原稿-YB225-架板沖壓模具設計-結(jié)構(gòu)設計【三維UG】【沖壓模具設計稿】

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表1下墊板工藝卡 下墊板 材料： 45 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設備及工裝 1 下料 鋸床 2 鍛造 鍛造坯料成長方體，尺寸為265×185×15mm 空氣錘 3 熱處理 退火，硬度≤240HBS 電爐 4 銑 銑六方至尺寸260×180 立式銑床 5 磨 磨出基準面,再磨另一平面，保證平行度，留單面余量0.3mm 平面磨床 6 鉗 按圖劃工件中心線,各孔中心線,鉆孔,攻絲至圖紙要求，去毛刺 鉆床、麻花鉆、絲錐 7 熱處理 淬火、回火至43~48HRC 真空爐 8 檢驗 檢驗硬度至圖紙要求 硬度機 9 平磨 磨上下兩面，保證平行度 平面磨床 10 檢驗入庫 表2 凸凹模固定板工藝卡 凸凹模固定板 材料： 45 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設備及工裝 1 下料 鋸床 2 鍛造 鍛造坯料成長方體，尺寸為265×185×25mm 空氣錘 3 熱處理 退火，硬度≤240HBS 電爐 4 銑 銑六方至尺寸260×180 立式銑床 5 磨 磨出基準面,再磨另一平面，保證平行度，留單面余量0.1mm 平面磨床 6 鉗 按圖劃工件中心線,各孔中心線,鉆孔,攻絲至圖紙要求，去毛刺 鉆床、麻花鉆、絲錐 7 檢驗 檢驗硬度至圖紙要求 硬度機 8 線切割 按圖紙要求線切割中央通孔 線切割機床 9 檢驗入庫 表2 卸料板工藝卡 卸料板 材料： 45 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設備及工裝 1 下料 鋸床 2 鍛造 鍛造坯料成長方體，尺寸為265×185×25mm 空氣錘 3 熱處理 退火，硬度≤240HBS 電爐 4 銑 銑六方至尺寸260×180 立式銑床 5 磨 磨出基準面,再磨另一平面，保證平行度，留單面余量0.1mm 平面磨床 6 鉗 按圖劃工件中心線,各孔中心線,鉆孔,攻絲至圖紙要求，去毛刺 鉆床、麻花鉆、絲錐 7 檢驗 檢驗硬度至圖紙要求 硬度機 8 線切割 按圖紙要求線切割中央通孔 線切割機床 9 檢驗入庫 表4 凹模工藝卡 下凸模 材料：Cr12Mov 工序號 工序名稱 內(nèi)容 設備及工裝 1 下料 鋸床 2 鍛造 鍛造毛坯成長方體，尺寸為265×185×45mm 空氣錘 3 熱處理 退火，硬度≤240HBS 電爐 4 銑 銑六方至260×180×40mm 立式銑床 5 磨 磨上下兩面，保證平行度，留單面余量0.3mm 平面磨床 6 鉗 根據(jù)圖紙劃出2×?9.8孔中心線，鉆孔，鉆4-M10螺紋孔 劃線工具、鉆床、麻花鉆 7 熱處理 淬火、回火至58~62HRC 真空爐 8 平磨 磨上下平面及側(cè)面基準面 平面磨床 9 檢驗 檢驗硬度至圖紙要求 硬度機 10 線切割 按圖紙要求線切割中央通孔 線切割機床 11 檢驗入庫 表5 沖頭固定板工藝卡 沖頭固定板 材料： 45 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設備及工裝 1 下料 鋸床 2 鍛造 鍛造坯料成長方體，尺寸為265×185×25mm 空氣錘 3 熱處理 退火，硬度≤240HBS 電爐 4 銑 銑六方至尺寸260×180 立式銑床 5 磨 磨出基準面,再磨另一平面，保證平行度，留單面余量0.3mm 平面磨床 6 鉗 按圖劃工件中心線,各孔中心線,鉆孔,攻絲至圖紙要求，去毛刺 鉆床、麻花鉆、絲錐 7 檢驗 檢驗硬度至圖紙要求 硬度機 8 平磨 磨上下兩面，保證平行度 平面磨床 9 線切割 按圖紙要求線切割中央通孔 線切割機床 10 檢驗入庫 表6 上墊板工藝卡 下墊板 材料： 45 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設備及工裝 1 下料 鋸床 2 鍛造 鍛造坯料成長方體，尺寸為265×185×15mm 空氣錘 3 熱處理 退火，硬度≤240HBS 電爐 4 銑 銑六方至尺寸260×180 立式銑床 5 磨 磨出基準面,再磨另一平面，保證平行度，留單面余量0.3mm 平面磨床 6 鉗 按圖劃工件中心線,各孔中心線,鉆孔,攻絲至圖紙要求，去毛刺 鉆床、麻花鉆、絲錐 7 熱處理 淬火、回火至43~48HRC 真空爐 8 檢驗 檢驗硬度至圖紙要求 硬度機 9 平磨 磨上下兩面，保證平行度 平面磨床 10 檢驗入庫 表7 凸凹模工藝卡 凹凸模 材料：Cr12MoV 工序號 工序名稱 內(nèi)容 設備及工裝 1 下料 鋸床 2 鍛造 鍛造毛坯成長方體，尺寸為155×75×60mm 空氣錘 3 熱處理 退火，硬度≤240HBS 電爐 4 銑 銑六面至尺寸150×70×56mm 立式銑床 5 平磨 磨上下兩平面，保證平行度，留單面余量0.3mm 平面磨床 6 鉗 劃廢料孔，2-M8螺紋孔 鉆床，麻花鉆 7 熱處理 淬火、回火至58~62HRC 真空爐 8 檢驗 檢驗硬度至圖紙要求 硬度機 9 線切割 線切割4個孔及外形至圖紙尺寸要求 線切割機床 10 檢驗入庫 5 XXXX大學 畢業(yè)設計說明書 系 部： 指導老師： 專 業(yè)：模具設計與制造 班 級： 小 組 號： 組 長： 同 組 人： 日 期： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文） 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文）架板沖壓工藝與模具設計 是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設計（論文）中特別加以標注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 學 號： 作者姓名： 2015 年 04 月 23 日 目 錄 摘 要 4 1、引言 5 1.1.模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景 5 1.2.題目研究方法 6 2、沖裁件的工藝性分析 7 2.1.沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性 7 2.1.1.沖裁件的形狀 7 2.1.2.沖裁件的尺寸精度 8 3、制件沖壓工藝方案的確定 9 3.1.沖壓工序的組合 9 3.2.沖壓順序的安排 9 4、制件排樣圖的設計及材料利用率的計算 10 4.1.制件排樣圖的設計 10 4.1.1.搭邊與料寬 10 4.2.材料利用率的計算 12 5、確定總沖壓力和選用壓力機及計算壓力中心 13 5.1.沖壓力 13 5.1.1.沖裁力的計算 13 5.1.2.卸料力、推件力及頂件力的計算 13 5.2.壓力中心的計算 14 5.3.壓力機的選用 17 6、凸、凹模刃口尺寸計算 18 6.1.凸、凹模刃口尺寸計算原則 18 6.2.凸、凹模刃口尺寸計算方法 19 6.2.1.凸模和凹模分開加工 19 6.2.2.凸模和凹模配合加工 19 7、模具整體結(jié)構(gòu)形式設計 22 8、模具零件的結(jié)構(gòu)設計 23 8.1.凸凹模的設計 23 8.2.落料凹模的設計 23 8.3.選擇標準模架 25 8.4.卸料、壓邊彈性元件的確定 25 9、模具總體結(jié)構(gòu)設計 27 9.1.模具類形的選擇 27 9.2.定位方式的選擇 27 9.3.卸料、出件方式的選擇 27 9.4.導柱、導套位置的確定 27 10、模具的動作原理 28 設計小結(jié) 29 致 謝 30 參考文獻 31 摘 要 隨著模具制造的技能化逐步向科學化發(fā)展，逐漸由以前手動方式發(fā)展為利用軟件等高科技方式來輔助設計的完成。冷沖模是其中的一種。 本次設計中，先分析了加工件的結(jié)構(gòu)和尺寸，確定適合采用沖裁加工。確定采用落料沖孔復合模具加工，之后確定可以采用倒裝式復合模和正裝式復合模兩種形式，因合頁的加工精度要求較低且倒裝式復合模的生產(chǎn)效率較高，因而采用倒裝式復合模進行加工。之后對操作與定位方式，卸料方式，出件方式及模架進行了初步設計。根據(jù)零件形狀確定采用少廢料中的混合排樣形式，并確定了搭邊和條料的寬度，又根據(jù)橫裁和豎裁的材料利用率確定采用橫裁方式排樣，最后畫出排樣圖。下一步計算了落料和沖孔的沖壓力并各根據(jù)沖裁的總沖壓力選擇了壓力機型號，最后根據(jù)零件的沖裁形狀和沖裁力確定了壓力中心。下一步計算了凸凹模的工作部分尺寸并確定了制造公差。最后設計選用模具零件并繪制了模具裝配圖和各個零件的零件圖。 畢業(yè)設計是在模具專業(yè)理論教學之后進行的實踐性教學環(huán)節(jié)。是對所學知識的一次總檢驗，是走向工作崗位前的一次實戰(zhàn)演習。其目的是，綜合運用所學畢業(yè)的理論和實踐知識,設計一副完整的模具訓練、培養(yǎng)和提高自己的工作能力。鞏固和擴充模具專業(yè)畢業(yè)所學內(nèi)容，掌握模具設計與制造的方法、步驟和相關技術規(guī)范。熟練查閱相關技術資料。掌握模具設計與制造的基本技能，如制件工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計算、加工設備選定、制造工藝、收集和查閱設計資料，繪圖及編寫設計技術文件等。 本次設計是在指導老師認真、耐心的指導下，對模具的經(jīng)濟性、模具的壽命、生產(chǎn)周期、及生產(chǎn)成本等指標下進行全面、仔細的分析下而進行設計的。在此，我表示衷心的感謝他們對我的教誨。 沖模是模具設計與制造專業(yè)的主要專業(yè)畢業(yè)之一。它具有很強的實踐性和綜合性，通過學習這門畢業(yè)，使我對沖壓模具有了新的認識，從中也學到了不少知識，激發(fā)了我對沖壓模具的愛好。 關鍵詞： 工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計算、加工設備選定、制造工藝、收集和查閱設計資料，繪圖及編寫設計技術文件等。 1、引言 1.1.模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景 改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場總體上供不應求，市場需求量維持在700億至850億美元，同時，我國的模具產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機遇。近幾年，我國模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持15%的年增長率（據(jù)不完全統(tǒng)計，2005年國內(nèi)模具進口總值達到700多億，同時，有近250個億的出口），到2007年模具產(chǎn)值預計為700億元，模具及模具標準件出口將從現(xiàn)在的每年9000多萬美元增長到2006年的2億美元左右。單就汽車產(chǎn)業(yè)而言，一個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上億元，而當汽車更換車型時約有80%的模具需要更換。2005年我國汽車產(chǎn)銷量均突破550萬輛，預計2007年產(chǎn)銷量各突破700萬輛，轎車產(chǎn)量將達到300萬輛。另外，電子和通訊產(chǎn)品對模具的需求也非常大，在發(fā)達國家往往占到模具市場總量的20%之多。目前，中國17000多個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)約50多萬。1999年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值已達245億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%。 沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有時也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬板料。沖壓加工時，板料在模具的作用下，于其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力。當內(nèi)力的作用達到一定程度時，板料毛坯或毛坯的某個部位便會產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對應的變形，從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的零件。 因此，沖壓工藝是一種產(chǎn)品質(zhì)量好而且成本低的加工工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還具有重量輕且剛性好的特點。 沖壓加工在汽車、拖拉機、電機、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產(chǎn)品以及航空、航天和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要的地位?，F(xiàn)代各種先進工業(yè)化國家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達的。在我國的現(xiàn)代化建設進程中，沖壓生產(chǎn)占有重要的地位。 由于沖壓工藝具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、成本低以及可加工復雜形狀工件等一系列優(yōu)點，在機械、汽車、輕工、國防、電機電器、家用電器，以及日常生活用品等行業(yè)應用非常廣泛，占有十分重要的地位。隨著工業(yè)產(chǎn)品的不斷發(fā)展和生產(chǎn)技術水平的不斷提高，沖壓模具作為個部門的重要基礎工藝裝備將起到越來越大的作用?？梢哉f，模具技術水平已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要指標。 當今，隨著科學技術的發(fā)展，沖壓工藝技術也在不斷革新和發(fā)展，這些革新和發(fā)展主要表現(xiàn)在以下幾個方面： （1）工藝分析計算方法的現(xiàn)代化 （2）模具設計及制造技術的現(xiàn)代化 （3）沖壓生產(chǎn)的機械化和自動化 （4）新的成型工藝以及技術的出現(xiàn) （5）不斷改進板料的性能，以提高其成型能力和使用效果。 1.2.題目研究方法 本論文主要通過具體例子的方式對沖壓模具的生產(chǎn)流程進行介紹、分析、研究。通過對模具設計的說明，詳細地闡述了沖壓模具生產(chǎn)的一般流程。對零件加工工藝性分析、零件的加工方式、沖壓模具的結(jié)構(gòu)組成等進行介紹并對沖壓模具生產(chǎn)中常常出現(xiàn)的缺陷進行分析研究。 步驟如下： （1）零件成型方案確定； （2）零件零件形狀分析，根據(jù)模擬結(jié)果進一步提出工藝改良方案； （3）使用CAD等軟件對零件進行分析，設計模具裝配圖和零件圖； （4）完成沖壓零件設計的文字說明。 2、沖裁件的工藝性分析 沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時保證分離斷面的質(zhì)量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實際生產(chǎn)中，常常是多種工序綜合應用于一個工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。 沖裁件的工藝性是指沖裁件在沖裁加工中的難易程度。所謂沖裁工藝性好是指能用普通的沖裁方法，在模具壽命和生產(chǎn)率較高、成本較低的條件下得到質(zhì)量合格的沖裁件。因此，沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、精度等級、材料及厚度等是否符合沖裁的工藝要求，對沖裁件質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)效率有很大的影響。 2.1.沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性 2.1.1.沖裁件的形狀 圖1.零件及尺寸 此制件的形狀較復雜，且不對稱，產(chǎn)品四周圓角過度，這樣設計模具時，凹模熱處理后加工時不容易開裂，也可以防止尖角部位刃口的過快磨損。產(chǎn)品長度尺寸為49.5+68.5+30=148，寬度8+45+15=68。 產(chǎn)品材料為Q235，厚度T=1.5，此材料屬于普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，其抗剪強度310-380Mpa，抗拉強度440-470Mpa，屈服極限240Mpa，具有良好的沖裁性。 2.1.2.沖裁件的尺寸精度 沖裁件的精度主要以其尺寸精度、沖裁斷面粗糙度、毛刺高度三個方面的指標來衡量，根據(jù)零件圖上的尺寸標注及公差，可以判斷屬于尺寸精度為IT12—IT14的經(jīng)濟級普通沖裁。 3、制件沖壓工藝方案的確定 3.1.沖壓工序的組合 沖裁工序可以分為單工序沖裁、復合工序沖裁和連續(xù)沖裁。 沖裁方式根據(jù)下列因素確定： （1） 根據(jù)生產(chǎn)批量來確定 對于年產(chǎn)量需求100萬件的該產(chǎn)品來說采用復合?；蜻B續(xù)模較合適。 （2） 根據(jù)沖裁件尺寸和精度等級來確定 復合沖裁所得到的沖裁件尺寸精度等級高，而連續(xù)沖裁比復合沖裁的沖裁件尺寸精度等級低。 根據(jù)對沖裁件尺寸形狀的適應性來確定 產(chǎn)品的尺寸較小，考慮到單工序送料不方便和生產(chǎn)效率低，因此常采用復合沖裁或連續(xù)沖裁。連續(xù)沖裁又可以加工形狀復雜、寬度很小的異形沖裁件。 根據(jù)模具制造安裝調(diào)整的難易和成本的高低來確定, 對復雜形狀的沖裁件來說，采用復合沖裁比采用連續(xù)沖裁較為適宜，因為模具制造安裝調(diào)整較容易，且成本較低。 根據(jù)操作是否方便與安全來確定 復合沖裁其出件或清除廢料較困難，工作安全性較差，連續(xù)沖裁較安全。 綜上所述分析，在滿足沖裁件質(zhì)量與生產(chǎn)率的要求下，選擇倒裝復合沖裁方式，其模具壽命較長，生產(chǎn)率高，操作較方便和工作安全性高。 3.2.沖壓順序的安排 倒裝式落料沖孔復合模，上模采用打料裝置，下模采用彈壓卸料裝置。 4、制件排樣圖的設計及材料利用率的計算 4.1.制件排樣圖的設計 排樣時需考慮如下原則： 提高材料利用率（不影響沖件使用性能前提下，還可適當改變沖件的形狀） 合理排樣方法使操作方便，勞動強度低且安全。 模具結(jié)構(gòu)簡單、壽命長。 保證沖件的質(zhì)量和沖件對板料纖維方向的要求。 4.1.1.搭邊與料寬 1．搭邊 排樣中相鄰兩個零件之間的余料或零件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊的作用是補償補償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。 搭邊值的大小還與材料的力學性能、厚度、零件的形狀與尺寸、排樣的形式、送料及擋料方式、卸料方式等因素有關。搭邊值一般由經(jīng)驗確定，根據(jù)所給材料厚度δ=1.5mm，確定搭邊工作間a1為1.8mm, a為2.0mm。 2．送料步距和條料寬度的確定 （1） 送料步距 條料在模具上每次送進的距離成為送料步距。每次只沖一個零件的步距S的計算公式為 S=D+a1 對于直排的方案，S=8+49.5+1.8=59.3mm 錯位排的方案，S=105 式中 D——平行于送料方向的沖裁寬度； a1——沖裁之間的搭邊值。 （2） 條料寬度 條料寬度的確定原則：最小條料寬度要保證沖裁時零件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時順利地在導料板之間送進，并與導料板之間有一定的間隙。 當用孔定距時，可按下式計算 條料寬度 B-Δ=(Dmax+2a)-Δ 對于直排的方案，B=148+2×2.0=152mm 錯位排的方案，B=68+2+2=72 式中 B——條料的寬度（mm）； Dmax——沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）； a——側(cè)搭邊值； Δ——條料寬度的單向（負向）公差； 具體排樣圖如下： 直排法： 錯位排樣法： 4.2.材料利用率的計算 一個步距內(nèi)的材料利用率η為 η=nF/Bs×100% 對于直排的方案， η=1×5369.57/59.3×152×100%=59.57% 對于錯位排的方案， η=1×5369.57/105×72×100%=71.03% 式中 F——一個步距內(nèi)沖裁件面積（包括沖出的小孔在內(nèi)）；5369.57 n——一個步距內(nèi)沖裁件數(shù)目；1 B——條料寬度（mm）； s——步距； 從材料利用率出發(fā)，建議選用錯位排樣法。 5、確定總沖壓力和選用壓力機及計算壓力中心 5.1.沖壓力 沖壓力是指沖裁力、卸料力、推件力和頂件力的總稱。 5.1.1.沖裁力的計算 平刃口沖裁力可按下式計算 落料力計算 F1=KLδτ F1=1.3×387.4×1.5×380=287063.4N =287.06KN 式中 F——沖裁力（N）； L——沖裁件周邊長度（mm）；電腦計算為387.4 τ——材料抗剪強度（MPa）；310-380MP δ——材料厚度；(mm)；1.5 K——系數(shù)，通常K=1.3； 沖小圓孔力計算 F2=nKLδτ F2=2×1.3×3.14×6.5×1.5×380=30247.62N =30.25KN 沖大圓孔力計算 F3=nKLδτ F3=2×1.3×3.14×17.8×1.5×380=82831.944N =82.83KN 5.1.2.卸料力、推件力及頂件力的計算 生產(chǎn)中常用下列公式計算 F卸=K卸F落 =0.045×287.06=12.92KN F退=K退F沖 =0.05×（30.25+82.83）=5.65KN 式中 F——沖裁力； F卸、F頂——分別為卸料系數(shù)和頂件系數(shù) 綜上所述，總的沖裁力為 F總=F落+F沖+F卸+F頂=287.06+12.92+30.25+82.83+5.65=418.71KN 5.2.壓力中心的計算 采用解析法求壓力中心，求XG，YG， F1——沖孔力 F1= Ltσb，得F1=1.3×3.14×6.5×1.5×380=15.12KN F2——沖孔力 F2= Ltσb，得F2=1.3×3.14×6.5×1.5×380=15.12KN F3——沖孔力 F3= Ltσb，得F3=1.3×3.14×17.8×1.5×380=41.52KN F4——沖孔力 F4= Ltσb，得F4=1.3×3.14×17.8×1.5×380=41.52KN F5——落料力 F5= Ltσb，得F5=1.3×4.7×1.5×380=3.48KN F6——落料力 F6= Ltσb，得F6=1.3×19.5×1.5×380=14.45KN F7——落料力 F7= Ltσb，得F7=1.3×2.95×1.5×380=2.19KN F8——落料力 F8= Ltσb，得F8=1.3×37.5×1.5×380=27.8KN F9——落料力 F9= Ltσb，得F9=1.3×48.1×1.5×380=35.64KN F10——落料力 F10= Ltσb，得F10=1.3×25.4×1.5×380=18.82KN F11——落料力 F11= Ltσb，得F11=1.3×5.1×1.5×380=3.78KN F12——落料力 F12= Ltσb，得F12=1.3×33×1.5×380=24.45KN F13——落料力 F13= Ltσb，得F13=1.3×5×1.5×380=3.71KN F14——落料力 F14= Ltσb，得F14=1.3×46.5×1.5×380=34.46KN F15——落料力 F15= Ltσb，得F15=1.3×47.3×1.5×380=35.05KN F16——落料力 F16= Ltσb，得F16=1.3×53.2×1.5×380=39.42KN F17——落料力 F17= Ltσb，得F17=1.3×3.3×1.5×380=2.45KN F18——落料力 F18= Ltσb，得F18=1.3×19.5×1.5×380=14.45KN F19——落料力 F19= Ltσb，得F19=1.3×4.7×1.5×380=3.48KN F20——落料力 F20= Ltσb，得F20=1.3×32×1.5×380=23.71KN Y1——F1到X軸的力臂 Y1=26 X1——F1到Y(jié)軸的力臂 X1=-20.5 Y2——F2到X軸的力臂 Y2=26 X2——F3到Y(jié)軸的力臂 X2=1.5 Y3——F3到X軸的力臂 Y3=-19 X3——F3到Y(jié)軸的力臂 X3=-59 Y4——F4到X軸的力臂 Y4=-19 X4——F4到Y(jié)軸的力臂 X4=59 Y5——F5到X軸的力臂 Y5=33.12 X5——F5到Y(jié)軸的力臂 X5=-27.62 Y6——F6到X軸的力臂 Y6=21.25 X6——F6到Y(jié)軸的力臂 X6=-28.5 Y7——F7到X軸的力臂 Y7=10.11 X7——F7到Y(jié)軸的力臂 X7=-28.92 Y8——F8到X軸的力臂 Y8=2.03 X8——F8到Y(jié)軸的力臂 X8=-47.39 Y9——F9到X軸的力臂 Y9=-25.18 X9——F9到Y(jié)軸的力臂 X9=-72.67 Y10——F10到X軸的力臂 Y10=-26.86 X10——F10到Y(jié)軸的力臂 X10=-40.99 Y11——F11到X軸的力臂 Y11=-21.38 X11——F11到Y(jié)軸的力臂 X11=-27.18 Y12——F12到X軸的力臂 Y12=-23.5 X12——F12到Y(jié)軸的力臂 X12=-9.5 Y13——F13到X軸的力臂 Y13=-21.51 X13——F13到Y(jié)軸的力臂 X13=7.99 Y14——F14到X軸的力臂 Y14=-27.28 X14——F14到Y(jié)軸的力臂 X14=32.59 Y15——F15到X軸的力臂 Y15=-22.91 X15——F15到Y(jié)軸的力臂 X15=73.48 Y16——F16到X軸的力臂 Y16=2.29 X16——F16到Y(jié)軸的力臂 X16=37.09 Y17——F17到X軸的力臂 Y17=9.97 X17——F17到Y(jié)軸的力臂 X17=10.02 Y18——F18到X軸的力臂 Y18=21.25 X18——F18到Y(jié)軸的力臂 X18=9.5 Y19——F19到X軸的力臂 Y19=33.12 X19——F19到Y(jié)軸的力臂 X19=8.62 Y20——F20到X軸的力臂 Y20=34 X20——F20到Y(jié)軸的力臂 X20=-9.5 根據(jù)合力距定理： YG =（Y1F1+ Y2F2+ Y3F3+Y4F4…）/（F1+ F2+ F3+F4…） XG =（X1F1+ X2F2+ X3F3+X4F4…）/（F1+ F2+ F3+F3…） YG——F沖壓力到X軸的力臂；YG =-7.069 XG——F沖壓力到Y(jié)軸的力臂；XG =-1.7883 所以該模具的壓力中心為（-1.7883，-7.069）。 5.3.壓力機的選用 根據(jù)總壓力的大小，模具外形大小及閉合高度，初步確定壓力機的型號： F公稱≥F總，因此選擇壓力機的型號為：J23—63壓力機，參數(shù)如下： 公稱壓力/KN 630 墊板尺寸/mm 60 滑塊行程/mm 80 滑塊行程次數(shù)/（次/min） 80 模柄孔尺寸/mm 直徑40 深度60 最大封閉高度/mm 300 封閉高度調(diào)節(jié)量 80 立柱間距離/mm 300 床身最大可傾角 25° 工作臺尺寸/mm 前后400 左右630 6、凸、凹模刃口尺寸計算 6.1.凸、凹模刃口尺寸計算原則 設計落料模先確定凹模刃口尺寸，以凹模為基準，間隙取在凸模上；設計沖孔模先確定凸模刃口尺寸，以凸模為基準，間隙取在凹模上。 間隙是影響模具壽命的各種因素中占最主要的一個。沖裁過程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間的均有磨檫，而且間隙越小，磨檫越嚴重。在實際生產(chǎn)中受到制造誤差和裝配精度的限制，凸模不可能絕對垂直于凹模平面，而且間隙也不會絕對均勻分布，合理的間隙均可使凸模、凹模側(cè)面與材料間的磨檫減小，并緩減間隙不均勻的不利影響，從而提高模具的使用壽命。 根據(jù)沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設計落料模時，凹?；境叽鐟〗咏虻扔诹慵淖钚O限尺寸；設計沖孔模時，凸?；境叽鐒t取接近或等于沖孔件的最大極限尺寸。按沖件精度和模具可能磨損程度，凸、凹模磨損留量在公差范圍內(nèi)的0.5-1.0之間。磨損量用xΔ表示，其中Δ為沖件的公差值，x為磨損系數(shù)，其值在0.5-1.0之間，與沖件制造精度有關，可按下列關系選?。毫慵菼T10以上 X=1; 零件精度IT11- IT13 X=0.75; 零件精度IT14 X=0.5 。 不管落料還是沖孔，沖裁間隙一律采用最小合理間隙值（Zmin）。選擇模具制造公差時，一般沖模精度較零件高3-4級。對于形狀簡單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按IT6- IT7級選取；對于形狀復雜的刃口尺寸制造偏差可按零件相應部位公差值的1/4來選取；對于刃口尺寸磨損后無變化的制造偏差值可取沖件相應部位公差值的1/8并冠以（±）；若零件沒有標注公差，則可按IT14級取值。 零件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差應按“入體”原則標注單向公差，即：落料件上偏差為零，只標注下偏差；沖孔件下偏差為零，只標注上偏差。如果零件公差是依雙向偏差標注的，則應換算成單向標注。磨損后無變化的尺寸除外。 6.2.凸、凹模刃口尺寸計算方法 6.2.1.凸模和凹模分開加工 這種方法主要適用于圓形或簡單刃口。設計時，需在圖樣上分別標注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。并且保證沖模的制造公差與沖裁間隙之間滿足： δd+δp≤Zmax-Zmin 6.2.2.凸模和凹模配合加工 配合加工方法，就是先按尺寸和公差制造出凹模或凸模其中一個，然后依此為基準再按最小合理間隙配做另一件。采用這種方法不僅容易保證沖裁間隙，而且還可以放大基準件的公差，不必檢驗δd+δp≤Zmax-Zmin 。同時還能大大簡化設計模具的繪圖工作。目前，工廠對單件生產(chǎn)的模具或沖制復雜形狀的模具，廣泛采用配合加工的方法來設計制造。 沖孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式計算： 沖孔時 dp=(dmin+XΔ)+δp 落料時 Dp=(Dmax-XΔ-Zmin)-δp 孔心距 Lp=L±δp’ 式中 Dp dp——分別為落料和沖孔凸模的刃口尺寸（mm）； Dmax ——為落料件的最大極限尺寸（mm）； dmin——為沖孔件的最小極限尺寸（mm）； Δ——工件公差； Δp——凸模制造公差，通常取δp=Δ/4； δp’——刃口中心距對稱偏差，通常取δp’=Δ/8； Lp——凸模中心距尺寸（mm）； L——沖件中心距基本尺寸（mm）； Zmin——最小沖裁間隙（mm）； 落料凹模尺寸：Aj1=(Amax-XΔ)- Δ/4 =38.15-0.5×0.3=38-0.02; Aj2=(Amax-XΔ)- Δ/4 =148.25-0.5×0.5=148-0.02; Aj3=(Amax-XΔ)- Δ/4 =15.1-0.5×0.2=15-0.02; Aj4=(Amax-XΔ)- Δ/4 =33.15-0.5×0.3=33-0.02; Aj5=(Amax-XΔ)- Δ/4 =3.05-0.5×0.1=3-0.02; Aj6=(Amax-XΔ)- Δ/4 =2.55-0.5×0.1=2.5-0.02; Aj7=(Amax-XΔ)- Δ/4 =68.15-0.5×0.3=68-0.02; 落料凸模尺寸：Ah1=(Aj1-2Z)+ Δ/4 =38-2×0.06=37.88+0.02; Ah2=(Aj2-2Z)+ Δ/4 =148-2×0.06=147.88+0.02; Ah3=(Aj3-Z)+ Δ/4 =15-0.06=14.94+0.02; Ah4=(Aj4-2Z)+ Δ/4 =33-2×0.06=32.88+0.02; Ah5=(Aj5-Z)+ Δ/4 =3-0.06=2.94+0.02; Ah6=(Aj6+Z)+ Δ/4 =2.5+0.06=2.56+0.02; Ah7=(Aj7-2Z)+ Δ/4 =68-2×0.06=67.88+0.02; 沖孔凸模尺寸：Bj1=(Amin1+XΔ)+Δ/4 =6.45+0.5×0.1=6.5+0.02 Bj2=(Amin2+XΔ)+Δ/4 =17.7+0.5×0.2=17.8+0.02 沖孔凹模尺寸：Bh1=(Bj1+2Z)- Δ/4 =6.5+2×0.06=6.62-0.02 Bh2=(Bj2+2Z)- Δ/4 =17.8+2×0.06=17.92-0.02 兩孔中心距離22，118,45，尺寸不變，公差為±0.01。 7、模具整體結(jié)構(gòu)形式設計 落料沖孔模結(jié)構(gòu)形式： 上模采用打料裝置、下模采用彈壓卸料裝置，選用后側(cè)標準導柱模架，整個模具經(jīng)濟，結(jié)構(gòu)緊湊，簡單，容易加工和裝配，調(diào)試也方便。 8、模具零件的結(jié)構(gòu)設計 8.1.凸凹模的設計 材料：Cr12Mov 硬度：58～62HRC （如圖），與卸料板間隙配合，與固定板過盈配合，采用2-M8螺釘與下模板鏈接。 8.2.落料凹模的設計 因制件形狀簡單，總體尺寸不大，選用整體式方形凹模較為合理。選用Cr12MoV為凹模材料。凹模周界 由《冷沖壓工藝與模具設計》得出凹模周界的計算公式 厚度H=Kb（≥15mm） 式中：b——沖裁件的最大外形尺寸，b=148 K——系數(shù)，查表得K=0.26 則 H=0.26×148=38.48mm 凹模壁厚c=（1.0~1.5）H（≥30~40mm）=38.48~57.72mm 本設計中取c=55mm 由《模具設計指導》表5-43圓形凹模標準可查到較為靠近的凹模周界尺寸為260×180。硬度：58～62HRC，（如圖） 確定其他零件的尺寸參數(shù) 由《模具設計指導》表5-4，可得復合模的典型組合尺寸260×180（單位為mm）（JB/T8066.1—1995）。而由此典型組合標準，即可方便的確定其他沖模零件的數(shù)量、尺寸及主要參數(shù)。 其零件參數(shù)如下表所示： 凹模周界 凸凹模長度 配用模架閉合高度H 孔距尺寸 最小 最大 S S1 S2 S3 260×180 55 209 255 零件名稱及標準編號 墊板 凸模固定板 凹模 卸料板 墊板 260×180×10 260×180×18 260×180×40 260×180×18 260×180×10 螺釘 圓柱銷 卸料螺釘 樹脂 螺釘 圓柱銷 圓柱銷 M10×80 φ10×80 M8×60 M8×60 φ8×60 φ10×60 8.3.選擇標準模架 由凹模周界尺寸及模架閉合高度在209~255mm之間，查《模具設計指導》表5-7選用標準模架：30號后側(cè)型導柱標準模架。 8.4.卸料、壓邊彈性元件的確定 沖壓工藝中常用的彈性元件有彈簧和橡膠，但是由于這副模具所需的卸料力較大，如果選用彈簧，即使使用8個彈簧，每個彈簧所承擔的負荷也將達到F預=F卸/n=12920/8N=1615N。同時由于這是一落料模，產(chǎn)品材料厚度較大，模具的行程較大，也給彈簧的選用帶來困難。即使試用了彈簧，也勢必造成為了安裝彈簧而選用較大的模架。因此我們選用橡膠作為卸料的彈性元件。 1、確定卸料橡膠 （1）確定橡膠的自由高度H自，由《模具設計指導》表3-9得： H自=L工/0.25~0.30+h修模 L工——沖模的的工作行程（mm），對沖裁模而言，L工=t+1 h修?！A留的修模量 式中，L工為模具的工作行程再加1~3mm。本模具的工作行程為產(chǎn)品的厚度加1.5mm。故L工=2.5mm，h修模的取值范圍為3~6mm，在這取值4mm。 H自=（2.5/0.25+4）mm=14mm （2）確定L預和H裝。由表3-9可得如下計算公式： L預——橡膠的預壓縮量 H裝——沖模裝配好以后橡膠的高度 L預=（0.1~0.15）H自=0.1×14mm=1.4mm H裝=H自-L預=（14-1.4）mm=12.6mm （3）確定橡膠橫截面積A（ mm2） A=F/q F——所需的彈壓力 q——橡膠在與壓縮狀態(tài)下的單位壓力 F由前可知為F=12920N，q=0.26~0.90Mpa。在這里由于根據(jù)模具的行程，取q=0.9Mpa 則 A=12920/0.9mm2=14355.55mm2 （3） 核算橡膠的安裝空間：可以安裝橡膠的空間可按凹模外形表面積與凸凹模地步面積之差的估算。經(jīng)計算A=260×180-5369.57=41430.43mm2，大于所需橡膠面積，因此足以安裝橡膠的需要。 9、模具總體結(jié)構(gòu)設計 9.1.模具類形的選擇 由沖壓工藝分析和設計目的、要求以及從經(jīng)濟方面考慮，本套模具倒裝落料沖孔復合模。工序簡單，模具結(jié)構(gòu)也不復雜，到模具計算尺寸復雜。 9.2.定位方式的選擇 該模具活動部件采用導柱導套定位，固定部件采用銷釘定位。 9.3.卸料、出件方式的選擇 根據(jù)模具沖壓的運動特點以及推件力的大小,該模具采用彈壓卸料方式比較方便，因為工件料厚為1.5mm。利用打料裝置頂出模具零件，從而把產(chǎn)品頂出，即安全又可靠。 9.4.導柱、導套位置的確定 為了提高模具的壽命和工件質(zhì)量，方便安裝、調(diào)整、維修模具，該簡單模采用后側(cè)導柱模架。其導柱和導套則根據(jù)所選定的模架按標準選取。 10、模具的動作原理 本模具（裝配圖如圖所示）在一次行程過程中完成制件的落料，沖孔兩道工序的全部工作： 在壓力機滑塊下行前，卸料板需要用高出凸模1-2毫米。 當壓力滑塊下行時，毛坯料被壓在凹模與卸料板之間，繼續(xù)下行，毛坯料被凸模和凹模，沖頭和凸模之間的小間隙沖壓成出產(chǎn)品。完全將產(chǎn)品切開后，沖床滑塊到最低點，壓力滑塊上行，卸料板將廢料頂出，產(chǎn)品在凹模，上模滑到最高點時，沖床打料將產(chǎn)品打下。完成一次沖壓工序。 本次設計的落料沖孔模，在壓力機的一次行程中，經(jīng)一次送料定位，在模具的同一部位同時完成兩道工序,其沖裁件的相互位置精度高,對條料的定位精度也比較高，因為需要用定位銷對條料寬度進行導向。沖壓件精度高, 可以很好的保證工件的形狀和尺寸精度,模具結(jié)構(gòu)較一般,制造精度要求比較高,制造周期短,價格相對較低，節(jié)約了成本。工序較集中排除了半成品搬運時間，提高了生產(chǎn)效率。這種模具適用于生產(chǎn)批量大,精度要求高,內(nèi)外形尺寸差較大的沖裁件。這樣操作方便，生產(chǎn)效率提高很多。 所選的模架螺釘?shù)攘慵际菑臉藴始羞x取,這樣可有效的降低成本。 設計小結(jié) 通過本次畢業(yè)設計，在理論知識的指導下，結(jié)合認識實習和生產(chǎn)實習中所獲得的實踐經(jīng)驗，在老師和同學的幫助下，認真獨立地完成了本次畢業(yè)設計。在本次設計的過程中，通過自己實際的操作計算，我對以前所學過的專業(yè)知識有了更進一步、更深刻的認識，能夠把自己所學的知識比較系統(tǒng)的聯(lián)系起來。同時也認識到了自己的不足之處。到此時才深刻體會到，以前所學的專業(yè)知識還是有用的，而且都是模具設計與制造最基礎、最根本的知識。 總之，通過本次畢業(yè)設計的鍛煉，使我對模具設計與模具制造的整個過程都有了比較深刻的認識和全面的掌握。使我接受了一個模具專業(yè)的畢業(yè)生應該有的鍛煉和考查。我很感謝學校和各位老師給我這次鍛煉機會。我是認認真真的做完這次畢業(yè)設計的，也應該認認真真的完成我大學三年里最后也是最重要的一次設計。但是由于水平有限，錯誤和不足之處再所難免，懇請各位指導老師批評指正，不勝感激。 致 謝 首先感謝學校及學院各位領導的悉心關懷和耐心指導，特別要感謝指導老師給我的指導，在設計和說明書的寫作以及實物制作過程中，我始終得到他的悉心教導和認真指點，使得我的理論知識和動手操作能力都有了很大的提高與進步，對模具設計與制造的整個工藝流程也有了一個基本的掌握。在他身上，時刻體現(xiàn)著作為科研工作者所特有的嚴謹求實的教學風范，勇于探索的工作態(tài)度和求同思變、不斷創(chuàng)新的治學理念。他不知疲倦的敬業(yè)精神和精益求精的治學要求，端正了我的學習態(tài)度，使我受益匪淺。 另外，還要感謝和我同組的其他同學，他們在尋找資料，解答疑惑，實驗操作、論文修改等方面，都給了我很大的幫助和借鑒。 最后，感謝所有給予我關心和支持的老師和同學使我能如期完成這次畢業(yè)設計。謝謝各位老師和同學！ 感謝學校對我這兩年的培養(yǎng)和教導，感謝學院各位領導各位老師三年如一日的諄諄教導！ 參考文獻 [1]朱光力主編. 模具設計與制造實訓.第1版. 北京：高等教育出版社. 2002. 134~156 [2]吳詩 主編. 沖壓工藝及模具設計 . 第1版. 西安：西北工業(yè)大學出版社. 2001. 40~45 [3]溫松明主編. 互換性與測量技術基礎. 第2版. 長沙：湖南大學出版社. 1998. 4~5 [4]馮炳堯 韓泰榮 殷振海 蔣文森編. 模具設計與制造簡明手冊. 第1版.上海：上?？茖W技術出版社. 1985. 1~ 80 [5]劉朝儒 彭福蔭 高政一主編. 機械制圖. 第3版. 北京：高等教育出版社.2001 [6]施平主編. 機械工程專業(yè)英語. 第5版.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學.2003 .344~345 [7]張代東主編. 機械工程材料應用基礎. 第1版.北京：機械工業(yè)出版社.2001.85~103 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