(完整版)沖壓模具畢業(yè)設計說明書---李旭超.doc

1、株洲廣播電視大學株洲廣播電視大學畢業(yè)論文學校：湖南工貿技師學院設計題目：軸蓋沖壓模具設計姓名：李旭超學號：專業(yè)：模具設計與制造指導教師：劉少軍答辯日期：目錄摘要,IABSTRACT, II1、緒論,12、零件的工藝性分析,142.1零件的工藝性分析,142.2沖裁件的精度與粗糙度, 162.3沖裁件的材料 ,163、沖壓模具總體結構設計 ,183.1模具類型, 183.2操作與定位方式, ,183.3模架的類型與精度,184、沖壓模具工藝與設計 ,194.1樣設計與計算,194.2設計沖力與壓力中心,215、模具的總張圖與零件圖 ,255.1級進模具的總張圖,255.2沖壓模具的零件圖,265

2、.3壓力機的校核,396、沖壓模具零件加工工藝的編制,416.1凹模加工工藝過程,416.2凸模加工工藝過程 ,426.3卸料板模加工工藝過程, 436.4凸模固定板加工工藝過程,44結論 ,46參考文獻,47致謝,48摘要沖壓模具在實際工業(yè)生產中應用廣泛。在傳統的工業(yè)生產中，工人生產的勞動強度大、勞動量大，嚴重影響生產效率的提高。隨著當今科技的發(fā)展， 工業(yè)生產中模具的使用已經越來越引起人們的重視， 而被大量應用到工業(yè)生產中來。沖壓模具的自動送料技術也投入到實際的生產中，沖壓模具可以大大的提高勞動生產效率，減輕工人負擔，具有重要的技術進步意義和經濟價值。本文對冷沖壓技術的分類、特點及發(fā)展方向作

3、了簡略概述；論述了沖壓零件的形成原理、基本模具結構與運動過程及其設計原理；對典型的沖壓件模具進行了設計：大直徑三通管沖壓復合模設計解決了大直徑三通管的加工難題、帶有浮動凸凹模的拉伸沖孔復合模設計、適力壓邊式落料拉伸切邊復合模設計、消音器后補碗落料、拉深、沖孔、翻邊復合模設計、一模兩件落料拉伸沖孔翻邊復合模設計、環(huán)形彎曲件的模具設計、鉸鏈卷圓成形工藝及模具設計、半自動送料切角裝置設計、滑板式送料拉深、沖孔、翻邊模設計實現自動送料、長管多孔沖模設計、帶凸緣臺階方盒形零件拉深模和盒形件側壁小孔翻孔模。沖壓模具的設計充分利用了機械壓力機的功用特點，在室溫的條件下對坯件進行沖壓成形，生產效率提高，濟效益

4、顯著。本文介紹的模具實例結構簡單實用，使用方便可靠，對類似工件的大批量生產具有一定的參考作用。Abstractproduction.In work very thePunching die w 1ff8 idely used in industrialthe traditional industrial production,the workerindustialproductiongain more attention,and be usedin the industrial production more and more.Self-acting feedtechnologyof punc

5、hing die is also used in production,punching diecould increasethe efficienceof productionand could alleviatethework burden ，so it technologic progress and economic value.The article mainly discussed the classification,feature and thedevelopmentaldirectionof the pnnching technology.Elaboratedthepunch

6、ingcomponents formation principle, the basic diesstructure and the rate process and the principle of design; anddesigned some conventional punching die:the die for big diameterthree direction pipe which solved the problom of traditionalmachining,the drawing and punching compound die with floatpunch-

7、matrix,the drawing and cutting compound dies with unalteredpress,the compound die for the back bowl of the noise keeper,thedesign of the compound die which could produce two workpieces inone punching,the bending die for the ring shape part ,the bendingdie which used the gemel ,automate loading die f

8、or cutting, thedrawing,punching and burring compound dies with sliding automatedloading,thepunching die forthe long pipe with two row of theroomtemperature,anditsefficiencyand economic situationis excellent.The dies be easily made,conveniently used, and safely operated.And it could be used as the re

9、ference in the large scale production of similar workpieces.Key word: punching,die,machincal,manufacturepunching ， bending ， drawing，die design，沖壓模具畢業(yè)設計1. 緒論1.1 沖壓的概念、特點及應用沖壓是利用安裝在沖壓設備（主要是壓力機）上的模具對材料施加壓力，使其產生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進行冷變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力

10、加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程術。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產就難以進行；沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝就無法實現。沖壓工藝與模具、沖壓設備和沖壓材料構成沖壓加工的三要素，只有它們相互結合才能得出沖壓件。與機械加工及塑性加工的其它方法相比， 沖壓加工無論在技術方面還是經濟方面都具有許多獨特的優(yōu)點。主要表現如下。(1) 沖壓加工的生產效率高，且操作方便，易于實現機械化與自動化。這是因為沖壓是依靠沖模和沖壓設備來完成加工， 普通壓力機的行程次數為每分鐘可達幾

11、十次，高速壓力要每分鐘可達數百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。（2）沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質量 , 而模具的壽命一般較長, 所以沖壓的質量穩(wěn)定, 互換性好 , 具有“一模一樣”的特征。（ 3）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應，沖壓的強度和剛度均較高。（ 4）沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。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套模具才能加工

12、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，從而獲得較好的經濟效益。沖壓地、在現代工業(yè)生產中，尤其是大批量生產中應用十分廣泛。相當多的工業(yè)部門越來越多地采用沖壓法加工產品零部件，如汽車、農機、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當的大，少則 60%以上，多則 90%以上。不少過去用鍛造 =鑄造和切削加工方法制造的零件，現在大多數也被質量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說，如果生產中不諒采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產效率和產品質量、降低生產成本、快速進行產品更

13、新換代等都是難以實現 的。1.2沖壓的基本工序及模具由于沖壓加工的零件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同，因而生產中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來，可分為分離工序和成形工序兩大類；分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質量的沖壓（俗稱沖裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。上述兩類工序，按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序，每種基本工序還包含有多種單一工序。在實際生產中，當沖壓件的生產批量較大、尺寸較少而公差要求較小時，若用分散的單一工序來沖壓是不經濟甚至難于達

14、到要求。這時在工藝上多采用集中的方案，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完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法式。級進沖壓在壓力機上的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完面兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。復合 - 級進在一副沖模上包含復合和級進兩種方式的組合工序。沖模的結構類型也很多。通常按工序性質可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復合模和級進模等。但不論何種類型的沖模，都可看

15、成是由上模和下模兩部分組成，上模被固定在壓力機工作臺或墊板上， 是沖模的固定部分。 工作時，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機滑塊帶動上模下壓，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便產生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上?；厣龝r，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來，以便進行下一次沖壓循環(huán)。1.3沖壓技術的現狀及發(fā)展方向隨著科學技術的不斷進步和工業(yè)生產的迅速發(fā)展，許多新技術、新工藝、新設備、新材料不斷涌現，因而促進了沖壓技術的不斷革新和發(fā)展。其主要表現和發(fā)展方向如下。(1). 沖壓成形理論及沖壓工藝方面沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術的基礎。 目

16、前，國內外對沖壓成形理論的研究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成形過程應力應變分析、板料變形規(guī)律研究及坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進展。特別是隨著計算機技術的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進一步完善，近年來國內外已開始應用塑性成形過程的計算機模擬技術，即利用有限元（ FEM）等有值分析方法模擬金屬的塑性成形過程，根據分析結果，設計人員可預測某一工藝方案成形的可行性及可能出現的質量問題，并通過在計算機上選擇修改相關參數，可實現工藝及模具的優(yōu)化設計。這樣既節(jié)省了昂貴的試模費用，也縮短了制模具周期。研究推廣能提高生產率及產品質量、降低成本和擴大沖壓工藝應用范圍的各種壓新工藝，也是沖壓

17、技術的發(fā)展方向之一。目前，國內外相繼涌現出精密沖壓工藝、軟模成形工藝、高能高速成形工藝及無模多點成形工藝等精密、高效、經濟的沖壓新工藝。其中，精密沖裁是提高沖裁件質量的有效方法，它擴大了沖壓加工范圍，目前精密沖裁加工零件的厚度可達25mm，精度可達 IT1617 級；用液體、橡膠、聚氨酯等作柔性凸模或凹模的軟模成形工藝，能加工出用普通加工方法難以加工的材料和復雜形狀的零件，在特定生產條件下具有明顯的經濟效果；采用爆炸等高能效成形方法對于加工各種尺寸在、形狀復雜、批量小、強度高和精度要求較高的板料零件，具有很重要的實用意義；利用金屬材料的超塑性進行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的沖壓成形工

18、序，這對于加工形狀復雜和大型板料零件具有突出的優(yōu)越性；無模多點成形工序是用高度可調的凸模群體代替?zhèn)鹘y模具進行板料曲面成形的一種先進技術，我國已自主設計制造了具有國際領先水平的無模多點成形設備，解決了多點壓機成形法，從而可隨意改變變形路徑與受力狀態(tài)，提高了材料的成形極限，同時利用反復成形技術可消除材料內殘余應力，實現無回彈成形。無模多點成形系統以CADCAMCAE技術為主要手段，能快速經濟地實現三維曲面的自動化成形。(2.) 沖模是實現沖壓生產的基本條件. 在沖模的設計制造上, 目前正朝著以下兩方面發(fā)展 : 一方面 , 為了適應高速、自動、精密、安全等大批量現代生產的需要，沖模正向高效率、高精度

19、、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展，與此相比適應的新型模具材料及其熱處理技術，各種高效、精密、數控自動化的模具加工機床和檢測設備以及模具CADCAM技術也在迅速發(fā)展；另一方面，為了適應產品更新換代和試制或小批量生產的需要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡易沖模及其制造技術也得到了迅速發(fā)展。精密、高效的多工位及多功能級進模和大型復雜的汽車覆蓋件沖模代表了現代沖模的技術水平。目前， 50 個工位以上的級進模進距精度可達到 2 微米，多功能級進模不僅可以完成沖壓全過程，還可完成焊接、裝配等工序。我國已能自行設計制造出達到國際水平的精度達25 微米，進距精度 23 微米

20、，總壽命達 1 億次。我國主要汽車模具企業(yè)，已能生產成套轎車覆蓋件模具，在設計制造方法、手段方面已基本達到了國際水平，但在制造方法手段方面已基本達到了國際水平，模具結構、功能方面也接近國際水平，但在制造質量、精度、制造周期和成本方面與國外相比還存在一定差距。模具制造技術現代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎。計算機技術、信息技術、自動化技術等先進技術正在不斷向傳統制造技術滲透、交叉、融合形成了現代模具制造技術。其中高速銑削加工、電火花銑削加工、慢走絲切割加工、精密磨削及拋光技術、數控測量等代表了現代沖模制造的技術水平。高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質量（主軸轉速一般為1500040

21、000rmin）, 加工精度一般可達10 微米，最好的表面粗糙度 Ra 1 微米），而且與傳統切削加工相比具有溫升低（工件只升高3攝氏度）、切削力小，因而可加工熱敏材料和剛性差的零件，合理選擇刀具和切削用量還可實現硬材料（60HRC）加工；電火花銑削加工（又稱電火花創(chuàng)成加工）是以高速旋轉的簡單管狀電極作三維或二維輪廓加工（像數控銑一樣），因此不再需要制造昂貴的成形電極，如日本三菱公司生產的EDSCAN8E電火花銑削加工機床，配置有電極損耗自動補償系統、CADCAM集成系統、在線自動測量系統和動態(tài)仿真系統，體現了當今電火花加工機床的技術水平；慢走絲線切割技術的發(fā)展水平已相當高，功能也相當完善，自

22、動化程度已達到無人看管運行的程度，目前切割速度已達到 300mmmin, 加工精度可達 1.5 微米，表面粗糙度達 Ra=010.2 微米 ; 精度磨削及拋光已開始使用數控成形磨床、數控光學曲線磨床、數控連續(xù)軌跡坐標磨床及自動拋光等先進設備和技術 ; 模具加工過程中的檢測技術也取得了很大的發(fā)展 , 現在三坐標測量機除了能高精度地測量復雜曲面的數據外 , 其良好的溫度補償裝置、 可靠的抗振保護能力、 嚴密的除塵措施及簡單操作步驟，使得現場自動化檢測成為可能。此外，激光快速成形技術（RPM）與樹脂澆注技術在快速經濟制模技術中得到了成功的應用。利用 RPM技術快速成形三維原型后，通過陶瓷精鑄、電弧涂

23、噴、消失模、熔模等技術可快速制造各種成形模。如清華大學開發(fā)研制的“ M-RPMS-型多功能快速原型制造系統”是我國自主知識產權的世界惟一擁有兩種快速成形工藝（分層實體制造 SSM和熔融擠壓成形 MEM）的系統，它基于“模塊化技術集成”之概念而設計和制造，具有較好的價格性能比。一汽模具制造公司在以CADCAM加工的主模型為基礎， 采用瑞士汽巴精化的高強度樹脂澆注成形的樹脂沖模應用在國產轎車試制和小批量生產開辟了新的途徑。(3) 沖壓設備和沖壓生產自動化方面性能良好的沖壓設備是提高沖壓生產技術水平的基本條件，高精度、高壽命、高效率的沖模需要高精度、高自動化的沖壓設備相匹配。為了滿足大批量高速生產的

24、需要，目前沖壓設備也由單工位、單功能、低速壓力機朝著多工位、多功能、高速和數控方向發(fā)展，加之機械乃至機器人的大量使用，使沖壓生產效率得到大幅度提高，各式各樣的沖壓自動線和高速自動壓力機紛紛投入使用。如在數控四邊折彎機中送入板料毛坯后，在計算機程序控制下便可依次完成四邊彎曲，從而大幅度提高精度和生產率；在高速自動壓力機上沖壓電機定轉子沖片時，一分鐘可沖幾百片，并能自動疊成定、轉子鐵芯，生產效率比普通壓力機提高幾十倍，材料利用率高達97%；公稱壓力為 250KN的高速壓力機的滑塊行程次數已達2000 次 min 以上。在多功能壓力機方面，日本田公司生產的2000KN“沖壓中心”采用CNC控制，只需

25、 5min 時間就可完成自動換模、 換料和調整工藝參數等工作；美國惠特尼公司生產的CNC金屬板材加工中心，在相同的時間內，加工沖壓件的數量為普通壓力機的410 倍，并能進行沖孔、分段沖裁、彎曲和拉深等多種作業(yè)。近年來，為了適應市場的激烈競爭，對產品質量的要求越來越高，且其更新換代的周期大為縮短。沖壓生產為適應這一新的要求，開發(fā)了多種適合不同批量生產的工藝、設備和模具。其中，無需設計專用模具、性能先進的轉塔數控多工位壓力機、激光切割和成形機、CNC萬能折彎機等新設備已投入使用。特別是近幾年來在國外已經發(fā)展起來、國內亦開始使用的沖壓柔性制造單元（ FMC）和沖壓柔性制造系統（FMS）代表了沖壓生產

26、新的發(fā)展趨勢。 FMS系統以數控沖壓設備為主體，包括板料、模具、沖壓件分類存放系統、自動上料與下料系統，生產過程完全由計算機控制，車間實現 24 小時無人控制生產。同時，根據不同使用要求，可以完成各種沖壓工序，甚至焊接、裝配等工序， 更換新產品方便迅速，沖壓件精度也高。(4) 沖壓標準化及專業(yè)化生產方面模具的標準化及專業(yè)化生產，已得到模具行業(yè)和廣泛重視。因為沖模屬單件小批量生產，沖模零件既具的一定的復雜性和精密性，又具有一定的結構典型性。因此，只有實現了沖模的標準化，才能使沖模和沖模零件的生產實現專業(yè)化、商品化，從而降低模具的成本，提高模具的質量和縮短制造周期。目前，國外先進工業(yè)國家模具標準化

27、生產程度已達 70%80%，模具廠只需設計制造工作零件，大部分模具零件均從標準件廠購買，使生產率大幅度提高。模具制造廠專業(yè)化程度越不定期越高，分工越來越細，如目前有模架廠、頂桿廠、熱處理廠等，甚至某些模具廠僅專業(yè)化制造某類產品的沖裁模或彎曲模，這樣更有利于制造水平的提高和制造周期的縮短。我國沖模標準化與專業(yè)化生產近年來也有較大發(fā)展，除反映在標準件專業(yè)化生產廠家有較多增加外，標準件品種也有擴展，精度亦有提高。但總體情況還滿足不了模具工業(yè)發(fā)展的要求，主要體現在標準化程度還不高（一般在 40%以下），標準件的品種和規(guī)格較少， 大多數標準件廠家未形成規(guī)模化生產，標準件質量也還存在較多問題。另外，標準件

28、生產的銷售、供貨、服務等都還有待于進一步提高。設計要求 : 設計該零件的沖裁模沖壓件圖如下圖所示 :+0.3+0.150+0.2+0.2500034.00 -12 0.2521 0.5231.5 0.2588.9 0-0.52沖壓技術要求 :1. 材料 :H622. 材料厚度 :4mm3. 生產批量 : 中批量4. 未注公差 : 按 IT14 級確定 .2 . 零件的工藝性分析 .2.1零件的工藝性分析該零件材料為H62(黃銅 ) 結構簡單 , 形狀對稱 , 凹模寬度 B=121.2t(t為材料厚度 ) , 沖孔時有尺寸為 6.5 5.2 根據課本 P86 頁知沖孔時 , 因受凸模強度的限制

29、, 孔的尺寸不應太小 . 沖孔的最小尺寸取決于材料性能 , 凸模的強度和模具結構等 .根據表 3-3 可查得圓形孔最小值得d=0.9t=0.9X4=3.6mm(1.5 2)t 所以由沖件圖可知C1=12-5.22-6.52=6.151X4=4,C2=88.4-31.5-2-2.5=2.51X4=4,C =182-6=31.5X4=6.由以上可知孔與孔之間距離 C1 滿足工藝性要求 , C2 至少增加 1.5 才能滿足工藝性要求 , 而孔到邊緣的距離至少增加 3 才能滿足工藝性要求 , 因此必須在總長 88.9 加上 1.5, 即總長為 90.4 才能滿足工藝性要求 , 總寬 18 加上 3X2

30、, 即總寬為 24 才能滿足工藝性要求 .由以上分析可得 , 沖件的長改為 90.4 , 寬改為 24 才能滿足工藝性要求 , 如圖 21 所示, 如果征得有關同意, 我們才能繼續(xù)做下一步的設計.+0.3+0.15+0.25000034.0 0-120.25210.5231.5 0.250-0.5圖 2-1 工件圖2.2沖裁件的精度與粗糙度沖裁件的經濟公差等級不高于IT14級, 一般落料公差等級最好低于IT10級 , 沖孔件公差等級最好低于 IT9 級, 由表 3-5 可得落料公差 , 沖孔公差分別為 0.40,0.08. 而沖件落料公差 , 最高精度沖孔公差分別為 0.5,0.15 由表3-

31、6 得孔中心距公差0.15 而沖件孔中心距最高精度公差為0.25, 因此可用于一般精度的沖裁, 普通沖裁可以達到要求.由于沖裁件沒有斷面粗糙度的要求, 我們不必考慮 .2.3沖裁件的材料由表 1-3 可得 ,H62( 黃銅 ), 抗剪強度 =255Mpa,斷后伸長率 35%,此材料具有良好的塑性級較高的彈性, 沖裁性較好 , 可以沖裁加工 .2.4確定工藝方案 .該沖裁件包括落料和沖孔兩個基本工序 , 可采用的沖裁方案有單工序沖裁 , 復合沖裁和級進沖裁三種 . 零件屬于中批量生產 , 因此采用單工序須要模具數量較多 , 生產率低 , 所用費用也高 , 不合理 ; 若采用復合沖 , 可以得出沖

32、件的精度和平直度較好 , 生產率較高 , 但因零件的孔邊距太小 , 模具強度不能保證 ; 用用級進模沖裁時 , 生產率高 , 操作方便 , 通過合理設計可以達到較好的零件質量和避免模具強度不夠的問題 , 根據以上分析 , 該零件采用級進沖裁工藝方案 .3. 沖壓模具總體結構設計3.1 模具類型根據零件的沖裁工藝方案, 采用級進沖裁模 .3.2操作與定位方式零件中批量生產, 安排生產可采用手工送料方式能夠達到批量生產, 且能降低模具成本 , 因此采用手工送料方式. 零件尺寸較大，厚度較高，保證孔的精度及較好的定位，宜采用導料板導向，導正銷導正，為了提高材料利用率采用始用擋料銷和固定擋料銷。3 3

33、卸料與出件方式考慮零件尺寸較大，厚度較高，采用固定卸料方式，為了便于操作，提高生產率，沖件和廢料采用凸模直接從凹模洞口推下的下出件方式。3 4模架類型及精度由于零件材料較厚，尺寸較大，沖裁間隙較小，又是級進模因此采用導向平穩(wěn)的中間導柱模架，考慮零件精度要求不是很高，沖裁間隙較小，因此采用級模架精度。4沖壓模具工藝與設計計算4 1排樣設計與計算該沖裁件材料厚度較厚，尺寸大，近似方形，因此可采用橫排和直排比較合理 , 如圖 4-11 ，4-12 所示。圖 4-1 （橫排）0-1圖 4-2 （直排）對圖 4-12 有：查表 3-18 ，表 3-19 ，表 3-20 ，取 a=3.5X1.2=4.2m

34、m,a1=3.2X1.2=3.84mm,=1.0mm Z=0.5mm.因此根據式 3-13 ，條料的寬度為B=（Dmax+2a+z） = mm進距為 :s=24+a1=24+3.84=27.84mm根據 3-14 ，導板間距為：B0=B+Z= Dmax+2a+2z=99.3+0.5=99.8mm由零件圖在 CAD用計算機算得一個零件的面積為1807.58mm一個進距內的坯料面積:BXS=99.3X27.84=2764.51mm,因此材料利用率為 : =(ABS)X100%=(1807.582764.51)X100%=65.39%同理可算得圖4-11 的材料利用率為60%.由利用率可知 , 圖

35、4-12 的排樣合理 .4.2設計沖壓力與壓力中心, 初選壓力機 .(1). 沖裁力 根據零件圖 , 用 CAD 可計算出沖一次零件內外周邊之和L=355.96mm(首次沖裁除外 ), 又因為 =255Mpa,t=4mm,取 K=1.3, 則根據式3-18,F=KLt =1.3X355.96X4X255=471.99 KN卸料力 : 查表 3-22, 取 Kx=0.06, 則Fx=KxF=0.06X471.99=28.32 KN推件力 : 由表 3-28, 根據材料厚度取凹模刃口直壁高度h 8mm,為了修模時能保證模具仍具有足夠的強度, 所以直壁高度取h=8+6=14mm,故 n= KTF=3

36、.5X0.09X471.99=148.68 KN由于采用固定卸料和下出件方式, 所以F = F+ FT=148.68+471.99=620.67 KN由式 3-23 應選取的壓力機公稱壓力為:P0 (1.1 1.3)F =(1.1 1.3)X620.67=682.74KN因此可選壓力機型號為JD21-80.(2) 壓力中心根據排樣 , 我們可以在 CAD里使用查詢便能得出沖孔的壓力中心 , 如圖 5-2 所示先取原點在 O處, 則它的壓力中心為 A(48.76,-39.84), 而落料各邊的壓力中心分別為 B(0,-3);C(0,-21);D(45.2,0);E(45.2,-24);F(90.

37、4,-12).由式 3-31 得 :X0=(L1X1+L2X2+L3X3+L4X4+L5X5+L6X6)(L1+L2+L3+L4+L5+L6)=(139.15X48.76+6X0+6X0+90.4X45.2+90.4X45.2+24X90.4139.15+6+6+90.4+90.4+24=48.211Y0=(L1Y1+L2Y2+L3Y3+L4Y4+L5Y5+L6Y6)(L1+L2+L3+L4+L5+L6)=-(139.15X39.84+6X3+6X21+90.4X0+90.4X24+24X12)139.15+6+6+90.4+90.4+24=-22.88所以由以上可以算得壓力中心為G(48.1

38、1,-22.88)具體如下圖 4-3 所示 :O圖 4-3 壓力中心(3). 計算凸凹模刃口尺寸及公差由于材料較厚 , 模具間隙較小 , 模具的間隙由配作保證 , 工藝比較簡單 , 并且還可以放大基準件的制造公差 ,( 一般可取沖件公差的 14), 使制造容易 , 因此采用配作加工為宜 .由落料尺寸得 , 凹模會變小 , 所以得下圖4-4 以凹模為基準 , 配作凸模 .如圖 4-4 刃口尺寸由沖孔尺寸得 , 凸模尺寸變小 , 所以有圖 4-4 以凸模為基準 , 配作凹模 . 如圖 4-4 刃口尺寸0-0.534.00 -31.5 0.25210.52120.25+0.3+0.200+0.150

39、+0.250圖 4-4 刃口尺寸根據表 3-9, 由材料厚度可得Zmin=0.320mm, Zmax=0.400mm.如圖 4-22, 由落料 , 凹模磨損后變大 , 有 A1=24 ,A2=90.4 .由表 3-14, 表3-15 可得磨損系數 X1=0.75,X2=0.5 所以 :Ad1=(A1max-x ) =(24-0.75X0.43) =23.68Ad2=(A2max-x ) =(90.4-0.5X0.5) =90.15由于 Ad1, Ad2為落料尺寸 , 故以凹模為基準 , 配作凸模，所以落料凸模刃口尺寸按凹模實際尺寸配作，保證雙面間隙值為0.32 0.400mm.(2). 由沖孔

40、尺寸凸模磨損后變小有:b1=2.5,b2=5.5,b3=5.2,b4=6.5,b5=6,b6=12,b7=2而 b5 , b7 為自由尺寸 , 其公差為 IT14, 所以查表可得 5=0.3, 7=0.25由表3-14,表3-16可得 , 磨損系數X1=X1=X5=0.5,X3=X4=X7=0.75因圓弧R6 與尺寸12 相切, 故bp6不需采用刃口尺寸公式計算, 而直接取bp6=2bp5. 所以 :bp1=(b1min+X1 1) =(2.5+0.5X0.25) =2.625 bp2=(b2min+X2 2) =(5.5+0.5X0.3) =5.65 bp3=(b3min+X3 3) =(5

41、.2+0.75X0.15) =5.313 bp4=(b4min+X4 4) =(6.5+0.75X0.2) =6.65 bp5=(b5min+X5 5) =(6+0.5X0.3) =6.15 bp6=2bp5= 12.3bp7=(b7min+X7 7) =(2+0.75X0.25) =2.188(3). 凸 , 凹模磨損后不變的尺寸Cp1=210.52, Cp2=29.4, Cp3=120.25, Cp4=31.50.25 .未注公差為 IT14, 所以 29.4 的公差為 0.52,由表 3-16 得:Cp=(Cmin+0.5 ), 所以 :Cp1=(Cmin+0.5 ) =(21-0.52

42、+0.5X1.04) 0.13=210.13Cp2=(Cmin+0.5 ) =(29.4-0.26+0.5X0.52) 0.065=29.40.065Cp3=(Cmin+0.5 ) =(12-0.25+0.5X0.5) 0.063=120.063Cp4=(Cmin+0.5 ) =(31.5-0.25+0.5X0.5) 0.063=31.50.0635. 模具的總張圖與零件圖5.1根據前面的設計與分析, 我們可以得出級進模具的總張圖如圖 5-1 所示 :材料: 622. 材料厚度 :4+0.3+0.1500+0.2+0.2500304012 0.2521 0.5231.5 0.250-0.50-

43、1AA圖 5-1 級進?？傃b圖1. 墊板 ;2. 凸模固定板 ;3. 銷釘 ;4. 卸料板 ;5. 凸模 ;6. 導板 ;7. 凹模 ;8. 導正銷 ;9. 始用擋料銷 ;10. 模柄 ;11. 上模座 ;12. 導套 ;13. 導柱 ;14. 下模座 ;15. 螺釘 ;16. 定位銷 ;17. 螺釘 ;18. 承料板 ;19. 導料板 .5.2 沖壓模具的零件圖(1). 凹模設計凹模采用矩形板狀結構和直接通過螺釘, 銷針與下模座固定的固定方式.考慮凹模的磨損和保證沖件的質量根據表3-28, 凹模刃口采用直筒形刃口壁結構 , 刃口高度根據前面“ 4.2 ”計算沖裁力時所取h=14mm,漏料部分

44、刃口輪廓適當擴大根據表3-28 可以擴大 0.5 1mm,取 1mm,(為便于加工 , 落料凹模漏料孔可設計成近似于刃口輪廓的簡化形狀, 如圖 5-21 所示 ), 凹模輪廓尺寸計算如下 :凹模輪廓尺寸的確定凹模輪廓輪廓尺寸包括凹模板的平面尺寸LXB(長 X 寬) 及厚度尺寸 H.從凹模外邊緣的最短距離稱為凹模壁厚C.對于簡單對稱形狀刃口凹模, 由于壓力中心即對稱中心 , 所以凹模和平面尺寸即可沿刃口型孔向四周擴大一個凹模壁厚來確定, 所以:L=l+2C=90.4+2X54=198.4B=l+2C=27.8+12+6+2X54=153.8C 值可根據表 3-29 查得 .整體式凹模板的厚度可按如下經驗公式估算:H=K1K2=1X1.5=55mm, K1取 1,K2 根據表 3-30 取 1.5.由以上算得凹模輪廓尺寸LXBXH=198.4X153.8X55,查有關國家標準 , 并無厚度合適 , 因此我選 LXB為標準尺寸 , 得 LXBXH=250X200X56.凹材料的選用 : 根據表 8-3, 材料選用 Cr4WmoV孔與孔的校核 : 由表 3-27 校核最小 A 值為 29, 最小 B 值為 29, 最小 C 值為 19, 最小 D 值為 6.84, 以上都能達到要求 , 因此得以校核 . 凹模刃口尺寸及其它具體見零件圖 5