畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）墊片沖壓模具設(shè)計(jì)

1、目 錄1 緒論.21.1前言21.2 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場(chǎng)前景21.3 沖壓工藝介紹21.4 沖壓工藝的種類(lèi)21.5 沖壓行業(yè)阻力和障礙與突破32 零件工藝性分析及確定工藝方案和模具結(jié)構(gòu)類(lèi)型52.1 工件零件52.2 工藝分析52.3 確定工藝方案模具結(jié)構(gòu)類(lèi)型73 沖孔落料復(fù)合模模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)103.1 工件展開(kāi)圖103.2 排樣及計(jì)算條料寬度及確定步距103.3 材料利用率的計(jì)算113.4 計(jì)算總沖壓力123.5 壓力中心的計(jì)算134 沖孔落料復(fù)合模的主要零部件設(shè)計(jì)154.1 沖孔模中凸模的尺寸及制造精度154.2 凸、凹模間隙164.3 凹模的結(jié)構(gòu)形式174.4 凸模的設(shè)計(jì)175 沖孔落

2、料復(fù)合模輔助零件設(shè)計(jì)215.1 擋料銷(xiāo)215.2 卸料板215.3 導(dǎo)向零件215.4 連接與固定零件226 沖孔落料復(fù)合模壓力機(jī)的選擇237 模具的安裝調(diào)試24總 結(jié)25 參考文獻(xiàn)26致 謝271緒論1.1 引言畢業(yè)設(shè)計(jì)是一種綜合性的訓(xùn)練，也是一個(gè)重要的專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，它綜合性強(qiáng)，應(yīng)用知識(shí)面寬。隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品增多，產(chǎn)品更新?lián)Q代加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。模具作為一種工具已廣泛地應(yīng)用在各行各業(yè)之中。模具是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)部門(mén)都越來(lái)越多地依靠模具來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)加工。模具已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。模具已成為當(dāng)代工業(yè)的重要手段和工藝發(fā)展方向之一。現(xiàn)代工業(yè)

3、產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)效益的提高，在很大程度上取決于模具的發(fā)展和技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平。為了更進(jìn)一步加強(qiáng)我們的設(shè)計(jì)能力，鞏固所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，在畢業(yè)之際，特安排了此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)計(jì)也是我們專(zhuān)業(yè)在學(xué)完基礎(chǔ)理論課，技術(shù)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課的基礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。本次設(shè)計(jì)的目的：一、綜合運(yùn)用本專(zhuān)業(yè)所學(xué)的理論與生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)行一次沖壓模設(shè)計(jì)的實(shí)際訓(xùn)練，從而提高我們獨(dú)立工作能力。二、鞏固復(fù)習(xí)三年以來(lái)所學(xué)的各門(mén)學(xué)科的知識(shí)，以致能融貫通，進(jìn)一步了解從模具設(shè)計(jì)到模具制造整個(gè)工藝流程。三、掌握模具設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。 由于本人設(shè)計(jì)水平有限，經(jīng)驗(yàn)不足，錯(cuò)誤難免，敬

4、請(qǐng)老師批評(píng)、指導(dǎo)，不勝感激。1.2 我國(guó)沖壓模具業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀改革開(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng)。近年來(lái)，模具工業(yè)一直以15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國(guó)有專(zhuān)業(yè)模具廠(chǎng)外，集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。一些?guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維cad，并陸續(xù)開(kāi)始使用ug、pro/eng

5、ineer、i-deas、euclid-is等國(guó)際通用軟件，個(gè)別廠(chǎng)家還引進(jìn)了moldflow、c-flow、dynaform、optris和magmasoft等cae軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。 以汽車(chē)覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車(chē)公司模具廠(chǎng)、一汽模具中心等模具廠(chǎng)家已能生產(chǎn)部分轎車(chē)覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專(zhuān)院校開(kāi)展模具技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。經(jīng)過(guò)多年的努力，在模具cad/cae/cam技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。 例如，吉林大學(xué)汽車(chē)覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽車(chē)覆蓋件沖壓成型分析kmas軟件，華中理工

6、大學(xué)模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的注塑模、汽車(chē)覆蓋件模具和級(jí)進(jìn)模cad/cae/cam軟件，上海交通大學(xué)模具cad國(guó)家工程研究中心開(kāi)發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開(kāi)發(fā)的冷沖模和精沖模cad軟件等在國(guó)內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶(hù)。 雖然中國(guó)模具工業(yè)在過(guò)去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；cad/cae/cam技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具依賴(lài)進(jìn)口。1.2 我國(guó)沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)

7、格低”的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng)： (1)全面推廣cad/cam/cae技術(shù) 模具cad/cam/cae技術(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技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大cad/cam技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進(jìn)一步擴(kuò)大cae技術(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技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個(gè)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。 (2)高速銑削加工 國(guó)外近年來(lái)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)

8、點(diǎn)。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)汽車(chē)、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。 (3)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璧闹T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(dòng)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(chē)、摩托車(chē)、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。 (4)電火花銑削加工電火花銑削加工技術(shù)也稱(chēng)為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代

9、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(jiǎn)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(guó)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。(5)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度 我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計(jì)目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家一般為80%左右。 (6)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(lái)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)

10、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)。 (7)模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化 模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命、制件外觀(guān)質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動(dòng)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(shì)。(8)模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺(tái)機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤(pán)；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫(kù)；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。2 零件工藝分析及確定工藝方案和模具結(jié)構(gòu)類(lèi)型2.1 工件零件對(duì)下圖一沖壓件進(jìn)行設(shè)計(jì)，材料為紫銅，厚度為4mm。批量：5000件，要求零件外形輪廓粗糙度小于3.

11、2um，零件厚度方向平整光滑。零件圖如圖2.1所示： 圖2.1 工件圖2.2 工藝分析此工件材料采用10#鋼，生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)個(gè)，需要用模具進(jìn)行生產(chǎn)。由于該零件有1個(gè)26mm孔和有直線(xiàn)、圓弧組成的輪廓外形，因而模具包含有沖孔、落料工序。對(duì)于26的小孔，由于孔徑于大料厚，不屬于深孔沖裁，因此在模具設(shè)計(jì)時(shí)不必對(duì)沖孔凸模采取適當(dāng)保護(hù)措施加以保護(hù)，也不必對(duì)凸模進(jìn)行強(qiáng)度校驗(yàn)。對(duì)于落料，由于零件外形輪廓要求粗糙度小于3.2um且光滑平整，因此屬于光潔沖裁。從材質(zhì)上看，沖裁材料為10#鋼，屬低強(qiáng)度、高延伸性、高延伸率、塑性及流動(dòng)性好的軟材料，有利于成型，總體來(lái)說(shuō)，強(qiáng)度硬度不高，塑性紉性很好。沖壓工藝是塑

12、性加工的基本加工方法之一。主要用于加工板料零件。沖壓加工時(shí)，板料在模具的作用下，于其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力，當(dāng)內(nèi)力的作用達(dá)到一定程度時(shí)，板料就會(huì)產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對(duì)應(yīng)的變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件。沖裁件的工藝性，是指沖裁件對(duì)沖裁工藝的適應(yīng)性，即沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小及偏差等是否符合沖裁加工的工藝要求。這對(duì)沖裁件的質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)率都有很大影響。沖裁組合方式要根據(jù)生產(chǎn)批量，工件尺寸公差等級(jí)，對(duì)工件尺寸、形狀的適應(yīng)性，模具制造、安裝調(diào)整和成本，操作方便與安全來(lái)決定。綜上分析，要選取在滿(mǎn)足工件質(zhì)量與生產(chǎn)率的要求下，模具制造成本低、壽命長(zhǎng)、操作方便又安全的工藝方案。其具體要求

13、為：對(duì)沖裁件形狀與尺寸的要求1.沖裁件的形狀應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)、最好采用圓形、矩形等規(guī)則的幾何形狀或由這些基本形狀所組成。在許可的情況下，把沖裁件設(shè)計(jì)成少、無(wú)廢料排樣的形狀。2.沖裁件的外形或內(nèi)孔的轉(zhuǎn)角處、應(yīng)盡量避免有過(guò)尖的銳角，宜采用圓角連接。3.沖裁件的孔徑太小時(shí)，凸模易折斷或壓彎。沖孔的最小尺寸取決于材料的機(jī)械性能、凸模強(qiáng)度和模具結(jié)構(gòu)。沖小孔的凸模宜采用保護(hù)套。 4.沖裁件上局部凸出或凹入部分應(yīng)避免有窄長(zhǎng)的切口和狹長(zhǎng)的槽、否則會(huì)降低模具壽命和工件質(zhì)量。5.沖裁件上孔至邊緣之間的距離不宜過(guò)小，否則會(huì)產(chǎn)生孔與孔間材料的扭曲或使邊緣材料變形。也會(huì)影響沖模的強(qiáng)度及工件的質(zhì)量都不易保證。沖裁件對(duì)尺

14、寸精度的要求一般普通沖裁所得到?jīng)_裁件的尺寸精度在it14it10級(jí)以?xún)?nèi)。本工件材料為10#鋼，厚度為2.2mm。沖裁件結(jié)構(gòu)形狀簡(jiǎn)單，所以精度按照it14級(jí)制造。取磨損系數(shù)x=0.5。結(jié)論：（1） 材料：沖裁材料銅母線(xiàn)為10#鋼，屬低強(qiáng)度、高延伸性、高延伸率、塑性及流動(dòng)性好的軟材料，有利于成型。（2） 工件結(jié)構(gòu)形狀：沖裁件內(nèi)、外形應(yīng)盡量避免有尖銳清角，為提高模具壽命，建議將所有90清角改為r1或者r2的圓角。（3） 尺寸精度：零件圖上所有尺寸均未標(biāo)注公差，屬自由尺寸，可按it14級(jí)確定工件尺寸的公差。經(jīng)查公差表，各尺寸公差為：零件外形：、r零件內(nèi)形：孔邊距：、2.3 確定工藝方案模具結(jié)構(gòu)類(lèi)型因該

15、工件屬大批量生產(chǎn)，根據(jù)零件的生產(chǎn)批量，尺寸精度和材料種類(lèi)與厚度，選擇模具的導(dǎo)向方式與精度，定距方式及卸料方式等，現(xiàn)有如下三種模具結(jié)構(gòu)方案：方案一：采用單工序沖裁模結(jié)構(gòu)。即：在壓力機(jī)滑塊一次行程中、在模具同一工位只完成一次沖孔或者落料。適合大批量生產(chǎn)，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是需要的工序多，要多套模具才能完成零件的加工生產(chǎn)效率較底，成本高。1、 需要二次定位，容易造成誤差。方案二：采用復(fù)合沖裁模結(jié)構(gòu)。即：在壓力機(jī)滑塊一次行程中、在模具同一工位同時(shí)完成沖孔和落料。復(fù)合模有如下特點(diǎn)：1、沖裁出來(lái)的產(chǎn)品精度高，不受送料誤差的影響，內(nèi)外形相對(duì)位置一致性好。2、沖件表面較為平整。3、適宜沖薄料，也適宜沖脆性或軟質(zhì)

16、材料。4、沖模面積較少。方案三：采用級(jí)進(jìn)沖裁模結(jié)構(gòu)。 即：在壓力機(jī)滑塊的一次行程、在模具不同工位分別進(jìn)行工件的內(nèi)形和外形沖裁，而在最后工位才制成工件。 級(jí)進(jìn)模有如下特點(diǎn)：1、材料利用率較高。2、凸模形狀簡(jiǎn)單，提高模具使用壽命。3、工作效率比較高。通過(guò)到工廠(chǎng)的調(diào)研，了解到其工件包括下料、沖孔落料經(jīng)過(guò)和老師的研究我們采用2個(gè)方案來(lái)進(jìn)行討論計(jì)算對(duì)比三種方案，根據(jù)零件的形狀尺寸和生產(chǎn)批量的特點(diǎn)，在分析沖壓性質(zhì)、沖壓次數(shù)、沖壓順序和工序組合方式的基礎(chǔ)上，我們決定采用復(fù)式模結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)。即：復(fù)合沖裁模把沖孔、落料由一副復(fù)合模來(lái)做。采用此方案則要求設(shè)計(jì)的模具精度比較高。對(duì)于復(fù)合模，它既保證了落料與沖孔的同心

17、度，又避免了由于零件外形尺寸太小而帶來(lái)的二次定位的困難。采用復(fù)式模可使零件排樣設(shè)計(jì)更加靈活，同時(shí)復(fù)式模將小孔沖模的凸模保護(hù)套與推件器合為一體，生產(chǎn)率得到提高，可以滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。另外，復(fù)式?？梢圆捎谜b結(jié)構(gòu)和倒裝結(jié)構(gòu)。其中倒裝復(fù)式模的廢料能直接從壓力機(jī)臺(tái)面落下，而沖裁件從上模推下，比較容易引出去，操作方便安全。而正裝復(fù)式模的頂件板和卸料板均為彈性，條料與沖件同時(shí)受壓平作用，可使較軟較薄的沖裁件達(dá)到平整要求。同時(shí)由于凸凹模的孔內(nèi)不會(huì)積聚沖孔廢料，可減少孔內(nèi)廢料的漲力，有利于減少凸凹模的最小壁厚。經(jīng)過(guò)對(duì)正裝、倒裝復(fù)式模的分析比較，并根據(jù)零件條料厚度小、外形尺寸大的特點(diǎn)，我們決定采用倒裝復(fù)式模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

18、。通過(guò)優(yōu)選，我們將著重以第一套方案進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，以第二套方案進(jìn)行對(duì)比性設(shè)計(jì)。2.3.1 定位裝置因?yàn)榘辶虾穸萾=2.2mm,屬于較厚的板材, 為了使條料送料時(shí)有準(zhǔn)確的位置,保證沖出合格的制件,同時(shí)考慮到零件生產(chǎn)批量不多,且要求模具結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，故采用側(cè)面兩個(gè)始用擋料銷(xiāo)定位導(dǎo)向,在送料方向由于受凸模和凹模的影響,為了不至于削弱模具的強(qiáng)度,在送給方向采用一個(gè)固定擋料銷(xiāo)。2.3.2 卸料裝置復(fù)合模沖裁時(shí)，條料將容易卡在凹模中，因此需要在下模設(shè)置卸料裝置。在下模的卸料裝置一般有三種形式：第一種剛性卸料，常用于較硬、較厚且精度要求不太高的工件沖裁。第二種彈性卸料，常用于沖裁厚度少于1.5mm的板料，由

19、于有壓料作用，沖裁件平整。第三種廢料切刀卸料，主要用于大中型零件沖裁或成形見(jiàn)切邊。由于該零件外形輪廓粗糙度小于3.2um，故采用第二種彈性卸料結(jié)構(gòu)。2.3.3 導(dǎo)向裝置由于加工工件需要光潔沖裁，定位要精確，所以采用四導(dǎo)柱式模架。（每章另起一頁(yè)）3沖孔落料復(fù)合模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 工件展開(kāi)圖工件展開(kāi)圖，如圖3.1所示:圖3.1 工件展開(kāi)圖3.2 排樣及計(jì)算條料寬度及確定步距沖裁件在條料、帶料或板料上布置的方法稱(chēng)為排樣，沖件的合理布置與沖件的外形有很大的關(guān)系。按材料的經(jīng)濟(jì)利用程度或廢料的多少，排樣可分為有廢料排樣與少、無(wú)廢料排樣兩大類(lèi)。按零件在條料上的布置形式，排樣又可分直排、斜排、對(duì)排、對(duì)頭斜排、

20、多排、混合排等形式。無(wú)廢料排樣是指工件與工件之間、工件與條料側(cè)邊之間均無(wú)廢料。少?gòu)U料排樣是指沿工件的部分外形切斷或沖裁，而廢料只有沖裁刃之間的搭邊或側(cè)搭邊。無(wú)廢料排樣是全部沿工件外形沖裁，在沖裁刃之間，工件與條料之間均無(wú)搭邊。根據(jù)以上敘述可見(jiàn)，采用少，無(wú)廢料排樣要求工件的相應(yīng)無(wú)搭邊部分公差等級(jí)于板材一致或根本上無(wú)公差要求。鑒于圖示工件的尺寸、外形及公差等級(jí)，采用少、無(wú)廢料排樣均不能滿(mǎn)足要求，因此選用有廢料排樣，且為直排法。排樣時(shí)工件與工件之間及工件與條料側(cè)邊之間留下的余料稱(chēng)為搭邊及側(cè)搭邊。搭邊值的合理確定關(guān)系到工件的質(zhì)量及模具的壽命。搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)

21、量和送料方便。搭邊過(guò)大，浪費(fèi)材料。搭邊過(guò)小，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖件毛刺，有時(shí)還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命。搭邊值通常由表3-1所列搭邊值和側(cè)搭邊值確定。根據(jù)零件形狀，查表3-1工件之間搭邊值a=2.2mm, 工件與側(cè)邊之間搭邊值b1=2.2mm, 條料是有板料裁剪下料而得，為保證送料順利，規(guī)定其上偏差為零，下偏差為負(fù)值b0=（dmaxa1b1）0 公式（3.1）式中 dmax條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；a1-沖裁件之間的搭邊值；b1-側(cè)刃沖切得料邊定距寬度；（其值查表6）可得=2.0mm。板料剪裁下的偏差；（其值查表3-2）可得=0.6mm。b0=1202

22、.22.2=124.40-0.60mm故條料寬度為124.4mm。表3-1 搭邊值和側(cè)邊值的數(shù)值材料厚度t（mm)圓件及類(lèi)似圓形制件矩形或類(lèi)似矩形制件長(zhǎng)度50矩形或類(lèi)似矩形制件長(zhǎng)度50工件間a側(cè)邊a1 工件間a側(cè)邊a1工件間a側(cè)邊 a10.251.01.21.21.51.52.51.82.60.250.50.81.01.01.21.22.21.52.50.51.00.81.01.01.21.52.51.82.611.51.01.31.21.51.82.82.23.21.52.01.21.51.51.82.03.02.43.42.02.51.51.91.82.22.23.22.73.7 表3-2

23、 普通剪床用帶料寬度偏差（mm）條料厚度t(mm)條料寬度b(mm)50501001002002000.40.50.60.720.50.60.70.8230.70.80.91.0350.91.01.11.2表3-3 側(cè)刃沖切得料邊定距寬度b1（mm）條料厚度t(mm)條料寬度b(mm)金屬材料非金屬材料1.51.52.01.52.52.03.01.52.52.54.03.3 材料利用率的計(jì)算一段條料能沖出的工件的重量與這段條料重量之比的百分?jǐn)?shù)稱(chēng)為材料利用率。材料利用率 =a/（sb）100 （3.2）a一個(gè)步距內(nèi)工件的有效面積mms送料步距mmb條料寬度mm運(yùn)用cad軟件，工具-查詢(xún)-面積，得

24、出面積：a=2700mm=2700/(53.8120)100%=43.4% 畫(huà)出排樣圖3.2如下：圖 3.2 排樣圖3.4 計(jì)算總沖壓力由于沖模采用彈性卸裝置和自然漏料方式，故總的沖壓力為： p0=p+pt （3.3）p=p1+p2 （3.4）而式中 p1-落料時(shí)的沖裁力p2-沖孔時(shí)的沖裁力按推料力公式計(jì)算沖裁力：p1=klt （3.5）其中：k 為系數(shù) l 為工件的輪廓長(zhǎng)度（mm） 為材料的抗剪強(qiáng)度（）t 為材料的厚度（mm）查附表41 =540mpa沖裁力的計(jì)算 由于采用負(fù)間隙沖裁，帶有部分?jǐn)D壓的性質(zhì)，故沖裁力比一般沖裁力大30 50。我們?nèi)≈虚g值，按普通沖裁力的14倍計(jì)算，即=1.436

25、02.2540/1000=82.46（kn）p2=1.342540/1000=30.66(kn)按推件力公式計(jì)算推件力pt：pt=nktp （3.6）其中：n 為卡在凹模里料的個(gè)數(shù)=h/t。h為凹模刃壁垂直部分高度（mm） t為料厚（mm） 見(jiàn)表3-16 p 為沖裁力n。取n=1，查表2-10，kt=0.055pt=10.055113.11=6.22(kn)計(jì)算總沖壓力pz：pz=p1+p2+pt =82.46+30.66+4.95 =118.07(kn)3.5 壓力中心的計(jì)算沖裁力合力的作用點(diǎn)稱(chēng)為沖裁的壓力中心。為了保證壓力機(jī)和模具平穩(wěn)地工作，沖模的壓力中心必須通過(guò)模柄軸線(xiàn)，且和壓機(jī)滑塊的中

26、心線(xiàn)相重合，以防止模具工作時(shí)發(fā)生歪斜、間隙不均勻、導(dǎo)向磨損等。定壓力中心的工作，主要對(duì)復(fù)雜沖裁模、多凸模沖孔模及連續(xù)模才進(jìn)行。通常模具布置時(shí)將壓力中心安放在凹模的對(duì)稱(chēng)中心點(diǎn)上。由沖裁壓力中心計(jì)算公式， （3.7）本次設(shè)計(jì)的模具中的沖孔模屬于x方向非對(duì)稱(chēng)沖孔，因此要計(jì)算其壓力中心.選取如圖3.3所示的坐標(biāo)系，畫(huà)出計(jì)算壓力中心的草圖如下：圖3.3 計(jì)算壓力中心草圖如圖3.3所示的坐標(biāo)系中，將y軸選在左右對(duì)稱(chēng)的位置，則壓力中心的x坐標(biāo)不用計(jì)算，即y方向上獨(dú)立的沖裁輪廓共有9段 按沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)式（3.25）計(jì)算壓力中心的坐標(biāo)為： (3.8)由以上計(jì)算可知，沖壓件壓力中心的坐標(biāo)為（61，0）。4

27、沖孔落料復(fù)合模的主要零部件設(shè)計(jì)4.1 沖孔模中凸模的尺寸及制造精度凸、凹模加工方法一般分為兩種：凸、凹模分開(kāi)加工法和凸、凹模配合加工法。當(dāng)凸、凹模分開(kāi)加工時(shí)，模具具有互換性，便于模具成批制造。但是制模精度要求高、制造困難、相應(yīng)地會(huì)增加加工成本。凸、凹模配合加工適合于較復(fù)雜的、非圓形的模具，制造簡(jiǎn)便，成本低廉。采用配做法制模時(shí)，配做件的最后精加工要等基準(zhǔn)件完全加工完才進(jìn)行。按配做法制模的加工順序，落料時(shí)先加工凹模，配做凸模；沖孔時(shí)先加工凸模，配做凹模。在工件尺寸精度較低，特別是板料較薄時(shí)，基準(zhǔn)件的公差值較大，而配做件允許的公差值要小得多。這說(shuō)明基準(zhǔn)件加工較容易，而配做件加工較難。由于現(xiàn)在凹?；?/p>

28、上都采用線(xiàn)切割方法加工，精度可達(dá)0.010.02mm，而凸模因結(jié)構(gòu)形式不同有多種加工方法。在留出不小于0.02mm研磨量的情況下，凹模型孔一般都能采用線(xiàn)切割方法一次加工出來(lái)。因此，對(duì)于常用的沖裁模，選擇凹模為配做件，加工比較方便。選擇凹模為配做件，對(duì)于沖孔，按前述方法計(jì)算的刃口尺寸仍可以直接在凸模和凹模工作圖上進(jìn)行標(biāo)注。而對(duì)于落料，則需要將計(jì)算的凹模刃口尺寸換算為凸模刃口尺寸后，再進(jìn)行標(biāo)注，由先制凹模改為先制凸模。凸凹模刃口尺寸圖如下：圖4.2 沖孔凸模則沖孔凸模刃口尺寸磨損后增大，由公式： （4.1）落料凸模刃口尺寸 落料凸模磨損后增大的尺寸，按沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)式（2-36）計(jì)算： 即=（

29、+-） （4.2）=（-+-）公差為it14級(jí)時(shí)磨損補(bǔ)償系數(shù)=0.5。按板料厚度4mm，查沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)表2.3知，=0.120mm。則按上式計(jì)算落料凸模的刃口尺寸分別為：r120=（10-0.50.36+0.36/4-0.120）=119.79r4=（3-0.50.30+0.30/4-0.120）=3.81=（45-0.250.25+0.25/4-0.120）=44.81=（44-0.250.25+0.25/4-0.120）=43.81=（22-0.50.36+0.36/4-0.120）=21.99=（20-0.50.30+0.30/4-0.120）=19.56凹模板上定位尺寸磨損后增大

30、，按沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)式（2-8）進(jìn)行計(jì)算： 即： d=（d-） （4.3）則，按上式計(jì)算，各孔邊距尺寸為：孔邊距：、=（9-0.50.25）=（9.5-0.50.20）=4.2 凸、凹模間隙查沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)中表2.3,知=0.120mm,=0.050mm，則=+=0.170mm 凹模按照沖孔凸模、落料凸模的實(shí)際尺寸進(jìn)行配做，雙邊最小間隙為0.120mm，最大間隙不得超過(guò)0.170mm。4.3 凹模的結(jié)構(gòu)形式凹模的材料選用cr12，查沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)可選用如下圖所示的類(lèi)型：圖4.3 凹模結(jié)構(gòu)圖查表得，凹模外形尺寸的確定凹模的輪廓尺寸，因其結(jié)構(gòu)形式不一，受力狀態(tài)比較復(fù)雜，目前還不能用理論計(jì)

31、算方法確定，在實(shí)用中，一般根據(jù)沖裁材料的厚度，按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。凹模板的厚度一般應(yīng)不小于15，隨著凹模板外形尺寸的增大，凹模板的厚度也相應(yīng)增大。按照下面的公式進(jìn)行計(jì)算。凹模厚度：h（mm）（mm）式中 k系數(shù)，考慮板料厚度的影響=0.28； b沖裁件的最大外形尺寸。所以落料凹模厚度為：凹模厚度為h與推件器和推桿留空高度：h=4.5+5+7=16.5mm落料凹模尺寸為：4.4 凸模的設(shè)計(jì)4.4.1凸模的結(jié)構(gòu)形式為了保證凸模能夠正常工作，設(shè)計(jì)任何結(jié)構(gòu)形式的凸模都必須滿(mǎn)足如下三個(gè)原則：（1)精確定位 凸模安裝到固定板上以后，在工作過(guò)程中其軸線(xiàn)或母線(xiàn)不允許發(fā)生任何方向的移位，否則將造成沖裁間隙不均勻，降

32、低模具壽命，嚴(yán)重時(shí)造成啃模。（2)防止拔出 回程時(shí)，卸料力對(duì)凸模產(chǎn)生拉深作用。凸模的結(jié)構(gòu)應(yīng)能防止凸模從固定板中拔出。（3) 防止轉(zhuǎn)動(dòng)凸凹模的結(jié)構(gòu)形式通過(guò)對(duì)該工件的工藝性分析可知，該模具沖孔時(shí)需采用圓形小凸模，落料時(shí)需采用非圓形凸模兩種。查沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)可使用非圓形凸模結(jié)構(gòu)。則：其中凸凹模固定板厚， 取=10mm卸料板厚，橡膠厚度，,其中包括凸凹模進(jìn)入凹模的深度 、總修磨量以及模具閉合狀態(tài)下卸料板到凸凹模固定板間的安全距離，取。落料凸凹模：。對(duì)于非圓形凸凹?？晒潭ú糠肿龀砷L(zhǎng)方形，這樣就改善了它和凸模固定板之間的配合。如上該圓形小凸模比較細(xì)長(zhǎng)，且工件厚度較大，必須進(jìn)行承壓能力校驗(yàn)。承壓能力校驗(yàn)

33、：沖裁時(shí),凸模承受的壓應(yīng)力必須小于凸模材料強(qiáng)度允許的壓應(yīng)力:，對(duì)圓形凸模，代入上式可得式中 沖裁力，n；凸凹模最小斷面面積，mm2；凸凹模直徑，mm；材料厚度，mm；毛料材料抗剪強(qiáng)度，mpa；凸凹模材料的許用壓應(yīng)力，mpa。查沖壓模具與制造表知，取， 4/=1048/1400=0.751所以 成立，即該沖孔凸模承壓能力足夠。4.4.2凸凹模的固定方式如圖所示，沖孔凸凹模采用壓入法的固定方式: 圖4.5 凸凹模安裝形式用凸凹模固定板將凸凹模固定在模座上。固定板與凸凹模一般采用過(guò)渡配合。適用于沖裁板厚的沖裁凸模與各類(lèi)模具零件。 它的特點(diǎn)是連接可靠，對(duì)配合孔的精度要求較高。裝配時(shí)，將凸凹模固定板型孔

34、臺(tái)階朝上，放在兩個(gè)等高墊鐵上，將凸凹模工作端朝下放入型孔對(duì)正，用壓入機(jī)分多次壓入，要邊壓入邊檢查凸凹模垂直度，并注意盈量、表面粗糙度，導(dǎo)入圓角和導(dǎo)入斜度。壓入后臺(tái)階面要接觸，然后將凸模尾端磨平。壓入時(shí)最好在手動(dòng)壓力機(jī)上進(jìn)行，首次壓入時(shí)不要超過(guò)3mm。而落料凸凹模由于其外形復(fù)雜.采用低熔點(diǎn)合金法進(jìn)行固定。低熔點(diǎn)合金在冷凝時(shí)有體積膨脹的特點(diǎn)，利用這個(gè)特點(diǎn)在模具裝配時(shí)固定零件。采用這種方法的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、操作方便，并可降低配合部位的加工精度，減少加工工時(shí)，有較高的連接強(qiáng)度。且低熔點(diǎn)合金可重復(fù)使用，回用次數(shù)多時(shí)，應(yīng)測(cè)定合金的成分比例。4.4.3 小沖頭凸模強(qiáng)度校驗(yàn)查沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)，小凸?？梢允褂?/p>

35、凸臺(tái)形式，便于加工，圖如下： 圖4.6 小凸模 小凸模長(zhǎng)度計(jì)算：h= + 固定板厚度，mm； 卸料板厚度，mm； 代入計(jì)算：h=28mm 承壓能力校驗(yàn)：根據(jù)下式進(jìn)行校驗(yàn)： =fa ，其中 為凸模承受的壓應(yīng)力；f是沖力；a為凸模最小截面積； 是凸模材料的許用壓應(yīng)力。失穩(wěn)彎曲應(yīng)力校驗(yàn)采用桿件受軸向壓力的歐拉公式進(jìn)行校驗(yàn)。由于推件器對(duì)小沖頭有導(dǎo)向作用，凸模的受力情況相當(dāng)于一端固定一端鉸支的壓桿，故不發(fā)生失穩(wěn)彎曲的最大沖裁力為：fl=27c2ejnl式中 e 凸模材料的彈性模數(shù)j 凸模最小橫截面的軸慣性矩t 安全系數(shù)l 凸模長(zhǎng)度代入數(shù)值計(jì)算可得：fl=8473093n，故flf。即沖裁力小于最大沖裁力

36、，不會(huì)發(fā)生失穩(wěn)彎曲。5 沖孔落料復(fù)合模輔助零件設(shè)計(jì)及材料選擇5.1 擋料銷(xiāo)復(fù)合模使用固定的剛性的擋料銷(xiāo)，畫(huà)出簡(jiǎn)圖如下： 圖5.1 擋料銷(xiāo)擋料銷(xiāo)用于限定條料的送進(jìn)距離、抵住條料的搭邊或工件輪廓，起定位作用。擋料銷(xiāo)有固定擋料銷(xiāo)和活動(dòng)擋料銷(xiāo)，而固定擋料銷(xiāo)分為圓形和鉤形，一般安裝在凹模上，圓形擋料銷(xiāo)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，根據(jù)所設(shè)計(jì)的模具選用圓形固定擋料銷(xiāo)。材料為45鋼，經(jīng)熱處理硬度hrc4248。與凹模的銷(xiāo)孔為h7/m6配合。查沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)表3.8知，擋料銷(xiāo)高度為3mm。5.2 卸料板卸料板是將材料或工件從凸模上卸脫的固定式或活動(dòng)式板形零件。本次設(shè)計(jì)考慮到該工件的工藝性極其模具的要求等因素，決定

37、選用固定卸料板結(jié)構(gòu)，固定卸料裝置安全可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，卸料力大。根據(jù)沖裁件厚度，則采用封閉式剛性卸料板。且和導(dǎo)料板做為一體，兼作導(dǎo)向裝置，卸料板孔應(yīng)按照凸模配做。固定卸料板與凸模之間的單邊間隙取，經(jīng)過(guò)計(jì)算，凸模與卸料板上形孔的單邊間隙可取0.5mm。卸料板與凸模配合的孔下面應(yīng)保證是銳角，否則卸料時(shí)條料易擠進(jìn)間隙內(nèi)而損壞凸模。卸料板厚度一般為凹模厚度的0.51.0倍?？紤]到方案一需要彈性卸料，我們使用橡膠和個(gè)卸料螺釘配合卸料板使用，組成卸料裝置，而方案二采用剛性卸料裝置，使用剛性固定的卸料板卸料。5.3 導(dǎo)向零件導(dǎo)向零件是指上、下模的導(dǎo)向裝置零件。對(duì)生產(chǎn)批量大、要求模具壽命長(zhǎng)、工件精度高的沖裁模，

38、一般采用導(dǎo)向裝置，以保證上、下模的精確導(dǎo)向。常用導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)。由于設(shè)計(jì)的模具較小，采用四導(dǎo)柱式模架。因?yàn)槭秦?fù)間隙沖裁，所以導(dǎo)柱、導(dǎo)套采用零間隙配合。為避免因調(diào)整不當(dāng)，使壓力機(jī)滑塊與導(dǎo)柱上端面碰撞，在選擇導(dǎo)柱長(zhǎng)度和導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝時(shí)，應(yīng)保證模座在閉合狀態(tài)時(shí)，上模座上平面與導(dǎo)柱上端面應(yīng)保留510mm的距離，導(dǎo)柱下端面與下模座下平面應(yīng)留25mm的距離。導(dǎo)套與上模座上平面應(yīng)留不小于3mm的距離。 5.4 連接與固定零件5.4.1 上、下模座上、下模座上不僅要安裝沖模的全部零件，而且要承受和傳遞沖壓力。所以模座不僅要有足夠的強(qiáng)度，還要有足夠的剛度。模座的剛度不足，會(huì)降低沖模壽命。因此，模座要有足夠的厚度，

39、一般取為凹模厚度的11.5倍。在該模具中可選用滑動(dòng)導(dǎo)向中間導(dǎo)柱模架的模座。上、下模座的導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝孔的軸心線(xiàn)應(yīng)與基準(zhǔn)面垂直，其垂直度誤差按為100:0.01mm。模座的上、下平面的表面粗糙度為0.8，只有在保證平行度要求下才允許降低為1.6。矩形模座的長(zhǎng)度應(yīng)比凹模長(zhǎng)度大4070mm，而寬度尺寸可與凹模同寬或梢大。因?yàn)椴捎昧藢?dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向，應(yīng)為其留出足夠的安裝位置。以及采用了模柄的上模座，因?yàn)椴挥昧舫霭惭b壓板的凸臺(tái)，其外形尺寸可適當(dāng)縮小。模板的厚度一般可根據(jù)凹模厚度來(lái)定。通常取：、式中 上模座厚度； 下模座厚度； 凹模厚度。所以復(fù)合模具：取范圍內(nèi)值，便于加工，=28 =30。5.4.2 模柄選用

40、壓入式模柄。它與上模座孔采用過(guò)渡配合。模柄的直徑與長(zhǎng)度應(yīng)與所選用沖床的安裝模柄孔直接相匹配，模柄裝入上模座后，模柄的軸心線(xiàn)對(duì)上模上平面的垂直度誤差在全長(zhǎng)范圍內(nèi)不大于0.05mm，材料可采用45鋼。5.4.3 螺釘與銷(xiāo)釘 螺釘與銷(xiāo)釘用于零件安裝時(shí)的固定和定位。工作零件與窩座配合時(shí)則不用銷(xiāo)釘。銷(xiāo)釘一般用兩個(gè)。螺釘?shù)拇笮「鶕?jù)凹模厚度選擇，查表選取螺釘?shù)男吞?hào)為m10。冷沖模常用零件的材料、熱處理及硬度如下: 表5.1 材料清單零件名稱(chēng)材料熱處理硬度hrc沖裁凸模cr125862沖裁凹模cr125862上、下模座ht200凸、凹模固定板45鋼4348墊板45鋼4348卸料板45鋼4348導(dǎo)料板q2352

41、832擋料銷(xiāo)45鋼4348模柄q2354348導(dǎo)柱、導(dǎo)套20 鋼滲碳5662銷(xiāo)釘45鋼4348螺釘45鋼3540墊圈q23543486 沖孔落料復(fù)合模壓力機(jī)的選擇壓力機(jī)的選用是制定沖壓工藝和制定模具設(shè)計(jì)方案的一項(xiàng)重要內(nèi)容。它直接關(guān)系到設(shè)備的合理使用，沖壓工藝的的順利實(shí)現(xiàn)、提高模具壽命、方便操作以及提高生產(chǎn)效率等一系列重要問(wèn)題。選用壓力機(jī)，主要是根據(jù)沖壓工藝的性質(zhì)，沖壓件批量的大小，模具的尺寸和精度，變形力的大小等。壓力機(jī)的選用包括選擇壓力機(jī)的類(lèi)型和確定壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)兩項(xiàng)內(nèi)容。所選用的壓力機(jī)公稱(chēng)壓力應(yīng)大于計(jì)算出來(lái)的總沖壓力588kn,，工作臺(tái)板尺寸、壓力機(jī)的閉合高度和滑塊尺寸等應(yīng)能滿(mǎn)足模具

42、正確安裝的要求。壓力機(jī)滑塊行程應(yīng)滿(mǎn)足工件在高度上能獲得所需尺寸，并在沖壓后能順利地從模具內(nèi)取出來(lái)。由于沖模閉合高度=165mm。壓力機(jī)的最大裝模高度應(yīng)大于或等于170mm（沖模閉合高度+5mm）。按上述要求可選用開(kāi)式可傾壓力機(jī),需要在工作臺(tái)面上加設(shè)墊板。型號(hào)為jb23-63,主要技術(shù)參數(shù)為：公稱(chēng)壓力：630kn滑塊行程：120mm行程次數(shù)：70次/min最大封閉高度：360mm連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度：50mm工作臺(tái)板厚度：84mm工作臺(tái)尺寸：480710mm電動(dòng)機(jī)功率：5.5kw 模柄尺寸：7 模具的安裝調(diào)試7.1 沖孔落料模的安裝調(diào)試7.1.1 確定裝配方法和裝配順序采用直接裝配法。先分組裝配后總裝配。分組裝配的有凸模和模柄裝配。選擇凹模為基準(zhǔn)件，先裝配下模、再裝配上模，最后裝配卸料板等輔助零件。7.1.2裝配要點(diǎn)1 按裝配圖標(biāo)題欄準(zhǔn)備模具零部件。2 裝配模柄，將模柄壓入到上模座的型孔中，然后用止轉(zhuǎn)銷(xiāo)釘用來(lái)定位，使其止轉(zhuǎn)。3 裝配凸模，凸模固定板組件 將沖孔凸模安裝在凸模固定板相應(yīng)孔內(nèi)，并打上防轉(zhuǎn)銷(xiāo) 將落料凸模安裝在凸模固定板相應(yīng)孔內(nèi)，并鉚接 端面磨平4 按裝配、調(diào)整要領(lǐng)，將導(dǎo)料板，卸料板在凹模上安裝合適后，固緊螺釘、鉆、鉸銷(xiāo)孔，裝入定位圓銷(xiāo)。5 將凹模組件與下模座安裝合適后，固緊螺釘、鉆、鉸銷(xiāo)孔，裝入定位圓銷(xiāo)。