畢業(yè)論文-孔形卡片沖壓工藝分析和模具設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)孔形卡片沖壓工藝分析和模具設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)：系 部： 機(jī)械工程系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： 二零一五年六月誠(chéng)信聲明本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的，在完成論文時(shí)所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。 本人簽名： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書設(shè)計(jì)（論文）題目：孔形卡片沖壓工藝分析及模具設(shè)計(jì)系部： 機(jī)械工程系 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)號(hào)： 學(xué)生： 指導(dǎo)教師（含職稱）： 1課題意義及目標(biāo)（1）通過畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠鞏固所學(xué)的各類基礎(chǔ)知識(shí)、初步掌握沖壓模具設(shè)計(jì)的流程，熟練掌握使用各類工具書籍.（2）通過畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生初步達(dá)到工程師所

2、具備的基本素質(zhì)。2主要內(nèi)容（1）完成沖壓件的工藝性分析（工藝分析、工藝方案確定、工藝計(jì)算）（2）進(jìn)行沖壓模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算（主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 及模具工作部分尺寸計(jì)算等）（3）制定模具典型零件加工的工藝規(guī)程（4）完成模具總裝配圖及模具主要零件圖的繪制（5）編寫模具畢業(yè)設(shè)計(jì)論文3主要參考資料（1）沖壓設(shè)計(jì)資料 機(jī)械工業(yè)出版社 王孝培主編（2）沖模圖冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 李天佑主編、（3）冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 機(jī)械工業(yè)出版社 王芳主編（4）實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 陣錫棟、周小玉主編（5）實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè) 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 李紹林、馬長(zhǎng)福主編（6）沖模設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版

3、社 沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組4進(jìn)度安排設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱起 止 日 期1開題報(bào)告2014.12.12014.12.302工藝分析及計(jì)算2015.3.12015.4.153模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算2015.4.152015.5.154繪制圖紙及編寫設(shè)計(jì)說明書2015.5.152015.6.105畢業(yè)答辯2015年6月中下旬5工件圖（1）工件名稱：孔形卡片 （2）市場(chǎng)批量：大批量 （3）材料：Q235鋼（4）料厚：2mm（5）零件圖如下：審核人： 年 月 日 II孔形卡片沖壓工藝分析和模具設(shè)計(jì)摘 要：畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們大學(xué)學(xué)習(xí)的一個(gè)重要的總結(jié)。在本設(shè)計(jì)中，我的題目是孔形卡片落料沖孔復(fù)合模具設(shè)計(jì)。通過分析我們

4、發(fā)現(xiàn)，孔形卡片外形是個(gè)圓形，中間有個(gè)異形的孔。外形依靠落料完成，沖孔依靠沖孔工序來完成。通過這個(gè)模具的設(shè)計(jì)，將是對(duì)我大學(xué)學(xué)習(xí)的一個(gè)重要的考核。設(shè)計(jì)過程中，首先我們要對(duì)孔形卡片的結(jié)構(gòu)性、材料進(jìn)行分析，選擇合適的方式進(jìn)行生產(chǎn)。材料的分析來確定工件是否適合生產(chǎn)。之后要通過工件的厚度來確定工件排樣圖的搭邊，然后計(jì)算排樣圖的材料利用率。接下來就是進(jìn)行沖壓力的計(jì)算，通過計(jì)算沖壓力選擇合適的沖壓設(shè)備。模具刃口的計(jì)算也有其的重要，只有選擇合適的刃口才能夠確保模具的壽命，提高模具的使用率。模具刃口計(jì)算后，就是模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，先進(jìn)行凹模外形尺寸的計(jì)算的通過凹模的外形尺寸來得到模具中其他固定板、卸料板等的尺寸，最后

5、選擇模架等一系列標(biāo)準(zhǔn)件，最終完成模具的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：復(fù)合模，沖壓工藝，模具設(shè)計(jì)Hole card stamping process analysis and die designAbstract：Graduation design is an important suary of study on our university. In this design, the title of my speech is stamping die design of double bolt door lock accessories. Through the analysis we found, dou

6、ble tongue lock accessories is a rectangle with a rectangular, above a two screw hole and the two rectangular holes. Shape depends on the blanking punch finish, rely on punching process to complete. Through the mold design, will be one of the important appraisal in University learning.In the design

7、process, we must first structural, material on the double tongue lock parts to carry on the analysis, select the appropriate mode of production. Material analysis to determine whether a workpiece is suitable for the production of. After going through the thickness of the workpiece to determine the l

8、ayout of the edge of workpiece, then calculate the layout of the material utilization ratio.The next is the blanking force calculation, through the calculation of blanking pressure to choose suitable stamping equipment. The calculation of the die cutting edge also has its important, only select the

9、appropriate edge eloquence can ensure the life of the mold, improve the mold use rate.Die cutting edge calculation, die structure design is advanced, the calculation for die dimensions by the shape of concave die size to get other fixed plate mould stripper and other dimensions, the final choice of

10、mold and a series of standard parts, the final completion of die design.Keywords: progressing die, stamping process, die designPAGE 30目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc421133113 1 緒論 PAGEREF _Toc421133113 h 1 HYPERLINK l _Toc421133114 1.1沖壓過程中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的概述 PAGEREF _Toc421133114 h 1 HYPERLINK l _Toc42113

11、3115 1.2模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)趨勢(shì) PAGEREF _Toc421133115 h 1 HYPERLINK l _Toc421133116 1.3沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) PAGEREF _Toc421133116 h 2 HYPERLINK l _Toc421133117 2 沖壓件工藝分析 PAGEREF _Toc421133117 h 3 HYPERLINK l _Toc421133118 2.1 材料分析 PAGEREF _Toc421133118 h 3 HYPERLINK l _Toc421133119 2.2 零件結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc421133119 h 3

12、HYPERLINK l _Toc421133120 2.3 尺寸精度 PAGEREF _Toc421133120 h 4 HYPERLINK l _Toc421133121 3 沖裁方案的確定 PAGEREF _Toc421133121 h 5 HYPERLINK l _Toc421133122 3.1 沖裁工藝方案的確定 PAGEREF _Toc421133122 h 5 HYPERLINK l _Toc421133123 4 模具總體結(jié)構(gòu)的確定 PAGEREF _Toc421133123 h 6 HYPERLINK l _Toc421133124 4.1 模具類型的選擇 PAGEREF _

13、Toc421133124 h 6 HYPERLINK l _Toc421133125 4.2 送料方式的選擇 PAGEREF _Toc421133125 h 6 HYPERLINK l _Toc421133126 4.3 定位方式的選擇 PAGEREF _Toc421133126 h 6 HYPERLINK l _Toc421133127 4.4 卸料、出件方式的選擇 PAGEREF _Toc421133127 h 6 HYPERLINK l _Toc421133128 4.5 導(dǎo)向方式的選擇 PAGEREF _Toc421133128 h 6 HYPERLINK l _Toc42113312

14、9 5 工藝參數(shù)計(jì)算 PAGEREF _Toc421133129 h 8 HYPERLINK l _Toc421133130 5.1 排樣方式的選擇 PAGEREF _Toc421133130 h 8 HYPERLINK l _Toc421133131 5.1.1 排樣及搭邊值的計(jì)算 PAGEREF _Toc421133131 h 8 HYPERLINK l _Toc421133132 5.1.2 步距的計(jì)算 PAGEREF _Toc421133132 h 8 HYPERLINK l _Toc421133133 5.1.3 條料寬度的確定 PAGEREF _Toc421133133 h 9 H

15、YPERLINK l _Toc421133134 5.1.4 材料利用率的計(jì)算 PAGEREF _Toc421133134 h 9 HYPERLINK l _Toc421133135 5.2 沖壓力的計(jì)算 PAGEREF _Toc421133135 h 10 HYPERLINK l _Toc421133136 5.2.1沖裁力的計(jì)算 PAGEREF _Toc421133136 h 10 HYPERLINK l _Toc421133137 5.2.3 卸料力與推件力的計(jì)算 PAGEREF _Toc421133137 h 11 HYPERLINK l _Toc421133138 5.2.4 總沖壓

16、力的計(jì)算 PAGEREF _Toc421133138 h 11 HYPERLINK l _Toc421133139 5.3 壓力機(jī)噸位選擇 PAGEREF _Toc421133139 h 12 HYPERLINK l _Toc421133140 5.4 確定模具壓力中心 PAGEREF _Toc421133140 h 13 HYPERLINK l _Toc421133141 6 刃口尺寸計(jì)算 PAGEREF _Toc421133141 h 14 HYPERLINK l _Toc421133142 6.1 沖裁間隙的確定 PAGEREF _Toc421133142 h 14 HYPERLINK

17、l _Toc421133143 6.2 刃口尺寸的計(jì)算及依據(jù)與法則 PAGEREF _Toc421133143 h 14 HYPERLINK l _Toc421133144 7 設(shè)計(jì)模具的主要零件 PAGEREF _Toc421133144 h 16 HYPERLINK l _Toc421133145 7.1 凹模設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc421133145 h 16 HYPERLINK l _Toc421133146 7.1.1 凹模外形尺寸的計(jì)算 PAGEREF _Toc421133146 h 16 HYPERLINK l _Toc421133147 7.1.2 凹模刃口結(jié)構(gòu)形式的選擇

18、 PAGEREF _Toc421133147 h 17 HYPERLINK l _Toc421133148 7.1.3 凹模精度與材料的確定 PAGEREF _Toc421133148 h 18 HYPERLINK l _Toc421133149 7.2 凸模的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc421133149 h 18 HYPERLINK l _Toc421133150 7.2.1 凸模結(jié)構(gòu)的確定 PAGEREF _Toc421133150 h 18 HYPERLINK l _Toc421133151 7.2.2 凸模高度的確定 PAGEREF _Toc421133151 h 18 HYPER

19、LINK l _Toc421133152 7.2.3 凸模材料的確定 PAGEREF _Toc421133152 h 19 HYPERLINK l _Toc421133153 7.2.4 凸模精度的確定 PAGEREF _Toc421133153 h 19 HYPERLINK l _Toc421133154 7.3 卸料板的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc421133154 h 19 HYPERLINK l _Toc421133155 7.3.1 卸料板外型設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc421133155 h 20 HYPERLINK l _Toc421133156 7.3.2 卸料板整體精度的

20、確定 PAGEREF _Toc421133156 h 20 HYPERLINK l _Toc421133157 7.4 固定板的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc421133157 h 21 HYPERLINK l _Toc421133158 7.5 墊板的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc421133158 h 22 HYPERLINK l _Toc421133159 7.6 上下模座、模柄的選用 PAGEREF _Toc421133159 h 22 HYPERLINK l _Toc421133160 7.6.1 上下模座的選用 PAGEREF _Toc421133160 h 22 HYPERLIN

21、K l _Toc421133161 7.6.2 模柄的選用 PAGEREF _Toc421133161 h 23 HYPERLINK l _Toc421133162 7.7 模具工作過程 PAGEREF _Toc421133162 h 23 HYPERLINK l _Toc421133163 7.7 模具材料選擇與熱處理 PAGEREF _Toc421133163 h 23 HYPERLINK l _Toc421133164 8 沖壓力機(jī)的校核與選定 PAGEREF _Toc421133164 h 24 HYPERLINK l _Toc421133165 8.1 沖壓設(shè)備的校核 PAGEREF

22、 _Toc421133165 h 24 HYPERLINK l _Toc421133166 8.2 沖壓設(shè)備的選用 PAGEREF _Toc421133166 h 24 HYPERLINK l _Toc421133167 9 模具裝配和制造 PAGEREF _Toc421133167 h 25 HYPERLINK l _Toc421133168 9.1 模具的裝配 PAGEREF _Toc421133168 h 25 HYPERLINK l _Toc421133170 9.2 典型零件工藝過程卡 PAGEREF _Toc421133170 h 26 HYPERLINK l _Toc421133

23、171 結(jié)論 PAGEREF _Toc421133171 h 28 HYPERLINK l _Toc421133172 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc421133172 h 29 HYPERLINK l _Toc421133173 致謝 PAGEREF _Toc421133173 h 30太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1 緒論沖壓過程中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的概述通過用模具和壓力機(jī)對(duì)不同類型的板材和坯料施加一定的壓力，使工件發(fā)生形狀變異或者是工件被分開，得到新的外形、尺寸以及其他特性的零件，這種方式稱之為冷沖壓。沖壓過程運(yùn)動(dòng)一般為上下運(yùn)動(dòng)，所以選用立式?jīng)_床較多。一般不同的機(jī)械運(yùn)動(dòng)在沖壓時(shí)，他們的特點(diǎn)，形式以及對(duì)沖

24、壓件質(zhì)量精度要求都是不太一樣的，常見的運(yùn)動(dòng)形式有這三種：滑動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和滾動(dòng)。由于沖壓過程是如此的多元化，在沖壓模具的設(shè)計(jì)中應(yīng)該要嚴(yán)格控制，以達(dá)到模具設(shè)計(jì)的要求；同時(shí)，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)多比較，通過對(duì)不同的產(chǎn)品需要的不同要求來合理選擇相應(yīng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。通常，我們最常見的沖壓運(yùn)動(dòng)就是上下的往返運(yùn)動(dòng)，但是如果想實(shí)現(xiàn)水平運(yùn)動(dòng)，我們也可以通過斜楔結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)銷結(jié)構(gòu)，輥結(jié)構(gòu)和旋切結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。在模具設(shè)計(jì)中的特殊結(jié)構(gòu)更為繁瑣和不易，成本也大，但為了實(shí)現(xiàn)的形狀，大小來滿足產(chǎn)品的要求，這也是解決問題的一種有效方法。 模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)趨勢(shì)最近這幾年，沖壓過程中的技術(shù)不斷呈上升趨勢(shì)，尤其像一些高精度的工藝的快速發(fā)展，使

25、沖壓件的精度更加準(zhǔn)確，大大提高了生產(chǎn)率，使沖壓工藝提高到了一個(gè)新的發(fā)展水平，有著高質(zhì)量。幾年前的精密沖壓，主要是指平面部分的精沖，現(xiàn)在，除了精沖是精密彎曲，軋制，沖壓等，可以形成復(fù)雜的零件的精密三維。過去精密沖裁只適用于薄料中，現(xiàn)在的精密沖裁可適用的板厚達(dá)到二十五毫米之多，對(duì)于一些高強(qiáng)度合金材料我們也照樣可以采用精沖。當(dāng)然，不單單是精密沖裁，像很多復(fù)合成形，超塑性成形，電磁成形都在快速的發(fā)展，所以未來模具產(chǎn)業(yè)前景是一片光明。但有時(shí)候產(chǎn)品的淘汰率高，光使用之前的沖壓小設(shè)備是無法滿足產(chǎn)品批量小、更換速度快等要求的，所以得使用一些通用組合模具、數(shù)控沖孔設(shè)備等，這才使得沖壓生產(chǎn)適合大批量生產(chǎn)，而且也適

26、用于小批量生產(chǎn)。材料性能在不斷改進(jìn)，從而使成形能力和使用效果也有所改善，之前的材料相對(duì)來說有點(diǎn)“笨重”，各方面性能也不突出，現(xiàn)在隨著很多新技術(shù)的發(fā)展，質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高的材料已不是問題了，像一些高強(qiáng)度板材的研發(fā)成功，對(duì)于像很多應(yīng)用到這種技術(shù)的汽車構(gòu)件來說，提高的不單單是性能，效益，也更加環(huán)保、輕便。 沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)目前，國(guó)內(nèi)模具工業(yè)的快速發(fā)展，機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值已遠(yuǎn)遠(yuǎn)抵不過其產(chǎn)值。我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)作為一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)，正處于上升階段，已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平遙遙領(lǐng)先的根本產(chǎn)業(yè)，其未來的上升空間也會(huì)很大。據(jù)預(yù)測(cè)，不久的將來，我國(guó)的模具產(chǎn)業(yè)將會(huì)走在世界的最前端，引領(lǐng)著其他國(guó)家的進(jìn)步。特別是像我們這種模具

27、專業(yè)的學(xué)生，在以后如果專業(yè)技能和實(shí)際操作能力過硬，那可謂是這方面的人才了。2 沖壓件工藝分析圖2-1 孔形卡片工件圖孔形卡片屬于大批量生成，利用延展形比較好的軟鋁作為材料，厚度是2毫米，孔形卡片對(duì)尺寸偏差要求不是很高，未注公差可以按IT14來設(shè)計(jì)。2.1 材料分析表2-1 孔形卡片材料的力學(xué)性能表板料材料抗剪強(qiáng)度（Mpa）抗拉強(qiáng)度（Mpa）Q235380470由力學(xué)性能表可以得出如下結(jié)論：Q235的抗剪和抗拉性能都不大，適合沖裁，延展形也特別好，有利于沖壓?？仔慰ㄆ馁|(zhì)量要求不是很高，所以使用Q235作為材料，可以滿足使用。2.2 零件結(jié)構(gòu)從該零件尺寸標(biāo)注來看模具精度比較普通，形狀也比較簡(jiǎn)單，

28、但尺寸精度要求也一般，在設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮落料和沖孔工序，屬于大批量生成，設(shè)計(jì)模具的時(shí)候要考慮模具的壽命，保證模具的使用壽命和生產(chǎn)效率。零件外形是個(gè)簡(jiǎn)單的弧形和直線的組合，中間有一個(gè)大的圓孔和2個(gè)小的圓孔孔。整個(gè)工件對(duì)稱分布。2.3 尺寸精度尺寸精度問題關(guān)系到模具的正確生產(chǎn)，如果模具的精度達(dá)不到，將會(huì)導(dǎo)致工件的精度也大大降低，變成不合格的產(chǎn)品，所以要慎重考慮。本設(shè)計(jì)中，大部分尺寸有公差，如果未注工件的公差要為IT14等級(jí)。屬于A類尺寸的有：、屬于B類尺寸的有：、屬于C類尺寸的有：、3 沖裁方案的確定3.1 沖裁工藝方案的確定工件分為外形的落料沖裁工序，以及異形孔的沖裁工序，根據(jù)常用的工序安排，我們

29、可以分別對(duì)使用單工序模 復(fù)合模以及復(fù)合模進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。下面先對(duì)幾個(gè)方案進(jìn)行分析和對(duì)比：第一個(gè)方案：級(jí)進(jìn)模模：使用沖孔落料級(jí)進(jìn)模模，級(jí)進(jìn)模采用一個(gè)模具完成多個(gè)工序，所以適合大批量的生產(chǎn)，第二個(gè)方案：復(fù)合模，落料沖孔復(fù)合模也是通過一個(gè)模具完成多工工序，而且工序比較集中也容易保證位置精度。第三個(gè)方案：?jiǎn)喂ば蚰＃仁褂寐淞蠁喂ば蚰Ｍ瓿陕淞瞎ば?，然后再放到另一個(gè)沖孔模具上完成工件的沖孔。方案分析和對(duì)比：方案1：使用一副模具，生成效率高，可以滿足大批量生產(chǎn)的需要，但是由于工件中件是個(gè)異形孔，不利于導(dǎo)正，所以精度要求你不好保證。方案2：復(fù)合模，復(fù)合程度高，生產(chǎn)批量大，而且位置精度較高，所以能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)

30、的需要。方案3：需要使用兩個(gè)單工序模，生產(chǎn)的過程中，還要來回?fù)Q模具，這樣可能機(jī)會(huì)沒法保證工件的精度，從而導(dǎo)致次品產(chǎn)生。通過以上的比較和分析，我感覺孔形卡片的生產(chǎn)使用復(fù)合模的方案最好，再滿足生產(chǎn)需要的同時(shí)，還能夠盡可能的提供工作效率，沖孔落料工序的一次進(jìn)行，也能滿足長(zhǎng)期大批量的生產(chǎn)。4 模具總體結(jié)構(gòu)的確定4.1 模具類型的選擇模具的類型我們選擇的是復(fù)合模，再滿足生產(chǎn)需要的同時(shí)，還能夠盡可能的提供工作效率，沖孔落料工序的一次進(jìn)行，也能滿足長(zhǎng)期大批量的生產(chǎn)。下出料的方式，能夠長(zhǎng)期的運(yùn)行工作。4.2 送料方式的選擇由于是大批量生產(chǎn)，所以我們決定采用自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)送料，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的大批生產(chǎn)。采用導(dǎo)

31、料銷進(jìn)行導(dǎo)料，采用定位銷進(jìn)行定距。4.3 定位方式的選擇模具使用的材料，我們計(jì)劃選擇的導(dǎo)向銷控制板料，不設(shè)置任何壓力，自動(dòng)送料夾緊機(jī)構(gòu)。在進(jìn)料過程中的材料，一步一控制距離，保證精確定位是依靠導(dǎo)正銷來完成，每個(gè)進(jìn)料端靠止銷保證定位準(zhǔn)確。4.4 卸料、出件方式的選擇因?yàn)楣ぜ虾駷?毫米，材料厚度一般，卸料力一般，所以為了保證工件的平整度，我們選擇采用彈性卸料的方式。4.5 導(dǎo)向方式的選擇 （a） （b） （c） （d）圖4-1 導(dǎo)柱模架（a）中間導(dǎo)柱 （b）后側(cè)導(dǎo)柱 （c）對(duì)角導(dǎo)柱 （d）四導(dǎo)柱首先分析孔形卡片工件，由于工件尺寸適中，表面要求不是很高，可以適和選用后側(cè)導(dǎo)柱模架，后側(cè)導(dǎo)柱模架，不但送

32、料方便，而且有利于工件沖制過程中進(jìn)行觀察，及時(shí)的進(jìn)行調(diào)整。后側(cè)導(dǎo)柱模架不但能夠滿足生成的需要同時(shí)也能滿足孔形卡片的一般的精度要求，所以才采用方案二。5 工藝參數(shù)計(jì)算5.1 排樣方式的選擇常用的工件的排樣的樣式式一般分為三種，第一種是有廢料的排樣，第二種少?gòu)U料排樣，最后一種是無廢料排樣。因?yàn)榭仔慰ㄆ纫筝^高，而且通過觀察工件的外形，工件的外形為圓形，所以可以采用有廢料的直排的拍樣方式，這樣可以保證工件的較高的精度。工件的拍樣示意圖如下圖所示：圖5-1 零件排樣示意圖5.1.1 排樣及搭邊值的計(jì)算常用的卸料方式有彈性和固定卸料方式兩種，顧名思義，固定卸料板就是固定的，不會(huì)浮動(dòng)。彈性卸料板一般都

33、是浮動(dòng)，依靠彈簧或者橡膠能彈性的裝置配合使用。所以固定卸料板能夠提供更大的卸料力，為了保證工件的卸料的平穩(wěn)性，我們使用彈性卸料板，孔形卡片的工件厚度為0.5毫米，工件生產(chǎn)的過程中精度要求不是很高，拍樣設(shè)計(jì)中我們采用有廢料的直排排樣方式，工件之間和測(cè)搭邊均選擇為2.2、2.5毫米。5.1.2 步距的計(jì)算沖壓過程中每次送料的時(shí)候，工件進(jìn)給的距離我們可以稱之為布局，步距的大小計(jì)算方式，我們可以選擇孔形卡片直接的一個(gè)標(biāo)記點(diǎn)，然后送一個(gè)布局后，測(cè)量相鄰的工件之間的距離是多少。這個(gè)距離就是步距的數(shù)值。每次送料的過程中，送一次的距離我們可以稱之為步距。步距的計(jì)算一般是根據(jù)工件的選定某一個(gè)點(diǎn)，然后送料一個(gè)步距

34、，這個(gè)點(diǎn)移動(dòng)的距離即為步距的大小。步距計(jì)算公式為：S=L+b (5-1)式中 S沖裁步距；L先選擇送料的方向，工件在送料方向上的最大尺寸，毛坯尺寸的最大值；b沿送進(jìn)方向的搭邊值在和送料方向一致的方向上，采用交叉對(duì)拍。并且使用的是少?gòu)U料的送料方法，搭邊可選擇為b=2.2毫米，由于交叉對(duì)拍所以一次沖裁兩個(gè)工件S=L+b =48.1毫米5.1.3 條料寬度的確定排樣圖的所需毛坯的最大寬度即為條料的寬度。一般條料的寬度我們通過以下的公式進(jìn)行計(jì)算： (5-2)式中 B條料寬度；D工件在寬度方向的尺寸；a側(cè)搭邊最小值。寬度偏差在本次設(shè)計(jì)中，條料的寬度確定公式如下：5.1.4 材料利用率的計(jì)算材料利用率定義

35、為：=A/BS100% (5-3)式中 材料利用率A工件的面積，由二維軟件測(cè)得：1669毫米2B條料寬度S沖裁步距=A/BS100%=1669/4548.1100%=77.1%即 在沖壓生產(chǎn)中，材料利用率為77.1%。圖5-2 零件排樣圖5.2 沖壓力的計(jì)算5.2.1沖裁力的計(jì)算（1）落料力計(jì)算 按上式：式中： F落落料力（N）； L工件外輪廓周長(zhǎng)（mm）； T材料厚度（mm），t=2mm； 材料抗剪強(qiáng)度（MPa）。 根據(jù)CAD零件圖可查落料輪廓長(zhǎng)度L =132mm則 （2）沖孔力式中 沖孔力（N）； L工件的外輪廓周長(zhǎng)（mm）； T材料厚度（mm），t=2mm； 材料抗剪強(qiáng)度（MPa）。由模

36、具設(shè)計(jì)與制造查得，。根據(jù)零件圖可由CAD測(cè)量工具得到?jīng)_孔輪廓長(zhǎng)度L=120mm則 5.2.3 卸料力與推件力的計(jì)算2. 落料時(shí)的卸料力的計(jì)算=KX 式中 卸料力（N）； 落料力（N）KX 卸料系數(shù)，查模具設(shè)計(jì)與制造表2.13，其值為0.030.05，取K=0.05。則=KX =0.04153.24=6.13（KN）3. 沖孔時(shí)的推件力的計(jì)算 =nkT 式中 推料力（N）； K1推料系數(shù)，查模具設(shè)計(jì)與制造表2.13，其值為0.05；n 堵塞在凹模內(nèi)的制件和廢料數(shù)量，n=h/t，t為材料厚度（mm），h為刃口部分的高（mm），其中，h=6mm，t=2mm，取n=3，則 =nkT=30.05118.

37、6=17.8(KN)5.2.4 總沖壓力的計(jì)算沖裁時(shí)，壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于各沖裁力的總和 + +式中：沖裁力 =153.24KN，=118.6KN，卸料力=6.13KN，推料力=17.8KN，則: + +=295.8(KN)5.3 壓力機(jī)噸位選擇通常我們按照計(jì)算沖壓的力的1.3倍作為選擇壓力機(jī)的參考?jí)毫?，本模具在沖裁過程中總的沖壓力，可按公稱壓力選擇壓力機(jī)。初選壓力機(jī)型號(hào)為J23-40壓力機(jī)。表5-1 J23系列開式可傾壓力機(jī)主要技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)型號(hào)J23-3.15J23-6.3J23-10J23-16J23-25J23-35J23-40J23-63滑塊公稱壓力31.56310016

38、0250350400630滑塊行程2535455565100100120封閉高度120150180220270290330360連桿調(diào)節(jié)量2530354555606570滑塊中心線至機(jī)身距離90110130160200200250300滑塊地面尺寸左右100140170200250250300300前后90120150180220220260260模柄孔尺寸直徑2530304040405050深度4055556060607080墊塊厚度3030354050656590最大傾斜角4545353530303030工作臺(tái)尺寸左右250310370450560610700710前后1602002403

39、003703804604805.4 確定模具壓力中心由圖2-1觀之工件完全對(duì)稱，所以壓力中心即為工件的中點(diǎn)。6 刃口尺寸計(jì)算6.1 沖裁間隙的確定根據(jù)實(shí)用間隙表 6-1查得材料厚度2mm的小間隙，我們?cè)O(shè)定間隙為0.246，0.36。表6-1 沖裁模初始雙邊間隙值 毫米材料厚度 08、10、20、35、09Mn、Q23516Mn40、5065MnZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax小于0.5極小間隙（或無間隙）0.80.91.01.21.51.752.02.12.52.753.00.0720.0920.1000.1260.1320.2200.2460.2600.260

40、0.4000.4600.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3600.3800.5000.5600.6400.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.0640.0900.090

41、0.0920.1260.1266.2 刃口尺寸的計(jì)算及依據(jù)與法則采用凸凹模配合加工的方法。 （1）凸凹?；蛘咄鼓Ｔ谀＞吖ぷ鬟^程中尺寸會(huì)不斷增大第一類尺寸AAj=(Amax-x)凹?；蛘咄鼓Ｔ谀＞吖ぷ鬟^程中尺寸會(huì)不斷減少第一類尺寸BBj=(Bmin+x)（3）凹模或者凸模在模具工作過程中尺寸會(huì)不變化第一類尺寸C Cj=(Cmin+)其中，x為磨損系數(shù)。查表得：工件精度IT10級(jí)以上 x=1工件精度 IT1-IT13 x=0.75工件精度 IT14 x=0.5該工件的公差都是已注公差，為IT12，計(jì)算的時(shí)候我們都按IT12級(jí)精度，x=0.75。在所有的尺寸中，屬于A類尺寸的有：、屬于B類尺寸的有：

42、、屬于C類尺寸的有：、具體計(jì)算如表6-1。表6-1 工作零件刃口尺寸計(jì)算尺寸類型公稱尺寸公式計(jì)算后尺寸備注落料保證雙邊間隙為0.246-0.36。沖孔距離Cj=(Cmin+)7 設(shè)計(jì)模具的主要零件7.1 凹模設(shè)計(jì)7.1.1 凹模外形尺寸的計(jì)算首先確定凹模的形狀，一般選擇圓形或者矩形，凹模的形狀確定是和沖壓件的材質(zhì)以及厚度有關(guān)，其主要決定因素的為工件的厚度。所以我們一般通過工件的厚度來計(jì)算凹模外輪廓的大小。凹模輪廓尺寸計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式如下所示：凹模高度計(jì)算 H=Kb1 （7-1）凹模壁厚的大小 c1.5H （7-2）凹模的外輪廓長(zhǎng)度 L=b1+2c （7-3）凹模的外輪廓寬帶 B=b2+2c （7

43、-4）式中：b1-孔形卡片外輪廓長(zhǎng)度方向最大尺寸； b2-孔形卡片外輪廓寬度方向的尺寸； K-系數(shù)，和工件的厚度已經(jīng)最大寬度有關(guān)，查表7-1。表7-1 系數(shù)K值根據(jù)表7-1得：K=0.35。通過公式（7-1）可計(jì)算凹模板外輪廓尺寸：凹模高度計(jì)算：H=Kb2 =0.3555 =19.25（毫米）通過公式（7-2）我們計(jì)算凹模側(cè)邊厚度：c1.5H =1.519.25 =28.875（毫米）通過計(jì)算結(jié)果分析我們選擇凹模側(cè)邊厚度是30毫米。厚度為25毫米。由于復(fù)合模的使用，所以我們不應(yīng)該只考慮壁厚和模具的計(jì)算厚度，并根據(jù)模具的實(shí)際結(jié)構(gòu)分析。因此，應(yīng)根據(jù)模具設(shè)計(jì)的實(shí)際情況進(jìn)行。根據(jù)排樣圖的實(shí)際，然后結(jié)合

44、模架的標(biāo)準(zhǔn)確定外輪廓尺寸：LBH=140毫米120毫米25毫米。凹模具體尺寸圖如圖7-1所示：圖7-1 凹模7.1.2 凹模刃口結(jié)構(gòu)形式的選擇生產(chǎn)的模具工件尺寸精度是比較高的，大批量生產(chǎn)的生產(chǎn)計(jì)劃，所以我們選擇直邊是最合適的。這種類型的邊緣強(qiáng)度是足夠的，在維修模式下仍能正常工作。7.1.3 凹模精度與材料的確定模具在模具設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì)的核心部分，也是靠模具保證工件的精度和表面光潔度，所以它的精度和表面粗糙度不能太低，否則會(huì)降低成品率，工件的材料，我們可以用Cr12，平行度一般為0.02內(nèi)腔，精度IT7。7.2 凸模的設(shè)計(jì)7.2.1 凸模結(jié)構(gòu)的確定因?yàn)樵撝萍螤畈粡?fù)雜，但是凸模的直徑不是很大，所以

45、設(shè)計(jì)的過程中要考慮其強(qiáng)度，為了增強(qiáng)強(qiáng)度，我們所以將凸模設(shè)計(jì)臺(tái)階式的凸模，沖孔凸模和切邊凸模與上固定的配合我們通常情況下按H7/m6。7.2.2 凸模高度的確定這個(gè)產(chǎn)品并不復(fù)雜，但高度較大，所以沖壓模具高度大，所以設(shè)計(jì)的時(shí)候，凸模設(shè)計(jì)沖壓式。沖頭的高度是穿孔板厚度，沖裁模，橡膠的總高度，如圖7-2所示。圖7-2 凸模高度尺寸凸模高度為：L=h1+h2+H (7-5)式中: h1-凸模固定板厚度，可得：h1=18毫米； h2-其他厚度（含橡膠或彈簧的高度），可得：24毫米，。 H-附加長(zhǎng)度。附加長(zhǎng)度包括凸模的修磨量，凸模進(jìn)入凸凹模的深度，選擇1.0毫米。由公式(7-5)得： L=18+24+1.0

46、=43(毫米)凸模結(jié)構(gòu)圖如圖7-3所示：圖7-3 沖孔凸模7.2.3 凸模材料的確定本模具需要有比較高的耐磨性和較長(zhǎng)的壽命，并且在沖壓過程中，要持續(xù)的受到?jīng)_壓力，所以我們需要選擇強(qiáng)度和韌性都比較好的材料。所以我們選擇T10A，能很好的滿足孔形卡片生產(chǎn)的需要，模具材料熱處理為HRC5862HRC。7.2.4 凸模精度的確定根據(jù)凸模作為工作零件，其精度要求較高，所以選用IT7級(jí)，表面粗糙度為Ra1.6um。7.3 卸料板的設(shè)計(jì)7.3.1 卸料板外型設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)過程中，由于工件的卸料料力比較大，我們選擇固定卸料結(jié)構(gòu)。推卸料板一般情況下設(shè)計(jì)應(yīng)該結(jié)合凹模的尺寸大小，長(zhǎng)寬和凹模的的長(zhǎng)寬一樣，厚度選擇為15

47、毫米，根據(jù)凹模的尺寸，從而可以確定卸料板的尺寸140毫米120毫米15毫米。圖7-5 卸料板7.3.2 卸料板整體精度的確定卸料板的外輪廓精度要求一般不是太高，我們可以選擇使用IT14級(jí)，所表面粗糙度選擇為Ra3.2。內(nèi)輪廓要和凸凹模接觸，所以精度要高度外輪廓，我們選擇IT11等級(jí)，表面粗糙度我們可以取為Ra1.6；兩個(gè)釘孔和銷，具有導(dǎo)向以及定位的作用，所以精度要求要高與IT11。7.4 固定板的設(shè)計(jì)凸模固定板固定以保證凸模，凸模的強(qiáng)度，不休息，在工作的過程中，幫助完成凸凹模定位，盲板，上模座更好。凸模和凸模固定板固定的增加，模具選擇合適的組合可以更好的生活。我們選擇了H7/M6匹配。則凸模固

48、定板的厚度： H凸固=（0.60.8）H凹 （7-6）式中：H凸固-凸模固定板厚度； H凹-凹模厚度。根據(jù)公式（7-7）得凸模固定板厚度為：H凸固=（0.60.8）H凹 =（0.60.8）H凹 =（0.60.8）25 =1518（毫米） 根據(jù)模具需要選擇凸模固定板厚度18毫米。圖7-6 固定板7.5 墊板的設(shè)計(jì)墊板的厚度一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇，外形尺寸和凹模一致，選擇孔形卡片尺寸為140毫米120 毫米8毫米。圖7-7 墊板7.6 上下模座、模柄的選用7.6.1 上下模座的選用模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，模具和導(dǎo)柱具體尺寸規(guī)格如所示。導(dǎo)柱的直徑、長(zhǎng)度，按標(biāo)準(zhǔn)選取。導(dǎo)柱：A25h6170 GB/T2861.

49、1 導(dǎo)套：A38H6100 GB/T2861.6模座的的尺寸L/mmB/mm160mm125mm,上模座的厚度與下模座厚度查標(biāo)準(zhǔn)分別為40mm、50mm。7.6.2 模柄的選用本次設(shè)計(jì)采用復(fù)合模生產(chǎn)，使用凸緣式模柄比較合適。設(shè)計(jì)模柄的原則，除了和壓力機(jī)的直徑相同，并且必須確保長(zhǎng)度不能超過沖床滑塊內(nèi)的孔的深度。依據(jù)壓力我選擇直徑為40毫米的模柄。國(guó)標(biāo)型號(hào)：A40 JB/T7646.3-19947.7 模具工作過程沖壓進(jìn)行時(shí)，首先進(jìn)行送料，第一次由于接觸不到固定擋料銷，我們可以使用目測(cè)來完成第一次的送料定距。然后上模下行，凸模與凹模完成沖孔，凸凹模和凹模完成落料，完成之后，沖孔的廢料通過下模的廢料

50、孔落下，工件留在凹模中，然后通過落料孔落下。7.7 模具材料選擇與熱處理模具材料不僅影響模具壽命的正確選擇，也影響產(chǎn)品的質(zhì)量。根據(jù)模具制造，模具的工作條件，模具材料的性能及其它相關(guān)因素，經(jīng)濟(jì)，先進(jìn)的選擇，適用于模具材料。材料應(yīng)在模具的性能要求的考慮。模具應(yīng)考慮強(qiáng)度，韌性耐磨鋼。強(qiáng)度和韌性之間，韌性和耐磨性轉(zhuǎn)移。當(dāng)主要的失效模式是在模具強(qiáng)度的脆性斷裂，韌性好和較低的材料和合理的熱處理工藝來提高韌性鋼的選擇，高合金鋼可以根據(jù)實(shí)際情況選擇高強(qiáng)度高韌性，同時(shí)。從另外一種材料的合理選擇和整體耐磨性韌性的角度，也可以考慮以確保韌性和耐磨性，對(duì)提高模具表面處理的合理使用。塑料模具鋼的選擇應(yīng)考慮高溫強(qiáng)度，耐磨

51、性和耐腐蝕性塑料成形，還應(yīng)考慮其加工性能和鏡子。熱處理不當(dāng)是導(dǎo)致模具早期失效的重要因素。熱處理對(duì)模具壽命的影響體現(xiàn)在熱處理工藝的不合理要求，兩負(fù)質(zhì)量的熱處理。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，由于材料選擇不當(dāng)，熱處理，模具的早期失效約占70%。8 沖壓力機(jī)的校核與選定8.1 沖壓設(shè)備的校核模具的閉合高度一般是指模具的上模座的上表面和下模座的下表面之間的距離，可以通過模具計(jì)算可得，計(jì)算方式就是吧所有的板的厚度相加。該模具閉合高度： H閉=H上+H下+H墊+L+H-h （8-1） 式中：L-沖孔凸模長(zhǎng)度； H-凹模厚度； h-沖孔凸模沖壓之后深入到凹模的深度h=1毫米。利用以下公式可以計(jì)算得模具總的閉合高度：H閉=H

52、上+H下+H墊+L+H-h =196（毫米）按封閉高度應(yīng)滿足模具高度的要求，我們選擇了J23-40的壓力設(shè)備，對(duì)壓力機(jī)類型的選擇符合要求，閉模高度小于選定的壓力機(jī)的270毫米封閉高度，所以說J23-40最大高度滿足，可以使用。8.2 沖壓設(shè)備的選用通過以上的計(jì)算，我們選擇了J23-40閉式單點(diǎn)壓力機(jī)，可以滿足我們的使用，通過壓力和閉合高度我們選擇之后，也要根據(jù)安裝尺寸，以及模柄孔是否合適等來進(jìn)一步審核是否合適。9 模具裝配和制造9.1 模具的裝配模具的裝配本次設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)的是孔形卡片倒裝復(fù)合模的設(shè)計(jì)，通常情況下，裝配的時(shí)候一般都會(huì)選擇一個(gè)基本的固定件，然后在這個(gè)工件的基礎(chǔ)上就行裝配。下面我們就

53、詳細(xì)的介紹下整個(gè)模具的裝配過程。為了展現(xiàn)的方便，我們將其做出表格。表9.1 孔型卡片倒裝復(fù)合模的裝配表序號(hào)工序工藝說明1凸模和凹模以及凸凹模的配合安裝（1）首先是先進(jìn)行檢查，檢查的目的主要是保證凸凹模是不是復(fù)合模圖紙的尺寸標(biāo)注，尤其是公差問題和粗糙度問題。這個(gè)關(guān)系的模具能否生成出合格的產(chǎn)品。（2）將凸模和凸凹模、將凸凹模和凹模進(jìn)行預(yù)裝配，預(yù)裝配之后檢查凸凹模之間的間隙。防止因?yàn)殚g隙不合格降低模具的壽命。2沖孔凸模的裝配模具有三個(gè)凸模我們分別將凸模和凸模固定板進(jìn)行裝配。3將模具的上模進(jìn)行裝配首先需要再上模座進(jìn)行劃線，然后將模柄進(jìn)行裝入，同時(shí)用螺釘進(jìn)行緊固；以凹模為基準(zhǔn)一次進(jìn)行將墊板、凸模固定板和

54、上模做用螺釘進(jìn)行緊固，同時(shí)用圓柱銷進(jìn)行精確定位4裝配下模將下模進(jìn)行劃線，劃線的時(shí)候以靠上模的凹模為基準(zhǔn)，然后將凸凹模、凸凹模固定板和墊板 通過螺釘進(jìn)行緊固，然后用圓柱銷定位。將卸料板通過卸料螺釘和橡膠進(jìn)行連接，保證卸料板高于凸凹模1毫左右即可。將上下模進(jìn)行預(yù)裝配，注意仔細(xì)檢查之前的間隙。9.2 典型零件工藝過程卡1 切邊凹模的加工工藝過程凹模加工工藝過程 材料：Cr12 硬度：6064HRC序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容1備料鍛件（退火狀態(tài)）：14512530mm2粗洗洗六面到尺寸14012026mm，注意兩大平面與相鄰側(cè)面用標(biāo)準(zhǔn)角尺測(cè)量達(dá)到基本垂直.3平面磨磨光兩大平面厚度達(dá)到26mm，并兩相鄰側(cè)面達(dá)

55、到四面垂直，垂直度0.02mm4鉗 = 1 * GB3 劃線 畫出各孔徑中心線并畫出凹模洞口輪廓尺寸 = 2 * GB3 鉆孔 鉆螺紋底孔、銷釘?shù)卓缀桶寄６纯诖┚€孔 = 3 * GB3 絞孔 絞銷孔到要求 = 4 * GB3 攻絲 攻螺紋到要求5熱處理淬火 使硬度達(dá)到6064HRC6磨平面磨光兩大平面，使厚度達(dá)到30mm7線切割割凹模洞口，并留有0.010.02的研磨量8鉗研磨洞口內(nèi)壁側(cè)面達(dá)到0.08um9鉗用墊片層保證凹模與凸凹模間隙均勻后，凹模與上模座配做銷釘孔10平磨研磨凹模板上面達(dá)到厚度尺寸要求2 凸凹模加工工藝卡片加工工藝卡片 材料：Cr12 硬度：5660HR序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容1備料鍛件（退火狀態(tài)）：705060mm2粗洗洗六面見光