前懸安裝加強件沖壓工藝及模具設計說明書

重慶理工大學畢業(yè)論文前懸安裝加強件沖壓模具設計前言科技的發(fā)展提高了產(chǎn)品的加工工藝，同時也要求產(chǎn)品具有更高的生產(chǎn)質量。沖壓件作用最為常見的零件類型之一，在生產(chǎn)制造中占有很高的比例，對其加工工藝以及產(chǎn)品質量也提出了更高的要求；隨著中國制造“2025”計劃的不斷踐行，我國的制造技術也一步步飛速向前發(fā)展，朝著智能化、高速化的方向不斷改變；計算機科學的不斷進步以及先進制造技術的不斷發(fā)展更是促進了制造業(yè)的蓬勃發(fā)展；調查顯示：中國沖壓件的數(shù)量不斷上升，沖壓模具技術不斷提高，經(jīng)過不斷的努力發(fā)展已經(jīng)躍居世界第三，制造水平維持在世界先進水平前列[1]。在加工制造過程中，通過實驗的方法來提高生產(chǎn)質量，從而保證產(chǎn)品的加工質量；一般情況，采用類似沖壓的實驗對其進行驗證，從而提高產(chǎn)品質量，保證合格率。模具加工精度以及結構特征直接決定了產(chǎn)品的形狀和質量，同時，模具的制造工藝、使用壽命以及可靠性直接決定沖壓件的成本和質量；模具開始周期直接決定了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期[2]。模具的合理使用能夠有效提高沖壓件的生產(chǎn)效率，通過合理的改進模具的結構特征能夠有效提高沖壓件質量；通過模具座、支架、導向裝置等的標準化、簡化模具、多工位加工、復合結構、以及快速切換裝置等能夠有有限縮短模具制造時間，提高產(chǎn)品質量；同時能夠實現(xiàn)大批量生產(chǎn)與小批量上產(chǎn)的通用化。沖壓設備的主要加載方式為機械加壓，也就是通過機械的方法，例如壓力機等裝置提壓力，對于較厚的板件一般采用水壓機加工施壓。現(xiàn)代設計一般采取多方位的高速壓力機，合理的開卷、校平裝置、收料機構、運輸裝置等配置機械，以及模具庫、快速換模等輔助裝置的控制，都可以通過計算機程序控制來實現(xiàn)，能夠形成生產(chǎn)效率較高且能夠自動化生產(chǎn)的線路。如果要在短時間內生產(chǎn)幾十個或幾百個沖壓件，同時要求高速的完成輸送板料、沖壓件、零件、廢料處理等工序，經(jīng)常會產(chǎn)生制造人員、機械裝置等人員以及機械設備的不安全事故安生。所以，沖壓生產(chǎn)中的制造過程中，安全、可靠的生產(chǎn)過程變得尤為重要[2]。模具在現(xiàn)代生產(chǎn)中占有十分重要的地位。在多個領域都具有重要的應用價值，例如，鑄鍛造加工、塑料生產(chǎn)、玻璃加工、冶金制造、陶瓷制造等領域。在一些發(fā)展快速的國家，模具的生產(chǎn)帶來的價值遠遠超過了機床加工帶來的效益?？偖a(chǎn)量超過機床工業(yè)的總價值。在這些國家，模具已經(jīng)能夠成為一個單獨的行業(yè)進行生產(chǎn)制造。近年，中國制造技術的不斷提高也加速了我國模具行業(yè)的不斷進步，伴隨著中國制造2025計劃的深入實施，模具制造更是朝著智能化，快速化、高效化等方向不斷的發(fā)展[3]。在前懸安裝加強件該設計中，模具制造主要用于落料以及拉伸兩個方面，模具的加工制造要符合沖裁件的加工要求，例如，對于不同材料需要選擇合適的模具材料作為制造材料，另外模具的尺寸和形狀的精度直接決定了加工零件的質量，因此需要對前懸安裝加強件模具的材料以及結構進行合理的加工設計，從而保證加工質量。同時，沖裁時間的長短直接決定了沖裁件的加工精度，通過設置合理的時間，能夠保證沖裁件質量。同時需要對模具的材料進行合理的選擇，從而提高產(chǎn)品質量，縮短模具的制造時間。在模具設計中，一方面，要滿足零件的使用性能，另一方面又要保證其具有良好的加工性。本設計主要根據(jù)產(chǎn)品加工的加工環(huán)境，以及擬完成的產(chǎn)品加工任務，來確定模具的機構特征，模架為后柱模形式，凹模采用孔形凹模，能夠一次性高效的完成全部加工任務，提高了產(chǎn)品的加工效率?？紤]到相關的設計知識，以及產(chǎn)品的使用場合、外形特征等因素，我能夠將學到的知識有效的利用在產(chǎn)品的設計制造中，通過對該模具的加工設計，讓我對沖壓模具的設計有了更深的理解。通常模具的的加工精度直接反映了產(chǎn)品的質量，因此必須保證產(chǎn)品具有可靠的精度，在使用過程中要及時發(fā)現(xiàn)問題，同時要合理的模具進行維護。本文通過對模具的結構特征進行分析，提出了模具的選型方法，同時對模具加工中需要的載荷進行了分析計算，并且選擇了合理的沖壓機；同時對模具設計中的三個重要的過程，落料和沖孔、翻邊進行了分析研究，設計了單工序模具的主要結構，對于落料和沖孔。翻邊模具進行了結構分析和設計，對其結構尺寸進行了合理的分析計算，確定了其整體結構特征。本文通過合理的結構設計以及可靠的分析計算，使得設計的模具能夠廣泛的適用于較大零件的加工制造，同時能夠適用于結構復雜的沖壓零件，通過分析時間，采用了合理的結構設計，提高了產(chǎn)品的質量。通過對模具的分析設計，能夠對傳統(tǒng)的分模設計進行改進，提高了產(chǎn)品質量。1緒論1.1選題目的與意義本課題來源于某公司的研究項目之一。近幾年模具行業(yè)的發(fā)展十分迅速，無論是企業(yè)還是個人對于模具的加工和設計能力都在不斷提高。本次設計的邊彎曲零件相比較其他的沖壓件來說結構并不復雜但是模具要求比較嚴格，所以其模具設計、沖壓工藝相比于其他模具而言有其獨特的工藝特點。從沖壓工藝的角度考慮，邊彎曲零件相比其他沖壓件有以下幾個特點，材料薄、結構復雜、結構尺寸一般，零件為常規(guī)的U型彎曲零件。合格的沖壓零件其評判標準之一就是工藝性是否合理。我國對于沖壓模具設計要求越來越高不單單看性能是否可靠，結構是否合理還要看生產(chǎn)的零件件的外觀和質量。本課題是模具制造的典型課題之一，既考驗了模具的工藝性，對模具、材料和自動化也有深入的把握。本課題涉及到?jīng)_壓模具的工藝性分析，設計沖壓工藝方案，設計沖壓模具等等。目的是通過對汽車頂蓋的模具設計，將大學課程所學習的模具設計、機械設計、工程制圖等課程與本次設計相結合，把在學校學習的理論知識和實踐完美融合。通過這次畢業(yè)設計來提高自己的綜合設計能力，掌握一定的自主解決模具問題的能力。同時，對自己繪畫二維圖所運用的CAD軟件，繪畫三維圖所運用的UG、等三維軟件的使用也是一個測試和加強。1.2國內外研究現(xiàn)狀我國模具工程學科的發(fā)展經(jīng)歷了一個對外引進學習到自主研發(fā)的漫長過程。主要對模具的設計與加工智能化這幾個方面，系統(tǒng)的闡述了國內外模具工程領域的發(fā)展進程[10]。1.2.1國外研究現(xiàn)狀沖壓模具各項性能的研究在國外比較早，1972年德國某公司對沖壓模具進行了大部分的試驗[31]，通過了該實驗得到模具的很多重要的參數(shù)。2002年國外某公司，針對了沖壓零件也進行了大量的試驗。對比檢測模具的各種數(shù)據(jù)，更加完善了世界的沖壓模具的設計水準[11]。1.2.2國內研究現(xiàn)狀國內對于沖壓模具的研究起步較晚，相比于國外的發(fā)展水平我們是學習并改善。在近幾年的沖壓模具設計中我國也是進行了相似的試驗，在前人的基礎上更加直觀的理解模具設計中的各項性能指標[29]。就比如上汽集團對沖壓零件進行了有限元分析，并且得出對于車身側圍部件和頂部部件的敏感度分析，找出了6個影響力最大的零件，并優(yōu)化了計算算法，提高了車門的抗擠壓能力。等等一系列的試驗，在我國人才輩出的時代，對于沖壓模具的設計與發(fā)展也是不斷創(chuàng)新與進步的。1.2.3沖壓模具的研究發(fā)展趨勢國內外模具品質的研究雖然取得較大進展，但是對于大規(guī)模廣泛的研究需求還有一段距離?，F(xiàn)在沖壓模具領域對于人才的需求、迫切需求有效的建模手段、選擇有效的分析參量等等。而現(xiàn)在汽車的概念設計和技術設計都會融入一種新的概念，聲品質因素[12]。同時現(xiàn)在在模具設計當中引進了有限元分析，尤其是對較為復雜的零件進行分析的話能夠大大提高模具的設計質量，下面對模具的有限元分析進行簡單的介紹。1.3有限元分析及軟件介紹1.3.1有限元分析與沖壓模具發(fā)展的影響隨著我國工業(yè)水平的不斷提高，在汽車領域，計算機輔助已經(jīng)與汽車開發(fā)密切相關。對于汽車數(shù)字化開發(fā)有著重大的意義，現(xiàn)代汽車企業(yè)不僅僅重視于汽車的設計和制造，更多的也關心汽車生產(chǎn)的效率。而數(shù)字化的開發(fā)解決了汽車試驗的反復操作，從而更有效率的生產(chǎn)與制造。比如沖模系統(tǒng)在CAD中的研究，其中包含的模具設計與結構有很多，級進模，復合模等等。CAD系統(tǒng)可以以模塊化形式出現(xiàn)解決很多靈活性不足的問題[13][26]。傳統(tǒng)的沖模設計智能化較低而運用JAVA語言結合CAD軟件可以開發(fā)出更有效的設計方案[25]，從而推進有限元與沖壓模具設計的結合。1.3.2沖壓成形數(shù)值模擬研究與發(fā)展趨勢板料沖壓成形是一種很重要的工業(yè)技術，廣泛運用于汽車家電等零部件上。其利用金屬板料在固體狀態(tài)下的塑形進行塑形形變，從而得到合理的尺寸。尤其是汽車零件多形狀復雜，材料薄[15]。板料成形仿真技術在60年代中后期開始流行。經(jīng)過不斷地改進，在80年代前期對于復雜的覆蓋件模擬實驗中開創(chuàng)了有限元數(shù)值模擬技術[16]。1.3.3Autoform軟件介紹Autoform軟件求解方法一般是采用隱式積分方法，可以采用較大的時間步長。同顯式積分算法相比其他的方法精度更加可靠。但是也存在缺點拿就是在增量中，可能在有時候會有剛度矩陣形成，這個時候就需要在設計中進行平衡。通過在軟件PAM-STAMP2G彈性沖壓汽車車身面板的形成[30]。1.4彎曲件成形及回彈1.4.1彎曲件成形數(shù)值模擬近年來板料成形計算機輔助技術取得了很多的成就，而其主要涉及單元技術、網(wǎng)格劃分等等[17]。單元分為膜元、殼元、實體元。彎曲件變形中的回彈和起皺問題膜元無法避免但是他的計算效率比較高。殼元計算量最大，可以模擬板料成形中遇到的問題。殼元綜合了前兩者的優(yōu)勢，現(xiàn)在技術中應用較廣。在以前網(wǎng)格劃分需要消耗巨大的工作量，人們?yōu)榱司群捅憬莸膬烧咝枨螅瑢⒁延械娜切螁卧W(wǎng)格合并成四邊形單元網(wǎng)格。這是現(xiàn)在比較快捷方便的網(wǎng)格劃分方法[18]。1.4.2回彈模擬因為零件取決于最終的成形回彈量，所以模具設計中回彈是考慮的關鍵因素[19]。我國的工業(yè)發(fā)展進行中對薄殼的精度要求越來越高，使得回彈量在模具設計中成為重點問題?；貜棳F(xiàn)象的主要表現(xiàn)是切邊回彈、整體卸載回彈、局部卸載回彈[20]。當回彈量超過一定額度時，就會變成成形缺陷。利用有限元分析軟件進行回彈模擬可以有效的避免變形松弛等現(xiàn)象。整體卸載回彈分為有模法和無模法。無模法一般用增量法求解，在確定無模法后應該將回彈視為彈性形變的過程。將零件與模具分離，從而將終了狀態(tài)的接觸條件轉化為反向力學邊界條件。有模法可以模擬實際的回彈過程，回彈計算相當于成形計算。1.4.3局部卸載回彈區(qū)域積分點的彈性狀態(tài)，一般是因為局部卸載現(xiàn)象的發(fā)生。局部卸載時會發(fā)生反向加載過程，這時，反向加載的軟化是要重視的。重慶理工大學畢業(yè)論文前懸安裝加強件沖壓模具設計2前懸安裝加強件零件工藝分析2.1前懸安裝加強件零件分析本設計的研究對象是前懸安裝加強件，其主要材料為10鋼，材料的厚為2.0mm，是形狀較規(guī)則的零件，生產(chǎn)批量一般。如圖2-1所示。生產(chǎn)批量:大批量材料:10鋼料厚:2.0mm圖2-1前懸安裝加強件結構零件材料：為了保證零件的可靠性，需要對材料進行退火處理以提高其機械性能，便于加工制造。尺寸要求：對于未標注公差的，其公差等級取IT13。零件結構尺寸：零件價格合理，且對稱分布，因此能夠提高材料利用率，并且能夠方便實現(xiàn)落料以及沖孔工藝的實現(xiàn)。4.落料與沖孔本文研究的零件為異形零件，其尺寸要求為IT13級，其形狀簡單，符合一般的沖裁工藝要求，且滿足其加工制造要求，同時符合相關標準的要求。2.2毛坯尺寸的計算由于該零件曲面較多且同時存在拉伸和彎曲工序，所以零件的毛坯尺寸可以通過UG進行有限元分析得出：圖2.2零件展分析具體零件展開尺寸如圖2.3所示：圖2.3零件展開圖2.3沖壓件材料特性2.3.1特性10鋼是一種常見的不銹鋼材料，具有良好的耐熱性，因此廣泛的應用于生活、生產(chǎn)制造等各個領域，例如，食品加工設備、化學生產(chǎn)設備、能源設備等，同時該材料具有良好的耐低溫特點，并且不易被磁化。10鋼能夠抵抗焊接帶來的腐蝕，同時能夠耐酸耐堿，且不易被氧化等。2.3.2處理工藝熱處理條件：固溶，溫度，高速冷卻。金相結構：主要為奧氏體結構。由于該材料的焊料較高，因此在常溫下，其金相為單向組織，主要結構為奧氏體，因此能夠在強酸堿環(huán)境下保持結構的完整，同時其具有較好的加工性能，能夠耐腐蝕，具有良好的焊接性能，該材料的主要缺陷為其強度較小，因此不便進行切削等加工工藝的實施，同時由于本身結構特征，且不能對其性能進行熱處理，但可以通過耐腐蝕性的提高來改善其熱處理性能。2.4材料成型性能10鋼機械性能優(yōu)良，例如能夠耐強酸堿，且能夠在高溫下保持其結構特征，另外具有良好的加工性能，便于進行各種工藝的實施，且不易被磁化。2.5確定沖裁工藝方案通過對零件的加工特性進行研究，主要包括落料和拉深等工序，根據(jù)其不用的加工順序可以確定其加工方案如下：落料——沖孔——翻邊；單工序模制造；落料——沖孔復合再翻邊；復合模加單工序模具制造；分級沖壓，三道工序連續(xù)進行；方案（1）為單一模具加工，在每一次沖壓過程中完成一道工序，但由于其采取分步形式，該方案模具結構簡單加工量小易于設計與加工。方案（2）為復合與單工序結合加工，即同時對零件的某一部位進行多次加工處理，由于采用了復合的模具結構因此能夠減少模具使得使用數(shù)量但改方案模具結構相對復雜加工難度相對大一些。方案（3）為分級加工，具有高效、快速等特點，由于模具本身的加工制造特點，使得其制造成本較高，同時為了滿足加工精度要求，需要在模具上開設導向機構，在級進模具生產(chǎn)時送料難度較大。綜上所述，本文采取方案（1）作為沖壓方案。3前懸安裝加強件計算3.1落料模具搭邊參數(shù)的確定搭邊值的選擇一般是從材料的利用率這方面來考慮，目的是減少廢料降低成本，搭邊值如果設計的太小，會使得凸模側面上的法向力分布不均勻，這樣會影響沖裁的重量和模具的使用時間，因此搭邊的最小值要大于沖壓時零件發(fā)生塑形變形區(qū)的寬度值，假如搭邊值設計的比板材的厚度還小，在沖壓時搭邊在沖壓力的作用下被拉斷，嚴重時會使得零件產(chǎn)生很多毛刺，對模具的刃口損壞。設計的搭邊有兩個分別為間隙搭邊和側搭邊，間隙搭邊是指兩個相鄰沖件之間的間距，一般取搭邊值等于沖件的板厚，查表3-1可知零件的間隙搭邊為2.0mm，零件的側搭邊為2.2mm，表3-1最小搭邊值a材料厚度圓件及r>2t的圓角矩形件邊長L≤50mm矩形件邊長L>50mmaa1aa1aa1≤0.250.25～0.50.5～0.80.8～1.21.2～1.61.6～2.02.0～2.52.5～3.03.0～3.53.5～4.04.0～5.05.0～0.81.00.6t2.03.50.7t2.03.50.7t2.52.00.8t3.24.00.8t3.02.52.01.82.00.9t3.2排樣方式排樣可以分為:直排、斜排、直對排以及混合排等方式，在實際的設計過程中，應根據(jù)所要設計模具制件形狀等參數(shù)進行綜合考慮。分析零件的設計要求，應采用單直排方式，零件的一種排樣方式如圖3-1所示。圖3-1零件排樣圖3.3步距步距指的是一次沖壓過程種，條料向前移動的距離，其大小為排樣沿送進方向上，兩個彼此相鄰毛坯間的最小距離。步距公式為：H=c+a其中H沖裁步距c—順著條料移動方向，毛坯外輪廓的最大寬度值a沿送進方向的搭邊參數(shù)計算該零件的步距大小為：H=161.77+2=163.77mm條料寬度按下式：查《沖壓手冊》可知其中為沖裁件寬度方向的最大尺寸；3.4材料利用率零件的面積由CAD測量可知：A=13099.95mm2一個步距的材料利用率：式中一個布距內沖裁件數(shù)目沖裁件面積條料寬度布距3.5落料模具沖裁力沖裁壓力等于落料時的沖壓力之和，查《沖壓手冊》表2-3，得H62的抗剪能力τ=255～353MPa,取平均值τ=300MPa.K的取值依據(jù)沖裁刃口而定，平刃口K=1~1.3，斜刃口K=0.2~0.6，考慮刃口的磨損，生產(chǎn)批量和材料厚度等因素，取K=1.3。零件的沖裁長度由零件圖計算可知3.5.1落料力F落=KLtτ=1.3×519.29×2mm×300Mpa=405.05KN3.5.2落料時的卸料力查《沖壓手冊》可知零件的卸料力系數(shù)得K卸=0.045F卸=K卸F落=0.045×405.05KN=18.23KN3.5.3落料時的推件力由3-2得K推=0.055F推=nK推F沖=4×0.055×405.05KN=89.11KNn=h/t查《沖壓手冊》零件厚度2mm，h=6~8mm取h=8mm所以n=43.5.6落料模具的總壓力F總=F落+F卸+F推=405.05+18.23+89.11=512.39KN3.6沖孔模具沖裁力沖裁壓力等于沖孔時的沖壓力之和，查《沖壓手冊》表2-3，得H62的抗剪能力τ=255～353MPa,取平均值τ=300MPa.K的取值依據(jù)沖裁刃口而定，平刃口K=1~1.3，斜刃口K=0.2~0.6，考慮刃口的磨損，生產(chǎn)批量和材料厚度等因素，取K=1.3。零件的沖裁長度由零件圖計算可知3.6.1落料力F孔=KLtτ=1.3×353.43×2mm×300Mpa=275.68KN3.6.2落料時的卸料力查《沖壓手冊》可知零件的卸料力系數(shù)得K卸=0.045F卸=K卸F落=0.045×275.68KN=12.41KN3.6.3落料時的推件力由3-2得K推=0.055F推=nK推F沖=4×0.055×275.68KN=60.65KNn=h/t查《沖壓手冊》零件厚度小于1mm，h=6~8mm取h=8mm所以n=43.6.4落料模具的總壓力F總=F孔+F卸+F推=275.68+12.41+60.65=348.74KN3.7翻邊模具沖裁力翻邊力會隨凸模行程的改變而變化。拉伸力的計算公式：—凸模直徑（mm）—系數(shù)，查《冷沖壓模具課程設計與畢業(yè)設計指導》表5-22可知K=0.75—材料的抗拉強度（MPa）—材料厚度因此3.8壓力機的確定對于中小型沖裁件常采用開式曲柄壓力機。另落料模具和沖孔模具以及翻邊模具的沖裁力和模具高度相差不大所以三套模具選擇同樣的壓力機，壓力機的大小按照沖裁力較大的模具計算。根據(jù)總沖壓力=512.39KN，模具閉合高度，沖床工作臺面尺寸等，并結合現(xiàn)有設備，選用J23-63開式雙柱可傾沖床，并在工作臺面上備制長孔墊圈。其主要工藝參數(shù)如下：公稱壓力：630KN滑塊行程：100mm行程次數(shù)：40次/分最大封閉高度：400mm封閉高度調節(jié)量：80mm工作臺尺寸（左右*前后）：570mm×420mm模柄尺寸：?60×80傾斜角：30°3.9壓力中心計算3.9.1落料模具的壓力中心壓力中心主要對沖壓力的外力之和的作用點的計算，沖壓機上沖頭的中心盡可能的與模具上滑塊的中心在一條直線上，保證模具工作的精度和產(chǎn)品的精度，可以避免模具磨損較快并且提高其壽命。計算公式:==由零件圖2-1可知零件的形狀基本為對稱形狀，只有些許的不一樣，對零件的沖壓力的影響不大，所以可以不理會，他對壓力中心的影響，所以取零件的壓力中心為零件的對稱中心。3.10校核沖壓設備基本參數(shù)3.10.1模具閉合高度校核模具閉合高度Hm是描述模具處于最低工位時，其上模與下模相距的參數(shù)。模具正常工作條件時，要滿足模具與沖床的閉合高度之間相互配合，且參數(shù)要在沖床的閉合高度范圍之內，其關系如下所示：Hmin＋10≤Hm≤Hmax－5模具閉合高度：H=213㎜選擇最大閉合參數(shù)為400㎜，最小閉合高度為400-80=320㎜的壓力機，因此所設計的模具的閉合高度參數(shù)不位于壓力機的最大與最小閉合范圍之內。模具安裝時需要安裝墊板。3.10.2沖裁所需總壓力校核由前面分析可知FΣ=512.39KN，所選壓力機的標準壓力大小為P=630KN由式P≥﹙1.1~1.3﹚FΣ=1.1×512.39KN=563.63KN故所選壓力機滿足設計生產(chǎn)要求。3.10.3模具最大安裝尺寸校核模具安裝時，最大尺寸參數(shù)為350㎜×340㎜，而選用的壓力機工作面參數(shù)為570㎜×420㎜，因此可以滿足本次模具的安裝要求。4前懸安裝加強件零部件設計4.1計算凸凹模刃口尺寸進行模型刃口參數(shù)分析計算時，要對零件的加工工藝，模具的裝配過程進行綜合考慮。結合模具設計要求，模具的外形比較簡單，因此加工過程也不復雜，這種情況可以采用線切割加工的方式，分別對落料凸模、凹模、凸模及卸料板等零件，而通過這種加工方式可以很好的保證所加工零件的同軸度等機械參數(shù)，這使得模具的裝配工作容易進行。在分析刃口參數(shù)時分別計算。4.2刃口尺寸計算因沖模加工方法不同，刃口尺寸的計算方法也不同，基本上可分為兩類：（1）按凸模與凹模圖樣分別加工法：它主要用于圓形或簡單規(guī)則形狀的工作,因沖裁此類工件的凸、凹模制造相對簡單，精度容易保證，所以采用分別加工。（2）按凸模與凹模配作法加工：常用于沖制復雜形狀的沖模。這種加工方法的特點是模具的間隙有配置保證，工藝比較簡單，不必校核的條件，并且還可以放大基準件的制造公差，使制造容易。由《沖壓手冊》確定初始雙面間隙、的值為極小間隙現(xiàn)取=0.246、=0.360.由表3-4確定、的值：0.03；0.05

校核間隙：+=0.03+0.05=0.08≤0.114所以滿足+≤的條件，制造公差合適。4.2.1沖孔刃口尺寸計算對于沖孔尺寸；；利用公式其中——磨損系數(shù)的選取查下表3-5△——是工件的公差值表4-1磨損系數(shù)表工件精度IT10以上=1工件精度IT11～IT12=0.75工件精度IT13～IT14=0.5查公差表可知孔的公差等級為IT13級，所以查上表得=0.5則

===則

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===4.2.2落料刃口尺寸計算當以凹模為基準件時，凹模磨損后刃口部分尺寸都增大，因此均屬于A類尺寸第一類尺寸。它的基本尺寸及制造公差的確定方法按公式其中——模具基準尺寸()——工件極限尺寸()——工件公差()落料尺寸查表4-1取x=0.5則==落料尺寸查表4-1取x=0.5則==4.2.3凸凹模工作表面的技術要求為了提高成形質量和成形極限，盡量降低筒壁傳力區(qū)的最大拉力，或是提高危險斷面的承受能力，在模具設計和制造中，除了對凸、凹模的尺寸公差嚴格要求外，對其表面質量還應有以下要求：凸、凹模加工后的表面，不允許有影響使用的砂眼、縮孔、裂紋和機械損傷等缺陷；凹模工作表面和型腔表面的粗糙度應達到Ra0.8μm，而凹模圓角處的表面粗糙度值一般要求為Ra0.4μm。目的是降低徑向拉應力，保證拉深順利進行；在拉深過程中，凸模的工作表面特別是凸模圓角處對材料的摩擦阻力有利于抵制材料的變薄。因此，在不影響工件表面質量的條件下，凸模圓角區(qū)的表面粗糙度值達到Ra1.6μm～Ra0.8μm即可。4.3模具主要零部件的設計4.3.1凹模厚度根據(jù)凹模厚度的計算公式:(15mm)可以計算出所需的凹模的厚度,其中=161.79mm,查表4-2，得=0.18,故：=0.18161.79mm=29.12mm所以凹模厚度取=30mm。 表4-2系數(shù)K的數(shù)值（mm）凹模孔的最大寬度b材料的厚度t1>1~3>3~6K50>50~100>100~2000.3~0.40.2~0.30.15~0.220.35~0.50.22~0.350.12~0.220.10鋼~0.60.30~0.10鋼0.22~0.3注：本表摘自《沖壓工藝與模具設計》P47表2-19根據(jù)公式:C=(1.52)綜合考慮取C=50mm。根據(jù)工件尺寸即可估算凹模的外形尺寸：長度寬度為：250mm250mm。如圖4.1所示：圖4.1(a)落料凹模圖4.2(b)沖孔凹模圖4.2(c)翻邊凹模4.3.2凸模固定板的選用與厚度根據(jù)凸模固定板的厚度公式：=0.8=0.830mm=24mm。所以凸模固定板這里取25mm因為本模具的卸料板不起導向作用，因此固定板與圓凸模的配合可以采用過盈配合（H7/s6），與非圓凸模的配合可以采用過渡配合（H7/m6）。查相關文獻，可知凸模固定板經(jīng)常采用Q235或45號鋼，本模具將采用45號鋼來制造。凸模固定板如圖3.3所示：圖4.3(a)落料凸模固定板圖4.3(b)沖孔凸模固定板圖4.3(c)翻邊凸模固定板4.3.3卸料板的設計剛性和彈性的對比：由于剛性卸料裝置采用了固定板形式的結構，可以用于對硬度和厚度有一定要求的零件中，應用場合為需要較大的卸料力，且料的厚度不超過3mm的倒裝形式的模具結構中。適用于料厚不超過3mm的場合中，且因為壓料的效果，其沖件十分平整。卸料板與凸模間隙參數(shù)的確定：在彈性壓料板對凸模有導向效果時，配合間隙小于沖裁間隙。在落料模、沖孔模、倒裝復合模等卸料裝置中，多采用此結構。綜合考慮設計要求，本文選用彈性板作為卸料裝置。4.3.4凸模的設計凸模的固定形式有：采用凸模固定板固定、與上模板直接固定和采用低溶點合金或環(huán)氧樹脂澆注固定三種，各自的特點的比較如下表。沖孔凸模為圓形，采取臺階式凸模，它的強度剛性較好，裝配修磨方便，與凸模固定板配合部分按過渡配合（H7/m6或H7/n7）制造，采用低溶點合金固定，保證工作時凸模不被拉出，材料選取,熱處理硬度為58～62。凸模的結構形式如圖4.4圖4.4（a）落料凸模圖4.4（b）沖孔凸模圖4.4（c）翻邊凸模5前懸安裝加強件模具裝配5.1落料及沖孔模具裝配模具裝配工作時實現(xiàn)模具制造的一個重要過程，模具的裝配標準是裝配圖以及驗收條件。組成模具的標準零件、通用零件以及一些成型等零件是進行模具裝配工作的基礎。選擇了合格的零件之后，還需要設計出與之匹配的裝配工藝，這樣才能保證所設計的模具符合要求[3]。在進行裝配的過程，不僅要滿足零件之間的裝配精度要求，而且也要滿足各個零件之間對位置的精度要求。針對相對運動的零件，還必須考慮其相對運動上的精度要求。模具裝配的結果，對零件的設計，生產(chǎn)，制造以及成本等環(huán)節(jié)具有重要的影響。因此，模具裝配工作時進行模具制造中十分重要的一個過程。完成了模具的裝配工作之后，各個模具零部件構成了模具的上下模部分。在沖壓模具使用中，下模固定于壓力機的工作面上，它是模具當中固定不動的部分；上模利用模柄固定在壓力機上的滑塊上，這是模具可以活動的結構[6]。5.1.1沖壓模具裝配的技術要求（1）組成模具的各個零件的參數(shù)，包括材料，尺寸，幾何精度，表面粗糙度以及熱加工工藝等都必須滿足設計要求，加工的零件表面不能出現(xiàn)裂紋，劃痕等結構上的缺陷。（2）完成模具的裝配之后，模具中可以活動的部分要滿足位置上的精度與、配合間隙中的關系、其運動過程須可靠、平穩(wěn)，在實際使用中不能出現(xiàn)松動或者脫落等問題。（3）在進行凸模和凹模設計時，配合間隙是一個很重要的因素，要保證刃口的輪廓間隙相同。（4）將模柄安裝與模座上，同時讓軸心線與上模座的垂直度誤差在設計范圍內，應低于0.05mm。（5）模座的上平面要和下平面之間保持平行。裝配完導柱和導套之后，軸心線要與模座的上平面以及下平面相互垂直。（6）裝配后的模架，要使得上模座沿著導柱移動時比較平穩(wěn)，沒有停滯現(xiàn)象等發(fā)生。在進行導柱和導套的裝配時，要符合國家規(guī)范及行業(yè)標準。（7）進行定位的裝置要實現(xiàn)毛坯定位時的準確機可靠的要求。（8）卸料結構和頂件結構要配合靈活，準確。在進行出料時要順利，不能讓制件和廢料被卡在模具內部。（9）模具應按照實際生產(chǎn)條件進行實驗，沖出的零件采可以符合設計要求[6]。5.1.2模具裝配的特點落料模具及沖孔模具由上模和下模兩部分組成，實際的裝配過程是：按照上模和下模的不同結構分別組成，最后再將上模和下模組合成完成的裝配體。模具中的彈性卸料位于上模結構，主要由彈簧、卸料螺釘組成。在實施裝配的過程中，首先組裝成彈頂結構裝置，然后再安裝在下模結構中[7]。5.1.3模具總裝配通過上文的設計過程，進行落料拉深復合模具的裝配圖設計，如圖3-11所示。模具結構主要包括上、下模兩個結構，而上模結構由上模座、凸模、卸料板、等形成。下模部分由下模座、凹模、等組成[8]。（如圖5-1）圖5-1（a）落料模具總裝圖圖5-1（b）沖孔模具總裝圖圖5-1（c）翻邊模具總裝圖6結論在幾個月的不斷努力下，終于按時完成了畢業(yè)設計論文。畢設是對大學四年所學理論知識的一次綜合考核，是一次進行實踐的機會，同時也是對自己專業(yè)實踐能力的提升。本人的主要收獲和感悟如下：第一.學習了零件的設計方法。其實通過模具設計可以映射到所有的設計過程，設計本身就是一次創(chuàng)造性的勞動過程，在完成設計的過程中，我們一般所要進行的步驟有題目擬定、方案擬定、零件的設計，完善資料，對設計進行改進，在多次修改完善之后，一次設計才算完成。第二．提高了計算機操作繪圖的水平。因為整機的零件圖較多，而且部分零件的結構復雜，之前對CAD的認識只停留在主要指令的操作，而本次零件圖很多也部分零件較復雜，使得我要花大量時間去學習，但這樣使得我掌握了更多的操作方法。更加熟練且快速的完成零件圖及裝配圖的繪制。第三．提高查閱文獻的能力。對于任何一項涉及來說，查閱文獻、收集資料是首要工作，通過對作者的總結，我們可以有更清晰的思路來完成畢業(yè)設計，避免了走彎路。通過這次畢業(yè)設計我獲得了很多，熱心的老師在我遇到問題時悉心解答，以及同學們熱情無私的幫助，不僅在論文完成過程對我有重要的幫助，同時我也感受到同學和老師之間的關懷。在平時學習的過程中，我自己注重知識的積累和學習，在這次畢設中充分展示了自己對專業(yè)知識的實踐能力。在完成畢設的過程中，加深了我對專業(yè)課的理解和印象。設計過程主要包括沖裁零件的工藝進行分析，制件的排樣方法研究，沖裁力的數(shù)值大小計算，模具壓力中心的分析計算，沖裁工序中的間隙大小的確定，凹模和凸模刃口參數(shù)的分析計算，模具總體方案設計，重要零部件的結構設計，壓力機的選型以及進行總裝配圖的圖紙繪制工作。在這次畢設中，我的專業(yè)技能進一步加強，但是也有需要提高的地方。在編寫設計說明書的時候，對格式的把握不是很到位。還有，模具的公差尺寸難以確定，以及繪圖方面還有待進一步提高。老師的耐心指導以及同學的熱情幫助，讓我可以順利地完成畢設工作。畢設加強了我對本專業(yè)課以及以后工作的理解。致謝時光荏苒，日月如梭，轉眼間就要畢業(yè)了。回想大學四年，有太多的感謝要說。感謝母校的培養(yǎng)之恩，母校留下了太多的回憶，感謝母校的包容和接納。作為母校的一員，我會將母校教會我的道理和知識付諸在以后的工作和學習中。在這