畢業(yè)設計資料 具體格式及畢業(yè)設計評審表

門扣的沖壓模具設計青島濱海學院畢業(yè)設計PAGE16PAGE17引言機械專業(yè)尤其是模具專業(yè)的學生在學完材料學、機械制造基礎、模具設計與制造等級本知識，以及掌握CAD、Pro/e等有關軟件后，要做到對軟件的靈活運用和對所學知識能綜合運用，本畢業(yè)設計就是旨在調動所學創(chuàng)造的結晶。隨著科學技術的迅猛發(fā)展，各種管產品的更新?lián)Q代越來越快，而產品的更新?lián)Q代十一新產品的造型設計和模具的設計、制造位更新前提的，模具的設計師模具更新的基礎，模具設計工作與產品的更新息息相關，本設計所使用的計算機輔助軟件有CAD、Pro/E等軟件。目錄引言…………………正文…………………一、門扣扣鼻的設計………………………1、門扣扣鼻產品圖及其平展圖2、門扣扣鼻CAD圖3、門扣扣鼻二、門扣扣鼻的復合模設計過程………………1、門扣扣鼻的沖壓工藝分析……………………2、門扣扣鼻的沖壓方案的確定……………………3、門扣扣鼻的沖模結構的確定……………………4、門扣扣鼻的沖壓工藝計算……………………5、門扣扣鼻的復合模主要零件的設計計算………一、門扣扣鼻的設計過程1、門扣扣鼻產品圖及其平展圖門扣口鼻立體效果圖1扣扣鼻的pro/e設計過程圖2圖3圖4圖5圖6門扣扣鼻的Pro/e的設計過程圖三、門扣扣鼻的復合模設計門扣扣鼻展成圖圖6門扣的設計過程產品介紹：圖7零件名稱：門扣扣鼻（如圖所示）成產批量：大批量材料：08Ft=0.5mm未注公差：按IT14級確定.要求設計此工件的沖裁復合模零件的工藝性分析產品結構形狀分析該沖裁件材料為08F鋼板，屬于優(yōu)質碳素結構鋼，具有良好的殼蟲性能。零件結構：結構簡單，基本形狀為類似矩形，成對稱分布，無圓角采用圓角過渡。孔與孔之間、空與邊緣之間的最小距離滿足c>1.5t的要求c=(18-9-3)/2=31.5t=1.5X0.5=0.75結論：該零件適合沖裁。產品尺寸精度、粗糙度、斷面質量分析a、尺寸精度。查《模具設計與制造簡明手冊》（以下簡稱《手冊》，得零件外形：460-0.62180-0.14100-0.2890-0.3620-0.25零件內孔：Φ30。140Φ50。18020。250孔心距、孔邊距：15±0.149±0.14要求普通沖裁尺寸精度低于IT13級，現(xiàn)在產品的射擊精度低于IT13級，所以尺寸精度滿足要求。沖裁件斷面質量。因為一般普通沖采訪時沖2mm以下的金屬板料時，其斷面粗糙度Ra可達12.5～3.2um,毛刺允許高度為0.01～0.05mm；本產品在斷面粗糙度和毛刺高度上沒有太嚴格的要求，所以只要模具精度達到一定要求，沖裁件的斷面質量可以保證。產品材料分析對于沖壓菜窖一般要求的力學性能是強度低，塑性高，表面質量和厚度公差符合國家標準。本設計的產品是08F鋼，屬于優(yōu)質碳素結構鋼，其力學性能是強度、硬度和塑性指標適中，經退火后，用沖裁的加工方法是完全可以成形的。另外產品對于厚度和表面質量沒有嚴格要求，所以盡量采用國家標準的板材，其沖裁的產品的表面質量和厚度共查究可以保證。經上分析，產品的材料性能符合冷沖壓加工要求。門扣扣鼻的沖壓方案的確定該沖裁件包括落料和沖孔兩個基本工序,可采用的沖裁方案有單工序沖裁,復合沖裁和級進沖裁三種.零件屬于大單工序須要模具數(shù)量較多,生產率低,所用費用也高,不合理;用級進模沖裁時,生產率高,操作方便,通過合理設計可以達到較好的零件質量和避免模具強度不夠的問題；若采用復合沖裁,可以得出沖件的精度和平直度較好,生產率較高，因此零件要求不高所以綜上所述,該零件采用復合沖裁工藝方案.圖8圖9沖壓模具總體結構的確定1）模具的形式復合?？梢苑譃檎b式和倒裝式正裝式的特點：工件和沖孔廢料都將落在凹模表面上，必須加以清除后才能進行下一次沖裁，因此阿操作不方便，也不安全，對多孔工件不宜采用，但沖出的攻堅表面比較平直。倒裝式的特點：沖孔廢料有沖孔凸模沖入凹模洞口中，積聚到一定數(shù)量，由下模漏料孔排除，不必清除廢料，操作方便，應用很廣，但工件表面平直度較差，凹凸模承受的張力較大。因此凹凸模的厚度應嚴格控制，以免強度不足。經分析，此工件有6個孔，若采用正裝式復合模，操作很不方便；另外，此工件無較高的平直度要求，工件精度要求也較低，所以從操作方便、模具制造簡單等方面考慮，決定用倒裝式復合模。2）操作與定位方式采用伸縮式擋料銷縱向定位，安裝在夏木作和活動鞋料拌之間。鉻鎳鋼做事，可隨凹模下行而壓入孔內，工作很方便。采用導向螺栓橫向定位。應為它結構簡單，使用方便，對模具強度削弱小。3）卸料與出件方式固定卸料板適用與板料厚度大于0.8mm，如果板料太薄，采用固定卸料方式會引起板料嚴重翹曲，使工件質量不好，在間隙過大時，還容易出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，嚴重時可能損壞模具。分析沖裁件，板厚為t=0.5mm不適合用固定卸料板，而適用于彈壓式卸料板。由于采用倒裝式復合模，因此彈壓卸料裝置裝在下模。4）導向零件由于本模具采用倒裝式復合模，因此采用彈壓式導料銷進行橫向定位。用導柱導套滑動導向模架，采用模架進行導向，不僅能保證上、下模的導向精度，而且能提高模具的剛性，延長模具的使用壽命、使沖裁件的質量比較穩(wěn)定，使模具的安裝調整比較容易。5）模架復合模屬于較精密的模架，對于拌料厚度不小于0.5mm要求一般的工件，可選用一級精度的中間導柱模架，配以固定式模柄。采用中間導柱模架，則禱祝對稱分布，受理平衡，滑動平衡，拔模方便。因小凸模在試沖過程中易斷，模具壽命不能滿足客戶的要求，為了解決這一難點，查閱了大量資料，《沖壓模具設計手冊》上推薦采用如下圖的沖小孔的保護措施，經過分析后，我認為這種方案不適合本模具設計所采用，因為該零件，體積較小，而孔較多，如果采取凸模加保護套措施，肯定要導致加工制造困難，為了解決這一難點，我查閱了大量的資料，也想了很多方法，最終解決了這一難題。目體做法如下：（1）采用臺階式凸模把小凸模設計成臺階式凸模形式，臺階式凸模的優(yōu)點：臺階凸模強度剛性較好，裝配修模方便，其工作部分的尺寸由計算而得；與凸模固定板配合部分按過渡配合（H7/m6或H7/m6）制造；最大直徑的作用是形成臺肩，以便固定，保證工作時凸模不被拉出，另外這種結構沖小孔時穩(wěn)定也好。（2）推件塊兼作小凸模導向。為了提高小凸模的穩(wěn)定性，增加剛度，可以把推件塊設計好，使凸模與推件塊之間按H7/h6配合，當作凸模的導向，可使凸模的剛度大為增加。（3）適當增加小凸模與凹模之間的間隙，把間隙由0.04增加到0.05。因客戶對模具壽命要求比較高，刃磨一次沖次達15000次以上，如果間隙過小，會增加沖裁力，沖裁力增加也會使小凸模的強度受影響，為此我特意查閱了西安交通大學張嫻如教授論文《沖裁合理間隙的探討》（選自《電子工藝技術》1981），張教授認為我們設計時所采用的間隙都取自手冊，而手冊上間隙值一般都取得較小，因此，在把所設計的零件控制在所符合的合理范圍內，可以適當?shù)奶岣唛g隙值，這樣，削除了側面摩擦引起的附加載荷，改善了細長凸模的穩(wěn)定性，同時也會成倍的提高刃磨的沖次數(shù)，大大的提高模具壽命。（4）對于小凸模為了提高小凸模的剛度和韌性，對小凸模的材料及熱處理也作了改變，用Cr12MnV模具鋼的取代傳統(tǒng)常采用的Cr12，并采用真空熱處理取代傳統(tǒng)的普通的熱處理技術，因為在硬度的相同的情況下，用Cr12MnV制造的凸模比采用Cr12制造的凸模韌性高幾倍。（《常用模具材料及熱處理技術》1985，機械工業(yè)出版社）門扣扣鼻的沖壓工藝計算1）排樣該沖裁件材料厚度較厚，尺寸大，近似方形，因此可采用橫排和直排比較合理,圖10：直排單排排樣圖圖11：橫排雙排排樣圖搭邊。查《冷沖壓模具設計》，確定搭邊值，當t=0.5時a=1.5a1=2復合模進級料布局s=18+2=20調料寬度。調料寬度采用無側壓裝置。所以B=[D+2(a1+△)+C1]式中C1導尺與最寬條料之間的最小間隙，查表的C1=0.1△條料寬度公差，查表得△=0.4B=[D+2(a1+△)+C1]=[45+2(1.5+0.4)+0.1]0-0.1=48.90-0.1C、材料利用率η=nF1/LBX100%式中n板料上實際沖裁的零件數(shù)量；都取n=20F1零件的實際面積，mm2直排單排L=20×18+（19+2）×1.5=392調料規(guī)格：392×48.9×0.5η=nF1/LBX100%=20×648.26/392×48.9﹪=67.6﹪橫排雙排L=10×46+（9+2）×1.5=476.5B=D+2(a1+△)+C1=36+2×1.5+0.4=41.9η=nF1/LBX100%=20×648.26/476.5×41.9﹪=64.9﹪圖12根據(jù)3-14，導板間距為：A=B+Z=Dmax+2a+2z=99.3+0.5=99.8mm2）計算沖壓力沖裁力公式P＝P孔+P落式中P沖裁力P孔沖孔沖裁力；P落落料沖裁力。（1）沖孔沖裁力P孔P孔＝KL孔tτ式中K系數(shù)，查表取K=1.3；L孔沖孔周長，L=18×2+80+2×3.14×3=132.84；t材料厚度，t=0.5mm；τ材料抗剪強度，MPa，查《手冊》，08F鋼經退火，τ=216～304MPa，取τ=300MPa所以P孔＝KL孔tτ＝1.3×22×3.14×0.5×300=13.5KN（2）落料沖裁力P落P落＝KL孔tτ=1.3×132.84×0.5×300=25.9KN（3）卸料力PxPx=KxP落式中Px卸料力；Kx卸料系數(shù)，查表Kx＝0.045～0.055,取Kx＝0.05。所以Px=KxP落＝0.05×25.9=1.3KN（4）推料力PtPt=KtP落n式中kt推料系數(shù)，查表取kt=0.05n同時卡在凹模洞孔內的件數(shù)，取n=3。所以Pt=KtP落n=0.05×25.9×3=26.3KN（5）頂件力PdPd=Kd（P孔+P落）式中Pd頂件力Kd頂件系數(shù)，查表取Kd=0.08所以Pd=Kd（P孔+P落）=0.08×58.6=4.6883)總壓力及壓力機的選擇P總=P+Px+Pt=P孔+P落+Px+Pt=13.5+25.9+1.3+26.3+4.7=71.7KN4)計算模具壓力中心由于該零件完全對稱與相互垂直的兩條對稱線，所以模具的壓力中心就在幾何圖形的中心點上。計算模具刃口尺寸（1）計算沖孔凸、凹模計算公式：凹模型孔中心距L=(Lmin+0.5△2)±0.125△2式中

dd————落料凹?；境叽?mm)；Dmax————落料件最大極限尺寸(mm)；dp————沖孔凸?；境叽?mm)；dmin—————沖孔件孔的最小極限尺寸(mm)，dmin=3；Ld————同一工步中凹?？拙嗷境叽?mm)；Lmin————Ld的最小極限尺寸(mm)；δp—————凸模下偏差(mm)，δp=0.008；δd—————凹模上偏差(mm)，δd=0.012；Zmin————凸凹模最小初始雙向間隙(mm),查表取Zmin=0.04；Zmax————凸凹模最大允許雙向間隙(mm)，查表取Zmax=0.06；X——————凸、凹模磨損系數(shù),查表取X=0.75；△1—————工件孔徑公差(mm)，查表得△1=0.14△2—————工件兩孔中心距公差(mm)，△2=Φ3：dp=(3+0.75×0.14)0-0.02=3.1050-0.62dd=（3+0.75×0.14+0.04)+0.020=3.145+0.020φ5：dp=(5+0.75×0.14)0-0.02=5.1050-0.62dd=（5+0.75×0.14+0.04)+0.020=5.145+0.020L1=（15-0.14＋0.5×0.14×2）±0.125×0.14×2=15±0.035L2=（9-0.11＋0.5×0.11×2）±0.125×0.11×2=9±0.0275校核：∣δp∣+∣δd∣=0.008+0.012=0.02=Zmax-Zmin=0.06-0.04=0.02滿足要求（2）同理可計算落料凹、凸模落料凹模按照配做法制模凸模刃口實際尺寸配置，保證雙邊間隙，查沖裁間隙表得知該沖裁模初始合理雙面沖裁間隙Zmin=0.03插一圖軸類尺寸：460-0.62180-0.14100-0.2890-0.3620-0.25孔類尺寸：R30。14020。250自有長度尺寸：15±0.14刃口磨損后尺寸有所變化，增大的為A類尺寸、減小的為B類尺寸、不變的為C類A類：180-0.1490-0.36460-0.62增大A=（amax-x△）0.0350B類：20.250增大B=（bmax-x△）0-0.035C類：100-0.28R30。14020-0.25增大C=（cmax-x△）±0.0175a1=（46-0.5×0.14）0.0350=45.930.0350a2=（18-0.5×0.14）0.0350a2=（9-0.5×0.14）0.0350=8.930.0350b1=（2+0.5×0.14）0-0.035=2.070-0.035c1=（cmax-x△）±0.0175=9.71±0.0175c2=（cmax-x△）±0.0175=3.07±0.0175c3=（cmax-x△）±0.0175=1.82±0.0175門扣扣鼻的復合模主要零件的結構設計1）凸模的結構設計（1）凸模長度凸模長度應根據(jù)模具結構的需要來確定。若采用固定卸料板和導料板結構時，凸模的長度應該為：L＝h１＋h２＋h３-0.5L＝15+51–0.5=65.5mm

式中：h１、h2分別為凸模固定板、凹模板的厚度。15～２０mm為附加長度，包括凸模的修磨量，凸模進入凹模的深度及凸模固定板與卸料板間的安全距離。圖13凸模長度的確定圖（2)凸模材料

模具刃口要求有較高的耐磨性，并能承受沖裁時的沖擊力。因此應有高的硬度與適當?shù)捻g性。形狀簡單且模具壽命要求不高的凸?？蛇x用T8A、T10A等材料；形狀復雜且模具有較高壽命要求的凸模應選Cr１２、Ｃr12MoV、CrWMn等制造，HRC取58～６２，要求高壽命、高耐磨性的凸模，可選硬質合金材料。本設計中初選Ｃr12MoV（3）凸模校核a.凸模強度校核在一般情況下，凸模的強度是足夠的，不必進行強度計算。但是，對細長的凸模，或凸模斷面尺寸較小而毛坯厚度又比較大的情況下，必須進行承壓能力和抗縱向彎曲能力兩方面的校驗。凸模承載能力校核凸模最小斷面承受的壓應力σ，必須小于凸模材料強度允許的壓力［σ］，即：查表得［σ］=981～3000MPa取［σ］=2000MPaσ＝Ｐ／Ｆmin≤［σ］故非圓凸模Fmin≥Ｐ／［σ］(2—27)對圓形凸模［σ］≥P孔/AMIN(2—28)（P孔＝KL孔tτ）式中σ——凸模最小斷面的壓應力(MPa)；P——凸模縱向總壓力(N)；Fmin——凸模最小斷面積(mm）；dmin——凸模最小直徑(mm）；t——沖裁材料厚度(mm)τ——沖裁材料抗剪強度(MPa)；［σ］——凸模材料的許用壓應力(MPa)。σ＝Ｐ／Ｆmin=13500/7.57=1778.9MPa﹤［σ］=2000MPa合格b.凸?？箯澞芰π：送鼓_裁時穩(wěn)定性校驗采用桿件受軸向壓力的歐拉公式。根據(jù)模具結構的特點，可分為無導向裝置和有導向裝置的凸模進行校驗。對無導向裝置的凸模，其受力情況相當于一端固定另一端自由的壓桿，其縱向的抗彎能力可用下列公式校驗：Lman≤√（3.14）2EJ/4nFE————凸模材料的彈性模量，一般模具鋼可取2.1×1000MPa；J————凸模最小截面慣性矩對于圓凸模J=3.14d4/64；F————沖裁力F=Aτ=3.14d2τ/4u—————支撐系數(shù)，無導板導向取2；δd—————凹模上偏差(mm)，δd=0.012；τ材料抗剪強度，MPa，查《手冊》，08F鋼經退火，τ=216～304MPa，取τ=300MPan——————安全系數(shù)n=2～3；本設計取n=3Lman≤√（3.14）2EJ/4nF可簡化為Lman≤1200√J/F=1200√d2/16τLman≤1200√d2/16τ=1200×√9/16τ=1200×√9/16×300=70（約數(shù)）L=65.6﹤70合格2）．凹模的結構設計（1）凹模洞口的類型常用凹模洞口類型如圖所示，其中a)、b)、c)型為直筒式刃口凹模。其特點是制造方便，刃口強度高，刃磨后工作部分尺寸不變。廣泛用于沖裁公差要求較小，形狀復雜的精密制件。但因廢料(或制件)的聚集而增大了推件力和凹模的漲裂力，給凸、凹模的強度都帶來了不利的影響。一般復合模和上出件的沖裁模用a)、c)型下出件的用b)或a)型。d)、e)型是錐筒式刃口，在凹模內不聚集材料，側壁磨損小。但刃口強度差，刃磨后刃口徑向尺寸略有增大(如α＝30′時，刃磨01mm，其尺寸增大0.0017mm)。凹模錐角α、后角β和洞口高度h，均隨制件材料厚度的增加而增大，一般取α＝15′～30′、β＝2°～３°、h＝４～１０mm。圖14本設計中凹模洞口采用第二種形式凹模采用矩形板狀結構和直接通過螺釘,銷針與下模座固定的固定方式.考慮凹模的磨損和保證沖件的質量,凹模刃口采用直筒形刃口壁結構,刃口高度根據(jù)前面計算沖裁力時所取h=20mm,漏料部分刃口輪廓可以擴大0.5～1mm,取1mm,凹模輪廓尺寸計算如下:凹模輪廓尺寸的確定凹模輪廓輪廓尺寸包括凹模板的平面尺寸LXB(長X寬)及厚度尺寸H.從凹模外邊緣的最短距離稱為凹模壁厚C查表取26mm.對于簡單對稱形狀刃口凹模,由于壓力中心即對 稱中心,所以凹模和平面尺寸即可沿刃口型孔向四周擴大一個凹模壁厚來確定,所以:L=l+2C=46+2×26=98B=布局+工件寬+2C=20+18+2×26=90通過查表得凹模板外形尺寸為125×100×51圖15定位零件的設計為保證沖裁出外形完整的合格零件。毛坯在模具中應該有正確的位置。正確位置是依靠定位零件來保證的。由于毛坯形式和模具結構不同，所以定位零件的種類很多。設計時應根據(jù)毛坯形式、模具結構、零件公差大小、生產效率等進行選擇。定位包含控制送料進距的擋料和垂直方向的導料等。(一)擋料銷

國標中常見的擋料銷有三種形式。固定擋料銷(圖2.8.12)活動擋料銷(圖2.8.13)和始用擋料銷(圖2.8.14)。固定擋料銷安裝在凹模上，用來控制條料的進距。特點是結構簡單，制造方便。由于安裝在凹模上，安裝孔可造成凹模強度的削弱。常用的有圓形和鉤形擋料銷?；顒訐趿箱N常用于倒裝復合模中。始用擋料銷用于級進模中開始定位圖固定擋料釘圖活動擋料釘附表表1:公差數(shù)值（摘自GB/T1880.3－1998）公差等級IT01IT0IT1IT2IT3IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14IT15IT16IT17IT18基本尺寸／mm（μm）（mm）≤30.30.50.81.2234610142540600.100.140.250.400.601.01.4＞3～60.40.611.52.545812183048750.120.180.300.480.751.21.8＞6～100.40.611.52.546915223658900.150.220.360.580.901.52.2＞10～180.50.81.2235811182743701100.180.270.430.701.101.82.7＞18～300.611.52.546913213352841300.210.330.520.841.302.13.3＞30～500.611.52.54711162539621001600.250.390.621.001.602.53.9＞50～800.81.2235813193046741201900.300.460.741.201.903.04.6＞80～12011.52.5461015223554871402200.350.540.871.402.203.55.4＞120～1801.223.55812182540631001602500.400.631.001.602.504.06.3＞180～250234.571014202946721151852900.460.721.151.852.904.67.2＞250～3152.54681216233252811302103200.520.811.302.103.205.28.1＞315～40035791318253657891402303600.570.891.402.303.605.78.9＞400～500468101520274063971552504000.630.971.552.504.006.39.7表2：模具類型選擇類型項目級進模正裝復合模倒裝復合模單工序模制件精度要求IT8～IT10☆☆IT11～少IT14☆☆合并工序數(shù)目2～3☆☆☆3～4以上☆工件要求平直需加校平工序☆孔邊距較小件☆☆制件形狀復雜☆制件尺寸小型件≤50☆☆☆☆中型件☆☆☆☆大型件☆☆☆自動化送料☆多排排樣☆表3：單工序模、級進模和復合模的比較比較項目單工序模級進模復合模工件尺寸精度較低一般IT11級以下較高，IT9級以下工件形位公差工件不平整，同軸度、對稱度及位置誤差大不太平整，有時要校平，同軸度、對稱度及位移度誤差較大工件平整，同軸度、對稱度及位置誤差較小沖壓生產率低，沖床一次行程只能完成一個工序高，沖床一次行程可完成多個工序較高，沖床一次行程可完成兩個以上工序機械化自動化的可行性較易，適合于多工位沖床及自動化沖壓容易，適于單機自動化難，工件與廢料排除較復雜，只能在單機上實現(xiàn)部分機械化操作對材料的要求對條料寬度要求不嚴，可用邊角料對條料寬度或帶料要求嚴格對條料寬度要求不嚴，可用邊角料生產安全性安全性較差比較安全安全性較差模具制造的難度較易，結構簡單，制造周期短，價格低對簡單工件比采用復合模制造難度低對復雜比采用級進模制造難度低應用通用性好，適于中小批量和大型件的大量生產通用性較差，適于形狀簡單、尺寸不大、精度不高工件的大批量生產通用性較差，適于形狀復雜、尺寸不大、精度要求較高工件的、大批量生產表4:沖裁模初始雙邊間隙Z/mm材料厚度t08、10、35、09Mn2、Q23516Mn40、4565MnZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax小于0.5極小間隙0.50.0400.0480.0640.0720.0600.0720.0920.1040.0400.0480.0640.0720.0600.0720.0920.1040.0400.0480.0640.0720.0600.0720.0920.1040.0400.0480.0640.0640.0600.0720.0920.0920.60.