140 電池板鋁邊框沖孔模的設(shè)計(jì)
140 電池板鋁邊框沖孔模的設(shè)計(jì),電池板,邊框,沖孔,設(shè)計(jì)
江 陰 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課 題： 電池板鋁邊框沖孔模的設(shè)計(jì) 子課題: 同課題學(xué)生姓名: 專 業(yè) 模 具 設(shè) 計(jì) 與 制 造 學(xué) 生 姓 名 毛 后 秀 班 組 學(xué) 號(hào) 20040202203 指 導(dǎo) 教 師 尹 國(guó) 洪 完 成 日 期 2007-5-10 基于電池板鋁邊框沖孔模的設(shè)計(jì)摘 要如今沖壓業(yè)與塑料工業(yè)的發(fā)展迅猛，沖壓模具與塑料模具在其中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。對(duì)于即將畢業(yè)又提前就業(yè)的我們?nèi)绾芜x擇一個(gè)比較適合的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題呢？課題是我自己在廠里找的。即選了一套沖裁模，然后一方面根據(jù)廠里的實(shí)際生產(chǎn)情況，另一方面再運(yùn)用我在學(xué)校里學(xué)到的一定的基礎(chǔ)知識(shí)（即理論知識(shí)） ，從而完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：沖壓 沖壓模具 沖裁模目 錄摘要…………………………………………………………………………………I第一章引言1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介……………………………………………………………11.2 介紹工廠情況……………………………………………………………11.3 選題原因…………………………………………………………………11.4 選題意義…………………………………………………………………2第二章設(shè)計(jì)課題2.1 工藝分析…………………………………………………………………32.2 工藝計(jì)算…………………………………………………………………42.2.1 凸、凹模間隙的確定…………………………………………………42.2.2 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算……………………………………………62.2.3 沖裁力及壓力中心……………………………………………………82.3 沖壓模的設(shè)計(jì)……………………………………………………………92.3.1 模具總體設(shè)計(jì)…………………………………………………………92.3.2 非標(biāo)準(zhǔn)零件設(shè)計(jì)………………………………………………………102.3.3 沖模標(biāo)準(zhǔn)模架和零件…………………………………………………131）模架…………………………………………………………………132）標(biāo)準(zhǔn)零件……………………………………………………………14結(jié)語(yǔ)……………………………………………………………………………15參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………16致謝……………………………………………………………………………17江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 1 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)第一章 引 言1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介課題是我自己在廠里找的。即選了一套沖裁模，然后一方面根據(jù)廠里的實(shí)際生產(chǎn)情況，另一方面再運(yùn)用我在學(xué)校里學(xué)到的一定的基礎(chǔ)知識(shí)（即理論知識(shí)） ，從而完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。1.2 介紹公司情況公司名為江陰愛(ài)康太陽(yáng)能器材有限公司，位于華士鎮(zhèn)穿山路 61 號(hào)。公司目前主要加工太陽(yáng)能電池板鋁邊框、游戲機(jī)鋁邊框、天花支架、切割 US 鋁框等等。加工出來(lái)的產(chǎn)品相當(dāng)于是半成品。這其中的加工過(guò)程的工序是比較簡(jiǎn)單，一條生產(chǎn)線的工序一般是切斷、切邊、沖孔、落料、鉆孔、擴(kuò)孔、吹氣、放治具、去毛刺、過(guò)程檢查、成品檢查、擦酒精、打包，最后將箱子置于托盤上捆包。這相應(yīng)的設(shè)備有：切割機(jī)、沖床、折彎?rùn)C(jī)、鉆床、治具等等。廠里加工的原材料是鋁合金型材，材質(zhì)軟、規(guī)格 6063-T5，加工時(shí)有一定的粘性，表面是一層保護(hù)膜，是通過(guò)氧化電泳，噴砂處理而成的，當(dāng)把型材放入模具內(nèi)加工時(shí)，用力大一點(diǎn)，型材很容易被撞傷和擦傷，所以加工時(shí)應(yīng)輕拿輕放。廠里的模具均是單工序摸，而且是結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)設(shè)計(jì)的。模具結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但是結(jié)很緊湊、精致和巧妙。如沖壓落料加工時(shí)，落料摸上無(wú)摸柄與沖床上的滑塊相連接。這樣的話，這個(gè)模具是如何使凸、凹摸分開(kāi)的，從而完成一次落料加工的呢？沖空加工時(shí)，沖空模具是裝在折彎?rùn)C(jī)上的，這與一般情況下，折彎?rùn)C(jī)是用來(lái)彎曲加工的有所不同。因?yàn)榧庸げ牧蠟殇X合金型材，由其材質(zhì)規(guī)格知：含鋁量為 95%，所以加工中要注意兩點(diǎn)：1、材質(zhì)軟，則用力要小。2、加工過(guò)程中，需時(shí)常加油。因?yàn)榧庸r(shí)有鋁屑粘在刃口上。而且對(duì)加什么油也要結(jié)合實(shí)際考慮一下。不象一般用機(jī)油潤(rùn)滑，而是用切削油。原因是機(jī)油也有粘性，這樣起不到作用。1.3 選擇這個(gè)課題的原因江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 2 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)做畢業(yè)設(shè)計(jì)，是我們的學(xué)習(xí)內(nèi)容。那是與一般在學(xué)校里上課的性質(zhì)是不一樣江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 3 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)的。學(xué)校里主要是理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，但是我們大三學(xué)生是要在邊工作的情況下完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)，再運(yùn)用自己所學(xué)的知識(shí)，即理論與實(shí)際相結(jié)合。1.4 意義如今沖壓業(yè)與塑料工業(yè)的發(fā)展迅猛，沖壓模具與塑料模具在其中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。對(duì)于即將畢業(yè)又提前就業(yè)的我們?nèi)绾芜x擇一個(gè)比較適合的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題呢？我所在的單位是一家以沖壓加工產(chǎn)品的工廠。沖壓加工時(shí)肯定是需要沖壓模具的。這就為我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了一個(gè)素材。我們?cè)谝环矫孀霎厴I(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，再結(jié)合實(shí)際情況，從而學(xué)到無(wú)法從書(shū)本知道的知識(shí)，進(jìn)而對(duì)其中有些不足之處提出自己的改進(jìn)方法。這樣，鍛煉了我們的思考能力，也解決了有關(guān)模具的問(wèn)題，更扎實(shí)了自己的基礎(chǔ)知識(shí)，豐富了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 4 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)第二章設(shè)計(jì)課題（即設(shè)計(jì)模具）2.1 工藝分析1）分析制件的沖壓工藝性首先介紹產(chǎn)品產(chǎn)品如圖：材料：鋁合金型材、沖壓件圖名稱：鋁邊框，料厚 2.5mm孔 3—φ9、φ3.4 由沖孔制成。其次分析沖裁的結(jié)構(gòu)工藝性1、加工該產(chǎn)品時(shí)，只需沖四個(gè)孔，該產(chǎn)品是太陽(yáng)能電池板鋁邊框，其中 3—φ9 的孔是做固定用的，Φ3.4 的孔是用于接電線的。沖這樣的孔只需通過(guò)沖孔模加工一道工序便完成了，但如何設(shè)計(jì)模具？在哪種設(shè)備上加工呢？2、沖孔時(shí)，因受凸模強(qiáng)度限制，孔的尺寸不宜過(guò)小。用一般沖模沖圓孔時(shí)，對(duì)1）硬鋼，圓孔直徑 d≥1.3 材料厚度 t；2）軟銅及黃銅，圓孔直徑 d≥1.0 材料厚度 t；3）鋁及鋅，圓孔直徑 d≥0.8 材料厚度 t。這種情況下，只需就第三個(gè)條件滿足便可以。該沖壓件圖中最小圓孔直徑d=3.4，材料厚度 t =2.5mm，經(jīng)過(guò)演算可知 d＞0.8 材料厚度 t，即符合要求。2）分析比較和確定工藝方案針對(duì)開(kāi)始介紹的產(chǎn)品的形狀，加工要求，進(jìn)行模具工藝的分析。方案一：四個(gè)孔同時(shí)進(jìn)行加工方案二：四個(gè)孔分開(kāi)進(jìn)行加工方案一生產(chǎn)效率高，并節(jié)約了工作時(shí)間。方案二生產(chǎn)效率較低，而且工作時(shí)間長(zhǎng)。通過(guò)以上兩種方案的分析比較，對(duì)該沖壓件生產(chǎn)以采用方案一為佳。江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 5 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)3）確定沖模類型及結(jié)構(gòu)形式?jīng)_壓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)生塑性變形或者分離，從而獲得所需沖壓件的一種壓力加工方法。這其中包含了沖壓加工的三要素：沖壓工藝與模具，沖壓設(shè)備和沖壓材料，后兩者都已介紹過(guò)了，現(xiàn)在就重點(diǎn)在“沖壓工藝與模具”上，難點(diǎn)也在這。關(guān)于沖裁模的基本類型從 3 個(gè)方面看：1、沖壓沖下部分是廢料，這道工序在沖壓工藝中是分離工序中的一類工序，稱為沖孔。2、產(chǎn)品只需沖 4 個(gè)孔，只有一道工序，即可以直接采用單工序模生產(chǎn)。單工序模：一般只有一對(duì)凸、凹模，在壓力機(jī)的一次行程中只完成一道沖壓工序的模具。按上、下模導(dǎo)向形式看：常用導(dǎo)柱模。因?yàn)樯?、下模上分別裝有導(dǎo)套、導(dǎo)柱兩種導(dǎo)向零件，用以保證凸、凹模工作時(shí)的準(zhǔn)確位置。4）選擇沖壓設(shè)備板料液壓折彎?rùn)C(jī)，顧名思義，應(yīng)該是做彎曲板料用的，但是我們廠不是這樣用的，它是結(jié)合實(shí)際需要，又要考慮模具的結(jié)構(gòu)形狀才使用的。該折彎?rùn)C(jī)的公稱壓力 400kN ,型號(hào) WC67Y-40T/2200.設(shè)備加工原理：將模具的下模座固定在工作臺(tái)上，通過(guò)彈簧將上模座支撐住，保證一定的裝模高度。當(dāng)折彎?rùn)C(jī)施力時(shí)滑塊向下運(yùn)動(dòng)同時(shí)彈簧被壓縮，即凸、凹模閉合，完成沖孔加工，后來(lái)折彎?rùn)C(jī)卸力時(shí)，滑塊向上運(yùn)動(dòng)，彈簧張開(kāi)，使上模座上移，從而實(shí)現(xiàn)凸、凹模分開(kāi)，以后依次往復(fù)運(yùn)動(dòng)。2.2 工藝計(jì)算2.2.1 凸、凹模間隙的確定① 沖裁間隙是指沖裁凸、凹模工作部分的尺寸之差。即② Z=DA-dT式中 Z——沖裁間隙（mm） ；DA——凹模刃口尺寸（mm）;dT——凸模刃口尺寸（mm）;江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 6 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)沖裁間隙影響著沖裁時(shí)變形的大小，對(duì)沖裁過(guò)程有很大的影響。②間隙對(duì)模具壽命的影響過(guò)小的間隙會(huì)引起：（Ι）沖裁力、側(cè)壓力、摩擦力、卸料力、推料力增大，甚至?xí)共牧险尺B刃口，則更加劇刃口的磨損?。é埃┮鸲渭羟?，產(chǎn)生的碎屑也會(huì)使磨損加大。（Ⅲ）落料件或者廢料往往會(huì)梗塞在凹模洞口，導(dǎo)致凹模脹裂。過(guò)大的間隙會(huì)引起：（Ι）沖裁力、卸料力等減小，從而刃口磨損減小。（Π）零件毛刺增大，反而使刃口磨損加大。所以合理的間隙值可適當(dāng)彌補(bǔ)模具制造精度不高和動(dòng)態(tài)間隙不均引起的不足，不至于啃傷刃口，起到延長(zhǎng)模具生命的作用。③間隙對(duì)沖裁力的影響間隙增大，材料所受的拉應(yīng)力增大，沖裁力有一定程度的降低。間隙減少，材料所受拉應(yīng)力減小，壓應(yīng)力增大，使沖裁力增大。間隙合理時(shí)，沖裁力最小。④間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量的影響間隙過(guò)小時(shí)，凸模刃口處的裂紋比合理間隙時(shí)向外錯(cuò)開(kāi)一段距離。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，在制件斷面形成兩個(gè)光亮帶。而夾在中間的是撕裂面，并在端面出現(xiàn)擠長(zhǎng)的毛刺。間隙過(guò)大時(shí)，凸模刃口處的裂紋比合理間隙時(shí)向內(nèi)錯(cuò)開(kāi)一段距離。材料的彎曲與拉伸增大，拉應(yīng)力增大，易產(chǎn)生剪裂紋，致使斷面光亮帶減小，圓角帶增大，所形成的厚而大的拉長(zhǎng)毛刺難以去除，制件翹曲嚴(yán)重。⑤采用經(jīng)驗(yàn)公式法 Z/2=ct式中 c——與材料性能、厚度有關(guān)的系數(shù)（見(jiàn)表 1） ；t——材料厚度（mm）江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 7 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)表 1 系數(shù) c料厚 t/mm材料t＜3 t＞3軟鋼 0.06～0.09鋁合金 0.06～0.10硬銅 0.08～0.12當(dāng)斷面質(zhì)量無(wú)特殊要求時(shí)，將 t＜3mm 的相應(yīng) c值放大 1.5 倍。結(jié)合實(shí)際：查表 1，查得系數(shù) c=0.06～0.10t=2.5 代入公式可求得Zmin=0.3mm Zmax=0.5mm2.2.2 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算①刃口尺寸計(jì)算原則（Ι）在進(jìn)行模具刃口加工尺寸計(jì)算時(shí)，沖孔以凸模為基準(zhǔn)模，落料時(shí)以凹模為基準(zhǔn)模。（Ⅱ）考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸模基本尺寸則應(yīng)取工件孔的尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸；設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹模的基本尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)的較小尺寸。（Ⅲ）確定沖裁件刃口制造公差時(shí)，應(yīng)根據(jù)沖裁件的精度要求。當(dāng)凸、凹模分開(kāi)加工時(shí)，其公差還應(yīng)該滿足下式要求：│δ T│+│δ A│≤ Zmax-Zmin式中 δ T、 δ A——凸、凹模制造公差Zmin、Zmax——最大和最小合理間隙②確定凸、凹模工作部分尺寸。單件生產(chǎn)，或者沖制薄料零件，形狀復(fù)雜的零件，為了保證凸、凹模的間的一定的間隙值，常采用凸模與凹模配加工的方法。配加工是沖孔以凸模為基準(zhǔn)件，落料以凹模為基準(zhǔn)件，先做好基準(zhǔn)件，然后以基準(zhǔn)件為基準(zhǔn)加工另一件，使它們保持一定的間隙。因此，只在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸和制造公差，另一件只江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 8 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)標(biāo)注基本尺寸并注明配做所留間隙值。根據(jù)凸?；蛘甙寄Ｉ铣叽缧再|(zhì)的不同分別計(jì)算如下：A 類：凸?；虬寄Ｔ谀p后會(huì)增大的尺寸；B 類：凸?；虬寄Ｔ谀p后會(huì)減小的尺寸；C 類：凸模或凹模在磨損后基本不變的尺寸；對(duì)于落料凹模或者沖孔凸模磨損后將會(huì)增大的 A 類尺寸，則刃口基本尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)的較小尺寸。A 類尺寸=（制件的最大極限尺寸-xΔ） +1/4Δ 0對(duì)于落料凹?；蛘邲_孔凸模磨損后將會(huì)減小的 B 類尺寸, 則刃口基本尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸。B 類尺寸=（制件的最小極限尺寸+ xΔ）-對(duì)于凸?；虬寄Ｔ谀p后基本保持不變的 C 類尺寸,不必考慮磨損的影響,凸、凹模的基本尺寸取制件的中間尺寸，其上下偏差按對(duì)稱分布，C 類尺寸=制件的中間尺寸±1/8Δ其中 Δ——沖裁件制造公差；X——磨損系數(shù)，在 0.5～1 之間，與制造精度有關(guān)，可查表 2 選取表 2 磨損系數(shù) x非圓形 圓形1 0．75 0．5 0．75 0．5料厚 t/mm工件公差 Δ/mm1～2 <0.2 0.21～0.41 ≥0.42 <0.20 ≥0.202～4 <0.24 0.25～0.49 ≥0.50 <0.24 ≥0.24沖孔 Φ9，Φ3.4 尺寸的計(jì)算由于沖孔時(shí)凸模為基準(zhǔn)件，因此先計(jì)算凸模刃口尺寸由圖可知尺寸 Φ9±0.3mm，Φ3.4±0.3mm 均為 B 類尺寸.由表 2 可查 x=0.5加工 Φ9 的孔dT=(8.7+0.5×0.6)= 9江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 9 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)沖孔凹模按凸模實(shí)際尺寸配作，保證最小間隙 0.3mm.加工 Φ3.4 的孔dT=(3.1+0.5×0.6)= 3.4沖孔凹模按凸模實(shí)際尺寸配作，保證最小間隙 0.3mm.2.2.3 沖裁力及壓力中心Ⅰ、計(jì)算沖裁力公式：F=1.3LtτF: 沖裁力（N）L： 沖裁周長(zhǎng)（mm）t：材料厚度（mm）τ ：材料的抗剪強(qiáng)度（MPa）沖孔力 F1F1=3×1.3πd1t+τ1.3πd2tτ式中取 τ=260MPad1=9 mmd2=3.4mmt=2.5mm將數(shù)值帶入得：F1=80.66kN公式：F2=nK2Fn:卡在凹模內(nèi)的沖孔廢料數(shù)目n=h/th:凹模洞口的直壁高度（mm）t：材料厚度（mm）K2：推料力系數(shù)式中 n=2 江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 10 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)K2=0.05將數(shù)值帶入得：推料力 F2=8.07kN則沖壓總工藝力 F 為：F=F1+F2=（80.66+8.07）kN=88.73kN確定折彎?rùn)C(jī)的規(guī)格時(shí)應(yīng)遵循的基本原則是：折彎?rùn)C(jī)的公稱壓力必須大于沖壓工序所需壓力。對(duì)于一般施力行程較小的沖壓工序（如沖裁、淺彎曲、淺拉深等）P≥（1.1～1.3）Fg式中 P：折彎?rùn)C(jī)的公稱壓力 kN;Fg: 沖壓總工藝力 kN。從滿足沖壓工藝力的要求看：可選用 400kN 的折彎?rùn)C(jī)。Ⅱ、壓力中心的確定從側(cè)向看：其中 F1，F(xiàn)2 表示前后導(dǎo)柱彈簧力（F1=F2） ；F3：沖孔力；F4：限位力。為了保證 F4 隨著 F3 的變化而變化，即需使它們關(guān)于中心線對(duì)稱。綜上所述：四力合力位于中心線上。所以，折彎?rùn)C(jī)的力應(yīng)與合力重合，即折彎?rùn)C(jī)滑塊裝在模具的中心。2.3 沖壓模的設(shè)計(jì)2.3.1 模具總體設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一套模具，首先根據(jù)零件圖進(jìn)行分析，計(jì)算一定的凸、凹模尺寸，選擇模架和模具類型。江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 11 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)裝配圖見(jiàn)圖紙。2.3.2 非標(biāo)準(zhǔn)零件設(shè)計(jì)1）凸模常見(jiàn)的圓形凸模結(jié)構(gòu)形式如圖所示(a) (b)圖(a)為 A 型圓凸模，適用于直徑 d=1～15mm 的凸模；圖(b) 為 B 型圓凸模，適用于直徑 d=8～30mm 的凸模.凸模的固定一般采用圖(a), (b) 所示, 凸模和固定板之間采用過(guò)渡配合, 凸模裝入固定板后,端面進(jìn)行配磨.凸模長(zhǎng)度 L 應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)而定.為了保證剛度與強(qiáng)度，避免應(yīng)力集中，將凸模做成臺(tái)階結(jié)構(gòu)及用圓角過(guò)渡。材料 Cr12MoV GB1299-85 硬度 HRC58-62 尾部回火 HRC40-50所以 d=φ3.4mm 的凸模選用 A 型圓凸模(如圖)；d=φ9mm 的凸模選用 B 型圓凸模(如圖)。在一般情況下, 凸模的強(qiáng)度是足夠的,所以沒(méi)有必要進(jìn)行強(qiáng)度校核.2）凹模下圖是沖裁模常用的幾種凹模刃口形式.圖(a)為錐形孔口凹模,α 一般取 15′～30′,由于孔內(nèi)不易積存工件或廢料,江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 12 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)孔壁所受的摩擦力及脹力小,所以凹模的磨損及每次的修磨量小,但刃口強(qiáng)度較低, 每次刃磨后凹模尺寸增大.這種形式的凹模一般用于精度要求不高,形狀簡(jiǎn)單,材料厚度較薄的工件的沖裁.圖(b), (c)為直筒形刃口,圖中 h 取 5～10mm, α 取 3°～5°.其特點(diǎn)是刃口強(qiáng)度較高, 修磨后刃口尺寸不變, 孔口容易積存工件或廢料,推件力大且磨損大.這種刃口的凹模適用于形狀復(fù)雜或精度要求較高的沖裁.圖(a) 圖(b) 圖(c)凹模的輪廓尺寸，因其結(jié)構(gòu)形式不同，受力狀況也不同，所以視具體情況而定。凹模是設(shè)計(jì)為帶有圓凹模形式的，這樣的話，在凹模刃口有磨損時(shí)，方便更換。所以 d=φ3.4mm(如圖)和 d=φ9mm 的凹模 (如圖)。材料為 Cr12MoV GB 1299-85 硬度 HRC58-62凹模刃口尺寸按凸模 φ3.4mm，φ9mm 實(shí)際配作，保證間隙在 0.3mm～0.5mm。3）凸模固定板固定的作用是將 2 個(gè)凸模按位置關(guān)系連成整體并通過(guò)螺釘、銷釘固定在上模座上。固定板的外形與凹模輪廓尺寸基本一致，厚度取（0.6～0.8）H 凹，且固定板與凹模的配合常采用 H7/n6 or H7/m6 配合.材料為 45 鋼。凸模壓入固定板后，其尾部應(yīng)與固定板壓入平面同磨。江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 13 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)所以凸模 φ3.4mm，φ9mm 固定板零件(如圖)。4）凹模固定板固定的作用是將 2 個(gè)凹模按位置關(guān)系連成整體并通過(guò)螺釘、銷釘固定在下模座上。厚度取 H 凹，且固定板與凹模的配合常采用 H7/n6 or H7/m6 配合。材料為 45 鋼。凹模壓入固定板后，其尾部應(yīng)與固定板壓入平面同磨。雖然固定凹模的結(jié)構(gòu)是一樣的，但是其中的螺釘、銷釘固定位置是有所不同的。所以凹模 φ3.4mm，φ9mm 固定板零件(如圖)。5）卸料板通過(guò)卸料螺釘固定在上模座上，卸料板的外形與凹模輪廓尺寸不一樣。材料為 45 鋼。加工 φ3.4mm，φ9mm 的卸料板一張和加工 φ9mm 的卸料板一張具體外形如圖紙。6）墊板墊板的作用是防止模座受凸模和凹模尾部擠壓而損壞模座。所以我上模座的下面和下模座的上面都設(shè)計(jì)了一定厚度的墊板。選用材料：45 鋼熱處理：淬火 54-58HRC。具體外形如圖紙。這個(gè)分別有四張：加工 φ3.4mm，φ9mm 的上、下墊板兩張和加工 φ9mm 的上、下墊板兩張。7）出屑?jí)|出屑?jí)|的作用是①：能保證一定的閉合高度；②便于堆放廢料以及清理廢料。通過(guò)螺釘、銷釘固定在下模座上，出屑?jí)|的外形與凹模輪廓尺寸基本一致。具體外形如圖紙。江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 14 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)7）限位柱目的是為了保證模具加工時(shí)在一定的高度內(nèi)。上下對(duì)稱。8）擋料塊保證零件的準(zhǔn)確定位。2.3.3 沖模標(biāo)準(zhǔn)模架和零件1）模架采用四導(dǎo)柱模架其上下滑動(dòng)平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確，常用于制件尺寸精度要求高或尺寸大的沖壓模具，也用于大量生產(chǎn)的自動(dòng)沖壓模具。模柄及上、下模座中間聯(lián)以導(dǎo)向裝置的總體稱為模架。（1） 上、下模座模座是模具的基礎(chǔ)件。上、下模座不僅要有足夠的強(qiáng)度、剛度，而且還要能抗壓與吸振。模座常用材料為 HT200、HT250 或 ZG35、ZG45。模座大體分為圓形、橢圓形、方形、長(zhǎng)方形 4 種。而我選用的是，A3。因?yàn)閷?shí)際加工中，這樣的材料很常見(jiàn)的。由于加工的零件長(zhǎng)，考慮到加工的難易程度，將上、下模座設(shè)計(jì)成方形。具體外形如圖紙。其中左視圖中 2-M12 螺釘孔是工藝孔，知識(shí)便于加工時(shí)吊裝用的，在設(shè)計(jì)時(shí)是不用畫(huà)出來(lái)的。（2） 導(dǎo)柱和導(dǎo)套導(dǎo)柱和導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)與尺寸都可直接由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中選用。在選用時(shí)應(yīng)注意導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時(shí)，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于 10-15mm,這是因?yàn)槟＞咝弈ズ笃溟]合高度將減小。下模座與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為 0.5-1mm。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合精度，可根據(jù)沖裁模的精度、模具壽命、間隙大小來(lái)選用。一般為 H7/n6 的配合精度。通過(guò)相關(guān)資料，選用 φ30*250 的導(dǎo)柱φ50*120 的導(dǎo)套標(biāo)準(zhǔn)件。（3）模柄在我這套模具中，不需要模柄。原因有兩個(gè)：江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 15 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)[1] 折彎?rùn)C(jī)的力是作用與模具的橫向中心線上的；[2]考慮到上模座的長(zhǎng)度。2）標(biāo)準(zhǔn)零件（1）彈簧（2）內(nèi)六角螺釘 M10（3）卸料螺釘 M8（4）圓柱銷 Φ10、Φ12（5）橡膠 Φ30江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 16 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)結(jié)語(yǔ) 經(jīng)過(guò)一個(gè)半月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)做模具的設(shè)計(jì)有了充分的理解。畢業(yè)設(shè)計(jì)，是我們的學(xué)習(xí)內(nèi)容。那是與一般在學(xué)校里上課的性質(zhì)是不一樣的。學(xué)校里主要是理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，但是我們大三學(xué)生是要在邊工作的情況下完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)，再運(yùn)用自己所學(xué)的知識(shí)，即理論與實(shí)際相結(jié)合。我所在的單位是一家以沖壓加工產(chǎn)品的工廠。沖壓加工時(shí)肯定是需要沖壓模具的。我們?cè)谝环矫孀霎厴I(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，再結(jié)合實(shí)際情況，從而學(xué)到無(wú)法從書(shū)本知道的知識(shí)，進(jìn)而對(duì)其中有些不足之處提出自己的改進(jìn)方法。這樣，鍛煉了我們的思考能力，也解決了有關(guān)模具的問(wèn)題，更扎實(shí)了自己的基礎(chǔ)知識(shí)，豐富了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 17 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)參考文獻(xiàn)[1]馮小明.冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì).重慶：重慶大學(xué)出版社，2004.[2]劉康為.機(jī)械制圖（第三版）.上海：上海交通大學(xué)出版社，2004.[3]林建榕.機(jī)械制造基礎(chǔ). 上海：上海交通大學(xué)出版社，2004.[4]郭鐵良.模具制造工藝學(xué).北京：高等教育出版社，2005.[5]劉庚武.冷沖壓模具設(shè)計(jì).西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2007.[6]肖景容.模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1990. [7]李志剛.模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì).天津：天津理工大學(xué)出版社，1990.[8]李德群.模具 CAD/CAM. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.[9]劉心字. 冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì).重慶：重慶大學(xué)出版社，2003.[10]孫勝.實(shí)用沖壓設(shè)計(jì)技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 18 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)致謝本文主要闡述了模具設(shè)計(jì)的全過(guò)程，我對(duì)模具設(shè)計(jì)產(chǎn)生了濃厚的興趣，同時(shí)，受我主修專業(yè)的影響，我已經(jīng)關(guān)注模具的發(fā)展與動(dòng)向。 本文雖然凝聚著自己的汗水，但卻不是個(gè)人智慧的產(chǎn)品，沒(méi)有老師的指引和幫助，沒(méi)有朋友的幫助和支持，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)肯定會(huì)大打折扣。當(dāng)我打完畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的最后一個(gè)字符，涌上心頭的不是長(zhǎng)途跋涉后抵達(dá)終點(diǎn)的欣喜，而是源自心底的誠(chéng)摯謝意。我首先要感謝我的指導(dǎo)老師尹老師，對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)不厭其煩的進(jìn)行多次指導(dǎo)，使我在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的同時(shí)也深受啟發(fā)和教育。 再次由衷感謝答辯組的各位老師對(duì)我的指導(dǎo)和教誨，我也在努力的積蓄著力量，盡自己的微薄之力回報(bào)母校的培育之情，爭(zhēng)取使自己的人生對(duì)社會(huì)產(chǎn)生些許積極的價(jià)值！產(chǎn)品名稱 電池板鋁邊框零件名稱 電池板鋁邊框 共 1 頁(yè)江陰愛(ài)康太陽(yáng)能器有限公司 冷沖壓工藝過(guò)程卡 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 第 1 頁(yè)材料牌號(hào) A6063-T5 毛坯形狀和尺寸 鋁邊框 45*45t=2.5mm工 藝 裝 備工序號(hào)工序名稱 工 序 內(nèi) 容 設(shè)備 名稱 圖號(hào)工時(shí) 備注01 切斷 將 1 米長(zhǎng)的鋁邊框切斷成 1314 毫米的尺寸。鋸床02 沖孔 零件以擋料塊定位，將零件插到模具中，一次沖出 3-φ9、φ3.4 孔沖孔模03 表面處理擦酒精 毛巾編制 校對(duì) 標(biāo)準(zhǔn) 審核簽字 毛后秀標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 日期 2007-5-10畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 資 料 目 錄04 級(jí) 模具設(shè)計(jì)與制造 專業(yè) （2） 班學(xué)生姓名 毛后秀 指導(dǎo)教師 尹國(guó)洪 評(píng)閱教師 設(shè)計(jì)（論文）題目 電池板鋁邊框沖孔模的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ＿＿＿ ＿＿ ＿編號(hào) 名稱 件數(shù)1 電池板鋁邊框沖孔?？傃b圖 1 張2 零件圖 22 張3 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 份4 工藝卡片 1 張56789102007 年 05 月 10 日江 陰 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課 題： 電池板鋁邊框沖孔模的設(shè)計(jì) 子課題: 同課題學(xué)生姓名: 專 業(yè) 模 具 設(shè) 計(jì) 與 制 造 學(xué) 生 姓 名 毛 后 秀 班 組 學(xué) 號(hào) 20040202203 指 導(dǎo) 教 師 尹 國(guó) 洪 完 成 日 期 2007-5-10 基于電池板鋁邊框沖孔模的設(shè)計(jì)摘 要如今沖壓業(yè)與塑料工業(yè)的發(fā)展迅猛，沖壓模具與塑料模具在其中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。對(duì)于即將畢業(yè)又提前就業(yè)的我們?nèi)绾芜x擇一個(gè)比較適合的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題呢？課題是我自己在廠里找的。即選了一套沖裁模，然后一方面根據(jù)廠里的實(shí)際生產(chǎn)情況，另一方面再運(yùn)用我在學(xué)校里學(xué)到的一定的基礎(chǔ)知識(shí)（即理論知識(shí)） ，從而完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：沖壓 沖壓模具 沖裁模目 錄摘要…………………………………………………………………………………I第一章引言1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介……………………………………………………………11.2 介紹工廠情況……………………………………………………………11.3 選題原因…………………………………………………………………11.4 選題意義…………………………………………………………………2第二章設(shè)計(jì)課題2.1 工藝分析…………………………………………………………………32.2 工藝計(jì)算…………………………………………………………………42.2.1 凸、凹模間隙的確定…………………………………………………42.2.2 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算……………………………………………62.2.3 沖裁力及壓力中心……………………………………………………82.3 沖壓模的設(shè)計(jì)……………………………………………………………92.3.1 模具總體設(shè)計(jì)…………………………………………………………92.3.2 非標(biāo)準(zhǔn)零件設(shè)計(jì)………………………………………………………102.3.3 沖模標(biāo)準(zhǔn)模架和零件…………………………………………………131）模架…………………………………………………………………132）標(biāo)準(zhǔn)零件……………………………………………………………14結(jié)語(yǔ)……………………………………………………………………………15參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………16致謝……………………………………………………………………………17江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 1 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)第一章 引 言1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介課題是我自己在廠里找的。即選了一套沖裁模，然后一方面根據(jù)廠里的實(shí)際生產(chǎn)情況，另一方面再運(yùn)用我在學(xué)校里學(xué)到的一定的基礎(chǔ)知識(shí)（即理論知識(shí)） ，從而完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。1.2 介紹公司情況公司名為江陰愛(ài)康太陽(yáng)能器材有限公司，位于華士鎮(zhèn)穿山路 61 號(hào)。公司目前主要加工太陽(yáng)能電池板鋁邊框、游戲機(jī)鋁邊框、天花支架、切割 US 鋁框等等。加工出來(lái)的產(chǎn)品相當(dāng)于是半成品。這其中的加工過(guò)程的工序是比較簡(jiǎn)單，一條生產(chǎn)線的工序一般是切斷、切邊、沖孔、落料、鉆孔、擴(kuò)孔、吹氣、放治具、去毛刺、過(guò)程檢查、成品檢查、擦酒精、打包，最后將箱子置于托盤上捆包。這相應(yīng)的設(shè)備有：切割機(jī)、沖床、折彎?rùn)C(jī)、鉆床、治具等等。廠里加工的原材料是鋁合金型材，材質(zhì)軟、規(guī)格 6063-T5，加工時(shí)有一定的粘性，表面是一層保護(hù)膜，是通過(guò)氧化電泳，噴砂處理而成的，當(dāng)把型材放入模具內(nèi)加工時(shí)，用力大一點(diǎn)，型材很容易被撞傷和擦傷，所以加工時(shí)應(yīng)輕拿輕放。廠里的模具均是單工序摸，而且是結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)設(shè)計(jì)的。模具結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但是結(jié)很緊湊、精致和巧妙。如沖壓落料加工時(shí)，落料摸上無(wú)摸柄與沖床上的滑塊相連接。這樣的話，這個(gè)模具是如何使凸、凹摸分開(kāi)的，從而完成一次落料加工的呢？沖空加工時(shí)，沖空模具是裝在折彎?rùn)C(jī)上的，這與一般情況下，折彎?rùn)C(jī)是用來(lái)彎曲加工的有所不同。因?yàn)榧庸げ牧蠟殇X合金型材，由其材質(zhì)規(guī)格知：含鋁量為 95%，所以加工中要注意兩點(diǎn)：1、材質(zhì)軟，則用力要小。2、加工過(guò)程中，需時(shí)常加油。因?yàn)榧庸r(shí)有鋁屑粘在刃口上。而且對(duì)加什么油也要結(jié)合實(shí)際考慮一下。不象一般用機(jī)油潤(rùn)滑，而是用切削油。原因是機(jī)油也有粘性，這樣起不到作用。1.3 選擇這個(gè)課題的原因江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 2 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)做畢業(yè)設(shè)計(jì)，是我們的學(xué)習(xí)內(nèi)容。那是與一般在學(xué)校里上課的性質(zhì)是不一樣江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 3 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)的。學(xué)校里主要是理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，但是我們大三學(xué)生是要在邊工作的情況下完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)，再運(yùn)用自己所學(xué)的知識(shí)，即理論與實(shí)際相結(jié)合。1.4 意義如今沖壓業(yè)與塑料工業(yè)的發(fā)展迅猛，沖壓模具與塑料模具在其中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。對(duì)于即將畢業(yè)又提前就業(yè)的我們?nèi)绾芜x擇一個(gè)比較適合的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題呢？我所在的單位是一家以沖壓加工產(chǎn)品的工廠。沖壓加工時(shí)肯定是需要沖壓模具的。這就為我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了一個(gè)素材。我們?cè)谝环矫孀霎厴I(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，再結(jié)合實(shí)際情況，從而學(xué)到無(wú)法從書(shū)本知道的知識(shí)，進(jìn)而對(duì)其中有些不足之處提出自己的改進(jìn)方法。這樣，鍛煉了我們的思考能力，也解決了有關(guān)模具的問(wèn)題，更扎實(shí)了自己的基礎(chǔ)知識(shí)，豐富了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 4 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)第二章設(shè)計(jì)課題（即設(shè)計(jì)模具）2.1 工藝分析1）分析制件的沖壓工藝性首先介紹產(chǎn)品產(chǎn)品如圖：材料：鋁合金型材、沖壓件圖名稱：鋁邊框，料厚 2.5mm孔 3—φ9、φ3.4 由沖孔制成。其次分析沖裁的結(jié)構(gòu)工藝性1、加工該產(chǎn)品時(shí)，只需沖四個(gè)孔，該產(chǎn)品是太陽(yáng)能電池板鋁邊框，其中 3—φ9 的孔是做固定用的，Φ3.4 的孔是用于接電線的。沖這樣的孔只需通過(guò)沖孔模加工一道工序便完成了，但如何設(shè)計(jì)模具？在哪種設(shè)備上加工呢？2、沖孔時(shí)，因受凸模強(qiáng)度限制，孔的尺寸不宜過(guò)小。用一般沖模沖圓孔時(shí)，對(duì)1）硬鋼，圓孔直徑 d≥1.3 材料厚度 t；2）軟銅及黃銅，圓孔直徑 d≥1.0 材料厚度 t；3）鋁及鋅，圓孔直徑 d≥0.8 材料厚度 t。這種情況下，只需就第三個(gè)條件滿足便可以。該沖壓件圖中最小圓孔直徑d=3.4，材料厚度 t =2.5mm，經(jīng)過(guò)演算可知 d＞0.8 材料厚度 t，即符合要求。2）分析比較和確定工藝方案針對(duì)開(kāi)始介紹的產(chǎn)品的形狀，加工要求，進(jìn)行模具工藝的分析。方案一：四個(gè)孔同時(shí)進(jìn)行加工方案二：四個(gè)孔分開(kāi)進(jìn)行加工方案一生產(chǎn)效率高，并節(jié)約了工作時(shí)間。方案二生產(chǎn)效率較低，而且工作時(shí)間長(zhǎng)。通過(guò)以上兩種方案的分析比較，對(duì)該沖壓件生產(chǎn)以采用方案一為佳。江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 5 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)3）確定沖模類型及結(jié)構(gòu)形式?jīng)_壓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)生塑性變形或者分離，從而獲得所需沖壓件的一種壓力加工方法。這其中包含了沖壓加工的三要素：沖壓工藝與模具，沖壓設(shè)備和沖壓材料，后兩者都已介紹過(guò)了，現(xiàn)在就重點(diǎn)在“沖壓工藝與模具”上，難點(diǎn)也在這。關(guān)于沖裁模的基本類型從 3 個(gè)方面看：1、沖壓沖下部分是廢料，這道工序在沖壓工藝中是分離工序中的一類工序，稱為沖孔。2、產(chǎn)品只需沖 4 個(gè)孔，只有一道工序，即可以直接采用單工序模生產(chǎn)。單工序模：一般只有一對(duì)凸、凹模，在壓力機(jī)的一次行程中只完成一道沖壓工序的模具。按上、下模導(dǎo)向形式看：常用導(dǎo)柱模。因?yàn)樯?、下模上分別裝有導(dǎo)套、導(dǎo)柱兩種導(dǎo)向零件，用以保證凸、凹模工作時(shí)的準(zhǔn)確位置。4）選擇沖壓設(shè)備板料液壓折彎?rùn)C(jī)，顧名思義，應(yīng)該是做彎曲板料用的，但是我們廠不是這樣用的，它是結(jié)合實(shí)際需要，又要考慮模具的結(jié)構(gòu)形狀才使用的。該折彎?rùn)C(jī)的公稱壓力 400kN ,型號(hào) WC67Y-40T/2200.設(shè)備加工原理：將模具的下模座固定在工作臺(tái)上，通過(guò)彈簧將上模座支撐住，保證一定的裝模高度。當(dāng)折彎?rùn)C(jī)施力時(shí)滑塊向下運(yùn)動(dòng)同時(shí)彈簧被壓縮，即凸、凹模閉合，完成沖孔加工，后來(lái)折彎?rùn)C(jī)卸力時(shí)，滑塊向上運(yùn)動(dòng)，彈簧張開(kāi)，使上模座上移，從而實(shí)現(xiàn)凸、凹模分開(kāi)，以后依次往復(fù)運(yùn)動(dòng)。2.2 工藝計(jì)算2.2.1 凸、凹模間隙的確定① 沖裁間隙是指沖裁凸、凹模工作部分的尺寸之差。即② Z=DA-dT式中 Z——沖裁間隙（mm） ；DA——凹模刃口尺寸（mm）;dT——凸模刃口尺寸（mm）;江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 6 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)沖裁間隙影響著沖裁時(shí)變形的大小，對(duì)沖裁過(guò)程有很大的影響。②間隙對(duì)模具壽命的影響過(guò)小的間隙會(huì)引起：（Ι）沖裁力、側(cè)壓力、摩擦力、卸料力、推料力增大，甚至?xí)共牧险尺B刃口，則更加劇刃口的磨損?。é埃┮鸲渭羟校a(chǎn)生的碎屑也會(huì)使磨損加大。（Ⅲ）落料件或者廢料往往會(huì)梗塞在凹模洞口，導(dǎo)致凹模脹裂。過(guò)大的間隙會(huì)引起：（Ι）沖裁力、卸料力等減小，從而刃口磨損減小。（Π）零件毛刺增大，反而使刃口磨損加大。所以合理的間隙值可適當(dāng)彌補(bǔ)模具制造精度不高和動(dòng)態(tài)間隙不均引起的不足，不至于啃傷刃口，起到延長(zhǎng)模具生命的作用。③間隙對(duì)沖裁力的影響間隙增大，材料所受的拉應(yīng)力增大，沖裁力有一定程度的降低。間隙減少，材料所受拉應(yīng)力減小，壓應(yīng)力增大，使沖裁力增大。間隙合理時(shí)，沖裁力最小。④間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量的影響間隙過(guò)小時(shí)，凸模刃口處的裂紋比合理間隙時(shí)向外錯(cuò)開(kāi)一段距離。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，在制件斷面形成兩個(gè)光亮帶。而夾在中間的是撕裂面，并在端面出現(xiàn)擠長(zhǎng)的毛刺。間隙過(guò)大時(shí)，凸模刃口處的裂紋比合理間隙時(shí)向內(nèi)錯(cuò)開(kāi)一段距離。材料的彎曲與拉伸增大，拉應(yīng)力增大，易產(chǎn)生剪裂紋，致使斷面光亮帶減小，圓角帶增大，所形成的厚而大的拉長(zhǎng)毛刺難以去除，制件翹曲嚴(yán)重。⑤采用經(jīng)驗(yàn)公式法 Z/2=ct式中 c——與材料性能、厚度有關(guān)的系數(shù)（見(jiàn)表 1） ；t——材料厚度（mm）江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 7 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)表 1 系數(shù) c料厚 t/mm材料t＜3 t＞3軟鋼 0.06～0.09鋁合金 0.06～0.10硬銅 0.08～0.12當(dāng)斷面質(zhì)量無(wú)特殊要求時(shí)，將 t＜3mm 的相應(yīng) c值放大 1.5 倍。結(jié)合實(shí)際：查表 1，查得系數(shù) c=0.06～0.10t=2.5 代入公式可求得Zmin=0.3mm Zmax=0.5mm2.2.2 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算①刃口尺寸計(jì)算原則（Ι）在進(jìn)行模具刃口加工尺寸計(jì)算時(shí)，沖孔以凸模為基準(zhǔn)模，落料時(shí)以凹模為基準(zhǔn)模。（Ⅱ）考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸?；境叽鐒t應(yīng)取工件孔的尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸；設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹模的基本尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)的較小尺寸。（Ⅲ）確定沖裁件刃口制造公差時(shí)，應(yīng)根據(jù)沖裁件的精度要求。當(dāng)凸、凹模分開(kāi)加工時(shí)，其公差還應(yīng)該滿足下式要求：│δ T│+│δ A│≤ Zmax-Zmin式中 δ T、 δ A——凸、凹模制造公差Zmin、Zmax——最大和最小合理間隙②確定凸、凹模工作部分尺寸。單件生產(chǎn)，或者沖制薄料零件，形狀復(fù)雜的零件，為了保證凸、凹模的間的一定的間隙值，常采用凸模與凹模配加工的方法。配加工是沖孔以凸模為基準(zhǔn)件，落料以凹模為基準(zhǔn)件，先做好基準(zhǔn)件，然后以基準(zhǔn)件為基準(zhǔn)加工另一件，使它們保持一定的間隙。因此，只在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸和制造公差，另一件只江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 8 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)標(biāo)注基本尺寸并注明配做所留間隙值。根據(jù)凸模或者凹模上尺寸性質(zhì)的不同分別計(jì)算如下：A 類：凸?；虬寄Ｔ谀p后會(huì)增大的尺寸；B 類：凸?；虬寄Ｔ谀p后會(huì)減小的尺寸；C 類：凸?；虬寄Ｔ谀p后基本不變的尺寸；對(duì)于落料凹模或者沖孔凸模磨損后將會(huì)增大的 A 類尺寸，則刃口基本尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)的較小尺寸。A 類尺寸=（制件的最大極限尺寸-xΔ） +1/4Δ 0對(duì)于落料凹?；蛘邲_孔凸模磨損后將會(huì)減小的 B 類尺寸, 則刃口基本尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸。B 類尺寸=（制件的最小極限尺寸+ xΔ）-對(duì)于凸?；虬寄Ｔ谀p后基本保持不變的 C 類尺寸,不必考慮磨損的影響,凸、凹模的基本尺寸取制件的中間尺寸，其上下偏差按對(duì)稱分布，C 類尺寸=制件的中間尺寸±1/8Δ其中 Δ——沖裁件制造公差；X——磨損系數(shù)，在 0.5～1 之間，與制造精度有關(guān)，可查表 2 選取表 2 磨損系數(shù) x非圓形 圓形1 0．75 0．5 0．75 0．5料厚 t/mm工件公差 Δ/mm1～2 <0.2 0.21～0.41 ≥0.42 <0.20 ≥0.202～4 <0.24 0.25～0.49 ≥0.50 <0.24 ≥0.24沖孔 Φ9，Φ3.4 尺寸的計(jì)算由于沖孔時(shí)凸模為基準(zhǔn)件，因此先計(jì)算凸模刃口尺寸由圖可知尺寸 Φ9±0.3mm，Φ3.4±0.3mm 均為 B 類尺寸.由表 2 可查 x=0.5加工 Φ9 的孔dT=(8.7+0.5×0.6)= 9江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 9 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)沖孔凹模按凸模實(shí)際尺寸配作，保證最小間隙 0.3mm.加工 Φ3.4 的孔dT=(3.1+0.5×0.6)= 3.4沖孔凹模按凸模實(shí)際尺寸配作，保證最小間隙 0.3mm.2.2.3 沖裁力及壓力中心Ⅰ、計(jì)算沖裁力公式：F=1.3LtτF: 沖裁力（N）L： 沖裁周長(zhǎng)（mm）t：材料厚度（mm）τ ：材料的抗剪強(qiáng)度（MPa）沖孔力 F1F1=3×1.3πd1t+τ1.3πd2tτ式中取 τ=260MPad1=9 mmd2=3.4mmt=2.5mm將數(shù)值帶入得：F1=80.66kN公式：F2=nK2Fn:卡在凹模內(nèi)的沖孔廢料數(shù)目n=h/th:凹模洞口的直壁高度（mm）t：材料厚度（mm）K2：推料力系數(shù)式中 n=2 江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 10 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)K2=0.05將數(shù)值帶入得：推料力 F2=8.07kN則沖壓總工藝力 F 為：F=F1+F2=（80.66+8.07）kN=88.73kN確定折彎?rùn)C(jī)的規(guī)格時(shí)應(yīng)遵循的基本原則是：折彎?rùn)C(jī)的公稱壓力必須大于沖壓工序所需壓力。對(duì)于一般施力行程較小的沖壓工序（如沖裁、淺彎曲、淺拉深等）P≥（1.1～1.3）Fg式中 P：折彎?rùn)C(jī)的公稱壓力 kN;Fg: 沖壓總工藝力 kN。從滿足沖壓工藝力的要求看：可選用 400kN 的折彎?rùn)C(jī)。Ⅱ、壓力中心的確定從側(cè)向看：其中 F1，F(xiàn)2 表示前后導(dǎo)柱彈簧力（F1=F2） ；F3：沖孔力；F4：限位力。為了保證 F4 隨著 F3 的變化而變化，即需使它們關(guān)于中心線對(duì)稱。綜上所述：四力合力位于中心線上。所以，折彎?rùn)C(jī)的力應(yīng)與合力重合，即折彎?rùn)C(jī)滑塊裝在模具的中心。2.3 沖壓模的設(shè)計(jì)2.3.1 模具總體設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一套模具，首先根據(jù)零件圖進(jìn)行分析，計(jì)算一定的凸、凹模尺寸，選擇模架和模具類型。江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 11 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)裝配圖見(jiàn)圖紙。2.3.2 非標(biāo)準(zhǔn)零件設(shè)計(jì)1）凸模常見(jiàn)的圓形凸模結(jié)構(gòu)形式如圖所示(a) (b)圖(a)為 A 型圓凸模，適用于直徑 d=1～15mm 的凸模；圖(b) 為 B 型圓凸模，適用于直徑 d=8～30mm 的凸模.凸模的固定一般采用圖(a), (b) 所示, 凸模和固定板之間采用過(guò)渡配合, 凸模裝入固定板后,端面進(jìn)行配磨.凸模長(zhǎng)度 L 應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)而定.為了保證剛度與強(qiáng)度，避免應(yīng)力集中，將凸模做成臺(tái)階結(jié)構(gòu)及用圓角過(guò)渡。材料 Cr12MoV GB1299-85 硬度 HRC58-62 尾部回火 HRC40-50所以 d=φ3.4mm 的凸模選用 A 型圓凸模(如圖)；d=φ9mm 的凸模選用 B 型圓凸模(如圖)。在一般情況下, 凸模的強(qiáng)度是足夠的,所以沒(méi)有必要進(jìn)行強(qiáng)度校核.2）凹模下圖是沖裁模常用的幾種凹模刃口形式.圖(a)為錐形孔口凹模,α 一般取 15′～30′,由于孔內(nèi)不易積存工件或廢料,江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 12 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)孔壁所受的摩擦力及脹力小,所以凹模的磨損及每次的修磨量小,但刃口強(qiáng)度較低, 每次刃磨后凹模尺寸增大.這種形式的凹模一般用于精度要求不高,形狀簡(jiǎn)單,材料厚度較薄的工件的沖裁.圖(b), (c)為直筒形刃口,圖中 h 取 5～10mm, α 取 3°～5°.其特點(diǎn)是刃口強(qiáng)度較高, 修磨后刃口尺寸不變, 孔口容易積存工件或廢料,推件力大且磨損大.這種刃口的凹模適用于形狀復(fù)雜或精度要求較高的沖裁.圖(a) 圖(b) 圖(c)凹模的輪廓尺寸，因其結(jié)構(gòu)形式不同，受力狀況也不同，所以視具體情況而定。凹模是設(shè)計(jì)為帶有圓凹模形式的，這樣的話，在凹模刃口有磨損時(shí)，方便更換。所以 d=φ3.4mm(如圖)和 d=φ9mm 的凹模 (如圖)。材料為 Cr12MoV GB 1299-85 硬度 HRC58-62凹模刃口尺寸按凸模 φ3.4mm，φ9mm 實(shí)際配作，保證間隙在 0.3mm～0.5mm。3）凸模固定板固定的作用是將 2 個(gè)凸模按位置關(guān)系連成整體并通過(guò)螺釘、銷釘固定在上模座上。固定板的外形與凹模輪廓尺寸基本一致，厚度?。?.6～0.8）H 凹，且固定板與凹模的配合常采用 H7/n6 or H7/m6 配合.材料為 45 鋼。凸模壓入固定板后，其尾部應(yīng)與固定板壓入平面同磨。江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 13 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)所以凸模 φ3.4mm，φ9mm 固定板零件(如圖)。4）凹模固定板固定的作用是將 2 個(gè)凹模按位置關(guān)系連成整體并通過(guò)螺釘、銷釘固定在下模座上。厚度取 H 凹，且固定板與凹模的配合常采用 H7/n6 or H7/m6 配合。材料為 45 鋼。凹模壓入固定板后，其尾部應(yīng)與固定板壓入平面同磨。雖然固定凹模的結(jié)構(gòu)是一樣的，但是其中的螺釘、銷釘固定位置是有所不同的。所以凹模 φ3.4mm，φ9mm 固定板零件(如圖)。5）卸料板通過(guò)卸料螺釘固定在上模座上，卸料板的外形與凹模輪廓尺寸不一樣。材料為 45 鋼。加工 φ3.4mm，φ9mm 的卸料板一張和加工 φ9mm 的卸料板一張具體外形如圖紙。6）墊板墊板的作用是防止模座受凸模和凹模尾部擠壓而損壞模座。所以我上模座的下面和下模座的上面都設(shè)計(jì)了一定厚度的墊板。選用材料：45 鋼熱處理：淬火 54-58HRC。具體外形如圖紙。這個(gè)分別有四張：加工 φ3.4mm，φ9mm 的上、下墊板兩張和加工 φ9mm 的上、下墊板兩張。7）出屑?jí)|出屑?jí)|的作用是①：能保證一定的閉合高度；②便于堆放廢料以及清理廢料。通過(guò)螺釘、銷釘固定在下模座上，出屑?jí)|的外形與凹模輪廓尺寸基本一致。具體外形如圖紙。江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 14 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)7）限位柱目的是為了保證模具加工時(shí)在一定的高度內(nèi)。上下對(duì)稱。8）擋料塊保證零件的準(zhǔn)確定位。2.3.3 沖模標(biāo)準(zhǔn)模架和零件1）模架采用四導(dǎo)柱模架其上下滑動(dòng)平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確，常用于制件尺寸精度要求高或尺寸大的沖壓模具，也用于大量生產(chǎn)的自動(dòng)沖壓模具。模柄及上、下模座中間聯(lián)以導(dǎo)向裝置的總體稱為模架。（1） 上、下模座模座是模具的基礎(chǔ)件。上、下模座不僅要有足夠的強(qiáng)度、剛度，而且還要能抗壓與吸振。模座常用材料為 HT200、HT250 或 ZG35、ZG45。模座大體分為圓形、橢圓形、方形、長(zhǎng)方形 4 種。而我選用的是，A3。因?yàn)閷?shí)際加工中，這樣的材料很常見(jiàn)的。由于加工的零件長(zhǎng)，考慮到加工的難易程度，將上、下模座設(shè)計(jì)成方形。具體外形如圖紙。其中左視圖中 2-M12 螺釘孔是工藝孔，知識(shí)便于加工時(shí)吊裝用的，在設(shè)計(jì)時(shí)是不用畫(huà)出來(lái)的。（2） 導(dǎo)柱和導(dǎo)套導(dǎo)柱和導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)與尺寸都可直接由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中選用。在選用時(shí)應(yīng)注意導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時(shí)，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于 10-15mm,這是因?yàn)槟＞咝弈ズ笃溟]合高度將減小。下模座與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為 0.5-1mm。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合精度，可根據(jù)沖裁模的精度、模具壽命、間隙大小來(lái)選用。一般為 H7/n6 的配合精度。通過(guò)相關(guān)資料，選用 φ30*250 的導(dǎo)柱φ50*120 的導(dǎo)套標(biāo)準(zhǔn)件。（3）模柄在我這套模具中，不需要模柄。原因有兩個(gè)：江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 15 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)[1] 折彎?rùn)C(jī)的力是作用與模具的橫向中心線上的；[2]考慮到上模座的長(zhǎng)度。2）標(biāo)準(zhǔn)零件（1）彈簧（2）內(nèi)六角螺釘 M10（3）卸料螺釘 M8（4）圓柱銷 Φ10、Φ12（5）橡膠 Φ30江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 16 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)結(jié)語(yǔ) 經(jīng)過(guò)一個(gè)半月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)做模具的設(shè)計(jì)有了充分的理解。畢業(yè)設(shè)計(jì)，是我們的學(xué)習(xí)內(nèi)容。那是與一般在學(xué)校里上課的性質(zhì)是不一樣的。學(xué)校里主要是理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，但是我們大三學(xué)生是要在邊工作的情況下完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)，再運(yùn)用自己所學(xué)的知識(shí)，即理論與實(shí)際相結(jié)合。我所在的單位是一家以沖壓加工產(chǎn)品的工廠。沖壓加工時(shí)肯定是需要沖壓模具的。我們?cè)谝环矫孀霎厴I(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，再結(jié)合實(shí)際情況，從而學(xué)到無(wú)法從書(shū)本知道的知識(shí)，進(jìn)而對(duì)其中有些不足之處提出自己的改進(jìn)方法。這樣，鍛煉了我們的思考能力，也解決了有關(guān)模具的問(wèn)題，更扎實(shí)了自己的基礎(chǔ)知識(shí)，豐富了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 - 17 -頁(yè)/ 共 18 頁(yè)參考文獻(xiàn)[1]馮小明.冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì).重慶：重慶大學(xué)出版社，2004.[2]劉康為.機(jī)械制圖（第三版）.上海：上海交通大學(xué)出版社，2004.[3]林建榕.機(jī)械制造基礎(chǔ). 上海：上海交通大學(xué)出版社，2004.[4]郭鐵良.模具制造工藝學(xué).北京：高等教育出版社，2005.[5]劉庚武.冷沖壓模具設(shè)計(jì).西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2007.[6]肖景容.模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1990. 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