畢業(yè)設計沖壓模具設計

1、- 畢 業(yè) 設 計論文題目： 沖壓模具設計題目： 沖壓模具設計班級： 09模具1班 專業(yè)： 模具設計與制造 日期： 模具設計與制造專業(yè)畢業(yè)設計任務書一、目的與要求1、培養(yǎng)學生綜合運用所學專業(yè)的基礎知識和專業(yè)技能，提高解決實際問題的能力，從而達到鞏固、深化所學的知識與技能。2、培養(yǎng)學生建立正確的科學思想，培養(yǎng)學生認真負責、實事求是的科學態(tài)度和嚴謹求實作風。3、培養(yǎng)學生調查研究，收集資料，熟悉有關技術文件，運用國家標準、手冊、資料等工具書進行模具設計或加工（如設計計算，數據處理，工程制圖等）、編寫技術文件等獨立工作能力。二、選題原則1、自主選題根據學生本人頂崗實習所在單位的具體情況，盡可能結合生產

2、實際（可以從事生產實習中的模具零件的加工工藝制定、沖壓模具，塑料成型模具或其它模具的設計、模具零件和產品cad/cam造型與編程、模具裝配及維護維修、機電產品市場調查及營銷等），學生可自主選題，自主選題必須通過指導教師審查認可。2、根椐在下列課題進行選題（1）、帶螺紋齒輪塑料模具設計；（2）、汽車底盤支架沖壓工藝及模具設計；（3）、斷路器支架的沖壓工藝及模具設計；（4）、沖孔落料連續(xù)模、彎曲模設計；（5）、洗發(fā)水連體蓋注射模設計；（6）、低壓電器支架沖壓工藝及模具設計；（7）、手機殼注射模設計；（8）、電器支架的級進模設計；（9）、風扇支架注射模設計；（10）、控制面板的沖壓工藝及模具設計；3

3、、設計內容和要求（1）、若為沖壓件，編制成形該零件的冷沖壓工藝卡一份，并設計相關工序冷沖壓模具一副，含模具總裝圖一張（1號圖紙）及該模具全部非標準零件圖一套；（2）、若為塑料件，設計成形模具一副，含模具總裝圖一張（1號圖紙）、及該模具全部非標準零件圖一套；（3）、編制該模具非標準零件加工工藝規(guī)程：編制該模具所有非標準零件加工工藝過程卡；編制一個工作零件（成形零件）機械加工主要工序的工序卡。（4）、按要求編寫設計說明書一份（3000字以上）；（5）、按要求裝訂。 注：計算說明書要求有目錄、產品圖、零件工藝性分析、基本參數的計算及注射機（壓力機）的選用、模具類型及結構形式的確定、模具與注射機（壓力

4、機）關系的校核、模具主要零部件的確定（設計和必要的計算）、參考資料等。3、選題要求（1）課題要具有真實性；學生應在教師指導下，獨立完成一項自選或給定的模具設計或加工等方面的設計任務。（2）課題原則上一人一題，允許大課題下分若干小課題，但必須說明每人所承擔的部分，多人合寫一份論文應為不合格；（3）畢業(yè)設計課題一經確認，不得更改。（4）要求上交文字檔及電子文檔。三、時間安排1、答辯時間2012年6月2日。2、指導老師09模具1班：吳克祥 e-mail wq82450）四、畢業(yè)實習報告1、實習內容模具零件的加工工藝制定、沖壓模具，塑料成型模具或其它模具的設計、模具零件和產品

5、cad/cam造型與編程、模具裝配及維護維修是實習的重點。 1）了解模具及模具設備的結構、組成及工作原理。 2）了解典型零件的加工過程與工藝要求。 3）了解cad/cam造型與編程方法。 4) 結合圖紙、資料等熟悉設備的結構，找出其特點。 5) 深入分析典型零件的工藝過程，做好記錄，為撰寫實習報告收集資料。2現場實習 學生帶著問題到車間，生產一線。了解生產中的設備、工藝等。通過觀察、記錄、查閱資料 、現場請教等使問題得到解決。3、實習報告 （1）實習單位的基本情況：工廠概況、車間概況、主要產品、人員組成等。 （2）典型模具（可以由指導教師指定，也可由學生自定）的加工工藝過程，畫出草圖，標明主要

6、尺寸、工序、工裝、加工設備、檢測方法等。（3）本人在實習中的收獲、體會及對工廠（車間）的合理化建議。五、畢業(yè)設計成績評定1畢業(yè)設計的成績采取五級記分和評語相結合的辦法。根據學生畢業(yè)設計的優(yōu)缺點、數據和結論的精確程度、說明書與圖紙的質量、答辯情況等寫出評語。并由答辯負責人簽字。2評分標準 優(yōu)秀（90分以上）：畢業(yè)設計的內容正確、有獨立見解或取得有價值的成果；有很強的獨立工作能力；提交的文字材料及附件完整、清晰、答辯正確。 良好（80分89分）：畢業(yè)設計內容正確、有較強的獨立工作能力；提交的文字材料及附件完整；答辯時回答基本正確，無概念性錯誤。 中等（70分79分）：畢業(yè)設計內容正確、獨立工作能力

7、一般；提交的文字材料及附件完整；答辯時回答問題基本正確，主要概念清楚。 及格（60分69分）：畢業(yè)設計(內容無原則性錯誤；獨立工作能力差；提交的文字材料及附件完整；答辯時回答問題不完全準確，有個別概念性錯誤。 不及格（60分以下）：畢業(yè)設計未完成規(guī)定的任務和要求或有原則性錯誤；提交的文字材料及附件不完整；答辯時概念性錯誤較多。無故不參加答辯者，以不及格論。附：模具設計步驟一、接受任務書 二、收集、分析、消化原始資料 收集整理有關制件設計、成型工藝、成型設備、機械加工及特殊加工資料，以備設計模具時使用。消化制件圖，了解的用途，分析制件的工藝性，尺寸精度等技術要求。消化工藝資料，分析工藝任務書所提

8、出的成型方法、設備型號、材料規(guī)格、模具結構類型等要求是否恰當，能否落實。 三、確定成型方法 四、選擇成型設備 根據成型設備的種類來進行模具，因此必須熟知各種成型設備的性能、規(guī)格、特點。例如對于注射機來說，在規(guī)格方面應當了解以下內容：注射容量、鎖模壓力、注射壓力、模具安裝尺寸、頂出裝置及尺寸、噴嘴孔直徑及噴嘴球面半徑、澆口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等，具體見相關參數。 要初步估計模具外形尺寸，判斷模具能否在所選的注射機上安裝和使用。 五、具體結構方案： 確定模具類型如壓制模（敞開式、半閉合式、閉合式）、鑄壓模、注射模等。 確定模具類型的主要結構 選擇理想的模具結構在于確定必需

9、的成型設備，理想的型腔數，在絕對可靠的條件下能使模具本身的工作滿足該塑料制件的工藝技術和生產經濟的要求。對塑料制件的工藝技術要求是要保證塑料制件的幾何形狀，表面光潔度和尺寸精度。生產經濟要求是要使塑料制件的成本低，生產效率高，模具能連續(xù)地工作，使用壽命長，節(jié)省勞動力。 六、整理資料任務書、制件圖、技術說明書、模具總裝圖、模具零件圖、底圖、模具設計說明書、檢驗記錄表、試模修模記錄等，按規(guī)定加以系統(tǒng)整理、裝訂、編號進行歸檔。緒論1.1 概述沖壓成形作為現代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，用以生產各種板料零件,具有很多獨特的優(yōu)勢，其成形件具有自重輕、剛度大、強度高、互換性好、成本低、生產過程便于實現機

10、械自動化及生產效率高等優(yōu)點，是一種其它加工方法所不能相比和不可替代的先進制造技術，在制造業(yè)中具有很強的競爭力，被廣泛應用于汽車、能源、機械、信息、航空航天、國防工業(yè)和日常生活的生產之中。在吸收了力學、數學、金屬材料學、機械科學以及控制、計算機技術等方面的知識后，已經形成了沖壓學科的成形基本理論。以沖壓產品為龍頭，以模具為中心，結合現代先進技術的應用，在產品的巨大市場需求刺激和推動下，沖壓成形技術在國民經濟發(fā)展、實現現代化和提高人民生活水平方面發(fā)揮著越來越重要的作用。1.2 沖壓技術的進步進幾十年來，沖壓技術有了飛速的發(fā)展，它不僅表現在許多新工藝與新技術在生產的廣泛應用上，如：旋壓成形、軟模具成

11、形、高能率成形等，更重要的是人們對沖壓技術的認識與掌握的程度有了質的飛躍1?，F代沖壓生產是一種大規(guī)模繼續(xù)作業(yè)的制造方式，由于高新技術的參與和介入，沖壓生產方式由初期的手工操作逐步進化為集成制造（圖1-1）。生產過程逐步實現機械化、自動化、并且正在向智能化、集成化的方向發(fā)展。實現自動化沖壓作業(yè)，體現安全、高效、節(jié)材等優(yōu)點，已經是沖壓生產的發(fā)展方向。 圖1-1 沖壓作業(yè)方式的進化沖壓自動化生產的實現使沖壓制造的概念有了本質的飛躍。結合現代技術信息系統(tǒng)和現代化管理信息系統(tǒng)的成果，由這三方面組合又形成現代沖壓新的生產模式計算機集成制造系統(tǒng)cims（computer integrated manufac

12、turing system）。把產品概念形成、設計、開發(fā)、生產、銷售、售后服務全過程通過計算機等技術融為一體，將會給沖壓制造業(yè)帶來更好的經濟效益，使現代沖壓技術水平提高到一個新的高度。1.3 模具的發(fā)展與現狀模具是工業(yè)生產中的基礎工藝裝備，是一種高附加值的高技術密集型產品，也是高新技術產業(yè)的重要領域，其技術水平的高低已成為衡量一個國家制造水平的重要標志。隨著國民經濟總量和工業(yè)產品技術的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對模具的需求量越來越大，技術要求也越來越高。目前我國模具工業(yè)的發(fā)展步伐日益加快，“十一五期間”產品發(fā)展重點主要應表現在 2：（1）汽車覆蓋件模；（2）精密沖模；（3）大型及精密塑料模；（4）主要

13、模具標準件；（5）其它高技術含量的模具。目前我國模具年生產總量雖然已位居世界第三，其中，沖壓模占模具總量的40%以上2，但在整個模具設計制造水平和標準化程度上，與德國、美國、日本等發(fā)達國家相比還存在相當大的差距。以大型覆蓋件沖模為代表，我國已能生產部分轎車覆蓋件模具。轎車覆蓋件模具設計和制造難度大，質量和精度要求高，代表覆蓋件模具的水平。在設計制造方法、手段上已基本達到了國際水平，模具結構功能方面也接近國際水平，在轎車模具國產化進程中前進了一大步。但在制造質量、精度、制造周期和成本方面，以國外相比還存在一定的差距。標志沖模技術先進水平的多工位級進模和多功能模具，是我國重點發(fā)展的精密模具品種，在

14、制造精度、使用壽命、模具結構和功能上，與國外多工位級進模和多功能模具相比，存在一定差距2-3。1.4 模具cad/cae/cam技術沖壓技術的進步首先通過模具技術的進步來體現出來。對沖模技術性能的研究已經成為發(fā)展沖壓成形技術的中心和關鍵。20世紀60年代初期，國外飛機、汽車制造公司開始研究計算機在模具設計與制造中的應用。通過以計算機為主要技術手段，以數學模型為中心，采用人機互相結合、各盡所長的方式，把模具的設計、分析、計算、制造、檢驗、生產過程連成一個有機整體，使模具技術進入到綜合應用計算機進行設計、制造的新階段。模具的高精度、高壽命、高效率成為模具技術進步的特征。模具cad/cae/cam是

15、改造傳統(tǒng)模具生產方式的關鍵技術，是一項高科技、高效益的系統(tǒng)工程。它以計算機軟件的形式，為企業(yè)提供一種有效的輔助工具，使工程技術人員借助于計算機對產品性能、模具結構、成形工藝、數控加工及生產管理進行設計和優(yōu)化4。模具cad/cae/cam技術能顯著縮短模具設計與制造周期，降低生產成本和提高產品質量已成為模具界的共識。模具cad/cae/cam在近20年中經歷了從簡單到復雜，從試點到普及的過程。進入本世紀以來，模具cad/cae/cam技術發(fā)展速度更快，應用范圍更廣。在級進模cad/cae/cam發(fā)展應用方面，本世紀初，美國ugs公司與我國華中科技大學合作在ug-ii（現為nx）軟件平臺上開發(fā)出基

16、于三維幾何模型的級進模cad/cam軟件nx-pdw。該軟件包括工程初始化、工藝預定義、毛坯展開、毛坯排樣、廢料設計、條料排樣、壓力計算和模具結構設計等模塊。具有特征識別與重構、全三維結構關聯等顯著特色，已在2003年作為商品化產品投入市場。與此同時，新加波、馬來西亞、印度及我國臺灣、香港有關機構和公司也在開發(fā)和試用新一代級進模cad/cam系統(tǒng)。我國從上世紀90年代開始，華中科技大學、上海交通大學、西安交通大學和北京機電研究院等相繼開展了級進模cad/cam系統(tǒng)的研究和開發(fā)。如華中科技大學模具技術國家重點實驗室在autocad軟件平臺上開發(fā)出基于特征的級進模cad/cam系統(tǒng)hmjc，包括板

17、金零件特征造型、基于特征的沖壓工藝設計、模具結構設計、標準件及典型結構建庫工具和線切割自動編程5個模塊。上海交通大學為瑞士法因托（finetool）精沖公司開發(fā)成功精密沖裁級進模cac/cam系統(tǒng)。西安交通大學開發(fā)出多工位彎曲級進模cad系統(tǒng)等。近年來，國內一些軟件公司也競相加入了級進模cad/cam系統(tǒng)的開發(fā)行列，如深圳雅明軟件制作室開發(fā)的級進模系統(tǒng)cmcad、富士康公司開發(fā)的用于單沖模與復合模的cad系統(tǒng)fox-cad等4。展望國內外模具cad/cae/cam技術的發(fā)展，本世紀的科學技術正處于日新月異的變革之中，通過與計算機技術的緊密結合，人工智能技術、并行工程、面向裝配、參數化特征建模以

18、及關聯設計等一系列與模具工業(yè)相關的技術發(fā)展之快，學科領域交叉之廣前所未見。今后10年新一代模具cad/cae/cam系統(tǒng)必然是當今最好的設計理念、最新的成形理論和最高水平的制造方法相結合的產物，其特點將反映在專業(yè)化、網絡化、集成化、智能化四個方面。主要表現在4：（1）模具cad/cam的專業(yè)化程度不斷提高；（2）基于網絡的cad/cae/cam一體化系統(tǒng)結構初見端倪；（3）模具cad/cae/cam的智能化引人注目；（4）與先進制造技術的結合日益緊密。1.5 課題的主要特點及意義該課題主要針對電器開關過電片零件，在對過電片沖孔、落料和壓彎等成形工藝分析的基礎上，提出了該零件采用多工位級進模的沖

19、壓方案；根據零件的形狀、尺寸精度要求，設計過程中綜合考慮采用“雙列直對排法”排樣，成形側刃定位，保證工件的尺寸和形狀位置精度要求的同時，提高了材料的利用率和勞動生產率。本課題涉及的知識面廣，綜合性較強，在鞏固大學所學知識的同時，對于提高設計者的創(chuàng)新能力、協調能力，開闊設計思路等方面為作者提供了一個良好的平臺。2 沖壓工藝方案的制定圖2-1 零件圖材料：h68普通黃銅 料厚：0.5mm該零件為某電器開關過電片，是一家電器生產企業(yè)產品中的一個主要零件，如圖2-1所示,其作用是通過開關扳手的運動由過電片讓電流通或斷。該零件生產屬于大批量生產，零件結構緊湊，沖裁壁厚很?。ㄗ钚√帪?.75mm），成形過

20、程相互干涉，在復合模中難于實現；若用簡單的落料、沖孔、彎曲模等單工序模也可達到沖壓要求，這樣模具雖然簡單了，但是沖壓所用的設備和人員較多，沖壓工序中的定位也較麻煩，加上零件較小，裝料時易產生不安全的現象，而且工序較多效率較低故不被推廣。為減少零件在生產中的多次定位對其精度和生產率的影響，一要產品批量較大，對零件的一致性要求較高，二是具有h68良好的彎曲和沖裁性能，經過反復比較，適宜采用較為復雜的多工位級進模制造。2.1 工藝分析本電器開關過電片從總體上看是一個帶雙孔的“”形彎曲件，該零件需要控制的尺寸有，分別為公差等級it11，it12級，其余尺寸均為未注公差，可以按it12級取公差。該零件材

21、料為h68普通黃銅，料厚為0.5mm，因而從尺寸精度和材料方圖2-2 零件展開圖面分析比較適合用沖壓加工。經計算得零件毛坯展開尺寸，如圖2-2所示，最長處為22.86mm，最寬處為6.8mm，屬于小型沖壓件。由于“”形彎曲件兩直邊折彎方向相反，故彎曲模必須有兩個方向的彎曲動作?，F改為“”形彎曲件，它是“”形件的成對彎曲，然后再切斷為二個“”形件，這樣使兩邊的彎曲力相互平衡，同時也減少了彎曲時的毛坯移動。2.2 排樣圖設計排樣圖是多工位級進模設計的關鍵，它具體反映了零件在整個沖壓成形過程中，毛坯外形在條料上的截取方式及與相鄰毛坯的關系，而且對材料的利用率、沖壓加工的工藝性以及模具的結構和壽命等有

22、著顯著的影響。表2-13取搭邊值a=1.2mm，沖切外形時工件間的搭邊連接最小寬度取1.8mm。故應針對零件和零件展開后的工藝特點，并綜合考慮工藝分析各個因素后，設計合理的排樣圖及具體工位安排。故：條料寬度 b=22.86mm2 + 1.2mm2 + 1.8mm =49.92mm，取b=50mm；沖壓進距 h=6.8mm + 5mm + 1.2mm2 =14.2mm毛坯排樣圖如圖2-3所示：圖2-3 排樣圖根據以上分析，沖壓如圖2-1所示的零件的級進模分為四個工位。第一工位：定距沖外形；第二工位：沖圓孔和腰形孔；第三工位：“”形彎曲，由導正銷在圓孔中定位；第四工位：切斷“”形件，分離得四個“”

23、形制件。計算材料的利用率，一個進距內的沖裁面積a：a=92.5mm2+19.6mm24+15.9mm24+51.8 mm2=286.3 mm2其中，a包括一個進距內沖出的小孔面積142mm故一個進距的材料利用率為：=59.7%若沖出的小孔材料可以加以利用，則由本排樣方案計算一個進距的材料利用率為：3 選擇壓力機根據上述沖壓力的計算，初步選用型號為j23-16開式雙柱可傾壓力機。該型號壓力機主要技術規(guī)格如下8：公稱壓力 160kn;滑塊行程 55mm;最大閉合高度 220mm;最大裝模高度 180mm;連桿調節(jié)量 45mm;工作臺尺寸（前后mm左右mm） ;墊板尺寸（厚度mm孔徑mm） ;模柄孔

24、尺寸（直徑mm深度mm） ;滑塊中心至床身中心距離 160mm;最大傾斜角 35由4.3節(jié)計算知：模具閉合高度故，所選壓力機裝模高度與模具閉合高度滿足下式還可以看出取在：，這樣可以避免連桿調節(jié)過長，螺紋接觸面積過小而被壓壞。3.1 條料定位裝置由于側刃定距方式使沖壓時材料送進準確可靠，但增加了材料的消耗，也使模具的制造維修趨于復雜。側刃的成形沖切即發(fā)揮了側刃定距的優(yōu)點，又使得有搭邊排樣的有廢料沖壓變?yōu)闊o廢料、少廢料沖壓。成形側刃沖壓是將擬選用的側刃與工件某部分的沖裁結合，利用沖切出條（帶）料的缺口代替普通側刃的切邊缺口實現送料限位定距，省去普通側刃沖切后仍需留出落料沖切的搭邊，實現少無廢料排樣

25、的沖裁7。資料表明：在級進模上使用成形側刃與使用普通側刃相比，不僅可以節(jié)省沖壓材料6%-10%，成本降低2%-6%，而且可以使連續(xù)沖壓保持較高的勞動生產率的同時，保證工件具有較高的尺寸和形狀位置精度。圖3-1 模具結構示意圖1-模柄 2-上模板 3-圓柱頭內六角卸料螺釘 4-墊板 5-凸模固定板 6-彈簧 7-卸料板 8-導套 9-導柱 10-下模板 11-凹模 12-墊板 13-內六角圓柱頭螺釘 14-圓柱銷 15-切斷凸模 16-壓彎凸模 17-凹模鑲塊 18-沖腰形孔凸模 19-沖圓孔凸模20-切邊凸模（成形側刃） 21-開槽圓柱頭螺釘22-承料板 23-圓柱銷24-內六角圓柱頭螺釘25

26、-圓柱銷26-圓柱銷27-開槽沉頭螺釘 28-導料板 29-導正銷 30-開槽沉頭螺釘 31-螺塞 32-彈簧本設計在送料前進方向的兩側采用雙成形側刃定距，如圖2-3所示，即為使用成形側刃的排樣圖，側刃長度稍大于送料進距，以便導正銷伸入預沖孔時導料略后退。成形側刃尺寸按式（3-1）計算：l=h+（0.050.10） （3-1）式中，l成形側刃斷面沿送料方向的長度（mm），這里； h步距（mm）精確定位由導正銷29與條料上的導正孔5來實現，該模具裝有2件導正銷，結構形式如圖3-1所示，條料寬度方向由左、右導料板28導向，承料板22承料。3.2出料裝置采用彈性卸料板7卸料，彈性卸料板由彈簧6產生的

27、彈性實現卸料，并穿過卸料螺釘3桿部安裝在凸模固定板與卸料板之間。導正銷與導正孔之間存在一定的間隙，一般可以避免導正銷卡在導正孔內，若為了防止導正銷卡在導正孔內，可以采用在局部設計卸料塊與彈簧，靠彈簧產生的彈性實現卸料。沖孔、切邊廢料和切斷廢料由凹模下方的漏料孔逐步排出，制件由模具終端沿斜面自動落下。3.3 模具結構特點采用雙成形側刃對稱布置，切邊定距，沖出工件部分外形，充分利用料頭和料尾。為了便于送料，在沖切外形時工件之間留有一定的搭邊連接，在沖彎后再切去，工件成形后由凹模11終端的斜面滑出。4 模具零件的設計與計算4.1 凸、凹模刃口尺寸的計算4.1.1 凸、凹模間隙的選擇凸、凹模間隙值的大

28、小對沖壓制件質量、模具壽命、沖壓力的影響很大，是沖壓工藝與模具設計中的一個極其重要的工藝參數。根據零件材料及料厚，查文獻8表2-10，確定沖裁刃口始用雙面間隙值：zmin=0.025 mm， zmax=0.045 mm。至于壓彎時凸模與凹模之間的間隙，按材料的性能、厚度以及彎曲件的高度和寬度（彎曲線的長度），取單邊間隙c=（1.01.1）t，這里取c=0.5 mm。另外，設計中考慮在合模時使毛坯完全壓靠，以保證彎曲件的質量和尺寸精度。4.1.2 凸、凹模刃口尺寸計算沖壓制件的尺寸精度主要決定于模具刃口的尺寸精度，合理間隙的數值也必須靠模具的刃口尺寸來保證。因此，正確確定模具刃口尺寸極其公差，是

29、設計沖模的主要任務之一。（1）切邊凸、凹模刃口尺寸計算由于該零件切邊形狀比較復雜，且為薄材料，為了保證凸、凹模之間的間隙值，擬采用凸、凹模配合加工的方法。先做凸模，然后配做凹模，具體可采用成形磨削加工刃口。圖4-1 零件切邊尺寸根據零件切邊形狀，如圖4-1所示，其中未標注公差的尺寸，按it12級取公差。凸模磨損后尺寸變小的記為a類，有a1=, a2=, a3=，a4=，a5=尺寸變大的記為b類，有b1=, b2=,b3= 對于a類尺寸：查文獻6表2-11得：磨損系數x1=0.75, x2=1, x3=0.75, x4=1, x5=1a類尺寸按式(4-1)計算： （4-1）式中，凸模制造公差，圖

30、4-2 切邊凸模尺寸 對于b類尺寸：查文獻6表2-11得：x1=1, x2=1, x3=1b類尺寸按式(4-2)計算： （4-2）該零件切邊凹模刃口各部分尺寸按上述切邊凸模的相應部分尺寸配制，保證雙面間隙值zminzmax=0.0250.045mm。切邊凸模尺寸標注如圖4-2所示。（2）沖圓孔凸、凹模刃口尺寸計算圖4-4 沖圓孔凸模尺寸圓孔形狀簡單，為制造方便，凸、凹模擬采用分開加工。圖4-3 圓孔尺寸圓孔尺寸如圖4-3，未注公差按it12級處理有，按一般要求：模具精度較工件精度高23級，查文獻6表2-10得，這樣將不滿足分開加工條件：。考慮到圓孔容易加工，可以適當的提高凸、凹模制造精度，按:

31、，取，這樣就滿足分開加工條件：先確定凸模刃口尺寸，查文獻6表2-11得：x=0.75，按（4-3）式計算： (4-3)則：凹模刃口尺寸，按（4-4）式計算： （4-4）則：,沖圓孔凸模尺寸標注如圖4-4所示（3）沖腰形孔凸、凹模刃口尺寸計算腰形孔尺寸如圖4-5，未注公差按it12級處理有，孔心距。圖4-5 腰形孔尺寸腰形孔和圓孔同樣，比較容易加工，按上述沖圓孔凸、凹模刃口計算方法，適當提高模具制造精度，以滿足分開加工的條件，取，。 確定凸模刃口尺寸，查文獻6表2-11得：x=1，根據（4-3）式有：沖腰形孔凸模尺寸標注如圖4-6所示。圖4-6 沖腰形孔凸模尺寸由式（4-4）得，凹模刃口尺寸為：

32、 孔心距 （4-5）式中 、凸、凹?？仔木嗟臉朔Q尺寸（mm）； 工件孔心距的標稱尺寸（mm）； 工件孔心距的公差（mm）則：圖4-7 切斷搭邊尺寸（4）切斷凸模刃口尺寸計算零件切斷搭邊廢料形狀尺寸如圖4-7所示，其中未標注公差的尺寸，按it12級取公差。按上述切邊凸、凹模刃口尺寸計算方法，凸、凹模采用配合加工，先加工凸模，然后配做凹模。同樣，凸模磨損后尺寸變小的記為a類，有a1=, a2=, a3=, a4=；尺寸變大的記為b類，有b1=。 對于a類尺寸：查文獻6表2-11得：x1=0.75, x2=1, x3=1, x4=1，由式（4-1）得：圖4-8 切斷凸模尺寸 對于b類尺寸：查文獻6表

33、2-11得：x=1由式（4-2）得： 該零件搭邊廢料切斷凹模刃口各部分尺寸按上述切斷凸模的相應部分尺寸配制，保證雙面間隙值zminzmax=0.0250.045mm，切斷凸模尺寸標注如圖4-8所示。（5）壓彎凸、凹模刃口尺寸計算圖4-9 壓彎型槽相對位置壓彎型槽相對位置關系，如圖4-9所示，相對寬度尺寸標注在內側，故應以凸臺（相當于凸模）為基準，先計算凸臺尺寸?？紤]到模具磨損和彎曲件的回彈，凸臺尺寸按（4-6）計算： （4-6）式中，彎曲件基本尺寸(mm)； 彎曲件制造公差(mm)； 凸臺制造公差，按it8級選取則：兩個壓彎凸模刃邊相對位置尺寸（相當于凹模）按凸臺尺寸控制，保證單邊間隙c, 即

34、： （4-7）故：4.2 凸、凹模的設計4.2.1 凸模的結構和固定形式由于沖件的形狀和尺寸的不同，沖模的加工以及裝配工藝等實際條件亦有所不同，所以在實際生產中使用的凸模結構形式也就有很多種形式。一般沖裁凸模的形狀是由產品的形狀決定的，它可以采用直身結構也可采用加強型結構。主要的固定方式有：臺肩固定、鉚接、螺釘和銷釘固定以及粘結劑澆注法固定等9。圖4-10 凸模固定方式本設計中采用用圓形和方形兩種形式的凸模，材料選用t10a鋼，淬火硬度hrc56-60 必要時表面可進行滲氮處理。圓凸?？刹捎酶呔韧鈭A磨床加工，異形凸?？梢圆捎寐呓z線切割加工或成形磨削加工（成形磨削是模具零件成形表面精加工的一

35、種方法，可以獲得高尺寸精度、高表面加工質量7。凸模固定方式如圖4-10所示：凸模以過渡配合（k6）固緊在凸模固定板上，頂端形成臺肩，以便固定，并保證在工作時不被拉出，安全可靠。4.2.2 凸模長度的確定凸模工作部分的長度應根據模具的結構來確定。一般不宜過長，否則往往因縱向彎曲而使凸模工作時失穩(wěn)。致使模具間隙出現不均勻，從而使沖件的質量及精度有所下降，嚴重時甚至會使凸模折斷。根據模具設計結構形式，凸模的長度為 （4-8）式中，凸模的長度（mm）； 凸模固定板的厚度（mm），它取決于沖件的厚度t，一般在沖制t40-50 mm），料厚0.5 mm（0.8 mm），由文獻10表14-5取b=30mm。

36、（2）凹模厚度：凹模厚度h根據沖裁力f按文獻10圖14-15選擇。先算沖裁力： （4-10）式中，l 沖裁件周邊長度（mm）；t 材料厚度（mm），t=0.5mm；t 材料抗剪強度（mpa），=240mpa；k 系數?？紤]到模具刃口的磨損，模具間隙的波動，材料力學性能的變化及材料厚度偏差等因素，一般取k=1.3。算得整個沖壓工序中沖裁周邊長度l=388mm，代入式（4-10）得： f=1.33882400.560kn由文獻10圖14-15中取凹模厚度h=20mm。（3）凹模外形尺寸根據排樣圖2-3所注尺寸和上述凹模厚度h與壁厚b，可以得出：凹模長l=124 mm；凹模寬b=110 mm；故初步

37、有了凹模外形尺寸lbh=12411220 mm。根據要求，上述凹模外形尺寸須向國家標準靠攏，對照文獻10表14-6（摘自gb2858-81），將上述尺寸改為12512520 mm。（4） 刃壁高度垂直于凹模平面的刃壁，其高度h0可以按下列規(guī)則計算10：沖件料厚t3 mm，h0=3 mm；沖件料厚t3 mm，h0=t；所以，這里取h0=3 mm。（5） 凹模鑲塊尺寸設計對于凹模鑲塊的尺寸，可以參見相關零件圖紙。4.3 模板的設計標準的級進模模板包括：卸料板、固定板、凹模板、墊板、上模板、下模板，其中卸料板、固定板、凹模板是關鍵的三塊模板，也是級進模比不可少的11。該模具中固定板起著固定凸模的作用

38、，卸料板主要起卸料、壓料同時還具有一定的導向作用；凹模板前面已經提到，既充當凹模刃口，又可以在其上鑲拼凹模鑲塊。另外，在進行級進模設計時，有一項很重要，就是設計讓位，一般彎曲或成形等工位的所有后續(xù)工位都需要讓位，而且要充分讓位，不但需要考慮靜態(tài)讓位，還要考慮動態(tài)讓位11。本設計中在凹模板上直接開槽讓位，工件成形后由凹模終端的斜面滑出，保證了送料的順暢。凹模外形尺寸前面已述，該級進模其它模板的外形尺寸設計如下：凸模固定板 ；上墊板 ；下墊板 ；導料板 ；卸料板 ；卸料板凸臺高度根據導向裝置導料板厚度來確定，取h =h-(0.10. 3)t=3-0.20.5=2.9 mm，所以卸料板整體高度為14

39、.9 mm；上模板 （標準件）；下模板 （標準件）；故：模具閉合高度4.4 卸料彈簧的選用先算卸料力，查文獻8表2-15得卸料力系數，則：（1）根據模具的結構初定8根彈簧，每根彈簧分擔的卸料力為：（2）查文獻12表10-1，并考慮到模具結構尺寸，初選彈簧參數為：彈簧鋼絲直徑d=2mm，彈簧中徑d2=12mm，節(jié)距t=4.28mm，工作極限負荷fj=188n，自由高度h0=40mm，有效圈數n=8.5，工作極限負荷下變形量hj=17.3mm，展開長度l=396mm。規(guī)格標記為：彈簧21240（3）彈簧預壓量。由fj=188n，hj=17.3mm，考慮卸料的可靠性，取彈簧在預壓量為h1時就應有15

40、0n的壓力，故：（4）檢查彈簧最大壓縮量是否滿足上述條件：沖裁時卸料板的工作行程h2=6.2mm;考慮凸模的修模量h3=4mm;彈簧的預壓量為h1=14.4mm；故彈簧總壓縮量為h1+h2+h3=14.4mm+6.2mm+4mm=24.6mmhj=17.3mm17.2mm，所以該規(guī)格的彈簧滿足要求。4.5 其它零件的設計在級進模中，一些輔助零件對模具的順利工作也起著重要的作用。針對該級進模，這里主要介紹導正銷的設計。本級進模設計當中，通過導正削與在前一個工位上沖了的兩個的孔實現精確定位，保證產品的精度。進行導正銷設計時注意到控制導正銷的長度，保證當模具在自由狀態(tài)時導正銷的直壁部分伸出卸料板的長度要小于產品的一個料厚，這樣就可以有效地避免帶料現象11。模具在自由狀態(tài)時導正銷的直壁部分伸出卸料板的長度為0.3mm。5 沖壓設備的選用根據所要完成的沖壓工藝性質、生產批量的大小、沖壓件的幾何尺寸和精度要求來選定設備類型。開式曲柄壓力機雖然剛度差，但它成本低，且有三個方向可以操作的優(yōu)點，故廣泛應用于中小型沖裁件、彎曲件、拉深件的生產中。閉式曲柄壓力機剛度好、精度高，只能靠兩個方向操作，適用于大中型件的生產。雙動曲柄壓力機有兩個滑塊，壓邊可靠易調，適用于較復雜的大中型拉深件的生產。綜合考慮，采用開式曲柄壓力機。5.1 沖壓力的計算該級進模采用彈性