畢業(yè)論文（設(shè)計）卡圈沖壓工藝分析及模具設(shè)計

1、誠信聲明本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo) 下獨立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均己在參考文獻中 列岀。本人簽名:畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：卡圈沖壓工藝分析及模具設(shè)計系部： 機械工程系 專業(yè):材料成型及控制工程學(xué)號:112018226學(xué)生：指導(dǎo)教師（含職稱）： （講師）1 課題意義及目標（1）通過畢業(yè)設(shè)計能夠鞏固所學(xué)的各類基礎(chǔ)知識、初步掌握沖壓模具設(shè)計的流程， 熟練掌握使用各類工具書籍。（2）通過畢業(yè)設(shè)計使學(xué)牛初步達到工程師所具備的基木素質(zhì)。2. 主要任務(wù)（1）完成沖壓件的工藝性分析（工藝分析、工藝方案確定、工藝計算）；（2）進行沖壓模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算（主要零部件的結(jié)

2、構(gòu)設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 及模具工作部分尺寸計算等）；（3）制定模具典型零件加工的工藝規(guī)程；（4）完成模具總裝配圖及模具主要零件圖的繪制；（5）編寫模具畢業(yè)設(shè)計論文。3. 主要參考資料1 王孝培主編.沖壓設(shè)計資料m.北京：機械工業(yè)出版社，1983李天佑.沖模圖冊m北京：機械工業(yè)出版社，1990.3 王芳冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)m北京：機械工業(yè)出版社，2009.4 陳錫棟，周小玉.實用模具技術(shù)手冊m北京：機械工業(yè)出版社，2003.5 李邵林，馬長福.實用模具技術(shù)手冊m上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1998.6 沖模設(shè)計手冊編寫組.沖模設(shè)計手冊m北京：機械工業(yè)出版社，2003.4. 進度安排設(shè)計各階段名稱起止日

3、期1開題報告2015.3.12015.3.152工藝分析及計算2015.3.152015.5.153模具結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算2015.4.152015.5.154繪制圖紙及編寫設(shè)計說明書2015.5.152015.6.165畢業(yè)答辯2015年6月中下旬5. 工件圖(1) 工件名稱：卡圈；(2) 市場批量:中小批量;(3) 材料:q235；(4) 料厚：1mm；(5) 零件圖如下：審核人：材料：q235料厚1mm卡圈沖壓工藝分析及模具設(shè)計摘 要：本次畢業(yè)設(shè)計是卡圈沖壓工藝分析及模具設(shè)計，批量為中小批量生產(chǎn)。加 工過程要保證沖壓件的尺寸精度和零件的質(zhì)量。模具的設(shè)計與制造要考慮能否滿足工 件的工藝性，還要

4、考慮能否加工出合格的零件，以及后來的維修和存放是否合理等。在本次設(shè)訃的卡圈中，既要保證工件的使用壽命，又要確保做出的工件滿足 工作要求。模具共有兩套：第一套模具為沖孔落料復(fù)合模；第二套模具為翻孔工序模 具。本次設(shè)計的主要內(nèi)容：工件的工藝性分析；沖壓工藝方案的確定；沖裁力及壓力 中心的計算；主要工作部分尺寸的計算；凸模、凹模、凸凹模的強度校核；主要零部 件設(shè)計；模具的總體設(shè)計；典型零件的加工工藝規(guī)程的制定；模具的總裝圖等。 關(guān)鍵詞：卡圈；中小批量；復(fù)合模；翻邊模clip stamping process analysis and die designabstract： this graduati

5、on design is retainer ring stamping process analysis and die design, batch for medium and small batch production.the size of the process to ensure the stamping precision and the quality of the parts.die design and manufacturing need to consider if meet the manufacturability of artifacts, produce qua

6、lified parts, later maintenance and reasonable storage, etc.in the design of card circle, both to ensure the service life of the workpiece, and be sure to make the workpiece meet the job requirements.there are two sets of dies, the first set of die for punching blanking composite diet;the second set

7、 of die for the double hole process.the main content of this design includes technology of artifact analysis,the scheme determination of stamping process,the cutting force and the calculation of the pressure cente匚main working parts size calculation,the strength of the punch, concave die, intensive

8、checking.main components design,the overall design of a die,the processing technology of the typical parts code,die assembly drawing, etc.keywords： retainer ring, medium and small batch, compound die, flanging die11 ii1.1沖壓加工技術(shù)現(xiàn)狀及應(yīng)用 11.2冷沖壓的發(fā)展動向 11.3我國沖壓模具市場情況1.4沖壓模具水平狀況1.5冷沖壓基木工序的分類 316我國沖模今后發(fā)展趨勢1.

9、7總結(jié) 3 92工件工藝性分析及方案確定 52.1工件工藝性分析 52.2工藝方案確定3排樣及計算材料利用率3.1確定排樣方式3.2計算材料利用率4.沖裁力及壓力中心計算 14.1模具一總壓力: 14.2模具二總壓力： 1 34.3計算壓力中心 1 95主要工作部分尺寸計算 1 55.1落料刃口尺寸 1 55.2沖孔刃口尺寸 1 55.3翻邊間隙 1 66凸模、凹模及凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核 1 86.1模具材料的選擇 1 86.2確定落料凹模外形尺寸 1 86.3落料凹模的強度校核 6.4沖孔、翻邊凸凹模外形尺寸 16.5沖孔凸模外形尺寸237模架的選擇258模具的閉合高度計算269選擇沖壓設(shè)

10、備279.1模炳的選用2810主要零部件設(shè)計2910沖孔落料模具2910.2翻孔模具3411裝配圖4211沖孔落料復(fù)合模4211.2翻孔模4311.3裝配工藝性441131工作零件的固定裝配4411.3.2其他零件的裝配4412結(jié)論46參考文獻471前言1.1沖壓加工技術(shù)現(xiàn)狀及應(yīng)用沖壓加工是一種冷變形加工。沖壓通常在室溫下進行。復(fù)合模小，結(jié)構(gòu)緊湊，可 以沖出高精度的制件。復(fù)合模沖出的工件表面是平的，很容易保證孔與制件外形精度。 復(fù)合模適用于沖較薄的材料，短料和邊角的余料能夠得到充分的利用。復(fù)合模適合大 批量牛產(chǎn)，而h牛產(chǎn)率比較高，因此應(yīng)用非常廣泛，但是模具的結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜， 制造起來有些困難

11、。沖壓模具（沖模）是沖壓生產(chǎn)過程中絕對不可以缺少的一項裝備, 是屬技術(shù)密集型產(chǎn)品。冷沖壓技術(shù)隨著近代工業(yè)的快速發(fā)展業(yè)得到了快速的發(fā)展。越來越多的工業(yè)部門 都采用冷沖壓技術(shù)加工牛產(chǎn)零件。在機械制造、電子行業(yè)，輕工業(yè)等工業(yè)部門沖壓件 的比重都越來越大了。沖壓件對工業(yè)部門提高生產(chǎn)效率、降低成木、提高質(zhì)量起至關(guān) 重要的作用。沖壓加工的優(yōu)越性使其在各領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。例如，航空、機械、電子、化工 及交通等部門都有使用沖壓加工技術(shù)。當(dāng)今沖壓加工技術(shù)使用廣泛，但其仍然存在一些缺點，比如加工時的噪聲和振動。1.2冷沖壓的發(fā)展動向冷沖壓加工技術(shù)一直不斷的發(fā)展。近年來沖壓加工發(fā)展動向主要有以下一些方面：1. 沖壓

12、加工正不斷的實現(xiàn)自動化，智能化和精密化。2. 沖壓牛產(chǎn)過程中越來越趨向大批量牛產(chǎn)和小批量多品種牛產(chǎn)。3. 沖壓加工的基木理論也在不斷深入，通過研究變形過程得到不斷的優(yōu)化。4. 沖壓演劇開發(fā)新的模具工藝，比如特種拉深等。5. 沖壓選取新型材料，如使用高強度鋼板來減輕重量或使用高伸長率鋼板來減少振動 等。6. 新材料和熱處理新技術(shù)的研制開發(fā)應(yīng)用。7. 沖模cad/cam 一體化和計算機集成。13我國沖壓模具市場情況沖壓模具數(shù)量、沖壓模具技術(shù)、沖壓能力等在我國都已有了快速的發(fā)展。但是與 國外相比較而言，我國的沖壓技術(shù)能力等還是比較落后的。沖壓模具技術(shù)能力還無法 滿足我國的經(jīng)濟發(fā)展需求。沖壓加工水品離

13、世界沖壓加工先進水平還有一定的差距。 對一些高精度、形狀復(fù)雜、壽命要求長的沖壓件，我國還是需要通過大量進口的。但 對于一些低檔次的沖模件，供應(yīng)量已經(jīng)十分充足。在上述供求的總體情況中，有幾個具 體情況需要說明：一. 進口的模具大部分是技術(shù)含量高的大型的精密模具。二. 出口的模具大部分是技術(shù)含量較低中的中低檔的模具。三. 中高檔模具市場滿足率比沖壓模具總體滿足率要低。四. 中低檔模具市場滿足率要比沖壓模具市場總體滿足率高。五. 我們國家的模具價格比國際市場的低格低，有一定的竟?fàn)巸?yōu)勢。六. 近年來外資企業(yè)在我國發(fā)展非常迅速。我國沖模工業(yè)不能滿足國內(nèi)經(jīng)濟需要的原因主要有：1 專業(yè)化和標準化程度低。2.

14、 模具品種少，效率低，經(jīng)濟效益也差。3. 制造周期長，模具精度不高，制造技術(shù)較落后。4. 模具壽命短，新材料使用量不到10%。5. 力量分散，管理落后。在改革開放之后，沖模技術(shù)得到快速發(fā)展，很多方面達到或接近了國際水平。沖模技 術(shù)之所以得到空前發(fā)展的原因主要有：1. 國家產(chǎn)業(yè)政策和經(jīng)濟政策的支持和引導(dǎo)。2. 國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，很大地提高了模具商品化的程度和模具技術(shù)模具工業(yè)的快速 發(fā)展。1.4沖壓模具水平狀況近代工業(yè)使冷沖模技術(shù)得到了快速的發(fā)展。國內(nèi)外沖壓技術(shù)都在不斷的朝著更高 效更精密的方向發(fā)展。精沖是提高沖壓件精度的有效方法。目前，精沖精度可達it6it7,板料厚度可達25mmo精沖可以沖

15、裁也可成形。沖模加工方法的發(fā)展大大 的提高了模具裝配精度。但總的來說，冷沖壓工藝及沖模技術(shù)的發(fā)展研究還跟不上工 業(yè)發(fā)展的要求。1.5冷沖壓基本工序的分類冷沖壓工藝方法多種多樣，概括分為分離工序和成形工序兩大類。一、分離工序1、落料：沿封閉輪廓分離材料，所分離出的部件一般為平板形零件。2、沖孔：沿封閉輪廓將廢料沖下，分離廢料與工件，從而獲得工件上所需要的孔。3、切斷：沿材料開輪廓分離，被分離的材料為所要零件。4、切舌：將材料局部分離，被分離部分要求達到所要求的形狀尺寸。5、切邊：通過沖模修切零件邊緣而獲得一定形狀尺寸。6、剖切：用剖切模將零件一分為二，主要用于不對稱零件。7、整修：沿外形或內(nèi)形輪

16、廓切去少量材料，來降低表面粗糙度。8、精沖：用精沖模來沖出斷面光潔、垂直、高精度的零件。二、成形工序1、彎曲：通過彎曲模使材料發(fā)牛塑形變形，從而得到各種復(fù)雜彎曲件。2、卷邊：將零件卷成圓形狀。3、拉彎：在拉力與彎矩作用下實現(xiàn)零件的彎曲，并使零件橫斷面受拉應(yīng)力。4、扭彎：將工件一部分相對與另一部分扭轉(zhuǎn)一定角度。5、拉深：將平板坯料拉深，拉成開口空心件。6、變薄拉深：將空心件進一步拉深，獲得底部厚度大于側(cè)壁的零件。7、翻孔：沿內(nèi)孔將材料翻出豎邊，其直徑大于原內(nèi)孔。8、翻邊：沿外形曲線翻出側(cè)立短邊。9、卷緣：將板料邊緣卷曲。16我國沖模今后發(fā)展趨勢根據(jù)我國沖模技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題，今后應(yīng)朝著如

17、下幾個方面發(fā)展:1. 開發(fā)、發(fā)展精密、復(fù)雜、大型、長壽命模具。2. 加速模具標準化和商品化。3. 提高模具質(zhì)量，縮短模具制造周期。4. 大力開發(fā)和推廣應(yīng)用模具cad/cam技術(shù)。5. 提高模具制造過程的自動化程度。6. 積極開發(fā)模具新品種、新工藝、新技術(shù)和新材料。7. 發(fā)展模具加工成套設(shè)備，以滿足高速發(fā)展的模具工業(yè)需要。1.7總結(jié)木次設(shè)計是卡圈的設(shè)計，它是通過兩套模具來實現(xiàn)其成形過程。通過木次卡圈成 形過程與我對模具上述特點的了解，讓我對沖壓模具有了一個新的認識和更深層次的 了解，尤其是對落料沖孔和翻邊模具的工作原理有了自己的見解。通過木次的設(shè)計我 正好可以學(xué)習(xí)一下自己不熟的模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作

18、，從而進一步的來提高自己對模具 設(shè)計的能力。2工件工藝性分析及方案確定2.1工件工藝性分析c29054材料：q235料厚：1mm圖21零件圖材料q235該零件為卡圈，材料為q235普通碳素鋼，具有較好的沖裁成型性能。該工件的加工工序涉及到落料、沖孔、翻孔。該零件的外徑為54nmi,屬于小制件，形狀簡單且對稱，適于沖裁加工。該卡圈制件的形狀簡單、對稱，所以該沖裁件內(nèi)外形所能達到的經(jīng)濟精度為it12-it13o查冷沖模設(shè)計表23,得材料q235鋼的力學(xué)性能如下表：表21 q235的性能抗剪強度t304373mpa抗拉強度ob432 461 mpa屈服點os235mpa伸長率521% 25%制件材料

19、q235的沖壓性能較好；預(yù)沖孔與外緣的壁厚較大；沖孔落料復(fù)合模中的凸 凹模壁厚部分需具有足夠的強度。圓孔翻孔時，毛坯變形區(qū)的受力情況與變形特點如圖：圖2-2di=d+t+2r h=h-r-t翻孔前毛坯的直徑d(),翻孔變形區(qū)是內(nèi)徑d。、外徑d的環(huán)形部分。在翻孔過程中， 變形區(qū)在凸模的作用下使其內(nèi)徑不斷擴大，直到翻孔結(jié)束后，內(nèi)徑等于凸模的肓徑。 在翻孔過程中，毛坯變形區(qū)的厚度不斷變薄。預(yù)沖孔直徑 do=d-2 (h-0.43r-0.72t) =17.16mm查冷沖模設(shè)計表71低碳鋼的圓孔極限翻遍系數(shù)，圓柱形平底凸模，孔加工辦法 沖孔d/t=17.16 得 kmin=0.5716所以一次翻孔極限高

20、度 h max=d (1-k min) /2+0.43r+0.72t=7.5776mmh<hmax,所以在平板上能一次翻邊成形?？傮w看來：該制件均滿足沖裁工藝性和翻邊工藝性，適于沖裁加工。其中 d翻邊后的中經(jīng)(mm)k min一極限翻邊系數(shù)r一翻邊圓角半徑(mm)t一材料厚度(mm)d2 一毛坯外徑(mm)2.2工藝方案確定根據(jù)工件形狀，初步確定采用落料、沖孔和翻邊等工序，現(xiàn)確定以下方案: 方案一：一套落料、沖孔、翻邊單工序模方案二：一套落料、沖孔、翻邊連續(xù)模方案三：一套落料、沖孔、復(fù)合模；一套翻邊單工序模單工序模、連續(xù)模和復(fù)合模的相互比較見表22表22單工序模、連續(xù)模和復(fù)合模的性能比較

21、項目復(fù)合模連續(xù)模單工序模尺寸精度可達it98級可達it1310級精度較高工作情況工件形狀形狀與尺寸要受模具結(jié)構(gòu)與強度的限制可加工復(fù)雜零件，如 寬度極小的異形件、特殊形件易加工簡單件孔與外形的位置精度較高較差較高工件平整性推板上落料，平整較差，易彎曲推板上落料，平整工件尺寸可加工較大零件宜較小零件般不受限制工件料厚0.05 3mm0.6 6mm一般不受限制工藝性能操作性能不方便，要手動進行卸料方便方便安全性不太安全比較安全比較安全生產(chǎn)率較高，壓力機一次行程內(nèi)能完成兩道以上工序高，壓力機一次行程內(nèi)可完成多道工序低，壓力機 一次行程只 能完成一道 工序，但在 多工位壓力 機使用多副 模具時，生 產(chǎn)率

22、高條料寬度要求不嚴格要求嚴格要求不嚴格模具制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和調(diào) 整難度大結(jié)構(gòu)簡單，制造周期短總的看來:方案一：生產(chǎn)效率不高，由于要多機床或多道工序完成，致使生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益都 降低；但模具制造周期短。方案二：生產(chǎn)效率較高，第一套模具完成落料、沖孔吋生產(chǎn)效率較高，但當(dāng)?shù)诙啄?具翻孔是生產(chǎn)效率有所降低，而且精度保證也困難。方案三：生產(chǎn)效率高，因為滑塊下行一次既完成落料、沖孔和翻邊等工序，不存在定 位誤差，同軸度高，因此沖壓出來的制件精度也較高；但模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，因此模具 制造難度人。因此綜合考慮采用方案三，再來確定沖孔落料模具采用正裝復(fù)合模還是采用倒裝復(fù)合 模。正裝復(fù)合模

23、和倒裝復(fù)合模的比較見下表2-3表2-3正裝復(fù)合模和倒裝復(fù)合模的比較序號正裝倒裝1對于薄沖件能達到平整要求不能達到平整要求2操作不方便，不安全，孔的廢料由 打棒打出操作方便，能裝自動拔料裝置，能提高 牛產(chǎn)效率又能保證安全牛產(chǎn)，孔的廢料 通過凸凹模的孔往下漏掉3廢料不會在凸凹?？變?nèi)積聚，每次 由打棒打出,可減少孔內(nèi)廢料的脹 力，有利于凸凹模減少最小壁厚廢料在凸凹?？變?nèi)積聚，凸凹模要求有較大的壁厚以增加強度4裝凹模的面積較大,有利于復(fù)雜制 件拼快結(jié)構(gòu)如凸凹模較大，可肓接將凸凹模固定在底座上省去固定板從表23中可以看出：倒裝復(fù)合模操作方便，能裝自動拔料裝置，能提高牛產(chǎn)效率又能保證安全牛產(chǎn)，而正裝復(fù)合模

24、操作不方便，不安全。綜合考慮采用倒裝復(fù)合模，即模具結(jié)構(gòu)為落料、沖孔、翻邊倒裝復(fù)合模。3排樣及計算材料利用率31確定排樣方式采用有廢料和少廢料排樣，排樣圖分別如圖3-1和圖3-2圖31有廢料排樣圖3-2無廢料排樣方案一：有廢料排樣 沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖 模來保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料的利用率低。方案二：少廢料排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質(zhì)量差，模具壽命較方 案一低，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡單。綜上知少廢料排樣雖然材料利用率有所提高，但由于條料本身的寬度公差，以及條料 導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差會直接影響沖裁件尺寸而使沖裁件的精度降低，也

25、降低了模 具壽命，結(jié)合各自的優(yōu)缺點，綜合考慮采用方案一有廢料排樣法。32計算材料利用率1計算制件的面積ao制件面積a。的計算公式：a°=錯誤!未找到引用源。(d22d)=錯誤!未找到引用源。(542-17.162) =2621.5344(mm2)式中 d2毛坯外徑(mm)d0一沖孔肓徑(mm)2.確定搭邊a與al的值查冷沖模設(shè)計表3-10搭邊a與al數(shù)值取 a=0.8mm al=1.0mm查冷沖模設(shè)計表3-11 a=0.5寬度:b=54+2a】=56mm于是條料進距:l=54+a=54.8mm3.材料利用率計算板料規(guī)格選用 1.0mmx750mmx 1500mmt(mm)xb(mm)

26、xl(mm)1)若采用縱裁：裁板條數(shù) nl=b/b=750/56=13 條余 22mm每條個數(shù)n2=錯誤!未找到引用源。=錯誤!未找到引用源。=27個余19.6mm每板總個數(shù)n總=nlxn2=13x27=351(個)材料利用率總lxbxloo%(3-1)=錯誤!未找到引用源。51x2621.5344x100% 心500x750)= 81.79%2)若采用橫裁：裁板條數(shù) nl=l/b= 1500/56=26 條余 44mm每條個數(shù)n2二錯誤!未找到引用源。二錯誤!未找到引用源。=13個余36.8mm 每板總個數(shù)n總=nlxn2=26m3=338(個)材料利用率 辦=x100%(3-2)心lxb=

27、錯誤!未找到引用源。38x2621,5344x 100%/( 1500x750) =78.76%顯然縱裁的材料利用率要高。4計算零件的凈重gg=f.t.p(3-3)式中g(shù)工件重量(g)f工件面積(cm2)t材料厚度(cm) p材料密度(g/cm3)q235 密度取 p=7.858 g/cm3則 g=f.t.p=2621.5344xl0_2xl.0xl0_1x 7.858=20.6 g4 沖裁力及壓力中心計算采用落料沖孔復(fù)合模和翻邊模兩套模具。因厚度t<1.5mm選用彈性卸料裝置，卸料板與凸模之間的單邊間隙取(0.10.2) to 因選用倒裝復(fù)合模，固采用剛性推件裝置，下出件。4.1模具一

28、總壓力：落料力f落查冷沖模設(shè)計第54頁，落料力f落公式為尸落=klti(4-1)式中f落一落料力(n)l一沖裁件周長(mm)t一材料厚度(mm)工一材料的抗剪強度(mpa)k系數(shù)，常取k=1.3這里 l=7ix54mm t=lmm 取 i=350mpa則f 落=1.3xx54x1x350=77188.9 (n)卸料力f卸查冷沖模設(shè)計表38卸料力、推件力和頂件力系數(shù)取k卸=0.04f 卸=1<卸.f 落(4-2)=0.04x77188.9=3087.56 (n)沖孔力f沖查冷沖模設(shè)計第54頁，落料力f沖公式為f 沖=klti(4-3)式中f沖一沖孔力(n)l一沖裁件周長(mm)t一材料厚度

29、(mm)t材料的抗剪強度(mpa)k系數(shù)，常取k=1.3這里 l=7cx27mm t=lmm 取 x=350mpa于是 f 沖=1.3xx27x1x350=38594.5 (n)推件力f推查冷沖模設(shè)計表38卸料力、推件力和頂件力系數(shù)取k推=0.05fi 推k 推.f 落(4-4)=6x0.05x77188.9=23156.67 (n)f2推=nk推.f沖=6x0.05x38594.5= 11578.35 (n)式中f沖裁力k卸一卸料力系數(shù)k推一推件力系數(shù)n梗塞在凹模內(nèi)的沖件數(shù)(n=h/t)h凹模肓壁洞口的高度fi 總=f 落+f 卸+fi 推+f2推=7718&9+3087.56+23

30、156.67+11578.35=115011.48 (n)4.2模具二總壓力：翻邊力f翻查冷沖模設(shè)計，第216頁，翻邊力公式為f 翻=1.17r(d-d)tos(4-5)其中 f翻一翻邊力(n)d翻邊后中經(jīng)(mm)d一翻邊預(yù)沖孔w.徑(mm)t一材料厚度(mm)os 材料的屈服點(mpa)這里 d=28mm, d= 17.16mm, t=lmm, os=235mpa于是 f 翻=1.1xtc(28-17.16)x1x235=8803.1824(n)f2 總才翻=8803.1824(n)4.3計算壓力中心計算壓力中心的目的是使模柄軸線和壓力機滑塊的中心線重合，避免滑塊受偏心 載荷的影響而導(dǎo)致滑塊

31、軌道和模具的不正常磨損，降低模具壽命甚至損壞模具。 從制件的形狀可以看出，該制件是回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，形狀對稱，故模具壓力中心就在圓心 部位，即無須再來計算了。5主要工作部分尺寸計算51落料刃口尺寸查冷沖模設(shè)計表33沖裁模初始雙面間隙z取 z min=o. 1 mm z max=o. 14mm對零件圖中未注公差的尺寸，沖壓件一般保證精度it14,因制件形狀簡單且對稱，在 這里保證精度it13o查互換性與測量技術(shù)表33簡單形狀沖裁時凸凹模的制造偏差8 凹=+0.03mm5 凸二0.02mm因此：q 凹|+|6 凸 1=0.03+0.02 mm=0.05mmz max -z min=0.140.1 mm=

32、0.04mm|8 凹|+|6 凸|> z max -z min說明所取凸凹模公差不能滿足凹|+|6凸|<z max-z min的條件，但相差不大，調(diào)整 如下：8 凸=0.4(z max -z min)=0.4><0.04=0.016mm8 凹=0.6(z max -z min)=0.6x0.04=0.024mm對于落料，以凹模為基準，采用單配加工法。查互換性與測量技術(shù)表3-3查出其極限偏差為：錯誤!未找到引用源。北©點n查冷沖模設(shè)計表3-5磨損系數(shù) 取x=0.5則 d 凹=(d-xa )o+8,fi=(54-o.5xo.46)o+oo24=53.77o'

33、;oo24mm落料凸模的尺寸按凹模尺寸配制，其雙面間隙為0.10.14mm。凸=(d 凹-z min) °.§凸=(53.77-0.1) °-o.o 16=53.67°-o.o 16mm52沖孔刃口尺寸沖孔部分：8凹=+0.02mm5凸二0.02mm|8 凹|+|6 凸|=0.02+0.02mm=0.04mm|8 凹|+|5 凸|= z max -z min滿足q凹i+q凸|sz max -z min的條件對于沖孔，以凸模為基準，為了保證凸、凹模間一定的隙值，必須采用配合加工。因此在這里采用還是采用單配方法加工查互換性與測量技術(shù)表33查出其極限偏差為：o

34、17.160'027mm查冷沖模設(shè)計表3-5磨損系數(shù)取x=0.5則 d 凸=錯誤!未找到引用源。dmin+xa)°d凸=(17.16+0.5xo27)°.o.o2=17295°.o.o2mm沖孔凹模的尺寸按凸模尺寸配制，其雙面間隙為0.100.14mmd 凹=(d 凸+z min)o+5凹=(17.295+o.l)o'k)o2=17.395o+oo2mm5.3翻邊間隙如圖51,由于在翻邊過程中，材料沿切向伸長，因此其端面的材料變薄非常嚴重， 根據(jù)材料的統(tǒng)一變形情況，翻邊凹模與翻邊凸模之間的間隙應(yīng)小于原來的材料厚度。z/2圖51翻邊間隙查冷沖模設(shè)計，

35、217頁平板毛坯翻邊時凸凹模之間的間隙得z/2=0.85t=0.85mm 翻邊刃口尺寸1.翻邊凸模的刃口尺寸計算查互換性與測量技術(shù)表33查出其極限偏差為：錯誤!未找到引用源。mm查冷沖模設(shè)計表3-5磨損系數(shù) 取x=0.5dini=錯誤味找到引用源。d min+xa) °-o.25a=(27+o.5xo.33)o-o.25xo.33=27.165°.o.ox25mm2.翻邊凹模的刃口尺寸計算根據(jù)翻邊間隙和翻邊凸模的刃口尺寸來確定翻邊凹模的刃口尺寸d 凹=(d 凸 +2xz/2)o+o-25a=(27.165+2xo.85)o+o-25xo3m8.865o+oo825mm6凸模

36、、凹模及凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核61模具材料的選擇模具材料中選9mn2v鋼，該模具鋼是一種綜合力學(xué)性能比碳素工具鋼好的低合金工 具鋼，它具有較高的硬度和耐磨性，淬火時變形較小，淬透性很好。由于鋼中含有一 定量的銳，細化了晶粒，減小了鋼的過熱敏感性，同時碳化物較細小和分布較均勻。 9mn2v鋼的化學(xué)成分和物理性能分別如表6-1和表6-2所示表 6-1 9mn2v 鋼化學(xué)成分(gb/t 12992000) w%csimnvps0.85 0.95<0.401.70 2.000.10 0.25<0.030<0.030表62臨界溫度臨界點aclacmariar3溫度（近似值）錯 誤!未找

37、到引用源。730760655690表6-3綜合性能耐磨性耐沖擊性淬火不變形性淬硬深度中等中等好淺紅硬性脫碳敏感性切削加工性差較大較好所以這里不管是凸模、凹模還是凸凹模，材料都選用9mn2v鋼 這里的落料凹模的熱處理硬度為6062hrc62確定落料凹模外形尺寸w i.0160圖61落料凹模表64落料凹模的加工工藝規(guī)程序號工序名工序內(nèi)容1備料用扎制的圓形棒料在鋸床上切斷。2鍛造將棒料鍛造成較大的圓形毛坯，其尺寸為163mmx35rnrn。3退火4粗銃銃上下表面以及四周面至尺寸160x33mm,并且保證上下表面 與側(cè)而保持垂直。5精銃精銃上下平而至32mm,并銃銷側(cè)而且保持與上下表而垂直6鉗工 劃線

38、 劃出各孔徑中心線以及凹模型孔輪廓尺寸線； 鉆孔鉆螺紋孔及銷孔； 攻螺紋。7銃孔銃出落料凹模的圓形臺階孔，并在刃口孔處留0. 2mm的研磨余 量。8熱處理淬火使硬度達到hrc60-62o9平面磨磨上下兩平面至31. 4mmo10鉗工研磨刃口內(nèi)壁達要求。11平面磨磨凹模使其尺寸達到要求。12鉗工裝配確定凹模外形尺寸的方法有多種，通常都是根據(jù)零件的材料厚度和排樣圖所確定的凹 模型孔壁間最人距離為依據(jù)，來求凹模的外形尺寸。凹模的刃口形式，考慮到本例生產(chǎn)批量較大，所以采用刃口強度較高的凹模，故采用 階梯形直壁式。凹模的外形一般有矩形與圓形兩種，凹模的外形尺寸應(yīng)保證凹模有足夠的強度與剛 度，凹模的厚度還

39、應(yīng)考慮修模量。凹模的外形尺寸一般根據(jù)沖材料的厚度和沖裁件的 最大外形尺寸來確定。查冷沖模設(shè)計，第101頁，凹模厚度和壁厚公式為凹模厚度 h=kb(n15mm)(6-1)式中k系數(shù)，考慮板料厚度的影響b沖裁件的最犬外形尺寸凹模壁厚 c=(1.5 2)h(230 40mm)(6-2)查冷沖模設(shè)計,表43系數(shù)k值因 b=54 mm取 k=0.22故 h=0.22x54=11.88mm考慮到翻邊高度8mm和保證h215mm,最后取h=32mmc=(1.5 2)x32=4864mm 最后取 c=53mm6.3落料凹模的強度校核查沖模設(shè)計手冊凹模強度計算公式h min=e誤!未找到引用源。凹1_也y 品i

40、 3d。丿1.5x7718&6v 500x 1-2x53.77、3x60 丿=9.66 mm(6-3)式中 hmin凹模的最小厚度（mm）p沖壓力（n） o彎許用彎曲應(yīng)力（mpa）d、do一凹模刃口與支承口直徑（mm）這里 f=f 落=77188.9 （n） 彎=500mpa d=53.77mm do=60mm 而真實的凹模厚度為32mm,所以凹模的強度滿足要求。64沖孔、落料凸凹模外形尺寸圖62沖孔落料凸凹模表6-5落料、沖孔凸凹模的加工工藝規(guī)程序號工序名工序內(nèi)容1備料用扎制的圓形棒料在鋸床上切斷。2鍛造將棒料鍛造成圓形毛坯，其尺寸為0 60mm x 60mm o3退火4粗銃銃出凸凹

41、模外形，并保留2mm的加工余量。5精銃精銃凸凹模外形，并保留0. 5mm的加工余量。6鉗工 劃線 劃出落料凹模孔徑中心線； 鉆孔鉆落料凹模孔并留有一定的加工余量。7鎮(zhèn)孔鎮(zhèn)出落料凹模的圓形洞孔，并在刃口處保留0. 2mm的研磨余星。8熱處理淬火使硬度達到hrc60-62 o9平面磨磨零件外形達到精度要求。10鉗工磨刃口達要求。11檢驗12鉗工裝配沖孔落料凸凹模的功能是完成沖孔落料，重要性大，其材料選用9mn2v鋼，熱處理硬度為6062hrc1. 沖孔落料凸凹模的高度沖孔落料凸凹模的高度二沖孔落料凸凹模固定板的厚度+卸料板的厚度+橡膠的厚度=22mm +14mm+20mm=56mm2. 沖孔落料凸

42、凹模的強度校核1）沖孔凹模的強度校核查沖模設(shè)計手冊凹模強度計算公式h min=故滿足。5x385940v 5002x17.395、3x23 丿=7.58miti<56mm(6-4)式中 hmin沖孔、翻邊凸凹模的最小厚度（mm）p沖壓力（n）心彎許用彎曲應(yīng)力（mpa）d、do沖孔、翻邊凸凹模刃口與支承口直徑（mm）這里 p= f 沖=38594.5 n o 彎=500mpad=17.395mm do=23mm 2）落料凸模穩(wěn)定能力的校核j2斥q區(qū)l maxs錯誤!未找到引用源。30 ：= = 30x .=31 lmm>56mm (6-5)-jp a/77188.9故滿足。式中l(wèi)ma

43、x一落料凸模許用的最大自由長度(mm)d一凸?；驔_孔直徑(mm)綜上得出凸凹模強度完全滿足要求。65沖孔凸模外形尺寸圖6-3沖孔凸模表6-6沖孔凸模的加工工藝規(guī)程序號工序名工序內(nèi)容1備料圓形棒料鍛件：®20x55mmo2熱處理退火3車 車一端面，車外圓至18mm；調(diào)頭車另一端面,長度至50mmo 車外圓，車出凸模的外形并保留lnmi的余量。4熱處理淬火，硬度至hrc60-62o5磨削磨外形至精度要求。6精加工鉗工精修刃口7檢驗8鉗工裝配1 沖孔凸模的長度沖孔凸模的長度=沖孔凸模固定板的厚度+落料凹模的厚度+超出凹模的2mm 則沖孔凸模的長度=18mm +32mm +2mm=52mm2

44、沖孔凸模穩(wěn)定能力的校核lnww錯誤!未找到引用源。3°>= 30x17.295?j38594.5=457mm<52mm(6-6)式中l(wèi)max一落料凸模許用的最大自由長度（mm）d一凸?；驔_孔直徑（mm）故沖孔凸模強度滿足要求。7模架的選擇由于是圓形凹模，故選用中間導(dǎo)柱圓形模架gb/t2855.12008。 凹模周界d為160mm導(dǎo)柱： 25mmxl80mmgb/t 2861.1導(dǎo)套： 25mmx90mmx 38mmgb/t 2861.6上模座：s=215mm br=240mm h=40mmgb/t 2855.1下模座：s=215mm bi=240mm h=45mmgb/t

45、 2855.28模具的閉合高度計算1. 模具閉合高度計算的意義模具的閉合高度h模是指模具在最低工作位置時上模座的上平面與下模座的下平面 之間的高度。計算模具的閉合高度h模是為選壓力機提供幫助，壓力機的閉合高度應(yīng) 與沖模的閉合高度相適應(yīng)，即滿足：沖模的閉合高度在壓力機的最大閉合高度和最小 閉合高度之間，否則就不能保證正常的安裝與工作。2. 計算模具的閉合高度模具一的閉合高度hl上模座厚度+上墊板厚度+沖孔凸模固定板厚度+落料凹模高度 +卸料板厚度+橡膠厚度+沖孔落料凸凹模固定板厚度+下墊板厚度+下模座厚度則 hi=40mm +8mm +18mm +32mm +16mm +20mm+20mm +8

46、mm +45mm=207mm模具二的閉合高度h2=上模座厚度+上墊板厚度+翻邊凸模固定板厚度+卸料板厚度+ 橡膠厚度+凹模高度+下墊板厚度+下模座厚度則 h2=40mm+8mm+18mm+16mm+20mni+32mm+8mm+45mm=187mm9選擇沖壓設(shè)備沖壓設(shè)備是提供模具行程能量的，在冷沖壓牛產(chǎn)中，為了適應(yīng)不同的沖壓工作需要， 采用各種不同類型的壓力機。壓力機的類型很多，按傳動方式的不同，主要可分為機 械壓力機和液壓壓力機兩大類。其中機械壓力機在冷沖壓牛產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛。隨著現(xiàn) 代沖壓技術(shù)的發(fā)展，高速壓力機、數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機等也日益得到廣泛地應(yīng)用。下面表91和表92,分別列舉了按沖壓件大

47、小和按牛產(chǎn)批量選擇設(shè)備表91按沖壓件大小選擇設(shè)備零件大小選用類型特點適用工序小型或中小 型開式機械壓力機有一定的精度和剛度， 操作方便，價格低廉分離及成形（深度淺的成形件）大中型閉式機械壓力機精度與剛度更高，結(jié)構(gòu) 緊湊，工作平穩(wěn)分離、成形（深度大的成形件及復(fù)合工序）表9-2按生產(chǎn)批量選擇設(shè)備沖壓件批量設(shè)備類型特點適用工序小批量薄板通用機械壓力機速度快，牛產(chǎn)效率高，質(zhì)量較 穩(wěn)定各種工序厚板液壓機行程不穩(wěn)定，不會因超載而損壞設(shè)備拉深、脹形、彎曲等大批量高速壓力機高效率沖裁多工位自動壓力機高效率，消除了半成品堆儲等 問題各種工序為安全起見，要求1.f壓機f總；2.沖模的閉合高度在壓力機的最大閉合高度

48、和最小 閉合高度之間；3.壓力機的行程大小應(yīng)適應(yīng)；由于制件屬于小型制件，又是薄板，要求是中小批量生產(chǎn)，考慮到經(jīng)濟性和制件質(zhì)量, 綜合考慮選用開式雙柱可傾式壓力機。查模具設(shè)計與制造簡明手冊（第二版）知：開式雙柱可傾式壓力機型號j23-16要技術(shù)規(guī)格如下表93 j23-16型壓力機主要參數(shù)公稱壓力/kn160滑塊行程/mm55滑塊行程次數(shù)/（次/min）120最大封閉高度/mm220最大裝模高度/mm180滑塊中心線至床身距離/mm160閉合高度調(diào)節(jié)量/mm45立柱距離/mm220模柄孔尺寸/mm直徑40工作臺尺寸/mm前后300深度60左右450墊板尺寸/mm厚度40機床外形尺寸/mm前后113

49、0孔徑210左右921電動機功率/kw1.5高度1890床身最大可傾角/錯 誤!未找到引用源。）35機床總質(zhì)量/kg105591模炳的選用中、小型模具一般是通過模柄將上模固定在壓力機滑塊上。一般可根據(jù)所用的壓 力機滑塊孔的尺寸確定模炳的肓徑和長度，由所選的壓力機可知壓力機的滑塊模柄孔 的直徑為4）40mm,查最新模具標準應(yīng)用手冊，由表1028可選擇壓入式模柄a型, 標記為：壓入式模柄a 40 x 100 jb/t 7646.12008o10主要零部件設(shè)計101沖孔落料模具查冷沖模設(shè)計知:材料45鋼,熱處理hrc 43-48表10-1下墊板的加工工藝規(guī)程序號工序名工序內(nèi)容1備料用扎制的板料在鋸床

50、上切斷，其尺寸為163mrnx 10mm。2粗銃銃出墊板外形至160mmx8mm,并且保證上下表面與側(cè)面垂 直。3鉗工 劃線劃出各圓孔的中心線； 鉆孔 鉆出各圓孔并保留一定的加工余量。4精銃精銃墊板外形及各孔，對于精度要求不高的孔精銃至要求，其 余孔留有0.2mm的研磨余量。5熱處理淬火硬度:hrc43-486磨磨上下兩平面及各孔至精度要求。7鉗工裝配辦m12圖102凸凹模固定板查冷沖模設(shè)計知i：材料45鋼，熱處理hrc 43-48表10-2凸凹模固定板的加工工藝規(guī)程序號工序名工序內(nèi)容1備料用扎制的板料在鋸床上切斷,其尺寸為163mmx13mmo2粗銃銃出固定板外形至160mmx 10mm,并11保證上下表面與側(cè)面 垂直。3鉗工 劃線劃出各圓孔和中間圓形孔的中心線； 鉆孔鉆出各圓孔。4粗銃銃出圓形臺階孔。5精銃精銃固定板外形及各孔，對于精度要求不高的孔精銃至要求， 其余孔留有0. 2mm的研磨余量。6熱處理淬火硬度：hrc43-487磨磨上下兩平面及各孔至精度要求。圖103卸料板查冷沖模設(shè)計知：材料45鋼，熱處理hrc 43-48表10-3卸料板的加工工藝規(guī)程序號工序名工序內(nèi)容1備料用扎制的板料在鋸床上切斷，其尺寸為163mmx20mm。2粗銃銃岀卸料板外形至160mmx 16mm,并且保證上下表面