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前言
本課題主要是針對插片來進行精心設計的沖裁模，由于沖裁工藝具有生產(chǎn)效率高，自動化程度強，生產(chǎn)成本低，適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點被廣泛的運用的汽車，航天，生活電器，以及軍事國防之中。所以模具被稱為“工業(yè)之母”，用以衡量一個國家的工業(yè)水平在全球的地位。因此，沖壓技術(shù)水平的高低對發(fā)展生產(chǎn)、增強產(chǎn)品效率、更新產(chǎn)品技術(shù)等方面具有重要的導向作用。與此同時，沖裁技術(shù)受到所需啟動資金低，模具制造成本高，不適應中小生產(chǎn)規(guī)模。但是總的說來，隨著我國經(jīng)濟實力的進一步加強，模具行業(yè)，包括沖模一定會得到更普及地應用，是國家興旺的關(guān)鍵。
摘要
此套模具是一套插片的級進模。該插片的材料為Q235，通過對插片的排樣圖的分析和
比較，最終設計出一套該插片的級進模。本次的課題從產(chǎn)品的工藝性，具體的設計參數(shù)出發(fā)，對模具的各個系統(tǒng)進行詳細的設計，同時對該產(chǎn)品的制作工序進行了較為詳細的分析。通過該課題的設計可以實現(xiàn)該產(chǎn)品的自動化生產(chǎn)。
關(guān)鍵詞：插片，級進模，Q235
目錄
前言 III
摘要 IV
1.沖壓件工藝分析 1
2.成型工藝分析 2
2.1排樣方案的選擇 2
3.工藝尺寸的計算 3
3.1插片工序的確定 3
3.2胚料尺寸及導料板間距 4
3.3利用率 4
3.4沖裁工藝方案確定 5
4.模具結(jié)構(gòu)設計 6
4.1模具導向 6
4.2側(cè)刃定位 6
4.3卸料方式 6
4.4工作零件 6
4.5壓料方式 6
5.模具尺寸計算 8
5.1模板外形尺寸 8
5.2模具高度尺寸 8
5.3刃口尺寸計算 8
6.沖壓設備的選擇 10
6.1沖裁功率 10
6.2沖壓設備的選擇 10
7.模具圖紙繪制 12
7.1裝配圖繪制 12
7.2零件圖繪制 12
致 謝 14
附錄 15
參考文獻 16
III
1.沖壓件工藝分析
如圖所示：插片
材料：Q235
條料厚度：1.2mm
未標注公差精度等級IT14
表面光潔無毛刺，劃痕
大批量生產(chǎn)，設計沖裁級進模
t=1.2mm
圖1-1沖壓件平面圖
圖1-2 產(chǎn)品三維圖
2.成型工藝分析
2.1排樣方案的選擇
圖2-1 排樣圖1
優(yōu)點：排樣簡單，進料方便，直接落料，得到產(chǎn)品
缺點：利用率低，生產(chǎn)量少，對于凸凹模設計比較復雜
圖2-2 排樣圖2
優(yōu)點：利用率，自動化程度，生產(chǎn)量高
缺點：工位的排序稍微復雜，每個工序需要定位
3.工藝尺寸的計算
3.1插片工序的確定
圖3-1 排樣圖
工位1：沖切側(cè)刃；
工位2：沖切長圓孔；
工位3：沖切長圓孔和外形廢料；
工位4：沖切外形廢料；
工位5：落料（第一個工件為落料，同時第二個工件利用第一個工件的落料
凸模刃口切下從模具的右側(cè)滑出）
3.2胚料尺寸及導料板間距
表3-1 最小搭邊值
由于不采用測壓裝置，適當增加條料的側(cè)邊搭邊值，由《冷沖模設計與制造》一書中所查表2-19最小搭邊值可得，沖裁件工件間搭邊值a1=1.0mm，側(cè)邊搭邊值a=1.2×1.2=1.44mm。所以條料的寬度=1.44×2+18=20.88mm，則導料板之間的距離21.5cm。
3.3利用率
計算零件的面積為：
A=14×17-50.23=187.77cm2
材料總利用率&=產(chǎn)品面積÷（步距×料寬）×100％ & =187.77×283×100％=76.2％
3.4沖裁工藝方案確定
零件為四周對稱結(jié)構(gòu)，尺寸較小，采用條料毛胚直對產(chǎn)品的排樣具有可行性，再根據(jù)工序的組合，技術(shù)支持上總共有3種可行的工藝方法：
方案一：單工序模生產(chǎn)。先落料，后沖孔。模具結(jié)構(gòu)雖然簡單，但是需要兩副模具或者更多，兩道之上的工序，生產(chǎn)率低，且14個R1半圓U槽尺寸難以滿足該產(chǎn)品大批量生產(chǎn)的要求。
方案二：復合模生產(chǎn)。落料沖孔復合沖壓。只要一副模具，產(chǎn)品的形位精度和尺寸精度容易保證且生產(chǎn)率也高。R1半徑U型槽內(nèi)部精度難以保證，但是模具本身制造成本較高，同時，模具工作時上面的廢料和產(chǎn)品的清理也麻煩復雜，模具制造本身復雜工序多。
方案三：級進模生產(chǎn)。沖孔落料級進沖壓。生產(chǎn)效率高，模具結(jié)構(gòu)也不復雜。R1尺寸可以得到有效保證，因為壁厚小于0.5mm，可采用順裝式，提高模具的壽命和保證產(chǎn)品的平整和表面要求質(zhì)量。
方案總結(jié)：由于零件的半圓U形孔比較接近邊緣，復合工作時受到壁厚的限制，模具結(jié)構(gòu) 和強度可能難以保證要求，綜上，根據(jù)產(chǎn)品本身的性質(zhì)故采用級進模加工。故采用方案三為佳。
4.模具結(jié)構(gòu)設計
為保證產(chǎn)品的質(zhì)量總體要求和較高的生產(chǎn)率的原則下，應該盡量簡化模具的結(jié)構(gòu)框架，減少模具的制造流程步驟和降低實際加工成本，初步設定插片級進模的總體大概結(jié)構(gòu)如下說明：
4.1模具導向
采用導柱導套導向，對稱分布，防止凸凹模錯位磨損以及精準定位。
4.2側(cè)刃定位
粗定位用導料板定位用以控制條料左右間隙保證條料的順利進給，精定位采用側(cè)刃定位，考慮到后期的拆裝方便，簡化模具的結(jié)構(gòu)，模具設計時不設始用擋料銷，第一次沖裁以側(cè)刃定位，使沖裁工位切掉少許的多余材料，為下次自動送進提供了擋料面。
4.3卸料方式
彈性卸料，條料會因為摩擦作用包在凸模上，利用彈簧的彈力作用于卸料板將條料從凸模上推出，從而起到彈性卸料的作用。
4.4工作零件
沖孔凸模為臺階式，落料凹模采用直通式，便于線切割加工，且結(jié)構(gòu)強度高，修磨后刃口尺寸不變。根據(jù)凹模刃口左右最大間隙以及條料寬度，導料板和側(cè)刃以及銷釘?shù)牟贾玫纫蛩?，初步擬定凹模板的外形尺寸為192mm×90mm×15mm。凸模選用材料T10A來制造，凹模則選用材料Cr12MoV來加工制造。
4.5壓料方式
導料板在此套沖壓模中在充當導料的同時，又充當壓料的作用。
圖4-1凸模布局
圖4-2模具草圖
圖4-3俯視圖
5. 模具尺寸計算
5.1模板外形尺寸
考慮到各個模板的尺寸會受到銷釘，螺釘?shù)牟季侄鴷艿接绊?。矩形板式凹模尺寸包括凹模的長度L，寬度B和厚度H。且凹模板厚度有經(jīng)驗公式確定，但不得小于15mm。
H=KS（≧15mm）
其中H-----凹模板厚度
S------凹模寬度方向刃口最大距離
K------考慮板料的影響系數(shù)。
在《冷沖模的設計與制造》查表2-27可得系數(shù)K值取0.22.初步擬定凹模的外形尺寸為190mm×90mm ×15mm，導料板的外形尺寸210mm×13mm×5m，凸模固定板外形尺寸192mmx90mmx18mm，上下模板外形尺寸250mmx90mmx20mm。
5.2模具高度尺寸
模具的高度尺寸取決于閉合高度和最大開模高度。
Hmin+10 ≤H≤ Hmax-5
當模具沖裁工作時，凸模進入條料進入凹模，將廢料沖裁落下，但為了保證產(chǎn)品的絕對完成，一般凸模穿透條料進入凹模，還會繼續(xù)進入5-10mm的深度以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。此時，在CAD中測量，模具閉合高度為112mm.相同原理。模具最大開模距離為142mm.
5.3刃口尺寸計算
根據(jù)零件尺寸的“入體原則”，如圖5-3
圖5-3零件圖具體尺寸
由《冷沖模的設計與制造》查表3-3-1，得到初始沖裁間隙：Zmin=0.135mm，Zmax=0.185mm，Zmax-Zmin=0.05mm。間隙均勻度允許取Zmin的20%，為0.027mm。對于IT14級公差，統(tǒng)一取刃口磨損系數(shù)X=0.5。刃口制造公差的確定，考慮線切割加工凹模和落料凸模，根據(jù)表2-8，可取凸凹模刃口的孔類和軸類尺寸公差為：&r=0.02mm，&a=0.03mm，孔距尺寸公差為&c=0.02mm，查表2-7的沖孔凸模刃口公差也為0.02mm。滿足要求凸凹模分別制造。列表計算。見下表：
沖件尺寸
沖件公差
刃口磨損尺寸變化
刃口公差
公式
沖孔尺寸
R1+0.02 -0.03
0.05
凸模變小
&=0.02
Dt=(dmin+x△)0 -&t
落料尺寸
14+0.04 -0.02
0.06
凹模變大
Ra=(Rmax-x△)+1/2&A 0
中心距
13+0.05 -0.03
0.08
不變
&=0.02
Ca=Cr=C+1/2&c
不變
6.沖壓設備的選擇
6.1沖裁功率
通常，沖裁力是指沖裁過程中的沖裁力的最大值。其中影沖裁力的因素有很多。但主要還是圍繞材料本身的力學性能，條料的厚度，沖裁輪廓線長度，模具間隙大小有關(guān)。
F=KLτb
F------沖裁力（mm）
L------沖裁件周邊長度（mm）
T------材料厚度(mm)
Τb-----材料抗拉強度（mpa）
K------修正系數(shù)
產(chǎn)品的L為2620mm，T為1.2mm，查《簡明機械手冊》得知Q235D的Τb為235mpa.
F=2620x1.2x235=738840N=74KN
6.2沖壓設備的選擇
表6-2壓力機主要技術(shù)規(guī)格
根據(jù)所需的沖裁力F=74KN，最大閉合高度112mm，可選取壓力機J23-10。其主要參數(shù)為：公稱壓力：100KN，裝模高度：112mm-142mm,墊板孔徑：直徑160mmm，臺面尺寸：370mmx240mm，模柄安裝孔：直徑30mmx55mm。
7.模具圖紙繪制
7.1裝配圖繪制
此套模具的上模部分由上模板，凸模，凸模固定板，卸料板，導柱組成。卸料方式采用彈性性卸料，以彈簧為彈性元件。下模部分由下模板，卸料板，凹模組成。側(cè)刃用以控制步距，以達到定位的效果。
沖壓機沖壓五次可以得到一個產(chǎn)品。
圖7-1 裝配圖
7.2零件圖繪制
本套模具的凸模選用材料T10A來制造，凹模則選用材料Cr12MoV來加工制造。T10A屬于低淬透性冷作模具鋼，也是應用廣泛的冷作模具鋼。該鋼具有高硬度、耐磨性、熱加工性。熱處理可采用淬火+高溫回火。（詳細圖紙見附錄） 總結(jié)
時光如白駒過隙，大學三年時光就這么偷偷的從指縫中溜走。轉(zhuǎn)眼間三年就這么過去了，還記得三年前那個穿迷彩服在操場軍訓的自己，如今卻要在不久就要離開學校走向社會了?；叵朐趯W校為期三年的學習歷程，有過歡笑，有過淚，這所有的美好回憶將是我大學三年最大的收獲。對于專業(yè)課，三年下來，對沖壓模具和注射模都有一定的了解，明白了模具大概的工作原理以及模具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在模具設計方面，明白了沖壓模的排樣圖的規(guī)劃布置，工序數(shù)量的選擇，模具類型的抉擇，凸凹模刃口計算以及沖裁噸位的選擇，在注塑模方面，明白了兩板模和三板模之間的區(qū)別，能自己簡單的設計出一套注塑模。從教主系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，推出系統(tǒng)以及導向系統(tǒng)都有一定的認識。很感謝這三年在健雄學到的知道，我想以后在未來的路上，這些東西對我人生將是一比無比的財富。
致謝
在這次沖壓模的畢業(yè)設計中，老師在對于題材的選擇，指導，構(gòu)思，以及后期材料的收集都給予了我很大的幫助，謝謝老師三年來的的諄諄教誨，讓我在無論是在生活上還是在學習上都有了很大的自身能力提升。也感謝同學們?nèi)陙淼南嗷フ諔?，大家彼此的友情將會銘記于心，不論多少年，都要將這份情誼保留。在專業(yè)課這一方面，是老師的幫助讓我從一無所知到現(xiàn)在對沖壓模有自己的見解和認識。生活上，讓我明白了一個人要學會自立自強，凡事要靠自己才是硬道理。最后我想對那些百忙之中抽時間來對本文進行論文答辯的老師們表示最真摯的感謝。
附錄
參考文獻
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【2】烏爾里希.菲舍爾，簡明機械手冊.湖南：科學技術(shù)出版社，2009
【3】姜奎華，沖壓工藝與模具設計，北京：機械工業(yè)出版社，2011
【4】浦學西，模具結(jié)構(gòu)圖解，北京：中國勞動社會保障出版社，2009
【5】李慧敏，冷沖壓模具設計，上海：化學工業(yè)出版社，2010
【6】李文超，UG冷沖模的設計制造，上海：化學工業(yè)出版社。2008
【7】王孝培，實用沖壓技術(shù)手冊，北京，機械工業(yè)出版社，2010
【8】秦松祥，沖壓件生產(chǎn)指南，北京，機械工業(yè)出版社，2009
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