畢業(yè)設計（論文）-止動件級進模設計（含全套CAD圖紙）

1、全套全套 CAD 圖紙，聯(lián)系圖紙，聯(lián)系 qq 695132052 湖南農業(yè)大學東方科技學院湖南農業(yè)大學東方科技學院全日制普通本科生畢業(yè)論文全日制普通本科生畢業(yè)論文止動件級進模設計止動件級進模設計 THE DESIGN OF CONSECUTIVE STOPS BENDING MOLDM學生姓名學生姓名：梁 新 星學學 號：號：200841914324年級專業(yè)及班級：年級專業(yè)及班級：2008 級機械設計制造及其自動化(3)班指導老師及職稱：指導老師及職稱：陳文凱 副教授學學 部：部：理工學部湖南長沙提交日期：2012 年 5 月湖南農業(yè)大學東方科技學院全日制普通本科生畢業(yè)論文誠信聲明本人鄭重聲明

2、：所呈交的本科畢業(yè)論文是本人在指導老師的指導下，進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產權爭議。除文中已經(jīng)注明引用的內容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。同時，本論文的著作權由本人與湖南農業(yè)大學東方科技學院、指導教師共同擁有。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。 畢業(yè)設計作者簽名： 年 月 日 目目 錄錄摘要1關鍵詞11 前言22 畢業(yè)設計的目的、要求與任務4 2.1 本設計的研究目的4 2.2 主要內容和要求4 2.2.1 本設計的主要內容4 2.2.2 本設計的主要要求43 止動件零件

3、圖結構與工藝分析4 3.1 工藝 的比較分析，確定加工方案54 確定模具總體結構方案6 4.1 模具類型64.2 操作與定位方式64.3 卸料與出件方式6 4.4 模架類型及精度65 圖的設計及材料利用率的計算6 5.1 初步擬定排樣方案6 5.2 級進沖裁的順序安排原則8 5.3 確定搭邊值與步距8 5.4 材料利用率的計算96 沖壓力及壓力中學計算9 6.1 沖裁力的計算9 6.2 翻孔時所需的沖壓力11 6.3 彎曲 1.3mm 的直邊所需的彎曲力11 6.4 模具的總沖壓力12 6.5 模具壓力中心的計算12 7 凹凸模刃口尺寸計算13 7.1 確定凹、凸模的設計及其尺寸計算13 7.

4、2.1 凸模尺寸14 7.2.2 凹模尺寸14 7.3 成形側刃凸模與凹模的設計及其尺寸計算14 7.3.1 測刃凸模刃口尺寸計算15 7.3.2 成形側刃凹模尺寸計算15 7.4 翻孔凸、凹模的設計及其尺寸計算15 7.5 彎曲凸、凹模的設計及其尺寸計算16 7.5.1 凹、凸模之間間隙的確定167.6 T 形切斷凸模的設計及其尺寸計算168 模具主要零件的結構設計16 8.1 模具設計的原則16 8.2 確定模架結構的類型及模架中各模板的選取17 8.3 模架種各模板的選取18 8.4 橡膠板的選取與計算19 8.5 凹、凸模的設計原則20 8.5.1 凹、凸模的設計原則20 8.5.2

5、凹模的結構設計20 8.5.3 凹模輪廓尺寸的確定21 8.5.4 凸模的形式與固定方法的確定21 8.5.5 凸模長度計算22 8.5.6 凸模強度與剛度的校核23 8.6 模具閉合高度的確定24 8.7 壓力機的選取259 輔助零件的設計26 9.1 導向零件的設計26 9.1.1 導柱、導套的設計26 9.2 固定與連接零件的設計與選取27 9.2.1 模架與模座27 9.2.2 模柄27 9.2.3 凸模固定板28 9.2.4 墊板28 9.3 緊固件3810 模具材料的選擇與加工29 10.1 模具材料的選擇的一般原則29 10.2 模具零件材料的選取和熱處理要求29 10.3 模具

6、零件的加工3011 沖裁模 凸、凹模的制造工藝過程31 11.1 凸模的制造工藝過程31 11.2 沖裁模凹模的制造工藝過程31 11.3 T10A 剛3112 材料的熱處理3112.1 模具材料熱處理的基本要求3112.2 模具用鋼的熱處理過程及硬度要求32 12.3 T10A 鋼3213 模具的裝配的概述32 13.1 模具裝配的概述32 13.1.1 模具裝配的內容32 13.2 模具零件的固定方法32 13.3 冷沖模的裝配33 13.3.1 組建裝配33 13.4 級進模的裝配方法3314 結論34參考文獻35致謝351 止動件件級進模設計止動件件級進模設計 學 生: 梁新星 指導老

7、師: 陳文凱 （湖南農業(yè)大學東方科技學院, 長沙 410128） 摘 要: 本設計的止動件是一種沖壓零件，成形工藝包括沖孔、落料、彎曲翻孔登多種沖壓工序。根據(jù)所給的止動零件圖，生產方式是大批量生產，設計一副多工位級進模。冷沖壓工藝操作簡單，便于實現(xiàn)機械化和自動化，適合于較大批量零件的生產，其制品一般都不需要進一步的機械加工，尺寸精度和互換性也都比較好他在航空、汽車、電機電器精密儀表等工業(yè)中占有十分重要的地位。據(jù)有關統(tǒng)計資料介紹，在電機及儀器儀表生產中，有 60%多的零件是采用冷沖壓工業(yè)來實現(xiàn)的。此外，隨著人們屋子生活水平的提高，在諸如家電電子元器件領域內，冷沖壓加工量也占有相當大的比例?？梢?，

8、支持和促進冷沖壓加工技術對發(fā)展國民經(jīng)濟和加速工業(yè)化建設，具有十分重要的意義。關鍵詞: 連續(xù)模;排樣;凸模;凹模;模架 The Design of Consecutive Stops Bending Mold Student: Liang Xinxing Tutor: ChenWenkai (Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128) Abstract: The desing of the Consecutive Stops is a stamping parts,

9、forming process,including punching blanking,bending,turning hole punching and other processes. According to the stop piece part drawing, production is mass production, dedign mote than one position progerssive die.Cold stamping process is charactered by simple operation and easy to realize mechaniza

10、tion and automation,suitable for the production of a large number of part, and its products usually need not further mechanical processing, size accuracy and interchangeability are also quite good . It plays important role on the aviation, automobile, motor elextric precision instruments and other 2

11、industries. According to the statistics 60%-70% of the parts are realized through cold stamping procsss in motor and instrumentation production. Besides. With the improvement of peoples living standards, in such cold stamping areas as home appliances , electronic components, cold stamping process al

12、so has considerable proportion. Obviusly. It is very important for us to support and promote cold stamping processing technology considering of the development of the national economy and acceleration of industral construction. Keyword: Contionuous mode;Arrangement;The punch ;Concave die; Formwork 1

13、 前言日常生產、生活中所使用到的各種工具和產品，大到機床的底座、機身外殼，小到一個胚頭螺絲、紐扣以及各種家用電器的外殼，無不與模具有著密切的關系。模具的形狀決定著這些產品的外形，模具的加工質量與精度也就決定著這些產品的質量。因為各種產品的材質、外觀、規(guī)格及用途的不同，模具分為了鑄造模、鍛造模、壓鑄模、沖壓模等非塑膠模具，以及塑膠模具。模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項基礎產業(yè)，是技術成果轉化的基礎，同時本身又是高新技術產業(yè)的重要領域，在歐美等工業(yè)發(fā)達國家被稱為“點鐵成金”的“磁力工業(yè)” ；美國工業(yè)界認為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”;德國則認為是所有工業(yè)中的“關鍵工業(yè)” ;日本模具協(xié)會也認為“模具是促進社

14、會繁榮富裕的動力” ，同時也是“整個工業(yè)發(fā)展的秘密” ，是“進入富裕社會的原動力” 。日本模具產業(yè)年產值達到 13000 億日元，遠遠超過日本機床總產值 9000 億日元。如今，世界模具工業(yè)的發(fā)展甚至己超過了新興的電子工業(yè)。在模具工業(yè)的總產值中，沖壓模具約占 50%，塑料模具約占 33%，壓鑄模具約占 6%，其它各類模具約占 11%.1 隨著科學技術的進步和工業(yè)生產的迅速發(fā)展，沖壓加工技術的應用愈來愈廣泛，模具成形已成為當代工業(yè)生產的重要手段。 沖壓是利用安裝在沖壓設備（主要是壓力機）上的模具對材料施加壓力，使其產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。沖壓工藝

15、與模具、沖壓設備和沖壓材料構成沖壓加工的三要素。沖壓是一種先進的金屬加工方法，在國民經(jīng)濟的加工工業(yè)中占有重要的地位。與機械加工及塑性加工和其它方法相比，沖壓加工無論在技術方面還是經(jīng)濟方面都具有許多獨特的優(yōu)點，主要表現(xiàn)如下：3 (1) 沖壓一般沒有切削碎料產生，材料的消耗較少利用率高，一般為70%85%，易實現(xiàn)機械化和自動化； (2) 在形狀和尺寸精度方面的互換性較好。一般情況下可直接滿足裝配和使用要求； (3) 沖壓可加工的尺寸范圍大、形狀復雜的零件，而這些零件用其它方法是不可能或很難得到的，如薄殼件； (4) 被加工的金屬在沖壓加工過程中產生加工硬化，金屬內部組織得到改善，機械強度有所提高，

16、所以沖壓件剛度強度較好； (5) 沖壓時由模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓材料的表面質量，而模具的壽命一般較長，所以沖壓件的質量穩(wěn)定，互換性好，具有“一模一樣”的特征； (6) 在大量生產的條件下，產品的成本低，經(jīng)濟效益較高； (7) 沖裁過程能耗較低。由此可見沖壓制得的零件具有表面質量好重最輕成本低的優(yōu)點。所以沖壓在現(xiàn)代工業(yè)生產中，尤其是大批量生產中應用十分廣泛。相當多的工業(yè)部門越來越多的采用沖壓方法加工產品零件，如汽車、農機、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工業(yè)等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重相當?shù)拇?，少則 60%以上，多則 90%以上。不少過去用鍛造、鑄

17、造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質量輕剛度好的沖壓件所代替。有些機械設備往往以沖壓件所占比例的大小作為評價結構是否先進的指標之一2。工業(yè)發(fā)達國家對冷沖壓生產工工藝的發(fā)展是很重視的.不少國家(如美國、日本等)模具工業(yè)產值己超過機床工業(yè)。從這些國家鋼材構成可以看出冷沖壓的發(fā)展趨勢。鋼帶和鋼板占全部品種的 67%，充分說明沖壓這種加工方法己成為現(xiàn)代工業(yè)生產的重要手段和發(fā)展方向。沖壓技術的發(fā)展特征是： (1)沖壓成形科學化、數(shù)字化和可控化； (2)突出“精、省、凈“三大優(yōu)勢； (3)沖壓成形可以實現(xiàn)全過程控制； (4)產品從設計開始即進入控制，考慮工藝；(5)沖壓生產的靈活性和柔性。2 畢業(yè)

18、設計的目的、要求與任務 42.1 本設計的研究目的1 鞏固大學四年所學理論知識，通過畢業(yè)設計加強各學科之間聯(lián)系與應用2 提高自身的獨立處理問題的能力，包括 鍛煉查閱相關資料的能力、翻譯外文資料的能力，加強運用相關手冊、國家標準、 參考資料進行獨立設計的能力，以及獨立完成課題調研的能力等。3 加強自己理論聯(lián)系實際的能力， 學會把四年來所學的理論知識與實際生產中有關模具的問題聯(lián)系起來4 在設計的過程中，能夠及時發(fā)現(xiàn)自己的不足并予以改正5 掌握模具設計的基本方法和步驟，建立正確的模具設計理念，掌握模具設計過程中的各種設計方法，為畢業(yè)后步入工作崗位打好基礎。 6 熟練掌握模具設計相關繪圖軟件的實用方法

19、，提高自己的計算機應用能力。2.2 主要內容和要求2.2.1 本設計的主要內容 本設計的止動件是一沖壓零件，成型工藝包括沖孔、落料、彎曲、翻孔等多種沖壓工序。根據(jù)所給的止動件零件圖，生產方式是大批量生產設計一副多工位級進模。2.2.2 本設計的主要要求 1 確定工藝方案，選定模具結構形式，并進行必要的計算 2 繪制模具總裝圖 3 繪制全部自制零件的工程圖 4 編制工作零件的加工工藝規(guī)程 5 編寫設計說明書3 動件零件圖結構與工藝分析 材料為 Q195，板厚 1.2mm，制件精度為 IT11 級.，形狀簡單，尺寸不大，大批量生產，屬普通沖壓件。制件如圖 1 所示。 在沖壓工藝設計和模具設計時，應

20、特別注意以下幾點： （1）該制件為落料彎曲沖孔件，在設計時，毛坯尺寸要計算準確； （2）沖裁間隙、彎曲凸凹模間隙應符合制件的要求； （3）各工序凸凹模動作行程的確定應保證各工序工作穩(wěn)妥、連貫。3.1 工藝方案的比較分析，確定加工方案5 因該工件屬大批量生產，根據(jù)零件的生產批量，尺寸精度和材料種類與厚度， 圖 1 工件圖（材料 Q195 t=1.2mm） Fig1 Workpiece figure(MaterialsQ195 t=1.2mm) 選擇模具的導向方式與精度，定距方式及卸料方式等，現(xiàn)有如下三種模具結構方案：方案一：采用單工序沖裁模結構。即：在壓力機滑塊一次行程中、在模具同一工位只完成一

21、次沖孔或者落料。適合大批量生產，模具結構簡單，但是需要的工序多，要多套模具才能完成零件的加工生產效率較底，成本高。需要二次定位，容易造成誤差。方案二：采用復合沖裁拉深模結構。即：在壓力機滑塊一次行程中、在模具同一工位同時完成沖孔和落料。復合模有如下特點：沖裁出來的產品精度高，不受送料誤差的影響，內外形相對位置一致性好。沖件表面較為平整。適宜沖薄料，也適宜沖脆性或軟質材料。沖模面積較少。方案三：采用級進沖裁模結構。 即：在壓力機滑塊的一次行程、在模具不同工位分別進行工件的內形和外形沖裁，而在最后工位才制成工件。 級進模有如下特點： (1) 材料利用率較高。 (2) 凸模形狀簡單，提高模具使用壽命

22、。6 (3) 工作效率比較高。通過到工廠的調研，了解到其工件包括下料、沖孔落料經(jīng)過和老師的研究我們采用 2 個方案來進行討論計算對比三種方案，根據(jù)零件的形狀尺寸和生產批量的特點，在分析沖壓性質、沖壓次數(shù)、沖壓順序和工序組合方式的基礎上，我們決定采用多工位連續(xù)模具。4 確定模具總體機構方案4.1 模具類型 根據(jù)零件的沖裁工藝方案，采用級進沖裁模。4.2 操作與定位方式 為降低模具成本，可以采用手工送料方式。由于零件尺寸較小切厚度較薄，可以采用雙測刃定距的定位方式。4.3 卸料與出件方式 考慮到零件的厚度較薄，可以采用彈性卸料方式。工件在最后一道工位切斷后，直接從凹模斜邊推下的出料方式，以提高生存

23、率。4.4模架類型及精度 考慮到本設計的零件的結構工藝特點， 采用后側導向導柱模架。由于零件的精度要求不是很高，可以采用 I 級模架精度。5 排樣圖的設計及材料利用率的計算 級進模的排樣是指制件在條料上分幾個工位沖制的布置方法。排樣不同，材料的利用率、制件的尺寸精度、生產率、模具結構與制造復雜程度、模具使用壽命長短登都不同。所以排樣作為級進模設計的重要步驟，不僅必不可少，而且作用很大。他是多工位連續(xù)模設計時的重要依據(jù)，是設計模具圖前的第一件大事。5.1初步擬定排樣方案由工件凸可知，工件的材料為 Q195，厚度 t=1.2mm,展開配料的外輪廓均為平直線，根據(jù)上述加工工藝分析和加工方案的確定初步

24、擬定 2 種排樣方案，其排樣圖如下圖所示：方案一： 7 圖 2 排樣方案一 Fig2 The layout project 1 方案二： 圖 3 排樣方案二 Fig3 The layout project 2結合工件的展開圖以及將要進行的各工序的操作，做如下分析： 方案一采用的是單邊載體，在沖壓過程中，單側載體易產生橫向彎曲，無載體的一側的導向比較困難。 方案二采用的是一模二件雙排的排樣方法，其載體為中間載體。根據(jù)零件圖可知本設計的止動件為單向彎曲的零件。故采用 2 方案既提高了生產效率，又提高了材料的利用路，而且抵消了彎曲時產生的側向壓力。綜上所述，結合本設計的要求，故采用方案 2 的一模二

25、件雙排排樣方法，排樣圖如圖 4 所示： 圖 4 排樣圖 Fig4 The layout figure 5.2級進模沖裁的順序安排原則8 1 先沖孔或切口，最后落料活切斷，將工件與條料分離。首先沖出的孔可作為后續(xù)工序的定位作用。在定位要求較高是，則可沖出專供定位的工藝孔。 2 采用定距側刃時，定距側刀切邊工序安排與首次沖孔同時進行，以便控制送料步距。采用兩個定側刃時，可以安排成一前一后，也可并列布置。 根據(jù)上述原則，本設計的止動件連續(xù)彎曲模共分為六個工位： 第 1 工位：成型側刃沖切搭邊和工件間廢料，沖兩個 M3 翻紋翻孔底孔直徑為 1.2mm,此二孔作導正銷孔。 第 2 工位：翻孔 2M3 第

26、 3、4 工位：空工位 第 5 工位：彎曲 1.3mm 的值邊 第 6 工位：用 T 形凸模切斷工件間搭邊5.3確定搭邊值與步距由零件圖可知： mmmma9 . 122 .35391因為條料的寬度小于 25mm，則根據(jù)參考資料多工位級進模表 3-5 可知： C=1.2t=1.2 1.2mm=1.44mm 而 C 的最小值為 2.0mm.所以此處 C、C取 2mm1故步距 L=6MM+C=8MM.5.4 材料利用率的計算材料利用率的計算 排樣的目的就在于合理利用原材料。衡量排樣經(jīng)濟、合理性的指標就是材料的利用率。其計算公式如式（1） 所示: 3 (1) 式中 A沖裁件的面積（包括沖出的小孔在內）

27、 ，：2mm B條料寬度，40.4mm: s進距，8mm: 將數(shù)據(jù)帶入式（1） ，可得出一個進距的材料利用率為： 6 沖壓力及其壓力中心計算6.1 沖裁力的計算沖裁力的計算%100BsA%58%10084 .40188%100BsA9計算沖裁力的目的是為了合理的選用沖壓設備、設計模具、和檢驗模具的強度。壓力機得噸位必須大于所計算的沖裁力，以適應沖裁的需求。沖裁時，工件或廢料從凸模上去取下來的力叫卸料力，從凹模內將工件或廢料順著沖裁的方向推出的力叫推件力，逆著沖裁方向頂出的力叫頂件力，目前多以經(jīng)驗公式計算。其計算公式如式(2)、 （3） 、 （4)、(5)所示： 沖裁力： (2) bLtKLtF

28、沖 卸料力： (3)卸沖卸KFF 推件力： (4) 推沖推KnFF 頂件力： (5) 頂沖頂KFF式中：K 考慮到?jīng)_模刃口的磨損，凸模與凹模間隙的波動，潤滑的情況，材料力學性能與厚度公差的變化等因素而設置的安全系數(shù)，一般取 1.2L沖裁件周圍長度（mm）t材料厚度（mm) 材料的抗剪強度（MPa)材料的抗拉強度b n 卡在凹模洞口里工作（或廢料）數(shù)目,n= ,h 為凹模刃口高度（初th定凹模刃口高度 5mm,則 則取 n=4),17. 42 . 15mmmmn 分別為卸料力系數(shù)、推件力系數(shù)、頂件力系數(shù)、其值見表 1 所頂推卸、KKK示： 表 1 系數(shù)頂推卸、KKK Table 1 The mo

29、dulus of 頂推卸、KKK材料 厚度 卸K推K頂K_ 0.1 0.065 0.1 0.14 鋼 0.10.5 0.045 0.055 0.063 0.08 0.5 2.5 0.02 0.06 0.055 0.06 剛 2.5 6.5 0.03 0.04 0.045 0.05 6.5 0.02 0.03 0.025 0.03鋁、鋁合金 0.025 0.08 0.03 0.0710紫銅、黃銅 0.02 0.06 0.03 0.09 已知：1 零件的材料為 Q195，t=1.2mm, 查冷沖壓模具設計與制造表7.1 得： =280Mpa =360Mpa b 2 查表 1 可得=0.020.06

30、，本設計去上限值 0.06卸K 3 L=321LLL 為各工序的沖裁周邊長度iL =d=1.1mm=3.77mm孔L =1.9mm+2 (2.1mm+9.3mm+)+2mm=32mm側Lomm20cos25 =4 5.5mm+2mm+2 6mm=36mm斷L將數(shù)據(jù)帶入（2） 、 （3） 、 （4）中，可計算出沖財力、卸料力、推件力、頂件力，如下所示：1 沖裁力 =KLt=1.2 (3.77+32+36)mm 1.2mm 280Mpa=31312N沖F2 卸料力 =31312.136n 0.061780N卸F沖F卸K3 推料力 +n=4 31349 0.055N6897N推F沖F推K6.2 翻孔

31、時所需要的沖壓力翻孔時所需要的沖壓力根據(jù)沖壓工藝與沖模設計公式 528 可知翻孔時所需要的翻邊力 4計算公式如式（7）所示： F=1.1t(D-d)=1.11.2mm （3.8mm-1.2mm) 360Mpa=3881.5Nb 式中：F翻邊力，N; T材料厚度，mm; 材料的抗拉強度；b D翻邊后孔的直徑，mm; D預沖孔直徑，mm6.3 彎曲彎曲 1.3mm 的直邊所需的彎曲力的直邊所需的彎曲力 根據(jù)本設計零件圖的特點及其工藝與結構分析結果，此彎曲直邊為 U 形彎曲，11采用自用彎曲模。既用模具彎曲時，在彎曲的最后階段不對工作圓角及直邊進行校正，根據(jù)冷沖壓模具設計與制造公式 3-3 可知 U

32、 形彎曲件的自由彎曲力的計算公式如式（8） 所示： 5 F （8） 式中：F自由彎曲力（沖壓行程結束，尚未進行校正彎曲時的壓力） ，N; B彎曲件的寬度， mm； T彎曲件的材料厚度，mm； 材料的抗拉強度，Mpa；b R彎曲內半徑（mm） ，取 R=1MM K安全因素，一般取 K=1.3將數(shù)據(jù)代入式（8）中可計算出 F 等于：6.4 模具的總沖壓力模具的總沖壓力 參考資料冷沖壓模具設計與制造可知總沖壓力如式（9） 所示： 彎翻推卸沖合FFFFFF（9）將上述通過計算所得的力都帶入上式子中得： 彎翻推卸沖合FFFFFF =31349N+1881N+6897N+3881.5N+814.83N =

33、44.9KN6.56.5 模具壓力中心的計算模具壓力中心的計算沖壓模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點，沖壓時，模具的壓力中心一定要與沖床滑塊的中心線重合。否則滑塊就會承受偏心載荷，使模具歪斜，間隙不均，從而導致沖床滑塊與導軌和模具的不正常磨損，造成刃口和其他零件的損害，甚至還會親戚壓力機導軌磨損，影響壓力機的精度，降低沖床和模具的壽命。所以在設計模具時，必須要確定模具的壓力中心。并使其通過模柄的軸線，從而保證模具壓力中心與沖壓滑塊中心重合。本設計的壓力中心按以下程序進行計算:1 選定坐標系 xOy2 分別求出各凸模刃口的周長、 、和及中心坐標、1L2L3L4L5L1x2x 、3xtRKbtb

34、27 . 0NmmmmMpammF83.8142 . 11360)2 . 1 (8 . 33 . 17 . 0212 niiniiiiiilylllllxlxlxlxly113213221110 niiiiiiiilxllllxlxlxlx112122110 、4x5x3 根據(jù)“合力對某軸之力等于各分力對同軸力矩之和”的力學原理分別按下列公式求沖模壓力中心到 x 軸 y 軸的距離參考資料冷沖壓模具設計與制造可知，壓力中心計算公式如式（10）和（11） 所示： 6壓力中心到 X 軸的距離 （10）壓力中心到 y 軸的距 (11) 圖 5 模具壓力中心示意圖 Fig5 Mould pressure

35、 center figure 在草稿紙上算出各凸模刃口的周長和中心坐標帶入如上所示的壓力中心計算公式中可知：本設計的壓力中心坐標為坐標原點。7 凸凹模刃口尺寸計算確定沖模刃口制造公差時，應考慮制件的精度要求，如果對刃口的精度要求過高，13會使模具制造困難，制造成本上升，延長周期：如刃口精度要求過低，則生產出來的零件可能不合格，或使模具的壽命降低。根據(jù)料厚與工件精度和模具精度的關系，聯(lián)系制件的零件圖可知，本設計的止動件最高精度為 IT12.沖裁模凸、凹模刃口尺寸精度是影響沖裁件尺寸精度的重要因素。凸凹模的合理間隙值也要靠刃口尺寸及公差保證，因此在沖裁模設計中正確確定與計算凸凹模刃口尺寸及其公差極

36、為重要。 7.1 確定凸、凹模刃尺寸的原則確定凸、凹模刃尺寸的原則 （1） 設計落料模線確定凹模刃口尺寸，以凹模為基準，間隙取在凸模上，即沖裁間隙通過最小凸模刃口尺寸來取得。設計沖孔模先確定凹模刃口尺寸，以凸模為基準，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過加大凹模刃口尺寸來取得： （2） 考慮刃口的磨損對沖裁件尺寸的影響：刃口磨損后尺寸變大，其刃口的基本尺寸應接近或等于沖件的最小極限尺寸：刃口磨損后尺寸減小，應取接近或等于沖件的最大極限尺寸：（3） 管落料還是沖孔，沖裁間隙一般選用最小合理間隙值; （4） 沖件精度與模具精度間的關系，在選擇模具制造公差時，既要保證沖件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。

37、一般沖模精度較沖件精度高 2 到3 級； （5） 件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差原則上都應按“如題”原則標準為單位公差，所謂“如體”原則，是指標注工件尺寸公差時應想材料實體方向標注。但對磨損后無變化的尺寸，一般標注雙向偏差。7.2 沖孔落料的凸、凹模的設計及其尺寸計算沖孔落料的凸、凹模的設計及其尺寸計算查冷沖壓模具設計與制造表 2.12 可知：=0.16mm =mmmaxZminZ查冷沖壓模具設計與制造表 2.17 可知：磨損系數(shù)為 x=0.5 7本設計因形狀比較復雜，且為薄材料，為了保證凸、凹模之間的間隙值，必須采用凸、凹模配合加工的方法。本設計現(xiàn)已凸模為基準，配作凹模。7.2.1 凸模

38、尺寸1 因為凸模磨損后，M3 翻紋翻孔底孔直徑將變小，屬于 B 類尺寸，故按一般沖孔凸模尺寸公式計算，其計算公式如式（12） 所示： 8 40)(xbbp（12） 式中 b 沖孔時凸模的刃口尺寸，mmp14 B沖孔件孔的尺寸 X磨損系數(shù)，x 值在 0.51.0 之間，與沖件精度有關，這里 取 0.5 沖件的制造公差，mm（由于1.2 底孔為自由公差，故按IT14 級精度處理）將數(shù)據(jù)帶入（12）中可計算去沖孔凸模的刃口尺寸 00625. 000325. 1)25. 05 . 02 . 1 ()(425. 04xbbp7.2.2 凹模尺寸 凹模尺寸按凸模的實際尺寸配置，保證雙面間隙為 0.130.

39、16 之間即可。7.37.3 成形側刃凸模與凹模的設計及其尺寸計算成形側刃凸模與凹模的設計及其尺寸計算成形側刃的刃口形狀如圖 6 所示： 圖 6 成形側刃刃口形狀示意圖 Fig6 The schemes of forming side blade shape 由成形側刃口形狀圖可知：8mm、3mm、4.2mm、14.8mm 為 B 類尺寸:9.3mm 為 C 類尺寸。7.3.1 側刃凸模刃口尺寸計算 參考資料冷沖壓模具設計與制造表 2.18 可知道沖孔 B 類尺寸與 C 類尺寸的計算公式分別如式（13） 、 （14）所示： 9 04)(xbbp15（13） （14） 式中 沖孔時凸模的刃口尺寸

40、，mmpb B沖孔件孔的尺寸 X磨損系數(shù)，x 值在 0.51.0 之間，它與沖件精度有關，這里取 0.5 沖件的制造工程，mm 沖孔時凸模的刃口尺寸，mmpc C沖孔件孔的尺寸將數(shù)據(jù)分別帶入式（13）和式（14）中，可計算出側刃凸模各部分的刃 10口尺寸如 下所示 009. 0018. 8)36. 05 . 08(8436. 0P 00625. 00125. 3)25. 05 . 03(3425. 0P 7.3.2 翻孔側刃凹模尺寸計算凹模尺寸按凸模的實際尺寸配制，保證雙面間隙為 0.130.16 之間即可。7.4 翻孔凸、凹模的設計及其尺寸計算翻孔凸、凹模的設計及其尺寸計算 由零件圖可知，翻

41、邊的內孔和外孔均無尺寸精度要求。現(xiàn)以凸模為基準，配制凹模。其計算公式如式（15） 和（16） 所示： 11 00)(pddp（15） dZddd00)(0075. 0035. 4)3 . 05 . 02 . 4(2 . 443 . 0P045. 048. 9836. 0)36. 05 . 03 . 9(3 . 9P01075. 00015.15)43. 05 . 03 . 9(8 .14443. 0P8)5 . 0( ccp16（16） 式中 凸模的徑向尺寸，mm；pd 凹模的徑向尺寸，mm；dd 沖件的制造公差 翻邊后孔的內形尺寸，mm；0d Z 凸凹模件的雙面間隙，mm（有零件圖可知：翻邊

42、后翻邊空的單邊直徑為 0.4mm，故此處的 Z 應取 0.8mm） 、翻邊凸、凹模的制造公差，mm；（ 、 的pdpd數(shù)值可參考沖裁凸、凹模的制造公差，一般采用 IT7-TI9 級精度，此處取 IT9級） 將各數(shù)據(jù)代入（15） 和式（16 ) 中，可計算出翻空凸、凹模的刃尺寸如下所示： 0025. 000)025. 03()(pddp 025. 0000)8 . 0025. 03()(dZddd7.5 彎曲凸、凹模的設計極其尺寸計算彎曲凸、凹模的設計極其尺寸計算7.5.17.5.1 凸、凹模之間的間隙的確定因為彎曲 1.3mm 的直邊為 U 形彎曲，所以必須選擇適當?shù)耐?、凹模間隙。間隙的大小對

43、工件質量和彎曲力有很大影響。間隙越小，彎曲力越大。間隙過小會使工件壁變薄，降低凹模壽命；間隙過大則回彈較大，會降低工件精度。間隙值根據(jù)材料的種類、厚度以及彎曲件的高度和寬度而按式（17）確定： （17） 式中 Z/2凸、凹模間的單面間隙，mm T材料的公稱厚度，mm N因素，與彎曲件高度 H 和彎曲線長度 B 有關（查冷沖壓模具設計與制造表 3-6 可得，n 取 0.10） 將各數(shù)帶入式（17）中，可得： Z/2=(1+n)t=(1+0.1)1.2mm=1.32mm本設計以凸模為設計基準，配制凸模，間隙取在凹模上。因為工件彎曲直邊得尺寸要求為 3.8，為單向偏差， 故凸模的計算公式如式（18）

44、 所2 . 00 12示：tnZ)1 (217 0)75. 0(PLLP（18） 式中 L 凸模的寬度p L 彎曲件寬度的基本尺寸 凸模制造偏差，采用 IT7-IT9 級精度，此處取 IT9 級。p 將各數(shù)據(jù)帶入 式（18）中，可得 0025. 00025. 00145. 1)2 . 075. 03 . 1 ()75. 0(PLLP 0025. 00025. 00295. 3)12. 075. 08 . 3()75. 0(PLLP 其彎曲凸的刃口形狀如圖 7 所示; 圖 7 彎曲凸模刃口尺寸形狀示意圖 Fig7 The scheme for the bending punch blade si

45、ze shape 7.6 T 形切斷凸模的設計及其尺寸計算形切斷凸模的設計及其尺寸計算T 形切斷凸模的刃口形狀如圖 8 所示： 圖 8 T 形切斷凸模刃口形狀示意圖 Fig8 The scheme for the T shape cutting edge由 T 形切斷凸模的刃口形狀圖可知：2、1.5、為 B 類尺寸：6、13 為 C 類尺寸。參考資料冷沖壓模具設計與制造表 2.18 可知道沖孔 B 類尺寸與 C 類尺18寸的 計算公式分別如式（19）和（20） 所示: b =(b+x) p（19） （20） 式中 b 切斷凸模的刃口尺寸，mmp b沖孔件孔的尺寸 x磨損系數(shù)，x 值在 0.51

46、.0 之間，它與沖件精度有關，這里取 0.5 沖件的制造公差，mm（由于沖件的公差為自由公差，故按IT14 級精度出來） c 切斷凸模的刃口尺寸，mm；p C沖孔件孔的尺寸將數(shù)據(jù)代入（13） 和（14）中，可計算出側刃凸模各部分的刃口尺寸如下所示： T 形切斷凹模尺寸計算：凹模尺寸按凸模的實際尺寸配置，保證雙面間隙為0.130.16 之間即可。8 模具主要零部件的結構設計8.1 模具設計原則模具設計原則1 盡量選用成熟的模具結構或標準結構，這樣有利于加工。2 模具要有足夠的剛性，以滿足壽命和精度要求；3 結構應具有簡單、實用的經(jīng)濟性，適合大批量生產，提高性價比4 能方便的送料，操作要簡便安全，

47、出件容易；5 要考慮廢料的處理，設計要有利于廢料的及時排除；04054. 015. 6843. 0)43. 05 . 013(13p0375.015.683.0)3.05.06(6p0625.00125.3)25.05.03(3425.0p8)5 . 0( ccp00625.00125.2)25.05.02(2425.0p196 模具零件之間定位要準確可靠，連接要牢固；7 要有利于模具零件的加工，各零件的加工要能達到所需的要求；8 模具結構與現(xiàn)有的沖壓設備要協(xié)調，最好采用常用的壓力設備；8.2 確定模架結構的類型及模架中各模板的選取確定模架結構的類型及模架中各模板的選取模架的選擇應滿足剛性和精

48、度的要求。本設計的零件形狀結構較小，精度要求不高，所以本設計的模具可采用后側雙導柱模架，導向方式為滑動導向，其結構簡圖如圖 9 所示： 圖 9 模架結構簡圖 Fig9 The diagram of form work structure8.3 模架中各模板的選取模架中各模板的選取在本次設計中，模架中用到的包括：上模座、下模座、墊板、凸模固定板、卸料板、倒料板、凹模板、下模座。根據(jù)彈壓卸料的典型組合，選取各個模板的尺寸，具體數(shù)值如表 2 所示（單位:mm）： 表 2 模架各部分尺寸規(guī)格 Table 2 The dimensions of subpress名稱 規(guī)格 上模座 16010040 墊板

49、 1251006 上固定板 12510020 卸料板 詳件零件圖20 倒料板 詳件零件圖 凹模板 詳件零件圖 下模座 16010050 下固定板 125100208.4 橡膠板的選取與計算橡膠板的選取與計算橡皮的允許承受的負荷較大，而且安裝調整比較方便，故本設計中采用橡膠板作為卸料的彈性元件。參考資料沖模技術可知：1 橡膠板的工作壓力計算公式如式（21）所示： 12 F= q (21)式中 F橡膠板工作壓力（N) A橡膠板橫截面積（mm )2 q單位壓力，一般取 2-3Mpa 已知橡膠板的寬度取 b=80mm，橡膠板的工作壓力為卸料力 F=1881N.將數(shù)據(jù)代入上式（19）可得橡膠板壓縮后的厚

50、度為：將 a 化為整數(shù)，取 a=15mm2 橡膠板的壓縮量和厚度 橡皮的最大壓縮量一般不超過厚度 H 的 45%，橡皮的預壓縮量為 10%15%H，本設計因此取 H=（0.25-0.3）H (22) 式中 H橡膠板自由狀態(tài)下的厚度（mm） ； h許可壓縮量，即沖模所需的工作行程（mm） 本設計取 h=0.3H，則可以推出 H=21.43，化整取 H=25mm。 則橡皮的預壓縮量為 25%10%=2.5mm 8.5 凸、凹模的結構設計凸、凹模的結構設計8.5.1 凸、凹模的設計原則mmmmMpaNbqFa4 . 910021881211 凸、凹模必須有足夠的強度、剛度和硬度；2 凸、凹模的結構就

51、要簡單可靠、制造方便；3 便于調整、維修和保養(yǎng)；4 要考慮刃磨后的凸、凹模相對位置對其他工位凸、凹模相對位置的影響；5 要考慮排樣的及時暢通和防止浮料。8.5.2 凹模的結構設計參考資料多工位級進模設計與制造可知，凹模常用的結構形式有：整體式凹模、鑲套式凹模、拼合式凹模等等。結合本設計的特點選用整體式凹模。即用一整塊鋼板制成的凹模，具有以下優(yōu)點：凹模是一塊板狀零件，比較完整，使模具的結構比較緊湊，設計和加工簡單，制造裝配比較方便，生產成本低。 參考資料表 247 可知：凹?？卓谛问郊爸饕獏?shù)，由于本設計的零件的生產屬于大批量生產，在實際生產中凹模刃口需要多次刃磨，且零件的形狀較為復雜，因此凹模

52、用下圖的形式，保證多次刃磨后刃口尺寸不變：10 凹模樣式Table 10 The concave mold style上凸的刃口的的特點及適用范圍： 1 刃口輕度較高、修磨后刃口尺寸不變2 用于沖裁形狀復雜或精度要求較高的零件且刃口直壁下面的擴大部分可 使用凹模加工簡單 3 用于沖裁形狀復雜、精度要求較高的中小型件，也可用于裝有反向頂出裝置的模具8.5.3 凹模輪廓尺寸的確定本設計所需的凹模具選取標準的矩形凹模板。凹模輪廓尺寸包括凹模板的22平面尺寸 LB(長寬）及厚度 H其計算公式如下所示（參考資料新編實用沖壓模具設計手冊 ）：凹模板的厚度主要是從螺釘旋入深度和凹模剛度的需要兩個方面考慮的，

53、一般應不小于 8mm。隨著凹模板平面尺寸的增大，其厚度也應相應的增大。整體式凹模板的厚度可按如式（23） 經(jīng)驗公式估算： 13 FKKH1 . 0321（23）式中 F沖裁力，N; K 凹模材料修正系數(shù)，合金工具剛取 1，碳素鋼取 1.3；1 K 凹模刃口周邊長度休整系數(shù)，參考資料新編實用沖壓模具2設計手冊表 2-49，取 K =1 2將數(shù)據(jù)帶入式（23)中可得整體式凹模板的厚度為： H=1.31=30mm331082.1231 . 08.5.4 凸模的形式與固定方法的確定多工位級進模中的凸模形式和固定方法很多。凸模的形式從形狀來說圓形和異形用得最多；從結構特點來說用于沖裁的凸模比較多，小凸模

54、多；固定方法主要是機械固定法和物理固定法，但機械固定法用的比較多。1 凸模的形式的選擇參考資料多工位級進模設計與制造可知，常見的凸模結構形式和固定方法有：帶臺式、鉚接式、疊裝式、插入式等等。結合本設計零件結構的特點可知，本設計所需凸模的結構形狀尺寸均較小，所以所有的凸模結構形式和固定方法均采用帶臺式，以簡化模具的結構，降低生產成本。以工位 1 為例沖孔與成形側刃凹模的結構簡圖如圖 11 所示：23 圖 11 沖孔凸模與成形側刃的結構簡圖 Table 11 The diagram of the Punching punch and forming side blade這種凸模的安裝部分由一圈大于

55、 D 的臺階或是異形部分多出一個小臺，它可以防止凸模從固定板中脫落，安裝后穩(wěn)定性非常好，能承受較大的沖壓力，是采用較多的一種安裝形式，凸臺得尺寸取 D =D+(3-4)mm，工作部分與固定板1采用過渡配合 H7/m6 或 H7/n6，本設計的凸模與固定板采用 H7/m6 的過度配合。8.5.5 凸模長度計算凸模的長度尺寸應根據(jù)模具的具體結構來確定，同時還要考慮凸模的修模量及固定板預卸料板之間的安全距離等因素。本設計的卸料方式采用彈性卸料裝置。參考資料新編實用沖壓模具手冊可得凸模長度計算公式如（24） 14所示： L=+h 321hhh（24）式中 L凸模長度，mm； 凸模固定板厚度，mm；1h

56、 卸料版（參考資料新編實用沖壓模具設計手冊表 2-58，2h取 =12mm） ；2h 卸料彈性元件被預壓后的厚度，mm； 3h h附加長度，mm，包括凸模的修磨量、凸模進入凹模的深度及凸模=固定板與卸料板之間的安全距離登，一般取 h=15-20mm，這里取 h=15mm將各數(shù)據(jù)帶入（24）中可計算出凸模的長度為： L=20mm+12mm+2.5mm+15mm=49.5 本設計的凸模長度取整數(shù)為 50mm8.5.6 凸模強度與剛度的校核沖壓加工時，凸模承受壓力，在卸料時又受到拉力，連續(xù)不斷地沖壓加工，凸模在壓力和拉力的反復交變作用下，凸模有可能被壓壞或疲勞損壞。如遇有24細長小凸模，壓力會使凸模

57、縱向彎曲，同時由于沖裁間隙的不均勻和凸模對被沖材料的不垂直等原因，使凸模刃口受到側向壓力的作用而產生橫向彎曲，也會造成凸模折斷。但在一般情況下，凸模的強度和剛度是足夠的，沒有必要進行校核。但是當凸模的截面尺寸很小而沖裁的板料厚度較大，或根據(jù)結構需要確定的凸模特別細長時，則應進行承壓能力和抗縱彎曲能力的校核。因此針對本設計的特點，需對工位 1 的沖孔凸模具進行承壓能力和抗縱向彎曲能力的校核。1 壓應力的校核凸模上承受的最大壓應力應不超過凸模材料的需用壓應力，這樣凸模是安全的。參考資料多工位級進模的設計制造可知，壓應力的校核公式如（25）所示： 15 （25）式中 F最大沖裁力，N; A凸模最小斷

58、面積，；2mm 凸模材料的許用壓應力，Mpa。值取決于材料、熱處理 壓 壓 和模具的結構，其值一般為淬火前的 1.5-3 倍。對于如T8A、T10Acr、 12MoV 等工具剛，淬火硬度為 58-62HRC 時，取 1000-1800Mpa。本設 將各計凸模 所選取的材料為 T8A 取為 1500Mpa 數(shù)據(jù)帶入上式子 壓 得：則凸模上承受的最大壓應力小于材料的許用壓應力。2 彎曲應力的校核 彎曲應力的校核，即凸模的抗彎能力，他主要是通過檢查凸模自由長度是否超過允許值。參考資料多工位級進模的設計與制造可知，彎曲應力的校核公式如式（26） 所示： （26） 壓壓MpammMpammdtAF145

59、62 . 12802 . 12 . 52 . 5 壓AFFdL2max9525式中允許凸模的最大自由角度，mm；maxL d凸模的最小直徑，mm； F最大沖裁力，N; 本設計只校核直徑為最小的凸模，即只校核沖孔凸模的彎曲應力，將數(shù)據(jù)帶入上式中可知沖孔凸模的抗彎能力符合要求。8.6 模具閉合高度的確定模具閉合高度的確定沖壓模具的閉合高度是指模具處于閉合狀態(tài)時（工作行程最低點）時，上模板的上平面到下模板的下平面的高度。在確定模具閉合高度之前，應現(xiàn)了解沖床的閉合高度。沖床的閉合高度是指滑塊在下止點時，滑塊底平面到工作臺（不包括沖床墊板厚度）的距離。沖床的調節(jié)螺桿可以上下調節(jié)，當滑塊在下止點位置，調節(jié)

60、螺桿向上調節(jié)，將滑塊調整到最高位置時，滑塊底面到工作臺的距離，成為沖床的最大閉合高度。當滑塊在下止點的位置，調節(jié)螺桿向下調節(jié)，將滑塊調整到最下位置時，滑塊底面到工作臺的距離稱為沖床的最小別和高度。為了使模具正常工作，模具閉合高度應該與沖床的閉合高度相適應，應介于沖床最大和最小閉合高度之間。正常條件下模具與壓力機閉合高度間的關系應滿足如式（27） 所示： 16 （27）mm105minmaxHHmmH模式中：5mm 和 10mm 為裝配時的安全裕度。當模具的閉合高度高于壓力機的最大閉合高度時，模具不能再改壓力機上使用。反之，小于壓力機的最小封閉高度時，模具不能在改壓力機上使用。反之，小于壓力機的