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本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目 減震沖壓零件模具設(shè)計 學(xué) 院 工業(yè)制造學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名 學(xué) 號 年級 指導(dǎo)教師 職稱 　 二0一五 年 四 月十二日 XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 減震沖壓零件模具設(shè)計 專 業(yè)： 學(xué) 號： 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 摘要：模具是現(xiàn)代工業(yè)的重要工藝設(shè)備，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，它在國民經(jīng)濟(jì)中占有越來越重要的地位，發(fā)展前景十分廣闊。裝備制造業(yè)在2007年的迅速發(fā)展，尤其是汽車和電子電器產(chǎn)品的高速增長，為模具工業(yè)的發(fā)展?fàn)I造了良好的市場環(huán)境。本次綜合實訓(xùn)設(shè)計墊片的復(fù)合沖壓模具，從零件的工藝性分析到模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計再到工藝計算，一直到最后的模具裝配圖。同時，模具也是機(jī)械制造業(yè)中技術(shù)先進(jìn)、影響深遠(yuǎn)的重要工藝裝備,具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、制件質(zhì)量優(yōu)良、工藝適應(yīng)性好等特點,被廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、航天、航空、輕工、電子、電器、儀表等行業(yè)。隨著我國汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車性能不斷提高，汽車零部件中對高精度、形狀復(fù)雜鍛件的需求量越來越大，鍛造新工藝、省材、節(jié)能工藝等技術(shù)的開發(fā)對于新型汽車零件的生產(chǎn)尤為重要。我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國民經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進(jìn)口。 本文主要是以減震沖壓件為例，設(shè)計和制定減震沖壓件的工藝設(shè)計和工藝設(shè)備的選擇以及沖壓模具設(shè)計。 關(guān)鍵詞：模具；工藝；裝配圖；沖壓模具 XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） The design stamping die design damping Specialty： Student Number： Student： Supervisor： Abstract：With development of all kind of science technology and global economy, Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety.Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a Firstofall,themathematicalmodelofthedoubleinvertedpendulumisestablished,thenmakeacontroldesigntodoubleinvertedpendulumonthemathematicalmodel,anddeterminethesystemperformanceindexweightmatrix,byusinggeneticalgorithminordertoattainthesystemstatefeedbackcontrolmatrix.Finally,thesimulationofthesystemismadeby.Afterseveraltestmatrixvaluetheresultsarenotsatisfactoryresponse,thenweoptimizematrixbyusingGeneticAlgorithm.Simulationresultsshow. ThesystemresponsecanmeetthedesignrequirementseffectivelyafterGeneticAlgorithmoptimization.Small twisted paper broken machine for ordinary home, not only can be used for minced meat, can also be used with crushed peanuts, crushed ice, spices and otherfood, small power requirements, powered by the motor drive, reasonable structure design. Key words：mold ；cylinder ；pneumatic loop ；Fout degrees of freedom XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） 目 錄 緒論 1 1. 模具工業(yè)簡介 1 1.1模具分類 1 1.2沖壓模具簡介 2 1.3我國沖壓模具發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 4 2. 零件的工藝分析擬定 6 2.1沖裁件的工藝性分析 7 2.2確定沖壓工藝方案 7 2.3選擇模具結(jié)構(gòu)形式 7 2.3.1 模具的形式 8 2.3.2 定位裝置 8 2.3.3卸料裝置 8 2.3.4.導(dǎo)向零件 9 2.3.5.模架 9 3. 必要的工藝計算 10 3.1排樣設(shè)計與計算 11 3.2計算沖壓力 11 3.3計算模具壓力中心 12 3.4計算模具刃口尺寸 13 4. 減震沖壓模具主要零件的設(shè)計計算 14 4.1落料凹模 16 4.2沖孔凸模長度及強(qiáng)度校核 17 4.3凸凹模長度確定及壁厚校核 19 4.4凸凹模固定板尺寸 22 4.5墊板結(jié)構(gòu)與設(shè)計 23 4.6卸料板的設(shè)計 24 I 4.7模座的選擇 25 5. 壓力機(jī)校核 26 5.1模柄孔的校核 27 5.2模具閉合高度的校核 28 5.3壓力機(jī)工作臺尺寸的校核 28 5.4沖裁力校核 28 6.繪制模具總裝配圖 29 7.模具的裝配 29 結(jié)論 30 參考文獻(xiàn) 31 致謝 32 緒論 1 模具工業(yè)簡介 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一。模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)工藝裝備，是一種高附加值的高精密集型產(chǎn)品，也是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域，其技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。 隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展，模具技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢。1. 模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展2.模具制造向精密、高效、復(fù)合和多功能方向發(fā)展。3.快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)得到應(yīng)用。4.特種加工技術(shù)有了進(jìn)一步的發(fā)展。5.模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展。6.模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)展迅速。7.模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式逐步得到了認(rèn)同。 在專用模鍛設(shè)備上利用模具使毛坯成型而獲得鍛件的鍛造方法。此方法生產(chǎn)的鍛件尺寸精確，加工余量較小，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜生產(chǎn)率高。 1.1 模具分類 模具分為冷沖壓模具、熱鍛模具、塑料模具、鑄造模具、橡膠模具和玻璃模具等。模鍛的分類根據(jù)設(shè)備不同，模鍛分為錘上模鍛，曲柄壓力機(jī)模鍛，平鍛機(jī)模鍛，摩擦壓力機(jī)模鍛等。錘上模鍛所用的設(shè)備為模鍛錘，通常為空氣模鍛錘，對形狀復(fù)雜的鍛件，先在制坯模腔內(nèi)初步成形，然后在鍛模腔內(nèi)鍛造。精密模鍛則是在模鍛基礎(chǔ)上發(fā)展而來，能夠鍛造一些復(fù)雜形狀，尺寸精度高的零件，如：錐齒輪，葉片，航空零件等。在模鍛錘或壓力機(jī)上用鍛模將金屬坯料鍛壓加工成形的工藝。 汽車和電子電器產(chǎn)品的高速增長，為模具工業(yè)的發(fā)展?fàn)I造了良好的市場環(huán)境。除了發(fā)展速度繼續(xù)提升外，我國模具行業(yè)在2007年還呈現(xiàn)出三大亮點： 一、是模具向大型、精密、復(fù)雜方向發(fā)展成果突出，如已生產(chǎn)出了單套重量達(dá)到100噸的巨型模具及型腔精度達(dá)到0.5μm的超精模具和能與2500次/分高速沖床相匹配的精密多工位級進(jìn)模等；模具專業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化程度得到進(jìn)一步提高，如廣東模具企業(yè)的模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率大都已達(dá)到或超過了80%等；行業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步改善，如產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)正在不斷趨向合理化等，行業(yè)正在形成一個以數(shù)字化和信息化為主要內(nèi)容的技術(shù)改造熱潮，發(fā)展后勁充足等。 二、是行業(yè)骨干隊伍正快速形成，集群式生產(chǎn)方式得到進(jìn)一步發(fā)展，勞動生產(chǎn)率不斷提高。模具行業(yè)目前已有80多家重點骨干企業(yè)，現(xiàn)在，年產(chǎn)模具5000萬元以上的企業(yè)全行業(yè)也有100家左右。骨干隊伍正在起著帶動行業(yè)的作用。繼2006年之后，全國的模具城得到了進(jìn)一步發(fā)展。模具城的產(chǎn)出要比上年增長25%以上。模具行業(yè)全員勞動生產(chǎn)率比上年有10%以上的提高。 三、是國際合作進(jìn)一步發(fā)展，中國模具正在加速融入世界，因而也為中國模具今后的進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造了更為有利的條件。無論是出展出訪還是來展來訪，中國模具行業(yè)2007年國際合作方面的活動都要比往年更豐富，參與的企業(yè)數(shù)和人數(shù)更多，成效更加顯著。在中國模具工業(yè)2007年可喜的發(fā)展中也有隱憂。 隱憂之一是生產(chǎn)模具的原材料、人工等成本費用不斷上漲，2007年又比上年漲了20%左右，致使模具企業(yè)利潤空間進(jìn)一步受擠壓，利潤率進(jìn)一步下降，有些企業(yè)已出現(xiàn)虧損，顯得難以為繼。隱憂之二是模具人才，特別是高技能、高水平人才全行業(yè)缺乏，這已制約了模具行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。由于總數(shù)量的供不應(yīng)求，高層次人才的正常流動現(xiàn)在已變得有一些不正常了，用人單位的用人成本也顯著增加。同時，人才素質(zhì)也亟待提高。 1.2沖壓模具簡介 沖壓模具(StampingTooling)是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設(shè)計和制造有直接關(guān)系。 沖壓模具的形式很多，一般可按以下幾個主要特征分類： 根據(jù)工藝性質(zhì)分類 （1）沖裁模沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(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。 1.3我國沖壓模具發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 改革開放以來，隨著 民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增 。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(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；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，們已經(jīng)越來越認(rèn)識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造 整個鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一， 模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。 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)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計中。以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。例如，吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點實驗室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進(jìn)模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學(xué)模具CA國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。 雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距。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)雜和長壽命模具依賴進(jìn)口。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”、“價格低”的要求服 務(wù)。達(dá)到一要求急需發(fā)展如下幾項： 2 零件的工藝分析擬定 2.1 沖裁件的工藝性分析 （1）材料SUS201是不銹鋼，具有良好的沖壓性能。 （2）工件結(jié)構(gòu) 該零件形狀簡單?？走吘噙h(yuǎn)大于凸、凹模允許的最小壁厚，故可以考慮采用復(fù)合沖壓工序。 （3）尺寸精度 零件圖上尺寸未標(biāo)注公差，屬自由公差，按IT14級確定工件的公差，一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。 由于該圖紙未標(biāo)注尺寸公差，所以此次設(shè)計孔中心距公差等級取12級，其余的尺寸公差等級全部取14級。 由公差等級表查得： -公差等級 IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 基本尺寸/mm /μm /mm ≤3 ＞3~6 ＞6~10 ＞10~18 ＞18~30 ＞30~50 ＞50~80 ＞80~120 ＞120~180 ＞180~250 ＞250~315 ＞315~400 ＞400~500 3 4 4 5 6 7 8 10 12 14 16 18 20 4 5 6 8 9 11 13 15 18 20 23 25 27 6 8 9 9 13 16 19 22 25 29 32 36 40 10 12 15 18 21 25 30 35 40 46 52 57 63 14 18 22 27 33 39 46 54 63 72 81 89 97 25 30 36 43 52 62 74 87 100 115 130 140 155 40 48 58 70 84 100 120 140 160 185 210 230 250 60 75 90 110 130 160 190 220 250 290 320 360 400 0.10 0.12 0.15 0.18 0.21 0.25 0.30 0.35 0.40 0.46 0.52 0.57 0.63 0.14 0.18 0.22 0.27 0.33 0.39 0.46 0.54 0.63 0.72 0.81 0.89 0.97 0.25 0.30 0.36 0.43 0.52 0.62 0.74 0.87 1.00 1.15 1.30 1.40 1.55 工件厚度為2.6mm，適于沖裁。 結(jié)論：該產(chǎn)品用沖壓工藝完全可以得到。 2.2 確定沖壓工藝方案 該零件（如右圖）包括落料、沖孔兩個基本工序，可以有以下三種工藝方案： 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)。 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)率低，難以滿足該零件的年生產(chǎn)需要。方案二只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度容易保證，且生產(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單對稱，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，但模具制造、安裝較復(fù)合模復(fù)雜。通過對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。 其三種工序的性能見表2-2。 表2-2 單工序沖裁、級進(jìn)沖裁和復(fù)合沖裁性能 比較項目 單工序模 復(fù)合模 級進(jìn)模 生產(chǎn)批量 小批量 中批量和大批量 中批量和大批量 沖壓精度 較低 較高 較高 沖壓生產(chǎn)率 低，壓力機(jī)一次行程內(nèi)只能完成一個工序 較高，壓力機(jī)一次行程內(nèi)可完成二個以上工序 高，壓力機(jī)在一次行程內(nèi)能完成多個工序 實現(xiàn)操作機(jī)械化自動化的可能性 較易，尤其適合于多工位壓力機(jī)上實現(xiàn)自動化 制件和廢料排除較復(fù)雜，只能在單機(jī)上實現(xiàn)部分機(jī)械操作 容易，尤其適應(yīng)于單機(jī)上實現(xiàn)自動化 生產(chǎn)通用性 通用性好，適合于中小批量生產(chǎn)及大型零件的大量生產(chǎn) 通用性較差，僅適合于大批量生產(chǎn) 通用性較差，僅適合于中小型零件的大批量生產(chǎn) 沖模制造的復(fù)雜性和價格 結(jié)構(gòu)簡單，制造周期短，價格低 沖裁較復(fù)雜零件時，比級進(jìn)模低 沖裁較簡單零件時低于復(fù)合模 2.3 選擇模具結(jié)構(gòu)形式 2.3.1模具的形式 此工件有兩個孔，若采用正裝式復(fù)合模，操作很不方便；另外此工件無較高平直度要求，工件要求精度也較低，沖孔廢料由沖孔凸模沖入凹模洞口中，積聚到一定數(shù)量，由下模漏料孔排出，不必清除廢料，操作方便，應(yīng)用很廣，但工作表面平直度較差，凹凸模承受的張力較大。因此凹凸模的壁厚應(yīng)嚴(yán)格控制，以免強(qiáng)度不足。所以從操作方便、模具制造簡單等方面考慮，決定采用復(fù)合模。 按照復(fù)合模工作零件的安裝位置不同，分為正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模兩種兩種的優(yōu)點、缺點及適用范圍見表2.3.1。 通過對正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模兩種優(yōu)點、缺點及適用范圍的分析比較，正裝式復(fù)合模適合于沖制材質(zhì)較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，還可以沖制孔邊距離較小的沖裁件。 表2.3.1正裝式復(fù)合模、倒裝式復(fù)合模的優(yōu)點、缺點及適用范圍 比較項目 正裝(順裝)式復(fù)合模 倒裝式復(fù)合模 結(jié)構(gòu) 凸凹模裝在上模，落料凹模和沖孔凸模裝在下模 凸凹模裝在下模，落料凹模和沖孔凸模裝在上模 優(yōu)點 沖出的沖件平直度較高 結(jié)構(gòu)較簡單 缺點 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沖件容易被嵌入邊料中影響操作 不宜沖制孔邊距離較小的沖裁件 適用范圍 沖制材質(zhì)較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，還可以沖制孔邊距離較小的沖裁件 不宜沖制孔邊距離較小的沖裁件，但倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)簡單、又可以直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件，卸料可靠，便于操作，并為機(jī)械化出件提供了有利條件，故應(yīng)用十分廣泛 2.3.2定位裝置 采用擋料銷橫向定位，安裝在卸料板上，并在凹模板開設(shè)讓位孔。 2.3.3卸料裝置 1.條料的卸除 采用彈性卸料板。因為是倒裝式復(fù)合模，所以卸料板安裝在下模。 2.工件的卸除 采用打料裝置將工件從上模落料凹模中推下，落在模具工作面上。 3.沖孔廢料的卸除 采用下模座上漏料孔排出。沖孔廢料在下模的凹凸模內(nèi)積聚到一定數(shù)量，便從下模座的漏料孔中排出。 2.3.4導(dǎo)向零件 導(dǎo)向零件有許多，如用導(dǎo)板導(dǎo)向則在模具上安裝不便，而且阻擋操作者視線，所以不采用；若用鋼珠式導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向，則雖然導(dǎo)向精度高，壽命長，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以不采用；針對這次加工的產(chǎn)品精度要求不高，采用滑動式導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向即可。而且模具在壓力機(jī)上的安裝比較簡單，操作又方便，還可降低成本。 2.3.5模架 若采用中間導(dǎo)柱模架，則導(dǎo)柱對稱分布，受力平衡，滑動平穩(wěn)，拔模方便，但只能一個方向送料。若采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，則可三方向送料。操作者視線不被擋住，結(jié)構(gòu)比較緊湊,本設(shè)計決定采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。 3 必要的工藝計算 3.1排樣設(shè)計與計算 1、單直排 a、搭邊。查《沖壓模具設(shè)計與制造》，確定搭邊直a、a1 t = 2.6 mm，工件間a1 =7 mm。 側(cè)搭邊 a = 6mm。 b、條料寬度。采用無側(cè)邊裝置，所以 B=（D+2a）= （160+7+7）= 174mm 式中——條料寬度的單向偏差，mm，查表得=-0.15mm c、送料步距： S = L + a =100 +6 = 106 mm d、材料利用率 利用CAD軟件，查得其面積為1163.542mm 條料一個步距內(nèi)的面積為4534=1530 mm =100%=100%=76.04% 排樣圖如下： 3.2計算沖壓力 沖裁力公式為 P= P+ P 式中 P —— 沖裁力； P—— 沖孔沖裁力； P——落料沖裁力。 （1） 沖孔沖裁力P孔。 P= Pt 式中 L ——沖孔周長； t ——材料厚度，t=2.6mm； ——材料抗拉強(qiáng)度，MPa，查手冊，2A14，=375~460MPa，取=400MPa。 所以 P = Lt=（232+22.6）1400=35168N （2） 落料沖裁力P落。 P= Lt 所以 P= Lt=（++264）1400 =77605.3N （3） 卸料力P。 P= K P 式中 P——卸料力； K——卸料系數(shù)，查表K=0.04~0.05，取K=0.04。 所以 P= K P=0.0477605.3N=3104.212N （4） 推件力P P = KPn 式中 K——推料系數(shù)，查表取K=0.055； n——同時卡在凹模洞孔內(nèi)的件數(shù)，取n=3。 所以 P = KP n=0.055351683N=5802.72N （5） 總沖壓力P總。沖裁時，壓力機(jī)的壓力值必須大于或等于沖裁各工藝力的總和，即大于總的沖壓力?？偟臎_壓力根據(jù)模具結(jié)構(gòu)不同計算公式不同，當(dāng)采用彈壓卸料裝置和下出件的模具時，總的沖壓力為 P =P+ P+ P= P+ P+ P+ P=77605.3+3104.212+35168+5802.72 N=121680.26N122KN 初選壓力機(jī)型號為：JH23—25。 該壓力機(jī)的主要參數(shù)： 公稱壓力250KN 滑塊行程75mm 最大封閉高度260mm 封閉高度調(diào)節(jié)量55mm 工作臺尺寸560370 模柄孔尺寸4060 3.3 計算模具壓力中心 由于該零件關(guān)于中心對稱，所以模具的壓力中心在幾何圖形的中心點上。 3.4計算模具刃口尺寸 落料 設(shè)工件的尺寸為,根據(jù)計算原則，落料以凹模為設(shè)計基準(zhǔn)。首先確定凹模尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等于工件輪廓的最小極限尺寸;將凹模尺寸減去最小合理間隙值即得到凸模尺寸。 =（） D=（D） =（D） 沖孔 設(shè)沖孔尺寸為，根據(jù)計算原則，沖孔時以凸模為設(shè)計基準(zhǔn)。首先確定凸模尺寸，使凸模的基準(zhǔn)尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸；將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得到凹模尺寸。 d=(d+x) d=(d+z)=(d+x+z) 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兩個孔時，其凹模型孔中心距可按下式確定。 L=L 上述式中： 、D ——落料凹、凸模尺寸； d、 d ——沖孔凸、凹模尺寸； D ——落料件的最大極限尺寸； d ——沖孔件孔的最小極限尺寸； L、 L ——工件孔心距和凹模孔心距的公稱尺寸； ——工件制造公差； z——最小合理間隙； x ——磨損系數(shù)； ——凸或凹模的制造公差，可按IT6~IT7級來選取，也可查選取，或?。ǎ?，（）。 為了保證初始間隙不超過Z即++,和選取必須滿足以下條件： + 外形由落料獲得， 10由沖孔同時得到： 查表得：Z=0.1mm,Z=0.14mm, 則 Z-Z=(0.14-0.1)mm=0.04mm 由于尺寸為自由公差，均為IT14級，所以=0.5mm 設(shè)凸、凹模分別按IT6和IT7級加工制造，則 沖16孔： d=(d+)=(16+0.50.43) =16.215mm d=( d+ Z)=(16.215+0.1)=16.315mm 校核：+ 0.011+0.0180.14-0.1 0.029<0.04（滿足間隙公差條件） 落料 D=(D- )=(30-0.50.15) =29.925mm D=( D- Z)=(29.925-0.1)=29.825mm 校核：+ 0.012+0.0080.14-0.1 0.002<0.04（滿足間隙公差條件） 符合精度要求。 材料 厚度 08、10、35、 09Mn、Q235 16Mn 40、50 65Mn Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax 小于0.5 極小間隙(或無間隙) 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.5 1.75 2.0 2.1 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.5 6.0 6.5 8.0 0.040 0.048 0.064 0.072 0.092 0.100 0.126 0.132 0.220 0.246 0.260 0.260 0.400 0.460 0.540 0.610 0.720 0.940 1.080 0.060 0.072 0.092 0.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.360 0.380 0.500 0.560 0.640 0.740 0.880 1.000 1.280 1.440 0.040 0.048 0.064 0.072 0.090 0.100 0.132 0.170 0.220 0.260 0.280 0.380 0.420 0.480 0.580 0.680 0.680 0.780 0.840 0.940 1.200 0.060 0.072 0.092 0.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.380 0.400 0.540 0.600 0.660 0.780 0.920 0.960 1.100 1.200 1.300 1.680 0.040 0.048 0.064 0.072 0.090 0.100 0.132 0.170 0.220 0.260 0.280 0.380 0.420 0.480 0.580 0.680 0.780 0.980 1.140 0.060 0.072 0.092 0.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.380 0.400 0.540 0.600 0.660 0.780 0.920 1.040 1.320 1.500 0.040 0.048 0.064 0.064 0.090 0.090 0.060 0.072 0.092 0.092 0.126 0.126 4 減震沖壓模具主要零件的設(shè)計計算 4.1落料凹模 1）厚度H H=K 式中 K——修正系數(shù)，查表K=1.25； P——落料沖裁力，N，P=77605.3N=78KN。 代入 H=1.25=24.7mm 取H=20mm 2）長度和寬度L、B L=l+2W 式中 W——垂直于送料方向的凹模型孔壁間最大距離。 W1.2 H=1.220=24mm 所以 L= l+2W=252+12+242=110mm B= B+2W=26+242=74mm 取 L=120mm B=70mm 由于凹模內(nèi)要設(shè)置推件塊，為了使模具加工簡單，將凹模分成兩塊：凹模板和空心墊板，每塊板的厚度各為10mm。 其零件圖如下： 4.2 凸模長度及強(qiáng)度校核 1）凸模長度L. L=H+l H=(0.6~0.8)H H=K l= H 以上各式中 H——凸模固定板厚度； H——凸模厚度； P——沖裁力； K——系數(shù)； l——凸模自由長度； H——落料凹模厚度，H=40mm。 所以H=K=1=15.2mm，取H=16mm H=(0.6+0.8)H=(0.6~0.8)16 = 9.6~12.8mm，取H=10mm l= H=37mm 所以L= H+l=125+20=145mm 其零件圖如下圖所示： 2）凸模強(qiáng)度——壓應(yīng)力校核 校核公式為： 式中 P——沖裁力，N，P=7536N， F——凸模最小斷面積，F(xiàn)=r=3.1433=28.26mm， []——凸模材料的許用壓應(yīng)力，MPa，材料為Cr12，查手冊，[]=(1000~1600)MPa,取[]=1200MPa. 因為 ==266.7MPa<[] 所以凸模強(qiáng)度符合要求。 4.3 凸凹模長度確定及壁厚校核 1）凸凹模長度H確定 H=H-F+H-1+H=50-20+10-1+20=59mm60mm 式中 H——彈簧的自由長度，mm，H=50； F——彈簧壓縮量，mm； H——卸料板厚度，mm，取H=10mm； H——固定板厚度，mm，取H=20mm。 2）凸凹模壁厚校核。 查表，倒裝復(fù)合模最小壁厚n=2.7mm，（料厚t=1mm） 此例中n=6-3=3mm> n 所以滿足最小壁厚n> n的要求。 4.4 凹模板尺寸 凹模形狀為矩形180115,厚度取40mm。 其零件圖如下圖所示： 4.5 墊板結(jié)構(gòu)與設(shè)計 理論上，確定是否需要墊板的方法如下： 條件：沖裁時，如果凸模的端部對模座的壓應(yīng)力超過模座材料的許用壓應(yīng)力，這時需要凸模端部與模座之間加上一塊強(qiáng)度較高的墊板。即下列情況需要加墊板。 式中 ——凸模端面壓應(yīng)力，MPa； ——模座材料許用壓應(yīng)力，鑄鐵約為100MPa，鋼約為200MPa； P——沖裁力，N； F——凸模上端面面積，mm； D——凸模上端面直徑，mm。 墊板形狀和凸模固定板一致，矩形，墊板厚度一般為3~10mm。 墊板材料常用T7或T8工具鋼，熱處理硬度為48~52HRC。墊板淬硬后兩面應(yīng)磨平，表面粗糙度R0.32~0.63um。 本例中上模部分已有墊板。下面確定凸凹模與下模板之間是否需要墊板：本例中，由于凸凹模和固定板的配合為過盈配合，所以其表面積按固定板面積計算，很顯然不需要加墊板。因為加墊板之后與沒加之前（下表面積）沒有區(qū)別。 4.6卸料板的設(shè)計 1）卸料板的形狀和尺寸。 卸料板取矩形板，厚度為H=10mm，卸料板材料選A3或（45鋼），不用熱處理淬硬。 2）卸料板上成形孔的設(shè)計。取彈壓卸料板與凸模的雙面間隙為0.1~0.3mm。 4.7 模座選擇 由于模板周界為260260mm，所以選： 上模座26026040 GB/T2855.5—1990 下模座26026040 GB/T2855.6—1990 材料 HT200 GB9436—88 閉合高度最小140mm，最大165mm。 導(dǎo)柱28153 GB/T2861.1—1990 導(dǎo)套3880 GB/T2861.6—1990 5 壓力機(jī)校核 初選壓力機(jī)型號為：JH23—25.該壓力機(jī)的主要參數(shù)：公稱壓力250KN 滑塊行程75mm 最大封閉高度260mm，封閉高度調(diào)節(jié)量55mm 工作臺尺寸560370 模柄孔尺寸4060。 5.1 模柄孔的校核 模柄的尺寸為9085，上模座厚度為40mm，則模柄伸出上模座的高度為50mm<60mm，因此合適。 5.2模具閉合高度的校核 模具的閉合高度H=30+15+10+10+10+49+30-1=153mm，而壓力機(jī)的最大封閉高度260mm，其調(diào)節(jié)量為55mm，則壓力機(jī)的最小閉合高度為205mm，大于模具的閉合高度，可以在模具下模座下加墊板，所以此項也可滿足要求。 5.3壓力機(jī)工作臺尺寸的校核 查手冊，該型號模座的外形尺寸為：260260mm，壓力機(jī)的工作臺尺寸為560370mm，符合每邊留出60~100mm的要求，用來安裝固定模具用的螺栓、墊塊和壓板，所以合適。 5.4沖裁力校核 沖裁合格產(chǎn)品所需的沖裁力P為122KN<壓力機(jī)的公稱壓力250KN，所以合適。 綜上所述：型號為JH23—25的壓力機(jī)符合要求。 6 繪制模具總裝配圖 7 模具的裝配 7.1 模具的裝配過程可歸納為 模柄裝配---導(dǎo)套裝配、導(dǎo)柱裝配模架---裝配下模部分---裝配上模部分---試模 7.2 裝配的技術(shù)要求有 （1)裝配好的沖模，其閉合高度應(yīng)符合設(shè)計要求； （2）模柄裝入模座后，其軸心線對上模座上平面的垂直度誤差，在全長范圍內(nèi)不大于0.05mm； （3）導(dǎo)柱與導(dǎo)套裝配后，其軸心先應(yīng)分別垂直于下模座的底平面和上模座的上平面，其垂直度誤差應(yīng)符合表的規(guī)定； （4）上模座的上平面應(yīng)與下模座的底平面平行，其平行度應(yīng)符合規(guī)定； （5）裝入模架的每對導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合間隙（或過盈）應(yīng)符合規(guī)定； （6）裝配好的模架，其上模座沿導(dǎo)柱上、下移動應(yīng)平穩(wěn)，無阻滯現(xiàn)象； （7）裝配好的導(dǎo)柱，其固定端面與下模座下平面應(yīng)保留1—2mm距離，選 用B型導(dǎo)套時，裝配后其固定端面應(yīng)低于上模座上平面1—2mm; （8）凸模和凹模的配合間隙應(yīng)符合設(shè)計要求，沿整個刃口輪廓應(yīng)均勻一致； （9）定位裝置要保證定位正確可靠，卸料、頂料裝置要動作靈活、正確出料孔要暢通無阻，保證制件及廢料不卡在沖模內(nèi)； （10）模具應(yīng)在生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行試模，沖出的制品應(yīng)符合設(shè)計要求。 7.3 選擇沖壓設(shè)備 根據(jù)總沖壓力F總=97.7 (KN)，模具閉合高度H=245mm，沖床工作臺面尺寸等，并結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備，查表選用J23–63開式雙柱可傾壓力機(jī)。其主要工藝參數(shù)為： 標(biāo)稱壓力：630 kg 滑塊行程：130mm 行程次數(shù)：50次/min 連桿調(diào)節(jié)長度：80mm 最大裝模高度：360mm 電動機(jī)功率：5.5 kw 工作臺尺寸（前后X左右）480 X 170 模柄孔尺寸（直徑X深度）Φ30 X 70 7.4 試模 沖模裝配完成后，在生產(chǎn)條件下進(jìn)行試模，通過試沖可以發(fā)現(xiàn)模具的設(shè)計和制造缺陷，找出生產(chǎn)的原因，對模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修理后再進(jìn)行試沖，直到模具能正常工作，沖出合格的制件模具的裝配過程即告結(jié)束。 結(jié)論 通過最近的一段時間所做的畢業(yè)設(shè)計，使我們充分把握的設(shè)計方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設(shè)計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時的指導(dǎo)，確保設(shè)計進(jìn)度本文所設(shè)計的是減震沖壓模具的設(shè)計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最后，感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 參考文獻(xiàn) [1]王孝培主編. 沖壓手冊. 機(jī)械工業(yè)出版社 1990.11 [2]王一梅主編.典型實用模具圖冊.江蘇科學(xué)技術(shù)出版社1991.8 [3]模具實用技術(shù)叢書編委會主編. 沖模設(shè)計應(yīng)用實例.機(jī)械工業(yè)出版社.2000.4 [4]丁松聚主編.冷沖模設(shè)計. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2001.10 [5]徐政坤主編. 沖壓模具設(shè)計與制造. 化學(xué)工業(yè)出版社.2005.1 [6]付宏生主編. 冷沖壓成形工藝與模具設(shè)計制造. 化學(xué)工業(yè)出版社.2005.3 [7]K.Stoeckhert/G.Menning 編著.模具制造手冊. 化學(xué)工業(yè)出版社.2003.2 [8]楊占堯主編.現(xiàn)代模具工手冊. 化學(xué)工業(yè)出版社.2007.7 [9]高軍、李嘉平、修大鵬等編著.沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計指南. 化學(xué)工業(yè)出版社.2007.2 [10]楊占堯主編.沖壓模具圖冊.高等教育出版社.2008.3 [11]周本凱編著.沖壓模具設(shè)計實踐. 化學(xué)工業(yè)出版社.2008.3 [12]中國就業(yè)培訓(xùn)技術(shù)指導(dǎo)中心組織編寫.模具設(shè)計師.中國勞動社會保障出版社.2008.5 致謝 在論文完成之際，我首先向我的導(dǎo)師致以衷心的感謝和崇高的敬意！在這期間，導(dǎo)師在學(xué)業(yè)上嚴(yán)格要求，精心指導(dǎo)，在生活上給了我無微不至的關(guān)懷，給了我人生的啟迪，使我在順利的完成學(xué)業(yè)階段的學(xué)業(yè)的同時，也學(xué)到了很多做人的道理，明確了人生目標(biāo)。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的學(xué)識，實事求是的作風(fēng)，平易近人、寬以待人和豁達(dá)的胸懷，深深感染著我，使我深受啟發(fā)，必將終生受益。 經(jīng)過近半年努力的設(shè)計與計算，論文終于可以完成了，我的心里無比的激動。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因為它是我用心、用汗水成就的，也是我在大學(xué)四年來對所學(xué)知識的應(yīng)用和體現(xiàn)。 四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的能力，更重要的是從周圍的老師和同學(xué)們身上潛移默化的學(xué)到了許多。在此，向他們表示深深的謝意與美好的祝愿。 26