畢業(yè)論文-拉簧鉤件沖壓工藝分析及模具設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)拉簧鉤件沖壓工藝分析及模具設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 系 部： 機(jī)械工程系 專(zhuān) 業(yè)： 材料成型及控制工程 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)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)題目：拉簧鉤件沖壓工藝分析及模具設(shè)計(jì)系部： 機(jī)械工程系 專(zhuān)業(yè)：材料成型及控制專(zhuān)業(yè) 學(xué)號(hào) 學(xué)生： 指導(dǎo)教師（含職稱(chēng)）： 1課題意義及目標(biāo)（1）通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠鞏固所學(xué)的各類(lèi)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(lèi)工具書(shū)籍。（2）通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生初步達(dá)到工程師所具備的基本素質(zhì)。

2、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(xiě)模具畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。3主要參考資料1王孝培.沖壓設(shè)計(jì)資料M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.2李天佑.沖模圖冊(cè) M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005. 3劉忠華.自動(dòng)分度徑向沖孔模J.模具工業(yè)，1997,03:43-45. 4楊海良.不銹鋼支架狹長(zhǎng)孔沖裁工藝研究J.模具工業(yè)，2014,08:33-36.5沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組編. 沖模

3、設(shè)計(jì)手冊(cè)（4）北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱(chēng)起 止 日 期1開(kāi)題報(bào)告2014.12.012014.12.302工藝分析及計(jì)算2015.03.012015.04.153模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算2015.04.152015.05.154繪制圖紙及編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)2015.05.152015.06.105畢業(yè)答辯2015年6月中下旬4進(jìn)度安排5工件圖（1）工件名稱(chēng)：拉簧鉤件（2）市場(chǎng)批量：30萬(wàn)件（3）材料：08F鋼（4）料厚：1mm（5）零件圖如下： 審核人： 趙躍文 2014 年 12 月 15 日I拉簧鉤件沖壓工藝分析及模具設(shè)計(jì)摘要：本本次設(shè)計(jì)為拉簧鉤件沖壓工藝分析及模具設(shè)計(jì)，

4、通過(guò)分析工件可以發(fā)現(xiàn)工件成型包括了常見(jiàn)的三個(gè)工序，分別是落料、彎曲、沖孔，需要設(shè)計(jì)一個(gè)級(jí)進(jìn)模來(lái)實(shí)現(xiàn)工件的生產(chǎn)。要求設(shè)計(jì)的模具設(shè)計(jì)淺顯易懂，利用我們所學(xué)知識(shí)，可以對(duì)我們所學(xué)知識(shí)有個(gè)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和掌握，做到學(xué)以致用。首先，對(duì)拉簧構(gòu)件做全面的研究。研究的內(nèi)容有：結(jié)構(gòu)的分析、所達(dá)到的精度、工序的安排是否合理等。設(shè)計(jì)比較合適的排樣方式，可以做到降低成本的效果；然后進(jìn)行模具設(shè)計(jì)整體的工藝計(jì)算和分析，選用合理的方案。工藝分析和計(jì)算的內(nèi)容包括選擇合理的方案和工序的安排組合，根據(jù)材料來(lái)計(jì)算模具所使用的沖壓力，從而選擇合適的壓力機(jī)。模具刃口的選擇和計(jì)算，選擇合適的凸凹模間隙可以提高模具的壽命；而且只有刃口的精度保證

5、了，工件的精度才能保證。根據(jù)計(jì)算出的凸凹模刃口尺寸數(shù)據(jù)和模具設(shè)計(jì)過(guò)程中的結(jié)構(gòu)，盡量選用合適的標(biāo)準(zhǔn)件，做到標(biāo)準(zhǔn)化，從而完成裝配圖以及主要零件的設(shè)計(jì)。在進(jìn)行確定和校核模具高度，選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)模架，進(jìn)行壓力機(jī)校核，以滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求。關(guān)鍵詞：級(jí)進(jìn)模，沖壓工藝，模具設(shè)計(jì)StampingprocessforcomponentsofextensionspringandmolddesignAbstract: This design is for stamping process analysis and mould design of spring components. Based on compone

6、nt analysis, it can be found that components molding involves three common processes: blanking, bending and punching, which requires a design of progressive die to realize component production. The mould design should be easy to understand according to our knowledge so we can have a systematic grasp

7、 of what weve learned and put them into application. First, it conducted an overall study of spring components. The study contains structure analysis, available accuracy and reasonability of process arrangement. A proper layout can lower the cost; an overall calculation and analysis of mould design

8、was made to choose a suitable solution. The process analysis and calculation include selecting a reasonable solution and process arrangement, in order to determine corresponding punching machine based on the pressure the mould needs calculated from the material. A proper gap between the punch die ca

9、n improve mould durability according to the selection and calculation of mould edge.The component accuracy can be guaranteed only if the edge accuracy is ensured. In line with the gap size of punch die calculated and the mould structure, standard components are necessary to reach standardization and

10、 complete designs of assembling diagram and major components. The final step is to determine and calibrate mould height for a standard mould carrier, followed by calibration of punching machine to meet requirements for actual production. Keywords: Progressive die,Punching process, Mould designIII目 錄

11、 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc408925843 1 前言 PAGEREF _Toc408925843 h 1 HYPERLINK l _Toc408925844 2 沖壓件工藝分析 PAGEREF _Toc408925844 h 2 HYPERLINK l _Toc408925845 2.1 材料分析2 HYPERLINK l _Toc408925846 2.2 零件結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc408925846 h 2 HYPERLINK l _Toc408925847 2.3 尺寸精度 PAGEREF _Toc408925847 h 3 HYPERL

12、INK l _Toc408925848 2.4 毛坯尺寸展開(kāi) PAGEREF _Toc408925848 h 3 HYPERLINK l _Toc408925849 3 沖裁方案的確定 PAGEREF _Toc408925849 h 5 HYPERLINK l _Toc408925850 3.1 沖裁工藝方案的確定 PAGEREF _Toc408925850 h 5 HYPERLINK l _Toc408925851 4 模具總體結(jié)構(gòu)的確定 PAGEREF _Toc408925851 h 6 HYPERLINK l _Toc408925852 4.1 模具類(lèi)型的選擇 PAGEREF _Toc4

13、08925852 h 6 HYPERLINK l _Toc408925853 4.2 送料方式的選擇 PAGEREF _Toc408925853 h 6 HYPERLINK l _Toc408925854 4.3 定位方式的選擇 PAGEREF _Toc408925854 h 6 HYPERLINK l _Toc408925855 4.4 卸料、出件方式的選擇 PAGEREF _Toc408925855 h 6 HYPERLINK l _Toc408925856 4.5 導(dǎo)向方式的選擇 PAGEREF _Toc408925856 h 6 HYPERLINK l _Toc408925857 5

14、工藝參數(shù)計(jì)算 PAGEREF _Toc408925857 h 8 HYPERLINK l _Toc408925858 5.1 排樣方式的選擇 PAGEREF _Toc408925858 h 8 HYPERLINK l _Toc408925859 5.1.1 排樣及搭邊值的計(jì)算 PAGEREF _Toc408925859 h 8 HYPERLINK l _Toc408925860 5.1.2 步距的計(jì)算 PAGEREF _Toc408925860 h 8 HYPERLINK l _Toc408925861 5.1.3 條料寬度的確定9 HYPERLINK l _Toc408925862 5.1.

15、4 材料利用率的計(jì)算 PAGEREF _Toc408925862 h 9 HYPERLINK l _Toc408925863 5.2 沖壓力的計(jì)算10 HYPERLINK l _Toc408925864 5.2.1 沖裁力的計(jì)算10 HYPERLINK l _Toc408925865 5.2.2 彎曲力的計(jì)算 PAGEREF _Toc408925865 h 10 HYPERLINK l _Toc408925866 5.2.3 卸料力與推件力的計(jì)算 PAGEREF _Toc408925866 h 11 HYPERLINK l _Toc408925867 5.2.4 總沖壓力的計(jì)算 PAGEREF

16、 _Toc408925867 h 12 HYPERLINK l _Toc408925868 5.3 壓力機(jī)噸位選擇 PAGEREF _Toc408925868 h 12 HYPERLINK l _Toc408925869 6 刃口尺寸計(jì)算 PAGEREF _Toc408925869 h 13IV HYPERLINK l _Toc408925870 6.1 沖裁間隙的確定 PAGEREF _Toc408925870 h 13 HYPERLINK l _Toc408925871 6.2 刃口尺寸的計(jì)算及根據(jù)與定則 PAGEREF _Toc408925871 h 13 HYPERLINK l _To

17、c408925872 6.3 彎曲刃口尺寸計(jì)算 PAGEREF _Toc408925872 h 15 HYPERLINK l _Toc408925873 7 主要零部件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc408925873 h 16 HYPERLINK l _Toc408925874 7.1 凹模設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc408925874 h 16 HYPERLINK l _Toc408925875 7.1.1 凹模外形的確定 PAGEREF _Toc408925875 h 16 HYPERLINK l _Toc408925876 7.1.2 凹模刃口布局的選擇 PAGEREF _Toc408

18、925876 h 17 HYPERLINK l _Toc408925877 7.1.3 凹模精度與材質(zhì)的斷定 PAGEREF _Toc408925877 h 177.1.4 凹模加工工序 17 HYPERLINK l _Toc408925878 7.2 凸模的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc408925878 h 19 HYPERLINK l _Toc408925879 7.2.1 凸模結(jié)構(gòu)的確定 PAGEREF _Toc408925879 h 19 HYPERLINK l _Toc408925880 7.2.2 凸模高度的確定 PAGEREF _Toc408925880 h 19 HYPERL

19、INK l _Toc408925881 7.2.3 凸模材料的確定20 HYPERLINK l _Toc408925882 7.2.4 凸模精度的確定20 HYPERLINK l _Toc408925883 7.2.5 凸模的強(qiáng)度校核207.3 凸模加工工序. . 217.3.1 沖孔凸模加工工序 21 7.3.2 彎曲凸模加工工序 227.3.3 切邊凸模加工工序 22 HYPERLINK l _Toc408925884 7.4 卸料板的設(shè)計(jì)24 HYPERLINK l _Toc408925885 7.4.1 卸料板外型設(shè)計(jì)24 HYPERLINK l _Toc408925886 7.4.2

20、 卸料板材料的選擇24 HYPERLINK l _Toc408925887 7.4.3 卸料板總體精度的斷定247.4.4 卸料板加工工序26 HYPERLINK l _Toc408925888 7.5 固定板的設(shè)計(jì)267.5.1 固定板加工工序 28 HYPERLINK l _Toc408925889 7.6 墊板的設(shè)計(jì)287.6.1 墊板加工工序. 28 HYPERLINK l _Toc408925890 7.7 上下模座、模柄的選用30 HYPERLINK l _Toc408925891 7.7.1 上下模座的選用30V HYPERLINK l _Toc408925893 8 沖壓設(shè)備的

21、校驗(yàn)與確定31 HYPERLINK l _Toc408925894 8.1 沖壓設(shè)備的校驗(yàn)31 HYPERLINK l _Toc408925895 8.2 沖壓設(shè)備的確定319 模具總裝圖3210 總 結(jié)33參考文獻(xiàn) HYPERLINK l _Toc408925896 34致 謝 HYPERLINK l _Toc408925897 35太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)PAGE 361前言 沖壓模具（簡(jiǎn)稱(chēng)模具）沖壓金屬板上獲得合格產(chǎn)品的工具。模具的設(shè)計(jì)應(yīng)該方便工件材料的選擇，更應(yīng)注重工件方便可靠的生產(chǎn)，為保證工件質(zhì)量穩(wěn)定生產(chǎn)；要求模具的動(dòng)作準(zhǔn)確，需要導(dǎo)向裝置；加工裝配模具零件應(yīng)盡可能的簡(jiǎn)單，盡可能使用標(biāo)準(zhǔn)件

22、，縮短模具制造周期，降低成本；模具應(yīng)安裝連接部件，以滿足需求安裝和管理。鑒于CAE技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了很久，并且現(xiàn)在已經(jīng)十分的完善，沖壓設(shè)計(jì)方面已經(jīng)由原來(lái)的傳統(tǒng)分析，過(guò)渡到有限元分析和計(jì)算機(jī)仿真分析，并逐步完成向優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)渡。在輔助設(shè)計(jì)落料毛坯設(shè)計(jì)的時(shí)候，使用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)可以?xún)?yōu)化布局或拉深件毛坯設(shè)計(jì)。現(xiàn)在出現(xiàn)了很多特種的模具，不但能滿足小批量生產(chǎn)，同時(shí)大批量也能夠滿足。而且隨著發(fā)展坯料的性能也在不斷的提高，為了提高性能和效果的形成，如高強(qiáng)度鋼板的開(kāi)發(fā)，應(yīng)用于汽車(chē)覆蓋件的生產(chǎn)，以減輕重量，提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。本論文的研究目的是利用知識(shí)，必須提高應(yīng)用水平能力的一個(gè)全面的了解，為以后的工作打下了良好的基礎(chǔ)

23、。本次設(shè)計(jì)是拉簧構(gòu)件沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)，工件材料是普通的08F鋼，工件的厚度為1毫米。首先，設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)盡可能的減小工序數(shù)，提供生產(chǎn)效率，模具結(jié)構(gòu)最好盡可能簡(jiǎn)單，同時(shí)保證使用壽命長(zhǎng)，這樣才能保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。沖裁精度IT14，可以采用一般的下料，簡(jiǎn)單的形狀，對(duì)稱(chēng)性，為了便于模具加工，有利于材料的利用布局。級(jí)進(jìn)模能夠采用一副模具完成多個(gè)工序，將多個(gè)工序集中到一副模具上，模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但是生產(chǎn)率高，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。復(fù)合模的使用，沖裁工件尺寸精度高，工件平整，同軸，對(duì)稱(chēng)性和位置誤差小，模具同一部位能完成兩種或兩種以上的加工工序，大大提高了生產(chǎn)效率，但對(duì)模具制造精度高。由于復(fù)合模

24、一般在模具中完成一些沖裁工藝，結(jié)構(gòu)比單工序模更復(fù)雜，但有動(dòng)作要求的零件不互相干擾，準(zhǔn)確可靠。它的模具的制造成本高，制造周期比較長(zhǎng)，維修不及單工序模簡(jiǎn)單。在一般情況下，由于大量生產(chǎn)，對(duì)工件的要求也比較高，所以級(jí)進(jìn)模具的選擇會(huì)更好。2 沖壓件工藝分析圖2-1 零件簡(jiǎn)圖生產(chǎn)批量：大批量；材料：08F；材料厚度：1.0mm；未注公差：IT14。2.1 材料分析表2-1 08F的力學(xué)性能表板料材料型號(hào)抗剪強(qiáng)度（Mpa）抗拉強(qiáng)度（Mpa）屈服強(qiáng)度（Mpa）延展率（%）08F310-380400-47021029由上表2-1可知：08F鋼的沖壓性能良好，即使沖壓要求比較高的零件，也能夠滿足生產(chǎn)的需要，通過(guò)綜

25、合分析，該工件的沖裁性能良好。2.2 零件結(jié)構(gòu)零件結(jié)構(gòu)形狀相對(duì)簡(jiǎn)單，由沖裁和彎曲工序加工組合而成。零件中有2個(gè)位于邊緣分布的圓孔，孔的直徑的最小尺寸為6毫米，孔距離板料邊緣的最小距離約為6mm。經(jīng)由綜合的分析，對(duì)該零件進(jìn)行沖裁量產(chǎn)能夠滿足實(shí)際的需求。2.3 尺寸精度該零件上尺寸都沒(méi)有標(biāo)注公差尺寸，所以公差尺寸由公差等級(jí)表查到：關(guān)于未注公差尺寸，屬于自由的尺寸，按IT14查表得到。表2-2 常見(jiàn)的零件公差等級(jí)表公差等級(jí)IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14基本尺寸/mm/m/mm3366101018183030505080801201201801802502

26、50315315400400500344567810121416182045689111315182023252768991316192225293236401012151821253035404652576314182227333946546372818997253036435262748710011513014015540485870841001201401601852102302506075901101301601902202502903203604000.100.120.150.180.210.250.300.350.400.460.520.570.630.140.180.220.27

27、0.330.390.460.540.630.720.810.890.970.250.300.360.430.520.620.740.871.001.151.301.401.552.4 毛坯尺寸展開(kāi)彎曲部分為U形彎曲，彎曲內(nèi)半徑為R1。查表可知中性層的位移系數(shù)分別為0.31。展開(kāi)長(zhǎng)度計(jì)算公式：式中：r彎曲部分小圓弧半徑x中性層的位移系數(shù)故 按照工件彎曲部位的中性層倒角計(jì)算毛坯的形狀和尺寸。毛坯的展開(kāi)外形如下圖所示：圖2-2 毛坯展開(kāi)圖3 沖裁方案的確定3.1 沖裁工藝方案的確定通過(guò)對(duì)工件的分析，發(fā)現(xiàn)工件具有落料、沖孔、彎曲三個(gè)主要工序，其中彎曲又多次彎曲，所以我制定了以下三個(gè)生產(chǎn)方案。方案一：采

28、用單工序模，首先進(jìn)行落料，進(jìn)而沖孔，后彎曲，彎曲又分為多處彎曲，需要三個(gè)彎曲模具來(lái)完成。方案二：工件中的落料和沖孔工序靠沖孔落料復(fù)合模來(lái)完成，后面的彎曲工序則要使用三個(gè)單工序的彎曲模來(lái)完成。方案三：使用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)，采用側(cè)刃定距可以保證工件的精度，首先完成沖孔切邊，最后可以分別分步進(jìn)行沖壓彎曲。方案對(duì)比：方案一：模具布局?jǐn)?shù)目有多個(gè)，并且往返改換模具，致使工件的精度難以保證。方案二：和方案一一樣，由于彎曲需要分為多次，所以工件的精度和定位都不太方便，而且模具數(shù)量較多，成本較高，也不能實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。方案三：采用一副模具完成，級(jí)進(jìn)?？梢园鄠€(gè)工序，能夠順利完成，滿足工件的生產(chǎn)要求。所以，綜上所述，

29、使用級(jí)進(jìn)模的方案最好，不但可以滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。初步確定工件的生產(chǎn)工序?yàn)椋簜?cè)刃定距沖孔、空位、切邊、彎曲、切斷。4 模具總體結(jié)構(gòu)的確定4.1 模具類(lèi)型的選擇通過(guò)工件的工藝分析，以及各個(gè)生產(chǎn)方案的對(duì)比，決定采用級(jí)進(jìn)模完成工件的生產(chǎn)。4.2 送料方式的選擇為了實(shí)現(xiàn)工件的自動(dòng)化生產(chǎn)，工件的送料方式的選擇十分重要，在本次設(shè)計(jì)中，采用自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)，能夠滿足工件的自動(dòng)化生產(chǎn)。4.3 定位方式的選擇模具采用的是帶料，我們?cè)O(shè)計(jì)中采用導(dǎo)料板來(lái)控制板料的送進(jìn)，沒(méi)有設(shè)置無(wú)側(cè)壓，靠自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)壓緊?？刂泼鞑季值氖莻?cè)刃，并在送料過(guò)程中使用導(dǎo)正銷(xiāo)來(lái)完成定位。4.4 卸料、出件方式的選擇因?yàn)楣ぜ?/p>

30、料厚為1.0mm，材料很薄，卸料力不大，而且由于需要彎曲工序，所以使用彈性卸料板，卸料的同時(shí)還可以起到壓料的作用。4.5 導(dǎo)向方式的選擇 （a） （b） （c） （d）圖4-1 導(dǎo)柱模架（a）中心導(dǎo)柱 （b）后側(cè)導(dǎo)柱 （c）對(duì)角導(dǎo)柱 （d）四導(dǎo)柱首先分析工件，由于工件尺寸十分的大，并且生產(chǎn)具有較高的要求，后側(cè)導(dǎo)柱的尺寸比較合適，對(duì)角導(dǎo)柱容易偏移，所以在設(shè)計(jì)中我們采用導(dǎo)向精度好的后側(cè)導(dǎo)柱導(dǎo)向模架。后側(cè)導(dǎo)柱主要采用左右送料，也可以采用前后送料，采用后側(cè)導(dǎo)柱模架可以滿足生產(chǎn)的需要，所以方案b最佳。5 工藝參數(shù)計(jì)算5.1 排樣方式的選擇排樣方式我們常用的有有廢料的排樣、少?gòu)U料排樣和無(wú)廢料排樣，由于拉簧

31、鉤件精度要求不算低，所以采用有廢料的排樣。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)，工件采用單直排樣方式。5.1.1 排樣及搭邊值的計(jì)算這次計(jì)劃采取地是彈性卸料裝置，工件地厚度為1.0mm，由于工件有切邊和側(cè)切邊，如果尺寸太小會(huì)導(dǎo)致切凸模的結(jié)構(gòu)性很差，所以確定工件的側(cè)搭邊值為1.5mm和1.8mm。5.1.2 步距的計(jì)算沖壓途中每次進(jìn)料的時(shí)候，進(jìn)的距離我們叫做步距，步距的大小一般可以先選擇工件的一個(gè)點(diǎn)，然后測(cè)量這個(gè)點(diǎn)在相鄰兩工件間間隔。步距可定義為：S=L+b (5-1)式中 S沖裁步距；L和送料方向一致方向，最大毛坯尺寸的值；b沿進(jìn)給方向的搭邊值在進(jìn)給方向一致的方向上，工件條料的外形的最大間距約是L=50mm, 由上

32、節(jié)可知，送料方向的搭邊為b=1.5mm，所以步距：S=L+b =50+1.5=51.5mm5.1.3 條料寬度的確定排樣圖所需毛坯的最大寬度就是條料的寬度。條料的寬度一般通過(guò)以下的公式進(jìn)行計(jì)算： (5-2)式中 B指毛坯條料的寬度尺寸；D工件寬度方向上的尺寸；a側(cè)搭邊最小值。條料寬度方向上的下偏差（工件厚度為1.0mm，通過(guò)查手冊(cè)=0.5）在本次設(shè)計(jì)中，要用以下的公式進(jìn)行計(jì)算： =mm5.1.4 材料利用率的計(jì)算材料利用率定義為：=A/BS100% (5-3)式中 材料利用率A產(chǎn)品毛坯外形所包容的面積，CAD測(cè)量得：1899mm2B條料寬度S沖裁步距=A/BS100%=1899/67.851.

33、5100%=54.39%即 在沖壓生產(chǎn)中，質(zhì)料利用率為54.39%。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)算沖裁力公式： 或 (5-3)式中 沖件長(zhǎng)度周邊（mm）； 材料厚度（mm）; 材料抗剪強(qiáng)度（）； 系數(shù)。一般和模具刃口的磨損有關(guān)系，其他對(duì)這個(gè)因素有影響的因素還包括模具間隙的波動(dòng)，材料力學(xué)性能等，在一般設(shè)計(jì)的過(guò)程中我們?nèi)?1.3。 質(zhì)料的抗拉強(qiáng)度（），平常情況下，材料的，取。計(jì)算結(jié)果如下：第一個(gè)工位：側(cè)刃沖孔（沖裁周長(zhǎng)為271.6mm） 第二個(gè)工位：空工位第三個(gè)工位：切邊（周長(zhǎng)250mm） 第四個(gè)工位：彎曲（周長(zhǎng)126mm） 第五個(gè)工位：切斷（周長(zhǎng)43mm） 總的沖

34、裁力：5.2.2彎曲力的計(jì)算因?yàn)榱慵膹澢课槐容^多，以是將它們分開(kāi)計(jì)算，再由于彎曲力相同方向，將求得各彎曲分力代數(shù)相加得到總彎曲力。工件有一處U形彎曲。U形彎曲力計(jì)算： 自由彎曲力在沖壓行程結(jié)束后的彎曲力NB彎曲件的寬度K安全系數(shù)，一般取K=1.3質(zhì)料的抗拉強(qiáng)度MPar彎曲件的內(nèi)彎曲半徑mmt彎曲件材料厚度5.2.3 卸料力與推件力的計(jì)算選擇什么材料、以及毛坯的厚度和種類(lèi)，沖裁時(shí)候選擇間隙的尺寸都會(huì)影響卸料力、推件力以及頂出力的計(jì)算，另外還要考慮潤(rùn)滑等因素。一般都是由經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算，計(jì)算的時(shí)候要用如下公式計(jì)算 (5-7) (5-8) (5-9)式中沖裁力（）；、分別為卸料力、推件力、頂件力系

35、數(shù)。該模具采用的是彈性卸料板，廢料通過(guò)下方的漏料孔落下，推件力計(jì)算的時(shí)候按一次卡住8個(gè)工件，帶入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得： (5-10)通過(guò)查表得 所需的卸料力和推件力分別為： 5.2.4 總沖壓力的計(jì)算每個(gè)工位的總的沖壓力如下：模具總的沖壓力是模具每個(gè)工步地沖壓力總的和；5.3 壓力機(jī)噸位選擇通常按照計(jì)算沖壓力的1.3倍作為壓力機(jī)評(píng)選的參考?jí)毫?，這個(gè)模具在沖裁過(guò)程中總的沖壓力，依計(jì)算壓力的1.3倍選擇，初步取壓力機(jī)型號(hào)為J23-25壓力機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下：表5-1 開(kāi)式壓力機(jī)規(guī)格及參數(shù)型號(hào)J23-10J23-16J23-25J23-35J23-63公稱(chēng)壓力/KN100160250350630滑塊行

36、程/mm455565100130最大閉合高度/mm180220270290360閉合高度調(diào)節(jié)/mm3545556070滑塊中心至床身距離/mm130160200200300滑塊底面尺寸/mm前后150180220220280左右170200250250320工作臺(tái)板厚度/mm3540505565模柄孔尺寸/mm直徑3040404050深度35606060706 刃口尺寸計(jì)算6.1 沖裁間隙的確定按照實(shí)用間隙表 6-1查得質(zhì)料間隙為0.10，0.14。表6-1 沖裁模初始雙邊間隙mm材料厚度 08、10、20、35、09Mn、Q23516Mn40、5065MnZminZmaxZminZmaxZm

37、inZmaxZminZmax小于0.5極小間隙（或無(wú)間隙）0.50.60.70.80.91.01.21.51.752.02.12.52.753.00.0400.0480.0640.0720.0920.1000.1260.1320.2200.2460.2600.2600.4000.4600.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3600.3800.5000.5600.6400.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.0600.0720.0920.

38、1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.0400.0480.0640.0640.0900.0900.0600.0720.0920.0920.1260.1266.2 刃口尺寸的計(jì)算及依據(jù)與法則凸模、凹模工作部分尺寸就是凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算，有計(jì)算方法

39、兩種，計(jì)算第一種方式是凸模與凹模圖樣分別加工法計(jì)算；計(jì)算第二種方法是凸模與凹模配作法。該沖件尺寸較多，若采用分開(kāi)加工法計(jì)算，計(jì)算繁瑣，且計(jì)算量較大，不宜采用，故采用第二種算法：凸模與凹模配作法。（1）凸或凹模磨損后會(huì)變大的尺寸第一類(lèi)尺寸AAj=(Amax-x)凸或凹模磨損后會(huì)變小的尺寸第一類(lèi)尺寸BBj=(Bmin+x)（3）凸或凹模磨損后基本不變的尺寸第一類(lèi)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這個(gè)工件地公差都屬自由公差，算的時(shí)候都按照IT14級(jí)精度算，x=0.5。在所有的尺寸

40、中，屬于A類(lèi)尺寸的有：、屬于B類(lèi)尺寸的有：、屬于C類(lèi)尺寸的有：、其中，x為磨損系數(shù)。具體計(jì)算如表3-6。表3-6 凸、凹模刃口尺寸計(jì)算磨損類(lèi)型帶偏差尺寸計(jì)算公式凸凹模刃口尺寸注釋A保證雙邊間隙為0.10-0.14。BCCj=(Cmin+)6.3 彎曲刃口尺寸計(jì)算彎曲模的刃口尺寸計(jì)算：彎曲時(shí)，U形件的彎曲，必需選擇恰當(dāng)?shù)拈g隙，間隙的大小對(duì)工件的質(zhì)量和彎曲力的強(qiáng)弱有很大影響。間隙值越小，彎曲力則越大。間隙過(guò)小，導(dǎo)致工件壁變薄，且下降凸模壽命。間隙過(guò)分大，即回彈比較大，且下降工件精度。彎曲時(shí)，間隙值操縱公式計(jì)較。 （6-1）式中 彎曲凸、凹模單面間隙； t材料的公稱(chēng)厚度； n因數(shù)，關(guān)乎工件的彎曲高度

41、和彎曲線長(zhǎng)度，查表取0.05。代入公式可得：。曲折件標(biāo)注的是內(nèi)形公差，該計(jì)算模具的凸模尺寸，凹模按照雙面間隙配作。取彎曲凸、凹模的制造公差為IT17、IT18，查表得： 彎曲凸模的尺寸計(jì)算：20mmmm 為彎曲件的外形尺寸 （3-2）代入數(shù)據(jù)：7 主要零部件設(shè)計(jì)7.1 凹模設(shè)計(jì)7.1.1 凹模外形的確定凹模的外形尺寸平常按照被沖質(zhì)料的厚度和沖裁件最大外形尺寸來(lái)肯定的，如零件圖所示。凹模各個(gè)計(jì)算尺寸公式下：凹模厚度 H=Kb1 （7-1）凹模邊壁厚 c1.5H （7-2）凹模板邊長(zhǎng) L=b1+2c （7-3）凹模板邊寬 B=b2+2c （7-4）式中：b1-沖裁件橫向最大的尺寸外形； b2-沖裁

42、件縱向最大的尺寸外形； K-系數(shù)，考慮板料的厚度影響，查表7-1。表7-1 系數(shù)K值材料料寬s/mm材料厚度t/mm11336500.300.400.350.500.450.60501000.200.300.220.350.300.451002000.150.200.180.220.220.302000.100.150.120.180.150.22查表7-1得：K=0.35。按照公式（7-1）可計(jì)算出落料凹模板的尺寸：凹模厚度：H=Kb2 =0.3565 =22.75（mm）按照公式（7-2）可計(jì)算凹模邊壁厚：c1.5H =1.522.75=34.125（ mm ）取凹模邊壁厚為40mm。由于

43、是采用級(jí)進(jìn)模，所以不但要考慮計(jì)算的凹模的壁厚和厚度，還要根據(jù)模具的實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。結(jié)合模具結(jié)構(gòu)取整后取：LBH=300mm170mm35mm7.1.2 凹模刃口結(jié)構(gòu)形式的選擇本模具出產(chǎn)的工件尺寸非常的大，并屬于大批量生產(chǎn)，所以宜采用直通式刃口形式。此類(lèi)型的刃口強(qiáng)度也非常的強(qiáng)，經(jīng)過(guò)修模后依然能工作的很好。7.1.3 凹模精度與材料的確定凹模是工作零件的主要部分，必須保證其較高的表面粗糙度和其精度，材料一般選擇Cr12，平行度選擇一般是0.02，內(nèi)型腔的精度為IT7級(jí)。7.1.4 凹模加工工序圖 7-1 凹模7.2 凸模的設(shè)計(jì)7.2.1 凸模結(jié)構(gòu)的確定凸模結(jié)構(gòu)一般情況分為一體式與組合式。凸模一體

44、式，依托實(shí)際生產(chǎn)方式的不同，又另外劃分為臺(tái)階式和直通式，直通式就是不變直徑，臺(tái)階式則主要用在較小直徑，長(zhǎng)度較大的凸模。由于制件不是復(fù)雜的形狀，實(shí)際直徑很小，而凸模的厚度也很大，于是將凸模設(shè)計(jì)成臺(tái)階式，切邊和沖孔的凸模同上固定板的匹配一般情況下按照H7/m6配合。7.2.2 凸模高度的確定本制件雖然不是很復(fù)雜，但制件高度是比較大的，以致沖孔凸模的高度也比較大，以致在設(shè)計(jì)的時(shí)候，把凸模設(shè)計(jì)成臺(tái)階式凸模。凸模的高度等于凸模固定板的厚度、橡膠的高度、落料凹模加法的總和，如下圖7-3所示。圖7.3 凸模高度尺寸凸模高度為：L=h1+h2+H (7-5)式中: h1-凸模固定板的厚度，得：h1=20mm；

45、 h2-卸料板的厚度，得：49mm，橡膠或是彈簧高度。 H-附加長(zhǎng)度。附加長(zhǎng)度涵蓋凸模修磨量，凸模入進(jìn)凸凹模的深度，選擇2mm。由公式(7-5)得： L=20+49+2.0=71(mm)7.2.3 凸模材料的確定本模具審定有較高的壽命和較高的耐磨性，還須承受沖裁時(shí)的沖力,所以凸模的材質(zhì)選為Cr12，熱處理為5862HRC。7.2.4 凸模精度的確定依據(jù)凸模為工作的零件，則其精度有較高要求，選定為IT7級(jí)，表面的粗糙度用Ra1.6um。7.2.5 凸模的強(qiáng)度校核 a)壓應(yīng)力校核計(jì)算對(duì)于圓形凸模 (7-8)非圓形斷面凸模 (7-9)式中凸模的直徑最小值，mm；凸模最小斷面面積 t材料厚度，mm；

46、材料的抗剪強(qiáng)度，MPa； 凸模材料的許用應(yīng)力，MPa。由公式(7-7)、（7-8）可得： 經(jīng)校驗(yàn)要求得以滿足，設(shè)計(jì)較合理。b）壓應(yīng)力校核計(jì)算主要校核切斷凸模。 （7-10）式中凸模最小截?cái)嗝婷娣e，；沖裁力，N； 凸模材料的許用應(yīng)力，MPa。由公式(4-9)可得：經(jīng)校核滿足要求設(shè)計(jì)合理。7.3 凸模加工工序7.3.1 沖圓孔凸模加工工序7.3.2 彎曲凸模加工工序7.3.3 切邊凸模加工工序 圖 7.31 沖孔凸模 圖 7.33 切邊凸模圖7.32 彎曲凸模7.4 卸料板的設(shè)計(jì)7.4.1 卸料板外型設(shè)計(jì)沖壓的工藝闡發(fā)過(guò)程選定彈性卸料裝置，卸料板承擔(dān)卸料作用,還要對(duì)凸模進(jìn)行導(dǎo)向作用,特別是本模具設(shè)

47、計(jì)的過(guò)程中，凸模有較小的直徑，且較大的高度，以然選用彈性卸料板好，卸料板的邊外形與凹模的尺寸邊界相符合。卸料板對(duì)凸凹模的間隙取值0.1mm。卸料板同樣平常情況下計(jì)劃應(yīng)當(dāng)連系凹模的尺寸，長(zhǎng)寬值應(yīng)和凹模的長(zhǎng)寬值同樣，厚度定為20mm，依據(jù)凹模尺寸大小，已然以確定了卸料板的尺寸是300mm170mm20mm。7.4.2 卸料板材料的選擇卸料板首要的功效的是卸料，同時(shí)另有對(duì)凸模庇護(hù)用途，于是硬度和強(qiáng)度要有很高的要求。在平常情況下要選45號(hào)鋼。45號(hào)鋼是很常用的碳素結(jié)構(gòu)優(yōu)質(zhì)鋼，不但質(zhì)量非常好，且含碳量（0.45%）地波動(dòng)較小，還有它的性能也是穩(wěn)定。做成零件之后，要再經(jīng)調(diào)質(zhì)處理完，則能具有優(yōu)良的力學(xué)綜合性

48、能。就是具有很高的強(qiáng)度、硬度，還擁有很好的韌性、塑性。7.4.3 卸料板整體精度的確定卸料板外表面的精度要求不是很高，應(yīng)選為IT14級(jí)，粗糙度選為Ra3.2；但內(nèi)輪廓的精度要求要比外輪廓的要求稍微有點(diǎn)高，要選IT11級(jí)的，粗糙度是Ra1.6；那兩個(gè)螺紋孔與擋料銷(xiāo)和導(dǎo)料銷(xiāo)則有保持作用定位，已然精度要求高一些是IT7級(jí)，粗糙度是Ra3.2的。圖 7.41 卸料板7.4.4 卸料板加工工序7.5 固定板的設(shè)計(jì)凸模固定板主要是固定凸模，保證凸模有足夠的強(qiáng)度，使凸模與落料凹模、上模座、墊板更好的定位。凸模與凸模固定板地配合是H7/m6的。則凸模固定板的厚度： H凸固=（0.60.8）H凹 （7-6）式中

49、：H凸固-為凸模固定板厚度； H凹-為凹模的厚度。依公式（7-7）得凸模固定板地厚度是：H凸固=（0.60.8）H凹 =（0.60.8）H凹 =（0.60.8）30 =1824（mm） 依模具需求選定凸模固定板厚度是20mm。圖7.51 固定板7.5.1 固定板加工工序7.6 墊板的設(shè)計(jì)參照模具凹模的尺寸，選墊板厚度是10mm，選墊板尺寸是300mm170 mm10mm。7.6.1 墊板加工工序圖 7.61 墊板7.7 上下模座、模柄的選用7.7.1 上下模座的選用模具要用后側(cè)導(dǎo)柱模架，它導(dǎo)向較平穩(wěn)，且因工件屬大批量生產(chǎn)，因此用后側(cè)導(dǎo)柱模架是較合理的。模具與導(dǎo)柱具體的尺寸規(guī)格在下表7-2所示。

50、名 稱(chēng)數(shù) 量材 料規(guī) 格標(biāo) 準(zhǔn)上模座1下模架1導(dǎo) 柱220導(dǎo) 套220表7-2 模架組合7.7.2 模柄的選用此次設(shè)計(jì)死要用級(jí)進(jìn)模出產(chǎn)的，選壓入式模柄還較適合。模柄地設(shè)計(jì)要有原則，要和壓力機(jī)直徑相同外，還應(yīng)保證長(zhǎng)度不及沖床滑塊內(nèi)孔的深度值。依照壓力選定直徑是40mm的模柄。國(guó)標(biāo)型號(hào)：A40 GB/T7646.3-19948 沖壓設(shè)備的校驗(yàn)與選定8.1 沖壓設(shè)備的校驗(yàn)?zāi)＞唛]合高度可以通過(guò)圖紙，將各個(gè)板的厚度或者高度相加求得。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-沖孔凸模沖后入凹模深度是1mm。依公式（8-1）得模具閉合的高度是：H閉=H上+H下+H墊+L+H-h =215mm選擇的壓力機(jī)的閉合高度應(yīng)該滿足模具高度的要求，我們選用J23