Φ28外舌止動墊圈沖孔落料剪切級進模具設(shè)計說明書

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1、分類號 單位代碼 密 級 學(xué) 號 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 題 目 28外舌止動墊圈沖孔落料剪切 級進模具設(shè)計 作 者 院 (系 ) 專業(yè)班級 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 答辯日期 畢業(yè)論文（設(shè)計）誠信責(zé)任書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計） ，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨 立進行研究所取得的成果。畢業(yè)論文（設(shè)計）中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā) 表的成果、數(shù)據(jù)、觀點等，均已明確注明出處。盡我所知，除文中已經(jīng)注明 引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)公開發(fā)表或撰 寫 過 的 研 究 成 果 。對本

2、文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確 方式標(biāo)明。 本人畢業(yè)論文（設(shè)計）與資料若有不實，愿意承擔(dān)一切相關(guān)的法律責(zé)任。 論 文 作 者 簽 名 : 年 月 日 I 28 外舌止動墊圈沖孔落料剪切級進模具設(shè)計 摘要：設(shè)計首先對冷沖壓模具的基本成形機理及現(xiàn)狀發(fā)展趨勢做出簡要闡釋， 指出沖模是一種低能耗高效率的產(chǎn)出方式，在綜合分析產(chǎn)品工藝性指標(biāo)及對比不 同結(jié)構(gòu)預(yù)案后，確定本次工件易采用連續(xù)模具的方案進行。 模具設(shè)計之前進行了排樣結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝計算兩部分內(nèi)容。第一部分通過排 樣參數(shù)選用和工件各工位的合理分解排布確定

3、了包含沖裁，沖孔彎曲落料在內(nèi)的 多工位的合理結(jié)構(gòu)，并以此為基礎(chǔ)進行了第二部分，主要涵蓋材料利用率，基本 沖裁力參數(shù)，刃口精度公差等幾部分的計算與校核，為后續(xù)模具結(jié)構(gòu)具體實施打 下基礎(chǔ)。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計是在確?？傮w原則的情況下針對凸模，凹模，以及凸模固 定板，輔助部件這幾大方向完成了本體參數(shù)的設(shè)計和選用，最終將他們合理的裝 配，完成了本次工件級進模結(jié)構(gòu)的設(shè)計。最后選用合理的壓力設(shè)備與模具適配， 以滿足后續(xù)試模的需要。 關(guān)鍵詞：級進模； 冷沖壓； 結(jié)構(gòu)設(shè)計 28 外舌止動墊圈沖孔落料剪切級進模具設(shè)計 II Abstract Abstract:The design firstly describes t

4、he basic forming mechanism and the current development trend of the die, and points out that the die is a kind of low-energy and high-efficiency output method. After a comprehensive analysis of product process indicators and comparison of different structural plans, this article is easy to determine

5、. Use a continuous die program to complete the part design. Before the die design, the design of the layout structure and the process calculation were performed in two parts. The first part determines the reasonable structure of multiple stations including punching, punching and blanking, through th

6、e selection of the layout parameters and the rational decomposition of the work stations. The second part is based on this. Covers the calculation of the material utilization rate, the basic blanking force parameters, and the precision of the cutting edge, and lays the foundation for the subsequent

7、implementation of the die structure. The die structure design is to ensure the general principle of the design of the body parameters and the selection of the punch, die, punch fixing plate, auxiliary components in these major directions, and finally they will be reasonable assembly, completed this

8、time Design of work piece progressive die structure. Finally, a reasonable pressure device and die are selected to meet the needs of the subsequent test mode. Keywords：Progressive Die, Cold Stamping,Structural Design III 目 錄 28 外舌止動墊圈沖孔落料剪切級進模具設(shè)計 .....................................................

9、..................................I ABSTRACT.................................................................................................................................................II 1 緒論 .......................................................................................................

10、.....................................................1 1.1 課題研究目的及意義 .........................................................................................................................1 1.1.1 研究目的 .................................................................................................

11、.....................................1 1.1.2 研究意義 ......................................................................................................................................1 1.2 國內(nèi)模具發(fā)展?fàn)顩r .....................................................................................................

12、........................1 1.3 主要研究內(nèi)容 .....................................................................................................................................2 2 零件工藝性分析及沖壓方案確定 ............................................................................................................3 2

13、.1 零件的工藝性分析 .............................................................................................................................3 2.2 確定工藝方案 .....................................................................................................................................4 2.3 排樣設(shè)計 ......

14、.......................................................................................................................................5 2.3.1 排樣參數(shù)確定 .............................................................................................................................5 2.3.2 排樣圖的繪制 ..........

15、...................................................................................................................6 2.3.3 材料利用率 ...............................................................................................................................6 3 模具主要工藝參數(shù)計算 .............................

16、..............................................................................................9 3.1 沖壓力參數(shù)的計算 .............................................................................................................................9 3.1.1 沖裁力計算 ....................................................

17、.............................................................................9 3.1.2 卸料力、推料力、頂料力的計算 ..............................................................................................9 3.2 沖壓壓力中心 .............................................................................................

18、......................................11 4 凸凹模設(shè)計 ..............................................................................................................................................13 4.1 沖裁間隙 .................................................................................................

19、..........................................13 4.2 凸模與凹模刃口尺寸計算 ...............................................................................................................13 4.3 凹模的設(shè)計 ...................................................................................................................

20、....................16 4.4 凸模的設(shè)計 .......................................................................................................................................17 4.5 凹模刃口類型 ......................................................................................................................

21、.............18 5 模具總體設(shè)計 ..........................................................................................................................................19 5.1 定位零件的設(shè)計 ..........................................................................................................................

22、.....19 5.2 卸料板的設(shè)計 ...................................................................................................................................19 5.3 模柄 ............................................................................................................................................

23、.......20 5.4 模架及其他零部件的選用 ...............................................................................................................20 5.5 沖壓設(shè)備的選擇 ...............................................................................................................................21 5.6 壓力機相關(guān)參數(shù)的校核 ...

24、................................................................................................................21 6 總結(jié) ..........................................................................................................................................................23 參考文獻 ..................

25、...................................................................................................................................25 附錄 A 外文文獻及翻譯 ............................................................................................................................27 1 1 緒論 1.1課題研究目的及意義 1.1.1

26、研究目的 通過本設(shè)計冷沖壓模具的典型結(jié)構(gòu)與計算工作，目的在于熟悉冷沖壓模具的工作 原理，并系統(tǒng)地運用所學(xué)過的知識處理冷沖壓模具設(shè)計中的各種問題，提高對機械系 統(tǒng)分析和模具設(shè)計的能力；另外，通過畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)閱讀中外文科技文獻、查閱并利 用文獻資料以及獨立撰寫科技論文的能力。 1.1.2 研究意義 沖壓是一種壓力加工的方法，就是在室溫的情況下進行，壓力機上安裝模具對材 料進行施加壓力，使材料發(fā)生分離或者是發(fā)生塑性變形，進而得到所需要的零件。本 設(shè)計中的級進模具結(jié)構(gòu)簡單，使用方便可靠，對類似工件的大批量生產(chǎn)具有一定參考 作用。在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，工人勞動強度大、生產(chǎn)量大，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率的提高。 隨

27、著現(xiàn)如今科技的發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)中模具的使用越來越引起人們的重視，并被大量 應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中去。沖壓模具可以不僅提高勞動生產(chǎn)效率，減輕工人負(fù)擔(dān)，而且具 有重要的技術(shù)進步意義和經(jīng)濟價值。 1.2 國內(nèi)模具發(fā)展?fàn)顩r 到了 21 世紀(jì),隨著計算機軟件的發(fā)展和進步, CAD/CAECAM 技術(shù)日成熟,其現(xiàn)代 模具中的應(yīng)用越來越廣泛。目前我國沖壓模具無論在數(shù)量上,還是在質(zhì)量技術(shù)和能力等 方面都已有了很大發(fā)展,但與國民經(jīng)濟需求和世界先進水平相比,仍具有較大的差異,一 些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進口,特別是中高檔轎車的蓋件模 具,目前仍主要依靠進口。而一些低檔次的簡單沖模,則已供過于求,市

28、場竟?fàn)幏浅＜ち摇?我國模具工業(yè)雖然有了很大的發(fā)展,但總體看來,技術(shù)水平仍比工業(yè)發(fā)達國家要落 后 1520 年，這與我國制造業(yè)發(fā)展的要求相比差距還很大。為了推進社會主義現(xiàn)代化 連設(shè),適應(yīng)國民經(jīng)濟各部門發(fā)展的需要,模具工業(yè)需要進行進一步技術(shù)結(jié)構(gòu)和加速國產(chǎn) 化。因此,應(yīng)立足國情,著重發(fā)展模具行業(yè)中的關(guān)継、共性技術(shù)，不斷加大新技術(shù)的開 發(fā)和推廣應(yīng)用力度,不斷提高行業(yè)的自主創(chuàng)新能力.用信息技術(shù)帯動和提升模具工業(yè)的 制造技術(shù)水平,積極采用高新技術(shù)和先進適用技術(shù)來提高行業(yè)的總體水平,使我國模具 28 外舌止動墊圈沖孔落料剪切級進模具設(shè)計 2 行業(yè)向大型、精密、復(fù)雜高效、長壽命和多功能方向發(fā)展,推動我國模具工

29、業(yè)技術(shù)進步 再上新臺階,將是我國模具行業(yè)發(fā)展的一個重要任務(wù) 1。 1.3 主要研究內(nèi)容 本次設(shè)計的內(nèi)容是利用 UG、CAD 等軟件進行 28外舌止動墊圈的剪切級進模具 設(shè)計，主要設(shè)計內(nèi)容包括： （1） 分析零件的工藝性，確定沖壓方案及模具結(jié)構(gòu)； （2） 進行模具零件的設(shè)計計算； （3） 繪制模具裝配圖。 3 2 零件工藝性分析及沖壓方案確定 28外舌止動墊圈 結(jié)構(gòu)圖和三維結(jié)構(gòu)圖分別如圖 2.1 和圖 2.2 所示。 圖 2.1 28外舌止動墊圈結(jié)構(gòu)圖 圖 2.2 28外舌止動墊圈 3D 圖 2.1 零件的工藝性分析 模具整體設(shè)計首先以 28外舌止動墊圈的課題任務(wù)要求與技術(shù)解析開始，在繪制 28

30、 外舌止動墊圈沖孔落料剪切級進模具設(shè)計 4 了結(jié)構(gòu)圖以及三維的渲染結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上分析了以下幾點要求： （1）材料：零件的材料選用 Q235-A，普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，其抗拉強度 b=375460Mpa，屈服強度為 s=210Mpa，此材料具有高的彈性和良好的耐磨性，沖 裁加工性能好。 （2）結(jié)構(gòu)：內(nèi)部有一個沖孔和一處 90的彎曲成形部分。料厚為 1.5mm，滿足厚 度要求，零件毛刺小，模具壽命高，孔的直徑較小，適合沖裁加工。 （3）尺寸精度：根據(jù)零件圖上所注尺寸，工件尺寸精度要求較低，采用 IT14 級 精度，普通沖裁完全可以滿足要求。 由于待沖壓材料沖裁強度和剛度的使用要求，沖裁件上的孔不能太小，凸

31、模沖孔 的最小尺寸為料厚的 0.9 倍（280.9t ） ，所以用來沖孔的凸?？梢圆皇褂猛鼓１Ｗo外 套。 整體來說，墊圈工件采用厚度為 1.5mm 的 Q235-A 料帶沖壓而成。整體形狀為圓 形結(jié)構(gòu)，內(nèi)孔部分和外周邊緣的距離參數(shù)大于 3mm。工件精度為 IT14 級，可以實現(xiàn) 斷面較為光潔。從上述的分析可以確定，采用冷沖裁成形可以滿足大批量生產(chǎn)要求。

32、 2.2 確定工藝方案 該工件包括沖孔、落料 、剪切三個工序，有以下三種工藝方案： 方案一：先沖孔，再剪切，最后落料，單工序生產(chǎn)； 方案二：沖孔剪切落料復(fù)合模生產(chǎn)； 方案三：沖孔剪切落料級進沖壓，采用級進模生產(chǎn)。 方案一用單工序模。該模具結(jié)構(gòu)簡單，單副模具成本低，使用、維修方便，但需 要三道工序三副模具，重復(fù)定位差，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求 和制件精度。 方案二用復(fù)合模。復(fù)合模是指在一次工作行程中完成多道沖壓工序的模具，只需 要一副模具,工件的精度及生產(chǎn)效率都很高，但模具強度比較差，且制造比較麻煩。沖 壓完成后零件會卡在模具上，需要自行清理,這樣不僅

33、會降低沖壓速度，而且操作繁瑣。 方案三用級進模。整個制件的成形是在級進過程中逐步完成的。級進成形是屬工 序集中的工藝方法，可使切邊、沖孔、打彎成形、落料等多種工序在一副模具上完成， 生產(chǎn)效率較高。它的制件和廢料無需人工清理，所以降低了工作量，而且操作安全、 方便，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化生產(chǎn) 2。 通過對上述三種方案的分析比較，從零件的生產(chǎn)批量和技術(shù)要求上看，該零件的 沖壓生產(chǎn)宜采用普通級進模。 5 2.3 排樣設(shè)計 2.3.1 排樣參數(shù)確定 （1）搭邊值的確定 根據(jù) GB856 本次沖裁零件采用厚度為 1.50mm 的 Q235-A 材料進行加工沖裁，故 毛胚料為 1.50mm 厚（t=1.50mm）

34、 ，查表 2.1 得，側(cè)邊搭邊值為 1.50mm（a=1.50mm ） ， 工件間搭邊值為 1.20mm（a 1=1.20mm） 3。 表 2.1 沖裁件合理搭邊值 料厚/mm 搭邊值/mm a a1 0.25-0.50 1.00 0.80 1.00-1.50 1.30 1.00 1.50-2.00 1.50 1.20 （2）送料步距 S 根據(jù)待加工零件圖紙可知零件最大外形輪廓尺寸為 58.00mm，工件間搭邊值為 1.20mm，經(jīng)公式 2-1 計算可得工件送料步距 S=59.20mm。 S=A+M （2-1） 式中： S工步長度，mm； M相鄰工件的距離，mm； A

35、最大輪廓長度，mm。 （3）帶料寬度 B （2-2）01)2(nbaDB 式中： B條狀料或帶狀料寬度； D沖件尺寸； a1工件間搭邊值； n側(cè)刃數(shù)； 條狀料或帶狀料單向偏差； b側(cè)刃裁切的料邊寬度，金屬材料取 1.50mm2.50mm，非金屬材料取 2.00mm4.00mm，薄料取較小值，厚料取較大值。 B(58+21.2+21.5) -00.463.4 0-0.4 28 外舌止動墊圈沖孔落料剪切級進模具設(shè)計 6 2.3.2 排樣圖的繪制 結(jié)合上述的參數(shù)選用，繪制出如圖 2-3 所示的排樣方案： 通過對工件的工藝性分析可以看出零件從大體上分為三個部分，包括中間內(nèi)孔，

36、外舌和最大外圓。所以對其沖裁的工序依次為沖孔，切開彎曲，落料。以此為依據(jù)對 工件進行系統(tǒng)排樣并繪制排樣圖。排樣圖的繪制遵從以下三點： （1）排樣時要避免沖壓過程中凸模與凸模之間距離太近，導(dǎo)致零件局部變形。 （2）搭邊值要合理，不能出現(xiàn)毛刺飛邊等現(xiàn)象。 （3）如果采用多排樣式，應(yīng)該預(yù)留空工位方便組裝拆卸，防止發(fā)生因應(yīng)力集中導(dǎo) 致的模具損毀 4。 圖 2.3 排樣圖 2.3.3 材料利用率 材料利用率表示為零件實際使用面積所占大小與毛胚料整體的面積大小之間的比 例，常用 表示： 總 =總 100% 式中： 總 材料利用率； n 總 沖裁件的數(shù)目； A 沖裁件的實際面積/mm

37、2； B 板料寬度/mm； L板料長度/mm； 采用分塊法近似計算沖壓件的面積： A=3.142929-3.141414=2025.3(mm2) 帶料長度： L=58+1.2=59.2(mm) 7 帶料寬度： B=61(mm) 材料利用率： 28 外舌止動墊圈沖孔落料剪切級進模具設(shè)計 8 9 3 模具主要工藝參數(shù)計算 3.1 沖壓力參數(shù)的計算 3.1.1 沖裁力計算 沖裁力指在上模座和下模座的相對位移中，將沖裁零件與毛胚料分離所需的力。 它的大小與毛胚材料的高度，所要沖壓毛胚料的物理特性及所需零件的最大外形尺寸 有關(guān)聯(lián)。在應(yīng)用簡易平刃口模具實現(xiàn)沖壓的時候，實際沖裁力 F 表示為：

38、 (3-1) 式中： F沖裁力/N; L 沖裁件最大外形輪廓尺寸，mm； t 毛胚料的厚度，mm； Q235 的抗剪切強度，MPa； Q235-A 的抗剪切強度如下表 3.1 所示。 表 3.1 常用材料剪切強度表 材料牌號 b/MPa Q195 255310 Q215 265330 碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235-A 305375 由表可得，Q235-A 最大抗剪切強度為 375Mpa。根據(jù) GB856 可知沖壓所需毛胚 料的厚度為 1.50mm（t=1.50mm） ，單次最大沖壓外形輪廓尺寸值為 182.12mm，計算 得 F=182.121.5375102442.5N5。 3.

39、1.2 卸料力、推料力、頂料力的計算 在沖壓階段中會發(fā)生沖壓毛胚料的塑性形變以及毛胚料與沖壓凸凹模間隙的剮蹭， 會另沖壓后的沖孔部分的邊角料緊緊的固定在凸模刃口表面。所以將被緊壓在刃口表 面上的毛胚料取下的力稱為卸料力；將在沖模方向上卡在凹?？字械臎_壓廢棄料推出 的力稱為推料力；將沖裁件或著廢棄輔料至模具腔孔內(nèi)的力與沖裁方向相反的力稱作 頂料力。 28 外舌止動墊圈沖孔落料剪切級進模具設(shè)計 10 （1）卸料力的計算 6 F 卸 k 卸 F (3-2) 式中： F 沖裁力， N； F 卸 脫料力， N； k 卸 卸料力系數(shù)，見表 3.2。 由上式可得 F 卸 =

40、0.05102442.5=5122.13（N） （2）推料力的計算 F 推 nk 推 F (3-3) 式中： F 沖裁力， N； n 同時卡住的工件或廢料，n=1； F 推 推料力， N； k 推 推料力系數(shù)，見表 3-2。 由上式可得 F 推 0.055102442.5=5634.34 （N） （3）頂料力的計算 F 頂 k 頂 F (3-4) 式中： F 沖裁力， N； F 頂 頂料力， N； k 頂 頂料力系數(shù)，見表 3-2。 由上式可得 F 頂 0.06102442.5=6146.

41、55 （N） 表 3.2 為卸料力、推件力和頂件力系數(shù)表。 表 3.2 卸料力、推件力和頂件力系數(shù) 料厚 /mm k 卸 k 推 k 頂 0.1 0.065-0.075 0.1 0.14 0.10.5 0.045-0.055 0.063 0.08 鋼 0.52.5 0.04-0.05 0.055 0.06 2.56.5 0.03-0.04 0.045 0.05 6.5 0.02-0.03 0.025 0.03 11 （4）總沖壓力的計算 卸卸FF (3-5) =1

42、19345.51（N） 3.2 沖壓壓力中心 多工位級進模具的壓力中心是指同時完成不同工序時各個凸模組合力的作用幾何 中心。為了保證沖壓設(shè)備的正常工作應(yīng)該使得壓力中心與模座中心重合，否則，會使 沖模和沖壓設(shè)備滑塊產(chǎn)生偏心載荷，致使滑塊與軌道之間產(chǎn)生較大的摩擦力，使得模 具導(dǎo)向零件加快損壞，減少模具和沖壓設(shè)備的使用年限。 模具的壓力中心可以根據(jù)以下原則確定： 1、全對稱零件取其幾何中心。 2、軸對稱圖形零件，壓力中心與零件中心軸線重疊。 3、如果零件形狀復(fù)雜、可以通過對多孔模具和級進模具壓力中心的解析計算， 得到模具的壓力中心，計算公式如下。 (3-6) (3-7)

43、 通過解析法計算壓力中心時，首先繪制凹模形狀圖，如圖 4-2 所示。在圖中， XOY 坐標(biāo)系建立在圖對稱的中心線上，根據(jù)幾何圖形將輪廓分解為 L1L3 三條基本 線，并通過解析的方法得到模具壓力中心坐標(biāo)。有關(guān)計算如表 4-4 所示。 圖 3.1 壓力中心坐標(biāo)分析 28 外舌止動墊圈沖孔落料剪切級進模具設(shè)計 12 表 3.3 壓力中心的計算 各工位壓力中心的坐標(biāo)值/mm 沖壓輪廓尺寸 L/mm X Y L1=87.92 0 0 L2=20 33.2 0 L3=174.12 118.4 0 合計 282.04 75.45（取 75） 0 得其壓力中心坐標(biāo)值為（75，0） 7。 13

44、 4 凸凹模設(shè)計 4.1 沖裁間隙 凹凸模之間的距離大小叫做沖裁間隙。沖裁間隙設(shè)計的不合理，將會減少模具的 耐疲勞性，耐磨損性等性能。所以，在設(shè)計模具時，計算沖裁間隙是必不可少的步驟。 尺寸精度是由現(xiàn)實生產(chǎn)之中實際生產(chǎn)的長度去除基本尺寸所獲取的數(shù)值，這個數(shù)值越 接近零，那么就證明其可靠性越好，如果這個數(shù)值過大，那么則需要重新進行設(shè)計。 這個數(shù)值是由凹凸模之間的相對位置誤差及其自身的尺寸偏差所決定的。在現(xiàn)實生活 中，一個模具的實際使用年限是受到各種方面因素干擾的，而在這其中，最影響最大 的就是沖裁間隙。如果沖裁間隙過小凸凹模之間會產(chǎn)生摩擦，導(dǎo)致模具的不正常損耗。 反之則會出現(xiàn)零件飛邊，毛刺過多，

45、發(fā)生塑性變形等現(xiàn)象，影響成品質(zhì)量 8。 根據(jù)之前的討論，在本次設(shè)計中要充分的考慮到間隙大小對實際使用過程中所造 成的影響。選取合適的數(shù)值，確保合理的設(shè)計，這是本次設(shè)計之中的重點。結(jié)合材料 特性在本次設(shè)計中將選用最小間隙距離。表 4.1 為金屬材料沖裁間隙值。 表 4.1 金屬材料沖裁間隙值 據(jù)表可選用沖裁間隙值為 0.15mm。 4.2 凸模與凹模刃口尺寸計算 刃口尺寸計算原則有以下三點： （1）根據(jù)凸模尺寸可設(shè)計出落料模尺寸，同理沖孔模設(shè)計時要以凸模尺寸為基 礎(chǔ)。 （2）經(jīng)過長時間的使用凹模與凸模之間會有磨損產(chǎn)生，使得落料件的外形輪廓 尺寸會越來越大，沖孔的直徑逐漸的變小。所以凹模設(shè)計一般用

46、下極限偏差尺寸而凸 模設(shè)計用上極限偏差尺寸。 （3）由于摩擦的因素，這將導(dǎo)致沖裁模在實際生產(chǎn)之中會不斷的磨損，這導(dǎo)致 配合精度的降低，所以在設(shè)計之初就要考慮好這個問題所帶來的影響，提前設(shè)計出合 理的數(shù)據(jù)，增加模具的使用年限 9。 刃口間隙表如表 4.2 所示。 小間隙 中間隙 大間隙 高碳鋼、 T8A、T10A、65Mn （ 0.080.12）t （ 0.120.15）t （0.150.18）t 28 外舌止動墊圈沖孔落料剪切級進模具設(shè)計 14 表 4.2 刃口間隙 查表得刃口間隙值：凸模公差-0.02，凹模公差 0.03。 根據(jù)經(jīng)驗公式計算凸模刃口尺寸如下： 沖孔凸模刃口尺寸：

47、 (4-1)0()pdx 落料凸模刃口尺寸： (4-2)min0(D)dpZ 式中： dd 沖孔凹模的刃口尺寸，mm; Dp 落料凸模的刃口尺寸，mm; x 磨損系數(shù)，查表 4-3 得 =0.50； 零件的公差，mm，見表 4.3； Zmin 最小間隙，mm，見表 4.4； d 凹凸模生產(chǎn)偏差， mm。 根據(jù)經(jīng)驗公式計算凹模刃口尺寸如下： 沖孔凹模刃口尺寸： (4-3)min0()ddxZ 落料凹模刃口尺寸： (4-4) Db 式中： dp沖孔凸模的刃口尺寸，mm;

48、 Dd落料凹模的刃口尺寸，mm; D落料輪廓大小，mm ; d沖孔輪廓大小，mm ; 磨損系數(shù)，查表 4.3 得 =0.50； 工件公差，mm，見表 4.3； Zmin最小間隙，mm，見表 4.4； d凹凸模生產(chǎn)偏差， mm。 基本尺寸 凸模公差 凹模公差 3080 -0.020 0.030 15 根據(jù)經(jīng)驗公式計算凹模刃口尺寸如下： 沖孔凹模刃口尺寸： (4-5)min0()ddxZ 落料凹模刃口尺寸： (4-6)0Dbd 式中： dp沖孔凸模的刃口尺寸/mm; Dd落料凹模的刃口尺寸/mm; D落料輪廓大小/mm ; d沖孔輪廓大小/mm ; 磨損

49、系數(shù)，查表 4.3 得 =0.50； 工件公差/mm，見表 4.3； Zmin最小間隙/mm，見表 4.4； d凹凸模生產(chǎn)偏差/mm。 沖 28.00mm的中心孔時，由上式計算得： 沖孔凸模刃口尺寸： ；00.2.2(28.5)81p md 沖孔凹模刃口尺寸： 。.3.03 切開彎曲時(切口 8mm)，由上式計算得： 切口凹模刃口尺寸： ；00.2.2(0.)d 切口凸模刃口尺寸： 。.338581p 沖 58.00mm的落料孔時，由上式計算得： 落料凸模刃口尺寸： ;00.2.2(.)574pDm 落料凹模刃口尺寸： 。.3309d 表 4.3 為磨損系數(shù)表，表 4.4 為推薦用雙面大間

50、隙。 表 4.3 磨損系數(shù) 表 4.4 推薦用雙面大間隙 非圓形 x 值 圓形 x 值 磨損系數(shù) 1.00 0.75 0.50 0.75 0.50 厚度 t/mm 工件公差 1.0 0.16 0.170.35 0.36 1.02.0 0.20 0.210.41 0.42 2.04.0 0.24 0.250.49 0.50 4.0 0.30 0.310.59 0.60 1.03.0 0.220.28 3.06.0 0.240.32 17 圖 4.1 凹模板 4.4 凸模的設(shè)計 28外舌止動墊圈外形相對簡單，根據(jù)材料特性及加工工藝要求，為了滿足凸模 剛度和韌性，所以本次將凸模設(shè)計成階梯式，便于安裝

51、維修及后期更換。采用一體化 成形銑、一體化成形磨削。 凸模長度根據(jù)模具結(jié)構(gòu)需要來確定，本次設(shè)計采用固定卸料板和導(dǎo)料板機構(gòu)，其 長度計算公式如下： (4-9) 12350Lhm 上式中,h 1,h2,h3 分別為凸模固定板，卸料板，導(dǎo)料板；15.0020.00mm 為附加長度， 包括凸模的修模余量，模具閉合時的安全距離和凸模進入凹模的深度等。 經(jīng)計算凸?？傞L L=80.00mm。 對于圓形凸模承載能力的校核公式如下 11： (4-10) 式中： dmin 凸模最小直徑，mm； t 材料厚度，t=1.50mm； 材料抗剪強度，Mpa； 凸模材料的許用

52、壓應(yīng)力，Cr12MoV 的許用壓應(yīng)力為 1200Mpa； 故： 本次設(shè)計中凸模最小直徑為 8.00mm3.00mm 所以滿足強度要求。 對圓形截面的凸模失穩(wěn)彎曲強度校核公式如下： (4-11) 式中： d 凸模最小直徑，mm； F 凸模的沖裁力， N； Lmax不產(chǎn)生失穩(wěn)的彎曲極限長度，mm。 故： 4dmint3m105.4dmin tFdL 2max70mFdL59.720m

53、ax 28 外舌止動墊圈沖孔落料剪切級進模具設(shè)計 18 本次設(shè)計中凸模長度為 80.00mm7.59mm 所以滿足長度要求。 圖 4.2、圖 4.3、圖 4.4 分別為沖孔凸模、切口打彎凸模、落料凸模的三維圖。 圖 4.2 沖孔凸模 圖 4.3 切口打彎凸模 圖 4.4 落料凸模 4.5 凹模刃口類型 本次設(shè)計的模具工位較少不用單獨對凹模進行設(shè)計，采用一體化的凹模板。凹模 板上三個凹?？谛螤钜来螢樾A孔，不規(guī)則方孔，大圓孔。其中大小圓孔分別起到排 料和落料的作用，所以在對凹模孔設(shè)計時采用階梯孔，如下圖 4.1 所示，這樣的設(shè)計 有利于剝落粘附在凸模刃口的工件和廢料，使其自然

54、脫落不粘帶 12。 圖 4-1 凹模刃口形式 19 28 外舌止動墊圈沖孔落料剪切級進模具設(shè)計 20 5 模具總體設(shè)計 5.1 定位零件的設(shè)計 控制帶料的進料方面采用活動導(dǎo)料銷和固定導(dǎo)料板來限制其自由度。帶狀 毛胚料必須確保在進給方向和沖壓過程中，能有兩個自由度受到限制。一個限 制在材料進給方向，這個限制是為了確保帶料的步幅長度恰好是每次送進時的 步距。另一個是用側(cè)位導(dǎo)料板限制垂直材料的方向，使料板不會發(fā)生縱向的位 移 13。下圖 5.1 為導(dǎo)料裝置。 圖 5.1 導(dǎo)料裝置 帶料橫向定位裝置：通常，級進模具中的材料側(cè)向定位裝置將使用導(dǎo)向板 來引導(dǎo)材料，并且導(dǎo)向板更便于操作。 帶料縱向定位裝置：

55、活動擋料銷和固定擋料銷可以有效限制毛胚料的步距， 達到定位的效果。 外孔最初由固定擋料銷定位，并通過設(shè)置在沖裁凸模上的兩個導(dǎo)正銷精確 定位。導(dǎo)正銷的目的是消除在進給過程中產(chǎn)生的誤差，并確保工件相對位置的 公差。因此，需要使用導(dǎo)正銷來作精細(xì)的定距。 5.2 卸料板的設(shè)計 此次沖壓材料選用 Q235-A 材料，料厚 1.50mm，整體質(zhì)量較輕，所需卸料 力較小。所以選擇固定卸料板。固定卸料板運行相對比較平穩(wěn)，安裝方便，便 于拆卸。其厚度根據(jù) JB/T 8066.1-2010 選取 10.00mm。外形尺寸與凹模板同。 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 21 5.3 模柄 根據(jù)此次沖裁零件沖裁力分析

56、選取沖壓設(shè)備的型號 J23-40T，查沖壓設(shè)備型 號可知模柄的半徑為 25.00mm,模柄厚度為 70.00mm。模柄的高度比模柄的厚度 小 5.0010.00mm，模柄孔的半徑應(yīng)該比模柄的直徑略小。此次多工位級進模具 設(shè)計中采用壓入式模柄，如圖 5.2 所示。 圖 5.2 模柄 5.4 模架及其他零部件的選用 查國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 2855-2008 和 G2861.1-2008 選用沖?；瑒訉?dǎo)向模座和滑 動導(dǎo)向?qū)е?。根?jù)多工位級進模具設(shè)計中凹模周界尺寸 250.00mm125.00mm 來進行標(biāo)準(zhǔn)上下模座尺寸的選擇。整體結(jié)構(gòu)使用對角導(dǎo)柱模架，對角導(dǎo)柱模架 優(yōu)點及主要作

57、用就是減小上模座的下模座在沖裁過程中發(fā)生傾斜使得壓力中心 偏移所產(chǎn)生的位移誤差。 對角導(dǎo)柱模架的凹模周界選用范圍為 60.00mm50.00mm- 500.00mm500.00mm。 對角導(dǎo)柱模架：200125200-01 GB/T 23563.2-2009 ： 上模座尺寸標(biāo)準(zhǔn)：25012540-01 GB/T 2855.1-2008 ； 下模座尺寸標(biāo)準(zhǔn)：25012545-02 GB/T 2855.2-2008 ； 導(dǎo)柱尺寸標(biāo)準(zhǔn)：28150 G2861.1-2008 ； 導(dǎo)套尺寸標(biāo)準(zhǔn)：2810038 G2861.1-2008 ； 模架的最小閉合深度為 195mm 。 其他零部件設(shè)計： 凸模固

58、定板，凹模板，卸料板，墊板，導(dǎo)料板尺寸根據(jù)毛胚料寬度與所選 模架標(biāo)準(zhǔn)尺寸為參考。其中凸模與凸模固定板之間采用過度配合的方法，將凸 28 外舌止動墊圈沖孔落料剪切級進模具設(shè)計 22 模壓入凸模固定板。凸模固定板與上模座之間使用墊板過度，防止凸模發(fā)生位 移。其余零部件按照機械設(shè)計手冊選用標(biāo)準(zhǔn)件螺栓和銷釘。 本次采用的卸料裝置為固定卸料裝置，卸料板用 10.00mm 厚的 45 鋼制造。 卸料板，導(dǎo)料板與凹模板三者之間用 6 個 GB/T 27-2012 M1260 的六角頭鉸制 孔用螺栓鏈接。 5.5 沖壓設(shè)備的選擇 為了避免在沖裁過程中沖裁力過小，致使無法完成零件的加工過程或加工 出的零件達不到

59、技術(shù)要求不能使用。在此采用公稱壓力 F 壓 1.601.80 倍的 沖裁力來選擇沖壓設(shè)備型號。綜上所述考慮到待加工零件的精密度要求和沖裁 時所需的最小沖裁力，最后選用的沖壓設(shè)備型號為 J23-40T，該沖壓設(shè)備的參數(shù) 見表 5.1。 表 5.1 壓力機主要參數(shù)表 5.6 壓力機相關(guān)參數(shù)的校核 模具閉合后其高度不能小于最小安裝尺寸，同理也不能大于最大安裝高度。 其關(guān)系式為： (5-1) min1max10)5HH裝 模 （ 式中： 壓力機的最小安裝尺寸，mm；min 壓力機的最大安裝尺寸，mm；ax 型號 J23-40T 公稱壓力（N） 400000 最大傾斜角度（） 20 滑

60、塊行程次數(shù)（次/ 分鐘） 40 滑塊中心線至床身距離 200.00 最大閉合高度 300.00 床身兩立柱距離 305.00 工作臺尺寸 390.00630.00 滑塊行程 90.00 模柄孔尺寸 50.0075.00 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 23 壓力機工作墊板厚度，mm；1H 壓力機最大裝模高度，mm；max 壓力機最小裝模高度，mm ；in1 H模具的閉合高度，mm。 故：160.00mm195.00mm200.00mm（滿足閉合高度要求） 。 28 外舌止動墊圈沖孔落料剪切級進模具設(shè)計 24 6 總結(jié) （1） 從整個設(shè)計過程來看，該 28 外舌止動墊圈工件采用級進模成形

61、 效率較高。 （2） 拉深采用沖裁彎曲落料連續(xù)沖裁，提高了制件的成形效率。 （3） 對模具工作部分尺寸及公差進行設(shè)計計算并繪制模具了零件圖及裝 配圖。 （4） 進行了壓力機校核，確定了壓力機型號。 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 25 28 外舌止動墊圈沖孔落料剪切級進模具設(shè)計 26 參考文獻 1 李煥芳.冷沖壓模具發(fā)展現(xiàn)狀J. 中國高新技術(shù)企業(yè).2010 2 周本凱.冷沖壓模具制造技術(shù)M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 .2011 3 閻兵.冷沖壓模具結(jié)構(gòu)與設(shè)計實例M. 北京：機械工業(yè)出版社 .2012 4 湯酞則.冷沖壓模具課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)M. 北京：機械工業(yè)出版社 .2015 5 孫傳.

62、冷沖壓工藝與模具設(shè)計M. 杭州：浙江大學(xué)出版社 .2015 6 王秀鳳.冷沖壓模具設(shè)計與制造M. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社 .2012 7 單春艷.冷沖壓工藝與模具設(shè)計M. 北京：科學(xué)出版社 .2015 8 于位靈.冷沖壓模具設(shè)計及典型案例M. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 .2016 9 劉洪賢.冷沖壓工藝與模具設(shè)計M. 北京：北京大學(xué)出版社 2012 10 袁地軍.冷沖壓工藝與模具結(jié)構(gòu)M. 北京：人民郵電出版社 .2015 11 徐永禮. 基于 Pro/E 的沖壓復(fù)合模具設(shè)計探析J. 中國高新技術(shù)企業(yè).2013 12 Han Fei. Guidance and Examples of Co

63、urse Design for Stamping Die and Plastics Injection MouldM. Harbin Institute of Technology Press.2015. 13 Mahajan P V etal. Design for stampingM. New York ASME.2015. 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 27 28 外舌止動墊圈沖孔落料剪切級進模具設(shè)計 28 致 謝 歷時幾個月的時間，終于將此次畢業(yè)設(shè)計完成，過程中也遇到了不少的困 難和障礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過了。在這里尤其要強烈感謝我的論文 指導(dǎo)老師董老師，從選題指導(dǎo)、論文框

64、架到細(xì)節(jié)修改，都做出了無私的指導(dǎo)， 并提出建設(shè)性意見。感謝我們機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的所有授業(yè)恩師， 沒有這么多知識的學(xué)習(xí)和沉淀，我也不會有基礎(chǔ)和信心完成這次設(shè)計。 另外，在校圖書館查找資料的時候，圖書館的老師也給我提供了很多方面 的支持與幫助。在此向幫助和指導(dǎo)過我的各位老師表示最衷心的感謝！ 感謝模具設(shè)計制造研究行業(yè)的各位前輩和學(xué)者們。本文引用了數(shù)位學(xué)者的 研究文獻，各位學(xué)者的研究成果，對我有莫大的幫助和啟發(fā)， 感謝我的同學(xué)和朋友，在我寫論文的過程中給我提供了很多素材，還在論 文的撰寫和排版過程中提供熱情的幫助。 謹(jǐn)以此致謝，最后，謝謝百忙之中抽時間對本文進行審閱的各位老師。由

65、于學(xué)術(shù)水平有限，所寫論文難免有不足之處，希望各位老師批評和指正。 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 29 28 外舌止動墊圈沖孔落料剪切級進模具設(shè)計 30 附錄 A 外文文獻及翻譯 Improving Performance of Progressive Dies Progressive die stamping is a cost-effective and safe method of producing components. Careful design and construction of dies will ensure optimum performance. A progre

66、ssive die performs a series of fundamental sheet metal operations at two or more stations in the die during each press stroke. These simultaneous operations produce a part from a strip of material that moves through the die. Each working station performs one or more die operations, but the strip must move from the first station through each succeeding station to produce a complete part. Carriers, consisting of one or more strips of material left between the parts, provide movement of the parts f