模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計

1、日日照照職職業(yè)業(yè)技技術(shù)術(shù)學(xué)學(xué)院院 畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計 系系 部部 機(jī)電工程學(xué)院 專專 業(yè)業(yè) 名名 稱稱 模具設(shè)計與制造 班班 級級 姓姓 名名 學(xué)學(xué) 號號 指指 導(dǎo)導(dǎo) 教教 師師 2012 年 6 月 8 日 日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 1 摘要 本文介紹了帶孔中字形零件沖壓模具設(shè)計與加工的全過程。首先對制件進(jìn)行分析、 沖壓工藝分析，確定模具的總體結(jié)構(gòu)，計算工作零件的工藝參數(shù)、搭邊值等。確定該 沖壓模的工作零件的結(jié)構(gòu)形式以及加工工藝流程，并對所設(shè)計的工作零件進(jìn)行分析說 明。采用 ug 軟件繪制沖壓模具工作零件的三維圖和 caxa 軟件繪制的非標(biāo)準(zhǔn)零件圖， 并用線切割電加工機(jī)床加工出工作零件， 關(guān)鍵

2、詞關(guān)鍵詞：工作零件，沖壓模，三維造型 abstract this paper introduces the band hole shape stamping die parts design and processing of the entire process. first of all parts for analysis, analysis of the stamping process and die structure, work part of the process parameter, a boundary value, determine the stamping die

3、parts of the structure and machining process. and the design of working parts were analyzed. using ug software to draw a stamping mould parts of the three-dimensional map and caxa mapping software for non standard parts, and wire cutting electrical processing machine tool for processing parts. keywo

4、rds: working parts，stamping die，three-dimensional modeling 日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 1 目目 錄錄 1 緒 論 .1 2 帶孔中字形零件沖壓工藝分析 .2 2.1 零件結(jié)構(gòu) .2 2.2 尺寸精度 .2 2.3 材料分析 .3 3 沖壓工藝方案確定 .6 3.1 沖裁工藝方案的確定 .6 3.1.1 沖裁工藝方法的選擇.6 3.1.2 沖裁順序的安排.6 4 模具總體結(jié)構(gòu)的確定 .8 4.1 送料方式的確定 .8 4.2 定位方式的選擇 .8 4.3 卸料、出件方式的選擇 .8 4.4 導(dǎo)向方式的選擇 .9 5.1 排樣方案的確定 .

5、10 5.1.1 搭邊值的確定.11 5.1.2 條料寬度的確定.11 5.1.3 材料利用率.12 5.2 沖裁力的計算 .14 5.2.1 卸料力、推料力的計算.14 5.2.2 總沖裁力的計算.15 5.3 初選壓力機(jī) .16 5.4 壓力中心的計算 .17 6 凸、凹模刃口尺寸計算 .18 6.1 模具刃口尺寸的計算方法 .18 6.2 模具刃口尺寸的計算 .18 7 模具主要零部件的三維造型 .22 7.1 上、下模座的三維造型及主要尺寸 .22 7.2 推件塊 .26 7.3 卸料板 .27 7.4 凸模固定板.28 7.5 墊板.29 7.6 凹模零件.31 7.7 凸模零件 .

6、32 7.8 凸凹模零件.33 7.9 總裝二維圖 .34 總結(jié) .35 致 謝 .36 參考文獻(xiàn) .37 日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 緒 論 現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場總體上供不應(yīng)求，市場需求 量維持在 600 億至 650 億美元，同時，我國的模具產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機(jī)遇。 近幾年，我國模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持 13%的年增長率（據(jù)不完全統(tǒng)計，2004 年國內(nèi)模具 進(jìn)口總值達(dá)到 600 多億，同時，有近 200 個億的出口） ，到 2012 年模具產(chǎn)值預(yù)計為 1000 億元，模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的每年 9000 多萬美元增長到 2005 年的 2 億美元左右。單就汽

7、車產(chǎn)業(yè)而言，一個型號的汽車所需模具達(dá)幾千副，價值上億元， 而當(dāng)汽車更換車型時約有 80%的模具需要更換。2003 年我國汽車產(chǎn)銷量均突破 400 萬 輛，預(yù)計 2004 年產(chǎn)銷量各突破 500 萬輛，轎車產(chǎn)量將達(dá)到 260 萬輛。另外，電子和通 訊產(chǎn)品對模具的需求也非常大，在發(fā)達(dá)國家往往占到模具市場總量的 20%之多。目前， 中國 17000 多個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)約 50 多萬。1999 年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá) 245 億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三 分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占 50%，塑料模具約占 33%，壓鑄模具約 占 6%

8、，其它各類模具約占 11%。由此可見，板料沖壓加工及其模具制造技術(shù)對國民經(jīng) 濟(jì)的發(fā)展已經(jīng)并將繼續(xù)做出重大的貢獻(xiàn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的騰飛，對這種生產(chǎn)技術(shù)的發(fā) 展及專業(yè)技術(shù)人才的需求，將與日俱增。因此，冷沖模的生產(chǎn)技術(shù)，已成為國民經(jīng)濟(jì) 基礎(chǔ)工業(yè)之一。 模具不是批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，它具有單件生產(chǎn)和對特定用戶的依賴特性。就模具行 業(yè)來說，引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，不能采用通常的引進(jìn)產(chǎn)品許可證和技術(shù)轉(zhuǎn)讓等方式，而 主要是引進(jìn)已經(jīng)商品化了的 cad/cam/cae 軟件和精密加工設(shè)備，引進(jìn)國外模具先進(jìn)制 造理念、引進(jìn)國外模具先進(jìn)制造人才，利用中外模具聯(lián)合設(shè)計、聘請國外專家等途徑 發(fā)展自己的民族模具工業(yè)等。模具的 cad/

9、cae/cam 及 cad/cae/cam 的集成，涉及面廣、 集多種學(xué)科與工程技術(shù)于一體，是綜合型、技術(shù)密集型產(chǎn)品?，F(xiàn)代化的模具要實現(xiàn)數(shù) 字化設(shè)計、數(shù)字化制造、數(shù)字化管理、數(shù)字化生產(chǎn)流程，沒有模具的數(shù)字化，就沒有 現(xiàn)代模具。模具的 cad/cae/cam 技術(shù)日新月異，重要的工作是后續(xù)對于引進(jìn)的軟件進(jìn) 行二次開發(fā)，模具人才自然也肩負(fù)著軟件的推廣、軟件的二次開發(fā)工作，從這個角度 來看，模具高技術(shù)人才還扮演著對模具相關(guān)領(lǐng)域的研究與再設(shè)計的角色。 日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 緒論的主要任務(wù)是向讀者勾勒出全文的基本內(nèi)容和輪廓。它可以包括以下五項內(nèi) 容中的全部或其中幾項： 介紹某研究領(lǐng)域的背景、意義、發(fā)

10、展?fàn)顩r、目前的水平等； 對相關(guān)領(lǐng)域的文獻(xiàn)進(jìn)行回顧和綜述，包括前人的研究成果，已經(jīng)解決的問題，并 適當(dāng)加以評價或比較； 指出前人尚未解決的問題，留下的技術(shù)空白，也可以提出新問題、解決這些新問 題的新方法、新思路，從而引出自己研究課題的動機(jī)與意義； 說明自己研究課題的目的； 概括論文的主要內(nèi)容，或勾勒其大體輪廓。 如何合理安排以上這些內(nèi)容，將它們有條有理地給讀者描繪清楚，并非容易之事。 經(jīng)驗告訴我們，緒論其實是全文最難寫的部分。這是因為作者對有關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的熟 悉程度，作者的知識是淵博、還是貧乏，研究的意義何在、價值如何等問題，都在緒 論的字里行間得以充分體現(xiàn)。 可以將緒論的內(nèi)容分為三到四個層次來安

11、排。第一層由研究背景、意義、發(fā)展?fàn)?況等內(nèi)容組成，其中還包括某一研究領(lǐng)域的文獻(xiàn)綜述；第二層提出目前尚未解決的問 題或急需解決的問題，從而引出自己的研究動機(jī)與意義；第三層說明自己研究的具體 目的與內(nèi)容；最后是緒論的結(jié)尾，可以介紹一下論文的組成部分。 2 帶孔中字形零件沖壓工藝分析 圖 1-1 制件圖 2.12.1 零件結(jié)構(gòu)零件結(jié)構(gòu) 零件結(jié)構(gòu)簡單對稱，無尖角，對沖裁加工較為有利。零件中部有一圓形孔，孔的尺寸為 30mm，滿足沖裁最小孔徑的要求。另外，經(jīng)計算孔距零件外形之間的最小孔邊 min dmm20 . 1t 距為 5.5mm，滿足沖裁件最小孔邊距 lmin1.5t=3mm 的要求。所以該零件的

12、結(jié)構(gòu)滿足沖裁的要求。 日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 2.2 尺寸精度尺寸精度 零件上有 4 個尺寸標(biāo)注了公差要求，由公差表查得其公差要求都屬 it13，所以普 通沖裁可以達(dá)到零件的精度要求。對于未注公差尺寸屬于自由尺寸，按 it14 精度等級 查補(bǔ)表 2-3，普通沖裁完全能滿足要求。 2.32.3 材料分析材料分析 根據(jù)表 2-1、表 2-2 分析，08 鋼為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的塑性、焊接性以 及壓力加工性，主要用于工程結(jié)構(gòu)和受力較小的機(jī)械零件。綜合評比均適合沖裁加工。 抗拉強(qiáng)度：=375460mpa 抗剪強(qiáng)度：=310380mpa 伸長率： =26% 屈服強(qiáng)度：=235 mpa s 分析其

13、力學(xué)性能較好，故選擇 08 材料。 表表 2-12-1 部分碳素鋼抗剪性能部分碳素鋼抗剪性能 材料名稱牌號材料狀態(tài)抗剪強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度伸長率屈服強(qiáng)度 q195 未退火2603203204002833 200 q235 未退火3103803804702125 240 普通碳素鋼 q275 未退火4005005006201519 280 08f 已退火220310280390 32180 08 已退火260360330450 32200 10 已退火260340300440 29210 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 20 已退火280400360410 25250 表表 2-22-2 碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分、性能及用

14、途碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分、性能及用途 /mpa s 5/% 牌號 等 級 化學(xué)成分 鋼材厚度和型材直徑 16mm /mpa b 用途舉例 日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 /% c w不小于 q195 0.060.12 19533 315390 a q215 b 0.09-0.1521531 335410 用來制造薄鋼板、鋼絲、管 鋼、鋼釘、螺釘、地腳螺栓 等 a 0.140.22 b 0.120.20 c0.18 q235 d0.17 23526 375460 用來制造拉釘、螺栓、螺母、 軸、銷子、螺紋鋼、角鋼、 槽鋼、鋼板等 a q255 b 0.180.28 25524 410510用來制造各種型

15、條鋼和鋼板 表表 2-32-3 標(biāo)準(zhǔn)公差值（標(biāo)準(zhǔn)公差值（gb/t1800.3gb/t1800.319981998） 公差等級 it2it3it4it5it6it7it8it9it10it11it12it13it14 基本尺寸/mm /m/mm 3 36 610 1018 1830 3050 5080 80120 120180 180250 250315 315400 400500 1.2 1.5 1.5 2 2.5 2.5 3 4 5 7 8 9 10 2 2.5 2.5 3 4 4 5 6 8 10 12 13 15 3 4 4 5 6 7 8 10 12 14 16 18 20 4 5 6

16、 8 9 11 13 15 18 20 23 25 27 6 8 9 9 13 16 19 22 25 29 32 36 40 10 12 15 18 21 25 30 35 40 46 52 57 63 14 18 22 27 33 39 46 54 63 72 81 89 97 25 30 36 43 52 62 74 87 100 115 130 140 155 40 48 58 70 84 100 120 140 160 185 210 230 250 60 75 90 110 130 160 190 220 250 290 320 360 400 0.10 0.12 0.15 0.1

17、8 0.21 0.25 0.30 0.35 0.40 0.46 0.52 0.57 0.63 0.14 0.18 0.22 0.27 0.33 0.39 0.46 0.54 0.63 0.72 0.81 0.89 0.97 0.25 0.30 0.36 0.43 0.52 0.62 0.74 0.87 1.00 1.15 1.30 1.40 1.55 結(jié)論：綜上所述，該零件滿足普通沖裁加工的要求。 日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 3 沖壓工藝方案確定沖壓工藝方案確定 3.13.1 沖裁工藝方案的確定沖裁工藝方案的確定 在沖裁工藝分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)沖裁件的特點確定工藝方案。工 藝方案分為

18、沖裁工序的組合和沖裁順序的安排。 3.1.13.1.1 沖裁工藝方法的選擇沖裁工藝方法的選擇 沖裁工序分為單工序沖裁、復(fù)合沖裁和級進(jìn)沖裁三種。 單工序沖裁是在壓力機(jī)一次行程內(nèi)只完成一個沖壓工序的沖裁。 復(fù)合沖裁是在壓力機(jī)一次行程內(nèi)，在模具的同一位置同時完成兩個或兩個以上的 沖壓工序。 級進(jìn)沖裁是把沖裁件的若干個沖壓工序，排列成一定的順序，在壓力機(jī)的一次行 程中條料在沖模的不同位置上，分別完成工件所要求的工序。 復(fù)合模的特點是生產(chǎn)效率高，沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對位置精度高，板料的定 位精度要求比級進(jìn)模低，沖模的輪廓尺寸較小。由于零件的生產(chǎn)要求的是大批量生產(chǎn)、 零件的尺寸較小且結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造相對

19、比較難，為提高生產(chǎn)率，根據(jù)上述方案分析、 比較、宜采用復(fù)合模。復(fù)合模又分正裝和倒裝，正裝復(fù)合模的特點是沖孔廢料由凸凹 模中推出，而倒裝復(fù)合模的廢料直接由凸模從凸凹模內(nèi)孔推出。顯然，后者操作方便， 根據(jù)以上分析，宜采用倒裝復(fù)合沖裁工藝方案。 3.1.23.1.2 沖裁順序的安排沖裁順序的安排 零件為落料沖孔件，可提出的加工方案如下: 方案 1：先落料，后沖孔。采用兩套單工序模生產(chǎn)； 方案 2：落料沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)； 方案 3：沖孔落料連續(xù)沖壓，采用級進(jìn)模生產(chǎn)。 方案 1 模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序、兩套模具，生產(chǎn)效率低，零件精度較差， 在生產(chǎn)批量較大的情況下不適用。 方案 2 只需

20、一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度易保證，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較簡單，模具制造并不困難。 方案 3 也只需一副模具，生產(chǎn)效率也很高，但與方案 2 比較生產(chǎn)的零件精度稍差。 日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 欲保證沖壓件的形位精度，需在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，模具制造、裝配較復(fù)合模略 顯復(fù)雜。 通過比較三個方案欲采用方案 2 生產(chǎn)?，F(xiàn)對復(fù)合模中凸凹模壁厚進(jìn)行校核當(dāng)材料 厚度為 2mm 時，可查的凸凹模最小壁厚為 4.9mm，現(xiàn)零件上的最小孔邊距為 5.5mm，滿 足沖裁加工的要求，所以綜上采用復(fù)合模生產(chǎn)，即采用方案 2：落料沖孔復(fù)合模。 日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

21、 4 模具總體結(jié)構(gòu)的確定模具總體結(jié)構(gòu)的確定 4.14.1 送料方式的確定送料方式的確定 根據(jù)零件的生產(chǎn)批量及模具類型確定，可采用自動送料方式。 4.24.2 定位方式的選擇定位方式的選擇 定位包含控制送料進(jìn)距的擋料和垂直方向的導(dǎo)料等。由于選擇毛坯的是條料，零 件的精度較高，且采用自動送料方式，所以可以采用固定擋料銷進(jìn)行送料方向的定位， 采用導(dǎo)料銷進(jìn)行垂直方向的導(dǎo)料。 4.34.3 卸料、出件方式的選擇卸料、出件方式的選擇 剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁 后卸料。 彈性卸料具有卸料與壓料的雙重作用，主要用在沖壓料厚在 2mm 以下的板料，由 于有壓料作用，

22、沖裁件比較平整。彈壓卸料板與彈性元件、卸料螺釘組成彈壓裝置。 因為工件料厚為 2mm，卸料力一般，可采用彈性卸料裝置。又因為采用推件塊，利 用模具的開模力來推工件，既安全又可靠。即采用剛性裝置取出工件。 4.44.4 導(dǎo)向方式的選擇導(dǎo)向方式的選擇 方案 1：采用對角導(dǎo)柱模架。如圖 4-1 中 c 由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對稱的對 角線上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動平穩(wěn)。常用于橫向送料級進(jìn)模或縱向送料的落料模、 復(fù)合模。 方案 2：采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。如圖 4-1 中 b 所示。由于前面和左、右不受限制，送 料和操作比較方便。因為導(dǎo)柱安裝在后側(cè)，操作者可以看見條料在模具中的送進(jìn)動作。 但是不能使用浮

23、動模柄。 方案 3：四導(dǎo)柱模架。如圖 4-1 中 d 所示。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好 等優(yōu)點。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件及大量生產(chǎn)用的自動沖壓 模架。 方案 4：中間導(dǎo)柱模架。如圖 4-1 中 a 所示。導(dǎo)柱安裝在模具的對稱線上，導(dǎo)向平 日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 穩(wěn)、準(zhǔn)確。只能一個方向送料。 a b c d 圖 4-1 導(dǎo)柱模架 1-下模座 2-導(dǎo)柱 3-導(dǎo)套 4-上模座 比較以上方案并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質(zhì)量，采 用中間導(dǎo)柱模架，操作者可以看見條料在模具中的送進(jìn)動作。 日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 5 零件工藝計算零件工藝計算 5.15.1

24、 排樣方案的確定排樣方案的確定 分析零件形狀，零件初定的排樣方式有圖 5-1、5-2 所示兩種。 a1 a 、 圖 5-1 縱排 a a a1 圖 5-2 橫排 a 5.1.15.1.1 搭邊值的確定搭邊值的確定 排樣中相鄰兩工件之間的余料或工件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊是廢料， 從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值應(yīng)愈小愈好。但過小的搭邊容易擠進(jìn)凹模，增加刃口磨損， 降低模具壽命，并且也影響沖裁件的剪切表面質(zhì)量。一般來說，搭邊值是由經(jīng)驗和查 表來確定的。如表 5-1 所示： 日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 表表 5-15-1 搭邊搭邊 a a 和和 a a1 1數(shù)值數(shù)值 圓件及 r2t 的圓角矩形件邊長

25、l50mm矩形件邊長 l50mm 或圓角 r2t 材料厚度 t 工件間 a工件間 a1工件間 a側(cè)面 a1工件間 a側(cè)面 a1 1.62.0 1.21.51.82.02.02.2 2.02.5 1.51.82.02.22.22.5 2.53.0 1.82.22.22.52.52.8 根據(jù)此表和工件外形可知 l50mm，可確定搭邊值 a 和 a1，a 取 2.2mm，a1取 2.5mm，較為合理。 5.1.25.1.2 條料寬度的確定條料寬度的確定 根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)不同，可分為有側(cè)壓裝置的模具和無側(cè)壓裝置的模具，側(cè)壓裝置 的作用是用于壓緊送進(jìn)模具的條料（從料帶側(cè)面壓緊） ，使條料不至于側(cè)向竄動，以

26、利 于穩(wěn)定地加工生產(chǎn)。本套模具無導(dǎo)料板為無側(cè)壓裝置。故按下式計算： 條料寬度： b-0=（dmax+2a1+c）-0 （5- 1） 式中：dmax條料寬度方向沖裁件的最大尺寸； a1側(cè)搭邊值，可參考表 5-1； 條料寬度的單向（負(fù)向）偏差，見表 5-2； c導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙，其最小值見表 5-3。 表表 5-25-2 條料寬度的單向偏差條料寬度的單向偏差 材料寬度 d(mm) 材料厚度 t(mm) 20 20303050 0.5 0.51.0 1.02.0 0.05 0.08 0.10 0.08 0.10 0.15 0.10 0.15 0.20 表表 5-35-3 導(dǎo)料板與最寬條料之

27、間的間隙導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙 無側(cè)壓裝置有側(cè)壓裝置 條料寬度 b（mm）材料厚度 t（mm） 100 100200200300 100100 0.5 0.50.5158 0.51 0.50.5158 日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 12 0.51158 23 0.51158 34 0.51158 所以根據(jù)以上理論數(shù)據(jù)由公式（5-1）得出： 00 0 1 1 21802 2.5 1 0.5188bdacmm 5.1.35.1.3 材料利用率材料利用率 沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比就叫材料利用率，它是衡量合理利用 材料的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。 關(guān)于材料利用率，可用下式表示： =100% （5- b

28、s a 2） 式中：a 一個步距內(nèi)沖裁件的實際面積； b 條料寬度； s 步距。 縱排：a=102+57201454mm2 由公式（52） 80.5 0 0 100 1 . 8222 1454 橫排 ： a1=102+57201454mm2 由公式（52） 75.43 0 0 1 100 79 4 . 24 1454 根據(jù)上述縱排、橫排兩個式子的計算對比，可確定縱排的材料利用率比橫排的材 料利用率高，所以排樣方式選圖 5-1 縱排，為較合理的排樣方式。零件排樣圖如圖 5- 3 所示。 日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 5.25.2 沖裁力的計算沖裁力的計算 計算沖裁力的目的是為了合理地選擇壓力機(jī)和設(shè)計

29、模具，壓力機(jī)的噸位必須大于 所計算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的要求。沖裁力的大小主要與材料力學(xué)性能、厚度及沖 裁件分離的輪廓長度有關(guān)。平刃口模具沖裁時，沖裁力 f（n）可按下式進(jìn)行計算： fp=kptl （53） 式中:材料抗剪強(qiáng)度，見附表（mpa） ； l沖裁周邊總長（mm） ； t材料厚度（mm） ； 系數(shù) kp 是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動（數(shù)值的變化或分布 不均） ，潤滑情況，材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因數(shù)而設(shè)置的安全系數(shù) kp，一般 取 13。當(dāng)查不到抗剪強(qiáng)度 r 時，可以用抗拉強(qiáng)度 b 代替 ，而取 kp=1.3 的近似 計算法計算。 根據(jù)常用金屬沖壓材料的力學(xué)性能

30、查出 08 鋼的抗剪強(qiáng)度為 320mpa。 此例中零件的周長為 562.5433mm，材料厚度 2mm，08 鋼的抗剪強(qiáng)度取 320mpa，則 沖裁該零件所需沖裁力由公式（53）得： =1.32562.5433320=469kn fktl 5.2.15.2.1 卸料力、推料力的計算卸料力、推料力的計算 當(dāng)上模完成一次沖裁后，沖入凹模內(nèi)的制件或廢料因彈性擴(kuò)張而梗塞在凹模內(nèi)， 日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 模面上的材料因彈性收縮而會緊箍在凸模上。為了使沖裁工作連續(xù)，操作方便，必須 將套在凸模上的材料刮下，將梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料向下推出或向上頂出。從凸 模上刮下材料所需的力，稱為卸料力；從凹模內(nèi)向下

31、推出制件或廢料所需的力，稱為 推料力。 模具采用彈性卸料裝置和推件結(jié)構(gòu)，凹模型口直壁高度 h=10mm，其中 kx 和 kt 由 表 5-4 查出為 0.06 和 0.07，所需卸料力 fq和推件力 fq1為： fq=kf=0.06469=28.14kn fq1=nk1f=50.07469=164.15kn (k1=0.07，n=h/t=10/2=5) 5.2.25.2.2 總沖裁力的計算總沖裁力的計算 f 總=f+fq+fq1=(469+28.14+164.95)kn=661.29kn 表表 5-45-4 卸料力、推件力、頂件力系數(shù)卸料力、推件力、頂件力系數(shù) 料厚 t/mm kxktkd 0

32、.1 0.0650.075 0.10.14 0.10.50.0450.055 0.0630.08 0.52.50.040.05 0.0550.06 2.56.50.030.04 0.0450.05 鋼 6.50.020.03 0.0250.03 鋁、鋁合金0.0250.080.030.07 純銅，黃銅0.020.060.030.09 5.35.3 初選壓力機(jī)初選壓力機(jī) 表表 5-55-5 沖壓設(shè)備沖壓設(shè)備 型號 技術(shù)參數(shù) 代 號 單 位 j23-3.15j23-6.3j23-10j23-16j23-25j23-35j23-80 滑塊公稱壓 力 pekn31.563100160250350800

33、 滑塊行程 smm2535455565100130 閉合高度 h2mm120150180220270290380 連桿調(diào)節(jié)量 m1mm25303545556090 滑塊中心線 c1mm90110130160200200250 日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 至機(jī)身距離 表表 5-55-5 沖壓設(shè)備續(xù)表沖壓設(shè)備續(xù)表 左右 amm100140170200250250300 滑塊地面尺寸 前后 bmm90120150180220220260 直徑 dmm25303040404060 模柄孔尺寸 深度 lmm40555560606070 墊塊厚度 h1mm30303540506565 最大傾斜角 45453

34、535303030 左右 amm250310370450560610800 工作臺尺寸 前后 bmm160200240300370380540 由以上表格初選設(shè)備為開式壓力機(jī) j2380,其主要技術(shù)參數(shù)如下： 公稱壓力：800kn滑塊行程：130mm 最大閉合高度：380mm閉合高度調(diào)節(jié)量：60mm 滑塊中心線到床身距離：200mm工作臺尺寸：540mm800mm 工作臺孔尺寸：200mm290mm模柄孔尺寸：60mm75mm 墊板厚度：60mm 5.45.4 壓力中心的計算壓力中心的計算 模具壓力中心就是沖壓力合力的作用點。計算壓力中心是為了保證壓力機(jī)和模具 的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心和

35、壓力機(jī)滑塊的中心線重合。否則，沖壓時就會承 受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分不正常的磨損，使合理間隙得不到保證， 從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命，甚至損壞模具。 分析本制件圖可知，該圖關(guān)于 x 軸、y 軸對稱，內(nèi)、外輪廓均為中心對稱。所以壓 力中心在零件幾何中心。 日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 6 6 凸、凹模刃口尺寸計算凸、凹模刃口尺寸計算 6.16.1 模具刃口尺寸的計算方法模具刃口尺寸的計算方法 凸、凹模刃口尺寸的計算與加工方法有關(guān)，基本上可分為兩類。 （1）凸模與凹模分開加工。這種方法主要適用于圓形或形狀簡單的沖裁件。采用 這種方法時，要分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸與制造公差，同時，為

36、保證一定的間隙， 模具的制造公差必須滿足下列條件： zmax-zmin （2）凸模與凹模配合加工。先加工基準(zhǔn)件，然后非基準(zhǔn)件按基準(zhǔn)鍵配作，加工后 的凸模和凹模不能互換。通常落料件選凹模為基準(zhǔn)模，沖孔件選凸模為基準(zhǔn)模。多用 于沖裁件的形狀復(fù)雜、間隙較小的模具。 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)及工件生產(chǎn)批量，宜采用配合加工制造方法制造落料凸模、凹模、 凸凹模及固定板、卸料板，使制造成本降低，裝配工作簡化。因此工作零件刃口尺寸 就按配合加工方法來計算。 6.26.2 模具刃口尺寸的計算模具刃口尺寸的計算 1、凸模與凹模配合加工 配合加工就是先按設(shè)計尺寸制出一個基準(zhǔn)模，根據(jù)基準(zhǔn)模的實際尺寸再按最小合 理間隙配制另一件。

37、采用配合加工凸?；蛘甙寄５娜锌诔叽?，首先應(yīng)根據(jù)凸?；蛘甙?模磨損后輪廓變化情況正確判斷出模具刃口各個尺寸在磨損過程中是變大、變小還是 不變，然后分別按不同的公式計算。 （1） 第一類尺寸凸模或者凹模磨損后會變大的尺寸 落料凹?；蛘邲_孔凸模磨損后制件尺寸將會增大的尺寸，相當(dāng)于簡單形狀的落料 凹 模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的方法是： 4 max 0 j ax a （2）第二類尺寸凸?；蛘甙寄Ｄp后會減小的尺寸 落料凹?；蛘邲_孔凸模磨損后制件尺寸將會減小的尺寸，相當(dāng)于簡單形狀的沖孔 凸模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法如下： 0 min 4 j bbx 日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 （

38、3）第三類尺寸凸?；蛘甙寄Ｄp后基本不變的尺寸 凸?；虬寄Ｄp后制件尺寸基本不變的尺寸，不必考慮磨損的影響，相當(dāng)于簡單 形狀的孔心距尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法如下： min 11 28 j cc 表表 6-16-1 沖裁模初始雙邊間隙值沖裁模初始雙邊間隙值 08,10,35,09mn,a3，b3 16mn40,5065mn 材料厚 度 zminzmaxzminzmaxzminzmaxzminzmax 小于 0.5極小間隙（或者無間隙） 0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.060 0.60.0480.0720.0480.0720.048

39、0.0720.0480.072 0.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.092 0.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0720.104 0.90.0900.1260.0900.1260.0900.1260.0900.126 1.00.1000.1400.1000.1400.1000.1400.1000.140 1.20.1260.1800.1320.1800.1320.180 1.50.1320.2400.1700.2400.1700.230 1.750.2200.3200.2200.3200.2200.320 2.00.

40、2460.3600.2600.3800.2600.380 表表 6-26-2 工件非圓形時，沖裁凹、凸模的制造公差（單位工件非圓形時，沖裁凹、凸模的制造公差（單位 mmmm） 工件基本尺寸及公差等級 it13 x 10-180.27+0.2 18-300.330.25 30-500.390.29 50-800.460.34 80-1200.540.4 120-1800.630.47 180-2500.720.54 250-3150.810.60 表表 6-36-3 因數(shù)因數(shù) x x 非圓形圓形 10.750.50.750.5 料厚 t(mm) 工件公差/mm 0-1 0.160.170.35

41、0.36 0.16 0.16 120.200.210.41 0.42 0.20 0.20 240.240.250.49 0.50 0.24 0.24 40.300.310.59 0.60 0.30 0.30 日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 查表 61 得 zmin=0.246，zmax=0.360。查表 6-3 中刃口磨損系數(shù)得 x=0.75。 未注公差等級按 it13 級，查表 6-2 得工件凹?；境叽鐬椋?，,，。 0 0 50 0 0 35 0 0 9 95 0 0 30r 0 0 30 0 63 0 63 120 0 0 46 79 9 對應(yīng)凹模尺寸為 0 0 0975 0 0 500 7

42、5 049 71 0 0 0975 0 0 350 75 034 71 0 0 055 0 0 9 950 75 09 785 0 0 0825 0 0 300 75 029 75 = 0 25*0 46 0 79 90 75*0 46 0 115 0 79 555 落料凸模的基本尺寸與凹模相同，凸模刃口尺寸與落料凹模刃口實際尺寸配制， 保證間隙在 0.2460.360mm 之間。 綜上確定落料凸模： 對應(yīng)凸模尺寸為 0 0 30 0 0 0 0825 0 300 75 030 25 沖孔凹模的基本尺寸與凸模相同，凹模刃口尺寸與沖孔凸模刃口實際尺寸配制， 保證間隙在 0.2460.360mm

43、之間。 2、中心距： 對應(yīng)凹模尺寸為 1 1200 75*0*0 63119 530 07875 8 日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 7 7 模具主要零部件的模具主要零部件的三維造型三維造型 7.17.1 上、下模座的三維造型及主要尺寸上、下模座的三維造型及主要尺寸 1、工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （1）凸凹模 凸凹模外形按凸模設(shè)計，內(nèi)孔按凹模設(shè)計，結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸 模設(shè)計成直通式，最后精加工按慢走絲加工，沖孔凹模設(shè)計成臺階孔形式。 其總長 l 可按式計算：l=20+20+2+38=80mm。 a、沖孔凸模 沖孔凸模采用直通臺階式，一方面加工簡單，另一方面便于裝配與更換。 b、凹模 凹模采用

44、整體式，均采用線切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上的位置時將凹模中 心與模柄中心重合。其輪廓尺寸可按式計算凹模厚度 0.2*180mm=36mm（查表得 k=0.2） ， 取 h=40mm；凹模長度 l= =180+2*42mm=264mm(查表得送料方向 c=42mm) 凹模輪廓尺寸為 264mm,結(jié)構(gòu)如圖 1-4 所示。 （2）卸料、頂料部件的設(shè)計 a、卸料板的設(shè)計 卸料板的周界尺寸與凹模周界尺寸相同，厚度為 10mm。卸料板采用 45 鋼制造，淬 火硬度為 4050hrc。 b、卸料板螺釘?shù)倪x用 卸料板上設(shè)置四個卸料螺釘，公稱直徑為 12mm，螺紋部分為 m10*10mm。卸料螺釘 尾部應(yīng)留

45、足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出凸模端面 1mm，有誤差時 通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。 c、推件塊的設(shè)計 倒裝復(fù)合模工件一般采用上出料，為節(jié)約材料，通常在凹模下加一墊塊，以增加 頂件塊的行程，頂件塊與彈頂器用頂桿相連接。 （2） 模架及其他零部件的設(shè)計 該模具采用中間導(dǎo)柱模架，這種模架的導(dǎo)柱在模具中間位置，沖壓時可防止由于 偏 日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 心力矩而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸為依據(jù)選擇模架規(guī)格。導(dǎo)柱（d*l）分別為 ；導(dǎo)套（d*l*d）分別為。上模座厚度取 35*16040*160 35*115*4840*115*50 40mm，上模墊板厚度取 20m

46、m，凸模固定板厚度取 20mm，凸模固定墊板厚度取 20mm，下 模座厚度取 55mm，那么該模具的閉合高度： h=40+20+20+20+40+80+55-2=273mm 凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度為 2mm。 可見該模具閉合高度小于所選壓力機(jī) j23-80 的最大裝模高度 380mm，故可以使用。 如果模具閉合高度大于所選壓力機(jī) j23-80 的最大裝模高度，則應(yīng)修改模具設(shè)計或另選 壓力機(jī)。 2、根據(jù)模具的設(shè)計與計算得凹模周界為 264mm250mm，畫上模座的草圖，畫草圖 時應(yīng)注意在畫螺紋孔時注意留螺紋余量。建立完草圖后進(jìn)行拉伸、打孔、攻螺紋等操 作，最終上模建模完成，如圖 7-1。下模座

47、與上模座配作，在建立下模座的時候注意與 上模尺寸相同，先建立輪廓草圖，在依照計算量對下模座進(jìn)行打孔，沉孔。上模座 ug 圖形如圖 7-1 所示。 圖 7-1 上模座零件圖 日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 圖 7-2 下模座 7.27.2 推件塊推件塊 推件塊的尺寸除了要與凹模進(jìn)行配作，還要與凸凹模與制件的尺寸相關(guān)，因此， 在建立模型時先畫草圖，然后對其進(jìn)行拉伸，其模型圖如圖 7-3 所示。 圖 7-3 推件塊 日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 7.37.3 卸料板卸料板 圖 7-4 卸料板 7.47.4 凸模固定板凸模固定板 由計算得知凹模周界為 264mm250mm，由制件圖得知制件的凸模位置和尺寸，凸 模固定板的厚度為 20mm，并且在計算后得知的孔位，以 230mm230mm 為基本框架進(jìn)行 草 日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 圖創(chuàng)建，完成后拉伸，打沉頭孔與螺釘孔以及銷釘孔。 圖 7-5 凸模固定板 7.57.5 墊板墊板 已知凹模周界值為 264mm250mm，在進(jìn)行計算之后得到墊板的厚度為 20mm，由于 螺釘孔位的確定，其余孔位于以 230 與 230 的尺寸進(jìn)行墊板的邊緣建模，完成草圖后 建模拉伸，并進(jìn)行打孔，其最終 ug 圖如圖 7-6 所示。 圖 7-