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河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
目 錄
1.序論………………………………………………………………………3
1.1.國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 …………………………………………3
1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀………………………………………………………3
1.1.2國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢…………………………………………………4
1.2.國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 …………………………………………5
2．沖壓件的工藝分析 ……………………………………………………9
2.1.沖壓件工藝分析 ………………………………………………………9
2.2.沖裁件的工藝計(jì)算……………………………………………………10
2.2.1.工藝方案的確定……………………………………………………10
2.2.2.必要的工藝計(jì)算……………………………………………………10
（1）排樣設(shè)計(jì) ……………………………………………………………10
（2）計(jì)算凸凹模刃口尺寸 ………………………………………………12
（3）沖壓力的計(jì)算 ………………………………………………………14
（4）壓力中心的計(jì)算 ……………………………………………………14
3.模具的總體設(shè)計(jì)…………………………………………………………16
4.模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………17
（1）凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) …………………………………17
（2）卸料裝置的設(shè)計(jì) ……………………………………………………19
1）推件裝置的選取……………………………………………………19
2）頂件裝置的設(shè)計(jì)……………………………………………………20
（3）模架的設(shè)計(jì) …………………………………………………………20
5.沖壓設(shè)備的選擇…………………………………………………………22
6.模具零件的加工工藝……………………………………………………23
7.模具總裝…………………………………………………………………24
結(jié)束語………………………………………………………………………26
致謝…………………………………………………………………………28
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………29
1 緒 論
近幾年來，我國模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具設(shè)計(jì)與制造水平有了較大提高，大型、精密、復(fù)雜高效和長壽命模具的需求量大幅度增加，模具質(zhì)量、模具壽命明顯提高，模具交貨期較前縮短，模具CAD/CAM技術(shù)也得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。
1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀
沖壓技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空、汽車、電機(jī)、家電和通信等行業(yè)零部件的成形。由于沖壓工藝具有生產(chǎn)率高，能成形復(fù)雜零件，適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在某些領(lǐng)域已經(jīng)取代機(jī)械加工，并正逐步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。據(jù)國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會預(yù)測到本世紀(jì)中，機(jī)械零部件中60%的粗加工，80%的精加工要由模具來完成。因此沖壓技術(shù)對發(fā)展生產(chǎn)、增加效益、更新產(chǎn)品等方面具有重要作用。
經(jīng)調(diào)查，全國模具行業(yè)從業(yè)人員的崗位分布情況大致如下：從事模具設(shè)計(jì)，模具工藝過程實(shí)施，產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)和監(jiān)督工作的人員占總數(shù)的42%；其次是具體生產(chǎn)設(shè)備的操作，模具的制造、調(diào)試和維修，從事這類工作的是智能型操作人員，占總數(shù)的26%；三是從事生產(chǎn)組織，技術(shù)指導(dǎo)和技術(shù)管理工作的人員，占總數(shù)的14%；四是從事模具營銷工作和售后技術(shù)服務(wù)的人員，占總數(shù)的9%；五是個體、行政管理人員，占總數(shù)的9%。
從20世紀(jì)80年代初開始，工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)，已從機(jī)床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為一個獨(dú)立的工業(yè)部門，而且其產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，中國的模具工業(yè)發(fā)展十分迅速；近年來，一直以每年15%左右的增長速度快速發(fā)展。目前，中國約有17000多個模具制造廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)60多萬；2001年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)320億元人民幣，中國模具工業(yè)的技術(shù)水平取得了長足的進(jìn)步。國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越多且越來越高的要求巨大的市場需求推動著中國模具工業(yè)更快地發(fā)展。2001年中國大陸制造業(yè)對模具的市場需求量約為430億元人民幣；今后幾年仍將以每年10%以上的速度增長。對于大型、精密、復(fù)雜高效和長壽命模具需求的增長將遠(yuǎn)超過每年10%的增幅。
雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足:
第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱?！叭Y”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進(jìn)行之中，但總體來看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。
第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是15～20萬美元，有的高達(dá)25～30萬美元，與之相對的是我國相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。
? 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。
第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差。由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。
第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進(jìn)口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。
1.1.2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢
巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面:
1） 模具日趨大型化；
2） 在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)；
3） 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；
4） 在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)；
5） 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；
6） 發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)；
7） 模具的精度將越來越高；
8） 模具研磨拋光將自動化、智能化；
9） 研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程；
10）開發(fā)新的成形工藝和模具。
1.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場年交易總額為600～650億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。
國外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例占到50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國模協(xié)在德國訪問時，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機(jī)械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具企業(yè)約5000家。2003年德國模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中（VDMA）會員模具企業(yè)有90家，這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的90%，可見其規(guī)模效益。
隨著時代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多15～20萬美元，有的達(dá)到 25～30萬美元。國外先進(jìn)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上，而我國才達(dá)到45％。
沖壓技術(shù)的發(fā)展主要反映在以下5個方面：
（1）模具的計(jì)算機(jī)輔助能力設(shè)計(jì)和輔助制造技術(shù)
采用該技術(shù)，模具設(shè)計(jì)和制造效率一般可提高2-3倍，模具生產(chǎn)周期可縮短1/2-1/3。目前，已達(dá)到CAD/CAM一體化，模具圖紙只是作為檢驗(yàn)?zāi)＞咧谩?
（2）工藝分析中的板料成形模擬仿真技術(shù) （沖壓CAE）
（3）快速模具制造技術(shù)的發(fā)展
將快速成形（RPM）技術(shù)與各種常規(guī)的鑄造、粉末燒結(jié)工藝相結(jié)合而發(fā)展起來的快速模具制造技術(shù)以及低熔點(diǎn)合金模具，樹脂模具都可用于冷沖壓成形。
（4）采用沖壓新工藝
精密沖裁、液壓成形、沖壓焊接復(fù)合工藝等特種沖壓工藝的采用，使沖壓工藝的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，沖壓制件的質(zhì)量和效率大大提高，從而使生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低。
（5）冷沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化
為了滿足大批量生產(chǎn)的需要，沖壓設(shè)備已由單工位的低速壓力機(jī)發(fā)展到多工位的高速壓力機(jī)；在高速壓力機(jī)上采用多工位的級進(jìn)模進(jìn)行沖壓加工，使冷沖壓生產(chǎn)達(dá)到高度自動化；汽車覆蓋件可采用自動送料、自動取件、自動傳送的流水線生產(chǎn)。
大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)其中最后一個實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對以前所學(xué)的知識及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。在學(xué)校的近三年學(xué)習(xí)中，已完成了模具專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中所要求的理論課程。在畢業(yè)前夕，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，進(jìn)行已學(xué)知識的全面總結(jié)和應(yīng)用，提高綜合能力的培訓(xùn)及擴(kuò)大模具領(lǐng)域的新知識。
畢業(yè)設(shè)計(jì)其目的在于鞏固所學(xué)知識，熟悉有關(guān)資料，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)實(shí)際工作能力。通過設(shè)計(jì)，使我在工藝性分析、工藝方案論證、工藝計(jì)算、零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、編寫技術(shù)文件和閱讀技術(shù)文獻(xiàn)等方面受到一次綜合訓(xùn)練。
畢業(yè)設(shè)計(jì)要達(dá)到的具體要求是：
1.系統(tǒng)總結(jié)，鞏固過去所學(xué)的基礎(chǔ)知識和專業(yè)課知識。
2.運(yùn)用所學(xué)知識解決模具技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的實(shí)際工程問題，以此進(jìn)行綜合知識的訓(xùn)練。
3.通過某項(xiàng)具體工程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究，達(dá)到多種綜合能力的培養(yǎng)，掌握設(shè)計(jì)和科研的基本過程和基本方法。
4.提高和運(yùn)用與工程技術(shù)有關(guān)的人文科學(xué)，價值工程和技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合知識。
我做的是冷沖壓模具設(shè)計(jì)，冷沖壓是利用安裝在壓力機(jī)上的沖模對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得需要零件（俗稱沖壓件或沖件）的一種壓力加工方法。因?yàn)樗ǔＪ窃谑覝叵逻M(jìn)行加工，所以稱為冷沖壓。
在大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機(jī)械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的于模具設(shè)計(jì)這個實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、洛陽中國一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對于模具特別是沖壓模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個全新的認(rèn)識，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是有了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時在現(xiàn)場查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊和書籍，設(shè)計(jì)中，充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡了最大努力做畢業(yè)設(shè)計(jì)。
在設(shè)計(jì)的過程中，雖然有一定的困難，但在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)、同學(xué)間的討論和自己的努力下，自信會完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于我的水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中難免會出現(xiàn)疏漏和不妥之處，敬請各位老師指正。
設(shè)計(jì)者：陳艷麗
2009.04.01
2 沖壓件的工藝分析
制件圖
原始資料：如上圖所示
生產(chǎn)批量：大批量
材 料： H62
厚 度： 0.2mm
2.1沖壓件工藝分析
該零件形狀簡單、對稱，是有圓弧和直線組成的。沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為IT11-IT14，孔中心與邊緣距離尺寸公差為0.5㎜。將以上精度與零件的精度要求相比較，可認(rèn)為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證，其他尺寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等情況。也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用沖壓方式進(jìn)行加工。
2 .2 沖裁件的工藝計(jì)算
沖裁件的工藝計(jì)算是沖裁工藝設(shè)計(jì)中的一個環(huán)節(jié)，本制件的工藝計(jì)算屬于簡單的。其主要的內(nèi)容包括排樣設(shè)計(jì)、計(jì)算凸凹模刃口尺寸、沖壓力的計(jì)算、壓力中心的計(jì)算等。
2.2.1 工藝方案的確定
該零件所需的沖壓工序?yàn)槁淞虾蜎_孔，可擬定出以下三種方案：
方案一：用簡單模分兩次加工，即落料-沖孔。
方案二:沖孔、落料復(fù)合模。
方案三：沖孔、落料級進(jìn)模。
采用方案一，生產(chǎn)率低，工件的累計(jì)誤差大，操作不方便，由于該工件為大批量生產(chǎn)，方案二和方案三更具有優(yōu)越性。
該零件㎜的孔與外邊緣之間的最小距離為14㎜，大于此零件要求的最小壁厚，可以采用沖孔、落料級進(jìn)模。復(fù)合模模具的形狀精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率也高，盡管模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。級進(jìn)模雖生產(chǎn)率也高，但零件的沖裁精度稍差，欲保證沖壓件的形狀精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷，故模具制造、安裝較符合模具復(fù)雜。通過對上述三種方案的分析比較，該零件的沖壓生產(chǎn)采用方案二的復(fù)合模為佳。
2.2.2 必要的工藝計(jì)算
（1）排樣設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)復(fù)合模時首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。該零件具有梯形的特點(diǎn)，直排列時材料的利用率較低，采用直対排的排樣方案可以提高材料的利用率，減少廢料。如圖所示：
排樣圖
查表2.9取得搭邊值為3mm和2.8mm。
條料寬度的計(jì)算：
B=(95+2×3+2.8+44) mm=147.8mm
步距：S=(60+2.8) mm=62.8mm
材料利用率的計(jì)算：
根據(jù)一般的市場供應(yīng)情況，原材料選用500 mm×1500mm×0.2 mm的冷軋薄鋼板。
每塊可剪150mm ×500 mm規(guī)格條料10條，材料剪切利用率達(dá)99.5%。
計(jì)算沖壓件毛坯的面積：
A=[60×44+（60+26）×38+×12×12]mm=61733.33mm
一個步距的材料利用率
=
=6173.33/(147.8×62.8)=66.51
式中 A—一個沖裁件的面積，mm2；
B—條料寬度，mm；
s—進(jìn)距，mm。
(2)計(jì)算凸凹模刃口尺寸
1）沖孔mm、R4mm與2mm凸凹模刃口尺寸的計(jì)算。
查表2.3得間隙值Z=0.01mm Z=0.014mm
查表2.5得凸凹模制造公差： mm mm
Z- Z=0.004mm
而 ﹥Z-Z
因此采用配作法制造模具。
mm是沖孔件因此以凸模為基準(zhǔn)來配作凹模
查表2.6得IT14級時磨損系數(shù) X=0.5mm。
當(dāng)以凸模為基準(zhǔn)時，凸模磨損后部分尺寸變小，因此均屬于B類尺寸。
工件圖中未標(biāo)注公差的尺寸，均按IT14級來計(jì)算，查相關(guān)文獻(xiàn)得出其極限偏差 R4 2
B=（B+
=（×0.62）mm
4=（4+0.5×0.3）mm=4.15mm
2=（2+0.5×0.25）mm=2.125mm
凹模刃口尺寸按凸模刃口配作，保證雙面間隙在0.01mm-0.014mm之間。
2）沖模㎜凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算。
查表2.3得間隙值Z=0.014mm Z=0.01mm
查表2.5得凸凹模制造公差mm mm
Z-Z=0.04mm
而 mm
≤Z-Z
因此采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸、凹模。
查表2.6〔1〕得IT14級時磨損系數(shù)X=0.5，有相關(guān)文獻(xiàn)得出極限偏差mm。
dmm=9.18mm
dmm=9.19mm
3)外形落料凸凹模刃口尺寸的計(jì)算。
對外形輪廓的落料，由于外形較復(fù)雜，故采用配合加工法，這種方法有利于獲得最小的合理間隙，放寬對模具的加工設(shè)備的精度要求，其凸、凹模刃口部分尺寸計(jì)算如下：
當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)件時，凹模磨損后，刃口部分都增大，因此均屬于A類尺寸。
工件圖中未標(biāo)注公差的尺寸，查相關(guān)文獻(xiàn)得出其極限偏差：95mm 60mm R30mm R13mm R10mm。
查表2.6得IT14級時磨損系數(shù)X=0.5。
A
95mm
60mm
R30mm
R13mm
R10=（10-0.5×0.36）mm
落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是94.465mm、59.63mm、29.74mm、12.785mm，不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)有條件中注明；凸模實(shí)際刃口尺寸與落料凹模配制，保證雙面合理間隙值在0.01mm-0.014mm。
（3）沖壓力的計(jì)算
落料力 FN=52.380KN
沖孔力 FN=2.5434KN
沖孔力 FtN=14.49KN
沖孔時的推件力 F
取直筒形刃口的凹模刃口形式，由表2.21查得，h=4mm，則n=h/t=4/0.2=20個。
查表2.7得 k
FKN=2.5434KN
FKN=14.49KN
落料時的卸料力 F
查表2.7得 K
故 FKN=3.1428KN
總沖壓力為：
F
=(52.38+2.5434+14.49+2.5434+14.49+3.1428)KN
=89.5896KN
為了保證沖壓力足夠，一般沖裁時壓力機(jī)噸位應(yīng)比計(jì)算的沖壓力打30左右，即
F=1.3×F=1.3×89.5896KN=116.46648KN
(4)壓力中心的計(jì)算
用解析法求模具的壓力中心的坐標(biāo)。按比例畫出工件尺寸，選用坐標(biāo)軸XOY，如圖所示。
壓力中心圖
因工件左右對稱，即X。故只需計(jì)算Y。將工件沖裁周邊分成L、L、L、L、L、L、L、L、L、基本線段，求出各線段長度的中心位置：
L=60mm Ymm L=88mm Y=22mm
L=41mm Y=63mm L=40.82mm Y=90.28mm
L=28.26mm Y=75mm L=144.44mm Y=46mm
L=4mm Y=20mm L=12.56mm Y=20mm
L=28.26mm Y=10mm =28.26mm Y=10mm
Y=
=36.95mm
3、模具的總體設(shè)計(jì)
1）正倒裝結(jié)構(gòu)：根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個工序，因?yàn)闆_制的材質(zhì)較軟、板料較薄，所以采用正裝結(jié)構(gòu)，即沖孔凹模和落料凹模都安排在下模，模內(nèi)不會積聚工件或廢料，有利于減小凸凹模的最小壁厚。
2）送料方式：因是大批量生產(chǎn)，采用手動送料方式，從左往右送料。
3）定位裝置：因該制件采用的是正裝復(fù)合模，因此采用導(dǎo)料銷使條料沿著導(dǎo)料銷從左向右送進(jìn)，采用擋料銷控制其送料步距。
4）卸料方式：本模具采用正裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料由上模部分的剛性卸料裝置卸出模外;條料搭邊由上模部分的彈性卸料裝置卸出模外；工件由下模部分的彈性頂出裝置頂出。
5）為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于該零件尺寸較小，且精度要求不高，所以宜采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。
4.模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
包括以下幾個方面：
1）落料凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在落料凹模內(nèi)部，由于要設(shè)置推件塊，所以凹模刃口應(yīng)采用直筒形刃口，并查表2.21，取得刃口高度h=4 mm。該凹模的結(jié)構(gòu)簡單，宜采用整體式。
查表2.22，得k=0.2
即 凹模高度H=kb=0.2×95 mm =19 mm
凹模壁厚C=1.5H=1.5×19 mm =28.5 mm
凹模的外形尺寸的確定：凹模外形長度L=(95+2×28.5) mm =152 mm
凹模外形寬度B=(60+2×28.5) mm =117 mm
凹模整體尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，取為160 mm×125 mm×28 mm。
落料凹模
2）沖孔和尺寸8 mm凸模設(shè)計(jì)
為了使凸模加工方便，凸模應(yīng)做成等斷面的非圓形凸模。凸模固定板厚度取18 mm，凸模長度根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要來確定。
L=h+h=(16+19+8) mm =43 mm （取45 mm）
由于此凸模直徑較大，且長度較短，剛度和強(qiáng)度足夠，所以無需對其進(jìn)行強(qiáng)度校核。沖裁時凸模進(jìn)入凹模刃口1mm。
凸模
3）沖孔 mm凸模設(shè)計(jì)
為了增加凸模的強(qiáng)度與剛度，凸模非工作部分直徑應(yīng)制成逐漸增大的多級形式，選凸模長度為52 mm。
凸模
4）凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本模具為復(fù)合沖裁模，除了沖孔凸模和落料凹模外，還有一個凸凹模。根據(jù)整體模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要，凸凹模的結(jié)構(gòu)簡圖如下圖所示。確定凸凹模安排在模架上的位置時，要根據(jù)計(jì)算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。
凸凹模的結(jié)構(gòu)
校核凸凹模的強(qiáng)度：取凸凹模的最小壁厚為1 mm，而實(shí)際最小壁厚為5.5 mm，故符合強(qiáng)度要求。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制，并保證雙面間隙為0.01 mm -0.014 mm。凸凹模上孔中心與邊緣距離尺寸5.5 mm的公差定位（5.5±0.75）mm。
（2）卸料裝置的設(shè)計(jì)
1）推件裝置的選取
因橡皮允許承受的負(fù)荷較大，且安裝調(diào)試方便，所以選用橡皮。
根據(jù)模架的基本尺寸和沖孔凸模的基本尺寸，選取橡皮的基本尺寸為：160 mm×125 mm×18 mm。
2）頂件裝置的設(shè)計(jì)
選聚氨酯為彈性體，從相關(guān)資料中選取彈性體的規(guī)格為：
D×H=45 mm×20 mm
托板的尺寸應(yīng)與彈性體的尺寸相匹配，因此取托板的尺寸為：
L×B×H=55 mm×55 mm×6 mm
螺柱尺寸為：12 mm×48 mm
（3）模架的設(shè)計(jì)
為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于該零件尺寸較小，且精度要求不高，所以宜采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。
模架的規(guī)格選用如下：
上模座：160 mm×125 mm×35 mm
下模座：160 mm×125 mm×40 mm
導(dǎo) 柱：B25h5 mm×150 mm
導(dǎo) 套：B25H6 mm×85 mm×33 mm
模 柄： mm×110 mm
墊 板：160 mm×125 mm×6 mm
卸料板：160 mm×125 mm×14 mm
凸模固定板：160㎜×125㎜×16㎜
模具的閉合高度：
h+h
=(35+6+6++16+16+28+0.2+14+40+18+8) mm
=187 mm
模架圖
5.沖壓設(shè)備的選擇
選擇型號為J23-16B的開式雙柱可傾壓力機(jī)能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下：
公稱壓力：160KN
滑塊行程：70 mm
最大閉模高度：220 mm
最大裝模高度：160 mm
連桿調(diào)節(jié)長度：60 mm
工作臺尺寸（前后×左右）：110 mm×210 mm
墊板尺寸（厚度×孔徑）：60 mm×150 mm
模柄孔尺寸： mm×60 mm
最大傾斜角度：35°
6.模具零件的加工工藝
本副模具模，模具零件加工的關(guān)鍵在工作零件、固定板以及卸料板，若采用線切割加工技術(shù)，這些零件的加工就變得相對簡單。
凹模、固定板以及卸料板都屬于板類零件，其加工工藝比較規(guī)范。其具體加工過程是：凹模，導(dǎo)料板等零件均是需要淬硬的零件，凹模淬硬以前，在模架的上模板上進(jìn)行裝配，在凹模板上劃出各個孔的圓孔的線，并根據(jù)劃出壓力中心線，使壓力中心線與下模座中心線對正、鉆、攻螺孔，將下模座、凹模、導(dǎo)尺進(jìn)行校配，校正導(dǎo)尺間距后，鉆、鉸銷釘孔，將三板固定，鉆孔并安裝擋料銷，安裝承料板。然后，將下模全部拆開，將凸凹模熱處理淬硬（在淬硬以前要加工出傳絲孔）后，進(jìn)行線切割加工，用平面磨床磨平后重新裝配。
固定在上模座的上模部分，各凸模和凸模固定板都應(yīng)淬硬，裝配前將凸模淬硬，并完成全部加工，墊板裝配前不淬硬。
7 模具總裝圖
沖裁模具圖如下圖所示：
模具裝配圖
模具上模部分主要由上模座、上墊板、凸凹模、凸模固定板、卸料板、凹模等組成。卸料方式采用彈性卸料，以橡膠為彈性組件。下模部分由下模座、凹模、墊塊、下墊板、凸模固定板、推件塊等組成。
工作過程：導(dǎo)料銷和擋料銷控制條料的送進(jìn)方向和步距。上模下行，進(jìn)行沖裁，導(dǎo)柱、導(dǎo)套對上、下模的運(yùn)動起到可靠的導(dǎo)向。沖裁過程中，彈性卸料板對板料起著壓平作用，沖裁出的工件精度高。沖裁完畢，上?；爻蹋夏２糠值膹椥孕读涎b置將卡在凸凹模外的條料廢料卸下，沖孔廢料由上模部分的剛性推件裝置卸出模外，工件由下模部分的彈性卸料裝置頂出。
特點(diǎn)：每沖裁一次，頂出一次，模內(nèi)不積聚工件，不易將凸凹模漲裂，但沖孔廢料在下模面上，清除廢料麻煩，彈性卸料板上需開設(shè)擋料銷、導(dǎo)料銷的讓位孔。
結(jié)束語
本畢業(yè)設(shè)計(jì)是我進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的，它是對我們?nèi)陙硭鶎W(xué)課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。它可以說又是一次對專業(yè)知識的學(xué)習(xí)的深入和系統(tǒng)掌握。
通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我從系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了所學(xué)專業(yè)知識，同時也鞏固了先前學(xué)到的知識，同時感觸最深刻的是：所學(xué)知識只有在應(yīng)用中才能更深刻理解和長時間記憶。對一些原來一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識。特別是原來所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測量、冷沖模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解，使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。同時還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)過程中要考慮的問題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費(fèi)材料，保證工件的經(jīng)濟(jì)性、加工工藝的合理性。
在設(shè)計(jì)的過程中通過沖壓模具設(shè)計(jì)手冊、模具制造簡明手冊、模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊等對所要設(shè)計(jì)的問題進(jìn)行查詢，通過更多的途徑去了解我要做的設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)更具合理性。也使我學(xué)會了設(shè)計(jì)過程中對資料的查詢和運(yùn)用。通過這次設(shè)計(jì)，我更加深入地學(xué)習(xí)了冷沖壓技術(shù)工作設(shè)計(jì)的內(nèi)容。冷沖壓技術(shù)工作設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括冷沖壓工藝設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)及沖模制造三方面內(nèi)容，盡管三者的工作內(nèi)容不同，但三者之間存在著相互滲透、相互補(bǔ)充、相互依存的關(guān)系。
冷沖壓工藝設(shè)計(jì)是針對給定的產(chǎn)品圖樣，根據(jù)其生產(chǎn)批量的大小、沖壓設(shè)備的類型規(guī)格、模具制造能力及工人技術(shù)水平等具體生產(chǎn)條件，從對產(chǎn)品零件圖的沖壓工藝性分析入手經(jīng)過必要的工藝計(jì)算，制定出合理的工藝方案，最后編寫沖壓工藝卡的一個綜合分析、計(jì)算、設(shè)計(jì)過程。沖壓工藝方案的確定包括工序性質(zhì)、數(shù)量的確定，工序順序的安排，工序組合方式及工序定位方式的確定等內(nèi)容。
沖壓模具設(shè)計(jì)則是依據(jù)制定的沖壓工藝規(guī)程，在認(rèn)真考慮毛坯的定位、出件、廢料排出諸問題以及模具的制造維修方便、操作安全可靠等因素后，設(shè)計(jì)計(jì)算并構(gòu)思出與沖壓設(shè)備想適應(yīng)的模具總體結(jié)構(gòu)，然后繪制出模具總裝圖和所有非標(biāo)準(zhǔn)零件圖的整個設(shè)計(jì)繪圖過程。
歷經(jīng)近三個月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請教指導(dǎo)老師有關(guān)模具方面的問題，并且和同學(xué)的探討模具設(shè)計(jì)在實(shí)際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時間里，對模具的認(rèn)識有了一個質(zhì)的飛躍。
從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人認(rèn)識事物所必經(jīng)的一般過程，我對模具的認(rèn)識過程亦是如此。經(jīng)過近三個月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個圓滿的句號，為將來走上工作崗位奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
致謝
本設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過程中得到了楊占堯、翟德梅、原紅玲、于智宏等幾位指導(dǎo)老師的大力支持和幫助，再次表示誠摯的感謝！
感謝各位老師在三年之中的教導(dǎo)和在做設(shè)計(jì)的過程中對我的幫助。使我在大學(xué)三年里不但學(xué)到了更多知識，而且學(xué)到了怎么做人、怎么做事。在此衷心對各位老師的辛勤教導(dǎo)表示感謝。雖然我就要走出校進(jìn)入社會，但是老師對我的教導(dǎo)和幫助我想我一輩子也不會忘記！那講課的聲音在我耳邊久久回蕩，那寫字的身影在腦海里留下了深深的印記，如果還有下一次做學(xué)生我仍然選擇做您的學(xué)生！
畢業(yè)之后，我一定會努力工作的，不辜負(fù)各位老師對我們的深切期望，在這里也說一聲：老師你辛苦了。
祝各位老師，身體健康、萬事如意！
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