安裝耳環(huán)級(jí)進(jìn)模模具畢業(yè)（說(shuō)明書+CAD+proe三維+調(diào)研報(bào)告+外文翻譯）機(jī)械設(shè)計(jì)
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摘 要
本次為一沖壓級(jí)進(jìn)模即安裝耳環(huán)級(jí)進(jìn)模模具設(shè)計(jì)，進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)先根據(jù)任務(wù)書分析零件的尺寸、材料、批量，確定沖壓模具的結(jié)構(gòu)和工藝方案。通過(guò)計(jì)算，確定模具的沖裁力以及壓力中心。完成排樣設(shè)計(jì)，選擇壓力機(jī)，進(jìn)行凸模與凹模刃口尺寸的計(jì)算，最后設(shè)計(jì)選用零、部件，對(duì)壓力機(jī)進(jìn)行校核。進(jìn)行模具三維圖的繪制，以及三維裝配。將三維轉(zhuǎn)二維，得出模具的二維裝配圖以及各模板的二維圖。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要對(duì)凹模、凸模、定位零件、卸料出件裝置、模架、沖壓設(shè)備、緊固件等進(jìn)行設(shè)計(jì)，其他零件直接選用標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)的同時(shí)，結(jié)合了Proe、Auto cad、的使用，進(jìn)行模具三維以及二維的設(shè)計(jì)表達(dá)，在壓力中心計(jì)算時(shí)由于比較困難，所以直接采用Auto cad計(jì)算，本設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)，對(duì)部分零件進(jìn)行了加工工藝分析。
關(guān)鍵詞：模具；沖壓；凸模；凹模；設(shè)計(jì)
ABSTRACT
This is a stamping step into the mold that is installed earrings progressive mold design, design according to the task book analysis of the size of parts, materials, batch, stamping die to determine the structure and process. Through the calculation, determine the punching force of the mold and the pressure center. Complete the layout design, select the press, punch and die die size calculation, the final design of the use of zero, parts, the press to check. Dimensional drawing of the mold, and three-dimensional assembly. Will be three-dimensional to two-dimensional, the mold of the two-dimensional assembly diagram and the template of the two-dimensional map. In the structural design, mainly on the die, punch, positioning parts, unloading device, mold, stamping equipment, fasteners and other design, other parts directly selected standard. The design of the design at the same time, combined with the Proe, Auto cad, the use of three-dimensional and two-dimensional design of the mold, in the calculation of the pressure center due to more difficult, so the direct use of Auto cad calculation, the design in the structural design at the same time , Part of the parts were processed process analysis.
Key word: Die; stamping; punch; die; design
目 錄
第一章 緒論 1
1.1沖壓加工的特點(diǎn)及應(yīng)用 1
1.1.1模具發(fā)展歷史 1
1.1.2模具設(shè)計(jì)與制造能力 2
1.2多工位級(jí)進(jìn)模 3
1.2.1多工位級(jí)進(jìn)模的特殊含義 3
1.2.2多工位級(jí)進(jìn)模的合理應(yīng)用 3
第二章 沖壓件工藝性分析 4
2.1 產(chǎn)品分析 4
2.2 沖壓工藝分析與排樣設(shè)計(jì) 5
2.2.1 沖壓工藝性分析 5
2.2.2 排樣設(shè)計(jì) 5
2.2.3 排樣圖 6
1.零件展開尺寸的計(jì)算 6
2.搭邊值的計(jì)算 6
3.條料寬度與板料利用率的計(jì)算 6
第三章 壓力機(jī)的選擇和模具中心的確定 8
3.1 壓力機(jī)的選擇 8
3.1.1 沖壓力的計(jì)算 8
3.1.2 壓力機(jī)的選擇 8
1.冷沖壓設(shè)備 9
2.沖壓設(shè)備類型的選擇 9
3.沖壓設(shè)備的選用 10
3.2 壓力中心的計(jì)算 10
第四章 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 12
4.1 定位方式及定位零件 12
4.1.1 導(dǎo)料板的選用 12
4.1.2 定距側(cè)刃的選用 12
4.2 導(dǎo)正銷 12
4.3 托料釘 13
4.4 卸料與推（頂）件裝置 13
4.5 始用擋料裝置 13
第五章 模架的結(jié)構(gòu)形式的和相關(guān)尺寸 15
5.1 模架的結(jié)構(gòu)形式 15
5.2 模具的相關(guān)尺寸 15
第六章 模具工作零件設(shè)計(jì) 16
6.1 模具間隙 16
6.1.1 模具間隙的選擇 16
6.1.2 間隙對(duì)沖裁件的影響 16
6.1.3間隙對(duì)尺寸精度的影響 16
6.1.4 間隙對(duì)沖裁力的影響 16
6.1.5間隙對(duì)模具壽命的影響 17
6.1.6 凸、凹模間隙值的確定 17
6.1.7 合理沖裁間隙的選擇 18
6.2 凸凹模的外形尺寸 18
6.2.1 凸凹模刃口尺寸計(jì)算的原則 18
6.2.2 凸凹模刃口尺寸的計(jì)算方法 19
6.2.3 凸凹模刃口尺寸具體計(jì)算 19
6.3 凸凹模長(zhǎng)度計(jì)算 21
6.4 彎曲壓包模設(shè)計(jì)計(jì)算 22
6.5 凸凹模的固定方式 22
6.5.1 凸模的固定方式 22
6.5.2 凹模的固定方式 22
第七章 壓力機(jī)校核 24
7.1 公稱壓力 24
7.2 行程次數(shù) 24
7.3 工作臺(tái)面尺寸 24
7.4 閉合高度 24
第八章 模具總體結(jié)構(gòu)示意圖 25
總 結(jié) 26
謝 辭 27
參考文獻(xiàn) 28
29
第一章 緒論
1.1沖壓加工的特點(diǎn)及應(yīng)用
1.沖壓加工及沖壓模具：沖壓加工是金屬壓力加工方法之一，它是建立在金屬塑性變形的基礎(chǔ)上，利用安裝在沖壓設(shè)備上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需要的形狀、尺寸、性能的零件。沖壓通常在常溫下對(duì)金屬進(jìn)行冷變形加工，且主要采用板料來(lái)加工所需要的零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓[1]。
沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡(jiǎn)稱沖模。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工三要素。
2. 沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)：
1）沖壓加工的生產(chǎn)效率高，操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。
2）沖壓由模具保證沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不會(huì)破壞沖壓材料的表面質(zhì)量，而模具地壽命一般較長(zhǎng)，所以沖壓件的質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好，具有“一模一樣”的特征。
3）沖壓可加工的尺寸范圍大、形狀較復(fù)雜的零件。
4）沖壓加工一般沒有切削碎料的生成，材料消耗較少，且不需其他加熱設(shè)備，是一種省料、節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。
但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時(shí)一個(gè)復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成型，且模具制造精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。
沖壓在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來(lái)越多地采用沖壓方法加工加工產(chǎn)品零部件，如汽車、農(nóng)機(jī)、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工業(yè)等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當(dāng)?shù)拇?，少則60%以上，多則90%以上。不少過(guò)去用于鍛造、鑄造和切削加工等方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所替代。
1.1.1模具發(fā)展歷史
模具的出現(xiàn)可以追溯到幾千年前的陶器和青銅器鑄造，但其大規(guī)模使用卻是隨著現(xiàn)代工業(yè)的崛起而發(fā)展起來(lái)的。19世紀(jì)，隨著軍火工業(yè)（槍炮的彈殼）、鐘表工業(yè)、無(wú)線電工業(yè)的發(fā)展，沖模得到廣泛使用。第二次世界大戰(zhàn)后，隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，它又成了大量生產(chǎn)家用電器、汽車、電子儀表、照相機(jī)、鐘表等零件的最佳方式。從世界范圍看，當(dāng)時(shí)美國(guó)的沖壓技術(shù)走在世界的最前列-----許多模具的先進(jìn)技術(shù)，如簡(jiǎn)易模具、高效率模具、高壽命模具和沖壓自動(dòng)化技術(shù)，大多起源于美國(guó)；而瑞士的精沖、德國(guó)的冷擠壓技術(shù)、前蘇聯(lián)對(duì)塑性加工的研究也處于世界先進(jìn)前列。20世紀(jì)50年代，模具行業(yè)工作重點(diǎn)是根據(jù)訂戶的要求，制作能滿足產(chǎn)品要求的模具。模具設(shè)計(jì)多憑經(jīng)驗(yàn)，參考已有圖紙的感性認(rèn)知，對(duì)所設(shè)計(jì)的模具零件缺乏真實(shí)了解。從1955到1965，是壓力加工的探索和開發(fā)時(shí)代模具發(fā)展迅速。20世紀(jì)70年代模具向高速化、自動(dòng)化、精密化、安全化發(fā)展。20世紀(jì)70年代中期至今計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助制造技術(shù)不斷發(fā)展的時(shí)代[2]。
1.1.2模具設(shè)計(jì)與制造能力
在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)幾十年努力，現(xiàn)在我國(guó)沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造能力已達(dá)到較高水平，包括信息工程和虛擬技術(shù)等許多現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到應(yīng)用。雖然如此，我國(guó)的沖壓模具設(shè)計(jì)制造能力與市場(chǎng)需要和國(guó)際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。這些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面 無(wú)論在設(shè)計(jì)還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車覆蓋件模具，具有設(shè)計(jì)和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn)，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計(jì)制造方法和手段方面已基本達(dá)到了國(guó)際水平，模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國(guó)際水平，在轎車模具國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期等方面，與國(guó)外相比還存在一定的差距。標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具，是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機(jī)電一體化的鐵芯精密自動(dòng)閥片多功能模具，已基本達(dá)到國(guó)際水平。但總體上和國(guó)外多工位級(jí)進(jìn)模相比，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，仍存在一定差距。汽車覆蓋件模具制造技術(shù)正在不斷地提高和完善，高精度、高效益加工設(shè)備的使用越來(lái)越廣泛。高性能的五軸高速銑床和三軸的高速銑床的應(yīng)用已越來(lái)越多。NC、DNC技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越成熟，可以進(jìn)行傾角加工和超精加工。這些都提高了模具型面加工精度，提高了模具的質(zhì)量，縮短了模具的制造周期。模具表面強(qiáng)化技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用。工藝成熟、無(wú)污染、成本適中的離子滲氮技術(shù)越來(lái)越被認(rèn)可，碳化物被覆處理（TD處理）及許多鍍（涂）層技術(shù)在沖壓模具上的應(yīng)用日益增多。真空處理技術(shù)、實(shí)型鑄造技術(shù)、刃口堆焊技術(shù)等日趨成熟。激光切割和激光焊接技術(shù)也得到了應(yīng)用[3]。
1.2多工位級(jí)進(jìn)模
1.2.1多工位級(jí)進(jìn)模的特殊含義
級(jí)進(jìn)模，又稱跳步模、連續(xù)模和多工位級(jí)進(jìn)模。指模具上沿被沖壓原材料的直線送進(jìn)方向，具有至少兩個(gè)或兩個(gè)以上的工位，并在壓力機(jī)的一次行程中，在不同的工位完成兩個(gè)或兩個(gè)以上沖壓工序的沖模。常見的沖壓工序有沖孔(圓孔和異形孔、窄型、窄槽等)、壓彎（一次壓彎和多次壓彎）、拉深、再拉深、整形、成型、落料等。由于沖件各不相同，所完成的沖壓工序性質(zhì)和工位數(shù)各不相同，所完成的沖壓工序性質(zhì)和工位數(shù)也各不相同，內(nèi)容非常豐富。其所用的模具在通稱級(jí)進(jìn)模的前提下，一般用制件名稱冠在級(jí)進(jìn)模前面，以此稱呼其不同的級(jí)進(jìn)模，如簧片級(jí)進(jìn)模、10工位簧片級(jí)進(jìn)模等。
1.2.2多工位級(jí)進(jìn)模的合理應(yīng)用
盡管多工位級(jí)進(jìn)模有許多優(yōu)點(diǎn) ，被譽(yù)為當(dāng)代現(xiàn)金模具的典型代表，但由于制造周期相對(duì)長(zhǎng)些，成本相對(duì)高的原因，應(yīng)用時(shí)必須慎重考慮，采用多工位級(jí)進(jìn)模，應(yīng)符合如下情況：
1）大批量生產(chǎn) 制件應(yīng)該是定型產(chǎn)品，而且需要量確實(shí)比較大。一般不少于5萬(wàn)件。
2）不適合采用單工序模沖制 如某些形狀異常復(fù)雜的制件，如空調(diào)翅片、接線端子需要多次沖壓才能完成制件的形狀尺寸要求，若采用單工序沖壓定位是無(wú)法定位和沖壓的，而只能采用多工序級(jí)進(jìn)模在一副模具內(nèi)完成連續(xù)多個(gè)工序的沖壓，才能獲得所需制件。
3）不適合采用復(fù)合模沖制 如某些形狀特殊的制件，例如集成電路引線框、電表鐵芯、微型電動(dòng)定、轉(zhuǎn)子片等，使用復(fù)合模是無(wú)法設(shè)計(jì)與制造模具的，而應(yīng)用多工位級(jí)進(jìn)模能圓滿解決問(wèn)題。
4）制件的精度要求適中 用多工位級(jí)進(jìn)模加工的制件精度，一般在IT10級(jí)以下，比用復(fù)合模加工低些。
5）沖壓用的材料長(zhǎng)短、厚薄比較適宜，多工位級(jí)進(jìn)模用的沖件材料，一般都是條料，料不能太短，以致沖壓過(guò)程中換料次數(shù)太多，料太薄，送料導(dǎo)向定位困難；料太厚，無(wú)法嬌直，且太厚的料長(zhǎng)度 一般較短，不適合用級(jí)進(jìn)模，自動(dòng)送料也困難。
6）制件的形狀與尺寸大小適當(dāng) 當(dāng)制件的料厚大于5mm，外形尺寸大于250mm 時(shí)，不僅沖壓力大，而且模具的結(jié)構(gòu)尺寸大，故不適宜采用級(jí)進(jìn)模。
第二章 沖壓件工藝性分析
2.1 產(chǎn)品分析
材料：08F 厚度:2.6mm
圖2-1 產(chǎn)品零件圖
該零件為耳環(huán)安裝零件，材料為08F，厚度2.6mm。具有強(qiáng)度低和硬度、塑性、韌性好，易于深沖、拉延、彎曲和焊接等特點(diǎn)[3]。常用作深沖壓和深拉延的容器，如搪瓷制品、儀表板、汽車駕駛室蓋板等。 圓鋼用作心部強(qiáng)度要求 不高的滲碳或氰化零件。零件中Φ4mm凸包作焊接點(diǎn)用，為保證焊接質(zhì)量，對(duì)凸包高度差有要求。R31.8mm圓弧面為焊接定位面，4個(gè)淺槽和2個(gè)Φ3.5mm孔為工藝槽孔，Φ14mm孔為安裝孔。精度等級(jí)IT14級(jí)。
2.2 沖壓工藝分析與排樣設(shè)計(jì)
2.2.1 沖壓工藝性分析
該零件存在兩個(gè)方向的彎曲成型，故對(duì)模具結(jié)構(gòu)有較高要求。經(jīng)分析決定采取先沖裁再?gòu)澢脑O(shè)計(jì)。由于先沖裁成型的孔在彎曲后會(huì)產(chǎn)生變形，因此在沖外輪廓及內(nèi)孔的時(shí)候?qū)⒆冃晤A(yù)先考慮，對(duì)外型進(jìn)行尺寸上的修改，再由不斷的實(shí)驗(yàn)確定預(yù)先沖裁的尺寸已達(dá)到理想的成型效果。且由于存在兩個(gè)方向的彎曲，故單獨(dú)的零件彎曲難以形成力的平衡，綜上，采用兩面對(duì)稱的排樣形式進(jìn)行成型。
2.2.2 排樣設(shè)計(jì)
該零件要求大批量生產(chǎn)，且存在兩個(gè)方向的彎曲成型，從節(jié)約材料和模具結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)化的角度考慮，有兩種排樣形式可以選擇：
如圖2-2 所示:
圖2-2 排樣設(shè)計(jì)方案
綜合考慮兩種排樣方案。兩種方案均能實(shí)現(xiàn)成型的目的，且方案一工步數(shù)量要求相對(duì)較小，材料利用率相對(duì)更好，經(jīng)濟(jì)效益更好，但是由于各個(gè)工位之間安排過(guò)于緊湊在安裝凸模時(shí)可能會(huì)造成困難。故產(chǎn)生方案2，加入合適的孔工位，在保證沖壓質(zhì)量的同時(shí)，又遍于模具的制造和安裝。11個(gè)工位依次為，沖定距側(cè)刃——切邊——空位——沖小孔——空位——沖橢圓孔——壓凸包——空位——彎曲——空位——切斷。
2.2.3 排樣圖
1.零件展開尺寸的計(jì)算
零件展開公式 L=L1+L2+π(r+xt)a/180°[3]
（公式中L1,L2 分表表示彎曲處兩側(cè)的直邊長(zhǎng)度。r表示彎曲半徑。t表示板料厚度。a表示彎曲角。x為系數(shù)由r/t的值來(lái)確定）
根據(jù)零件尺寸分析可知：
a=90.5°，t=2.6mm，r=2mm，查表可得k=0.28。.
L=14.5+17.4+π（2+0.28×2.6）90.5/180=36.2 mm。
2.搭邊值的計(jì)算
查表2-1確定零件與零件的搭邊值為a=3mm，零件與板料邊緣的搭邊值為a1=4mm。
表2-1 沖裁金屬材料的搭邊值
材料厚度t
手工送料
自動(dòng)送料
圓形
非圓形
往復(fù)送料
a
a1
a
a1
a
a1
a
a1
<=1
>1-2
>2-3
>3-4
>4-5
>5-6
>6-8
>8
1.5
2
2.5
3
4
5
6
7
1.5
1.5
2
2.5
3
4
5
6
2
2.5
3
3.5
5
6
7
8
1.5
2
2.5
3
4
5
6
7
3
3.5
4
5
6
7
8
9
2
2.5
3.5
4
5
6
7
8
3
4
5
6
7
8
2
3
4
5
6
7
3.條料寬度與板料利用率的計(jì)算
條料寬度計(jì)算：
B0-△ =（D+2A+nC）0-△=（117.14+2×4+1×2.5）0 -△=125.14
式中：D—工件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）D
a—側(cè)搭邊（mm） D△—條料寬度的公差，
n—側(cè)刃數(shù) C—側(cè)刃沖切的料邊寬度（mm））
板料利用率[4]計(jì)算：
η=(nS/LB)×100%=63.3%
公式中：n 一個(gè)進(jìn)距內(nèi)零件數(shù)量。S一個(gè)沖裁件地實(shí)際面積，單位mm2。B 一個(gè)進(jìn)距內(nèi)條料寬度,單位mm。L一個(gè)進(jìn)距內(nèi)條料長(zhǎng)度，單位mm。
第三章 壓力機(jī)的選擇和模具中心的確定
3.1 壓力機(jī)的選擇
3.1.1 沖壓力的計(jì)算
計(jì)算沖裁力的目的是為了選用合適的壓力機(jī)、設(shè)計(jì)模具和檢驗(yàn)?zāi)＞邚?qiáng)度。壓力機(jī)的噸位必須大于沖裁力[4]。
查表得知：08F，抗拉強(qiáng)度 [σ]b=295MPa[5]。由公式依次計(jì)算各部分沖壓力：由 AutoCAD 直接測(cè)量出剪切總長(zhǎng)度：L=300mm
沖裁力：F沖=KLt0.8σb=1.3×300×2.6×0.8×295=240000N
(公式中 K 系數(shù)，對(duì)于碳素工具鋼取值 1.3。L 剪切長(zhǎng)度。t 板料厚度。 σb 材料的抗拉強(qiáng)度)
卸料力：查表3-1得 K2=0.03
F卸=K2xF 沖=0.03×240000=7200 N
推件力：查表3-1得 K1=0.045 n=h/t=5/2.6
F推=K1tn F沖=0.045×（5/2.6）×240000 = 21600 N
自由彎曲力 F=CKBt2/(r+t)σb =540
本公式中C，K為系數(shù)分別取0.7,1。T板料厚度。σb材料的抗拉強(qiáng)度。r彎曲半徑）
由于本零件存在兩個(gè)方向的彎曲，故應(yīng)分別計(jì)算自由彎曲力
F彎=14026N
總沖壓力
F總=F沖+F卸+F推+F彎=240000+7200+21600+14026=282826≈283KN
表3-1 推件力系數(shù)、頂件力系數(shù)和卸料力系數(shù)
料厚/mm
K1
K2
K3
鋼
<=0.1
0.1～0.5
0.5～2.5
2.5～6.5
6.5
0.1
0.063
0.055
0.045
0.025
0.14
0.08
0.06
0.05
0.03
0.65～0.075
0.045～0.055
0.04～0.05
0.03～0.04
0.02～0.03
鋁、鋁合金
純銅、黃銅
0.03～0.07
0.025～0.08
0.03～0.09
0.02～0.06
3.1.2 壓力機(jī)的選擇
1.冷沖壓設(shè)備
用來(lái)完成沖壓件各種工藝的機(jī)床通稱為沖壓設(shè)備或沖床。沖壓設(shè)備與其它機(jī)械加工設(shè)備相比有以下幾個(gè)特點(diǎn)：一是在沖壓件生產(chǎn)中，制件的成型主要由模具完成的，因此沖壓設(shè)備的工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)僅僅為簡(jiǎn)單的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這樣機(jī)床的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)單，且容易制造，操作簡(jiǎn)單，并且有很大的萬(wàn)能性；二是沖壓設(shè)備工作部分有良好的導(dǎo)向，故所沖壓成的制件精度高，互換性較好；三是沖壓設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)靈敏可靠，具有規(guī)律的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因而易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)。
沖壓設(shè)備種類很多，主要有以下幾種。
1.機(jī)械壓力機(jī)類 包括曲柄壓力機(jī)、偏心壓力機(jī)、拉深壓力機(jī)、摩擦壓力機(jī)、粉末制品壓力機(jī)、模鍛精壓機(jī)、擠壓用壓力機(jī)和專用壓力機(jī)等。
2．液壓機(jī)類 有沖壓液壓機(jī)、一般用途液壓機(jī)、彎曲校正壓緊用液壓機(jī)、打包壓塊用液壓機(jī)和專門化液壓機(jī)。
3．自動(dòng)鍛壓機(jī) 如板料自動(dòng)壓力機(jī)
4．彎曲矯正機(jī)、矯正彎曲機(jī)和板料凸緣折壓機(jī)等[5]。
2.沖壓設(shè)備類型的選擇
沖壓設(shè)備的選擇主要是根據(jù)沖壓工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量大小、沖壓件的形狀、尺寸及精度要求等因素來(lái)決定的。
對(duì)于中小型的沖裁件、彎曲件或拉深件的生產(chǎn)，主要應(yīng)采用開式機(jī)械壓力機(jī)。雖然開式?jīng)_床的剛度差，在沖壓力的作用下床身的變形能夠破壞沖裁模的間隙分布，降低模具的壽命或沖裁件的表面質(zhì)量?？墒牵捎谒峁┝藰O為方便的操作條件和非常容易安裝機(jī)械化附屬裝置的特點(diǎn)，使它成為目前中、小型沖壓設(shè)備的主要形式。
對(duì)于大中型沖壓件的生產(chǎn)，多采用閉式結(jié)構(gòu)形式的機(jī)械壓力機(jī)，其中有一般用途的通用壓力機(jī)。也有臺(tái)面較小而剛度較大的專用擠壓壓力機(jī)、精度機(jī)等。在大型拉深件的生產(chǎn)中，應(yīng)盡量選用雙動(dòng)拉深壓力機(jī)，因其可使所選用的模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便。
在小批量生產(chǎn)中，尤其是大型厚板沖壓件的生產(chǎn)多才用液壓機(jī)。液壓機(jī)沒有固定的行程，不會(huì)因?yàn)榘辶虾穸茸兓d，而且在需要很大都施力行程加工時(shí)，與機(jī)械壓力機(jī)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。但是，液壓機(jī)速度小，生產(chǎn)效率低，而且零件的尺寸精度有時(shí)因受到操作因素的影響而不十分穩(wěn)定。
摩擦壓力機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、不易發(fā)生超負(fù)荷損壞等特點(diǎn)，所以在小批量生產(chǎn)中常用來(lái)完成彎曲、城鄉(xiāng)等沖壓工作。但是，摩擦壓力機(jī)的行程次數(shù)較少，生產(chǎn)率低，而且操作也不太方便。
在大批量生產(chǎn)或形狀復(fù)雜的零件大量生產(chǎn)中，應(yīng)盡量選用高速壓力機(jī)或多工位自動(dòng)壓力機(jī)。
3.沖壓設(shè)備的選用
一般情況下所選壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力大于或等于成型工藝力和輔助工藝力總和的1.3倍，對(duì)于工作行程小于標(biāo)稱壓力行程的工序也可直按壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力選擇設(shè)備。故壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力應(yīng)大于（283×1.3）KN=364kN。
根據(jù)計(jì)算總力，查《沖壓手冊(cè)》表初選定型號(hào)為JA31—40A的壓力機(jī)。當(dāng)模具結(jié)構(gòu)尺寸確定后，可對(duì)壓力機(jī)的閉合高度，模具安裝尺寸進(jìn)行校核[6]。
表3-2 壓力機(jī)參數(shù)
公稱壓力/KN
400
滑塊行程/mm
100
滑塊行程次數(shù)/ 次/min
80
最大閉合高度/mm
400
工作臺(tái)尺寸：前后/mm
420
工作臺(tái)尺寸：左右/mm
630
墊板尺寸：厚度/mm
40
模柄孔尺寸：直徑/mm
50
模柄孔尺寸：深度/mm
70
3.2 壓力中心的計(jì)算
模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，必須使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。否則，在沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會(huì)使合理間隙得不到保證，從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。在實(shí)際生產(chǎn)中，可能會(huì)出現(xiàn)由于沖件的形狀特殊或排樣特殊，從模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造考慮不宜使壓力中心與模柄中心線相重合的情況，這時(shí)應(yīng)注意使壓力中心的偏離不致超出所選用壓力機(jī)允許的范圍。
形狀簡(jiǎn)單而對(duì)稱的工件，如圓形、正多邊形、矩形，其沖裁時(shí)的壓力中心與工件的幾何中心重合。形狀復(fù)雜的工件、多凸模沖孔及連續(xù)模的壓力中心則用解析法或作圖法來(lái)確定。對(duì)于級(jí)進(jìn)模形狀不規(guī)則的工件則可以采用AutoCAD來(lái)計(jì)算壓力中心。
因此工件壓力中心的計(jì)算相對(duì)復(fù)雜，所以本文采用了AutoCAD 來(lái)計(jì)算壓力中心的方法。先將沖壓區(qū)域變成面域，再通過(guò)“massprop”命令得出相關(guān)屬性如果3-1 所示。然后通過(guò)質(zhì)心坐標(biāo)確定模具的壓力中心。
圖3-1 AutoCAD 計(jì)算壓力中心
由AutoCAD計(jì)算結(jié)果的壓力中心的橫坐標(biāo)為1578.9240，縱坐標(biāo)為86.3510。
第四章 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇
4.1 定位方式及定位零件
4.1.1 導(dǎo)料板的選用
導(dǎo)料板的作用：引導(dǎo)條料或帶料進(jìn)入模具（凹模）的板狀導(dǎo)向零件。在本套模具中，選用分離式的導(dǎo)料板，外形尺寸縱向長(zhǎng)度有凹模長(zhǎng)度決定。
4.1.2 定距側(cè)刃的選用
側(cè)刃定距是在條料的一側(cè)或兩側(cè)沖切定距槽，定距槽的距離等于步距長(zhǎng)度。其定距精度必?fù)趿箱N定距高。在多工位連續(xù)模中，通常以側(cè)刃做粗定距，以導(dǎo)正銷做精定位，可獲得良好的定距效果。在本套模具中，由于制件兩道工序之間的距離相對(duì)較大，步距與兩個(gè)制件的距離一致，即為34.7mm.采用單側(cè)刃，提高制件的精度。側(cè)刃的制造公差按h6確定，帶側(cè)刃的模具，一般都在側(cè)刃孔旁的導(dǎo)料板上裝有擋塊，以減輕導(dǎo)料板對(duì)擋料臺(tái)階的磨損。
4.2 導(dǎo)正銷
由于該零件雙側(cè)彎曲的特殊結(jié)構(gòu)，為保證兩面彎曲正常進(jìn)行，且能正常在凹模面上進(jìn)行導(dǎo)料，故在設(shè)計(jì)模具時(shí)采用了托料釘進(jìn)行抬料。由于模具結(jié)構(gòu)的限制只能將托料釘布置在中央，故限制了安放導(dǎo)正銷的位置以及孔的沖裁，因此在此套模具中不采用導(dǎo)正銷的設(shè)計(jì)。
4.3 托料釘
在沖壓模具中，可以起到抬起板料的結(jié)構(gòu)有托料釘，托料管和托料塊三種。托起的高度一般應(yīng)使條料最低部位高出凹模表面1.5mm~2mm，同時(shí)應(yīng)使被托起的條料上平面低于剛性卸料板下平面(2~3)t左右，這樣才能使條料送進(jìn)順利。托料釘?shù)膬?yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)托料具體情況布置，托料效果好，凡是托料力不大的情況都可采用壓縮彈簧作托料力源。托料釘通常用圓柱形，但也可用方形（在送料方向帶有斜度）。托料釘經(jīng)常是成偶數(shù)使用，其正確位置應(yīng)設(shè)置在條料上沒有較大的孔和成形部位下方。對(duì)于剛性差的條料應(yīng)采用托料塊托料，以免條料變形。托料管設(shè)在有導(dǎo)正孔的位置進(jìn)行托料，它與導(dǎo)正銷配合（H7/h6），管孔起導(dǎo)正孔作用，適用于薄料。這些形式的托料裝置常與導(dǎo)料板組成托料導(dǎo)向裝置。
由于該零件雙側(cè)彎曲的特殊結(jié)構(gòu)，在R31.8的彎曲成型完成的同時(shí)如果想R2 的彎曲成型也能進(jìn)行，則在進(jìn)行R31.8的成型時(shí)至少要產(chǎn)生10mm 的高度差。以保證兩個(gè)彎曲能夠同時(shí)成型。在進(jìn)行了分析以及資料的查閱后，為了保證模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成型效果好，本文選擇了托料釘?shù)脑O(shè)計(jì)，如圖4-1。在對(duì)應(yīng)的凸模位置，采用B型圓形凸模加工后，起到一個(gè)下壓的作用。如圖4-2。
圖4-1 托料釘 圖4-2 壓料桿
4.4 卸料與推（頂）件裝置
沖壓加工中，常用卸料版、推件器（或頂件器）將制件或廢料從凸模、凹模卸下。以便于及時(shí)取出制件和排除廢料。卸料板和推（頂）件器都有剛性與彈性兩種形式，前者為剛性結(jié)構(gòu)，主要起卸料推件作用，卸料力或推件力較大；后者為柔性結(jié)構(gòu)，兼有壓料和卸料推件作用。力的大小取決于所用的彈性元件及其預(yù)緊力。
對(duì)于本沖裁，落料級(jí)進(jìn)模，已選用最簡(jiǎn)單的卸料裝置，即彈壓卸料裝置彈壓卸料板既起卸料作用也起壓料作用，所以沖件直平度較高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便易于制造。節(jié)約成本。在沖裁前將板料壓平，防止沖裁件翹曲。
4.5 始用擋料裝置
在多工位級(jí)進(jìn)模中，當(dāng)剛上新料沖壓開始時(shí)，模具上主要的定距定位裝置不便、不易或無(wú)法使用時(shí)，就要用始用擋料銷定距定位。當(dāng)主要定位裝置開始工作后，為了連續(xù)送料需要，始用擋料裝置便退縮到一定位置，暫時(shí)不再起定位作用了。因此，始用擋料裝置定位屬于輔助性的一種臨時(shí)定位，故又稱臨時(shí)擋料，一般應(yīng)用在不帶側(cè)刃的級(jí)進(jìn)模中。始用擋料裝置是多工位級(jí)進(jìn)模中特有的初始定位的裝置。
為了保證首件沖裁的正確定距，本文采用始用擋料銷，采用始用擋料銷的目的是為了提高材料利用率。對(duì)于批量生產(chǎn)尤其重要。
第五章 模架的結(jié)構(gòu)形式和相關(guān)尺寸
5.1 模架的結(jié)構(gòu)形式
模架是模具的主體結(jié)構(gòu)，它是連接冷沖模具工作零件的部件，所以選用模架相當(dāng)重要，多工位級(jí)進(jìn)模要求模架剛度好、精度高因而除了小型模具可采用雙導(dǎo)柱模架外，多采用四根導(dǎo)柱模架，精密級(jí)進(jìn)模一般采用滾珠導(dǎo)向模架。而且卸料板一般采用有導(dǎo)向的彈壓導(dǎo)板結(jié)構(gòu)。選擇模架結(jié)構(gòu)時(shí)要根據(jù)工件的受力變形特點(diǎn)，坯件定位，出件方式，材料的送進(jìn)方向，導(dǎo)柱受力狀態(tài)，操作是否方便等方進(jìn)行綜合考慮。故依據(jù)JB/T8050-1999標(biāo)準(zhǔn)，選用四導(dǎo)柱模架結(jié)構(gòu)。沖模的主要零件都是通過(guò)螺釘、銷釘連接到模架上，構(gòu)成一幅完整的沖模結(jié)構(gòu)方可使用[7]。
5.2 模具的相關(guān)尺寸
首先由排樣圖確定沖裁板料的最大尺寸b和l，再根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 L=l+2c;B =b+2c。分別得出模具在長(zhǎng)寬方向的大致尺寸如圖5.2所示。經(jīng)測(cè)量 l=428,b=228.查設(shè)計(jì)手冊(cè)得到c=50. 因此確定 L=528，B=328. 查設(shè)計(jì)手冊(cè)確定模架尺寸，選擇模具周界600x350 的模架，其余零件均可查表獲得。
圖5-2模具尺寸計(jì)算示意圖
第六章 模具工作零件設(shè)計(jì)
6.1 模具間隙
6.1.1模具間隙的選擇
模具間隙指凸、凹模刃口縫隙的距離，若用符號(hào)c表示，俗稱單面間隙。而雙面間隙用z表示。間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量、沖裁力、模具壽命的影響很大，是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)及其重要的問(wèn)題。
6.1.2間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量的影響
1、間隙過(guò)小時(shí)，由凹模刃口處產(chǎn)生的裂紋進(jìn)入凸模下面的壓應(yīng)力區(qū)后停止發(fā)。當(dāng)凸模繼續(xù)下壓時(shí)，在上、下裂紋中間將產(chǎn)生二次剪切，制件斷面的中部留在下撕裂面，而兩頭為光亮帶，在端面出現(xiàn)擠長(zhǎng)的毛刺。毛刺雖有所增長(zhǎng)，但易去除，且制件穹彎小，斷面垂直，故只要中間撕裂的不說(shuō)很深，仍可用。
2、間隙過(guò)大時(shí)，材料的彎曲與拉伸增大，拉伸應(yīng)力增大，材料容易被撕裂，使制件的光亮代減小，圓角與斷裂都增大，毛刺大而厚，難去除。所以隨著間隙的增大，制件的斷裂面的傾斜度的增大，毛刺增高[8]。
6.1.3間隙對(duì)尺寸精度的影響
沖裁件的尺寸精度是指沖裁件的實(shí)際尺寸與基本尺寸的差值。這個(gè)差值包含兩個(gè)方面的偏差，一是沖裁件相對(duì)于凸?；虬寄３叽绲钠?，一是模具本身的制造偏差。
當(dāng)凸、凹模的間隙較大時(shí)，材料所受拉伸作用增大。沖裁完后因材料的彈性恢復(fù)使落料尺寸小于凹模尺寸，沖孔孔徑大于凸模直徑。但因穹彎的彈性恢復(fù)方向與以上相反，故偏差值是二者綜合結(jié)果。在間隙較小時(shí)，由于材料受凸、凹模擠壓力大，故沖裁完后，材料的彈性恢復(fù)使落料件尺寸增大，沖孔孔徑變小。
6.1.4間隙對(duì)沖裁力的影響
隨著間隙的增大，材料所受的拉力增大，材料容易斷裂分離，因此沖裁力減小。但是繼續(xù)增大間隙時(shí)，會(huì)因從凸、凹模刃口處產(chǎn)生的裂紋不重合，沖裁力減小。
由于間隙的增大，使沖裁件的光亮面變小，落料尺寸小于凹模尺寸，沖孔尺寸大于凸模尺寸，因而使卸料力、推件力或頂件力也隨之減小。但是，間隙繼續(xù)增大時(shí)，因?yàn)槊淘龃螅鹦读狭?、頂件力也迅速增大?
6.1.5 間隙對(duì)模具壽命的影響
大量生產(chǎn)實(shí)踐中表明采用大間隙可提高模具壽命，模具壽命可提高1～9倍。但是，過(guò)大的間隙，不僅使工件斷面質(zhì)量下降，毛刺和彎曲度增大，而且凸模和凹模端面磨損將上升為主要矛盾。前蘇聯(lián)學(xué)者根據(jù)沖裁件塑壓帶的壓縮變形量計(jì)算了凸模和凹模端面刃口附近所受壓力的分布情況。并指出凸模與凹模小間隙時(shí)，其側(cè)面摩擦力很大，在頻繁的沖裁、卸料和推件過(guò)程中，側(cè)面磨損嚴(yán)重，但間隙太大，會(huì)增加凸模和凹模端面邊緣的集中應(yīng)力，致使壓應(yīng)力急劇增加，尤其在刃口邊沿處形成很大的峰值，于是刃邊很快屈服變形而失去棱角，因此又增大了沖裁力，使刃邊更快磨損變鈍，降低了模具壽命[9]。
6.1.6 凸、凹模間隙值的確定
由以上分析可見，凸、凹模對(duì)沖裁件質(zhì)量、沖裁力、模具壽命等都有很大的影響。但分別從質(zhì)量、精度、沖裁力等方面的要求各自確定的合理間隙值并不相同，考慮到模具制造中的偏差及使用中的磨損，生產(chǎn)中通常是選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個(gè)范圍內(nèi)，就可以沖出良好的零件。這個(gè)范圍的最小值稱為最小合理間隙,最大值稱為最大合理間隙?？紤]到模具在使用過(guò)程中的磨損使間隙增大，故設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)要采用最小合理間隙[10]。
確定合理間隙的理論根據(jù)是以凸、凹模刃口處產(chǎn)生的裂紋相重合為依據(jù)?？梢杂?jì)算得到合理間隙值，計(jì)算公式如下：
c=（t-h0）tanβ=t(1-h0/t)tanβ
h0-凸模壓入深度
β-最大剪應(yīng)力方向與垂線間夾角（即裂紋方向角）。
由上式可看出，間隙c與材料厚度t、相對(duì)切入深度h0/t及破裂角β有關(guān)。對(duì)硬而脆的材料，h0/t有較小值時(shí)，則合理間隙值較大。對(duì)軟而韌的材料，h0/t有較大值，則合理間隙值較小。板厚越大，合理間隙越大。
由于理論計(jì)算在生產(chǎn)中不便使用，故目前廣泛使用的是經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
6.1.7 合理沖裁間隙的選擇
間隙的選擇可以按照如下原則：對(duì)于斷面垂直度與尺寸公差要求較高的工件，選擇較小的合理間隙值。這時(shí)沖裁力與模具壽命作為次要因素來(lái)考慮。對(duì)于斷面垂直度與尺寸公差要求的前提下，應(yīng)以降低沖裁力、提高模具壽命為主，采用較大的合理間隙值。部分沖裁件的單面間隙值見表6-1。
表6-1 沖裁模初始雙面間隙z（部分）
材料
厚度
08、10、35、09Mn
Q235
40、50
65Mn
zmin
zmax
zmin
zmax
zmin
zmax
zmin
zmax
0.5
0.6
0.8
0.9
1.0
1.2
1.5
2.5
0.040
0.048
0.072
0.090
0.100
0.126
0.132
0.360
0.060
0.072
0.104
0.126
0.140
0.180
0.240
0.500
0.040
0.048
0.072
0.090
0.100
0.132
0.170
0.380
0.060
0.072
0.104
0.126
0.140
0.180
0.240
0.540
0.040
0.048
0.072
0.090
0.100
0.132
0.170
0.280
0.060
0.072
0.104
0.126
0.140
0.180
0.240
0.400
0.040
0.048
0.064
0.090
0.090
0.060
0.072
0.092
0.126
0.126
由表格可知,此復(fù)合模的最小單面間隙為Zmin=0.18 mm 最大單面間隙Zmax=0.2 5mm。
6.2 凸凹模的外形尺寸
6.2.1 凸凹模刃口尺寸計(jì)算的原則
模具刃口尺寸精度是影響沖裁件尺寸精度的首要因素，模具的合理間隙值也要靠模具刃口尺寸及其工差來(lái)保證。從生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)：
（1）由于凸、凹模之間存在間隙，使落下的料或沖出的孔都是帶由錐度的，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小段尺寸等于凸模尺寸。
（2）在測(cè)量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔孔徑是以小端尺寸為基準(zhǔn)。
（3）沖裁時(shí)，凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模愈磨愈小，凹模愈磨愈大，結(jié)果使間隙愈用愈大。
由此在決定模具刃口尺寸及其制造工差時(shí)，需考慮以下原則：
1）落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時(shí)孔的尺寸由凸模尺寸決定。故設(shè)計(jì)落料模時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。
2）考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取工件尺寸工差范圍內(nèi)的較小尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸模基本尺寸則應(yīng)取工件的尺寸公差范圍內(nèi)較大的尺寸。這樣，凸、凹模雖磨損到一定程度，仍能沖出合格零件。
3）由于凸、凹模均要與沖裁件或廢料發(fā)生摩擦，從而導(dǎo)致模具磨損，凸模愈磨愈小，凹模愈磨愈大，結(jié)果使模具間隙愈用愈大，因此在設(shè)計(jì)新模具時(shí)，凸、凹模間隙應(yīng)取最小合理間隙值。
4）確定凸、凹模制造公差時(shí)，應(yīng)考慮制件的精度要求。如果對(duì)凸、凹模刃口精度要求過(guò)小（即制造公差過(guò)?。?huì)使模具制造困難，增加成本，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期；如果精度要求過(guò)低（即制造公差過(guò)大），則生產(chǎn)出來(lái)的零件可能不合格，或使模具壽命降低。若零件沒有標(biāo)注工差，則對(duì)非圓形件按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)非配合尺寸的工差數(shù)值IT14精度來(lái)處理，沖模則可按IT11精度制造；對(duì)于圓形件，一般可按IT6～I(xiàn)T7精度制造模具[11]。
6.2.2 凸凹模刃口尺寸的計(jì)算方法
由于模具加工和測(cè)量方法不同，凹模和凸模刃口部分尺寸的計(jì)算公式與制造工差的標(biāo)注也不同，基本可分為兩類。
（1）凸模與凹模分開加工：采用這種方法的特點(diǎn)是凸模與凹模分別按照各自圖樣規(guī)定的技術(shù)要求、尺寸和公差單獨(dú)進(jìn)行加工，因此要分別標(biāo)注凸模與凹模刃口尺寸與制造公差，它適用于圓形或簡(jiǎn)單形狀工件的沖裁模。
（2）凸模與凹模配合加工：對(duì)于形狀復(fù)雜或料薄的工件，為了保證凸、凹模間一定的間隙值，必須采用配合加工。此方法是先做好其中的一件（凸模或凹模）作為基準(zhǔn)件，然后以此為基準(zhǔn)來(lái)加工另一件，時(shí)它們之間保持一定的間隙。對(duì)于落料，先做凹模，并以它作為基準(zhǔn)配做凹模；對(duì)于沖孔，先做凹模，并以它作為基準(zhǔn)配做凹模。這種方法不僅容易保證凸、凹模間隙很小，而且還可放大基準(zhǔn)件的制造公差，使制造容易，故目前一般工廠都采用這種方法[12]。
6.2.3 凸凹模刃口尺寸具體計(jì)算
綜上所述，在本次沖壓模具的設(shè)計(jì)中，采用了凸凹模配作加工的計(jì)算方法來(lái)。
沖裁尺寸如6-1 所示（橢圓孔具體尺寸由于需要由實(shí)驗(yàn)來(lái)確定，故此處不進(jìn)行計(jì)算）：
圖6-1 沖裁尺寸
由于此為沖孔工藝（計(jì)算凸模尺寸再配作凹模）
1）A 類尺寸：即凸模磨損后凸模尺寸會(huì)變大的尺寸
R2 13.34mm 5.64mm R12
Ad=（A-x△）0+△/4
由公式中Ad為凹模刃口尺寸， A為工件尺寸，x為摩擦系數(shù)(由板料厚度和公差決定)，Δ為零件的工差（IT14）。
計(jì)算結(jié)果如表6-2 所示。
表6-2 沖孔凸模A 類尺寸計(jì)算
基本尺寸
落料件尺寸
計(jì)算過(guò)程
結(jié)果
5.64mm
5.640-0.3
（5.64-0.3×
0.75）+0.080
5.42+0.080
13.34mm
13.340-0.43
（13.34-0.43×
0.75）0.130
13.02+0.130
R12
120-0.43
（12-0.43×
0.75）+0.110
11.68+0.110
R2
20-0.25
（2-0.25×0.75）0.060
1.810.060
2）B 類尺寸：即凸模磨損后不變的尺寸
1mm 20.68mm 13.34mm 取其零件尺寸為1±0.12mm 20.68±0.26
由公式 Cd =B±△/8
公式中Cd為凸模刃口尺寸， C為工件尺寸，Δ為零件的工差（IT14）。
計(jì)算結(jié)果如下：
1mm 1±0.12 C=1±0.03
20.68mm 20.68±0.26 C = 20.68±0.07
6.3 凸凹模長(zhǎng)度計(jì)算
凸模長(zhǎng)度 L=h1+h2+h
式中 L-凸模長(zhǎng)度，mm；
h1-凸模固定板厚度，mm；
h2-卸料板厚度，mm；
h-附加長(zhǎng)度，它包括凸模的修磨量，凸模進(jìn)入凹模的深度、凸模固定板與卸料板的安全距離等。一般取h=15～20mm。
由此公式得出凸模長(zhǎng)度為105mm。
凹模為了便于排料選擇設(shè)計(jì)為通孔，結(jié)果如圖6-3 所示。凹模厚度由公式
H=k1k2（ 0.1F沖 ）-1/3
公式中k1k2為系數(shù)，查表得分別為1.3,1.6 F沖=283KN，因此可得出凹模厚度為60mm。
圖6-3 凸模長(zhǎng)度計(jì)算示意圖
圖6-4 凹模長(zhǎng)度計(jì)算示意圖
6.4 彎曲壓包模設(shè)計(jì)計(jì)算
彎曲和壓包模在長(zhǎng)度方向上與沖裁凸模有 10mm的長(zhǎng)度差，這個(gè)是因?yàn)榭紤]到雙向彎曲而設(shè)計(jì)的10m的抬料，因此需將彎曲凸模和壓包凸模的長(zhǎng)度減小10mm,此外在生產(chǎn)中應(yīng)給予兩個(gè)工件長(zhǎng)度方向上負(fù)公差以保證成型順利進(jìn)行。
6.5 凸凹模的固定方式
6.5.1 凸模的固定方式
沖孔的凸模，按照如圖所示的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)凸模結(jié)構(gòu)及固定形式，凸模與固定板的配合h7/m6 的配合。
對(duì)于制件外形的凸模，屬于異型，為使凸模加工方便，異型凸模做成斷面，成為直通式。其固定方式采用鉚釘固定，也可以采用低熔點(diǎn)的合金或粘接劑固定。
對(duì)于彎曲凸模的固定方式，本文采用了掛臺(tái)加上螺栓鎖緊的固定方式。
6.5.2 凹模的固定方式
由于凹模設(shè)計(jì)為兩塊整體式凹模，因此采用銷釘導(dǎo)柱螺栓鎖緊的方式固定即可，如圖6-4所示。
圖6-4 凹模固定方式
第七章 壓力機(jī)校核
7.1 公稱壓力
根據(jù)公稱壓力的選取壓力機(jī)型號(hào)為JA31—40A,它的壓力為400KN>283KN×1.3=367.9KN,所以壓力得以校核。
7.2 行程次數(shù)
行程次數(shù)為 105 次/min.因?yàn)樯a(chǎn)批量為中批量,又是手工送料,不能太快,因此得以校核.
7.3 工作臺(tái)面尺寸
根據(jù)下模座 L×B=600mm×350mm,而壓力機(jī)的工作臺(tái)面L2×B2=630mm×420mm，故符合要求,得以校核。
7.4 閉合高度
由壓力機(jī)型號(hào)知 Hmax=400mm M=100 H1=40
Hmin=Hmax–M=400-100=300
(M為閉合高度調(diào)節(jié)量/mm,H1為墊板厚度/mm)
由公式得:( Hmax–H1)-5≥H≥( Hmin–H1)+10,得
(400–40)-5≥333-20≥(300–40)+10
即 355≥313≥270 ,所以所選壓力機(jī)合適,即壓力機(jī)得以校核。
第八章 模具總體結(jié)構(gòu)示意圖
模具總體裝配二維示意圖：
總 結(jié)
本畢業(yè)設(shè)計(jì)從模具有關(guān)歷史開始，分析了沖壓加工的特點(diǎn)以及多工位級(jí)進(jìn)模的含義應(yīng)用，該沖壓件的工藝性。初步確定了零件的排樣圖，通過(guò)計(jì)算得到毛坯的相關(guān)尺寸，并根據(jù)相關(guān)計(jì)算選擇了合適的壓力機(jī)。確定了模具的結(jié)構(gòu)以及形式，計(jì)算了模架的相關(guān)尺寸。主要進(jìn)行了模具工作零件的設(shè)計(jì)，如，模具間隙的選擇，凸凹模刃口尺寸的計(jì)算。以及模具一些凸凹模的設(shè)計(jì)。并對(duì)壓力機(jī)進(jìn)行了校核。最后，本文展示了模具的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
設(shè)計(jì)過(guò)程中，模具相關(guān)尺寸的計(jì)算主要依據(jù)相關(guān)書籍中的公式以及數(shù)據(jù)，二維以及三維的建立則用到了AutoCAD、proe等相關(guān)軟件。
雖設(shè)計(jì)較比較用心但仍有許多錯(cuò)誤，后續(xù)學(xué)習(xí)中仍須繼續(xù)改進(jìn)。
謝 辭
本次設(shè)計(jì)，從剛開始接到任務(wù)時(shí)由于不熟悉模具設(shè)計(jì)的整體流程致使我走了很多彎路。尤其在三維建模上，由于自己對(duì)軟件的不熟悉，所以很多東西在做的時(shí)候會(huì)卡殼。后來(lái)，經(jīng)過(guò)閻長(zhǎng)罡以及周智鵬老師的細(xì)心解答才使我的設(shè)計(jì)能繼續(xù)進(jìn)行下去。通過(guò)本次自己獨(dú)立設(shè)計(jì)模具，使我認(rèn)識(shí)到自己自己仍需要繼續(xù)學(xué)習(xí)去提高自己的建模以及設(shè)計(jì)能力，也使我認(rèn)識(shí)到，我們?cè)诖髮W(xué)學(xué)習(xí)的東西太少，不管以后是繼續(xù)學(xué)習(xí)深造還是進(jìn)入工作崗位，我們?nèi)砸３忠活w時(shí)刻學(xué)習(xí)的心。不斷使自己進(jìn)步，去適應(yīng)社會(huì)。為社會(huì)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的綿薄之力。
做畢業(yè)設(shè)計(jì)是課本知識(shí)的再學(xué)習(xí)和實(shí)際應(yīng)用，綜合檢測(cè)我們大學(xué)四年學(xué)習(xí)的東西，也為今后的學(xué)習(xí)工作定位有了初步的考量。使我們能清楚的給自己定位。以便于我們?cè)诮窈蟮膶W(xué)習(xí)工作中能更快的適應(yīng)。
最后，再次衷心的感謝老師以及同學(xué)的幫助。
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