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論文摘要
某型錐形蓋沖壓工藝及其模具設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名：桂瑤堃 班級：0781051
指導(dǎo)老師：賀紅林
摘要：沖壓制品已在工業(yè)，農(nóng)業(yè)，國防和日常生活中的方面得到廣泛應(yīng)用,特別是在機(jī)械業(yè)中則為突出。機(jī)械產(chǎn)品的外殼大部分是沖壓制品，產(chǎn)品性能的提高要求高素質(zhì)的沖壓模具和沖壓性能，成型工藝和制品的設(shè)計(jì)。
沖壓制品的成型方法很多。其主要用于是沖孔，落料，彎曲，拉深等。而沖壓模，約占成型總數(shù)的60%以上。當(dāng)然如利用電氣控制，可實(shí)現(xiàn)半自動化或自動化作業(yè)。
冷沖沖裁模主要用于金屬制品的成型，它是沖壓制品生產(chǎn)中十分重要的工藝裝置。沖壓模的基本組成是：上下模座、下模墊板、下模固定板、凹模鑲塊、抬料釘、導(dǎo)料板、卸料板,導(dǎo)柱導(dǎo)套、卸料板彈釘、卸料板等。
沖裁模成型的廣泛適用，正是我這個(gè)設(shè)計(jì)的根本出發(fā)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：模具，沖孔，落料，拉深
指導(dǎo)老師簽名：
Stamping process and die design
Student name: Gui Yaokun class: 0781051
Supervisor: He Honglin
Abstract：Stamping products has been extensively applied in the industry, agriculture, national defense and in the daily lives of area, especially in the machinery industry. Mechanical products is the most pressing housing products, and the improvement of product performance requires of high-quality performance stamping molds ,stamping,process and product design.
There are many ways of molding products of stamping. Piercing is mainly used for blanking, bending, stretching, etc. And Stamping molds almost form more than 60 percent of the total number. For example ,Electrical Control can be realized as semi-automatic or automatic operation.
Cold-metal stamping die mainly used for the molding products, and it is very important in the production of stamping technology devices. The basic component of stamping molds is block model from top to bottom, mould plate, fixed-plate of mould plate, die inserts, raising nails, I. plate
, plate unloading I. Introduction sets column, unloading bombs nail plate, plate Discharge and so on.
The widely application of blanking moulding is exactly the basic perpose of my design.
Keywords: Molding tool Piercing Blanking Drawing
Signature of Supervisor:
前 言
模具是現(xiàn)代化的生產(chǎn)重要工藝裝備，在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門都越來越多地依模具來進(jìn)行生產(chǎn)加工，越來越引起人們的重視，模具也趨向標(biāo)準(zhǔn)化。
隨著模具的迅速發(fā)展，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具已經(jīng)成為生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品不可缺少的重要工藝設(shè)備。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)習(xí)完所有機(jī)械課程的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，是對我綜合能力的考核，是對我所學(xué)知識的綜合運(yùn)用，也是對我所學(xué)知識的回顧與檢查。
本設(shè)計(jì)主要分為兩部分，一部分是對錐形蓋進(jìn)行沖壓工藝分析與計(jì)算，一部分是對錐形蓋進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。
首先，先對零件進(jìn)行工藝分析與計(jì)算，其中包含工藝分析與設(shè)計(jì)方案的確定，確定排樣，計(jì)算沖裁力與選擇沖壓設(shè)備等。
其次，對錐形蓋進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，其中主要是模具主要零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算與模具的裝配。在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)零件的形狀并結(jié)合手冊循序漸進(jìn)的進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。這次模具設(shè)計(jì)是對以前所學(xué)知識的一次實(shí)踐。由于我沒有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)所以很多東西都要依靠手冊。包括數(shù)據(jù)的選取和工藝性的確定。模具設(shè)計(jì)包括模具工作零件、定位零件、卸料及推件零件、導(dǎo)向零件和連接固定零件的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)時(shí)要使用到AUTOCAD2007，這類計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件對于提高設(shè)計(jì)的速度和質(zhì)量很有幫助，這也是當(dāng)今模具行業(yè)發(fā)展的選擇。
在近三個(gè)月的設(shè)計(jì)中，為了更好地完成任務(wù)，期間還到工廠進(jìn)行了實(shí)習(xí)，參觀了沖壓模具的生產(chǎn)加工過程，這加強(qiáng)了我們的感性認(rèn)識，更有利于我們完成模具設(shè)計(jì)。
對于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，應(yīng)該要達(dá)到以下目的：
綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)的理論與生產(chǎn)實(shí)際知識，進(jìn)行一次冷沖壓模設(shè)計(jì)的實(shí)際訓(xùn)練，從而提高我們的獨(dú)立工作能力。
鞏固復(fù)習(xí)四年以來所學(xué)的各門學(xué)科的知識，以致能融會貫通，進(jìn)一步了解從模具設(shè)計(jì)到模具制造的整個(gè)工藝流程。
掌握模具設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。
本次設(shè)計(jì)是在周愛嬌老師認(rèn)真、耐心的指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助、交流下，對模具的經(jīng)濟(jì)性、模具的壽命、生產(chǎn)周期、及生產(chǎn)成本等指標(biāo)下進(jìn)行全面、仔細(xì)的分析下而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。在此，我對他們表示衷心的感謝。
沖模是模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的主要專業(yè)課程之一。它具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和綜合性，通過學(xué)習(xí)這門課程，使我對沖壓模具有了新的認(rèn)識，從中也學(xué)到了不少知識，激發(fā)了我對沖壓模具的愛好。
由于本人水平有限，缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，所以在設(shè)計(jì)中難免產(chǎn)生不足和錯(cuò)誤，望各位老師批評和指正，以使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)做到合理，同時(shí)也為我走出校門步入社會打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
1 沖壓工藝性分析和方案的確定
1.1 零件工藝性分析
工件錐形蓋為圖1所示的拉深件，材料08鋼，材料厚度0.5mm，大批量生產(chǎn)。
圖1 工件圖
其工藝性分析內(nèi)容如下：
1.1.1 材料分析
08鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，屬于深拉深級別鋼，具有良好的拉深成形性能。
1.1.2 結(jié)構(gòu)分析
該零件屬于旋轉(zhuǎn)體帶有凸緣的錐形件，是結(jié)構(gòu)簡單帶一個(gè)階梯的軸對稱曲面形狀拉深件，其形狀、尺寸符合工藝性要求，所以該零件沖壓工藝性較好。零件凸緣上均布著六個(gè)?4的小孔和底孔?18，為了保證孔的位置準(zhǔn)確和精度，其加工放在拉深結(jié)束后沖裁。此外，零件口部圓角半徑均為R1，滿足拉深件口部圓角半徑大于或等于兩倍料厚的要求。
1.13 精度分析
零件上尺寸均為未注公差尺寸，普通拉深即可達(dá)到零件的精度要求，選精度等級為IT12，工件的所有未注明公差均由文獻(xiàn)[1]表2.10查得。
1.2 工藝方案的確定
零件的生產(chǎn)包括落料、拉深、切邊、沖孔等工序，其總體工藝過程有以下幾種：
方案一：先落料，然后拉深，再沖孔，最后切邊。采用單工序模生產(chǎn)。
方案二：先落料拉深復(fù)合，后沖孔切邊復(fù)合。采用復(fù)合模生產(chǎn)。
方案三：采用級進(jìn)?；蚨喙の蛔詣訅毫C(jī)上生產(chǎn)。
其中，方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要四副單工序模，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求。方案二需要兩副復(fù)合模，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度加大，成本高，但工件的相對位置精度及生產(chǎn)效率都較高，滿足大批量生產(chǎn)要求，工件精度也能滿足要求，操作方便。方案三中的級進(jìn)模比單工序模生產(chǎn)率高，減少了模具和設(shè)備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動化。對于特別復(fù)雜或孔邊距較小的沖壓件，用簡單模或復(fù)合模沖制有困難時(shí)，可用級進(jìn)模逐步?jīng)_出。但級進(jìn)模輪廓尺寸較大，制造較復(fù)雜，成本較高，一般適用于大批量生產(chǎn)小型沖壓件。
通過對上述三種方案的分析比較，該零件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。
2 模具總體設(shè)計(jì)
2.1 模具類型的選擇
由沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合模沖壓。
因?yàn)榈寡b式復(fù)合模結(jié)構(gòu)簡單，可以直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件卸件可靠，便于操作，并為機(jī)械化出件提供了有利條件，應(yīng)用十分廣泛，所以模具類型為倒裝式復(fù)合模。
2.2 操作與定位方式
2.2.1 操作方式
零件的生產(chǎn)批量較大，但合理安排生產(chǎn)可用手工送料方式，也能滿足生產(chǎn)要求，這樣就可以降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。
2.2.2 定位方式
因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用兩個(gè)固定擋料銷導(dǎo)料，無側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進(jìn)步距采用固定擋料銷定距。而第一件的沖壓位置因?yàn)闂l料長度有一定余量，可以靠操作工目測來定。
2.3 卸料、出件方式
2.3.1 卸料方式
剛性卸料與彈性卸料的比較：
剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。當(dāng)卸料板只起卸料作用時(shí)與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大，單邊間隙?。?.2～0.5）t。當(dāng)固定卸料板還要起到對凸模的導(dǎo)向作用時(shí)卸料板與 凸模的配合間隙應(yīng)該小于沖裁間隙。此時(shí)要求凸模卸料時(shí)不能完全脫離卸料板。主要用于卸料力較大、材料厚度大于2mm且模具結(jié)構(gòu)為倒裝的場合。
彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，主要用于料厚小于或等于2mm的板料由于有壓料作用，沖件比較平整。卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇（0.1～0.2）t,若彈壓卸料板還要起對凸模導(dǎo)向作用時(shí)，二者的配合間隙應(yīng)小于沖裁間隙。常用作落料模、沖孔模、正裝復(fù)合模的卸料裝置。
工件平直度較高，料厚為0.5mm相對較薄，卸料力不大，因?yàn)閺棄盒读夏＞弑葎傂孕读夏＞叻奖悖僮髡呖梢钥匆姉l料在模具中的送進(jìn)動態(tài)，且彈性卸料板對工件施加的是柔性力，不會損傷工件表面，故可采用彈性卸料。
2.3.2 出件方式
對于復(fù)合模生產(chǎn)，應(yīng)采用上出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。
2.4 確定送料方式
因選用的沖壓設(shè)備為開式壓力機(jī)且垂直于送料方向的凹模寬度B大于送料方向的凹模長度L故采用縱向送料方式，即由前向后送料。
2.5 確定導(dǎo)向方式
方案一：采用對角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對稱的對角線上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動平穩(wěn)。常用于橫向送料級進(jìn)?；蚩v向送料的落料模、復(fù)合模。
方案二：采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便。因?yàn)閷?dǎo)柱安裝在后側(cè)，工作時(shí)，偏心距會造成導(dǎo)套導(dǎo)柱單邊磨損，嚴(yán)重影響模具使用壽命，且不能使用浮動模柄。
方案三：四導(dǎo)柱模架。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大量生產(chǎn)用的自動沖壓模架。
方案四：中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。單只能一個(gè)方向送料。
根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質(zhì)量，該復(fù)合模采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式，即方案二最佳。
3 零件的工藝計(jì)算
3.1 拉深工藝計(jì)算
零件材料厚度為0.5mm，比較小，所以所有計(jì)算以毛坯直徑為準(zhǔn)。
3.1.1 確定零件修邊余量
零件的凸緣相對直徑
dFd=8632=2.69
式中 dF-凸緣直徑；d-錐形件中徑。
查文獻(xiàn)[1]表4.8得修邊余量?h=2.2mm，
所以，修正后拉深件凸緣的直徑應(yīng)為
(86+2×2.2)mm=90.4mm。
3.1.2 確定坯料尺寸D
按照“拉深前毛坯面積等于拉深后工件面積”的原則，查文獻(xiàn)[1]表4.13得到以下表面積F的計(jì)算公式:
F1=πd124=π×3224mm2=803.84mm2
S2=h22+c2=16-62+60-3222mm=17.21mm
F2=πS2d2+d12=π×17.2×60+322mm2=2485.09mm2
F3=π4d3-2r2-d22=π470-2×12-8×12mm2=341.51mm2
F4=π42πrd3-2r+8r2=π4×2π×170-2×1+8×12mm2=341.51mm2
F5=πd3h5=π×70×6-2mm2=879.20mm2
F6=π42πrd3+2r-8r2=π4×2π×170+2×1-8×12mm2=348.67mm2
F7=π4d42-d3+2r2=π490.42-70+2×12mm2=2345.71mm2
F=F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7=803.84+2485.09+803.84+341.51+879.20+348.67+2345.71mm2=8007.85mm2
D=4Fπ=4×8007.85πmm≈101mm
其中零件凸緣部分的表面積為
F凸=F7=2345.71mm2，
零件除去凸緣部分的表面積為
F‘=F1+F2+F3+F4+F5+F6=803.84+2485.09+803.84+341.51+879.20+348.67mm2=5662.14mm2。
3.1.3 判定能否一次拉深成形
因?yàn)榱慵閹б粋€(gè)階梯的錐形件，所以首先要判定錐形部分能否一次拉深成形。零件的坯料相對厚度
tD×100%=0.5101×100%=0.50%
式中 t-柸料厚度；D-柸料尺寸。
零件的相對高度
hd=16-632≈0.3
式中 h-錐形件部分的高度；d-錐底直徑。
查文獻(xiàn)[1]表4.61得hd≤0.25~0.3，符合淺錐形件拉深的條件，所以零件的錐形部分能一次拉深成形。
又因?yàn)榱慵б粋€(gè)階梯，所以要判定階梯形部分能否一次拉深成形。零件的坯料相對厚度
tD×100%=0.5101×100%=0.50%，
零件的相對高度
h?d=16?32=0.5
式中 h-工件高度；d-錐底直徑。
查文獻(xiàn)[1]表4.28得拉深次數(shù)為1次，所以零件的階梯形部分能一次拉深成形。
通過以上兩次判定可以確定零件可以一次拉深成形。
3.1.4 拉深系數(shù)
m=dD=32101=0.317
式中 d-錐底直徑；D-柸料尺寸。
3.1.5 判定是否用壓邊圈或拉深筋
由于拉深時(shí)，毛坯的變形程度不大，拉深后回彈較大，為減小回彈常使用帶平面邊圈或拉深筋的拉深模。
因?yàn)榱慵呐髁舷鄬穸?
tD×100%=0.5101×100%=0.50%，
拉深系度
m=dD=32101=0.317，
查文獻(xiàn)[1]表4.31得零件可以用壓邊圈。
3.2 落料拉深復(fù)合模工藝計(jì)算
3.2.1 落料凸、凹模刃口尺寸
根據(jù)零件形狀特點(diǎn)，刃口尺寸計(jì)算采用分開制造法。落料尺寸為?101-0.3+0.3mm，落料凹模刃口尺寸計(jì)算如下。
查文獻(xiàn)[1]表2.36得該零件沖裁凸、凹模最小間隙Ζmin=0.040mm，最大間隙Ζmax=0.060mm，查文獻(xiàn)[3]表3-6凸模制造公差δT=0.02mm，凹模制造公差δA=0.03mm。將上述各值代入δT+δA≤Ζmax-Ζmin校驗(yàn)是否成立。經(jīng)校驗(yàn)，不等式不成立。又因?yàn)橥埂寄Ｖ圃旃顬?
δT≤0.4Ζmax-Ζmin=0.4×0.060-0.040mm=0.008mm，
δT≤0.6Ζmax-Ζmin=0.6×0.060-0.040mm=0.012mm，
重新取δT=0.008mm，δA=0.012mm，所以可按凸、凹模制造基本公式計(jì)算工作零件刃口尺寸凹模刃口尺寸
DA=Dmax-ΧΔ 0+δA=101.3-1×0.6 0+0.012mm=100.7 0+0.012mm
凸模刃口尺寸
DT=DA-Ζmin-δT 0=100.7-0.040-0.008 0mm=100.66-0.008 0mm
3.2.2 拉深凸、凹模尺寸計(jì)算
拉深后零件標(biāo)注內(nèi)形尺寸的直徑為70-0.3+0.3mm，由公式
Z=tmax+nt
確定拉深凸、凹模間隙值，查文獻(xiàn)[1]表4.52得間隙系數(shù)n=0.2，所以拉深凸、凹模間隙值Z=0.5+0.2×0.5mm=0.51mm，
則拉深凹模
DA=dmin+0.4?+Z 0+δA=69.7+0.4×0.6+0.51 0+0.03mm=70.45 0+0.03mm
拉深凸模
DT=dmin+0.4?-δT 0=69.7+0.4×0.6-0.03 0mm=69.94-0.03 0mm
3.2.3 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算
1、 排樣方式的選擇
方案一：有廢料排樣 沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模來保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低。
方案二：少廢料排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質(zhì)量差，模具壽命較方案一低，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡單。
方案三：無廢料排樣 沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些，但材料利用率最高。
通過上述三種方案的分析比較，綜合考慮模具壽命和沖件質(zhì)量，該沖件的排樣方式選擇方案一為佳。考慮模具結(jié)構(gòu)和制造成本有廢料排樣的具體形式選擇直排最佳。
2、 排樣計(jì)算
因?yàn)榱慵捎脝沃迸排艠臃绞?，所以查文獻(xiàn)[3]表3-14得零件間的搭邊值為1mm，零件與條料側(cè)邊之間的搭邊值為1.2mm，由于模具采用無側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板結(jié)構(gòu)，則條料上零件的步距為101+1mm=102mm，條料的寬度應(yīng)為
B=(Dmax+2a+Z)-? 0=(101.3+2×1.2+0.5)-0.6 0mm=104.2-0.6 0mm
式中 Dmax-條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；a-側(cè)搭邊值；?-條料寬度的單向（負(fù)向）偏差；Z-導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙。
查文獻(xiàn)[2]表3-1選用規(guī)格為0.5mm×650mm×1300mm的板料，計(jì)算裁料方式如下
采用縱裁時(shí):
每板的條數(shù) n1=650/104.2=6條
每條的工件數(shù) n2=1300/102=12件
每板的工件數(shù) n=n1×n2=6×12=72個(gè)
材料利用率為：
η=nA1BL×100%=72×π×10122/650×1300×100%=68.27%
式中 n- 一張條料上的沖裁件總數(shù)目；A1- 一個(gè)沖裁件的實(shí)際面積；B-條料寬度；L-條料長度。
采用橫裁時(shí):
每板的條數(shù)： n1=1300/104.2=12條
每條的工件數(shù)： n2=650/102=6件
每板的工件數(shù)： n=n1×n2=12×6=72個(gè)
材料利用率：
η=72×π×10122/650×1300×100%=68.27%
經(jīng)計(jì)算橫裁.縱裁時(shí)板料利用率相同都為68.27%，為了便于工人的操作，選用第一種裁法。排樣圖如圖2所示。
圖2 排樣圖
3.2.4 力的計(jì)算
模具為落料拉深復(fù)合模，動作順序是先落料后拉深，現(xiàn)分別計(jì)算落料力FZ、拉深力F拉、和壓邊力F壓。
F=ΚLtτ=1.3×π×101×0.5×300N=61813.67N≈62kN
式中 F-沖裁力；L-沖裁周邊長度；t-材料厚度；Κ-系數(shù)，一般取1.3。
卸料力：FX=KXF=0.05×62kN≈3kN
頂件力：FD=KDF=0.08×62kN≈5kN
推件力：FT=nKTF=16×0.063×62kN≈62.5kN
n=ht=80.5=16
式中 F-沖裁力；n-同時(shí)梗塞在凹模內(nèi)的廢料數(shù)；h-凹模洞口的直壁高度，取8mm；t-材料厚度；KX、KD、KT-卸料力、頂件力、推件力系數(shù)，查文獻(xiàn)[1]表2.32所得。
因?yàn)榱慵捎脧椥孕读涎b置和上出料方式的沖裁，所以
FZ=F+FX+FD=62+3+5kN=70kN
F拉=πdhtσbKF=π×32×0.5×380×1.21N=23112.07N≈23kN
式中 dh-錐頂直徑；t-材料厚度；σb-材料強(qiáng)度極限，查文獻(xiàn)[2]表3-10，取380MPa；KF-系數(shù)，查文獻(xiàn)[1]表4.38得1.21
F壓=Ap=π×90.422-π×7022×3N=7709.85N≈8kN
式中 A-開始拉深時(shí)的壓邊面積；p-單位壓邊力，查文獻(xiàn)[1]表4.47，取3MPa。
因?yàn)槔盍εc壓邊力的和小于落料力，即
F拉+F壓=23+8kN=31kN
σbc，所以要加墊板，綜合考慮，取墊板厚度H墊=10mm。
4.4.4 凸凹模固定板的設(shè)計(jì)
根據(jù)工件形狀，選用標(biāo)準(zhǔn)圓形的凸凹模固定板，綜合考慮，當(dāng)為落料拉深復(fù)合模時(shí)，取其厚度為h3=30mm；當(dāng)為沖孔切邊復(fù)合模時(shí)，取其厚度為h3=20mm。
4.4.5 壓邊圈的設(shè)計(jì)
選用剛性壓邊圈裝置，根據(jù)工件的凸緣部分，為了防止起皺，綜合考慮取壓邊圈厚度為19mm。
4.4.6 卸料螺釘?shù)倪x用
卸料板上設(shè)置2個(gè)卸料螺釘，公稱直徑為12mm,螺紋部分為M10×50mm,卸料螺釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間，以保證卸料的正常運(yùn)動。
4.4.7 銷釘?shù)倪x用
根據(jù)多方面的考慮，選用圓柱銷。當(dāng)為落料拉深復(fù)合模時(shí)，取其公稱尺寸為l=55mm 和l=60mm；當(dāng)為沖孔切邊復(fù)合模時(shí)，取其公稱尺寸為l=50mm。
4.5 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.5.1 凸模的結(jié)構(gòu)形式及其固定方法
根據(jù)零件形狀和尺寸，采用整體式凸模，直接用螺釘和銷釘緊固在下模座內(nèi)，緊固在下模座的部分代替了凸模固定板。
4.5.2 凸模長度計(jì)算
1、當(dāng)為落料拉深復(fù)合模時(shí)， L凸=h1+h凹-?h
式中 h1-凸模固定板厚度；?h-凸模進(jìn)入凹模的深度0.5~1mm，取1mm；
所以，L=27+45-1mm=71mm。
2、當(dāng)為沖孔切邊復(fù)合模時(shí)，所沖孔為圓孔，為方便裝配和滿足凸模強(qiáng)度將沖孔凸孔凸模設(shè)計(jì)成階梯式，采用數(shù)控銑削床加工。
L凸1=h1+h凹；
L凸2=h1+h凹-?H
式中 h凹-凹模的高度；?H-工件的高度；
所以，
L凸1=31+51mm=81mm；
L凸2=31+51-16mm=66mm。
4.6 凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
零件外形相對復(fù)雜，根據(jù)實(shí)際情況并考慮加工，為了滿足凸凹模強(qiáng)度和剛性，將凸凹模設(shè)計(jì)成凸臺式，使裝配修磨方便。采用成形銑、成形磨削加工。
4.6.1 當(dāng)為落料拉深復(fù)合模時(shí)，凸凹模的總長度為
L凸凹=h2+h3+h4+h
式中 h2-彈性卸料板厚度；h3-凸凹模固定板厚度；h4-橡膠安裝高度；h-增加長度。它包括凸模的修磨量、凸模進(jìn)入凹模的深度0.5~1mm、凸模固定板與卸料板之間的安全距離等，一般取10~20mm；
所以，
L=15+30+18.5+15.5mm=79mm。
4.6.2 當(dāng)為沖孔切邊復(fù)合模時(shí)，凸凹模的總長度為
L凸凹=h3+h5+?H+h
式中 h3-凸凹模固定板厚度；h5-廢料切邊刀刃口高度；?H-工件的高度；h-增加長度。它包括凸模的修磨量、凸模進(jìn)入凹模的深度0.5~1mm、凸模固定板與卸料板之間的安全距離等，一般取10~20mm；
所以，
L=20+15+16+7mm=58mm。
4.7 模具閉合高度
1、 當(dāng)為落料拉深復(fù)合模時(shí)，
H=h上+L凸凹+H凹-?H+h下
式中 h上-上模座的高度；L凸凹-凸凹模的高度；H凹-凹模的高度；?H-工件的高度；h下-下模座的高度。
所以，
H=45+79+45-16+50mm=203mm。
2、 當(dāng)為沖孔切邊復(fù)合模時(shí)，
H=h上+H墊+H凸固+H凹+L凸凹+H刀+H凸凹板+h下
式中 H墊-墊板厚度；H凸固-凸模固定板厚度；H刀-廢料切刀刃口到切邊凹模的高度；H凸凹板-凸凹模固定板高度。
所以，
H=45+10+31+51+20+20+50mm=227mm。
4.8 模具零部件設(shè)計(jì)
4.8.1 模具采用的是后置導(dǎo)柱模架
根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，查文獻(xiàn)[2]表3-35得模架規(guī)格為：1、 當(dāng)為落料拉深復(fù)合模時(shí)，上模座 200mm×200mm×45mm，下模座 200mm×200mm×50mm，導(dǎo)柱 32mm×160mm，導(dǎo)套 32mm×105mm×43mm。
2、 當(dāng)為沖孔切邊復(fù)合模時(shí)，上模座 200mm×200mm×45mm，下模座 200mm×200mm×50mm，導(dǎo)柱 32mm×190mm，導(dǎo)套 32mm×115mm×43mm。
4.8.2 其他零部件結(jié)構(gòu)
拉深凸模將直接由連接件固定在下模座上，凸凹模由凸凹模固定板固定，兩者采用過渡配合關(guān)系。模柄采用凸緣式模柄，根據(jù)設(shè)備上模柄孔尺寸，查文獻(xiàn)[2]表3-60選用規(guī)格為 A50×100的模柄。
4.9 確定裝配基準(zhǔn)
4.9.1 落料、拉深和切邊、沖孔都應(yīng)以沖裁凸凹模為裝配基準(zhǔn)件。
首先確定凸凹模在模架中的位置，安裝凸凹模組件，確定凸凹組件在下模座的位置，然后用固定板將凸凹模和下模座夾緊。
4.9.2 沖裁模具材料的選取
查文獻(xiàn)[1]表12.6、表12.7表12.8和表12.9得
1、 凸模的材料為Cr12，凹模的材料為Cr12，熱處理硬度為58~62HRC。
2、 上、下模座選用鑄鐵型，材料采用HT200，滑動導(dǎo)柱、導(dǎo)套的材料采用T8，熱處理硬度為58~62HRC。
3、 彈性卸料板、凸模固定板、凸凹模固定板、墊板的材料為45號鋼，墊板的熱處理硬度為40~45HRC，其它的熱處理硬度為43~48HRC 。
4、 拉深模壓邊圈材料采用T10A，熱處理硬度為58~62HRC。
5、 推件塊、模柄、打桿材料選用45號鋼，打桿的熱處理硬度為40~45HRC。
6、 緊固螺釘、銷釘、卸料釘材料為45號鋼，緊固螺釘、卸料釘?shù)念^部淬火，熱處理硬度為40~45HRC，銷釘?shù)臒崽幚碛捕葹?3~48HRC。
4.9.3 模具零件的配合
1、因?yàn)橥?、凹模間隙小于0.3mm，所以導(dǎo)柱與導(dǎo)套間采用H6/h5的間隙配合；導(dǎo)板與凸模間采用H7/h6的間隙定位配合；因?yàn)闆_裁件的內(nèi)形尺寸不大，所以推件塊內(nèi)形與凸模間為H8/f8的間隙配合。
2、導(dǎo)套、導(dǎo)柱與底座間采用H7/r6的過盈配合。
3、圓柱銷與銷孔，凸模與凸模固定板，模柄與上模座間采用H7/m6的過渡配合。
5 沖壓設(shè)備的選用與校核
5.1 落料拉深復(fù)合模壓力機(jī)設(shè)備的選用
根據(jù)以上計(jì)算，同時(shí)考慮拉深件的高度選取開式雙柱可傾壓壓力機(jī)J23-16，其主要技術(shù)參數(shù)如下：
公稱壓力 160kN
滑塊行程 70mm
最大閉合高度 220mm
閉合高度調(diào)節(jié)量 60mm
滑塊中心線到床身距離 160mm
工作臺尺寸 300mm×450mm
工作臺孔尺寸 110mm×210mm
模柄孔尺寸 ?40mm×60mm
墊板厚度 60mm
5.2 沖孔切邊復(fù)合模設(shè)備的選用
考慮零件的高度，選用開式雙柱可傾壓壓力機(jī)J23-25，以保證沖孔切邊的順利操作，其主要技術(shù)參數(shù)如下：
公稱壓力 250kN
滑塊行程 65mm
最大閉合高度 270mm
閉合高度調(diào)節(jié)量 55mm
滑塊中心線到床身距離 200mm
工作臺尺寸 370mm×560mm
工作臺孔尺寸 200mm×290mm
模柄孔尺寸 ?40mm×60mm
墊板厚度 50mm
5.3 校核模具閉合高度
模具閉合高度H應(yīng)該滿足
H最大-5≥H≥H最小+10
式中 H最大-壓力機(jī)的最大裝模高度；H最小-壓力機(jī)的最小裝模高度；
當(dāng)為落料拉深復(fù)合模時(shí)，220-5≥203≥220-60+10，即215>203>170，所選的壓力機(jī)J23-16滿足要求，可以使用。
當(dāng)為沖孔切邊復(fù)合模時(shí)，270-5≥227≥270-55+10，即265>227>225，所選的壓力機(jī)J23-25滿足要求，可以使用。
6 模具的工作原理
6.1 落料拉深復(fù)合模的工作原理
落料拉深復(fù)合模的總裝配圖如圖5所示。
圖5 落料拉深復(fù)合模
本模具是一套倒裝式的落料、拉深的復(fù)合模。模具的工作過程為：上模下行凸凹模17與落料凹模4接觸開始落料。上模繼續(xù)下行凸凹模17與拉深凸模20接觸開始拉深。工件成形后，上模上行打桿14推動推件塊15把零件從凸凹模17中打出，落料廢料由橡膠18推動卸料板19推出。此模具為前后送料，在送料中有擋料銷6限位和導(dǎo)料。
6.2 沖孔切邊復(fù)合模工作原理
沖孔切邊復(fù)合模的總裝配圖如圖6所示。
圖6 沖孔切邊復(fù)合模
本模具是一套沖孔、切邊的復(fù)合模。模具的工作過程為：上模下行沖孔凸模5和6與凸凹模4接觸開始孔的沖制。上模繼續(xù)下行切邊凹模7與凸凹模3接觸開始切邊?？椎膹U料沖裁力的作用小直接落下，切邊廢料則由廢料切刀3切去并直接漏出。
結(jié)論
設(shè)計(jì)是源頭，設(shè)計(jì)雖然只占模具成本的10%左右，卻決定了整個(gè)模具成本的70%--80%。所以，作者在設(shè)計(jì)時(shí)充分地考慮了模具結(jié)構(gòu)，考慮提高生產(chǎn)率，如何方便維修。
通過這次模具設(shè)計(jì)，本人在多方面都有所提高。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了冷沖壓模具設(shè)計(jì)等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本的模具技能，懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了模具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計(jì)算能力、繪圖能力，熟悉了設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨(dú)立思考的能力也有了提高。
在這次設(shè)計(jì)過程中，體現(xiàn)出自己單獨(dú)設(shè)計(jì)模具的能力以及綜合運(yùn)用知識的能力，體會了學(xué)以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。
在此感謝我的指導(dǎo)老師：賀紅林老師，這次設(shè)計(jì)的每個(gè)細(xì)節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù)，都離不開你的細(xì)心指導(dǎo)。同時(shí)也感謝對我?guī)椭^的同學(xué)們。
由于本人的設(shè)計(jì)能力有限，在設(shè)計(jì)過程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，懇請老師們多多指
教,我十分的樂意接受你們的批評與指正，本人將萬分感謝。
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致謝
隨著社會的發(fā)展，機(jī)械行業(yè)的模具專業(yè)在我國現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中成為一個(gè)越來越重要的分支。模具滲透著整個(gè)社會。不管在那個(gè)行業(yè)，都有模具的存在。日常生活中輕重工業(yè)，都離不開模具生產(chǎn)，模具就是為了得到所需要的產(chǎn)品。要什么樣的產(chǎn)品，就可以生產(chǎn)什么樣的模具，如（塑料模具 、冷沖壓模具、壓鑄模、橡膠模 ）。而目前形勢的需要，產(chǎn)品更新?lián)Q代更快更易，所以模具行業(yè)的發(fā)展空間很大，有待我們?nèi)ヅ?，去探索?
模具生產(chǎn)過程是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，生產(chǎn)模具過程中可能用到的的機(jī)器有很多種類，如（電火花成型機(jī)、數(shù)控線切割、車床、銑床、刨床、磨床、鏜床等）。
四年的學(xué)習(xí)，我對機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、模具設(shè)計(jì)與制造有了深刻的認(rèn)識。面臨畢業(yè)期間，此次單獨(dú)設(shè)計(jì)一個(gè)模具，讓我了解了很多的模具結(jié)構(gòu)、模具加工工藝、模具的用途。并且學(xué)到不少的書本上沒有的知識，就拿沖壓模來說，對于影響模具壽命的因素，主要是模具的加工精度和材料的剛度，還有模具的材料，模具生產(chǎn)批量，模具結(jié)構(gòu)等。影響模具的產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素也是模具的制造精度。
通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我從理論和實(shí)踐上又更進(jìn)一步的加深。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)。中國面臨世界的挑戰(zhàn)，在模具行業(yè)這方面，我希望日后能在模具這一行有所貢獻(xiàn)。
再次衷心感謝賀紅林老師和答辯組的各位老師的教誨，對我的構(gòu)思以及論文的內(nèi)容不厭其煩的進(jìn)行多次指導(dǎo)和悉心指點(diǎn)，使我在完成論文的同時(shí)也深受啟發(fā)和教育。我也在努力地積蓄著力量，盡自己的微薄之力回報(bào)母校的培育之情，爭取使自己的人生對社會產(chǎn)生些許積極的價(jià)值！
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