墊板沖壓模具設(shè)計(jì)

1、瀘 州 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院機(jī)械電力工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 題目： 沖壓模具設(shè)計(jì)學(xué)生姓名秦紅梅所在系部機(jī)械電力工程系年 級(jí)063模具3班專 業(yè)模具設(shè)計(jì)與制造指導(dǎo)教師張化錦老師成 績 2008 年 11 月 28 日指導(dǎo)教師評(píng)閱書指導(dǎo)教師評(píng)語：建議成績: 優(yōu) 良 中 及格 不及格 （在所選等級(jí)前的內(nèi)畫“”）指導(dǎo)教師： （簽名） 單位：（蓋章）年 月 日評(píng)閱教師評(píng)閱書評(píng)閱教師評(píng)語：建議成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級(jí)前的內(nèi)畫“”）評(píng)閱教師： （簽名） 單位：（蓋章）年 月 日教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見教研室（或答辯小組）評(píng)語：評(píng)定成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級(jí)前的內(nèi)畫

2、“”）教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名）年 月 日教學(xué)系意見： 系主任： （簽名）年 月 日目錄第一章 概論51.1模具工業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)狀5模具工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r5模具工業(yè)未來前景51.2 CAD在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用61.3 Pro/e在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用7第二章 工藝分析與模具結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)72.1 工藝分析7沖裁件的形狀與尺寸要求72.2 制定工藝方案8零件工藝要求8工序順序的編排與工序組合8第三章 工藝計(jì)算93.1 毛坯展開計(jì)算93.2 排樣優(yōu)化設(shè)計(jì)10搭邊103.2.2 排樣方案設(shè)計(jì)103.2.3 排樣方案比較113.2.4 排樣方案選擇123.3 沖壓力的計(jì)算12沖裁力的計(jì)算12退料力、頂出

3、力的計(jì)算12降低沖裁力的方法133.4計(jì)算壓力中心13第四章 沖壓設(shè)備選擇154.1典型沖壓設(shè)備概述（曲柄壓力機(jī))154.2沖壓設(shè)備選擇原則15沖壓設(shè)備類型的選擇15沖壓設(shè)備規(guī)格的確定件154.3選擇沖壓設(shè)備15第五章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)175.1 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17方案分析175.2模具閉合高度分析17閉合高度概述17估算模具閉合高度17第六章 模具主要零部件設(shè)計(jì)186.1 凸、凹模設(shè)計(jì)18計(jì)算沖裁間隙18凸、凹模刃口尺寸計(jì)算18凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)19凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)206.2 卸料裝置設(shè)計(jì)216.3 彈性元件的選擇226.3.1 橡膠的選擇原則226.3.2 卸料裝置橡膠的選擇226.4螺釘和銷釘?shù)倪x擇

4、236.4.1 螺釘?shù)倪x擇236.4.1 銷釘?shù)倪x擇236.5定位方式設(shè)計(jì)236.6導(dǎo)向零件選擇246.6.1 分析246.6.2 導(dǎo)柱、導(dǎo)套選擇246.7支撐零件選擇（上、下模座）24上、下模座選擇原則24上、下模座的選擇256.8模架的選擇25第七章 模具總圖繪制257.1繪制二維工程圖257.2 三維建模26第八章 模具主要零部件制造工藝的編制278.1上模板278.2下模板278.3凸模278.4凹模288.5退料板298.6導(dǎo)柱298.7導(dǎo)套30第九章 總結(jié)30結(jié)束語31致謝32參考文獻(xiàn)33第一章 概論1.1模具工業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)狀模具工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r 據(jù)有關(guān)方面預(yù)測(cè)，模具市場(chǎng)的總體趨熱是平

5、穩(wěn)向上的，在未來的模具市場(chǎng)中，沖壓模具的發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著沖壓工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)沖壓模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復(fù)雜、長壽命沖壓模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時(shí)，由于近年來進(jìn)口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進(jìn)口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場(chǎng)上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、PVC沖壓管材管接頭模具成為模具市場(chǎng)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，高速公路的迅速發(fā)展，對(duì)汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡(luò)模的發(fā)展速度也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使沖壓模具

6、在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的沖壓模需求很大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了彩電等音像產(chǎn)品外，筆記本電腦和網(wǎng)機(jī)頂盒將有較大發(fā)展，這些都是沖壓模具市場(chǎng)的增長點(diǎn)。模具工業(yè)未來前景 模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛，模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用能極大地影響模具制造周期。使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本。同時(shí)，快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊。由于人們要求模具的生產(chǎn)周期越短越好，因此開發(fā)快速經(jīng)濟(jì)模具越來越引起人們的重視。例如研制各種超塑性材料來制作模具；用環(huán)氧、聚酯或在其中填充金屬、玻璃等增強(qiáng)

7、物制作簡易模具。這類模具制造工藝簡單，精度易控制，收縮率較小，價(jià)格便宜，壽命較高。還可用水泥沖壓制作汽車覆蓋件模具。中、低熔點(diǎn)合金模具，噴涂成型模具，電鑄模，精鑄模，層疊模，陶瓷吸塑模及光造型和使用熱硬化橡膠快速制造低成本模具等快速經(jīng)濟(jì)模具將進(jìn)一步發(fā)展?？鞊Q模架、快換沖頭等也將日益發(fā)展。另外采用計(jì)算機(jī)控制和機(jī)械手操作的快速換模裝置、快速試模裝置技術(shù)也會(huì)得到發(fā)展和提高。 1.2 CAD在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 一般說來，模具零件的圖形都是由直線、曲線等圖象對(duì)象構(gòu)成的。AutoCAD完全滿足模具制圖過程中的各種制圖要求。例如，利用AutoCAD可以方便地繪制點(diǎn)、直線、圓弧、圓等基本圖形對(duì)象，還可以對(duì)基本

8、圖形進(jìn)行編輯，以構(gòu)成復(fù)雜的模具圖形。與傳統(tǒng)的手工繪圖相比，AutoCAD具有無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。 1 . 減少重復(fù)性工作 當(dāng)圖紙上有多個(gè)相同圖形、或者所繪圖形對(duì)稱于某一軸線時(shí)，可利用復(fù)制、鏡像、陣列等功能快速地從已有圖形得到其他部分。還可以方便的將已有零件圖組裝模具裝配圖，就如實(shí)際裝配模具零件一樣，從而驗(yàn)證零件尺寸是否正確，以及是否會(huì)出現(xiàn)零件之間的干涉問題。同樣，利用AutoCAD的 復(fù)制等功能，可以方面的把模具裝配圖坼分成所需的模具零件圖。當(dāng)設(shè)計(jì)系列產(chǎn)品時(shí)，可以根據(jù)已有圖形，通過比例縮放功能派生出新的圖形出來。 2 . 便于建立圖形庫AutoCAD可以將常用圖形，如符合國家標(biāo)準(zhǔn)的軸承、螺栓、螺母

9、和墊圈等分別建成圖形庫，當(dāng)需要繪制這些圖形時(shí)，可以調(diào)用插入即可。 3 . 易規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)國家機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)對(duì)機(jī)械制圖的線型、線寬、尺寸標(biāo)柱樣式、文字樣式等均有明確的規(guī)定，利用AutoCAD相應(yīng)的樣式設(shè)置，可以相應(yīng)的滿足這些標(biāo)準(zhǔn)要求。 4 . 便于圖形的保存和打印AutoCAD設(shè)計(jì)的圖形，可直接通過繪圖儀打印到硫酸紙，不再需要描圖員描圖，無論繪制的圖形有多大量，均可運(yùn)用磁盤、光盤等儲(chǔ)存介質(zhì)進(jìn)行保存，圖紙保存質(zhì)量高、壽命長。基于上述優(yōu)點(diǎn)，利用AutoCAD進(jìn)行模具繪圖時(shí)，能大大提高繪圖效率，減輕設(shè)計(jì)工作量。雖然用AutoCAD有很多優(yōu)點(diǎn)，但也有不足之處，如繪制零號(hào)、一號(hào)圖幅的圖形時(shí)，由于計(jì)算機(jī)屏幕的限制

10、，用戶不能直觀查看整個(gè)圖形只能通過AutoCAD提供的鳥瞰試圖、顯示縮放、移動(dòng)等功能了解全圖，這對(duì)沒多少設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的用戶來說，會(huì)影響設(shè)計(jì)中的直觀判斷。1.3 Pro/e在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 在這次設(shè)計(jì)過程中，采用Pro/e繪圖的次數(shù)并不多，但是在繪制三維圖時(shí)，全部采用Pro/e，在導(dǎo)圖時(shí)也采用了。 第二章 工藝分析與模具結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)2.1 工藝分析沖裁件的形狀與尺寸要求工件名稱： 墊板工件簡圖： 如圖所示生產(chǎn)批量： 10萬件（大批量）材料 ： 材料厚度t： 0.3mm (圖）沖裁件的尺寸要求： 零件圖上所有沒注公差的尺寸，屬自由尺寸，可按IT14級(jí)確定工件的尺寸的公差，最小孔邊距2.1mm公差為-

11、0.11.屬11級(jí)精度。查公差表可得歌尺寸公差： 零件外形：25-00.52mm; 零件內(nèi)形：40+0.3mm; 10+0.25mm 孔心距： 5.50.3mm2.2 制定工藝方案零件工藝要求 此工件只有沖孔和落料兩個(gè)工序。材料為QS n6.5-0.1，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)構(gòu)簡單，有一個(gè)4mm的橢圓孔和兩個(gè)1mm的孔孔與孔、孔與邊緣之間的距離也滿足要求，最小壁厚為2.1mm（橢圓與1、兩個(gè)1的孔之間、及橢圓、1與外圓之間的厚度）。工件的尺寸全部為自由公差，可看著IT14級(jí)，尺寸精度較低，普通沖裁完全能滿足要求。工序順序的編排與工序組合該工件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可以有以下

12、三種工藝方案：方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模。方案二：落料沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔落料級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但是需要兩道工序兩副模具，成本要求高而且生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，但工件最小壁厚2.1mm小于凸、凹模許用的最小壁厚尺寸3.2mm，模具強(qiáng)度較差，制造困難大，并且沖壓后成品件留在模具上，在清理模具上的物料時(shí)會(huì)影響沖壓速度，操作不方便。方案三也只要一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求。通過對(duì)上述三種方案的比較分析，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳。第三章 工藝計(jì)算3.1 毛

13、坯展開計(jì)算毛坯長L毛坯寬B=（ Lmax + 2a + C ) = 25+21.5+ 0.5 = 28.5mm式中： L毛坯長度； B毛坯寬度； D條料寬度方向沖裁件最大尺寸； A側(cè)搭邊值，見沖壓模具設(shè)計(jì)與制造表； C導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙，其最小值見沖壓模具設(shè)計(jì)與制造表 。3.2 排樣優(yōu)化設(shè)計(jì)搭邊 此工件中的圓形或圓角r 2t 。所以工件與側(cè)面的距離a取1.5mm，工件與工件之間取a1為1.2mm。式中：t 為材料厚度； 排樣方案設(shè)計(jì)排樣方式最主要采用提高材料的利用率，降低成本及保證沖裁件及模具的使用壽命為前提。故方案有廢料的直排方式，如圖所示：(圖）方案二：有廢料直對(duì)排： （圖） 排樣

14、方案比較 排樣圖方案一 一個(gè)步距的材料利用率：= A/Bs100 A = 220 - 2-(R+0.64)=198.8mm 工件的步距s為：B+ a = 12.2mm = A/Bs=198.8/28.512.2100=57.1 方案二的材料利用率：= A/Bs100 s=B + a =26.2mm= 198.814 26. 10054.4查板材標(biāo)準(zhǔn)選用700mm800mm的剛板，每張剛板可剪裁25張條料（28mm800mm），每張條料可沖1625個(gè)工件，則： =nA1LB100 =1625198.8770800100% =52.4%故一張剛板的材料利用率為25.4%式中：一個(gè)步距的材料利用率；

15、 B 工件寬度； A一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積； B條料寬度； s步距. 根據(jù)選擇的排樣方式?jīng)_裁件的沖裁步驟： （1） 先沖兩個(gè)1和橢圓 （2） 對(duì)工件的外形狀落料 排樣方案選擇方案一的材料利用率比方案二的高，方案一在沖裁過程中工件飛的剛性、強(qiáng)度都相較方案二好。在滿足材料利用率及工件最后的剛性等條件下，排樣方式選擇方案一。3.3 沖壓力的計(jì)算沖裁力的計(jì)算沖裁力是沖裁過程中凸模對(duì)板料施加的壓力，它是隨凸模進(jìn)入材料的深度（凸模行程）而變化的。通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值。工件的沖裁力為： F = KLtb = 1.3680.3300=7956(N) 式中： F沖裁力； L沖裁周邊長度； t材料

16、厚度； b 材料抗剪強(qiáng)度； K系數(shù)（一般取值1.3） 退料力、頂出力的計(jì)算退料力頂出力包括卸料力、推件力和頂件力卸料力：從凸模上卸下卡住的料所需要的力 ； 推件力：將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需要的力；頂件力：逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需要的力。卸料力的計(jì)算：Fx=KxF =0.05 7956=397.8(N)推件力的計(jì)算: Ft=nKt F n =h/t =3/0.3 =10 Ft = 10 0.0637956=5014.3(N) 頂出力的計(jì)算: Fd=Kd F =0.08 7956= 636.5(N) 式中: F 沖裁力; Kx、Kt、Kd 卸料力、推件力、頂件力系數(shù),見沖壓模具設(shè)

17、計(jì)與制造 表; n 同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖裁件(或廢料)數(shù); n = h/t h 凹模洞口的直刃壁高度; t 板料厚度。降低沖裁力的方法 為了實(shí)現(xiàn)小設(shè)備沖裁大工件,或使沖裁過程平穩(wěn)以減少壓力機(jī)振動(dòng),常采用以下方法降低沖裁力。 1.階梯凸模沖裁在多凸摸的沖模中,將凸模設(shè)計(jì)成不同的長度,使工件端面呈階梯式布置,這樣,各凸模沖裁力的最大峰值不同時(shí)出現(xiàn),從而達(dá)到降低沖裁力的目的。2. 斜刃沖裁 用平刃口沖裁模具時(shí),沿刃口整個(gè)周邊同時(shí)沖切材料,故沖裁力很大。若將凸模(或凹模)刃口平面作成與其軸線傾斜一個(gè)角度的斜刃,則沖裁時(shí)刃口就不是全部同時(shí)切入,而是逐步地將材料切離,這樣就相當(dāng)于把沖裁件整個(gè)周邊長分成若干小

18、段進(jìn)行剪切分離,因而能明顯降低沖裁力。 3.加熱沖裁(紅沖)3.4計(jì)算壓力中心模具的壓力中心就沖壓合力的作用點(diǎn)。確定模具的壓力中心(1) 按比例畫出圖形的輪廓，如圖圖（2） 任意位子畫出坐標(biāo)軸X、Y，如圖所示。（3） 將組成圖形的輪廓?jiǎng)澐譃槿舾珊唵蔚木€段求出各線段長L1、L2 、L3Ln L1=R1=3.144.1 = 12.9mm L2=1/4 R2 =1/4 3.1443.14mm L38.46mm L4= 1/2D=1/23.141117.3mm L5=15.4mm（4） 確定各段的重心位置X1、X2、 X3 和Y1、Y2、 Y3。 L1 (6,6.9) ; L2 (12.94,4) ;

19、 L3 (13.7,0) ; L4 (21.4,5.5) ; L5 (17.17,11) (5) 按沖壓模具與設(shè)計(jì)公式（）、（2.6.13）算出壓力中心坐標(biāo)（X0、Y0)。 X0=L1X1+L2X2+L3X3+L4X4+L5X5L1+L2+L3+L4+L5 =77.4+40.6+115.9+370.22+264.412.9+3.14+8.46+17.3+15.4 =14.08 Y0=L1Y1+L2Y2+L3Y3+L4Y4+L5Y5L1+L2+L3+L4+L5 =89+12.56+0+95.15+169.457.2 =6.4零件的壓力中心即所求的中心如圖所示： （圖）第四章 沖壓設(shè)備選4.1典型

20、沖壓設(shè)備概述（曲柄壓力機(jī))曲柄壓力機(jī)的工作原理：利用曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作，電動(dòng)機(jī)通過帶輪及齒輪帶動(dòng)曲軸運(yùn)動(dòng)，經(jīng)連桿使滑塊作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。曲柄壓力機(jī)分為偏心壓力機(jī)和曲軸壓力機(jī)，二者區(qū)別主要在主軸，前者主軸是偏心軸，后者主軸是曲軸。偏心壓力機(jī)一般是開式壓力機(jī)，而曲軸壓力機(jī)有開式和閉式之分。曲柄壓力機(jī)的特點(diǎn)有：生產(chǎn)率高，適合與各種沖壓加工。4.2沖壓設(shè)備選擇原則沖壓設(shè)備類型的選擇 （1） 中小型沖壓件 選擇開式機(jī)械壓力機(jī) （2） 大中型沖壓件 選擇雙柱閉式機(jī)械壓力機(jī) （3） 導(dǎo)板?；蛞髮?dǎo)套不離開導(dǎo)柱的模具 選擇偏心壓力機(jī) （4） 大量生產(chǎn)的沖壓件 選擇高速壓力機(jī)或多工位自動(dòng)壓力機(jī)沖壓設(shè)備規(guī)格的確定

21、 壓力機(jī)的選用原則：（1） 公稱壓力 公稱壓力的大小，表示壓力機(jī)本身能夠承受的沖擊大小。（2） 滑塊行程長度 是指曲柄旋轉(zhuǎn)一周滑塊所移動(dòng)的距離，其值為曲柄半徑的兩倍。（3） 行程次數(shù) 行程次數(shù)即指滑塊每分鐘沖擊次數(shù)。（4） 工作臺(tái)面尺寸 （5） 滑塊模柄孔（6） 閉合高度（7） 電動(dòng)機(jī)功率的選擇4.3選擇沖壓設(shè)備對(duì)于曲柄壓力機(jī)來說，必須滿足以下要求：（1）壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力必須大于沖壓的工藝力的總和FZ。即 FZF。更確切地說，應(yīng)該是沖壓過程的負(fù)荷曲線必須在壓力機(jī)的許用負(fù)荷曲線之下。該工件采用剛性卸料： F=F+FT=7956+5014.3(N)=12970.3(N) 即： FZ 1297.0（

22、N)12.97（KN) （2）壓力機(jī)的裝模高度必須符合模具閉合高度的要求。 （3）壓力機(jī)的行程要滿足工件成形的要求。 （4）壓力機(jī)的臺(tái)面尺寸必須大于模具下模座的外形尺寸，并要留有固定模具的位置。一般每邊應(yīng)大出5070mm以上。壓力機(jī)臺(tái)面上的漏料孔尺寸必須大于大件（或廢料）的尺寸。鑒于該工件屬小型大批量生產(chǎn)， 在保證費(fèi)用地等情況下，選擇開式機(jī)械壓力機(jī)。根據(jù)工件的沖壓總工藝力選擇：J23 - 3.15開式可傾壓力機(jī) （3.15表示公稱壓力為31.5KN）壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù)為： 滑塊公稱壓力P0：31.5KN 滑塊行程S： 25mm 行程次數(shù)（快速）：200次/s 連桿調(diào)節(jié)量：25mm 最大閉合高度：

23、120mm 最大裝模高度：100mm 工作臺(tái)尺寸（前后左右）：100mm90mm 模柄孔尺寸：25mm40mm 最大傾斜角度：450 墊板尺寸（厚度孔徑）：25mm 50mm 第五章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案分析 由沖壓工藝分析得知，沖裁該工件選擇級(jí)進(jìn)模，所以該模具類型為級(jí)進(jìn)模。5.2模具閉合高度分析閉合高度概述 模具的閉合高度是指沖裁模在最低工作位置時(shí)，上模座板上平面至下模座下平面之間的距離。 估算模具閉合高度 模具的閉合高度與壓力機(jī)裝模高度的關(guān)系： Hmax - M - H1 H Hmax - H1 實(shí)際上使用： Hmin -H1 + 10mm H Hmax - H1 -

24、5mm 式中： H模具閉合高度； Hmin壓力機(jī)的最小閉合高度； Hmax壓力機(jī)的最大閉合高度； H1墊板厚度； M連桿調(diào)節(jié)量； Hmin - H1壓力機(jī)的最小裝模高度； Hmax - H1壓力機(jī)的最大裝模高度。根據(jù)所選的壓力機(jī)可知： Hmin = 120mm 裝模高度調(diào)節(jié)量為 25mm Hmax = 145mm估算模具閉合高度： 100 - 25 + 10 H 120 - 25 -5即 85 H 90估取模具閉合高度為： 88mm 第六章 模具主要零部件設(shè)計(jì)6.1 凸、凹模設(shè)計(jì)計(jì)算沖裁間隙根據(jù)沖裁件的要求,對(duì)于尺寸精度和表面質(zhì)量要求不高的零件，在滿足沖裁件的要求的前提下，以降低沖裁力、提高模

25、具壽命的目的下，根據(jù)沖壓模具設(shè)計(jì)與制造表得雙面沖裁間隙值： Zmin = 0.021; Zmax = 0.027凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 落料設(shè)工件的尺寸為D-0，根據(jù)計(jì)算原則，落料時(shí)以凹模為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。首先確定凹模尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等于工件輪廓的最小極限尺寸；將凹模尺寸減去最小合力間隙值即得到凸模。 DA = (DA -Zmin)0+T DT = (Dmax Zmin）0-T11 RA = ( 11 - 0.052 )0+T =10.950+ RT = ( 11 - 0.50.14 -0.052 )0-T = 10.890-0.028.2 RA = （8.2 - 0.052）0+0.02

26、 = 8.150+0.02 RT = ( 8.2 - 0.50.14 -0.052 )0-T = 8.080-0.02 設(shè)沖孔尺寸為d0+，根據(jù)計(jì)算原則，沖孔時(shí)以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。首先確定凸模尺寸，使凸模的基本尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸；將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得到凹模尺寸。 dT = ( dmin + x ）0-T dA = ( dT + Zmin )0+A = ( dmin + x + Zmin )0+A 1 RT = ( 1 + 0.50.14 ）0-0.02 = 1.070-0.02 RA= ( 1 + 0.50.14+0.021）0+0.021 = 1.090+0.02

27、4 RT = ( 4 + 0.50.14 ）0-0.02 =4.07 0-0.02 RA= (4 + 0.50.14+0.03）0+0.02 = 4.100+0.02 孔心距屬于磨損厚基本不變的尺寸。在痛一工步中，在工件上沖出孔距為L2兩個(gè)孔時(shí)，其凹模型孔中心距Ld可按下式計(jì)算： Ld = L 1/8 兩個(gè)1 5.5 Ld = 5.5 1/8 0.14 = 5.5 0.018上述式中：DA 、DT 落料凸、凹模尺寸； dT 、dA 沖孔凸、凹模尺寸； Dmax 落料件的最大極限尺寸； dmin 沖孔件孔的最小極限尺寸； L 、Ld 工件孔心距和凹?？仔木嗟墓Q尺寸； 工件制造公差，查表值0.1

28、4； Zmin 最小合理間隙； X 磨損系數(shù)，取0.5，按IT8級(jí)制造； T、A 凸 、凹模的制造公差，可按IT6IT7級(jí)選取，查沖壓模具設(shè)計(jì) 與制造表得。凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1的兩個(gè)孔的凸模采用加全程保護(hù)與向?qū)鐖D所示 4的橢圓選擇圓形凸模.采用固定卸料板卸料及導(dǎo)料板時(shí)，凸模按下式計(jì)算： L = h1 + h2 + h3 + h 導(dǎo)料板h1 = 6mm ，卸料板厚h2 =12mm , 凸模固定板厚 =12mm , 凸模修模量h = 15mm.則： L = 6 + 12 + 12 + 15 = 45mm注：凸模固定板厚度是凹模厚度的0.60.8倍取得，凸模修模量包括凸模的修模量、凸模進(jìn)入凹模的深度（

29、0.51mm)、凸模固定板與卸料板的安全距離等，一般取1020mm。凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模的采用圓形凹模，使用螺釘固定。 圖 凹模厚度 H = (0.1P)-3 P取12 971 N 10.9mm 凹模的長度 L = b + 2c = 25 + 226 = 77mm 凹模的寬度 B =步距 + 工件寬 + 2c = 12.2 + 11 + 226 = 75.2mm 步距 = 12.2mm , 工件寬 = 11mm式中： H 凹模厚度； P 總沖裁力； L 凹模的長度； B 凹模的寬度； b 沖裁件長度； c 凹模壁厚26；見模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn)表6-2 根據(jù)GB/T 805795，確定凹模外形尺寸為

30、1008020。凹模的刃口形式，如又圖所示 ： 刃口高度H = 3 （沖壓模具設(shè)計(jì)與制造表所示）6.2 卸料裝置設(shè)計(jì)卸料裝置分為固定卸料裝置、彈性卸料裝置和廢料切刀三種。質(zhì)量要求高而且板料較薄的宜選用彈性卸料裝置。此工件選用彈性卸料裝置。 圖 1彈性元件（橡膠）； 2 卸料板 卸料板厚經(jīng)驗(yàn)值取 = 12 mm,外形尺寸與凹模一致。6.3 彈性元件的選擇彈性元件主要包括彈簧和橡膠，主要為彈性卸料提供作用力和行程。在此工件中，選用橡膠作為彈性元件。 橡膠的選擇原則 橡膠的允許承受的負(fù)荷較大，安裝調(diào)整靈活方便，是沖裁模中常用的彈性元件。橡膠的選擇原則： 為保證橡膠正常工作，所選橡膠應(yīng)滿足預(yù)壓力要求：

31、 F0 式中： F0 橡膠在預(yù)壓縮狀態(tài)下的壓力（N)； FX 卸料力。 為保證橡膠不過早失效，其允許最大壓縮量不應(yīng)超過其自由高度的45%。一般取： H2 = (0.350.45）H0式中： H2 橡膠允許的總壓縮量； H0 橡膠的自由高度。 橡膠預(yù)壓縮量一般取自由高度的10%15%。 H0 = （0.100.15）H0式中H0為橡膠預(yù)壓縮量（mm）。故 H1 = H2 - H0 =（0.250.35）H0即 H1 = H + H 式中： H 卸料板的工作行程， H= t+1，t為板料厚度； H 凸模刃口修模量。 橡膠高度與直徑之比按下式校核： 0.5 H0/D 1.5式中：D 橡膠外經(jīng)（mm）

32、。 卸料裝置橡膠的選擇 根據(jù)工藝性質(zhì)核模具結(jié)構(gòu)確定橡膠性能、形狀為長方體和數(shù)量1。沖裁卸料選用較硬橡膠。 根據(jù)卸料力求橡膠橫截面尺寸 Fxy = AP所以，橡膠的橫截面積為 A = Fxy / P式中：Fxy 橡膠所產(chǎn)生的壓力，設(shè)計(jì)時(shí)取大于或等于卸料力（即F0)； P 橡膠所產(chǎn)生的單位面積壓力，與壓縮有關(guān)，其值可按沖壓模具設(shè)計(jì) 與制造圖確定，設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)壓力下的單位力； A 橡膠橫截面積。 橡膠允許的總壓縮量: H2 = (0.350.45）H0 H1 = H2 - H0 =（0.250.35）H0 H1 = H + H H= t+1 = 0.3 + 1 = 1.3mm H = 3 mm (根據(jù)沖

33、壓模具設(shè)計(jì)與制造表取得）故 H1 = 1.3+3 = 4.3 mm H0 = 4.3/（0.250.35）= 14 mm H2 = (0.350.45）H0 = (0.350.45） 15 =6mm橡膠的預(yù)壓縮量： H0 = （0.100.15）H0 = 2 mm橡膠的橫截面積為 A = Fxy / P = 400 / 20 = 20 mm2 求橡膠高度尺寸 H0 = H1 /（0.250.35） = 4.3/（0.250.35）= 14 mm 校核橡膠高度與直徑之比： 0.5 H0/D 1.5 H0/D = 14 / 10 =1.4 結(jié)果表示橡膠高度尺寸符合要求.6.4螺釘和銷釘?shù)倪x擇 螺釘

34、的選擇 螺釘和銷釘都是標(biāo)準(zhǔn)件，螺釘用于固定模具零件，一般選用內(nèi)六角螺釘。選擇規(guī)定參考沖壓模具設(shè)計(jì)與制造表。本套模具的凹模厚度為10.9mm，所以選擇M4、M5號(hào)螺釘。 銷釘?shù)倪x擇 銷釘起固定作用，常用圓柱銷釘。 6.5定位方式設(shè)計(jì)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。具有卸料板的級(jí)進(jìn)模，常采用導(dǎo)料板送進(jìn)導(dǎo)向的模具。選擇與卸料板分開式的導(dǎo)料板。導(dǎo)料板厚度4mm。對(duì)于條料的公差較大，為避免條料在導(dǎo)料板中偏擺，使最小搭邊值得到保證，應(yīng)在送料方向裝側(cè)壓裝置，對(duì)于只有0.3mm的板料，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)選用雙側(cè)刃。導(dǎo)料板厚4mm，外形尺寸與凹模平齊。導(dǎo)料板與條料之間的間隙取1mm。6.6導(dǎo)向

35、零件選擇 分析導(dǎo)向零件是用來保證上模相對(duì)與下模的正確運(yùn)動(dòng)。對(duì)生產(chǎn)批量較大的、零件公差要求較高、壽命要求較長的模具，一般都要采用導(dǎo)向裝置。模具中運(yùn)用最廣的是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。導(dǎo)柱和導(dǎo)套一般采用過盈配合H7/H6，分別壓入下模座和上模座的安裝孔中。 導(dǎo)柱、導(dǎo)套選擇 導(dǎo)柱選用標(biāo)準(zhǔn)型，導(dǎo)套選用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)套。其應(yīng)符合圖所示：采用對(duì)角導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。 根據(jù)凹模周界尺寸為依據(jù)選擇導(dǎo)柱尺寸為d/mmL/mm : 20110；導(dǎo)套尺寸為d/mmL/mm D/mm：207028 圖6.7支撐零件選擇（上、下模座） 上、下模座選擇原則 模座分為上、下模座，起形狀相似。 在選擇原則上一般遵循：（1） 盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)模架，而標(biāo)準(zhǔn)模

36、架的型式和規(guī)格就決定了上、下模座的型式和規(guī)格。（2） 所選用或設(shè)計(jì)的模座必須與所選壓力機(jī)的工作臺(tái)和滑塊的有關(guān)尺寸相適應(yīng)，并進(jìn)行必要的校核。（3） 模座的上、下表面的平行度應(yīng)達(dá)到要求，平行度公差一般為4級(jí)。（4） 上、下模座的導(dǎo)套、導(dǎo)柱安裝孔中心距必須一致，精度一般要求在0.02mm一下；模座的導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝孔的軸線應(yīng)與模座的上、下平行面垂直，安裝滑動(dòng)式導(dǎo)柱和導(dǎo)套時(shí)，垂直度公差一般為4級(jí)（5） 模座的上、下表面粗糙度Ra值為1.60.8m,在保證平行度的前提下，可允許Ra值降低為3.21.6m。 上、下模座的選擇上模板尺寸：1008030下模板尺寸：10080406.8模架的選擇 該模架采用的是

37、由上模座、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的滑動(dòng)對(duì)角導(dǎo)柱模架，該模架的特點(diǎn)在于導(dǎo)向裝置安裝在模具的對(duì)稱線上，滑動(dòng)平穩(wěn)，導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠。上模座厚度取30mm、下模座厚度取40mm、上模墊板取8mm、凸模固定板厚為12mm，所以該模具的閉合高度為： H閉 = H上 + H墊 + H + L + H下 - h2 =30 + 8 + 20 + 45 + 40 - 1 = 142mm可見該模具的閉合高度小于壓力機(jī)J23-25的最大裝模高度（145mm），可以使用。 第七章 模具總圖繪制7.1繪制二維工程圖見后面附圖7.2 三維建模見后面附圖 第八章 模具主要零部件制造工藝的編制8.1上模板上模座板的加工工藝過程材料

38、：HT200序號(hào) 工序名稱工序內(nèi)容1備料按GB/T2855.5-90選擇10080的模架。2鉗工劃線：螺釘孔中心線 ，銷釘孔中心線，模柄孔中心線及輪廓線鉆孔：鉆螺釘過孔及锪背面沉孔至要求。3平磨與模柄配平模柄孔25及臺(tái)階到要求。4鉗工與模柄配轉(zhuǎn)止銷孔到要求。5鉗工總裝配 用透光層保證凸模固定板上凸模下模中的凹模對(duì)中后，上模座凸模固定板配作銷釘。用墊板層凹模與下模上的凸模對(duì)中后，上模座與凹模板配作銷釘。6鉗工總裝配。8.2下模板下模座板的加工工藝過程材料：HT200序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容1備料按GB/T2855.5-90選擇10080的模架。2鉗工劃線 ：緊固螺釘過中心線，卸料螺釘過中心線，落廢料

39、孔過中心線，凸模螺釘過孔中心線。鉆孔 ：鉆上述所述孔到要求，锪孔背面沉孔到要求。3鉗工鉆凸模配作銷釘孔。4鉗工總裝配。8.3凸模 沖孔1和橢圓4的加工工藝過程相似。下面以1做例沖孔凸模的加工工藝過程材料：T10A 硬度：5660HRC序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容1備料鍛件（退火出力）550mm2 熱處理退火，硬度達(dá)180200HB3車車一端面，打頂尖孔，車外圓至3mm，調(diào)頭車另一端，長度達(dá)48mm，打頂尖孔。雙頂尖頂，車外圓尺寸到要求尺寸為止。4檢驗(yàn)檢驗(yàn)。5熱處理淬火，硬度到5060HRC。6磨削磨削外圓尺寸10-0.25至要求。7線切割切除工件端面頂尖孔，尺寸長度達(dá)450+0.52。8磨削磨削端面至

40、Ra0.8m9檢驗(yàn)檢驗(yàn)。10鉗工裝配（鉗修及裝配，保證）。8.4凹模凹模的加工工藝過程材料：Gr12 硬度：6064HRC序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容1備料鍛件（退火狀態(tài)）：105mm85mm23mm2粗銑銑六面到尺寸：100.4mm80.4mm21mm，注意：兩大平面與兩相鄰側(cè)面用標(biāo)準(zhǔn)角尺測(cè)量達(dá)基本垂直。3平面磨磨光兩大平面達(dá)20.6mm，磨兩相鄰側(cè)面達(dá)垂直度，垂直度達(dá)0.02mm/100mm。4鉗工劃線：畫出各孔徑中心線并畫出凹模洞口輪廓尺寸；鉆孔：鉆螺紋底孔，銷釘?shù)卓准鞍寄６纯诖┚€孔；鉸孔：鉸銷釘孔到要求；攻絲：攻螺紋絲到要求。5熱處理淬火 使硬度達(dá)6064HRC。6平面磨磨光兩大平面，使厚度達(dá)

41、20.3mm。7線切割割凹模洞口，并留0.01mm0.02mm。8鉗工研磨凹?？湛趦?nèi)側(cè)面達(dá)0.8m9鉗工墊片層保護(hù)凹模與凸模間隙的均勻后，凹模與上模座配作銷釘。10平面磨磨凹模板上平面厚度達(dá)到要求。11鉗工總裝配。8.5退料板卸料板的加工工藝過程材料：45 硬度：2428HRC序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容1備料氣割下料105mm85mm15mm。2熱處理調(diào)質(zhì)處理 硬度2428HRC。3粗銑銑六面到100.5mm80.5mm12.8mm，并使兩大平面與相鄰兩側(cè)面基本垂直。4平磨磨平兩大平面，厚度達(dá)12.4mm，并磨兩相鄰側(cè)面使四面垂直，垂直度達(dá)0.02mm/100mm。5鉗工劃線：螺紋孔中心線，定位釘孔

42、中心線及中間型孔輪廓線；鉆孔：螺紋底孔，定位釘?shù)卓仔痛┚€孔；鉸絲，攻絲：鉸定位釘?shù)卓椎揭螅菁y孔攻絲到要求。6線切割割型孔到要求。7鉗工型孔與凸模裝配；定位釘與定位釘裝配；螺紋孔與螺釘裝配。 8平磨磨厚度到要求。 9鉗工總裝配。 8.6導(dǎo)柱導(dǎo)柱的加工工藝過程材料：20 硬度：5862HRC序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容1備料鍛件（退火出力）24115mm2 熱處理退火，硬度達(dá)180200HB3車車一端面，打頂尖孔，車外圓至22mm，調(diào)頭車另一端，長度達(dá)113mm，打頂尖孔。雙頂尖頂，車外圓尺寸到要求尺寸為止。4檢驗(yàn)檢驗(yàn)。5熱處理淬火，硬度到5862HRC。6磨削磨削外圓尺寸200-0.52至要求。7線

43、切割切除工件端面頂尖孔，尺寸長度達(dá)1100+0.52。8磨削磨削端面至Ra0.8m9檢驗(yàn)檢驗(yàn)。10鉗工裝配（鉗修及裝配，保證）。8.7導(dǎo)套導(dǎo)套的加工工藝過程材料：20 硬度：5862HRC序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容1備料下料：23mm75mm32mm2熱處理退火，硬度達(dá)180200HB3車車一端面，打頂尖孔，車外圓至28.5mm，調(diào)頭車另一端，長度達(dá)71mm，打頂尖孔。雙頂尖頂，車外圓尺寸到要求尺寸為止。鉆孔：鉆內(nèi)側(cè)孔達(dá)20.00mm4檢驗(yàn)檢驗(yàn)。5熱處理淬火，硬度到5862HRC。6磨削磨削外圓尺寸280-0.52至要求。7線切割切除工件端面，尺寸長度達(dá)700+0.52。磨削磨削端面至Ra0.8m檢

44、驗(yàn)檢驗(yàn)。鉗工裝配（鉗修及裝配，保證）。 第九章 總結(jié)在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我了解到生產(chǎn)合格的沖壓產(chǎn)品必須有精密的模具、合理的沖壓成形工藝和高效的沖壓設(shè)備。沖模在實(shí)現(xiàn)沖壓加工中是必不可少的工藝裝備。若沒有符合要求的沖模，就不能生產(chǎn)出合格的沖壓件；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓成形工藝就無法實(shí)現(xiàn)。因此在沖壓生產(chǎn)過程中先進(jìn)的沖壓模具是十分重要的。沖壓模具的設(shè)計(jì)是精密的設(shè)計(jì)，不僅要經(jīng)過嚴(yán)密的設(shè)計(jì)和精密的計(jì)算而且要應(yīng)用到CAD等繪圖軟件。經(jīng)過查閱大量的資料、嚴(yán)密的設(shè)計(jì)及精密的計(jì)算完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中不但應(yīng)用了課本知識(shí)和大量的課外知識(shí)，而且應(yīng)用了CAD、Proe/E等學(xué)習(xí)軟件。本次設(shè)計(jì)的沖壓模具經(jīng)過檢驗(yàn)是一套可以加工合