墊片沖壓模具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目： 墊片沖壓模具設(shè)計(jì) 姓 名： 亓毓閾 系 別： 工程系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 本科0班 學(xué) 號(hào)： 2014701247 指導(dǎo)教師： 諸葛孔明 完成時(shí)間： 2013-6-15 2014年 4 月 15 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做

2、出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解安陽(yáng)工學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。作者簽名： 日 期： 墊片沖壓模具設(shè)計(jì)摘 要本次設(shè)計(jì)了一套落料、沖孔的模具。經(jīng)過(guò)查閱資料，首先要對(duì)零件進(jìn)行工藝分析。經(jīng)過(guò)工藝分析和對(duì)比，采用落料、沖孔工序。通過(guò)沖裁力、頂

3、件力、卸料力等計(jì)算，確定壓力機(jī)的型號(hào)。再分析對(duì)沖壓件加工的模具適用類型選擇所需設(shè)計(jì)的模具。得出將設(shè)計(jì)的模具類型后將模具的各工作零部件設(shè)計(jì)過(guò)程表達(dá)出來(lái)。在文檔中第一部分，主要敘述了沖壓模具的發(fā)展?fàn)顩r，說(shuō)明了沖壓模具的重要性與本次設(shè)計(jì)的意義，接著是對(duì)沖壓件的工藝分析，完成了工藝方案的確定。第二部分，對(duì)零件排樣圖的設(shè)計(jì)，完成了材料利用率的計(jì)算。再進(jìn)行沖裁工藝力的計(jì)算和沖裁模工作部分的設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)選擇沖壓設(shè)備提供依據(jù)。最后對(duì)主要零部件的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)件的選擇，為本次設(shè)計(jì)模具的繪制和模具的成形提供依據(jù)，以及為裝配圖各尺寸提供依據(jù)。通過(guò)前面的設(shè)計(jì)方案畫(huà)出模具各零件圖和裝配圖。本次設(shè)計(jì)闡述了沖壓倒裝復(fù)合模的結(jié)構(gòu)

4、設(shè)計(jì)及工作過(guò)程。本模具性能可靠，運(yùn)行平穩(wěn)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。關(guān)鍵詞：沖壓模，復(fù)合模，連接片，沖裁間隙 GASKET STAMPING MOULD DESIGNABSTRACTThe design of a set of blanking and punching mold. Through referring to information, first of all, I should analysis the process. Through process analysis and comparison, I use blanking and punchin

5、g process. Through the blanking force, the top piece, and the discharge power to determine the model press. Further analysis of the stamping dies for processing the application to select the desired type of mold design. The mold will be designed to draw upon the type of mold parts of the work expres

6、sed in the design process.In the first part of the document mainly describes the development of stamping die, stamping die illustrate the importance and significance of this design, and then stamping parts of the process analysis, completed a process to identify programs. The second part of the nest

7、ing parts of the design plans to complete the calculation of the utilization of the material further edge blanking process of calculation and Die Design and Calculation of the work of some of the stamping equipment to provide a basis to choose. Finally, the main components of standard design and the

8、 choice of design-based mapping tool and provide a basis for forming mold, as well as the assembly drawing to provide the basis of the size. Through the draw in front of mold design and assembly of the parts diagram Fig. The design tells the structure of compound mold design and working process. Rel

9、iable performance of the mold, smooth running, improved product quality and production efficiency, reduce labor intensity and production costs.Key words: Blanking, Punching, Mold, Mold gap5目錄前言1第1章 沖裁工藝設(shè)計(jì)31.1 沖裁件的工藝分析31.1.1 工件材料31.1.2 工件結(jié)構(gòu)31.1.3 尺寸精度41.2 沖裁工藝方案的確定4第2章 沖裁排樣設(shè)計(jì)62.1 排樣的方法及排樣圖62.1.1 排樣的方

10、法62.1.2 排樣圖62.2 排樣的計(jì)算72.2.1 確定搭邊值72.2.2 送料步距72.2.3 條料寬度計(jì)算82.2.4 材料利用率9第3章 沖壓力和壓力中心的計(jì)算103.1 確定沖壓力103.1.1 沖裁力的計(jì)算103.1.2 卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算123.1.3壓力機(jī)公稱壓力的確定143.1.4沖裁功143.2 確定模具壓力中心153.3 沖壓設(shè)備的選用16第4章 凸凹模刃口尺寸的確定174.1 確定凸凹模刃口尺寸的原則174.1.1 凸凹模刃口尺寸的作用174.1.2 刃口尺寸計(jì)算原則174.2凸凹模刃口尺寸的確定17第5章 沖裁模典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)195.1 工作部件設(shè)計(jì)195.

11、1.1 沖孔凸模195.1.2落料凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)195.2 定位裝置設(shè)計(jì)與計(jì)算205.2.1定距側(cè)刃205.2.2擋料銷215.2.3導(dǎo)正銷215.3 卸料裝置215.3.1 卸料裝置215.3.2 卸料裝置有關(guān)尺寸計(jì)算225.4 固定零件225.4.1墊板225.4.2模柄225.4.3.導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)235.5卸料部件的設(shè)計(jì)235.5.1 卸料板的設(shè)計(jì)235.5.2卸料螺釘?shù)倪x用23結(jié)論24謝 辭25參考文獻(xiàn)26附錄27前言模具，作為高效率的生產(chǎn)工具的一種，是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛與重要的工藝裝備。采用模具生產(chǎn)制品和零件，具有生產(chǎn)效率高，可實(shí)現(xiàn)高速大批量的生產(chǎn)；節(jié)約原材料，實(shí)現(xiàn)無(wú)切屑加工；產(chǎn)品

12、質(zhì)量穩(wěn)定，具有良好的互換性；操作簡(jiǎn)單，對(duì)操作人員沒(méi)有很高的技術(shù)要求；利用模具批量生產(chǎn)的零件加工費(fèi)用低；所加工出的零件與制件可以一次成形，不需進(jìn)行再加工；能制造出其它加工工藝方法難以加工、形狀比較復(fù)雜的零件制品；容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化的特點(diǎn)。沖壓技術(shù)的水平直接和生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量（尺寸公差和表面粗糙度等）、一次刃磨的壽命以及設(shè)計(jì)和制造模具的周期緊密相關(guān)。1 .我國(guó)沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀：目前，我國(guó)的沖壓技術(shù)、沖壓模具與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有一定的差距，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。（1） 沖壓基礎(chǔ)理論與成形工藝落后。（2） 模具標(biāo)準(zhǔn)化程度低。（3） 模具設(shè)計(jì)方法和手段、模具制造工藝及設(shè)備落后。（4） 模具專業(yè)化水平低。

13、2 .沖壓技術(shù)的發(fā)展方向：雖然我國(guó)的模具工業(yè)和技術(shù)在過(guò)去的十多年中得到了快速發(fā)展，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有很大差距。未來(lái)的十年，中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾個(gè)方面。（1） 提高模具的設(shè)計(jì)制造水平，使其朝著大型化、精密化、復(fù)雜換、長(zhǎng)使用壽命化發(fā)展。（2） 在模具設(shè)計(jì)制造中更加普及應(yīng)用國(guó)產(chǎn)的CAD/CAE/CAM技術(shù)。（3） 發(fā)展快速制造成形和快速制造模具的技術(shù)。（4） 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。（5） 研究和發(fā)展優(yōu)質(zhì)的模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)。（6） 研究和開(kāi)發(fā)模具的拋光技術(shù)和設(shè)備。（7） 研究和普及模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程。（8） 研究和開(kāi)發(fā)新的成形工藝和模

14、具。 3 .主要研究目標(biāo)： 設(shè)計(jì)1套模具，包括總裝圖和部分零件圖，編制加工工藝文件及生成加工程序代碼。要求正確選擇標(biāo)準(zhǔn)件和模具材料，零件尺寸設(shè)計(jì)正確。 在本次課程設(shè)計(jì)中利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）繪制模具主要工作零件圖和模具的總裝配圖。根據(jù)對(duì)零件的綜合分析，在這次設(shè)計(jì)中我設(shè)計(jì)的模具是倒裝落料沖孔復(fù)合模，主要介紹的是沖裁工藝、工藝計(jì)算、沖裁模的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)、沖裁模落料沖孔的工作原理等。 本說(shuō)明書(shū)有孫小撈導(dǎo)師指導(dǎo)和幫助，同時(shí)還得到了同學(xué)們的提示，特在此表示衷心的感謝！ 由于水平有限，缺點(diǎn)錯(cuò)誤在所難免，希望大家指正！第1章 沖裁工藝設(shè)計(jì)1.1 沖裁件的工藝分析圖1-1墊片1.1.1 工件材料 為45號(hào)

15、鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，有一個(gè)80mm和一個(gè)30mm的孔；孔與孔、孔與邊緣之間的距離也滿足要求，壁厚為3mm，普通沖裁完全能滿足要求。1.1.2 工件結(jié)構(gòu)該零件形狀簡(jiǎn)單。邊孔距遠(yuǎn)大于凸、凹模允許的最小壁厚（見(jiàn)表1-1），故可以考慮采用復(fù)合沖壓工序。 表1-1 倒裝復(fù)合模的沖裁凸凹模最小壁厚 （單位：mm）材料厚度t0.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.5最小壁厚1.41.82.32.73.23.64.04.44.95.25.8材料厚度t2.83.03.23.53.84.04.24.44.64.85.0最小壁厚6.46.77.17.68.18

16、.58.89.19.49.710 1.1.3 尺寸精度零件圖上80 0 -0.74mm；屬IT13級(jí), 30+0.62 0mm屬于IT12級(jí),其余尺寸未注公差，屬于自由尺寸，由表1-2和表1-3查得，沖裁件內(nèi)外形達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為IT12IT13，孔中心與邊緣距離尺寸公差為0.7mm。其余尺寸未注公差按IT13級(jí)確定工件尺寸的公差，一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。 表1-2 沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度 材料厚度t / mm基 本 尺 寸 / mm3366101018185001IT12IT13IT1112IT14IT12IT13IT1123IT14IT12IT1335IT14IT12IT13

17、 表1-3 孔中心與邊緣距離尺寸公差 材料厚度t / mm孔中心與邊緣距離尺寸 / mm505012012022022036022440.50.60.70.60.70.80.70.81.00.81.01.21.2 沖裁工藝方案的確定該零件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可以有以下三種工藝方案：方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。即先用一副模具進(jìn)行落料，后用一副模具沖30的孔，該方案模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩副模具才能完成零件的加工，效率低，生產(chǎn)過(guò)程精度也不容易保證，且操作也不方便，不符合中批量生產(chǎn)的要求。方案二：落料沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。復(fù)合模是一種多工序沖模，是壓力機(jī)的一次工作行程中，

18、在模具同一工位同時(shí)完成數(shù)道分離的模具，其生產(chǎn)效率高，沖裁件內(nèi)孔與外緣相對(duì)位置精度高，可以借模具精度來(lái)保證零件精度，但復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，成本高，而且?guī)ИM窄面的工件受到凸凹模強(qiáng)度限制而不能用復(fù)合模加工。方案三：沖孔落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。在級(jí)進(jìn)模中，整個(gè)沖件的成型是在連續(xù)過(guò)程中逐步完成的，是一種工位多，效率高的沖模。該方案也只需要一副模具，生產(chǎn)效率也高，但為了滿足精度要求，有必要增加兩個(gè)導(dǎo)正銷，這樣模具制造、安裝較復(fù)合模復(fù)雜。根據(jù)上述分析，采用復(fù)合模進(jìn)行生產(chǎn)。且由于該零件的最小壁厚（80/2-30/2=25mm）大于倒裝式復(fù)合模所要求的最小壁厚（7.6mm），故可以采用倒裝式復(fù)

19、合模進(jìn)行生產(chǎn)，以提高生產(chǎn)效率。第2章 沖裁排樣設(shè)計(jì)2.1 排樣的方法及排樣圖2.1.1 排樣的方法根據(jù)材料的利用情況，排樣的方法可分為三種：（1） 有廢料排樣（2） 少?gòu)U料排樣（3） 無(wú)廢料排樣采用少、無(wú)廢料排料可以簡(jiǎn)化沖裁模結(jié)構(gòu)，減少?zèng)_裁力。但是條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差影響，沖裁件公差等級(jí)低。同時(shí)，由于是模具單面受力（單邊切斷時(shí)），不但會(huì)加劇模具磨損，降低模具壽命，而且也直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。因此選擇有廢料排樣，雖然材料利用率低，沖裁件質(zhì)量及模具壽命高。根據(jù)零件結(jié)構(gòu)形狀采用有廢料排樣中直對(duì)排的排樣形式。2.1.2 排樣圖排樣圖見(jiàn)圖2-1。圖2-1排樣圖2.2 排樣的計(jì)算2.2.1 確定

20、搭邊值查表2-1，確定搭邊值a、a1,由t=3.5mm，采用手工送料，取工件間a1=2.5mm，側(cè)搭邊a=2mm。 表2-1 最小工藝搭邊值 （單位：mm）材料厚度t / mm手 工 送 料自 動(dòng) 送 料圓 形非 圓 形往 復(fù) 送 料a1aa1aa1 aa1 a112233445566881.51.522.534561.522.5345671.522.53456722.533.556782 2.5 3.54 5 6 7 83 3.54 5 6 7 8 9 2 3 4 5 6 7 34 5 6 7 8 注：沖皮革、紙板、石棉等非金屬材料時(shí)，搭邊應(yīng)乘以1.52。2.2.2 送料步距送料步距（送料步

21、距簡(jiǎn)稱步距或進(jìn)距），是條料在模具上每次送進(jìn)的距離。步距是決定擋料銷位置的依據(jù)，每次只沖一個(gè)零件的步距s的計(jì)算公式為s=D+a1式中 D： 平行于送料方向的沖件寬度； a1： 沖件之間的搭邊值。 計(jì)算送料步距為s= D+a1=80+2.5 =82.5 （mm）2.2.3 條料寬度計(jì)算條料是由板料剪裁下料而得到的。條料寬度的確定原則為，最小條料寬度要保證沖裁時(shí)零件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時(shí)順利地在導(dǎo)料板之間送進(jìn)，并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙，進(jìn)而確定導(dǎo)料板間的距離。由于是手工送料，本設(shè)計(jì)采用導(dǎo)料板之間有側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度與導(dǎo)料板間距離的計(jì)算方法。因?yàn)閷?dǎo)板之間有側(cè)壓裝置或用手將條料

22、緊貼單邊導(dǎo)料板的模具，能使條料始終沿著導(dǎo)料板送進(jìn)，可按下式計(jì)算。條料寬度 B 0 -=（L +2a+） 0 -導(dǎo)料板間的距離 B0 =B+Z= Dmax +2a+Z 式中 B： 條料的寬度，mm； B0： 導(dǎo)料板間的距離，mm;L： 沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸，mm； a： 側(cè)搭邊值，可參考表2-1；Z： 導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙，其值見(jiàn)表2-2； ： 條料寬度的單向（負(fù)向）公差，見(jiàn)表2-3。由表2-2和經(jīng)驗(yàn)，取Z=1mm導(dǎo)料板間的距離 B0 =B+Z= Dmax +2a+Z=425+23+1=432 (mm) 由表2-3和經(jīng)驗(yàn)，取=1mm 條料寬度 B 0 -=（80 +22+1） 0

23、 -1=85 0 -1 (mm)表2-2 導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙Zmin mm材料厚度t無(wú)側(cè)壓裝置有側(cè)壓裝置條料寬度B條料寬度B100以下100200200300100以下100以上0.50.50.51580.510.50.5158120.51158230.51158340.51158450.51158表2-3 條料寬度偏差 mm條料寬度 B材料厚度t1122335500.40.50.70.9501000.50.60.81.01001500.60.70.91.11502200.70.81.01.22203000.80.91.11.32.2.4 材料利用率沖壓件大批量生產(chǎn)成本中，坯料材料費(fèi)用

24、占60%以上，排樣的目的就在于合理利用原材料。衡量排樣經(jīng)濟(jì)性、合理性的指標(biāo)是材料的利用率。其計(jì)算公式如下一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率為 =nA/Bs100% 式中 A： 一個(gè)步距內(nèi)沖裁件面積（包括沖出的小孔在內(nèi)），mm； n： 一個(gè)步距內(nèi)沖裁件數(shù)目;B： 條料寬度，mm； s： 步距，mm；其中 A=402 =10053.01 （mm2）一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率為 =A/(B*S) =73.92%9洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第3章 沖壓力和壓力中心的計(jì)算3.1 確定沖壓力 3.1.1 沖裁力的計(jì)算沖裁力是沖裁時(shí)凸模沖穿板料所需的壓力。在沖裁過(guò)程中，沖裁力是隨凸模進(jìn)入板料的深度（凸模行程）而變化的。通

25、常，沖裁力是指沖裁過(guò)程中的最大值（Fmax）。影響沖裁力的主要因素是材料的力學(xué)性能、厚度、沖件輪廓周長(zhǎng)及沖裁間隙、刃口鋒利程度與表面粗糙度等。綜合考慮上述影響因素，平刃口模具的沖裁力可按下式計(jì)算 F=KLtb （式3-1）式中 F：沖裁力，N； L：沖件周邊長(zhǎng)度，mm； t：材料厚度，mm； b：材料抗剪強(qiáng)度，MPa； K：考慮模具間隙的不均勻、刃口的磨損、材料力學(xué)性能與厚度的波動(dòng)等因素引入的修正系數(shù)，一般取K=1.3。對(duì)于同一種材料，其抗拉強(qiáng)度與抗剪強(qiáng)度的關(guān)系為b1.3b，故沖裁力也可按下式計(jì)算 F=Ltb （式3-2）本設(shè)計(jì)的沖裁力按式3-2進(jìn)行計(jì)算。查表3-1，b的取值范圍為440560

26、，取b=500MPa。（1）沖裁件的落料周長(zhǎng) L1=80=251.2（mm）則落料力為 F1=L1tb=251.23500=376.8（KN）（2）沖裁件的沖孔周長(zhǎng) L2=30=94.2 （mm）則沖孔力為 F2=L2tb=94.23500=141.3（KN）沖件周邊長(zhǎng)度 L= L1+ L2=345.4 （mm）則沖裁力為 F=Ltb= F1+ F2=518.1（KN）表3-1 沖壓常用金屬材料的力學(xué)性能材料名稱牌 號(hào)材 料狀 態(tài)力 學(xué) 性 能抗剪強(qiáng)度/MPa抗拉強(qiáng)度b/MPa屈服點(diǎn)s/MPa伸長(zhǎng)率（%）普 通碳素鋼Q195Q235Q275未 經(jīng)退 火255314315390195283330

27、3372375460 23526313924904906102751520碳 素結(jié)構(gòu)鋼08F0810F101520354550已退火230310275380180273026036021541020027220340 27541019027260340295430210262703803354702302538040035550025024400520490635320194405605306853601544058054071538013不銹鋼1Cr13已退火320380440470120201Cr18Ni9Ti經(jīng) 熱處 理46052056064020040鋁1060、1050A、1200已

28、退火807011050802028冷作硬 化10013014034 （續(xù)）材料名稱牌 號(hào)材 料狀 態(tài)力 學(xué) 性 能抗剪強(qiáng)度/MPa抗拉強(qiáng)度b/MPa屈服點(diǎn)s/MPa伸長(zhǎng)率（%）硬鋁2A12已退火1051251502201214淬硬并經(jīng)時(shí)效處理2803104004353681013淬硬后冷作硬化280320400465340810純銅T1、T2、T3軟 160210702948硬2403003黃銅H62軟2602943002540半硬30034346020020硬4201210H68軟24029430010040半硬28034044125硬40039240025013 注：表中數(shù)據(jù)為板材力學(xué)性能

29、。3.1.2 卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算當(dāng)沖裁完成后，從板料上沖裁下來(lái)的沖件（或廢料）由于徑向發(fā)生彈性變形而擴(kuò)張，會(huì)塞在凹?？卓趦?nèi)或者板料上的孔，則沿徑向發(fā)生彈性收縮而緊箍在凸模上。為了使沖裁工作繼續(xù)進(jìn)行，必須將工件或廢料從模具內(nèi)卸下或推出。從凸模上卸下緊箍的料所需要的力稱為卸料力，用F卸表示；將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需要的力稱為推件力，用F推表示；逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需要的力稱為頂件力，用F頂表示。卸料力、推件力和頂件力是由壓力機(jī)和模具的卸料、頂件和推件裝置傳遞的。所以在選擇壓力機(jī)公稱壓力和設(shè)計(jì)以上機(jī)構(gòu)時(shí)，都需要對(duì)這三種力進(jìn)行計(jì)算。影響這些力的因素較多，主要有：材料的力學(xué)

30、性能和料厚；沖件形狀和尺寸大??；凸、凹模間隙大??；排樣搭邊值大小及潤(rùn)滑情況等。生產(chǎn)中常用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算F卸= K卸FF推= nK推FF頂= K頂F式中 F：沖裁力； K卸、K推、K頂：分別為卸料系數(shù)、推件系數(shù)和頂件系數(shù)，其值見(jiàn)表3-2； n：塞在凹?？卓趦?nèi)的沖件數(shù)。有反推裝置時(shí)，n=1；錐形孔口，n=0；直刃口，下出件凹模，n=h/t，其中h是直刃口部分的高度（mm），t是材料厚度（mm）。 表3-2 卸料力、推件力及頂件力的系數(shù) 料厚/mmK卸K推K推鋼0.10.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030

31、.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03鋁、鋁合金純銅、黃銅0.0250.080.020.060.030.070.030.09對(duì)于本模具設(shè)計(jì)的計(jì)算如下。查表3-2，得K卸=0.030.04，K推=0.045，K推=0.05。（1）卸料力 F卸 =K卸F1 =0.04518 =20.72 （KN）式中 K卸查表3-2，取K卸=0.04。（2）推件力 F推= nK推F2 =10.045518 =23.31 （KN）式中 K卸查表3-2，取K推=0.045；n為卡在凸、凹模內(nèi)的沖孔廢料數(shù)目。（3）頂件力 F頂= K頂F2 =0.05284.79 =25.9

32、 （KN）式中 K頂查表3-2，取K頂=0.05。3.1.3壓力機(jī)公稱壓力的確定沖裁時(shí)，壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于沖壓力（F總），F(xiàn)總為沖裁力和與沖裁力同時(shí)發(fā)生的卸料力、推件力或頂件力的總和。根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)，沖壓力計(jì)算應(yīng)分別對(duì)待，即當(dāng)模具結(jié)構(gòu)采用彈壓卸料裝置和下出件方式時(shí)：F總=F+ F卸+ F推當(dāng)模具結(jié)構(gòu)采用彈壓卸料裝置和上出件方式時(shí)：F總=F+ F卸+ F頂當(dāng)模具結(jié)構(gòu)采用剛性卸料裝置和下出件方式時(shí)：F總=F+ F推該落料沖孔復(fù)合模采用倒裝結(jié)構(gòu)及彈壓卸料和下出料（沖孔廢料）方式，則總沖壓力F總為F總=F+ F卸+ F推=518+20.72+23.31=562.03 （KN）3.1.4

33、沖裁功選擇沖裁設(shè)備時(shí)，除了要計(jì)算沖裁力，使壓機(jī)的公稱壓力大于沖裁力以外，還要進(jìn)行沖裁功的驗(yàn)算，使壓機(jī)的每次行程功不超過(guò)額定的數(shù)值，以保證其電動(dòng)機(jī)不過(guò)載、飛輪轉(zhuǎn)速不致下降太多。因?yàn)楣κ橇εc其行程的乘積，所以平端刃口的沖裁功按下式計(jì)算： W=mPt/1000式中 W：沖裁功，Nm； t：材料厚度，mm； P：沖裁力，N： m：系數(shù)，一般取為0.63。當(dāng)計(jì)算出的沖裁功大于壓機(jī)規(guī)定的行程功時(shí)，就必須改變沖裁工藝或另選更大行程功的設(shè)備。壓機(jī)規(guī)定的行程功，可從壓機(jī)的說(shuō)明書(shū)或有關(guān)資料、手冊(cè)中查詢。本設(shè)計(jì)的沖裁功為 W=mPt/1000 =0.63518103/1000 =979.02 （Nm）3.2 確定模

34、具壓力中心模具的壓力中心，就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。求壓力中心的方法是：采用求空間平行力系的合力作用點(diǎn)。為了使模具能夠正常又平衡地工作，特別是對(duì)于大而復(fù)雜的沖件、多凸模沖孔以及連續(xù)沖裁時(shí)，必須使壓力中心通過(guò)壓力機(jī)滑塊的中心線。對(duì)于帶有模柄的沖裁模，壓力中心需通過(guò)模柄的軸心線。否則，在沖裁過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生偏心載荷，形成彎矩，使得模具歪斜，加快壓力機(jī)滑塊與導(dǎo)軌之間以及模具導(dǎo)向裝置的磨損，刃口迅速變鈍（無(wú)導(dǎo)向裝置時(shí)特別突出），嚴(yán)重時(shí)，會(huì)啃刃或造成設(shè)備、人身事故。在實(shí)際生產(chǎn)中，可能出現(xiàn)由于沖裁件的形狀特殊，從模具結(jié)構(gòu)方面考慮，不宜使壓力中心與模柄中心線相重合，此時(shí)應(yīng)注意使壓力中心的偏離，不超出所選壓力機(jī)模

35、柄孔投影面積的范圍。1.簡(jiǎn)單幾何圖形壓力中心的位置（1）一切對(duì)稱沖裁件的壓力中心，均位于沖件輪廓圖形的幾何中心上。（2）沖切直線段時(shí)，其壓力中心位于直線段的中心。（3）沖切圓弧線段時(shí)，其壓力中心的位置按下式計(jì)算 y=R式中 ：半角，弧度； b：弦長(zhǎng)，mm, b=2Rsin； l：弧長(zhǎng)，mm, l=R2?；?jiǎn)后 y=R= R=。綜上所述，該零件的壓力中心應(yīng)位于圓心之上。3.3 沖壓設(shè)備的選用機(jī)械壓力機(jī)類型的選定依據(jù)是沖壓的工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量的大小、沖壓件的幾何尺寸和精度要求等。中小型沖壓件生產(chǎn)中，主要應(yīng)用開(kāi)式機(jī)械壓力機(jī)。機(jī)械壓力機(jī)的規(guī)格指機(jī)械壓力機(jī)的主參數(shù)公稱壓力。所選機(jī)械壓力機(jī)的公稱壓力和功率

36、必須大于沖壓作業(yè)所需的壓力和功率，以避免壓力和功率的超載。所選壓力機(jī)的閉合高度要與沖模的閉合高度相適應(yīng)，壓力機(jī)的滑塊行程必須滿足沖壓工藝要求。此外，選擇壓力機(jī)臺(tái)面尺寸必須考慮到固定沖模的位置，壓力機(jī)滑塊模柄孔尺寸、工作臺(tái)孔尺寸、滑塊中心線到機(jī)身后側(cè)的距離、頂件橫梁槽的尺寸、機(jī)身側(cè)柱間及導(dǎo)軌間的距離及壓力機(jī)的傾斜范圍等，都應(yīng)與模具各部位尺寸相適應(yīng)。從滿足沖壓工藝力的要求看，可選用600的開(kāi)式壓力機(jī)。16第4章 凸凹模刃口尺寸的確定4.1 確定凸凹模刃口尺寸的原則4.1.1 凸凹模刃口尺寸的作用凸模與凹模尺寸精度是影響沖裁件尺寸精度的重要因素，。凸、凹模的合理間隙值要靠刃口尺寸及其公差來(lái)保證。4.

37、1.2 刃口尺寸計(jì)算原則1、根據(jù)落料和沖孔的特點(diǎn) 落料件的尺寸決定于凹模尺寸，故落料模應(yīng)以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；沖孔件的尺寸決定于凸模尺寸，所以沖孔模應(yīng)以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn);先確定凸模的刃口尺寸，再按間隙值確定凹模的刃口尺寸。2、考慮凸模與凹模的尺寸磨損 凸、凹模在沖裁過(guò)程中必然會(huì)出現(xiàn)磨損使落料尺寸增大。為了保證沖裁件的尺寸精度，盡可能的提高模具壽命，設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹模刃口的基本尺寸應(yīng)取落料件的尺寸公差范圍內(nèi)的較小尺寸。3、把握好刃口制造精度與工件精度的關(guān)系 凸、凹模刃口尺寸精度的選擇，應(yīng)以能保證工件的精度要求為前提，保證合理的凸凹模間隙值，從而保證模具的使用壽命。一般情況下，也可按工件公差的1/31/

38、4選取。對(duì)于圓形凸、凹模，由于制造容易，精度易保證，制造公差可按照IT6IT7級(jí)選取。4.2凸凹模刃口尺寸的確定采用凸模和凹模分開(kāi)加工的，采用這種方法，要分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸與制造公差，為了保證間隙值必須滿足式：+- （6-1）凸凹模制造公差按T7級(jí)數(shù)選取對(duì)于沖30mm =0.039mm對(duì)于沖80mm =0.014mm沖孔時(shí)首先確定凸模刃口尺寸。由于基準(zhǔn)件凸模的刃口尺寸在磨損減小，因此應(yīng)使用凸模的基本尺寸接近工件的最大極限尺寸，凸模制造去負(fù)偏差，凹模去正偏差，-磨損系數(shù)，-工件公差，按IT14精度選取。沖孔（30mm）=（+） （6-2）=（30+0.750.62）查表知=0.62=0.

39、75=30.46 =（+2） （6-3）=（30+0.750.62+0.460）=30.92落料（80mm）=（-） （6-10） =80.99 =（-2） （6-11） =80.5318第5章 沖裁模典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1 工作部件設(shè)計(jì)5.1.1 沖孔凸模因?yàn)樗鶝_的孔為方形與圓形，而且都不屬于需要特別保護(hù)的小凸模,所以沖孔凸模采用臺(tái)階式，一方面加工簡(jiǎn)單，另一方面又便于裝配與更換沖30mm孔的凸模結(jié)構(gòu)如下圖：圖5-1沖孔凸模5.1.2落料凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。其輪廓尺寸可按公式

40、計(jì)算：凹模厚度 H=kb=0.3580mm=28mm（查表得k=0.35）凹模壁厚 c=（1.52）H=42mm56mm取凹模厚度 H=30mm，凹模壁厚c=50mm，凹模寬度 B=b+2c=（80+250）mm=180mm凹模長(zhǎng)度L取180 mm（送料方向）凹模輪廓尺寸為180mm100mm30mm，結(jié)構(gòu)如圖5-2 圖5-2落料凹模5.2 定位裝置設(shè)計(jì)與計(jì)算5.2.1定距側(cè)刃 由于該零件生產(chǎn)批量較大，采用雙側(cè)刃。當(dāng)帶料脫離一個(gè)側(cè)刃時(shí)，第二個(gè)側(cè)刃仍能起到定距作用。雙側(cè)刃采用對(duì)稱放置。側(cè)刃厚度一般為68mm，其長(zhǎng)度為條料送進(jìn)步距長(zhǎng)度。材料可選用T10、Gr12，淬火硬度為6264。圖5-3定距側(cè)

41、刃5.2.2擋料銷 擋料銷一般用45號(hào)鋼，淬火硬度為4348HRC。設(shè)計(jì)時(shí)擋料銷高度應(yīng)大于沖壓件材料的厚度，高度應(yīng)為4mm。本模具采用鉤形擋料銷，距凹模距離遠(yuǎn)。5.2.3導(dǎo)正銷 導(dǎo)正銷多用于連續(xù)模中沖裁件的精確定位，沖裁時(shí)為減少條料的送進(jìn)誤差，保證工件內(nèi)孔與外形的相對(duì)位置精度。5.3 卸料裝置5.3.1 卸料裝置 由于本材料較薄，故采用彈性卸料裝置。工作時(shí)，卸料板2先將材料壓緊，沖裁完成模具回復(fù)時(shí)卸料。使模具沖出的工件平整，精度較高。5.3.2 卸料裝置有關(guān)尺寸計(jì)算 卸料板的形狀一般與凹模形狀相同，卸料板的厚度，h=（0.81.0）Ha=4050mm。卸料板一般選用45號(hào)鋼，不需要熱處理。5.

42、4 固定零件5.4.1墊板 為了防止較小的凸模壓損模座的平面，一般在凸模和模座之間加設(shè)墊板。墊板的外形尺寸與凹模周界一致，墊板的材料一般選用T7、T8或45鋼制成。T7、T8淬火硬度為5256HRC.45鋼硬度為4348HRC.5.4.2模柄 沖模的上模是通過(guò)模柄安裝在沖床滑塊上的。模柄的形式很多，本模具采用嵌入式模柄。模柄一般采用Q235或45鋼。圖5-4模柄5.4.3.導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)導(dǎo)料板的內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，導(dǎo)料板與條料之間的間隙取1mm，這樣就可確定了導(dǎo)料板的寬度，導(dǎo)料板的厚度按表選擇。導(dǎo)料板采用45鋼制作，熱處理硬度為4045HRC，用螺釘和銷釘固定在凹模上。導(dǎo)料板的進(jìn)料端

43、安裝有承料板。5.5卸料部件的設(shè)計(jì)5.5.1 卸料板的設(shè)計(jì) 卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為 18mm。 卸料板采用45鋼制造，淬火硬度4045HRC。5.5.2卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板上設(shè)置4個(gè)卸料螺釘，公稱直徑為12mm，螺紋部分為M1010mm。卸料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出凸模端面lmm，有誤差時(shí)通過(guò)在螺釘與卸料板之間安裝墊片來(lái)調(diào)整。24結(jié)論本次墊片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包含了落料和沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)通過(guò)沖壓模擬，再根據(jù)沖壓模擬結(jié)果設(shè)計(jì)、生產(chǎn)模具，確保了沖壓的成功,減少了沖壓試模的成本，在最短的時(shí)間內(nèi)得到了滿意的沖壓件。該方法適合于沖壓大型或復(fù)雜沖壓件，以提高

44、模具制造的成功率，縮短模具生產(chǎn)時(shí)間，降低試壓成本。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是墊片的設(shè)計(jì)以及該制件的數(shù)值模擬。模具設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是通過(guò)對(duì)所給工件尺寸，形狀，材料及經(jīng)濟(jì)性的分析，確定相應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)。主要進(jìn)行毛坯尺寸的計(jì)算，凸、凹模工作部分尺寸的計(jì)算、模具的設(shè)計(jì)及壓力機(jī)的選擇。在設(shè)計(jì)中以便更直觀地表達(dá)模具的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)認(rèn)識(shí)到模具的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮技術(shù)和經(jīng)濟(jì)因素，在保證模具結(jié)構(gòu)合理的前提下盡量使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)加工成本最低，精度最高，在未來(lái)的時(shí)間里中國(guó)的模具制造業(yè)還會(huì)有更大發(fā)展空間。謝 辭三年的學(xué)習(xí)生活一眨眼就過(guò)了，在外求學(xué)經(jīng)歷的坎坷使我慢慢成熟，我對(duì)三年以來(lái)幫助我的人們滿懷感激，時(shí)刻沒(méi)有忘記。所

45、經(jīng)歷的一切將讓我倍加珍惜未來(lái)的生活。通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我學(xué)到了許多知識(shí)，其中還包括許多課本上學(xué)不到的知識(shí)。比如說(shuō)模具整體的設(shè)計(jì)過(guò)程和所設(shè)計(jì)模具的實(shí)用性。我所設(shè)計(jì)的模具的最終目的是用模具來(lái)生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。當(dāng)然，在設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的一些難題。比如說(shuō)怎樣提高產(chǎn)品的加工精度，以及小型工件的加緊這些問(wèn)題，都通過(guò)我們?nèi)シ喯嚓P(guān)的書(shū)籍和經(jīng)過(guò)孫老師的悉心指教和幫助最終才得以解決。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，也使得我們這組成員更加齊心協(xié)力、努力創(chuàng)新，自始至終，都抱著一顆堅(jiān)定的信念,即如何做能使其工件更加美觀、精度更高、工作效率最高的心態(tài)即將畢業(yè)的我們，在以后的工作中難免會(huì)遇到一些問(wèn)題或麻煩。隨著科學(xué)技術(shù)的高度的發(fā)達(dá)，一

46、些質(zhì)量?jī)?yōu)、性能好、效率高、能耗低、價(jià)格廉的產(chǎn)品將開(kāi)發(fā)出來(lái)并淘汰那些老的生產(chǎn)技術(shù)或設(shè)備。因此，我們應(yīng)該樹(shù)立良好的設(shè)計(jì)思想，重視對(duì)自己進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，樹(shù)立知識(shí)經(jīng)濟(jì)意識(shí)；善于利用各種信息資源，擴(kuò)展知識(shí)面和能力；培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)、創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)、艱苦奮斗的企業(yè)精神，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)，做到清潔生產(chǎn)和文明生產(chǎn)，以最大限度的獲得企業(yè)效益和社會(huì)效益在此，感謝我的指導(dǎo)老師孫小撈在百忙之中給予我作品的悉心指點(diǎn)與幫助。感謝他為我指點(diǎn)迷律、出謀劃策。同時(shí)，也感謝我的這組的成員在這次設(shè)計(jì)中給予我的幫助！所以，在以后的工作中，繼續(xù)學(xué)習(xí)和加深。在此我非常感謝孫老師在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)我的指導(dǎo)和幫助，向?qū)O老師致以誠(chéng)摯的謝意！參考文獻(xiàn)1.成虹.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).高等教育出版社，1987.2.李學(xué)峰.沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)之四.機(jī)械工業(yè)出版社，1999.3.劉潔.實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，1985.4.楊占堯.沖壓模具圖冊(cè).高等教育出版社，1998.5.侯維芝、楊金風(fēng).模具制造工藝與工裝.高等教育出版社，1997.6.張鼎承.冷沖模的設(shè)計(jì)與制造.上?？萍汲霭嫔?，