畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）鎖殼的沖裁模具設(shè)計(jì)

1、目錄摘要 英文摘要 目錄 第一章 緒論1第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)及模具結(jié)構(gòu)方案 4第三章 沖裁工藝分析及凸模與凹模刃口尺寸計(jì)算 63.1沖裁工藝分析63.2凸模與凹模刃口尺寸計(jì)算 12第四章 上模零件設(shè)計(jì) 15 4.1新建上模元件 154.2設(shè)計(jì)上模成型零件 174.3設(shè)計(jì)上模推件機(jī)構(gòu) 174.4設(shè)計(jì)上模結(jié)構(gòu)件 18第五章 下模零件設(shè)計(jì) 205.2設(shè)計(jì)下模成型零件 205.3設(shè)計(jì)下模結(jié)構(gòu)件 215.4設(shè)計(jì)下模卸料機(jī)構(gòu) 22第六章 其他機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 246.1模具導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 246.2固定機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 276.3模具壽命 32結(jié)束語 36致謝詞 37參考文獻(xiàn) 38第一章 緒論1.1 沖壓的特點(diǎn)及應(yīng)用 沖壓是利

2、用安裝在壓力機(jī)上的沖模對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓件或沖件）的一種壓力加工方法。沖壓不但可以加工金屬材料，而且還可以加工非金屬材料和復(fù)合材料。沖模是將材料加工成所需沖件的一種工藝裝備。沖模在沖壓中至關(guān)重要，一般來說，不具備符合要求的沖模，沖壓就無法進(jìn)行;先進(jìn)的沖壓工藝也必須依靠相應(yīng)的沖模來實(shí)現(xiàn)。沖壓生產(chǎn)過程的主要特征是依靠沖模和沖壓設(shè)備完成加工，便于實(shí)現(xiàn)自動化，生產(chǎn)效率很高，操作簡便。對于普通壓力機(jī)，每臺每分鐘可生產(chǎn)幾件到幾十件沖壓件，而高速沖床每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件甚至上千件的沖壓件。沖壓所獲得零件一般無需沖壓切削，因而節(jié)省能源,節(jié)省原材料的無切削加工方法。

3、由于冷沖壓所用原材料多是表面質(zhì)量好的板料或帶料，沖件的尺寸公差有沖模來保證，所以產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，互換性好。冷沖壓產(chǎn)品壁薄，質(zhì)量輕，剛度好，可以加工成形狀復(fù)雜的零件，小到鐘表的秒鐘，大到汽車縱梁，覆蓋件等。由于沖模制造一般是單件小批量生產(chǎn)，精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集型產(chǎn)品，制造成本高。因而，沖壓生產(chǎn)只有生產(chǎn)批量大的情況下才能獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。沖壓與其他加工方法相比，具有獨(dú)特的特點(diǎn)，所以在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來越多的采用沖壓加工產(chǎn)品零部件，如機(jī)械制造，車輛生產(chǎn)，航空航天，電子，電器，輕工，儀表及日用品行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件占得比重相當(dāng)大，不少過去用

4、鑄造，鍛造，切削加工方法制造的零件，現(xiàn)已被質(zhì)量輕，剛度好的沖壓件所代替。通過沖壓加工，大大提高了生產(chǎn)率，降低了成本。可以說，如果在生產(chǎn)中不廣泛采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門的產(chǎn)品要提高生產(chǎn)率，提高質(zhì)量，降低成本，進(jìn)行的產(chǎn)品的更新?lián)Q代是難以實(shí)現(xiàn)的。1.2沖裁的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.2.1沖裁工藝方面 研究和推廣應(yīng)用主要在提高身產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本和擴(kuò)大沖裁工藝應(yīng)用范圍的各種沖裁新工藝是沖裁技術(shù)發(fā)展的重要趨勢。目前，國內(nèi)外迅速涌現(xiàn)出各種用于生產(chǎn)的沖裁。先進(jìn)的沖裁工藝有精密沖裁，柔性模成形，超塑性成形，無模多點(diǎn)成形，爆炸和電磁等高能成形，高效精密的沖裁技術(shù)以及冷擠壓技術(shù)等。這些沖裁先進(jìn)技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中已

5、經(jīng)取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。 精密沖裁時提高沖裁件精度的有效方法，有時擴(kuò)大沖裁加工范圍的重要途徑。目前精密沖裁的精度可達(dá)it6it7，板料厚度可達(dá)25mm.精沖方法不但可以沖裁，還可以成形（精密彎曲，拉深，翻邊，冷擠，壓印和沉孔等）柔性模成形能夠成形出一普通沖壓成形難以成形的材料和復(fù)雜形狀的零件，并可以改善成形條件，提高極限變形程度。我國自主研制的具有國際先進(jìn)水平的無模多點(diǎn)成形設(shè)備與無模多點(diǎn)成形計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可以根據(jù)需要改變變形路頸與受力狀態(tài)，提高材料成型極限，快速經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)三維曲面的自動化成形。各種高能成形方法可以快速生產(chǎn)批量小，形狀復(fù)雜，強(qiáng)度高的板料件，在航天，國防工業(yè)中具有重要的實(shí)用價值。利

6、用金屬在特定條件下具有超常的塑性，一次成形能替代多次常規(guī)成形工序，在提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品精度，解決一些特殊產(chǎn)品的身產(chǎn)方面具有重要意義。國內(nèi)外研究在沖裁生產(chǎn)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，預(yù)測，分析和解決板料成形過程中的問題，優(yōu)化沖裁成形工藝，這是沖壓成形技術(shù)中特別應(yīng)注意的發(fā)展方向。激光快速成形技術(shù)以及快速制模技術(shù)為新產(chǎn)品開發(fā)和快速制模開拓了廣泛的發(fā)展前景。1.2.2 沖模設(shè)計(jì)與制造方面 （1）模具的結(jié)構(gòu)和精度正朝著兩方面發(fā)展，一方面是高速，自動，精密，安全等大批量自動化生產(chǎn)需要，沖模正向高效，精密，長壽命，多工位，多功能方向發(fā)展；另一方面，為適應(yīng)市場上產(chǎn)品更新?lián)Q代的要求，各種快速成形方法和簡易經(jīng)濟(jì)沖模的設(shè)計(jì)

7、與制造業(yè)得到迅速發(fā)展。高效，精密，多功能，長壽命多工位級進(jìn)模和汽車覆蓋件沖模的設(shè)計(jì)制造水平代表了現(xiàn)代沖模的技術(shù)要求。我國能夠設(shè)計(jì)制造機(jī)電一體化的達(dá)到國際先進(jìn)水平。高效，精密，長壽命，多工位級進(jìn)模，工作零件精度可達(dá)到25um，步距精度可達(dá)到23um，總壽命達(dá)到一億模次以上。 (2) 模具設(shè)計(jì)與制造的現(xiàn)代化 計(jì)算機(jī)技術(shù)，信息技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)在模具技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用，是模具設(shè)計(jì)制造水平發(fā)生了深刻的革命性變化。目前最突出的是模具cad/cam/cae.在一些行業(yè)，如汽車行業(yè)的主要模具企業(yè)，實(shí)現(xiàn)了 一體化。盡管其總體水平與國際上的還有差距，但它代表了我國模具技術(shù)的發(fā)展成果與發(fā)展方向。 模具的加工方法迅速現(xiàn)

8、代化。各種加工中心，高速銑削，精密磨銷，電火花銑削加工，慢走絲線切割，現(xiàn)代檢測技術(shù)等等已全面走向數(shù)控或計(jì)算機(jī)數(shù)控化。許多加工手段大大突破了傳統(tǒng)的技術(shù)水平，高速銑削的加工精度可達(dá)到10um，表面粗糙度ra小于1um，并可實(shí)現(xiàn)硬材料60hrc的加工，大大提高了模具的裝配精度，優(yōu)化了模具的加工工藝。在模具材料及熱處理，模具表面處理等方面，國內(nèi)外都進(jìn)行了不少研制工作，并取得了良好的實(shí)際效果，沖模材料的發(fā)展方向是研制高強(qiáng)韌性冷作模具鋼如65nb,ld1,012ai,cg2.lm1,lm2等就是我國研制的優(yōu)良的沖模材料。模具的標(biāo)注化和專業(yè)化生產(chǎn)，已得到模具行業(yè)的廣泛重視。這是由于模具表準(zhǔn)化是組織模具專業(yè)生

9、產(chǎn)化的前提，而模具的專業(yè)化生產(chǎn)時提高模具質(zhì)量，縮短制造周期，降低成本的關(guān)鍵。我國已頒布了沖壓術(shù)語，冷沖模部件的標(biāo)準(zhǔn)化。1.2.3沖裁設(shè)備及沖裁自動化方面 性能良好的沖裁設(shè)備是提高沖裁生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件。高效率，高精度，長壽命的沖模需要高精度，高自動化的沖裁設(shè)備與之相匹配：為了適應(yīng)沖裁新工藝的需要，研制了許多新型機(jī)構(gòu)的沖裁設(shè)備，為了滿足新產(chǎn)品少批量生產(chǎn)的需要，沖裁設(shè)備朝多功能，數(shù)控方向發(fā)展：為了提高生產(chǎn)率和安全生產(chǎn)，應(yīng)用各種自動化裝置，代表了沖裁新趨勢的沖壓柔性制造單元（fmc）和沖壓柔性制造系統(tǒng)（fms）在我國已廣泛使用。1.2.4沖裁的基本原理 沖裁工藝與沖模設(shè)計(jì)制造方面的發(fā)展，均與沖裁

10、變形基本原理的研究進(jìn)展是分不開的。通過對鎖殼的沖裁工藝性能的研究，沖裁成形過程應(yīng)力應(yīng)變分析和計(jì)算機(jī)模擬，板料變形規(guī)律的研究，為逐步建立起緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的先進(jìn)沖裁工藝及沖模設(shè)計(jì)方法而努力，為自己以后的模具設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)及總體設(shè)計(jì)方案2.1 設(shè)計(jì)任務(wù) （1）沖裁過程分析：此部分為板料在沖裁時的變形過程，剪切區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)以及沖裁件斷面分析。包括沖裁件的形狀，尺寸估算。沖裁力的計(jì)算。 (2) 沖裁模的設(shè)計(jì)：包括凸模與凹模的尺寸計(jì)算，沖裁模的結(jié)構(gòu)分析，以及沖裁件主要部件和零件的設(shè)計(jì)選用 。 （3）沖裁件的工藝過程設(shè)計(jì) 。2.2總體設(shè)計(jì)方案的確定 鎖殼沖裁模具設(shè)計(jì)總體方案擬定以下內(nèi)

11、容：沖裁件形狀的選擇，沖裁力的計(jì)算，沖裁件的工藝分析以及沖裁模具的選用等內(nèi)容。在沖裁工藝性分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)沖裁件的特點(diǎn)確定沖裁件的工藝方案。確定沖裁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)鍵點(diǎn)確定沖裁工序的組合與工序順序。一般根據(jù)鎖殼沖裁的設(shè)計(jì)任務(wù)，沖裁模具的實(shí)際情況提出幾個總體方案，進(jìn)行綜合分析，比較和論證。最后選出一個最合理的總體方案。2.2.1 沖裁模具的選擇 沖裁模的形式很多，本次設(shè)計(jì)以工序組合程度可分為單工序模，復(fù)合模，級進(jìn)模。單工序模分為無導(dǎo)向模和有導(dǎo)向模兩類，無導(dǎo)向模結(jié)構(gòu)簡單，易于制造和維修，模具在沖床上安裝時

12、，調(diào)整間隙的均勻性困難，凸模與凹模的相對正確位置只能靠沖床導(dǎo)軌與滑塊的配合精度來保證，因此模具的導(dǎo)向精度低，使用安全性差，不適于薄板料的沖裁。有導(dǎo)向模又分為導(dǎo)板模和導(dǎo)柱模兩種。導(dǎo)板模是以導(dǎo)板上的導(dǎo)向孔對凸模進(jìn)行導(dǎo)向，導(dǎo)向孔與凸模工作端采用h7/h6間隙配合，這種模具多安裝在偏心沖床上使用。為安全起見，工作時凸模的工作端要始終不脫離導(dǎo)板上的導(dǎo)向孔。由于其導(dǎo)向精度高，因而圓形和簡單規(guī)則形狀沖裁件的沖裁模多采用此結(jié)構(gòu)。導(dǎo)柱模是靠分別安裝在上、下模板(座)內(nèi)的導(dǎo)套、導(dǎo)柱二者的良好配合，實(shí)現(xiàn)對凸模的導(dǎo)向。這種模具導(dǎo)向精度更好，使用安全方便，在批量生產(chǎn)條件下，沖裁各種尺寸精度較高且形狀復(fù)雜的制件所用的沖裁

13、模，均可采用此導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。尤其在復(fù)合模和級進(jìn)模上采用導(dǎo)柱式模架結(jié)構(gòu)，其優(yōu)越性就更加明顯，再則模架標(biāo)準(zhǔn)化后又可大大降低模具的制造成本。但是由于模具增加了導(dǎo)柱、導(dǎo)套結(jié)構(gòu)，使模具的外形尺寸增大。板料在復(fù)合模中進(jìn)行沖裁時，一次定位就可以完成沖裁件的內(nèi)外形尺寸，故沖裁件的內(nèi)外形的位置尺寸精度高，生產(chǎn)效率高，適合位置精度高、生產(chǎn)批量大的沖裁件選用。但是這種模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難、周期長，再則沖孔凸模插入凹模深度較大，加劇了沖孔凸模和凸凹模的磨損而降低其使用壽命。另外，當(dāng)沖裁件內(nèi)外形尺寸相差較小時也不宜選用復(fù)合模。復(fù)合模結(jié)構(gòu)特點(diǎn)之一是具有一個落料凸模又作為沖孔凹模的凸凹模。按落料凹模安裝位置不同，又有倒裝復(fù)合

14、模與正裝復(fù)合模之分。落料凹模裝在上模上，就稱為倒裝復(fù)合模。若落料凹模裝在下模上，就稱為正裝復(fù)合模。落料凹模裝在下模上的正裝復(fù)合模。一般沖孔落料復(fù)合模多采用倒裝結(jié)構(gòu)，落料拉深復(fù)合模采用正裝結(jié)構(gòu)；中小尺寸制件的單工序落料?；驔_孔模要采用正裝結(jié)構(gòu)。倒裝復(fù)合模多采用剛性打料裝置進(jìn)行打料出件，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，但對制件不起壓平作用。正裝復(fù)合模向上出件，彈性頂件裝置安裝在下模上，并從壓力機(jī)工作臺上的漏料孔中向下伸出，條料在凸模和頂件器上下壓緊的情況下沖裁；故制件平整，適于沖裁薄料。板料在級進(jìn)模中，一次沖裁可完成兩個乃至十幾個沖壓工序。它與復(fù)合模生產(chǎn)的不同之處在于，板料是在凹模的不同位置上完成不同的沖壓工

15、序，因而形成沖裁的連續(xù)生產(chǎn)。級進(jìn)模有初始擋料裝置級進(jìn)模和側(cè)刃定距連續(xù)沖裁模之分。由于模具能完成多道工序形成連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率很高，而且適于自動送料，故應(yīng)用相當(dāng)廣泛。為了使導(dǎo)正銷導(dǎo)正時不碰壞已沖出的制件內(nèi)孔，一般對板料厚度要有一定要求(板料厚度大于3mm)。沖裁件的外形、內(nèi)孔尺寸也不宜過小，否則沖裁件外形的凸模上安裝導(dǎo)正銷的孔徑太小，使凸模難以加工。 綜上所述，本次鎖殼沖裁模具先沖孔，后落料。故選用級進(jìn)模。得出模具制造成本較低、模具壽命較高、操作方便及安全的工藝方案。第三章 沖裁工藝分析及凸模與凹模刃口尺寸計(jì)算3 .1沖裁工藝分析 鎖殼的材料選擇一般為不銹鋼和普通鋼制造。沖裁是指利用模具在壓力機(jī)

16、上使板料產(chǎn)生分離的沖壓工藝。沖裁可直接沖出所需形狀的零件，也可為其它工序制備毛坯。沖裁時所使用的模具稱為沖裁模。如如落料模、沖孔模、切邊模、沖切模等。沖裁工藝的種類很多，常用的有落料、沖孔、切斷、切邊、切口等，其中落料和沖孔應(yīng)用最多。從板料上沖下所需形狀的零件(或毛坯)稱為落料；在零件(或毛坯)上沖出所需形狀的孔(沖去部分為廢料)稱為沖孔。落料與沖孔的變形性質(zhì)完全相同，但在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時，模具尺寸的確定方法不同，因此，工藝上必須作為兩個工序加以區(qū)分。1. 工藝分析 由于鎖殼的制件形狀簡單，尺寸適中 ，板料厚度選用1.5mm，且大批量生產(chǎn)，屬普 通沖壓件。但應(yīng)注意幾點(diǎn)：1）4r3mm的兩孔壁距與

17、周邊距僅5mm，設(shè)計(jì)時應(yīng)加以注意，2）制件具有圓弧連接的特性，應(yīng)注意尺寸的精度。3）大批量生產(chǎn)，應(yīng)重視材料與模具結(jié)構(gòu)的選擇，保證一定的模具壽命。2. 工藝方案的確定 本沖件所需的基本工序?yàn)闆_孔、落料、一般可采用：方案（1）:單工序模；生產(chǎn)率低，積累誤差大，生產(chǎn)不夠安全，模具簡單，制造容易。方案（2）:級進(jìn)模；生產(chǎn)率高、誤差小，生產(chǎn)安全，模具較復(fù)雜，制造稍難。方案 （3），復(fù)合模；生產(chǎn)率高，誤差小，生產(chǎn)不夠安全，模具復(fù)雜，制造困難。擬采用方案（2） 采用級進(jìn)模沖裁的方案3.1.1沖裁變形分析沖裁模具對板料進(jìn)行沖裁，當(dāng)凸模下降至與板料接觸時，板料就受凸 、凹模端面的作用力。由于 凸 、凹模之間存在

18、間隙，使 凸 、凹模施加于板料的力產(chǎn)生一個力矩 m，其值等于凸 、凹模作用的 合力與稍大于 間隙的力臂 a的乘積。在無壓料板壓緊裝置沖裁時，力矩使材料 產(chǎn)生彎曲，故模具與板料僅在刃口附近的狹小區(qū)域內(nèi)保持接觸，接觸寬度約為板厚的 0.20.4。并且， 凸 、凹模作用于板料垂直壓力呈不均勻分布，隨著向模具刃口靠近而急劇增大如下圖所示。1圖3.11；凸模；2-材料；3-凹模沖裁是作用于材料上的力 其中：p、 凸 、凹模對板料的垂直作用力； 、 凸 、凹模對板料的側(cè)壓力； p、 凸 模端面與板料間摩擦力，其方向與間隙大小有關(guān)，但一般指向模具刃口。3.1.2 沖裁變形過程沖裁是分離變形的沖壓工序。當(dāng) 凸

19、 模、凹模之間的間隙正常時，工件受力后必然從彈性變形開始，進(jìn)入塑性變形，最后以斷裂分離告終。如圖所示。圖3.12沖裁變形過程及沖裁件剪切斷面 (a) 彈性變形 (b)塑性變形 (c)出現(xiàn)裂紋 (d)裂紋貫通 (e)板料完全斷分離 (f)剪切斷面 l一凸模 2一板料 3一凹模 4一沖孔為工件，落料為廢料 5一落料為工件，沖孔為廢料鎖殼的沖裁變形階段，大致可分為三個階段1.彈性變形階段如（a）所示，當(dāng)沖裁模的凸模下壓接觸板料時，材料將產(chǎn)生短暫的、輕微的彈性變形。若板料內(nèi)部的應(yīng)力沒有超過彈性極限時，當(dāng)凸模卸載后，板料立即恢復(fù)原狀。2.塑性變形階段如(b)所示，凸模繼續(xù)下壓，板料變形區(qū)的應(yīng)力將繼續(xù)增大

20、。當(dāng)板料內(nèi)的應(yīng)力達(dá)到屈服極限時，板料開始產(chǎn)生塑性剪切變形。隨著凸模的不斷壓入，材料的變形程度便不斷增加，同時硬化加劇，變形抗力也不斷上升，最后在凸模和凹模的刃口附近，達(dá)到極限應(yīng)變與應(yīng)力值時，既圖（c）時，材料就產(chǎn)生微小裂紋，這就意味著破壞開始，塑性變形結(jié)束。3.斷裂分離階段 裂紋產(chǎn)生后，此時凸模仍然不斷地壓入材料，已形成的微裂紋沿最大剪 應(yīng)力的速度方向向材料內(nèi)延 伸，向楔形那樣發(fā)展，若間隙合理，上下裂紋則相遇重合，板料就被拉斷分離。由于拉斷的結(jié)果，斷面上形成一個粗糙的區(qū)域。當(dāng) 凸模再向 下行， 凸模將 沖落部分全部擠入凹模洞口，沖裁過程到此結(jié)束 . 圖(d)、(e)表示了斷裂分離的全過程，圖(

21、d)表示裂紋發(fā)展與貫通的情形。圖(e)表示沖裁結(jié)束時板料被完全分裂分離的情形。被沖入孔的一塊料在落料時為工件，沖孔時為廢料。3.1.3 沖裁件的質(zhì)量及其影響因素沖裁件質(zhì)量是指斷面狀況、尺寸精度和形狀誤差。斷面狀況盡可能垂直、光潔、毛刺小。尺寸精度應(yīng)該保證在圖樣規(guī)定的公差范圍之內(nèi)。零件外形應(yīng)該滿足圖樣要求；表面盡可能平直，即拱彎小。1.尺寸精度沖裁模的制造精度對沖裁件尺寸精度的影響最直接，沖裁模的制造精度愈高，沖裁件的精度愈高。沖裁件尺寸越小，形狀越簡單其精度越高。2.斷面質(zhì)量 對于斷面質(zhì)量起決定作用的是沖裁間隙。如間隙選的合理，沖裁時上、下刃口處所產(chǎn)生的裂紋就能重合。所得工件斷面雖不很光滑，且

22、帶有一定錐度，但已滿足要求。3.毛刺 凸?；虬寄Ｄモg后，其刃口處形成圓角。在沖裁時，沖裁件的邊緣就會出現(xiàn)毛刺。在沖裁工作中，產(chǎn)生很大的毛刺是不允許的，應(yīng)查明原因加以解決。如有不可避免的微小的毛刺出現(xiàn)，應(yīng)在沖裁后設(shè)法消除。一般生產(chǎn)中允許的毛刺高度，可查相關(guān)資料。3.2 排樣設(shè)計(jì)圖3.2 鎖殼排樣圖沖裁件在條料或板料上的布置方式稱為排樣。排樣方案對材料利用率、沖裁件質(zhì)量、生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本和模具結(jié)構(gòu)形式都有重要影響。由于鎖殼的沖裁模具的工序?yàn)橄葲_孔后落料。所以排樣方式選為無搭邊，直排如圖所示。模具每沖裁一次，條料在模具上前進(jìn)的距離稱為送料進(jìn)距或步距。當(dāng)單個進(jìn)距內(nèi)只沖裁一個零件時，送料進(jìn)距的大小等于條

23、料上兩個零件對應(yīng)點(diǎn)之間的距離。a=d+al = 134+2.8=136.8mm （3-2.1）a送料進(jìn)距，單位mm；d平行于送料方向的沖裁件寬度，單位mm；a1沖裁件之間的搭邊值，單位mm。由于板料的厚度為3mm。故搭邊值a1=2.8mm條料寬度的確定沖裁前通常需按要求將板料裁剪為適當(dāng)寬度的條料。送料進(jìn)距表3.2 條料下料寬度偏差 mm由于本設(shè)計(jì)選用有測壓裝置，則條料寬度為b=(l+2a+) (32)式 (32)中b條料寬度，單位mm；l沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸，單位mm； a沖裁件與條料側(cè)邊之間的搭邊，單位mm；條料下料時的下偏差值，見上表，單位mm；b=(l+2a+)=136.8+2

24、x2.8+1=143.4mm3.2.1材料利用率材料利用率是沖壓工藝中一個非常重要的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。其計(jì)算可用一個進(jìn)距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積與毛坯面積的百分比表示:考慮到料頭、帶尾和邊余料的材料消耗，則一張板料（或帶料、條料）上總的材料利用率為： (33)n 一張板料(或帶料、條料)上沖裁件的總數(shù)目；s 一個沖裁件的實(shí)際面積，單位mm2；l 板料的長度，單位mm；b條料寬度，單位mm。 =134x167x11/2000x143.4=0.858x100%=85.8%75%本設(shè)計(jì)的材料利用率達(dá)到經(jīng)濟(jì)要求。故可行。3.2沖裁工藝計(jì)算沖壓力及壓力中心的計(jì)算3.2.1沖壓力 沖壓力是沖裁力、缷料力、推件力、和

25、頂料力的總稱。1.沖裁力f=klt 式中 f沖裁力，單位n；l沖裁件周邊長度，單位mm；k系數(shù)，取k=1.3；材料抗剪強(qiáng)度，單位mpa；查表約取值300mpat材料厚度為1.5，單位mm。l=1702+1342+23.1414+23.148+423.143= 821.52mmf=klt= 1.3821.523001.5=480588n卸料力(f1)，推料力(f2)，頂件力 (f3)的計(jì)算f1=kf=0.02480588=9611.76nf2=nkf=86505nf3=k3f=19222.5nk1卸料力系數(shù)，其值為0.020.06(薄料取大值， 厚料取小值)k2推料力系數(shù)，其值為0.030.07

26、(薄料取大值， 厚料取小值)；k3 頂件力系數(shù)，其值為0.040.08(薄料取大值， 厚料取小值)；n梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量(nh/t);h直刃口部分的高(mm)；t材料厚度(mm)。卸料力和 頂件力還是 設(shè)計(jì)卸料裝置和彈頂裝置中彈性元件的依據(jù)。3.2.2壓力機(jī)公稱壓力的選取沖裁時，壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于沖裁各工藝力的總和.fz=f1+f2+f3=9611.76+86505+19222.5=115339.26nm=fz/g=11533.926kg=11.533（噸）故選用12噸的壓力機(jī)，沖壓機(jī)的類型選用開式曲柄壓力機(jī)。與其它類型的壓力機(jī)相比具有工作效率高，成本低的特點(diǎn)。由于本沖裁

27、件為簡單的幾何圖形，所以壓力中心為幾何中心。3.3凸模與凹模的刃口尺寸計(jì)算本設(shè)計(jì)選用凸模與凹模分開加工，采用這種方法是指凸模和凹模分別按圖紙加工至尺寸。要分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸與制造公差，適用于圓形或簡單形狀的制件。1落料：dd（maxx）d0 dp （dzmin)p（maxxzmin)p 2.沖孔： 沖孔 dp （ dminx)pdd=(dp+zmin) d0式中d落料凹?；境叽?mm)； p落料 凸?；?尺寸(mm)； dmax落料件最大極限尺寸(mm)；dd沖孔凹?；境叽?mm)； dp沖孔 凸?；?尺寸(mm)；dmin沖孔件孔的 最小極限尺寸(mm)； ld同 一工步 中

28、凹模孔距基本尺寸(mm)；lmin制件孔距最小極限尺寸(mm)；沖裁件制件公差 (mm)； zmin凸 、凹模最小初始雙面間隙(mm)；p 凸模下 偏差，可按it6選用(mm)；d凹模上偏差，可按it7選用(mm)；x系數(shù)，是為了使沖裁件的實(shí)際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸，與工件制造精度有關(guān)，按下列關(guān)系取值，也可查表：當(dāng)制件公差為 it10以上，取x當(dāng)制件公差為 it11it13，取x0.75當(dāng)制件公差為 it14以下時，取x0.5。 表3-3 凹模刃口尺寸計(jì)算2.凸模與凹模配制加工 采用凸、凹模分開加工法時，為了保證凸、凹模間一定的間隙值，必須嚴(yán)格限制沖模制造公差，因此，造成沖模制造困

29、難。對于沖制薄材料(因zmax與zmin的差值很小)的沖模，或沖制復(fù)雜形狀工件的沖模，或單件生產(chǎn)的沖模，常常采用凸模與凹模配制的加工方法。 配制法就是先按設(shè)計(jì)尺寸制出一個基準(zhǔn)件(凸?；虬寄?，然后根據(jù)基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸再按最小合理間隙配制。設(shè)計(jì)時，基準(zhǔn)件的刃口尺寸及制造公差應(yīng)詳細(xì)標(biāo)注，而配制件上只標(biāo)注公稱尺寸，不注公差，但在圖樣上注明：“凸(凹)模刃口按凹(凸)模實(shí)際刃口尺寸配制，保證最小雙面合理間隙值zmin。采用配制法，計(jì)算凸?；虬寄Ｈ锌诔叽?，首先是根據(jù)凸模或凹模磨損后輪廓變化正確判斷出模具刃口各個尺寸在磨損過程中是變大、變小還是不變的三種情況，然后分別按不同的公式計(jì)算。第一類尺寸，磨損后增

30、大的對于落料凹?；驔_孔 凸模在 磨損后將會增大的第一類尺寸，相當(dāng)于簡單形狀的落料凹模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法第一類尺寸： a （ maxx)0.25a=120-0.20+0.25x0.20=119.85mmb=84-0.20+0.25x0.20=83.85mmc=25-0.20+0.25x0.20=24.85mm落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是119.85mm，83.85mm,24.85mm.不必標(biāo)注公差注明以 0.10.14mm雙面間隙與落料凹模配作。大孔按照it14,取x=0.5 ，小孔按照it12，取x=0.75設(shè) 凸 、凹模分別按 it6和it7級加工制造，則沖孔

31、 dp （ dminx)p=28+0.5x0.2-0.008 （ dp2zmin）d0=28.1+0.04+28.14mm校核 t+tzmax-zmint+t=0.04 zmax-zmin=0.1080.040.108滿足間隙公差條件dp2=16+0.75x0.18-0.008=（ dp2zmin）d0=16.135+0.04=16.175校核 pd2zmin 0.008 0.012 0.060.04 0.020.02滿足間隙公差條件凸模的刃口尺寸按凹模的實(shí)際尺寸配制，并保證雙面間隙0.030.05mm。凹模厚度：h=20mm第四章 上模零件設(shè)計(jì)4.1 新建上模元件凸模組件一般凸模組件結(jié)構(gòu)包括

32、凸模固定板，墊板，和防轉(zhuǎn)銷，并用螺釘銷固定在上模座上。凸模形式 凸模的結(jié)構(gòu)形式，主要根據(jù)沖裁件的形狀和尺寸而定。常見的圓形凸模結(jié)構(gòu)形式如圖4.12所示，圖中(a)、(c)適用的沖裁直徑d =120mm，為避免應(yīng)力集中和保證強(qiáng)度與剛度方面的要求，而做成圓滑過渡的階梯形或在中部增加過渡階段。圖(b)適用的沖裁直徑d=830mm。圖(d)適用于沖制孔徑與料厚相近的小孔。采用保護(hù)套結(jié)構(gòu)既可以提高抗彎能力，又能夠節(jié)省模具鋼。圖(e)適用于沖大孔或落料用的凸模，為減少磨削面積，凸模外徑與端面都加工成凹進(jìn)形狀。 圖4.12 圓形凸模圖4.13所示為快換凸模結(jié)構(gòu)，用于大型沖模中沖小孔的易損凸模。圖4.13 快

33、換凸模圖4.14為非圓形凸模。與凸模固定板配合的固定部分可做成圓形或矩形，如圖(a)、(b)所示。如采用線切割加工時，固定部分和工作部分的尺寸應(yīng)一致，如圖(c)所示。 圖4.14 非圓形凸模本設(shè)計(jì)選用圓形和矩形凸模。 4.1.2凸模的長度 對采用彈性卸料板的沖裁模，其凸模的長度應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)確定。采用固定卸料板的沖裁模，基本結(jié)構(gòu)如圖2.15所示。凸模的長度按下 式計(jì)算。擬采用固定卸料板。ll1l2l3(1520)mm 式中 l1凸模固定板厚度，單位mm；l2缷料板的厚度，單位mm；l3導(dǎo)尺的厚度，單位mm。式中的1520mm包括凸模進(jìn)入凹模的深度、凸模修磨量、沖 模在閉合狀態(tài)下缷料板到凸

34、模固定板間的距離。一般應(yīng)根據(jù)具體結(jié)構(gòu)再加以修正。 l=l1+l2+l3+15=35+25+5+15=80mm凸模長度由于鎖殼的板料厚度為1.5mm，所以選用15mm4.1.3凸模材料 模具刃口要求有較高的耐磨性，并能承受沖裁時的沖擊力。因此應(yīng)有高的硬度與適當(dāng)?shù)捻g性。形狀簡單且模具壽命要求不高的凸模可選用 t8a、t10a等材料；形狀復(fù)雜且模具有較高壽命要求的凸模應(yīng)選 cr12、9mn2v、.r12mov、crwmn.cr6wv等制造，熱處理硬度取5862hrc，要求高壽命、高耐磨性的凸模，可選硬質(zhì)合金材料。凸模工作部分的表面粗糙度ra=0.80.4um,固定部分為ra=1.60.8um.本次設(shè)

35、計(jì)鎖殼的結(jié)構(gòu)簡單故選用材料為t10a。凸模的熱處理硬度為5860hrc。4.1.4 凸模強(qiáng)度和剛度 在一般情況下，凸模的強(qiáng)度是足夠的，不必進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。但是，對細(xì)長的凸模，或凸模斷面尺寸較小而毛坯厚度又比較大的情況下，必須進(jìn)行承壓能力和抗縱向彎曲能力兩方面的校驗(yàn)。 凸模承載能力校核凸模最小斷面承受的壓應(yīng)力，必須小于凸模材料強(qiáng)度允許的壓力，即： min 故非圓凸模 fmin3227 符合設(shè)計(jì)要求對圓形凸模 dmint 164x1.5x300x0.005 16 9 符合設(shè)計(jì)要求式中凸模最小斷面的壓應(yīng)力 (mpa)； p凸?？v向總壓力(n)； fmin凸模最小斷面積(mm）； dmin凸模最小直徑(

36、mm）； t沖裁材料厚度(mm)沖裁材料抗剪強(qiáng)度 (mpa)； 凸模材料的許用壓應(yīng)力 (mpa)。凸?？箯澞芰π：送鼓_裁時穩(wěn)定性校驗(yàn)采用桿件受軸向壓力的歐拉公式。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，可分為無導(dǎo)向裝置和有導(dǎo)向裝置的凸模進(jìn)行校驗(yàn)。對無導(dǎo)向裝置的凸模，其受力情況相當(dāng)于一端固定另一端自由的壓桿，其縱向的抗彎能力可用下列公式校驗(yàn)：無導(dǎo)向裝置的圓形凸模見式(mm) （430）非圓形凸模見式 (431)。(mm) （ 431）帶導(dǎo)向裝置的圓形凸模見式 (432)。(mm) （432）非圓形凸模見式 (433)。(mm) （433）式中 lmax允許的凸模最大自由長度，單位mm；d凸模的最小直徑，單位mm；

37、f沖裁力，單位n；i凸模最小橫截面的慣性矩，單位mm4。 本次設(shè)計(jì)選用帶導(dǎo)向的圓形凸模故用式4-32計(jì)算則 (mm)=80(mm)則凸模的長度為80mm.4.1.5凸模固定板凸模固定板用于固定凸模。固定板的外形尺寸一般與凹模大小一樣。固定凸模用的型孔與凸模固定部分相適應(yīng)。型孔位置應(yīng)與凹模型孔位置協(xié)調(diào)一致。凸模固定板的內(nèi)凸模固定方法通常是將凸模壓入固定板內(nèi)，配合用h7/m6，直通式凸模用n7/h6,p7/h6。對于大尺寸的凸模，也可以用螺釘，銷釘固定到模座上而不用固定板。對于小凸模還可以選用粘結(jié)固定。粘結(jié)固定板式，固定板上的型孔要留出間隙，以減少配合加工面，簡化孔的加工。對于大型沖模中沖小孔的易

38、損凸模還可采用快速換模的固定方法，以便于修理和更換。4.1.6墊板墊板裝在固定板與上模座或下模座之間，作用是防止沖裁時凸模壓壞上模座，墊板的材料選用45鋼，熱處理硬度取4348hrc,對單位壓力特大的則選用t8a，熱處理硬度取5255hrc.4.2推件裝置推件和頂件的目的，是將制件從凹模中推出來 (凹模在上模)或頂出(凹模在下模)。推件力是由壓力機(jī)的模梁作用，通過一些傳力元件將推件力傳遞到推件板上將制件(或廢料)推出凹模。圖2.29所示為兩種推件裝置，其中圖2.29(a)的模具帶有剛性推件裝置，其推件力大，推件可靠，但不起壓料作用。圖2.29(b)的模具帶有彈性推件裝置，在沖壓時能壓住工件，沖

39、出的工件質(zhì)量較高，但彈性元件的壓力有限，當(dāng)沖壓較厚材料時，推件力量不足或者結(jié)構(gòu)龐大。圖4.2-剛性推件裝置選用鋼性形推件裝置。本設(shè)計(jì)選用有導(dǎo)向裝置的凸模.上模座的長為200mm。寬為164mm。第五章 下模零件設(shè)計(jì)5.1凹模設(shè)計(jì)5.1.1凹模的洞口形裝選擇 凹模洞口形狀是指凹模模型孔的軸剖視圖。幾種常見的凹模洞口形式如圖所示。為斜壁式刃口凹模，沖裁件或廢料容易通過，凹模磨損后的修磨量較小。但刃口強(qiáng)度較低，刃口尺寸在修磨后略有增大。適用于形狀簡單，精度要求不高，材料厚度較薄工件的沖裁。當(dāng)t200hhhh0.868610812101412160.81.56108121014121614181.53

40、81012141634.510121416184.51214161820查表4.2得卸料板厚度：h=14mm, 卸料板外形尺寸與凹模外形尺寸相同（200x164）.并用四個卸料螺釘固定在下模上。第六章 其它機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1模具導(dǎo)向機(jī)構(gòu)模具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)常用的導(dǎo)柱導(dǎo)套式模架，是由上、下模座和導(dǎo)向零件組成。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，并承受沖壓過程的全部載荷。模具上模座和下模座分別與沖壓設(shè)備的滑塊和工作臺固定。上、下模間的精確位置，由導(dǎo)柱、導(dǎo)套的導(dǎo)向來實(shí)現(xiàn)。 按導(dǎo)柱在模架上的固定位置不同，導(dǎo)柱模架的基本型式有四種。對角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具中心對稱的對角線上，所以上模座在

41、導(dǎo)柱上滑動平穩(wěn)。常用于橫向送料級進(jìn)?；蚩v向送料的落料模、復(fù)合模 (x軸為橫向，y軸為縱向)。 后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便。因?qū)е惭b在后側(cè)，工作時，偏心距會造成導(dǎo)柱導(dǎo)套單邊磨損，并且不能使用浮動模柄結(jié)構(gòu)。中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。但只能一個方向送料。 四導(dǎo)柱模架，具有滑動平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。常用于沖壓尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大量生產(chǎn)用的自動沖壓模架。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)選用后側(cè)導(dǎo)柱模架。6.1.1定位裝置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方向的限位：一是在與條料

42、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)的距離稱為送料定位。對于塊料或工序件得定位，基本也是在兩個方向上的限位，只是定位零件的結(jié)構(gòu)形式與條料有所不同而已。屬于送進(jìn)導(dǎo)向的定位零件有導(dǎo)料銷、導(dǎo)料板、側(cè)壓板等；屬于送料定距的定位零件有擋料銷、導(dǎo)正銷、側(cè)刃等；屬于塊料或工序件的定位零件有定位銷、定位板等。選擇定位方式及定位零件時應(yīng)根據(jù)坯料形式、模具結(jié)構(gòu)、沖裁精度和生產(chǎn)率的要求等。模具上定位零件的作用是使毛坯在模具上能夠正確定位。毛坯在模具中的定位有兩個內(nèi)容：一是在送料方向上的定位，用來控制送料的進(jìn)距，通常稱為擋料，中所示的銷；二是在與送料

43、方向垂直方向上的定位，通常稱為送進(jìn)導(dǎo)向. 6.1.2 定位板和定位銷 單個毛坯進(jìn)行沖壓加工時，一般采用定位板或定位銷定位。其主要形式如所示。可分為毛坯以外形定位；毛坯以內(nèi)孔定位。 擋料銷擋料銷的作用是保證條料送進(jìn)時有準(zhǔn)確的送料進(jìn)距。其結(jié)構(gòu)形式可分為固定擋料銷、活動擋料銷和始用擋料銷三種.所示為固定擋料銷，送進(jìn)時，需要人工抬起條料送進(jìn)，并將擋料銷套入下一個孔中，向前抵住搭邊而定位。圓柱頭式擋料銷，擋料銷的固定部分和工作部分的直徑差別很大，不致于削弱凹模的強(qiáng)度；并且制造簡單，使用方便。其一般裝固在凹模上，適用于帶固定卸料板和彈性卸料板的沖裁模。鉤形擋料銷，其固定部分的位置可離凹模的刃口更遠(yuǎn)一些，有

44、利于提高凹模強(qiáng)度。但此種擋料銷由于形狀不對稱，為防止轉(zhuǎn)動需另加定向裝置。適用于加工較大、較厚材料的沖壓件?；顒訐趿箱N。擋料銷在送進(jìn)方向帶有斜面，送進(jìn)時當(dāng)搭邊碰撞斜面使擋料銷跳越搭邊而進(jìn)人下一個孔中時，然后將條料后拉，擋料銷便抵住搭邊而定位。每次送料都要先送后拉，做方向相反的兩個動作。適用于厚度大于0.8mm的沖壓材料，因?yàn)閺U料需帶有一定的強(qiáng)度，如料太薄，則頂不起帶有彈簧的擋料銷。圖6.22所示為始用擋料銷。這種擋料銷用于條料送進(jìn)時的首次定位。使用時，用手壓出擋料銷，條料定位后，在彈簧的作用下?lián)趿箱N自動退出圖6.23 始用擋料銷6.1.2導(dǎo)正銷 為了保證級進(jìn)模沖裁件內(nèi)孔和外緣的相對位置精度，在級

45、進(jìn)模中的定位可采用如圖2.23所示的導(dǎo)正銷。導(dǎo)正銷安裝在落料凸模的工作端面上，落料前導(dǎo)正銷先插入已沖好的孔中，確定內(nèi)孔與外形的相對位置，消除送料和導(dǎo)向中產(chǎn)生的誤差。設(shè)計(jì)有導(dǎo)正銷的級進(jìn)模時，擋料銷的位置，應(yīng)保證導(dǎo)正銷在導(dǎo)正條料過程中條料活動的可能。擋料銷的位置e可由式 (637)計(jì)算。e=a- + +0.1 (637)式中 a送料進(jìn)距； d落料凸模直徑；d擋料銷頭部直徑；0.1導(dǎo)正銷往前推的活動余量。e=40-14+8+0.1=34.1mm 表6-1導(dǎo)料板、擋料銷高度材料厚度t擋料銷高度導(dǎo)料板厚度h固定擋料銷自動擋料銷0.32368482348106834410128104651215810610815251015選用固定擋料銷，導(dǎo)料板厚度為86.1.3導(dǎo)尺 采用條料或帶