最新沖壓工藝及其模具設(shè)計(jì)--畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、重慶科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 _沖壓工藝及其模具設(shè)計(jì)院（系）_ 冶金與材料工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)_材控普2012-01學(xué)生姓名_ 學(xué)號(hào)_1指導(dǎo)教師_ 職稱評(píng)閱教師_ 職稱2016年5月27日注意事項(xiàng)1.設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容包括：1）圭寸面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)圭寸面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致謝9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)）2.論文字?jǐn)?shù)要求：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬字（不包括圖紙、程序 清單等） ，文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于1.2萬字。3.附件包括：

2、任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯(cuò)別字, 不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖 紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫， 不準(zhǔn)用徒手畫3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂3）其它學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明本人以信譽(yù)聲明：所呈

3、交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行 的設(shè)計(jì)（研究）工作及取得的成果，設(shè)計(jì)（論文）中引用他（她）人的文 獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人獨(dú)立 完成，不包含他人成果及為獲得重慶科技學(xué)院或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證 書而使用其材料。與我一同工作的同志對(duì)本設(shè)計(jì)（研究）所做的任何貢獻(xiàn) 均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者（簽字）：本論文是對(duì)摩托車懸掛板的模具設(shè)計(jì)進(jìn)行研究的。 通過對(duì)摩托車懸掛板的沖壓工藝 進(jìn)行分析，比較了懸掛板的排樣和幾種不同沖壓工序（單工序、復(fù)合工序、連續(xù)工序） 的優(yōu)缺點(diǎn)，最后為了使摩托車懸掛板的模具制造成本降低、生產(chǎn)效率高和工人好

4、操作性， 我選擇了一副落料沖孔復(fù)合模進(jìn)行對(duì)摩托車懸掛板坯料的加工和一副拉深模進(jìn)行對(duì)零 件的成型。在根據(jù)摩托車懸掛板的具體結(jié)構(gòu)尺寸，通過查閱相關(guān)資料，計(jì)算了它的坯料 尺寸、相關(guān)模具工作部分尺寸及公差、壓力中、沖壓力等，并合理的設(shè)計(jì)出了模具。為了對(duì)摩托車懸掛板更生動(dòng)形象的了解，我運(yùn)用了CATIA AutoCAD等相關(guān)軟件對(duì)他進(jìn)行了三維和二維制圖。并且運(yùn)用軟件可以直接運(yùn)算出坯料的面積級(jí)相關(guān)尺寸，為我 們節(jié)約不少時(shí)間。關(guān)鍵詞：沖壓模具懸掛板模具設(shè)計(jì)工藝分析AbstractThis paper is to study the mold desig n of the motorcycle suspe ns

5、ion plate.Through theanalysis of the stamping process of the suspension plate of motorcycle,Compares theadvantages and disadvantages of the suspension board arrangement and several differentstampingprocesses(singleworkingprocedure,compositeprocessandcontinuousprocess).Finally in order to reduce the

6、cost of the motorcycle suspension plate,High production efficie ncy and good operatio n of workers .1 chose a pair of bla nking pun chi ng compound die for the process ing of motorcycle suspe nsion plate bla nk and a pair of draw ing die forformi ng the parts .In accorda nce with the specific struct

7、ure of the motorcycle suspe nsionboard size,Through accessto releva nt in formati on. The bla nk size, the work ing part of themold and the tolerance, the pressure, the punching pressure and so on are calculated,reas onable desig n of the mold.In order to understand the more vivid image of motorcycl

8、e suspension.l used theAutoCAD, CATIA and other related software to carry out the three-dimensional andtwo-dimensional graphics.And the use of the software can directly calculate the size of the blank area.Save a lot of time for us.Keywords: Stamping die;Suspension plate mold design；Process analysis

9、目錄摘要.IAbstract .II1緒論.11.1課題研究的意義和目的 .11.2國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀.11.3本課題的任務(wù).22.1工件基本信息.32.3工藝方案及模具方案的確定 .52.4必要的工藝計(jì)算.52.4.1計(jì)算毛坯尺寸和相關(guān)計(jì)算 .52.4.2搭邊值的確定.72.4.3確定零件的排樣方案 .72.4.4材料的利用率和板料的確定 .82.5工藝參數(shù)的計(jì)算 .102.5.1沖裁力、卸料力、頂件力、推件力的計(jì)算 .102.5.2壓力機(jī)公稱壓力的選取 .112.5.3壓力中心的確定.122.5.4沖裁模刃口尺寸的計(jì)算 .132.6沖裁模具的設(shè)計(jì) .152.6.1沖裁模架的選擇 .152.6.2定

10、位方式的選擇 .162.6.3導(dǎo)向方式的選擇 .162.7沖裁模凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .162.7.1落料凹模的設(shè)計(jì) .162.7.2沖孔凸模的設(shè)計(jì) .172.7.3凸凹模的設(shè)計(jì) .182.8標(biāo)準(zhǔn)件的選擇.192.8.1模架的數(shù)據(jù).192.9懸掛板坯料沖裁模具總裝圖及其工作原理 .203拉深模具設(shè)計(jì).223.1拉深模具的相關(guān)計(jì)算.223.1.1拉深力的計(jì)算 .223.1.2計(jì)算拉深凸、凹模的工作部分尺寸及公差 .233.2拉深模具的設(shè)計(jì).233.2.1定位方式的選擇.233.2.2模具類型的選擇.233.2.3拉深模架的選擇 .233.2.4懸掛板拉深凸模的設(shè)計(jì) .233.2.5拉深凹

11、模的設(shè)計(jì).243.3標(biāo)準(zhǔn)件的選擇.243.3.1模架的數(shù)據(jù).243.4懸掛板拉深模具總裝圖及其工作原理 .254總節(jié).27參考文獻(xiàn).29致謝.301 緒論1.1 課題研究的意義和目的本課題是對(duì)摩托車懸掛板的沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)進(jìn)行研究的。通過對(duì)摩托車懸掛 板沖壓工藝及其模具設(shè)計(jì)，讓我們對(duì)大學(xué)4年來對(duì)模具專業(yè)的相關(guān)知識(shí)得到了深入的理 解，給我們以后踏入社會(huì)打下了夯實(shí)的基礎(chǔ)。摩托車懸掛板的沖壓模具設(shè)計(jì)能讓我們更 為了解冷沖壓模具生產(chǎn)時(shí)所需要的工藝流程、各種參數(shù)、條件的選擇以及對(duì)材料的應(yīng)用 都能讓我們對(duì)模具的設(shè)計(jì)過程有一個(gè)比較詳細(xì)的和全面的了解。并在查閱資料和計(jì)算相關(guān)尺寸的同時(shí)，讓我們的在以后的模具設(shè)

12、計(jì)中提高了工作效率。用摩托車懸掛板沖壓工 藝及其模具設(shè)計(jì)可以讓我們更好的運(yùn)用UG CAD等畫圖軟件，使今后的工作中在運(yùn)用時(shí) 得心應(yīng)手。通過對(duì)摩托車懸掛板的沖壓設(shè)計(jì)，也有利于我們對(duì)它的認(rèn)識(shí)，從而讓自己有 更多得想法，去稍微改進(jìn)一下他的外形，讓有更好的性能，讓消費(fèi)者更加的滿意。總的 來說，其最主要目的還是讓我們了解到更多沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)是應(yīng)當(dāng)注意的問題和解 決的方法。1.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀在當(dāng)今社會(huì)， 隨著近代工業(yè)的高速發(fā)展， 冷沖壓模具在大批量生產(chǎn)中扮演著非常 重要的角色。在摩托車上，幾乎所有的鈑金件都是用冷沖壓模具而生產(chǎn)出來的。例如本 課題：摩托車懸掛板。在歐美那些發(fā)達(dá)國(guó)家，許多模具企業(yè)都是將高

13、新技術(shù)應(yīng)用于模具 中，讓模具的設(shè)計(jì)和制造變得更加的簡(jiǎn)潔和精確。 其主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 充分 發(fā)揮了信息技術(shù)帶動(dòng)和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性 ；高速切削、五軸高速加工技術(shù)基本 普及，大大縮減制模周期，提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力3； 快速成形技術(shù)和快速制模技術(shù) 得到普遍應(yīng)用；從事模具行業(yè)的人員精簡(jiǎn)，一專多能，一人多職，精益生產(chǎn)； 模 具產(chǎn)品專業(yè)化， 市場(chǎng)定位準(zhǔn)確3； 采用先進(jìn)的管理信息系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)集成化管理3:工藝管理先進(jìn)、 標(biāo)準(zhǔn)化程度高。 日本模具加工的未來發(fā)展方向主要表現(xiàn)為無人手修模、無放電加工、加工時(shí)間縮短、五軸加工等方面。與歐美國(guó)家相比，他們摩托車的制造比我們?cè)缒敲磶资辏瑹o論是在設(shè)計(jì)還造型 方

14、面都比我們等優(yōu)秀。但隨著我國(guó)摩托車行業(yè)近10年來的發(fā)展，我國(guó)在摩托車沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造方面也有著明顯的提高。隨著計(jì)算機(jī)的不斷普及，沖壓模具也在和它結(jié) 合著使用，這樣對(duì)于模具有更高的發(fā)展空間。例如我們現(xiàn)在常用的軟件：CATIAAutoCAD UG Dynaform等，他們可以更真實(shí)的反應(yīng)要設(shè)計(jì)的零件和分析所設(shè)計(jì)零件的可行性。因此對(duì)我們沖壓模具的設(shè)計(jì)有著較大的幫助，這樣也能提高我們的工作效率，減少對(duì)材料 的損耗。1.3 本課題的任務(wù)1設(shè)計(jì)摩托車懸掛板的沖壓成形工藝及工藝方案， 計(jì)算相關(guān)尺寸與公差，從而使方 案能夠制造符合標(biāo)準(zhǔn)的零件產(chǎn)品。2設(shè)計(jì)摩托車懸掛板沖壓件的模具結(jié)構(gòu)并符合機(jī)械行業(yè)技術(shù)要求，同

15、時(shí)應(yīng)滿足生產(chǎn) 上的方便和安全。3按照設(shè)計(jì)思路編寫符合要求的論文。2 懸掛板落料沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)2.1 工件基本信息零件名稱：摩托車懸掛版材 料：Q235厚 度：2.5 mm生產(chǎn)數(shù)量：100000件摩托車懸掛板二維圖如圖2.1所示；其三維圖如圖2.2所示13151圖 1.1 懸掛板零件二維圖圖 1.2 懸掛板零件三維圖2.2 零件的工藝性分析材料方面：摩托車懸掛板采用的材料為Q235鋼，其結(jié)構(gòu)一般，且抗拉強(qiáng)度為235MPa形狀不規(guī)則，而且有落料、沖孔、彎曲三個(gè)工藝，具有良好的沖壓性能，適合沖裁，而 且在市場(chǎng)上也價(jià)格低廉，便于購(gòu)買。結(jié)構(gòu)方面：懸掛板的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有一個(gè)腰行孔，其尺寸為：17.5X10.

16、5，孔與邊緣的距離也滿足最小壁厚為9伽的要求。為了讓懸掛板模具的設(shè)計(jì)及計(jì)算方便，我們就 采用對(duì)稱件進(jìn)行加工，這樣可以提高零件的生產(chǎn)效率。精度和粗糙度方面：沖裁件的經(jīng)濟(jì)公差等級(jí)不高于IT11級(jí)，一般要求落料件公差等級(jí)最好低于IT10級(jí)，沖孔件最好低于IT9級(jí)。零件上所有未注公差尺寸，屬于自由 尺寸，可按照IT14級(jí)確定工件的公差。沖裁件的斷面粗糙度與材料塑性、材料厚度、 沖裁模間隙、刃口銳鈍以及沖模結(jié)構(gòu)等有關(guān)。 當(dāng)沖裁件厚度為2.5伽一下的金屬板料時(shí), 起斷面粗糙度一般可取12.53.2。2.3 工藝方案及模具方案的確定1方案一：采用單工序模生產(chǎn)；先落料再?zèng)_腰行孔，最后拉深成形。2.方案二：采用

17、2道工序生產(chǎn)；先沖孔落料復(fù)合模生產(chǎn)，最后拉深模生產(chǎn)。3方案三：采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)；沖孔，落料，拉深一條線生產(chǎn)。分析：方案一：雖然摩托車懸掛板模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是做沖孔、落料和拉深，至少 需要三副模具，制造起來工序比較多，工作量比較大。并且需要占用三臺(tái)沖床，效率比 較低，而且人工需要量也比較大。方案二：這種加工方案最為常用，只需要一副做沖孔落料復(fù)合模和一副做拉深模這 兩副沖壓模具。這樣不但可以提高了機(jī)床利用率，而且還能讓摩托車懸掛板模具結(jié)構(gòu)緊 湊，生產(chǎn)效率高，特別是摩托車懸掛板腰行孔對(duì)外形的位置更容易保證。另一方面，雖 然復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)模具零件精度要求高，模具裝配精度也高，但是我們零件就只有 一個(gè)

18、腰行孔，便于加工。方案三：它所采用的是：沖孔、落料、彎曲共三道工序，摩托車懸掛板模具可以達(dá) 到較高的精度，且適合使用自動(dòng)送料，從而提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。同時(shí)也可以使用側(cè)刃定 步距，送料精確、操作安全和節(jié)約成本。但缺點(diǎn)是摩托車懸掛板模具制造和轉(zhuǎn)配精度要 求會(huì)變得比較高。因?yàn)檫@樣會(huì)采用側(cè)刃定步距，所以材料利用率會(huì)較低，增加了零件的 成本。綜上所述，結(jié)合摩托車懸掛板模具的結(jié)構(gòu)和尺寸的要求，我決定采用方案二，即做 一副沖孔落料復(fù)合模和一副拉深模來完成摩托車懸掛板零件的制造。2.4 必要的工藝計(jì)算2.4.1 計(jì)算毛坯尺寸和相關(guān)計(jì)算因?yàn)槟ν熊噾覓彀逵欣罟ば?，故先確定摩托車懸掛板的展開尺寸來確定毛坯。通 過上

19、面的工藝分析，零件圖如上：（圖2.1），其展開毛坯尺寸圖如下：（圖2-3）查王孝培冷沖壓模手冊(cè)可得：因?yàn)閞=5 mm b=150 mm h=5 mm r/b-h0.22由下圖（圖2.4）所以只用拉深一次即可按壓彎計(jì)算壁部展開長(zhǎng)度I，無凸緣時(shí)：l=h+0.57r底所以1=5+0.57X2.5=6.425m按拉深計(jì)算角部毛坯半徑R,無凸緣時(shí)：R=r22rh -0.86r（r 0.16r 底）=7.962m因?yàn)樵诶畹倪^程中，我們需要確定對(duì)懸掛板的修邊余量進(jìn)行確定，查沖壓工藝 及沖模設(shè)計(jì)可得：h=（0.030.05）H=0.150.25伽因此為了尺寸的計(jì)算方便，其落料尺寸如：（圖2.3）圖2.3懸掛

20、板坯料零件圖圖2.4盒形件不同拉深情況的分區(qū)圖2.4.2 搭邊值的確定為了確保摩托車壓線板沖裁件的質(zhì)量，排樣中各胚料工件與料邊之間，胚料工件與胚料工件之間留下的余量，稱為搭邊。根據(jù)摩托車懸掛板的計(jì)算毛坯尺寸，查表2-18（王孝培冷沖壓手冊(cè)）得：a=2.5 mm a 1=2.2 mm2.4.3 確定零件的排樣方案排樣的分類：有廢料排樣、少?gòu)U料排樣和無廢料排樣。其有廢料排樣可以 讓摩托車懸掛板模具的壽命及落料件的質(zhì)量得到保障，但材料的利用率較低，一般情況 不采用；少?gòu)U料排樣和無廢料排樣對(duì)材料的利用率比較高，但對(duì)摩托車懸掛板落料 件的質(zhì)量和精度都降低，而且會(huì)降低模具的壽命?，F(xiàn)在我們對(duì)摩托車懸掛板落料

21、件進(jìn)行方案分析及選擇：具體分為以下2個(gè)方案讓我們選擇。方案一：如圖2.5圖2.5方案一毛坯零件排樣圖方案二：如圖2.6244 材料的利用率和板料的確定摩托車懸掛板板料的確定是我們從實(shí)際出發(fā)， 通過對(duì)其4邊長(zhǎng)度的考慮，并比較它 們之間的利用率的高低和人工是否方便來確定的。沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比叫做材料利用率， 它是衡量合理利用材 料的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。在沖壓零件的成本中，材料費(fèi)用約占60鳩上，因此材料的經(jīng)濟(jì)利用 具有非常重要的意義。不合理的排樣會(huì)浪費(fèi)材料。材料利用率可用公式計(jì)算：n=S/SoX100%=S1/ABX 100%由catia畫圖軟件可以直接測(cè)出摩托車懸掛板零件的實(shí)際面積為：

22、S=0.024卅（圖由上面的計(jì)算可得：S=0.1604X0.2295=0.0368m2n=S/SoX100%=S1/ABX100%=0.024/0.1604X0.2295X100%=65.2由上面的計(jì)算可得：S=0.2264X0.1632=0.0369mn=S/SQX100%=S1/ABX100%=0.024/0.2264X0.1632X100%=65.0%式中：n材料利用率；S工件的實(shí)際面積；SQ所用材料面積，包括工件面積與廢料面積；從上面計(jì)算可以看出方案一為最佳方案，它的利用率比方案二差不多，但從模架的 選擇上來看，我們選擇方案一的排樣方式更為優(yōu)良。因此可以制定出板料的寬度，從上的排樣可以

23、得出其板料的寬度為：229.5伽。根據(jù)排樣圖，我們可以得出摩托車懸掛 板胚料步距為：160.4伽。所以我們選擇毛坯板料的總體尺寸為：230X130X2.5伽,這樣我們可以加工出8個(gè)摩托車懸掛板坯料零件。2.7)2.5 工藝參數(shù)的計(jì)算2.5.1 沖裁力、卸料力、頂件力、推件力的計(jì)算（1）摩托車懸掛板沖裁力的計(jì)算摩托車懸掛板沖裁力是沖裁過程中凸模對(duì)摩托車懸掛板板料施加的壓力，它是隨凸模進(jìn)入材料的深度（凸模行程）而變化的。通常說的沖裁力指的是沖裁力的最大值，它 是選擇壓力機(jī)和模具設(shè)計(jì)的重要依據(jù)之一。采用平刃沖裁模，其沖裁力F通常按下列公式計(jì)算：F=KLtTb式中：F為沖裁力，N;Tb為材料抗剪強(qiáng)度，

24、、a;L為沖裁周邊總長(zhǎng)，mm；t為材料厚度，mm；系數(shù)K是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損、凸模與凹模間隙的波動(dòng)（數(shù)值的變化或分布不 均）、潤(rùn)滑情況、材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因素而設(shè)置的安全系數(shù)，一般K=13為計(jì)算方便，也可以按下面公式估算沖裁力：FLt（Tb（cb為材料抗拉強(qiáng)度）由圖2-8可得：其坯料的周長(zhǎng)為：L=656.9伽因?yàn)榱慵牟牧蠟镼235其抗拉強(qiáng)度cb在235MPa圖 2.7 摩托車懸掛板胚料面積圖所以：F沖656.9X2.5X235387KN（2）摩托車懸掛板卸料力、推件力和頂件力的計(jì)算卸料力、推件力和頂件力是從壓力機(jī)、卸料裝置或頂件裝置中獲得的，所以在選擇 設(shè)備的公稱壓力或設(shè)計(jì)沖

25、模應(yīng)考慮。影響這些力的因素較多，主要有材料的力學(xué)性能、材料厚度、模具間隙、搭邊大小等，一般常用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，如下:卸料力F卸=K卸F沖推料力F推=門推F沖頂料力F頂=頂F沖此處查王孝培冷沖模手冊(cè)取：K卸=0.05 K頂=0.06 K推=0.055可得：F卸=K卸F沖=0.05X387=19.35KNF頂=K頂F沖=0.06X387=23.22KNF推=n K推F沖=0.055X387=21.285nKN2.5.2 壓力機(jī)公稱壓力的選取由于壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于沖壓力，而且由零件結(jié)構(gòu)可以看出，此處采 用的是彈性卸料裝置和上出料的落料一沖孔正裝復(fù)合模，所以其沖裁工序總力的計(jì)算公式為；F

26、總=F+F卸+F頂F總=F+F卸+F頂=387+19.35+23.22=429.57KN查表得 JG23 -40 開式雙柱可傾式壓力機(jī)符合沖壓要求。（圖2.9）壓力機(jī)規(guī)格如下：型號(hào)JC23-63公稱壓力630KN滑塊行程120mm行程次數(shù)70次/min 最大閉合高度 360m最大裝模高度260m閉合高度調(diào)節(jié)量90m立柱間距離340工作臺(tái)尺寸： 前后180m,左右340m墊板尺寸： 厚度90m,孔徑230m模柄孔尺寸：直徑50m,深度70m電動(dòng)機(jī)功率：4KW在進(jìn)行工藝及模具設(shè)計(jì)時(shí)，有時(shí)需嘍知進(jìn)曲柄壓力機(jī)的打料強(qiáng)桿尺寸及橫桿孔的尺寸棚 位置，現(xiàn)舟部分小型壓力機(jī)的這些尺寸摘列如下，壓機(jī)更號(hào)蟲騰圧力k

27、N掄 x 竜虜fp孔晤柑塊ID DED QOlOimJ 23-1616&2062J400SOX IB$0 x 2570656.91mnr圖 2.8 摩托車懸掛板胚料周長(zhǎng)圖JC23-6363Q脯J23-SOeooTO覧恥.130 x 35soIiiiw1000BG x 2095X290圖 2.9 部分小型壓力機(jī)2.5.3 壓力中心的確定在摩托車懸掛板沖壓模具中，它的壓力中心就是壓力機(jī)合力的作用點(diǎn)。為了讓壓力 機(jī)和摩托車懸掛板模具的正常運(yùn)行，應(yīng)該要讓摩托車懸掛板模具的壓力中心與壓力機(jī)滑 塊的中心線相重合。如果不重合，在沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷，從而導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌 和摩托車懸掛板模具導(dǎo)向部分

28、產(chǎn)生不正常的磨損，而且還會(huì)使以前計(jì)算的合理間隙變得不準(zhǔn)確，從而影響摩托車懸掛板的質(zhì)量和降低模具壽命，更壞的話，甚至可能損壞模具。而在實(shí)際生產(chǎn)中，可能會(huì)因?yàn)闆_壓件的形狀或排樣方式比較特殊，我們就會(huì)從模具結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)與制造考慮其安裝方式，使壓力中心與模柄中心線相重合的偏差變得更小，從而使 壓力中心的偏離不致超出所選用壓力機(jī)允許的范圍。沖模的壓力中心，可按下述原則來確定：1對(duì)稱形狀的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾個(gè)中心；2.工件形狀相同且分布位置對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合；3形狀復(fù)雜的零件、多凸模的壓力中心可用解析計(jì)算法求出。此方法在此不再做 過多敘述。因?yàn)槟ν熊噾覓彀辶慵?/p>

29、的坯料為對(duì)稱件，但其他邊不是怎么規(guī)則，所以選用方法3來確定。建立坐標(biāo)系XOY女口：圖3.10所示壓力中心計(jì)算：XO L1XI+L2X2+ LnXn/LI+L2+,+LnYO L1V1 + L2Y2+. LnVn ri+L2. Lti其中：X0壓力中心到Y(jié)軸的距離Y0壓力中心到X軸的距離圖2.10模具壓力中心坐標(biāo)系圖因?yàn)楸玖慵P(guān)于y軸對(duì)稱，所以它的橫坐標(biāo)Xo就為：0,因此只需要計(jì)算壓力中心 的縱坐標(biāo)即可。將圖中的的數(shù)據(jù)代入公式：Y0=（2450+3363+1872+11147+13447X2/65798.3即壓力中心縱坐標(biāo)為：98.3即壓力中心為（0,98.3）在零件中位置如圖2.11所示2.5

30、.4 沖裁模刃口尺寸的計(jì)算1沖裁過程中，凸凹模一般都要與沖裁零件或廢料之間產(chǎn)生摩擦，因此摩托車懸掛板的凸模輪廓會(huì)在無數(shù)次的工作中慢慢的磨小，而摩托車懸掛板凹模輪廓?jiǎng)t會(huì)越磨越大，結(jié)果他們之間的間隙就會(huì)越用越大。因此，我們?cè)诖_定凸、凹模刃口尺寸時(shí)，應(yīng)區(qū) 分他是落料工序還是沖孔工序來計(jì)算它的加工尺寸。并遵循如下原則：(1)根據(jù)落料和沖孔的特點(diǎn)，落料件的尺寸取決于凹模尺寸，因此落料模應(yīng)先決定 凹模尺寸，用減小凸模尺寸來保證合理間隙；沖孔件的尺寸取決于凸模尺寸，故沖孔模 應(yīng)先決定凸模尺寸，用增大凹模尺寸來保證合理間隙；(2)根據(jù)凸、凹模刃口的磨損規(guī)律，凹模刃口磨損后事落料件尺寸變大，其刃口的 基本尺寸應(yīng)

31、接近或等于工件的最小極限尺寸；凸模刃口磨損后使沖孔件孔徑減小，故應(yīng) 使刃口尺寸接近或等于工件的最大極限尺寸；(3)考慮工件精度與模具精度間的關(guān)系，在確定模具制造公差時(shí)，既要保證工件的精度要求，又能保證有合理的間隙數(shù)值。一般沖模精度較工件精度高23 級(jí)。由摩托車懸掛板零件圖可以看出只有一個(gè)腰行孔為沖孔，而其他都均屬于落料。因?yàn)槟ν熊噾覓彀辶慵D為不規(guī)則圖形，不便于凸凹模分別加工的方法來計(jì)算，所以我們 采用配做法來計(jì)算其凸、凹模。根據(jù)材料的性能和厚度，查沖壓手冊(cè) 表2-23和表2-10可以得出：Zmin=0.360 Zma=0.500工序性質(zhì)工件尺寸類別凸模尺寸凹模尺寸落料A七凸模刃口尺寸 按凹模

32、實(shí)際尺寸配 制，保證雙面間隙值 為ZminZmaxA.=(A-x城B 枱Bd=(B +x忙CC 枱Cd=(C +0.旳 6Cd=(C-0亦)C 士也Cd= C蘭沖孔AP=(A + x鳥凹模刃口尺寸按凸 模實(shí)際尺寸配制，保證 雙面間隙值為ZminZmaxBp=(Bx怖CC 也Cp=(C+0.5A)JCp=(C_O.50CACp = C 6P圖 2.12 配做法計(jì)算公式由圖2.12的計(jì)算配合加工方法可得:沖裁類型工件尺寸X計(jì)算公式凹模尺寸凸模尺寸落料87.5-o.870.870.5Dd=(Dnax-XA)087.07.22與凹模尺寸配制，保證間隙R27.1o.520.520.5Dd=(DmaxXA

33、)oR26.84.13R14.4o.430.430.5Dd=(Dmax-X)0R14.18：11170-1.001.000.5Dd=(Dmax-X)00.25170.5.25158.2-1.oo1.000.5Dd=(Dmax-X)00.25157.7汁沖孔?5.25+0.30+0.300.75dp=(dmin+XA)聳4與凹模尺 寸配制，保 證間隙5.47爲(wèi)2.6 沖裁模具的設(shè)計(jì)2.6.1沖裁模架的選擇我們?cè)谶x擇沖壓模架時(shí)，根據(jù)上面對(duì)沖壓力的計(jì)算，我們可以知道壓力機(jī)最大閉 合高度為360伽，然后對(duì)摩托車懸掛板的坯料形狀進(jìn)行分析。并結(jié)合工人的操作方便, 選擇了如圖2.13所示的中間導(dǎo)柱模架。/7

34、771 An廠1iiJ圖 2.13 標(biāo)準(zhǔn)沖壓模架圖2.6.2定位方式的選擇因?yàn)槟ν熊噾覓彀迮髁显诩庸ぶ行枨蟮牧勘容^大， 而且我們采用手動(dòng)送料的方式，前后送料，保證零件沖裁均勻。由于坯料的生產(chǎn)我們采用的是倒裝式復(fù)合模，所以我采 取一顆擋料銷和2顆導(dǎo)料銷定位即可，這樣也有利于我們對(duì)模具的設(shè)計(jì)。2.6.3導(dǎo)向方式的選擇導(dǎo)向零件的作用是保證零件的質(zhì)量以及模具的穩(wěn)定性，本套沖裁模具采用的是導(dǎo) 柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。因?yàn)榱慵木纫蟛皇呛芨?，因此我選擇的是2兩根導(dǎo)柱的模架2.7 沖裁模凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.7.1落料凹模的設(shè)計(jì)落料凹模的主要作用就是將板料進(jìn)行落料，由于工件被加工后停留在落料凹模的 內(nèi)部

35、，我們要在里面安裝推薦塊，因此凹模刃口我采用直通型刃口。（1）落料凹模的設(shè)計(jì)落料凹模尺寸計(jì)算：查冷沖模國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)表得：k=0.180.22即該落料凹模的規(guī)格為：400*315*45落料凹模見圖2.14所示，該凹模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，我采用整體式Ld1_-1rJ40087.9圖 2.14 落料凹模圖2.7.2沖孔凸模的設(shè)計(jì)由于我加工的零件為腰行孔，未不規(guī)則空類，所以不能用標(biāo)準(zhǔn)沖孔凸模 根據(jù)工作需要及沖孔凸模長(zhǎng)計(jì)算公式：L=h1+h2+h3+h即：凸模長(zhǎng)度L=凸模固定板+墊板+落料凹模=75mm因此我取凸模長(zhǎng)度為75伽。沖孔凸模如圖2.15所示：凹模咼度：h=ks=0.18x225=40.5mm所以凹模高度取

36、凹模寬度：45mmd=s+(2.5-4)*hd1=225+2.5x45=337.5mmd2=158+2.5x45=270.5mm:400mm,根據(jù)模架及相關(guān)條件，我定送料方向的長(zhǎng)度我所以我取凹模寬度為取:315mm17 942e圖 2.15 沖孔凸模圖該沖孔凸模，我采用的材料為T10A熱處理：HRC58-62,尾部回火HRC4O-50該凸模為使加工方便，將其做成3分?jǐn)嗝?，即為帶肩圓凸模，凸模固定板厚度取20mm對(duì)其加工可以采用磨削加工等方法，加工容易。由于此沖孔凸模尺寸適中，長(zhǎng)度較短， 剛度、強(qiáng)度足夠，所以不需要進(jìn)行校核，沖裁時(shí)注意進(jìn)入凹模刃口1mm2.7.3凸凹模的設(shè)計(jì)這是一副倒裝式復(fù)合模，

37、其主要就是有利于沖腰行孔的廢料滑落，根據(jù)模具整體 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，凹凸模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見圖2.16。另外，在確定凹凸模安排在框架上的位置時(shí)， 要依據(jù)計(jì)算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。這樣才能讓零件受力均勻， 不會(huì)產(chǎn)生變形。/RaO4/R8/ 口ol A1,丹乂農(nóng)11說g gT6口 /呂 -234,2- F圖 2.16 凹凸模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖2.8 標(biāo)準(zhǔn)件的選擇2.8.1模架的數(shù)據(jù)上模座400X315X55下模座400X315X65導(dǎo)柱A40h5X260 A45h5X260導(dǎo)套A40H6X140X53 A45H6X140X532.8.2模柄的選擇在中小型模具中，模具一般都是通過模柄與壓力機(jī)滑塊想連

38、接，從而實(shí)現(xiàn)模具的 工作。而模柄主要分為壓入式模柄、旋入式模柄、凸緣模柄、通用模柄等，因?yàn)槲也捎?的是倒裝式落料沖孔復(fù)合模，所以我選用旋入式模柄。這模柄裝卸方便，因此給我們提 高了工作效率。模柄如圖2-17所示：零件名稱；A型旋入式模柄零件尺寸：A50X95 GB2862.2-81材料：A3G札出圖 2.17A 型旋入式模柄圖懸掛板坯料沖裁模具總裝圖及其工作原理IT9oo圖 2.18 懸掛板坯料沖裁總裝圖1-下模座2、11墊板3、9-凸模固定板4-彈性橡膠5-卸料螺釘6、24-卸料板7-落料凹模8-墊塊10-上模座12、22-銷釘13-推桿14-推板15-模柄16-打桿17-凸模18、23-螺

39、釘25-導(dǎo)料銷26-擋料銷工作原理：如圖（2.18）模具開始工作前，把以裁剪的板料沿導(dǎo)料銷25放入，直到擋料銷26擋住為止。當(dāng)沖裁的時(shí)候，上模向下運(yùn)動(dòng)，凹模接觸板料的下一刻，模具 就會(huì)自動(dòng)完成落料和沖孔。 當(dāng)模具分開時(shí)， 由彈性橡膠4在沒有足夠大壓力時(shí)恢復(fù)原狀，使卸料板6向上運(yùn)動(dòng)，從而把板料頂起來；而坯料在卸料板24的重力下，從上而下自動(dòng)下落；如果落料凹模7中卡著坯料，就可以用打桿16使其下落。這樣就完成了一個(gè) 零件的生產(chǎn)。3 拉深模具設(shè)計(jì)3.1 拉深模具的相關(guān)計(jì)算3.1.1拉深力的計(jì)算有沖裁模具的相關(guān)計(jì)算，我們可以的出其周長(zhǎng)為484.7伽，因?yàn)闉镼235鋼，所以其抗拉強(qiáng)度為235MPa而拉深

40、是K的系數(shù)一般在0.50.8。 因?yàn)楹行卫盍Φ挠?jì)算公 式為：p=KLtcb因此其拉深力p=0.5X657X2.5X235=193KN結(jié)合沖裁工藝所計(jì)算的結(jié)果，先選用的是630KN的壓力機(jī)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于拉深力的要求，所以不用再進(jìn)行選擇。3.1.2計(jì)算拉深凸、凹模的工作部分尺寸及公差當(dāng)我們?cè)诖_定拉深凸模和凹模工作尺寸時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮回彈，只在最后一道工序標(biāo) 注公差。而此零件通過計(jì)算也只需要一次拉深即可，所以根據(jù)拉深件尺寸標(biāo)注在外形時(shí)，計(jì)算的公式如下：Dd=(Dmin-0.75：)oddp=(Dmin-0.75-2Z)；p由于我們不是桶形零件，所以不能用以上公式，因此我們只能憑經(jīng)驗(yàn)來對(duì)其凸、 凹模進(jìn)行設(shè)計(jì)

41、。查凸模和凹模的制造公差下表3-1材料厚度拉伸件直徑100SdSPSdSPSdSp 0.5 0000001.5.04.02.05.03.08.05000000 1.5.06.04.08.05.10.06表3-1凸模和凹模的制造公差因?yàn)閼覓彀宓暮穸葹?.5伽，它的最小間距都大于100伽，所以、：d為0.10,p為0.06。因此我就取凹模為零件的外形尺寸，凸模為零件外形尺寸減去料厚2.5伽，偏差0.06之間。3.2 拉深模具的設(shè)計(jì)3.2.1定位方式的選擇因?yàn)槲以谶M(jìn)行摩托車懸掛板工藝設(shè)計(jì)時(shí)，為了在拉深模具設(shè)計(jì)時(shí)有一個(gè)好的定位位 置，我選擇了把摩托車懸掛板做成對(duì)稱零件哎進(jìn)行對(duì)坯料的計(jì)算，從而保證了拉深

42、時(shí)有 一個(gè)良好的定位。而且零件的精度要求不是很高，此定位滿足其要求。3.2.2模具類型的選擇通過我們對(duì)摩托車懸掛板零件的分析，我們可以看出此零件非常的簡(jiǎn)單，只需要 一次拉深就可以了。但由于坯料的不規(guī)則和尺寸的大小，因此這個(gè)拉深模架我選擇的是 中間導(dǎo)柱式模架。上模部分主要由上模座、墊板、拉深凸模、凸模固定板、卸料板、彈 性元件構(gòu)成，而下模主要由下模座、墊板、拉深凹模、彈性元件、推板構(gòu)成。3.2.3拉深模架的選擇我們?cè)谶x擇拉深模架時(shí)，主要根據(jù)摩托車懸掛板的坯料尺寸進(jìn)行分析。并結(jié)合工 人的操作方便，選擇了與沖裁模相同的中間導(dǎo)柱模架。3.2.4懸掛板拉深凸模的設(shè)計(jì)步-11f圖 3.1 懸掛板拉深凸模圖

43、3.2.5拉深凹模的設(shè)計(jì)圖 3.2 懸掛板拉深凹模圖3.3 標(biāo)準(zhǔn)件的選擇3.3.1模架的數(shù)據(jù)上模座400X315X55下模座400X315X65導(dǎo)柱A40h5X260 A45h5X260導(dǎo)套A40H6X140X53 A45H6X140X533.3.2模柄的選擇在中小型模具中，模具一般都是通過模柄與壓力機(jī)滑塊想連接，從而實(shí)現(xiàn)模具的 工作。而模柄主要分為壓入式模柄、旋入式模柄、凸緣模柄、通用模柄等，因?yàn)槲也捎?的是拉深模，所以我選用旋入式模柄。這模柄裝卸方便，因此給我們提高了工作效率。模柄如圖3.3所示：零件名稱；B型旋入式模柄零件尺寸：B50X95 GB2862.2-81材料：A3圖 3.3B 型旋入式模柄圖3.4 懸掛板拉深模具總裝圖及其工作原理圖 3.4 懸掛板拉深模具總裝圖1-下模座2、12-銷釘3、10-墊板4-拉深凹模5-定位銷釘6、17-卸料板7、19-彈 性橡膠8-拉深