大學(xué)畢業(yè)論文-體重秤下底座沖壓工藝與模具設(shè)計

1前言1.1課題提出背景近十多年來，隨著對發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的重要性獲得前所未有的共識，沖壓成形技術(shù)無論在深度和廣度上都取得了前所未有的進(jìn)展，其特征是與高新技術(shù)結(jié)合，在方法和體系上開始發(fā)生很大變化。計算機技術(shù)、信息技術(shù)、現(xiàn)代測控技術(shù)等沖壓領(lǐng)域的滲透與交叉融合，推動了先進(jìn)沖壓成形技術(shù)的形成和發(fā)展。汽車工業(yè)、航空航天工業(yè)等支柱產(chǎn)業(yè)長足發(fā)展。我國的沖壓行業(yè)既充滿發(fā)展的機遇，又面臨進(jìn)一步以高新技術(shù)改造傳統(tǒng)技術(shù)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)事業(yè)向沖壓成形技術(shù)的發(fā)展提出了更高的要求[1]-[5]。1.2體重秤簡介體重秤是衡器的一個分類（分為機械式和電子式），物美價廉，可以幫助人們有效的監(jiān)視自己的體重變化，新產(chǎn)品還可以檢測自己的脂肪含量，而且還有一些人性化的附屬功能。能夠準(zhǔn)確的稱量人體的體重，并且通過每日的體重變化，反應(yīng)某段時間的體重控制情況，體重控制是健康管理的基礎(chǔ)。分為電子體重秤和機械體重秤。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子式體重秤早已為人們熟知，但是機械式體重秤以其抗干擾能力強，以及結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點也一直被人們所使用。機械式體重秤主要由上、下面板，支架，連桿，刻度盤，指針等幾部分組成。我的畢業(yè)設(shè)計就是體重秤下底座成型設(shè)計，在體重秤中作用主要是支撐，用沖壓成型，大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高而且比機械加工成本低。而板材沖壓是金屬板材在壓力機的模具上沖壓成各種零件的金屬塑性加工方法，廣泛用于汽車、機械、電器、儀表、航空等行業(yè)。故選用沖壓成型1.3設(shè)計內(nèi)容研究本次設(shè)計的產(chǎn)品對象是體重秤下底座，屬于五金零件，具體的設(shè)計內(nèi)容如下：(1)零件圖設(shè)計：根據(jù)產(chǎn)品樣品進(jìn)行測繪，設(shè)計符合國家標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品零件圖。(2)沖壓工藝設(shè)計：分析零件的沖壓工藝性，設(shè)計多套沖壓工藝方案，從中確定出最優(yōu)的工藝方案。(3)裝配圖設(shè)計：設(shè)計全部模具的裝配圖。(4)零件圖設(shè)計：選擇1～2套模具，設(shè)計該模具包含的全部沖模零件。(5)主要的計算內(nèi)容：毛坯形狀、排樣、落料力、沖孔力、拉深力、精壓力、沖頭強度、壓力中心等。(6)設(shè)計依據(jù)：體重秤下底座產(chǎn)品樣品；大批量生產(chǎn)；壓力機的種類、型號等不受限制。1.4設(shè)計目的與意義本次設(shè)計的零件為體重秤下底座，主要作用為支撐。零件形狀規(guī)則，無尖角和形狀突變。經(jīng)過方案論證選出最佳設(shè)計方案，通過本次設(shè)計：⑴掌握了加強筋的標(biāo)注方法，和做零件圖過程中須注意的問題。⑵學(xué)會正式提交材料的書寫格式，還有找出自己的不足。⑶理解模具設(shè)計過程，及設(shè)計要點，總結(jié)不同模具設(shè)計差別，和對模具整體把握。⑷通過設(shè)計模具零件，了解各個部分之間的配合關(guān)系，對各個零件的作用了解更加深入。⑸學(xué)會制圖軟件的使用。

2工藝方案的確定2.1對沖壓件的工藝分析該零件為體重秤下底座，板材很薄，主要作用為支撐。零件形狀規(guī)則，無尖角和形狀突變。零件外形無尺寸公差要求角部圓角半徑R5，底部圓角半徑r2，外形用拉深成型。底部圓孔主要作用為安裝腳用，位置、尺寸精度要求不高。筋的作用主要保證外形不變。無公差要求。通過上述工藝分析，可見該零件為普通拉伸件，尺寸精度要求不高，主要是輪廓成型問題，又屬大批量生產(chǎn)，因此可用沖壓方法生產(chǎn)。2.2確定工藝方案2.2.1沖壓工序性質(zhì)和工序次數(shù)沖壓該零件，基本的工序有：（1）落料（獲得毛坯）；（2）拉深（獲得外型）；（3）脹形（壓筋和突起的部分）；（4）沖孔（沖板底部孔和定位用的方孔）；（5）沖側(cè)孔；（6）壓凸起。2.2.2選擇最優(yōu)方案（1）根據(jù)以上工序，可以作出以下組合方案：方案一：（a）落料（b）拉深（c）脹形和壓凸起（d）沖孔（僅為底部圓孔孔及方形）（e）沖側(cè)孔方案二：（a）落料（b）沖孔（c）拉深（d）脹形、壓凸起及沖側(cè)孔方案三：（a）落料、沖孔（b）拉深（c）脹形、壓凸起及沖側(cè)孔方案四：（a）落料（b）拉深（c）脹形和壓凸起（d）沖孔（僅為底部圓孔孔及方形）及沖側(cè)孔（2）對以上五種方案進(jìn)行比較，可以看出：方案一，沖孔工序安排在脹形壓凸起后，可以保證孔的精度，但多凸起沖孔模容易磨損，模具壽命低，且五套模具先對較多，生產(chǎn)成本高。方案二，落料后沖孔保證模具壽命，且模具簡單操作方便。底部孔的尺寸、位置精度要求也不是很高，保證使用要求即可。落料和沖孔分開，模具比較簡單，容易操作，但模具仍較多。方案三，落料沖孔組合沖壓，優(yōu)點是節(jié)省了設(shè)備和工序，可以提高生產(chǎn)率，模具數(shù)量也較少，且也有法案二的優(yōu)點方案二缺點是模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。方案四，與方案一有相似的缺點，只是相對一少了一套模具。通過上述分析，可知在大批量生條件下，方案三比較合理。（3）選定的工藝方案：（a）落料、沖孔（b）拉深（c）脹形、壓凸起及沖側(cè)孔加工工序圖[9]-[12]如下：圖2.1工序圖

3落料沖孔復(fù)合模設(shè)計復(fù)合模是指壓力機再一次行程中，板料在一個位置上，能同時完成落料與沖孔或彎曲等多個工序的沖壓模具。是冷沖模中多工序沖模的一種結(jié)構(gòu)形式。有倒裝式復(fù)合模和正裝式復(fù)合模兩種結(jié)構(gòu)形式。3.1毛坯尺寸計算3.1.1毛坯長寬計算該零件的毛坯長寬可按公式(文獻(xiàn)[6][7])(1)計算。即（3.1）式中h-矩形盒高度；-矩形盒底部圓角半徑。式中h=18mm=2mm代入（1）知l=18+0.57×2=19.1mm得毛坯長L1=2×19.1+250=288.2mm毛坯寬為L2=2×19.1+230=268.2mm圓角部分按?圓筒拉深計算，得（3.2）式中r=10mm，h=18mm，rp=2mm知毛坯圓角半徑：3.1.2選材體重秤底座主要作用是支撐，沒有特殊的作用，采用普通金屬板材即可，故選用Q235。[13]3.1.3排樣一種沖壓件可以采用多種排樣方法。但為了使排樣達(dá)到節(jié)約材料、提高工件尺寸精度、簡化模具結(jié)構(gòu)及方便生產(chǎn)的目的，應(yīng)采用一種合理的排樣方案。搭邊即制品在排樣時，制品與制品之間或孔與孔之間的距離。在沖壓生產(chǎn)中，搭邊大小對制品質(zhì)量和模具壽命的影響很大。查閱資料，初步定搭邊為2mm。[8]毛坯形狀近方形，可選用單排沖壓，機器自動送料。原材料選用寬為300mm的鋼卷料，排樣如下：圖3.1排樣圖材料利用率為：(3.3)式中η--材料利用率；A0--工件實際面積，mm2A--所用面積，包括工件面積與廢料面積。即材料利用率為93%得到?jīng)_裁件如下：圖3.2工序一

3.2模具具體結(jié)構(gòu)確定3.2.1沖模的壓力中心沖模壓力中心是指模具在工作時，被沖壓材料對沖模的諸反力作用點，即沖模所受合力作用點位置。設(shè)計沖模時，其壓力中心的正確確定對沖壓生產(chǎn)有很大實際意義。為了確保壓力機與模具的正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機滑塊的中心重合，否則會使沖模與壓力機滑塊歪斜，引起凸凹模間隙不均勻，使導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具壽命等。本次設(shè)計加工工件為矩形，壓力中心即幾何中心。3.2.2沖模間隙沖模間隙即沖裁凸模與沖裁凹模人口刃口的縫隙距離。用符號z表示，無特殊說明情況下z都是指雙面間隙。沖模間隙是沖裁的一個重要工藝參數(shù)。間隙大小除對沖裁件斷面的斷面質(zhì)量和尺寸精度有重要影響外，還對沖裁力大小和模具壽命有影響。沖裁間隙大小和許多因素有關(guān)，但主要與材料力學(xué)性能和材料厚度有關(guān)。查《模具技術(shù)問答》P34表2-4知沖模間隙為：Zmin=0.1mmZmax=0.14mm3.2.3凸凹模工作部分尺寸和公差沖裁時，沖裁件的尺寸精度主要取決于凸模、凹模工作部分尺寸，合理的沖裁間隙也是由凸凹模工作部分尺寸保證的。故，正確確定其尺寸是設(shè)計制造凸凹模基礎(chǔ)，也是保證沖裁件質(zhì)量的關(guān)鍵。（1）計算沖模凸凹模尺寸應(yīng)分為兩種情況：落料、沖孔。原則如下：①落料時，先確定凹模尺寸。凹模尺寸近似等于沖裁件最小極限尺寸，以保證凹模磨損在一定范圍內(nèi)也能沖出合格沖裁件。凸模尺寸在凹模尺寸基礎(chǔ)上減去一個最小間隙。②沖孔時，先確定凸模尺寸。凸模尺寸近似等于沖裁件最大極限尺寸，以保證凸模磨損在一定范圍內(nèi)也能沖出合格沖裁件。凹模尺寸在凸模尺寸基礎(chǔ)上加上一個最小間隙。③凸凹模制造工差主要與沖裁件的精度和形狀有關(guān)，一般比沖裁件精度等級高2-3級。（2）落料尺寸計算：查文獻(xiàn)[6]P18表2-6凸凹模制造公差為：δ凹=0.045mmδ凸=0.030mm零件按成型后精度為IT10級來計算，查文獻(xiàn)[16]標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表知工件尺寸為：L1Δ=288.2mmL2Δ=268.2mm落料零件制造公差Δ=0.21mm凹模尺寸：L凹=（L-xΔ）+δ凹；（3.4）凸模尺寸：L凸=（L凹-Zmin）-δ凸；（3.5）式中L凹—落料凹模刃口尺寸（mm）；L凸—落料凸模刃口尺寸（mm）；L—落料零件基本尺寸（mm）；δ凹—凹模制造工差（mm）；δ凸—凸模制造工差（mm）；x—修正系數(shù)，查表取0.75；Δ—落料零件制造公差（mm）。成形L1Δ=288.2mm邊，凸凹模尺寸：L凹=（L-xΔ）+δ凹=（288.2-0.75×0.21）+0.045=288.0425mmL凸=（L凹-Zmin）-δ凸=（288.0425-0.1）-0.03=287.9425mm成形L2Δ=268.2mm邊，凸凹模尺寸：L凹=（L-xΔ）+δ凹=（268.2-0.75×0.21）+0.045=268.0425mmL凸=（L凹-Zmin）-δ凸=（268.0425-0.1）-0.03=267.9425mm表1落料凸凹模尺寸：工件尺寸凸模尺寸凹模尺寸L1=288.2287.9425288.0425L2=268.2267.9425268.0425（3）沖孔尺寸計算：①沖孔工序的凸凹模尺寸確定：凸模尺寸：L凸=（L+xΔ）-δ凸（3.6）凹模尺寸：L凹=（L凸+Zmin）+δ凹（3.7）式中L凸—沖孔凸模尺寸（mm）；L凹—沖孔凹模尺寸（mm）；L—沖孔件尺寸（mm）；x—修正系數(shù)，查表取0.75：Δ—沖孔零件制造工差（mm）；δ凹—凹模制造工差（mm）；δ凸—凸模制造工差（mm）。②成形半徑為2mm的圓孔時，零件按成型后精度為IT10級來計算，查《互換性與技術(shù)測量》標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表知工件尺寸為：R=2mm；Δ=0.04mm沖模間隙為：Zmin=0.1mm；Zmax=0.14mm查《沖壓工藝學(xué)》P18表2-6凸凹模制造公差為：δ凹=0.020mm；δ凸=0.020mmL凸=（L+xΔ）-δ凸=（2+0.75×0.04）-0.02=2.03mmL凹=（L凸+Zmin）+δ凹=（2.03+0.1）+0.02=2.13mm③成形邊長為6mm的定位正方形時：零件按成型后精度為IT10級來計算，查文獻(xiàn)[16]標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表知工件尺寸為：L1=6mm；Δ=0.048mm沖模間隙為：Zmin=0.1mm；Zmax=0.14mm查《沖壓工藝學(xué)》P18表2-6凸凹模制造公差為：δ凹=0.020mm；δ凸=0.020mmL凸=（L+xΔ）-δ凸=（6+0.75×0.048）-0.02=6.036mmL凹=（L凸+Zmin）+δ凹=（6.036+0.1）+0.02=6.136mm④成形長為7.4mm；寬為6mm的定位正方形時：零件按成型后精度為IT10級來計算，查文獻(xiàn)[16]標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表知工件尺寸為：L2=7.4mm；Δ=0.058mm沖模間隙為：Zmin=0.1mm；Zmax=0.14mm查《沖壓工藝學(xué)》P18表2-6凸凹模制造公差為：δ凹=0.020mm；δ凸=0.020mmL凸=（L+xΔ）-δ凸=（7.4+0.75×0.058）-0.02=7.4435mmL凹=（L凸+Zmin）+δ凹=（7.4435+0.1）+0.02=7.5435mm沖寬6mm邊凸凹模尺寸上步已知。⑤成形長為10mm；寬為6mm的定位正方形時：零件按成型后精度為IT10級來計算，查文獻(xiàn)[16]標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表知工件尺寸為：L3=10mm；Δ=0.058mm沖模間隙為：Zmin=0.1mm；Zmax=0.14mm查《沖壓工藝學(xué)》P18表2-6凸凹模制造公差為：δ凹=0.020mm；δ凸=0.020mmL凸=（L+xΔ）-δ凸=（10+0.75×0.058）-0.02=10.0435mmL凹=（L凸+Zmin）+δ凹=（10.0435+0.1）+0.02=10.1435mm沖寬6mm邊凸凹模尺寸上步已知⑥成形長為9mm；寬為5mm的定位正方形時：長9mm成形：零件按成型后精度為IT10級來計算，查文獻(xiàn)[16]標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表知工件尺寸為：L4=9mm；Δ=0.058mm沖模間隙為：Zmin=0.1mm；Zmax=0.14mm查《沖壓工藝學(xué)》P18表2-6凸凹模制造公差為：δ凹=0.020mm；δ凸=0.020mmL凸=（L+xΔ）-δ凸=（9+0.75×0.058）-0.02=9.0435mmL凹=（L凸+Zmin）+δ凹=（9.0435+0.1）+0.02=9.1435mm寬5mm成形：零件按成型后精度為IT10級來計算，查文獻(xiàn)[16]標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表知工件尺寸為：L5=5mm；Δ=0.048mm沖模間隙為：Zmin=0.1mm；Zmax=0.14mm查《沖壓工藝學(xué)》P18表2-6凸凹模制造公差為：δ凹=0.020mm；δ凸=0.020mmL凸=（L+xΔ）-δ凸=（5+0.75×0.048）-0.02=5.036mmL凹=（L凸+Zmin）+δ凹=（5.036+0.1）+0.02=5.136mm⑦成形長為17mm；寬為5mm的定位正方形時：長9mm成形：零件按成型后精度為IT10級來計算，查文獻(xiàn)[16]標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表知工件尺寸為：L6=17mm；Δ=0.07mm沖模間隙為：Zmin=0.1mm；Zmax=0.14mm查文獻(xiàn)[6]P18表2-6凸凹模制造公差為：δ凹=0.020mm；δ凸=0.020mmL凸=（L+xΔ）-δ凸=（17+0.75×0.07）-0.02=17.0525mmL凹=（L凸+Zmin）+δ凹=（17.0525+0.1）+0.02=17.1525mm寬5mm成形上步已知。表2沖孔凸凹模尺寸：工件名稱凸模尺寸凹模尺寸R=22.032.13L1=66.0366.136L2=7.47.44357.5435L3=100-0.05810.043510.1435L4=99.04359.1435L5=55.0365.136L6=1717.052517.15253.2.4沖裁力的計算沖裁時，從凸模上將零件或廢料卸下來需要得力稱卸料力；從凹模內(nèi)順著沖裁方向把廢料或零件從凹模頂出的力稱推件力。①平刃口模具沖裁時，落料時沖裁力按下式計算[6]：(3.8)式中L為沖裁周長[L]為mm；t為材料厚度[t]為mm；σb為材料抗拉強度[σb]為Mpat=1mmσb為375-500取400MPaL=（268.3-42）×2+（288.3-42）×2+2×π×21=1077mm得F=1077×400=430800N落料需力F0=F+F2+F3=F+K2F+K3F=（1+0.06+0.04）×430800N=473880N=474KN②沖R2孔需要的沖裁力為：F=Ltσb=2r.tσb=2×3.14×2×1×400=5024N沖邊長為6mm的正方形需要的沖裁力為：F=Ltσb=3×6×1×400=7200N沖長為7.4寬為6的長方形需要的沖裁力為:F=Ltσb=(2×6+7.4)×1×400=7760N沖長為10mm寬為6mm的長方形需要的沖裁力：F=Ltσb=（2×6+10）×1×400=8800N沖長為9mm寬為5mm的長方形的沖裁力：F=Ltσb=（2×5+9）×1×400=7600N沖長為17寬為5的方形的沖裁力：F=Ltσb=（2×5+17）×1×400=10800N③沖裁力和為：=10×5024+4×7200+2×7760+2×8800+7600+10800=130560N④沖裁總力為：=+=473880+130560=604440N=604KN3.2.5壓力機的選用及模具的閉合高度⑴壓力機的選用選用壓力機時應(yīng)注意：壓力機的沖壓力要留有充分的余地，一般取沖裁力為壓力機額定能力的70%-80%；選用的壓力機要操作方便，安全可靠。壓力機中心要與模具設(shè)計壓力中心重合。由上計算知沖裁需要的總力為604KN，故選用公稱力為800KN的壓力機；可選用JZ21-80壓力機，滑塊行程為140mm，工作臺尺寸（前后×左右）580×1000。⑵模具的閉合高度模具的閉合高度指模具在最后工作位置時，上下模板之間的距離。為保證模具在壓力機上能正常工作，模具閉合高度必須與壓力機的閉合高度適應(yīng)，應(yīng)介于壓力機的最大閉合高度和最小閉合高度之間，一般由下式確定：h最大-5≥h?！輍最小+10（3.9）即345≥h模≥110；取模具閉合高度224mm。3.2.6凹模設(shè)計⑴凹模厚度確定凹模厚度可按下式計算：H凹=Kb≥15mm（3.10）式中H凹--凹模厚度；K--修正系數(shù)；b--最大孔口尺寸。K查《模具技術(shù)問答》P26知，K=0.12；b落料最長邊長288.2mm。故H凹=Kb=0.12×288.2=34.584mm凹模厚度取35mm⑵凹模周邊尺寸確定凹模周邊尺寸即凹模刃口到邊緣尺寸，可按下式計算C=（1.5-2）H凹（3.11）式中C--凹模刃口到邊緣尺寸；H凹--凹模厚度。故C=1.5×35=52.5mmC取53mm。⑶凹模刃口外形和落料件外形一致，尺寸已在3.2.5算出。3.2.7凸模設(shè)計凸模包含兩部分，工作部分和安裝部分。凸模結(jié)構(gòu)形狀要根據(jù)沖孔件外形確定。⑴凸模長度確定凸模長度一般根據(jù)模具結(jié)構(gòu)形式確定，本模具帶有壓邊圈，設(shè)計時應(yīng)考慮在內(nèi)。初定凸模長度L=45mm。⑵由于本次設(shè)計需加工工件孔之間距離較近，故將沖頭設(shè)計為組合在一起的形式，便于定位和安裝。沖頭定位需精確，故凸模與固定板配合采用H/n類配合，初步定為H7/n6配合。3.2.8凸凹模設(shè)計凸凹模，顧名思義，起到凸模和凹模兩種作用，凸模即落料時起凸模作用；凹模即沖孔時起凹模作用。沖裁模凹模主要有直筒式、錐形、及凸臺式三種，落料沖孔模采用了前兩種形式。⑴凸凹模上凸模和凹模尺寸已在3.2.3中計算得具體如下：表3凸凹模尺寸工件名稱凹模尺寸工件尺寸凸模尺寸R=22.13L1=288.2287.9425L1=66.136L2=268.2267.9425L2=7.47.5435L3=100-0.05810.1435L4=99.1435L5=55.136L6=1717.1525⑵凹模刃口圖3.3直筒式凹模尺寸示意圖所用材料厚度為1mm，h取6-8mm，下部采用錐度的，a取2°-3°。凸凹模厚度初定為60mm。3.2.9定位機構(gòu)設(shè)計坯料在模具內(nèi)沖壓，保證零件成型的位置、形狀、尺寸正確，都需要正確的定位。本模具采用前后送料，則在左右側(cè)設(shè)置定位釘，前側(cè)設(shè)置擋料銷。擋料銷用45號鋼制造，本次設(shè)計所用材料厚度為1mm，查手冊取擋料銷高度為3mm；定位釘也采用45號鋼制造，本次設(shè)計所用材料厚度為1mm，查手冊取擋料銷高度為t+2=3mm；距離工件間隙為0.1mm。3.2.10卸料機構(gòu)設(shè)計卸料機構(gòu)，用于對條料、坯料、廢料進(jìn)行推、卸定出模具的裝置。以便于下次沖壓。卸料機構(gòu)分為剛性卸料裝置和彈性卸料裝置。剛性卸料裝置，材料在無壓料的情況下工作，故沖壓件有明顯翹曲現(xiàn)象，常用在板料較厚、較硬，對沖裁件要求不高的模具中。彈性卸料裝置，借助橡皮、彈簧的壓力推動卸料板卸料，適用于小型制件，且得到的制品平整。多用于復(fù)合模。故本模具采用彈性卸料裝置。彈性裝置采用橡膠，卸料板卸料孔形狀基本與凹?？滓恢?。卸料板安裝表面粗糙度取1.60-0.4，其余非安裝表面取3.2以下。卸料機構(gòu)還起壓邊作用3.2.11其余零件設(shè)計⑴上、下模板本次設(shè)計零件為矩形件，故凹模也為矩形，則上下模座長度[1]：L1=L+（40-100）（3.12）式中L1--模座長度（mm）；L--凹模長度（mm）。寬度比凹模稍大即可。初步定上下模板長為610mm，寬為400mm。⑵墊板材料可選T7、T8、45。淬火后對T7、T8硬度為52-56HRC，對45硬度為40-45HRC，在凸凹模和模座間加墊板。⑶固定板，凸模通過固定板固定在模座上。一般選用Q235-A制作，也選用45。⑷模柄大小結(jié)合壓力機模柄孔尺寸制作，壓力機模柄孔尺寸（直徑×深度）φ50×80mm。3.3模具材料選用模具材料選用要根據(jù)沖模使用條件進(jìn)行合理的選用，要綜合考慮材料性能，又要考慮沖模的成本。結(jié)合沖壓手冊和其它資料推薦的材料知：凸模、凹模、凸凹模均采用Cr12MoV；擋料銷、定位銷、固定板采用45；卸料板、頂件板采用Q235;上下模座采用HT250；導(dǎo)柱導(dǎo)套采用20。3.4落料沖孔復(fù)合模具圖圖3.4落料沖孔復(fù)合模1上模座2導(dǎo)套3導(dǎo)柱4螺釘M205螺釘M56墊板7組合沖頭8凸模固定板9螺釘M1010墊板11組合沖頭12凸模固定板13彈性壓邊圈14凹模15卸料板16頂件板17定位釘18彈簧19螺釘M2020凸凹模21下模墊板22螺釘M2023彈簧墊圈24銷25下模座26彈簧墊圈落料沖孔模具圖特點：(1)采用倒裝式復(fù)合模，凸凹模裝在下模座上，沖孔凸模和凹模裝在上模座上。可以使沖孔廢料向下出料，操作安全，有利于保護(hù)模架和刃口。(2)上模采用彈性壓件裝置，對工件起壓邊作用，還可以起到推件作用。(3)下模采用彈性卸料裝置。彈簧的壓力通過卸料板使廢料從凸凹模上脫出。同時此時卸料板也起到壓邊作用。(4)采用四導(dǎo)柱模架導(dǎo)向

4拉深模具設(shè)計拉深工序即利用沖模對板材或坯件施加一定壓力使其變形壓制成各種形狀的開口空心零件的加工方法，其使用的模具即為拉深模4.1進(jìn)行工藝分析，確定拉深次數(shù)本次設(shè)計，拉深為矩形盒拉伸，所需拉深次數(shù)與它的相對高度H/B和相對圓角半徑r/B有關(guān)。其相對高度計算值小于或等于一定值（可查表知）時可以一次拉深成型，否則需多次拉深成型r-圓角半徑為10；B-短邊寬度為230；H-為拉深成型后件的高度為18mm；A-長邊長度為250mm；板厚t=1mm則r/B=10/230=0.4；t/B=1/230=0.004；H/B=0.078；查表3-21（模具技術(shù)問答）知需要比較的值為0.91，而H/B=0.078小于0.91故：可以一次拉深成型。4.2凸凹模工作部分尺寸和間隙本次設(shè)計拉深屬淺矩形盒零件拉深，可一次拉深成型，其凸、凹模工作部分尺寸、形狀等于零件尺寸、形狀。⑴凹模圓角半徑Rd矩形盒件拉深凹模圓角半徑可取Rd=（4-10）t=4-10mm（4.1）設(shè)計時取小值，以便在調(diào)模時修磨加大。⑵凸模圓角半徑由于是一次成形故凸模圓角半徑大小與工件圓角半徑大小一致取2mm。⑶凸、凹模間隙確定精度較高時，間隙Z=（0.9-1.05）t；精度較低時，間隙Z=（1.1-1.3）t。故間隙可取1mm。4.3拉深力計算方形件拉深力可按下式計算：（4.2）式中--拉深力，N；L--拉深件橫斷面周長，mm；t--料厚，mm；--材料抗拉強度，MPa。t=1mm，=400MPa，L=288.3×2+2×1=578.6mm，系數(shù)取0.6故拉深需要的力為：=0.6×578.6×1×400=138864N=138KN圖4.1拉深件4.4壓力機選擇選用壓力機時，從兩個方面考慮，一是根據(jù)沖壓工序及沖模類型進(jìn)行沖壓設(shè)備選擇，即選用什么樣的壓力機比較合適。二是沖壓設(shè)備規(guī)格的選擇。選用原則有：中小型沖裁模、拉深模、彎曲模應(yīng)選用單柱開式壓力機；壓力機公稱壓力應(yīng)大于計算壓力的1.2-1.3倍；壓力機的裝模高度應(yīng)大于模具閉合高度；壓力機工作臺尺寸應(yīng)滿足模具的正確安裝；壓力機應(yīng)保證使用方便、安全。4.5模具其它部件設(shè)計⑴壓扁圈，仍采用彈性壓邊圈⑵墊板材料可選T7、T8、45。淬火后對T7、T8硬度為52-56HRC，對45硬度為40-45HRC，在凸凹模和模座間加墊板。⑶固定板，凸模通過固定板固定在模座上。一般選用Q235-A制作，也選用45。⑷模柄大小結(jié)合壓力機模柄孔尺寸制作⑸定位機構(gòu)采用定位板4.6模具材料選擇模具材料選用要根據(jù)沖模使用條件進(jìn)行合理的選用，要綜合考慮材料性能，又要考慮沖模的成本。結(jié)合沖壓手冊和其它資料推薦的材料知：凸模、凹模、凸凹模均采用Cr12MoV；定位板、固定板、墊板、模柄采用45；壓邊圈采用Q235;上下模座采用HT250；導(dǎo)柱導(dǎo)套采用20。4.7拉伸模具圖圖4.2拉伸模具圖1、上模座2、導(dǎo)柱3、導(dǎo)套4、卸料螺釘5、墊板6、彈簧7、模柄8、凸模9、彈簧墊圈10、螺釘11、凸模固定板12、壓邊圈13、定位板14、螺釘15、彈簧墊圈16凹模17、下模座18、螺釘拉深模特點：(1).采用倒裝式，凸模裝在上模座，凹模裝在下模座上。這樣可以使沖孔廢料向下出料，有利于安全操作，有利于保護(hù)模架刃口。(2).上模采用彈性壓件裝置，使上模向上、向下行程時，對工件起壓邊作用，還可以起到卸料作用。(3).采用四導(dǎo)柱模架導(dǎo)向。

5脹形模具設(shè)計脹形：利用模具強迫板料厚度減薄和表面積增大，以獲取零件幾何形狀的沖壓加工方法。本次設(shè)計主要是壓加強筋，即起伏成形，對厚度較小的板料可采用橡皮?；蛞簤好浶窝b置成形。5.1壓加強筋部分設(shè)計5.1.1沖壓加強筋的成形力計算本次設(shè)計壓加強筋有梯形筋和半圓形筋。①起伏脹形所需的壓力，通常以實驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，一般可以用下式計算近似壓力：薄材料起伏成形[6]:（4.1）式中，P--起伏成形壓力（N）；F--起伏成形面積（mm2）；K--系數(shù)，鋼：K=300-400（N/mm2）；T--材料厚度（mm）。壓除筋外凸起壓力K取350=（95×48+45×15）×350×1=1832250N②沖壓加強筋的變形力按下式計算（4.2）式中F--變形力，[F]為N；K--系數(shù)，等于0.7-1，加強筋形狀窄而深時，取較大值，寬而淺時，取較小值；L--加強筋周長，[L]為mm；T--料厚，[t]為mm；σb--材料強度極限，[σb]為MPa筋的寬度為均10mm；σb為400MPa；梯形筋K取0.7，半圓形筋K取1壓長200.5mm（兩條）的筋需壓力K取1=1×200.5×2×1×400=160400N壓有梯形筋和半圓形筋長為200.5mm的筋需壓力（梯形筋K取0.7，半圓形筋K取1）=1×（35+30+10）×2×1×400+0.7×（40+45+40）×2×1×400=130000N壓長155mm的筋需壓力：=1×（35+35）×2×1×400+0.7×（45+40）×2×1×400=124000N壓長105mm（兩條）的筋需壓力：=1×105×2×1×400=84000N豎著的筋長為240mm壓筋需力為：=1×240×2×1×400=192000N③脹形需總壓力為：F=160400×2+130000+124000+84000+19200×2=697200N=697KN④壓板R2孔和R5孔之間凸起(兩個)：P=Fq(4.3)式中P--脹形力，N；F--脹形面積，mm2；q--單位脹形力，MPa；σb--材料抗拉強度，MPa；t--材料厚度，mm；dmax--脹形最大直徑。F約為10，σb=400MPa，dmax=8mm沖該凸起需力為：=10×2.3×400×1/8=1150N5.1.2壓筋模設(shè)計模具采用鑲塊式，以節(jié)省材料，損壞時也較容易更換.凸凹模形狀和加強筋形狀相同。

5.2側(cè)孔沖壓設(shè)計5.2.1沖壓側(cè)孔的成形力計算沖側(cè)孔需力可按下式計算：（4.4）式中L為沖裁周長[L]為mm；t為材料厚度[t]為mm；σb為材料抗拉強度[σb]為Mpa。其中t=1mmσb為375-500取400MPa=（5.3×2+4×2+（360-79）×3.14/180×3）×1×400=33.3×400=13320N5.2.2沖壓側(cè)孔的結(jié)構(gòu)設(shè)計沖側(cè)孔。采用楔形結(jié)構(gòu)將垂直運動轉(zhuǎn)化為水平運動，楔形結(jié)構(gòu)底部采用燕尾槽導(dǎo)軌，起到導(dǎo)向和防止楔形塊被上模座帶起。并設(shè)有斜導(dǎo)柱導(dǎo)向，沖小孔沖頭采用鑲塊式節(jié)省材料，破損時容易更換。5.3壓力機選擇選用壓力機時，從兩個方面考慮，一是根據(jù)沖壓工序及沖模類型進(jìn)行沖壓設(shè)備選擇，即選用什么樣的壓力機比較合適。二是沖壓設(shè)備規(guī)格的選擇。選用原則有：中小型沖裁模、拉深模、彎曲模應(yīng)選用單柱開式壓力機；壓力機公稱壓力應(yīng)大于計算壓力的1.2-1.3倍；壓力機的裝模高度應(yīng)大于模具閉合高度；壓力機工作臺尺寸應(yīng)滿足模具的正確安裝；壓力機應(yīng)保證使用方便、安全。綜上選用JF21-110型壓力機，工作臺尺寸（前后×左右）680×1150mm，做大裝模高度350mm。5.4最終成形零件圖圖4.1零件圖5.5脹形模具圖圖4.2脹形模具主視圖圖4.3脹形模具左視圖（斜楔機構(gòu)）1上模座2導(dǎo)柱3導(dǎo)套4螺釘5彈簧墊圈6墊板7墊塊8螺釘9凸模鑲塊110凹模鑲塊111凸模12模柄13凸模鑲塊214凹模鑲塊215彈簧16螺釘17彈簧墊圈18凸模鑲塊319凹模鑲塊20凸模鑲塊421凹模鑲塊422凸模固定板23斜導(dǎo)柱24鎖緊楔25螺釘26彈簧墊圈27側(cè)孔沖頭28銷29滑塊30下模座31螺釘32彈簧墊圈33凹模34壓邊圈脹形模具特點(1).將脹形和沖側(cè)孔操作組合在這套模具上，以減少模具數(shù)量。(2).脹形凸凹模均采用鑲塊式，節(jié)省材料，損壞時也便于更換。(3).采用四導(dǎo)柱模架導(dǎo)向。

6結(jié)論通過對體重秤下底座成形的模具設(shè)計，使我對沖壓工藝及模具設(shè)計