畢業(yè)設計設計說明書薄板槽形落料成形模

1、寧波理工學院畢業(yè)設計（論文）題 目 薄板槽形落料成形模 plate groove blanking die 專業(yè)班級 機械設計制造及其自動化091班 學 院 機電與能源工程學院 摘 要模具是機械制造業(yè)中技術先進、影響深遠的重要工藝裝備, 具有生產效率高、材料利用率高、制件質量優(yōu)良、工藝適應性好等特點,被廣泛應用于汽車、機械、航天、航空、輕工、電子、電器、儀表等行業(yè)。用模具制造的零件表現(xiàn)出來的高效率、高精度、高復雜性、低消耗和低成本是任何其他加工方法無法比擬的。本文采用ug三維設計軟件進行薄板槽型的沖壓工藝分析及復合模具的設計。按照沖壓復合模具的設計步驟,進行工藝分析，確定沖壓工序，根據計算規(guī)則

2、計算出毛坯尺寸、凸模、凹模尺寸及沖壓力等。計算完成后，按照零件計算結果繪制模具零部件三維圖、工程圖及模具裝配圖。通過上述過程最終完成薄板槽型的沖槽、落料復合模具的設計。關鍵詞：薄板；沖壓；cad；ug；復合模 abstractmold is the machinery manufacturing industry with advanced technology, far-reaching critical process equipment, high production efficiency, high utilization of materials, parts quality, p

3、rocess adaptability and other characteristics, are widely used in automobiles, machinery, aerospace, aviation, light industry, electronics, electrical, instrumentation and other industries. mold parts manufactured manifested high efficiency, high precision, high-complexity, low consumption and low c

4、ost are any other processing methods can not match.in this paper, three-dimensional design software ug groove sheet stamping process analysis and composite mold design. according to the design of composite die stamping steps for process analysis to determine the stamping process, according to the ca

5、lculation rules to calculate the blank size, punch, punch die size and pressure. calculation is completed, in accordance with the calculation results are plotted mold parts dimensional maps, engineering drawings and die assembly drawings. through the above process to finalize the thin groove notchin

6、g, blanking composite mold design.keywords: sheet metal；stamping；cad；ug；compound dieiii目 錄摘 要iabstractii第1章 緒論11.1選題的背景及意義11.2 國內外發(fā)展的狀況31.2.1 國外發(fā)展狀況31.2.2 國內發(fā)展狀況41.2.3 現(xiàn)代模具發(fā)展趨勢5第2章 薄板槽型零件工業(yè)性分析和工藝方案的擬定72.1薄板槽型零件工藝性分析72.2薄板槽型零件沖壓工藝方案擬定82.3沖壓工藝設計基本內容82.4沖壓工藝方案分析和確定9第3章 工藝參數(shù)的計算113.1 毛坯尺寸的計算113.1.1 排樣113

7、.1.2 排樣的方式113.1.3 搭邊113.1.4 材料的利用率123.2 各部分工藝力的計算133.2.1 沖裁力的計算133.2.2 卸料力的計算133.2.3 頂件力的計算143.2.4 推件力的計算143.2.5 總的沖裁力計算153.3 壓力中心的確定153.4 沖壓設備的選用15第4章 凸凹模刃口尺寸計算174.1 落料、沖槽的沖裁凸凹模刃口的計算174.1.1 沖裁件的凸凹模刃口尺寸的計算原則174.1.2 沖裁件的凸凹模刃口尺寸的計算方法174.1.3 落料刃口尺寸的計算184.1.4 成形凸模刃口尺寸的計算19第5章 模具工作零件及結構設計215.1 模具工作零件及結構設

8、計215.1.1 沖槽凸模的設計215.1.2 沖槽凹模的設計225.1.3 落料凹模的設計235.1.4 落料凸模的設計245.1.5 模架的選擇255.1.6 模柄的選擇285.1.7 墊板的設計29第6章 頂出、卸料裝置及定位零件的設計306.1 出件裝置的設計306.1.1 頂件裝置的設計306.2 卸料裝置的設計306.2.1 卸料板的設計306.2.2 卸料彈簧的設計316.2.3 卸料螺釘?shù)倪x擇326.3 定位零件的設計336.3.1 定位銷336.3.2 擋料銷33第7章 模具的裝配及總裝配圖347.1 模具的裝配347.1.1 沖模的裝配方法347.2 總裝配圖34第8章 沖

9、壓模具合理使用與維護368.1 沖壓模具的使用及維護368.2提高模具使用壽命的途徑36參考文獻38附 錄39致 謝40第1章 緒論1.1選題的背景及意義美國工業(yè)界認為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石；日本稱模具工業(yè)為“進入富裕社會的原動力”;德國給模具工業(yè)冠以“金屬加工業(yè)中的帝王”稱號；歐盟一些國家稱“模具就是黃金”；中國模具權威稱“模具是印鈔機”。可見模具工業(yè)在世界各國經濟發(fā)展中所具有的重要地位，模具技術已成為衡量一個國家產品制造水平的重要指標之一。沖壓加工是現(xiàn)代機械制造業(yè)中先進高效的加工方法之一。它是由人使用板料、借助于常規(guī)的或專業(yè)的沖壓設備（動力）、從安裝在設備上的模具里使其得到變形力并進行

10、變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的產品零件的生產技術。板料、模具和設備是沖壓加工的三要素。因為它主要用于加工板料零件，所以又稱板料沖壓。沖壓加工的特點如下：（1） 借助壓力機的壓力，利用模具能獲得壁薄、質量輕、剛性好、形狀復雜的零件，這些零件用其他的方法難以加工甚至無法加工；（2）沖壓加工的零件精度高、尺寸穩(wěn)定，具有良好的互換性；（3）沖壓加工是少、無切削加工的一種，部分零件沖壓直接成形，大部分無需任何再加工，材料利用率高，達85%以上；（4）生產效率高，生產過程容易實現(xiàn)機械化和自動化，適合于大批大量生產；（5）操作簡單，便于組織生產和管理。沖壓加工的缺點是模具制造的周期長，制造成本高，不適

11、于單件小批量生產；其次，沖壓加工多用機械壓力機，由于滑塊往復運動快，大量手工操作，勞動強度較大，易發(fā)生事故，安全生產與管理要求高，須采用必要的安全技術措施來保證。沖壓加工的應用十分廣泛，不僅可以加工金屬材料，而且可以加工非金屬材料。在現(xiàn)代制造業(yè)，比如汽車、拖拉機、農業(yè)機械、電機、電器、儀表、化工容器、玩具以及日常生活用品的生產方面，都占有十分重要的地位。沖壓加工在國民經濟各個領域應用范圍相當廣泛。例如，在宇航，航空，軍工，機械，農機，電子，信息，鐵道，郵電，交通，化工，醫(yī)療器具，日用電器及輕工等部門里都有沖壓加工。不但整個產業(yè)界都用到它，而且每個人都直接與沖壓產品發(fā)生聯(lián)系。像飛機，火車，汽車，

12、拖拉機上就有許多大，中，小型沖壓件。小轎車的車身，車架及車圈等零部件都是沖壓加工出來的。據有關調查統(tǒng)計，自行車，縫紉機，手表里有80%是沖壓件；電視機，收錄機，攝像機里有90%是沖壓件；還有食品金屬罐殼，鋼精鍋爐，搪瓷盆碗及不銹鋼餐具，全都是使用模具的沖壓加工產品；就連電腦的硬件中也缺少不了沖壓件。 但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技術要求高，是技術密集形產品。所以，只有在沖壓件生產批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經濟效益的。 當然，沖壓加工也存在著一些問題和缺點。主要表現(xiàn)在沖壓加工時產生的噪音

13、和振動兩種公害，而且操作者的安全事故時有發(fā)生。不過，這些問題并不完全是由于沖壓加工工藝及模具本身帶來的，而主要是由于傳統(tǒng)的沖壓設備及落后的手工操作造成的。隨著科學技術的進步，特別是計算機技術的發(fā)展，隨著機電一體化技術的進步，這些問題一定會盡快二完善的得到解決。在實際生產中，當沖壓件的生產批量較大、尺寸較小而公差要求較小時，若用分散的單一工序來沖壓是不經濟甚至難于達到要求。這時在工藝上多采用工序集中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內完成，稱為組合工序。根據工序組合的方法不同，又可將其分為復合、級進和復合級進三種組合方式。 復合沖壓在壓力機的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時

14、完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。 級進沖壓在壓力機的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。 復合級進沖壓在一副沖模上包含復合和級進兩種方式的組合工序。 a、復合模具的定義：復合模具是在一次下壓的過程中,可以同時完成多道工序的模具。b、復合模具的特點：高精度的模具、提高工件質量、效率提高c、復合模具的分類： 沖裁類復合模 如落料、沖孔復合模；切斷、沖孔復合模等； 成形類復合模 如復合擠壓模等； 沖裁與成形復合模 如落料、拉深復合模；沖孔、翻邊復合模；拉深、切邊復合模；落料、拉深、沖孔、翻邊復合模等。d、復合模的選擇原則：

15、批量生產，當要大批量生產零件時，由于復合模的特點3，可以大大提高效率，減小成本，因為復合模的成本要較高不適用小批量生產的零件； 復合工序的多少，一般復合模會是小于四道工序，過多工序會使模具過于復雜，強度、可靠性等也下降，制造業(yè)困難。 模具結構的大小，復合模的大小不同，他的結構和板塊會有繁簡的差異 工件精度 當沖壓工件的尺寸精度或同軸度、對稱度等位置精度要求較高時,應考慮采用復合模。1.2 國內外發(fā)展的狀況1.2.1 國外發(fā)展狀況高新技術在模具企業(yè)中得到廣泛應用(1) 廣泛應用cad/cae/cam技術超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級階段，3d設計已達到了7080%。pro/e、ug、cimatr

16、on等軟件普遍應用。數(shù)控機床的普遍應用，保證了模具零件的加工精度和質量。cae技術已逐漸成熟（意大利comau公司應用cae技術后，試模時間減少了50%以上）。(2) 普遍采用高速切削加工技術 特征：以高切削速度、高進給速度、高加工質量。加工效率：比傳統(tǒng)的切削工藝要高幾倍，甚至十幾倍。轉速：1500030000r/min。效益：大大縮短制模時間。(3) 普遍應用快速成型技術與快速制模技術塑料模具：有專門提供原型制造服務的機構和公司塑料模具廠家利用快速原型澆制硅膠模具，用于少量翻制塑料件。汽車模具：多為鋅基合金快速制模和使用環(huán)氧樹脂制作金屬成型模。1.2.2 國內發(fā)展狀況我國模具工業(yè)的產值在國際

17、上排名位居第三位，僅次于日本和美國。國內的模具生產廠已超過17000家，從業(yè)人員達50萬。近年來，我國的模具工業(yè)一直以每年13左右的增長速度快速發(fā)展我國模具行業(yè)在“十五”期間的增長速度達到1315。(1) 中國模具產業(yè)的進出口近幾年來，我國每年進口模具約占市場總量的20左右，已超過10億美元，成為世界上最大的模具進口國其中塑料與橡膠模具占全部進口模具的50以上，沖壓模具占全部進口模具約40 中、高檔模具進口比例占市場總量的40以上(2) 我國模具技術的發(fā)展進步主要表現(xiàn)在1)研究開發(fā)了模具新鋼種及硬質合金、鋼結硬質合金等新材料，并采用了一些新的熱處理工藝，延長了模具的使用壽命。比如沖模廣泛使用合

18、金工具鋼代替碳素工具鋼，提高模具壽命，減少模具熱處理變形。2)開發(fā)了多工位級進模和硬質合金模等新產品，并根據國內生產需要研制了精密塑料注射模。3)研究開發(fā)了一些模具加工新技術和新工藝。如三維曲面數(shù)控加工；模具表面拋光、表面皮紋加工及皮紋輥制造技術；模具鋼的超塑性成型技術和各種快速成型技術等。4)模具加工設備已得到較大發(fā)展，已廣泛使用精密坐標磨床、數(shù)控(cnc)銑床、cnc電火花線切割機床和高精度電火花成型機床等。模具零件的精度由數(shù)控機床保證，解決了以前傳統(tǒng)切削加工生產模具零件，靠鉗工技藝保證質量，質量難保證的問題。5)模具計算機輔助設計和制造(模具cad/cam/cae)已在國內得到了廣泛的開

19、發(fā)應用。三維造型軟件和仿真軟件的廣泛應用，不僅能自動編程，還能進行干涉檢查，保證設計和工藝的合理性。(3) 中國模具工業(yè)存在的問題 精密加工設備還很少大型、精密、復雜和長壽命模具的產需矛盾十分突出許多先進的技術如cadcaecam技術的普及率還不高1.2.3 現(xiàn)代模具發(fā)展趨勢(1) 粗加工向高速加工發(fā)展（以高速銑削加工為代表，高速銑削加工主軸轉速可達400010000r/min，快速進給速度可達3040m/min,與傳統(tǒng)銑削加工相比，工件溫升低，熱變形小，效率高，還可加工硬度達hrc60的模塊。(2) 成形表面的加工向精密、自動化發(fā)展（成形表面的精加工向數(shù)控、數(shù)顯方向發(fā)展，數(shù)控機床、電火花成形

20、機床、慢走絲線切割機床等精加工廣泛運用。(3) 光整加工向自動化發(fā)展（目前模具的研磨、拋光等光整加工仍然以手工作業(yè)為主，不僅費工費力，而且表面質量低。發(fā)達國家正在研制數(shù)控自動化光整加工設備。(4) 快速成形加工模具技術將得到發(fā)展快速原型制造技術是通過計算機控制逐層堆積材料來制造復雜形狀的實體樣件或模具零件，不用工裝和刀具能實現(xiàn)零件的單件生產。低熔點合金模、精鑄模、層疊模、環(huán)氧樹脂模等一些快速經濟型模具將進一步得到應用，適合于多品種少批量生產用模。高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)用于逆向工程，掃描系統(tǒng)和加工中心結合，從實物掃描到加工一步完成，可大幅縮短制模周期。適合仿造零件和模具的加工，不需要圖紙，直接用實

21、物就能加工。(5) 模具cadcaecam正向集成化、三維化、智能化和網絡化方向發(fā)展模具設計中常用的繪圖軟件有cad、caxa電子圖板，常用的三維造型和加工軟件有pro/e、ug、caxa機械制造工程師、mostercam。用于模具設計制造的計算機軟件日趨完善，并向智能化、集成化方向發(fā)展，能減少設計人員的重復勞動，提高效率。運用三維造型和加工軟件，可生成刀具軌跡并輸出加工程序代碼，通過仿真進行加工精度檢查和干涉檢查，從而保證設計和工藝的合理性。第2章 薄板槽型零件工業(yè)性分析和工藝方案的擬定2.1薄板槽型零件工藝性分析所需加工的工件名稱：薄板槽型零件零件的生產批量：大批量生產（150萬件/年）零

22、件的材料：10鋼，厚1mm預計薄板槽型零件的日產量約為6000件/天薄板槽型零件的工件圖如圖2.1和圖2.2所示：圖2.1 零件三維圖圖2.2 零件二維圖工件的工藝性分析是根據工件的圖樣，分析沖壓件的形狀、尺寸、表面質量等是否符合沖壓工藝要求。沖壓工藝一般具有生產效率高、質量穩(wěn)定、成本低以及可加工復雜形狀工件等一系列優(yōu)點。薄板沖槽模具-薄板槽形落料成形模。根據零件進行復合模設計，圖2.1為零件三維圖，圖2.2為薄板槽型零件圖。零件材料為10鋼，厚度t=1mm。材料10號鋼塑性、韌性很好，易冷熱加工成形，正火或冷加工后切削加工性能好，焊接性優(yōu)良，無回火脆性，淬透性和淬硬性均差。制造要求受力不大、

23、韌性高的零件，如汽車車身、貯器、深沖壓器皿、管子、墊片等，可用作冷軋、冷沖、冷鐓、冷彎、熱軋等工藝成形，也可用作心部強度不高的滲碳件、碳氮共滲件等。2.2薄板槽型零件沖壓工藝方案擬定工藝方案確定是在對沖壓件的工藝性分析之后應進行的重要環(huán)節(jié)。確定工藝方案主要是確定各次沖壓加工的工序性質、工序數(shù)量、工序順序、工序的組合方式等。沖壓工藝方案的確定要考慮多方面的因素，有時還要進行必要的工藝計算，因此實際中通常提出幾種可能的方案，進行分析比較后確定最佳方案。2.3沖壓工藝設計基本內容工藝類型 工藝類型是指成型沖壓件所需要的沖壓工序種類，如落料、沖孔、切邊、拉伸、翻孔、脹形、整形都是沖壓加工常見的工序。結

24、合本設計來看的話則有落料和沖孔兩種類型。工序數(shù)量 工序數(shù)量是指不同性質進行相同次數(shù)的工序重復進行的數(shù)量。工序數(shù)量的確定主要取決于幾何形狀的復雜程度、尺寸大小和精度材料沖壓成型性能、模具強度等，并與沖壓工序性質有關。工序順序 工序順序是指各工序的先后順序,主要取決于沖壓變形規(guī)律和零件質量要求,如果工序順序的變更不影響托板質量,則應當根據操作、定位及模具結構等結構因素確定。組合方式 一個沖壓件往往需要經過多道工序才能完成，因此制定工藝方案時，必須考慮采用單工序模分散沖壓還是將工序組合起來采用復合?；蚣夁M模沖壓。2.4沖壓工藝方案分析和確定1、方案1：單工序模落料+沖槽； 方案2：單工序模沖槽+落料

25、； 方案3：復合模落料+沖槽； 方案4：復合模沖槽+落料； 方案5：級進模落料+沖槽； 方案6：級進模沖槽+落料。2、分析比較上述6種方案，可以看出：（1）方案1：此方案為單工序模，用此方案生產零件尺寸和厚度不受限制，生產設備維護成本低，且生產操作較為方便。但是，這個方案的缺點有沖件精度低、沖件平整度差、生產率低，適合中小批量生產，并且不安全，需采取安全措施。結合本設計來看，本設計為大批量生產的薄板槽型零件，而方案1生產率低，故排除方案1。（2）方案2：同方案1都為單工序模，唯一不同的就是工序的順序相反。因此，結合本設計生產大批量薄板槽型零件的條件可知，本方案不適合生產托板。（3）方案5：本方

26、案為級進模，工序順序為先落料后沖槽。本方案生產產品的優(yōu)點有工序間可自動送料，故生產率高，可以使用高速壓力機，沖件小時多排沖壓法應用較多，模具制造的工作量和成型較復合模低，適合沖件大批量生產，而且安全性高。 級進模生產的缺點有沖件精度為it13it10級，精度較低，且沖件平整度較差，質量要求高時需要校平。 結合本設計要求看，可以查出本設計精度要求為it7級，故方案5的精度達不到要求，所以排除方案5。（4）方案6：本方案和方案5都是級進模，只是工序順序相反。因本設計的精度要求為為it7級，故方案6也被排除。 上面分析了方案1、方案2、方案5和方案6，即單工序模和級進模都不滿足該薄板槽型零件的生產要

27、求。下面繼續(xù)分析方案3和方案4：（5）方案3：本方案是復合模生產，工序順序是先落料后沖槽。本方案生產優(yōu)點有沖件精度高，為it10it7級；沖件平整，適合大批量生產。 方案3的生產缺點有：操作時出件較為困難，速度不宜太高；安全性較差需采取安全措施。 結合本設計的要求即厚度t=1mm，材料為10鋼，生產批量為大批量生產，精度要求為it7級的薄板槽型零件，本方案滿足其生產要求，故暫時保留方案3。（6）方案4：本方案和方案3都是復合模生產，具有相似的優(yōu)點和缺點，所以也滿足本設計的要求。但是，它們唯一的區(qū)別就是工序相反，本方案為先沖槽后落料。針對方案3和方案4的復合模生產，因為都滿足本設計的要求，本著最

28、優(yōu)原則對它們進行比較。由于它們唯一的區(qū)別是工序順序相反。因為一般多工序沖壓時，有落料和沖槽，則先落料后沖槽能夠減少定位誤差和避免換算尺寸。綜上所述，故選擇方案3即復合模落料+沖槽。第3章 工藝參數(shù)的計算3.1 毛坯尺寸的計算3.1.1 排樣排樣是指沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法。合理的排樣和選擇適當?shù)拇钸呏担翘岣卟牧侠寐?、降低成本和保證沖件質量及模具壽命的有效措施。3.1.2 排樣的方式 排樣的方式有多種多樣。有直排、斜排、直對排和混合排的廢料排樣，模具沿工件全部外形進行沖裁，工件周邊都留有搭邊。這種排樣能保證沖裁件的質量，沖模壽命也長，但材料利用率低。有少廢料和無廢料排樣，這兩種排

29、樣方式對節(jié)省材料具有重要意義，并有利下一次沖裁多個工件，故可以提高生產率。同時因沖裁周邊減少，又可簡化沖模結構和降低沖裁力。但采用少廢料和無廢料排樣時，由于條料寬度的公差以及條料導向與定位所產生的誤差，使工件的質量和精度較低?？紤]到操作方便及使模具結構簡單，故該零件采用直排的有廢料排樣。這種排樣方式能保證沖裁件的質量，沖模壽命也長，但材料利用率相對較低。如下圖3.1所示。3.1.3 搭邊 搭邊是指排樣時沖裁件之間以及沖裁件與條料側邊之間留下的工藝廢料。搭邊的作用是補償條料的定位誤差和剪板誤差，確保沖壓出合格零件。搭邊還可以保持條料有一定的剛度，便于送料。搭邊是廢料，從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值應愈小

30、愈好。搭邊過大，材料利用率低；但過小的搭邊，容易造成搭邊的強度和剛度不夠，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增加沖裁件毛刺，有時甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均勻，損壞模具刃口擠近凹模。一般來說，搭邊值是由經驗確定的?？蓞⒄諞_模設計應用實例中表2-16列出了沖裁時常用的最小搭邊值。按沖模設計應用實例表2-16查得最小搭邊值：，條料寬度：步距：3.1.4 材料的利用率 沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比叫材料利用率，它是衡量合理利用材料的經濟性指標。排樣時，在保證工件質量的前提下，主要考慮如何提高材料的利用率。材料利用率的計算公式如下：計算沖裁件的面積a：一個步距的材料利用率: (3-1)式

31、中： a一個步距內沖裁件的實際面積 n一個步距內沖裁件數(shù)目 b條料寬度 h步距所以該零件的一個步距的材料利用率： 圖3.1 排樣圖3.2 各部分工藝力的計算工藝力主要包括沖裁力、卸料力、推件力、頂出力、翻邊力等。沖裁力是凸模與凹模相對運動使工件與板料相分離所需要的力。從凸模上將工件或廢料取下來所需的力稱為卸料力。從凹模內將工件或廢料順著沖裁方向推出的力稱推件力。從凹模內將工件或廢料逆著沖裁方向頂出的力稱頂件力3.2.1 沖裁力的計算沖裁力是凸模與凹模相對運動使工件與板料相分離所需要的力。按式（3-1）： (3-1)式中： 沖裁力（n）l工件外輪廓周長（mm），t材料厚度（），材料的抗剪強度（m

32、pa）。由表1-1查得 工件外輪廓周長：則沖裁力為：3.2.2 卸料力的計算 從凸模上卸下緊箍著的材料所需的力稱為卸料力。按式（3-2）： （3-2）式中： 卸料力因數(shù)，其值由表3.1查得表3.1 卸料力、推料力和頂料力因數(shù)料厚/mm鋼0.10.060.090.10.140.10.50.040.070.0650.080.52.50.0250.060.050.062.56.50.020.050.0450.056.50.0150.040.0250.03鋁、鋁合金0.030.080.030.07純銅、黃銅0.020.060.030.09則卸料力為：3.2.3 頂件力的計算 把落料件從凹模洞口順著沖裁

33、方向推出去的力稱為推件力。按式（3-3）： （3-3）式中：推件力（n）頂件力因數(shù)，其值由表3-1查得 則頂件力為：3.2.4 推件力的計算 把落料件從凹模洞口順著沖裁方向推出去的力稱為推件力。按式（3-4）： （3-4）式中：推件力（n）推件力因數(shù)，其值由表3-1查得 n工件卡在凹模內的個數(shù)，取則推件力為： 3.2.5 總的沖裁力計算3.3 壓力中心的確定沖裁模的壓力中心就是沖裁力合力的作用點。沖壓時，模具的壓力中心一定要與沖床滑塊的中心線重合。否則滑塊就會承受偏心載荷，使模具歪斜，間隙不均，從而導致沖床滑塊與導軌和模具的不正常磨損，降低沖床和模具的壽命。所以在設計模具時，必須要確定模具的壓

34、力中心，并使其通過模柄的軸線，從而保證模具壓力中心與沖床滑塊中心重合。由于該工件為對稱的沖壓件，所以其壓力中心在于輪廓圖形的幾何中心o點。3.4 沖壓設備的選用沖壓設備選擇的要求：（1） 所選壓力機的公稱壓力必須大于沖壓所需的總沖壓力，即：（2） 壓力機的行程大小應適當。由于壓力機的行程影響到模具的張開高度，因此對于沖裁、彎曲等模具，其行程不宜過大，以免發(fā)生凸模與導板分離（導板模）或滾珠導向裝置脫開的不良后果。對于拉深模，壓力機的行程至少應大于成品零件高度的兩倍以上，以保證毛坯的放進和成形零件的取出。（3）所選壓力機的閉合高度應與沖模的閉合高度相適應。即滿足：沖模的閉合高度介于壓力機的最大閉合

35、高度和最小高度之間的要求。（4）壓力機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。但過大的工作臺面上安裝過小尺寸的沖模時，對工作臺面的受力條件也是不利的。由復合模的特點，為了安全起見，防止設備超載，可按公稱壓力的原則選用壓力機。參照沖模設計應用實例書末附錄b3，可選取公稱壓力為250kn的開式雙柱可傾壓力機。其與模具設計的有關參數(shù)為：公稱壓力：250kn滑塊行程：65mm最大閉合高度；270mm連桿調節(jié)量：55mm工作臺尺寸：（前后mm左右mm）：370560墊板尺寸（厚度mm孔徑mm）：50200模柄孔尺寸：最大傾斜角度：工作零件的刃口尺寸計算該模具的工作零件的刃口

36、尺寸包括落料的凸模和凹模、沖槽的凸模和凹模的刃口尺寸。 沖裁件的尺寸精度取決于凸凹模刃口部分的尺寸。沖裁的合理間隙也要靠凸凹模刃口部分的尺寸來實現(xiàn)和保證。所以正確地確定刃口部分尺寸是相當重要的。第4章 凸凹模刃口尺寸計算4.1 落料、沖槽的沖裁凸凹模刃口的計算4.1.1 沖裁件的凸凹模刃口尺寸的計算原則（1）落料件的尺寸取決于凹模尺寸，沖槽件的尺寸取決于凸模尺寸。因此，設計落料模時，以凹模為基準，間隙取在凸模上；設計沖槽模時，以凸模為基準，間隙取在凹模上。（2）考慮到沖裁時凸、凹模的磨損，在設計凸、凹模刃口尺寸時，對基準件刃口尺寸在磨損后增大的，其刃口的公稱尺寸應取工件尺寸公差范圍內較小的數(shù)值

37、。對基準件刃口尺寸在磨損后減小的，其刃口的公稱尺寸應取工件尺寸公差范圍內較大的數(shù)值。這樣，在凸、凹模磨損到一定程度的情況下，仍能沖出合格的零件。（3） 在確定模具刃口制造公差時，要既能保證工件的精度要求，又能保證有合理的間隙數(shù)值。一般模具粗造精度比工件精度高34級。若零件沒有標注公差，則可通過沖模設計應用實例書末附錄d，查出沖壓件未注公差尺寸的極限偏差。4.1.2 沖裁件的凸凹模刃口尺寸的計算方法由于模具加工和測量方法的不同，凸模與凹模刀口部分尺寸的計算公式和制造公差的標注也不同，基本上可分為兩類：（1）凸模凸模與凹模分開加工 采用這種方法，要分別標注凸模和凹模刃口尺寸與制造公差，它適用于圓形

38、或簡單形狀的工件。為了保證間隙值，必須滿足式（4-1）條件。 （4-1）式中：凸模的制造公差；凹模的制造公差。、的值見表4.1。表4.1 規(guī)則形狀沖裁時凸、凹模的制造公差基本尺寸凸模公差凹模尺寸基本尺寸凸模公差凹模尺寸180.0200.0201802600.0300.04518300.0200.0252603600.0350.05030800.0200.0303605000.0400.060801200.0250.0355000.0500.0701201800.0300.040（2）凸模與凹模配合加工 對于形狀復雜或料薄的沖裁件。為了保證凸、凹模之間一定的間隙值，必須采用配合加工。此方法是先加

39、工好其中的件(凸?；虬寄?，作為基準件，然后以此基準件為標準來加工另一件，使它們之間保持一定的間隙。4.1.3 落料刃口尺寸的計算該沖裁件落料時，選凹模為設計基準件，只需要計算落料凹模刃口尺寸，成形凹模尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模實際尺寸按間隙要求配作。由沖模設計應用實例表2.3.3查得：，。對于零件圖中未注公差的尺寸，由沖模設計應用實例書末附錄d中查出其極限偏差為：mm，mm，mm。由公差表查得工件各尺寸的公差等級，然后確定x，由表4-2可知，對于該落料件的尺寸，當時，；當時，。根據凹模磨損后的尺寸變化情況，將零件圖落料部分的各尺寸進行分類：a類尺寸：，a類尺寸計算公式： （4-2）式

40、中：基準件尺寸（mm）；工件極限尺寸（mm）；工件公差（mm）。按式（4-2）落料凹模刃口尺寸計算如下： 落料凸模的基本尺寸分別和落料凹模相同，分別是74.63mm，105.565mm，r9.82mm，不必標注公差，但要在技術條件中注明：凸模實際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值。4.1.4 成形凸模刃口尺寸的計算該沖裁件沖槽時，選凸模為設計基準件，只需要計算成形凸模刃口尺寸，成形凸模尺寸及制造公差，凹模刃口尺寸由凸模實際尺寸按間隙要求配作。由沖模設計應用實例表2.3.3查得：，。對于零件圖中未注公差的尺寸，由沖模設計應用實例書末附錄d中查出其極限偏差為：mm，mm，mm，mm，m

41、m，mm。由公差表查得工件各尺寸的公差等級，然后確定x，由表4.2可知，對于該沖槽件的尺寸，當時，；當時，。根據凸模磨損后的尺寸變化情況，將零件圖沖槽部分的各尺寸進行分類：a類尺寸：mm，b類尺寸：mm，mm，mm，mm，mm。成形凸模的基本尺寸計算如下：第一類尺寸：磨損后增大的尺寸按式（4-2）計算：b類尺寸計算公式： （4-3）式中：基準件尺寸（mm）；工件極限尺寸（mm）；工件公差（mm）。第二類尺寸：磨損后減小的尺寸按（式4-3）計算： 成形凹模的基本尺寸和成形凸模相同，分別是81.565mm，59.63mm，9.82mm，r2.813mm，r3.775mm，不必標注公差，但要在技術條

42、件中注明：凹模實際刃口尺寸與成形凸模配制，保證最小雙面合理間隙值。表4.1 因數(shù)x材料厚度t/mm非 圓 形 x 值圓 形 x 值10.750.50.750.5工 件 公 差 d/mm10.160.170.350.360.160.16120.200.210.410.420.200.20240.240.250.490.500.240.2440.300.210.590.600.300.30第5章 模具工作零件及結構設計5.1 模具工作零件及結構設計按一般的模具設計過程是先設計落料凹模的外形尺寸和選模架，在設計其它主要零件和結構零件，但由于此零件的結構特點，先設計落料凹模和選模架，無法得到準確的尺寸

43、和結構設計，因此本零件的模具主要零件的設計從最里面的沖槽開始，把落料凹模的設計和選模架放在最后設計。5.1.1 沖槽凸模的設計在滿足國標技術要求和實用要求的下，以及便于該凸模的加工制造和為避免應力集中和保證強度與剛度方面的要求，在考慮到其它模具零件尺寸設計的要求，該工件沖槽凸模的具體尺寸如下圖5.1所示。材料：cr12mov；硬度：hrc5862圖5.1 沖槽凸模零件圖 在一般情況下，凸模的強度是足夠的。所以不用進行強度計算。但是對于特別細長的凸?；虬辶隙容^大的情況下，應進行壓應力和彎曲應刀的校核，檢查危險斷面尺寸和自由長度是否滿足強度要求。5.1.2 沖槽凹模的設計 根據該零件模具的總體設計

44、和沖槽凹模的刃口尺寸，在滿足國標要求的條件下該工件沖槽凹模的具體尺寸如圖5.2所示。材料：cr12mov；硬度：hrc6064。圖5.2 沖槽凹模零件圖5.1.3 落料凹模的設計1. 落料凹模的刃口形式的選擇由于該工件的落料為第一道工序，落料凹模的孔內需要進行其它工序的加工，需按裝其它的凸、凹模，因此選擇柱形刃口，刃口強度較高，修磨后刃口尺寸不變，但孔口容易積存工件或廢料，推件力大且磨損大。適用于形狀復雜或精度要求較高工件的沖裁。2. 落料凹模的外形尺寸落料凹模的外形尺寸 凹模厚度 凹模厚度可由式（5-1）經驗公式確定。 （5-1）式中： b 凹模刃口的最大尺寸； k系數(shù)，其值見沖模設計應用實

45、例表217，取k=0.18。則凹模厚度：取凹模厚度 凹模壁厚 凹模壁厚可由式（5-2）經驗公式確定。 （5-2）則凹模壁厚： 則凹模長度：根據該零件模具的總體設計，按上面公式計算的凹模厚度和凹模壁厚，可以保證凹模有足夠的強度和剛度，一般可不在進行強度校核，因此按照國標進行設計，該凹模的具體尺寸和結構如圖5.3所示。材料：t10a硬度：hrc6064圖5.3 落料凹模零件圖5.1.4 落料凸模的設計在滿足國標技術要求和實用要求的下，以及便于該凸模的加工制造和為避免應力集中和保證強度與剛度方面的要求，在考慮到其它模具零件尺寸設計的要求，該工件落料凸模的具體尺寸如圖5.4所示。材料：t10a；硬度：

46、hrc5862圖5.4 落料凸模零件圖5.1.5 模架的選擇模架包括上模座、下模座、導柱和導套。沖壓模具的全部零件都安裝在模架上。為了縮短模具制造周期，降低成本，將按照國標給出的模架標準進行選取和設計，選擇模架結構時要根據工件的受力變形特點，坯件定位、出件方式，材料送進方向，導柱受力狀態(tài)，操作是否方便等方面進行綜合考慮。選擇模架尺寸時要根據凹模的輪廓尺寸考慮，一般在長度上及寬度上都應比凹模大3040mm。模板厚度一般等于凹模厚度的11.5倍。選擇模架時還要注意到模架與壓力機安裝關系，例如模架與壓力機工作臺孔的關系，模座的寬度應比壓力機工作臺的孔徑每邊約大4050mm。沖壓模具的閉合高度應大于壓

47、力機的最小裝模高度，小于壓力機的最大裝模高度等。通常中、小型沖模常采用后側式、對角式或對稱式的導柱型模架。四角導柱式模架主要用于精度要求高的沖壓件和大型沖壓件。因此根據該工件的的形狀，坯件定位、出件方式，材料橫向送進，選擇后側式滑動導向導柱導套模架作為該零件的模架類型。如圖5.5所示。圖5.5 后側式滑動導向導柱導套模架根據主要工作部分的尺寸，參照有關資料，選擇模架如下。上模座： 材料為ht200下模座： 材料為ht200導 柱： 材料為20cr導 套： 材料為20cr 模架的閉合高度：210mm255mm考慮到其它零件的安裝位置，則所設計的最終的結構、具體尺寸及各零件的安裝位置如下。下模座如

48、圖5.6所示。材料：ht200圖5.6 下模座零件圖上模座如圖5.7所示。材料：ht200 圖5.7 上模座零件圖5.1.6 模柄的選擇 模柄的作用是將模具的上模座固定在沖床滑塊上。常用模柄形式如圖5.8所示。圖5.8 模柄的結構形式a)整體式模柄 b)帶臺階的壓入式模柄c)帶螺紋的旋入式模柄d)有凸緣的模柄f)浮動式模柄根據該零件模具的總體設計和第二部分對壓力機的選取所給出的滑塊上的模柄孔尺寸：，和凸模的結構，選擇圖5.8b）有凸緣的模柄作為該模具的模柄形式。由于模柄已標準化，根據國標所選取的模柄尺寸如下：5.1.7 墊板的設計墊板的作用是將凸模承受的壓力均布到模座上，避免凸模直接和模座接觸

49、，從而避免壓強過高而壓塌模作面。根據該零件模具的總體設計，結合各凸凹模的尺寸以及各固定板、螺栓、推桿的尺寸和安裝位置，特別是凸凹模固定板的尺寸，再結合國標給出的墊板設計的厚度和尺寸之間的關系要求，則墊板的具體形狀和尺寸如圖5.9所示。材料：聚氨酯圖5.9 橡膠墊板零件圖第6章 頂出、卸料裝置及定位零件的設計6.1 出件裝置的設計6.1.1 頂件裝置的設計頂件裝置的作用是將工件從凹模中頂出，凹模裝在模座上時，如果工件不能通過模具的底部漏出，則需要借助于裝在壓力機工作臺下的頂件裝置利用彈簧和氣墊驅動推板頂出工件。根據該零件模具的總體設計，結合落料凸凹模、成形凸凹模和工件的形狀和尺寸，在保證它有足夠

50、強圖的要求下，所設計的頂出器的具體形狀如圖6.1所示。尺寸詳見零件圖和裝配圖 圖6.1 頂件裝置三維圖6.2 卸料裝置的設計6.2.1 卸料板的設計卸料板一般分為剛性卸料板和彈性卸料板兩種形式。剛性卸料板用螺釘和銷釘固定在下模座上，能承受的卸料力較大，常用于厚板沖壓件的卸料。其卸料可靠、安全；但操作不便，生產效率不高。剛性卸料板和凸模的單邊間隙一般取0.10.5。剛性卸料板的厚度與卸料力大小及卸料尺寸有關，一般取512。彈性卸料板有敞開的工作空間，操作方便，生產率高，沖壓前可對毛坯有預壓作用，沖壓后也可使沖壓件平穩(wěn)卸科。但由于受彈簧、橡膠等零件的限制，卸料力較小。并且結構復雜，可靠與安全不如剛

51、性卸料板。彈性卸料板和凸模的單邊間隙一般取c=0.10.2t。根據該零件模具的總體設計，這里選擇彈性卸料板。根據凸、凹模和模架的形狀和尺寸，考慮到它與其它零件之間的間隙，依據有關設計資料和技術要求，該卸料板的具體形狀和尺寸如圖6.2所示。材料：45鋼圖6.2 卸料板零件圖6.2.2 卸料彈簧的設計卸料彈簧的設計計算：根據模具結構初定4 根彈簧，每根彈簧分擔的卸料力為：根據預壓力和模具的結構尺寸，由沖壓模具設計手冊表1-14初選出彈簧，其最大工作負荷校驗是否滿足式中：為彈簧最大允許壓縮量，取9mm式中：彈簧的預壓縮量，mm。卸料板的工作行程，mm，一般設計過程中取材料厚度加1mm。凸模的總修磨余

52、量，mm，一般取35mm。在本次設計中，取，。所以，即因此該彈簧滿足設計要求。彈簧參數(shù)詳見表6.1表6.1 圓柱螺旋壓縮彈簧參數(shù)彈簧外徑鋼絲直徑節(jié)距最大工作負荷下的總變形量彈簧的自由長度最大工作負荷408.010.29652700裝配高度： 6.2.3 卸料螺釘?shù)倪x擇根據該零件模具的總體設計，參照國標，選擇圓柱頭內六角卸料螺釘，型號為： m1290 gb2867.6-19816.3 定位零件的設計模具上定位零件的作用是使毛坯在模具上能夠正確定位。毛坯在模具中的定位有兩個內容：一是在送料方向上的定位，用來控制送料的進距，通常稱為擋料。如圖6.3中所示的銷a；二是在與送料的垂直方向上的定位，通常稱

53、為送進導向，如圖6.3中所示的銷b、c。圖6.3 擋料銷定位示意圖6.3.1 定位銷上模座與模柄定位時，定位銷采用m620 上模座與落料凸模定位時，定位銷采用m650 上模座、橡膠墊板和成形凹模定位時，定位銷采用m550 下模座與凹模板定位時，定位銷采用m10506.3.2 擋料銷擋料硝的作用是保證條料送進時有準確的送進距。其結構形式可分為固定擋料銷、活動擋料銷和始用擋料銷三種。根據該零件模具的總體設計，采用圓柱式固定擋料銷。根據國標選擇的擋料銷為： a8 jb/t7649.10-2008第7章 模具的裝配及總裝配圖7.1 模具的裝配沖模的裝配就是根據模具結構特點和技術條件，以一定的裝配順序和方法，將符合圖樣技術要求的模具零件，經適當協(xié)調加工后組裝成滿足使用要求的模具整體。在裝配過程中