墊板沖壓模具設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、 . PAGE- 25 - / NUMPAGES35 . 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書課 題：墊板沖壓模具設(shè)計(jì)專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué)生 棟斌 班 級(jí) 08272 學(xué) 號(hào) 0827221 指導(dǎo)教師 ?；茉?完成日期 2010.12.20 設(shè)計(jì)任務(wù)墊板沖壓模具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求第一稿（手寫）；第二稿（打印，按格式）設(shè)計(jì)成果2010年12月13日至17日完成寫作提綱；2010年12月20日至31日完成第一稿；2011年1月31日至1月底完成第二稿（清樣）；2011年2月底至3月初完成定稿。設(shè)計(jì)進(jìn)程指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)評(píng)閱人評(píng)語(yǔ)成績(jī)?cè)O(shè)計(jì)成績(jī)指導(dǎo)教師評(píng)閱成績(jī)?cè)u(píng)閱教師答辯成績(jī)答辯負(fù)責(zé)人總評(píng)負(fù)責(zé)人摘要：本設(shè)計(jì)為一墊板的冷沖壓模具設(shè)

2、計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)零件的尺寸、材料、批量生產(chǎn)等要求，首先分析零件的工藝性，確定沖裁工藝方案與模具結(jié)構(gòu)方案，然后通過(guò)工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，確定排樣和裁板，計(jì)算沖壓力和壓力中心，初選壓力機(jī)，計(jì)算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后設(shè)計(jì)選用零、部件，對(duì)壓力機(jī)進(jìn)行校核，繪制模具總裝草圖，以與對(duì)模具主要零件的加工工藝規(guī)程進(jìn)行編制。其中在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要對(duì)凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料與出件裝置、模架、沖壓設(shè)備、緊固件等進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)于部分零部件選用的是標(biāo)準(zhǔn)件，就沒深入設(shè)計(jì)，并且在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)，對(duì)部分零部件進(jìn)行了加工工藝分析，最終才完成這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：模具；沖裁件；凸模；凹模；凸凹模；Abstract:The de

3、sign for a plate of cold stamping die design, according to the size of the design components, materials, mass production, etc., the first part of the process of analysis to determine the blanking process planning and die structure of the program, and then through the process design calculations, det

4、ermine the nesting and cutting board, calculate the pressure and pressure washed centers, primary presses, computing convex and concave Die Cutting Edge dimensions and tolerances, the final design selection of parts and components, to press for checking, drawing die assembly drawings, as well as Mol

5、d processing technology of the main parts to the preparation procedures. In which the structural design, primarily to the punch and die, punch and die, positioning parts, unloading and out of pieces of equipment, mold, pressing equipment, fasteners, etc. has been designed, for the selection of some

6、components are standard parts , there is no in-depth design, and structural design, while some parts for the processing process analysis and ultimately to complete this graduation project. Key words:mold; stamping parts; punch; die; punch and die;目 錄1.前言12.零件的工藝分析43 確定沖裁工藝方案54 確定模具總體結(jié)構(gòu)方案54.1 模具類型54.

7、2 操作與定位方式54.3 卸料與出件方式54.4 模架類型與精度64.5 凸模設(shè)計(jì)65 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算65.1 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算65.2 計(jì)算沖壓力與壓力中心，初選壓力機(jī)75.3 計(jì)算凸、凹模刃口尺寸與公差86 設(shè)計(jì)選用零件、部件，繪制模具總裝草圖106.1 凹模設(shè)計(jì)10目 錄6.2 凸模設(shè)計(jì)126.3 凸凹模的設(shè)計(jì)136.4 定位零件136.5 卸料與出件裝置146.6 模架與其它零件的選用177 壓力機(jī)的校核208模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制218.1 沖壓模具制造技術(shù)要求218.2 總裝工藝218.3 加工要求22總結(jié)23致24參考文獻(xiàn)251 前言1.1 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與市場(chǎng)前景 現(xiàn)

8、代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場(chǎng)總體上供不應(yīng)求，市場(chǎng)需求量維持在600億至650億美元，同時(shí)，我國(guó)的模具產(chǎn)業(yè)也迎來(lái)了新一輪的發(fā)展機(jī)遇。近幾年，我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持13%的年增長(zhǎng)率（據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2004年國(guó)模具進(jìn)口總值達(dá)到600多億，同時(shí)，有近200個(gè)億的出口），到2005年模具產(chǎn)值預(yù)計(jì)為600億元，模具與模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的每年9000多萬(wàn)美元增長(zhǎng)到2005年的2億美元左右。單就汽車產(chǎn)業(yè)而言，一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元，而當(dāng)汽車更換車型時(shí)約有80%的模具需要更換。2003年我國(guó)汽車產(chǎn)銷量均突破400萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)2004年產(chǎn)銷量各突破500萬(wàn)輛，轎車產(chǎn)量將達(dá)到2

9、60萬(wàn)輛。另外，電子和通訊產(chǎn)品對(duì)模具的需求也非常大，在發(fā)達(dá)國(guó)家往往占到模具市場(chǎng)總量的20%之多。目前，中國(guó)17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)約50多萬(wàn)。1999年中國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá)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%。1.2 沖壓工藝介紹沖壓是靠壓力機(jī)和模具對(duì)板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件(沖壓件)的成形加工方法。沖壓和鍛造同屬塑性加工(或稱壓力加工)，合稱鍛壓。沖壓的坯料主要是熱軋

10、和冷軋的鋼板和鋼帶。全世界的鋼材中，有6070%是板材，其部分是經(jīng)過(guò)沖壓制成成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包、容器的殼體、電機(jī)、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機(jī)械、生活器皿等產(chǎn)品中，也有大量沖壓件。沖壓件與鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強(qiáng)的特點(diǎn)。沖壓可制出其他方法難于制造的帶有加強(qiáng)筋、肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性。由于采用精密模具，工件精度可達(dá)微米級(jí)，且重復(fù)精度高、規(guī)格一致，可以沖壓出孔、凸臺(tái)等。冷沖壓件一般不再經(jīng)切削加工，或僅需要少量的切削加工。熱沖壓件精度和表面狀態(tài)低于冷沖壓件，但仍優(yōu)于鑄件、鍛件，切削加工量少。沖壓是高效的生產(chǎn)

11、方法，采用復(fù)合模，尤其是多工位級(jí)進(jìn)模，可在一臺(tái)壓力機(jī)上完成多道沖壓工序，實(shí)現(xiàn)由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動(dòng)生產(chǎn)。生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)條件好，生產(chǎn)成本低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。1.3 沖壓工藝的種類沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時(shí)保證分離斷面的質(zhì)量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實(shí)際生產(chǎn)中，常常是多種工序綜合應(yīng)用于一個(gè)工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。沖壓用板料的表面和在性能對(duì)沖壓成品的質(zhì)量影響很大，要求沖壓材料厚

12、度精確、均勻；表面光潔，無(wú)斑、無(wú)疤、無(wú)擦傷、無(wú)表面裂紋等；屈服強(qiáng)度均勻，無(wú)明顯方向性；均勻延伸率高；屈強(qiáng)比低；加工硬化性低。在實(shí)際生產(chǎn)中，常用與沖壓過(guò)程近似的工藝性試驗(yàn)，如拉深性能試驗(yàn)、脹形性能試驗(yàn)等檢驗(yàn)材料的沖壓性能，以保證成品質(zhì)量和高的合格率。模具的精度和結(jié)構(gòu)直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響沖壓件成本和質(zhì)量的重要因素。模具設(shè)計(jì)和制造需要較多的時(shí)間，這就延長(zhǎng)了新沖壓件的生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。模座、模架、導(dǎo)向件的標(biāo)準(zhǔn)化和發(fā)展簡(jiǎn)易模具(供小批量生產(chǎn))、復(fù)合模、多工位級(jí)進(jìn)模(供大量生產(chǎn))，以與研制快速換模裝置，可減少?zèng)_壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量和縮短準(zhǔn)備時(shí)間，能使適用于減少?zèng)_壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量和

13、縮短準(zhǔn)備時(shí)間，能使適用于大批量生產(chǎn)的先進(jìn)沖壓技術(shù)合理地應(yīng)用于小批量多品種生產(chǎn)。沖壓設(shè)備除了厚板用水壓機(jī)成形外，一般都采用機(jī)械壓力機(jī)。以現(xiàn)代高速多工位機(jī)械壓力機(jī)為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機(jī)械以與模具庫(kù)和快速換模裝置，并利用計(jì)算機(jī)程序控制，可組成高生產(chǎn)率的自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線。在每分鐘生產(chǎn)數(shù)十、數(shù)百件沖壓件的情況下，在短暫時(shí)間完成送料、沖壓、出件、排廢料等工序，常常發(fā)生人身、設(shè)備和質(zhì)量事故。因此，沖壓中的安全生產(chǎn)是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。1.4 沖壓行業(yè)阻力和障礙與突破 阻力一：機(jī)械化、自動(dòng)化程度低美國(guó)680條沖壓線中有70%為多工位壓力機(jī)，日本國(guó)250條生產(chǎn)線有32%為多工位壓力機(jī)，而這種代

14、表當(dāng)今國(guó)際水平的大型多工位壓力機(jī)在我國(guó)的應(yīng)用卻為數(shù)不多；中小企業(yè)設(shè)備普遍較落后，耗能耗材高，環(huán)境污染嚴(yán)重；封頭成形設(shè)備簡(jiǎn)陋，手工操作比重大；精沖機(jī)價(jià)格昂貴，是普通壓力機(jī)的510倍，多數(shù)企業(yè)無(wú)力投資阻礙了精沖技術(shù)在我國(guó)的推廣應(yīng)用；液壓成形，尤其是高壓成形，設(shè)備投資大，國(guó)難以起步。突破點(diǎn)：加速技術(shù)改造要改變當(dāng)前大部分還是手工上下料的落后局面，結(jié)合具體情況，采取新工藝，提高機(jī)械化、自動(dòng)化程度。汽車車身覆蓋件沖壓應(yīng)向單機(jī)連線自動(dòng)化、機(jī)器人沖壓生產(chǎn)線，特別是大型多工位壓力機(jī)方向發(fā)展。爭(zhēng)取加大投資力度，加速?zèng)_壓生產(chǎn)線的技術(shù)改造，使盡早達(dá)到當(dāng)今國(guó)際水平。而隨著微電子技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展使板材成形裝備自動(dòng)化、

15、柔性化有了技術(shù)基礎(chǔ)。應(yīng)加速發(fā)展數(shù)字化柔性成形技術(shù)、液壓成形技術(shù)、高精度復(fù)合化成形技術(shù)以與適應(yīng)新一代輕量化車身結(jié)構(gòu)的型材彎曲成形技術(shù)與相關(guān)設(shè)備。同時(shí)改造國(guó)舊設(shè)備，使其發(fā)揮新的生產(chǎn)能力。阻力二：生產(chǎn)集中度低許多汽車集團(tuán)大而全，形成封閉部配套，導(dǎo)致各企業(yè)的沖壓件種類多，生產(chǎn)集中度低，規(guī)模小，易造成低水平的重復(fù)建設(shè)，難以滿足專業(yè)化分工生產(chǎn)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力弱；摩托車沖壓行業(yè)面臨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，處于“優(yōu)而不勝，劣而不汰”的狀態(tài)；封頭制造企業(yè)小而散，集中度僅39.2%。突破點(diǎn)：走專業(yè)化道路迅速改變目前“大而全”、“散亂差”的格局，盡快從汽車集團(tuán)中把沖壓零部件分離出來(lái)，按沖壓件的大、中、小分門別類，成立幾個(gè)大型的

16、沖壓零部件制造供應(yīng)中心與幾十個(gè)小而專的零部件工廠。通過(guò)專業(yè)化道路，才能把沖壓零部件做大做強(qiáng)，成為國(guó)際上有競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的沖壓零部件供應(yīng)商。阻力三：沖壓板材自給率不足，品種規(guī)格不配套目前，我國(guó)汽車薄板只能滿足60%左右，而高檔轎車用鋼板，如高強(qiáng)度板、合金化鍍鋅板、超寬板(1650mm以上)等都依賴進(jìn)口。突破點(diǎn)：所用的材料應(yīng)與行業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展汽車用鋼板的品種應(yīng)更趨向合理，朝著高強(qiáng)、高耐蝕和各種規(guī)格的薄鋼板方向發(fā)展，并改善沖壓性能。鋁、鎂合金已成為汽車輕量化的理性材料，擴(kuò)大應(yīng)用已勢(shì)在必行。阻力四：科技成果轉(zhuǎn)化慢先進(jìn)工藝推廣慢在我國(guó)，許多沖壓新技術(shù)起步并不晚，有些還達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，但常常很難形成生產(chǎn)力。先進(jìn)

17、沖壓工藝應(yīng)用不多，有的僅處于試用階段，吸收、轉(zhuǎn)化、推廣速度慢。技術(shù)開發(fā)費(fèi)用投入少，導(dǎo)致企業(yè)對(duì)先進(jìn)技術(shù)的掌握應(yīng)用慢，開發(fā)創(chuàng)新能力不足，中小企業(yè)在這方面的差距更甚。目前，國(guó)企業(yè)大部分仍采用傳統(tǒng)沖壓技術(shù)，對(duì)下一代輕量化汽車結(jié)構(gòu)和用材所需的成形技術(shù)缺少研究與技術(shù)儲(chǔ)備。突破點(diǎn)：走產(chǎn)、學(xué)、研聯(lián)合之路我國(guó)與歐、美、日等相比，存在的最大的差距就是還沒有一個(gè)產(chǎn)、學(xué)研聯(lián)合體，科研難以做大，成果不能盡快轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。所以應(yīng)圍繞大型開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，以高校和科研單位為技術(shù)支持，企業(yè)為應(yīng)用基地，形成產(chǎn)品、設(shè)備、材料、技術(shù)的企業(yè)聯(lián)合實(shí)體，形成既能開發(fā)創(chuàng)新，又能迅速產(chǎn)業(yè)化的良性循環(huán)。阻力五：大、精模具依賴進(jìn)口當(dāng)前，沖壓模具

18、的材料、設(shè)計(jì)、制作均滿足不了國(guó)汽車發(fā)展的需要，而且標(biāo)準(zhǔn)化程度尚低，大約為40%45%，而國(guó)際上一般在70%左右。突破點(diǎn)：提升信息化、標(biāo)準(zhǔn)化水平必須用信息化技術(shù)改造模具企業(yè)，發(fā)展重點(diǎn)在于大力推廣CAD/CAM/CAE一體化技術(shù)，特別是成形過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬分析和優(yōu)化技術(shù)(CAE)。加速我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，提高精度和互換率。力爭(zhēng)2005年模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)到60%，2010年達(dá)到70%以上基本滿足市場(chǎng)需求。阻力六：專業(yè)人才缺乏業(yè)掌握先進(jìn)設(shè)計(jì)分析技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的高素質(zhì)人才遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足沖壓行業(yè)飛速發(fā)展的需要，尤其是摩托車行業(yè)中具備沖壓知識(shí)和技術(shù)和技能的專業(yè)人才更為缺乏且大量外流。另外，眾多合資公司

19、由外方進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，掌握設(shè)計(jì)權(quán)、投資權(quán)，我方?jīng)_壓技術(shù)人員難以真正掌握沖壓工藝的真諦。突破點(diǎn)：提高行業(yè)人員素質(zhì)這是一項(xiàng)迫在眉睫的任務(wù)，又是一項(xiàng)長(zhǎng)期而系統(tǒng)的任務(wù)。振興我國(guó)沖壓行業(yè)需要大批高水平的科技人才，大批熟悉國(guó)外市場(chǎng)、具有現(xiàn)代管理知識(shí)和能力的企業(yè)家，大批掌握先進(jìn)技術(shù)、工藝的高級(jí)技能人才。要舍得花大力氣，有計(jì)劃、分層次地培養(yǎng)。沖裁模設(shè)計(jì)題目如圖1所示零件：墊扳生產(chǎn)批量：大批量材料：08F t=2mm設(shè)計(jì)該零件的沖壓工藝與模具2 零件的工藝分析 2.1 結(jié)構(gòu)與尺寸該零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,形狀對(duì)稱。 硬鋼材料被自由凸模沖圓形孔,查冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表3-8,可知該工件沖孔的最小尺寸為1.3t,該工件的孔徑

20、為:61.3t=1.32=2.6。由于該沖裁件的沖孔邊緣與工件的外形的邊緣不平行,故最小孔邊距不應(yīng)小于材料厚度t,該工件的空邊距(20)t=2,(10)t=2,均適宜于沖裁加工。2.2 精度零件、外形尺寸均未標(biāo)注公差,屬自由尺寸,可按IT14級(jí)確定工件尺寸的公差,經(jīng)查表得,各尺寸公差分別為：零件外形:58， 38, 30, 16, 8零件形:6孔心距:180.215, 利用普通沖裁方式可以達(dá)到零件圖樣要求。2.3 材料08F，屬于碳素結(jié)構(gòu)鋼,查冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)附表1可知抗剪強(qiáng)度=260MPa,斷后伸長(zhǎng)率=32。此材料具有良好的塑性和較高的彈性,其沖裁加工性能好。根據(jù)以上分析,該零件的工藝性

21、較好,可以進(jìn)行沖裁加工。3 確定沖裁工藝方案該零件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可以采用以下幾種工藝方案：(a)先落料，再?zèng)_孔，采用單工序模生產(chǎn)；(b)采用落料沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)；(c)用沖孔落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案(a)模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序，兩套模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)效率低，難以滿足零件大批量生產(chǎn)的要求。由于零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為了提高生產(chǎn)效率，主要采用復(fù)合沖裁或級(jí)進(jìn)沖裁方式。采用復(fù)合沖裁時(shí)，沖出的零件精度和平直度好，生產(chǎn)效率高，操作方便，通過(guò)設(shè)計(jì)合理的模具結(jié)構(gòu)和排樣方案可以達(dá)到較好的零件質(zhì)量。根據(jù)以上分析，該零件采用復(fù)合沖裁工藝方案。4 確定模具總體結(jié)構(gòu)方案4.1

22、 模具類型根據(jù)零件的沖裁工藝方案，采用復(fù)合沖裁模。復(fù)合模的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是存在有雙重作用的結(jié)構(gòu)零件凸凹模，凸凹模裝在下模稱為倒裝式復(fù)合模。采用倒裝式復(fù)合模省去了頂出裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，因此采用倒裝式復(fù)合沖裁模。4.2 操作與定位方式雖然零件的生產(chǎn)批量較大，但合理安排生產(chǎn)，可用手工送料方式能夠達(dá)到批量要求，且能降低模具成本，因此采用手工送料方式?？紤]到零件尺寸大小，材料厚度，為了便于操作和保證零件的精度，宜采用導(dǎo)料板導(dǎo)向，固定擋料銷擋料，并與導(dǎo)正銷配合使用以保證送料位置的準(zhǔn)確性，進(jìn)而保證零件精度。為了保證首件沖裁的正確定距，采用始用擋料銷，采用使用擋料銷的目的是為了提高材料利用率。4.3 卸

23、料與出件方式采用彈性卸料的方式卸料，彈性卸料裝配依靠橡皮的彈力來(lái)卸料，卸料力不大，但沖壓時(shí)可兼起壓料作用，可以保證沖裁件表面的平面度。為了方便操作，提高零件生產(chǎn)率，沖件和廢料采用由凸模直接從凹模洞口推下的下出件方式。4.4 模架類型與精度考慮到送料與操作的方便性，模架采用后側(cè)式導(dǎo)柱的模架，用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向。由于零件精度要求不是很高，但沖裁間隙較小，因此采用I級(jí)模架精度。4.5 凸模設(shè)計(jì)凸模的結(jié)構(gòu)形式與固定方法：落料凸模刃口部分為非圓形，為便于凸模與固定板的加工，可設(shè)計(jì)成固定臺(tái)階式，中間臺(tái)階和凸模固定板以H7/m6過(guò)渡配合，凸模頂端的最大臺(tái)階是用其臺(tái)肩擋住凸模，在卸料時(shí)不至于凸模固定板中拉出。并將

24、安裝部分設(shè)計(jì)成便于加工的長(zhǎng)圓形，通過(guò)接方式與凸模固定板固定。5 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算零件外形近似矩形，輪廓尺寸為5830?？紤]操作方便并為了保證零件精度，采用直排有廢料排樣。如圖1所示：查冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表3-13，工件的搭邊值a=2，沿邊的搭邊值a1=2.2。級(jí)進(jìn)模送料步距為S=30+2=32mm條料寬度按表3-14中公式計(jì)算：B -0=(Dmax+2a1)-0 查表3-15得：=0.6B=（58+22.2）=62.4 （）由零件圖近似算得一個(gè)零件的面積為1354.82，一個(gè)進(jìn)距的壞料面積BS=62.432=1996.82。因此一個(gè)進(jìn)距的材料利用率為：=（A/BS）100=

25、67.8查冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)附表3選用板料規(guī)格為71020002。采用橫裁時(shí)，剪切條料尺寸為62.4。一塊板可裁的條料為32，每間條可沖零件個(gè)數(shù)22個(gè)零件。則一塊板材的材料利用率為：=（nA0/A）100=（22321354.8/7102000）100=67.2采用縱裁時(shí)，剪切條料尺寸為62.4。一塊板可裁的條料為11，每條可沖零件個(gè)數(shù)62個(gè)零件，則一塊板材的材料利用率為：=（nA0/A）100=（11621354.8/7102000）100=59.2根據(jù)以上分析，橫裁時(shí)比縱裁時(shí)的板材的材料利用率高，因此采用橫裁。5.2 計(jì)算沖壓力與壓力中心，初選壓力機(jī)沖裁力：根據(jù)零件圖可算得一個(gè)零件外周邊

26、長(zhǎng)度：L1=16+8+28+382=162.27 周邊長(zhǎng)度之和：L=23=18.84查冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)附表1可知：MPa;查冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)附表3可知：Kx=0.05, KT=0.055.落料力：F落=KL1 tT=1.3162.272260=109.69KN 沖孔力：F孔=KL2 t T =1.362260=12.74KN卸料力：Fx=KxF落 =0.05109.69=5.48KN推件力：根據(jù)材料厚度取凹模刃口直壁高度h=6, 故:n=h/t=3 FT=nKtF孔=30.05525.47=4.20KN總沖壓力：F= F落+ F孔+Fx+ FT則F=109.69+12.74+5.48+

27、4.20 =132.11KN應(yīng)選取的壓力機(jī)公稱壓力：25t.因此可初選壓力機(jī)型號(hào)為J23-25。當(dāng)模具結(jié)構(gòu)與尺寸確定之后，可對(duì)壓力機(jī)的閉合高度，模具安裝尺寸進(jìn)行校核，從而最終確定壓力機(jī)的規(guī)格。確定壓力中心：畫出凹模刃口，建立如圖所示的坐標(biāo)系：由圖可知，該形狀關(guān)于X軸上下對(duì)稱，關(guān)于Y軸左右對(duì)稱，則壓力中心為該圖形的幾何中心。即坐標(biāo)原點(diǎn)O。該點(diǎn)坐標(biāo)為（0，0）。5.3 計(jì)算凸、凹模刃口尺寸與公差由于模具間隙較小，固凸、凹模采用配作加工為宜，由于凸、凹模之間存在著間隙，使落下的料或沖出的孔都帶有錐度。落料件的尺寸接近于凹模刃口尺寸，而沖孔件的尺寸接近于凸模刃口尺寸。固計(jì)算凸模與凹模刃口尺寸時(shí)，應(yīng)按落

28、料與沖孔兩種情況分別進(jìn)行。由此，在確定模具刃口尺寸與其制造公差時(shí)，需遵循以下原則：（= 1 * ROMANI）落料時(shí)以凹模尺寸為基準(zhǔn)，即先確定凹模刃口尺寸；考慮到凹模刃口尺寸在使用過(guò)程中因磨損而增大，固落料件的基本尺寸應(yīng)取工件尺寸公差圍較小尺寸，而落料凸模的基本尺寸則按凹?；境叽鐪p最小初始間隙；（= 2 * ROMANII）沖孔時(shí)以凸模尺寸為基準(zhǔn)，即先確定凸模刃口尺寸，考慮到凸模尺寸在使用過(guò)程中因磨損而減小，固沖孔件的基本尺寸應(yīng)取工件尺寸公差圍的較大尺寸，而沖孔凹模的基本尺寸則按凸?；境叽缂幼钚〕跏奸g隙；（= 3 * ROMANIII）凸模與凹模的制造公差，根據(jù)工件的要求而定，一般取比工件

29、精度高23級(jí)的精度，考慮到凹模比凸模的加工稍難，凹模比凸模低一級(jí)。a): 落料凹模刃口尺寸。按磨損情況分類計(jì)算：= 1 * romani)凹模磨損后增大的尺寸，按冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)公式：DA=(Dmax-X);計(jì)算，取 A=/4，制件精度為IT14級(jí)，故X=0.558: DA1 =(58-0.50.74)=57.63 （）38: DA2=（38-0.50.62）=37.69 （）30: DA3=（30-0.50.52）=29.74 （）16: DA4=（16-0.50.43）=15.785（）8: DA5=（8-0.50.36）=7.18（）= 2 * romanii)凹模磨損后不變的尺寸，

30、按冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)公式：CA=（Cmin+X）0.5A: 計(jì)算，取A=/4 ，制件精度為IT14級(jí)，故X=0.5180.215: Cd1=(17.785+0.50.43)0.43/8=180.05375（） 沖裁間隙影響沖裁件質(zhì)量，在正常沖裁情況下，間隙對(duì)沖裁力的影響并不大，但間隙對(duì)卸力、推件力的影響卻較大。間隙是影響模具壽命的主要因素。間隙的大小則直接影響到摩擦的大小，在滿足沖裁件質(zhì)量的前提下，間隙一般取偏大值，這樣可以降低沖裁力和提高模具壽命。查冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表3-3可知Zmax=0.360 , Zmin=0.246相應(yīng)凸模按凹模實(shí)際尺寸配作，保證最小合理間隙為0.246mm沖孔

31、凸模刃口尺寸。沖孔凸模為圓形，可按冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)公式dT=(dmin+x) 計(jì)算，取T=/4，制件精度為IT14級(jí)，故X=0.512: dT1=(6+0.50.30)=6.156 設(shè)計(jì)選用零件、部件，繪制模具總裝草圖6.1 凹模設(shè)計(jì)凹模的結(jié)構(gòu)形式和固定方法：凹模采用矩形板狀結(jié)構(gòu)和通過(guò)用螺釘、銷釘固定在凹模固定板，其螺釘與銷釘與凹?？妆陂g距不能太小否則會(huì)影響模具強(qiáng)度和壽命，其值可查冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表3-23。凹模刃口的結(jié)構(gòu)形式：因沖件的批量較大，考慮凹模有磨損和保證沖件的質(zhì)量，凹模刃口采用直刃壁結(jié)構(gòu)，刃壁高度取6mm, 漏料部分沿刃口輪廓單邊擴(kuò)大0.5 mm凹模輪廓尺寸的確定：查冷沖壓

32、工藝與模具設(shè)計(jì)表3-24，得：K=0.28;查冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表3-25, 得: s2=36; 凹模厚度H=ks=0.2858=16.24（） B=s+（2.54.0）H=58+（2.54.0）16.24=98.6122.96 （） L=s1+2s2=30+236=102 （）根據(jù)算得的凹模輪廓尺寸，選取與計(jì)算值相接近的標(biāo)準(zhǔn)凹模板輪廓尺寸為L(zhǎng)BH=12512528.5（）凹模材料和技術(shù)要求：凹模的材料選用T10A。工件部分淬硬至HRC5862。外輪廓棱角要倒鈍。如圖2所示：圖2 落料凹模6.2 凸模設(shè)計(jì)6.2.1 凸模的結(jié)構(gòu)形式與固定方法沖孔部分的凸模刃口尺寸為圓形，為了便于凸模和固定板的

33、加工，將沖孔凸模設(shè)計(jì)成臺(tái)階式。為了保證強(qiáng)度、剛度與便于加工與裝配，圓形凸模常做成圓滑過(guò)渡的階梯形，小端圓柱部分。是具有鋒利刃口的工作部分，中間圓柱部分是安裝部分，它與固定板按H7/m6配合，尾部臺(tái)肩是為了保證卸料時(shí)凸模不致被拉出，圓形凸模采用臺(tái)肩式固定。6.2.2 凸模長(zhǎng)度計(jì)算凸模的長(zhǎng)度是依據(jù)模具結(jié)構(gòu)而定的。采用彈性卸料時(shí)，凸模長(zhǎng)度按公式L=h1+h2+h3計(jì)算，式中 L凸模長(zhǎng)度，mm； h1凸模固定板厚度，mm; h2卸料板厚度，mm ; h3卸料彈性元件被預(yù)壓后的厚度L=22mm+10mm+18.5mm=50.5mm6.2.3 凸模的強(qiáng)度與剛度校核一般情況下，凸模強(qiáng)度與剛度足夠，由于凸模的

34、截面尺寸較為積適中，估計(jì)強(qiáng)度足夠，只需對(duì)剛度進(jìn)行校核。對(duì)沖孔凸模進(jìn)行剛度校核：凸模的最大自由長(zhǎng)度不超過(guò)下式：有導(dǎo)向的凸模Lmax1200，其中對(duì)于圓形凸模Imin=d4/64則Lmax1200=24.00mm由此可知：沖孔部分凸模工作長(zhǎng)度不能超過(guò)24.00mm，根據(jù)沖孔標(biāo)準(zhǔn)中的凸模長(zhǎng)度系列，選取凸模的長(zhǎng)度：50.56.2.4 凸模材料和技術(shù)條件凸模材料采用碳素工具鋼T10A，凸模工作端（即刃口）淬硬至HRC 5660，凸模尾端淬火后，硬度為HRC 4348為宜。如圖3所示：圖3 沖孔凸模6.3 凸凹模的設(shè)計(jì)6.3.1 凸凹模的結(jié)構(gòu)形式與固定方法凸凹模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖4所示：圖4 凸凹模凸凹模與凸

35、凹模固定板的采用H7/m6配合。6.3.2 校核凸凹模的強(qiáng)度沖孔邊緣與工件外開邊緣不平行時(shí)，凸凹模的最小壁厚不應(yīng)小于材料厚度t=2mm，而實(shí)際最小壁厚為5mm，故符合強(qiáng)度要求。6.3.3 凸凹模尺寸的確定凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配作并保證最小間隙為Zmin=0.246mm,形刃口尺寸按凸模尺寸配做并保證最小間隙為Zmin=0.246mm。6.3.4 凸凹模材料和技術(shù)條件凸凹模材料采用碳素工具鋼T10A，淬硬至5660HRC。6.4 定位零件定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上相對(duì)凸、凹模有正確的位置。 選用固定擋料銷一個(gè)。擋料銷的作用是擋住條料搭邊或沖件輪廓以限定條料送進(jìn)的距離，固定擋料

36、銷固定在位于下模的凸凹模上，規(guī)格為GB/T7694.10-94，材料45號(hào)鋼，硬度為4348HRC選用導(dǎo)料銷兩個(gè)。導(dǎo)料銷的作用是保證條料沿正確的方向送進(jìn)，位于條料的后側(cè)（條料從右向左送進(jìn)）尺寸規(guī)格為6X2，如圖5所示：圖5 導(dǎo)料銷6.5 卸料與出件裝置出件方式是采用凸模直接頂出的下出料方式。由于卸料采用彈性卸料的方式，彈性卸料裝置由卸料板、卸料螺釘和彈性元件組成。卸料板：彈性卸料板的平面尺寸等于或稍大于凹模板的尺寸，厚度取凹模厚度的0.60.8倍, 卸料板與凸模的單邊間隙按冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表3-32選取,t1mm時(shí),單邊間隙為0.15mm。為了便于可靠卸料，在模具開啟狀態(tài)時(shí)，卸料板工作平面

37、應(yīng)高出凸模刃口尺寸端面0.30.5，卸料板的尺寸規(guī)格為：125mmX125mmX10mm，材料為:45#鋼。如圖6所示：圖6 卸料板卸料螺釘：卸料螺釘采用標(biāo)準(zhǔn)的階梯形螺釘，根據(jù)卸料板的尺寸選擇4個(gè)卸料螺釘，規(guī)格為，/T7650.5-94。如圖7所示：圖7 卸料螺釘卸料裝置：由于橡皮允許承受的負(fù)荷較大，安裝調(diào)整方便，因此選用橡皮作為彈性元件，卸料橡皮的選擇原則： 為了保證卸料正常工作，應(yīng)使橡皮工作時(shí)的彈力大于或等于卸料力FXFXY=APFX=5.48KN式中FXY橡皮工作時(shí)的彈力，A橡皮的橫截面積，P與橡橡皮壓縮量有關(guān)的單位壓力，一般預(yù)壓時(shí)壓縮量為10%15%。由冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)圖3-64知

38、，取P=0.6MPa，求得A=91.3cm2,由冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表3-33中的公式求得橡皮尺寸規(guī)格為352624根據(jù)工件材料厚度為2mm，沖裁時(shí)凸模進(jìn)如凹模的深度為1mm，模具維修時(shí)刃磨留量為2mm，開啟時(shí)卸料板高于凸模1mm，則求得總工作行程：h工件=6mm, 使用橡皮時(shí)，不應(yīng)使最大壓縮量超過(guò)橡皮自由高度的35%45%否則是皮的自由高度應(yīng)為： H=h/(0.250.30) =6/(0.250.30) =2024mm模具組裝時(shí)的預(yù)壓縮量為： H預(yù)=（10%15%）H =2.43.6mm取H預(yù)=3mm由此可知：安裝橡皮高度尺寸為21mm,式中的H所需的工作行程。由上式所得的高度，還在按下式進(jìn)

39、行校核: 0.5H/B1.5如果H/D超過(guò)1.5,應(yīng)把橡皮分成若干段,并在橡皮之間墊上鋼圈。由冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表3-33中的公式求得橡皮尺寸規(guī)格為3526246.6 模架與其它零件的選用6.6.1 模柄模柄的作用是把上模固定在壓力機(jī)滑塊上，同時(shí)使模具中心通過(guò)滑塊的壓力中心，模柄的直徑與長(zhǎng)度與壓力機(jī)滑塊一致，模柄的尺寸規(guī)格選用凸緣模柄，用34個(gè)螺釘固定在上模座上。如圖8所示:圖8 模柄6.6.2 模座標(biāo)準(zhǔn)模座根據(jù)模架類型與凹模同界尺寸選用，上模座：125mm 125mm35mm；下模座：125mm125mm45mm；模座材料采用灰口鑄鐵，它具有較好的吸震性，采用牌號(hào)為HT200。6.6.3

40、墊板墊板的作用是承受并擴(kuò)散凸?；虬寄鬟f的壓力，以防止模座被擠壓損傷。是否要用板，可按下式校核：P=F12/A式中P凸模頭部端面對(duì)模座的單位面積壓力；F12凸模承受的總壓力； A凸模頭部端面與承受面積。由于計(jì)算的P值大于冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表3-34模座材料的許應(yīng)壓力，因此在工作零件與模座之間加墊板。 墊板用45號(hào)鋼制造，淬火硬度為HRC4348，其尺寸規(guī)格為：125mm125mm10mm。上下面須磨平，保證平行。如圖9所示：圖9 墊板模架選用后側(cè)導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架：上模座：LBH =125mm125mm35mm下模座：LBH=125mm125mm45mm導(dǎo)柱：DL=22mm150mm導(dǎo)套：dLD=

41、35mm85mm38mm模架的閉合高度：160190mm墊板厚度：10mm；凸模固定板厚度：22 mm上模底板厚：35 mm，凹模厚度：28.5mm橡皮厚：24mm 卸料板厚度10 mm凸凹模固定板厚度：45 mm，下模底板厚：45 mm模具的閉合厚度：Hd=35+10+22+28.5+2+1+45+45=188.5mm6.6.4 沖壓設(shè)備的選擇選用開式雙柱可傾壓力機(jī)J23-25。公稱壓力為25t，滑塊行程為65mm,最大閉合高度270mm,滑塊中心線至床身距離200 mm，工作臺(tái)尺寸：370 mm560 mm，墊板厚度：50 mm，模柄孔尺寸：40 mm60 mm.6.6.5 緊固件的選用上

42、模螺釘：螺釘起聯(lián)接緊固作用，上模上6個(gè)，45鋼，尺寸為M8X70下模螺釘：6個(gè)，45鋼，尺寸為M6X55.銷釘起定位作用，同時(shí)也承受一定的偏移力.上模2個(gè)，45鋼，尺寸為6X60.7 壓力機(jī)的校核7.1 公稱壓力根據(jù)公稱壓力的選取壓力機(jī)型號(hào)為J23-25,它的壓力為25t15.79t,所以壓力得以校核;7.2 滑塊行程滑塊行程應(yīng)保證坯料能順利地放入模具和沖壓能順利地從模具中取出.這里只是材料的厚度t=2mm,卸料板的厚度H=10mm,與凸模沖入凹模的最大深度2mm,即S1=2+10+2=14mmS=65mm,所以得以校核.7.3 行程次數(shù)行程次數(shù)為105次/min.因?yàn)樯a(chǎn)批量為中批量,又是手

43、工送料,不能太快,因此是得以校核.7.4 工作臺(tái)面的尺寸根據(jù)下模座LB=125mm125mm,且每邊留出60100mm,即L1B1=325mm325mm,而壓力機(jī)的工作臺(tái)面L2B2=560mm370mm,沖壓件和廢料從下模漏出, 漏料尺寸小于58mm30mm,而壓力機(jī)的孔尺寸為250250,故符合要求,得以校核;7.5 滑塊模柄孔尺寸 滑塊上模柄孔的直徑為40mm,模柄孔深度為60mm,而所選的模柄夾持部分直徑為30mm,長(zhǎng)度為48mm,故符合要求,得以校核;7.6 閉合高度由壓力機(jī)型號(hào)知Hmax=270mm M=80 H1=70Hmin=HmaxM= 270-80=190(M為閉合高度調(diào)節(jié)量

44、/mm,H1為墊板厚度/mm)由公式得:( HmaxH1)-5H( HminH1)+10,得(27070)-5188.5(19070)+10即 195188.5120 ,所以所選壓力機(jī)合適,即壓力機(jī)得以校核.8 模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制8.1 沖壓模具制造技術(shù)要求模具精度是影響沖壓件精度的重要因素之一，為了保證模具精度，制造時(shí)應(yīng)達(dá)到以下技術(shù)要求：a、組成沖壓模具的所有零件，在材料加工精度和熱處理質(zhì)量等方面均應(yīng)符合相應(yīng)圖樣的要求。b、組成模架的零件應(yīng)達(dá)到規(guī)定的加工要求，裝配成套的模架應(yīng)活動(dòng)自如，并達(dá)到規(guī)定的平行度和垂直度要求c、模具的功能必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求.d、為了鑒別沖壓件的質(zhì)量，裝配好的

45、模具必須在生產(chǎn)條件下試模，并根據(jù)試模存在問(wèn)題進(jìn)行修整，直至試出合格的沖壓件為止。8.2 總裝工藝總裝圖如圖15所示：圖15 總裝圖下模座 2導(dǎo)柱 3六角螺釘870 4六角螺釘860 5導(dǎo)套 6凸模固定板 7沖孔凸模 8墊板 9上模座 10銷釘 11模柄 12打料桿 13連接推桿 14凸凹模 15卸料板 16推件塊 17凹模 18活動(dòng)擋料銷 19推板 20彈性橡膠 21凸凹模固定板 22卸料螺釘 23導(dǎo)料銷加工工藝路線：1備料2 把導(dǎo)柱安裝在下模座上。3 把凸凹模放在下模座上面，按中心線裝上凸凹模固定板，用螺釘把凸凹模固定在下模座上。4 通過(guò)卸料螺釘把橡皮和卸料板固定好，在卸料板上裝好導(dǎo)料銷和擋料銷。5 把導(dǎo)套安裝在上模座上。6 把4個(gè)沖孔凸模通過(guò)凸模固定板和墊板一起固定到上模座上，連同凹模一起用螺釘和銷釘緊固。7 把模柄裝在上模座上，用螺釘緊固，裝上打桿。8把組裝好的上模座和下模座通過(guò)導(dǎo)柱導(dǎo)套組裝起來(lái)，中間裝上2mm厚的材料。9試模10調(diào)整到合格11入庫(kù)8.3 加工要求1）模具配合加工零件在允許間隙加工,落料凸凹模,沖孔凸模與固定板配合后,底部磨平。2）圖樣中未注明公差的一般尺寸其極限偏差按14級(jí)