開關盒沖壓模具設計設計說明書論文

荊楚理工學院畢業(yè)設計(論文)I前言模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎產(chǎn)業(yè)，模具工業(yè)的發(fā)展標志著一個國家工業(yè)水平及產(chǎn)品的開發(fā)能力，汽車工業(yè)中新型的開發(fā)與批量生產(chǎn)，家電工業(yè)及日用品工業(yè)的產(chǎn)品的開發(fā)等都與模具行業(yè)的發(fā)展息息相關，模具技術的應用為我國模具工業(yè)的發(fā)展起到了重要的推動作用。模具技術已成為技術發(fā)展中最具活力、創(chuàng)造效益最高的應用領域。同時，模具工業(yè)及普及、應用最成熟的行業(yè)之一[1]。近年來，模具行業(yè)結(jié)構調(diào)整步伐加快，主要表現(xiàn)為大型、精密、復雜、長壽命模具和模具標準件發(fā)展速度高于行業(yè)的總體發(fā)展速度。沖壓工藝在成型中占有重要地位,沖壓是指在常溫下靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需形狀和尺寸的工件的加工方法。按基本變形方式分為：沖裁、彎曲、拉伸和成形。目前，我國沖壓模具在數(shù)量、質(zhì)量、技術和能力等方面都有了很大的發(fā)展，但與國民經(jīng)濟需求和世界先進水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、復雜、廠壽命的高檔模具每年仍大量進口。(1)模具結(jié)構日趨大型、精密、復雜及壽命日益提高。由于成型零件日趨大型及高效率生產(chǎn)所要求的一模多腔，使模具日趨大型化；隨著零件微型化和模具結(jié)構發(fā)展的要求，今后模具加工的精度將更小，這必將促進超精密加工的發(fā)展。(2)CAD/CAE/CAM技術在模具設計制造中的廣泛應用。在模具設計與制造中，開發(fā)并應用計算機輔助設計的制造系統(tǒng)(CAD/CAE/CAM)，發(fā)展高精度、高壽命模具和簡易模具制造技術以及通用組合模具、成組模具、快速換模裝置等，以適應沖壓產(chǎn)品的更新?lián)Q代和各種生產(chǎn)批量的要求。模具制造是設計的延續(xù)，推行模具設計與制造一體化可達到優(yōu)化設計的要求。實踐證明，模具CAD/CAE/CAM技術是當代最合理的模具生產(chǎn)方式，既可用于建模、為數(shù)控加工提供NC程序，也可針對不同的模具類型，以相應的基礎理論，通過數(shù)值模擬方法達到預測產(chǎn)品成型過程的目的，改善模具結(jié)構。從CAD/CAE/CAM一體化的角度分析，其發(fā)展趨勢是集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡化，其中心思想是讓用戶在統(tǒng)一的環(huán)境中實現(xiàn)CAD/CAE/CAM協(xié)同作業(yè)，以充分發(fā)揮各單元的優(yōu)勢和功效。因此，應大力進行高端輔助設計制造軟件的推廣和應用[2]。(3)快速經(jīng)濟模具技術的推廣應用?？焖倌＞咧圃旒翱焖俪尚图夹g是在近兩來迅速發(fā)展起來的，并正向著高精度、更快捷的方向發(fā)展。與傳統(tǒng)的模具技術相比，該技術具有制模周期短、成本特點，是綜合經(jīng)濟效益較顯著的模具制造技術。近年來快速模具制造商投入了很大的物力，對各種模具的快速制造工藝進行研發(fā)，對傳統(tǒng)的快速模具制造技術進行改造，嫁接了先進的RP及NC技術，有效滿足一些高精度、高壽命模具的生產(chǎn)需求。(4)提高模具標準化水平和模具標準件的使用率。模具標準化及模具標準件的應用將極大地影響模具制造周期，還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。模具標準件應進一步增加規(guī)格、品種、發(fā)展和完善銷售網(wǎng)絡，保證供貨速度，為客戶提供交貨期短、精度高、生產(chǎn)工藝性好、使用壽命長、價格低的優(yōu)質(zhì)模具標準件。(5)開發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術。模具材料是模具工業(yè)的基礎，制造沖壓件用的傳統(tǒng)金屬材料，正逐步被高強鋼板、塑料夾層鋼板和其他復合材料或高分子材料替代。隨著材料科學的發(fā)展，加強研究各種新材料的沖壓成形性能，不斷發(fā)展和改善沖壓成形技術。當前，國外模具材料系列日趨完善與細化，國內(nèi)開發(fā)的高級優(yōu)質(zhì)模具鋼品種雖然不少，但推廣應用不足，每年所需約70萬噸模具鋼還要有相當一分進口[3]。模具表面處理技術對模具的制造精度、模具的強度、模具的壽命、模具的制造成本等有著直接的影響。稀土表面工程技術和納米技術表面工程技術的出現(xiàn)進一步推動模具制造的表面工程技術的發(fā)展。同時處理技術由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。(6)沖壓成形技術將更加科學化、數(shù)字化?？茖W化主要體現(xiàn)深入研究沖壓變形的基本規(guī)律、各種沖壓工藝的變形理念、失穩(wěn)理論與變形程度等對成形過程、產(chǎn)品質(zhì)量、成本、效益的預測和可控程序。數(shù)字化主要體現(xiàn)在應用有限元、邊界元等技術，對沖壓過程進行數(shù)字模擬分析，以預測某一工藝過程中坯料對沖壓的適應性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，從而優(yōu)化沖壓方案。(7)成形過程的數(shù)值模擬技術將在實用化方向取得很大的發(fā)展，并與制造系統(tǒng)很好地集成。人工智能技術、智能化控制將從簡單形狀零件成形發(fā)展到覆蓋件等復雜開關零件成形，從而真正進入實用階段。工藝方案的擬定設計任務沖制圖1.1所示零件，材料為08鋼，料厚1mm，中批量生產(chǎn)。圖1.1零件圖工藝性分析08是常用的沖壓材料，具有良好的的塑性，查手冊得：伸長率δ=35%，抗剪強度τ=300MPa，抗拉強бb=400MPa，屈服點бs=175MPa。適合加工沖裁。零件結(jié)構對稱，最小孔徑為3mm，最小孔邊距為3.5mm，均滿足最小值要求，故沖壓工藝性良好。零件的拉深半徑2mm，為材料2倍厚度，可以直接拉出，故該產(chǎn)品的拉深工藝良好。所有尺寸未注公差，普通沖壓即可滿足精度要求。綜上所述，該零件適合沖壓加工。工藝方案的擬定確定工藝方案根據(jù)基本工序的不同組合，生產(chǎn)該零件的方案有如下三種：（1）單工序沖壓。即落料——拉深——沖孔（2）復合沖壓。即落料拉深復合——沖孔。（3）級進沖壓。表1.1單工序模、級進模和復合模的特點比較項目單工序模級進模復合模無導向有導向沖壓精度低一般較高高零件特點尺寸、厚度不受限制中小型尺寸、厚度較厚小零件厚度（0.1-6mm）尺寸在250mm以下，可加工復雜零件形狀與尺寸受模具結(jié)構與強度限制，尺寸300mm以下，厚度可達3mm零件平面度低一般中小型件不平直，高質(zhì)量制件需校平由于壓料制件較平，制件平面度好且具有良好的剪切斷面生產(chǎn)效率低較低工序間自動送料，可以自動排除制件，生產(chǎn)效率很高沖件被頂?shù)侥＞吖ぷ鞅砻嫔希仨毷謩踊蛘邫C械排除，生產(chǎn)效率較高安全性不安全比較安全不安全，需要有安全裝置模具制造的難易程度及價格低比無導向的稍高沖裁簡單的零件時比復合模低沖裁較復雜的零件時比級進模低適用場合厚度精度要求低的小批量沖件的生產(chǎn)大批量小型沖壓件的生產(chǎn)形狀較復雜、精度要求較高的中小型制件的大批量生產(chǎn)由于是大批量生產(chǎn)，因此方案一不滿足生產(chǎn)效率的要求，方案二和方案三都具有較高的生產(chǎn)效率，雖然方案三比方案二操作方便，但方案二能得到較高的尺寸精度和較好的平面度，且由于被沖壓的板料較薄并不允許產(chǎn)生翹曲，因此采用方案二，即采用復合沖壓，見表1.1。毛坯尺寸的計算經(jīng)過上述分析，沖制該零件需要的基本工序是：落料、拉深、切邊、沖孔。根據(jù)各工序的變形性質(zhì)，應首先完成落料拉深成形，即先拉深圓筒壁件，然后將拉深件底部的孔沖出[4]。其毛坯展開尺寸的計算可以按照下述步驟進行（板料的厚度1mm，所有拉深的計算均以中線尺寸帶入公式）經(jīng)過中線校計算后，零件的尺寸如下：拉深件的直徑79-178mm拉深件的高度32-（12）=31.5mm拉深件的半徑2+0.5=2.5mm（1）確定修邊余量Δh。零件的相對高度h/d=0.4<0.5查手冊得，無需修邊余量。（2）計算展開毛坯尺寸DD===124.79mm125mm（3）確定是否需要壓邊圈（t/d）×100=1/125×100=0.8查手冊得需要壓邊圈。（4）判定能否一次拉深成形該零件的總拉伸系數(shù)=d/D=32/78=0.624>[]故可以一次拉深成形。模具結(jié)構形式的確定（1）首次落料拉深復合模。拉深時需要壓邊圈防皺。本副模具采用=1\*GB3①正裝結(jié)構；=2\*GB3②導料板導料，固定擋料銷擋料；=3\*GB3③剛性卸料板卸料；=4\*GB3④剛性推件裝置推件；=5\*GB3⑤由壓邊裝置在拉深后進行頂件；=6\*GB3⑥中間滑動導柱導套導向。（2）沖孔模。為了便于沖孔廢料的排除，采用倒裝結(jié)構。拉深的半成品口部朝下，利用其內(nèi)形扣在凹模上進行定位；采用切斷刀卸料、剛性推件裝置推件、中間滑動導柱導套導向。工藝計算排樣設計因為是圓形毛坯，選用有廢料的單排排樣，采用手工送料。查得搭邊a1=1.5mm和側(cè)搭邊a=1.5mm。于是得到條料的寬度為：125mm+1.5mm×2=128mm；進距為：125mm+1.5mm=126.5mm。查手冊裁板誤差Δ=0.5mm，得到排樣圖，如圖3.1所示。圖3.1排樣圖則在一個步距內(nèi)的材料利用率η=100%=67.97%壓力中心的計算該零件形狀對稱，壓力中心位于沖壓輪廓的中心上。 工藝力的計算落料拉深復合工藝力的計算沖壓過程需要落料力、拉深力、卸料力、壓邊力、推件力等，其中卸料力由剛性卸料裝置提供，推件力由剛性推件裝置提供，在選擇設備噸位時無需考慮，故這里只計算落料力、拉深力和壓邊力[5]。（3.1）式中K——安全系數(shù)，一般取=1.3，——剪切長度，單位mm，t——板料厚度，單位mm，Τb——板料的抗剪強度，單位MPa。將數(shù)據(jù)代入（3.1）式得落料力：=1.3×π×125×1×300N=153.15KN拉深力：=0.8×π×(78+1)×1x400N=72.42KN壓邊力：Q在生產(chǎn)中，一次拉深的壓邊力Q我們選用拉深力的1/4，取Q72.42/4=18.105KN。則總的沖裁力153.15+72.42+18.105KN=244.028KN查手冊得，初選JB23-40開式可傾斜壓力機，初選設備的參數(shù)為：1,公稱壓力：400KN；2,最大裝模高度：200mm；3,滑塊的行程100mm；4,工作臺板的厚度：80mm；5,工作臺板尺寸630x400mm；6,工作臺孔尺寸200mm；7,滑塊模柄孔尺寸：Φ50x70mm。沖孔工藝力的計算該工序需要的沖壓工藝力有沖孔力、卸料力、推件力。其中推件力由剛性推件裝置提供，卸料由廢料切斷刀完成，因此計算壓力時只需考慮沖孔力。將數(shù)據(jù)代入（3.1）式得沖孔力：1.3×(3×20×π+2×π×5+2×π×3+2×π×5+25×2)×1×300N124.87KN。查手冊得，初選JB23-25開式可傾斜壓力機，初選設備的參數(shù)為：1,公稱壓力：250KN；2,最大裝模高度：180mm；3,滑塊的行程80mm；4,工作臺板的厚度：70mm；5,工作臺板尺寸560x360mm；6,工作臺孔尺寸180mm；7,滑塊模柄孔尺寸：Φ50x70mm。表3.1沖壓工藝過程卡序號工序名稱工序內(nèi)容加工簡圖設備模具工時1落料拉深落料：Φ125mm并拉深成形拉深落料復合模三2沖孔沖2個Φ5mm的孔，2個Φ3mm的孔，3個Φ20mm的孔和異形孔沖孔復合模落料拉深模工作零件的設計及選用標準落料拉深工作零件包括落料凸模、落料凹模和凸凹模。凸模、凹模、凸凹模刃口尺寸及公差的確定。凸模、凹模、凸凹模刃口尺寸及公差，直接影響沖裁件的質(zhì)量。模具的合理間隙值也靠凸模、凹模、凸凹模刃口尺寸及公差來保證。因此，正確確定凸模、凹模、凸凹模刃口尺寸及公差時沖壓模具設計的一項重要工作[6]。模具的加工方法通常分為分別加工法（互換加工法）和配合加工法兩種，見表4.1。表4.1兩種加工模具方法的比較模具加工方法分別加工法配合加工法定義凸模和凹模分別按照各自的圖樣加工到最后尺寸先加工基準模具，非基準模具的刃口尺寸根據(jù)已加工好的基準模刃口的實際尺寸，按照最小合理間隙配作優(yōu)點凸、凹?？梢圆⑿兄圃?，縮短了制造周期；模具零件可以互換模具間的間隙由配作保證，降低了模具加工難度；只需要繪制詳細基準零件圖，繪圖工作量減少缺點需要分別繪制凸、凹模的零件圖；模具間隙靠加工精度保證；增加了模具加工難度非基準模必須在基準模制造完成后才能制造，模具制造周期長應用情況隨著模具制造技術的發(fā)展，實際生產(chǎn)中絕大多數(shù)的模具是采用分別加工法制造，配合加工法的應用已經(jīng)越來越少本副模具采用分別加工法制造模具。模具間隙，零件的的精度要求，這里選用=2\*romanii類沖裁間隙。由手冊查得C=(7.0~10.0)%t，C為沖裁合理間隙。即=0.07x1=0.07mm=0.1x1=0.1mm落料凹模、落料凸模、凸凹模的刃口尺寸Dd=（D-xΔ）0+δd（4.1）DP=(D-xΔ-2Cmin)0-δp（4.2）dp=（d+xΔ）0-δp（4.3）dd=（d+xΔ+2Cmin）0+δd（4.4）式中Dp，Dd——落料凸凹模的刃口尺寸，單位mmdp，dd——沖孔凸凹模的刃口尺寸，單位mmΔ——工件公差，單位mmX——為磨損系數(shù)，Cmin——最小合理間隙，單位mmCmax——最大合理間隙，單位mm落料凹模的設計凹模是模具最關鍵的零件之一[7]。凹模設計主要解決凹模的結(jié)構及固定方式，凹模刃口形式和凹模的外形設計。（1）凹模的結(jié)構形式及固定方式。凹模有整體式、組合式和鑲塊式三種。本模具采用整體式結(jié)構。整體式凹模是普通沖裁模最常用的結(jié)構形式，模具結(jié)構簡單，強度較好，裝配比較容易方便。（2）凹模刃口形式。采用常用的直壁刃口并帶有斜度的漏料孔結(jié)構的刃口，這種形式的刃口強度較高，漏料孔由于帶有斜度，有利于漏料。（3）凹模的外形設計。采用整體凹模，在沖裁模具中，矩形凹模最為常見，選擇矩形凹模。各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機床加工，安排凹模在模架上的位置時，需要壓力中心與模柄中心重合[1]。刃口尺寸的計算。查GB/T15055-2007可得，尺寸125mm的極限偏差為±0.35mm，將其化為：125.350-0.70mm。查手冊得：δd=+0.015mm，δp=-0.010mm查手冊得：磨損系數(shù)X=0.5，將數(shù)據(jù)代入（5.1），（5.2）式得Dd=（D-xΔ）0+δd=（125-0.5x0.25）0+0.015mm=124.875+0.0150mmDP=(D-xΔ-2Cmin)0-δp=(124.875-2x0.007)0-0.010mm=124.7350-0.010mm由于δd+δp=0.010+0.015=0.025mm校核：2（Cmax-Cmin）=2（0.010-0.007）=0.06>0.01故模具精度合適。由裝配圖可知，落料凹模的高度應包含拉深件的高度，壓邊圈的高度、拉深結(jié)束時壓邊圈與凸模固定板之間的安全距離，還應保留出一定的修模量，即可得到凹模的高度32由于凹模采用螺釘銷釘固定，因此在凹模上打螺孔銷孔時，必須保證孔與孔之間的距離、孔與凹模外圓的距離以及孔與刃口之間的距離不能小于允許最小值，模具采用M10的螺釘緊固時，凹模壁厚最小可取30mm[8]。經(jīng)過上述計算得到凹模的外形直徑為：125mm+30mm+30mm=185mm，根據(jù)計算出的凹模直徑和高度，查JB/T7643.4-2008，選取與此尺寸最接近的標注按尺寸為凹模的直徑和高度，這里選用Φ200mmX36mm標準凹模板。凹模的零件圖如圖4.1所示，材料選用9Mn2V。圖中未注表面粗糙度Ra6.3μm，熱處理58～62HRC。圖4.1落料凹模零件圖拉深凸模的刃口尺寸的設計由于產(chǎn)品的拉深部分對外形尺寸有要求，故拉深凸凹模的凹模刃口為基準進行設計，為保證拉深部分的質(zhì)量，這里拉深凸、凹模單邊間隙取t，即為1mm。凹模的刃口尺寸：Dd=（Dmax-0.75Δ）0+δd=（79-0.75x0.19）0+0.050mm=78.8650+0.050mm凸模的刃口尺寸：DP=(Dmax-0.75Δ-2C)0-δp=（79-0.75x0.19-2x1）-0.0300mm=76.857-0.0300mm凸模通孔尺寸的確定由手冊查得通孔的尺寸為，6.5mm拉深凸模的形狀及尺寸如圖4.2所示，材料選用Cr12,未注表面粗糙度Ra6.3μm，熱處理58～62HRC。圖4.2拉深凸模零件圖凸凹模零件的設計凸凹模長度。由裝配圖看出，凸凹模的長度，包括固定板的厚度、卸料版的厚度、拉伸件的高度、附加長度（修模量及安全距離），由此得出25+14+32+5=76mm，取L=80mm。前面已經(jīng)計算了刃口尺寸，凹凸模零件如圖4.3所示。材料選用Cr12，熱處理58～62HRC。圖4.3凸凹模其他零件設計與標準選用凹模設計完成后，即可選擇模架、固定板、墊板等零件。分別查各標準得到：模架滑動導向模架中間導柱圓形200X200~245GB/T2851-2008凸凹模固定板固定板有凸模固定板，凹模固定板兩種，作用是安裝并固定小型的凸?；虬寄?，并作為一個整體最終安裝在上模座或下模座上。固定板是標準件，外形及尺寸依據(jù)凹模的外形及尺寸。本副模具采用圓形固定板。圓形固定板Φ170X25mmJB/T7643.5-2008。材料選用45鋼，熱處理硬度為43～48HRC。具體尺寸如圖4.4所示。圖4.4凸凹模固定板拉深凸模固定板圓形固定板拉深凸模固定板的凸模安裝孔與凸模采用過渡配合H7/m5配合，壓裝后將凸模端面與固定板一起磨平。圓形固定板Φ170X32mmJB/T7643.5-2008。材料選用45鋼，熱處理硬度28~32HRC。具體尺寸如圖4.5所示。圖4.5拉深凸模固定板零件圖凸凹模墊板、拉深凸模墊板墊板設在凸、凹模與模座之間，承受和分散沖壓負荷，防止上、下模座被壓出坑[9]。圓形墊板Φ170X10mmJB/T7643.5-2008。材料選用45鋼，熱處理硬度為48～52HRC。凸凹模墊板和拉深凸模墊板具體尺寸如圖4.6和4.7所示。圖4.6凸凹模墊板圖4.7拉深凸模墊板導柱與導套1.導柱滑動導向?qū)е鵄32X210GB/T2861.1-2008?；瑒訉?qū)е鵄35X210GB/T2861.1-2008。2.導套滑動導向?qū)譇32X115X48GB/T2861.1-2008。滑動導向?qū)譇35X115X48GB/T2861.1-2008。模座1.上模座200X50GB/T2855.1-2008。2.下模座200X60GB/T2855.2-2008。模架尺寸見表4.2。表4.2模架尺寸上模座下模座導柱導套GB/T2855.1-2008GB/T2855.2-2008GB/T2861.1-2008GB/T2861.1-2008200X50200X6032X21032X115X4835X21035X115X48導料板與卸料板本副模具中采用的卸料版與導料板一體式，卸料版的有關尺寸為：外形的平面尺寸與凹模一致，厚度取14mm，即卸料版的尺寸為Φ200mmX14mm。查手冊得，兼做導料裝置用的卸料版與凸凹模保持H7/h6的配合，且保證導料板與凸凹模外形之間的間隙小于凸模、凹模之間的沖裁間隙。查[2]表3-39得，卸料板的厚度為10mm，考慮到卸料版兼做導料板，取板厚14mm。材料選用45鋼，熱處理硬度45~48HRC,未注表面粗糙度Ra6.3μm。卸料版的具體外形尺寸如圖4.8所示。圖4.8壓邊圈推件塊推薦塊的設計，需要考慮兩方面的因素[10]：（1）為了保持運動的平穩(wěn)性，推件塊與凸凹模的內(nèi)刃口采用H8/f8的間隙配合。（2）為保證順利推件，模具開啟時推薦塊的下端面低于凸模下端面0.4mm。據(jù)此設計的推件塊如圖4.9所示，材料選用T10A，熱處理硬度為45～48HRC。圖4.9推件塊模柄的選用模柄的作用是把模具的上模固定在壓力機的滑塊上，通常應用于中小型模具。模柄是標準件，模柄的選用依據(jù)壓力機模柄孔的直徑，必須使壓力機模柄孔的直徑等于模柄的直徑[11]。根據(jù)初選設備JB23-40模柄孔的尺寸，查JB/T7646.1-2008得：壓入式模柄A40x100。與模座孔采用H7/m6過渡配合并加止轉(zhuǎn)銷釘以防轉(zhuǎn)動。沖模擋料銷的確定擋料銷主要用于定位，保證條料有準確的送料距，擋料銷分別用于不同的場合，分為固定擋料銷，活動擋料銷等。由于固定擋料銷的固定部分和工作部分的直徑相差較大，不致削弱凹模的強度。這種擋料銷制造簡單，一般用在帶固定卸料版的模具中。因此在本套模具中采用固定擋料銷。查手冊得：采用固定擋料銷10x13JB/T7646.10-2008，擋料銷的頭部高度2.5mm，材料45鋼，熱處理硬度43~48HRC。螺釘與銷釘?shù)倪x用沖壓模具中常采用內(nèi)六角圓柱頭螺釘固定模具零件，利用圓柱銷釘對模具零件進行定位。螺釘與銷釘都是標準件，設計時按標準選用。通常一副模具中螺釘、銷釘?shù)闹睆较嗤?，?guī)格大小可依照凹模厚度確定。查手冊，選用M10的內(nèi)六角圓柱頭螺釘查手冊，選用Φ10mm的圓柱形銷釘，銷釘在上表面采用全長配合，在板的下表面中的長度l=(1.5~2)d故銷釘?shù)拈L度=150mm，75mm打桿、頂桿的設計打桿的長度：（4.5）式中——頂出狀態(tài)，打桿在上模座平面以下的長度，單位mm；——壓力機的結(jié)構尺寸，單位mm；——考慮各種誤差而加的常數(shù)，一般取C=10~15mm。代入（4.5）數(shù)據(jù)得，H=83+50+15=138mm頂桿的長度：（4.6）式中——氣墊在壓力機上止點時，頂桿在沖模內(nèi)的長度，單位mm；——壓力機工作臺的厚度，單位mm；——氣墊上平面與工作臺下平面之間的間隙；單位mm。為了安全使用，氣墊處于下止點位置時，要求頂桿不能脫離工作臺。頂桿的長度應滿足（4.7）式中——氣墊的行程長度，單位mm。頂桿選擇直徑12mm的標準頂桿，頂桿的長度根據(jù)安裝時氣墊和工作臺的距離以及工作臺的厚度具體確定。滿足上式要求即可。頂件器的設計在模具中，頂件器不僅在沖壓過程結(jié)束后頂出工件，同時配合壓邊圈一起作用壓緊坯料，還可以防止毛坯在彎曲過程中的移動及拉深過程中的起皺[12]。頂件器有橡皮、彈簧和壓縮空氣等三種。它們的壓力特性各不相同。橡皮頂件器隨著壓縮行程的增加，其壓力呈曲線增加，并且增加的很快；彈簧頂件器的隨著壓縮行程的增加，壓力呈線性關系增大；而壓縮空氣的頂件器在整個行程過程中，壓力基本不變。在本套模具中考慮到拉深時壓邊力，采用壓縮空氣頂件器，即氣墊。沖孔模具工作零件的設計及選用標準工作零件刃口尺寸的計算沖孔模具工作零件包括凸模、凹模。由于零件外形規(guī)則，采用分別加工法，凸、凹模并行制造，縮短模具制造周期。1.沖孔Φ20的孔。查手冊得，δd=+0.010mm，δp=0.007mm查手冊得，磨損系數(shù)X=0.75，將數(shù)據(jù)代入（4.3），（4.4）式得dp=（d+xΔ）0-δp=（20+0.75x0.13）0-0.007mm=20.09750-0.007mmdd=（d+xΔ+2Cmin）0+δd=(20.0975+2x0.003)0+0.010mm=20.15750+0.010mm由于δd+δp=0.010+0.007=0.017mm2（Cmax-Cmin）=2（0.07-0.03）=0.08>0.017故模具精度合適。2.沖孔Φ50-0.075孔查手冊得，δd=+0.008mm，δp=-0.006mm查手冊得，磨損系數(shù)X=0.75，將數(shù)據(jù)代入（4.3），（4.4）式得dp=（d+xΔ）0-δp=（5+0.75x0.075）0-0.006mm=5.05630-0.006mmdd=（d+xΔ+2Cmin）0+δd=（5.0563+2x0.03）0+0.008mm=5.11630+0.008mm由于δd+δp=0.006+0.008=0.014mm校核：2（Cmax-Cmin）=2（0.07-0.03）=0.08>0.014故模具精度合適。3.沖Φ30-0.060孔查手冊得，δd=+0.008mm，δp=-0.006mm查手冊得，磨損系數(shù)X=0.75，將數(shù)據(jù)代入（4.3），（4.4）式得dp=（d+xΔ）0-δp=（3+0.75x0.060）0-0.006mm=3.0450-0.006mmdd=（d+xΔ+2Cmin）0+δd=（3.045+2x0.03）0+0.006mm=3.1050+0.008mm由于δd+δp=0.006+0.008=0.014mm校核：2（Cmax-Cmin）=2（0.07-0.03）=0.08>0.014故模具精度合適。4.沖異型孔Φ100-0.090的圓弧查手冊得，δd=+0.008mm，δp=-0.006mm查手冊得，磨損系數(shù)X=1，將數(shù)據(jù)代入（4.3），（4.4）式得dp=（d+xΔ）0-δp=（10+1x0.09）0-0.006mm=10.090-0.006mmdd=（d+xΔ+2Cmin）0+δd=(10.09+2x0.03)0+0.008mm=10.1500+0.008mm由于δd+δp=0.006+0.008=0.014mm校核：2（Cmax-Cmin）=2（0.07-0.03）=0.08>0.014故模具精度合適。工作零件刃口尺寸的計算見表5.1。表5.1工作零件刃口尺寸的計算單位（mm）零件尺寸磨損系數(shù)模具制造公差刃口尺寸凹模凸模Φ200-0.130.75δd=+0.010δp=0.007dd=（d+xΔ+2Cmin）0+δd=(20.0975+2x0.003)0+0.01=20.15750+0.010dp=（d+xΔ）0-δp=（20+0.75x0.13）0-0.007=20.09750-0.007Φ50-0.0750.75δd=+0.008δp=-0.006dd=（d+xΔ+2Cmin）0+δd=（5.0563+2x0.030+0.008=5.11630+0.008dp=（d+xΔ）0-δp=（5+0.75x0.0750-0.006）=5.05630-0.006Φ30-0.0600.75δd=+0.008δp=-0.006dd=（d+xΔ+2Cmin）0+δd=（3.045+2x0.03）0+0.006=3.1050+0.008dp=（d+xΔ）0-δp=（3+0.75x0.060）0-0.006=3.0450-0.006Φ100-0.091δd=+0.008δp=-0.006dd=（d+xΔ+2Cmin）0+d=(10.09+2x0.03)0+0.008=10.1500+0.008dp=（d+xΔ）0-δp=（10+1x0.09）0-0.006=10.090-0.006異形孔凸模零件的設計沖孔凸模的刃口尺寸已經(jīng)計算，現(xiàn)在計算凸模的外形尺寸。由于異形凸模加工較為困難，采用直通式凸模，裝入凸模固定板后，采用用M12x10的沉頭螺釘將凸模與凸模固定板的墊板連接，裝配后與凸模固定板的墊板一起磨平。凸模的長度：（5-1）式中——凸模長度，單位mm——落料凹模的厚度，單位mm——凸模固定板厚度，單位mmT——板料厚度，單位mm——增加的安全長度，單位mm，一般取經(jīng)驗值10~20mm代入式中得，L=20+15+0.5+14=49.5mm，取標準值50mm。零件簡圖如圖5.1所示圖5.1沖孔異形凸模沖孔凹模零件的設計落料凹模采用整體式結(jié)構，外形為圓形。由零件圖得，最小的孔邊距為3.5mm。查表手冊得，板料厚度為1mm的板材，凸凹模最小間隙為0.5mm，滿足要求。首先凹模外形尺寸以拉深件的內(nèi)壁尺寸為參考尺寸，與拉深件保持間隙配合，落料凹模底部設計為凸緣，便于固定安裝。再查閱標準得到凹模外形的標準尺寸。材料選用Cr12MoV，熱處理硬度60~64HRC。模具總裝圖圖6.1裝配圖通過以上的設計，可得到模具總裝圖，如圖6.1。模具的上模部分由上模座、上模墊板、凸凹模、凸模固定板等組成。卸料方式是采用的固定卸料板卸料。上模座、上模墊板、凸凹模固定板、及卸料板用4個M10螺釘和4個φ8圓柱銷固定。螺釘選取：M10×60mm的標準件。采用45鋼，熱處理淬火硬度24~28HRC。圓柱銷選取：φ6×70mm的標準件。采用45鋼，熱處理淬火硬度40~45HRC。下模部分由下模座、落料凹模、拉深凸模固定板、墊板、卸料板等組成。下模座、凹模、卸料板用4個M10的螺釘和2個φ8的圓柱銷固定。螺釘選取：M10×70mm的標準件。采用45鋼，熱處理淬火硬度24~28HRC。圓柱銷選?。害?×70mm的標準件。采用45鋼，熱處理淬火硬度40~45HRC。沖孔廢料由漏料孔漏出。表6.1為沖壓模具裝配工序卡片。表6.1沖壓模具裝配工序卡片工號工序工藝說明1凸、凹模凸凹模預配1、裝配前仔細檢查各凸模、凹模、凸凹模的形狀及尺寸，是否符合圖紙要求和尺寸精度，形狀；2、將凸模分別于相應的凹模孔配合，檢查間隙是否加工均勻，不合適者應重新修磨或更換。2凸模裝配以凹?？锥ㄎ唬瑢⒏魍鼓７謩e壓入凸模固定板的孔中，并擠緊牢固。3裝配下模1、在下模座1上畫中心線，按中心線裝配下墊板凸凹模和卸料板；2、在下模座、卸料板上，用機加工好的凹模分別確定其螺孔位置，并分別鉆孔，攻絲；3、將下模、卸料板、下墊板、凸凹模裝在一起，打入銷釘，用螺釘釘緊。4裝配上模1、在已裝好的下模上放等高墊鐵，并在凹模中放入0.12的紙片，裝上落料凹模，空心墊板，然后將凸模與固定板組合并轉(zhuǎn)入凹模中；2、預裝上模，畫出與凸模固定板相應的螺孔、銷孔位置并鉆絞螺孔銷孔；3、用螺釘將固定板組合、墊板、上模座連接在一起，但不要擰緊；4、復查凸、凹模間隙并調(diào)整合適，緊固螺釘；5、切紙檢查，合適打入銷釘，寧靜螺釘。5試沖與調(diào)整裝機試沖并根據(jù)試沖結(jié)果作相應調(diào)整。設備的選擇與校核設備的選擇由前述計算出來的落料力、拉深力和壓邊力等工藝力，確定模具的結(jié)構形式后，可以得到總的沖壓力153.15+72.42+18.105KN=244.028KN選擇JB23-40壓力機，主要參數(shù)如下：公稱力400KN

公稱力行程2.5mm

滑塊行程100mm

滑塊行程次數(shù)80次/min

最大裝模高度200mm

裝模高度調(diào)節(jié)量80mm

滑塊中心到機身距離220mm

工作臺尺寸（前后X左右）630x420mm

工作臺板孔尺寸Φ200mm

工作臺板厚度80mm

滑塊底面尺寸（前后X左右）170X220mm

模柄孔尺寸（直徑X深度）Φ50X70mm

立柱間距300mm

電動機型號Y100L-4

功率3Kw

機身最大傾斜角度25°

整機重量2100Kg設備校核主要驗收工作尺面和閉合高度。由滑動導向下模座中間導柱32X115X48GB/T2855.2-2008查:[2]表7-25得下模座平面的最大外形尺寸為；280X430，長度方向單邊小于壓力機工作臺面尺寸，下模座平面尺寸單邊大于壓力機工作臺面尺寸，因此滿足模具安裝要求。模具的閉合高度：150，小于壓力機的最大閉合高度200，因此所選設備合適。結(jié)論為期1個多月的畢業(yè)設計馬上就要結(jié)束了，這段時間忙碌而充實，讓我覺得是大學里最有意義的一段時光。它不僅是對四年知識的總結(jié)學習歸納，也是為即將走向工作崗位的我提供一次良好的鍛煉機會，讓我學會如何獨立分析、設計并完成任務，讓我所學知識有了更進一步的深入了解。本次設計的內(nèi)容主要包括：沖壓工藝分析，沖壓方案選擇，模具類型選擇，沖壓設備的選擇，模具零件的相關設計計算及強度校核計算，模具標準的選擇，非標模具零件的生產(chǎn)加工工藝及工藝卡片，模具裝配工藝及裝配工藝卡片。在設計中充分利用了AutoCAD2010繪制了模具所有裝配圖和零件圖，本模具的性能可靠，操作簡單方便，提高了沖壓產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的效率，降低了勞動強度和生產(chǎn)成本。在本次設計時，翻閱了許多的專業(yè)書籍，對專業(yè)知識有