安全帶安裝加強件(左)沖壓成形工藝及模具設(shè)計

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u摘要 IAbstract II緒論 11.1課題研究的背景 11.2我國沖壓模具的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1第二章沖壓工藝分析 32.1沖壓工藝分析 32.2確定排樣圖. 5第三章計算各工序沖壓力和選擇沖壓設(shè)備 83.1沖壓力的計算和設(shè)備的選擇 83.2凸凹模設(shè)計 103.3沖裁模具的設(shè)計和設(shè)備選擇 133.4彎曲工藝計算 19第四章模具的設(shè)計與裝配 224.1卸料及壓料零件設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn) 224.2卸料螺釘及其他零件的選擇 234.3模架及導(dǎo)套、導(dǎo)柱的選擇 244.4模具設(shè)計 244.5沖壓設(shè)備的選擇 274.6模具總裝圖的繪制 284.7模具的裝配 29設(shè)計總結(jié) 32致謝 33參考文獻 34摘要本文應(yīng)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實際知識進行一次冷沖壓模具設(shè)計工作的實際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨立工作能力，鞏固與擴充了冷沖壓模具設(shè)計等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設(shè)計的基本的模具技能懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了模具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨立思考的能力也有了提高。關(guān)鍵詞：模具設(shè)計沖壓沖裁彎曲

AbstractThusthepresentpaperappliesthisspecialtytostudythecurriculumthetheoryandtheproductionknow-howcarriesonatimecoldstampingmolddesignworktheactualtrainingtoraiseandtosharpenthestudentindependentworkingability,consolidatedandexpandedthecontentwhichcurriculaandsooncoldstampingmolddesignstudied,themethodandthestepwhichthegraspingcoldstampingmolddesigned,thebasicmoldskillwhichthegraspingcoldstampingmolddesignedhadunderstoodhowanalyzedthecomponentsthetechnologycapability,howdefinitecraftplan,hadunderstoodthemoldbasicstructure,sharpenedthecomputationability,cartographyability,hasbeenfamiliarwiththestandardandthestandard,simultaneouslyvariousbranchescorrelationcurriculumallhadthecomprehensivereview,independentthinkingabilityalsohadtheenhancement.Keyword:MoldDesign,stamping,punching,bending緒論1.1課題研究的背景模具是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，被成為“工業(yè)之母”。模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。由于用模具加工成形零部件，具有生產(chǎn)高效、質(zhì)量好、節(jié)約原材料和能源、成本低等一系列優(yōu)點，已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。模具制造是一個生產(chǎn)周期要求緊迫，技術(shù)手段要求較高的復(fù)雜生產(chǎn)過程?？傊?，模具具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、型面復(fù)雜、精度要求高、使用的材料硬度高、制造周期短等特點。應(yīng)用數(shù)控加工進行模具的制造可以大幅提高加工精度，減少人工操作，提高加工效率，縮短模具制造周期。沖壓加工作為一個國家的基礎(chǔ)行業(yè)，在國民經(jīng)濟的加工工業(yè)中占有重要的地位。根據(jù)統(tǒng)計，沖壓件在各個行業(yè)中均占有相當(dāng)大的比重，尤其在汽車、電機、儀表、軍工、家用電器等方面所占比重更大。沖壓件在形狀和尺寸精度方面的互換性較好，所以具有質(zhì)量輕、剛度好、精度高和外表光滑、美觀等特點。而且沖壓加工是一種商生產(chǎn)率高、材料利用率的加工方法。隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，模具制造已成為整個鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一。在汽車、家電等行業(yè)，沖壓件所占的比重非常大。沖壓模具制造技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。為了適應(yīng)我國制造業(yè)迅速發(fā)展的需要，必須發(fā)展先進的模具設(shè)計制造技術(shù)，提高從業(yè)人員的素質(zhì)和能力。技術(shù)作為一種現(xiàn)代設(shè)計制造方法，把它引入模具生產(chǎn)實際中，可以大大縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高生產(chǎn)效率和市場競爭力。1.2我國沖壓模具的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢為了提高模具的加工性能和使用壽命，不論是沖壓模具還是塑料模具。構(gòu)成模具型腔的有關(guān)零件一般都用高強度的耐磨材料制造（如各種牌號的合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼和不銹鋼等）。這些材料經(jīng)過熱處理后硬度很高，很難用常規(guī)的機械加工方法進行加工。幾十年來，對于這類加工材料的最好方法就是采用特種加工。在我國，模具型腔加工至今仍然是電火花加工一統(tǒng)天下。電火花加工（包括成形加工和線切割）在難加工材料的加工方面一直起著重要作用。隨著生產(chǎn)的發(fā)展和產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快，對模具生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量提出越來越高的要求，于是電火花加工存在的問題就逐漸的暴露出來。電火花加工是一種靠放電燒蝕的微切割工藝，加工過程非常之緩慢；而且在電火花對加工表面進行局部高溫放電燒蝕過程中，工件材料表面的物理機械能一般都會受到一定程度的燒損，常常會在型腔表面產(chǎn)生微細裂紋，表面質(zhì)量指標(biāo)，說明每個測量點的精確性。1．未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要求服務(wù)。達到這一要求急需發(fā)展如下幾項：(1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，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；進一步擴大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計算機和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。(2)高速銑削加工國外近年來發(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。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對汽車、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，大大縮短了模具的在研制制造周期。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，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(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、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。(4)電火花銑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。國外已有使用這種技術(shù)的機床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計這一技術(shù)將得到發(fā)展。(5)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發(fā)達國家一般為80%左右。(6)優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術(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否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。(7)模具研磨拋光將自動化、智能化模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、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。(8)模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展這是我國長遠發(fā)展的目標(biāo)。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。2.模具制造技術(shù)與工業(yè)發(fā)達國家的差距沖壓模具CAD/CAE/CAM技術(shù)的開發(fā)手段比較落后、技術(shù)的普及率不高,應(yīng)用不夠廣泛；精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中所占比重較低；生產(chǎn)沖壓模具的各種條件不完備；生產(chǎn)沖壓模具的專用技術(shù)尚未成熟,大多仍還處于試驗摸索階段；模具標(biāo)準(zhǔn)件標(biāo)準(zhǔn)化程度及使用覆蓋率較低。第二章沖壓工藝分析2.1沖壓工藝分析2.1.1沖壓件的工藝分析零件名稱：安全帶安裝加強件，如圖2-1所示圖2-1工件圖安全帶安裝加強件，材料料厚2mm，大批量生產(chǎn)，尺寸精度要求不高。零件為非對稱的彎曲件。材料力學(xué)性能：抗拉強度：屈服強度：伸長率：斷面收縮率：硬度：熱軋,;冷拉+熱處理2.1.2結(jié)構(gòu)分析該零件外輪廓尺寸無公差要求，零件是非對稱的單向彎曲件。彎曲工序安排是否合理對零件質(zhì)量、難易程度有較大影響。由于工件彎曲形狀、尺寸不對稱，高度相差較大，彎曲時受力不均勻，毛坯易偏移，尺寸不易保證，模具設(shè)計時考慮增設(shè)壓料板、定位孔等定位零件，使工件彎曲前已處于彈性壓緊狀態(tài)，然后再進行彎曲。2.1.3加工順序決定的毛坯原則有的孔，只要其形狀和尺寸不受后續(xù)工序的影響，都應(yīng)該在平板毛坯上沖出，因為在成型后沖孔模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，定位困難，操作也不便，沖出的孔有時不能作為后續(xù)工序的定位孔使用。凡是在位置會受到以后某工作變形影響的孔（拉深件的底部孔徑要求不高和變形減輕孔除外）都應(yīng)在有關(guān)的成型工序后再沖出。兩孔靠近或者孔距邊緣很小時，如果模具強度足夠，最好同時沖出，否則應(yīng)先沖大孔和一般情況孔，后沖小孔和高精度孔，或者先落料后沖孔，力求把可能產(chǎn)生的畸變限制在最小范圍內(nèi)。多角彎曲件主要從材料變形和彎曲的材料移動兩方面安排彎曲的先后順序，一般情況下，先彎曲外部角，后彎曲內(nèi)部角。整形或較平工序，應(yīng)在沖壓件基本成型后進行2.1.4沖壓方案設(shè)計根據(jù)制件工藝分析，其基本的工序有落料、沖孔和彎曲三種，按其先后順序組合，可以得到如下4種方案：（1）落料—沖孔—彎曲，單工序沖壓。（2）落料—彎曲—沖孔，單工序沖壓。（3）沖孔—彎曲—落料，復(fù)合沖壓。（4）沖孔—彎曲—落料，級進模生產(chǎn)。方案（1）、（2）屬于單工序沖壓，由于制件生產(chǎn)批量較大，尺寸又較小，這種方案，生產(chǎn)效率低，操作不安全，故不宜采用。方案（3）復(fù)合模的特點是生產(chǎn)率高，沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對位置精度高，沖模的輪廓尺寸較小。復(fù)合模主要用于生產(chǎn)批量大、精度要求高的沖裁件。方案（4）級進模比單工序模生產(chǎn)率高，生產(chǎn)批量大，操作方便，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，成本高。故綜上所述方案三最為適合。為了保證壓力機和模具正常地工作，特別是保持壓力機導(dǎo)軌的均勻磨損，應(yīng)該使模具的壓力中心與壓力機的滑塊中心基本重合。否則會產(chǎn)生一個附加力矩，使模具產(chǎn)生偏斜，間隙不均勻，并使壓力機和模具的導(dǎo)向機構(gòu)產(chǎn)生不均勻磨損，刃口迅速變鈍。絕大多數(shù)沖裁件沿沖裁輪廓的斷面厚度不變，而沖裁力與輪廓線的長度成正比且沿輪廓均勻分布。2.2確定排樣圖.2.2.1排樣圖的設(shè)計與計算沖裁件在板料、條料或帶料上的布置方法，稱為沖裁件的排樣法，簡稱排樣。設(shè)計級進模首先要設(shè)計排樣圖。這是設(shè)計級進模的重要依據(jù)。排樣的要求是切除廢料，將零件留在條料上，以分步完成各個工序，最后根據(jù)需要將零件從條料上分離下來。多工位級進模排樣設(shè)計的內(nèi)容包括：確定模具的工位數(shù)目，各工位加工的內(nèi)容及各工位沖壓工序順序的安排；確定被沖工件在條料上的排列方式；確定條料載體的形式；確定條料寬度和步距尺寸，從而確定了材料利用率。排樣圖的好壞對模具設(shè)計的影響很大，需要設(shè)計出多種方案加以分析、比較、綜合與歸納，以確定一個經(jīng)濟、技術(shù)效果相對較合理的方案，衡量排樣設(shè)計的好壞主要是看其工序安排是否合理，能否保證沖件的質(zhì)量并使沖壓過程正常、穩(wěn)定的進行，模具結(jié)構(gòu)是否簡單、制造維修是否方便，能否得到較高的材料利用率，是否符合制造和使用單位的習(xí)慣和實際條件等等。2.2.2排樣圖的設(shè)計原則1.先沖孔，后沖外形。2.復(fù)雜型孔可分解為若干簡單型孔，分步進行沖裁。3.工序要分散，以確保凹模有足夠的強度。所有的孔不應(yīng)在同一工位上沖切，最好分開。布置在同一工位及相鄰工位上的沖切輪廓（包括孔）的間距不應(yīng)小于凹模最小壁厚。4.尺寸與形狀要求高的輪廓應(yīng)布置在較后的工位上沖切。5.有孔位精度要求的孔應(yīng)在同一工位上沖，若無法安排在同一工位上時，可安排在相近的工位上沖。6.孔精度有要求并與輪廓靠近，沖外輪廓時孔可能會變形，應(yīng)先沖外形后沖孔。7.外形薄弱部分的沖切應(yīng)安排在較前的工位上。8.輪廓周界較大的沖切工藝，盡量安排在中間工位，以使壓力中心與模具幾何中心重合。材料利用率合理排樣對節(jié)約材料、提高經(jīng)濟效益有很重要的實際意義衡量材料經(jīng)濟利用的尺度，是材料利用率，通常以一個布距內(nèi)之間的實際面積與所用毛坯面積的百分率η來表示：一個步距內(nèi)的材料利用率η為：η=A/BS×100%=520÷（12×69.3）×100%=86.6%排樣因為排樣方法的不同，材料的領(lǐng)域率也不同。合理的排樣對沖裁件質(zhì)量和模具壽命等有著影響。1.條料寬度的計算和步距地確定由于搭邊值對沖裁工藝有著很大的影響，它能夠補償條料送進時的下料誤差和定位誤差，可以保持調(diào)料的剛性，還可以避免沖裁時毛刺掉入模具間隙，從而提高了模具的使用壽命。查課本表可以確定它的搭邊值。根據(jù)厚度兩工件間按矩形取其搭邊值a=2。2.步距連續(xù)模的步距S=D+a=12mm3.該沖裁件采用的是有測壓裝置，查表（《冷沖壓工藝及模具設(shè)計》中表3-14）可得到條料的寬度B的計算公式：B-Δ=(DMAX+2b)–Δ=（2×30.85+3.6+2×2）–Δ=69.3–Δ查表(《冷沖壓工藝模具設(shè)計》中表3-15）可得到Δ=0.6故條料寬度B=69.3–0.6(mm)2.2.3排樣圖排樣圖見圖2-1,具體工位為：1.側(cè)刃、沖孔——2.空工位——3.沖孔——4.空工位——5.切槽——6.空位——7.彎曲——8.空工位——9.切斷。在2、4、6、8處設(shè)置空工位主要目的是為了增加成形凹模之間的距離，從而增強凹模強度。下外形，預(yù)沖孔折彎折彎，抽牙圖2-1排樣圖第三章計算各工序沖壓力和選擇沖壓設(shè)備3.1沖壓力的計算和設(shè)備的選擇3.1.1沖壓力的計算在沖裁過程中，沖壓力是指沖裁力、卸料力、推件力和頂件力的總稱。沖裁力是沖裁過程中凸模對板料施加的壓力，它是隨凸模進人材料的深度(凸模行程)而變化的。通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值，它是選用壓力機和設(shè)計模具的重要依據(jù)之一。用普通平刃口模具沖裁時，其落料力F一般按下式計算：（3.1）式中:——沖件周邊長度，；——材料厚度，；——材料抗剪強度，。系數(shù)K是考慮到實際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動和不均勻、刃口的磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動等因素的影響而給出的修正系數(shù)。一般取K＝1.3。對于同一種材料，其抗拉強度與抗剪強度的關(guān)系為。故沖裁力也可按下式計算：（3.2）將，厚度t=2mm，以及材料的抗抗剪強度代入上式，得F1=126672N其沖孔力公式也是公式（3.1），將數(shù)值代入，得F2=7644N故F=F1+F2=134316N當(dāng)沖裁結(jié)束時，由于材料的彈性回復(fù)及摩擦的存在，從板料上沖裁下的部分會梗塞在凹?？卓趦?nèi)，而沖裁剩下的材料則會緊箍在凸模上。為使沖裁工作繼續(xù)進行，必須將箍在凸模上和卡在凹模內(nèi)的材料（沖件、或廢料）卸下或推出。從凸模上卸下箍著的料所需要的力稱為卸料力，用表示；將卡在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需要的力稱為推件力，用表示；逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需要的力稱為頂件力，用表示。卸料力、推件力和頂件力是從壓力機和模具的卸料、推件和頂件裝置中獲得的，所以在選擇壓力機的公稱壓力和設(shè)計沖模以上裝置時，應(yīng)分別予以計算。影響這些力的因素較多，主要有材料的力學(xué)性能與厚度、沖件形狀與尺寸、沖模間隙與凹?？卓诮Y(jié)構(gòu)、排樣的搭邊大小及潤滑情況等。在實際計算時，常用下列計算公式：（3.3）（3.4）（3.5）式中：——分別為卸料力系數(shù)、推件力系數(shù)和頂件力系數(shù)，其值可查表；——沖裁力，N——同時卡在凹?？變?nèi)的沖件（或廢料）數(shù)，由于材料厚度t=2mm，查表可得，，則：FX=6715NFT=8370NFD=10745N總沖壓力Fa=160146N3.1.2沖壓設(shè)備的選擇這一工序需要的總壓力Fa=160146N，從總壓力來說我們選擇的是3.1.3沖模壓力中心的確定一副模具的壓力中心就是這幅沖模各個壓力的合力作用點，一般都指平面投影。沖模的壓力中心，應(yīng)盡可能與壓力機滑塊的中心在同一垂直線上。否則沖壓時會產(chǎn)生偏心載荷，導(dǎo)致模具以及壓力機滑塊與導(dǎo)軌的急劇磨損，這不僅降低模具和壓力機的使用壽命，而且也影響沖壓件的質(zhì)量，因此必須計算其壓力中心。對于對稱形狀的壓力中心就是其幾何中心，對于復(fù)雜形狀工件或多凸模沖壓的模具，其壓力機中心的計算，是采用平行力系合力作用線的求解方法，即某點“合力對某軸的力矩之和”的力學(xué)原理求得。沖模的壓力中心，可按下述原則來確定：1.對稱形狀的單個沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心；沖裁直線段時，其壓力中心位于直線段的中心。2.工件形狀相同且分布位置對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。3.形狀復(fù)雜的零件、多凸模的壓力中心可用解析計算法求出沖模壓力中心。本文中加工零件為對稱形狀沖裁件，所以模具壓力中心為零件的幾何對稱中心3.1.4模具閉合高度的確定模具的閉合高度是指模具在最低工作位置時，上模板的上平面與下模板的下平面之間的距離，以H模表示。壓力機的裝模高度是指滑塊在下止點位置時，滑塊底平面至工作臺墊板上平面之間的距離。一般壓力機的連桿都具有一定的調(diào)節(jié)量，當(dāng)連桿調(diào)至最短時，成為壓力機的最大裝模高度，以表示，當(dāng)連桿調(diào)至最長時，稱為壓力機的最小裝模高度，以表示，模具閉合高度必須與壓力機的閉合高度相適應(yīng)，由于壓力機的連桿長度可調(diào)整，故模具閉合高度分為最大閉合。壓力機的閉合高度與模具閉合高度的關(guān)系一般為：（－h(huán)1）－5≥H≥(－h(huán)1)+10式中：——壓力機最大的閉合高度（）；——壓力機最小的閉合高度（）；——壓力機墊板厚度（）；——模具的閉合高度（）。當(dāng)模具的閉合高度大于壓力機的最大閉合高度時，模具無法在壓力機上安裝，沖模不能在該機床上使用，必須選取其他壓力機。當(dāng)模具的閉合高度小于壓力機的最小閉合高度時，可以在壓力機的墊板上再加墊板來使用。3.2凸凹模設(shè)計3.2.1沖裁凸凹模的設(shè)計原則凸、凹模之間存在著間隙，所以沖裁件斷面都帶有錐度。但在沖裁件尺寸的測量和使用中，則是以光亮帶的尺寸為基準(zhǔn)。落料件的光亮帶處于大端尺寸，其光亮帶是因凹模刃口擠切材料產(chǎn)生的，且落料件的大端（光面）尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的光亮帶處于小端尺寸，其光亮帶是凸模刃口擠切材料產(chǎn)生的，且沖孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸。沖裁過程中，凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模輪廓越磨越小，凹模輪廓越磨越大，結(jié)果使間隙越用越大。因此，確定凸、凹模刃口尺寸應(yīng)區(qū)分落料和沖孔工序，并遵循如下原則：1.設(shè)計落料模先確定凹模刃口尺寸。以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上，即沖裁間隙通過減小凸模刃口尺寸來取得。設(shè)計沖孔模先確定凸模刃口尺寸。以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來取得。2.根據(jù)沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設(shè)計落料模時，凹?；境叽鐟?yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸；設(shè)計沖孔模時，凸?；境叽鐒t取接近或等于工件孔的最大極限尺寸。這樣，凸、凹在磨損到一定程度時，仍能沖出合格的零件。模具磨損預(yù)留量與工件制造精度有關(guān)。用、表示，其中Δ為工件的公差值，為磨損系數(shù)，其值在之間，根據(jù)工件制造精度進行選取：工件精度IT10以上X=1工件精度IT11～IT13X=0.75工件精度IT14X=0.53.不管落料還是沖孔，沖裁間隙一般選用最小合理間隙值（）。4.選擇模具刃口制造公差時，要考慮工件精度與模具精度的關(guān)系，即要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較工件精度高2～4級。對于形狀簡單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按級來選??；對于形狀復(fù)雜的刃口制造偏差可按工件相應(yīng)部位公差值的1/4來選取；對于刃口尺寸磨損后無變化的制造偏差值可取工件相應(yīng)部位公差值的1/8并冠以（±）。5.工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差原則上都應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差，所謂“入體”原則是指標(biāo)注工件尺寸公差時應(yīng)向材料實體方向單向標(biāo)注。但對于磨損后無變化的尺寸，一般標(biāo)注雙向偏差。3.2.2確定凸凹模間隙沖裁間隙是指沖裁模中凸、凹模刃口之間的空隙。凸模與凹模間每側(cè)間隙稱為單面間隙，用Z/2表示；兩側(cè)間隙之和稱為雙面間隙，用Z表示。如無特殊說明，沖裁間隙是指雙邊間隙。沖裁間隙的數(shù)值等于凸、凹模刃口尺寸的差值，如圖3-1所示，即圖3-1沖裁間隙（3.7）式中—凹模刃口尺寸—凸模刃口尺寸在沖壓實際生產(chǎn)中，為了獲得合格的沖裁件、較小的沖壓力和保證模具有一定的壽命，我們給間隙值規(guī)定一個范圍，這個間隙范圍就稱為合理間隙，這個范圍的最小值稱為最小合理間隙（），最大值稱為最大合理間隙（）?？紤]到?jīng)_模在使用過程中會逐漸磨損，間隙會增大，故在設(shè)計和制造新模具時，應(yīng)采用最小合理間隙。確定合理間隙的方法有理論確定法和經(jīng)驗確定法兩種。我所用的是經(jīng)驗確定法，經(jīng)驗確定法是根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)來確定間隙值。有關(guān)間隙值的經(jīng)驗數(shù)值，可在一般沖壓手冊中查到，選用時結(jié)合沖裁件的質(zhì)量要求和實際生產(chǎn)條件考慮。按材料的性能和厚度來選擇該零件沖壓間隙，則=0.08=確定凸凹模刃口尺寸1.落料凸凹模刃口尺寸確定由于工件形狀復(fù)雜，為保證凸、凹模間一定的間隙值，必須嚴格限制沖模制造公差，因此，造成沖模制造困難。對于沖制薄材料（因與的差值很?。┑臎_模，或沖制復(fù)雜形狀工件的沖模，或單件生產(chǎn)的沖模，常常采用凸模與凹模配合的加工方法。配作法就是先按設(shè)計尺寸制出一個基準(zhǔn)件凸?；虬寄＃缓蟾鶕?jù)基準(zhǔn)件的實際尺寸再按最小合理間隙配制另一件。這種加工方法的特點是模具的間隙由配制保證，工藝比較簡單，并且還可放大基準(zhǔn)件的制造公差，使制造容易。設(shè)計時，基準(zhǔn)件的刃口尺寸及制造公差應(yīng)詳細標(biāo)注，而配作件上只標(biāo)注公稱尺寸，不注公差，但在圖紙上注明：凸、凹模刃口按凹、凸模實際刃口尺寸配制，保證最小雙面合理間隙值。采用配作法，計算凸模、凹模刃口尺寸，首先是根據(jù)凸?；虬寄Ｄp后輪廓變化情況，正確判斷出模具刃口各個尺寸在磨損過程中是變大，變小還是不變這三種情況，然后分別按不同的公式計算。1.凸模或凹模磨損后會增大的尺寸——第一類尺寸A，落料凹?；驔_孔凸模磨損后將會增大的尺寸，相當(dāng)于簡單形狀的落料凹模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法的公式。第一類尺寸：（3.8）2.凸?；虬寄Ｄp后會減小的尺寸——第二類尺寸B；沖孔凸?；蚵淞习寄Ｄp后將會減小的尺寸，相當(dāng)于簡單形狀的沖孔凸模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法與公式（3.9）相同。第二類尺寸：（3.9）3.凸模或凹模磨損后會基本不變的尺寸——第三類尺寸C；凸?；虬寄Ｔ谀p后基本不變的尺寸，不必考慮磨損的影響，相當(dāng)于簡單形狀的孔心距尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法與公（3.10）計算。第三類尺寸：（3.10）式中：——基準(zhǔn)件尺寸，單位為——相應(yīng)的工件極限尺寸，單位為——工件公差，單位為——基準(zhǔn)件制造偏差，單位為，當(dāng)刃口尺寸公差標(biāo)注形式為（或）時，，當(dāng)標(biāo)注形式為時，。3.3沖裁模具的設(shè)計和設(shè)備選擇沖裁是沖壓生產(chǎn)所用的主要工藝裝備。沖裁模結(jié)構(gòu)的合理性和先進性，對沖裁件的質(zhì)量與精度，沖裁加工的生產(chǎn)率與效益、模具的使用壽命與操作安全等都有著密切的關(guān)系3.3.1沖裁模的分類沖裁件的品種、式樣繁多，因此沖裁模的種類很多，一般按下列的方法進行分類。1.按工序的性質(zhì)可分為落料模、沖孔模、切斷模、切口模、剖切模、修邊模等。2.按工序組合方式可分為單工序模連續(xù)模、復(fù)合模等。單工序模：在沖床的一次行程內(nèi)只能完成一個沖裁工序。連續(xù)模：又稱級進模、跳步模。它是指在沖床的一次行程中，在模具的不同位置同時完成兩個或兩個以上的沖裁工序。復(fù)合模：在一次沖裁行程內(nèi)，在模具同一位置上完成兩個或兩個以上的沖裁工序。3.按模具的導(dǎo)向方式可分為：無導(dǎo)向模（敞開模）、導(dǎo)向模、導(dǎo)柱模、導(dǎo)筒模等。4.按凸凹模的材料可分為碳素工具鋼沖模，合金工具鋼沖模、硬質(zhì)合金沖模、鋅基合金沖模、橡膠沖模、聚氨酯橡膠沖模。5.按凸凹模的結(jié)構(gòu)形式可分為整體模和拼塊模。6.按模具的卸料方法可分為：剛性卸料模和彈性卸料模。3.3.2凸模凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計沖模的工作零件（包括凸模、凹模及凸凹模）又稱成形零件，是直接完成沖裁工序的關(guān)鍵零件。1.凸模設(shè)計凸模又稱沖頭，是沖模的關(guān)鍵零件之一，凸模本身按其作用又可分為工作部分（即刃口）和固定部分。本文中生產(chǎn)零件沖孔直徑為，為了增加凸模的強度與剛度，避免應(yīng)力集中，凸模非工作不分做成逐漸增大的圓滑過渡的階梯形式，如圖3-2所示。圖3-2小圓孔凸模凸模的長度尺寸應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)確定，同時要考慮凸模的修模量和固定板與卸料板之間的安全距離等因素，如圖所示。凸模長度過短則凸模不能插入凹模刃口內(nèi)對板料進行沖切，但若凸模過長又降低其工作時的穩(wěn)定性。其長度見式：（3.11）式中：——凸模長度，mm——凸模固定板厚度，mm——卸料板（或?qū)О澹┖穸龋琺m——倒尺厚度，mm——附加長度，它包括凸模的修磨量，凸模進入凹模的深度，凸模固定板與卸料板的安全距離等。一般取。若選用標(biāo)準(zhǔn)凸模，按照上述算法算得凸模長度后，還應(yīng)根據(jù)沖模標(biāo)準(zhǔn)中的凸模長度系列選取最接近的標(biāo)準(zhǔn)長度作為實際凸模的長度。凸凹模是復(fù)合模中同時具有落料凸模和沖孔凹模作用的工作零件。它的內(nèi)外緣均為刃口，內(nèi)外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸。從強度方面考慮，其壁厚應(yīng)受最小值限制。凸凹模的最小壁厚與模具結(jié)構(gòu)有關(guān)：當(dāng)模具為正裝結(jié)構(gòu)時，內(nèi)孔不積存廢料，脹力小，最小壁厚可以小些；當(dāng)模具為倒裝結(jié)構(gòu)時，若內(nèi)孔為直筒形刃口形式，且采用下出料方式，則內(nèi)孔積存廢料，脹力大，故最小壁厚應(yīng)大些。零件凸凹模刃口個部分尺寸按上述凹模的相應(yīng)部分尺寸配制，保證雙面間隙值。配合法就是先按設(shè)計尺寸制出一個基準(zhǔn)件（凸?；虬寄＃?，然后根據(jù)基準(zhǔn)件的實際尺寸再按最小合理間隙配制另一件。這種加工方法的特點是模具的間隙由配制保證，工藝比較簡單，并且還可放大基準(zhǔn)件的制造公差，使制造容易。3.3.3彎曲變形過程V形件彎曲是一種很普通的板料彎曲。在開始彎曲時，板料與凹凸模三點接觸，板料的彎曲內(nèi)側(cè)半徑為。隨著凸模的下壓，板料的直邊與凹模V形表面逐漸靠緊，彎曲內(nèi)側(cè)半徑逐漸減小變?yōu)?，同時彎曲力臂也逐漸減小，由變?yōu)?，指?dǎo)板料與凸模三點接觸，彎曲內(nèi)側(cè)半徑及彎曲力臂達到最小時，彎曲過程結(jié)束，得到所需的制件，其變化過程為，。由于板料在彎曲變形過程中，彎曲半徑逐漸減小，因此彎曲變形程度逐漸增加，又由于彎曲力臂逐漸減小，彎曲變形過程中板料與凹模之間產(chǎn)生相對滑移。凸模、板料與凹模三者完全壓緊后，如果對彎曲件繼續(xù)施壓，則稱為校正彎曲。在這之前的彎曲則稱為自由彎曲。自由彎曲是凸模，板料與凹模間的先接觸，而校正彎曲是他們的面接觸。3.3.4彎曲質(zhì)量分析1.彎曲裂痕與最小相對彎曲半徑板料彎曲時外層受控，當(dāng)拉伸應(yīng)力超過材料的強度極限時，板料外層將出現(xiàn)彎曲裂紋。對于同一種材料的板料而言，能否出現(xiàn)裂紋取決于的大小。最小相對半徑設(shè)彎曲件中性層的曲率半徑為，彎曲帶中心角為，所示，由此可得最外層的斷后伸長率為(3.12)設(shè)彎曲后中性層不發(fā)生內(nèi)移且板厚保持不變，那么，，將其帶入上式可得：(3.13)由式(3-12)可得，對于一定厚度的材料，彎曲半徑越小，外層金屬的相對伸長量越大，當(dāng)外層金屬的相對伸長量達到材料的斷后伸長率時，彎曲半徑達到最小值，班了就會產(chǎn)生彎曲裂紋。因此相對彎曲半徑反映了板料的彎曲變形程度，越小，彎曲變形程度越大?，F(xiàn)將材料的斷后伸長率代入，可求的與的關(guān)系(3.14)因此，在保證毛胚最外層纖維不發(fā)生破裂的情況下，所能達到的內(nèi)表面最小圓角半徑與厚度的比值稱為最小相對彎曲半徑。生產(chǎn)時用他表示彎曲時的成型極限。影響最小相對彎曲半徑的因素包括材料的力學(xué)性能。材料的塑性越好，其斷后伸長率值越大，由式可見，最小彎曲半徑越小。彎曲帶中心角。彎曲帶中心角越小，最小彎曲半徑越小，這是因為實際彎曲過程中，毛胚的變形并不是僅局限在圓角變形區(qū)。由于材料的相互牽連，其變形擴展到圓角附近的直邊部分，擴大了彎曲變形區(qū)范圍，降低了圓角處應(yīng)變的最大值。是最小相對半徑減小。越小，這種作用越明顯，因而允許的最小相對彎曲半徑越小。板料的熱處理狀態(tài)。經(jīng)退火的板料塑性好，較小。冷作硬化的板材塑性降低，較大。板料的邊緣及表面狀況，由于下料造成板料邊緣冷作硬化、產(chǎn)生毛刺以及板料表面被劃傷等缺陷，彎曲時容易造成應(yīng)力集中而增加破裂傾向，因此最小相對彎曲半徑增大。為避免此種情況出現(xiàn)，可去除大毛刺，而將毛刺較小的一面朝向彎曲凸模。板料的彎曲方向。板料經(jīng)過軋制后產(chǎn)生了纖維狀組織，這種纖維狀組織具有各向異性的性能。沿纖維方向的力學(xué)性能較好，抗拉強度較高，不宜拉裂。因此，當(dāng)折彎線與纖維組織方向垂直時，應(yīng)使折彎線與纖維組織方向成方向。影響板料最小彎曲半徑的因素較多，難以準(zhǔn)確的建立最小相對彎曲半徑與其影響因素的關(guān)系。因此由試驗確定的常用材料的最小彎曲半徑數(shù)值見表3-1。最彎最彎料材曲小彎徑半曲料材曲小彎徑半曲退火正火狀態(tài)冷作硬化狀態(tài)彎曲線位置垂直軋制紋向平行軋制紋向垂直軋制紋向平行軋制紋向08，10，Q195,Q2150.1t0.4t0.4t0.8t15,20,Q2350.1t0.5t0.5t1.0t25,30,Q2550.2t0.6t0.6t1.2t35,40,Q2750.3t0.8t0.8t1.5t45,500.5t1.0t1.0t1.7t55,600.7t1.3t1.3t2.0tCr18Ni91.0t2.0t3.0t4.0t磷銅—0.35t1.0t3.0t半硬黃銅0.1t0.35t0.5t1.2t軟黃銅0.1t0.35t0.35t0.8t純銅0.1t0.35t1.0t2.0t鋁0.1t0.35t0.5t1.0t表3-1最小彎曲半徑1.彎曲回彈板料在常溫下的彎曲總是由塑性變形和彈性變形兩部分組成的，所以在卸載以后，彈性變形完全消失，塑性變形將完全保留下來，使彎曲件的彎曲半徑與彎曲角發(fā)生變化，這一現(xiàn)象稱為彎曲回彈，又稱回復(fù)，回跳。彎曲回彈是彎曲變形不可避免的想象，他將直接影響彎曲件的精度，必須加以控制。設(shè)彎曲件卸載后彎曲角為，彎曲半徑為；彎曲件卸載前彎曲角為，彎曲半徑（凸模圓角半徑）為，則彎曲角變化量為，彎曲半徑變化量為。彎曲角變化量和彎曲半徑變化量又稱彎曲件的回彈量（回彈角和回彈半徑）。通常、為正直表示正回彈量，但校正回彈時也有負回彈。影響回彈量的因素材料的力學(xué)性能?；貜椀拇笮∨c材料的屈服強度成正比，與彈性模量E成反比，即越大，則回彈越大。在材料性能不穩(wěn)定時，回彈值也不確定。相對彎曲半徑。當(dāng)其他條件相同時，回彈隨的增大而增大。這是因為，當(dāng)增大時，彎曲變形程度減小，其中塑性變形和彈性變形成分軍減小，但總變形中彈性變形所占比例增加。這也是大曲綠半徑的制件難以彎曲成型的原因。因此，可按值來確定回彈值的大小。見表3-2所示。彎曲工件的形狀。一般U形工件由于各邊牽制比V形工件回彈要小。模具間隙。U形彎曲模的凸、凹模單邊間隙Z/2越大，則回彈越大；時，板料處于擠壓狀態(tài)，則可能產(chǎn)生負回彈。彎曲力。生產(chǎn)中多采用加大彎曲力的校正彎曲。彎曲力的增加可擴大彎曲件內(nèi)部的塑性變形區(qū)，從而減小回彈。回彈值的確定如前所述，由于影響回彈量的因素很多，而且各因素往往又互相影響，故難以進行精確的計算或分析。在一般情況下，設(shè)計模具時對回彈值的確定大多按經(jīng)驗數(shù)值，或計算后在實際試模中進行修正。大變形自由彎曲（）時，由于彎曲半徑的變化不大，可忽略不計，只考慮角度的回彈，但彎曲角度不為時，回彈角應(yīng)做如下修改。式中：——彎曲角為x的回彈角——彎曲角為的回彈角（見表3-2）；——制件的彎曲角。表3-2單腳自由彎曲時的平均回彈角材料材料特性平均回彈角材料材料特性平均回彈角材料厚度軟鋼軟黃銅鋁、鋅中硬鋼硬黃剛硬青鋼硬鋼小變形自由彎曲（）時，由于彎曲半徑較大，回彈量較大，故彎曲圓角半徑及彎曲角均有較大變化。可根據(jù)材料的有關(guān)參數(shù)，用下列公式計算回彈補償時彎曲凸模的圓角半徑及角度。(3.15)(3.16)式中：——彎曲凸模圓角半徑，mm；——彎曲凸模角度，mm；——彎曲件的彎曲半徑，mm；——彎曲件的彎曲角，——屈服強度，MPa；——彈性模量，MPa；t——材料厚度，mm。板料彎曲時，其凸模圓角半徑按式計算：(3.17)式中：d——棒材的直徑，mm在本文中，簧片屬于大變形自由彎曲，所以采用式計算其回彈值。該零件材料為，屈服強度。工件厚度為，根據(jù)查表可得。根據(jù)公式：(3.18)可得：本文通過改善模具結(jié)構(gòu)，補償回彈。根據(jù)工件的回彈趨勢和回彈量的大小，修正凸?；虬寄９ぷ鞑糠值男螤畛叽?，使彎曲后的工件回彈量得到補償。本文將凸模角度設(shè)定為：3.4彎曲工藝計算在工藝分析基礎(chǔ)上，對毛胚尺寸彎曲力計算，從而選取合理的設(shè)備，確定正確的刃口尺寸，進行合理的工序安排。彎曲件展開長度的確定板料彎曲時，中性層長度是不變的，因此根據(jù)變形前后中性層不變的長度原則來確定彎曲件毛胚的展開長度和尺寸。由于彎曲變形程度（）、彎曲方法、彎曲件形狀及標(biāo)注方法等不同，故計算方法略有不同，要注意區(qū)別。1.概算法彎曲件分為直邊和彎曲兩部分，以其中性層長度之和可求得彎曲件展開長度，但彎曲部分的中性層要考慮位移，如圖3-5所示，即：圖3-5彎曲中心角為a的彎曲件(3.19)式中：L——彎曲件展開長度，mm；——彎曲件長邊長度，mm；——彎曲件彎曲半徑，mm；——層位系數(shù)，見表；——彎曲件的彎曲帶中心角，可以是、大于或小于。表3-3層位系數(shù)值V形彎曲0.5以下3.03.05.05.0以上30.40.5U形彎曲0.5以下3.03.05.05.0以上1.外側(cè)尺寸加算法先將外側(cè)尺寸全部加算，從其和減去取其于板厚和彎曲半徑兩要素的伸長量，即：（3.20）式中：L——彎曲件展開長度，mm——彎曲件直邊外側(cè)尺寸，mmn——彎曲件的彎曲系數(shù)C——伸長正系數(shù)，見表3-4。表3-4伸長補正系數(shù)C值板厚/mm1.02.33.2以上C3.03.55.0根據(jù)公式可得，2.彎曲力計算彎曲力是指彎曲工件完成預(yù)定形狀時需要壓力機所需要的壓力，是設(shè)計沖壓工藝和沖壓設(shè)備的只要選擇依據(jù)之一。彎曲力不僅與板料材質(zhì)、板料厚度、彎曲幾何參數(shù)和凸、凹模間隙有關(guān)，而且與彎曲方式關(guān)系密切。由于影響因素眾多而難以精確計算。故常采用經(jīng)驗公式或簡化公式計算。自由彎曲力計算(3.21)式中：——自由彎曲力N——彎曲件寬度，mm——彎曲件材料厚度，mm——彎曲件的彎曲內(nèi)半徑，mm——材料看拉鋸強度，MPa——安全因素，一般取將工件參數(shù)帶入計算可得校正彎曲力計算校正彎曲力遠遠大于自由彎曲力，其近似值計算如下(3.22)式中：——校正力N——單位校正力，MPa見表——工件被校正部分在垂直于凸模運動方向上的投影面積表3-5校正彎曲時單位校正壓力q值材料名稱材料厚度1336610鋁1020203030404050黃銅203030404060608010，15，20鋼3040406060808010025，30鋼40505070701001001201.頂件力和壓料力對于有頂料裝置和壓力裝置的彎曲模而言，其頂件力或壓料力可近似取(3.22)本文中取，代入數(shù)據(jù)可得：2.彎曲時壓力機的壓力確定彎曲時壓力機的壓力可用式計算式中：——壓力機的公稱壓力，N。自由彎曲時，校正彎力不計。校正彎曲時，校正彎曲力與自由彎曲力不是同時產(chǎn)生，且校正彎曲力比自由彎曲力及頂件壓料力大的多，故和可以忽略，只按校正彎曲力大小來選擇壓力機。第四章模具的設(shè)計與裝配4.1卸料及壓料零件設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)卸料零件的作用是卸除沖件或廢料。常見的卸料零件有固定卸料板和彈壓卸料板。該壓彎翻孔復(fù)合模采用彈壓卸料板。彈壓卸料裝置由彈壓卸料板、卸料螺釘與彈性元件組成。該模具把壓料板和彈壓卸料板做成一個，壓料板、卸料螺釘與彈性元件組成了彈壓卸料裝置。壓料板的厚度可查表的=80橡膠墊產(chǎn)生的工作壓力（4.1）式中：F——橡膠墊的工作壓力（N）；A——橡膠墊橫截面積；P——單位壓力、與橡膠墊壓縮量、形狀有關(guān)。橡膠墊允許的最大壓縮量應(yīng)不超過其自由高度的45%，否則會過早失去彈性而損壞。一般總壓縮量?。?.2）橡膠墊的預(yù)壓縮量一般取其自由高度的10%~15%，即：（4.3）經(jīng)計算校核所選橡膠符合本模具的壓力要求。4.2卸料螺釘及其他零件的選擇模具國標(biāo)規(guī)定了兩種卸料螺釘，即圓柱頭卸料螺釘（GB2867.5—81）與圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘（GB2867.6—81），均具有如下特點：螺紋長度雖短但與光桿段有臺階，可保證旋入彈壓卸料板后不易松動；螺釘長度是指光桿段長度且有公差要求，便于保證彈壓卸料板工作平面與凹模面平行；螺釘材料為45號鋼且要求熱處理硬度為35~40HRC，以便保證螺釘有足夠的強度，能夠承受卸料過程中反復(fù)作用的拉應(yīng)力。卸料螺釘長度的確定，該模具的卸料螺釘采用的是沉孔形，卸料螺釘長度按下式計算（4.5）式中—模座沉孔處實體厚度（），對于鑄鐵模座，；對于鋼板模座，，為卸料螺釘?shù)墓Q直徑—固定板厚度（）—預(yù)壓后彈性元件的高度（）按上式計算卸料螺釘長度后，還需對其組成尺寸的一個或幾個作適當(dāng)調(diào)整，使其成為標(biāo)準(zhǔn)螺釘長度。模架沉孔深度的計算，沉孔深度可按下式計算：（4.6）式中：——螺釘頭部高度（）——卸料板工作行程（），一般取=+1，為板料厚度——凸?；蛲拱寄５娜心チ?，通?？扇?4~10，板料厚度大時取最大值。將已知條件分別代入（4.5）和（4.6）式中，并結(jié)合國家標(biāo)準(zhǔn)零件可?。?135，=45。沖模上的緊固件包括連接螺釘和定位銷釘。受力較大的連接螺釘一般都采用內(nèi)六角螺釘，其特點是用45號鋼制造，并淬火達35~40HRC，因此可承受較大的拉應(yīng)力。受力不大的小螺釘可以采用普通圓柱頭螺釘，但一般不用半球頭螺釘或沉頭螺釘。前者一字槽容易擰環(huán)，后者裝配時不便調(diào)整。定位銷釘采用普通圓柱銷，可以承受一定的切應(yīng)力。該模具中的標(biāo)準(zhǔn)件為：螺釘GB70—85圓柱銷GB119—86凸模固定板的外形與尺寸通常與凹模板相同，厚度為凹模板厚度的0.8~1倍。固定凸模的型孔決定與凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計，對于圓凸模，取凸模固定端的直徑按H7精度加工；對于用螺釘呆裝的直通式凸模，要求型孔按凸模實際尺寸配作成M7/h6。我們選擇的尺寸為16021020。模柄是連接上模和壓力機的零件，我采用是具體規(guī)格是A50100GB2862.3-81。由四個內(nèi)六角螺釘固定到上模座上。墊板作用是承受凸模或凹模的壓力，防止過大的沖壓力在上下模板上壓出凹坑，影響模具正常工作。我選擇外形尺寸為16021010的標(biāo)準(zhǔn)件，材料為45號鋼。4.3模架及導(dǎo)套、導(dǎo)柱的選擇1.模架的選擇該模具的設(shè)計采用后側(cè)導(dǎo)柱模架（GB/T2851.6—1990）。在模架左右中心線上裝有兩尺寸不同的導(dǎo)柱，導(dǎo)向精度高，上模座在導(dǎo)柱上滑動平穩(wěn)，只能橫向送料，常用于彎曲模和復(fù)合模。中間凹模邊界是160210，200×230mm，200×230mm查表得可以用250160mm200-265mmGBT2851-2008、250×200mm220-265mmGBT2851-2008280×200mm240-285mmGBT2851-2008這三副標(biāo)準(zhǔn)模架。由于選擇了標(biāo)準(zhǔn)模架，導(dǎo)套和導(dǎo)柱的基本尺寸也就決定了，導(dǎo)柱分別為，；導(dǎo)套分別為，4.4模具設(shè)計4.4.14-2抽牙凸模工序號工序名稱工序內(nèi)容1備料備方形棒料2熱處理退火（消除殘余應(yīng)力，降低硬度）3銑床在方形棒料上打線切割孔4磨磨六個面5線切割料在線切割機上進行仿形加工，留0.05的余量供，精磨使用6熱處理淬火，回火達硬度58-62HRC7精磨磨六面，達到表面粗糙度要求8裝配裝配后與固定板同磨表4-1成型凸模加工工藝規(guī)程切斷凸模和沖槽凸模的加工工藝與側(cè)刃凸模相仿。彎曲凸模彎曲凸模的零件圖如圖4-3所示：圖4-3彎曲凸模成型凸模的加工工藝規(guī)程如表4-2所示：工序號工序名稱工序內(nèi)容1備料備制尺寸為80*65*122熱處理退火（消除殘余應(yīng)力，降低硬度）3粗加工毛坯銑（刨）六個平面到尺寸，留磨削余量單邊0.5mm4磨平面磨兩大側(cè)面和相鄰的側(cè)面保證垂直5線切割切割出如圖外形6熱處理淬火，回火達硬度58-62HRC7平磨磨上下平面及一對垂直側(cè)面對角尺8退磁9裝配裝配后與固定板同磨4-24.4.2卸模板卸模板零件如圖所示圖4-3卸模板4.4.3折彎凹模凹模零件如圖所示圖4-4折彎凹模4.5沖壓設(shè)備的選擇4.5.1沖壓設(shè)備的選用原則壓力機的行程大小，應(yīng)該能保證成行零件的取出與毛坯的放進，例如拉深所用壓力機的行程，至少應(yīng)大于成品零件高度的兩倍以上。壓力機工作臺面的尺寸應(yīng)大于沖模的平面尺寸，且還須留有安裝固定的余地，但是過大的工作平面上安裝小尺寸的沖模對工作臺的受力是不利的。壓力機工作臺面的尺寸大于壓力機滑塊底面積,壓力機滑塊底面積必須大于模具的尺寸,所以只須考慮壓力機滑塊底面積的大小。所選的壓力機的封閉高度應(yīng)與沖模的封閉高度相適用。模具的閉合高度H0是指上模在最低的工作位置時，下模板的底面到上模板的頂面的距離。壓力機的閉合高度H是指滑塊在下死點時，工作臺面到滑塊下端面的距離。大多數(shù)壓力機，其連桿長短能調(diào)節(jié)，也即壓力機的閉合高度可以調(diào)整，故壓力機有最大閉合高度和最小閉合高度。設(shè)計模具時，模具閉合高度得數(shù)值應(yīng)滿足下式，-5≥≥+10。無特殊情況應(yīng)取上限值，即最好取在：≥+1/3L，這是為了防止連桿調(diào)節(jié)過長，螺紋接觸面積過小而被壓壞。如果模具閉合高度實在太小，可以在壓床臺面上加墊板。需要注意的是沖壓設(shè)備的噸位必須大于所計算的沖壓力。4.5.2壓力機噸位和型號的選擇查《沖壓模具簡明設(shè)計手冊》P288表13.9，開式可傾壓力機技術(shù)規(guī)格，選擇JB23-25型壓力機，其參數(shù)如下：公稱壓力：250KN滑塊行程：80mm滑塊行程次數(shù)：100次/min封閉高度：250最大裝模高度：200mm封閉高度調(diào)節(jié)量：80工作臺尺寸：前后560mm；左右墊板尺寸：厚度40模柄孔尺寸：直徑50mm；深度設(shè)備外形尺寸：前后1130mm；左右921mm4.5.3壓力機的可用性分析所選壓力機的壓力為250KN>模具所需壓力166KN。所選壓力機的工作臺尺寸560×360>模架尺寸237×254。所選壓力機的裝模高度為200mm>模具閉合高度185mm。綜上，所選壓力機可用。4.6模具總裝圖的繪制根據(jù)模具總裝圖的繪制原則，繪制落料彎曲進模的結(jié)構(gòu)如圖如圖4-5所示。圖4-5裝配圖4.7模具的裝配模具的裝配就是根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)條件，以一定的裝配順序和方法，將符合圖紙技術(shù)要求的零件，經(jīng)協(xié)調(diào)加工，組裝成滿足使用要求的模具。在裝配過程中，既要保證配合零件的配合精度，又要保證零件之間的位置精度，對于具有相對運動的零（部）件，還必須保證它們之間的運動精度。因此，模具裝配是最后實現(xiàn)沖模設(shè)計和沖壓工藝意圖的過程，是模具制造過程中的關(guān)鍵工序。模具裝配的質(zhì)量直接影響制件的沖壓質(zhì)量、模具的使用和模具壽命。1.模具裝配特點模具屬單件生產(chǎn)。組成模具實體的零件，有些在制造過程中是按照圖紙標(biāo)注的尺寸和公差獨立地進行加工的（如落料凹模、沖孔凸模、導(dǎo)柱和導(dǎo)套、模柄等），這類零件一般都是直接進入裝配；有些在制造過程中只有部分尺寸可以按照圖紙標(biāo)注尺寸進行加工，需協(xié)調(diào)相關(guān)尺寸；有的在進入裝配前需采用配制或合體加工，有的需在裝配過程中通過配制取得協(xié)調(diào)，圖紙上標(biāo)注的這部分尺寸只作為參考。2.裝配技術(shù)要求模架精度應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)（JB/T8050——1999《沖模模架技術(shù)條件》、JB/T8071——1995《沖模模架精度檢查》）規(guī)定。模具的閉合高度應(yīng)符合圖紙的規(guī)定要求。裝配好的沖模，上模沿導(dǎo)柱上、下滑動應(yīng)平穩(wěn)、可靠。凸、凹模間的間隙應(yīng)符合圖紙規(guī)定的要求，分布均勻。凸?；虬寄５墓ぷ餍谐谭霞夹g(shù)條件的規(guī)定。定位和擋料裝置的相對位置應(yīng)符合圖紙要求。沖裁模導(dǎo)料板間距離需與圖紙規(guī)定一致；導(dǎo)料面應(yīng)與凹模進料方向的中心線平行；帶側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板，其側(cè)壓板應(yīng)滑動靈活，工作可靠。卸料和頂件裝置的相對位置應(yīng)符合設(shè)計要求，超高量在許用規(guī)定范圍內(nèi)，工作面不允許有傾斜或單邊偏擺，以保證制件或廢料能及時卸下和順利頂出。緊固件裝配應(yīng)可靠，螺栓螺紋旋入長度在鋼件連接時應(yīng)不小于螺栓的直徑，鑄件連接時應(yīng)不小于1.5倍螺栓直徑；銷釘與每個零件的配合長度應(yīng)大于1.5倍銷釘直徑；螺栓和銷釘?shù)亩嗣娌粦?yīng)露出上、下模座等零件的表面。落料孔或出料槽應(yīng)暢通無阻，保證制件或廢料能自由排出。標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)能互換。緊固螺釘和定位銷釘與其孔的配合應(yīng)正常、良好。模具在壓力機上的安裝尺寸需符合選用設(shè)備的要求；起吊零件應(yīng)安全可靠。模具應(yīng)在生產(chǎn)的條件下進行試驗，沖出的制件應(yīng)符合設(shè)計要求。3.沖模裝配的工藝要點在模具裝配之前，要認真研究模具圖紙，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)條件，制定合理的裝配方案，并對提交的零件進行檢查，除了必須符合設(shè)計圖紙要求外，還應(yīng)滿足裝配工序?qū)Ω黝惲慵岢龅囊?，檢查無誤方可按規(guī)定步驟進行裝配。裝配過程中，要合理選擇檢測方法及測量工具。沖模裝配工藝要點是：選擇裝配基準(zhǔn)件。裝配時，先要選擇基準(zhǔn)件。選擇基準(zhǔn)件的原則是按照模具主要零件加工時的依賴關(guān)系來確定?？梢宰鳛檠b配基準(zhǔn)件的主要有凸模、凹模、凸凹模、導(dǎo)向板及固定板等。組件裝配。組件裝配是指模具在總裝前，將兩個以上的零件按照規(guī)定的技術(shù)要求連接成一個組件的裝配工作。如模架的組裝，凸模和凹模與固定板的組裝，卸料與推件機構(gòu)各零件的組裝等。這些組件，應(yīng)按照各零件所具有的功能進行組裝，這將會對整副模具的裝配精度起到一定的保證作用。總體裝配。總裝是將零件和組件結(jié)合成一副完整的模具過程。在總裝前，應(yīng)選好裝配的基準(zhǔn)件和安排好上、下模的裝配順序。調(diào)整凸、凹模間隙。在裝配模具時，必須嚴格控制及調(diào)整凸、凹模間隙的均勻性。間隙調(diào)整后，才能緊固螺釘及銷釘。調(diào)整凸、凹模間隙的方法主要有透光法、測量法、墊片法、涂層法、鍍銅法等。檢驗、調(diào)試。模具裝配完畢后。必須保證裝配精度，滿足規(guī)定的各項技術(shù)要求，并要按照模具驗收技術(shù)條件，檢驗?zāi)＞吒鞑糠值墓δ?。在實際生產(chǎn)條件下進行試模，并按試模生產(chǎn)制件情況調(diào)整、修正模具，當(dāng)試模合格后，模具加工、裝配才算基本完成。4.沖模裝配順序確定先將裝有凸凹模的固定板用螺栓和銷釘安裝、固定在指定模座的相應(yīng)位置上；再按凸凹模的內(nèi)形裝配、調(diào)整沖孔凸模固定板的相對位置，使沖孔凸、凹模間的間隙趨于均勻，用螺栓固定；然后再以凸凹模的外形為基準(zhǔn)，裝配、調(diào)整落料凹模相對凸凹模的位置，調(diào)整間隙，用螺栓固定。試沖無誤后，將沖孔凸模固定板和落料凹模分別用定位銷，在同一模座經(jīng)鉆鉸和配鉆、配鉸銷孔后，打入定位。序號工序工藝說明1導(dǎo)柱導(dǎo)套的裝配導(dǎo)柱導(dǎo)套和模座的配合都為過盈配合，一般都用壓力機將導(dǎo)柱導(dǎo)套分別壓入下模座和上模座。裝好后檢查導(dǎo)柱對下模座底平面，導(dǎo)套對上模座上平面的垂直度,其誤差應(yīng)在要求的范圍內(nèi)。2凸凹模預(yù)配裝配前仔細檢查各凸模形狀及尺寸以及凹模形孔，是否符合圖紙要求尺寸精度、形狀。將各凸模分別與相應(yīng)的凹模孔相配，檢查其間隙是否加工均勻。不合適者應(yīng)重新修磨或更換。3凸模的裝配凸模用固定板（下）將其裝在模座上的，凸模與固定板（下）是采用過渡配合，裝配時是在壓力機上將凸模壓入固定板的，檢查其垂直度后,將凸模尾部與凸模上平面一起磨平并將凸模端面磨平。4凸凹模的裝配凸凹模用固定板（上）將其裝在模座上的，凸凹模與固定板（上）是采用過渡配合，裝配時是在壓力機上將凸模壓入固定板的，檢查其垂直度后,將凸凹模尾部磨平并將凸凹模端面磨平。5裝配下模把下模座、墊板、固定板（下）、墊塊、推件塊，凹模按順序疊加起來，然后用圓柱銷定位，用螺釘固定。然后再安裝彈性頂料裝置。6裝配上模把上模座、墊板、固定板（上）、卸料板、橡膠按順序疊加起來，然后用圓柱銷定位，然后用卸料螺釘把卸料板、橡膠與上模座連接。然后再安裝模柄。7試沖與調(diào)整裝機試沖并根據(jù)試沖結(jié)果進行相應(yīng)調(diào)整設(shè)計總結(jié)大學(xué)里的最后一次課程設(shè)計，一次歷時最長的設(shè)計，也是難度最大的一次設(shè)計，給了我太多的感悟與認知，特總結(jié)如下：在理論知識的指導(dǎo)下，結(jié)合認識實習(xí)和生產(chǎn)實習(xí)中所獲得的實踐經(jīng)驗，在老師和同學(xué)的幫助下，我認真地完成了本次畢業(yè)設(shè)計。在本次設(shè)計的過程中，通過自己實際的求證計算，我對以前所學(xué)過的專業(yè)知識有了更進一步、更深刻的認識，同時也認識到了自己的不足之處。到此時才深刻體會到，以前所學(xué)的專業(yè)知識真的是非常的有用，而且都是模具設(shè)計與制造最基礎(chǔ)、最根本的知識。本次畢業(yè)設(shè)計歷時四個月左右，從最初的領(lǐng)會畢業(yè)設(shè)計的要求，到對拿到自己手上的沖壓件的沖壓性能的分析計算，諸如對沖壓件結(jié)構(gòu)的分析，對形狀的分析等，不斷地分析計算，對要進行設(shè)計的沖壓件有了一個比較全面深刻的認識，并在此基礎(chǔ)上綜合考慮生產(chǎn)中的各種實際因素，最后確定本次畢業(yè)設(shè)計的工藝方案。然后是對排樣方式的計算，直到模具總裝配圖的繪制，歷時近兩個月左右。在這段時間里，我進行了大量的計算：從材料利用率的計算，到工序壓力的計算，再工作部分刃口尺寸及公差的計算，到各種零件結(jié)構(gòu)尺寸的計算以及主要零部件強度剛度的核算。期間在圖書館翻閱了許多相關(guān)書籍和各種設(shè)計資料。因此從某種意義上講，通過本次畢業(yè)設(shè)計的訓(xùn)練，也培養(yǎng)和鍛煉了一種自己查閱資料，獲取有價值信息的能力?？傊ㄟ^本次畢業(yè)設(shè)計的鍛煉，我對模具設(shè)計與模具制造的整個過程都有了比較深刻的認識和全面的掌握。先后幾次不同的設(shè)計，從塑料模的設(shè)計，到模具制造工藝卡的設(shè)計，再到本次畢業(yè)設(shè)計的沖壓模的設(shè)計，使我接受了一個模具專業(yè)的畢業(yè)生應(yīng)該有的鍛煉和考查。我很感謝學(xué)校和各位老師給我這次練兵的機會，對于即將走入社會的我?guī)椭貏e大，提升的不僅僅是專業(yè)知識，更多的是做設(shè)計的程序及態(tài)度。盡管在設(shè)計中我認真的完成每一項，但是由于水平有限，錯誤和不足之處再所難免，懇請各位老師、各位教授批評指正，不勝感激！致謝本課題在選題及研究過程中得到各位老師的悉心指導(dǎo)。指導(dǎo)老師多次詢問研究進程，并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。指導(dǎo)老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴謹求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人。雖歷時不長，卻給我以終生受益無窮之道。對指導(dǎo)老師的感激之情是無法用言語表達的。本畢業(yè)設(shè)計是安全帶安裝加強件。選完課題我就開始盲目，實在是無從下手，在董老師的指導(dǎo)下，先花一個月時間學(xué)習(xí)模具知識，經(jīng)過一個月的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，對模具有了一定的了解，期間也收集了一些模具的相關(guān)資料，設(shè)計進入正式階段，設(shè)計方案的確定，設(shè)計過程中的一些細節(jié)問題一次又一次的把我難住，更由于沒見過實物，給我解決問題增加了難度。最后還是在老師的幫助下不斷的克服困難，完成了本次設(shè)計。這次畢業(yè)設(shè)計不僅僅讓我學(xué)到了沖壓模具的相關(guān)知識，對我畢業(yè)后工作更是起到了巨大的幫助。設(shè)計是科學(xué)的，設(shè)計是嚴謹?shù)?，來不得半點差錯，設(shè)計中的一丁點差錯，很可能在生產(chǎn)中帶來巨大的損失，因此對于設(shè)計中的沒一個細節(jié)都必須深思熟慮，設(shè)計中老師不光給我們指導(dǎo)專業(yè)知識，還教我們以后工作中應(yīng)該注意的問題,由于本人的水平有限，設(shè)計中結(jié)構(gòu)可能還存在一定問題，希望各位老師給予批評指正。參考文獻[1]\o"王金龍"王金龍.冷沖壓工藝與模具設(shè)計[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007[2]\o"牟林"牟林，\o"胡建華"胡建華.沖壓工藝與模具設(shè)計（第2版）[M].北京：北京大學(xué)出版社，2010[3]薛啟翔.沖壓工藝與模具設(shè)計實例分析[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008[4]薛啟翔.沖壓模具設(shè)計結(jié)構(gòu)圖冊(二版)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010[5]\o"陳永"陳永.沖壓工藝與模具設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009[6]薛啟翔.沖壓模具設(shè)計制造難點與竅門[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003[7]賈鐵剛.冷沖壓模設(shè)計與制造[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009[8]楊關(guān)全，\o"匡余華"匡余華.冷沖壓模具設(shè)計與制造[M].大連：大連理工大學(xué)出版社，2009[9]成虹．沖壓工藝與模具設(shè)計．北京:高等教育出版社,2002．[10]郝濱海．沖壓模具簡明設(shè)計手冊．化學(xué)工業(yè)出版社，2009．[11]PNRao.ManufacturingTechnology——Foundry,FormingandWelding[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003.2[12]PNRao.ManufacturingTechnology——MetalCuttingandMachineTools[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.2[13]M.F.Spotts,T.E.Shoup.DesignofMachineElements(seventhedition)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002.3

附錄資料：不需要的可以自行刪除電腦快捷鍵基本快捷鍵F1顯示當(dāng)前程序或者windows的幫助內(nèi)容。F2當(dāng)你選中一個文件的話，這意味著“重命名”F3當(dāng)你在桌面上的時候是打開“查找：所有文件”對話框F10或ALT激活當(dāng)前程序的菜單欄Esc所打開的網(wǎng)頁(退出）全屏windows鍵或CTRL+ESC打開開始菜單CTRL+ALT+DELETE在win9x中打開關(guān)閉程序?qū)υ捒駾ELETE刪除被選擇的選擇項目，如果是文件，將被放入回收站SHIFT+DELETE刪除被選擇的選擇項目，如果是文件，將被直接刪除而不是放入回收站CTRL+N新建一個新的文件CTRL+O打開“打開文件”對話框CTRL+P打開“打印”對話框CTRL+S保存當(dāng)前操作的文件CTRL+X剪切被選擇的項目到剪貼板CTRL+INSERT或CTRL+C復(fù)制被選擇的項目到剪貼板SHIFT+INSERT或CTRL+V粘貼剪貼板中的內(nèi)容到當(dāng)前位置ALT+BACKSPACE或CTRL+Z撤銷上一步的操作ALT+SHIFT+BACKSPACE重做上一步被撤銷的操作Windows鍵+L鎖屏鍵Windows鍵+M最小化所有被打開的窗口。Windows鍵+SHIFT+M重新將恢復(fù)上一項操作前窗口的大小和位置Windows鍵+D瞬間最小化所有窗口，再次按此組合鍵時恢復(fù)之前最小化的窗口。Windows鍵+E打開資源管理器Windows鍵+F打開“查找：所有文件”對話框Windows鍵+R打開“運行”對話框Windows鍵+BREAK打開“系統(tǒng)屬性”對話框Windows鍵+CTRL+F打開“查找：計算機”對話框SHIFT+F10或鼠標(biāo)右擊打開當(dāng)前活動項目的快捷菜單SHIFT在放入CD的時候按下不放，可以跳過自動播放CD。在打開word的時候按下不放，可以跳過自啟動的宏ALT+F4關(guān)閉當(dāng)前應(yīng)用程序ALT+SPACEBAR打開程序最左上角的菜單ALT+TAB切換當(dāng)前程序ALT+ESC切換當(dāng)前程序ALT+ENTER將windows下運行的MSDOS窗口在窗口和全屏幕狀態(tài)間切換PRINTSCREEN將當(dāng)前屏幕以圖象方式拷貝到剪貼板ALT+PRINTSCREEN將當(dāng)前活動程序窗口以圖象方式拷貝到剪貼板CTRL+F4關(guān)閉當(dāng)前應(yīng)用程序中的當(dāng)前文本（如word中）CTRL+F6切換到當(dāng)前應(yīng)用程序中的下一個文本（加shift可以跳到前一個窗口）在IE中：ALT+RIGHTARROW顯示前一頁（前進鍵）ALT+LEFTARROW顯示后一頁（后退鍵）CTRL+TAB在頁面上的各框架中切換（加shift反向）F5刷新CTRL+F5強行刷新二、目的快捷鍵F10激活程序中的菜單欄ALT+菜單上帶下劃線的字母執(zhí)行菜單上相應(yīng)的命令CTRL+F4關(guān)閉多文檔界面程序中的當(dāng)前窗口ALT+F4關(guān)閉當(dāng)前窗口或退出程序CTRL+C復(fù)制CTRL+V粘貼CTRL+X剪切DELETE刪除F1顯示所選對話框項目的幫助ALT+空格鍵顯示當(dāng)前窗口的系統(tǒng)菜單SHIFT+F10顯示所選項目的快捷菜單CTRL+ESC顯示“開始