四孔長(zhǎng)方形墊片-鏈板零件的沖壓模具設(shè)計(jì)-級(jí)進(jìn)模含NX三維及17張CAD圖

四孔長(zhǎng)方形墊片-鏈板零件的沖壓模具設(shè)計(jì)-級(jí)進(jìn)模含NX三維及17張CAD圖,四孔,長(zhǎng)方形,墊片,零件,沖壓,模具設(shè)計(jì),級(jí)進(jìn)模含,nx,三維,17,cad 摘 要 本次設(shè)計(jì)了一套沖孔、切邊級(jí)進(jìn)模具。經(jīng)過(guò)查閱資料，首先要對(duì)零件進(jìn)行工藝分析。經(jīng)過(guò)工藝分析和對(duì)比，采用切邊、沖孔工序。通過(guò)沖裁力、頂件力、卸料力等計(jì)算，確定壓力機(jī)的型號(hào)。再分析對(duì)沖壓件加工的模具適用類型選擇所需設(shè)計(jì)的模具。得出將設(shè)計(jì)的模具類型后將模具的各工作零部件設(shè)計(jì)過(guò)程表達(dá)出來(lái)。 在文檔中第一部分，主要敘述了沖壓模具的發(fā)展?fàn)顩r，說(shuō)明了沖壓模具的重要性與本次設(shè)計(jì)的意義，接著是對(duì)沖壓件的工藝分析，完成了工藝方案的確定。第二部分，對(duì)零件排樣圖的設(shè)計(jì)，完成了材料利用率的計(jì)算。再進(jìn)行沖裁工藝力的計(jì)算和沖裁模工作部分的設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)選擇沖壓設(shè)備提供依據(jù)。最后對(duì)主要零部件的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)件的選擇，為本次設(shè)計(jì)模具的繪制和模具的成形提供依據(jù)，以及為裝配圖各尺寸提供依據(jù)。通過(guò)前面的設(shè)計(jì)方案畫(huà)出模具各零件圖和裝配圖。 本次設(shè)計(jì)闡述了沖壓級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作過(guò)程。本模具性能可靠，運(yùn)行平穩(wěn)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。 關(guān)鍵詞：沖壓模，級(jí)進(jìn)模，鏈板，沖裁間隙 ABSTRACT The design of a set of triming and punching mold. Through referring to information, first of all, I should analysis the process. Through process analysis and comparison, I use blanking and punching process. Through the blanking force, the top piece, and the discharge power to determine the model press. Further analysis of the stamping dies for processing the application to select the desired type of mold design. The mold will be designed to draw upon the type of mold parts of the work expressed in the design process. In the first part of the document mainly describes the development of stamping die, stamping die illustrate the importance and significance of this design, and then stamping parts of the process analysis, completed a process to identify programs. The second part of the nesting parts of the design plans to complete the calculation of the utilization of the material further edge blanking process of calculation and Die Design and Calculation of the work of some of the stamping equipment to provide a basis to choose. Finally, the main components of standard design and the choice of design-based mapping tool and provide a basis for forming mold, as well as the assembly drawing to provide the basis of the size. Through the draw in front of mold design and assembly of the parts diagram Fig. The design tells the structure of compound mold design and working process. Reliable performance of the mold, smooth running, improved product quality and production efficiency, reduce labor intensity and production costs. Key words: Stamping die, Progressive dies, Chain-plate ,Mold gap 目　錄 前言 1 第1章 沖裁工藝設(shè)計(jì) 3 1.1.1 工件材料 3 1.1.2 工件結(jié)構(gòu) 3 1.1.3 尺寸精度 3 第2章 沖裁排樣設(shè)計(jì) 6 2.1 排樣的方法及排樣圖 6 2.1.1 排樣的方法 6 2.1.2 排樣圖 6 2.2 排樣的計(jì)算 6 2.2.1 確定搭邊值 6 2.2.2 送料步距 7 2.2.3 條料寬度計(jì)算 7 2.2.4 材料利用率 9 第3章 沖壓力和壓力中心的計(jì)算 10 3.1 確定沖壓力 10 3.1.1 沖裁力的計(jì)算 10 3.1.2 卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算 12 3.1.3壓力機(jī)公稱壓力的確定 14 3.1.4沖裁功 14 3.2 確定模具壓力中心 15 3.3 沖壓設(shè)備的選用 16 第4章 凸凹模刃口尺寸的確定 17 4.1.1 凸凹模刃口尺寸的作用 17 4.1.2 刃口尺寸計(jì)算原則 17 4.2凸凹模刃口尺寸的確定 17 第5章 沖裁模典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 5.1 工作部件設(shè)計(jì) 19 5.1.1 沖孔凸模 19 5.1.2落料凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 5.2 定位裝置設(shè)計(jì)與計(jì)算 20 5.2.1定距 20 5.2.2導(dǎo)正銷(xiāo) 21 5.3 卸料裝置 21 5.3.1 卸料裝置 21 5.3.2 卸料裝置有關(guān)尺寸計(jì)算 21 5.4 固定零件 21 5.4.1墊板 21 5.4.2模柄 21 5.4.3.導(dǎo)料板的設(shè)計(jì) 22 5.5卸料部件的設(shè)計(jì) 22 5.5.1 卸料板的設(shè)計(jì) 22 5.5.2卸料螺釘?shù)倪x用 23 結(jié)　論 24 謝 辭 25 參考文獻(xiàn) 26 前言 模具，作為高效率的生產(chǎn)工具的一種，是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛與重要的工藝裝備。采用模具生產(chǎn)制品和零件，具有生產(chǎn)效率高，可實(shí)現(xiàn)高速大批量的生產(chǎn)；節(jié)約原材料，實(shí)現(xiàn)無(wú)切屑加工；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，具有良好的互換性；操作簡(jiǎn)單，對(duì)操作人員沒(méi)有很高的技術(shù)要求；利用模具批量生產(chǎn)的零件加工費(fèi)用低；所加工出的零件與制件可以一次成形，不需進(jìn)行再加工；能制造出其它加工工藝方法難以加工、形狀比較復(fù)雜的零件制品；容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化的特點(diǎn)。沖壓技術(shù)的水平直接和生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量（尺寸公差和表面粗糙度等）、一次刃磨的壽命以及設(shè)計(jì)和制造模具的周期緊密相關(guān)。 1 .我國(guó)沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀： 目前，我國(guó)的沖壓技術(shù)、沖壓模具與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有一定的差距，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。 （1） 沖壓基礎(chǔ)理論與成形工藝落后。 （2） 模具標(biāo)準(zhǔn)化程度低。 （3） 模具設(shè)計(jì)方法和手段、模具制造工藝及設(shè)備落后。 （4） 模具專業(yè)化水平低。 2 .沖壓技術(shù)的發(fā)展方向： 雖然我國(guó)的模具工業(yè)和技術(shù)在過(guò)去的十多年中得到了快速發(fā)展，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有很大差距。未來(lái)的十年，中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾個(gè)方面。 （1） 提高模具的設(shè)計(jì)制造水平，使其朝著大型化、精密化、復(fù)雜換、長(zhǎng)使用壽命化發(fā)展。 （2） 在模具設(shè)計(jì)制造中更加普及應(yīng)用國(guó)產(chǎn)的CAD/CAE/CAM技術(shù)。 （3） 發(fā)展快速制造成形和快速制造模具的技術(shù)。 （4） 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。 （5） 研究和發(fā)展優(yōu)質(zhì)的模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)。 （6） 研究和開(kāi)發(fā)模具的拋光技術(shù)和設(shè)備。 （7） 研究和普及模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程。 （8） 研究和開(kāi)發(fā)新的成形工藝和模具。 3 .主要研究目標(biāo)： 設(shè)計(jì)1套模具，包括總裝圖和部分零件圖，編制加工工藝文件及生成 加工程序代碼。要求正確選擇標(biāo)準(zhǔn)件和模具材料，零件尺寸設(shè)計(jì)正確。 在本次課程設(shè)計(jì)中利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）繪制模具主要工作零件圖和模具的總裝配圖。根據(jù)對(duì)零件的綜合分析，在這次設(shè)計(jì)中我設(shè)計(jì)的模具是沖孔切邊級(jí)進(jìn)模，主要介紹的是沖裁工藝、工藝計(jì)算、沖裁模的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)、沖裁模落料沖孔的工作原理等。 第1章 沖裁工藝設(shè)計(jì) 1.1 沖裁件的工藝分析 圖1-1鏈板 1.1.1 工件材料 為Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，有4個(gè)φ6mm孔組成；孔與孔、孔與邊緣之間的距離也滿足要求，壁厚為2mm，普通沖裁完全能滿足要求。 1.1.2 工件結(jié)構(gòu) 該零件形狀簡(jiǎn)單。邊孔距遠(yuǎn)大于凸、凹模允許的最小壁厚（見(jiàn)表1-1），故可以考慮采用復(fù)合沖壓工序。 表1-1 倒裝復(fù)合模的沖裁凸凹模最小壁厚 （單位：mm） 材料厚度t 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.5 最小壁厚δ 1.4 1.8 2.3 2.7 3.2 3.6 4.0 4.4 4.9 5.2 5.8 材料厚度t 2.8 3.0 3.2 3.5 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 最小壁厚δ 6.4 6.7 7.1 7.6 8.1 8.5 8.8 9.1 9.4 9.7 10 1.1.3 尺寸精度 沖裁件內(nèi)外形達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為IT12~IT13，孔中心與邊緣距離尺寸公差為±0.7mm。其余尺寸未注公差按IT13級(jí)確定工件尺寸的公差，一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。 表1-2 沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度 材料厚度 t / mm 基 本 尺 寸 / mm ≤3 3~6 6~10 10~18 18~500 ≤1 IT12~IT13 IT11 1~2 IT14 IT12~IT13 IT11 2~3 IT14 IT12~IT13 3~5 — IT14 IT12~IT13 表1-3 孔中心與邊緣距離尺寸公差 材料厚度 t / mm 孔中心與邊緣距離尺寸 / mm ≤50 50~120 120~220 220~360 ≤2 2~4 >4 ±0.5 ±0.6 ±0.7 ±0.6 ±0.7 ±0.8 ±0.7 ±0.8 ±1.0 ±0.8 ±1.0 ±1.2 1.2 沖裁工藝方案的確定 該零件包括落料、切邊、沖孔三個(gè)基本工序，可以有以下三種工藝方案： 方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。即先用一副模具進(jìn)行落料，后用一副模具沖孔，該方案模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩副模具才能完成零件的加工，效率低，生產(chǎn)過(guò)程精度也不容易保證，且操作也不方便，不符合中批量生產(chǎn)的要求。 方案二：落料—沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。復(fù)合模是一種多工序沖模，是壓力機(jī)的一次工作行程中，在模具同一工位同時(shí)完成數(shù)道分離的模具，其生產(chǎn)效率高，沖裁件內(nèi)孔與外緣相對(duì)位置精度高，可以借模具精度來(lái)保證零件精度，但復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，成本高，而且?guī)ИM窄面的工件受到凸凹模強(qiáng)度限制而不能用復(fù)合模加工。 方案三：沖孔—切邊連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。在級(jí)進(jìn)模中，整個(gè)沖件的成型是在連續(xù)過(guò)程中逐步完成的，是一種工位多，效率高的沖模。該方案也只需要一副模具，生產(chǎn)效率也高，但為了滿足精度要求，有必要增加一個(gè)導(dǎo)正銷(xiāo)，這樣模具制造、安裝較復(fù)合模復(fù)雜。 根據(jù)上述分析，零件產(chǎn)量大，精度要求叫道，故可以采用級(jí)進(jìn)模進(jìn)行生產(chǎn)，以提高生產(chǎn)效率。 第2章 沖裁排樣設(shè)計(jì) 2.1 排樣的方法及排樣圖 2.1.1 排樣的方法 根據(jù)材料的利用情況，排樣的方法可分為三種： （1） 有廢料排樣 （2） 少?gòu)U料排樣 （3） 無(wú)廢料排樣 采用少、無(wú)廢料排料可以簡(jiǎn)化沖裁模結(jié)構(gòu)，減少?zèng)_裁力。但是條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差影響，沖裁件公差等級(jí)低。同時(shí)，由于是模具單面受力（單邊切斷時(shí)），不但會(huì)加劇模具磨損，降低模具壽命，而且也直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。因此選擇有廢料排樣，雖然材料利用率低，沖裁件質(zhì)量及模具壽命高。 根據(jù)零件結(jié)構(gòu)形狀采用有廢料排樣中直對(duì)排的排樣形式。 2.1.2 排樣圖 排樣圖見(jiàn)圖2-1。 圖2-1排樣圖 2.2 排樣的計(jì)算 2.2.1 確定搭邊值 查表2-1，確定搭邊值a、a1,由t=2mm，采用自動(dòng)送料，取工件間a1=7mm，側(cè)搭邊a=2mm。 表2-1 最小工藝搭邊值 （單位：mm） 材料厚度 t / mm 手 工 送 料 自 動(dòng) 送 料 圓 形 非 圓 形 往 復(fù) 送 料 a1 a a1 a a1 a a1 a ≤1 >1~2 >2~3 >3~4 >4~5 >5~6 >6~8 >8 1.5 1.5 2 2.5 3 4 5 6 1.5 2 2.5 3 4 5 6 7 1.5 2 2.5 3 4 5 6 7 2 2.5 3 3.5 5 6 7 8 2 2.5 3.5 4 5 6 7 8 3 3.5 4 5 6 7 8 9 2 3 4 5 6 7 3 4 5 6 7 8 注：沖皮革、紙板、石棉等非金屬材料時(shí)，搭邊應(yīng)乘以1.5~2。 2.2.2 送料步距 送料步距（送料步距簡(jiǎn)稱步距或進(jìn)距），是條料在模具上每次送進(jìn)的距離。步距是決定擋料銷(xiāo)位置的依據(jù)，每次只沖一個(gè)零件的步距s的計(jì)算公式為 s=D+a1 式中 D： 平行于送料方向的沖件寬度； a1： 沖件之間的搭邊值。 計(jì)算送料步距為s= D+a1 =50+7 =57（mm） 2.2.3 條料寬度計(jì)算 條料是由板料剪裁下料而得到的。條料寬度的確定原則為，最小條料寬度要保證沖裁時(shí)零件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時(shí)順利地在導(dǎo)料板之間送進(jìn)，并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙，進(jìn)而確定導(dǎo)料板間的距離。 由于是手工送料，本設(shè)計(jì)采用導(dǎo)料板之間有側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度與導(dǎo)料板間距離的計(jì)算方法。因?yàn)閷?dǎo)板之間有側(cè)壓裝置或用手將條料緊貼單邊導(dǎo)料板的模具，能使條料始終沿著導(dǎo)料板送進(jìn)，可按下式計(jì)算。 條料寬度 B 0 -△=（L +2a+△） 0 -△ 導(dǎo)料板間的距離 B0 =B+Z= Dmax +2a+Z 式中 B： 條料的寬度，mm； B0： 導(dǎo)料板間的距離，mm; L： 沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸，mm； a： 側(cè)搭邊值，可參考表2-1； Z： 導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙，其值見(jiàn)表2-2； △ ： 條料寬度的單向（負(fù)向）公差，見(jiàn)表2-3。 由表2-2和經(jīng)驗(yàn)，取Z=1mm 導(dǎo)料板間的距離 B0 =B+Z= Dmax +2a+Z=59+2×5+1 =70 (mm) 由表2-3和經(jīng)驗(yàn)，取△=1mm 條料寬度 B 0 -△=（59 +2×5） 0 -0.9=70 0 -0.9 (mm) 表2-2 導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙Zmin mm 材料厚度 t 無(wú)側(cè)壓裝置 有側(cè)壓裝置 條料寬度B 條料寬度B 100以下 100~200 200~300 100以下 100以上 ≤0.5 0.5 0.5 1 5 8 0.5~1 0.5 0.5 1 5 8 1~2 0.5 1 1 5 8 2~3 0.5 1 1 5 8 3~4 0.5 1 1 5 8 4~5 0.5 1 1 5 8 表2-3 條料寬度偏差△ mm 條料寬度 B 材料厚度t ≤1 1~2 2~3 3~5 ≤50 0.4 0.5 0.7 0.9 50~100 0.5 0.6 0.8 1.0 100~150 0.6 0.7 0.9 1.1 150~220 0.7 0.8 1.0 1.2 220~300 0.8 0.9 1.1 1.3 2.2.4 材料利用率 沖壓件大批量生產(chǎn)成本中，坯料材料費(fèi)用占60%以上，排樣的目的就在于合理利用原材料。衡量排樣經(jīng)濟(jì)性、合理性的指標(biāo)是材料的利用率。其計(jì)算公式如下 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率η為 η=nA/Bs×100% 式中 A： 一個(gè)步距內(nèi)沖裁件面積（包括沖出的小孔在內(nèi)），mm； n： 一個(gè)步距內(nèi)沖裁件數(shù)目; B： 條料寬度，mm； s： 步距，mm； 其中 A=3990 （mm2） 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率η為 η=A/c(B*S) =75.2% 9 第3章 沖壓力和壓力中心的計(jì)算 3.1 確定沖壓力 3.1.1 沖裁力的計(jì)算 沖裁力是沖裁時(shí)凸模沖穿板料所需的壓力。在沖裁過(guò)程中，沖裁力是隨凸模進(jìn)入板料的深度（凸模行程）而變化的。通常，沖裁力是指沖裁過(guò)程中的最大值（Fmax）。 影響沖裁力的主要因素是材料的力學(xué)性能、厚度、沖件輪廓周長(zhǎng)及沖裁間隙、刃口鋒利程度與表面粗糙度等。綜合考慮上述影響因素，平刃口模具的沖裁力可按下式計(jì)算 F=KLtτb （式3-1） 式中 F：沖裁力，N； L：沖件周邊長(zhǎng)度，mm； t：材料厚度，mm； τb：材料抗剪強(qiáng)度，MPa； K：考慮模具間隙的不均勻、刃口的磨損、材料力學(xué)性能與厚度的波動(dòng)等因素引入的修正系數(shù)，一般取K=1.3。 對(duì)于同一種材料，其抗拉強(qiáng)度與抗剪強(qiáng)度的關(guān)系為σb≈1.3τb，故沖裁力也可按下式計(jì)算 F=Ltσb （式3-2） 本設(shè)計(jì)的沖裁力按式3-2進(jìn)行計(jì)算。 查表3-1，σb的取值范圍為303～372，取σb=350MPa。 （1）沖裁件的落料周長(zhǎng) L1=2×177=354（mm） 則落料力為 F1=L1tσb=354×2×350=247.8（KN） （2）沖裁件的沖孔周長(zhǎng) L2=Л×6×4=75.36（mm） 則沖孔力為 F2=L2tσb=75.36×2×350=52.8（KN） 沖件周邊長(zhǎng)度 L= L1+ L2=177 （mm） 則沖裁力為 F=Ltσb= F1+ F2=300.6（KN） 表3-1 沖壓常用金屬材料的力學(xué)性能 材料名稱 牌 號(hào) 材 料 狀 態(tài) 力 學(xué) 性 能 抗剪強(qiáng)度 τ/MPa 抗拉強(qiáng)度 σb/MPa 屈服點(diǎn) σs/MPa 伸長(zhǎng)率 δ（%） 普 通 碳素鋼 Q195 Q235 Q275 未 經(jīng) 退 火 255~314 315~390 195 28~33 303~372 375~460 235 26~31 392~490 490~610 275 15~20 碳 素 結(jié)構(gòu)鋼 08F 08 10F 10 15 20 35 45 50 已退火 230~310 275~380 180 27~30 260~360 215~410 200 27 220~340 275~410 190 27 260~340 295~430 210 26 270~380 335~470 230 25 380~400 355~500 250 24 400~520 490~635 320 19 440~560 530~685 360 15 440~580 540~715 380 13 不銹鋼 1Cr13 已退火 320~380 440~470 120 20 1Cr18Ni9Ti 經(jīng) 熱 處 理 460~520 560~640 200 40 鋁 1060、1050A、 1200 已退火 80 70~110 50~80 20~28 冷作硬 化 100 130~140 — 3~4 （續(xù)） 材料名稱 牌 號(hào) 材 料 狀 態(tài) 力 學(xué) 性 能 抗剪強(qiáng)度 τ/MPa 抗拉強(qiáng)度 σb/MPa 屈服點(diǎn) σs/MPa 伸長(zhǎng)率 δ（%） 硬鋁 2A12 已退火 105~125 150~220 — 12~14 淬硬并經(jīng)時(shí)效處理 280~310 400~435 368 10~13 淬硬后冷作硬化 280~320 400~465 340 8~10 純銅 T1、T2、T3 軟 160 210 70 29~48 硬 240 300 — 3 黃銅 H62 軟 260 294~300 — 25~40 半硬 300 343~460 200 20 硬 420 ≥12 — 10 H68 軟 240 294~300 100 40 半硬 280 340~441 — 25 硬 400 392~400 250 13 注：表中數(shù)據(jù)為板材力學(xué)性能。 3.1.2 卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算 當(dāng)沖裁完成后，從板料上沖裁下來(lái)的沖件（或廢料）由于徑向發(fā)生彈性變形而擴(kuò)張，會(huì)塞在凹?？卓趦?nèi)或者板料上的孔，則沿徑向發(fā)生彈性收縮而緊箍在凸模上。為了使沖裁工作繼續(xù)進(jìn)行，必須將工件或廢料從模具內(nèi)卸下或推出。從凸模上卸下緊箍的料所需要的力稱為卸料力，用F卸表示；將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需要的力稱為推件力，用F推表示；逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需要的力稱為頂件力，用F頂表示。 卸料力、推件力和頂件力是由壓力機(jī)和模具的卸料、頂件和推件裝置傳遞的。所以在選擇壓力機(jī)公稱壓力和設(shè)計(jì)以上機(jī)構(gòu)時(shí)，都需要對(duì)這三種力進(jìn)行計(jì)算。影響這些力的因素較多，主要有：材料的力學(xué)性能和料厚；沖件形狀和尺寸大小；凸、凹模間隙大小；排樣搭邊值大小及潤(rùn)滑情況等。生產(chǎn)中常用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 F卸= K卸F F推= nK推F F頂= K頂F 式中 F：沖裁力； K卸、K推、K頂：分別為卸料系數(shù)、推件系數(shù)和頂件系數(shù)，其值見(jiàn)表3-2； n：塞在凹?？卓趦?nèi)的沖件數(shù)。有反推裝置時(shí)，n=1；錐形孔口，n=0；直刃口，下出件凹模，n=h/t，其中h是直刃口部分的高度（mm），t是材料厚度（mm）。 表3-2 卸料力、推件力及頂件力的系數(shù) 料厚δ/mm K卸 K推 K推 鋼 ≤0.1 >0.1～0.5 >0.5～2.5 >2.5～6.5 >6.5 0.065～0.075 0.045～0.055 0.04～0.05 0.03～0.04 0.02～0.03 0.1 0.063 0.055 0.045 0.025 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 鋁、鋁合金 純銅、黃銅 0.025～0.08 0.02～0.06 0.03～0.07 0.03～0.09 對(duì)于本模具設(shè)計(jì)的計(jì)算如下。 查表3-2，得K卸=0.03～0.04，K推=0.045，K推=0.05。 （1）卸料力 F卸 =K卸F1 =0.04×300.6 =12.04 （KN） 式中 K卸查表3-2，取K卸=0.04。 （2）推件力 F推= nK推F2 =1×0.045×300.6 =13.57 （KN） 式中 K卸查表3-2，取K推=0.045；n為卡在凸、凹模內(nèi)的沖孔廢料數(shù)目。 （3）頂件力 F頂= K頂F2 =0.05×300.6 =15.03 （KN） 式中 K頂查表3-2，取K頂=0.05。 3.1.3壓力機(jī)公稱壓力的確定 沖裁時(shí)，壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于沖壓力（F總），F(xiàn)總為沖裁力和與沖裁力同時(shí)發(fā)生的卸料力、推件力或頂件力的總和。根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)，沖壓力計(jì)算應(yīng)分別對(duì)待，即 當(dāng)模具結(jié)構(gòu)采用彈壓卸料裝置和下出件方式時(shí)：F總=F+ F卸+ F推 當(dāng)模具結(jié)構(gòu)采用彈壓卸料裝置和上出件方式時(shí)：F總=F+ F卸+ F頂 當(dāng)模具結(jié)構(gòu)采用剛性卸料裝置和下出件方式時(shí)：F總=F+ F推 該落料沖孔復(fù)合模采用倒裝結(jié)構(gòu)及彈壓卸料和下出料（沖孔廢料）方式，則總沖壓力F總為 F總=F+ F卸+ F推 =300.6+12.04+13.57 =326.2（KN） 3.1.4沖裁功 選擇沖裁設(shè)備時(shí)，除了要計(jì)算沖裁力，使壓機(jī)的公稱壓力大于沖裁力以外，還要進(jìn)行沖裁功的驗(yàn)算，使壓機(jī)的每次行程功不超過(guò)額定的數(shù)值，以保證其電動(dòng)機(jī)不過(guò)載、飛輪轉(zhuǎn)速不致下降太多。 因?yàn)楣κ橇εc其行程的乘積，所以平端刃口的沖裁功按下式計(jì)算： W=mPt/1000 式中 W：沖裁功，N·m； t：材料厚度，mm； P：沖裁力，N： m：系數(shù)，一般取為0.63。 當(dāng)計(jì)算出的沖裁功大于壓機(jī)規(guī)定的行程功時(shí)，就必須改變沖裁工藝或另選更大行程功的設(shè)備。壓機(jī)規(guī)定的行程功，可從壓機(jī)的說(shuō)明書(shū)或有關(guān)資料、手冊(cè)中查詢。 本設(shè)計(jì)的沖裁功為 W=mPt/1000 =0.63×326.2×10×2/1000 =411.01（N·m） 3.2 確定模具壓力中心 模具的壓力中心，就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。求壓力中心的方法是：采用求空間平行力系的合力作用點(diǎn)。 為了使模具能夠正常又平衡地工作，特別是對(duì)于大而復(fù)雜的沖件、多凸模沖孔以及連續(xù)沖裁時(shí)，必須使壓力中心通過(guò)壓力機(jī)滑塊的中心線。對(duì)于帶有模柄的沖裁模，壓力中心需通過(guò)模柄的軸心線。否則，在沖裁過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生偏心載荷，形成彎矩，使得模具歪斜，加快壓力機(jī)滑塊與導(dǎo)軌之間以及模具導(dǎo)向裝置的磨損，刃口迅速變鈍（無(wú)導(dǎo)向裝置時(shí)特別突出），嚴(yán)重時(shí)，會(huì)啃刃或造成設(shè)備、人身事故。在實(shí)際生產(chǎn)中，可能出現(xiàn)由于沖裁件的形狀特殊，從模具結(jié)構(gòu)方面考慮，不宜使壓力中心與模柄中心線相重合，此時(shí)應(yīng)注意使壓力中心的偏離，不超出所選壓力機(jī)模柄孔投影面積的范圍。 1.簡(jiǎn)單幾何圖形壓力中心的位置 （1）一切對(duì)稱沖裁件的壓力中心，均位于沖件輪廓圖形的幾何中心上。 （2）沖切直線段時(shí)，其壓力中心位于直線段的中心。 （3）沖切圓弧線段時(shí)，其壓力中心的位置按下式計(jì)算 y==R 式中 ：半角，弧度； b：弦長(zhǎng)，mm, b=2Rsin； l：弧長(zhǎng)，mm, l=R×2。 化簡(jiǎn)后 y==R= R=。 綜上所述，該零件的壓力中心應(yīng)位于料帶中心之上。 3.3 沖壓設(shè)備的選用 機(jī)械壓力機(jī)類型的選定依據(jù)是沖壓的工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量的大小、沖壓件的幾何尺寸和精度要求等。中小型沖壓件生產(chǎn)中，主要應(yīng)用開(kāi)式機(jī)械壓力機(jī)。 機(jī)械壓力機(jī)的規(guī)格指機(jī)械壓力機(jī)的主參數(shù)─公稱壓力。所選機(jī)械壓力機(jī)的公稱壓力和功率必須大于沖壓作業(yè)所需的壓力和功率，以避免壓力和功率的超載。所選壓力機(jī)的閉合高度要與沖模的閉合高度相適應(yīng)，壓力機(jī)的滑塊行程必須滿足沖壓工藝要求。此外，選擇壓力機(jī)臺(tái)面尺寸必須考慮到固定沖模的位置，壓力機(jī)滑塊模柄孔尺寸、工作臺(tái)孔尺寸、滑塊中心線到機(jī)身后側(cè)的距離、頂件橫梁槽的尺寸、機(jī)身側(cè)柱間及導(dǎo)軌間的距離及壓力機(jī)的傾斜范圍等，都應(yīng)與模具各部位尺寸相適應(yīng)。 從滿足沖壓工藝力的要求看，可選用500的開(kāi)式壓 16 第4章 凸凹模刃口尺寸的確定 4.1 確定凸凹模刃口尺寸的原則 4.1.1 凸凹模刃口尺寸的作用 凸模與凹模尺寸精度是影響沖裁件尺寸精度的重要因素，。凸、凹模的合理間隙值要靠刃口尺寸及其公差來(lái)保證。 4.1.2 刃口尺寸計(jì)算原則 1、根據(jù)落料和沖孔的特點(diǎn) 落料件的尺寸決定于凹模尺寸，故落料模應(yīng)以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；沖孔件的尺寸決定于凸模尺寸，所以沖孔模應(yīng)以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn);先確定凸模的刃口尺寸，再按間隙值確定凹模的刃口尺寸。 2、考慮凸模與凹模的尺寸磨損 凸、凹模在沖裁過(guò)程中必然會(huì)出現(xiàn)磨損使落料尺寸增大。為了保證沖裁件的尺寸精度，盡可能的提高模具壽命，設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹模刃口的基本尺寸應(yīng)取落料件的尺寸公差范圍內(nèi)的較小尺寸。 3、把握好刃口制造精度與工件精度的關(guān)系 凸、凹模刃口尺寸精度的選擇，應(yīng)以能保證工件的精度要求為前提，保證合理的凸凹模間隙值，從而保證模具的使用壽命。一般情況下，也可按工件公差的1/3~1/4選取。對(duì)于圓形凸、凹模，由于制造容易，精度易保證，制造公差可按照IT6~IT7級(jí)選取。 4.2凸凹模刃口尺寸的確定 采用凸模和凹模分開(kāi)加工的，采用這種方法，要分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸與制造公差，為了保證間隙值必須滿足式： +- （6-1） 凸凹模制造公差按T7級(jí)數(shù)選取 對(duì)于沖6mm ==0.039mm 沖孔時(shí)首先確定凸模刃口尺寸。由于基準(zhǔn)件凸模的刃口尺寸在磨損減小，因此應(yīng)使用凸模的基本尺寸接近工件的最大極限尺寸，凸模制造去負(fù)偏差，凹模去正偏差，----磨損系數(shù)，-----工件公差，按IT14精度選取。 沖孔（6mm）=（+） （6-2） =（6+0.75×0.62） 查表知=0.62=0.75 =6.46 =（++2） （6-3） =（30+0.75×0.62+0.460） =5.92 18 第5章 沖裁模典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.1 工作部件設(shè)計(jì) 5.1.1 沖孔凸模 因?yàn)樗鶝_的孔為方形與圓形，而且都不屬于需要特別保護(hù)的小凸模, 所以沖孔凸模采用臺(tái)階式，一方面加工簡(jiǎn)單，另一方面又便于裝配與更換 沖φ6mm圓形凸模結(jié)構(gòu)如下圖： 圖5-1沖孔凸模 5.1.2落料凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)， 將壓力中心與模柄中心重合。 其輪廓尺寸可按公式計(jì)算： 凹模厚度 H=kb=0.35×85mm=30mm（查表得k=0.35） 凹模壁厚 c=（1.5～2）H=42mm～56mm 取凹模厚度 H=30mm，凹模壁厚c=55mm， 凹模寬度 B=b+2c=（70+2×45）mm=160mm 凹模長(zhǎng)度L取340 mm（送料方向） 凹模輪廓尺寸為340mm×160mm×30mm，結(jié)構(gòu)如圖5-2 圖5-2凹模 5.2 定位裝置設(shè)計(jì)與計(jì)算 5.2.1定距 由于該零件生產(chǎn)批量較大，采用側(cè)刃定距。當(dāng)帶料脫離一個(gè)定位銷(xiāo)時(shí)，第二個(gè)定位銷(xiāo)仍能起到定距作用。定位銷(xiāo)采用對(duì)稱放置。 圖5-3側(cè)刃定距 側(cè)刃定距一般用45號(hào)鋼，淬火硬度為43~48HRC。設(shè)計(jì)時(shí)擋料銷(xiāo)高度應(yīng)大于沖壓件材料的厚度，高度應(yīng)為12mm。本模具采用圓形擋料銷(xiāo)。 5.2.2導(dǎo)正銷(xiāo) 導(dǎo)正銷(xiāo)多用于連續(xù)模中沖裁件的精確定位，沖裁時(shí)為減少條料的送進(jìn)誤差，保證工件內(nèi)孔與外形的相對(duì)位置精度。 5.3 卸料裝置 5.3.1 卸料裝置 由于本材料厚度2.5，故采用固定卸料裝置。工作時(shí)，卸料板2先將材料壓緊，沖裁完成模具回復(fù)時(shí)卸料。使模具沖出的工件平整，精度較高。 5.3.2 卸料裝置有關(guān)尺寸計(jì)算 卸料板的形狀一般與凹模形狀相同，卸料板的厚度，h=（0.8~1.0）Ha=20~30mm。卸料板一般選用DF-2號(hào)鋼，熱處理50-52HRC。 5.4 固定零件 5.4.1墊板 為了防止較小的凸模壓損模座的平面，一般在凸模和模座之間加設(shè)墊板。墊板的外形尺寸與凹模周界一致，墊板的材料一般選用T7、T8或45鋼制成。T7、T8淬火硬度為52~56HRC.45鋼硬度為43~48HRC. 5.4.2模柄 沖模的上模是通過(guò)模柄安裝在沖床滑塊上的。模柄的形式很多，本模具采用嵌入式模柄。模柄一般采用Q235或45鋼。 圖5-4模柄 5.4.3.導(dǎo)料板的設(shè)計(jì) 導(dǎo)料板的內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，導(dǎo)料板與條料之間的間隙取0.2mm，這樣就可確定了導(dǎo)料板的寬度，導(dǎo)料板的厚度按表選擇。導(dǎo)料板采用45鋼制作，熱處理硬度為40～45HRC，用螺釘和銷(xiāo)釘固定在凹模上。導(dǎo)料板的進(jìn)料端安裝有承料板。 5.5卸料部件的設(shè)計(jì) 5.5.1 卸料板的設(shè)計(jì) ???? 卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為 30mm。 卸料板采用45鋼制造，淬火硬度43～48HRC。 5.5.2卸料螺釘?shù)倪x用 ???? 卸料板上設(shè)置4個(gè)等高套筒加螺釘，公稱直徑為20mm，螺紋部分為M12。卸料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出凸模端面lmm，有誤差時(shí)通過(guò)在螺釘與卸料板之間安裝墊片來(lái)調(diào)整。 26 結(jié)　論 本次墊片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包含了落料和沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)通過(guò)沖壓模擬，再根據(jù)沖壓模擬結(jié)果設(shè)計(jì)、生產(chǎn)模具，確保了沖壓的成功,減少了沖壓試模的成本，在最短的時(shí)間內(nèi)得到了滿意的沖壓件。該方法適合于沖壓大型或復(fù)雜沖壓件，以提高模具制造的成功率，縮短模具生產(chǎn)時(shí)間，降低試壓成本。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是墊片的設(shè)計(jì)以及該制件的數(shù)值模擬。模具設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是通過(guò)對(duì)所給工件尺寸，形狀，材料及經(jīng)濟(jì)性的分析，確定相應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)。主要進(jìn)行毛坯尺寸的計(jì)算，凸、凹模工作部分尺寸的計(jì)算、模具的設(shè)計(jì)及壓力機(jī)的選擇。在設(shè)計(jì)中以便更直觀地表達(dá)模具的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。 通過(guò)這次設(shè)計(jì)認(rèn)識(shí)到模具的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮技術(shù)和經(jīng)濟(jì)因素，在保證模具結(jié)構(gòu)合理的前提下盡量使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)加工成本最低，精度最高，在未來(lái)的時(shí)間里中國(guó)的模具制造業(yè)還會(huì)有更大發(fā)展空間。 謝 辭 大學(xué)四年的學(xué)習(xí)生活一眨眼就過(guò)了，在外求學(xué)經(jīng)歷的坎坷使我慢慢成熟，我對(duì)四年以來(lái)幫助我的人們滿懷感激，時(shí)刻沒(méi)有忘記。所經(jīng)歷的一切將讓我倍加珍惜未來(lái)的生活。 通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我學(xué)到了許多知識(shí)，其中還包括許多課本上學(xué)不到的知識(shí)。比如說(shuō)模具整體的設(shè)計(jì)過(guò)程和所設(shè)計(jì)模具的實(shí)用性。我所設(shè)計(jì)的模具的最終目的是用模具來(lái)生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。當(dāng)然，在設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的一些難題。比如說(shuō)怎樣提高產(chǎn)品的加工精度，以及小型工件的加緊這些問(wèn)題，都通過(guò)我們?nèi)シ喯嚓P(guān)的書(shū)籍和經(jīng)過(guò)老師的悉心指教和幫助最終才得以解決。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，也使得我們這組成員更加齊心協(xié)力、努力創(chuàng)新，自始至終，都抱著一顆堅(jiān)定的信念,即如何做能使其工件更加美觀、精度更高、工作效率最高的心態(tài)即將畢業(yè)的我們，在以后的工作中難免會(huì)遇到一些問(wèn)題或麻煩。 隨著科學(xué)技術(shù)的高度的發(fā)達(dá)，一些質(zhì)量?jī)?yōu)、性能好、效率高、能耗低、價(jià)格廉的產(chǎn)品將開(kāi)發(fā)出來(lái)并淘汰那些老的生產(chǎn)技術(shù)或設(shè)備。因此，我們應(yīng)該樹(shù)立良好的設(shè)計(jì)思想，重視對(duì)自己進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，樹(shù)立知識(shí)經(jīng)濟(jì)意識(shí)；善于利用各種信息資源，擴(kuò)展知識(shí)面和能力；培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)、創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)、艱苦奮斗的企業(yè)精神，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)，做到清潔生產(chǎn)和文明生產(chǎn)，以最大限度的獲得企業(yè)效益和社會(huì)效益 在此，感謝我的指導(dǎo)老師——在百忙之中給予我作品的悉心指點(diǎn)與幫助。感謝他為我指點(diǎn)迷律、出謀劃策。同時(shí)，也感謝我的這組的成員在這次設(shè)計(jì)中給予我的幫助！ 所以，在以后的工作中，繼續(xù)學(xué)習(xí)和加深。在此我非常感謝老師在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)我的指導(dǎo)和幫助，向老師致以誠(chéng)摯的謝意！ 參考文獻(xiàn) [1].成虹.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).高等教育出版社，1987. 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