止動件的復(fù)合沖裁模具設(shè)計(jì)

止動件的復(fù)合沖裁模具設(shè)計(jì)目錄摘 要 3.第一章 緒論 4.1.1 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)趨勢 4.1.2 沖壓工藝介紹 5.1.3 沖壓工藝的種類 6.1.4 沖壓行業(yè)阻力和障礙與突破 6.第二章 零件的工藝性分析 9.2.1 零件的工藝性分析 9.2.2 沖壓方案及模具結(jié)構(gòu)類型的確定 9.第三章 沖壓模具工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算 1.13.1 排樣設(shè)計(jì)和條料寬度 1.1.3.1.1 排樣和搭邊 1.1.3.1.2 材料的利用率 1.1.3.2 沖裁工藝力的計(jì)算 1.2.3.2.1 沖裁工藝力 1.2.3.2.2 卸料力 1.3.3.2.3 推件力 1.3.3.2.4 模具總沖壓力 1.3.3.3 壓力中心的計(jì)算 1.3.3.4 零件刃口尺寸計(jì)算 1.4.第四章 模具主要零部件的設(shè)計(jì) 1.64.1 工作零件的設(shè)計(jì) 1.6.4.1.1 落料凹模板尺寸 1.6.4.1.2 凸凹模尺寸 1.6.4.1.3 沖孔凸模尺寸 1.6.4.2 其它零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.7.4.2.1 凸模的外形尺寸 1.7.4.2.2 卸料板結(jié)構(gòu)形式 1.7.4.2.3 卸料螺釘 1.8.424卸料螺釘尺寸關(guān)系 18第五章模具的總體設(shè)計(jì)195.1沖裁模具的結(jié)構(gòu)195.1.1 模具類型的選擇 195.1.2 定位方式的選擇 195.1.3 卸料、出件方式的選擇 195.1.4 導(dǎo)向零件的選擇 195.1.5 導(dǎo)向方式的選擇 195.2沖床選用205.2.1沖壓設(shè)備的選擇依據(jù) 205.2.2 壓力機(jī)的選擇20第六章 模具零件圖紙及裝配圖 21總結(jié).3.5.參考文獻(xiàn)3621摘要本次設(shè)計(jì)了一套沖孔、落料的模具。首先要對止動件進(jìn)行工藝分析，經(jīng)過工藝分析 和對比確定模具架和壓力機(jī)，確定壓力機(jī)的型號，在分析對沖壓件加工的模具適用類型 選擇所需設(shè)計(jì)的模具。得出將設(shè)計(jì)的模具類型后將模具的各工作零部件設(shè)計(jì)過程表達(dá)出 來。說明書中第一部分，主要敘述了沖壓模具的發(fā)展?fàn)顩r，說明了沖壓模具的重要性與 本次設(shè)計(jì)的意義，對沖壓件的工藝分析，工藝方案的確定。通過對零件排樣圖的設(shè)計(jì)， 完成了材料利用率的計(jì)算，在進(jìn)行沖裁工藝力的計(jì)算和沖裁模工作部分的設(shè)計(jì)計(jì)算，最 后主要零部件的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)件的選擇為本次設(shè)計(jì)模具的繪制和模具的成型提供依據(jù)，以及為裝配圖個尺寸提供依據(jù)。通過前面的設(shè)計(jì)方案畫出模具各零件圖和裝配圖?！娟P(guān)鍵詞】 沖壓 凹凸模 落料沖孔 模具結(jié)構(gòu)第一章緒論1.1模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)趨勢在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具是重要的工藝裝備之一，它以其特定的形狀通過一定的方 式使原材料成型，模具成型由于具有優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)省料和低成本等特點(diǎn)現(xiàn)已在國民經(jīng)濟(jì)各個 部門得到了廣泛的應(yīng)用。模具產(chǎn)業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分，目前我國模具企業(yè)就達(dá)到幾萬多家，電 子產(chǎn)品、航天航空領(lǐng)域都離不開精密模具。許多高精度模具本身就是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一 部分。模具cad/cam/cAE術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步， 普及cad/cam/cAE術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大cad/caME術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù) 的力度；進(jìn)一步擴(kuò)大caEE術(shù)的應(yīng)用范圍。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使 cad/cam/caE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(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使 虛擬制造成為可能。(1) 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(diǎn)。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。(2) 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)高速掃描機(jī)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?諸多功能，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(shí)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。(3) 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(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到發(fā)展。(4) 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(jì)目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到 30流右，國外發(fā)達(dá)國家一般為 80流右。(5) 優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)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(jìn)的氣相沉積 (TiN、TiC等)、等 離子噴涂等技術(shù)。(6) 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。(7) 模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展這是我國長遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺機(jī)床合理組合；配有隨行定 位夾具或定位盤；有完整的機(jī)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)。1.2沖壓工藝介紹沖壓工藝設(shè)計(jì)是沖壓與模具的核心技術(shù)，是衡量沖壓技術(shù)的標(biāo)志，是沖壓成功的關(guān) 鍵。沖壓工藝根據(jù)通用的分類方法，可將沖壓的基本工序分為材料的分離和成形兩大類 每一類中又包括許多不同的工序。沖壓是靠壓力機(jī)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 或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件(沖壓件)的成形加工方法。沖壓和鍛造同屬塑 性加工(或稱壓力加工)，合稱鍛壓。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。全世界的鋼材中，有6070%是板材，其中大部分是經(jīng)過沖壓制成成品。汽車的車 身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包、容器的殼體、電機(jī)、電器的鐵芯硅鋼片等都 是沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機(jī)械、生活器皿等產(chǎn)品中，也有大 量沖壓件。沖壓件與鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強(qiáng)的特點(diǎn)。沖壓可制出其他方法難于 制造的帶有加強(qiáng)筋、肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性。由于采用精密模具，工件 精度可達(dá)微米級，且重復(fù)精度高、規(guī)格一致，可以沖壓出孔、凸臺等。冷沖壓件一般不再經(jīng)切削加工，或僅需要少量的切削加工。熱沖壓件精度和表面狀態(tài)低于冷沖壓件，但仍優(yōu)于鑄件、鍛件，切削加工量少。沖壓是高效的生產(chǎn)方法，采用復(fù)合模，尤其是多工位級進(jìn)模，可在一臺壓力機(jī)上完 成多道沖壓工序，實(shí)現(xiàn)由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動生產(chǎn)。生產(chǎn)效率 高，勞動條件好，生產(chǎn)成本低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。1.3沖壓工藝的種類沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁， 其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時保證分離斷面的質(zhì)量要求。成形工 序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實(shí) 際生產(chǎn)中，常常是多種工序綜合應(yīng)用于一個工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋 壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。沖壓用板料的表面和內(nèi)在性能對沖壓成品的質(zhì)量影響很大，要求沖壓材料厚度精 確、均勻；表面光潔，無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等；屈服強(qiáng)度均勻，無明顯方 向性；均勻延伸率高；屈強(qiáng)比低；加工硬化性低。在實(shí)際生產(chǎn)中，常用與沖壓過程近似的工藝性試驗(yàn)，如拉深性能試驗(yàn)、脹形性能試驗(yàn)等檢驗(yàn)材料的沖壓性能，以保證成品質(zhì)量和咼的合格率。模具的精度和結(jié)構(gòu)直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響沖 壓件成本和質(zhì)量的重要因素。模具設(shè)計(jì)和制造需要較多的時間，這就延長了新沖壓件的 生產(chǎn)準(zhǔn)備時間。模座、模架、導(dǎo)向件的標(biāo)準(zhǔn)化和發(fā)展簡易模具（供小批量生產(chǎn)）、復(fù)合模、多工位級 進(jìn)模（供大量生產(chǎn)），以及研制快速換模裝置，可減少沖壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量和縮短準(zhǔn)備時 間，能使適用于減少沖壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量和縮短準(zhǔn)備時間，能使適用于大批量生產(chǎn)的先 進(jìn)沖壓技術(shù)合理地應(yīng)用于小批量多品種生產(chǎn)。沖壓設(shè)備除了厚板用水壓機(jī)成形外，一般都采用機(jī)械壓力機(jī)。以現(xiàn)代高速多工位機(jī) 械壓力機(jī)為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機(jī)械以及模具庫和快速換模裝置， 并利用計(jì)算機(jī)程序控制，可組成高生產(chǎn)率的自動沖壓生產(chǎn)線。在每分鐘生產(chǎn)數(shù)十、數(shù)百件沖壓件的情況下，在短暫時間內(nèi)完成送料、沖壓、出件、 排廢料等工序，常常發(fā)生人身、設(shè)備和質(zhì)量事故。因此，沖壓中的安全生產(chǎn)是一個非常 重要的問題。1.4沖壓行業(yè)阻力和障礙與突破阻力一：機(jī)械化、自動化程度低美國680條沖壓線中有70%為多工位壓力機(jī)，日本國內(nèi)250條生產(chǎn)線有32%為多工 位壓力機(jī)，而這種代表當(dāng)今國際水平的大型多工位壓力機(jī)在我國的應(yīng)用卻為數(shù)不多；中 小企業(yè)設(shè)備普遍較落后，耗能耗材高，環(huán)境污染嚴(yán)重；封頭成形設(shè)備簡陋，手工操作比 重大；精沖機(jī)價格昂貴，是普通壓力機(jī)的 510倍，多數(shù)企業(yè)無力投資阻礙了精沖技術(shù) 在我國的推廣應(yīng)用；液壓成形，尤其是內(nèi)高壓成形，設(shè)備投資大，國內(nèi)難以起步。突破點(diǎn)：加速技術(shù)改造要改變當(dāng)前大部分還是手工上下料的落后局面，結(jié)合具體情況，采取新工藝，提高 機(jī)械化、自動化程度。汽車車身覆蓋件沖壓應(yīng)向單機(jī)連線自動化、機(jī)器人沖壓生產(chǎn)線， 特別是大型多工位壓力機(jī)方向發(fā)展。爭取加大投資力度，加速沖壓生產(chǎn)線的技術(shù)改造， 使盡早達(dá)到當(dāng)今國際水平。而隨著微電子技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展使板材成形裝備自動 化、柔性化有了技術(shù)基礎(chǔ)。應(yīng)加速發(fā)展數(shù)字化柔性成形技術(shù)、液壓成形技術(shù)、高精度復(fù) 合化成形技術(shù)以及適應(yīng)新一代輕量化車身結(jié)構(gòu)的型材彎曲成形技術(shù)及相關(guān)設(shè)備。同時改造國內(nèi)舊設(shè)備，使其發(fā)揮新的生產(chǎn)能力。阻力二：生產(chǎn)集中度低許多汽車集團(tuán)大而全，形成封閉內(nèi)部配套，導(dǎo)致各企業(yè)的沖壓件種類多，生產(chǎn)集中 度低，規(guī)模小，易造成低水平的重復(fù)建設(shè)，難以滿足專業(yè)化分工生產(chǎn)，市場競爭力弱； 摩托車沖壓行業(yè)面臨激烈的市場競爭，處于“優(yōu)而不勝，劣而不汰”的狀態(tài)；封頭制造 企業(yè)小而散，集中度僅39.2%。突破點(diǎn)：走專業(yè)化道路迅速改變目前“大而全”、“散亂差”的格局，盡快從汽車集團(tuán)中把沖壓零部件分 離出來，按沖壓件的大、中、小分門別類，成立幾個大型的沖壓零部件制造供應(yīng)中心及 幾十個小而專的零部件工廠。通過專業(yè)化道路，才能把沖壓零部件做大做強(qiáng)，成為國際 上有競爭實(shí)力的沖壓零部件供應(yīng)商。阻力三：沖壓板材自給率不足，品種規(guī)格不配套目前，我國汽車薄板只能滿足 60%左右，而高檔轎車用鋼板，如高強(qiáng)度板、合金化 鍍鋅板、超寬板（1650mm以上）等都依賴進(jìn)口。突破點(diǎn)：所用的材料應(yīng)與行業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展汽車用鋼板的品種應(yīng)更趨向合理，朝著高強(qiáng)、高耐蝕和各種規(guī)格的薄鋼板方向發(fā)展， 并改善沖壓性能。鋁、鎂合金已成為汽車輕量化的理性材料，擴(kuò)大應(yīng)用已勢在必行。阻力四：科技成果轉(zhuǎn)化慢先進(jìn)工藝推廣慢在我國，許多沖壓新技術(shù)起步并不晚，有些還達(dá)到了國際先進(jìn)水平，但常常很難形 成生產(chǎn)力。先進(jìn)沖壓工藝應(yīng)用不多，有的僅處于試用階段，吸收、轉(zhuǎn)化、推廣速度慢。技術(shù)開發(fā)費(fèi)用投入少，導(dǎo)致企業(yè)對先進(jìn)技術(shù)的掌握應(yīng)用慢，開發(fā)創(chuàng)新能力不足，中小企 業(yè)在這方面的差距更甚。目前，國內(nèi)企業(yè)大部分仍采用傳統(tǒng)沖壓技術(shù)，對下一代輕量化 汽車結(jié)構(gòu)和用材所需的成形技術(shù)缺少研究與技術(shù)儲備。突破點(diǎn)：走產(chǎn)、學(xué)、研聯(lián)合之路我國與歐、美、日等相比，存在的最大的差距就是還沒有一個產(chǎn)、學(xué)研聯(lián)合體，科 研難以做大，成果不能盡快轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。所以應(yīng)圍繞大型開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，以高校 和科研單位為技術(shù)支持，企業(yè)為應(yīng)用基地，形成產(chǎn)品、設(shè)備、材料、技術(shù)的企業(yè)聯(lián)合實(shí) 體，形成既能開發(fā)創(chuàng)新，又能迅速產(chǎn)業(yè)化的良性循環(huán)。阻力五：大、精模具依賴進(jìn)口當(dāng)前，沖壓模具的材料、設(shè)計(jì)、制作均滿足不了國內(nèi)汽車發(fā)展的需要，而且標(biāo)準(zhǔn)化 程度尚低，大約為40%-45%而國際上一般在70%左右。突破點(diǎn)：提升信息化、標(biāo)準(zhǔn)化水平必須用信息化技術(shù)改造模具企業(yè)，發(fā)展重點(diǎn)在于大力推廣CAD/CAM/CA一體化技術(shù), 特別是成形過程的計(jì)算機(jī)模擬分析和優(yōu)化技術(shù) (CAE)。加速我國模具標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，提高 精度和互換率。力爭2005年模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)到 60% 2010年達(dá)到70%以上基本 滿足市場需求。阻力六：專業(yè)人才缺乏業(yè)內(nèi)掌握先進(jìn)設(shè)計(jì)分析技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的高素質(zhì)人才遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足沖壓行業(yè)飛 速發(fā)展的需要，尤其是摩托車行業(yè)中具備沖壓知識和技術(shù)和技能的專業(yè)人才更為缺乏且 大量外流。另外，眾多合資公司由外方進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，掌握設(shè)計(jì)權(quán)、投資權(quán)，我方?jīng)_壓 技術(shù)人員難以真正掌握沖壓工藝的真諦。突破點(diǎn)：提高行業(yè)人員素質(zhì)這是一項(xiàng)迫在眉睫的任務(wù)，又是一項(xiàng)長期而系統(tǒng)的任務(wù)。振興我國沖壓行業(yè)需要大 批高水平的科技人才，大批熟悉國內(nèi)外市場、具有現(xiàn)代管理知識和能力的企業(yè)家，大批 掌握先進(jìn)技術(shù)、工藝的高級技能人才。要舍得花大力氣，有計(jì)劃、分層次地培養(yǎng)。第二章零件的工藝性分析沖壓加工的零件如圖1所示:本課題的具體要求包括：1、沖裁工藝的制定2排料圖的設(shè)計(jì)3、沖裁力的計(jì)算4、工作零件和定位零件的設(shè)計(jì)5、標(biāo)準(zhǔn)件的選用6、工作零件和定位零件的圖紙繪制7、整體裝配圖的繪制2.1零件的工藝性分析1. 材料：該沖裁件的材料Q235是一種普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有較好的可沖壓性能。2. 零件結(jié)構(gòu):該沖裁件結(jié)構(gòu)簡單，并在轉(zhuǎn)角有四處 R2圓角，比較適合沖裁。3. 尺寸精度:零件圖上所有未注公差的尺寸，屬自由尺寸，可按 IT14級確定工件尺 寸的公差。孔邊距12的公差為0.11,屬11級精度。查公差表可得各尺寸公差為：零件外形：65 °.74mm 24 °.52mm 30 00.52mm R30 °.52mm R2 °25mm零件內(nèi)形：10 0 . mm孔中心距37q31mm結(jié)論:適合沖裁.2.2沖壓方案及模具結(jié)構(gòu)類型的確定該零件包括落料、沖孔兩個基本工序，可以采用以下三種工藝方案 先落料，再沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。 落料一一沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。 沖孔一一落料連續(xù)沖壓，采用級進(jìn)模生產(chǎn)。方案模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序、兩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)簡單，為提高生產(chǎn)效率，主要應(yīng) 采用復(fù)合沖裁或級進(jìn)沖裁方式，孔邊距尺寸1200.nmm有公差要求，為了更好地保證精度方案只需要一套模具，沖壓件的形位精度和尺寸易于保證，且生產(chǎn)效率高。盡管 模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。方案也只需要一套模具，生產(chǎn)效率也很高，但零件的沖壓精度較復(fù)合模的低。為保證沖壓件的形位精度，通過以上三種方案的分析比較，對該見沖壓生產(chǎn)以采 用放案為佳。第三章沖壓模具工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算3.1排樣設(shè)計(jì)和條料寬度3.1.1排樣和搭邊排樣是指沖裁件在條料、板料或帶料上的布置方式。排樣是否合理將影響材料的利 用率、沖裁件的質(zhì)量、模具的結(jié)構(gòu)和壽命、產(chǎn)品生產(chǎn)率、操作安全與方便等。衡量排樣 經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)是材料的利用率。查冷沖壓模具設(shè)計(jì)表1-21,確定搭邊值：兩工件間的搭邊：a=2.5 mm;工件邊緣搭邊:a1=2 mm;步距為:32 mm條料寬度：B=(D max+2a)( 3-1)=(65+2X 2. 5)0_0.60_0.6=70確定后排樣圖如圖2所示.如圖2排樣圖3.1.2材料的利用率一個進(jìn)距內(nèi)的材料利用率n為：沖裁單件材料的利用率按2式計(jì)算,即(3-2)n匚二100%bA=1546.64 -( 70X 32)X 100%=69.05%式中F 沖裁面積（包括內(nèi)形結(jié)構(gòu)廢料），m； n個進(jìn)距內(nèi)沖裁件數(shù)目；b條料寬度，伽；A進(jìn)距或步距，mm查板材標(biāo)準(zhǔn)，宜選 900mrX 1000mm的鋼板，每張鋼板可剪裁為 14張條料（70900mm）每張條料可沖28個工件，則n總為:n 總=NF X 100%LB(3-3)14 28 1546.64900 1000X 100%=67.36%式中F 沖裁面積，m；N張板料上沖裁件總數(shù)目;B條料寬度，伽；L板料長度，伽。3.2沖裁工藝力的計(jì)算沖裁工藝力包括沖裁力，卸料力，推件力，和頂件力。計(jì)算沖裁工藝力的目的為了 選擇沖壓設(shè)備和設(shè)計(jì)模具，壓力機(jī)的公稱壓力必須大于沖裁工藝力。3.2.1 沖裁工藝力沖裁力：F=1.3Lt（3-4）=1.3 X 177.18 X 2X 350=161.23（KN）式中：F沖裁力，（N）；L沖裁件的周邊長度，L= 177.18mmt 材料厚度，mm材料的抗剪強(qiáng)度，（Mpa,查得E = 350Mpa 其中按非退火Q235鋼板計(jì)算。沖孔力：F孔=1.3Lt （3-5）=1.3 X 20X 3.14 X 2X 350=57.15(KN)其中:d為沖孔直徑，20X 3.14為兩個孔圓周長之和322卸料力Fx = K<F(3-6)式中：K<卸料力系數(shù)，其值由表查得 K： = 0.05 o 則卸料力：F<=0.05 X 218.38=10.92(KN)3.2.3推件力Ft =nKT F(3-7)式中：Kt推件力因數(shù)，其值查得K T= 0.05 ; n同時卡在凹模內(nèi)的工件數(shù)，n=1。 推件力則為：Ft = 7X 0.05 X 218.38=76.43(KN)其中n=6是因有兩個孔。3.2.4模具總沖壓力F 總=F + Fx + Ft(3-8 )=161.23+57.15+10.92+76.43=305.73(KN)3.3壓力中心的計(jì)算沖模壓力中心是指沖裁力合力作用點(diǎn)的位置。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。(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)雜制件的沖模以及多凸模，級進(jìn)模的壓力中心可采用求平衡力系作用點(diǎn)的方法確定模具壓力中心。如圖3所表示:圖3壓力中心由于工件x方向?qū)ΨQ，故壓力中心 X0=32. 5mmyo=Li +L2 +L9丫9吐3(3-9)24 12 + 65 0 + 24 12 + 14.5 24 + 38.6127.97 + 14.5 24 + 31.4 12 + 31.4 1224 + 65 + 24 + 14.5 + 38.61 +14.5 + 31.4 +31.4二 3105.512.76243.41其中：L1=24mmy1=12mmL2=65mmy2=0mmL3=24mmy3=12mmL4=14.5mmy4=24mmL5=38.61mmy5=27.97mmL6=14.5mmy6=24mmL7=10 兀 mmy7=12mmL8=10 兀 mmy8=12mm計(jì)算時，忽略邊緣4-R2圓角壓力中心為(32.5,12.76 )3.4零件刃口尺寸計(jì)算落料部分以落料凹模為基準(zhǔn)計(jì)算，落料凸模按間隙值配制；沖孔部分明中孔凸模為基準(zhǔn)計(jì)算，沖孔凹模按間隙值配制。既以落料凹模、沖孔凸模為基準(zhǔn)，凸凹模按間隙值 配制。零件外形為異形，為便于凸凹模加工，保證凸凹模之間的間隙，采用凸凹模配合加 工，由表1 18查得凸凹模之間的間隙為 0.246 0.36之間。公式：沖孔時:落料時:(d.+xA)min_S凸(d+x +Zmini)minS凹(D+x0max(D+x +Z.)0凸 S凹凹0凹0minmaxmin(3(3孔距尺寸:凹=(L+0.5 ：+) ±4/ 8(310)11)(312)13)(314)式中d分別為沖孔凸模和凹模的刃口尺寸;分別為落料凸模和凹模的刃口尺寸;-分別為沖孔件和落料件的最小和最大極限尺寸;maxmin兩孔中心距的最小極限尺寸;工件公差;Z min 最小合理間隙;X-磨損系數(shù)。12寫"0工件精度IT12,取x=0.75;其它工件精度IT14,取 x=0.5。落料凹模刃口尺寸:65,4mm =(65-0.5 x 0.74 )0.185=64.6300.185沖孔凸模刃口尺寸:孔中心距:2400.52mm =( 24-0.5 x 0.52 )3000.52mm =( 30-0.5 x 0.52)12 爲(wèi)mm =( 12-0.75 x0.11 )R300.52mm = (30-0.5 x 0.52 )R20025mm =( 2-0.5 x 0.25 )1000.36 mm=( 10+0.5 x 0.360.13=23.7400.13=29.7400.02750.130.1300.0275=11.9200.13=29.74 00.065=1.875-0.09 )37 豐 mm=3± 0.03900.1300.063.09=10.18.09第四章 模具主要零部件的設(shè)計(jì)4.1工作零件的設(shè)計(jì)4.1.1落料凹模板尺寸凹模厚度：H=Kb(> 15mm)H=O.28 x 65=18.2 mm(4-1 )凹模邊壁厚：c> (1.5-2)H( > 30mm)=(1.5-2) X 18.2=(27.3-36.4)mm實(shí)取 c=30mm(4-2)凹模板邊長：B=b+2c(4-3)=65+2X 30=125mm查標(biāo)準(zhǔn) GB/T一 2851 31990:凹模板寬 L=125mm故確定凹模板外形為:125 x 125X 18(mm),凹模板作成薄型形式并加空心墊板后實(shí) 取為:125 x 125X 14(mm)4.1.2凸凹模尺寸凸凹模長度：L=hl+h2+h(4-4)=16+10+24=50 (mm)其中:h1 凸凹模固定板厚度h2彈性卸料板厚度h增加長度(包括凸模進(jìn)入凹模深度，彈性元件安裝高度等)凸凹模內(nèi)外刃口間壁厚校核：根據(jù)沖裁件結(jié)構(gòu)凸凹模內(nèi)外刃口最小壁厚為7mm據(jù)強(qiáng)度要求查沖壓模具設(shè)計(jì)與制造表 2.9.6知，該壁厚為4.9 mm即可，故該凸凹模側(cè) 壁強(qiáng)度足夠。4.1.3沖孔凸模尺寸凸模長度：L凸=h1+h2+h3(4-5)=14+12+14=40mm其中:hl-凸模固定板厚h2-空心墊板厚h3-凹模板厚凸模強(qiáng)度校核：該凸模不屬于細(xì)長桿，強(qiáng)度足夠4.2其它零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.2.1凸模的外形尺寸計(jì)算沖裁時所受的應(yīng)力，有平均應(yīng)力c和刃口的接觸應(yīng)力（T k兩種2因?yàn)榭讖絛=30mm材料厚度t=2 mm,d >t,凸模強(qiáng)度按式(4-6)1-0.5- d式中：t 沖件材料的厚度（mr） t=2 mm；d凸?；驔_孔直徑（mr） d=30mm沖件材料抗剪強(qiáng)度（MpS，£350Mpac k凸模刃口的接觸應(yīng)力（Mpa）;c k凸模刃口的許用接觸應(yīng)力 Mps。(T k2 35010.5230722Mpa1800Mpa凸模在中心軸向心壓力的作用下，保持穩(wěn)定（不產(chǎn)生彎曲）的最大長度與導(dǎo)向方式 有關(guān)。卸料板導(dǎo)向凸模 最大允許長度Lmax按式計(jì)算：(4-7)式中:Lmax凸模最大允許長度（mr）E凸模材料彈性模量，對于鋼材可取 E= 21000Mpa 其余符號見前式：max1 3.14 21000 30382 350=353.25mm4.2.2卸料板結(jié)構(gòu)形式卸料板結(jié)構(gòu)形式采用無導(dǎo)向彈壓卸料板。適用范圍：廣泛應(yīng)用于薄材料和零件要求平整的落料沖孔復(fù)合模，卸料效果好，操作方便。423卸料螺釘卸料螺釘結(jié)構(gòu)形式采用標(biāo)準(zhǔn)卸料螺釘結(jié)構(gòu)，凸模刃磨后須在卸料螺釘頭下加墊圈調(diào) 節(jié)。4.2.4卸料螺釘尺寸關(guān)系為保持裝配后卸料板的平行度，同一付模具中各卸料螺釘?shù)拈L度 L及孔深H見如下圖4,各尺寸關(guān)系 如下：H=（卸料板行程）+（模具刃磨量）+hi+（510mm）模具刃磨量=5mm hi=6(3-19)貝U H= 21+5+6+8= 40mmd1= d+(0.3 0.5)mm=16+ 0.4=6.4mme = 0.5 1.0mm取 e= 1.0mm根據(jù)倒裝復(fù)合模形式特點(diǎn)：凹模板尺寸并查標(biāo)準(zhǔn)圖4卸料螺釘尺寸關(guān)系1卸料螺釘2 凸模JB/T-6743.1-94，確定其它模具模板尺寸列于下表4-1表4-1序號名稱長x寬乂厚（mm材料數(shù)量1上墊板125 x 125X 6T8A12凸模固定板125X 125X 1445鋼13空心墊板125X 125X 1245鋼14卸料板125X 125X 1045鋼15凸凹模固定板125X 125X 1645鋼16下墊板125 X 125X 6T8A17落料凹模板125X 125X 14Gr121第五章模具的總體設(shè)計(jì)5.1沖裁模具的結(jié)構(gòu)5.1.1模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合模具沖壓，所以模具類型為復(fù)合模。5.1.2定位方式的選擇因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷，控制條料的送進(jìn)步距 采用擋料銷。5.1.3卸料、出件方式的選擇因?yàn)楣ち虾穸葹?mm，相對較薄，卸料力也比較小，故可采彈壓卸料板卸料。又 因?yàn)槭菑?fù)合模生產(chǎn)，所以采用推件塊比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。5.1.4導(dǎo)向零件的選擇導(dǎo)向零件的作用是保證沖裁完畢后，將工件或廢料從模具中排出，以便順利的實(shí)施 下次沖裁。如導(dǎo)料銷，導(dǎo)柱，導(dǎo)套等。5.1.5導(dǎo)向方式的選擇為了提高模具壽命和工作質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該復(fù)合模采用滑動導(dǎo)向后側(cè)導(dǎo)柱的 導(dǎo)向方式。導(dǎo)向方式如圖5如圖5模架5.2沖床選用5.2.1沖壓設(shè)備的選擇依據(jù)1 所選壓力機(jī)的公稱壓力必須大于總沖壓力，即F壓F總。2壓力機(jī)的行程大小應(yīng)適當(dāng)。由于壓力機(jī)的行程影響到模具的張開高度，因此對 于沖裁，彎曲等模具，其行程不于過大，以免發(fā)生凸模與導(dǎo)板分離或滾珠導(dǎo)向 裝置脫開的不良后果。對于拉深模，壓力機(jī)的行程至少應(yīng)大于成品零件高度的 兩倍以上，以保證毛坯的放進(jìn)和成行零件的取出。3所選壓力機(jī)的最大高度應(yīng)與沖模的閉合高度相適應(yīng)。即滿足：沖模的閉合高度 介于壓力機(jī)的最大閉合高度和最小閉合高度之間的要求。4壓力機(jī)工作臺面的尺寸必須大于模具下模座的外形尺寸，并還要留有安裝固定 的余地。但在過大的工作臺面上安裝過小尺寸的沖模時，對工作臺的受里條件 也是不利的。5.2.2壓力機(jī)的選擇根據(jù)總沖壓力F總=302KN模具閉合高度，沖床工作臺面尺寸等，并結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備 用J23-40開式雙柱可傾沖床，并在工作臺面上備制墊塊。其主要工藝參數(shù)如下：公稱壓力：630KN滑塊行程：120mm行程次數(shù)：80次/分最大閉合高度：300mm工作臺尺寸（前后X左右）：42 0mmX 630mm止動件的復(fù)合沖裁模具設(shè)計(jì)共張第頁23第六章 模具零件圖紙及裝配圖3.262.54 224-M 1050.6391.64R1.883R29.74f112- . 1023.741595技術(shù)要求1. 上下面平行度為2，粗糙度為62. 材料為5鋼，需淬JHRC60-643. 保證凹凸模呈/m6配合配作標(biāo)記處數(shù)分區(qū)更改文件W名年月日設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化匕審核丄藝批準(zhǔn)45德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院階段標(biāo)記重量比例凹凸模固定板1.312 1.000AOTUMOGU匚INGBAN1德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文5nri010.18-廠k* / 1119二iiR)-25技術(shù)要求1上下面光滑無毛刺2需淬火RC60-643其它按間隙值配作共張第頁25標(biāo)i己處數(shù)分區(qū)更改文,件名年月日設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),化審核丄藝批準(zhǔn)T10A德州職業(yè)技術(shù)學(xué)階段標(biāo)fi!重量比例沖孔凸模0.0322.00°CHONGKONGiTUMO止動件的復(fù)合沖裁模具設(shè)計(jì)共張第頁27技術(shù)要求1上、下面平行度為，粗糙度訕2材料為5,調(diào)質(zhì)RC24-30標(biāo)i己處數(shù)分區(qū)更改文,件名年月日設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),化審核丄藝批準(zhǔn)階段標(biāo)fi!重量比例45德州職業(yè)技術(shù)學(xué)1.2021.00空心墊板0KONGXINDIANBAN止動件的復(fù)合沖裁模具設(shè)計(jì)51其余曲4-M 103.1350.6315950.4/ 4.0技術(shù)要求1上、下面光滑無毛刺，平行度為2需淬 火RC60-643其它按間隙值配作標(biāo)i己處數(shù)分區(qū)更改文,件簽名年月日設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),化審核丄藝批準(zhǔn)階段標(biāo)I重量比例Cr12德州職業(yè)技術(shù)落料凹模板1.4721.00共張第頁0LUOLIAOAOOBAN15950.44.0技術(shù)要求1上、下面平行度為2需淬 火RC54-58標(biāo)i己處數(shù)分區(qū)更改文,件名年月日設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),化審核丄藝批準(zhǔn)階段標(biāo)fi!重量比例T8A德州職業(yè)技術(shù)學(xué)0.9041.00共張第頁上墊板0SHANGDIAN0.41Jji_1BBB-B：16.5技術(shù)要求1.需熱處理淬火溫回火2表面需要噴丸處理60Si MnA德州職業(yè)技術(shù),標(biāo)記處數(shù)分區(qū)更目改文,件名年月日彈簧設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),化階段標(biāo)記巳重量比例審核0.0052.0C0TANHUANG丄藝批準(zhǔn)共張第頁4-r1其余324M10I；AA/ '4.02- 10.182-1264.6337T*剖面A-A1.6J技術(shù)要求1上下面光滑無毛刺，平行0度為2材料為r12，需淬火RC60-643其它按間隙值配作Cr12德州職業(yè)技術(shù)!標(biāo)記處數(shù)分區(qū)更目改文,件名年月日凸凹模設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),化階段標(biāo)記重量比例審核0.4642.0C0TOAOMO丄藝批準(zhǔn)共張第頁6- ；T2其余3.220、3.15951.646.1技術(shù)要求1上、下面平行度為，粗糙度為2材料為5鋼，調(diào)質(zhì)R24-303保證與凸模呈/m6配合45德州職業(yè)技術(shù)!標(biāo)記處數(shù)分區(qū)更m改文,件名年月日凸樓固定板設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),化階段標(biāo)記重量比例審核1.5761.000TOMOGUDIN丄藝批準(zhǔn)共張第頁<653681.66.1技術(shù)要求1上下面平行度為，粗糙度購2材料為鋼，調(diào)制-28HRC標(biāo)i己處數(shù)分區(qū)更改文,件名年月日設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),化審核丄藝批準(zhǔn)45德州職業(yè)技術(shù)階段標(biāo)fi!重量比例推件塊0.2282.00共張第頁0TUIJIANKUA其余3.2技術(shù)要求1上、下面平行度為2需淬 火RC54-58標(biāo)i己處數(shù)分區(qū)更改文,件名年月日設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),化審核丄藝批準(zhǔn)T8A德州職業(yè)技術(shù)學(xué)階段標(biāo)fi!重量比例下墊板0.651 1.00共張第頁0 XIADIANBAN50.5154-M 1040其余3.224廠0.8r24R3015951.60技術(shù)要求1上、下面平行度為，粗糙度為62材料為5鋼，需調(diào)HRC24-303其它按間隙值配作標(biāo)i己處數(shù)分區(qū)更改文,件名年月日設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),化審核丄藝批準(zhǔn)階段標(biāo)I重量比例45德州職業(yè)技術(shù)學(xué)1.0641.00共張第頁卸料板0 XIELIAOBANB-B12B-348131B9251410毎I-C1CHONGKONGTUMO沖中孔凸模2T10A0.0322DA LI AOGAN打料桿1450.1383DAOTAO導(dǎo)套2Q2350.1464GUDINGXIAO) 固定銷2450.0185KONGXINDIANban空心墊板1451.2026LUOLIAOAOMO)BA落料凹模板阪1Cr121.4727MOBING模柄1451.4108MOXIAO模銷1450.0029SHANGDIANBAN上墊板1T8A0.90410SHANGGUDING；XIA上固定銷2450.05211SHANGLUODING上螺釘4450.05112SHANGMOZUO)BAN上模座板1455.33613TOMOGUDINGban凸模固定板阪1451.57614TUIJIANKUA推件塊1450.228序號未代號零件名稱數(shù)量1 材料零件單重備注標(biāo)記處數(shù)分區(qū)更目改文件名年月日設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化審核丄藝，批準(zhǔn)德州職業(yè)技術(shù)階段標(biāo)重量比例上模座0.250共張第頁SHANGMOZHENGTIA-A101317XA43ARF；" rf 、126111AOTOMOGUDNG凹A凸模固定板451.3122DANGLIAOXIAO擋料銷1450.0013DAOLIAOXb9導(dǎo)料銷2450.0014DAOZHU導(dǎo)柱2Q2350.2935DUANLUOSH1UAN短螺栓4450.0336GUDINGXIAO 固定銷2450.0187TANHUANG5彈簧460SiMnA.0.0058TOAOMO凸凹模1Cr120.4649TOMOLUODING凸模螺釘1450.03310XIADIANBAN 下墊板1T8A0.65111XIAMOZUOEAN下模座板1456.78212XIELIAOBAN 卸料板1451.06413XIELIAOLUOdinGS料螺釘4450.077序號代號零件名稱數(shù)量t 材料零件單重備注標(biāo)i己處數(shù)分區(qū)更目改文件名年月日設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化審核工藝批準(zhǔn)徳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院階段標(biāo)重量比例下模I0.30共張第頁0XIAMOZHENGTI 、P廠1SHANGMOZhenGt模 座12XIAMOZHENGTI下模1序號 丿丁號未代號零件名稱數(shù)量1 材料零件單重備注沁處數(shù)分區(qū)更目改文件名年月日設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化審核丄藝批準(zhǔn)止動件的復(fù)合德州職業(yè)技術(shù) 模具設(shè)計(jì)階段標(biāo)f己重量比例復(fù)合?？傃b共張第頁0.500MOJUZHENGTI總結(jié)到今天為止，近一個月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于可以畫上一個句號。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)，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對機(jī)械設(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)不僅是對前面學(xué)習(xí)知識的檢驗(yàn)， 而且也是對自己能力提高。主要收獲和體會如下：第一學(xué)到了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的方法。產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程是創(chuàng)造性勞動的過程，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)應(yīng) 按科學(xué)程序進(jìn)行，一般包括課題調(diào)研、擬定設(shè)計(jì)方案，總體設(shè)計(jì)，零部件設(shè)計(jì)、技術(shù)資 料整理、產(chǎn)品試制、改進(jìn)設(shè)計(jì)等過程，一個產(chǎn)品須經(jīng)過多次改進(jìn)，才能完善和成熟。第二提高了綜合應(yīng)用各門知識的能力。以前課程設(shè)計(jì)接觸課程知識比較窄。這次 畢業(yè)設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一臺完整的機(jī)器。要把機(jī)器和每個零件設(shè)計(jì)出來，需要制造工藝和電氣方面的知識。第三鞏固了計(jì)算機(jī)繪圖能力。以前用Pr-E繪圖，僅僅是知道主要指令的操作，通 過這次繪圖大量的圖樣，更加熟悉了機(jī)械制圖中常用指令的操作方法，用簡便快速方法 畫出完整正確的零件圖樣。第四.提高了收集資料和查閱手冊的能力。收集資料是做畢業(yè)設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作， 資料是否全面、可靠，關(guān)系到整個畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)程。查閱手冊是設(shè)計(jì)過程中隨時要做的 事情。只有廣泛收集有用的資料才能設(shè)計(jì)出比較好的產(chǎn)品。第五明確了設(shè)計(jì)必須與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，產(chǎn)品才有生命力。因此在設(shè)計(jì)過程中， 一定下企業(yè)調(diào)查，要虛心聽取老師和工程技術(shù)售貨員的意見， 不斷發(fā)行設(shè)計(jì)，完善設(shè)計(jì)。第六培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。科學(xué)工作來不得半點(diǎn)虛假，在設(shè)計(jì)過程中每一個結(jié) 構(gòu)、零件、材料、尺寸、公差都反映在圖紙上，每一個錯誤都會造成經(jīng)濟(jì)損失，因此， 在設(shè)計(jì)過程中必須要有高度的責(zé)任心，要有嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度。總之，對我們高職學(xué)生來說，經(jīng)歷了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，為今后從事生產(chǎn)第一線的技術(shù) 發(fā)行工作、技術(shù)管理工作將有非常大的幫助。最后，我要感謝那些幫助過我的老師，同學(xué)以及所有曾經(jīng)和現(xiàn)在幫助過我的人，衷 心地感謝我的指導(dǎo)教師陳俊波老師！他豐富的知