畢業(yè)論文（設(shè)計）合頁鉸鏈沖壓工藝分析及模具設(shè)計

1、誠信聲明本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo) 下獨立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻中 列出。年 月 fi本人簽名:畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：合頁錢鏈沖壓工藝分析及模具設(shè)計系部： 機械工程系 專業(yè):材料成型及控制工程學(xué)號:112018240學(xué)生：指導(dǎo)教師（含職稱）：（講師）1 課題意義及目標(biāo)（1）通過畢業(yè)設(shè)計能夠鞏固所學(xué)的各類基礎(chǔ)知識、初步掌握沖壓模具設(shè)計的流程， 熟練掌握使用各類工具書籍。（2）通過畢業(yè)設(shè)計使學(xué)牛初步達到工程師所具備的基木素質(zhì)。2. 主要任務(wù)（1）完成沖壓件的工藝性分析（工藝分析、工藝方案確定、工藝計算）；（2）進行沖壓模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算（

2、主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 及模具工作部分尺寸計算等）；（3）制定模具典型零件加工的工藝規(guī)程；（4）完成模具總裝配圖及模具主要零件圖的繪制；（5）編寫模具畢業(yè)設(shè)計論文。3. 主要參考資料1 王孝培主編.沖壓設(shè)計資料m.北京：機械工業(yè)出版社，1983.李天佑.沖模圖冊m北京：機械工業(yè)出版社，1990.3 王芳.冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)m北京：機械工業(yè)出版社，2009.4 陳錫棟，周小玉.實用模具技術(shù)手冊m北京：機械工業(yè)出版社，2003.5 李邵林，馬長福.實用模具技術(shù)手冊m上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，19986 沖模設(shè)計手冊編寫組.沖模設(shè)計手冊m北京：機械工業(yè)出版社，2003.4. 進度安排設(shè)計

3、（論文）各階段名稱起止口期1開題報告2015.3.12015.3.152工藝分析及計算2015.3.152015.5.153模具結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算2015.4.152015.5.154繪制圖紙及編寫設(shè)計說明書2015.5.152015.6.165畢業(yè)答辯2015年6月中下旬5. 工件圖(1) 工件名稱：合頁較鏈;(2) 市場批量：大批量；(3) 材料：10鋼;(4) 料厚：2mm；(5) 零件圖如下：2x079x丄材料：10料厚：2mn審核人:合頁較鏈沖壓工藝分析及模具設(shè)計摘 要：分析了合頁較鏈的成形工藝，確定了沖壓工藝方案，此次共設(shè)計了三套模具, 分別完成三個工序：第一套模具為沖孔、落料復(fù)合模，

4、實現(xiàn)把條形板料初步加工成自 己所需尺寸的矩形坯料；第二套模具為預(yù)彎工序模具，因為板料的厚度為2mm,所以 為減少卷圓時模具所受到的側(cè)向力，須加一道預(yù)彎工序；第三套模具為卷圓模具，即 實現(xiàn)合頁上的卷圓功能。本次設(shè)計主要是分析了工件的沖壓工藝性；計算了毛坯的排 樣、沖壓力、刃口尺寸等；進行了模具零件的計算與選擇，以及總體結(jié)構(gòu)、主要零部 件的設(shè)訃；并繪制了模具裝配圖和零部件圖。本次設(shè)訃通過將本專業(yè)所學(xué)課程的理論知識和實際生產(chǎn)知識相結(jié)合，進行一次冷 沖壓模具設(shè)訃從而培養(yǎng)和提高學(xué)生的獨立工作能力，鞏固與擴充了冷沖壓模具設(shè)計等 課程所學(xué)的相關(guān)內(nèi)容。關(guān)鍵詞：合頁，卷圓，沖孔，落料，預(yù)彎，沖壓工藝stampi

5、ng process analysis and mold design of hingeabstract： the forming process of a hinge was analyzed and the stamping process scheme was determined. the design of this mode has three sets in total and it contains three steps: the first set of mould for punching and cutting die. putting bar sheet into s

6、quare blank to needed size second sets of mold is the pre bending process of mold. because of the sheet with the thickness of 2mm, the lateral are forced to reduce rolling dies, you must add a pre bending process; third sets of molds for curling die is the realization of hinge roll round functiori t

7、he main contents of the design: analysising of the stamping process of the workpiece; calculation of nesting rough, pressure, cutting the size calculation can be seen; the calculation of the mold parts.as well as the overall structure and choice.the main components of design are carried out, we draw

8、 the punching mold assembly drawings and parts diagramthus the present paper applies this specialty to study the curriculum the theory and the production know-how carries on a time cold stamping mold design work the actual training to raise and to sharpen the student independent working ability, con

9、solidated and expanded the content which curricula and so on cold stamping mold design studied.keywords: hinge, roll round, punching, blanking, preflex, stamping process1緒論11.1設(shè)計說明21.2設(shè)計內(nèi)容及過程22沖壓件的工藝性分析32.1 工藝分析32.2工藝方案的分析33確定裁板及排樣的方案43.1排樣的意義及排樣方式的確定43.1.1排樣的意義43.1.2排樣方式的確定43.2計算毛坯尺寸以及確定搭邊值43.2.1計算

10、毛壞尺寸43.2.2 搭邊53.2.3 送料步距a53.2.4 條料寬度b53.3 排樣圖的確定63.4材料利用率1的計算64計算各工序壓力、壓力中心以及初選壓力機84.1各工序壓力的計算84.1.1 沖裁力84.1.2推件力84.1.3 卸料力94.1.4 彎曲力94.2 初選壓力機104.3 壓力中心計算105模具設(shè)計135.1沖孔、落料復(fù)合模的設(shè)計135.1.1凸模、凹模間隙的分析與確定135.1.2沖孔、落料凸模和凹模工作部分尺寸的計算135.1.3凸模、凹模以及凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核165.1.4落料、沖孔復(fù)合模主要零部件的設(shè)計215.1.5沖孔、落料復(fù)合模模具總裝圖295.2卷圓模

11、的設(shè)計305.2.1卷圓模具結(jié)構(gòu)分析305.2.2 凹模工作部分尺寸設(shè)計與計算315.2.3 卷圓模具主要零部件的設(shè)計315.2.4卷圓模模具總裝圖406 結(jié)論41參考文獻42致謝431緒論模具設(shè)計是材料成型及控制工程專業(yè)教學(xué)中的最后一個實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生 學(xué)完基礎(chǔ)課和專業(yè)課之后進行的。冷沖壓是在常溫下利用沖模在壓力機上對材料施加 壓力，使其產(chǎn)生分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件的加工方法。 沖壓的基木工序概括起來可分為分離工序和變形工序兩大類。冷沖壓工藝與其他加工 方法相比，有以下特點：（1）沖壓加工的牛產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實現(xiàn)機械化與自動化。這是因 為沖壓是依靠沖模和

12、沖壓設(shè)備來完成加工，普通壓力機的行程次數(shù)為每分鐘可達幾十 次，高速壓力每分鐘可達數(shù)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）用冷沖壓加工方法可以得到形狀復(fù)雜、用其他加工方法難以加工的工件， 如薄殼零件等。冷沖壓的尺寸精度是由模具保證的，因此，尺寸穩(wěn)定，互換性好。（3）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒表針， 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(yīng)，沖壓的強度和剛度均 較高。（4）沖壓一般沒有切屑碎料牛成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備，因 而是一種省料，節(jié)能的加工方法，同時沖壓件的成木較低。但是，沖壓加工中所用的模具一般結(jié)構(gòu)比較復(fù)

13、雜，牛產(chǎn)周期較長、成木較高。因此， 在單件、小批量生產(chǎn)中采用沖壓工藝受到一定的限制。沖壓工藝多用于成批、大量生 產(chǎn)。沖模是沖壓加工工藝的裝備之一，被廣泛地運用在汽車、飛機、電機、儀表以及 國防工業(yè)中。沖壓工藝具有牛產(chǎn)效率高、牛產(chǎn)成木低、材料利用率高、能成形復(fù)雜零 件、適合大批量生產(chǎn)的優(yōu)點，在某些領(lǐng)域已取代機械加工，并正逐步擴大其工藝范圍。 因此，沖壓技術(shù)對發(fā)展牛產(chǎn)、增強效率、更新產(chǎn)品等方面具有重要的作用。但同時， 沖壓技術(shù)的推廣受到模具成木高，不適應(yīng)中小生產(chǎn)規(guī)模的限制。但是總的說來，隨著 我國經(jīng)濟實力的進一步加強，模具行業(yè)，包括沖模一定會得到更普及地應(yīng)用。沖模的設(shè)計包括沖裁模設(shè)計、彎曲模設(shè)計、

14、拉伸、脹形等模具的設(shè)計。沖模的設(shè)計也 用到材料學(xué)、機械設(shè)計、工程材料、特種加工等方面的知識。因此它是一門綜合性很 強的學(xué)科。木次設(shè)計的零件包括了沖孔、落料和卷圓的加工。通過對沖孔模、落料模、卷 圓模的學(xué)習(xí)，分析和比較了各加工工藝方案，完成了模具總體的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計，進 行毛坯尺寸、排樣、工序尺寸、沖壓壓力、壓力中心、模具工作部分尺寸等工藝計算。 繪制了裝配草圖并進行零部件初步選用設(shè)計，然后確定外形尺寸，選擇沖壓設(shè)備，繪 制總的裝配圖和零件圖并制定了典型零件的加工工藝規(guī)程。1.1設(shè)計說明木次設(shè)計的是合頁較鏈模具。有沖孔、落料、卷圓三道工序。設(shè)計的難點是既要 沖孔落料又要卷圓，所以用級進模具比較復(fù)

15、雜。因此可以分開設(shè)計成三套模具：沖孔, 落料用一套模具，卷圓用另外一套模具。在卷圓前還需要有一道預(yù)彎工序以減小卷圓 時模具所受到的側(cè)向力，同時也可以提高模具使用壽命。1.2設(shè)計內(nèi)容及過程對零件進行分析可知工件需落料、沖孔、卷圓，確定該工件采用三套模具加工而 成。第一套模具為落料沖孔復(fù)合模具，第二套模具為預(yù)彎模具，第三套模具為卷圓模 具。確定了模具種類之后再作工藝計算，計算出沖裁時的沖裁力、卸料力、推件力、 卷圓力、確定模具的壓力中心、選擇壓力機和確定沖模的閉合高度，最后根據(jù)前面所 計算出的內(nèi)容確定模具的凸模、凹模尺寸和形狀。設(shè)計出凸模和凹的模固定板、卸料 板、墊板等模具的主要零部件。模具主要零

16、部件結(jié)構(gòu)設(shè)計是模具設(shè)計的主要內(nèi)容，其內(nèi)容包含凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計、凸 模結(jié)構(gòu)設(shè)計、定位零件、彈性卸料裝置、橡膠的選用、導(dǎo)柱與導(dǎo)套、模柄與模架的選 取等重要零件的設(shè)計加工方法和加工注意要點。結(jié)構(gòu)設(shè)計確定后，根據(jù)設(shè)計的各零部件以及所選用的標(biāo)準件，用cad繪出所有 的零件圖，再根據(jù)各個零件之間的裝配關(guān)系完成相應(yīng)的模具總裝圖。為了保證零件的 加工精度和強度，在模具的設(shè)計過程中，應(yīng)對凹模壁厚、定位銷的位置、凸模和凹模 刃u的尺寸精度等問題給予注意。2沖壓件的工藝性分析2.1工藝分析（1）該制件為合頁較鏈，厚度2mm,經(jīng)零件展開可知用矩形板料即可；（2）制件有卷圓部分，應(yīng)該有預(yù)彎曲工藝；（3）制件上有小圓孔，沖小

17、孔時應(yīng)注意對沖頭的保護。2.2工藝方案的分析因為制件屬于中厚板且形狀較為復(fù)雜的工件，因此可確定其牛產(chǎn)的基木工藝為: 沖孔落料f預(yù)彎f卷圓。3確定裁板及排樣的方案3.1排樣的意義及排樣方式的確定3.1.1排樣的意義沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法稱為排樣。排樣合理就能用同樣的材料 沖出更多的零件來，降低材料消耗。大批量牛產(chǎn)時，材料的費用一般占沖裁成木的60% 以上。因此材料的經(jīng)濟利用是一個重要的問題，特別是對貴重的有色金屬。排樣是否 合理將影響到材料的經(jīng)濟利用、沖裁件的質(zhì)量、模具結(jié)構(gòu)與壽命、牛產(chǎn)率、生產(chǎn)操作 方便與安全等。排樣的意義就在于保證用最低的材料消耗和最高的勞動牛產(chǎn)率得到合 格的零件

18、。3.1.2排樣方式的確定方案一：有廢料排樣 沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全 由沖模來保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料的利用率低。方案二：少廢料排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質(zhì)量差，模具壽命 較方案一低，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡單。方案三：無廢料排樣沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些，但材料的利用率高。 通過上述三種方案的分析比較，綜合考慮模具壽命和沖件質(zhì)量，該沖件的排樣方 式選擇方案一為佳?？紤]模具結(jié)構(gòu)和制造成木又廢料排樣的具體形式選擇直排最佳。3.2計算毛坯尺寸以及確定搭邊值321計算毛坯尺寸查閱參考文獻（1）可知，工件經(jīng)卷圓展開后的毛坯尺寸的計算公式如

19、下:l=l +r 兀180°（式 3.1）式中 r=r+k3t；l彎曲件的展開長度； 心一彎曲中性層系數(shù)。由零件圖可知r/t = 3/2=1.5,則查閱參考文獻（1）附表2可得k3=0.64o將已知 的和查表所得的數(shù)據(jù)帶入（式3.1）可得：.（3+0.64x2 ） x ji x3150_l = 34 + 80°=57 rnm o3.2.2搭邊由于所用材料為10鋼，為低碳鋼而且毛坯長度為l = 57mm,查閱參考文獻（3）, 由表3-10可得搭邊值a和如的數(shù)值如下：工件間：a=2.2mm,側(cè)面:ai=2.5mm。323送料步距a條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距（簡稱步距

20、或近距）。每個步距可以 沖出一個零件，也可以沖出幾個零件。查閱參考文獻（3）可知送料步距a的計算公式如下：a=d+a（式 3.2）式中d平行于送料方向的沖裁件寬度；a沖裁件之間的搭邊值。將已知的和查表所得的數(shù)據(jù)帶入（式3.2）可得：a = d + a = 24mm + 2.2mm = 26.2mm。324條料寬度b查閱參考文獻（3）可知條料寬度b的計算公式如下：b= （d+2ai+2a+b0） °.a（式 3.3）式中d沖裁件與送料方向垂直的最犬尺寸；尙一沖裁件與條料側(cè)邊之間的搭邊值；a板料剪裁時的下偏差；bo條料與導(dǎo)料板之間的間隙。(1) 由零件圖可知：d = 57mm；(2) 由

21、上述可知：ai=2.5mm；(3) 查閱參考文獻(3)表311可知：a = 1.0mm；(4) 查閱參考文獻(3)表312可知:b0=0.8mmo 將已知的和查表所得的數(shù)據(jù)帶入(式3.3)可得： b= (57 + 2x2.5+2x1+0.8) °j.o=648°i.omm。3.3排樣圖的確定根據(jù)上述所確定的毛坯尺寸、搭邊值、送料步距、條料寬度以及所選用的肓排有 廢料排樣方式，最終確定的排樣圖如圖所示：3.4材料利用率1的計算查閱參考文獻(3)可知材料的利用率t)的計算公式如下:cc11=說 xi00% =x100%（式 3.4）式中s1_ 個步距內(nèi)零件的實際面積;so-個步

22、距內(nèi)所需毛坯的面積;a一送料步距；b條料的寬度。將已知的和查表所得的數(shù)據(jù)帶入（式3.4）可得n =57x242x n x3.526.2x65.3x100%= 76.2%,則可知排樣是合理的。4計算各工序壓力、壓力中心以及初選壓力機4.1各工序壓力的計算在此次的設(shè)計中壓力包括：沖裁力、預(yù)彎卷圓力、卸料力、推件力。4.1.1沖裁力查閱參考文獻(3)可知沖裁力的計算公式如下：f = klt%(式 4.1)式中f沖裁力(n)；l一沖裁件周長(mm)；t一板料厚度(mm)；工一材料的抗剪強度(mpa)；k系數(shù)。是考慮到刃口鈍化、間隙不均勻、材料力學(xué)性能與厚度波動等因素 而增加的安全系數(shù)。常取k=1.3。

23、(1) 由前述可知沖孔和切搭邊余料沖裁周邊長度：l=57x2+24x2+2xttx 3.5 = 184.98mm；(2) 查閱參考文獻(3)表23可知，10鋼的抗剪強度1=255333 (mpa),這 里取 x=330mpa；將已知的和查表所得的數(shù)據(jù)帶入(式4.1)可得：f= 1.3 x 184.98 x2x 330= 158712.84n 158.7kn。4.1.2推件力查閱參考文獻(3)可知推件力的計算公式如下：f推=nk推f(式4.2)式中f沖裁力；k推一推件力系數(shù)；n梗塞在凹模內(nèi)內(nèi)的沖件數(shù)(n=h/t)；h凹模直壁洞口的高度；t板料厚度。(1) 查閱參考文獻(3)表38可知推件力系數(shù)k

24、推=0.05；(2) 這里取凹模直壁洞口的高度為h=6mm,則梗塞在凹模內(nèi)的沖件數(shù)n=3；(3) 沖裁力 f=kltt=l3x2xtrx7x2x330 = 37717.68n。將已知的和查表所得的數(shù)據(jù)帶入(式4.2)可得：f 推=nk 推f = 3 x 0.05 x 37717.68n =5657.7n。4.1.3卸料力查閱參考文獻(3)可知卸料力的計算公式如下：f 的= kf(式 4.3)式中f沖裁力；k卸一卸料力系數(shù)；(1) 查閱參考文獻(3),由表38可知卸料力系數(shù)1卸=0.0250.06,此處取為k 卸=0.06；(2) 沖裁力 f=kltp=1.3x ( 57x2 + 24x2 )

25、x2x330=138996n。將已知的和查表所得的數(shù)據(jù)帶入(式4.3)可得：f卸=1卸f = 0.06x 138996n = 8339.76no4.1.4彎曲力查閱參考文獻(1)表1124可知單角自由彎曲的彎曲力計算公式如下：f = 0.6 齊嚴(式 4.4)式中f彎曲力(n)；b彎曲件彎邊寬度(mm)；r_彎曲件內(nèi)側(cè)圓角半徑(mm)；qb一材料抗拉強度(n/ mm 2 )o(1)由前述可知彎曲件的彎邊寬度b=24mm；(2) 由工件圖可知彎曲件內(nèi)側(cè)圓角半徑r=3mm；(3) 查閱參考文獻(3)表23可知10鋼的抗拉強度 =294432 (n/mm 2 ), 此處設(shè)計取抗拉強度 430 (n

26、/ mm 2 )o將已知的和查表所得的數(shù)據(jù)帶入(式4.4)可得：b 叫2盹24 x 22 x 430f 彎= 0.6 =0.6 x虧邁 =4953.6n。彎曲部分有壓料裝置，壓料力可近似取自由彎曲力的0.30.8倍，所以壓料力 fffi=0.8*f=0.8x4953.6n = 3962.9no4.2初選壓力機(1) 查閱參考文獻(3)可知，采用彈壓卸料裝置和下出件模具吋，壓力機所需 總壓力f總=尸+ f卸+f推，將已知的數(shù)據(jù)帶入公式可得壓力機所需的總壓力為：f 總=158.7kn+5.7kn+ &3 kn =172.7 kn(2) 在冷沖模設(shè)計中，一般情況下，壓力機的公稱壓力應(yīng)大于或等

27、于成形工藝 力和輔助工藝力總和的1.3倍，由上述計算的模具所需的壓力可知所選壓力機的公稱 壓力應(yīng)滿足 f m 1.3 x 172.7kn=224.51kn。(3) 查閱參考文獻(1)表182可初選壓力機的型號為j23-25即可滿足要求， 其主要技術(shù)參數(shù)如下：表4.1j23-25壓力機主要技術(shù)參數(shù)表公稱壓力(kn)滑塊行程(mm)壓力機工作臺面尺寸(mm)滑塊模柄孔尺寸(mm)壓力機最大 閉合高度(mm)連桿調(diào)節(jié)量(mm)25065前后：380左右：610直徑：(p40深度:60280604.3壓力中心計算沖壓力合力的作用點稱為模具的壓力中心。模具的壓力中心必須通過模柄軸線而和壓力機滑塊的中心線

28、重合，否則滑塊就會受到偏心載荷而導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具的不正常磨損，降低模具壽命其至損壞模具，壓力中心的計算式采用空間平行力系的合力 作用線的求解方法。通過對零件的排樣圖的分析，如下圖所示建立坐標(biāo)系：xl30)£)圖4.1壓力屮心計算圖(式 4.5)(式 4.6 )查閱參考文獻(3)可知壓力中心的計算公式如下所示: _lx+l2x2+lnxnxol|+l2+ + ln_ly|+l2y2+ + ln yn°l1+l2+ln式中l(wèi)i、l2、ln為各凸模的周長，xi、x2xn與y1、¥2yn分別為各凸 模壓力中心的坐標(biāo)位置。(1) 由排樣圖可知 l1=l2= h x7=21

29、.98mm, l3=57x2+24x2= 163mm；(2) 由上圖可知對應(yīng)的 xi= - 6, yi=22.75； x2=6, y2=22.75； x3 = o, ys則將數(shù)據(jù)分別帶入（式4.4）和（式4.4）可得壓力屮心的坐標(biāo)（xo, yo）如下所l|x|+l2x2+l3l1+l2 + l3x321.98x ( - 6 ) +21.98x6+0x 163=21.98+21.98+163_l|y|+l2y2 + l3 丫3°-sl2+l321.98 x 22.75+21.98 x 22.75+0 x 16321.98+21.98+163=4.83由于該工件的沖裁力不大，而且壓力中心

30、偏移坐標(biāo)原點較小，為便于模具的加工和裝配，模具的壓力中心仍選擇在圖4.1中的坐標(biāo)原點處，前述所選用的j23-25雙柱 可傾式壓力機，由于模柄孔直徑為（p40mm,故壓力中心仍在壓力機模柄孔投影面積 范圍之內(nèi)，因此滿足要求。5模具設(shè)計5.1沖孔、落料復(fù)合模的設(shè)計5.1.1凸模、凹模間隙的分析與確定(1) 沖裁間隙分析沖裁間隙是指沖裁凸模和凹模之間工作部分的尺寸之差。即z=d凹一d凸，凸模、 凹模間隙對沖裁工藝力、沖裁件質(zhì)量以及模具壽命都有很大的影響。故設(shè)計模具時間 隙的選擇一定要合理，從而保證沖裁件的尺寸精度和斷面質(zhì)量滿足產(chǎn)品的要求，所需 沖裁力較小、模具壽命較高。但分別從沖裁力、質(zhì)量、模具壽命

31、等方面的要求確定的 合理間隙往往并不是同一個數(shù)值，只是彼此接近。考慮到模具在制造中的偏差及使用 中的磨損，生產(chǎn)中通常只選擇一個適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個范圍內(nèi), 就可以沖出良好的制件，這個范圍的最小值稱為最小合理間隙zmin，最大值稱為最大 合理間隙zmaxo考慮到模具在使用過程中的磨損使間隙增大，故設(shè)計與制造新模具時 要采用最小合理間隙zmino(2) 確定合理間隙的方法有經(jīng)驗法、理論確定法和查表法。根據(jù)以往的研究與使用的經(jīng)驗，在確定間隙值時要按要求分類選用。對于尺寸精 度和斷面垂直度要求高的制件應(yīng)選用較小的間隙值，對于垂肓度與尺寸精度要求不高 的制件，應(yīng)以降低沖裁力、提高模具壽

32、命為主，可采用較大的間隙值。由于理論法在 牛產(chǎn)中使用不方便，所以常采用查表法來確定間隙值。在木次的設(shè)計中財用查表法來 確定間隙z。(3) 查閱參考文獻(3)表33可知，沖孔、落料的沖裁間隙值如下所示：zmin 0.25mm, zmax0.36mm05.1.2沖孔、落料凸模和凹模工作部分尺寸的計算設(shè)計落料模先確定凹模刃口尺寸，以凹模為基準，間隙取在凸模上，即沖裁間隙 通過減小凸模刃口尺寸來取得；設(shè)計沖孔模先確定凸模刃口尺寸，以凸模為基準，間 隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來取得。但是，不論是落料還是沖孔,沖裁間隙一般選用最小合理間隙值（zeq。工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差 原

33、則上都應(yīng)該按“入體”原則標(biāo)注為單向公差，但是對磨損后無變化的尺寸，一般標(biāo) 注雙向偏差。制造沖模的關(guān)鍵主要是控制凸模、凹模刃口尺寸及其間隙合理。由于模具加工方 法不同，凸模和凹模刃口尺寸的計算公式和公差的標(biāo)注也不同。凸模和凹模刃口尺寸 的計算方法基木上可分為兩類。a、凸模和凹模分別加工這種加工方法適用于圓筒形或簡單規(guī)則形狀的沖裁件，用分別加工的凸模和凹模 的模具有互換性，制造周期短，便于成批制造。b、對于形狀復(fù)雜或薄料的沖裁件，為了保證凸模和凹模之間的一定間隙值，一 般采用單配加工法制造。加工后，凸模和凹模必須對號入座，不能互換。此模具沖出的制件屬于一般的沖孔落料件，根據(jù)零件形狀特點，沖裁模的凸

34、模和 凹模采用分別加工法制造。尺寸57mmx24mm由落料獲得，（p7mm的孔由沖孔同時 獲得。取零件的加工精度為it14級，則查閱參考文獻（1）附錄表1可得落料尺寸 57°.o.74mmx24°.o.52mm,沖孔尺寸（p7o+o,36mm查閱參考文獻（3）可知凸模和凹模采用分別加工時的尺寸計算公式為：落料d凹=嘶x a幾'凹（式5.1）沖孔d凸= （dmin + x八凸d 凹=（d +zmin） = （dmin+ x a +zmin）o+8i!a（式 5.2）（式 5.3）（式 5.4）式中d凹、d凸一分別為落料凹模和凸模的基木尺寸；d凸、d凹一分別為沖孔凸模和

35、凹模的基木尺寸；dn落料件的最大極限尺寸；win 沖孔件的最小極限尺寸；沖裁件的公差；x磨損系數(shù)，其值應(yīng)在0.51之間，與沖裁件精度有關(guān)。可肓接按沖裁件的 公差值查表獲得或按沖裁件的公差等級選?。?凹、5凸一分別為凹模和凸模的制造偏差，凸模偏差取負向（相當(dāng)于基準軸的 公差帶位置），凹模偏差取正向（相當(dāng)于基準孔的公差帶位置）。 由前述可知落料件的長為lamax = 57mm,落料件的寬為ltmax = 24mm； 查閱參考文獻(3)表35可知磨損系數(shù)x=0.5mm； 查閱參考文獻(3)表36可知凹模的制造公差為:落料件的長邊6凹=+0.030mm, 落料件的寬邊8 m=+0.025mm；將已知的

36、和查表所得的數(shù)據(jù)帶入(式5.1)可得：落料凹模刃口的長為：lacii= (lamax-x )+(/凹=(57-0.5x0.74)v°mm= 56.63+ooo3omm；落料凹模刃口的寬為：lt m = (lymax-x a )+0 s m = (24 - 0.5 x o.52)+ooo25mm = 23.74+00025mmo(2)落料凸模的刃口尺寸計算 由前述可知沖裁間隙值zmin=0.25mm, la凹=56.63mm, lt凹= 23.74mm； 查閱參考文獻(3)表36可知落料凸模的制造公差為：落料件的長邊6凸=- 0.020mm,落料件的寬邊8凸=- 0.020mim將已知

37、的和查表所得的數(shù)據(jù)帶入(式5.2)可得：落料凸模刃 口的長為:la 凸=(la 凹一zmjn) & 凸=(56.63 o.25)°.o,o2o mm 56.3 8°.o.o2()mm ；落料凸模刃口的寬為：lth = (lt m zmin) $ 凸=(23.74 0.25) °.o.o2()mm 23.49°.o.o2()mm。 查閱參考文獻(3)可知，對于采用分別加工的凸模和凹模，應(yīng)保證以下不等 式關(guān)系：|5 凸| + |6 ca| = zmaxzmin（式 5.5）將已知的數(shù)據(jù)帶入（式 5.5）可得:|8 fi|+|8 ra| = | - 0

38、.020| + |+0.025|=0.045zmax zmin=0360.25=0.11,則可知滿足要求。(3) 沖孔凸模的刃口尺寸計算 由前述可知沖孔的最小尺寸(p7mm； 查閱參考文獻(3)表35可知磨損系數(shù)x=0.5mm； 查閱參考文獻(3)表36可知沖孔凸模的制造偏差6凸=- 0.020mm。則將已知的和查表所得的數(shù)據(jù)帶入(式5.3)可得：沖孔凸模刃口的基木尺寸：d 凸=(dmin+x ) °)凸=(7+0.5x0.36) °.o.o2omm= 7.18°o.o2omm。(4) 沖孔凹模的刃口尺寸計算 由前述可知d凸= 718mm,沖裁間隙值zmin =

39、0.25mm； 查閱參考文獻(3)表36可知沖孔凹模的制造偏差5+ 0.020mmo則將已知的和查表所得的數(shù)據(jù)帶入(式5.4)可得：沖孔凹模刃口 的基木尺寸：d 凹=(d 凸 + zmin ) o+，si，l = (7.18 + o.25) +o°'o2omm = 7.43+o002°mmo 對于采用分別加工的凸模和凹模，應(yīng)保證(式5.5)關(guān)系，將己知的數(shù)據(jù)帶入 (式 5.5)可得：|5 fi| + |8凹| = | - 0.020| + |+0.020|=0.040wz咖xzmin = 0.360.25=0.11,則可知滿足要求。5.1.3凸模、凹模以及凸凹模的結(jié)

40、構(gòu)設(shè)計及校核(1)落料凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核 落料凹模洞口形式的選擇凹模洞口形式是指凹模形孔的軸剖面形狀，可分為直壁式、斜壁式、凸臺式，在 木次的設(shè)計中落料凹模的洞口形狀選擇為肓壁式。 落料凹模的外形尺寸凹模的外形一般有矩形與圓形兩種。凹模的外形尺寸應(yīng)保證凹模由足夠的強度與 剛度。凹模的厚度還應(yīng)考慮修磨量。凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖材料的厚度和沖 裁件的最大外形尺寸來確定的。 查閱參考文獻(5)可知，凹模厚度和壁厚公式為：凹模厚度：h = kb(h>15mm)(式 5.6)式中k系數(shù)；b最大孔口尺寸。凹模壁厚：c=u.52)h, (c>3040mm)(式 5.7)由前述可知最大孔口

41、尺寸b = 57mm,則查閱參考文獻(5)表2-41可知系數(shù)k= 0.28o則將已知的和查表所得的數(shù)據(jù)帶入(式5.6)可得：h = kb=0.28x 57= 15.96mm；考慮到推件板的高度及推件行程，取h = 33mm,則可知：c = (1.52)h = (1.52） x 15.96=23.94mm31.92mm,則可取 c=34mm。 凹模的形狀圖如圖5所示：2x 們56 6于嚴a0.01a402圖5.1落料凹模 落料凹模的強度校核查閱參考文獻（5）表246可知，凹模的強度計算公式為：円血=乜l5p/f（式5.8）式中 出伽一凹模的最小厚度（mm）；p沖裁力（n）；o彎許用彎曲應(yīng)力（mp

42、a）（淬火鋼為未淬火鋼的1.53倍）。查閱參考文獻（1）,可知對于淬火硬度為hrc5862的t10a的o彎=300500 （n/mm2 ）；由前述可知沖裁力 p = kltr=1.3x （ 57x2+24x2 ） x2x330= 138996n。將數(shù)據(jù)帶入（式 5.8）可得：flin=p 1.5p/g =7 1.5x138996/ （ 300500） = 26.3mm20.4mm,而真實的落料凹模的厚度為33mm,所以落料凹模的強度滿足要 求。 落料凹模的主要技術(shù)要求凹模的型孔軸線與頂面應(yīng)保持垂直，凹模底面與頂面應(yīng)保持平行。為了提高模具 壽命與沖裁件精度，凹模打得底面和型孔的孔壁應(yīng)光滑，表面粗

43、糙度為ra = 0.80.4屮m底面與銷孔的ra=1.60.8pm,凹模的材料選擇為t10a,熱處理硬度為 hrc60 62。表5.1落料凹模的加工工藝規(guī)程序號工序名工序內(nèi)容1備料用扎制的圓形棒料在鋸床上切斷。2鍛造將棒料鍛造成較大的矩形毛坯，其尺寸為133mmx97mmx38mmo3退火4粗銃銃上下表面以及四周面至尺寸130mmx94mmx35mm,并且保證上下 表面與側(cè)面保持垂直。5精銃精銃上下平面至34mm,并銃銷側(cè)面且保持與上下表面垂直6鉗工 劃線 劃出各孔徑中心線以及凹模型孔輪廓尺寸線； 鉆孔鉆螺紋孔及銷孔； 攻螺紋。7銃孔銃出落料凹模的矩形臺階孔，并在刃口孔處留0.2mm的研磨余量

44、。8熱處理淬火使硬度達到hrc60-62。9平面磨磨上下兩平面至33.4mm。10鉗工研磨刃口內(nèi)壁達要求。11平面磨磨凹模使其尺寸達到要求。（2）沖孔凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核 沖孔凸模長度的計算凸模長度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要確定的，根據(jù)本次設(shè)計的需要可知凸模長度的計算公式為：l=h1+h2 + y（式 5.9）式中乩一凸模固定板的厚度；出一落料凹模的厚度；y附加的長度，包括凸模刃口的修磨量，凸模進入凹模的深度（0.51mm）等。凸模固定板的厚度選擇為h|=23mm,由以上可知落料凹模的厚度為h2 = 33mm, 附加長度選擇為7mm。將數(shù)據(jù)帶入（式5.9）可得凸模的長度為：l=hi+h2+y=23

45、 + 33 + 7 = 63mm, 查閱參考文獻（4）,由表62可選擇圓柱頭縮桿圓凸模，從表中可選擇標(biāo)準長度為l = 63mm,標(biāo)記為：圓柱頭縮桿圓凸模13 x 7x63 jb/t 58262008o則由以上計算設(shè)計可知沖孔凸模的簡圖如圖5.2所示；圖5.2沖孔凸模 凸模的主要技術(shù)要求材料的選擇：模具刃口要有高的耐磨性，并能承受沖裁時的沖擊力，因此應(yīng)有高 的硬度與適當(dāng)?shù)捻g性，凸模的材料選擇為t10a,熱處理硬度為hrc6062。其它要求：凸模工作部分的表面粗糙度ra = 0.80.4屮固定部分為ra = 1.608pm。凸模的強度一般不需要進行校核，只有在凸模很小、細長比大、板料很厚、強度 很

46、大時才進行校核，而且由于此圓凸模是在標(biāo)準中選取的故不必進行強度上的校核。表5.2沖孔凸模的加工工藝規(guī)程序號工序名工序內(nèi)容1備料圓形棒料鍛件：（pl8x70mm。2熱處理退火3車 車一端面，車外圓至（pl6mm；調(diào)頭車另一端面，長度至64mmo 車外圓，車出凸模的外形并保留1mm的余量。續(xù)表5.2沖孔凸模的加工工藝規(guī)程4熱處理淬火，硬度至hrc60-62o5磨削磨外形至精度要求。6精加工鉗工精修刃口7檢驗8鉗工裝配（3）落料、沖孔凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核凸凹模的最小壁厚：查閱參考文獻（5）,由表2-44 ht知材料為10鋼的制件的凸凹模的最小壁厚a>1.2t= 1.2x2mm=2.4,則可選

47、擇為a=2.5mm； 凸凹模的高度：落料、沖孔凸凹模的高度滿足落料、沖孔外，還應(yīng)考慮卸料板 的厚度以及彈性元件橡膠的厚度，這里落料、沖孔凸凹模的高度為64mm； 落料、沖孔凸凹模的強度校核：由于凸凹模比較寬大而且沖裁力不是很大，故 不需要進行校核。則由以上計算設(shè)計可知落料、沖孔凸凹模的簡圖如圖5.3所示;b-b圖5.3落料、沖孔凸凹模 凸凹模的主要技術(shù)要求材料的選擇：凸凹模的材料選擇為t10a,熱處理硬度為hrc6062。其它要求：凸模工作部分的表面粗糙度ra = 0.8-0.4|im,固定部分為ra =1.6 0.8(im。表5.3落料、沖孔凸凹模的加工工藝規(guī)程序號工序名工序內(nèi)容1備料用扎制

48、的圓形棒料在鋸床上切斷。2鍛造將棒料鍛造成矩形毛坯，其尺寸為77mmx 41 mm x 69mm03退火4粗銃銃出凸凹模外形，并保留2mm的加工余量。5精銃精銃凸凹模外形，并保留0.5mm的加工余量。6鉗工 劃線 劃出落料凹?？讖藉木€； 鉆孔鉆落料凹模孔并留有一定的加工余量。7鎮(zhèn)孔鐐出落料凹模的圓形洞孔，并在刃口處保留0.2mm的研磨余量。8熱處理淬火使硬度達到hrc60-62。9平面磨磨零件外形達到精度要求。10鉗工磨刃口達要求。11檢驗12鉗工裝配5.1.4落料、沖孔復(fù)合模主要零部件的設(shè)計(1) 墊板3材料：查閱參考文獻(3),由表45可知墊板3的材料選擇為45；熱處理硬度:hrc43

49、48。墊板3的簡圖如圖5.4所示:a-a/rqoj_ h |i 切 i 勿£1i i /g1q256較© £>4x01223.9al爭令0-$- 令128圖5.4墊板3表5.4墊板3的加工工藝規(guī)程序號工序名工序內(nèi)容1備料扎制的板料在鋸床上切斷，其尺寸為133mmx97mmx15mm。2粗銃銃出墊板外形至130mmx94mmx 12mm,并且保證上下表面與側(cè)面垂 直。3鉗工 劃線劃出各圓孔的屮心線； 鉆孔 鉆出各圓孔并保留 定的加工余量。4精銃精銃墊板外形及各孔，對于精度要求不高的孔精銃至要求，其余孔留有0.2mm的研磨余量。5熱處理淬火 硬度：hrc4348

50、6磨磨上下兩平面及各孔至精度要求。7tl 1 r.裝配（2）凸凹模i古i定板5材料：查閱參考文獻（3）,由表45可知凸凹模固定板5的材料選擇為45；熱處 理碩度：hrc4348。凸凹?！竟舏定板5的簡圖如圖5.5所示：srao.8圖5.5凸凹模固泄板5表5.5凸凹模固定板5的加工工藝規(guī)程序號工序名工序內(nèi)容1備料用扎制的板料在鋸床上切斷，其尺寸為133mmx97mmx30mmo2粗銃銃出固定板外形至130mmx94mmx27mm,并且保證上下表面與側(cè)面 垂直。3鉗工 劃線 劃出各圓孔和中間矩形孔的中心線； 鉆孔鉆出各圓孔。4粗銃銃出矩形臺階孔。5精銃精銃固定板外形及各孔，對于精度要求不高的孔精銃

51、至要求，其余孔 留有0.2mm的研磨余量。6熱處理淬火碩度：hrc43-487磨磨上下兩平面及各孔至精度要求。8鉗工裝配(3) 卸料板8材料：查閱參考文獻(3),由表45可知卸料板8的材料選擇為45；熱處理硬度:hrc43 48。卸料板8的簡圖如圖5.6所示:圖5.6卸料板8表56卸料板8的加工工藝規(guī)程序號工序名工序內(nèi)容1備料用扎制的板料在鋸床上切斷，其尺寸為133mmx97mmxi9mmo2粗銃銃出卸料板外形至130mmx94mmx 16mm,并且保證上下表面與側(cè)面 垂直。3鉗工 劃線 劃出各圓孔和中間矩形孔的中心線； 鉆孔鉆出各圓孔。4粗銃銃出中間的矩形孔。5精銃精銃卸料板外形及各孔，對于

52、精度要求不高的孔精銃至要求，其余孔 留有0.2mm的研磨余車。6鉗工攻螺紋 加工出各螺紋。7熱處理淬火碩度：hrc43488磨磨上下兩平面及各孔至精度要求。續(xù)表5.6卸料板8的加工工藝規(guī)程9鉗工裝配（4）推件板10材料：查閱參考文獻（3）,由表45可知推件板10的材料選擇為45；熱處理硬 度：hrc4348。推件板10的簡圖如圖5.7所示：圖5.7推件板10表5.7推件板10的加工工藝規(guī)程序號工序名工序內(nèi)容1備料用扎制的板料在鋸床上切斷，其尺寸為73mmx37mmx 19mm。2粗銃銃出推件板外形并保留1mm的加工余量。3鉗工 劃線劃出各圓孔的中心線； 鉆孔鉆出各圓孔。4精銃精銃推件板外形及各

53、孔，并留有0.2mm的研磨余量。5熱處理淬火硬度：hrc43-486磨磨上下兩平面及各孔至精度要求。7鉗工裝配（5）固定板15hrc43 48。材料：查閱參考文獻(3),由表45可知固定板15的材料選擇為45；熱處理硬 度：固定板15的簡圖如圖5.8所示：ra0.8xz-jl(12r1nliz10.8i6i/ra16 'v9101.64x012128102a-a /rq5t$4x0142x01223.9圖5.8固定板15表5.8固定板15的加工工藝規(guī)程序號工序名工序內(nèi)容1備料用扎制的板料在鋸床上切斷，其尺寸為133mmx97mmx30mmo2粗銃銃出固定板外形至130mmx94mmx27mm,并且保證上下表面與側(cè)面 垂直。3鉗工 劃線劃出各圓孔的中心線； 鉆孔鉆出各圓孔并保留一定的加工余量。4精銃精銃固定板外形及各孔，對于精度要求不高的孔精銃至要求，其余孔 留有0.2mm的研磨余量。5熱處理淬火硬度：hrc43m86磨磨上下兩平面及各孔至精度要求。7鉗工裝配(6) 墊板17材料：查閱參考文獻（3）,由表45可知墊板17的材料選擇為45；熱處理硬度:hrc43 48。墊板17的簡圖如圖5.9所示:表5.9墊板17的加工工藝規(guī)程序號工序名工序內(nèi)容1備料用扎制的板料在鋸床上切斷，其尺寸為