復(fù)合沖裁模模具設(shè)計

1、鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 復(fù)合沖裁模模具設(shè)計鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書題 目：復(fù) 合 沖 裁 模 模 具 設(shè) 計 指導(dǎo)教師： 尤奇 職稱： 碩士研究生 學(xué)生姓名： 楊小松 學(xué)號： 1302130420 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 院 （系）： 機電工程學(xué)院 答辯日期： 2017年 月 日 2017年 月 日I摘要這一次的設(shè)計是復(fù)合沖裁模，復(fù)合沖裁是在一次沖壓過程中可以一起完成兩步或兩步更多的工序。在老師指導(dǎo)下我查閱相關(guān)材料，在實驗室進行多種模具的拆裝和安裝實驗，認識模具的基本結(jié)構(gòu)，使用冷沖壓模具的設(shè)計和制造、機械作圖及互換性與技術(shù)測量的基本知識，學(xué)習(xí)并使用Pro/

2、E、CAD等電腦作圖軟件，按照沖壓設(shè)計理論，從而確定沖壓設(shè)計方案，沖壓工序，毛坯排樣圖。該復(fù)合沖裁模將落料、沖孔兩步同時完成。該模具選用了合適的凸、凹模間隙及最好的模具設(shè)計構(gòu)造完成工件的加工要求。它具備操作便利、一次成形、生產(chǎn)快的優(yōu)點。敘述了沖壓復(fù)合模具的大體構(gòu)造和加工過程，為滿足沖裁件的質(zhì)量，提出了復(fù)合模具設(shè)計和加工的注意事項。這種設(shè)計思緒可擴寬運用到別的相似零件的沖裁制造中。關(guān)鍵詞：落料 沖孔 復(fù)合模 AbstrastThis design is the compound blanking die, the compound blanking is in the punch presses

3、 a stamping process to be possible at the same time to complete two steps or above two steps. Under the guidance of teachers in my access to relevant materials, a variety of mold disassembly and installation in the laboratory experiment, understanding of the basic structure of the mold, cold stampin

4、g mold design and manufacturing, mechanical drawing and interchangeability and measuring technology of basic knowledge, learning and the use of Pro/E, CAD and other computer software, according to stamping design theory, so as to determine the stamping design, stamping process, layout. The compound

5、blanking die is completed by two steps of blanking and punching. The die has the advantages of reasonable convex and concave die gap and the best mold design structure. The utility model has the advantages of convenient operation, once forming and high production efficiency. In this paper, the overa

6、ll structure and the working process of the stamping die for the parts are described. In order to ensure the quality of the blanking parts, the key points of the design and processing of the compound die are pointed out. The design idea can be extended to other similar parts of the blanking process.

7、Key Word: Blanking punching Compound die IV目錄1緒論12 工藝設(shè)計32.1 零件及其沖壓工藝性分析32.1.1沖壓工藝與模具設(shè)計的內(nèi)容及步驟32.2 確定工藝方案32.2.1沖裁工序的組合42.2.2沖裁件結(jié)構(gòu)工藝性52.3主要參數(shù)的計算52.3.1沖裁力52.3.2 材料的周長和面積62.3.3 材料的經(jīng)濟利用72.3.4壓力中心的計算92.4 選擇沖壓設(shè)備132.4.1常用壓力機的分類132.4.2壓力機類型的選擇132.4.3確定設(shè)備規(guī)格133 模具零件設(shè)計153.1 沖模的分類153.2 沖模零件的分類153.3 工作零件153.3.1凹模的

8、設(shè)計153.3.2模長度確定及其強度校核173.3.3沖模刃口尺寸的計算203.4 定位零件243.5 壓料、卸料零件243.6 連接與固定零件263.6.1模柄263.6.2上、下模座263.7 模具結(jié)構(gòu)形式的確定273.8 確定導(dǎo)向方式274 模具的裝配及工作過程284.1模具的裝配284.2工作過程28總結(jié)29參考文獻30致謝321緒論沖裁工藝是塑性件，它大都用在加工板料零件的時候，也叫做板料沖壓。沖壓不光可以用來加工金屬板料，還可用來加工不是金屬的板料。在沖壓加工的時候，板料在模具的工作下，在它的里面產(chǎn)生使其發(fā)生形變的內(nèi)力。當(dāng)內(nèi)力的效果到達某個水平的時候，板料或者板料的某一個地方就會發(fā)

9、生與內(nèi)力的作用性子相對應(yīng)的形變，因而得到既定的形狀、尺寸和功用的零件。沖壓生產(chǎn)是依靠模具和沖壓設(shè)備共同完成工作的過程，因此它的產(chǎn)量高且因為操控簡單，還容易達成機械化和自動化。運用模具制造，能夠得到別的加工方式所不可以或者難以達到的、外形復(fù)雜的零件。沖壓零件的精密程度是由模具的精密程度所保證的，所以零件的質(zhì)量不會變化，通常沒必要再經(jīng)過過機械加工就可以用。沖壓工作通常沒有必要加熱板料，也不類似切削加工那種大面積切削毛坯，因此它不僅節(jié)約材料，還節(jié)省生產(chǎn)時間。沖壓零件的外表質(zhì)量很優(yōu)秀，所運用的原坯料是冶金廠家大批量扎制板料或帶料，在模具的加工過程中坯料的外表面不會受到破壞。沖壓工藝在各種軍用器械、民用

10、器械、交通出行、土木建筑和航空航天等加工生產(chǎn)上占據(jù)很大的地位。因而，沖壓工藝是一樣產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)秀又成本比較低下的生產(chǎn)工藝。用它加工的零件通常具備質(zhì)量輕且強度高的優(yōu)點。當(dāng)代各種發(fā)達工業(yè)化的國家的沖壓加工技術(shù)都是很優(yōu)秀的。在中國的特色社會主義現(xiàn)代化建設(shè)過程中，沖壓加工占據(jù)十分重要的地位。沖壓工藝、模具和沖壓設(shè)備等正在順著科學(xué)的前進而跟著前進，從大體上發(fā)現(xiàn)，當(dāng)今沖裁工藝與模具設(shè)計的大體發(fā)展方向能總結(jié)為這幾個方面： (1)、沖壓成型工藝與理論的研究這幾年來，沖裁成型的工藝有許多的新的進展,尤其是精密沖裁，復(fù)合材料的加工成型，軟模成形和電磁成形等新方法發(fā)展驚人，沖裁件的加工精度一天比一天精確，生產(chǎn)的效率也

11、日漸提升，是要把沖壓技術(shù)提升到高質(zhì)量的、新的程度。因為運用了計算機輔助沖壓成形，已從原先的對于應(yīng)力應(yīng)變進行有限元等計算而逐漸成長到運用計算機實現(xiàn)工藝過程的模擬與計算，已經(jīng)達到?jīng)_壓過程的改良設(shè)計。 (2)、沖壓加工自動化與柔性化因為要順從大量、高效的生產(chǎn)需求,在模具設(shè)備上大量運用了多種類型的自動化的進、出料機械。特別是為其配備了機械手或者機器人，這樣不光提升了沖壓件1的生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)能，還提升了操作工人的安全性。在中小零件的大量生產(chǎn)過程中，已經(jīng)大量運用多工位級進模、多任務(wù)位的壓力機或速度更高的壓力機。在小生產(chǎn)量多樣式加工上，目前正在研究柔性制造系統(tǒng)(FMS)，為了順從多樣式的加工是重復(fù)更換模具的需

12、求，已經(jīng)發(fā)明出快換模系統(tǒng)。而今，大量加工上,更換一種大型沖壓模具，只需要68分就可以完工。另外，這幾年來，集成制造系統(tǒng)（CIMS）也正在被人們運用到?jīng)_壓加工系統(tǒng)，而且使設(shè)計、沖壓加工、工件運輸、儲存、質(zhì)量檢驗和加工管理等全方位實現(xiàn)自動化。 (3)、 沖模CAD/CAM先于美國的Die Comp公司于1971年在簡單級進模中最先把CAD/CAM技術(shù)運用到?jīng)_裁模的設(shè)計和制造當(dāng)中，沖裁模CAD/CAM 技術(shù)已經(jīng)是沖壓工藝和模具的重要發(fā)展前景之一。1978年于日本的機械實驗室首先開發(fā)出了MEL系統(tǒng),讓CAD從此以后變的更加實用。在中國，關(guān)于沖壓模具的CAD/CAM上同樣也有重大的成就。80年代初，上海

13、交大就開始了大規(guī)模的研究CAD/CAM工作，當(dāng)下已于上海交大創(chuàng)立了大規(guī)模的模具CAD/CAM國家工程中心。并在華中理工成立了模具CAD/CAM全國重要實驗室。因為運用新的加工技術(shù),在國民經(jīng)濟中模具技術(shù)所占有的比重越來越大，在某些原因上取決了中國機械制造業(yè)在21世紀(jì)的市場征服力，因而，我們中國人要很重視模具技術(shù)并且要采用得力的措施，使模具技術(shù)在中國得到長足發(fā)展。2 工藝設(shè)計2.1 零件及其沖壓工藝性分析 零件對沖壓工藝的適應(yīng)性就是沖裁件的工藝性。該工件的材料是08F，屬于低碳鋼。這里我們用08F的冷軋鋼板來當(dāng)坯料，尺寸是1500×600。選這種鋼板的原因是它的的沖壓性能比較好，它的抗剪

14、強度是220310 ，抗拉強度是280390 。加工精度需求是級，在沖裁過程中它的尺寸公差等級是級。原始設(shè)計題目如“圖2.1-1”所示： 圖 2.1-1沖件零件圖2.1.1沖壓工藝與模具設(shè)計的內(nèi)容及步驟這一次的沖壓件的坯料是板料，板料的沖壓簡介見下文：板料沖壓：是讓模具在壓力機的作用下讓坯料分離或者變成自己需要的形狀。坯料厚度通常低于4mm，一般板料沖壓都是在常溫下生產(chǎn)，所以又叫做冷沖壓。原材料：有較好的可塑性的金屬。板料沖壓的特點： （1）沖裁件的生產(chǎn)方式簡單快捷，生產(chǎn)效率和質(zhì)量都很高。（2）沖裁件的外表質(zhì)量好，尺寸也精確，互換性好，加工出來后一般不需要二次加工就可以使用。2.2 確定工藝方

15、案確定零件的工藝路線就是我們這詞設(shè)計的工藝方案，大概內(nèi)容是確定工作順序的安排、工序組合和確定工序數(shù)等。2.2.1 沖裁工序的組合依照工序的組合程度沖裁工序可以分為單工序沖裁、復(fù)合沖裁和級進沖裁三種方式。(1) 生產(chǎn)批量 模具的生產(chǎn)成本在制件的成本里占有很大的比例，因而，沖裁工序的組合程度通常取決于零件的生產(chǎn)批量，也就是零件的生產(chǎn)批量決定了模具的結(jié)構(gòu)。(2) 沖裁件尺寸精度 用復(fù)合沖裁模具加工出來的零件一般公差等級高，還有外形比較平整。(3) 對工件尺寸、形狀的適應(yīng)性 沖裁工序的安培也要取決于工件的外形復(fù)雜程度和精密度的要求，還有零件的外形是否對稱也將會影響沖裁工序的組合。(4) 模具制造、安裝

16、調(diào)整和成本 這一次畢業(yè)設(shè)計所給的零件雖然結(jié)構(gòu)不規(guī)律，但并不是很復(fù)雜。在這里我決定決定設(shè)計復(fù)合沖裁模具。在此有四種方案可供選擇：方案一、 落料圖2.2-1 落料 此種方法的優(yōu)點是：只需要一回定位，而且誤差很細微。位置精度高。其缺點是：模具結(jié)構(gòu)與復(fù)雜，難加工和裝配。方案二、 沖孔、落料圖2.2-2 沖孔、落料采用落料、沖孔復(fù)合模。先沖孔再落料。優(yōu)點是模具裝配簡單，成本也低。但是有尖角增加加工難度。方案三、 沖孔、落料圖2.2-3 落料、沖孔也還是先沖掉陰影部分，再落料。此方案和方案二有類似的優(yōu)點，又比上述方案好在落料和沖孔相交處沒有尖角。 方案四、 沖孔、落料圖2.2-4 沖孔、落料這種方案是將沖

17、孔和落料兩個加工步驟分開。這種方法很容易產(chǎn)生誤差。以上幾種方案，我們權(quán)衡利弊方案三較為合適。所以，采用方案三為最終方案。2.2.2 沖裁件結(jié)構(gòu)工藝性 沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性主要包括以下幾方面：（1）零件的形狀要盡量的簡單，結(jié)構(gòu)要盡量對稱，這樣的好處是容易排件，提升材料的利用率。（2） 零件要盡可能的避免尖角，我們可以設(shè)計用圓角來過度，這樣可以減少模具的磨損。2.3主要參數(shù)的計算2.3.1沖裁力沖裁加工過程中坯料所受到的最大剪切力我們把它叫做沖裁力。在這里由于刃口的磨損老化，凹凸模配合的間隙不一致，坯料的厚度不均勻，所以加工過程中的實際的沖裁力要比我們計算出來的沖裁力大30%。平刃口模具加工的時候的

18、計算方法： （2.1）“式（2.1）”中 沖裁力； 沖裁件周長()；材料厚度 ；材料剪切強度；實際的沖裁力： （2.2）“式（2.2）”中 材料的抗拉強度 沖孔時的沖裁力 落料時的沖裁力 卸料力、頂件力卸料力的計算： （2.3） （2.4）“式（2.4）”中 沖裁力； 頂件力；卸料力、頂件力系數(shù)；由于我們用的是彈性卸料裝置，而常見的彈性卸料裝置卸料力都很小，通常用在坯料厚度低于1.5的零件。這一次畢業(yè)設(shè)計的零件的厚度為1.2，沖裁力比較小，所以在這里我們采取彈性卸料裝置和從上出料方式的復(fù)合沖裁模具。2.3.2 材料的周長和面積周長：面積：圖2.3-1 面積計算2.3.3 材料的經(jīng)濟利用A 排樣

19、設(shè)計原則(1)提高材料利用率一般零件的生產(chǎn)批量較大，產(chǎn)率也很高，而坯料的成本大約占成本的百分六十，所以材料的利用率很重要。(2)改善操作性 我們在零件生產(chǎn)過程中，要盡量少的翻動零件，當(dāng)材料利用率產(chǎn)不多的時候，要優(yōu)先選擇料寬度小和進距小的排樣方法。(3)要盡量簡化模具的構(gòu)造，提高模具的壽命。(4)保證沖裁件質(zhì)量。B 排樣方式的選擇方案1：多廢料排樣 這種排料方式會使模具的使用壽命長，可是材料的利用率低，零件的外形尺寸都是由沖模來決定的。方案2：低廢料排樣 這種排料方式會造成生產(chǎn)出來的零件質(zhì)量度，而且會降低模具的壽命，原因是由于剪切條料和定位誤差造成的，但優(yōu)點是坯料利用率大，模具的構(gòu)造較簡單。方案

20、3：無廢料排樣 這種排料方式會使模具的壽命更低，零件的質(zhì)量更差，但是模具的構(gòu)造更簡單。經(jīng)過上面敘述的三種方案，權(quán)衡利弊后我決定選用方案一。材料的利用率通常是由排樣的的合理性來決定的。工件材料08F的軋制薄鋼板，其尺寸為1500。 排樣方法：這次設(shè)計我們用到直排的方式，如下圖：圖2.3-2 材料的排樣板料，長度方向上通過計算每塊板料可以分割成九塊條料。每塊條料上排各工件。因此，整個板料上共各工件。衡量排樣的利用率和排樣的經(jīng)濟性，見下面公式： （2.5） “式（2.5）”中： 沖裁件面積；材料上沖件總數(shù)； 板料長度；板料寬度；降低廢料的大小是增加材料利用率的方式，生產(chǎn)加工過程中有兩種廢料，一種被稱

21、為結(jié)構(gòu)廢料，另一種被稱為工藝廢料。材料的利用率：也就是說工藝廢料為14% 有計算可以看出零件有百分之三十五的結(jié)構(gòu)廢料，而結(jié)構(gòu)廢料的多少取決于零件的本身外形，無可避免。2.3.4壓力中心的計算計算步驟：1 先按一定的比例畫出模具加工部分的剖面圖； 在畫好的圖里任意地方建立坐標(biāo)系xy； 把輪廓線分成n小段，分別算出每個基本段的長度，； 通過算法我們可以得到基本線段的中心到軸的長度及到軸的長度； 依據(jù)“同軸線力矩的分力和等同于各力矩的和”的理論，可以求出模具的壓力中心到軸和軸的長度。到軸的距離：（2.6）到軸的距離： （2.7）我們把零件個分成四十一個小段，軸在上，y軸在的中心，每個小段的長度如下：

22、如“圖2.3-3”所示：圖2.3-3 直線的中心即為這條線段的中心，圓弧的中心可以按照如下的式子計算出來： （2.8）“式（2.8）”中：重心到圓心的距離；弦長； 弧長； 圓弧半徑； 于是求得各圓弧的重心如下： 均為 圓弧，其值相同，為的圓弧，其中 利用下列兩個公式計算工件的壓力中心： （2.9） （2.10）2.4 選擇沖壓設(shè)備2.4.1 常用壓力機的分類壓力機通常可以分為很多類,依據(jù)不一樣的觀念壓力機可以分為不一樣的種類。例:依據(jù)驅(qū)動滑塊力我們可以分為機械類、液壓類、氣動類這三種。2.4.2 壓力機類型的選擇我們主要依據(jù)沖壓工藝的特點、模具的外形、工件尺寸精度和所需要的生產(chǎn)量還有生產(chǎn)的安全

23、要求來選擇壓力機。2.4.3 確定設(shè)備規(guī)格(1) 我們要依據(jù)零件的外形和毛坯件的大小來確定選用壓力機的行程。(2) 沖壓模的平面大小應(yīng)該小于壓力機的工作臺的尺寸，并且還要多出來一部分安裝夾緊的尺寸，如果工作臺和模具平面的面積差距太懸殊,對工作臺的加工也是有害的。(3) 壓力機的封閉高度要和我們這一次設(shè)計的模具的封閉高度是相對應(yīng)的。在模具設(shè)計過程中，模具的封閉高度要對應(yīng)以下公式： （2.11）在沒有特別的情況的時候我們要用上限值，最好取：,這樣做是免于連桿的調(diào)節(jié)長度過于長，而使螺紋被破壞。通過上面的敘述和計算，又因為這一次的所設(shè)計的零件比較小，對精度的需求也不是很精密，所以這里我們選用的是開式曲

24、柄壓力機。參數(shù)如下：公稱壓力/ 250固定行程/ 80調(diào)節(jié)行程/ 80行程次數(shù)/(次/) 100最大閉合高度/ 250閉合高度調(diào)節(jié)量/ 70工作臺尺寸/ 左右 560 前后 200 工作臺孔尺寸/ 左右 260 前后 130 直徑 180工作臺板厚度/ 70模柄孔尺寸(直徑深度) 50703 模具零件設(shè)計3.1 沖模的分類沖模的類型分為很多種，這是因為沖壓件的品種類型多是多樣。(1) 依照工序特性我們可以把沖模分為成型模、沖孔模、彎曲模、整修模、切斷模、拉深模、落料模等。(2) 依照工序組合程度我們可以把沖模分為復(fù)合模具、級進模具和單工序模具。(3) 依照導(dǎo)向方式我們可以把沖模分為無導(dǎo)向的開式

25、模。有導(dǎo)向的導(dǎo)板模、導(dǎo)柱模等。（4） 依照卸料類型我們可以把沖模分為彈性卸料模具和剛性卸料模具。3.2 沖模零件的分類所有的模具，都是有固定和活動兩個結(jié)構(gòu)來構(gòu)造而成，用各種緊固件固定在壓力機的工作臺上的緊固部分，叫做下模；而固定在壓力機的工作票滑塊上的活動部分則叫做上模。模具上的零件一般根據(jù)其在加工過程中的作用可以分為五個部分。（1） 工作零件（2） 定位零件（3） 卸料、推件零件（4） 導(dǎo)向零件（5） 支撐、緊固零件所以這一次的畢業(yè)設(shè)計就是來設(shè)計這五個部分的零件。3.3 工作零件3.3.1 凹模的設(shè)計(1) 凹模的結(jié)構(gòu)形式常見的凹模結(jié)構(gòu)形式有整體式凹模和組合式凹模兩種形式。(2) 凹模的孔口

26、形式凹模的孔口大多情況下分為下面的幾種情況。圖3.3-1凹模刃口形式圖a展示給我們的是直壁形的凹?？卓?這種孔口的有優(yōu)點是孔口強度比較高,孔口在長時間的加工磨損后大小基本保持不變,而且生產(chǎn)便利。通常用在外形復(fù)雜和高精度的模具上。圖b的優(yōu)點是不會輕易堆積廢屑,并且對孔口的磨損小,缺點是刃口強度不足。通常用在形狀簡便、精度不高的的模具。圖c和圖b類似,圖g是用在坯料較薄的時候。圖e和圖a相類似,適合用在從上面出件或者是上料的模具。圖f適合用在沖壓坯料低于0.5mm的薄坯料,并且凹模的加工過程中不需要淬火或者淬火后的硬度不是很高(3540HRC)。（3）凹模外形和尺寸的確定凹模高度 （3.1）凹模壁

27、厚 “式（3.1）”中 b零件的最大形狀尺寸K系數(shù),由坯料厚度決定修磨量取所以 上面計算的沖裁模壓力中心坐標(biāo)為(7,12)這讓零件兩邊的壓力中心長度數(shù)值分別為82mm,74mm,但是壓力中心必須取于凹模的正中心地方,所以綜合考慮，由下式,所以整個落料凹模長度 查表取 L=315mm； B=200mm 上面這種方法比較適合用在確定一般的普通工具鋼在通過正常的熱處理后，而且是在通過平面固定支撐的凹模尺寸，并在平面支撐下工作的凹模尺寸。每當(dāng)沖壓件外形比較簡便時，壁厚系數(shù)我們就取最小的數(shù)值，而形狀復(fù)雜的我們?nèi)∽畲蟮臄?shù)值。如果凹模是用來大批量生產(chǎn)的，那么修磨量要增加在我們的計算的總高度里面。這一次的模具

28、設(shè)計的模具厚度我們選用2>1.8。3.3.2凸模長度確定及其強度校核（1）計算凸模的長度 根據(jù)這次設(shè)計的模具的結(jié)構(gòu)需求我們來確定凹模長度，凸模長度 （3.2） 式（3.2）中 固定板的厚度(取20mm)_卸料板的厚度(取25mm)_導(dǎo)料板的厚度(取10mm)_附加長度其中包含凸模的修模量、凸模放入凹模的長度和凸模固定板和卸料板兩個間的間距等。我們一般取1020mm；通常確定后的凹模長度我們是不需要校核的，只有特殊情況下凹模的長度比較的長的時候，我們裁校核凹模的抗彎能力和抗壓能力。沖孔凸模落料凸模長度: A 凸模的校核1）落料凸模的校核壓應(yīng)力校核通常我們在沖裁力十分大而凹模橫斷面比較細小時

29、，就必定要對凸模進行抗壓強度方面的計算 （3.3） “式（3.3）”中 凸模最狹窄處的截面積（mm）； 沖裁力(N)；許用應(yīng)力，淬火后的許用應(yīng)力為淬火前的的許用應(yīng)力1.53倍（這里指碳素工具鋼的許用應(yīng)力）。 （3.4）式（3.4）中 t板料厚度(mm)； 板料抗拉強度(MPa)；而滿足通過計算我們可以看出這個落料凹模滿足應(yīng)力要求計算校核落料凹模的彎曲應(yīng)力沖裁力凸模的最小面積把凸模形狀等效為一個矩形其軸慣矩 ,滿足 則落料凸模設(shè)計合理。2) 沖孔凸模的校核 (分別為三個沖孔凸模的面積)只要沖模3能滿足條件沖模1.2也能滿足 對于沖模3： 滿足沖孔凸模強度足夠。彎曲應(yīng)力校核對于無導(dǎo)向裝置的沖模，須

30、滿足 （3.5）“式（3.5）”中: _允許的凸模最大自由長度； J_凸模做小橫斷面的軸慣矩； F_沖裁力；根據(jù) （3.6）式（3.5）中 已知=8.95將上述各式代入“式(3.6)”，則 ,滿足 通過計算我們可以看出，沖孔凸模的彎曲應(yīng)力同樣滿足需求，說明設(shè)計可行。3.3.3 沖模刃口尺寸的計算A落料應(yīng)以凹模為基準(zhǔn),然后配做凸模。模具尺寸磨損后，刃口尺寸的變化有增大、減小、不變?nèi)N情況（1）凹模磨損后尺寸增加計算這類尺寸時,先把工件圖尺寸化成D這是凹模尺寸按落料凹模公式計算，即 （3.7）（2）凹模磨損后尺寸減小計算這類尺寸時，先把工件圖尺寸化成 。這是凹模尺寸按沖孔凸模公式計算，即 （3.8

31、）（3）凹模磨損后尺寸不變計算這類尺寸時，先把工件圖尺寸化成的形式。這時凹模尺寸按下式計算，即L =或 L = B沖孔我們可以用凹模做為標(biāo)準(zhǔn)，來設(shè)計配套的凸模。在后續(xù)生產(chǎn)加工模具發(fā)生磨損后，刃口的變化情況可以分為以下三種，分別是變大、變小和不變。因而我們的計算模具尺寸也要順從這三種變化。(1) 凸模磨損后尺寸減小我們在計算這一種情況的時候，我們要先把工件數(shù)據(jù)畫成D。這時的凹模尺寸要按照落料凹模的公式進行計算，即 （3.9）（2）凸模磨損后尺寸增大我們在計算這一種情況的時候，我們要先把工件數(shù)據(jù)畫成O。這時的凸模尺寸要按照落料凹模的公式進行計算，即 （3.10）（3）凸模磨損后尺寸不變我們在計算這

32、一種情況的時候，方法是和落料件的計算是相同的，即或L = （3.11）沖孔凸模一的尺寸確定和它的制造精度計算凸模磨損后尺寸減小的有：150.2， 140.2， 40.1， 200.2，220.2 工件尺寸/mm 凸模尺寸及公差/mm 150.2化成14.8 140.2化成13.8 40.1化成3.9 200.2化成19.8 220.2化成21.8 凸模磨損后尺寸不變的是：70.14，70.14 ，70.035沖孔凸模 二 的尺寸確定和它的制造精度計算凸模磨損后尺寸減小的有：140.2，160.2，200.2，220.2 ，40.1， 140.2化成13.8 160.2化成15.8 200.2化

33、成19.8 220.2化成21.8 40.1化成3.9 凸模磨損后尺寸不變的是：60.14，60.14 ，60.035沖孔凸模3數(shù)據(jù)及其加工精度凸模磨損后尺寸減小的有：80.14，150.2，200.2，210.2，40.1， 80.14化成7.86 150.2化成14.8 200.2化成19.8 210.2化成20.8 40.1化成3.9 凸模磨損后尺寸不變的是：60.14，60.14 ，60.035查“表3.3-1”得：, 沖孔凹模則按照制造凸模時的數(shù)據(jù)配做，每邊保證余量0.0350.5mm落料凸模的相關(guān)尺寸和加工精度。凹模磨損后尺寸增大的有：90.14，290.28，180.2，140.

34、16，80.12，250.2，1560.2 90.14轉(zhuǎn)化為9.14 290.28轉(zhuǎn)化為29.28 180.2轉(zhuǎn)化為18.2 140.16轉(zhuǎn)化為14.16 80.12轉(zhuǎn)化為8.12 250.2轉(zhuǎn)化為25.2 1560.2轉(zhuǎn)化為156.2 凹模磨損后尺寸減小的有：140.14，280.2140.14轉(zhuǎn)化為13.86 280.2轉(zhuǎn)化為27.8 凹模磨損后尺寸不變的有：360.28，280.2，240.2，50.14360.28 360.07280.2 280.05240.2 240.0550.14 50.035查“表3.3-1”得：， 表3.3-1 模具間隙表材料厚度軟鋁 Zmin軟鋁Zmax純銅

35、、黃銅軟鋼Zmin 純銅、黃銅軟鋼Zmax杜拉鋁、中等硬鋼Zmin杜拉鋁、中等硬鋼Zmax硬鋼Zmin硬鋼Zmax0.20.0080.0120.0100.0140.0120.0160.0140.0180.30.0120.0180.0150.0210.0180.0240.0210.0270.40.0160.0240.0200.0280.0240.0320.0280.0360.50.0200.0300.0250.0350.0300.0400.0350.0450.60.0240.0360.0300.0420.0360.0480.0420.0540.70.0280.0420.0350.0490.042

36、0.0560.0490.0630.80.0320.0480.0400.0560.0480.0640.0560.0720.90.0360.0540.0450.0630.0540.0720.0630.0811.00.0400.0600.0500.0700.0600.0800.0700.0901.20.0500.0840.0720.0960.0840.1080.0960.1201.50.0750.1050.0900.1200.1050.1350.1200.1501.80.0900.1260.1080.1440.1260.1620.1440.1802.00.1000.1400.1200.1600.14

37、00.1800.1600.2002.20.1320.1760.1540.1980.1760.2200.1980.2422.50.1500.2000.1750.2250.2000.2500.2250.2752.80.1680.2240.1960.2520.2240.2800.2520.3083.00.1800.2400.2100.2700.2400.3000.2700.3303.50.2450.3150.2800.3500.3150.3850.3500.4204.00.2800.3600.3200.4000.3600.4400.4000.4804.50.3150.4050.3600.4500.4

38、050.4900.4500.5405.00.3500.4500.4000.5000.4500.5500.5000.6006.00.4800.6000.5400.6600.6000.7200.6600.780落料凹模的數(shù)據(jù)就照做加工凸模時的數(shù)據(jù)和精度要求來加工，每邊保證余量0.0350.5mm3.4 定位零件 定位零件的用處是讓板料(條料或塊料)在進入模具時到達相對精度的地方,保準(zhǔn)生產(chǎn)出的工件合格準(zhǔn)確,不會由于沖缺而導(dǎo)致板料的毀壞。(一) 定位件定位零件通常是定位板和定位銷，大都使用在單個板料的定位。(二) 導(dǎo)料件通常是說側(cè)壓板或?qū)Я习?，它是對板料在往模具里送料時有導(dǎo)正的用處。(三) 擋料件它的

39、用處是在板料進入模具時起確定進入距離的作用。這這一次的畢業(yè)設(shè)計里面我們采用的是固定擋料銷，由于它構(gòu)造簡潔，還可以滿足設(shè)計需求，并裝配簡單。3.5 壓料、卸料零件（一） 推件裝置推件塊可以分為剛性和彈性這兩類方式。通常彈性推件裝置在加工過程中能壓住工件，沖裁出來的零件的品質(zhì)比較好，但是由于是彈性裝置，它的彈力壓力是有限的。而剛性推件需要考慮不能太多的減小上模板的強度，要讓推件力均勻的分布于工件上。通常也可以取其兩者的有點，做出剛、彈結(jié)合的推件塊。 （二） 卸料裝置卸料裝置同樣也分為兩種形式，即剛性卸料版和彈性卸料版。另還有一種卸料的方式，那就是廢料切刀。本設(shè)計采用的是彈性卸料裝置。我們在卸料版和

40、落料凸模這兩者間提前留下0.15mm的空隙。（三）彈簧和橡膠零件 我們通常用在卸料、壓料和推件的裝置是彈簧和橡膠。這一次的畢業(yè)設(shè)計中的卸料裝置，由于所需要的卸料力不是很大，還有我們加工的零件厚度也不是很厚，所以在這里我們應(yīng)用的是彈性卸料裝置。彈簧的選用:在沖裁模里面我們經(jīng)常用到的彈簧的材料是通過卷制，熱處理后的硬度是。卸料彈簧的選用原則及步驟：1） 我們依據(jù)總共所需要的卸料力，通過計算來確定所需要的彈簧的數(shù)量，并且要通過計算來確定每個彈簧所承受的負荷。即 2） 我們依據(jù)的大小，從標(biāo)準(zhǔn)中先大致的選用彈簧規(guī)格，必須要使我們所挑選的彈簧的。其中是彈簧的最大負荷。3） 依據(jù)我們剛剛在上面選用的彈簧的最

41、大工作負荷和其在最大工作負荷下行變量，我們畫出這種彈簧的彈簧特性曲線。4） 我們先要做的是檢查我們所選用的彈簧的允許最大伸縮量，要是滿足我們的要求就是我們選用的彈簧合適。彈簧選用公式 （3.12） “式（3.12）”中 指的是彈簧預(yù)壓縮量；指的是卸料板的行程，通常是板料厚度+1mm；指的是凸、凹模的修磨量，通常取410mm。如果，則必須重新選擇彈簧。在這一次的畢業(yè)設(shè)計中我們選用四個彈簧，那么每一個彈簧所承擔(dān)的負荷是：通過查書上的表格，還有我們要顧及到這次的設(shè)計模具的模具尺寸，所選用彈簧的參數(shù)是： 彈簧特性曲線 （3.13）圖3.5-1 彈簧彈性曲線然后我們要檢查彈簧的最大壓縮量能不能滿足我們的

42、使用條件：故所選彈簧合適。對于落料件采用頂件裝置，采用這種剛性推件裝置，是因為剛性頂件裝置能滿足頂件的要求，而且頂件力大。頂件塊是根據(jù)凹?？诘目臻g位置設(shè)計的；頂桿采用帶肩頂桿，其材料是45鋼。需要熱處理。兩塊壓板的厚度均為10mm。直徑均為80mm。其材料是45鋼。需要熱處理。彈性元件選用的是聚氨酯橡膠。有兩種方法能用來選取聚氨酯橡膠，一個是通過計算演練，一個是查書上表格。本次設(shè)計就是采用了直接查表法來選擇聚氨酯橡膠的。橡膠的高度為20mm,外徑為60mm，內(nèi)徑為16.5mm。選用橡膠作為彈性元件，一方面是根據(jù)零件的需要，另一方面是橡膠價格便宜，易于加工和安裝。聚氨酯橡膠的彈性強度又較于普通橡

43、膠彈性強度大，所以采用聚氨酯橡膠。3.6 連接與固定零件3.6.1 模柄這一回的模具設(shè)計在模具上運用的模柄是壓入式模柄，它的外形十分簡潔，生產(chǎn)和安裝都很簡單。3.6.2 上、下模座上模座和下模座不光要裝配沖裁模的所有零部件，還需要承擔(dān)和傳送沖裁時的壓力。所有上下模座不光要擁有一定的強度，還必須要具備一定的剛度。如果上下模座的剛度達不到要求，就會拉低模具的壽命。在設(shè)計中選用的是HT250 的上、下模座。上、下模座厚度分別為45mm,55mm。3.7 模具結(jié)構(gòu)形式的確定模具的構(gòu)造設(shè)計我們選用正裝式復(fù)合模，該模具采取的是裝在下模座底部的彈頂器推動頂桿和頂件塊，這種彈性原件的高度和所安裝的模具的有關(guān)方

44、向無關(guān)，頂件力的大小也相對比較好控制，并且可以得到比較大頂件力。3.8 確定導(dǎo)向方式對于模具導(dǎo)向應(yīng)該選取合適的導(dǎo)向，對此我提出以下幾種方案：方案一：采用對角導(dǎo)柱模架。因為導(dǎo)柱存在于模具的壓力中心所相對的對角線上，并且兩個導(dǎo)柱的直徑是不相同的，為了防止上下模的位置裝錯，和導(dǎo)柱上的上下模座滑動比較平穩(wěn)，它的有用區(qū)域在毛坯的給進方向的導(dǎo)套間。通常是應(yīng)用在橫向送料的級進模或者是豎向送料的落料模、復(fù)合模。方案二：采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。因為正面和左、右不受控，而且可運用邊角料生產(chǎn)，進料和控制都相對較簡潔。由于導(dǎo)柱是在模具的后側(cè)裝上去的，在加工時，導(dǎo)柱導(dǎo)套的主要磨損是因為偏心距造成的，這將會十分厲害的影響到模具

45、的生產(chǎn)加工壽命，還不可以運用浮動的模柄。方案三：四導(dǎo)柱模架。通常是用在尺寸很大精度要求又比較高的沖壓工件，或者產(chǎn)量要求比較大的沖裁模具模架。方案四：中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱存在于模具的一條對稱線的兩角，這種模架的導(dǎo)向十分的穩(wěn)定、精確。但是缺點是只能一個方向送料。對比上面的四種方案，并比較模具的結(jié)構(gòu)和其送料形式，我選取方案一。4 模具的裝配及工作過程4.1模具的裝配在這里我選取1級精度的模架作為該模具的模架，在組裝時，上、下模座的導(dǎo)柱、導(dǎo)套、定位孔的中心線要與基準(zhǔn)面的垂線平行，其垂直度誤差應(yīng)保證在0.02mm以內(nèi)。模具的模架參數(shù)要滿足冷沖模模架技術(shù)條件（GB2854-81）的參數(shù)要求。模架裝配必須具備

46、模架檢測報告和沖模零件檢驗單與檢驗報告，方可進行裝配。組裝后的模架，讓上模座順著導(dǎo)柱上、下挪動要平穩(wěn)無滯留，到固定端面的距離要小于下模座底面有0.5-1mm。模具在裝配完成后要進入試模階段，試模的工件上的毛刺長度不可以高于0.02mm。 4.2 工作過程1）板料順著導(dǎo)料板進入模具一直到觸著擋料銷。2）上模向下運動，上、下模閉合。3）凸凹模向下運動沖出工件。4）上模往上提升，與此同時彈性卸料裝置把板料及廢屑往下排出，使往下落。頂件裝置把工件頂出來。5）板料又一次送入模具，排出工件和廢屑，如此進行循環(huán)工作?？偨Y(jié)通過本次畢業(yè)設(shè)計讓我再次系統(tǒng)的鞏固了一遍大學(xué)期間的課程，經(jīng)過幾個月的設(shè)計終于走到尾聲。期

47、間有艱辛也有喜悅，但艱辛的同時也充滿樂趣。在沒有開始著手畢業(yè)設(shè)計以前，我覺得畢業(yè)設(shè)計不過是對之前的學(xué)習(xí)的一個總結(jié)，但在拿到任務(wù)書開始投入設(shè)計中才驚覺畢業(yè)設(shè)計不單單是對之前的學(xué)習(xí)的一個總結(jié)，而是一個新的開始一種新的體驗。這一次的畢業(yè)設(shè)計課題是復(fù)合沖裁模模具設(shè)計，主要過程是工件的工藝分析、預(yù)定方案的選擇、工藝計算、繪制總裝圖及零件圖、編寫說明書等過程?？偨Y(jié)以下幾點：（1）首先在排樣上，我們知道板料的排樣分很多種，但是我們在設(shè)計時根據(jù)零件形狀雖然不規(guī)則，但是也相對簡單，為了加工制造方便，我們選擇直排的排樣方式。（2）根據(jù)工件的要求我們擬定了三種加工方案。方案一是直接一次落料成型，該方案的優(yōu)點是制造精

48、度高，而且只需要一次定位，定位精度高。但是缺點是模具的制造成本比較高，而且模具難加工組裝。方案二是在同一個模具里面先沖孔后落料，這種方案的優(yōu)點是制造精度高而且模具制造成本低，比較好加工組裝。方案三是把沖孔和落料分為兩個模具來加工，但是缺點是模具制造成本高，而且定位誤差大，精度低。（3）卸料裝置的作用是在一次沖裁完成后，能夠把條料和工序件與落料凹?；驔_孔凸模分開，以方便下一次的加工。因為零件的精度要求比較高，同時為了防止零件變形，能夠沖出平整的工件，我們使用了彈性卸料裝置。畢業(yè)設(shè)計使我們每一個大學(xué)生的必經(jīng)之路，通過本次畢業(yè)設(shè)計使我初步的了解模具基本內(nèi)容，在指導(dǎo)的指導(dǎo)下順利的完成了業(yè)設(shè)計。而且各方

49、面能力均有所提升，在設(shè)計過程中也學(xué)習(xí)到了不少的新知識，同時也鞏固了之前四年未掌握牢固的舊知識。同時也發(fā)現(xiàn)了自己的不足和缺點。通過設(shè)計也提升了我獨立工作的能力，樹立了今后對工作的信心。看著整個設(shè)計結(jié)果，也讓我有很大的成就感。而設(shè)計過程中我所學(xué)習(xí)到的種種，才是我的終生財富。參考文獻1 馬朝興.沖壓模具設(shè)計手冊M.北京: 化學(xué)工業(yè)出版,2009.2 曹巖,白瑀.沖模標(biāo)準(zhǔn)模架手冊與三維圖庫M.北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,2010.3 翟德梅,段維峰.模具制造技術(shù)M.北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,2005.4 賴清華.沖壓模具設(shè)計師速查手冊M.北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,2011.5 林承全,胡紹平.沖壓模具課程設(shè)計

50、M.北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,2008.6 劉朝福.沖壓模具典型結(jié)構(gòu)圖冊與動畫演示M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2011.7 洪慎章.現(xiàn)代模具工業(yè)的發(fā)展趨勢及企業(yè)特征J.航空制造技術(shù)，2003（6）：28-30.8 張正修.超薄板料沖裁模設(shè)計與制造J.航空制造技術(shù),2005(3):50-55.9 李德群.模具的CAD/CAE/CAM的發(fā)展?fàn)顩r及趨勢J.模具工業(yè)，2005(7):9-12.10 羅正斌.模具制造技術(shù)J.北京：湖南大學(xué)出版社,2008(5):55-58.11 李建明.大間隙薄板沖裁模的設(shè)計與應(yīng)用J-電加工與模具.2004(11):86-91.12 余蔚荔,余冠洲.金屬薄板輥壓沖裁的研究與裝置設(shè)計J-煤礦機械.2007(1):18-23.13 張榮清.模具設(shè)計與制造J.2版.北京：高等教育出版社，2008(3):111-115.14 成虹.沖壓工藝與模具設(shè)計M.北京：高等教育出版社，2004. 15 郭鐵良.模具制造工藝學(xué)M.北京：高等教育出版社，2006.16 眸林，胡建華.沖壓工藝與模具設(shè)計M.北京：北京大學(xué)出版社，2009