十字塊雙側(cè)刃定距固定卸料級進模設(shè)計方案

冷沖壓課程設(shè)計（說明書)題目:十字塊雙側(cè)刃定距固定卸料級進模設(shè)計機械工程工程學(xué)院材料成型及控制工程專業(yè)學(xué)號學(xué)生姓名指導(dǎo)教師老師二〇一年1月

摘要通過設(shè)計可使我鞏固所學(xué)的專業(yè)理論;進一步掌握注射模具設(shè)計和成型零件加工工藝制定的方法;提升測量、繪圖、查閱資料、文獻翻譯、應(yīng)用專業(yè)軟件等方面的能力與水平；能夠得到全面、系統(tǒng)工程實踐能力訓(xùn)練；培養(yǎng)和造就我的創(chuàng)新能力和工程意識、嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度、邏輯思維方式、求實的工作作風(fēng)及正確的科學(xué)研究方法。從而增強我的就業(yè)競爭力，為今后的實際工作打下良好的基礎(chǔ)。本課題來源于生產(chǎn)實際，綜合運用在學(xué)期間所學(xué)理論知識和技能，掌握塑料注射模具與成型零件加工工藝設(shè)計的步驟和方法，所設(shè)計模具結(jié)構(gòu)合理、工藝性好、裝配維修方便和經(jīng)濟?？梢允煜ぴO(shè)計開發(fā)模具的過程,培養(yǎng)獨立思考能力，檢驗學(xué)習(xí)效果和動手能力，提高工程實踐能力，為將來實際工作打下堅實的基礎(chǔ)。

目錄TOC\o"1-3”\h\z\uHYPERLINK”C：\\Users\\acer\\Desktop\\冷沖壓設(shè)計\\TIVEN冷沖壓課程設(shè)計（自動保存的）。docx"\l”_Toc136972848"HYPERLINK”C:\\Users\\acer\\Desktop\\冷沖壓設(shè)計\\TIVEN冷沖壓課程設(shè)計（自動保存的)。docx”第1章緒論 1HYPERLINK”C：\\Users\\acer\\Desktop\\冷沖壓設(shè)計\\TIVEN冷沖壓課程設(shè)計（自動保存的）。docx”\l”_Toc136972854”1.1沖壓技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用 1HYPERLINK”C:\\Users\\acer\\Desktop\\冷沖壓設(shè)計\\TIVEN冷沖壓課程設(shè)計(自動保存的）.docx”第2章工藝分析及沖壓方案確定 42。1沖壓件工藝分析 42。2工藝方案分析及確定 52.2。2沖壓工藝方案的確定 7\l”_Toc136972862"2.3沖壓排樣設(shè)計 72.3。1排樣原則 7HYPERLINK”C：\\Users\\acer\\Desktop\\冷沖壓設(shè)計\\TIVEN冷沖壓課程設(shè)計(自動保存的）。docx"2。3.2排樣圖 93.1沖壓力計算 9_Toc136972874”3.1。1沖裁力計算 9HYPERLINK”C:\\Users\\acer\\Desktop\\冷沖壓設(shè)計\\TIVEN冷沖壓課程設(shè)計(自動保存的).docx"3.3模具工作部分尺寸及公差 12\l”_Toc136972874”3.3。1落料尺寸大小為 12HYPERLINK”C:\\Users\\acer\\Desktop\\冷沖壓設(shè)計\\TIVEN冷沖壓課程設(shè)計(自動保存的)。docx"4。1凹模的設(shè)計 13C：\\Users\\acer\\Desktop\\冷沖壓設(shè)計\\TIVEN冷沖壓課程設(shè)計(自動保存的）。docx”4。1。2沖孔凹模 13HYPERLINK”C：\\Users\\acer\\Desktop\\冷沖壓設(shè)計\\TIVEN冷沖壓課程設(shè)計(自動保存的）。docx”4。1。3材料選用及固定方法 14HYPERLINK”C：\\Users\\acer\\Desktop\\冷沖壓設(shè)計\\TIVEN冷沖壓課程設(shè)計(自動保存的).docx”\l”_Toc136972874"4.1.2沖孔凸模 14HYPERLINK”C:\\Users\\acer\\Desktop\\冷沖壓設(shè)計\\TIVEN冷沖壓課程設(shè)計（自動保存的）.docx”\l”_Toc136972874"4。1。3凸模的校核 14HYPERLINK”C：\\Users\\acer\\Desktop\\冷沖壓設(shè)計\\TIVEN冷沖壓課程設(shè)計（自動保存的）.docx”\l”_Toc136972892”4。3卸料板的設(shè)計 15HYPERLINK”C：\\Users\\acer\\Desktop\\冷沖壓設(shè)計\\TIVEN冷沖壓課程設(shè)計（自動保存的)。docx"\l”_Toc136972895"4.5側(cè)刃的設(shè)計 15\l”_Toc136972895"4。6凸、凹模固定板與墊板的設(shè)計 15HYPERLINK”C:\\Users\\acer\\Desktop\\冷沖壓設(shè)計\\TIVEN冷沖壓課程設(shè)計（自動保存的）.docx”\l”_Toc136972895”4.7模架、導(dǎo)柱導(dǎo)套的選取 15HYPERLINK”C：\\Users\\acer\\Desktop\\冷沖壓設(shè)計\\TIVEN冷沖壓課程設(shè)計(自動保存的）.docx"第5章校核模具閉合高度及壓力機有關(guān)參數(shù) 17\l”_Toc136972899"第7章結(jié)論 18_Toc136972902"參考文獻 19

第1章緒論1。1沖壓技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用沖壓成形作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，用以生產(chǎn)各種板料零件,具有很多獨特的優(yōu)勢，其成形件具有自重輕、剛度大、強度高、互換性好、成本低、生產(chǎn)過程便于實現(xiàn)機械自動化及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，是一種其它加工方法所不能相比和不可替代的先進制造技術(shù)，在制造業(yè)中具有很強的競爭力,被廣泛應(yīng)用于汽車、能源、機械、信息、航空航天、國防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中.在吸收了力學(xué)、數(shù)學(xué)、金屬材料學(xué)、機械科學(xué)以及控制、計算機技術(shù)等方面的知識后，已經(jīng)形成了沖壓學(xué)科的成形基本理論.以沖壓產(chǎn)品為龍頭,以模具為中心，結(jié)合現(xiàn)代先進技術(shù)的應(yīng)用,在產(chǎn)品的巨大市場需求刺激和推動下，沖壓成形技術(shù)在國民經(jīng)濟發(fā)展、實現(xiàn)現(xiàn)代化和提高人民生活水平方面發(fā)揮著越來越重要的作用。進幾十年來，沖壓技術(shù)有了飛速的發(fā)展,它不僅表現(xiàn)在許多新工藝與新技術(shù)在生產(chǎn)的廣泛應(yīng)用上，如:旋壓成形、軟模具成形、高能率成形等,更重要的是人們對沖壓技術(shù)的認識與掌握的程度有了質(zhì)的飛躍.現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)是一種大規(guī)模繼續(xù)作業(yè)的制造方式，由于高新技術(shù)的參與和介入，沖壓生產(chǎn)方式由初期的手工操作逐步進化為集成制造。生產(chǎn)過程逐步實現(xiàn)機械化、自動化、并且正在向智能化、集成化的方向發(fā)展。實現(xiàn)自動化沖壓作業(yè)，體現(xiàn)安全、高效、節(jié)材等優(yōu)點，已經(jīng)是沖壓生產(chǎn)的發(fā)展方向其主要表現(xiàn)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(shù)的基礎(chǔ)。目前，國內(nèi)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(yīng)力應(yīng)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(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進一步完善，近年來國內(nèi)外已開始應(yīng)用塑性成形過程的計算機模擬技術(shù)，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(jù)分析結(jié)果，設(shè)計人員可預(yù)測某一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并通過在計算機上選擇修改相關(guān)參數(shù)，可實現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計.這樣既節(jié)省了昂貴的試模費用,也縮短了制模具周期.(2)沖模是實現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件。在沖模的設(shè)計制造上,目前正朝著以下兩方面發(fā)展：一方面,為了適應(yīng)高速、自動、精密、安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展，與此相比適應(yīng)的新型模具材料及其熱處理技術(shù)，各種高效、精密、數(shù)控自動化的模具加工機床和檢測設(shè)備以及模具CAD/CAM技術(shù)也在迅速發(fā)展；另一方面，為了適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)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(shù)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(fù)雜的汽車覆蓋件沖模代表了現(xiàn)代沖模的技術(shù)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(shè)計制造出達到國際水平的精度達2~5微米，進距精度2～3微米，總壽命達1億次。我國主要汽車模具企業(yè),已能生產(chǎn)成套轎車覆蓋件模具，在設(shè)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(jié)構(gòu)、功能方面也接近國際水平，但在制造質(zhì)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(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)等先進技術(shù)正在不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透、交叉、融合形成了現(xiàn)代模具制造技術(shù)。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(shù)、數(shù)控測量等代表了現(xiàn)代沖模制造的技術(shù)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(zhì)量（主軸轉(zhuǎn)速一般為15000到40000r/min)，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(tǒng)切削加工相比具有溫升低、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(xiàn)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(zhuǎn)的簡單管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣）,因此不再需要制造昂貴的成形電極，模具加工過程中的檢測技術(shù)也取得了很大的發(fā)展,現(xiàn)在三坐標測量機除了能高精度地測量復(fù)雜曲面的數(shù)據(jù)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(xiàn)場自動化檢測成為可能。此外，激光快速成形技術(shù)（RPM）與樹脂澆注技術(shù)在快速經(jīng)濟制模技術(shù)中得到了成功的應(yīng)用。利用RPM技術(shù)快速成形三維原型后，通過陶瓷精鑄、電弧涂噴、消失模、熔模等技術(shù)可快速制造各種成形模.(3）沖壓設(shè)備和沖壓生產(chǎn)自動化方面性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)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(shè)備相匹配。為了滿足大批量高速生產(chǎn)的需要，目前沖壓設(shè)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(shù)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(chǎn)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(shù)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(chǎn)率;在高速自動壓力機上沖壓電機定轉(zhuǎn)子沖片時，一分鐘可沖幾百片,并能自動疊成定、轉(zhuǎn)子鐵芯,生產(chǎn)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(shù)已達2000次/min以上。1.2模具發(fā)展現(xiàn)狀現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場總體上供不應(yīng)求，市場需求量維持在600億至650億美元，同時，我國的模具產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機遇.近幾年，我國模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持13％的年增長率(據(jù)不完全統(tǒng)計,2004年國內(nèi)模具進口總值達到600多億,同時，有近200個億的出口)，到2005年模具產(chǎn)值預(yù)計為600億元，模具及模具標準件出口將從現(xiàn)在的每年9000多萬美元增長到2005年的2億美元左右。單就汽車產(chǎn)業(yè)而言，一個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上億元,而當汽車更換車型時約有80%的模具需要更換。2003年我國汽車產(chǎn)銷量均突破400萬輛，預(yù)激2004年產(chǎn)銷量各突破500萬輛，轎車產(chǎn)量將達到260萬輛。另外，電子和通訊產(chǎn)品對模具的需求也非常大,在發(fā)達國家往往占到模具市場總量的20％之多。目前，中國17000多個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)約50多萬.1999年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值已達245億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二,作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50％，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6％，其它各類模具約占11％。模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)工藝裝備,是一種高附加值的高技術(shù)密集型產(chǎn)品，也是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，其技術(shù)水平的高低已成為衡量一個國家制造水平的重要標志.隨著國民經(jīng)濟總量和工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的不斷發(fā)展,各行各業(yè)對模具的需求量越來越大，技術(shù)要求也越來越高.目前我國模具工業(yè)的發(fā)展步伐日益加快，“十一五期間”產(chǎn)品發(fā)展重點主要應(yīng)表現(xiàn)在［2]：(1）汽車覆蓋件模；（2）精密沖模；（3）大型及精密塑料模；（4）主要模具標準件；(5）其它高技術(shù)含量的模具。目前我國模具年生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三，其中,沖壓模占模具總量的40%以上，但在整個模具設(shè)計制造水平和標準化程度上，與德國、美國、日本等發(fā)達國家相比還存在相當大的差距.以大型覆蓋件沖模為代表，我國已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。轎車覆蓋件模具設(shè)計和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高，代表覆蓋件模具的水平。在設(shè)計制造方法、手段上已基本達到了國際水平,模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國際水平，在轎車模具國產(chǎn)化進程中前進了一大步.但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面，以國外相比還存在一定的差距。標志沖模技術(shù)先進水平的多工位級進模和多功能模具，是我國重點發(fā)展的精密模具品種，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上,與國外多工位級進模和多功能模具相比，存在一定差距。1.3本課題的主要內(nèi)容與意義本課題主要研究的是級進模的設(shè)計.級進模是在壓力機一次沖程中，在有規(guī)律排列的幾個工位上分別完成一部分沖裁工序，在最后工序沖出完整工件。因為級進模是連續(xù)沖壓，生產(chǎn)過程中相當于每次沖程沖制一個工件，故生產(chǎn)效率高。級進模沖裁可以減少模具數(shù)量,操作方便安全，便于實現(xiàn)沖壓生產(chǎn)自動化。但它在定位中產(chǎn)生的累計誤差會影響工件精度,因此級進模多用于生產(chǎn)批量大，精度要求不高，需要多工序沖裁的小零件加工。根據(jù)零件圖的設(shè)計要求，進行沖壓工藝分析,制定工藝方案，編制零件的加工工藝過程卡。設(shè)計內(nèi)容還包括:排樣圖設(shè)計，總的沖壓力計算機壓力中心計算，刃口尺寸計算,彈簧、橡膠件的計算和選用，凸、凹?；蛲?、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計以及其他沖模零件的設(shè)計，繪制模具裝配圖和工作零件圖.編寫畢業(yè)設(shè)計說明書.主要內(nèi)容如下：1到模具制造相關(guān)企業(yè)調(diào)研，了解模具生產(chǎn)，制造,加工情況。結(jié)合本設(shè)計課題，查閱相關(guān)資料。并完成基本參數(shù)的計算及沖壓機的選用;2確定模具類型及結(jié)構(gòu)，分析設(shè)計已知工件級進模具.充分分析工件結(jié)構(gòu)，工藝性，了解級進模機構(gòu)及工作原理完；3運用CAD,PRO—E等工具軟件輔助設(shè)計完成模具整體結(jié)構(gòu)；4對模具工作部分尺寸及公差進行設(shè)計計算；5對模具典型零件需進行選材及工藝路線分析；6繪制模具零件圖及裝配圖；7編寫設(shè)計說明書.該課題是來源于生產(chǎn)實際,零件結(jié)構(gòu)典型，使用量大，難度適中。本課題在分析零件結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上,優(yōu)化設(shè)計模具,采用多工序級進模.緊密結(jié)合生產(chǎn)實際的課題，對學(xué)生了解和掌握沖壓模具制品生產(chǎn)過程、模具設(shè)計，提高工程設(shè)計和解決實際問題的能力，具有很重要的意義。學(xué)生經(jīng)過本模具的設(shè)計后,能較好的掌握沖壓模具的設(shè)計流程和方法，使其具備一定的沖壓模具設(shè)計能力，為以后走入工廠打下良好的基礎(chǔ).第二章工藝分析及沖壓方案確定2。1沖壓件的工藝分析圖2-1工件本工件要求大批量生產(chǎn)，尺寸不大，外形簡單，中間孔沒有位置精度要求，復(fù)雜度較低，尺寸精度要求低,故可采用沖裁加工,材料為Q235.要求斷面毛刺<0。3mm，零件精度選用T12（不高于T10），模具制造精度選用IT9（不高于IT6）。沖裁件外輪廓尺寸96公差為±0.4mm，外形尺寸32公差為±0.3mm，?10孔公差為±0.12mm，中心孔與邊緣距離公差為±0.5mm，，表面粗糙度值選用6。3μm，本產(chǎn)品厚度較大，宜選用剛性卸料裝置固定卸料;雙側(cè)刃定位使沖裁更加穩(wěn)定。2.2工藝方案的分析和確定2。2.1工藝方案分析沖裁工序可分為單工序沖裁、復(fù)合工序沖裁和連續(xù)沖裁。(1）單工序模在一副模具中完成只完成一種工序的沖模，如落料模，沖孔模，拉深模等結(jié)構(gòu)較為簡單,生產(chǎn)效率不高，一般適用于小批量生產(chǎn).（2）復(fù)合模是在單工序模的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種較先進的模，在一副沖模中一次定位可以同時完成幾個工序.復(fù)合模結(jié)構(gòu)緊湊，一套模具能完成若干工序，大大減少了模具和占用的沖壓設(shè)備的數(shù)量，減少了操作人員和周轉(zhuǎn)時間，勞動生產(chǎn)效率高.（3)連續(xù)模是把完成一個沖件的幾個工序，排列成一定的順序，組成連續(xù)模，在沖裁過程中，條料在模具中依次在不同的工序位置上，分別完成沖件所要求的工序，除最初幾次沖程外，以后每次沖程都可以完成一個（或幾個）沖裁件。在一副模具中,可以完成包括沖裁，彎曲，拉深和成形等多道沖壓工序；減少了使用多副模具的周轉(zhuǎn)和重復(fù)定位過程，顯著提高了勞動生產(chǎn)率和設(shè)備利用率。2.2。2。沖壓工藝方案的確定完成此工件需要沖孔、落料兩道工序。其加工工藝方案分為以下3種:1。方案一：單工序模生產(chǎn)。先沖孔,后落料;2。方案二：級進模生產(chǎn).沖孔-落料級進沖壓；3.方案三：復(fù)合模生產(chǎn)。沖孔—落料復(fù)合沖壓.各模具結(jié)構(gòu)特點及比較如下表3—1:表3—1各類模具結(jié)構(gòu)及特點比較模具種類比較項目單工序模（無導(dǎo)向）(有導(dǎo)向)級進模復(fù)合模零件公差等級低一般可達IT13～IT10級可達IT10～IT8級零件特點尺寸不受限制厚度不受限制中小型尺寸厚度較厚小零件厚度0.2~6mm可加工復(fù)雜零件，如寬度極小的異形件形狀與尺寸受模具結(jié)構(gòu)與強度限制，尺寸可以較大，厚度可達3mm生產(chǎn)效率低較低工序間自動送料，可以自動排除制件，生產(chǎn)效率高沖件被頂?shù)侥＞吖ぷ鞅砻嫔?，必須手動或機械排除，生產(chǎn)效率較低安全性不安全,需采取安全措施比較安全不安全，需采取安全措施模具制造工作量和成本低比無導(dǎo)向的稍高沖裁簡單的零件時，比復(fù)合模低沖裁較復(fù)雜零件時,比級進模低適用場合料厚精度要求低的小批量沖件的生產(chǎn)大批量小型沖壓件的生產(chǎn)形狀復(fù)雜，精度要求較高，平直度要求高的中小型制件的大批量生產(chǎn)根據(jù)分析結(jié)合表分析:方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，制造周期短，制造簡單，但需要兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低,難以滿足大批量生產(chǎn)的要求。方案二只需一副模具，生產(chǎn)效率高,操作方便,精度也能滿足要求,模具制造工作量和成本在沖裁簡單的零件時比復(fù)合模低。方案三只需一副模具，制件精度和生產(chǎn)效率都較高，且工件最小壁厚大于凸凹模許用最小壁厚模具強度也能滿足要求.沖裁件的內(nèi)孔與邊緣的相對位置精度較高，板料的定位精度比方案二低，模具輪廓尺寸較小。綜上對上述三種方案的分析比較，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。采用先沖孔后落料的方式，工序一：沖孔工序二：落料

2。3沖壓排樣圖設(shè)計2.3.1排樣原則:在一幅級進模里,因沖的制件不同,各工位就有不同的沖壓工序，每個工位的沖壓性質(zhì)都須遵循一定的規(guī)則,如果違背就沖不出合格的制件，所以必須設(shè)計好。排樣是模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要依據(jù)，排樣圖的好壞，直接關(guān)系到模具的設(shè)計.排樣工作雖然比較簡單，但很有講究,而且非常重要。排樣原則如下：①提高材料的利用率：對沖裁件來說，由于產(chǎn)量大、沖壓的生產(chǎn)率高，所以材料費用常會占沖件成本的60%以上。材料利用率是一項很重要的經(jīng)濟指標。要提高材料利用率,就必須減少廢料面積.沖裁過程中所產(chǎn)生的廢料可分為結(jié)構(gòu)廢料與工藝廢料兩種。結(jié)構(gòu)廢料是由工件的形狀決定的，而工藝廢料則是由沖方式和排樣方式所決定的。因此要提高材料的利用率只要應(yīng)從減少工藝廢料著手，設(shè)計處合理的排樣方案.有時，在不影響沖件使用性能的前提下，頁可適當改變沖裁件的形狀.A使工人操作方便、安全、減輕工人的勞動強度.條料在沖裁過程中翻動要少，在材料利用率相同或相近時，應(yīng)盡可能選條料寬、進距小的排樣方法。它還可減少板料裁切次數(shù)，節(jié)省剪裁備料時間。B使模具結(jié)構(gòu)簡單、模具壽命較高。C排樣應(yīng)保證沖裁件的質(zhì)量。對于彎曲件的落料，在排樣時還應(yīng)考慮板料的纖維方向。排樣設(shè)計的內(nèi)容包括選擇排樣方法；確定搭邊的數(shù)值；計算條料寬度及送料步距;畫出排樣圖。有必要時還應(yīng)核算材料的利用率。②排樣方法:根據(jù)材料經(jīng)濟利用的程度，排樣方法可以分為：A有廢料排樣法有廢料排樣法是在沖裁件與沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間，都有工藝余料（稱搭邊)存在，沖裁是閑著沖裁件的封閉輪廓進行，所以沖裁件質(zhì)量較好,模具壽命較長，但材料利用率較低。B少廢料排樣法少廢料排樣法是只有在沖裁件與沖裁件之間或只有在沖裁件與條料側(cè)邊之間留有搭邊,而在沖裁件與條料側(cè)邊或在沖裁件與沖裁件之間無搭邊存在。這種排樣方法的沖裁只沿著沖裁件的部分外輪廓進行，材料利用率可達70％~90％C無廢料排樣法無廢料排樣法是在沖裁件與沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間均無搭邊存在。這種排樣方法的沖裁件實際上是直接由切斷條料獲得，所以材料利用率可達85％～95％。采用少、無廢料的排樣法，材料利用率高，不但有利于一模獲得多個沖裁件，而且可以簡化模具結(jié)構(gòu)、降低沖裁件。但少、無廢料排樣的應(yīng)用范圍有一定的局限性，受到工件形狀、結(jié)構(gòu)的限制、且由于條料本身的寬度公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差會直接影響沖裁件尺寸二使沖裁件的精度降低。同時，往往因模具單面受力而加快磨損，降低模具壽命,也會直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。因此,排樣時必須全面權(quán)衡利弊。無論時采用有廢料或少、無廢料的排樣，根據(jù)沖裁件在條料上的不同布置方法，排樣方法又有直排，斜排，對排?？梢愿鶕?jù)不同的沖裁件形狀加以選用。③搭邊：排樣時沖裁件與沖裁件之間以及沖裁件與條料之間留下的工藝余料稱為搭邊。A搭邊的作用1.起起補償條料的剪裁誤差、送料步距誤差，以及補償由于條料與導(dǎo)料板之間有間隙所造成的松遼歪斜誤差的作用2。使凸、凹模刃口雙邊受力。由于搭邊的存在，使凸、凹模刃口沿整個封閉輪廓線沖裁。受力平衡，合理間隙不易破壞,模具壽命與工作斷面質(zhì)量都能提高3。對于利用搭邊拉條料的自動送料模具，搭邊使條料有一定的剛度,以保證條料的連續(xù)送進。B搭邊的數(shù)值搭邊過大，浪費材料。搭邊過小，起不到上述應(yīng)有的作用,過小的搭邊還可能被拉入凸模和凹模的間隙，使模具容易磨損，甚至損壞模具刃口。搭邊的合理數(shù)值就是保證沖裁件質(zhì)量，保證模具較長壽命、保證自動送料時步被拉彎拉斷條件下允許的最小值。.搭邊值通常由經(jīng)驗確定，表所列搭邊值為普通沖裁時經(jīng)驗數(shù)據(jù)之一。④計算步距、條料寬度和材料利用率:選定排樣方法和確定搭邊值之后，就要計算送料步距和條料寬度，這樣才能畫出排樣圖。（1)送料步距A條料在模具上每次送進的距離成為送料步距（簡稱步距或進距）.每個步距可以沖出一個零件，也可以沖出幾個零件.送料步距的大小應(yīng)為條料上兩個對應(yīng)沖裁件的對應(yīng)點之間的距離。（2)條料寬度B條料式由板料剪裁下料而得，為保證送料順利，剪裁時得公差帶分布規(guī)定上偏差為零,下偏差為負值。條料在模具上送進時一般都有導(dǎo)向，當是使用導(dǎo)料板導(dǎo)向而無測壓裝置時，在寬度方向也會產(chǎn)生送料誤差。條料寬度B得計算應(yīng)保證在這二種誤差得影響下，仍能保證在沖裁件與條料側(cè)邊之間有一定得搭邊值。查表得搭邊值：a=2。0mmb=2。5mm送料步距S：條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距，每個步距可沖一個或多個零件.進距與排樣方式有關(guān)，是決定側(cè)刃長度的依據(jù)。條料寬度的確定與模具的結(jié)構(gòu)有關(guān)。級進模送料步距SDmax零件橫向最大尺寸，a搭邊S＝90。5+2=92.5mm條料寬度B=Dmax+2b=90.5+2＊2.5=95。5mm，B=100條料利用率:η=nABS＊100%=51209250*100%≈2.3.2排樣圖:排樣圖如下:模具主要工藝參數(shù)計算3。1沖壓力計算3.1。1沖裁力計算用平刃沖裁時，其沖裁力Ｆ一般按下式計算：式中：F-沖裁力；L—沖裁周邊長度;t—材料厚度；Q235τb的值查《沖壓工藝與模具設(shè)計》(簡稱《沖1》）附錄表1為310~380Ｍpa，取τb=380MpaＫ—系數(shù)；一般取Ｋ=1.3.1、沖孔力計算沖孔周長：L=π×10=31。4mm所以沖孔力F=KLtτb=1。3×31.4×2×350=28。574kN2．落料力的計算落料周長L=32＊12=384mm落料沖裁力F2=KLtτb=1。3×384×2×350=349.44kN。3.1.2卸料力、頂件力的計算一般按以下公式計算：卸料力推件力為卸料力系數(shù)，其值查表3-1可得所以總沖壓力表3-1卸料力、推件力和頂件力系數(shù)料厚t/mmKXKTKD鋼≤0.1＞0.1～0.5＞0.5～2。5＞2。5～6.5＞6.50.06~0。0750。045～0。0550。04～0.050。03～0。040。02～0。030。10.0630.0500。0450.0250.140。080.060.050。03鋁、鋁合金純銅,黃銅0。025~0。080。02~0。060。03～0.070.03~0.09由，即沖壓時工藝力的總和不能大于壓力機公稱壓力的50%-60％，取，則公稱壓力。初選壓力機的公稱壓力為1600Kn，即JA21-160型壓力機。3。2。壓力中心的計算用解析計算法求出沖模壓力中心。X1=45。25，X2=136。75，X3=137.75，X4=136。75Y1=58,Y2=5,Y3=58,Y4=111，L1=384,L2=195,L3=31。4,L4=195，所以X0=（L1x1＋L2x2＋…Lnxn）/（L1＋L2＋…Ln)=(384＊45.25+195*136.75+31.4*137。75+195＊136。75）/(384+194+194+31.4）=(17376+26666。25+26666.25+4325。35)/（803。4)=75033.85/803。4=93。4Y0=（L1y1＋L2y2＋……Lnyn）/（L1＋L2＋…＋Ln）=(22272+975+1821。2+21645)/(384+194+194+31。4)=46713.2/803.4=583.3模具工作部分尺寸及公差3.3.1．落料尺寸大小為為保證沖出合格沖件。沖裁件精度IT10以上，X取1。沖裁件精度IT11~IT13，X取0。75。沖裁件精度IT12,X取0。5。由于本產(chǎn)品采用IT12級精度，所以X取0。75查表知：Zmax=0。360,Zmin=0.246。查表得：沖孔?10：δ凸=0.02，δ凹=0。02，由此得：Zmax—Zmin=0.360-0。246=0.114δ凸+δ凹=0.04滿足:Zmax—Zmin≥δ凸+δ凹所以沖孔凸凹模采用分開加工方法，沖孔凸凹模刃口部分尺寸計算：落料凸凹模選用配做法：主要尺寸有A:90mm取x=0。75，B：32mm，取x=0。75凸模尺寸A凹=（96-B落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是89。4mm,31.55mm，不必標出公差，但要在技術(shù)條件中注明:凸模實際尺寸與落料凹模配制,保證最小雙面合理間隙值：Zmin=0.246主要零部件設(shè)計4．1．凹模的設(shè)計4.1.1.落料凹模1、凹?？卓谛问接捎诠ぜ枯^大，壁厚較厚，故選刃口強度較高的用直筒形刃口,選取表2.9.4中3號刃口形式.《沖壓模具設(shè)計與制造》(簡稱《沖2》)2、凹模尺寸凹模高度HH≥kB=0。28×96=26.88mm(取30mm）《沖1》表2—23。所以H=30mm凹模壁厚CC根據(jù)《沖1》表2-22取35mm，C=35mm刃口高度hh取6mm(《沖壓模具簡明設(shè)計手冊》表2.40簡稱《沖3》）則凹模外形尺寸為90。5+35＊2=160mm凹模整體尺寸為160×30（mm)4.1。2。沖孔凹模1、凹模刃口形式由于沖孔尺寸較小，對刃口強度要求較高，故采用直筒型刃口3號形式《沖2》表2.9。42、凹模尺寸高度HH≥kB=0。28＊10=2。8H最小不能小于15mm，故取20mm凹模壁厚C查表得C=35mm《沖3》表2.42刃口高度6mm《沖3》表2.40凹模外形尺寸10+35*2=90mm整體尺寸為：90×90×20故使用落料凹模的尺寸160×203、整體長度90.5+2+35+90。5+35=253mm取2504、凹模整體尺寸為:250×160×404.1.3.材料選用及固定方法1、凹模材料的選用:材料選用Cr12MoV。《沖1》附表5-12、凹模的固定方法：螺釘銷釘固定，選用螺釘M12《沖3》表2.46螺孔最小間距80mm最大150mm。4．2．凸模的設(shè)計4.2。1.落料凸模1、結(jié)構(gòu)采用臺階式結(jié)構(gòu)，固定部分采用圓形截面，尺寸取?100mm.2、長度L=l=30+10+5+10=55mml1l2l3l附加長度3、材料選用Cr12MoV《沖1》附表5—14。2。2.沖孔凸模1、結(jié)構(gòu)采用臺階式結(jié)構(gòu),固定部分采用圓形截面，尺寸取?12mm。2、長度L=l=30+10+5+10=55mm3、材料選用Cr12MoV《沖1》附表5—14.2.3．凸模的校核:考慮沖孔凸模的直徑很小，故需對最小凸模?10進行強度和剛度校核：1、剛度的校核：根據(jù)凸模校核公式：L≤90d/可得:L≤90d/=L：為凸模的允許最大自由尺寸,而設(shè)計中,凸模的自由尺寸＜14.6，所以鋼度得以校核.4。3．卸料板的設(shè)計:卸料板采用Q235制造，卸料板輪廓尺寸與凹模固定板輪廓尺寸相同，厚度h0查表得h0=10mm緊固螺釘選用M8?！稕_3》表15。29卸料版與凸模的單邊間隙Z/2選用0.3mm?！稕_3》表15.304.4．導(dǎo)料板的設(shè)計：根據(jù)卸料版采用分離式導(dǎo)料板，由于無側(cè)壓裝置，導(dǎo)料板與條料間隙取1mm，材料選用45鋼，厚度為材料厚度的2.5