畢業(yè)論文-封口蓋沖壓工藝分析與模具設(shè)計(jì)

太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì).封口蓋沖壓工藝分析與方案確定1.1零件圖如下材料為10鋼，厚度t=1mm，大批量生產(chǎn)。1.2沖壓件工藝分析（1）材料:該沖裁件的材料10鋼是普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其力學(xué)性能如下：抗剪強(qiáng)度τ255-333MP,抗拉強(qiáng)度σb294-432MP,屈服點(diǎn)σs206MP,伸長(zhǎng)率29%，塑性較好，是常用的沖壓材料，適合沖壓加工。（2）零件結(jié)構(gòu):零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單對(duì)稱，外形比較規(guī)則，結(jié)構(gòu)形狀簡(jiǎn)單。該零件為無凸緣帶孔拉深件，拉深高度不大，孔在底部且不在拉深變形區(qū)。（3）尺寸精度:零件圖上所有未標(biāo)注公差的尺寸，屬于自由尺寸，可按IT14級(jí)確定工件尺寸的公差，查公差表可得工件基本基本尺寸公差為：Ф300+0.52Ф390+0.62R1.50+0.2580+0.36由以上分析可知，該零件可以用普通沖裁的加工方法制得。1.3沖壓工藝方案的確定由圖可知該零件包括落料、拉深、沖孔、切邊四個(gè)基本工序，可以采用以下三種工藝方案:方案一：先落料，再拉深，然后沖孔，最后切邊，采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料一拉深一沖孔一切邊復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：落料一拉深一沖孔一切邊連續(xù)沖壓，采用連續(xù)模生產(chǎn)。1.4工藝方案分析方案一：模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用壽命相對(duì)較高，但需要四道工序、四套模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)效率較低，難以滿足零件大批量生產(chǎn)的需求.由于零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為提高生產(chǎn)效率，主要應(yīng)采用復(fù)合沖裁或級(jí)進(jìn)沖裁方式。方案二：只需要一套模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度易保證且生產(chǎn)效率也高，盡管模具結(jié)構(gòu)與方案一相比較復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡(jiǎn)單，模具制造并不難。方案三：也需要一套模具，生產(chǎn)效率也很高，但模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，沖壓精度稍差。通過以上三種方案的分析比較，對(duì)該零件沖壓生產(chǎn)以采用方案二為最佳。2.模具結(jié)構(gòu)形式的確定正裝式復(fù)合模和倒裝式結(jié)構(gòu)比較：正裝式復(fù)合模適用于沖制材質(zhì)較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖載件，還可以沖制孔邊距較小的沖載件。廢料不會(huì)在凸凹?？變?nèi)積聚，每次由打棒打出，可減少孔內(nèi)廢料的漲力，有利于凸凹模減小最小壁厚。倒裝式復(fù)合模不宜沖制孔邊距較小的沖載件，但倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，又可以直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件卸件，便于操作，并為機(jī)械化出件提供了有力條件，所以應(yīng)用十分廣泛。綜合比較，該制件的生產(chǎn)采用倒裝式復(fù)合模具生產(chǎn)。2.1主要工藝參數(shù)的計(jì)算2.1.1毛坯尺寸的計(jì)算因?yàn)榱慵暮穸萾=1mm,所以按拉深件中線尺寸計(jì)算，及d=38mm,h=8.2mm,r=2mm2.1.2確定修邊余量根據(jù)沖壓件相對(duì)高度：h/d=8.5/38=0.22mm,查表得0.22<0.5-0.8不需要修邊余量2.1.3確定毛坯直徑D==≈51.02mm取D=51mm2.1.4確定是否使用壓邊圈毛坯的相對(duì)高度t/D×100%=1/51×100%=1.96查表得壓邊圈在可用可不用范圍，為了保證零件質(zhì)量，減少拉深次數(shù)，決定采用壓邊圈。2.1.5確定拉深次數(shù)先判斷能否一次拉成，根據(jù)毛坯的相對(duì)高度，查表得m1=0.48-0.50零件的總拉深系數(shù)m總=d/D=38/51=0.745由于m總=0.745>m1=0.48-0.50因此能一次拉成。2.1.6排樣設(shè)計(jì)排樣是指沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法。合理的排樣和選擇適當(dāng)?shù)拇钸呏?，是降低成本、保證工件質(zhì)量及延長(zhǎng)模具壽命的有效措施。排樣的方式有多種多樣，如：直排、斜排、直對(duì)排、混合排、少廢料和無廢料等排樣方式,此沖裁件采用直排。排樣時(shí)工件以及工件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫做搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償條料的定位誤差，保證沖出合格的工件；保持條料有一定的剛度，便于送料。搭邊值的大小與下列因素有關(guān)：1.材料的力學(xué)性能，硬材料的搭邊值可小一些，軟材料的搭邊值要大一些。2.工件的形狀與尺寸，工件的尺寸大或有圓角半徑較小的凸起時(shí)，搭邊值取大些。3.材料厚度，材料厚度大則搭邊值大一些。4.送料及擋料方式，手工送料、有側(cè)壓裝置的模具，搭邊值要小一些；用側(cè)刃定距比擋料銷定距的搭邊小一些。5.卸料方式，彈性卸料比剛性卸料的搭邊小一些。搭邊是廢料，從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值應(yīng)愈小愈好。但過小的搭邊容易擠進(jìn)凹模，增加刃口磨損，降低模具壽命，并且影響沖裁件的剪切表面質(zhì)量。查表確定搭邊值:條料邊緣的搭邊和工件間的搭邊分別為a=0.8mm和a1=1.0mm從而可計(jì)算出條料寬度和送進(jìn)步距：B=（D+2a1+2Δ+b0)0-Δ=(51+2×1+2×0.5+0.5)0-0.5=540-0.5mm送進(jìn)步距A:A=D+a=51+0.8=51.8mm如圖所示：毛坯排樣采用的是條料，且垂直于送料方向的凹模寬度大于送料方向的凹模長(zhǎng)度，為降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，采用橫向手工送料方式。2.1.7材料的利用率選取1mm×1000mm×3000mm的板料1.裁成54mm長(zhǎng)3000mm的條料，則每張板料所出零件數(shù)為：3000/54×1000/51.8=55×19=10452.裁成54mm長(zhǎng)1000mm的條料，則每張板料所出零件數(shù)為：1000/54×3000/51.8=18×57=1026采用第一種裁法材料利用率：η=n總×п×D2/1000×3000×100%=71%2.1.8沖壓力的計(jì)算沖壓力沖件外輪廓線的沖載力：式中：—落料力（KN）；L—工件外輪廓周長(zhǎng)；t—材料厚度，其中t=1mm；—材料的抗剪強(qiáng)度（Mpa），10鋼抗剪強(qiáng)度τ255-333MP，取τ=300MPK—系數(shù)，取K=1.3；所以=1.3×3.14×51×300×1=62454.6N沖孔力：孔的沖載力式中：—沖孔力（KN）；L—工件外輪廓周長(zhǎng)；t—材料厚度，t=1mm；—材料的抗剪強(qiáng)度（Mpa），10鋼抗剪強(qiáng)度τ255-333MP，取τ=300MPK—系數(shù)，取K=1.3所以=1.3×3.14×30×1×300=36738N拉深力：F3=kпdtσb式中：d—拉深件直徑（mm）；t—料厚（mm）σb—材料強(qiáng)度極限（MP），10鋼σb294-432MP,取σb=400MPK—修正系數(shù)，與拉深系數(shù)有關(guān)，由m=0.745查表得K=0.5所以F3=0.5×3.14×38×1×400=23864N壓邊力：F4=п/4[D2-(d1+2R凹)2]P式中：D—毛坯直徑（mm）；d1—拉深件直徑（mm）；R凹—凹模圓角半徑（mm）；R凹=2.5mmP—單位壓邊力（MP),查表得P2.5-3.0，取P=2.5所以F4=3.14/4×[512－(38+2×2.5)2]×2.5=1180.64N切邊力；F5=1.3Ltτ式中:L—工件外輪廓周長(zhǎng)；t—材料厚度，t=1mm；—材料的抗剪強(qiáng)度（Mpa），10鋼抗剪強(qiáng)度τ255-333MP，取τ=300MPK—系數(shù)，取K=1.3所以F5=1.3×3.14×39×1×300=47759.4N卸料力：F卸=K卸F落式中：K卸—卸料力系數(shù)，查表得K卸=0.06-0.09，取K卸=0.08所以F卸=0.08×62454.6=4996.368N頂件力：F頂=K頂F落式中：F頂—頂件力系數(shù)，查表得F頂=0.14所以F頂=0.14×62454.6=8743.644N推件力：F推=nF推F落式中：F推—推件力系數(shù)，查表得F推=0.1n—梗塞在凹模內(nèi)的沖件數(shù)（n=h/t）,n=3所以F推=3×0.1×62454.6=18736.38N模具總沖壓力為：F總=204473.028≈204.47KN2.1.9壓力中心的確定模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑快的中心相重合。否則，會(huì)使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過大的磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損,降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。沖模的壓力中心按下述原則確定：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何中心。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，多孔沖模，級(jí)進(jìn)模的壓力中心可用解析法求出沖模壓力中心。又前面對(duì)零件的分析可知，改零件結(jié)構(gòu)對(duì)稱，又用復(fù)合模，因此其壓力中心就為其幾何中心。2.1.10壓力機(jī)的選擇壓力機(jī)公稱壓力的確定：對(duì)于沖裁工序，壓力機(jī)的公稱壓力應(yīng)大于或等于沖裁時(shí)總沖壓力的1.1～1.3倍，即P≥(1.1-1.3)F總=224.92-265.81KN根據(jù)上述計(jì)算，初步選用型號(hào)為J23-25開式雙柱可傾壓力機(jī)。該型號(hào)壓力機(jī)主要技術(shù)規(guī)格如下：公稱壓力:250KN；滑塊行程:65mm；行程次數(shù)：55/105（次/min）；最大裝模高度：270mm；連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度：55mm；工作臺(tái)尺寸：370mm×560mm；模柄孔尺寸：Ф50mm×70mm；電動(dòng)機(jī)功率：2.2KW；3.模具總體設(shè)計(jì)3.1模具類型的選擇沖裁模結(jié)構(gòu)類型很多，按工序組合程度分類，可分為：?jiǎn)喂ば蚰?、?fù)合模、級(jí)進(jìn)模等。單工序模是指在壓力機(jī)的一次行程內(nèi)只完成一種沖裁工序的模具，如落料模、沖孔模、切斷模，落料模只適用于沖裁精度要求不高，形狀簡(jiǎn)單和生產(chǎn)批量小的沖件。復(fù)合模是指在壓力機(jī)的一次行程中，在模具的同一工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上不同沖裁工序的沖模。它在結(jié)構(gòu)上的主要特點(diǎn)是有一個(gè)或幾個(gè)具有雙重作用的工作零件——凸凹模，如在落料沖孔復(fù)合模中只有一個(gè)既能作落料凸模又能作沖孔凹模的凸凹模。根據(jù)凸凹模在模具中的裝配位置不同，分為正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模。復(fù)合模因壓料較好，沖件平整精度高，該生產(chǎn)采用的是大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)效率較高。級(jí)進(jìn)模又稱連續(xù)模，是指在壓力機(jī)一次行程中，依次在同一模具的不同工位上同時(shí)完成多道工序的沖裁模。在級(jí)進(jìn)模上，根據(jù)沖件的實(shí)際需要，將各工序沿送料方向按一定順序安排在模具的各工位上，通過級(jí)進(jìn)沖壓便可獲得所需沖件。級(jí)進(jìn)模不但可以完成沖裁工序，還可以完成成形工序等等，是一種多工序高效率沖模。它可分為普通級(jí)進(jìn)模和多工位精密級(jí)進(jìn)模。根據(jù)零件的沖裁工藝方案，確定采用復(fù)合模。此模具的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，降低了模具的加工難度，減少生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效益。3.2定位方式的選擇因?yàn)閷?dǎo)料銷和固定擋料銷結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。且該模具采用的是條料，根據(jù)模具具體結(jié)構(gòu)兼顧經(jīng)濟(jì)效益，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷?？刂茥l料的送料步距采用擋料銷初定距。3.3卸料方式的選擇剛性卸料與彈性卸料的比較：剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件，沖載后卸料。當(dāng)卸料板只起卸料作用時(shí)與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大，單邊間隙取。當(dāng)固定卸料板還要起到對(duì)凸模的導(dǎo)向作用時(shí)，卸料板與凸模的配合間隙應(yīng)該小于沖載間隙。此時(shí)要求凸模卸料不能完全脫離卸料板。主要用于卸料力較大，材料厚度大于2mm且模具結(jié)構(gòu)為倒裝的場(chǎng)合。彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，主要用于料厚小于或等于2mm的板料，由于有壓料作用，沖件比較平整。卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇，若彈壓卸料板還要起對(duì)凸模導(dǎo)向作用時(shí)，二者的配合間隙應(yīng)小于沖載間隙。常用作落料模、沖孔模、正裝復(fù)合模的卸料裝置。工件的平直度較高，料厚為1mm相對(duì)較薄，卸料力不大，由于彈壓卸料模具比剛性卸料模具方便，操作者可以看見條料在模具中的送進(jìn)動(dòng)態(tài)，且彈性卸料板對(duì)工件施加的是柔性力，不會(huì)損傷工件表面，故采用彈性卸料。3.4出件方式因采用倒裝式復(fù)合模生產(chǎn)，故采用剛性出件上出件。3.5確定送料方式因選用的沖壓設(shè)備為開式壓力機(jī)且垂直于送料方向的凹模寬度B大于送料方向的凹模長(zhǎng)度L，故采用縱向送料方式，即由前向后送料。3.6導(dǎo)向方式的選擇方案一：采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)稱的對(duì)角線上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)，其對(duì)角導(dǎo)柱模架上、下模座工作平面的橫向尺寸L一般大于縱向尺寸B，常用于橫向送料級(jí)進(jìn)?；蛘呖v向送料的單工序沖載模、復(fù)合模。方案二：采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便，因?yàn)閷?dǎo)柱安裝在后側(cè)，工作時(shí)，偏心距會(huì)造成導(dǎo)套導(dǎo)柱單邊磨損，嚴(yán)重影響模具使用壽命，且不能使用浮動(dòng)模柄。方案三：四導(dǎo)柱模架。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠，剛性好等優(yōu)點(diǎn)。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大量生產(chǎn)用的自動(dòng)沖壓模架。方案四：中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱線上，導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、滑動(dòng)平穩(wěn)。但只能縱向送料，一般用于單工序模或復(fù)合模。根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質(zhì)量，該復(fù)合模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式，即方案四最佳。3.2模具工作部分尺寸計(jì)算3.2.1工作零件刃口尺寸計(jì)算3.2.2沖載間隙分析（1）間隙對(duì)沖載件尺寸精度的影響沖載件的尺寸精度是指沖載件的實(shí)際尺寸與基本尺寸的差值，差值越小，則精度越高，這個(gè)差值包括兩個(gè)方面的偏差，一是沖載件相對(duì)于凸?；虬寄５钠?，二是模具本身的制造偏差。（2）間隙對(duì)模具壽命的影響模具壽命受各種因素的綜合影響，間隙也許是模具壽命諸因素中最主要的因素之一，沖載過程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間均有摩擦，而且間隙越小，模具作用的壓應(yīng)力越大，摩擦也越嚴(yán)重，所以過小的間隙對(duì)模具壽命極為不利，而較大的間隙可使凸模側(cè)面及材料間的摩擦減小，并延緩間隙，由于受到制造和裝配精度的限制，出現(xiàn)間隙不均勻的不利影響，從而提高模具壽命。（3）間隙對(duì)沖載工藝力的影響隨著間隙的增大，材料所受到的拉應(yīng)力增大，材料容易斷裂分離，因此沖載力減小。通常沖載力的降低并不顯著，當(dāng)單邊間隙在材料厚度的左右時(shí)，沖載力的降低不超過。間隙對(duì)卸料力和推料力的影響比較顯著。間隙增大后，從凸模里卸料和從凹模里推料都省力，當(dāng)單邊間隙達(dá)到材料厚度的左右時(shí)的卸料力幾乎為零，但間隙繼續(xù)增大，因?yàn)槊淘龃?，又將引起卸料力、頂件力迅速增大。?）間隙值的確定由以上分析可見，凸、凹模間隙對(duì)沖載件質(zhì)量、沖載工藝、模具壽命都有很大的影響。因此，設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要選擇合理的間隙，以保證沖載件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求，所需沖載力小、模具壽命高，但分別從質(zhì)量，沖載力、模具壽命等方面的要求確定的合理間隙并不是同一個(gè)數(shù)值，只是彼此接近?？紤]到模具制造中的偏差及使用中的磨損、生產(chǎn)中通常只選擇一個(gè)合適的范圍作為合理間隙，只要間隙在這個(gè)范圍內(nèi)，就可以沖出良好的制件，這個(gè)范圍的最小值稱為最小合理間隙Zmin，最大值稱為最大Zmax?？紤]到模具在使用過程中的磨損使間隙增大，故設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)要采用最小合理間隙值。材料厚1mm，用10鋼，查表得：Zmin=0.1mmZmax=0.14mm3.2.3落料模具工作零件刃口尺寸計(jì)算對(duì)于落料部分按未標(biāo)注公差I(lǐng)T14級(jí)計(jì)算，所以落料件尺寸為510-0.74mm查表可知：Zmin=0.1Zmax=0.14δ凸=-0.02δ凹=+0.03查相關(guān)資料得因數(shù)x為：當(dāng)工件精度IT10以上x=1當(dāng)工件精度IT11到IT13x=0.75當(dāng)工件精度IT14x=0.5所以落料凸凹?；境叽鐬椋篋凹=（Dmax-XΔ)+δ凹0=（51-0.5×0.74）+0.030=50.63+0.030mmD凸=（D凹-Zmin)0-δ凸=（50.63-0.1）0-0.02=50.530-0.02mm由|δ凸|+|δ凹|=0.02+0.03=0.05mm>Zmax-Zmin=0.14-0.1=0.04mm知，不能滿足間隙公差條件。此時(shí)凸凹模的制造公差應(yīng)按下式選?。害耐?0.4（Zmax-Zmin）=0.016mmδ凹=0.6（Zmax-Zmin）=0.024mm故落料時(shí)模具刃口尺寸為：D凹=50.63+0.0240，D凸=50.530-0.0163.2.4沖孔模具工作零件刃口尺寸計(jì)算對(duì)于沖孔部分按未標(biāo)注公差I(lǐng)T14級(jí)計(jì)算，所以落料件尺寸為Ф30+0.520mm查表可知：Zmin=0.1Zmax=0.14δ凸=-0.02δ凹=+0.025所以沖孔凸凹模基本尺寸為：d凸=(dmin+XΔ)0-δ凸=（30+0.5×0.52）0-0.02=30.260-0.02d凹=（d凸+Zmin）+δ凹0=（30.26+0.1）+0.0250=30.36+0.0250由|δ凸|+|δ凹|=0.02+0.025=0.045mm>Zmax-Zmin=0.14-0.1=0.04mm知，不能滿足間隙公差條件。此時(shí)凸凹模的制造公差應(yīng)按下式選取：δ凸=0.4（Zmax-Zmin）=0.016mmδ凹=0.6（Zmax-Zmin）=0.024mm故落料時(shí)模具刃口尺寸為：d凸=30.260-0.016，d凹=30.36+0.02403.2.5拉深模具工作零件刃口尺寸計(jì)算由于工件要求外形尺寸，以凹模尺寸為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于拉深部分的工件Ф39+0.620mm，制造公差查表可知：δ凸=-0.03δ凹=+0.05查表得拉深模的單邊間隙為：Z/2=(1-1.1)t得Z=2.2mm所以拉深凸凹?；境叽鐬椋篋凹=（D-0.75Δ）+δ凹0=(39-0.75×0.62)+0.050=38.535+0.050D凸=（D-0.75Δ-Z）0-δ凸=(39-0.75×0.62-2.2)0-0.03=36.3350-0.034.主要零部件設(shè)計(jì)4.1工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1.1落料凹模（1）凹模結(jié)構(gòu)形式凹模的結(jié)構(gòu)形式也較多，按外形可分為標(biāo)準(zhǔn)圓凹模和板狀凹模，按結(jié)構(gòu)分為整體式和鑲拼式、預(yù)應(yīng)力組合式。按刃口形式也有平刃和斜刃。一般用多采用整體式及鑲拼式，根據(jù)零件為多種幾何形狀，整體式適用于小型凸、凹模，鑲拼組合式主要用于較大的凸、凹模。根據(jù)以上分析應(yīng)采用整體式，各種凹模的凹模孔均采用線切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要，使用外形為圓的板狀凹模。凹模的固定方式凹模的固定方式有三種：第一種是熱套和冷壓；第二種是低熔點(diǎn)合金，環(huán)氧樹脂澆注及無機(jī)粘接；第三種是螺釘緊固，銷釘定位。采用第一種時(shí)不易裝拆，主要用于冷擠壓預(yù)應(yīng)力凹模。用第二種時(shí)，其緊固力較小，不易裝拆。采用第三種時(shí)，緊固力大，定位可靠，通用性較強(qiáng)，裝拆方便，適用于各種類型的模具采用，要保證螺孔間、螺孔與銷孔間及螺孔或銷孔與凹模刃口間的距離不能太近，否則會(huì)影響模具的壽命。根據(jù)以上分析應(yīng)采用螺釘緊固，銷釘定位。凹模采用矩形板狀結(jié)構(gòu)和直接通過螺釘、銷釘與上模座固定的固定方式。因沖件為中大批量生產(chǎn)，考慮凹模的磨損和保證沖件的質(zhì)量，凹模刃口采用直筒形刃口，該形式刃口強(qiáng)度較高，修磨后刃口的尺寸不變，用于沖裁形狀或精度要求高的零件。（3）凹模尺寸計(jì)算凹模厚度：H=kb(≥15mm)式中:b-沖裁件的最大外形尺寸；k-系數(shù)；查表得k=0.22H=0.22×51=11.22mm取H=20mm凹模壁厚:C=(1.5-2)H(≥30mm)=(1.5-2)×20=30-40mm,取C=37mm,所以凹模周界為125mm。4.1.2沖孔凸模（1）凸模結(jié)構(gòu)尺寸與固定方式?jīng)_孔凸模刃口部分為圓形。凸模的固定方式有臺(tái)肩固定、鉚接固定、粘結(jié)劑澆注固定、螺釘與銷釘固定。臺(tái)肩固定結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于裝拆，而且能承受較大的沖力；鉚接固定與臺(tái)肩固定的作用差不多，但其不易裝拆，準(zhǔn)確更換不方便；粘結(jié)劑澆注固定主要用與直通式圓形凸模；根據(jù)以上分析，我們采用厭氧膠固定，凸模設(shè)計(jì)成直通式。（2）凸模的長(zhǎng)度計(jì)算凸模的長(zhǎng)度根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)確定，長(zhǎng)度根據(jù)磨損量及固定板、卸料板厚度等來決定的即：L=H1+H2+H3其中為凸模固定板厚度，為卸料板厚度，為彈簧高度。查表得H1=14mm,H2=12mm,H3=30mm所以L=14+12+30=56mm4.1.3凸凹模具有落料凸模，與拉深凹模作用的凸凹模。其結(jié)構(gòu)尺寸如下圖1所示：具有拉深凸模，與沖孔凹模作用的凸凹模。其結(jié)構(gòu)尺寸如下圖2所示：圖1圖25.其它模具零件結(jié)構(gòu)尺寸5.1.1定位零件的設(shè)計(jì)定位部分零件的作用是使毛坯送料時(shí)有準(zhǔn)確的位置，保證沖出合格的制件，不致沖缺而造成浪費(fèi)。用于沖模的定位零件有導(dǎo)料銷、導(dǎo)料銷、擋料銷、定位板銷、導(dǎo)向銷、定距側(cè)刃和側(cè)壓裝置等。定位裝置應(yīng)可靠并具有一定的強(qiáng)度，以保證工作精度、質(zhì)量的穩(wěn)定；定位裝置應(yīng)可用調(diào)整并設(shè)置在操作者容易觀察和便于操作的地方；定位裝置應(yīng)避開油污、碎屑的干擾并且不與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)干涉。定位精度要求較高時(shí)，要考慮粗定位和精定位兩套裝置，分步進(jìn)行；坯料需要兩個(gè)以上工序的定位時(shí)，它們的定位基準(zhǔn)應(yīng)該一致；設(shè)計(jì)定位裝置還應(yīng)考慮避免坯件正、反誤放置的措施。擋料銷擋料銷屬于送料定距的定位零件，用于限定條料送進(jìn)距離、抵住條料的搭邊或工件輪廓，起定位作用，在此用固定擋料銷。固定擋料銷是在凹模的適當(dāng)位置的一個(gè)突起的銷釘。在復(fù)合模沖切過程中條料每次向前送進(jìn)時(shí)，擋料銷的突起部分將沖切廢料的某一部位擋住，從而起到定距的作用。當(dāng)擋料銷孔離凹模刃口太近時(shí)，擋料銷可移離一個(gè)進(jìn)距，以免削弱凹模強(qiáng)度。5.1.2卸料、頂件零件的設(shè)計(jì)⑴卸料裝置①卸料裝置有剛性（即固定卸料板）和彈性兩種形式。此外廢料切刀也是卸料的一種形式。固定卸料板卸料力大，但無壓料作用，毛坯材料厚度大于0.8mm以上時(shí)多采用。彈性卸料板卸料力小，但有壓料作用，沖裁質(zhì)量較好，多用于薄料本模具中采用彈性卸料裝置。其兼卸料及壓料作用，沖件質(zhì)量較好，平直度較高。②卸料螺釘?shù)脑O(shè)計(jì)為保證裝配后卸料板的平行度，在同一模具中，各卸料螺釘?shù)拈L(zhǎng)度及卸料螺釘孔的深度都必須分別保持完全一致。對(duì)于卸料螺釘來說，其有效長(zhǎng)度的公差應(yīng)該保持在h8的偏差范圍內(nèi)。因此，選取圓柱頭卸料螺釘，結(jié)構(gòu)尺寸為12×70×M10⑵推件裝置推件裝置也有剛性和彈性兩種形式。剛性推件不起壓料作用，但推件力大。彈性推件在沖裁時(shí)，能壓住制件，沖出的制件質(zhì)量較高，但彈性元件的壓力有限，當(dāng)沖裁較厚材料時(shí)推件的力量不足或使結(jié)構(gòu)龐大。有時(shí)也做成剛、彈性結(jié)合的形式，能綜合兩者的優(yōu)點(diǎn)。既可在沖裁時(shí)壓住制件，使沖出的制件質(zhì)量較高，又提供較大推件力，工作可靠。本模具中采用打料桿，頂板，頂桿卸料。5.1.3導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)在大批量生產(chǎn)中為便于裝模或在精度要求較高的情況下，模具都采用導(dǎo)向裝置，以保證精確的導(dǎo)向。⑴導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)導(dǎo)柱與導(dǎo)套應(yīng)在凸模工作前或壓料板接觸到工件前充分閉合，且此時(shí)應(yīng)保證導(dǎo)柱上端距上模座上平面留有10～15mm的間隙；導(dǎo)柱、導(dǎo)套與上、下模座裝配后，應(yīng)保證導(dǎo)柱與下模座的下平面、導(dǎo)套上端與上模座的上平面留有1～2mm的間隙；對(duì)于形狀對(duì)稱的工件，為避免合模安裝時(shí)引起的方向錯(cuò)誤，兩側(cè)導(dǎo)柱直徑或位置應(yīng)有所不同；當(dāng)沖模有較大的側(cè)向壓力時(shí)，模座上應(yīng)裝設(shè)止推墊，避免導(dǎo)套、導(dǎo)柱承受側(cè)向力；導(dǎo)套應(yīng)開排氣孔以排除空氣。⑵導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)滑動(dòng)式導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)加工裝配方便，易于標(biāo)準(zhǔn)化，但承受側(cè)壓能力差。滾動(dòng)式導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)向精度高，壽命長(zhǎng)、成本高，在高速?zèng)_裁和精密沖裁中用的較多。導(dǎo)柱：25mm×150mm導(dǎo)套：25mm×85mm×33mm導(dǎo)柱導(dǎo)套的配合間隙，必須小于沖裁間隙，按H7／h6配合。導(dǎo)柱導(dǎo)套的長(zhǎng)度依據(jù)模具閉合高度確定，應(yīng)符合要求；導(dǎo)套采用H7/r6壓入上模座的安裝孔，導(dǎo)柱采用R7/h6壓入下模座的安裝孔。5.1.4緊固零部件的設(shè)計(jì)沖模中用到的緊固件主要是螺釘和銷釘，其中螺釘起聯(lián)接固定作用，銷釘起定位作用。螺釘主要承受拉應(yīng)力，其尺寸及數(shù)量一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，使用內(nèi)六角螺釘，要按位置具體布置而定，緊固牢靠，螺釘頭不外露；銷釘常用圓柱銷，數(shù)量一般為兩個(gè)及兩個(gè)以上，盡量遠(yuǎn)距離錯(cuò)開分布，以保證定位可靠；螺釘?shù)男肷疃群弯N釘?shù)呐浜仙疃纫话銥楣Q直徑的1.5～2倍；銷釘與銷孔之間采用H7/h6或H7/m6配合，銷釘與銷孔之間采用H7/m6配合。5.1.5固定與支撐零件的設(shè)計(jì)⑴模柄的設(shè)計(jì)模柄的作用是把上模固定在壓力機(jī)的滑塊上，同時(shí)使模具中心通過滑塊的壓力中心。一般情況下，模柄長(zhǎng)度應(yīng)比模柄孔深度小5～15mm，保證與壓力機(jī)滑塊上的模柄孔正確配合，安裝可靠。壓入式模柄是最常用的模柄，它與上模座的孔采用過渡配合H7/m6，并加防轉(zhuǎn)銷。旋入式模柄是通過螺紋與上模座連接，并加防轉(zhuǎn)螺絲。當(dāng)采用壓入式模柄可能造成上模座或模柄強(qiáng)度和剛度不足時(shí)，可選用旋入式模柄。旋入式模柄用于中小型模具。凸緣模柄一般用于大型模具、中小型復(fù)合模，上模座中間需開較大推板孔時(shí)，也應(yīng)采用凸緣模柄。槽形模柄一般用于單工序敞開式落料模、彎曲模及其它成形模中。浮動(dòng)式模柄的主要特點(diǎn)是壓力機(jī)的壓力通過凹球面墊塊和凸球面模柄傳遞到上模，以消除壓力機(jī)導(dǎo)向誤差對(duì)模具導(dǎo)向精度的影響，主要用于高精度模具中。這里采用凸緣式模柄，與上模座采用H7/m6過渡配合。⑵凸模固定板的設(shè)計(jì)凸模固定板的作用是將凸模固定在上模座的正確位置上。這里采用圓形固定板，外形輪廓尺寸與凸凹模一致，厚度取20mm；與凸模之間用導(dǎo)正螺栓固定，用銷釘定位，螺釘緊固。5.2.1模架的設(shè)計(jì)《沖模模架》標(biāo)準(zhǔn)是1991年5月1日由國家技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn)頻布實(shí)施的，該標(biāo)準(zhǔn)是在《冷沖模》國家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上修訂的新標(biāo)準(zhǔn)，其中模架產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)：（GB/T2851.1,GB/T2851.3～7,GB/T2852.1～4）共10個(gè)。模架的選擇一般根據(jù)凹模定位和卸料裝置的平面而定，選擇模座的形狀和尺寸，模座外形，尺寸比凹模相應(yīng)尺寸大40～70mm。模座厚度一般取凹模厚度的1～1.5倍。下模座外形尺寸至少超過壓力機(jī)約50mm，同時(shí)選擇的模架與閉合后的模具設(shè)計(jì)的高度相適應(yīng)。通常所說的模架由上模座，下模座，導(dǎo)柱，導(dǎo)套四部分組成，一般標(biāo)準(zhǔn)模架不包括模柄。模架是整副模具的骨架，它是連接沖模主要零件的載體，模具的全部零件都固定在它上面，并承受沖壓過程的全部載荷。模具的上模座和下模座分別與沖壓設(shè)備的滑塊和工作臺(tái)固定。上下模間的精確位置由導(dǎo)柱導(dǎo)套來實(shí)現(xiàn)。采用非標(biāo)準(zhǔn)模架，模架的型式和規(guī)格決定了上、下模座的型式和規(guī)格；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)；模座的上、下表面的平行度公差一般為4級(jí)；上、下模座的導(dǎo)套、導(dǎo)柱安裝孔中心距精度在±0.02mm以下；安裝滑動(dòng)式導(dǎo)柱和導(dǎo)套時(shí)，其軸線與模座的上、下平面垂直度公差為4級(jí)；模座的上、下表面粗糙度為Ra3.2～0.8μm。模架的選擇應(yīng)從三方面入手：依據(jù)產(chǎn)品零件精度，模具工作零件配合精度、高低確定模架精度；根據(jù)產(chǎn)品零件精度要求，形狀，板料送料方向選項(xiàng)二模架類型；根據(jù)凹模周界尺寸確定模架的大小規(guī)格。本套模具采用由上模座、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的后側(cè)導(dǎo)柱式模架。上模座125×35下模座125×45導(dǎo)柱Φ25×150導(dǎo)套Φ25×85×335.2.2模具裝配模具裝配的內(nèi)容和目的：模具裝配就是將模具零件組合在一起，形成模具的過程。模具裝配是模具制造過程的最后階段，裝配質(zhì)量直接影響模具的精度和壽命及使用性能，也影響到模具生產(chǎn)的制造周期和生產(chǎn)成本。模具裝配的內(nèi)容包括：選擇裝配基準(zhǔn)；組件的裝配、調(diào)整；零部件的修配、調(diào)整；檢驗(yàn)和試模等。通過上述內(nèi)容使裝配后的模具以較短的周期和較低的成本達(dá)到模具設(shè)計(jì)的技術(shù)要求，并試沖出合格的產(chǎn)品。5.2.3模具裝配的精度要求模具裝配精度包括如下方面：⑴相關(guān)零件的位置精度,如定位銷孔的位置精度,上、下模之間的位置精度等。⑵相關(guān)零件的運(yùn)動(dòng)精度,如導(dǎo)套和導(dǎo)柱的配合狀態(tài),送料裝置的送料精度等。⑶相關(guān)零件的配合精度，如間隙配合，過渡配合的實(shí)際狀態(tài)等。⑷相關(guān)零件的接觸精度，如彎曲模和拉深模上、下成形表面的一致性等。沖壓模的裝配精度主要有：凸、凹模的間隙，上、下模底面的平行度，導(dǎo)柱、導(dǎo)套的配合精度，凸模中心線對(duì)上、下模座基準(zhǔn)面的垂直度等。5.2.4冷沖模裝配的技術(shù)要求⑴裝配好的沖模，其閉合高度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。⑵模柄裝入上模座后，其軸心線對(duì)上模座上平面的垂直度誤差在全長(zhǎng)范圍內(nèi)不大于0.05mm。⑶凸模和凹模的配合間隙應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，沿整個(gè)刃口輪廓應(yīng)均與一致。⑷定位裝置要保證定位準(zhǔn)確、可靠。⑸卸料及推件裝置活定靈活、正確，出料孔暢通無阻，保證制件及廢料不卡在沖模內(nèi)。⑹模具應(yīng)在生產(chǎn)的條件下進(jìn)行試模，沖出的制件應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。5.2.5模架的裝配模架有很多種類，各種模架裝配的基本方法近似，其中應(yīng)用最多的是滑動(dòng)配合的壓入式模架，其導(dǎo)柱、導(dǎo)套與上、下模座均采用過盈配合。壓入式模架裝配方法按照導(dǎo)柱和導(dǎo)套的裝配順序可分為兩種：先壓入導(dǎo)柱的裝配方法和先壓入導(dǎo)套的裝配方法。先壓入導(dǎo)柱的裝配方法的裝配過程如下：⑴選配導(dǎo)柱和導(dǎo)套按照模架精度等級(jí)的規(guī)定選配導(dǎo)柱和導(dǎo)套，使其配合間隙符合技術(shù)要求。⑵壓導(dǎo)柱在壓力機(jī)平臺(tái)上將導(dǎo)柱置于下模座的孔內(nèi)，用百分表在兩相互垂直方向檢驗(yàn)和校正導(dǎo)柱的垂直度；檢驗(yàn)校正后壓入部分長(zhǎng)度的導(dǎo)柱，然后再檢驗(yàn)校正，如此反復(fù)直到壓入完成。用百分表或?qū)捵浅邫z驗(yàn)導(dǎo)柱與模座基準(zhǔn)平面的垂直度，如不合格則退出沖壓，直至合格。⑶裝導(dǎo)套將裝有導(dǎo)柱的下模座和上模座反方向放置并套上導(dǎo)套；轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)套，用百分表檢查導(dǎo)套內(nèi)、外圓配合面得同軸度誤差，將同軸度的最大誤差調(diào)整至兩導(dǎo)套中心連線的垂直方向，使因同軸度誤差而引起的中心距變化減至最小。然后將帽形墊塊置于導(dǎo)套上，在壓力機(jī)上將導(dǎo)套壓入上模座一定長(zhǎng)度，然后取走下模部分，用帽形墊塊將導(dǎo)套全部壓入模座。⑷上模與下模對(duì)何在上模與下模中間墊等高墊塊后，檢驗(yàn)?zāi)＜艿钠叫卸染取?.2.6沖孔落料拉深復(fù)合模的裝配復(fù)合模內(nèi)、外形表面相對(duì)位置精度較高，對(duì)裝配的要求也高。復(fù)合?？傃b配時(shí)可選用的基準(zhǔn)件有沖孔凸模、落料凹模和凸凹模。由于先裝凸凹模，后調(diào)整凸、凹模間隙比較方便，因此經(jīng)常選用凸凹模為基準(zhǔn)件。本模具的裝配過程如下：⑴組件裝配。①將凸緣式模柄裝配于上模座內(nèi)并磨平端面。②將凸模用螺栓固定并磨平端面。③將凸凹模用螺釘及銷固定并磨平端面。⑵確定裝配基準(zhǔn)件。選擇凸凹模為基準(zhǔn)件。⑶總裝配。①安裝固定凸凹模組件。將推料桿裝入凸凹模內(nèi)，并將凸凹模和模架放好，使凸凹模的壓力中心和模架的中心重合，按此位置加工凸凹模固定板和上模座上的螺釘孔、銷釘孔、預(yù)緊螺釘孔、橡膠孔，裝入螺釘、定位銷、和預(yù)緊螺釘。②加工銷釘孔。用墊片法調(diào)整凸模與凸凹模的間隙以及凸凹模與凹模的間隙，調(diào)整到位后，加工銷釘孔，裝入定位銷。③加工螺釘孔，按照螺釘?shù)奈恢眉庸ぢ葆斂?，裝入螺釘。⑷其他零件的裝配。①安裝彈壓卸料板⑸檢驗(yàn)、試沖。

總結(jié)到今天為止,一拖再拖的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于可以畫上一個(gè)句號(hào)。在自己努力和指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，我比較好地完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)，通過這次設(shè)計(jì)，我對(duì)沖壓模具設(shè)計(jì)過程有了一定了解，學(xué)到了很好有用的本領(lǐng)。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的提高。由模具的結(jié)構(gòu)組成及工作原理，總結(jié)出本次設(shè)計(jì)的幾個(gè)要點(diǎn)：（1）、工作零件是進(jìn)行沖裁工作的零件，它是沖裁模的主要零件，比如凸模與凹模就是主要的工作零件，此零件要求的剛度和強(qiáng)度要求很高，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮其材料的問題，以及零件與固定零件的間隙要適當(dāng)而且要分布