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目 錄
前言 1
一 冷沖壓工藝分析 4
1.1 零件工藝性分析 4
1.2 結(jié)構(gòu)分析 4
1.3精度分析 4
二 確定工藝方案 5
三 確定毛坯畫出排樣圖 6
3.1 排樣與材料利用率 6
3.2 固定板排樣與材料利用率 7
四 確定模具類型 7
4.1 凹模設(shè)計主要內(nèi)容 7
4.2 凹模型孔側(cè)壁形狀的確定 7
4.3 凹模外形與裝配結(jié)構(gòu) 8
4.4 凹模外形的確定 9
五 主要零件圖和總裝圖 11
5.1 凸凹模 11
5.2 凹模 12
5.3 下墊塊 12
5.4 卸料板 13
5.5 導(dǎo)套 13
5.6 總裝圖 14
六 模具工作部分尺寸計算 17
7.1 計算沖裁力公式 19
7.2 計算相關(guān)卸料力、推件力和頂件力公式 21
7.3 固定板沖壓力的計算 24
7.4 壓力機的選擇 26
參考文獻 29
致 謝 30
前 言
冷沖壓是一種 先進的金屬加工方法，它是建立在金屬塑性變形的基礎(chǔ)上的，利用模具和沖壓設(shè)備對板料金屬進行加工，以獲得所需的零件形狀和尺寸[1]。
沖壓和切削加工比較，具有生產(chǎn)率高、加工成本低、材料利用率高、產(chǎn)品尺寸精度穩(wěn)定、操作簡單、容易實現(xiàn)機械化和自動化等一系列的優(yōu)點，特別適合于大量生產(chǎn)。它的應(yīng)用范圍很廣泛。因此，現(xiàn)代汽車、拖拉機、電視、電器、儀器儀表和各種民用輕工產(chǎn)品中，都大量使用冷沖壓零件。國防方面，如飛機、導(dǎo)彈、槍彈、炮彈等產(chǎn)品中采用冷沖壓加工的零件的比例也相當(dāng)大。
模具是一種重要的工藝裝備，它以其特定的形狀通過一定的方式使原材料成形。模具具有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、省料和低成本的特點，所以在國民經(jīng)濟各個部門都得到了廣泛應(yīng)用，特別是汽車、拖拉機、航空航天、儀器儀表、機械制造、家用電器、石油化工、輕工日用品等工業(yè)部門。
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對工業(yè)產(chǎn)品的品種、數(shù)量和質(zhì)量以及款式都有越來越高的要求。為了滿足人類的需要，世界上各工業(yè)發(fā)達的國家都十分重視模具技術(shù)的開發(fā)，大力發(fā)展模具工業(yè)積極采用先進設(shè)備和技術(shù)，提高制造水平，并取得了顯著的益。
我國沖壓模具的技術(shù)也得到了很大進步主要表現(xiàn)在以下幾個方面：研究開發(fā)了幾十種新材料并采用了一些熱處理新工藝；研究開發(fā)了新的技術(shù)和新的設(shè)備。我國的問題也很大：專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化低；效率低，經(jīng)濟效益差；制造技術(shù)落后；力量分散，管理落后。
研究和發(fā)展模具技術(shù)，對于促進國民經(jīng)濟的發(fā)展具有特別重要的意義。模具技術(shù)已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一。
模具加工設(shè)備多用于型腔加工。模具型腔多數(shù)是三維空間曲面。用以加工模具型腔的原材料大多數(shù)電火花成型機實芯鋼塊。因此，機床應(yīng)有大的承重能力和良好的三維曲面加工性能。隨著高速加工技術(shù)的發(fā)展及其在模具加工方面所顯示的高效率、高精度、高光潔度等優(yōu)點，特別是最近幾年，集多軸數(shù)控、大小功率、高速切削于一體的國外高速加工中心在模具型腔高速集成加工方面所顯示出的明顯優(yōu)越性，使模具行業(yè)對高速加工中心和高速銑等機床提出了越來越強烈的需求。
在市場經(jīng)濟中，滿足用戶的需求，為用戶提供先進適用并能盡快創(chuàng)造最大經(jīng)濟效益的設(shè)備是制造廠商們的共同任務(wù)。為此，模具加工設(shè)備廠商們應(yīng)站在模具加工企業(yè)的立場上，重視模具加工技術(shù)的開發(fā)和模具加工企業(yè)的工藝經(jīng)驗，不斷改進和研制開發(fā)能滿足不同層次模具加工企業(yè)所需的各種設(shè)備，促進模具加工水平的提高，不斷開拓模具加工設(shè)備這一一正在不斷擴展的廣闊市場。
由于國內(nèi)機床在許多方面與國外有較大差距，因此我國模具行業(yè)每年都大量進口國外機床，尤其是數(shù)控機床，我國加入世貿(mào)組織以后，由于關(guān)稅的降低，進口數(shù)控機床對國產(chǎn)數(shù)控機床的沖擊將會更大。我們國內(nèi)的機床廠應(yīng)針對模具加工的單件、復(fù)雜、快速、高精度、低成本等要求，對市場作出敏捷反應(yīng)。
技術(shù)密集和資本密集的模具工業(yè)主要依靠進口設(shè)備來發(fā)展自己不是長遠之計。由于國產(chǎn)機床在價格方面占有優(yōu)勢，因此，只要揚長避短，準(zhǔn)確定位，并強化企業(yè)管理，真正重視質(zhì)量，不斷改善售后服務(wù)，我國的機床廠在模具加工設(shè)備市場上的占有率一定會不斷提高。
模具加工設(shè)備市場廣闊而巨大，在國際化銷售的情況下，競爭也異常激烈。要在激烈的市場競爭中贏得用戶，就必須急用戶之所急，想用戶之所想，服務(wù)到位。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，沖壓技術(shù)的發(fā)展也日新月異。沖壓技術(shù)在21世紀(jì)的最新發(fā)展動向主要有以下幾個方面。
(1) 工藝分析計算的現(xiàn)代化。沖壓技術(shù)與現(xiàn)代數(shù)學(xué)、計算機技術(shù)結(jié)合，對復(fù)雜曲面零件進行計算機模擬和有限元分析，達到預(yù)測某一工藝方案對零件成形的可能性與成形過程中將會發(fā)生的問題，供設(shè)計人員進行修改和選擇。這種設(shè)計方法是將傳統(tǒng)的經(jīng)驗設(shè)計上升到優(yōu)化設(shè)計，縮短了模具設(shè)計與制造周期，節(jié)省了昂貴的多次試模費用。
(2) 模具計算機輔助設(shè)計、制造與分析（CAD/CAM/CAE）的研究和應(yīng)用，將極大地提高模具制造效率，提高模具質(zhì)量，使模具設(shè)計與制造技術(shù)實現(xiàn)CAD/CAM/CAE一體化。
(3) 沖壓生產(chǎn)的自動化。為了滿足大批量生產(chǎn)的需要，沖壓生產(chǎn)已向自動化、無人化方向發(fā)展。現(xiàn)在已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)利用高速沖床和多工位精密級進模實現(xiàn)單級自動，沖床的速度可達每分鐘幾百次甚至上千次。大型零件的生產(chǎn)已實現(xiàn)了多機聯(lián)合生產(chǎn)線，從板料的送進到?jīng)_壓加工、最后檢驗可全部由計算機控制，極大地減輕了工人的勞動強度，提高了生產(chǎn)效率。目前已逐漸向無人化生產(chǎn)形成柔性沖壓加工中心發(fā)展。
(4) 模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高。我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高,估計目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發(fā)達國家一般為80%左右。為了適應(yīng)模具工業(yè)發(fā)展,模具標(biāo)準(zhǔn)化工作必將加強,模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將進一步提高,模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)也必將得到發(fā)展。
(5) 為了適應(yīng)對模具壽命的要求，優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術(shù)將進一步受到重視在整個模具價格構(gòu)成中，材料所占比重不大,一般在10%-30%之間,因此選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。
(6) 為了適應(yīng)市場經(jīng)濟需求，大批量與多品種小批量共存。
(7) 推廣和發(fā)展沖壓新工藝和新模具，如精密沖裁、液壓拉深、電磁成形和超塑成形等。
本次設(shè)計根據(jù)產(chǎn)品零件的形狀，尺寸精度和其他的技術(shù)要求，適合用沖壓生產(chǎn)。可用到的工序有：落料，拉深，沖孔、切邊等工序。
另外,模具鋼品種規(guī)格多樣化、產(chǎn)品精料化、制品化。盡量縮短供貨時間亦是重要方向。其他優(yōu)質(zhì)模具材料如硬質(zhì)合金、陶瓷材料、復(fù)合材料等的擴大應(yīng)用，也十分重要。模具熱處理和表面處理是能否充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善普及常用表面處理方法，即擴滲如：滲碳、滲氮、滲硼、滲鉻、滲礬外，應(yīng)發(fā)展設(shè)備昂貴、工藝先進的氣相沉積、等離子噴涂等技術(shù)。由于鋁合金材料重量輕、切削性能好、導(dǎo)熱導(dǎo)電率高、焊接性能優(yōu)良，用它作模具材料可縮短制模周期和降低模具成本，且用于塑料?？捎?0萬次以上壽命，因此用鋁合金進行離速切削來制作快速經(jīng)濟模具已在世界上得到較為廣泛的使用，我國也已開始使用。
一 冷沖壓工藝分析
1.1 零件工藝性分析
1.零件：固定板
2.材料：08鋼
3.批量：大批量
4.料厚：1.2mm
1.2 結(jié)構(gòu)分析
零件結(jié)構(gòu)容易對稱，方便沖裁加工。零件沖壓兩個圓孔，孔尺寸為10mm，符合沖裁最小孔徑=10mm≥的要求，所以，該零件結(jié)構(gòu)滿足于沖裁要求。
1.3精度分析
工件上有4個尺寸未標(biāo)注公差要求，從公差表查得其公差要求均屬于IT13，普通沖裁可以達到零件的精度要求。
二 確定工藝方案
落料沖孔零件，加工方案可以使用如下：
方案一：先落料，后沖孔。采用兩套單工序模生產(chǎn)。
方案二：落料—沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。
方案三：沖孔—落料連續(xù)沖壓，采用級進模生產(chǎn)。
方案一模具結(jié)構(gòu)固然簡單，但是需兩道工序、兩副模具，生產(chǎn)效率比較低，零件的精度差，不適用于生產(chǎn)批量較大的情況下。方案二需1副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度容易保證，而且生產(chǎn)效率很高。雖然模具結(jié)構(gòu)比方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀較簡單，模具制造并不困難。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率也很高，與方案二比生產(chǎn)的零件精度稍差。保證沖壓件的形位精度，必須在模具，導(dǎo)向銷的導(dǎo)向設(shè)計，模具制造，裝配是稍微復(fù)雜的復(fù)合模具。
檢查在凸模和凹模的復(fù)合模壁的厚度，當(dāng)材料厚度t為1.2mm，凸模、凹模、凸凹最小壁厚為5.0mm，因此采用方案二。
三 確定毛坯畫出排樣圖
3.1 排樣與材料利用率
1、排樣的概念與方法
沖裁件在板料、帶料或條料上布置排列的方法稱為排樣。排樣設(shè)計的內(nèi)容包括：選擇排樣方法、確定搭邊數(shù)值、計算條料寬度、計算送料步距、計算材料利用率、繪制排樣圖。
好的排樣，可以減少廢品率，保證制件的質(zhì)量，使模具結(jié)構(gòu)簡單，使用壽命延長。
排樣時，制件與制件間，制件與條（板）料邊緣之間的余料稱為搭邊。搭邊過大，浪費材料；搭邊太小，可能會被拉入凸模和凹模的間隙，使模具容易磨損，甚至損壞模具刃口。一般來說，材料越厚，越軟以及沖裁件尺寸越大，形狀越復(fù)雜，則搭邊值也應(yīng)越大。搭邊值通常是由經(jīng)驗值確定。
根據(jù)沖裁件在條料上的布置方法，排樣有直排、斜排、對排、混合排等多種形式。在沖壓生產(chǎn)中，減少廢料的產(chǎn)生是節(jié)約成本的有效措施之一。采用何種方式需要分析哪種排樣方式的材料利用率比較高。
2、排樣圖的畫法
一張完整的排樣圖應(yīng)標(biāo)注條料寬度尺寸B、條料長度L、板料厚度t、端距l(xiāng)、步距S、工件間搭邊和側(cè)搭邊a;并以剖面線表示沖壓位置。
其中條料長度L的給定可以計算出加工該制件需要的條料數(shù)目或鋼板數(shù)目，便于采購原材料。需要注意的是計算出的數(shù)值只是理論數(shù)值，在采購時考慮沖壓時出現(xiàn)的廢品量。
排樣圖不僅要表示清楚沖裁件輪廓形狀和沖壓順序，還要表示出凸模刃口的截面形狀、凹模的型孔形狀、數(shù)量和位置。而且沿送料方向應(yīng)畫出數(shù)個制件的外形形狀，表示落料后留在條料上的廢料孔的形狀。
如果是對排等多排排樣圖，或者雙、多凸模結(jié)構(gòu)，在條料上的工件輪廓至少畫出三個，用帶陰影的線表示出凹模型孔的位置與形狀，粗實線表示已經(jīng)沖完的孔，用雙點劃畫表示預(yù)沖工件。這樣才能清楚地表達出制件的沖裁過程，并使凹模上型孔間的尺寸關(guān)系非常清楚，計算方便。
3、如何計算材料利用率
沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比叫材料的利用率。材料利用率是衡量合理利用材料的經(jīng)濟性指標(biāo)。要確定材料利用率，首先要確定關(guān)料步距S。
條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距，簡稱跳距。送料步距的大小應(yīng)為條料上兩個對應(yīng)沖裁件的對應(yīng)點之間的距離。一個步距就等于零件直徑與兩個兩件間搭邊值的和。
材料利用率的具體公式為：
如果是板料沖裁，也可以用如下公式：
式中 A—— 一個工件的實際面積；
n—— 一張板料上能加工工件的總數(shù)量；
L—— 板料長度；
B—— 板料寬度；
排樣時搭邊值的選取直接影響到材料利用率的大小，但是提高材料利用率不能以提高模具制造難度為代價。
3.2 固定板排樣與材料利用率
固定板外形類似于矩形，一般可以采用直排或者多排，但是由于該制件尺寸較大，所以采用單排直排的排樣方案如下所示。
排樣方案
排樣方案材料利用率
條料寬度B=44.9mm
步距S=47.2mm
已知制件面積A≈1496mm.一個步距的材料利用率為：
==70.0%
上面材料利用率的計算利用率最高。
四 確定模具類型
4.1 凹模設(shè)計主要內(nèi)容
凹模設(shè)計時的主要內(nèi)容包括：
確定凹模材料；
確定凹模型孔側(cè)壁形狀；
確定外形形狀與裝配結(jié)構(gòu)；
確定凹模周界尺寸；
確定凹模板上型孔、螺釘孔、銷釘孔的位置及尺寸等；
確定凹模板的厚度尺寸。
4.2 凹模型孔側(cè)壁形狀的確定
①、凹模刃孔口結(jié)構(gòu)
凹模刃口結(jié)構(gòu)有直壁式、斜壁式兩類。從刃口強度方面，直壁式刃口比斜壁式高；從加工角度，斜壁式刃口更容易加工。一般情況下，全直壁式型孔和斜壁式只適用于逆出式模具，順出式模具常用階梯形直壁型孔；漏料口可以采用鉆孔或銑削制成。但是無論采取哪種結(jié)構(gòu)，都要注意凹模刃口高度h的取值。
②、廢料堆積
在選擇刃口形式時，還要考慮防止廢料堆積的問題。以下是常見的容易產(chǎn)生廢料堆積的因素：
凹模刃口有效高度（直線部位）過長；
骨表面讓位形狀不適合；
凹模內(nèi)部的表面較粗糙；
凹模、模具墊板、模座的孔中心偏移造成臺階；
沖裁廢料相互連接，呈棍狀下落時，堆積住讓位孔；
廢料帶磁性；
薄板或小孔沖裁，因沖裁廢料重量輕，即使一個小障礙也會導(dǎo)致廢料堆積。
例如，凹模刃口有效高度h過大，在沖裁過程中積存在凹模型孔內(nèi)的落料件或沖孔廢料的片數(shù)將增加，結(jié)果一方面是凸模受到的反頂力增大，會使凸模，尤其是細長凸模在沖壓時容易損壞。另一方面孔口內(nèi)堆積材料過多，會直接導(dǎo)致凹模刃口崩裂，導(dǎo)致模具報廢等嚴重后果。所以在設(shè)計時要綜合考慮刃口形狀。
又如在沖裁0.5mm以下的薄板時，臺階式直壁凹?？卓谌菀兹?，材料從孔口被推出后，材料會在凹模內(nèi)翻轉(zhuǎn)，所以，凹模底部擴孔尺寸不宜過大（一般比型孔尺寸大0.5~1mm），否則容易因為材料的翻轉(zhuǎn)導(dǎo)致堵塞孔口，導(dǎo)致廢料堆積；而斜壁式則可防止廢料轉(zhuǎn)落，減少由于廢料堆積帶來的故障，但是孔口是傾斜的，刃口強度不如直壁式高。
③、廢料回跳
沖裁時，廢料回跳會引起制件質(zhì)量缺陷、模具損傷等，特別是薄板小徑?jīng)_裁，凹模之間的約束力較少的切邊容易引起廢料回跳。廢料產(chǎn)生回跳的主要原因有真空產(chǎn)生的吸附、吸附到凸模刃口處、油液產(chǎn)生的吸附、凸模的磁力和凹模壓縮空氣引起的負壓等。一般的沖裁間隙中，排出廢料的尺寸小于凹模孔徑尺寸，也容易發(fā)生回跳。
解決廢料回跳的方法有以下幾種：
選用特種凸模 斜刃口凸模、頂料凸模、帶氣孔凸模等。
凹模結(jié)構(gòu)改變 以真空產(chǎn)生吸引，增加刃口內(nèi)面的粗糙度，切刃采用微小側(cè)角等。
其他措施 改變輪廓形狀，減小沖裁間隙，加大凸模進入凹模的深度。
專用防廢料回跳型凹模 一些提供模具標(biāo)準(zhǔn)件的廠家，有一種防廢料回跳型凹模。在這種凹模內(nèi)表面加工了兩條以上的斜槽，這樣在沖裁時，沖裁廢料被壓入凹模型孔，廢料對應(yīng)于凹模斜槽的小突起部位，再經(jīng)過凸模往下壓，突起部位會被凹模側(cè)面壓縮，因而達到防止廢料回跳的作用。但是由于是通過在廢料上形成小突起部位而防止回跳的，所以這種結(jié)構(gòu)不適合精密孔沖裁、下料等情況。
4.3 凹模外形與裝配結(jié)構(gòu)
確定凹模尺寸前，要先考慮凹模的外形及裝配結(jié)構(gòu)。
凹模的外形有圓形和矩形，裝配結(jié)構(gòu)有整體式和鑲拼式，刃口也有平刃和斜刃。實際生產(chǎn)中，在凹模上開設(shè)所需要的凹模型孔，用螺釘、銷釘將凹模板直接固定在下模座上。
由于該制件外形近似于矩形，且尺寸不大，所以該套模具凹模外形為矩形，并采用整體式凹模結(jié)構(gòu)。
4.4 凹模外形的確定
1）、確定原則
凹模外形尺寸指的是凹模板的整體尺寸。凹模的外形有矩形和圓形兩種，需要根據(jù)模具結(jié)構(gòu)確定。下面以矩形凹模為例說明如何確定凹模板尺寸。
凹模板的尺寸包括長（L）寬（B）高（H），從凹模刃口（bl）至凹模板外邊緣的最短距離稱為凹模壁厚C。
凹模壁厚C值的選取直接影響凹模板登外形尺寸，即長度L與寬度B的值。其最小值可以參考
凹模外形尺寸并不能簡單地從凹模型孔向四周擴大一個壁厚C來決定，因為凹模板上還會有定位零件，如導(dǎo)料板等結(jié)構(gòu)、還要考慮凹模板的安裝尺寸等。在確定凹模外形尺寸時，還需要注意如下身體上內(nèi)容：
相關(guān)螺紋孔、銷釘孔與刃口邊的最小距離；
螺紋孔與銷釘孔與刃口之間的最小距離；
彈性元件的外形尺寸；
進料方式；
定位、定距方式。
在實際生產(chǎn)計算中，螺孔中心到刃口邊緣或者銷釘孔邊緣的距離，一般可以按照1.5~2d取最小值。
沖模中的定位銷常選用圓柱銷，選用直徑與螺釘直徑相等或小一個規(guī)格，一組定位采用兩個銷釘，在模具內(nèi)部的長度一般是其直徑的2~2.5倍。
固定常采用內(nèi)六角螺釘，這類螺釘堅固可靠，螺釘頭不外露，整個模具外形齊整。擰入鑄鐵件的螺釘深度一般是螺釘?shù)?~2.5倍；擰入一般鋼件的深度是螺釘直徑的1.5~2倍。螺釘直徑的選用與模板厚度有關(guān)，如表2-23給出了凹模固定用螺釘直徑與凹模厚度的關(guān)系。
表2-23 固定螺釘直徑與凹模厚度的關(guān)系
凹模厚度/mm
13
>13~19
>19~25
>25~35
>35
螺釘規(guī)格
M4、M5
M5、M6
M6、M8
M8、M10
M10、M12
2）、固定板模具的凹模周界尺寸
確定凹模周界時，首先將凹模刃口1：1繪制出來，然后以此為界畫一個外框，由于本例中選擇M8螺釘和Φ6的銷釘，所以以該線框為界向外擴展2倍直徑，即是螺釘、銷釘中心線位置；再由此位置往外擴展2倍直徑尺寸，即是凹模周界尺寸。
五 主要零件圖和總裝圖
5.1 凸凹模
凸凹模與凸凹模固定板的采用H7/m6。材料采用Cr12MoV，調(diào)質(zhì)處理至50～55HRC。凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配作并保證最小間隙為Zmin=0.246mm,內(nèi)形刃口尺寸按凸模尺寸配做并保證最小間隙為Zmin=0.246mm，凸凹模形狀如下圖5-1所示。
圖5-1 凸凹模
5.2 凹模
凹模的結(jié)構(gòu)形式和固定方法：凹模采用圓形板狀結(jié)構(gòu)和通過用螺釘、銷釘固定在凹模固定板內(nèi)，其螺釘與銷釘與凹?？妆陂g距不能太小否則會影響模具強度和壽命，其值可查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計》表3-23。
圖5-2 落料凹模
5.3 下墊塊
下墊塊的作用是承受并擴散凸?；虬寄鬟f的壓力，以防止模座被擠壓損傷。
是否要用板，可按下式校核：
P=F12/A
式中P—凸模頭部端面對模座的單位面積壓力；
F12—凸模承受的總壓力；
A—凸模頭部端面與承受面積。
由于計算的P值大于《冷沖壓工藝及模具設(shè)計》表3-34模座材料的許應(yīng)壓力，因此在工作零件與模座之間加墊板。
墊板用45號鋼制造，淬火硬度為HRC43～48，其尺寸規(guī)格為：
上下面須磨平，保證平行。
5.4 卸料板
為了便于可靠卸料，在模具開啟狀態(tài)時，卸料板工作平面應(yīng)高出凸模刃口尺寸端面0.3～0.5，材料為:45#。
5.5 導(dǎo)套
導(dǎo)套材料采用20#，導(dǎo)套先淬火再回火至HRC40～45。
圖5-5 主視圖
圖5-8 明細表
六 模具工作部分尺寸計算
計算刃口尺寸需要遵循以下原則：
落料件光亮帶處于大端尺寸，其光亮帶是因凹模刃口擠材料產(chǎn)生的，且落料件的大端（光面）尺寸等于凹模尺寸；所以落料外形尺寸主要決定與凹?？卓诔叽?，即落料模需要先計算凹模尺寸。
沖孔件光亮帶處于小端尺寸，其光亮帶是凸模刃口擠切材料產(chǎn)生的，且沖孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸；所以沖孔孔徑尺寸主要決定于凸模尺寸，即沖孔模需要先計算凸模尺寸。
凸、凹模刃制件應(yīng)有合理間隙值。不管落料還是沖孔，沖裁間隙一般選用最小合理間隙值（Z）。
凸、凹模刃口計算公式由于落料與沖孔的基準(zhǔn)尺寸不同而不同。落料時，首先確定凹模刃口尺寸，凸模刃口的基本尺寸等于凹模刃口的基本尺寸減去最小間隙值得到；沖孔時，首先確定凸模刃口尺寸，凹?；救锌诔叽绲扔谕鼓Ｈ锌诘幕境叽缂由献钚￠g隙值得到。具體公式見表2-16所示。
凸、凹模的制造公差應(yīng)與制件尺寸精度相適應(yīng)，偏差值按照入體原則標(biāo)注。
綜上所述，計算刃口尺寸的基本步驟如表2-16所示。
表2-16 分開加工法刃口尺寸計算基本步驟
序號
步驟
公差
依據(jù)
1
確定間隙值Z/mm
(雙邊值)
Z=D- d
D——凹模尺寸（D）
d——凸模尺寸（d）
查表確定或經(jīng)驗值確定
2
確定凸、凹?；鶞?zhǔn)刃口尺寸/mm
落料時，首先確定凹模刃口尺寸D
D=（D- ）(+)
沖孔時，首先確定凸模刃口尺寸d
d=（d+ ）（0/-）
—磨損系數(shù)；—制件公差
區(qū)分落料和沖孔工序：
落料尺寸=凹模尺寸
沖孔尺寸=凸模尺寸
3
計算凸、凹模刃口尺寸/mm
落料時，凸模刃口的基本尺寸d= D- Z
沖孔時，凹?；救锌诔叽鏒= d+ Z
4
刃口偏差/mm
凹模刃口偏差(+)
凸模刃口偏差（0/-）
入體原則
5
刃口精度/mm
凹模刃口公差+凸模刃口公差 Z- Z
與制件尺寸精度相適應(yīng)
計算設(shè)計基準(zhǔn)刃口尺寸時，需要查表確定參數(shù)（磨損系數(shù)），該值在0.5~1之間。
制件尺寸未標(biāo)注公差，為了降低工作難度，所以在實際生產(chǎn)中按照IT14等級確定各尺寸公差；零件為不規(guī)則形狀，屬于落料件，所以凹模尺寸按零件圖尺寸加工，各尺寸減去一個間隙值即為凸模尺寸。本例中間隙按表2-15選取0.120。
七 計算工序壓力，選用壓力機
7.1 計算沖裁力公式
平刃沖裁的沖壓力計算公式：
F=KLt
或 F=Lt
式中 F—— 沖裁力
L—— 沖裁周長，mm
t —— 制件厚度，mm
—— 材料抗剪強度，Mpa
—— 抗拉強度；
K—— 安全系數(shù)，一般取值1.3.
7.2 計算相關(guān)卸料力、推件力和頂件力公式
沖裁完畢，從凸?；蛲拱寄Ｉ蠈⒅萍驈U料卸下所需要的力稱為卸料力F（F）；從凹模內(nèi)順沖裁方向?qū)⒅萍驈U料推出所需要的力稱為推料力F（F）；從凹模內(nèi)逆沖裁方向?qū)⒅萍陌寄？變?nèi)頂出的力稱為頂料力F（F）。
計算公式分別為：
卸料力 F=KF
推件力 F=nK F
頂件力 F= K F
式中 K，K，K——系數(shù)，具體數(shù)據(jù)可根據(jù)制件材料、厚度取值（見表2-9）；
n——卡在凹模直壁洞口內(nèi)的制件（或廢料）件數(shù)；
h——刃口高度，mm.
表2-9 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)（制件為鋼件）
料厚t/mm
K
K
K
0.1
0.065~0.075
0.1
0.14
>0.1~0.5
0.045~0.055
0.063
0.08
>0.5~2.5
0.04~0.05
0.055
0.06
>2.5~5
0.03~0.04
0.045
0.05
7.3 固定板沖壓力的計算
固定板沖壓力的計算見表2-10
表2-10 沖壓力的計算
已知制件（落料）周長L=198.16mm、L=31.4mm; =400Mpa;t=2.0mm
類 別
計算過程
結(jié)論
沖 裁 力
F=Lt=198.162.040010KN158.5KN
F=Lt=31.42.040010KN25.1KN
158.5KN
25.1KN
模具采用彈性卸料，K=0.04~0.05，K=0.055
卸 料 力
F=KF=0.05158.5KN7.9KN
F=KF=0.0525.1KN1.3KN
7.9KN
1.3KN
推 料 力
F=nK F=0.055158.5KN8.7KN
F=nK F=0.05525.1KN1.4KN
8.7KN
1.4KN
由于該固定板模具采用剛性卸料裝置，所以總沖壓力的計算公式為：
F= F+ F+ F=158.5KN+25.1KN+7.9KN+1.3KN+8.7KN+1.4KN
=202.9KN
7.4 壓力機的選擇
1、壓力機參數(shù)的作用
壓力機確定后，需要查取相關(guān)參數(shù)，如壓力機的類型、規(guī)格、閉合高度、工作臺尺寸、模柄孔尺寸、滑塊行程等。這些參數(shù)會影響模具的結(jié)構(gòu)尺寸，如模具的閉合高度、模架尺寸等的確定。
壓力機相關(guān)參數(shù)及與后續(xù)部分工藝計算的聯(lián)系如表2-11所示
表2-11 壓力機相關(guān)參數(shù)
壓力機相關(guān)參數(shù)
關(guān)聯(lián)工藝數(shù)據(jù)
關(guān)系
公稱壓力F
總沖壓力F
壓力機的公稱壓力大于總沖壓力：F>F
最大封閉高度（裝模高度）H、 H
模具閉合高度H
模具閉合高度在壓力機的最大、最小裝模高度之間H—5mm H H+10mm
滑塊行程
模具高度
滑塊行程必須滿足沖壓制件的成形要求；如拉深工藝時，其行程必須大于拉深件高度的2~2.5倍
工作臺墊板尺寸
模具長、寬尺寸；下模座孔尺寸
壓力機的工作臺面應(yīng)大于模具尺寸，并有安裝位置，一般每邊大50~70mm
壓力機工作臺面的孔應(yīng)能保證沖壓件或廢料落下
模柄孔尺寸
（直徑深度）
模柄尺寸
模柄直徑尺寸要等于模柄孔尺寸
模柄高度要小于模柄孔深度尺寸
漏料孔尺寸
凹模型孔尺寸、下模座相應(yīng)尺寸
工作臺漏料孔尺寸要大于凹模型孔尺寸、下模座相應(yīng)尺寸，以免塞料，導(dǎo)致爆模
行程次數(shù)
生產(chǎn)效率
2、固定板模具選用壓力機
根據(jù)總的沖壓力（202.9KN），結(jié)合工廠實際生產(chǎn)條件，確定采用JC23-63型壓力機。其主要參數(shù)如下：
公稱壓力：630KN（63tf）
最大封閉高度：324mm
封閉高度調(diào)節(jié)量：41mm
致 謝
畢業(yè)設(shè)計是將大學(xué)所學(xué)的知識融合在一起，綜合運用所有的相關(guān)專業(yè)知識，是課本知識在實際中的應(yīng)用。通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我的專業(yè)知識在原有的基礎(chǔ)上得到更加的鞏固和提高，這離不開老師和同學(xué)們的幫助。本設(shè)計分析是在老師的指導(dǎo)下完成的，在分析的過程中，老師給了我很大的鼓勵，在設(shè)計分析中引導(dǎo)我去思考了更多的設(shè)計思路，增強了我的學(xué)習(xí)能力，與我們一起討論問題，使我對分析有了更清晰明確的認識，使我受益非淺。
畢業(yè)設(shè)計是我們專業(yè)知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，這是我們邁向社會、從事職業(yè)工作前一個必不可少的過程?！扒Ю镏惺加谧阆隆保ㄟ^這次課程設(shè)計，我深深體會到這句千古言的真正含義。我今天認真地進行課程設(shè)計，學(xué)會腳踏實地地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎(chǔ)。
說實話，畢業(yè)設(shè)計真是有點累。然而一著手清理自己的設(shè)計結(jié)果，仔細回味畢業(yè)設(shè)計的心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使我倦意頓消。雖然這是我剛學(xué)會走完的第一部，是我人生中的一點小小的勝利，然而它令我感到自己成熟了許多。
通過畢業(yè)設(shè)計，使我深深體會到，干任何事都必須耐心、細致。課程設(shè)計過程中，許多計算有時不免令我感到有些心煩意亂；有時應(yīng)為不小心計算出錯，只能毫不留情地重做。但一想起老師平時多耐心的教導(dǎo)，想到今后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會責(zé)任，想到世界上因為某些細小失誤而出現(xiàn)的令世人無比震驚的事故，我不禁時刻提醒自己，一定要養(yǎng)成一種高度負責(zé)、一絲不茍的良好習(xí)慣。
經(jīng)歷了畢業(yè)設(shè)計，使我我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識是真正的貧乏，自己綜合運用所學(xué)專業(yè)知識的能力是如此的不足，幾年來學(xué)習(xí)了那么多的課程，今天才知道自己并不會用。想到這里，我真的有點心急了。
由于畢業(yè)時間的倉促，很多本來應(yīng)該弄懂弄透的地方都沒有時間去細細追究來源，但我相信方向才是最重要的，因為方向確定了，就會用最少的精力做好事情，這對于我以后的工作至關(guān)重要。因為在實際生產(chǎn)生活中，要從事的工種是千差萬別的，只有從中找到自己最拿手，最有發(fā)展前途的崗位，個人才有更多的熱情，也最可能在自己的崗位做出一些貢獻。
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