機械畢業(yè)設計（論文）-杯形件拉深沖孔成形復合模設計（全套圖紙）

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1、畢 業(yè) 設 計 說 明 書 畢業(yè)設計說明書 題 目：杯形件拉深沖孔成形復合模設計 學 號： 姓 名： 班 級： 專 業(yè)： 指導教師： 學 院： 答辯日期： 29 摘 要 本設計利用AutoCAD 2008作為繪圖軟件，進行了杯形件拉深沖孔成形復合模的設計。杯形件拉深沖孔成形復合模中包含了拉深模與沖孔模，它是一種在一次行程中可以完成多個工序的模具結構。此模具將拉深、沖孔兩個工序結合在一起，簡化了加工過程，提高生產效率。論文首先簡要概述了設計的背景與

2、意義，接著闡述了產品的工藝分析和工藝方案的確定，模具主要工作部分的尺寸設計計算，計算并設計了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、卸料板、橡膠等。最后，對本課題設計進行了歸納和總結。 關鍵詞：杯形件；復合模；沖孔；拉深；AutoCAD 2008 全套圖紙，加153893706 Abstract This design carries on the deep drawing punching forming Stamping die design of cupule usin

3、g the AutoCAD 2008 as the drawing software. This mold unifies two working procedures, the drawing and the punching holes into together, simplified the processing process. This paper briefly outlined the background and significance of the design，The product of a detailed analysis and the identificati

4、on process. Stamping die design in accordance with the general steps to calculate and design the sets on the main mold parts, such as: punch, die, punch plate, plate, stripper plate, extension spring, block material sales, guide is sold, guide plate. Selected the standard model, and choose appropria

5、te stamping equipment. Design work on the parts and specifications will press for the necessary checking calculation. The mold used for a small scrap layout, automatic centering device. Key words: cupule; compound die; punching; deep drawing; AutoCAD 2008 目 錄

6、 第1章 緒論 1 1.1 設計的背景和意義 1 1.2 設計的內容和思路 1 1.3 解決的主要問題 2 第2章 沖壓件工藝分析 2 第3章 工 藝 計 算 4 3.1 拉伸件展開尺寸計算 4 3.2 沖壓工藝力的計算 5 3.3沖壓設備的選擇 7 第4章 模具主要工作部分的尺寸設計計算 7 4.1 沖孔刃口尺寸計算 7 4.2 拉深的工作部分尺寸確定 8 4.3排樣圖的設計與材料利用率的計算 9 4.4壓力中心的計算 12 第5章 模具主要零件設計與選擇 15 5.1 拉伸凸模設計 15 5.2 沖孔凸模設計 18 5.3沖孔凹模的設計 20 5.4

7、拉伸凹模設計 21 第6章 模具結構設計 23 6.1 卸料裝置的設計 23 6.2 模架的選擇 25 6. 3 模具的動作過程及特點 25 總 結 27 參考文獻 28 致 謝 30 第1章 緒論 1.1 設計的背景和意義 沖壓模具是機械制造業(yè)中重要的工藝裝備， 沖壓生產具有效率高、材料利用率高、制件質量優(yōu)良、工藝適應性好等特點,被廣泛應用于汽車、機械、航天、航空、輕工、電子、電器、儀表等行業(yè)。冷沖壓是在常溫下，利用沖模在壓力機上對板料或坯料施加壓力，使其產生塑性變形或分離，從而獲得零件所需的形狀、尺寸的一種壓力加工的方法。利用沖壓模具生產可以保證產品的

8、尺寸精度，使產品質量穩(wěn)定，而且在加工中不破壞產品表面。用冷沖壓模具生產零部件在生產中不需要加熱，具有生產效率高、質量好、重量輕、成本低且節(jié)約能源和材料等一系列優(yōu)點。本課題以杯形件的生產過程為案例，以AutoCAD 2008為畫圖工具，進行拉深沖孔成形復合模的設計研究工作。以冷沖壓技術結合先進的CAD/CAM技術，減輕勞動強度和縮短模具的設計制造周期，進行杯形件拉深沖孔成形復合模設計。具備了如下優(yōu)點： （1）冷沖壓技術與其他加工方法相比具有：冷沖壓操作工藝方便，便于組織生產，是一種高效低耗的加工方法，適合大批量生產。而且沖壓出的零件制品一般不需要進一步機械加工，互換性好，在耗費不大的情況下能獲

9、得強度高、剛度大而重量輕的零件。 （2）課題結合模具CAD/CAM技術，產品的設計過程中直接由三維模型轉為二維圖，可大大縮短設計時間，提高設計效率和設計質量，且能夠較好地完成研制設計任務。同傳統(tǒng)的模具設計相比，它在提高生產率、保證產品質量，還是在降低成本、減輕勞動強度等方面，都具有很大優(yōu)越性。 （3）隨著計算機技術的發(fā)展，計算機不再僅僅是設計過程中的繪圖工具，也是設計者進行空間思維的輔助工具。課題結合三維技術并且使計算機運用到了生產設計的實踐中，有一定的創(chuàng)新性。 1.2 設計的內容和思路 本課題主要內容是冷沖壓模具的設計，根據杯形件的制造及工藝設計其拉深沖孔成形復合模。首先應該深入

10、學習機械設計、機械CAD/CAM、冷沖壓技術等相關在課題研究中需要掌握的理論知識，理論的掌握是實踐的基礎。同時對所設計的杯形件拉深沖孔成形復合模的結構和生產制造工藝進行全面的了解。再運用AutoCAD 2008畫二維裝配圖及零件圖。 1.3 解決的主要問題 1. 根據杯形件產品圖對其工藝性進行分析。 2．根據工件的批量、形狀、尺寸等多方面的因素，全面考慮、綜合分析，選取一個較為合理沖壓工藝方案。 3．工藝的計算。 4. 模具主要零部件的設計與選擇。 5. 模具的結構設計。 第2章 沖壓件工藝分析 沖裁件的工藝性，是指沖裁件對沖裁工藝的適應性,即沖裁件的形狀結構、尺寸大小、尺寸

11、偏差、形位公差與尺寸基準等是否符合沖裁工藝的要求。沖裁件的工藝性對沖裁工件的質量、材料利用率、生產率、模具制造難易、模具壽命、操作方式及沖壓設備的選用等都有很大的影響。一般情況下，對沖裁件工藝性影響最大是幾何形狀、尺寸、精度要求。良好的沖裁件工藝性能滿足材料省、工序少、產品質量穩(wěn)定、模具較易加工、操作方便且壽命較高等要求，從而顯著降低沖裁件的制造成本。 沖裁件的結構形狀應盡可能簡單、對稱，避免復雜形狀的曲線，在許可的情況下，把沖裁件設計成少、無廢料排樣的形狀，以減少廢料，矩形孔兩端宜用圓弧連接，以利于模具加工。沖裁件各直線或曲線的連接處，盡量避免銳角。除在少、無廢料排樣或采用鑲拼模結構時，都

12、應有適當的圓角相連，以利于模具制造和提高模具壽命。工件圖如圖2.1所示。 圖2.1　杯形件工件圖 首先看一下該工件的設計的初擬工藝方案。 在確定毛坯形狀和尺寸之后，通過理論上的近似計算，定出拉深工序次數為兩次。工藝方案為：切邊、首次拉深、沖孔、二次拉深成形。 該工藝方案將沖孔工藝安排在前面不合理，因杯形件在拉深時，材料流動性較大，很難保證在拉深過程中孔徑的大小，會對二次拉伸產生高度產生影響。 從工件圖可看出，各部分尺寸精度要求不高，工件材料為H65，其塑性好，屈強比小，這就意味著在拉深過程中應力不大時，材料就開始塑性變形，而且變形階段長，能持久變形而不破裂，有利于

13、拉深。 經過綜合考慮，將初擬工藝改成由切邊，拉伸，沖孔成型復合模完成這個工件的生產。 這里我們重點分析計算拉深、沖孔成形復合模。為了能夠實現壓邊且容易排出沖孔廢料?？紤]采用倒裝式一次拉伸，沖孔復合模。 采用新工藝后工件表面無二次拉伸痕跡，表面質量高，易實現定位。因為固體材料在外力作用下總是向最小阻力方向移動，當凹模下行將要閉合時，減慢其速度，使工件外形R角處能較好的成形。 第3章 工 藝 計 算 3.1 拉伸件展開尺寸計算 1.毛坯的展開尺寸 拉深、沖孔成形工序的工件圖如圖3.1所示。 圖3.1　拉深、沖孔成形工件圖 由于該工件為杯形，根據體積相等原理，可近似計算毛坯體

14、積為： 由對工件分析可取，取修邊余量10mm 則 。 因為該工件四周的變形區(qū)相等，變形量也相同，則毛坯尺寸為： 毛坯的圓半徑 R=10.0 mm 考慮到二次拉伸∮4mm時需預沖孔，故毛坯半徑R取10.5mm 毛坯的展開形狀如圖3.2。 圖3.2　毛坯展開形狀圖 3.2 沖壓工藝力的計算 3.2.1 沖孔力的計算 （3.1） 式中 L——工件外輪廓周長(mm)； t ——材料厚度(mm)；

15、 ——材料抗剪強度(MPa)；由書查得，=78Mpa。 K ——系數。考慮到模具刃口的磨損，模具間隙的波動，材料力學性能的變化及材料厚度偏差等因素，一般取K=1.3。 L＝23.145.5mm=34.54mm 則 =1.334.540.578Mpa1.75kN 3.2.2 卸料力及推件力的計算 由于沖裁中材料的彈性變形及摩擦的存在，沖裁后帶孔部分的材料會緊箍在凸模上，而沖落的材料會緊卡在凹模洞口中。從凸模上卸下的板料、帶料的力稱為卸料力；把落入凹模洞口中的沖壓件或廢料順著沖裁方向推出的力稱為推件力。 卸料力的大小與凸模和凹

16、模之間的間隙、工件形狀、材料的種類及材料上所涂的潤滑劑的質量等因素有關。要準確計算很困難，實際生產中常用下列經驗公式計算： （3.2） 式中 ——沖裁力（N）； ——卸料力系數，插表取=0.03。 則 =0.031.75kN=0.0525kN (3.3) 式中 ——推件力系數，其值由表查得=0.03； n——卡在凹模內的工件

17、數目，取n=2。 則 =20.031.75N0.105N 3.2.3 拉深力的近似計算 由式 （3.4） 式中 ——拉深力（N）； L——橫截面周邊長度（mm） t——材料厚度（mm）； ——材料強度極限（Mpa），查得=74Mpa； K——修正因數，查得K=1。 橫斷面平均周長L34.54mm 則 1.28kN 3.2.4 壓邊力的計算

18、 （3.5） 式中 A——壓邊圈面積（）； A 94.98 p——單位壓邊力，由表查得p=0.8Mpa。 則94.980.8Mpa=76kN 3.2.5 總沖裁力 總的沖裁力 （1.75+0.105+1.28+76）kN79.135kN 3.3 沖壓設備的選擇 在實際生產中，為了防止設備的超載，可按來估算壓力機的公稱

19、壓力。參照有關資料選用YB32-63型四柱萬能液壓機，其主要技術參數為： 公稱壓力：630kN 滑塊行程：400mm 活動橫梁至工作臺面最大距離：600mm 工作臺尺寸：460mm700mm 頂出力：95kN 頂出活塞最大行程：150mm 第4章 模具主要工作部分的尺寸設計計算 沖孔凸模、沖孔、拉深凸凹模、拉深凹模的工作關系如圖4.1所示。 4.1 沖孔刃口尺寸計算 已知孔尺寸為∮4mm，精度為IT14級，所以選取凸模、凹模制造精度分別為IT12級和IT13級。其制造公差查表得，。查得磨損因數=1。沖裁模的雙面間隙為，。 圖4.1　拉深、沖孔成形復

20、合模 1—模柄 2—上模座 3—上墊板 4—上夾板 5—上鎖板 6—凸凹模固定板 7—凸凹模 8—凹模板 9—下夾板 10—下墊板 11—下模座 12—下墊腳 13—下托板 14—螺絲 15—彈簧 16—下模脫料塊 17—導料銷 18—拉伸凸模 19—上模脫料塊 20—頂料銷 21—沖頭 22—導柱套 23—沖孔凹模 4.2 拉深的工作部分尺寸確定 拉深的單邊間隙可查得，Z/2=1.1t=1.10.5mm=0.55mm。拉深部分的未標注尺寸公差按IT14級精度計算。因此，凸、凹模的制造公差可選用IT10級精度，其值可查得。即為： 拉深凹

21、模圓角半徑=0.9mm。 取凸模圓角半徑=0.5mm，=0.9mm。 4.3排樣圖的設計與材料利用率的計算 4.3.1排樣圖的設計 （一）排樣分析 排樣指沖裁件在板料、條料或帶料上的布置方式。排樣是否合理，對材料利用率的大小有直接影響。還會影響到模具結構、生產率、制件質量、生產操作方便與安全等，因此，排樣是沖裁工藝與模具設計中一項很重要的工作。 沖壓件大批量生產成本中，毛坯材料費用占60%以上，排樣的目的就在于合理利用原材料。衡量排樣經濟性、合理性的指標是材料利用率。要提高材料利用率，就必須減少廢料面積，沖裁過程中所產生的廢料，可分為兩種情況： （1）結構廢料 由于工件結構

22、形狀的需要，如工件內孔的存在而產生的廢料稱為結 構廢料，它取決于工件的形狀，一般不能夠改變。 （2）工藝廢料 工件之間和工件與條料邊緣之間存在的搭邊，定位需要切去的料邊 與定位孔，不可避免的料頭和料尾廢料稱為工藝廢料，它決定于沖壓方式和排樣方式。 因此，提高材料利用率要從減少工藝廢料著手，同一個工件，可以有幾種不同的排樣方法。 根據材料的利用情況，排樣的方法可以有三種： （1）有廢料排樣 沿工件的全部外形沖裁，工件與工件之間，工件與條料側邊之間都有工藝余料（搭邊）存在，沖裁后搭邊成為廢料，如圖3-3a所示。 （2）少廢料排樣 沿工件的部分外形輪廓切斷或沖裁，只在工

23、件之間或是工件與條料側邊之間有搭邊存在，如圖3-3b所示。 （3）無廢料排樣 工件與工件之間。工件與條料側邊之間均無搭邊存在，條料沿直線或曲線切斷而得工件。示意圖如圖3-3c所示。 圖4-3排樣方法 a) 有廢料排樣 b) 少廢料排樣 c)無廢料排樣 有廢料的排樣法材料利用率較低，但制件的質量和沖模壽命較高，常用于工件形狀復雜、尺寸精度要求較高的排樣。 少、無廢料排樣法的材料利用率較高，在無廢料排樣時只有料頭、料尾損失，材料利用率可達85%～95%，少廢料排樣法也可達70%～90%。少、無廢料排樣法有利于一次

24、沖裁多個工件，可以提高生產率。由于這種排樣法沖切周邊減少，所以還可以簡化模具結構，降低沖裁力。但是，少、無廢料排樣的應用范圍有一定的局限性，受到工件形狀結構的限制，且由于條料本身的寬度公差，條料導向與定位所產生的誤差，會直接影響工件尺寸而使工件的精度降低。在幾個工件的匯合點容易產生毛刺。由于采用單邊剪切，也會加快模具磨損而降低沖模壽命，并直接影響工件的斷面質量，所以少、無廢料排樣常用于精度要求不高的工件排樣。 有廢料、少廢料或無廢料排樣。按工件的外形特征、排樣的形式又可分為直排、斜排、對排、混合排、多排和裁搭邊等。 對于簡單形狀的工件，可以用就算方法選擇合理的排樣方式，而對于形狀復雜的工件

25、要作出正確判斷則比較困難，通常用放樣的方法，即用厚紙片剪3～5個樣件，擺出各種可能的排樣方案，從中選擇一個比較合理的方案。 合理的排樣方法，應是將工藝廢料減到最少?？紤]到該工件的外形特征和材料的利用情況，可采用少廢料直排的排樣方式。（參考文獻[1] ） （二）搭邊數值的選取 排樣時，沖件之間以及沖件與條料側邊之間留下的余料叫搭邊。它的作用是補償定位誤差，保證沖出合格的沖件，以保證條料有一定剛度，便于送料。 搭邊數值取決于以下因素： (1)沖件的尺寸和形狀； (2)材料的硬度和厚度； (3)排樣的形式(直排、斜排、對排等)； (4)條料的送料方法(是否有側壓板)； (5

26、)擋料裝置的形式(包括擋料銷、導料銷和定距側刃等的形式)。 當采用級進模沖壓時，排樣設計除了要考慮提高材料利用率以外，還必須注意以幾點： (1)公差要求較嚴的零件．排樣時工步不宜太多，否則累積誤差大，零件公差要求不易保證； (2)對孔壁較小的沖裁件，其孔可以分步沖出．以保證凹?？妆诘膹姸龋? (3)零件孔距公差要求較嚴時，應盡量在同一工步沖出或在相鄰工步沖出； (4)當凹模壁厚太小時，應增設空步．以提高凹?？妆诘膹姸?； (5)盡量避免復雜型孔，對復雜外形零件的沖裁，可分步沖出，以減小模具制造難度； (6)當零件小而批量大時，應盡可能采用多工位級進模成形的排樣法； (7)在零件較大

27、的大量生產中，為了縮短模具的長度．可采用連續(xù)—復合成形的排樣法； (8)對于要求較高或工步較多的沖件，為了減小定位誤差，排樣時可在條料兩側設置工藝，用導正銷定位； (9)在級進模的連續(xù)成形排樣中，如有切口翹腳、起伏成形、翻邊等成形工時，一般應安排在落料前完成； (10)當材料塑性較差時．在有彎曲工步的連續(xù)成形排樣中，必須使彎曲線與材料紋向成一定夾角。（參考文獻[1] ） 搭邊值根據工件寬和材料厚度，選工件間搭邊值a=3.0mm。 （參考文獻[5] ） 由以上分析，最終確定零件排樣圖如圖： 4.3.2 材料利用率的計

28、算 一個進距內的材料利用率為： （4-3） 式中：A——沖裁件面積（包括沖出的小孔在內）（）； n—— 一個進距內沖件數目； B——條料寬度（mm）； h——進距（mm）。 =67% （參考文獻[1] ） 4.4 壓力中心的計算： 沖裁時的合力作用點或多工序模各工序沖壓力的合力作用點，稱為模具壓力中 心。要使沖壓模具正常地工作，必須使壓力中

29、心與模柄的中心線重合，從而使壓力中心 與所選沖壓設備滑塊的中心相重合。否則在沖壓時將會產生彎矩，使沖壓設備的滑塊和 模具發(fā)生歪斜，引起凸、凹模間隙不均勻，刃口迅速變鈍，并使沖壓設備和模具的導向 機構產生不均勻沒磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。 通常利用求平行力系合力作用點的方法（解析法和圖解法）確定模具壓力中心。 由于此工件為圓形，所以其壓力中心就是產品中心。故不需計算壓力中心！ 第5章 模具主要零件設計與選擇 5.1 拉伸凸模設計 在設計拉伸模具，模具結構是否合理直接影響成形質量及其穩(wěn)定性、彎曲力的大小、模具成本、模具壽命等問題。 根據拉伸件外形尺寸，可以基本確

30、定拉伸凸模的工作部分尺寸，拉伸凸模高度應在拉伸凸模下行至下死點時比拉伸邊長2~3mm。 杯形件拉伸模是拉伸模中較簡單的一種,其特點是結構簡單，通用性好，但拉伸時毛坯容易滑動偏移，影響工件精度。根據工件精度不同，可以采用帶有定位銷頂桿和杯形頂板的結構，以防止坯料滑動，提高工件精度。 杯型拉伸模，亦即非對稱的杯型拉伸模。用彈性頂板和定位稍定位，可以有效地防止毛坯偏移。 小批量生產多采用杯形拉伸件，大批量生產時往往將其處理為杯形拉伸，特別是采用級進模加工時，一定要考慮送料順利、直邊平直、減小回彈等問題。 對于杯形拉伸，拉伸方向可以向下拉伸，也可以向上拉伸。設計時應注意以下問題： （1）向下

31、拉伸時，拉伸凸模必須安裝于凸模固定板上。開模后凸?？s進卸料板，帶料送進后遵循導正銷定位——卸料板壓料——凸模拉伸的工作順序。 （2）向上拉伸時，應該以卸料鑲塊作為拉伸凸模。如果采用安裝于凸模固定板上的凸模進行拉伸，則因為壓料不緊，帶料將偏移而成形效果不好。還應當采用彈性頂件裝置壓料，這樣即在彈性卸料裝置和頂件裝置的彈性夾緊后進行拉伸，且頂件后能保證送料順利。 綜合考慮后：選擇向上拉伸。向上拉伸時，可把凸?？醋黛o止，凹模下行拉伸。 拉伸凸模的外形尺寸采用與拉伸件內部輪廓相同的仿形輪廓，又由于拉伸件內部需沖孔，故將沖孔下模與拉伸凸模分開加工后，用銷釘固定，兩件固定后，總高度為拉伸件內部高度。

32、如圖： 凸凹模 拉伸凸模 5.1.1抗縱向彎曲應力的校核： 無導向裝置的圓形凸模 （5-4） 有導向裝置的圓形凸模 （5-5） 式中 ——凸模允許的最大自由長度（mm）； ——沖裁力（N）； d ——凸模最小截面直徑（mm）。 設

33、計中卸料板兼其導向作用，所以 對于mm 的圓形凸模 =21mm=46.8mm 對于12mm的圓形凸模 =21mm=55.2mm 滿足要求 5.1.2凸模固定端面的壓力 凸模固定端面的單位壓力按下式計算，即 q= （5-6） 式中 q——凸模固定端面的壓力，MPa； A——凸模固定部分最大剖面積，；

34、 F——落料或沖孔的沖裁力，N； ——模座材料的許用壓應力，MPa。 對于mm 的圓形凸模： q==219 MPa> 對于12mm的圓形凸模： q= =176 MPa> 凸模固定端面與模座直接接觸，當其單位壓力超過模座材料的許用壓應力時，模座表面就會損傷。為此應在凸模頂端與模座之間加一個淬硬的墊板。模座材料采用鑄鐵，許用壓應力。 （5.1參考文獻[2] ） 5.2 沖孔凸模設計 此凸模為標準件，為保證沖裁質量，避免毛刺的產生，故模具寬度要比沖裁工件寬度寬一些

35、，一般比沖裁材料寬。采用線切割或成形磨削加工，固定部分應和工作部分尺寸一致。 沖孔凸模高度設計為與圓形凸模一樣高。凸模固定方式也采用螺紋固定式，將凸模壓入固定板內，采用H7/m6配合裝配后鎖緊。 5.2.1凸模承壓力校核： 沖裁時，凸模承受的最小斷面壓應力，必須小于凸模材料強度允許的壓應力[]。 即： 式中 ——凸模最小斷面壓應力（MPa）； ——凸?？v向總壓力（MPa）； ——凸模最小截面

36、的面積（）。 = 149.5（MPa）〈 5.2.2 抗縱向彎曲應力的校核： 無導向裝置的一般形狀凸模 （5-7） 有導向裝置的一般形狀凸模 （5-8） 式中 ——凸模允許的最大自由長度（mm）； ——沖裁力（N）； I——凸模最小截面慣性矩（）。 從俯視

37、圖可以看：凸模形狀類似為圓形，可按圓形截面求其近似慣性矩I，則 （5-9） 可以導出 式中 ——中性軸靜矩，=；（5-10） ——最大剪應力。 = =16177.2 故 =21mm==657.3mm 滿足要求 5.2.3 沖孔凸模固定端面的壓力 切斷凸模固定端面的單位壓力按下式計算，即 q= 式

38、中 q——凸模固定端面的壓力，MPa； A——凸模固定部分最大剖面積，； F——落料或沖孔的沖裁力，N； ——模座鑄鐵材料的許用壓應力，MPa。 q==149.5MPa>= 所以也需加墊板。 （5.2參考文獻[2] ） 5.3 沖孔凹模的設計 5.3.1 沖孔凹?？卓谛问郊爸饕獏? 因工件精度不高，形狀不復雜，可以采用直筒式刃口凹模。直筒式刃口凹模有如下特點：制造方便，刃口強度高，刃磨后工作部分尺寸不變；孔內易積存沖件或廢料，脹力大，推件力大，刃磨層較厚。如圖5.1所示。

39、 圖5.1　凹?？卓? 沖下的廢料從凹模下面漏出時，應在沖模的下模座上做一個漏料孔，一般漏料孔比凹?？状?.5~2mm。 5.4 拉伸凹模設計 凹模裝于下模座，由于下模座孔口較大而使凹模工作時承受彎曲力矩；若凹模高度H及模壁厚度C不足時，會使凹模產生較大的變形，甚至破壞。但由于凹模受力復雜，很難按理論方法精確計算來確定，對于非標準尺寸凹模一般不作強度校核。設計模具時，凹模外形尺寸一般是根據被拉伸料的厚度和拉伸件的最大外形尺寸，按經驗公式來確定其尺寸： 凹模高度：H=Kb (15mm)； 　　　　　　　　　 （5.1） 凹模壁度：C=（1.5~2）H

40、 (30mm)； 　　　 　　 　　 （5.2） 式中 b——凹模刃口間的最大寬度，mm；　　 　　　　K——系數。 b/mm 料厚t/mm 0.5 1 2 3 ＞3 ＜50 0.3 0.35 0.42 0.5 0.6 50～100 0.2 0.22 0.28 0.35 0.42 100～200 0.15 0.18 0.2 0.24 0.3 ＞200 0.01 0.02 0.04 0.05 0.1 表4.1　系數K值 拉伸件最大刃口尺寸為切斷部分，尺寸為505

41、mm。 查表4.1得，K=0.03 凹模高度：H=0.03505=15.15mm,可取H=20mm 則 凹模壁厚：C= (1.5~2) 20mm=(30~40)mm 當凹模刃口周長超過50mm 且材料為合金工具鋼時，凹模厚度應乘以修正系數。查表系數為1.25。 則 凹模高度H=1.2520=25mm 再根據排樣圖，可以基本了解凹模的外形結構。如圖5.2所示。 圖5.2　拉伸凹模外形圖 5.4.1 凹模強度校核 凹模強度校核主要是檢查其高度。凹模在沖裁力的作用下會產生彎曲，如果凹模強度高度不夠，就會產生較大的彎曲變

42、形甚至斷裂。 矩形凹模裝在有方形洞的板上，計算公式為： （5.3） 式中 ——凹模最小厚度，mm； P ——沖裁力，mm； ——許用彎曲應力。對于Cr12MoV，=（300~500）MPa = 19.1mm<30mm 所以取凹模厚度30滿足要求。 第6章 模具結構設計 6.1 卸料裝置的設計 6.1.

43、1 卸料板的設計 卸料板的作用的主要作用是把材料從凸模上卸下，有時也可作壓料板用以防止材料變形，并能幫助送料導向和保護凸模等。 設計時應注意以下幾方面： （1）卸料力一般取5%~20%沖裁力； （2）卸料板應有足夠的剛度、其厚度可按下式計算，即 H=（0.8~1） （6.1） 式中 H——卸料板厚度，mm； ——凹模板厚度，mm。 可取 H=0.8=0.825=20mm 但卸料板有一小部分要下行壓料，取寬度為帶料寬度20mm

44、,厚度參照導料板與料厚選取，取凸出厚度為10mm，那么卸料板最寬處為30mm。 （3）卸料板要求耐磨，材料一般選用Q235鋼，淬火，磨削。 （4）卸料板安裝尺寸，計算中要考慮凸模有4~6mm的刃磨量。 （5）卸料板可根據工件形狀制成圓形或矩形，型孔與凸模的配合為。 卸料板一般分為剛性卸料板和彈性卸料板兩種形式。固定卸料板常用于較硬、厚度且精度要求不高的工件沖裁，結構簡單，卸料力大。彈性卸料板卸料力小，但具有壓料作用，所以沖裁件比較平整。 為保證工件上兩個孔孔心距，工件的平整性，選擇彈性卸料塊既可以壓料，又可以卸料，還可以為凸模導向。在沖裁時可以不需要增添別的壓料裝置，定位裝置，減少機

45、構結構，減小機構體積，節(jié)約成本等。彈性卸料塊結構如圖6.1所示。 圖6.1　彈性卸料塊結構圖 6.1.2 彈性卸料裝置計算 上卸料采用橡膠作為彈性元件。由于沖壓件帶有斜度，只要從凹模中推出一點便可達到卸料目的。 橡膠的自由高度 （6.2） 式中 —工作行程與模具修磨量（4~6mm）之和。=（4+1+5）=10mm。 =（3.5~4）10mm=35~40mm 取=40mm 橡膠的裝配高度=（0.85~0.9）=34~36mm。取=35。 橡膠的斷面面積，在模具裝配時，根據模具空間

46、大小確定。 6.2 模架的選擇 該拉深、沖孔成形復合模主要由上、下模座、沖孔凸模、沖孔拉深凸凹模、拉深凹模、卸料板、壓邊圈、推桿、推板、定位支架等零件組成。 根據模具工作部分尺寸及彈性元件的尺寸，參照有關資料選取中間滑動導柱圓形模架630mm340mm~380mm（GB/T2581.6—90） 上模座：630mm30mm 45鋼 下模座：630mm50mm 45鋼 沖孔凸模、沖孔凹模材料采用Cr12，熱處理硬度為60~64HRC。 卸料板、壓邊圈、推桿、推板、定位支架等，材料可選45鋼。 為力便于制取毛坯，利于加工，拉深凸、凹模用QT600—2球墨鑄鐵制作，進行表面

47、淬火處理，達到耐磨要求。 6.3 模具的動作過程及特點 將毛坯放在定位支架上面，上模1與沖床滑塊鎖緊，下模13與沖床工作臺鎖緊.沖床滑塊向下沖壓，使上模下行，凸凹模先接觸到沖壓材料，切斷材料?；瑝K繼續(xù)下行，凸凹模壓縮下模脫料塊，使下模脫料塊下行,拉伸凸模高出脫料塊,與凸凹模產生拉伸作用,拉伸出?11尺寸,沖床滑塊繼續(xù)下行,拉伸凸模下行到下死點,使沖頭與沖孔凹模作用沖出拉伸底孔,沖床滑塊繼續(xù)下行,沖孔凹模與頂料銷產生拉伸作用, 沖床滑塊下行到閉模高度,?4尺寸拉伸完畢,沖床滑塊上行,脫料塊推出產品，脫料塊復位，準備下一次加工。 總 結 做了幾個月的畢業(yè)設計終于可以畫

48、上一個句號了。但是現在回想起來做畢業(yè)設計的整個過程，頗有心得，其中有苦也有甜。從這次畢業(yè)設計中我學到了不少知識，尤其是沖壓模具設計方面的。畢業(yè)設計不僅是對前面所學專業(yè)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。下面我對整個畢業(yè)設計的過程做一下簡單的總結 第一，老師給出畢業(yè)設計題。 第二，題目確定后就是找資料了。查資料是做畢業(yè)設計的前期準備工作，好的開端就相當于成功了一半。通過到圖書館、網上查找資料，既方便又快捷。這使我在短暫的時間內就找到了許多沖壓模具設計方面的資料。 第三，通過上面的過程，已經積累了不少資料，對所選的題目也大概有了一些了解，這一步就是在這樣一個基礎上，綜合已有的資料

49、來更透徹的分析設計題目，對所設計工件進行詳細的工藝分析和工藝方案的確定。 第四，完成工藝分析和方案確定后，便開始進行主要的工藝計算。 第五，當做完上面幾步后，就可以進行主要零部件的計算和設計了。在設計主要零部件的時候也遇到了不少問題，如一些尺寸不合理等。當主要零件基本確定完后，便開始在電腦上繪制總裝圖，在畫圖的過程中在來不斷發(fā)現問題和修正問題。就這樣不斷的修正和完善，直到所有零部件的最終確定。 第六，完成總裝圖和主要零件圖的繪制。在這個過程中，我又重新溫習了制圖方面的知識和CAD的使用技巧等。同時，也得到了老師和同學的指點。 最后，就是完成說明書的撰寫。 在這次設計中，我也學到了許多

50、沖壓模具設計方面的知識，以及查找資料的能力。自己獨立完成一份設計后的心情是十分自豪的，因為自己從中學到了知識，同時也提高了自己的動手能力和思考能力，這對我今后走上工作崗位是非常重要的。通過這次設計我得出一個結論：知識必須通過應用才能實現其價值！有些東西以為學會了，但真正到用時才發(fā)現是兩回事，所以我認為只有到真正會用的時候才是真的學會了。在此要感謝我的指導老師對我悉心的指導，感謝老師給我這樣的機會鍛煉。雖然本次設計做的還不是很完善，但是在設計過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設計的最大收獲和財富，相信會對今后的學習、工作、生活有非常重要的影響，這將使我終身受益。 參考文獻 [1] 徐政坤. 沖壓

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