基于三維的蓋板復(fù)合模的設(shè)計(jì)與裝配

1、濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文1前前 言言 沖壓工藝在機(jī)電產(chǎn)品制造行業(yè)中應(yīng)用廣泛，而沖模是實(shí)現(xiàn)沖壓工藝的主要工藝裝備，在制造行業(yè)中有重要的地位。沖模生產(chǎn)具有高效、節(jié)材、成本低、保證質(zhì)量等一系列優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。許多現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，在很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平。 做為沖裁模典型結(jié)構(gòu)的復(fù)合沖裁模，具有結(jié)構(gòu)緊湊，生產(chǎn)效率高，工件精度高，特別是工件內(nèi)孔對(duì)外形的位置精度易保證等優(yōu)點(diǎn)。并且這類模具對(duì)條料的要求低，邊角余料也可以進(jìn)行沖壓。此次基于 PRO/E 的復(fù)合模具設(shè)計(jì)，對(duì)于 PRO/E 三維的軟件的應(yīng)用方面，軟件易學(xué)，使用簡單，無論在繪制零件圖、還是裝配圖和爆

2、炸圖上，此軟件的方便易學(xué)都得以體現(xiàn)了。本設(shè)計(jì)共計(jì)五個(gè)章節(jié)：第一章為模具綜述及其作用；第二章為冷沖壓概述及方案的選擇；第三章為沖裁工藝設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算，包括分析工序組成、沖裁件排樣設(shè)計(jì)、凸凹模刃口尺寸計(jì)算、沖裁工藝力計(jì)算等；第四章為模具零部件設(shè)計(jì)，包括凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、坯料在模具中的定位設(shè)計(jì)、卸料裝置設(shè)計(jì)、導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)、模架設(shè)計(jì)；第五章為 PRO/E 三維技術(shù)簡介。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文2第第 1 1 章章 模具綜述模具綜述1.11.1、模具的地位、模具的地位沖壓工藝在機(jī)電產(chǎn)品制造行業(yè)中應(yīng)用廣泛，而沖模是是實(shí)現(xiàn)沖壓工藝的主要工藝裝備，在制造行業(yè)中占有及其重要的地位。沖模技術(shù)的水平直接和生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)

3、量（尺寸公差和表面粗糙度等）、一次刃磨的壽命及設(shè)計(jì)和制造模具的周期密切相關(guān)。提高沖模技術(shù)水平有利于獲得優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、廉價(jià)的產(chǎn)品，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果顯著，深受制造行業(yè)的重視。現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)對(duì)模具要求越來越高，模具結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，制造難度日益增大。模具制造正由過去的勞動(dòng)密集和主要依靠工人的手工技巧及采用傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)密集，更多地依靠各種高效、高精度的數(shù)控切削機(jī)床、電加工機(jī)床，從過去的機(jī)械加工時(shí)代轉(zhuǎn)變成機(jī)、電結(jié)合加工以及其他特殊加工時(shí)代，模具鉗工量正呈逐漸減少之勢(shì)?，F(xiàn)代模具制造集中了制造技術(shù)的精華，體現(xiàn)了先進(jìn)制造技術(shù)，已經(jīng)成為技術(shù)密集型的綜合加工技術(shù)。1.21.2、模具制造的特點(diǎn)、模具制造的

4、特點(diǎn)沖模是專用的工藝裝備，沖模制造屬于單件生產(chǎn)。盡管采取了一些措施，如模架標(biāo)準(zhǔn)化、毛坯專用化、零件商品化等，適當(dāng)集中模具制造中的部分內(nèi)容，使其帶有批量生產(chǎn)的特點(diǎn)，但是對(duì)于整個(gè)模具制造過程，尤其對(duì)工作零件的制造仍然屬于單件生產(chǎn)。其制造具有以下特點(diǎn)： （1）形狀復(fù)雜，加工精度高，因此需要應(yīng)用各種先進(jìn)的加工方法（如數(shù)控銑、數(shù)控電加工、坐標(biāo)鏜、成型磨、坐標(biāo)磨等）才能保證加工質(zhì)量。（2）模具性能優(yōu)越，硬度高，加工難度大，需要先進(jìn)加工設(shè)備和合理安排加工工藝。（3）模具生產(chǎn)批量小，大多具有單件生產(chǎn)的特點(diǎn)。應(yīng)采用少工序、多工步的加工方案，即工序集中的方案；不用或少用專用工具加工。（4）模具制造完成后均需調(diào)整和

5、試模，只有試模成型出合格制件后，模具制造方算。沖模的生產(chǎn)流程與設(shè)備狀況、人員配置及其業(yè)務(wù)水平等多種因素有關(guān)。我國模具的現(xiàn)狀1.31.3、模具的作用、模具的作用一方面是將壓力機(jī)的作用力通過模具傳遞給金屬板料，在某內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力。當(dāng)內(nèi)力的作用達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，板料毛坯的某個(gè)部分便會(huì)產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對(duì)應(yīng)的變形，從而獲得滿足一定性能要求及符合所需尺寸及形狀的制品；另一方面，通過模具的作用，可以保證上下模之間的正確導(dǎo)向，并使坯料穩(wěn)固地壓緊與精確的定位，從而沖制出達(dá)到一定精度要求的沖件。在生產(chǎn)實(shí)際中，模具的作用在于保濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文3證沖件的質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低成本等。為此，除了采用行

6、之有效的工藝手段、進(jìn)行正確的模具設(shè)計(jì)及選擇合理的模具結(jié)構(gòu)之外，還必須以先進(jìn)的模具制造技術(shù)作為保證。對(duì)于各類模具的制造，一般都應(yīng)滿足如下幾個(gè)基本要求。（1）制造精度高模具的精度主要是由沖件精度和模具結(jié)構(gòu)的要求所決定的。為了保證沖件的精度，模具工作部分的精度要求一般要比沖件的精度高 23 倍；為此，對(duì)于組成模具的零部件也就要提出較高的要求。如對(duì)于凸模和凹模之間間隙，必須要有嚴(yán)格的控制，并精確地保證其間隙的均勻性；對(duì)拉深凸模和凹模刃口部分的圓角要保證相當(dāng)準(zhǔn)確的尺寸，零件其他的尺寸精度、導(dǎo)向精度、孔的位置精度也都必須達(dá)到規(guī)定的加工精度要求。并且還必須保證其裝配質(zhì)量。（2）操作性能良好 將模具安裝到?jīng)_床

7、上時(shí)，其方法要簡便，調(diào)整工作量要少，操作時(shí)送料時(shí)定位要快速、準(zhǔn)確可靠，出料順暢自如。在整個(gè)使用過程中，沖孔的尺寸和形狀變化極小，可放心地進(jìn)行生產(chǎn)。取出制件方便，無螺釘松動(dòng)極模具零件破損等故障。（3）使用壽命長模具加工費(fèi)用約占成本的 10%30%，其使用壽命的長短將直接影響到產(chǎn)品成本的高低、工藝部分負(fù)荷的輕重等。為了保證高效率地進(jìn)行生產(chǎn)，都要求模具具有較長的使用壽命。（4）制造周期短模具制造周期的長短主要決定于制模技術(shù)和生產(chǎn)管理水平的高低。為了滿足生產(chǎn)的需要，提高產(chǎn)品的競爭能力，必須在保證質(zhì)量的前提下盡量縮短模具的制造周期。在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成制造，且在規(guī)定的使用期間內(nèi)，沖件的沖制能符合使用要求。

8、（5）模具成本低模具的成本應(yīng)該應(yīng)該是生產(chǎn)單件（或千件）時(shí)所發(fā)生的模具費(fèi)用。即：模具成本=（模具制造費(fèi)+維修保養(yǎng)費(fèi)）/（制造總生產(chǎn)數(shù)）模具成本與模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、模具材料、加工精度和加工方法等都有關(guān)。在設(shè)計(jì)和加工模具時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況作全面的考慮。即應(yīng)該在保證沖件質(zhì)量的前提下，選擇與沖件生產(chǎn)量相適應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)和方便實(shí)用的零件制造方法，盡量降低模具的制造費(fèi)用和維修費(fèi)用。在不影響使用的前提下，模具結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單、材料便宜，并盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，使模具成本降低到最低限度。1.41.4、沖模的分類、沖模的分類沖模的形式有很多，一般可以用不同的特征來分類。一般沖模按工藝性質(zhì)分為：沖裁模、彎曲模、拉伸模、翻邊

9、模、脹形模和立體成形模；按工序組合可分為：單工濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文4序模、 連續(xù)模和復(fù)合模；按導(dǎo)向方式分：無導(dǎo)向模和導(dǎo)向模；按機(jī)械化程度可分為：手工操作模、半自動(dòng)模和自動(dòng)化模；按生產(chǎn)適應(yīng)度分：通用模、組合模和專用模；按模具材料分：金屬模和非金屬模；按生產(chǎn)管理分為：小型、中型和大型。1.51.5、模具零件的分類、模具零件的分類根據(jù)沖件的形狀、大小、精度和不同的工藝要求，以及考慮到生產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)性等不同的要求，模具的結(jié)構(gòu)型式和復(fù)雜程度各不相同。但其模具的結(jié)構(gòu)組成是很有規(guī)律性的。對(duì)功能齊全的手工送料模具來說，根據(jù)其模具的作用情況，模具零件又可分為工藝零件、傳動(dòng)零件和輔助結(jié)構(gòu)零件三種。其中工藝零件可分為

10、：工作零件（凸模、凹模、凸凹模及凸?；虬寄５蔫偲磯K） ，定位零件（當(dāng)療效、導(dǎo)正銷、定位板、導(dǎo)料板、導(dǎo)料銷、側(cè)壓板及側(cè)刃） ，卸料、推料及壓料零件（卸料板、壓料板、頂件器、頂桿、推件器、推桿及廢料刀） 。輔助結(jié)構(gòu)零件可分為：支持及夾持零件，導(dǎo)向零件，緊固及其他零件。工藝零件：這類零件是直接參加完成沖壓工序及與材料和沖件相互接觸，它們對(duì)完成工藝過程起主要作用，直接使板料產(chǎn)生金屬流動(dòng)、造成塑性變形或引起材料分離的零件。其中包括：（1） 工作零件直接完成工作要求的一定變形或造成材料分離的零件。如凸模、凹模、凸凹模等；（2） 定位零件用以確定加工中材料和毛坯正確位置的零件。如擋料銷、定位板、定距側(cè)刃等；

11、（3） 卸料、推料及壓料零件用于夾持毛坯或在沖壓完成后進(jìn)行推料及卸料的零件。在某種情況下，也能起到限位，校正和幫助提高沖件精度的作用。如卸料板、壓邊圈、頂件器、肥料切刀及與模具安裝在一起的送料、送件裝置等。（4） 傳動(dòng)零件使板料進(jìn)給送料、或使模具工作部分產(chǎn)生某種特定的運(yùn)動(dòng)方向，使得壓力機(jī)垂直上下運(yùn)動(dòng)變成工藝過程中所需的運(yùn)動(dòng)方向的零件。如凸輪、斜楔、滑板、鉸鏈接頭等。 （5） 輔助結(jié)構(gòu)零件這類零件不直接參與完成工藝過程，也不和坯料直接發(fā)生作用。只是在模具結(jié)構(gòu)中有安裝夾持及裝配的作用，對(duì)模具完成工藝過程起保證作用或?qū)δ＞吖δ芷鹜晟婆c輔助的作用。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文5第第 2 2 章章 冷沖壓概述

12、及方案的選擇冷沖壓概述及方案的選擇2.12.1 冷沖壓概述冷沖壓概述 沖壓是塑性加工的基本方法之一。它是利用安裝在壓力機(jī)上的模具，對(duì)板料施加壓力使其變形和分離，從而獲得具有一定形狀尺寸的零件的壓力加工方法。 沖壓加工的應(yīng)用范圍十分廣泛，不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬材料，在汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、玩具以及日常生活用品的生產(chǎn)方面，都占有十分重要的地位。現(xiàn)代沖壓加工發(fā)展趨勢(shì)如下： （1）深入研究沖壓變形的基本規(guī)律、各種沖壓工藝的變形理論、失穩(wěn)理論與極限變形程度等；應(yīng)用有限元、邊界元等技術(shù)，對(duì)沖壓過程進(jìn)行數(shù)字模擬分析，以預(yù)測(cè)某一工藝過程中坯料對(duì)沖壓的適應(yīng)性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，從而優(yōu)化

13、沖壓工藝方案，使塑性變形理論逐步起到對(duì)生產(chǎn)過程的直接指導(dǎo)作用。 （2）制造沖壓件用的傳統(tǒng)金屬材料，正逐步被高強(qiáng)鋼板、涂敷鍍層鋼板、塑料夾層鋼板和其他復(fù)合材料或高分子材料替代。隨著材料科學(xué)的發(fā)展，加強(qiáng)研究各種新材料的沖壓成形性能，不斷發(fā)展和改善沖壓成形技術(shù)。 （3）在模具設(shè)計(jì)與制造中，開發(fā)并應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造系統(tǒng)（CAD/CAM） ，發(fā)展高精度、高壽命模具和簡易模具（軟模、低熔點(diǎn)合金模具等）制造技術(shù)以及通用組合模具、成組模具、快速換模裝置等，以適應(yīng)沖壓產(chǎn)品的更新?lián)Q代和各種生產(chǎn)批量的要求。 （4）推廣應(yīng)用數(shù)控沖壓設(shè)備、沖壓柔性加工系統(tǒng)（FMS） 、多工位高速自動(dòng)沖壓機(jī)以及智能機(jī)器人送料取件，

14、進(jìn)行機(jī)械化與自動(dòng)化的流水線沖壓生產(chǎn)。 （5）精沖與半精沖、液壓成形、旋壓成形、爆炸成形、電水成形、電磁成形、超塑成形等技術(shù)得到不斷發(fā)展和應(yīng)用，某些傳統(tǒng)的沖壓加工方法將被它們所取代，產(chǎn)品的沖壓加工趨于更合理、更經(jīng)濟(jì)。總之，隨著冷沖壓工藝和設(shè)備的不斷發(fā)展，特別是特種沖壓工藝及多工位自動(dòng)沖模的應(yīng)用，使得沖壓技術(shù)提高到一個(gè)新水平，沖壓件的應(yīng)用將開辟新的廣闊領(lǐng)域。2.22.2 冷沖壓的特點(diǎn)冷沖壓的特點(diǎn) （1）能沖壓出其他加工工藝無法加工的形狀復(fù)雜的制件。例如，從儀器儀表小型零件到汽車駕駛室、縱梁等大型零件，均由沖壓加工完成。 （2）沖壓件質(zhì)量穩(wěn)定，尺寸精度高。由于沖壓加工是靠模具成型，模具的制造精濰坊學(xué)

15、院本科畢業(yè)論文6度高、使用壽命長，故沖壓件質(zhì)量穩(wěn)定，制件互換性好。尺寸精度一般可達(dá)到 IT1014級(jí)，最高可達(dá)到 IT6 級(jí)，有的制件不再需機(jī)械加工，便可滿足裝配和使用要求。 （3）沖壓件具有重量輕、強(qiáng)度高、剛性好和表面粗糙度小等優(yōu)點(diǎn)。 （4）生產(chǎn)率高。例如，以汽車覆蓋件為樣的大型沖壓件的生產(chǎn)效率，可達(dá)每分鐘數(shù)件；高速?zèng)_壓小型制件，每分鐘可達(dá)到上千件。 （5）材料利用率高。一般為 7085%。因此沖壓加工能實(shí)現(xiàn)少廢料，甚至無廢料生產(chǎn)。在某些情況下，邊角余料也可充分利用。 （6）操作簡單，便于組織生產(chǎn)。 （7）易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化生產(chǎn)。由于沖壓加工所用毛坯多為條料或帶料，又是冷態(tài)加工，故大批量

16、生產(chǎn)時(shí)易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。 （8）冷沖壓的缺點(diǎn)是模具制造周期長、制造成本高，故不適于單件小批生產(chǎn)。2.32.3 冷沖壓基本工序冷沖壓基本工序沖壓工藝大致可分為分離工序和成形工序（又分彎曲、拉深、成形）兩大類。分離工序是在沖壓過程中使沖壓件與坯料沿一定的輪廓線相互分離，同時(shí)沖壓件分離斷面的質(zhì)量也要滿足一定的要求；成形工序是使沖壓坯料在不破壞的條件下發(fā)生塑性變形，并轉(zhuǎn)化成所要求的成品形狀，同時(shí)也應(yīng)滿足尺寸公差等方面的要求。2.42.4 冷沖壓材料冷沖壓材料冷沖壓工藝對(duì)材料的要求：（1）首先要滿足沖壓件的使用要求：強(qiáng)度、剛度、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐腐蝕等。（2）滿足沖壓工藝條件應(yīng)具有良好的塑性和表面

17、質(zhì)量。（3）應(yīng)具有光潔平整無缺陷損傷的表面狀態(tài)，加工時(shí)不易破裂，也不易擦傷模具。2.52.5 本次設(shè)計(jì)重點(diǎn)本次設(shè)計(jì)重點(diǎn) 本次設(shè)計(jì)實(shí)例為一個(gè)倒裝沖裁復(fù)合模的設(shè)計(jì)。復(fù)合模是指壓力機(jī)在一次行程中，板料同時(shí)完成落料和沖孔等多個(gè)工序的沖裁。復(fù)合模在結(jié)構(gòu)上有一個(gè)既為落料凸模又為沖孔凹模的凸凹模。復(fù)合模結(jié)構(gòu)緊湊，生產(chǎn)效率高，工件精度高，特別是工件內(nèi)孔對(duì)外形的位置精度容易保證，并且這類模具對(duì)條料的要求低，邊角余料也可以進(jìn)行沖壓。本次設(shè)計(jì)分為兩大部分：沖裁件工藝性分析及工藝方案確定、加工工藝設(shè)計(jì)及模具零部件設(shè)計(jì)。工藝設(shè)計(jì)過程包括分析工序組成、沖裁件排樣設(shè)計(jì)、凸凹模刃口尺寸濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文7計(jì)算、沖裁工藝力計(jì)

18、算；模具零部件設(shè)計(jì)過程有凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、坯料在模具中的定位設(shè)計(jì)、卸料裝置設(shè)計(jì)、導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)、模架設(shè)計(jì)。2.62.6 沖裁件工藝性沖裁件工藝性沖裁件的工藝性是指沖裁件對(duì)工藝的適應(yīng)能力。即沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、工件精度等在沖裁時(shí)的難易程度。2.6.12.6.1 沖裁件形狀尺寸要求：沖裁件形狀尺寸要求：（1） 沖裁件的形狀設(shè)計(jì)應(yīng)盡量簡單、對(duì)稱，同時(shí)應(yīng)減少排樣廢料。（2） 外形內(nèi)孔轉(zhuǎn)角處避免過尖的銳角。（3） 避免工件上有細(xì)長臂及狹長槽，以防凸模折斷。工件上的凸起和凹槽寬度不應(yīng)小于板料厚度 t 的兩倍。2.6.22.6.2 沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度（1）金屬?zèng)_裁件

19、的內(nèi)、外形的經(jīng)濟(jì)精度不高于 IT11 級(jí)。（2）非金屬?zèng)_裁件的內(nèi)、外形的經(jīng)濟(jì)精度為 IT14、IT15 級(jí)。本次設(shè)計(jì)的沖裁件如圖 2.1，其形狀結(jié)構(gòu)簡單、對(duì)稱；無銳角；無細(xì)長臂及狹長槽；但孔至邊緣距離有點(diǎn)小。沖裁件基本上符合上述的工藝性要求。圖 2.1 沖裁件零件圖2.72.7 確定沖裁工藝方案確定沖裁工藝方案制訂沖裁工藝方案的總原則是在保證零件質(zhì)量的前提下使工序數(shù)目最少。 制訂沖裁工藝方案的步驟如下：濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文8 （1）分析沖裁件的工藝性：根據(jù)產(chǎn)品圖紙，分析沖裁件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、精度要求、斷面質(zhì)量及所用材料是否符合沖裁工藝的要求；能否用沖裁的方法經(jīng)濟(jì)地制造出來。 （2）擬定工

20、藝方案：根據(jù)沖裁件的幾何形狀、尺寸大小、精度等級(jí)和生產(chǎn)批量等，列出各種不同的沖裁工藝方案，加以分析比較，確定一種最合理的方案。 （3）確定模具類型與結(jié)構(gòu)形式：根據(jù)確定的工藝方案、沖裁件的形狀特點(diǎn)、精度要求、生產(chǎn)類型、模具制造條件及操作習(xí)慣等確定沖模的類型及結(jié)構(gòu)形式。（4）選擇沖壓設(shè)備：根據(jù)沖裁工序的性質(zhì)確定設(shè)備的類型，并根據(jù)沖裁工藝力和零件尺寸，選擇沖壓設(shè)備的噸位。 本次設(shè)計(jì)的零件形狀規(guī)則，尺寸為 97mm75mm,尺寸要求較高，斷面質(zhì)量較好，材料為 3mm厚的 B3 鋼板，均符合沖裁工藝的要求；沖裁工序包括一個(gè)落料工序和一個(gè)沖孔工序，為提高生產(chǎn)效率，降低成本，可選用復(fù)合沖裁與連續(xù)沖裁，根據(jù)尺

21、寸精度的要求，選用復(fù)合沖裁模，模架選用中間導(dǎo)柱導(dǎo)套模架；沖裁工藝力為 447KN，選用公稱壓力為 600KN 的開式可傾壓力機(jī)。濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文9第第 3 3 章章 沖裁工藝設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算沖裁工藝設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算3.13.1 沖裁件的工藝性分析沖裁件的工藝性分析沖裁件的工藝性是指沖裁件對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)性，即沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、精度等級(jí)等是否符合沖裁加工的工藝要求。良好的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)保證材料的消耗少，工序數(shù)目少，模具結(jié)構(gòu)簡單而壽命長，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作簡單等。通常對(duì)沖裁件的工藝性影響最大的是幾何尺寸和精度要求。3.23.2 沖裁件的形狀和尺寸要求沖裁件的形狀和尺寸要求（1）沖裁件的形狀

22、應(yīng)盡可能簡單、對(duì)稱，最好采用圓形、矩形等規(guī)則的幾何形狀或有這些形狀所組成，是排樣時(shí)廢料最少。（2）沖裁件的凸出懸臂和凹槽的寬度不宜太小，以免凸模折斷。（3）沖裁件的外形或內(nèi)形的轉(zhuǎn)角處，要避免尖角出現(xiàn)，應(yīng)以圓弧過渡，以便于模具加工，減少熱處理或沖壓時(shí)在尖角處斷裂的現(xiàn)象，同時(shí)可以防止尖角部位的刃口磨損過快而使模具壽命降低。（4）沖孔時(shí)，由于受到?jīng)_孔凸模強(qiáng)度的限制，孔的尺寸不宜過小。沖孔的孔徑尺寸與孔的形狀、材料的機(jī)械性能、材料厚度等相關(guān)。（5）沖裁件的孔與孔之間、空與邊遠(yuǎn)之間的距離不應(yīng)過小。否則，模具的強(qiáng)度和沖裁件的質(zhì)量不能保證。在彎曲件或拉伸件上沖孔時(shí)，為了避免沖孔時(shí)時(shí)凸模受水平推力而折斷，其孔

23、邊與零件直壁間應(yīng)保持一等的距離。3.33.3 沖裁件的精度與斷面粗糙度沖裁件的精度與斷面粗糙度（1）沖裁件的經(jīng)濟(jì)精度一般不高于 IT11 級(jí)，最高可達(dá) IT8IT10 級(jí)。 （2）沖裁件的斷面粗糙度一般為 Ra=12.550m,最高可達(dá) Ra=6.3m。綜上所述：材料：Q235 普通碳素鋼，有較好的沖壓性能，有參考文獻(xiàn)2附表 12 黑色金屬的力學(xué)性能 查得：b為 440470Mpa 取 b為 450Mpa。結(jié)構(gòu)形狀：該工件外形簡單、規(guī)則，適合沖壓加工。尺寸精度：公差的尺寸精度未標(biāo)注，按沖孔件一般的經(jīng)濟(jì)精度選擇 IT11 級(jí)。 結(jié)論：工藝性較好，可以沖裁。濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文103.43.4 沖

24、裁間隙沖裁間隙沖裁間隙是指沖裁模的凸模與凹模刃口輪廓相應(yīng)尺寸的差值，單邊間隙用 C 表示，雙邊間隙用 Z 表示。圓形沖裁雙邊間隙為 Z=D-d式中 Z沖裁間隙，mm； D凹模刃口尺寸，mm； d凸模刃口尺寸，mm。沖裁間隙值的大小對(duì)沖裁件的質(zhì)量、模具壽命、沖裁力和卸料力的影響很大，是模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要因素。因此設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要選擇一個(gè)合理的間隙，考慮到模具制造中的偏差及使用中的磨損，生產(chǎn)中通常是選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，這個(gè)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 Zmax。由于模具在使用過程中會(huì)逐步磨損，設(shè)計(jì)和制造新模具時(shí)應(yīng)采用最小合理間隙。合理間隙值的選取主要

25、與沖壓件材料的力學(xué)性能、材料厚度、制件使用要求等因素有關(guān)，不同行業(yè)的沖裁間隙值也有所不同查表 2-5（冷沖壓及模具設(shè)計(jì)） ，確定間隙 Zmin=0.460mm , Zmax=0.640mm。根據(jù)零件設(shè)計(jì)及尺寸精度要求，選用沖裁間隙為 Z=0.500mm。3.53.5 凸、凹模刃口尺寸計(jì)算凸、凹模刃口尺寸計(jì)算沖裁工作中，沖裁件的尺寸精度主要取決于凸模和凹模工作部分（刃口部分）的尺寸精度，合理的間隙值也是凸、凹模刃口尺寸來實(shí)現(xiàn)和保證的。因此，正確地確定凸、凹模刃口尺寸及公差，在設(shè)計(jì)和制造模具時(shí)是很重要的。3.5.13.5.1 尺寸計(jì)算原則尺寸計(jì)算原則（1）落料時(shí)，先確定凹模刃口尺寸。凹模刃口尺寸的

26、基本尺寸取接近或等于零件的最小極限尺寸，以保證凹模磨損在一定范圍內(nèi)，仍能沖出合格零件。凸模刃口的基本尺寸則按凹模刃口基本尺寸減小一個(gè)最小合理間隙值來確定。（2）沖孔時(shí)，先確定凸模刃口尺寸。凸模刃口的基本尺寸取接近或等于孔的最大極限尺寸，以保證凸模磨損在一定的范圍內(nèi)，仍能使用，而凹模刃口的基本尺寸按凸模刃口的基本尺寸加上一個(gè)最小合理間隙值來確定。（3）凸模和凹模刃口的制造公差，主要取決于沖裁件的精度和形狀。一般模具的制造精度比沖裁件的精度高 23 級(jí)，對(duì)于規(guī)則形狀的制件，模具可按 IT67 級(jí)精度取其公差。濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文113.5.23.5.2 刃口尺寸計(jì)算方法刃口尺寸計(jì)算方法 根據(jù)上述原

27、則，就可確定凸、凹模的刃口尺寸及公差，但由于模具的加工和測(cè)量方法不同，在進(jìn)行具體計(jì)算與尺寸公差標(biāo)注時(shí)，其方法也不同，通常有兩種：凸模與凹模分開加工法和凸模與凹模配合加工法。凸模與凹模分開加工法適用于圓形或形狀簡單的沖裁件。為了保證間隙在合理范圍內(nèi)，須滿足 凸+凹Zmax Zmin，這就需要采用較小的凸、凹模制造公差。模具制造公差小，造成模具制造困難，成本提高，特別是單件小批生產(chǎn)時(shí)，采用這種方法更不經(jīng)濟(jì)。配合加工法在加工時(shí)先按零件的尺寸和公差，計(jì)算出沖孔凸?；蚵淞习寄５某叽纾⒅圃斐鰜?，然后以此為基準(zhǔn)件，配制沖孔凹?；蚵淞贤鼓?，故只需要保證最小間隙即可。為了滿足生產(chǎn)，減小成本，本次設(shè)計(jì)選用配合加

28、工法。其計(jì)算方法如下：（1）落料：設(shè)零件尺寸為 D- ，則 D凹=（D ）+ 凹式中： D凹落料凹模刃口尺寸，mm；D凸凹模刃口尺寸，mm ，按凹模實(shí)際尺寸配制，保證雙邊間隙 Zmin；零件公差，mm；凹沖孔凸模制造公差，取值為 /4；磨損系數(shù)。（2）沖孔：設(shè)零件尺寸為 d+ 則 d凸=（d +）- 凸式中：d凸沖孔凸模刃口尺寸，mm；d凹沖孔凹模刃口尺寸，mm，按凸模實(shí)際尺寸配制，保證雙邊間隙 Zmin； 零件公差，mm； 磨損系數(shù)。現(xiàn)在要沖壓的零件如圖 3.1濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文12圖 3.1 沖裁件尺寸圖凸模刃口尺寸計(jì)算如下：據(jù)冷沖壓及模具設(shè)計(jì)查表 2-8 得 凸=0.020mm 查表

29、2-9 得 =1 ；=0.20mm 則：C 凸=（7+10.10）+0.020mm=7.2+0.020mm凹模刃口尺寸計(jì)算如下：據(jù)冷沖壓及模具設(shè)計(jì) 查表 2-8 得 A 尺寸： 凹=+0.035mm ；B 尺寸： 凹=+0.030mm ；C 尺寸： 凹=+0.020mm 查表 2-9 得 =0.75 ；=0.32mm 則：A凹=(93-0.750.32) +0.035mm=92.76+0.035mm B凹=(75-0.750.32) +0.030mm =74.76+0.030mm R凹=(10-0.750.32) +0.020mm =9.76+0.020mm3.63.6 沖裁工藝力計(jì)算沖裁工藝

30、力計(jì)算沖裁工藝力是使材料在沖裁工序中完成其分離所必需的作用力和其他附加力的總稱。它包括沖裁力、卸料力、推出力和頂件力。計(jì)算沖裁工藝力的目的是為了合理地選用壓力機(jī)和為設(shè)計(jì)模具提供重要依據(jù)。3.6.13.6.1 沖裁力的計(jì)算沖裁力的計(jì)算 沖裁力的大小主要與材料的性質(zhì)、厚度和零件的展開長度有關(guān)。用平刃口沖裁模沖裁時(shí)，其沖裁力可按下式計(jì)算P沖=KL t0 式中：P沖沖裁力，N； K系數(shù)，是考慮到模具刃口磨損，間隙不均勻，材料機(jī)械性能及厚度的波動(dòng)等實(shí)際因素而給出的修正量，一般取 K=1.3； L沖裁件的周長，mm； t 材料的厚度，mm； 0材料的抗剪強(qiáng)度，MPa 。 查沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)表 1-8

31、，得0 =350N/mm，可得： 落料沖裁力：P落=1.3(273+255+210)3350=435162N=435KN 沖孔沖裁力：P孔=1.3423.53350=12001.08N=12KN濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文133.6.23.6.2 卸料力、推件力和頂件力的計(jì)算卸料力、推件力和頂件力的計(jì)算將緊箍在凸模上的料卸下所需的力稱為卸料力；將卡在凹模中的料推出所需的力稱為推件力。將卡在凹模中料逆著沖裁力方向頂出所需的力稱為頂件力。 影響卸料力、推件力和頂件力的因素很多，主要有材料的機(jī)械性能、材料厚度、沖裁間隙、零件結(jié)構(gòu)形狀和尺寸以及潤滑情況等。在生產(chǎn)中，都是采用簡單的經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算P卸= K卸P沖

32、P推=nK推P沖P頂=n K頂P沖式中：P卸、P推、P頂分別為卸料力、推件力、頂件力，N； K卸、K推、K頂分別為卸料力系數(shù)、推件力系數(shù)、頂件力系數(shù)，其數(shù)值可查表求得； P沖沖裁力，N； n同時(shí)卡在凹模洞口內(nèi)的件數(shù)，n=h/t，h 為凹模刃口直壁高度，mm；t為料厚，mm。查沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)表 3-13，3-14 得： K卸=0.0250.04，K推=0.030.05，K頂=0.040.06 取 K卸=0.03，K推=0.04，K頂=0.05，則：凸模卸料力 P卸 1=0.0312KN=0.36KN凸凹模卸料力 P卸 2=0.03435KN=13.05KN凹模推件力 P推=0.04435

33、=17.4KN凸凹模頂件力 P頂=0.0512=0.6KN3.73.7 壓力中心分析壓力中心分析 模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。否則，沖壓時(shí)滑塊就會(huì)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，還會(huì)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。在實(shí)際生產(chǎn)中，可能會(huì)出現(xiàn)由于沖件的形狀特殊或排樣特殊，從模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造考慮不宜使壓力中心與模柄中心線相重合的情況，這時(shí)應(yīng)注意使壓力中心的偏離不致超出所選用壓力機(jī)允許的范圍。 對(duì)于簡單幾何圖形壓力中心的位置 (1）對(duì)稱沖件的壓力中心，位于沖

34、件輪廓圖形的幾何中心上。 (2）沖裁直線段時(shí)，其壓力中心位于直線段的中心。 本次設(shè)計(jì)的沖裁件為規(guī)則幾何圖形,故模具的壓力中心即為沖裁件的幾休中心。濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文14第第 4 4 章章 模具設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì)4.14.1 凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1.14.1.1 凹模凹模1凹模的結(jié)構(gòu)形式： 沖裁模常用的結(jié)構(gòu)形式主要有： （1）整體式凹模 整體式凹模結(jié)構(gòu)簡單，強(qiáng)度好，但在使用中，凹模刃口局部磨損、損壞就必須整體更換，同時(shí)由于凹模的非工作部分也采用模具鋼材，所以，制造成本較高。這種結(jié)構(gòu)形式適用于中小型沖壓件及尺寸精度要求比較高的模具 （2）組合式凹模 組合式凹模工作部分和非工作部分是分別

35、制造的。工作部分采用模具鋼制造，非工作部分則由普通材料制造，模具制造成本低，維修方便。 （3）鑲拼式凹模 拼鑲式凹模常用于一些大型或形狀復(fù)雜的凹模，以利于加工；對(duì)于個(gè)別部位容易損壞的凹模，也常常采用局部拼鑲，以便于更換修理。本次設(shè)計(jì)凹模選用整體式，凸凹模選用組合式。2凹模刃口形式 凹模的刃口形式有以下幾種： （1）圓柱形孔口凹模（圖 4.1a、b） 此種凹模刃口強(qiáng)度高，修磨后孔口尺寸不變，適用于沖裁形狀復(fù)雜、精度要求較高的制件。 （2）錐形孔口凹模 （圖 4.1c、d） 此種凹?？變?nèi)不易積存制件或廢料，孔壁所受的摩擦力及脹形力小，一般用在精度要求不高、形狀簡單、材料厚度較薄的制件的沖裁。 （3

36、）凸臺(tái)式孔口凹模（圖 4.1e） 此種凹模適用于沖裁 0.3mm 以下的工件。 本次設(shè)計(jì)凹模刃口選用圓柱形孔口 b，凸凹模刃口選用圓柱形孔口 a。圖 4.1 凸模刃口形式3凹模結(jié)構(gòu)尺寸的確定 沖裁時(shí)凹模承受沖裁力和側(cè)向力的作用，由于凹模的結(jié)構(gòu)形式不一，受力狀態(tài)又濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文15比較復(fù)雜，目前還不可能用理論計(jì)算法確定凹模尺寸，在生產(chǎn)中大都采用下列經(jīng)驗(yàn)公式概略的計(jì)算凹模尺寸。 凹模厚度 H=Kb 凹模壁厚 C=(1.52)H（小型凹模） 或 C=（23）H（大型凹模） 式中：K系數(shù)，可查表獲得； b沖裁件最大外形尺寸，mm。 形狀復(fù)雜或制件尺寸較大時(shí)，凹模壁厚 C 應(yīng)取較大值，且 C304

37、0mm；一般凹模厚度 H 不得小于 15mm。 據(jù)模具設(shè)計(jì)與制造查表 2-14 得 K=0.35，則 H=0.3597=33.95mm，取值35mm； C=1.520=30mm。4凹模材料和技術(shù)要求凹模材料可與凸模相同或優(yōu)于凸模，淬火硬度可與凸模相同或略高于凸模，如可取HRc6064，具體硬度值要根據(jù)凹模所選用的材料和凹模的作用而定。凹模刃口要鋒利，強(qiáng)度要大，表面粗糙度要?。ㄒ话銥?Ra=1.600.40m）外輪廓棱角要倒鈍等。4.1.24.1.2 凸模凸模 凸模又稱沖頭，是沖模的關(guān)鍵零件之一，凸模本身按其作用又可分為工作部分和固定部分。1凸模的結(jié)構(gòu)形式 常見的凸模結(jié)構(gòu)形式如表 4-1。 本次

38、設(shè)計(jì)為了便于裝配，選用第一種形式的凸模。表 4-1 常用凸模形式簡 圖特 點(diǎn)適 用 范 圍 典型圓凸模結(jié)構(gòu)。下端為工作部分，中間的圓柱部分用以與固定板配合（安裝），最上端的臺(tái)肩承受向下拉的卸料力 沖圓孔凸模，用以沖裁（包括落料、沖孔） 直通式凸模，便于線切割加工，如凸模斷面足夠大，可直接用螺 各種非圓形凸模用以沖裁（包括落料、沖孔）濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文16釘固定 斷面細(xì)弱的凸模，為了增加強(qiáng)度和剛度，上部放大 凸模受力大，而凸模相對(duì)來說強(qiáng)度、剛度薄弱 凸模一端放長，在沖裁前，先伸入凹模支承，能承受側(cè)向力 單面沖壓的凸模 整體的凸模結(jié)構(gòu)上部斷面大，可直接與模座固定 單面沖壓的凸模 凸模工作部分組合

39、式 節(jié)省貴重的工具鋼或硬質(zhì)合金 組合式凸模，工作部分輪廓完整，與基體套接定位 圓凸模。節(jié)省工作部分的貴重材料2凸模的固定方式 凸模在上模的正確固定應(yīng)該是既要保證凸模工作可靠和良好的穩(wěn)定性，還要使凸模在更換或修理時(shí)拆裝方便。常用的固定形式見表 4-2。本次設(shè)計(jì)為了便于裝配，選用第一種固定方式。表 4-2 常見的凸模固定形式結(jié) 構(gòu) 簡 圖特 點(diǎn)濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文171 凸模與固定板緊配合，上端帶臺(tái)肩，以防拉下。圓凸模大多用此種形式固定2 直通式凸模，上端開孔，插入圓銷以承受卸料力3 用于斷面不變的直通式凸模，端部回火后鉚開4 凸模與固定板配合部分?jǐn)嗝孑^大，可用螺釘緊固5 用環(huán)氧樹脂澆注固定6 上

40、模座橫向開槽，與凸模緊配合，用于允許縱向稍有移動(dòng)的凸模7 凸模以內(nèi)孔螺紋直接緊固于壓力機(jī)，用于中小型雙動(dòng)壓力機(jī)8 用螺釘和圓銷固定的凸模拼塊，也可用于中型或大型的整體凸模濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文189 負(fù)荷較輕的快換凸模，沖件厚度不超過 3mm3凸模長度的確定 凸模長度一般根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定，凸模長度過短則凸模不能插入凹模刃口內(nèi)對(duì)板料進(jìn)行沖切，若凸模過長又降低其工作時(shí)的穩(wěn)定性。凸模長度可按計(jì)算結(jié)果根據(jù)國標(biāo)的長度系列選取。凸模長度 L 的計(jì)算公式為： L=H固+H卸+H導(dǎo)+a 式中 H固固定板的厚度，mm； H卸固定卸料板的厚度，mm； H導(dǎo)導(dǎo)尺厚度，mma附加長度，它包括凸模的修磨量、凸模進(jìn)入

41、凹模的深度及凸模固定板與卸料板的安全距離等，一般可取出 1020mm。本次設(shè)計(jì)為倒裝復(fù)合模，凸模的長度根據(jù)固定板、凹模來計(jì)算，其中H固=24mm，H凹=35mm，為了減小沖裁力，沖裁時(shí)應(yīng)先沖孔，則須凸模略長一點(diǎn)，選定此距離為 4mm，則凸模的長度為 L=24+35+4=63mm。 4凸模材料和技術(shù)要求凸模大都用碳素工具鋼和合金工具鋼制造，如T10A、T12A、CrWMn、Cr12、Cr12MoV、9CrSi 等。凸模工作端（即刃口）淬硬至HRc5862(Cr12、Cr12WMn、9CrSi 等)，凸模尾端淬火后回火，硬度為 HRc4348 為宜。不同的凸模技術(shù)條件不盡相同，通用的技術(shù)條件主要有

42、：凸模頂面與凸模固定板裝配后一起磨平；刃口要鋒利不倒鈍；工作部位表面光滑，粗糙度一般為Ra=1.60.4m；小直徑的凸模軸端不允許打中心孔等。4.24.2 卸料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)卸料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沖裁模的卸料裝置是用來對(duì)條料、坯料、工件、廢料進(jìn)行推、卸、頂出的機(jī)構(gòu)，以便下次沖壓的正常進(jìn)行。4.2.14.2.1 卸料、推料和頂料結(jié)構(gòu)卸料、推料和頂料結(jié)構(gòu)卸料結(jié)構(gòu)是用于將條料、廢料從凸模上卸下的裝置，分剛性（固定卸料板）和彈性兩種。固定卸料板固定在凹模上面，卸料力大，但無壓料作用，多用于厚料沖裁模，濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文19凸模與卸料板單面有 0.20.5mm 的間隙。彈性卸料板是利用彈簧或橡膠的彈壓力進(jìn)行卸料，除卸

43、料外，還對(duì)毛坯有壓料作用，適用于薄料沖裁，卸料板形孔與凸模的單面間隙一般為 0.050.1mm。常見的卸料板結(jié)構(gòu)形式見表 4-3。表 4-3 常見的卸料板結(jié)構(gòu)形式結(jié) 構(gòu) 簡 圖特 點(diǎn) 無導(dǎo)向彈壓卸料板，廣泛應(yīng)用于薄材料和沖件要求平整的落料、沖孔、復(fù)合模等模具上的卸料。卸料效果好、操作方便。彈壓元件可用彈簧或硬橡膠板，一般以使用彈簧較好 平板式固定卸料板，結(jié)構(gòu)比彈壓卸料板更簡單，一般適用于沖制較厚的各種板材，若沖件平整度要求不高，也可沖制0.50.8mm 的各種板材 半固定式卸料板，一般適用于較厚材料的沖件沖孔模。由于加大凹模與卸料板之間的空間，沖制后的沖件可利用壓力機(jī)的傾斜或安裝推件裝置使沖件

44、脫離模具，同時(shí)操作也較方便，由于卸料板是半固定式，因此凸模高度尺寸也可相應(yīng)減少 彈壓式導(dǎo)板。導(dǎo)板由獨(dú)立的小導(dǎo)柱導(dǎo)向，用于薄料沖壓。導(dǎo)板不僅有卸料功能，更重要的是對(duì)凸模導(dǎo)向保護(hù)，因而提高了模具的精度和壽命 當(dāng)沖件材料厚度0.83mm 時(shí)，導(dǎo)板孔與凸模配合為 H7/h6濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文20 廢料切刀也是卸料的一種形式，它是利用沖裁時(shí)凹模下壓廢料于切刀刃口上，將廢料切斷，從而達(dá)到卸料的目的。 推（頂）件結(jié)構(gòu)是用于將制件或廢料從凹模型腔中推（頂）出的裝置，也分剛性和彈性兩種。本次設(shè)計(jì)的卸料裝置選用無導(dǎo)向彈壓卸料板，推件裝置選用有導(dǎo)向彈性推件板。4.2.24.2.2 卸料結(jié)構(gòu)關(guān)系尺寸計(jì)算卸料結(jié)構(gòu)關(guān)系

45、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，可按下式確定：Hx=（0.81.0）Ha式中 Hx 卸料板厚度，mm； Ha凹模厚度，mm。本次設(shè)計(jì)中，凹模厚度 Ha = 35mm，則 Hx=(0.81.0)35=(2835)mm，取 28mm。卸料板型孔形狀基本上與凹?？仔螤钕嗤?xì)小凹?？准疤厥庑涂壮猓?，因此在加工時(shí)一般與凸模配合加工。在設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)卸料板型孔對(duì)凸模兼起導(dǎo)向作用時(shí)，凸模與卸料板的配合精度為 H7/f6；對(duì)于不兼導(dǎo)向作用的彈性卸料板，一般卸料板型孔與凸模單面間隙為 0.050.1mm，而剛性卸料板凸模與卸料板單面間隙為 0.20.5mm，并保證在卸料力的作用下，在使工

46、件或廢料拉進(jìn)間隙內(nèi)為準(zhǔn)。卸料板一般選用 45 鋼制造，不需要熱處理。4.2.34.2.3 彈簧和橡膠的選用與計(jì)算彈簧和橡膠的選用與計(jì)算為了保證有足夠的卸料力，以便使制件和廢料能順利地從凸、凹模上卸下來，在設(shè)計(jì)沖模時(shí)，必須恰當(dāng)?shù)剡x用彈簧和橡膠的尺寸。 本次設(shè)計(jì)采用橡膠卸料。 在選用橡膠卸料或頂件時(shí)，應(yīng)根據(jù)卸料力和要求的壓縮量校核橡膠的工作壓力和許可的壓縮量，看能否滿足沖壓工藝的需要。 橡膠板的壓縮量不能過大，否則會(huì)影響其壓力和壽命，最大壓縮量不能超過其厚度的 45%，預(yù)壓縮量約為其厚度的（1015）%。橡膠高度 H 可按下式來計(jì)算： H=L/（0.250.30）式中 L所需的工作行程（壓縮量）

47、，mm；本次設(shè)計(jì)中，工作行程 L=4mm，推件橡膠厚度 H=4/(0.250.30)mm=13.316mm，選用 15mm；卸料橡膠略厚，厚度選用 18mm。4.34.3 定位形式與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)定位形式與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文21 模具上定位零件的作用是使毛坯或半成品在模具上能夠正確定位，根據(jù)毛坯形狀、尺寸及模具的結(jié)構(gòu)形式，可以選用不同的定位方式，常見的定位零件有擋料銷、定位板、導(dǎo)正銷和側(cè)刃等。1擋料銷 擋料銷的作用是給予條料或帶料在送料時(shí)以確定的送進(jìn)距離。主要有固定擋料銷、活動(dòng)擋料銷、自動(dòng)擋料銷、始用擋料銷和定距側(cè)刃等。 （1）固定擋料銷 其結(jié)構(gòu)簡單，常用的為圓頭形式，一般裝在凹模上，適用

48、于帶固定卸料板和彈性卸料板的沖模中。 。 （2）活動(dòng)擋料銷 擋料銷能自由活動(dòng)，其后端都帶有彈簧或彈簧片，送料較固定擋料銷稍為方便，不必將條料在擋料銷上套進(jìn)套出，但定位時(shí)需將條料前后移動(dòng)，因此生產(chǎn)率低，適用于沖裁窄形制件（620mm）和一般制件。 （3）自動(dòng)擋料銷 當(dāng)采用這種擋料銷時(shí)，無需將料抬起或后拉，只要沖裁后將料往前推，便自動(dòng)擋料，故能連續(xù)送料沖壓。 （4）始用擋料銷 又稱臨時(shí)擋料銷，一般用在級(jí)進(jìn)模上，當(dāng)開始沖裁時(shí)，作確定條料的準(zhǔn)確位置用，用時(shí)將擋料銷向里壓緊。2定位板、定位釘 定位板、定位釘是對(duì)單個(gè)毛坯或半成品按其外形或內(nèi)孔進(jìn)行定位的零件。由于坯料形狀不同，定位形式也很多。定位板與定位釘

49、一般采用 45 鋼制成，淬火硬度為4348HRc。濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文223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，導(dǎo)正銷先插入已沖好的孔中，將坯料精確定位。導(dǎo)正銷可裝落料凸模上，也可裝在固定板上。4定距側(cè)刃側(cè)刃多用于連續(xù)模，工作時(shí)在條料側(cè)邊沖去一個(gè)狹條，狹條長度等于步距，以此作為送料進(jìn)距。帶側(cè)刃的沖裁模操作方便，送料步距正確，易于實(shí)現(xiàn)沖壓自動(dòng)化，但浪費(fèi)材料。本次設(shè)計(jì)中為了送料方便，選用擋料銷作為定位元件，同時(shí)考慮到結(jié)構(gòu)上的要求，選用自動(dòng)擋料銷。4.44.4 沖模導(dǎo)向、安裝和有關(guān)零、部件沖模導(dǎo)向、安裝和有關(guān)零、部件4.4.14

50、.4.1 導(dǎo)向?qū)?在大批量生產(chǎn)中為了便于裝模，或在精度要求較高的情況下，模具都采用導(dǎo)向裝置，以保證精確的定位，提高沖件質(zhì)量及模具壽命。1上下模導(dǎo)向的基本形式 （1）導(dǎo)柱和導(dǎo)套導(dǎo)向 在上下模座上分別設(shè)置兩對(duì)或四對(duì)導(dǎo)柱、導(dǎo)套對(duì)凸、凹模進(jìn)行導(dǎo)向。導(dǎo)柱、導(dǎo)套都是圓柱形，加工方便，容易裝配，是模具行業(yè)應(yīng)用最廣泛的導(dǎo)向裝置。 （2）導(dǎo)板導(dǎo)向 模具中導(dǎo)板既對(duì)凸模起導(dǎo)向作用又起卸料板作用，導(dǎo)板與凸模采用 H7/h6 配合，導(dǎo)板厚度應(yīng)增高，在沖壓過程中使凸模與導(dǎo)板始終保證配合。 （3）套筒式導(dǎo)向 這種導(dǎo)向十分精確，導(dǎo)柱和套筒有很大的接觸面，磨損較慢，使用時(shí)間長，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且工作空間太小操作不便，只有在沖制鐘

51、表等精密小零件時(shí)才使用。 （4）導(dǎo)向塊導(dǎo)向 對(duì)于一些中型或大型沖模，尤其是彎曲、拉深、整形等有較大側(cè)向力的模具，往往采用導(dǎo)塊導(dǎo)向。2模架 模架由模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套及模柄等零件組成。模架已納入冷沖模國家標(biāo)準(zhǔn)。 模架可分為滑動(dòng)導(dǎo)向模架和滾動(dòng)導(dǎo)向模架。 （1）滑動(dòng)導(dǎo)向模架 滑動(dòng)導(dǎo)向模架的導(dǎo)柱導(dǎo)套為間隙配合，其配合種類有 H7/h6、H6/h5 兩種?；瑒?dòng)導(dǎo)向模架按導(dǎo)柱導(dǎo)套的多少及布置形式可分為后側(cè)導(dǎo)柱導(dǎo)套模架、中間導(dǎo)柱導(dǎo)套模架、對(duì)角導(dǎo)柱導(dǎo)套模架、四導(dǎo)柱導(dǎo)套模架。 后側(cè)導(dǎo)柱模架：其兩個(gè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套處于模架后側(cè)，可實(shí)現(xiàn)縱向、橫向送料，送料方便。但由于導(dǎo)柱導(dǎo)套偏置，易引起單邊磨損，不適于浮動(dòng)模柄的模具。濰坊學(xué)

52、院本科畢業(yè)論文23中間導(dǎo)柱模架：其兩個(gè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套位于模具左右對(duì)稱線上，受力均衡，但只能沿前后單方向送料。對(duì)角導(dǎo)柱模架：其兩個(gè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套布置于模具的對(duì)角線上，不但受力均衡，且能實(shí)現(xiàn)縱橫兩個(gè)方向送料。四導(dǎo)柱模架：其具有四個(gè)沿四角分布的導(dǎo)柱導(dǎo)套，不但受力均衡，導(dǎo)向功能強(qiáng)，且剛度大，適合于大型模具。 （2）滾動(dòng)導(dǎo)向模架 滾動(dòng)導(dǎo)向是在導(dǎo)套導(dǎo)柱之間通過一組滾珠，使之進(jìn)行滾動(dòng)導(dǎo)向。滾珠裝在保持架內(nèi)，排列對(duì)稱，分布均勻，與中心線成 角，使每個(gè)滾珠在上下運(yùn)動(dòng)時(shí)都有各自的滾道，以減少磨損。滾珠應(yīng)選用同一直徑，公差不超過 0.003mm。本次設(shè)計(jì)選用中間導(dǎo)柱導(dǎo)套模架，其導(dǎo)柱中心通過壓力中心，導(dǎo)向情況好，結(jié)構(gòu)也比四導(dǎo)

53、柱導(dǎo)套模架簡單。4.4.24.4.2 結(jié)構(gòu)件與安裝結(jié)構(gòu)件與安裝1上下模板模板分上模板和下模板，整個(gè)模具的各個(gè)零件都直接或間接地固定在上下模板上，因此它是整個(gè)模具的基礎(chǔ)。上模板通過模柄安裝在沖床滑塊上，下模板用壓板和螺栓固定在工作臺(tái)上。模座分為導(dǎo)柱（套）和不帶導(dǎo)柱（套）兩種。帶導(dǎo)柱（套）模板與導(dǎo)柱導(dǎo)套構(gòu)成模架，國標(biāo)規(guī)定模板的規(guī)格由凹模周界即 LB或 D 來確定。不帶導(dǎo)柱（套）的模板一般用在敞開模中，國標(biāo)也有規(guī)定，但一般工廠多為自行設(shè)計(jì)確定?；瑒?dòng)導(dǎo)向模板一般由鑄鐵制作，滾動(dòng)導(dǎo)向模板一般由鑄鋼或鍛件制作，不帶導(dǎo)柱（套）的模板有鑄鐵與鍛件兩種。本次設(shè)計(jì)選用帶導(dǎo)柱（套）模板，其外形尺寸根據(jù)凹模周界及整體

54、結(jié)構(gòu)要求確定為 179mm430mm。2墊板與固定板墊板的作用主要是承受凸模或凹模壓力，防止過大的沖壓力在上下模板上壓出凹坑，而影響模具的正常工作。墊板的外形尺寸與凹模周界尺寸一致，其厚度尺寸可參照周界尺寸按國標(biāo)確定，一般為 310mm。當(dāng)材料為 45 鋼時(shí)，熱處理后硬度為4045HRc；當(dāng)材料為 T7 時(shí)，淬火硬度為 5256HRc。 固定板主要用于小型凸、凹模等工作零件的固定。固定板的外形與凹模輪廓尺寸基本是一致的，厚度可按經(jīng)驗(yàn)公式（0.60.8）Hd 選取，Hd 為凹模厚度。材料一般選用 Q235。 本次設(shè)計(jì)墊板選用 45 鋼，厚度為 8mm；固定板選用 Q235，厚度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確定為

55、 H上固=24mm，H下固=32mm。濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文243模柄 模柄是連接上模與壓力機(jī)的零件，1000KN 以下壓力機(jī)的模具安裝一般均選用模柄連接，對(duì)于大型模具可用螺釘、壓板直接將上模座固定在滑塊上。常用的模柄有壓入式模柄、凸緣式模柄、槽形模柄、通用模柄、活動(dòng)模柄、浮動(dòng)式模柄等。若采用浮動(dòng)模柄，沖床滑塊的運(yùn)動(dòng)誤差不會(huì)影響上、下模的導(dǎo)向，但導(dǎo)柱與導(dǎo)套不能脫離。本次設(shè)計(jì)中選用最常用的壓入式模柄，查冷沖壓及塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)資料,選用模柄 A50110 GB2862.1-81.Q235 4.4.34.4.3 緊固件選用緊固件選用在冷沖模各種零件之間，尤其是上、下模各類零件與模座的結(jié)合部分，

56、多采用螺釘緊固、銷釘定位。鏍釘主要連接沖模中各零件，使其成為整體，而銷釘則起固定作用。在螺釘?shù)倪x用中多采用內(nèi)六角螺釘，這種螺釘?shù)膬?yōu)點(diǎn)是緊固牢靠，由于螺釘頭埋入模板內(nèi)，模具的外形比較美觀，裝拆空間小。也有時(shí)用外方角螺釘。對(duì)于一些輔助件的緊固也有用開口螺釘、沉頭螺釘?shù)?。銷釘均選用圓柱銷，設(shè)計(jì)時(shí)，圓柱銷不能少于兩個(gè)。本次設(shè)計(jì)中用于固定的螺釘選用內(nèi)六角螺釘，共有 4 個(gè) M1290GB/T70-1985 螺釘、4 個(gè) M1260GB/T70-1985 螺釘、4 個(gè) M1270 GB/T70-1985 螺釘；卸料螺釘選用 4 個(gè)1290GB2867.5-81 圓柱頭卸料螺釘。銷釘選用圓柱銷，共有 2 個(gè)

57、 1690GB/T119-1986 圓柱銷、2 個(gè)1670GB/T119-1986 圓柱銷、2 個(gè) 12100GB/T119-1986 圓柱銷。第第 5 5 章章 PRO/EPRO/E 三維技術(shù)簡介三維技術(shù)簡介5.15.1 CAD/CAMCAD/CAM 集成軟件的邏輯結(jié)構(gòu)集成軟件的邏輯結(jié)構(gòu)目前 CAD、CAE 和 CAM 技術(shù)都已發(fā)展到相當(dāng)實(shí)用的水平。發(fā)達(dá)國家競相推出其成熟的商品化軟件，對(duì) CAD、CAE 和 CAM 技術(shù)在各自領(lǐng)域的發(fā)展起到了相當(dāng)重要的促進(jìn)作用。由于制造業(yè)產(chǎn)品信息相當(dāng)復(fù)雜，要實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化，在分離的CAD、CAE、CAM 之間還需要大量的人工工作，這給企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)帶來了

58、極大的障礙。CADCAECAM 的集成是解決這個(gè)障礙的必然趨勢(shì)。CAD 包括幾何造型、自動(dòng)繪圖、產(chǎn)品裝配；CAE 包括工程分析、動(dòng)態(tài)模擬等；CAM 包括工藝過程規(guī)劃（CAPP） 、數(shù)控（NC） 、機(jī)器人和生產(chǎn)信息管理等。對(duì)于一個(gè)廣義的 CAD/CAE/CAM 集成系統(tǒng)而言，它包括以上的全部內(nèi)容。應(yīng)把以至（生產(chǎn)計(jì)劃與控制）等各種功能不同的軟件有機(jī)的結(jié)合在起來用統(tǒng)一的執(zhí)行控制程序來組織各種信息的提取、交換、共享和處理，以保證系統(tǒng)內(nèi)信息流的暢通，并協(xié)調(diào)各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。這是 CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）的主要思濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文25想。目前，廣泛研究的狹義的 CAD/CAE/CAM 集成，主要是幾

59、何造型、工程分析、工藝規(guī)劃和數(shù)控加工的集成，它是 CIMS 的核心技術(shù)，是當(dāng)今制造業(yè)中計(jì)算機(jī)應(yīng)用的研究熱點(diǎn)之一。5.25.2 CAD/CAMCAD/CAM 系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 現(xiàn)有的或正在開發(fā)的 CAD/CAE/CAM 系統(tǒng)可分為三種類型。（1）傳統(tǒng)型系統(tǒng) 這類系統(tǒng)有 I-DEAS、UG-、CATIA 等較著名的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上是以某種應(yīng)用功能（如工程繪畫、曲面設(shè)計(jì)或有限元分析等）為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，后來逐漸將其功能擴(kuò)充到 CAD/CAE/CAM 的其它領(lǐng)域。由于當(dāng)時(shí)硬件環(huán)境、設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法的局限性使這些系統(tǒng)無法適應(yīng)高度集成化的要求。（2）改造型系統(tǒng) 這類系統(tǒng)是 20 世紀(jì)

60、80 年代中期發(fā)展起來的，如 solidworks、Pro/ENGINEER 等。這些系統(tǒng)提高了某些功能的自動(dòng)化程度，如參數(shù)化特征設(shè)計(jì)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)與文件管理、數(shù)控加工程序的自動(dòng)生成等。5.35.3 PRO/EPRO/E 軟件簡介軟件簡介 1985 年，PTC 公司成立于美國波士頓，開始參數(shù)化建模軟件的研究。1988 年，V1.0 的 Pro/ENGINEER 誕生了。經(jīng)過 10 余年的發(fā)展，Pro/ENGINEER 已經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。目前已經(jīng)發(fā)布了 Pro/ENGINEER2000i2。PTC 的系列軟件包括了在工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的多項(xiàng)功能，還包括對(duì)大型裝配體的管理、功能仿真、