料厚為 1.5mm。利用彈性卸料裝置頂出模具零件，從而把產品頂出，即安全又可靠。9.4.導柱、導套位置的確定為了提高模具的壽命和工件質量，方便安裝、調整、維修模具，該簡單模采用后側導柱模架。其導柱和導套則根據所選定的模架按標準選取。2310、模具的動作原理本模具（裝配圖如圖所示）在一次行程過程中完成制件的落料，沖孔兩道工序的全部工作：在壓力機滑塊下行前，卸料板需要用高出凸模 1-2 毫米。當壓力滑塊下行時，毛坯料被壓在凹模與卸料板之間，繼續(xù)下行，毛坯料被凸模和凹模，沖頭和凸模之間的小間隙沖壓成出產品。完全將產品切開后，沖床滑塊到最低點，壓力滑塊上行，卸料板將廢料頂出，產品在凹模，上?；阶罡唿c時，沖床打料將產品打下。完成一次沖壓工序。本次設計的落料沖孔模，在壓力機的一次行程中，經一次送料定位，在模具的同一部位同時完成兩道工序,其沖裁件的相互位置精度高,對條料的定位精度也比較高，因為需要用導料板對條料寬度進行導向。沖壓件精度高, 可以很好的保證工件的形狀和尺寸精度,模具結構較一般,制造精度要求比較高,制造周期短,價格相對較低，節(jié)約了成本。工序較集中排除了半成品搬運時間，提高了生產效率。這種模具適用于生產批量大,精度要求高,內外形尺寸差較大的沖裁件。這樣操作方便，生產效率提高很多。所選的模架螺釘等零件都是從標準件中選取,這樣可有效的降低成本。24設計小結通過本次課程設計，在理論知識的指導下，結合認識實習和生產實習中所獲得的實踐經驗，在老師和同學的幫助下，認真獨立地完成了本次課程設計。在本次設計的過程中，通過自己實際的操作計算，我對以前所學過的專業(yè)知識有了更進一步、更深刻的認識，能夠把自己所學的知識比較系統的聯系起來。同時也認識到了自己的不足之處。到此時才深刻體會到，以前所學的專業(yè)知識還是有用的，而且都是模具設計與制造最基礎、最根本的知識?？傊ㄟ^本次課程設計的鍛煉，使我對模具設計與模具制造的整個過程都有了比較深刻的認識和全面的掌握。使我接受了一個模具專業(yè)的課程生應該有的鍛煉和考查。我很感謝學校和各位老師給我這次鍛煉機會。我是認認真真的做完這次課程設計的，也應該認認真真的完成我大學三年里最后也是最重要的一次設計。但是由于水平有限，錯誤和不足之處再所難免，懇請各位指導老師批評指正，不勝感激。25參考文獻[1]朱光力主編. 模具設計與制造實訓.第 1 版. 北京：高等教育出版社. 2002. 134~156[2]吳詩 主編. 沖壓工藝及模具設計 . 第 1 版. 西安：西北工業(yè)大學出版社. 2001. 40~45[3]溫松明主編. 互換性與測量技術基礎. 第 2 版. 長沙：湖南大學出版社. 1998. 4~5[4]馮炳堯 韓泰榮 殷振海 蔣文森編. 模具設計與制造簡明手冊. 第 1 版.上海：上?？茖W技術出版社. 1985. 1~ 80[5]劉朝儒 彭福蔭 高政一主編. 機械制圖. 第 3 版. 北京：高等教育出版社.2001[6]施平主編. 機械工程專業(yè)英語. 第 5 版.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學.2003 .344~345[7]張代東主編. 機械工程材料應用基礎. 第 1 版.北京：機械工業(yè)出版社.2001.85~103[8]王衛(wèi)衛(wèi)主編. 材料成型設備. 第 1 版.北京：機械工業(yè)出版.2004. 47~48[9]傅建軍主編. 模具制造工藝. 第 1 版.北京：機械工業(yè)出版社.2005. 24~25[10]王新華主編. 沖模設計與制造實用計算手冊. 北京：機械工業(yè)出版社.2004 年 8 月第 1 版. 2~ 15[11]王新華 袁聯富主編.沖模結構圖冊. 第 1 版. 北京：機械工業(yè)出版社. 2003. [12] 王衛(wèi)衛(wèi). 彎曲與塑料成型設備[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2004.[13] 馮開平，左宗義主編.畫法幾何與機械制圖.廣州：華南理工大學出版社，2001.9.[14] R. A. Harris, H. A. Newlyn, R. J. M. Hague and P. M. Dickens, The future direction of stamping dies , Volume 43, Issue 9, July 2003, Pages 879-887冷沖壓工藝規(guī)程卡片產品名稱 工件名稱 墊圈 產量 第 頁南昌航空大學科技學院飛行器制造工程專業(yè) 產品圖號 工件圖號 A006 大批量共 頁材料牌號及技術規(guī)格08 鋼 毛料形狀及尺寸 選用板料 縱裁成1000×161×1.5 1600×161×1.5工序號工序名稱工 序 草 圖 工裝名稱 設備 檢驗要求工種 備注0 下料 1000×161×1.5 剪床1 落料沖孔 落料沖孔復合模 J23-63雙柱可傾壓力機按草圖檢驗2 去毛刺 銼刀3 檢驗 按沖壓件圖檢驗更改標記 編制 校對 核對原底圖總號日期文件號 簽名簽名 日期 底圖總號簽字 日期1XXXX 大學科技學院課程設計說明書系 部： 指導老師：專 業(yè)：飛行器制造工程專業(yè) 班 級：小 組 號： 組 長：同 組 人：日 期： 年 月 日2目 錄摘 要 31、引 言 41.1.模具行業(yè)的發(fā)展現狀及市場前景 41.2.題目研究方法 52、沖裁件的工藝性分析 62.1.沖裁件的結構工藝性 62.1.1.沖裁件的形狀 .62.1.2.沖裁件的尺寸精度 .73、制件沖壓工藝方案的確定 83.1.沖壓工序的組合 83.2.沖壓順序的安排 84、制件排樣圖的設計及材料利用率的計算 94.1.制件排樣圖的設計 94.1.1.搭邊與料寬 .94.2.材料利用率的計算 105、確定總沖壓力和選用壓力機及計算壓力中心 125.1.沖壓力 125.1.1.沖裁力的計算 .125.1.2.卸料力、推件力及頂件力的計算 .125.2.壓力中心的計算 135.3.壓力機的選用 146、凸、凹模刃口尺寸計算 156.1.凸、凹模刃口尺寸計算原則 156.2.凸、凹模刃口尺寸計算方法 166.2.1.凸模和凹模分開加工 .166.2.2.凸模和凹模配合加工 .167、模具整體結構形式設計 188、模具零件的結構設計 198.1.凸凹模的設計 198.2.落料凹模的設計 198.3.選擇標準模架 208.4.卸料、壓邊彈性元件的確定 219、模具總體結構設計 229.1.模具類形的選擇 229.2.定位方式的選擇 229.3.卸料、出件方式的選擇 229.4.導柱、導套位置的確定 2210、模具的動作原理 23設計小結 24參考文獻 253摘 要隨著模具制造的技能化逐步向科學化發(fā)展，逐漸由以前手動方式發(fā)展為利用軟件等高科技方式來輔助設計的完成。冷沖模是其中的一種。課程設計是在模具專業(yè)理論教學之后進行的實踐性教學環(huán)節(jié)。是對所學知識的一次總檢驗，是學習過程中的一次實戰(zhàn)演習。其目的是，綜合運用所學課程的理論和實踐知識,設計一副完整的模具訓練、培養(yǎng)和提高自己的工作能力。鞏固和擴充模具專業(yè)課程所學內容，掌握模具設計與制造的方法、步驟和相關技術規(guī)范。熟練查閱相關技術資料。掌握模具設計與制造的基本技能，如制件工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計算、加工設備選定、制造工藝、收集和查閱設計資料，繪圖及編寫設計技術文件等。本次設計是在指導老師認真、耐心的指導下，對模具的經濟性、模具的壽命、生產周期、及生產成本等指標下進行全面、仔細的分析下而進行設計的。在此，我表示衷心的感謝他們對我的教誨。沖模是模具設計與制造專業(yè)的主要專業(yè)課程之一。它具有很強的實踐性和綜合性，通過學習這門課程，使我對沖壓模具有了新的認識，從中也學到了不少知識，激發(fā)了我對沖壓模具的愛好。關鍵詞：工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計算、加工設備選定、制造工藝、收集和查閱設計資料，繪圖及編寫設計技術文件等。41、引 言1.1.模具行業(yè)的發(fā)展現狀及市場前景現代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場總體上供不應求，市場需求量維持在 700 億至 850 億美元，同時，我國的模具產業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機遇。近幾年，我國模具產業(yè)總產值保持 15%的年增長率（據不完全統計，2005 年國內模具進口總值達到 700 多億，同時，有近 250 個億的出口），到 2007 年模具產值預計為 700 億元，模具及模具標準件出口將從現在的每年9000 多萬美元增長到 2006 年的 2 億美元左右。單就汽車產業(yè)而言，一個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上億元，而當汽車更換車型時約有 80%的模具需要更換。2005 年我國汽車產銷量均突破 550 萬輛，預計 2007 年產銷量各突破 700 萬輛，轎車產量將達到 300 萬輛。另外，電子和通訊產品對模具的需求也非常大，在發(fā)達國家往往占到模具市場總量的 20%之多。目前，中國 17000多個模具生產廠點，從業(yè)人數約 50 多萬。1999 年中國模具工業(yè)總產值已達 245億元人民幣。工業(yè)總產值中企業(yè)自產自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產值中，沖壓模具約占 50%，塑料模具約占 33%，壓鑄模具約占 6%，其它各類模具約占 11%。沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有時也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬板料。沖壓加工時，板料在模具的作用下，于其內部產生使之變形的內力。當內力的作用達到一定程度時，板料毛坯或毛坯的某個部位便會產生與內力的作用性質相對應的變形，從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的零件。因此，沖壓工藝是一種產品質量好而且成本低的加工工藝。用它生產的產品一般還具有重量輕且剛性好的特點。沖壓加工在汽車、拖拉機、電機、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產品以及航空、航天和兵工等的生產方面占據十分重要的地位。現代各種先進工業(yè)化國家的沖壓生產都是十分發(fā)達的。在我國的現代化建設進程中，沖壓生產占有重要的地位。由于沖壓工藝具有生產效率高、質量穩(wěn)定、成本低以及可加工復雜形狀工件等一系列優(yōu)點，在機械、汽車、輕工、國防、電機電器、家用電器，以及日5常生活用品等行業(yè)應用非常廣泛，占有十分重要的地位。隨著工業(yè)產品的不斷發(fā)展和生產技術水平的不斷提高，沖壓模具作為個部門的重要基礎工藝裝備將起到越來越大的作用?？梢哉f，模具技術水平已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要指標。當今，隨著科學技術的發(fā)展，沖壓工藝技術也在不斷革新和發(fā)展，這些革新和發(fā)展主要表現在以下幾個方面：（1）工藝分析計算方法的現代化（2）模具設計及制造技術的現代化（3）沖壓生產的機械化和自動化（4）新的成型工藝以及技術的出現（5）不斷改進板料的性能，以提高其成型能力和使用效果。1.2.題目研究方法本論文主要通過具體例子的方式對沖壓模具的生產流程進行介紹、分析、研究。通過對模具設計的說明，詳細地闡述了沖壓模具生產的一般流程。對零件加工工藝性分析、零件的加工方式、沖壓模具的結構組成等進行介紹并對沖壓模具生產中常常出現的缺陷進行分析研究。步驟如下：（1）零件成型方案確定；（2）零件零件形狀分析，根據模擬結果進一步提出工藝改良方案；（3）使用 CAD 等軟件對零件進行分析，設計模具裝配圖和零件圖；（4）完成沖壓零件設計的文字說明。62、沖裁件的工藝性分析沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時保證分離斷面的質量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實際生產中，常常是多種工序綜合應用于一個工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。 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的沖裁方法，在模具壽命和生產率較高、成本較低的條件下得到質量合格的沖裁件。因此，沖裁件的結構形狀、尺寸大小、精度等級、材料及厚度等是否符合沖裁的工藝要求，對沖裁件質量、模具壽命和生產效率有很大的影響。2.1.沖裁件的結構工藝性2.1.1.沖裁件的形狀圖 1.零件及尺寸此制件的形狀較簡單，產品四周圓角過渡，這樣設計模具時，凹模熱處理后加工時不容易開裂，便于模具的加工和減少沖壓時在尖角處開裂的現象，同時也可以防止尖角部位刃口的過快磨損。7產品材料為 08 鋼，厚度 T=1.5，此材料屬于優(yōu)質碳素結構鋼，其抗剪強度260-360Mpa，抗拉強度 330-450Mpa，屈服極限 200Mpa，具有良好的沖裁性。2.1.2.沖裁件的尺寸精度沖裁件的精度主要以其尺寸精度、沖裁斷面粗糙度、毛刺高度三個方面的指標來衡量，根據零件圖上的尺寸標注及公差，可以判斷屬于尺寸精度為IT12—IT14 的經濟級普通沖裁。83、制件沖壓工藝方案的確定3.1.沖壓工序的組合沖裁工序可以分為單工序沖裁、復合工序沖裁和連續(xù)沖裁。沖裁方式根據下列因素確定：（1） 根據生產批量來確定 對于年產量需求 100 萬件的該產品來說采用復合?；蜻B續(xù)模較合適。（2） 根據沖裁件尺寸和精度等級來確定 復合沖裁所得到的沖裁件尺寸精度等級高，而連續(xù)沖裁比復合沖裁的沖裁件尺寸精度等級低。根據對沖裁件尺寸形狀的適應性來確定 產品的尺寸較小，考慮到單工序送料不方便和生產效率低，因此常采用復合沖裁或連續(xù)沖裁。連續(xù)沖裁又可以加工形狀復雜、寬度很小的異形沖裁件。根據模具制造安裝調整的難易和成本的高低來確定, 對復雜形狀的沖裁件來說，采用復合沖裁比采用連續(xù)沖裁較為適宜，因為模具制造安裝調整較容易，且成本較低。根據操作是否方便與安全來確定 復合沖裁其出件或清除廢料較困難，工作安全性較差，連續(xù)沖裁較安全。綜上所述分析，在滿足沖裁件質量與生產率的要求下，選擇倒裝復合沖裁方式，其模具壽命較長，生產率高，操作較方便和工作安全性高。3.2.沖壓順序的安排倒裝式落料沖孔復合模，下模采用彈壓卸料裝置，上模采用打料裝置脫出產品。94、制件排樣圖的設計及材料利用率的計算4.1.制件排樣圖的設計排樣時需考慮如下原則：提高材料利用率（不影響沖件使用性能前提下，還可適當改變沖件的形狀）合理排樣方法使操作方便，勞動強度低且安全。模具結構簡單、壽命長。保證沖件的質量和沖件對板料纖維方向的要求。4.1.1.搭邊與料寬 1．搭邊 排樣中相鄰兩個零件之間的余料或零件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊的作用是補償補償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質量和送料方便。搭邊值的大小還與材料的力學性能、厚度、零件的形狀與尺寸、排樣的形式、送料及擋料方式、卸料方式等因素有關。搭邊值一般由經驗確定，根據所給材料厚度 δ=1.5mm，確定搭邊工作間 a1 為 2.0mm, a 為 2.0mm。具體排樣有兩個方法，一是直接直排，二是斜排。2．送料步距和條料寬度的確定送料步距 條料在模具上每次送進的距離成為送料步距。每次只沖一個零件的步距 S 的計算公式為S=D+a1 對于直排的方案，S=70+2.0=72mm，對于斜排的方案，S=70+2.0=72mm，式中 D——平行于送料方向的沖裁寬度；a1——沖裁之間的搭邊值。條料寬度 條料寬度的確定原則：最小條料寬度要保證沖裁時零件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時順利地在導料板之間送進，并與導料板之間有一定的間隙。當用孔定距時，可按下式計算10條料寬度 B-Δ=(Dmax+2a)-Δ 對于直排的方案，B=90+15.5+15.5+2+2=125mm斜排的方案，B=112.1+2+2=116.1mm式中 B——條料的寬度（mm）；Dmax——沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）；a——側搭邊值；Δ——條料寬度的單向（負向）公差；所以條料寬度為 116。4.2.材料利用率的計算一個步距內的材料利用率 η 為η=nF/Bs×100% 對于直排的方案，η=1×5733.58/72×125×100%=63.71%對于斜排的方案，η=1×5733.58/72×116×100%=68.65%式中 F——一個步距內沖裁件面積（包括沖出的小孔在內）；n——一個步距內沖裁件數目；B——條料寬度（mm）；s——步距； 根據以上計算，選擇斜排的方案，具體排樣圖如下：11125、確定總沖壓力和選用壓力機及計算壓力中心5.1.沖壓力 沖壓力是指沖裁力、卸料力、推件力和頂件力的總稱。5.1.1.沖裁力的計算平刃口沖裁力可按下式計算落料力計算F=KLδτ F=1.3×294.57×1.5×360=206788.14N=206.79KN式中 F——沖裁力（N）；L——沖裁件周邊長度（mm）；電腦計算為 294.57τ——材料抗剪強度（MPa）；260-360MPδ——材料厚度；(mm)；1.5K——系數，通常 K=1.3； 沖大圓孔力計算F1=nKLδτ F1=1×1.3×3.14×50×1.5×360=110214N=110.214KN沖小圓孔力計算F2=nKLδτ F2=2×1.3×3.14×11×1.5×360=48494.16N=48.49KN5.1.2.卸料力、推件力及頂件力的計算生產中常用下列公式計算F 卸=K 卸 F 落 =0.045×206.79=9.305KNF 退=K 退 F 沖 =0.05×（110.214+48.49）=7.935KN 13式中 F——沖裁力；F 卸、F 頂——分別為卸料系數和頂件系數綜上所述，總的沖裁力為F 總=F 落+F 沖+F 卸+F 頂=206.79+110.214+48.49+9.305+7.935=382.734KN5.2.壓力中心的計算采用解析法求壓力中心，求 XG，YG建立坐標系如下圖： XYF1——沖圓孔力 F1=Ltσb , 得 F1=24.245KNF2——沖圓孔力 F2=Ltσb , 得 F2=110.214KNF3——沖圓孔力 F3=Ltσb , 得 F3=24.245KNF4——落料力 F4=Ltσb , 得 F4=206.79KNY1——F1 到 X 軸的力臂 Y1=-19.5X1——F1 到 Y 軸的力臂 X1=-40.555Y2——F2 到 X 軸的力臂 Y2=0X2——F2 到 Y 軸的力臂 X2=0Y3——F3 到 X 軸的力臂 Y3=19.5X3——F3 到 Y 軸的力臂 X3=40.555Y4——F4 到 X 軸的力臂 Y4=014X4——F4 到 Y 軸的力臂 X4=0根據合力距定理：YG=（Y1F1+Y2F2+Y3F3…）/（F1+F2+F3…）YG——F 沖壓力到 X 軸的力臂；YG=0XG=（X1F1+X2F2+X3F3…）/（F1+F2+F3…）XG——F 沖壓力到 Y 軸的力臂；XG=05.3.壓力機的選用根據總壓力的大小，模具外形大小及閉合高度，初步確定壓力機的型號：F 公稱≥F 總因此選擇壓力機的型號為：J23—63 壓力機 型號為 J23—63 壓力機的基本參數如：（表一）公稱壓力/KN 630 90滑塊行程/mm 120墊板尺寸/mm直徑 50滑塊行程次數/（次/min）70 模柄孔尺寸/mm深度 70最大封閉高度/mm 360封閉高度調節(jié)量 90滑塊中心線至床身距離/mm280 床身最大可傾角 25°前后 480工作臺尺寸/mm左右 710156、凸、凹模刃口尺寸計算6.1.凸、凹模刃口尺寸計算原則設計落料模先確定凹模刃口尺寸，以凹模為基準，間隙取在凸模上；設計沖孔模先確定凸模刃口尺寸，以凸模為基準，間隙取在凹模上。間隙是影響模具壽命的各種因素中占最主要的一個。沖裁過程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間的均有磨檫，而且間隙越小，磨檫越嚴重。在實際生產中受到制造誤差和裝配精度的限制，凸模不可能絕對垂直于凹模平面，而且間隙也不會絕對均勻分布，合理的間隙均可使凸模、凹模側面與材料間的磨檫減小，并緩減間隙不均勻的不利影響，從而提高模具的使用壽命。根據沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設計落料模時，凹?；境叽鐟〗咏虻扔诹慵淖钚O限尺寸；設計沖孔模時，凸模基本尺寸則取接近或等于沖孔件的最大極限尺寸。按沖件精度和模具可能磨損程度，凸、凹模磨損留量在公差范圍內的 0.5-1.0 之間。磨損量用 xΔ 表示，其中 Δ 為沖件的公差值，x 為磨損系數，其值在 0.5-1.0 之間，與沖件制造精度有關，可按下列關系選取：零件精度 IT10 以上 X=1; 零件精度 IT11- IT13 X=0.75; 零件精度 IT14 X=0.5。不管落料還是沖孔，沖裁間隙一律采用最小合理間隙值（Zmin）。選擇模具制造公差時，一般沖模精度較零件高 3-4 級。對于形狀簡單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按 IT6- IT7 級選?。粚τ谛螤顝碗s的刃口尺寸制造偏差可按零件相應部位公差值的 1/4 來選取；對于刃口尺寸磨損后無變化的制造偏差值可取沖件相應部位公差值的 1/8 并冠以（±）；若零件沒有標注公差，則可按 IT14 級取值。零件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差應按“入體”原則標注單向公差，即：落料件上偏差為零，只標注下偏差；沖孔件下偏差為零，只標注上偏差。如果零件公差是依雙向偏差標注的，則應換算成單向標注。磨損后無變化的尺寸除外。166.2.凸、凹模刃口尺寸計算方法6.2.1.凸模和凹模分開加工 這種方法主要適用于圓形或簡單刃口。設計時，需在圖樣上分別標注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。并且保證沖模的制造公差與沖裁間隙之間滿足：δd+δp≤Zmax-Zmin 6.2.2.凸模和凹模配合加工 配合加工方法，就是先按尺寸和公差制造出凹?；蛲鼓Ｆ渲幸粋€，然后依此為基準再按最小合理間隙配做另一件。采用這種方法不僅容易保證沖裁間隙，而且還可以放大基準件的公差，不必檢驗 δd+δp≤Zmax-Zmin 。同時還能大大簡化設計模具的繪圖工作。目前，工廠對單件生產的模具或沖制復雜形狀的模具，廣泛采用配合加工的方法來設計制造。本設計中根據產品材料厚度 1.5毫米，確定沖裁間隙為 Z=0.08-0.15，所以選擇 2Z=0.12。沖孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式計算：沖孔時 dp=(dmin+XΔ)- δp 落料時 Dp=(Dmax-XΔ-Zmin)- δp 孔心距 Lp=L±δp’ 式中 Dp dp——分別為落料和沖孔凸模的刃口尺寸（mm）；Dmax ——為落料件的最大極限尺寸（mm）；dmin——為沖孔件的最小極限尺寸（mm）；Δ——工件公差；Δp——凸模制造公差，通常取 δp=Δ/4；δp’——刃口中心距對稱偏差，通常取 δp’=Δ/8；Lp——凸模中心距尺寸（mm）；L——沖件中心距基本尺寸（mm）；Zmin——最小沖裁間隙（mm）；落料凹模尺寸：Aj1=(Amax-XΔ)+ Δ/4=15.5-0.5×0.04=15.48+0.02;Aj2=(Amax-XΔ)+ Δ/417=35-0.5×0.04=34.98+0.02;落料凸模尺寸：Ah1=(Aj1-Z)+ Δ/4=15.5-0.06=15.44+0.02;Ah2=(Aj2-Z)+ Δ/4=35-0.06=34.94+0.02;沖孔凸模尺寸：Bj1=(Amin1+XΔ)- Δ/4=11+0.5×0.04=11.02-0.02Bj2=(Amin2+XΔ)- Δ/4=50+0.5×0.04=50.02-0.02沖孔凹模尺寸：Bh1=(Bj1+2Z)- Δ/4=11+2×0.06=11.12-0.02Bh2=(Bj2+2Z)- Δ/4=50+2×0.06=50.12-0.02兩孔中心距離 90 保持不變，公差為±0.01。187、模具整體結構形式設計落料沖孔模結構形式：上模采用打料裝置、下模采用彈壓卸料裝置，整個模具結構緊湊，簡單，容易加工和裝配，調試也方便。198、模具零件的結構設計8.1.凸凹模的設計材料：Cr12Mov，硬度：58～62HRC（如圖），與卸料板間隙配合，與下模板采用 2-M5 螺釘固定，與固定板過盈配合，過盈量 0.02-0.03。8.2.落料凹模的設計因制件形狀簡單，總體尺寸不大，選用整體式方形凹模較為合理。選用Cr12MoV 為凹模材料。凹模周界 由《冷沖壓工藝與模具設計》得出凹模周界的計算公式 厚度 H=Kb（≥15mm）式中：b——沖裁件的最大外形尺寸，b=121K——系數，查表得 K=0.32則 H=0.32×121=38.72mm凹模壁厚 c=（1.0~1.5）H（≥30~40mm）=38.72~58.08mm本設計中取 c=45-50mm由《模具設計指導》表 5-43 圓形凹模標準可查到較為靠近的凹模周界尺寸為 200×170。硬度：58～62HRC，（如圖）20確定其他零件的尺寸參數由《模具設計指導》表 5-4，可得復合模的典型組合尺寸 200×170（單位為 mm）（JB/T8066.1—1995）。而由此典型組合標準，即可方便的確定其他沖模零件的數量、尺寸及主要參數。其零件參數如下表所示：配用模架閉合高度 H 孔距尺寸凹模周界 凸凹模長度最小 最大 S S1S2S3200×170 86 210 247零件名稱及標準編號墊板 凸模固定板 凹模 卸料板 墊板200×170×10200×170×18200×170×35 200×170×18 200×170×10螺釘 圓柱銷 卸料螺釘 樹脂 螺釘 圓柱銷 圓柱銷M10×90 φ10×90 M8×60 M8×60 φ8×60 φ10×608.3.選擇標準模架由凹模周界尺寸及模架閉合高度在 210~247mm 之間，查《模具設計指導》21表 5-7 選用標準模架：24 號后側導柱標準模架。8.4.卸料、壓邊彈性元件的確定沖壓工藝中常用的彈性元件有彈簧和橡膠，但是由于這副模具所需的卸料力較大，如果選用彈簧，即使使用 10 個彈簧，每個彈簧所承擔的負荷也將達到F 預=F 卸/n=9305/10N=930.5N。同時由于這是一落料模，產品材料厚度較大，模具的行程較大，也給彈簧的選用帶來困難。即使試用了彈簧，也勢必造成為了安裝彈簧而選用較大的模架。因此我們選用橡膠作為卸料的彈性元件。1、確定卸料橡膠（1）確定橡膠的自由高度 H 自，由《模具設計指導》表 3-9 得：H 自=L 工/0.25~0.30+h 修模L 工——沖模的的工作行程（mm）.對沖裁模而言，L 工=t+1h 修模——預留的修模量式中，L 工為模具的工作行程再加 1~3mm。本模具的工作行程為產品的厚度加 1.5mm。故 L 工=2.5mm，h 修模的取值范圍為 4~6mm，在這取值 4mm。H 自=（2.5/0.25+4）mm=14mm（2）確定 L 預和 H 裝。由表 3-9 可得如下計算公式：L 預——橡膠的預壓縮量H 裝——沖模裝配好以后橡膠的高度L 預=（0.1~0.15）H 自=0.1×14mm=1.4mm≈2mmH 裝=H 自-L 預=（14-2）mm=12mm（3）確定橡膠橫截面積 A（mm2）A=F/qF——所需的彈壓力q——橡膠在與壓縮狀態(tài)下的單位壓力F 由前可知為 F=9305N，q=0.26~0.70Mpa。在這里由于根據模具的行程，取q=0.7Mpa，則 A=9305/0.7mm2=13292.86mm2。核算橡膠的安裝空間：可以安裝橡膠的空間可按凹模外形表面積與凸凹模地步面積之差的估算。經計算 A=200×170-5733.58=28266.42mm2，大于所需橡膠面積，因此足以安裝橡膠的需要。229、模具總體結構設計9.1.模具類形的選擇由沖壓工藝分析和設計目的、要求以及從經濟方面考慮，本套模具倒裝落料沖孔復合模。工序簡單，模具結構也不復雜，到模具計算尺寸復雜。9.2.定位方式的選擇該模具活動部件采用導柱導套定位，固定部件采用銷釘定位。9.3.卸料、出件方式的選擇根據模具沖壓的運動特點以及推件力的大小,該模具采用彈壓卸料方式比較方便，因為工件料厚為 1.5mm。利用彈性卸料裝置頂出模具零件，從而把產品頂出，即安全又可靠。9.4.導柱、導套位置的確定為了提高模具的壽命和工件質量，方便安裝、調整、維修模具，該簡單模采用后側導柱模架。其導柱和導套則根據所選定的模架按標準選取。2310、模具的動作原理本模具（裝配圖如圖所示）在一次行程過程中完成制件的落料，沖孔兩道工序的全部工作：在壓力機滑塊下行前，卸料板需要用高出凸模 1-2 毫米。當壓力滑塊下行時，毛坯料被壓在凹模與卸料板之間，繼續(xù)下行，毛坯料被凸模和凹模，沖頭和凸模之間的小間隙沖壓成出產品。完全將產品切開后，沖床滑塊到最低點，壓力滑塊上行，卸料板將廢料頂出，產品在凹模，上?；阶罡唿c時，沖床打料將產品打下。完成一次沖壓工序。本次設計的落料沖孔模，在壓力機的一次行程中，經一次送料定位，在模具的同一部位同時完成兩道工序,其沖裁件的相互位置精度高,對條料的定位精度也比較高，因為需要用導料板對條料寬度進行導向。沖壓件精度高, 可以很好的保證工件的形狀和尺寸精度,模具結構較一般,制造精度要求比較高,制造周期短,價格相對較低，節(jié)約了成本。工序較集中排除了半成品搬運時間，提高了生產效率。這種模具適用于生產批量大,精度要求高,內外形尺寸差較大的沖裁件。這樣操作方便，生產效率提高很多。所選的模架螺釘等零件都是從標準件中選取,這樣可有效的降低成本。24設計小結通過本次課程設計，在理論知識的指導下，結合認識實習和生產實習中所獲得的實踐經驗，在老師和同學的幫助下，認真獨立地完成了本次課程設計。在本次設計的過程中，通過自己實際的操作計算，我對以前所學過的專業(yè)知識有了更進一步、更深刻的認識，能夠把自己所學的知識比較系統的聯系起來。同時也認識到了自己的不足之處。到此時才深刻體會到，以前所學的專業(yè)知識還是有用的，而且都是模具設計與制造最基礎、最根本的知識?？傊?，通過本次課程設計的鍛煉，使我對模具設計與模具制造的整個過程都有了比較深刻的認識和全面的掌握。使我接受了一個模具專業(yè)的課程生應該有的鍛煉和考查。我很感謝學校和各位老師給我這次鍛煉機會。我是認認真真的做完這次課程設計的，也應該認認真真的完成我大學三年里最后也是最重要的一次設計。但是由于水平有限，錯誤和不足之處再所難免，懇請各位指導老師批評指正，不勝感激。25參考文獻[1]朱光力主編. 模具設計與制造實訓.第 1 版. 北京：高等教育出版社. 2002. 134~156[2]吳詩 主編. 沖壓工藝及模具設計 . 第 1 版. 西安：西北工業(yè)大學出版社. 2001. 40~45[3]溫松明主編. 互換性與測量技術基礎. 第 2 版. 長沙：湖南大學出版社. 1998. 4~5[4]馮炳堯 韓泰榮 殷振海 蔣文森編. 模具設計與制造簡明手冊. 第 1 版.上海：上海科學技術出版社. 1985. 1~ 80[5]劉朝儒 彭福蔭 高政一主編. 機械制圖. 第 3 版. 北京：高等教育出版社.2001[6]施平主編. 機械工程專業(yè)英語. 第 5 版.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學.2003 .344~345[7]張代東主編. 機械工程材料應用基礎. 第 1 版.北京：機械工業(yè)出版社.2001.85~103[8]王衛(wèi)衛(wèi)主編. 材料成型設備. 第 1 版.北京：機械工業(yè)出版.2004. 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