模具設(shè)計論文.doc

IV山東理工大學(xué)成人高等教育函授本科論文摘 要近十多年來，隨著對發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的重要性獲得前所未有的共識，沖壓成形技術(shù)取得了前所未有的進(jìn)展。本論文應(yīng)用所學(xué)專業(yè)理論課程和生產(chǎn)實(shí)際知識進(jìn)行了冷沖壓模具設(shè)計工作的實(shí)際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了冷沖壓模具設(shè)計等課程所學(xué)的內(nèi)容。通過本次設(shè)計，掌握冷沖壓模具設(shè)計的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設(shè)計的基本技能，懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了模具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計算能力，繪圖能力，同時對相關(guān)的課程進(jìn)行了全面的復(fù)習(xí)。本設(shè)計采用落料沖孔復(fù)合模，模具設(shè)計制造簡便易行。考慮到?jīng)_壓技術(shù)在當(dāng)今制造業(yè)的地位及發(fā)展前景，因此，值得進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究。關(guān)鍵詞：先進(jìn)制造 沖壓 模具 設(shè)計目 錄摘 要I目 錄II前 言1第一章 冷沖壓模具基本知識21.2沖壓工藝的特點(diǎn)及應(yīng)用 2第二章 零件工藝分析及設(shè)計方案確定42.1工件零件42.2零件工藝分析42.3確定工藝方案模具結(jié)構(gòu)62.3.1定位裝置82.3.2卸料裝置8第三章 沖孔落料模模具結(jié)構(gòu)設(shè)計93.2排樣及計算條料寬度及確定步距93.3材料利用率的計算103.4總沖壓力的計算123.5沖壓設(shè)備的選用133.6壓力中心的計算14第四章 沖孔落料模的主要零部件設(shè)計164.1凹凸模工作部分尺寸計算原則164.2凹模的尺寸及制造精度164.3凸模的尺寸及制造精度174.4、凹模間隙194.5模的結(jié)構(gòu)形式194.6凸模的設(shè)計20第五章 沖孔落料模輔助零件設(shè)計235.1擋料銷235.2導(dǎo)料板235.3卸料板245.4導(dǎo)向零件245.5連接與固定零件255.5.1上、下模座255.5.2模柄255.5.3螺釘與銷釘26第六章 壓筋切舌模設(shè)計計算276.1彎曲力的計算276.2凸、凹模圓角半徑276.3凸、凹模間隙286.4彎曲模零件總體尺寸的確定286.5模具自制零件的材料及熱處理要求296.6壓筋切舌模壓力機(jī)的選擇29總結(jié)30致謝31參考文獻(xiàn)32附件 模具的安裝調(diào)試33A.1 沖孔落料模的安裝調(diào)試33A.1.1確定裝配方法和裝配順序33A.1.2裝配要點(diǎn)33A.2壓筋切舌模的安裝調(diào)試3434前 言隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展需要，模具已成為現(xiàn)代化不可缺少的工藝設(shè)備，模具設(shè)計是模具專業(yè)一個重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，是我們對所學(xué)知識的綜合運(yùn)用，通過對專業(yè)知識的綜合運(yùn)用，使學(xué)生對模具從設(shè)計到制造的過程有了一個基本的了解和認(rèn)識，為以后的工作及進(jìn)一步學(xué)習(xí)深造打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計的主要目的有兩個：一是讓學(xué)生掌握查閱資料手冊的能力，能夠熟練地運(yùn)用工程軟件進(jìn)行模具設(shè)計。二是掌握模具設(shè)計方法和步驟，了解模具的加工工藝過程。本設(shè)計主要工序包括：沖孔和落料。本設(shè)計分別論述了產(chǎn)品工藝分析、沖壓方案的確定、工藝計算、模板及主要零件設(shè)計、模具裝配等問題。論文對壓力機(jī)的選擇、壓筋切舌模的設(shè)計及模具的安裝調(diào)試也做了詳細(xì)分析。文中還附有必要的插圖和數(shù)據(jù)說明，做到了對此短臂件沖壓的明了、精確、系統(tǒng)的設(shè)計。本設(shè)計的內(nèi)容是確定復(fù)合模內(nèi)型和結(jié)構(gòu)形式以及工藝性，繪制模具總圖和非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖。 第一章 冷沖壓模具基本知識 冷沖壓是在常溫下利用沖模在壓力機(jī)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1.1冷沖壓工序的分類。它是壓力加工方法的一種，是機(jī)械制造中先進(jìn)的加工方法之一。 由于冷沖壓加工的零件形狀、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能等不同，其沖壓方法可分為分離工序和變形工序兩大類。冷沖壓可分為五個基本工序：（1）沖裁 使板料實(shí)現(xiàn)分離的沖壓工序。（2）彎曲 將金屬材料沿玩曲線彎成一定的角度和形狀的沖壓工序。（3）拉伸 將平面板料變成各種開口空心件，或者把空心件的尺寸作進(jìn)一步改變的沖壓工序。（4）成形 用各種不同性質(zhì)的局部變形來改變毛坯或沖壓件形狀的沖壓工序。（5）立體壓制（體積沖壓）將金屬材料體積重新分布的沖壓工序。1.2沖壓工藝的特點(diǎn)及應(yīng)用冷沖壓工藝與其它加工方法相比，有以下特點(diǎn)：（1）用冷沖壓加工方法可得到形狀復(fù)雜、用其它加工方法難以加工的工件，如薄殼零件等，冷沖壓件的尺寸精度是由模具保證的，因此，尺寸穩(wěn)定，互換性好。（2）材料利用率高、工件重量輕、剛性好、強(qiáng)度高、沖壓過沖耗能少。因此，工件的成本較低。（3）操作簡單、勞動強(qiáng)度低、易于實(shí)現(xiàn)自動化、生產(chǎn)率高。（4）冷沖壓加工中所用的模具結(jié)構(gòu)一般比較復(fù)雜，生產(chǎn)周期較長、成本較高，因此，多用于成批、大量生產(chǎn)。由于冷沖壓有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，因此，在機(jī)械制造、電子、電器等各行各業(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用。在許多先進(jìn)的工業(yè)國家里，沖壓生產(chǎn)和模具工業(yè)得到高度的重視，模具工業(yè)成為重要的產(chǎn)業(yè)部門，而沖壓生產(chǎn)則成為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)先進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品的重要手段。 第二章 零件工藝分析及設(shè)計方案確定2.1工件零件對下圖一沖壓件進(jìn)行設(shè)計，材料為Q235，厚度為2mm。批量1000件，精度要求不高，可用公差等級為IT14級。零件圖如圖2.1所示：圖2.1工件圖2.2零件工藝分析沖裁件的工藝性是指從沖壓工藝方面來衡量設(shè)計是否合理。一般來講，在滿足工件使用要求的條件下，能以最簡單最經(jīng)濟(jì)的方法將工件沖制出來，就說明該件的沖壓工藝性好，否則，該件的工藝性就差。當(dāng)然工藝性的好壞是相對的，它直接受到工廠的沖壓技術(shù)水平和設(shè)備條件等因素的影響。以上要求是確定沖壓件的結(jié)構(gòu)，形狀，尺寸等是確定沖裁件工藝實(shí)應(yīng)性的主要因素。此工件形狀比較復(fù)雜，但精度要求不高只有IT14級，主要工序有沖孔、落料、壓筋、切舌，沖孔尺寸有：46；落料尺寸有：70 、35、50 、60、37、75、30； 壓筋尺寸有：25；定位尺寸有：380.2；切舌尺寸有：15、15；定位尺寸有：150.2；Q235是普通碳素鋼；材料狀態(tài):未淬火；抗剪強(qiáng)度=304373MPa；抗拉強(qiáng)度b=432461MPa；屈服點(diǎn)s=235MPa；伸長率10=1923%。從它的力學(xué)性能可知它的沖裁性較好。沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。主要用于加工板料零件。沖壓加工時，板料在模具的作用下，于其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力，當(dāng)內(nèi)力的作用達(dá)到一定程度時，板料就會產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對應(yīng)的變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件。綜上分析，要選取在滿足工件質(zhì)量與生產(chǎn)率的要求下，模具制造成本低、壽命長、操作方便又安全的工藝方案。其具體要求為：對沖裁件形狀與尺寸的要求1、沖裁件的形狀應(yīng)盡可能簡單、對稱，最好采用圓形、矩形等規(guī)則的幾何形狀或由這些基本形狀所組成。在許可的情況下，把沖裁件設(shè)計成少、無廢料排樣的形狀。2、沖裁件的外形或內(nèi)孔的轉(zhuǎn)角處，應(yīng)盡量避免有過尖的銳角，宜采用圓角連接。3、沖裁件的孔徑太小時，凸模易折斷或壓彎。沖孔的最小尺寸取決于材料的機(jī)械性能、凸模強(qiáng)度和模具結(jié)構(gòu)。沖小孔的凸模宜采用保護(hù)套。 4、沖裁件上局部凸出或凹入部分應(yīng)避免有窄長的切口和狹長的槽，否則會降低模具壽命和工件質(zhì)量。5、沖裁件上孔與孔之間，孔至邊緣之間的距離不宜過小，否則會產(chǎn)生孔與孔間材料的扭曲或使邊緣材料變形。也會影響沖模的強(qiáng)度及工件的質(zhì)量都不易保證。沖裁件對尺寸精度的要求一般普通沖裁所得到?jīng)_裁件的尺寸精度在IT10IT11級以內(nèi)。本工件材料為Q235，厚度為2mm。具有良好的沖壓性能,且沖裁件結(jié)構(gòu)形狀簡單，所以精度按照IT14級制造。取磨損系數(shù)X=0.5。結(jié)論（1）材料：Q235鋼板是普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的可沖壓性能。（2）工件結(jié)構(gòu)形狀：沖裁件內(nèi)、外形應(yīng)盡量避免有尖銳清角，為提高模具壽命，建議將所有90清角改為R1的圓角。（3）尺寸精度：零件圖上所有尺寸均未標(biāo)注公差，屬自由尺寸，可按IT14級確定工件尺寸的公差。經(jīng)查公差表，各尺寸公差為：、500.620、。2.3確定工藝方案模具結(jié)構(gòu)因該工件屬大批量生產(chǎn)，根據(jù)零件的生產(chǎn)批量、尺寸精度和材料種類與厚度，選擇模具的導(dǎo)向方式與精度，定距方式及卸料方式等，現(xiàn)有如下兩種模具結(jié)構(gòu)方案：方案一：采用復(fù)合沖裁模結(jié)構(gòu)。即：在壓力機(jī)滑塊一次行程中、在模具同一工位同時完成沖孔和落料。方案二：采用級進(jìn)沖裁模結(jié)構(gòu)。即：在壓力機(jī)滑塊的一次行程、在模具不同工位分別進(jìn)行工件的內(nèi)形和外形沖裁，而在最后工位才制成工件。級進(jìn)模與復(fù)合模特點(diǎn)比較如表2.1：表2.1 級進(jìn)模與復(fù)合模具特點(diǎn)比較項目級進(jìn)模復(fù)合模工作情況尺寸精度可達(dá)到IT13IT10級可達(dá)IT9IT8級工件形狀可加工復(fù)雜零件，如果寬度極小形狀與尺寸要受模具孔與外形得位置精度得異型件，特殊型件結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度得限制工件得平整性較差較高工件尺寸較差，易彎曲推板上落料，平整工件厚度宜較小零件0.66mm可較大零件0.053mm工藝性能操作性能安全性生產(chǎn)率方便比較安全可采用高生產(chǎn)率高速壓機(jī)不方便，要手動卸料不太安全不宜高速沖裁條料寬度要求嚴(yán)格要求不嚴(yán)格模具制造形狀簡單的工件比復(fù)合模容易形狀復(fù)雜工件比連續(xù)模容易該工件材料為Q235，厚度為2mm。大批量生產(chǎn)，精度要求不高，IT14級即可，對比以上兩種方案決定采用級進(jìn)模沖裁結(jié)構(gòu)。通過到工廠的調(diào)研，了解到其工件包括下料、落料、沖孔、壓筋、切舌幾個工序。經(jīng)過研究可采用以下幾個方案來實(shí)施：1、下料壓筋沖孔切舌落料2、下料沖孔切舌壓筋落料3、下料沖孔切舌落料壓筋4、下料沖孔切舌落料壓筋5、下料沖孔落料切舌壓筋6、下料壓筋沖孔切舌落料前三種方案主要是用來小批量生產(chǎn)，生產(chǎn)效率不高，模具設(shè)計比較簡單。第四種方案是把落料、切舌和沖孔有一副連續(xù)模來做。采用此方案則要求設(shè)計的模具精度比較高，成本較大。第六種方案把落料、沖孔、壓筋和切舌分成兩副模具，可以滿足大批量生產(chǎn)的要求，同時也可以節(jié)省模具成本，對模具的要求不是很高。設(shè)計的模具的結(jié)構(gòu)比較簡單。第五種方案相對第六種方案來說，主要考慮模具和工件的定位和壓一般成形規(guī)律，與尺寸精度的影響。通過和老師討論第五種方案較好。2.3.1定位裝置為了使條料送料時有準(zhǔn)確的位置,保證沖出合格的制件,同時考慮到零件生產(chǎn)批量不多,且要求模具結(jié)構(gòu)盡量簡單,所以采用定位銷定位。因為板料厚度t=2mm,屬于較厚的板材,且制件尺寸不大,固采用側(cè)面兩個始用擋料銷定位導(dǎo)向,在送料方向由于受凸模和凹模的影響,為了不至于削弱模具的強(qiáng)度,在送給方向采用一個固定擋料銷。2.3.2卸料裝置連續(xù)模沖裁時，條料將卡在凸凹模外緣，因此需要在下模設(shè)置卸料裝置。在下模的卸料裝置一般有三種形式：第一種剛性卸料，常用于較硬、較厚且精度要求不太高的工件沖裁。第二種彈性卸料，常用于沖裁厚度少于1.5mm的板料，由于有壓料作用，沖裁件平整。第三種廢料切刀卸料，主要用于大中型零件沖裁或成形見切邊。由于該零件的條料較厚，故采用第一種剛性卸料結(jié)構(gòu)。第三章 沖孔落料模模具結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1工件展開圖 工件展開圖如圖3.1所示：圖3.1工件展開圖3.2排樣及計算條料寬度及確定步距在沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約金屬和減少廢料具有非常重要的意義，特別是在大批量生產(chǎn)中，較好地確定沖件尺寸和合理排樣是降低成本的有效措施之一。排樣是指沖件在條料、帶料或板料上布置的方法。沖件的合理布置（即材料的經(jīng)濟(jì)利用），與沖件的外形有很大關(guān)系。根據(jù)不同幾何形狀的沖件，可得出與其相適應(yīng)的排樣類型，而根據(jù)排樣的類型，又可分為少或無工藝余料的排樣與有工藝余料的排樣兩種。無廢料排樣是指工件與工件之間、工件與條料側(cè)邊之間均無廢料。少廢料排樣是指沿工件的部分外形切斷或沖裁。排樣時工件與工件之間及工件與條料側(cè)邊之間留下的余料稱為搭邊及側(cè)搭邊。搭邊值的合理確定關(guān)系到工件的質(zhì)量及模具的壽命。少排樣法的廢料只有沖裁刃之間的搭邊或側(cè)搭邊，無廢料排樣是全部沿工件外形沖裁，在沖裁刃之間，工件與條料之間均無搭邊。根據(jù)以上敘述可見，采用少，無廢料排樣要求工件的相應(yīng)無搭邊部分公差等級于板材一致或根本上無公差要求。鑒于圖示工件的尺寸、外形及公差等級，采用少、無廢料排樣均不能滿足要求，因此選用有廢料排樣，且為直排法。根據(jù)零件形狀，兩工件間按圓弧取搭邊值b=2.5mm,側(cè)邊按圓形取搭邊值a=2.2mm,條料與導(dǎo)料板間的間隙mm，垂直于送料方向的工件尺寸為 D=121mm。連續(xù)模進(jìn)料步距為32.5mm。條料寬度按相應(yīng)的公式計算：B=(D+2a+)；查表=1；B=(121+2.22+1) =124.4.mm3.3材料利用率的計算一段條料能沖出的工件的重量與這段條料重量之比的百分?jǐn)?shù)稱為材料利用率。 材料利用率是衡量材料經(jīng)濟(jì)利用的指標(biāo)。一個步距內(nèi)的材料利用率為=S/（AB）100 式中： S沖裁件面積（包括沖出小孔在內(nèi)）（mm）；A送料步距（mm）；B條料寬度（mm）；A=3307.29（mm）；=3307.29/(32.5124.4)100%= 82.8%。畫出排樣圖如圖3.2所示：圖3.2排樣圖3.4總沖壓力的計算（1）沖裁力沖裁力是選擇壓力機(jī)的主要依據(jù)，也是設(shè)計模所必須的數(shù)據(jù)，因此要計算最大沖壓力。在沖裁過程中沖裁力的大小是不斷變化的，如右圖3.3所示，圖中AB段為彈性變形階段，板料上的沖裁力隨 圖3.3 沖裁力變化圖 凸的下壓直線增加。BC段為塑性變形階段，C點(diǎn)為沖裁力的最大值。凸模再下壓，材料內(nèi)部產(chǎn)生裂紋并迅速擴(kuò)展，沖裁力下降，所以CD是斷裂階段。到達(dá)D點(diǎn)，上下裂紋重合，板料已經(jīng)分離。DE所用的壓力，僅是克服摩擦的阻力，推出已分離的料。沖裁力是指板料作用在凸模上的最大抗力。對于普通平刃口的沖裁，沖裁力F=KLt式中 F 沖裁力（N）； L沖裁件周長（mm）； t材料的抗剪強(qiáng)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。沖裁件的周長L=298mm，板料厚度t=2mm,查附表41，抗剪強(qiáng)度=340MPa，F(xiàn)=1.32982340=263432N（2）卸料力與推件力沖裁時，材料在分離前存在著彈性變形，在一般沖裁條件下，沖裁后材料的彈性恢復(fù)，使落料與沖孔廢料梗塞在凹模內(nèi)，而板料緊箍在凸模上，為了使沖裁工作繼續(xù)進(jìn)行，必須將箍在凸模上的板料卸下，將梗塞在凹模內(nèi)的工件或廢料向下推出或向上頂出。卸料力 F卸=K卸F推件力 F推=nK推F式中 F沖裁力； K卸卸料力系數(shù)； K推推件力系數(shù)；由表查得 K卸=0.04，K推=0.045， F卸=0.04263432N=10537N F推=30.045263432N=35563N壓力機(jī)所需總沖壓力：F總=F+F卸+F推 =263432+10537+35563N =309532N =309.54KN3.5沖壓設(shè)備的選用壓力機(jī)對模具壽命的影響也不容被忽視。壓力機(jī)在不加載狀態(tài)下的精度稱為靜精度，加載狀態(tài)下的精度稱為動精度。當(dāng)壓力機(jī)的動精度不好時，就等于用精度不好的壓力機(jī)進(jìn)行沖壓加工。壓力機(jī)的選用是制定沖壓工藝和制定模具設(shè)計方案的一項重要內(nèi)容。它直接關(guān)系到設(shè)備的合理使用，沖壓工藝的的順利實(shí)現(xiàn)、提高模具壽命、方便操作以及提高生產(chǎn)效率等一系列重要問題。選用壓力機(jī)，主要是根據(jù)沖壓工藝的性質(zhì)，沖壓件批量的大小，模具的尺寸和精度，變形力的大小等。壓力機(jī)的選用包括選擇壓力機(jī)的類型和確定壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)兩項內(nèi)容。所選用的壓力機(jī)公稱壓力應(yīng)大于計算出來的總沖壓力。工作臺板尺寸、壓力機(jī)的閉合高度和滑塊尺寸等應(yīng)能滿足模具正確安裝的要求。壓力機(jī)滑塊行程應(yīng)滿足工件在高度上能獲得所需尺寸，并在沖壓后能順利地從模具內(nèi)取出來。由于沖模閉合高度=170mm。壓力機(jī)的最大裝模高度應(yīng)大于或等于170mm（沖模閉合高度+5mm）。按上述要求可選用開式可傾壓力機(jī),需要在工作臺面上加設(shè)墊板。型號為J23-63,其主要技術(shù)參數(shù)為：公稱壓力：630kN滑塊行程：130mm行程次數(shù)：50次/min最大封閉高度：360mm連桿調(diào)節(jié)長度：80mm工作臺板厚度：84mm工作臺尺寸：480710mm電動機(jī)功率：5.5KW 模柄尺寸：50703.6壓力中心的計算沖裁力合力的作用點(diǎn)稱為沖裁的壓力中心。為了保證壓力機(jī)和模具平穩(wěn)地工作，沖模的壓力中心必須通過模柄軸線，且和壓機(jī)滑塊的中心線相重合，以防止模具工作時發(fā)生歪斜、間隙不均勻、導(dǎo)向磨損等。定壓力中心的工作，主要對復(fù)雜沖裁模、多凸模沖孔模及連續(xù)模才進(jìn)行。通常模具布置時將壓力中心安放在凹模的對稱中心點(diǎn)上。由沖裁壓力中心計算公式：，本次設(shè)計的模具中的沖孔模屬于多凸模沖孔，因此要計算其壓力中心。圖3.3壓力中心各型孔的沖裁長度和重心坐標(biāo)為： 由以上計算可得壓力中心點(diǎn)為（36.7，81.36）。第四章 沖孔落料模的主要零部件設(shè)計4.1凹凸模工作部分尺寸計算原則（1）料時，落料件的尺寸有凹模決定，因此應(yīng)以落料凹模為設(shè)計基準(zhǔn)。沖孔的尺寸有凸模決定，因此應(yīng)以沖孔凸模為設(shè)計基準(zhǔn)。（2）凸模和凹模應(yīng)考慮磨損規(guī)律。凹模磨損后會增大落料件的尺寸，凸模磨損后會減少沖孔件的尺寸。（3）凸模和凹模之間應(yīng)該有合力間隙。由于間隙在模具磨損后會增大，所以在設(shè)計凸模和凹模尺寸時取初始間隙的最小值Zmin。（4）尺寸計算時要考慮模具的制造特點(diǎn)：一種是分別加工法，另一種是單配加工法。4.2凹模的尺寸及制造精度落料零件的簡圖如圖4.1： 圖4.1落料凹模本落料模采用單配加工法，將落料凹模的尺寸換算到凸模上去。查表3-3得到 ：Zmin=0.14，Zmax=0.18 Zmin=0.18-0.14=0.04mm尺寸磨損后增大，由公式凸=-（Zmax-Zmin）， D凸=（Dmax-X-Zmin+凸）0-凸 當(dāng)工件公差為IT14以下時X=0.5，=0.52，計算得：=0.52-0.04=0.09 D=(30-0.50.52-0.14+0.09)0-0.090=29.690-0.090尺寸磨損后增大， =0.74-0.04=0.145 D=(70-0.50.74-0.14+0.145)-0.1450=69.635-0.1450尺寸磨損后增大， =0.62-0.04=0.115 D=(50-0.50.62-0.14+0.115)-0.1150=49.665-0.1150尺寸磨損后增大， =0.43-0.04=0.0675 D=(13.1-0.50.43-0.14+0.0675)-0.06750 =12.8125-0.06750 尺寸磨損后增大， =0.62-0.04=0.115D=（37-0.50.62-0.14+0.115）-0.1150=36.6650-0。115尺寸750-0。74磨損后增大， =0.74-0.04=0.145 D=（75-0.50.74-0.14+0.145）0-0.145=74.6350-0.145尺寸R8.50-0。36后基本尺寸不變僅需縮小其制造公差，=0.36-0.04=0.05R=8.54.3凸模的尺寸及制造精度沖孔零件簡圖如圖4.2所示：圖4.2沖孔凸模尺寸磨損后減小，并將該尺寸化為由公式：尺寸磨損后仍保持不變，并將該尺寸化為由公式： 尺寸磨損后仍保持不變，并將該尺寸化為，尺寸磨損后仍保持不變，并將該尺寸化為，尺寸磨損后仍保持不變，并將該尺寸化為，尺寸磨損后仍保持不變，并將該尺寸化為，4.4、凹模間隙查沖壓工藝及模具設(shè)計中表2.3,知=0.14mm,=0.04mm，則=+=0.18mm沖孔凹模、落料凸模分別按照沖孔凸模、落料凹模的實(shí)際尺寸進(jìn)行配制，雙邊最小間隙為0.14mm，間隙最大不得超過0.18mm。大批量生產(chǎn)、且工作精度要求不高，按大間隙可提高模具的壽命。4.5模的結(jié)構(gòu)形式 凹模的材料選用T10A，查沖壓工藝及模具設(shè)計可選用如下圖4.3所示的類型：圖4.3凹模結(jié)構(gòu)圖查表得，凹模外形尺寸的確定凹模的輪廓尺寸，因其結(jié)構(gòu)形式不一，受力狀態(tài)比較復(fù)雜，目前還不能用理論計算方法確定，在實(shí)用中，一般根據(jù)沖裁材料的厚度，按經(jīng)驗公式計算。凹模板的厚度一般應(yīng)不小于15，隨著凹模板外形尺寸的增大，凹模板的厚度也相應(yīng)增大。按照下面的公式進(jìn)行計算。凹模厚度：H=KB 式中 K系數(shù)，考慮板料厚度的影響K=0.28；B沖裁件的最大外形尺寸。所以落料凹模厚度為：落料凹模尺寸為：4.6凸模的設(shè)計（1）凸模的結(jié)構(gòu)形式通過對該工件的工藝性分析可知，該模具沖孔時需采用圓形凸模，落料時需采用非圓形凸模兩種。查沖壓工藝及模具設(shè)計可選用（b）型為該圓形凸模結(jié)構(gòu)，d=3.030.2mm，正符合該工件，其結(jié)構(gòu)如圖4.4所示：圖4.4沖孔凸模結(jié)構(gòu)凸模長度L為：L=H1+H2+H3+H其中凸模固定板厚H1=60%H凹=0.633.236=19.9416mm，取H1=20mm卸料板厚H2=18mm，導(dǎo)料板厚H3=8mm，H=1020mm,其中H包括凸模進(jìn)入凹模的深度 、總修磨量以及模具閉合狀態(tài)下卸料板到凸模固定板間的安全距離，取H=18mm。則沖孔凸模：L=20+ 18+8+18=62mm，落料凸模：L=20+18+8+18=62mm。對于非圓形凸?？晒潭ú糠肿龀砷L方形，這樣就改善了它和凸模固定板之間的配合。如上該圓形小凸模比較細(xì)長，且工件厚度較大，必須進(jìn)行承壓能力校驗。（2）承壓能力校驗沖裁時,凸模承受的壓應(yīng)力壓必須小于凸模材料強(qiáng)度允許的壓應(yīng)力。，對圓形凸模，代入上式可得：式中 沖裁力（N）；凸模最小斷面面積（mm2）；凸模直徑（mm）；材料厚度（mm）；毛料材料抗剪強(qiáng)度（MPa）；凸模材料的許用壓應(yīng)力（MPa）；查沖壓模具與制造表知，取， 所以成立，即該沖孔凸模承壓能力足夠。（2）凸模的固定方式如圖4.5所示，沖孔凸模采用壓入法的固定方式。圖4.5凸模安裝形式用凸模固定板將凸模固定在模座上。固定板與凸模一般采用過渡配合。適用于沖裁板厚的沖裁凸模與各類模具零件，利用臺階結(jié)構(gòu)限制軸向移動，注意臺階結(jié)構(gòu)的尺寸，應(yīng)該使，。它的特點(diǎn)是連接可靠，對配合孔的精度要求較高。裝配時，將凸模固定板型孔臺階朝上，放在兩個等高墊鐵上，將凸模工作端朝下放入型孔對正，用壓入機(jī)分多次壓入，要邊壓入邊檢查凸模垂直度，并注意盈量、表面粗糙度，導(dǎo)入圓角和導(dǎo)入斜度。壓入后臺階面要接觸，然后將凸模尾端磨平。壓入時最好在手動壓力機(jī)上進(jìn)行，首次壓入時不要超過3mm。而落料凸模由于其外形復(fù)雜.采用低熔點(diǎn)合金法進(jìn)行固定。低熔點(diǎn)合金在冷凝時有體積膨脹的特點(diǎn)，利用這個特點(diǎn)在模具裝配時固定零件。采用這種方法的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡單、操作方便，并可降低配合部位的加工精度，減少加工工時，有較高的連接強(qiáng)度。且低熔點(diǎn)合金可重復(fù)使用，回用次數(shù)多時，應(yīng)測定合金的成分比例。第五章 沖孔落料模輔助零件設(shè)計5.1擋料銷擋料銷用于限定條料的送進(jìn)距離、抵住條料的搭邊或工件輪廓，起定位作用。擋料銷有固定擋料銷和活動擋料銷，而固定擋料銷分為圓形和鉤形，一般安裝在凹模上，圓形擋料銷，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，根據(jù)所設(shè)計的模具選用圓形固定擋料銷。材料為45鋼，經(jīng)熱處理硬度HRC4248。與凹模的銷孔為H7/m6配合。查沖壓工藝及模具設(shè)計表3.8知，擋料銷高度為3mm。5.2導(dǎo)料板導(dǎo)料板的作用是使條料在橫向能夠正確定位，即沖裁時條料可貼在導(dǎo)料板的一側(cè)向前送進(jìn)，以防偏斜。導(dǎo)料板的結(jié)構(gòu)可分為與卸料板作為一體的和與卸料板分離的兩種形式。為了便于加工制造，采用導(dǎo)料板與卸料板聯(lián)成整體的結(jié)構(gòu)形式。為使條料順利通過，導(dǎo)料板間的距離應(yīng)等于條料的最大寬度加上一間隙值（ 一般大于0.5mm）。導(dǎo)料板的高度H視料厚t與擋料銷的高度h而定,使用固定擋料銷時,導(dǎo)料板高度較大,擋料銷上要有適當(dāng)?shù)目臻g,使條料便于通過,送料不受阻礙時,導(dǎo)料板高度可小些.查沖壓工藝及模具設(shè)計表3.8知H=810mm ,取H=10mm。其結(jié)構(gòu)如圖5.1所示： 圖5.1導(dǎo)料板5.3卸料板卸料板是將材料或工件從凸模上卸脫的固定式或活動式板形零件。本次設(shè)計考慮到該工件的工藝性極其模具的要求等因素，決定選用固定卸料板結(jié)構(gòu)，固定卸料裝置安全可靠，結(jié)構(gòu)簡單，卸料力大。根據(jù)沖裁件厚度，則采用封閉式剛性卸料板。且和導(dǎo)料板做為一體，兼作導(dǎo)向裝置，卸料板孔應(yīng)按照凸模配做。固定卸料板與凸模之間的單邊間隙?。?.10.5）tmm，經(jīng)過計算，凸模與卸料板上形孔的單邊間隙可取0.5mm。卸料板與凸模配合的孔下面應(yīng)保證是銳角，否則卸料時條料易擠進(jìn)間隙內(nèi)而損壞凸模。卸料板厚度一般為凹模厚度的0.51.0倍。圖5.2剛性卸料板5.4導(dǎo)向零件導(dǎo)向零件是指上、下模的導(dǎo)向裝置零件。對生產(chǎn)批量大、要求模具壽命長、工件精度高的沖裁模，一般采用導(dǎo)向裝置，以保證上、下模的精確導(dǎo)向。常用導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)。由于設(shè)計的模具較大，采用中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱分布在矩形凹模的對稱中心上，兩個導(dǎo)柱的直徑不同，可避免上模與下模裝錯而發(fā)生啃模事故。適用與單工序模。導(dǎo)柱與導(dǎo)套、下模座的配合關(guān)系采用基軸制。導(dǎo)柱和與之相配合的導(dǎo)套，分別壓入下模座和上模座的安裝孔中，分別采用和過盈配合，工作可靠，應(yīng)用較為廣泛。為避免因調(diào)整不當(dāng)，使壓力機(jī)滑塊與導(dǎo)柱上端面碰撞，在選擇導(dǎo)柱長度和導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝時，應(yīng)保證模座在閉合狀態(tài)時，上模座上平面與導(dǎo)柱上端面應(yīng)保留1015mm的距離，導(dǎo)柱下端面與下模座下平面應(yīng)留25mm的距離。導(dǎo)套與上模座上平面應(yīng)留不小于3mm的距離。5.5連接與固定零件5.5.1上、下模座上、下模座上不僅要安裝沖模的全部零件，而且要承受和傳遞沖壓力。所以模座不僅要有足夠的強(qiáng)度，還要有足夠的剛度。模座的剛度不足，會降低沖模壽命。因此，模座要有足夠的厚度，一般取為凹模厚度的11.5倍。在該模具中可選用滑動導(dǎo)向中間導(dǎo)柱模架的模座。上、下模座的導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝孔的軸心線應(yīng)與基準(zhǔn)面垂直，其垂直度誤差按為100:0.01mm。模座的上、下平面的表面粗糙度為0.8，只有在保證平行度要求下才允許降低為1.6。矩形模座的長度應(yīng)比凹模長度大4070mm，而寬度尺寸可與凹模同寬或梢大。因為采用了導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向，應(yīng)為其留出足夠的安裝位置。以及采用了模柄的上模座，因為不用留出安裝壓板的凸臺，其外形尺寸可適當(dāng)縮小。模板的厚度一般可根據(jù)凹模厚度來定。通常?。?、式中 上模座厚度；下模座厚度；凹模厚度。所以落料模具：；沖孔模具：。下模座長因為本沖模采用導(dǎo)柱導(dǎo)套裝置，故下模座長度取得稍大。5.5.2模柄選用壓入式模柄。它與上模座孔采用過渡配合。模柄的直徑與長度應(yīng)與所選用沖床的安裝模柄孔直接相匹配，模柄裝入上模座后，模柄的軸心線對上模上平面的垂直度誤差在全長范圍內(nèi)不大于0.05mm，材料可采用45鋼。5.5.3螺釘與銷釘螺釘與銷釘用于零件安裝時的固定和定位。工作零件與窩座配合時則不用銷釘。銷釘一般用兩個。螺釘?shù)拇笮「鶕?jù)凹模厚度選擇，查表選取螺釘?shù)男吞枮镸16。冷沖模常用零件的材料、熱處理及硬度如表5.3: 表5.3 材料清單零件名稱材料熱處理硬度HRC沖裁凸模T10A5862沖裁凹模T10A5862上、下模座HT400凸、凹模固定板45鋼4348墊板45鋼4348卸料板45鋼4348導(dǎo)料板Q2352832擋料銷45鋼4348模柄Q2354348導(dǎo)柱、導(dǎo)套20鋼滲碳5662銷釘45鋼4348螺釘45鋼3540墊圈Q2354348 第六章 壓筋切舌模設(shè)計計算6.1彎曲力的計算此產(chǎn)品有壓筋部分還有包括切舌部分的力。由于壓筋不僅受到材料性能，彎曲方法，模具結(jié)構(gòu)等多種因素的影響，用理論公式計算不但計算復(fù)雜而且不一定正確，因此在生產(chǎn)中經(jīng)常采用經(jīng)驗公式來計算。U形件彎曲的彎曲力計算： 式中 B彎曲線寬度（mm）； K安全系數(shù)，一般取K=1.3； t板料厚度（mm）； 材料抗拉強(qiáng)度（MPa）； r彎曲半徑（mm）。U形彎曲部位 B=25mm,t=2mm, =450MPa，R=2mm則彎曲力N 頂件力和卸料力值可近似取自由彎曲力的30%80%。即=（0.30.8）0.54725=2363N由于切舌和沖裁類似，按沖裁公式計算即=1.31542340=53040N總的彎曲力F= + =53040+2363+=60128N。6.2凸、凹模圓角半徑當(dāng)彎曲件的彎曲圓角半徑大于最小彎曲半徑，并且沒有特殊要求時，則凸模圓角半徑就等于工件的彎曲半徑r1。此處及第一部分壓筋凸模=1mm。第二部分切舌凸模=2mm。凹模圓角半徑的大小對彎曲和工件質(zhì)量均有影響。過小的圓角半徑會使工件表面擦傷，甚至出現(xiàn)壓痕。凹模兩邊的圓角半徑應(yīng)一致。以免彎曲工件時，使毛料發(fā)生偏移。在生產(chǎn)中，凹模圓角半徑通常根據(jù)材料的厚度選取。則當(dāng)t=24mm時，t 則第一部分壓筋=2mm。第二部分切舌rd=10mm。6.3凸、凹模間隙 對于U形彎曲件，則必須選擇適當(dāng)?shù)拈g隙。間隙的大小對工件質(zhì)量和彎曲力有很大影響。間隙越小，彎曲力越大；間隙過小，會使工件邊部壁厚減薄，降低凹模壽命。間隙過大，則回彈大，降低工件的公差等級。因此，間隙值與材料的機(jī)械性能、 工件彎曲回彈、直邊長度等有關(guān)。按沖壓工藝及模具設(shè)計式計算。Z=+Ct式中 Z單面間隙，mm； 材料最大厚度，mm； C因數(shù)，參見沖壓工藝及模具設(shè)計表，Z=2.5+0.152.5=2.8756.4彎曲模零件總體尺寸的確定（1）凸、凹模尺寸壓筋凸模長度基本尺寸：75mm；切舌凸模高度：88mm；成形凹模厚度：37mm；（2）上、下模座尺寸上模座：長寬高=360mm164mm40mm 模 柄：40mm50mm，下模座：長寬高=360mm164mm30mm （3）標(biāo)準(zhǔn)件選用按已確定的彎曲模形式及計算出的參數(shù)，從模具標(biāo)準(zhǔn)中查出有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)件。具體如下：銷釘：1416 GB1198621640 GB1198621670 GB11986螺釘：4320 GB2867.5814M1230 GB70764M1660 GB65766.5模具自制零件的材料及熱處理要求零件材料、熱處理及硬度如表6.1：表6.1 材料清單零件名稱材料熱處理硬度上、下模座45鋼調(diào)質(zhì)2832HRC壓筋切舌凹模T10A 5662HRC壓筋切舌凸模T10A5860HRC固 定 板45鋼4348HRC6.6壓筋切舌模壓力機(jī)的選擇為了確保機(jī)械壓力機(jī)的安全，按經(jīng)驗，可將計算的彎曲力限制在壓力機(jī)額定壓力的75%80%，并據(jù)此確定壓力機(jī)的額定壓力。按上述要求可選用J2310開式雙柱可傾壓力機(jī)。其主要技術(shù)參數(shù)為：公稱壓力：100kN滑塊行程：45mm最大封閉高度：145mm封閉高度調(diào)節(jié)量：35mm模柄孔尺寸：30mm55mm工作臺尺寸（前后左右）：240mm360mm工作臺板厚度：40mm總結(jié)本論文應(yīng)用所學(xué)專業(yè)理論課程和生產(chǎn)實(shí)際知識進(jìn)行了冷沖壓模具設(shè)計工作的實(shí)際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了冷沖壓模具設(shè)計等課程所學(xué)的內(nèi)容。通過本次設(shè)計，掌握冷沖壓模具設(shè)計的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設(shè)計的基本技能，懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了模具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了相應(yīng)工程設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時對相關(guān)的課程進(jìn)行了全面的復(fù)習(xí)，使獨(dú)立思考能力有了提高。本設(shè)計采用落料沖孔復(fù)合模，模具設(shè)計制造簡便易行。落料沖裁效果好，能極大地提高生產(chǎn)效率。不可否認(rèn)，畢業(yè)設(shè)計是把我們?nèi)甑睦碚撝R付諸了實(shí)踐和應(yīng)用，對所學(xué)課程有了深刻的理解和認(rèn)識，掌握了機(jī)械設(shè)計的一般方法。此次設(shè)計，對我以后的工作有很大的幫助，使我受益匪淺。致謝本文是在我的論文指導(dǎo)老師呂衛(wèi)衛(wèi)精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。老師以其嚴(yán)謹(jǐn)