沖壓模具畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(2).doc

1緒 論1.1 課題研究的目的和意義沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種加工方法。在沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為沖壓模具。沖模在實(shí)現(xiàn)沖壓加工中是必不可少的工藝裝備，用模具加工出的沖壓件幾乎是“一模一樣”，若沒有符合要求的沖模，就不能生產(chǎn)出合格的沖壓件；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓成形工藝就無法實(shí)現(xiàn)。在沖壓零件的生產(chǎn)中，合理的沖壓成形工藝、先進(jìn)的模具、高效的沖壓設(shè)備是必不可少的三要素。沖壓加工與其他加工方法相比，無論在技術(shù)方面，還是在經(jīng)濟(jì)方面，都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。生產(chǎn)的制件所表現(xiàn)出來的高精度，高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。但需要指出的是，由于進(jìn)行沖壓成形加工必須具備相應(yīng)的模具，而模具是技術(shù)密集型產(chǎn)品，其制造屬單位小批量生產(chǎn)，具有難加工、精度高、技術(shù)要求高、生產(chǎn)成本高的特點(diǎn)。所以，只有在沖壓零件生產(chǎn)批量大的情況下，沖壓成形加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn)，從而獲得好的經(jīng)濟(jì)效益。由于沖壓加工具有上述突出特點(diǎn)，因此在批量生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中占有十分重要的地位，是國(guó)防工業(yè)及民用工業(yè)中必不可少的加工方法。本課題主要研究掌握模具設(shè)計(jì)的方法及工序，鞏固和加深對(duì)機(jī)械二維、三維的制圖能力。設(shè)計(jì)過程中鍛煉查閱文獻(xiàn)和資料自我設(shè)計(jì)的能力，培養(yǎng)和提升我們的創(chuàng)新能力，增強(qiáng)我們獨(dú)立思考問題和解決問題的能力。在對(duì)模具設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和理論計(jì)算上，掌握模具設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)與性能、工藝適應(yīng)性與技術(shù)參數(shù)。從而能根據(jù)成型的生產(chǎn)要求，模具結(jié)構(gòu)等因素，經(jīng)濟(jì)、有效的使用設(shè)備，合理的選擇工藝，正確的設(shè)計(jì)模具，保證成型生產(chǎn)能夠經(jīng)濟(jì)、合理的進(jìn)行，提高自身在成型工藝和模具方面的綜合著機(jī)水平，提高自身解決實(shí)際問題的能力。 1.2 課題國(guó)內(nèi)外研究概況1.2.1 國(guó)外模具發(fā)展概況為了適應(yīng)高速、自動(dòng)、精密、一安全現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要,工業(yè)先進(jìn)國(guó)家發(fā)展的高效率、高精度、高壽命模具向多工位、多型腔、多功能方向發(fā)展。在沖模方面:國(guó)外多工位級(jí)進(jìn)模多達(dá)50個(gè)工位。多次拉深成形工件發(fā)展了多工位傳遞模。多次冷擠壓工件也發(fā)展了多工位傳遞模。多次彎曲工件發(fā)展了前幾個(gè)沖裁工位用級(jí)進(jìn)模接著用多向自動(dòng)彎曲模。在級(jí)進(jìn)模的基礎(chǔ)上發(fā)展了多功能模具。目前，國(guó)外人汽車公司為了降低模具開發(fā)、制造成本，縮短生產(chǎn)周期，將除轎車外覆蓋件之外的人部分轎車沖壓件的模具都交由專業(yè)模具公司（如fontanapietro.kuka.laepple.schulercartec.ogi-hala-fujitechniaca等等）設(shè)計(jì)和制造，這些公司都有很強(qiáng)的開發(fā)能力，并在某些零件的模具制造方面擁有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)。但作為整車廠，考慮到新車型開發(fā)過程中的保密，對(duì)諸如翼子板、行李箱蓋、車門、側(cè)圍、車頂、前蓋等敏感零部件的模具，則都由自己的模具制造部門來設(shè)計(jì)和制造。1.2.2國(guó)內(nèi)模具發(fā)展概況模具制造是我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的一項(xiàng)重要產(chǎn)業(yè)，起著振興和發(fā)展我國(guó)模具工業(yè)的重要作用，正日益受到人們的重視和關(guān)注?！澳＞呤枪I(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”也已經(jīng)成為廣大業(yè)內(nèi)人士的共識(shí)。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件,具備高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍,尤其是在沖壓技術(shù)相對(duì)落后的中國(guó)，制造出優(yōu)質(zhì)的模具以及生產(chǎn)出高質(zhì)量的沖壓產(chǎn)品勢(shì)在必行。我國(guó)模具工業(yè)近年來發(fā)展很快。尤其近10年來，中國(guó)模具工業(yè)一直以每年15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。雖然中國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速，但與需求相比，仍然供不應(yīng)求，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003年我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有2萬(wàn)多家，從業(yè)人員約50多萬(wàn)人，2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢(shì)頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿，2004年模具產(chǎn)值530億元，進(jìn)口模具18.13億美元，出口模具4.91億美元，分別比2003年增長(zhǎng)18%、32.4%和45.9%。進(jìn)出口相抵后的凈進(jìn)口達(dá)13.2億美元，為進(jìn)口量較大的國(guó)家。2008年中國(guó)模具進(jìn)出口總額為39.26億美元，比2007年增長(zhǎng)13.27%。其中進(jìn)口20.04億美元，比2007年減少2.39%；出口19.22億美元，比2007年增長(zhǎng)36.02%。可見，出口繼續(xù)保持強(qiáng)勁的上升趨勢(shì)，逆差進(jìn)一步下降，總體情況良好。近年來，我國(guó)沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具國(guó)內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達(dá)到12m，壽命2億次左右的多工位級(jí)進(jìn)模國(guó)內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達(dá)到ra1.5m的精沖模，大尺寸（300mm）精沖模及中厚板精沖模國(guó)內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。加速發(fā)展模具工業(yè)的重要意義 模具是汽車、電子、電器、航空、儀表、輕工、塑料、h用品等工業(yè)部門極其重要的工藝裝備。沒有模具,就沒有高質(zhì)量的產(chǎn)品。模具不是一般的工藝裝備,而是技術(shù)密集型的產(chǎn)業(yè),工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家把模具作為機(jī)械制造方面的高科技產(chǎn)品來對(duì)待。他們認(rèn)為：“模具是發(fā)展工業(yè)的一把鑰匙”；“模具是一個(gè)企業(yè)的心臟”；“模具是富裕社會(huì)的一種動(dòng)力”。從未來的發(fā)展機(jī)會(huì)來看，我國(guó)經(jīng)濟(jì)仍處于高速發(fā)展期，國(guó)際上經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展趨勢(shì)日趨明顯，這就為我國(guó)模具工業(yè)的高速發(fā)展提供了良好的條件與機(jī)遇。一方面是國(guó)內(nèi)模具市場(chǎng)將繼續(xù)高速發(fā)展，另一方面是國(guó)際上將模具制造逐漸向我國(guó)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)和跨國(guó)集團(tuán)到我國(guó)進(jìn)行模具的國(guó)際采購(gòu)趨向也明顯。因此，展望未來，國(guó)際、國(guó)內(nèi)的模具市場(chǎng)總體發(fā)展趨勢(shì)前景美好，預(yù)計(jì)中國(guó)模具工業(yè)將在良好的市場(chǎng)環(huán)境下將繼續(xù)得到高速發(fā)展。行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí)過程中機(jī)會(huì)與風(fēng)險(xiǎn)并存，如何抓住機(jī)會(huì)、規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)是模具企業(yè)需特別關(guān)注的。1） 專業(yè)化程度及分布狀況我國(guó)模具行業(yè)專業(yè)化程度還比較低，模具自產(chǎn)自配比例過高。國(guó)外模具自產(chǎn)自配比例一般為30%，我國(guó)沖壓模具自產(chǎn)自配比例為60%。這就對(duì)專業(yè)化產(chǎn)生了很多不利影響?，F(xiàn)在，技術(shù)要求高、投入大的模具，其專業(yè)化程度較高，例如覆蓋件模具、多工位級(jí)進(jìn)模和精沖模等。而一般沖模專業(yè)化程度就較低。由于自配比例高，所以沖壓模具生產(chǎn)能力的分布基本上跟隨沖壓件生產(chǎn)能力的分布。但是專業(yè)化程度較高的汽車覆蓋件模具和多工位、多功能精密沖模的專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的分布有不少并不跟隨沖壓件能力分布而分布，而往往取決于主要投資者的決策。例如四川有較大的汽車覆蓋件模具的能力，江蘇有較強(qiáng)的精密沖模的能力，而模具的用戶大都不在本地。2）模具設(shè)計(jì)與制造能力狀況在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下，經(jīng)過幾十年努力，現(xiàn)在我國(guó)沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造能力已達(dá)到較高水平，包括信息工程和虛擬技術(shù)等許多現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到應(yīng)用。雖然如此，我國(guó)的沖壓模具設(shè)計(jì)制造能力與市場(chǎng)需要和國(guó)際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。這些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面，無論在設(shè)計(jì)還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車覆蓋件模具，具有設(shè)計(jì)和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn)，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計(jì)制造方法和手段方面已基本達(dá)到了國(guó)際水平，模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國(guó)際水平，在轎車模具國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期等方面，與國(guó)外相比還存在一定的差距。標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具，是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機(jī)電一體化的鐵芯精密自動(dòng)閥片多功能模具，已基本達(dá)到國(guó)際水平。1.3 課題研究的主要內(nèi)容沖壓模具的設(shè)計(jì)在其生產(chǎn)、加工以及使用過程中尤為重要。特別是它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)加工、裝配、工期、成本乃至沖壓產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率產(chǎn)生極大的影響。所以，此課題主要考慮以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：1. 分析沖壓件的圖樣及技術(shù)條件。2. 對(duì)沖壓件進(jìn)行工藝分析，為理論計(jì)算作準(zhǔn)備。3. 計(jì)算沖裁、拉深力，確定壓力機(jī)參數(shù)，選擇合理的沖壓設(shè)備。4. 確定模具的具體結(jié)構(gòu)，繪制草圖。5. 繪制模具的裝配圖及主要零件圖。6. 零件圖標(biāo)注尺寸、公差及技術(shù)條件，并進(jìn)行必要的強(qiáng)度校核。7. 根據(jù)開題的研究過程撰寫設(shè)計(jì)說明書。2沖壓工藝設(shè)計(jì)2.1 沖壓件簡(jiǎn)介形狀和尺寸如下圖所示。材料為10鋼，板材厚度2mm。零件圖如下： 圖中尺寸公差取it14級(jí)。板材規(guī)格為2500mm1500mm。2.2 沖壓的工藝性分析沖壓工藝分析主要考慮產(chǎn)品的沖壓成形工藝，最主要的是包括技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面內(nèi)容。在技術(shù)方面，根據(jù)產(chǎn)品圖紙，主要分析零件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合沖壓工藝的要求；在經(jīng)濟(jì)方面，主要根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)批量，分析產(chǎn)品成本，闡明采用沖壓生產(chǎn)可以取得的經(jīng)濟(jì)效益。因此工藝分析，主要是討論在不影響零件使用的前提下，能否以最簡(jiǎn)單最經(jīng)濟(jì)的方法沖壓出來。1 影響沖壓件工藝性的因素很多，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面考慮，主要因素：工件的外形為平板形狀，外形簡(jiǎn)單，上下對(duì)稱，適宜沖裁。工件無細(xì)長(zhǎng)的旋臂與窄槽，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合沖壓。材料為10鋼，是常見的沖壓材料。工件尺寸要求不是很高，尺寸未注公差按it14級(jí)處理。生產(chǎn)批量，一般來說，大批量生產(chǎn)時(shí)，可選用連續(xù)和高效沖壓設(shè)備，以提高生產(chǎn)效率；中小批量生產(chǎn)時(shí)，常采用簡(jiǎn)單?；驈?fù)合模，以降低模具制造費(fèi)用。成型件的尺寸要求不高，表面粗糙度要求不高。 綜上所述，此工件適宜沖裁。2 本沖壓件工藝分析如下：1圖形分析形狀較簡(jiǎn)單，且上下對(duì)稱，主要是落料、沖孔形狀。2尺寸分析尺寸公差要求不高，均取it14級(jí)。3材料10鋼，是常見的沖裁材料。零件用的是厚2mm的10鋼板，10號(hào)鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，塑性焊接性都好，熱軋或正火后韌性好，冷變形塑性不太好，適合沖裁。用途：此材料廣泛用于活塞、螺釘、傳動(dòng)軸、機(jī)床，彈簧，制造注射模的推板、鎖楔、凹模套、復(fù)位桿、直徑較大的推桿、型芯固定板等結(jié)構(gòu)上。傳遞運(yùn)動(dòng)和能量的帶傳動(dòng)、摩擦輪傳動(dòng)、鍵傳動(dòng)、諧波傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、繩傳動(dòng)和螺旋傳動(dòng)等機(jī)械傳動(dòng)，以及、聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器等相應(yīng)的軸系零（部）件等。力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度 b (mpa)：300440（查參考文獻(xiàn)課本p24頁(yè)，表1.4.1）屈服強(qiáng)度 s (mpa)：210抗剪強(qiáng)度 (mpa)：260340伸長(zhǎng)率 10 ()：29由于零件是一個(gè)平面形狀，內(nèi)部有一個(gè)小孔，關(guān)鍵是沖孔和落料能否同時(shí)進(jìn)行？4批量大批量生產(chǎn)。5沖壓工序落料、沖孔。6沖裁間隙根據(jù)料厚t=2，再查參考文獻(xiàn)課本p35頁(yè)，公式c=（6%8%）t，得雙面間隙z0.120.16mm2.3 沖壓工藝方案的確定經(jīng)過對(duì)沖壓件的工藝分析后，結(jié)合產(chǎn)品進(jìn)行必要的工藝計(jì)算，并在分析沖壓工藝、沖壓次數(shù)，工藝順序組合方式的基礎(chǔ)上，提出各種可能的沖壓分析方案。方案一：?jiǎn)喂ば蚰?。適當(dāng)整合各沖壓工序，需要兩副模具，即落料模和沖孔模，這些模具制造方便、經(jīng)濟(jì)，但需要零件二次定位，產(chǎn)品上孔定位精度不高，生產(chǎn)周長(zhǎng)一些，占用沖壓設(shè)備多。方案二：復(fù)合模。根據(jù)參考文獻(xiàn)2p31頁(yè)，表2-27，得到t=2時(shí)，凸凹模的最小壁厚為3.2，本產(chǎn)品的最小壁厚為3.5，故可以采用復(fù)合模。復(fù)合模具結(jié)構(gòu)相對(duì)要復(fù)雜一些，制造難度也高一些，但因?yàn)橹恍枰桓蹦＞咧圃斐杀静⒉桓叨啵瑫r(shí)沖壓生產(chǎn)周期短，產(chǎn)品質(zhì)量高，占用設(shè)備少，能起到節(jié)能、節(jié)省勞動(dòng)力作用。因此綜合考慮產(chǎn)品質(zhì)量，制造周期，生產(chǎn)周期，節(jié)省成本等因素，采用方案二。3落料沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)3.1 模具結(jié)構(gòu)由于產(chǎn)品沒有特殊要求，故模具結(jié)構(gòu)采用倒裝復(fù)合模，即落料凹模裝在上模部分，落料凸模（確切說是凸凹模）裝在下模部份，即沖孔凹模（即凸凹模）裝在下模部份，沖孔凸模裝在上模部份。卸料采用彈性卸料結(jié)構(gòu)，建議彈性材料采用橡膠或矩形彈簧。產(chǎn)品件采用推件塊剛性推出，由上而下推出。沖孔廢料采用向下直接推出。條料采用手動(dòng)左右送料裝置，采用定位銷定位方式。模具結(jié)構(gòu)類似參考文獻(xiàn)課本p62頁(yè)圖2.7.8。本模具結(jié)構(gòu)圖如圖3.1所示。圖3.1落料沖孔復(fù)合模結(jié)構(gòu)3.2 確定其搭邊值考慮到成型范圍，應(yīng)考慮以下因素：1 材料的機(jī)械性能 軟件、脆件搭邊值取大一些，硬材料的搭邊值可取小一些。2 沖件的形狀尺寸 沖件的形狀復(fù)雜或尺寸較大時(shí)，搭邊值大一些。3 材料的厚度 厚材料的搭邊值要大一些。4 材料及擋料方式 用手工送料，手動(dòng)側(cè)壓。5 卸料方式 彈性卸料比剛性卸料大搭邊值小一些。6 材料為：10鋼，落料部是帶大圓角的形狀。綜上所述，根據(jù)參考文獻(xiàn)課本p48頁(yè)，表2.5.2，確定其搭邊值：兩工件間的搭邊值：a=1.2mm工件側(cè)面搭邊值：a1=1.5mm3.3 確定排樣圖在沖壓零件中，材料費(fèi)用占60%以上，排樣的目的就在于合理利用原材料，因此材料的利用率是決定產(chǎn)品成本的重要因素，必須認(rèn)真計(jì)算，確保排樣相對(duì)合理，以達(dá)到較好的材料利用率。排樣方法可分為三種：1有廢料排樣2少?gòu)U料樣3無廢料排樣少?gòu)U料排樣的材料利用率也可達(dá)70%90%。但采用少、無廢料排樣時(shí)也存在一些缺點(diǎn)，就是由于條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定們所產(chǎn)生的誤差，使工作的質(zhì)量和精度較低。另外，由于采用單邊剪切，可影響斷面質(zhì)量和模具壽命。根據(jù)本工件的形狀和批量，對(duì)模壽命有一定要求，固采用有廢料排樣方法。排樣時(shí)工件之間以及工件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫做搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保證沖出合格的工件。還可以使條料有一定的剛度，便于送進(jìn)。本產(chǎn)品外形是帶大圓弧形，因此排樣主要由外形決定，為了提高材料利用率可考慮對(duì)排，對(duì)排方式可以是直排或斜排，具體由下面計(jì)算決定。送料步距a20+8+1.2230.4mm。條料寬度b(d+2a1) 其中：44，a11.5，b（44+21.5）=47由于在剪板時(shí)也有公差，故剪板寬度b(d+2a1+)， 其中：44，a11.5，條料寬度公差，查參考文獻(xiàn)課本p49頁(yè)，表2.5.3得，0.4mm所以剪板寬度b（44+21.5+0.4）=47.0-0.4排樣圖如圖所示。3.4 材料利用率計(jì)算在沖壓零件中，材料利用率是一個(gè)非常重要的因素，提高利用率是企業(yè)降低成本的途徑之一。由于本產(chǎn)品采用復(fù)合工序的單副模具生產(chǎn)，送料采用手動(dòng)送料，因此可以假設(shè)原材料為板料，再經(jīng)剪板后成為條料。查參考文獻(xiàn)2p207頁(yè)，表8-4，及結(jié)合目前市場(chǎng)，故采用尺寸為25001500mm，厚2mm的板料。材料利用率計(jì)算公式：其中：s0板材總面積s 實(shí)際產(chǎn)品面積故 s0=25001500=3750000 mm2 s=s落-s孔=595.416-19.635=575.781mm2 s落為落料部份面積，由于形狀復(fù)雜計(jì)算不方便，采用caxa軟件畫圖后，測(cè)量所得面積為：595.416 mm2由于在剪板時(shí)可橫裁或豎裁兩種，這兩種對(duì)方式裁剪數(shù)有影響，下面分別計(jì)算。第一種：橫裁共2500/4753條每條1500/15.298個(gè)共計(jì)：5398=5194個(gè)第二種：豎裁共1500/4731條每條2500/15.2164個(gè)共計(jì)：31164=5084個(gè)故采用第一種橫裁。所以，n=5194故材料總利用率材料利用率大于60%，能符合要求。因此板材料裁剪后尺寸為：472500，每板沖5194個(gè)，。3.5 凸、凹模刃口尺寸的確定本模具有2個(gè)工序組成，落料和沖孔，下面分兩部份分別計(jì)算。 3.5.1落料部份凸、凹模刃口尺寸的確定（1）計(jì)算原則本產(chǎn)品外形是非圓形，屬于落料工序，因此計(jì)算原則以凹模為基準(zhǔn)。由于產(chǎn)品是非圓形，為了方便加工，故采用凸、凹配合加工方法來制造，保證沖裁間隙，以此下面進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。（2）凸、凹模制造公差1. 尺寸有：，沖裁雙面間隙z0.120.16mm凸、凹模制造公差取對(duì)應(yīng)尺寸公差的1/4。（3）落料凸、凹模刃口尺寸計(jì)算由于以凹模為基準(zhǔn)，所以查參考文獻(xiàn)1p64-p65頁(yè)，得公式凹模磨損后尺寸變大的：凹模磨損后尺寸變小的：凹模磨損后尺寸不變?。簩儆谀p后尺寸變大的，屬于磨損后尺寸不變的。1尺寸計(jì)算a=44，=0.625凹模偏差d=/4=0.15625mm查參考文獻(xiàn)1p64頁(yè)，得=0.5所以 2尺寸計(jì)算a=4，=0.30凹模偏差d=/4=0.075mm查參考文獻(xiàn)1p64頁(yè)，得=0.75所以 3尺寸21計(jì)算c=21，=0.52凹模偏差d=/4=0.13mmd/2= 0.065mm所以 0.065 mm4尺寸20計(jì)算c=20，=0.52凹模偏差d=/4=0.13mmd/2= 0.065mm所以 0.065 mm5尺寸8計(jì)算c=8，=0.36凹模偏差d=/4=0.09mmd/2= 0.045mm所以 0.045 mm凸模尺寸與凹模配做，雙面小一個(gè)最小間隙z0.120.16mm。3.5.2沖孔部分凸、凹模刃口尺寸計(jì)算（1）計(jì)算原則由于沖孔部份僅有兩處，均為圓形，因此計(jì)算原則以凸模為基準(zhǔn)。由于是圓柱類形狀，故采用凸、凹模分開加工方法來制造，并進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。查參考文獻(xiàn)1p63頁(yè)，得計(jì)算公式： 凸模尺寸： 凹模尺寸：（2）凸、凹模刃口尺寸計(jì)算1孔尺寸計(jì)算查參考文獻(xiàn)1p63頁(yè)，表2-10，得凸模偏差p=0.020mm凹模偏差d=0.020mm沖裁雙面間隙zmax -zmin0.180-0.126=0.054因此：p+d=0.020+0.020=0.0400.054=zmax -zmin所以凸、凹模制造公差合理。查參考文獻(xiàn)1p64頁(yè)，得=0.5又因?yàn)閐=5，=0.30所以：mm mm3.6 落料沖孔復(fù)合模沖壓力沖壓力是保證能否沖壓完成的主要?jiǎng)恿?，同時(shí)也是選擇壓力機(jī)的主要依據(jù)之一，因此必須認(rèn)真計(jì)算沖壓力。本模具沖壓力（f總）有二大部分組成，即落料部分力（f落）和沖孔部分力（f拉）組成，因此這兩部份需要分別計(jì)算。3.6.1 落料部分沖壓力根據(jù)本模具的結(jié)構(gòu)，沖壓力包括落料沖裁力、卸料力。已知材料10鋼，板材厚度2mm，材料的抗剪強(qiáng)度取中間值=300mpa進(jìn)行計(jì)算。1沖裁力式中 l落料件的周長(zhǎng)，119.416mm k修正系數(shù)，一般取1.3 t 板料厚度，mm 材料抗剪強(qiáng)度，300mpa2卸料力式中 k卸卸料力系數(shù)，n 查參考文獻(xiàn)1p52頁(yè)，表2-2，得k卸=0.0503落料部分總沖壓力f落=f沖+f卸=93145+4658=97803n3.6.2 沖孔部分沖壓力此產(chǎn)品有兩處沖孔，即6和5處，沖孔部分沖壓力主要有沖裁力（f沖）和推件力（f推）二部分組成，即f孔=f沖 +f推1沖裁力式中 t 板料厚度，mm l沖孔周長(zhǎng)，15.708 mm： 材料抗剪強(qiáng)度，300mpa k修正系數(shù)，一般取k=1.32推件力式中 k推推件力系數(shù)，n 查參考文獻(xiàn)1p52頁(yè)，表2-2，得k推=0.055 n推件數(shù)，設(shè)凹模刃口高度為6mm，n=6/2=3沖孔部分總沖壓力f孔=f沖+f壓=12253+2022=14275n3.6.3 落料沖孔復(fù)合?？倹_壓力由上述計(jì)算可以得f總=f落+ f孔=97803+14275=112078n3.7壓力機(jī)選用假設(shè)落料和沖孔同時(shí)進(jìn)行，此時(shí)壓力機(jī)實(shí)際工作行程是很短的，約2.2mm。為了保護(hù)壓力機(jī)，實(shí)際壓力機(jī)的沖壓選用1.3倍總沖壓力以上。即，f1.3f總=1.3112078=145702n146kn。綜合上述，查參考文獻(xiàn)2p210頁(yè)，表8-10，選得開式雙柱可傾式壓力機(jī)型號(hào)為：j23-16。j23-16壓力機(jī)參數(shù)如下：公稱壓力：160kn滑塊行程：55mm最大封閉高度：220mm工作臺(tái)尺寸：左右450mm前后300mm工作臺(tái)孔尺寸：210mm模柄孔尺寸：40mm60mm床身最大可傾角：35圖3.3 雙柱可傾式壓力機(jī)3.8 壓力中心計(jì)算一副模具的壓力中心就是這副沖模各個(gè)壓力的合力作用點(diǎn)，一般都指平面投影。沖模的壓力中心，應(yīng)盡可能與壓力機(jī)滑塊的中心在同一垂直線上，否則沖壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏心載荷，導(dǎo)致模具以及壓力機(jī)滑塊與導(dǎo)軌的急劇磨損，這不僅降低模具和壓力機(jī)的使用壽命，而且也影響沖壓件的質(zhì)量，因此必須計(jì)算其壓力中心。對(duì)于對(duì)稱形狀的壓力中心就是其幾何中心，對(duì)于復(fù)雜形狀工件或多凸模沖壓的模具，其壓力機(jī)中心的計(jì)算，是采用平行力系合力作用線的求解方法，即某點(diǎn)“合力對(duì)某軸的力矩之和”的力學(xué)原理求得。本次設(shè)計(jì)的工件是對(duì)稱的，所以壓力中心就是工件的幾何中心。由于本產(chǎn)品是非回轉(zhuǎn)體類，只是上單面對(duì)稱形狀，故壓力中心一個(gè)方向需借助計(jì)算caxa輔助設(shè)計(jì)計(jì)算，如圖3.4所示，結(jié)果壓中心為：x0=10.145 y0=50.688 圖3.4 壓力中心尺寸3.9落料沖孔模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)本模具采用倒裝復(fù)合模結(jié)構(gòu)，其主要零件有：落料凹模、凸凹模、凸凹模固定板、凸凹模墊板、一個(gè)沖孔凸模、沖孔凸模固定板、沖孔凸模墊板、卸料板、推件塊等。3.9.1落料凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1凹模及刃口形狀采用直刃口，刃口高度取h6mm，考慮修模和內(nèi)置推件塊，此處取10mm。由于凹模是倒裝的，上方為臺(tái)階形，又由于內(nèi)部還要放推件塊，四周單邊大5mm左右。形狀如下圖所示。圖3.5 凹模刃口形狀2凹模材料和熱處理查參考文獻(xiàn)2p209頁(yè)，表8-8得材料為cr12mov，熱處理6064hrc。3凹模外形尺寸由于沖裁外形是非圓形，故凹模外形取長(zhǎng)方形。凹模厚度：h=kb（15mm）b=44，查參考文獻(xiàn)1p224頁(yè)，表8-1得，k=0.42（取均值）所以 h=0.4244=18.4819mm考慮內(nèi)部還要放推件塊，故調(diào)整后h=26mm凹模壁厚：c=（1.52.0）h（30mm）c=2h=219=38由于圖形不對(duì)稱，故壓力中心是偏向一側(cè)，計(jì)算凹模外形尺寸以偏向大的一側(cè)為準(zhǔn)。凹模外形：長(zhǎng)度方向尺寸為：125mm寬度方向尺寸為：100mm4凹模固定和定位方式凹模放在沖孔凸模固定板上，用螺釘與上模座固定，再用銷與上模座定位。3.9.2凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于此凸模不僅是落料，還要充當(dāng)沖孔凹模的作用，因此稱它為凸凹模。（1）落料凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1落料凸模形狀及長(zhǎng)度凸模形狀為柱體狀，如圖3.6所示。凸?？傞L(zhǎng)度：l=h固+h壓+h卸+h沖=20+18.3+12+1.7 =52mm注：h固、h壓、h卸、h沖分別為固定板厚度、彈性材料壓縮后高度、卸料板高度、總沖壓深度，具體各長(zhǎng)度計(jì)算確定見后面各相應(yīng)部分計(jì)算。2落料凸模定位、固定方式凸模是非圓形，靠與固定板間配合定位，在凸模上打1個(gè)m6螺紋孔用螺釘固定。圖3.6 凸模形狀（2）沖孔凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于是沖圓柱孔，所以凹?？资菆A柱孔狀。刃口高度取均取6mm，下面為了方便落料，開一個(gè)大一些的圓柱孔，沖5的孔下部孔直徑為7，如圖3.7所示。圖3.7 凸凹模（3）凸模材料和熱處理查參考文獻(xiàn)2p209頁(yè)，表8-8得材料為cr12mov，5862hrc。3.9.3條料定位零件的設(shè)計(jì)由于采用手工送料，故條料必須采用可靠的定位裝置，現(xiàn)采用左側(cè)配置2個(gè)固定擋料銷起擋料導(dǎo)向作用，后側(cè)增加1個(gè)固定擋料銷起確定送料步距作用，此3個(gè)固定擋料銷尺寸、裝配關(guān)系相同。固定擋料銷安裝在卸料板上，固定擋料銷與卸料板上圓柱孔成h7/m6過渡配合，在凹模板上開相應(yīng)的讓位孔。固定擋料銷尺寸和形狀如下圖所示。圖3.7 固定擋料銷固定擋料銷規(guī)格為：a863，gb2866.11-81材料為：45鋼，熱處理4348hrc。3.9.4落料卸料板設(shè)計(jì)1卸料板形狀確定外形與落料凹模相似即長(zhǎng)方形，材料為45鋼（查參考文獻(xiàn)2p209頁(yè)，表8-9得），熱處理硬度4045hrc。2卸料板尺寸計(jì)算周界與凹模尺寸相同，125mm100mm。由于后側(cè)也有1個(gè)固定擋料銷，它距中心距離為31.690/2-8，因此不必增加寬方向尺寸。厚度?。篽卸=12mm由于料厚t=2，所以卸料板與落料凸模間單面間隙z1/2=1mm3.9.5凸凹模固定板設(shè)計(jì)1凸凹模固定板確定外形為長(zhǎng)方形，中間與凸凹模成過渡配合的柱形孔，材料為45鋼（查參考文獻(xiàn)2p209頁(yè)，表8-9得），熱處理硬度4045hrc，如下圖所示。2凸凹模固定板尺寸確定周界與凹模尺寸相同，尺寸為125mm100mm20mm。中間的非圓孔與凸凹模構(gòu)成過渡配合，間隙在00.02間，可采用配合加工法進(jìn)行加工。圖3.8 凸凹模固定板3.9.6凸凹模墊板設(shè)計(jì)1凸凹模墊板確定外形為長(zhǎng)方形，材料為45鋼（查參考文獻(xiàn)2p209頁(yè)，表8-9得），熱處理硬度4045hrc。2凸凹模墊板尺寸確定周界與凹模尺寸相同，125mm100mm10mm，由于下面要沉入內(nèi)六角螺釘（m6）頭部，故需要厚度10mm。3.9.7推件塊設(shè)計(jì)1推件塊確定外形與模刃口相似，但為了使它在凹模刃口中不掉下左右各有一個(gè)臺(tái)階，具體形狀如下圖所示。材料為45鋼（查參考文獻(xiàn)2p209頁(yè)，表8-9得），熱處理硬度4045hrc。2推件塊尺寸確定周界與凹模尺寸相似，成間隙配合，單面間隙約0.1mm，高為10.5mm，左右臺(tái)階大自身輪廓約4mm，高8mm，具體尺寸如下圖所示。圖3.9 推件塊3.9.8凸模（沖孔5）設(shè)計(jì)1凸模形狀及長(zhǎng)度此處名命此凸模為小凸模1，是圓柱臺(tái)階形，如下圖所示。由前面計(jì)算知孔5的凸模直徑：mm中間圓柱與沖孔凸模固定板成不定期渡配合，直徑為5.4mm凸臺(tái)部分，直徑為：7mm，高度為：3mm凸模長(zhǎng)度：l=h凹+h固配=26+10-3=33mm注：h拉、h固配分別為：凹高度、沖孔凸模與固定板間配合高度。2凸模定位、固定方式凸模與沖孔凸模固定板間配合定位，配合為過渡配合h8/js7，用沖孔凸模墊板壓緊來固定。圖3.10 小凸模13凸模材料和熱處理查參考文獻(xiàn)2p209頁(yè)，表8-8得材料為cr12mov，5862hrc。3.9.10沖孔凸模固定板設(shè)計(jì)1沖孔凸模固定板形狀是長(zhǎng)方體，周界與落料凹模外形尺寸相同，尺寸為：125mm100mm10mm。2沖孔凸模固定板材料和熱處理材料為45鋼（查參考文獻(xiàn)2p209頁(yè)，表8-9得），熱處理硬度4045hrc。3.9.11沖孔凸模墊板設(shè)計(jì)1沖孔凸模墊板形狀是長(zhǎng)方體，周界與落料凹模外形尺寸相同，尺寸為：125mm100mm6mm。2沖孔凸模墊板材料和熱處理材料為45鋼（查參考文獻(xiàn)2p209頁(yè)，表8-9得），熱處理硬度4045hrc。3.10標(biāo)準(zhǔn)件確定本小節(jié)主要進(jìn)行模架、彈性元件、卸料螺釘、螺釘、銷、模柄等標(biāo)準(zhǔn)件的確定。3.10.1模架確定根據(jù)凹模外形尺寸100100等，查參考文獻(xiàn)2 p61、p62頁(yè)，表2-43得，選用lb為125125的中間滑動(dòng)導(dǎo)柱模架。因此上模座尺寸為12510035，gb/t2855.9，下模座尺寸為12510045，gb/t2855.10，閉合高度為160190mm，左右導(dǎo)柱尺寸為22150和25150，gb/t2861.1，左右導(dǎo)套尺寸為228033和258033，gb/t2861.6。上模座、下模座材料為：ht300。導(dǎo)柱、導(dǎo)套材料為：20鋼，熱處理硬度為：5862hrc。3.10.2上模螺釘確定根據(jù)凹模的外形尺寸125100，落料凹模高度、上模座高度、沖孔凸模墊板高度、沖孔凸模固定板高度，查參考文獻(xiàn)2 p30頁(yè)，表2-25和p31頁(yè)，表2-26得，采用4個(gè)分布在四邊中點(diǎn)位置的內(nèi)六角螺釘，各螺釘中心距邊線距離為16mm，內(nèi)螺紋做在落料凹模上。查參考文獻(xiàn)2 p210頁(yè)，表8-9和p222，表8-30，得材料和熱處理要求。結(jié)果如下：螺釘規(guī)格為：m1050 gb/t70.12000。材料45鋼，熱處理硬度4045hrc。3.10.3上模銷確定同上，根據(jù)落料凹模的外形尺寸125100，落料凹模高度、上模座高度、沖孔凸模墊板高度、沖孔凸模固定板高度，查參考文獻(xiàn)2 p30頁(yè)，表2-25，采用2個(gè)對(duì)角分布的圓柱銷，定位尺寸為1060。查參考文獻(xiàn)2 p210頁(yè)，表8-9和p231，表8-34，材料和熱處理要求。結(jié)果如下：圓柱銷規(guī)格為：1060 gb/t119.12000。材料45鋼，熱處理硬度4348hrc。3.10.4彈性元件設(shè)計(jì)1彈性元件形式選用由于沖裁壓縮量很小，力也不大，故采用長(zhǎng)方體的橡膠為彈性元件，如果力不夠可以改用圓柱體的聚氨酯橡膠。2彈性元件尺寸確定此時(shí)彈性元件沖壓工作時(shí)再壓縮量為2.2mm，在工作初必須要有一定的預(yù)壓量，此時(shí)必須能克服卸料力f卸=2939n，由于沖壓時(shí)再壓縮量不大，可以假設(shè)預(yù)壓量為15%，查參考文獻(xiàn)2p244頁(yè)，表8-45得p=0.5mpa。根據(jù)工式：f=apf這壓力，此處即卸料力a為沖壓方向橡膠總投影面積p為橡膠單位面積壓力。所以a=f/p=2939/0.5=5878mm2現(xiàn)在假設(shè)橡膠形狀為長(zhǎng)方體，根據(jù)卸料板和凸凹模形狀及卸料螺釘?shù)奈恢?、尺寸，可以算出橡膠的寬為b=30mm，所需橡膠總長(zhǎng)度l為：bl=5878l=5878/30=196mml/2=98mm又因?yàn)榭梢孕读习搴屯拱寄９潭ò宓乃闹芏伎梢苑畔鹉z，所以可以將98分為60+38兩部分都能放在邊上，因此，橡膠的面積為6030和3830各兩塊。橡膠的高度只要不超過30就可以了，現(xiàn)在假設(shè)總壓縮后的高度為18.3，則橡膠的自由高度h自為：h自（1-15%）-2.2=18.3h自=24.124mm同時(shí)將橡膠適當(dāng)加長(zhǎng)一些，以補(bǔ)償預(yù)壓力。故最終橡膠的尺寸為：653024和403024。 3.10.5卸料螺釘確定采