單工序落料模設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、摘要摘要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的是單工序落料模，設(shè)計(jì)內(nèi)容是從零件的工藝性分析開(kāi)始的，根據(jù)工藝要求來(lái)確定設(shè)計(jì)的大體思路。沖裁是最基本的沖壓工序。本設(shè)計(jì)重點(diǎn)是在分析沖裁變形過(guò)程及沖裁件質(zhì)量影響因素的基礎(chǔ)上，介紹沖裁工藝計(jì)算、工藝方案制定和沖裁模設(shè)計(jì)。涉及沖裁變形過(guò)程分析、沖裁件質(zhì)量及影響因素、間隙確定、刃口尺寸計(jì)算原則和方法、排樣設(shè)計(jì)、沖裁力與壓力中心計(jì)算、沖裁工藝性分析與工藝方案制定、沖裁典型結(jié)構(gòu)、零部件設(shè)計(jì)及模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用、沖裁模設(shè)計(jì)方法與步驟等。 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容有：1、沖裁件工藝性分析；2、確定沖裁工藝方案；3、選擇模具的結(jié)構(gòu)形式；4、進(jìn)行必要的工藝計(jì)算；5、選擇與確定模具的主要零部件的結(jié)構(gòu)與尺寸；6、校

2、核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)；7、繪制模具總裝圖及零件圖。本次設(shè)計(jì)不僅讓我熟悉了課本所學(xué)的知識(shí)，而且讓我做到把所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中，更讓我了解了模具設(shè)計(jì)的全過(guò)程和加工實(shí)踐的各種要點(diǎn)。使我在書(shū)本和實(shí)踐當(dāng)中有一個(gè)質(zhì)的飛躍。關(guān)鍵詞：?jiǎn)喂ば蚰?冷沖壓 排樣 目目 錄錄摘要摘要.i1 緒論緒論.21.1 課題研究目的和意義.21.2 沖壓模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)趨勢(shì).21.4 autocad 軟件介紹.51.4 課題研究的主要內(nèi)容.62 零件圖的分析零件圖的分析.72.1 零件的功用與經(jīng)濟(jì)性分析.72.2 零件鈑金成形工藝性分析.73 沖壓設(shè)備的選擇沖壓設(shè)備的選擇.93.1 沖壓的計(jì)算.93.2 壓

3、力機(jī)的選擇.104.3 確定模具壓力中心.114.模具設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì).124.1 模具類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式的確定.124.2 模具零件的設(shè)計(jì)與選用.134.3 模具圖樣的繪制及壓力機(jī)校核.155 5 模具材料的選用要求和選擇原則模具材料的選用要求和選擇原則.175.1 冷沖模材料的選用要求.175.2 材料的選擇原則.175.3 沖裁模具的調(diào)試.185.4 模具的檢測(cè).185.5 模具的工作原理與使用維護(hù).19致謝致謝.22參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).231 緒論1.1 課題研究目的和意義工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，工業(yè)產(chǎn)品更新速度加快，對(duì)模具的要求越來(lái)越高，盡管改革開(kāi)放以來(lái)，模具工業(yè)有了較大發(fā)展，但無(wú)論是數(shù)量還是

4、質(zhì)量仍滿足不了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要，目前滿足率只能達(dá)到 70%左右。造成產(chǎn)需矛盾突出的原因，一是專(zhuān)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度低，除少量標(biāo)準(zhǔn)件外購(gòu)?fù)?，大部分工作量均需模具廠去完成。加工企業(yè)管理的體制上的約束，造成模具制造周期長(zhǎng)，不能適應(yīng)市場(chǎng)要求。二是設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)落后，如模具 cad/cam 技術(shù)采用不普遍，加工設(shè)備數(shù)控化率低等，亦造成模具生產(chǎn)效率不高、周期長(zhǎng)。總之，是拖了機(jī)電、輕工等行業(yè)發(fā)展的后腿。因此我們必須意識(shí)到，對(duì)模具設(shè)計(jì)的研究的目的和意義在于能夠跟好的認(rèn)識(shí)模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位的重要性。因?yàn)槔媚＞叱尚土慵姆椒ǎ瑢?shí)質(zhì)上是一種少切削、無(wú)切削、多工序重合的生產(chǎn)方法，采用模具成型的工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加

5、工工藝，可以提高生產(chǎn)效率，保證零件質(zhì)量，節(jié)約材料，降低生產(chǎn)成本，從而取得很高的經(jīng)濟(jì)效益。利用模具生產(chǎn)零件的方法已經(jīng)成為工業(yè)上進(jìn)行成批或大批生產(chǎn)的主要技術(shù)手段，它對(duì)保證制品質(zhì)量，縮短試用周期，進(jìn)而爭(zhēng)先占領(lǐng)市場(chǎng)，以及產(chǎn)品更新?lián)Q代和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)都具有決定性的意義。因此德國(guó)把模具稱為“金屬加工中的帝王”，把模具工業(yè)視為“關(guān)鍵工業(yè)”，美國(guó)把模具稱為“美國(guó)工業(yè)的基石”，把模具工業(yè)視為“不可估量其力量的工業(yè)”，日本把模具說(shuō)成是“促進(jìn)社會(huì)富裕繁榮的動(dòng)力”，把模具視為“整個(gè)工業(yè)發(fā)展的秘密”1-3。因此，要使國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)獲得高速發(fā)展，加速實(shí)現(xiàn)社會(huì)主義四個(gè)現(xiàn)代化，就必須盡快將模具工業(yè)搞上去，使模具生產(chǎn)形成一個(gè)獨(dú)立

6、的工業(yè)部門(mén)，從而充分發(fā)揮模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的關(guān)鍵作用。1.2 沖壓模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)趨勢(shì)我國(guó)模具工業(yè)起步較晚，基礎(chǔ)薄弱，長(zhǎng)期以來(lái)模具制造一直作為保證企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的手段被視為生產(chǎn)后方，因此發(fā)展緩慢。1984 年，我國(guó)成立了中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)，1987 年模具首次被列入機(jī)電產(chǎn)品目錄，當(dāng)時(shí)全國(guó)共有模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約 6000 家，總產(chǎn)值約 30 億元。隨著我國(guó)改革開(kāi)放的日益深化，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)進(jìn)程的加快，獨(dú)立于產(chǎn)品制造企業(yè)的模具及其標(biāo)準(zhǔn)件、配套件企業(yè)大量出現(xiàn)，模具產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，模具企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不斷提高和規(guī)模不斷擴(kuò)大，模具行業(yè)得到很快發(fā)展。目前，我國(guó)模具產(chǎn)值已排名世界第三，2005 年達(dá)到

7、 500 億元.1988 年1992 年，由原國(guó)家經(jīng)貿(mào)委下達(dá)計(jì)劃，由機(jī)械部和中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)實(shí)施，在全國(guó)范圍內(nèi)組織了上百個(gè)模具企業(yè)和有關(guān)科研單位、大專(zhuān)院校，共同進(jìn)行模具技術(shù)攻關(guān)，取得了豐碩成果。這些成果主要有：沖壓模具的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、塑料模具的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、鑄壓模具的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、鍛造模具的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、模具表面處理技術(shù)、模具材料、模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(cad/cam)技術(shù)、模具標(biāo)準(zhǔn)件、模具加工關(guān)鍵設(shè)備、模具壽命研究等方面。由于這些成果的取得及推廣應(yīng)用，使我國(guó)模具技術(shù)前進(jìn)了一大步?！捌呶濉焙笃诤汀鞍宋濉逼陂g，國(guó)家對(duì)模具工業(yè)加大了投入，分批分期改造了一批具有特色專(zhuān)長(zhǎng)的專(zhuān)業(yè)模具廠和模具標(biāo)準(zhǔn)件廠

8、，引進(jìn)了一大批模具加工關(guān)鍵設(shè)備及精密塑料模、級(jí)進(jìn)模、精沖模等設(shè)計(jì)制造技術(shù)，對(duì)提高我國(guó)模具生產(chǎn)技術(shù)水平起到了推動(dòng)作用。同時(shí)，許多大專(zhuān)院校開(kāi)始設(shè)立模具專(zhuān)業(yè)，由前聯(lián)邦德國(guó)、日本援建及我國(guó)自己投資興辦的模具技術(shù)培訓(xùn)中心也陸續(xù)建立，模具技術(shù)人員及技術(shù)工人的培養(yǎng)開(kāi)始步入軌道。1989 年 3 月，國(guó)務(wù)院頒布了關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定，在機(jī)械工業(yè)中，模具被列為技術(shù)改造序列的第一位，極大地促進(jìn)了模具技術(shù)的發(fā)展。20 世紀(jì) 90 年代以來(lái)，在國(guó)內(nèi)汽車(chē)行業(yè)的模具設(shè)計(jì)制造中開(kāi)始采用 cad/cam 技術(shù)。國(guó)家科委“863”計(jì)劃將東風(fēng)汽車(chē)公司作為 cims 應(yīng)用示范廠，由華中理工大學(xué)作為技術(shù)依托單位，開(kāi)發(fā)了汽車(chē)車(chē)身

9、與覆蓋件模具 cad/cam 軟件系統(tǒng)，在模具和設(shè)計(jì)制造中實(shí)際應(yīng)用，取得顯著效益。改革開(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng)。近年來(lái)，模具工業(yè)一直以 15%左右的增長(zhǎng)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(guó)有專(zhuān)業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)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(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。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?jiǎng)恿?。一些?guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 cad，并陸續(xù)開(kāi)

10、始使用ug、pro/engineer、i-deas、euclid-is 等國(guó)際通用軟件，個(gè)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(jì)中。以汽車(chē)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(chē)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(chē)覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專(zhuān)院校開(kāi)展模具技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。經(jīng)過(guò)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(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)4-6。例如，吉林大學(xué)汽車(chē)覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽

11、車(chē)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(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的注塑模、汽車(chē)覆蓋件模具和級(jí)進(jìn)模 cad/cae/cam 軟件，上海交通大學(xué)模具 cad 國(guó)家工程研究中心開(kāi)發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開(kāi)發(fā)的冷沖模和精沖模 cad 軟件等在國(guó)內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。雖然中國(guó)模具工業(yè)在過(guò)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(guó)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(zhǎng)壽命模具依賴進(jìn)口7-9。未來(lái)沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為

12、適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng)：1) 全面推廣 cad/cam/cae 技術(shù)模具 cad/cam/cae 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，普及 cad/cam/cae 技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大 cad/cam 技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進(jìn)一步擴(kuò)大 cae 技術(shù)的應(yīng)用范圍。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使 cad/cam/cae技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。2) 高速銑削加工國(guó)外近年來(lái)發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極

13、高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)汽車(chē)、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。3) 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的 cad 數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車(chē)、摩托車(chē)、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十一五”期間將發(fā)揮更大的作用。4) 電火花銑

14、削加工電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國(guó)外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到發(fā)展。5) 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計(jì)目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家一般為 80%左右。6) 優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來(lái)提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是能否充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

15、模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積(tin、tic 等)、等離子噴涂等技術(shù)。7) 模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動(dòng)化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢(shì)。8) 模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的發(fā)展這是我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺(tái)機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤(pán)；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫(kù)；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)10-11。1.4 autocad 軟件介紹計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（cad/cam）技術(shù)是近年來(lái)工程技術(shù)領(lǐng)域中發(fā)展

16、最迅速、最引人注目的一項(xiàng)高級(jí)技術(shù)，它已成為工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。它對(duì)加速工程和產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、增強(qiáng)企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力與創(chuàng)新能力發(fā)揮著重要作用。它的應(yīng)用及發(fā)展正引起一場(chǎng)產(chǎn)品工程設(shè)計(jì)與制造深刻的技術(shù)革命，并對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、企業(yè)結(jié)構(gòu)、管理結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式以及人才知識(shí)結(jié)構(gòu)方面帶來(lái)巨大影響。在國(guó)內(nèi)，一提及 cad 軟件絕大多數(shù)的人都會(huì)想到 autocad，autocad 系列軟件是美國(guó) autodesk 公司開(kāi)發(fā)的系列圖形設(shè)計(jì)軟件，在機(jī)械圖形設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，也是最早進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的 cad 軟件之一，從最早的 2.0 版到以后的 r13、r14、200

17、0直到如今的 2007 版，autocad 的產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)上走過(guò)了十幾年的歷程了，從最早期的 dos 操作命令到現(xiàn)在的 windows 窗口式的操作界面，是大家所最熟悉的 cad 軟件。autocad 軟件最早是針對(duì)二維設(shè)計(jì)繪圖而開(kāi)發(fā)的，隨著其產(chǎn)品的日益成熟，在二維繪圖領(lǐng)域該軟件已經(jīng)比較的完善，而且隨著產(chǎn)品設(shè)計(jì)的發(fā)展需要，越來(lái)越多的產(chǎn)品設(shè)計(jì)已經(jīng)不在停留在二維的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，正在越來(lái)越多的朝著三維的產(chǎn)品設(shè)計(jì)發(fā)展，因此在autocadr12，r13 的版本中已經(jīng)加入了三維設(shè)計(jì)的部分，而且隨著版本的不斷更新三維設(shè)計(jì)的部分也在越來(lái)越多的發(fā)展，由于該軟件開(kāi)發(fā)中的自身原因，使的該軟件存在一些不足之處，比如

18、，該軟件在二維設(shè)計(jì)中無(wú)法做到參數(shù)化的全相關(guān)的尺寸處理；三維設(shè)計(jì)中的實(shí)體造型能力不足。但是由于該軟件進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)較早，價(jià)格較便宜，對(duì)使用的微機(jī)要求較低，使用比較簡(jiǎn)單，因此使用者還是比較多，該軟件為中國(guó)的 cad軟件發(fā)展還是起到了一定的貢獻(xiàn)。總的來(lái)說(shuō)該軟件作為一套二維的繪圖軟件還是非常好用的。1.4 課題研究的主要內(nèi)容1)收集大量資料，進(jìn)行調(diào)研，熟悉課題，為畢業(yè)設(shè)計(jì)作準(zhǔn)備。2)查閱相關(guān)的外文文獻(xiàn)，進(jìn)行英文翻譯。3)對(duì)沖壓件進(jìn)行沖壓工藝分析，確定最佳工藝方案。4)計(jì)算沖裁力、確定模具壓力中心、計(jì)算凸、凹模間隙。5)合理的選擇沖壓設(shè)備，確定壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù)。6)繪制沖?？傃b圖及主要零件圖。7)根據(jù)設(shè)計(jì)

19、流程，編寫(xiě) 10000 字以上的畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。2 零件圖的分析零件圖的分析2.1 零件的功用與經(jīng)濟(jì)性分析該零件材料為 q235，厚度 1.5mm。工件尺寸未注公差，屬于自由公差，該零件的產(chǎn)量屬于中批量，零件外形對(duì)稱，材料為一般用鋼，主要分析其落料工序，落料厚度為 1.5mm。2.2 零件鈑金成形工藝性分析 2.2.1 結(jié)構(gòu)形狀與尺寸分析：圖 2-1 零件圖該制件形狀簡(jiǎn)單，尺寸一般，厚度適中，由于形狀簡(jiǎn)單，屬于普通沖壓件。沖壓件工藝性是指沖壓零件在沖壓加工過(guò)程中加工的難易程度。雖然沖壓加工工藝過(guò)程包括備料沖壓加工工序必要的輔助工序質(zhì)量檢驗(yàn)組合、包裝的全過(guò)程，但分析工藝性的重點(diǎn)要在沖壓加工工序這

20、一過(guò)程里。而沖壓加工工序很多，各種工序中的工藝性又不盡相同。即使同一個(gè)零件，由于生產(chǎn)單位的生產(chǎn)條件、工藝裝備情況及生產(chǎn)的傳統(tǒng)習(xí)慣等不同，其工藝性的涵義也不完全一樣。這里我們重點(diǎn)分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性。首先，我們必須清楚沖裁件的結(jié)構(gòu)要素，其要素包括： (1)、沖裁件的內(nèi)、外形轉(zhuǎn)角處應(yīng)避免尖銳的轉(zhuǎn)角，應(yīng)有適當(dāng)?shù)膱A角。一般應(yīng)有r 0.5t(t 為板料厚度)的圓角，否則模具壽命將明顯降低。(2)、沖裁件上應(yīng)盡量避免窄長(zhǎng)的懸臂和凹槽。最好 b 2t、l 3t。對(duì)于高碳鋼、合金鋼等硬質(zhì)材料，允許值應(yīng)增大 30%50%；對(duì)于黃銅、純銅和鋁等軟材料，可減少 20%25%。2.2.2 精度與表面粗糙度此零件的表面

21、粗糙度均為自由表面粗糙度，尺寸公差為自由公差，所以加工此零件時(shí)，模具結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，加工方便。2.2.32.2.3 材料材料工件所用的材料為 q235，其力學(xué)性能如下：=304373mpa,b=432461 mpa, s=235mpa。延展性好，適合沖裁。綜上所述，該零件的形狀、尺寸、精度、材料均符合拉深工藝性要求，故可以采用沖壓方法加工。3 沖壓設(shè)備的選擇沖壓設(shè)備的選擇3.1 沖壓的計(jì)算計(jì)算沖裁力的目的是為了選用合理的壓力機(jī)，設(shè)計(jì)模具以及檢驗(yàn)?zāi)＞叩膹?qiáng)度。壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁工藝的需求。一般可按下公式計(jì)算：ltfp式中 fp-沖裁力（n）； l-沖裁周邊長(zhǎng)度（mm）；

22、t-沖裁料厚(mm)； b- 抗剪強(qiáng)度（mpa）；1 落料力ltf沖孔式中 沖孔力（n）；沖孔f l工件外輪廓周長(zhǎng)（mm）； t材料厚度（mm），t=1mm； 材料抗剪強(qiáng)度（mpa）。由查表，。mpa373根據(jù)零件圖可算兩個(gè)沖孔的輪廓長(zhǎng)度 l =245.42則 knmpammmmf3 .1373735 . 142.245沖孔2 卸料力的計(jì)算=kx 卸f落f式中 -卸料力（n）；卸f -落料力（n）落fkx -卸料系數(shù)，查沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)表 3-11，p57 其值為 0.030.04（薄料取大值，厚料取小值），取 k=0.03。則=kx =0.03137.3=4.12（kn）卸f落f3. 頂

23、件力的計(jì)算 =nkt 頂f沖f式中 -頂力（n）；頂f k1-頂件系數(shù)，查沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)表 3-11，其值為0.05；則 =nkt=0.05137.3=6.87(kn)頂f沖f沖裁時(shí)，壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于各沖裁工藝力的總和 = +總f沖孔f卸f頂f式中：沖裁力 =137.3kn，卸料力=4.12kn，頂件力=6.87kn，則:沖孔f卸f頂f= +=148.29kn總f落f卸f頂f3.23.2 壓力機(jī)的選擇壓力機(jī)的選擇壓力機(jī)的作用是為沖壓工藝提供沖壓動(dòng)力。壓力機(jī)種類(lèi)繁多，常用的壓力機(jī)一般分為機(jī)械壓力機(jī)、液壓機(jī)兩大類(lèi)，生產(chǎn)中需選用合適的壓力機(jī)，其選用依據(jù)如下12： 1. 根據(jù)沖壓件

24、的生產(chǎn)批量選擇；2. 根據(jù)沖壓件的大小進(jìn)行選擇；3. 考慮精度與剛度；4. 考慮生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際可能；5. 考慮技術(shù)上的先進(jìn)性。根據(jù)選用選擇和零件的基本特點(diǎn)，可選定開(kāi)式曲柄壓力機(jī)。雖然開(kāi)式壓力機(jī)的剛度較差，并且由于床身的變形而破壞了沖模的間隙分布，降低了沖模的使用壽命和沖裁件的質(zhì)量。但是，它卻具有操作空間三面敞開(kāi)、操作方便、安裝機(jī)械化的附屬設(shè)備和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。然后根據(jù)總的沖壓力選擇壓力機(jī)。其原則是：壓力機(jī)的公稱壓力大于所需的總壓力。在上節(jié)中計(jì)算得總沖壓力為 148.29 噸，因此可選用公稱壓力為 400kn 的壓力機(jī)。選擇壓力機(jī)型號(hào)為：j23-25。其基本參數(shù)見(jiàn)表 3-1。表 3-1型 號(hào)j2

25、3-25公稱壓力/kn250滑塊行程/mm65公稱壓力行程/mm65最大傾斜角度35最大閉合高度/mm270閉合高度調(diào)節(jié)量/mm55墊板尺寸（厚度 mm孔徑 mm）50200模柄孔尺寸（直徑 mm深度mm）4060前后370工作臺(tái)尺寸左右5604.34.3 確定模具壓力中心確定模具壓力中心工件只進(jìn)行落料工序，由于工件基本對(duì)稱，所以壓力中心選擇在近似中心點(diǎn)的位置。4.模具設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì)4.1 模具類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式的確定4.1.1 模具結(jié)構(gòu)類(lèi)型的確定由沖壓工藝分析可知，為了方便工件的定位，采用正裝式單工序落料模。4.1.2 工件的導(dǎo)向定位方式的確定由上述分析及落料工序得：依靠導(dǎo)料銷(xiāo)進(jìn)行導(dǎo)料，并依靠擋料

26、銷(xiāo)進(jìn)行精確定位。4.1.3 卸料裝置的確定彈性卸料具有卸料與壓料的雙重作用，由于有壓料作用，沖裁件比較平整。彈壓卸料板與彈性元件、卸料螺釘組成彈壓裝置。彈壓卸料板如圖 4-1 所示。圖 4-1 卸料板4.1.4 模座類(lèi)型及模具組合形式的確定1.模座類(lèi)型的確定：根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要，設(shè)計(jì)的時(shí)候用的非標(biāo)準(zhǔn)的模座，同時(shí)為了導(dǎo)向的精確，設(shè)計(jì)有導(dǎo)柱和導(dǎo)套，上、下模座采用后側(cè)導(dǎo)柱滑動(dòng)導(dǎo)向模座： 上模座型號(hào)：；40160200 下模座型號(hào)：；50160200 導(dǎo)柱：17528 導(dǎo)套：4295284.2 模具零件的設(shè)計(jì)與選用4.2.14.2.1 工作零件的設(shè)計(jì)工作零件的設(shè)計(jì)查表得間隙值，min0.15zmax0.

27、19z刃口計(jì)算采用凸模與凹模配作法。（1）凸?；虬寄Ｄp后會(huì)增大的尺寸-第一類(lèi)尺寸 aaj=(amax-x)410（2）凸模或凹模磨損后會(huì)減小的尺寸-第一類(lèi)尺寸 bbj=(bmin+x)041（3）凸?；虬寄Ｄp后基本不變的尺寸-第一類(lèi)尺寸 c cj=(cmin+)2181其中，x 為磨損系數(shù)。查表得：工件精度 it10 級(jí)以上 x=1工件精度 it1-it13 x=0.75工件精度 it14 x=0.5因?yàn)楸竟ぜ叽缇鶠榛境叽?，故?it14 級(jí)精度，x=0.5。在所有的尺寸中，屬于 a 類(lèi)尺寸的有：、00.746000.745800.745600.522000.3400.34.5屬于 b

28、 類(lèi)尺寸的有：0.24014注：凸模或凹模磨損后將會(huì)增大的尺寸第一類(lèi)尺寸 a。凸?；虬寄Ｄp后將會(huì)減小的尺寸第二類(lèi)尺寸 b。凸?；虬寄Ｄp后會(huì)基本不變的尺寸第三類(lèi)尺寸 c。其中，x 為磨損系數(shù)，公差等級(jí)按 it14，選擇 x 為 0.5。具體計(jì)算如表 4-1。表 4-1 工作零件刃口尺寸計(jì)算尺寸類(lèi)型公稱尺寸公式計(jì)算后尺寸備注00.74600.19059.6300.74580.19057.6300.74560.19055.6300.52200.13019.7400.340.0703.8500.34.5)4/1(0)max(xaaj0.0704.35落料0.240140)4/1()min(xbbj

29、00.0614.12保證雙邊間隙為 0.15-0.19。3.凸模結(jié)構(gòu)形式及尺寸的確定：落料凸模通過(guò)螺釘固定。凸模尺寸根據(jù)落料工作要求及其工作尺寸要求確定。材料用 cr12，工作部分熱處理淬硬 5660hrc。凸模具體尺寸如圖 4-2 所示：圖 4-2 凸模4.凹模結(jié)構(gòu)形式及尺寸的確定：落料凹模外形根據(jù)工件的內(nèi)形尺寸配作，該零件還起導(dǎo)正工件的作用，也通過(guò)臺(tái)肩固定。因沖件產(chǎn)量是中批，考慮凹模的磨損和保證沖件的質(zhì)量，凹模刃口采用直刃壁結(jié)構(gòu)，刃壁高度取 5mm。凹模厚度為根據(jù)模具具體情況而定，凹模材料選用 cr12，工作部分熱處理淬硬6064hrc。凹模如圖 4-3 所示：圖 4-3 凹模4.2.24

30、.2.2 支承固定零件的設(shè)計(jì)與選用支承固定零件的設(shè)計(jì)與選用1.凸模固定板和墊板：凸模固定板：160mm160mm20mm凸模墊板板：160mm160mm8mm2.模柄：據(jù)沖已知情況，選擇模柄的規(guī)格：壓入式模柄，其直徑 d=40mm，高度h=95mm，材料為 q235 的 a 型壓入式模柄，規(guī)格為：a4095 jb/t7646.1-1994。4.3 模具圖樣的繪制及壓力機(jī)校核4.3.14.3.1 模具裝配圖的繪制模具裝配圖的繪制見(jiàn)模具裝配圖紙4.3.24.3.2 模具零件圖的繪制模具零件圖的繪制見(jiàn)模具零件圖的圖紙4.3.34.3.3 壓力機(jī)技術(shù)參數(shù)的校核壓力機(jī)技術(shù)參數(shù)的校核1.模具閉合高度的校核

31、：模具閉合高度為：h=上模座+下模座+墊板+凸模固定板+中間的安全距離+凹模高度+下模座=185.5mm。沖壓機(jī)最大封閉高度 270mm，使用墊板后可以滿足要求。105minmaxhhh模2.沖壓過(guò)程中落料力（f=148.29kn）最大，壓力機(jī)的公稱壓力，250pkn公，且工作時(shí)壓力曲線位于壓力機(jī)滑塊的許用負(fù)荷曲線之下，因此滿足生產(chǎn)fp3 . 1公要求。3.模具最大安裝尺寸為 294mm240mm，壓力機(jī)工作臺(tái)臺(tái)面尺寸為560mm370mm，能滿足模具的正確安裝。165 5 模具材料的選用要求和選擇原則模具材料的選用要求和選擇原則5.1 冷沖模材料的選用要求冷沖模材料應(yīng)具有的性能：冷沖模包括沖

32、裁模、彎曲模、拉深模、成形模和冷擠壓模等。冷沖模在工作中承受沖擊、拉深、壓縮彎曲、疲勞磨擦等機(jī)械的作用。模具常常發(fā)生脆斷、堆塌、磨損、啃傷和軟化等形成的失效。因此，作為冷沖模主要材料的鋼材，應(yīng)具有的性能。1. 應(yīng)具有較高的變形抗力：主要抗力指標(biāo)包括淬火、回火抗壓強(qiáng)度、彎強(qiáng)度等。其中硬度是模具注意重要的抗力指標(biāo)，高的硬度是保持模具耐磨性的必要條件。工作零件熱處理后的硬度在 60hrc 強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度才能保證模具具有較高的變形能力。2. 應(yīng)具有較高的斷裂抗主要抗力指標(biāo)有材料的抗沖擊性能抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度 斷裂抗力和沖擊載荷下抵抗模具裂紋產(chǎn)生一個(gè)特性，也是作為防止斷裂的一個(gè)重要依據(jù)。其基體中碳含量越

33、高沖擊韌性越高。故對(duì)韌性的要求應(yīng)依據(jù)載荷較大的冷沖鐓及剪切模易受偏心彎曲載荷細(xì)長(zhǎng)凸?；蛴袘?yīng)力集中的模具，都需要有較高的韌性。3. 應(yīng)具有較高的耐磨性和抗疲勞性能：對(duì)于在一定條件下工作的模具鋼，為了提高耐磨性，需要在硬度高的基體上均勻分布有大量細(xì)小硬的碳化物 相同硬度下，提高鋼的性能是模具在交變應(yīng)力條件下產(chǎn)生的疲勞破壞，如模具長(zhǎng)期使用有刮痕凹槽等。4. 應(yīng)具有較好的冷、熱加工工藝性：鋼材的加工性能包括可鍛性、可加工性、淬透性、淬硬性較小的脫碳敏感性和較小變形傾向等，以方便模具的加工，易于成形及防止熱處理后變形等。5.2 材料的選擇原則1.要選擇滿足模具零件工作要求的最佳綜合性能的材料：要選擇滿足

34、模具零件工作要求的最佳綜合性能的材料；2.要針對(duì)模具的失效形式選用鋼材，鋼材的失效是影響模具壽命的主要因素包括：為防模具開(kāi)裂，要選用韌性好的材料；為防磨損，應(yīng)選用合金元素高的材料；對(duì)于大型沖模應(yīng)選用淬透性好的材料；為保持鋼材硬度能力，要選用耐回火性高的含鉻、鉬合金鋼；為防熱處理變形，對(duì)于形雜的零件應(yīng)選用含碳量高、淬透性好的高合金材料。173.要根據(jù)制品批量大小，以最低的成本的選材原則選用；對(duì)于需沖壓數(shù)量較多模具，一般采用優(yōu)質(zhì)合金鋼，而數(shù)量少的則采用碳素鋼，以降低成本。4要根據(jù)沖模零件的作用選擇；凸模凹模鋼材選用，對(duì)于數(shù)量不多或厚度不大的可采用有色金屬或黑色金屬，而對(duì)于支撐板、卸料零件、導(dǎo)向件應(yīng)

35、選用一般鋼材。5要根據(jù)沖模精密程度選用。在制造小型精密模具而又復(fù)雜時(shí)可選用優(yōu)質(zhì)合金鋼制作，而對(duì)于比較簡(jiǎn)單，形狀、精度有要求不高的模具應(yīng)選用比較便宜的碳鋼或低合金鋼。5.3 沖裁模具的調(diào)試模具裝配以后，必須在生產(chǎn)條件下進(jìn)行試沖。通過(guò)試沖可以發(fā)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)和制造的不足，并找出原因給與糾正。并能夠?qū)δ＞哌M(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修理，直到模具正常工作中沖出合格的制件為止。沖裁模具經(jīng)試沖合格后，應(yīng)在模具模座正面打上編號(hào)、沖模圖號(hào)、制件號(hào)、使用壓力機(jī)型號(hào)、制造日期等。并涂油防銹后經(jīng)檢驗(yàn)合格入庫(kù)。在模具制造中，模具零件的檢驗(yàn)與模具裝配試模后的驗(yàn)收是模具加工過(guò)程中的重要工藝環(huán)節(jié)。模具零件加工及裝配質(zhì)量好壞，對(duì)模具的使用

36、壽命有著較大的影響。加強(qiáng)模具裝配后及模具零件加工各工序間質(zhì)量檢驗(yàn)，是確保模具質(zhì)量的重要手段。因此，模具生產(chǎn)單位在生產(chǎn)過(guò)程中，要健全模具零件及模具裝配前后的檢驗(yàn)與驗(yàn)收制度。即根據(jù)本廠產(chǎn)品要求和工藝水平，編制切合實(shí)際的質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)程。實(shí)行以檢驗(yàn)人員專(zhuān)職檢驗(yàn)與生產(chǎn)工人自檢互檢相互結(jié)合的檢驗(yàn)方法，嚴(yán)格按圖樣技術(shù)條件和有關(guān)工藝文件進(jìn)行必要的檢查。在檢驗(yàn)中，除了進(jìn)行工序間的檢驗(yàn)和裝配后的驗(yàn)收外，還加強(qiáng)各工序?qū)嶋H操作的檢查，以督促執(zhí)行工藝規(guī)定，防止廢品的產(chǎn)生。5.4 模具的檢測(cè)模具的檢驗(yàn)與驗(yàn)收和設(shè)計(jì)、制造一樣是模具制造中不可分割的部分，在模具生產(chǎn)中起著積極的作用，是滿足現(xiàn)代模具制造業(yè)發(fā)展的需要。同時(shí)，在檢測(cè)技

37、術(shù)對(duì)于模具制造質(zhì)量的提高、延長(zhǎng)模具的壽命和能生產(chǎn)出高效、優(yōu)質(zhì)制品零件，有著十分重要的意義。模具的檢測(cè)主要是檢查在設(shè)計(jì)、制造或裝配中出現(xiàn)的缺陷，并在交付客戶前做最后的驗(yàn)證，保證模具的合格性和安全性并能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，模具零件加工及裝配質(zhì)量好壞，對(duì)模具的使用壽命有著較大的影響。18加強(qiáng)模具裝配后及模具零件加工各工序間質(zhì)量檢驗(yàn)，是確保模具質(zhì)量的重要手段。因此，模具生產(chǎn)單位在生產(chǎn)過(guò)程中，要健全模具零件及模具裝配前后的檢驗(yàn)與驗(yàn)收制度。只有這樣才能保證模具的合格性和安全性并能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。5.5 模具的工作原理與使用維護(hù)1. 模具的工作原理：此模具采用倒裝復(fù)合形式，是倒裝復(fù)合模中最典型的結(jié)構(gòu)。模具中

38、，凸凹模裝在上模，它的外輪廓起落料凸模的作用，而內(nèi)孔起拉深凹模的作用，故稱凸凹模。它通過(guò)螺釘墊板安裝在上模座上，落料凹模和拉深凸模則通過(guò)固定板裝在上模座部分。工作時(shí)，條料由固定擋料銷(xiāo)和導(dǎo)料卸料復(fù)合板定位，故凹模上不必加工出讓位孔，沖裁完畢后，即壓力機(jī)滑塊到達(dá)上死點(diǎn)，由于彈性回復(fù)，工件會(huì)卡在拉深凸模 19 內(nèi)，為了使沖壓生產(chǎn)順利進(jìn)行，使用由頂銷(xiāo)、卸件塊及橡膠組成的橡膠彈頂裝置將工件頂出。2. 模具的使用維護(hù)：模具是比較精密而且比較復(fù)雜的工藝裝配，制造成本高，使用周期長(zhǎng)。為了保證正常生產(chǎn)，保證制造質(zhì)量，提高模具耐用度，延長(zhǎng)模具使用壽命，必須合理使用與正確維護(hù)，修理模具。a. 模具的使用：a)沖模的

39、檢查:模具的檢查安排在安排時(shí)、開(kāi)工前、使用中三個(gè)階段。 （1）安裝使用前的檢查：1) 使用前領(lǐng)取的新模具，必須是經(jīng)過(guò)拭模并帶有合格試件的模具；對(duì)于使用過(guò)的模具，對(duì)應(yīng)檢查模具的履歷卡片。2) 對(duì)照工藝文件檢查所用模具及設(shè)備是否正常。3) 模具外觀應(yīng)清潔、無(wú)污物、凸凹模應(yīng)無(wú)裂紋、壓傷的缺陷。（2）開(kāi)工前檢查：1）壓力機(jī)的卸料裝置是否暫時(shí)調(diào)整到最高位置。2）檢查壓力機(jī)和沖模的閉合高度是否相適應(yīng)。3）沖模上的卸料裝置是否和壓力機(jī)能配套使用。4）沖模的上下模板和壓力機(jī)的滑塊底面，工作臺(tái)面是否擦拭干凈。5）安裝好的模具應(yīng)再檢查一下模具內(nèi)外是否有異物、安裝是否牢固。（3）使用過(guò)程中的檢查：1）隨時(shí)注意毛坯有

40、無(wú)異?，F(xiàn)象，如毛19坯不能有硬折，厚度不能變化太大，嚴(yán)重氧化皮和翹曲等現(xiàn)象。一擔(dān)發(fā)生異常立即停止。2）模具在使用一段時(shí)間后，應(yīng)隨時(shí)停車(chē)，檢查，清理臺(tái)面，并定時(shí)潤(rùn)滑工作表面，潤(rùn)滑應(yīng)在停車(chē)的過(guò)程中進(jìn)行，嚴(yán)禁在沖壓過(guò)程中進(jìn)行。3）隨時(shí)檢查毛坯是否有重疊現(xiàn)象，是否擦拭干凈，是否涂以少量潤(rùn)滑油。4）使用一段時(shí)間后，應(yīng)停車(chē)檢查凸凹模刃口形狀狀況，若發(fā)現(xiàn)刃口不鋒利。可在機(jī)上刃磨，如毛病較大時(shí)，應(yīng)停機(jī)修正。b)沖模使用過(guò)程中的潤(rùn)滑合理選擇潤(rùn)滑劑對(duì)機(jī)進(jìn)行潤(rùn)滑：1）沖裁模： 常采用涂刷潤(rùn)滑，一般采用 20 號(hào)或 30 號(hào)機(jī)油，主要涂刷在坯料表面，也可間隔一定時(shí)間涂刷凸凹模工作表面上或?qū)驒C(jī)構(gòu)表面上。2)拉伸模:采

41、用各種配方潤(rùn)滑，潤(rùn)滑劑應(yīng)均勻涂抹在凹模端面和口部員角度，拉伸原料時(shí)，與凹模接觸的毛皮表面也應(yīng)涂抹潤(rùn)滑劑，切忌在涂抹表面或和它接觸的表面涂抹，以免材料變薄。c)沖模使用注意事項(xiàng)：1）選用的壓力機(jī)必須有足夠的剛性，強(qiáng)度和精度。沖模安裝前，需將壓力機(jī)預(yù)先調(diào)整好，即應(yīng)仔細(xì)檢查制動(dòng)器，離合器及操作機(jī)構(gòu)的工作是否正常。檢查方法是先踩腳踏板或按手柄，如滑塊有不正常連沖現(xiàn)象，應(yīng)該排除故障后再安裝沖模。2)沖模安裝固定時(shí)，應(yīng)該采用專(zhuān)用的壓板，螺釘，螺母和壓塊，不可代用。并且將模具底面與工作臺(tái)面擦干凈。3）安裝后的沖模，所有凸模的中心線都應(yīng)于凹模平面垂直，否則使刃口啃壞。4）沖模使用一段時(shí)間后，應(yīng)定期檢查、刃磨刃口，每次刃磨刃口量都不應(yīng)太大，一般為：0.05mm0.1mm。刃磨后用油石進(jìn)行修整。5）沖模在使用過(guò)程中應(yīng)對(duì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套進(jìn)行潤(rùn)滑。6）沖壓式防止疊片沖壓，損壞模具。7）