1411-拉手卡子零件沖壓模具設(shè)計(jì)
1411-拉手卡子零件沖壓模具設(shè)計(jì),拉手,卡子,零件,沖壓,模具設(shè)計(jì)
南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文1本設(shè)計(jì)已經(jīng)通過(guò)答辯，如果需要圖紙請(qǐng)聯(lián)系QQ 251133408 另專業(yè)團(tuán)隊(duì)代做畢業(yè)設(shè)計(jì)，質(zhì)量速度有保證。1.緒論1.1 研究課題的目的和意義近年來(lái),.由于模具技術(shù)的迅速發(fā)展, 模具設(shè)計(jì)與制造已成為一個(gè)行業(yè)越來(lái)越來(lái)引起人們的重視.模具是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中重要的工藝裝備,他在各種生產(chǎn)行業(yè),特別是沖壓和塑料成形加工中,應(yīng)用極為廣泛.我國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值中,沖壓模具的產(chǎn)值約為50％.現(xiàn)代模具技術(shù)的發(fā)展,在很大程度上依賴于模具標(biāo)準(zhǔn)化的程度,優(yōu)質(zhì)模具材料的研究,先進(jìn)的模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù),專用的機(jī)床設(shè)備及高水平的生產(chǎn)技術(shù)管理等等,但其中模具設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的一個(gè)方面.利用模具生產(chǎn)零件的方法已成為工業(yè)上進(jìn)行成批或大批生產(chǎn)的主要技術(shù)手段,它對(duì)于保證制品質(zhì)量,縮短試制周期,進(jìn)而爭(zhēng)先進(jìn)入市場(chǎng),以及產(chǎn)品更新?lián)Q代和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)都具有決定性意義.因此德國(guó)把模具成為”金屬加工中的帝王”,把模具工業(yè)視為”關(guān)鍵 工業(yè)”,美國(guó)把模具成為”美國(guó)工業(yè)的基石”,把模具工業(yè)視為”不 可估量其力量的工業(yè)”,日本把模具說(shuō)成”促進(jìn)社會(huì)富裕繁榮的動(dòng)力”把模具工業(yè)視為”整個(gè)工業(yè)發(fā)展的秘密”由于模具工業(yè)的重要性,模具成型工藝在各個(gè)工業(yè)部門(mén)得到了廣泛的應(yīng)用,使得模具行業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)大大超過(guò)機(jī)床 刀具工業(yè)的產(chǎn)值.這一情況充分說(shuō)明在國(guó)民經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的過(guò)程中,在各個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)世界市場(chǎng)進(jìn)行激烈的爭(zhēng)奪中,越多越多地采用模具來(lái)進(jìn)行生產(chǎn),模具工業(yè)明顯地成為技術(shù) 經(jīng)濟(jì)和國(guó)力發(fā)展的關(guān)鍵.從我國(guó)的情況來(lái)看,不少工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量上不 去,新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)不出來(lái),老產(chǎn)品更新速度慢,能源消耗指標(biāo)高,材料消耗量大,這些都與我國(guó)模具生產(chǎn)技術(shù)落后,沒(méi)有一個(gè)強(qiáng)大的 先進(jìn)的模具工業(yè)密切相關(guān).因此,要使國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)獲得高速發(fā)展,加速實(shí)現(xiàn)社會(huì)主義四個(gè)現(xiàn)代化,就必須盡快將模具工業(yè)搞上去,使模具生產(chǎn)形成一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)部門(mén),從而充分發(fā)揮模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的關(guān)鍵的作用.沖壓生產(chǎn)靠模具和壓力機(jī)完成加工過(guò)程,與其他機(jī)械加工方法相比,其在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面有如下特點(diǎn):南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文2⑴沖壓加工的生產(chǎn)效率高,且操作方便,易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化.普通壓力機(jī)每分鐘可以生產(chǎn)十幾個(gè)零件,高速壓力機(jī)每分鐘可生產(chǎn)幾百甚至上千件零件.所以它是一種高效率的加工方法.⑵沖壓件的尺寸精度由模具來(lái)保證,所以質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好.⑶沖壓可加工出尺寸范圍較大 形狀較復(fù)雜的零件,小到儀表零件,大到汽車覆蓋件,還可獲得其他加工方法難以制造的壁薄 、 質(zhì)量輕、 剛性好 、 表面質(zhì)量高 、 形狀復(fù)雜的零件.⑷沖壓加工一般不需要加熱毛坯,也不像切削加工那樣,需大量切削金屬,所以它不但節(jié)能,而且節(jié)約金屬,故沖壓件的成本較低.由于沖壓工藝具有上述突出的特點(diǎn),因此在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用.例如,航空航天、機(jī)械、電子通信 、交通 、兵器 、日用電器及輕工等產(chǎn)業(yè)都有沖壓加工,不但在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛才用沖壓工藝,而且可以說(shuō)每個(gè)人每天都直接與沖壓產(chǎn)品發(fā)生聯(lián)系.沖壓在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛.相當(dāng)多的工業(yè)部門(mén) 越來(lái)越多地才用沖壓加工方法加工零件部件,如汽車 、農(nóng)機(jī)、儀表 、儀器 、電子、航空 、航天 、軍工 、家電及輕工等行業(yè).在這些工業(yè)部門(mén)中,沖壓件所占比例相當(dāng)大,少則 60％以上,多則 90％以上.不少過(guò)去用鍛造 鑄造 和切削加工方法制造的零件,現(xiàn)在大多也被質(zhì)量輕 剛度好的沖壓件所代替.因此可以說(shuō),如果生產(chǎn)中不廣泛才用沖壓工藝,許多工業(yè)部門(mén)要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量 、 降低生產(chǎn)成本 、快速進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代是難以實(shí)現(xiàn)的。1.2 國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料不斷涌現(xiàn)，促進(jìn)了沖壓技術(shù)的不斷革新和發(fā)展。其主要表現(xiàn)和發(fā)展方向如下。⑴沖壓成型理論及沖壓工藝方面沖壓成型理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)沖壓成型理論的研究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成型過(guò)程應(yīng)力應(yīng)變分析、板料變形規(guī)律研究及坯料與模具之間的相互作用研究等方面取得了較大進(jìn)展。特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進(jìn)一步完善，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外已開(kāi)始應(yīng)用塑性成型過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，即利用有限元等數(shù)值分析方法模擬金屬的塑性成型過(guò)程，根據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計(jì)人員可預(yù)測(cè)某一工藝方案成型的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文3并通過(guò)在計(jì)算機(jī)上選擇修改相關(guān)參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)。這樣既節(jié)省了昂貴的試模費(fèi)用，也縮短了制造模具的周期。目前國(guó)內(nèi)外相繼涌現(xiàn)出了精密沖壓工藝；高能、高速成型工藝；超塑性成型工藝及無(wú)模多點(diǎn)成型工藝等精密、高效、經(jīng)濟(jì)的沖壓新工藝。⑵沖模設(shè)計(jì)與制造方面沖模是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的基本條件。在沖模的設(shè)計(jì)和制造基礎(chǔ)上，目前正朝著以下兩方面發(fā)展：一方面，為了適應(yīng)高速、自動(dòng)、精密、安全等大批量現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展，與此相適應(yīng)的新型模具材料及其表面熱處理技術(shù)與表面處理，各種高效、精密、數(shù)控、自動(dòng)化的模具加工機(jī)床和檢測(cè)設(shè)備以及模具 CAD/CAM 技術(shù)也正在迅速發(fā)展；另一方面，為了適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡(jiǎn)易沖模及其制造技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。⑶沖壓設(shè)備和沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化方面性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件，高精度、高壽命、高效率的沖模需要高精度、高自動(dòng)化的沖壓設(shè)備匹配。近年來(lái)，為了適應(yīng)市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來(lái)越高，且更新?lián)Q代的周期大為縮短，沖壓生產(chǎn)為適應(yīng)這一新的要求，開(kāi)發(fā)了多種適合不同批量生產(chǎn)的工藝、設(shè)備和模具。其中，無(wú)需設(shè)計(jì)專用模具、性能先進(jìn)的轉(zhuǎn)塔數(shù)控多工位壓力機(jī)、激光切割和成型機(jī)、CNC 折彎?rùn)C(jī)等新設(shè)備已投入使用。特別是近幾年在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)發(fā)展起來(lái)、國(guó)內(nèi)已開(kāi)始使用的沖壓柔性制造單元和沖壓柔性制造系統(tǒng)代表了沖壓生產(chǎn)的新的發(fā)展趨勢(shì)。 1.3 課題研究的主要內(nèi)容和方案1.3.1 課題研究的主要內(nèi)容拉手卡子零件沖壓模具設(shè)計(jì)原始資料及設(shè)計(jì)技術(shù)要求如下：1、零件圖；2、零件材料牌號(hào)及厚度：Q235，δ1.0；設(shè)計(jì)技術(shù)要求如下：1、年生產(chǎn)綱領(lǐng)：100000 件；2、要求外文資料翻譯忠實(shí)原文3、要求編制的沖壓工藝規(guī)程合理南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文44、要求設(shè)計(jì)的沖壓模具滿足加工要求5、要求圖紙?jiān)O(shè)計(jì)規(guī)范，符合制圖標(biāo)準(zhǔn)6、要求畢業(yè)論文敘述條理清楚，設(shè)計(jì)計(jì)算正確，論文格式規(guī)范。1.3.2 課題研究的方案1、分析沖壓件的工藝性根據(jù)設(shè)計(jì)題目的要求，分析沖壓件成型的結(jié)構(gòu)工藝性，分析沖壓件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、精度要求及所用材料是否符合沖壓工藝要求 2、制定沖壓件工藝方案在分析了沖壓件的工藝性后，通過(guò)可以列出幾種不同工藝方案，從產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、設(shè)備占用情況、模具制造的難易程度和模具壽命高低、工藝成本、操作方便和安全程度等方面，進(jìn)行綜合分析、比較，然后確定適合于工廠具體生產(chǎn)條件的最經(jīng)濟(jì)合理的工藝方案。3、確定毛坯形狀、尺寸和下料方式。在最經(jīng)濟(jì)的原則下，決定毛坯的形狀、尺寸和下料方式，并確定材料的消耗量。 4、確定沖模類型及結(jié)構(gòu)型式。5、進(jìn)行必要的工藝計(jì)算6、選擇壓力機(jī)7、繪制模具總圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件圖。1.4 研究課題的主要目標(biāo)和特色利用模具成型零件的方法，實(shí)質(zhì)上是一種少切削、無(wú)切削、多工序重合的生產(chǎn)方法，采用模具成型的工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝，可以提高生產(chǎn)效率，保證零件的質(zhì)量，節(jié)約材料，降低生產(chǎn)成本，從而取得很高的經(jīng)濟(jì)效益。從冷沖壓方面來(lái)看，冷沖壓生產(chǎn)過(guò)程的主要特征是依靠沖模和沖壓設(shè)備完成加工，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，生產(chǎn)效率，操作簡(jiǎn)便。對(duì)于普通壓力機(jī)，每臺(tái)每分鐘可生產(chǎn)幾件到幾十件沖壓件，而高速?zèng)_床每分鐘可生產(chǎn)百件至千件以上沖壓件。冷沖壓所獲得的零件一般無(wú)需進(jìn)行切削加工，因而是一種節(jié)約能源、節(jié)約原材料的無(wú)（或少）切削加工方法。由于冷沖壓所用原料多是表面質(zhì)量好的板料，沖件的尺寸公差由沖模來(lái)保證，所以產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定、互換性好。利用模具的生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)落料、沖孔、彎曲三道工序完成南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文5零件的加工，能夠?qū)崿F(xiàn)滿足零件加工的各項(xiàng)指標(biāo)。2.拉手卡子沖壓復(fù)合模設(shè)計(jì)2.1 拉手卡子沖裁工藝性分析本設(shè)計(jì)是拉手卡子落料沖孔復(fù)合模及彎曲模，拉手卡子簡(jiǎn)圖：如圖 2-1 所示落料于沖孔零件圖南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文6圖 2-1 拉手卡子零件圖生產(chǎn)批量：大批量材料：Q235材料厚度：1mm由零件圖可知，拉手卡子的加工涉及到落料、沖孔和彎曲三道工序。該零件形狀簡(jiǎn)單、對(duì)稱，尺寸不大，是由簡(jiǎn)單的圓和直線組成，工藝性好。沖裁件的經(jīng)濟(jì)精度不高于 IT11 級(jí)，一般要求落料件精度最好低于 IT10 級(jí)，沖孔件最好低于 IT9 級(jí)。汽車耳片零件的加工精度要求為 IT14，能達(dá)到經(jīng)濟(jì)精度，適合大批量的生產(chǎn)，生產(chǎn)成本經(jīng)濟(jì)，經(jīng)濟(jì)性好。幾何形狀，尺寸和精度等情況均符合沖裁的工藝要求。復(fù)合模的特點(diǎn)：①?zèng)_件精度較高，不受送料誤差影響。內(nèi)外行相對(duì)位置一致性好。②沖件表面比較平整。③適宜沖脆性或軟質(zhì)材料。④可以充分利用短料和邊角余料。⑤沖模面積較小。而該件的厚度為 2mm，較薄，工件上孔與孔之間的距離為 55 mm，較大，孔邊距大于最小合理值，且最窄為 12 mm 大于復(fù)合模的凸凹最小壁厚所需要的 8.5mm，所以沖裁模采用復(fù)合模較為合理。因?yàn)榱慵募庸ど婕叭拦ば?，為保證零件的精南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文7度要求，故先采用倒裝式落料沖孔復(fù)合模對(duì)工件沖孔落料加工，再利用彎曲模對(duì)沖裁后的工件進(jìn)行彎曲，從而加工出最后的零件。2.2 工件排樣與搭邊2.2.1 排樣沖裁件在板料或條料上的布置方式，稱為沖裁件的排樣，簡(jiǎn)稱排樣，排樣的合理與否，不但影響到材料的經(jīng)濟(jì)利用率，降低零件成本，還會(huì)影響到模具結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)率、制件質(zhì)量、生產(chǎn)操作方便與安全等。2.2.2 材料的利用率排樣的目的是為了合理利用原材料。衡量排樣經(jīng)濟(jì)性、合理性的指標(biāo)是材料的利用率。所謂材料利用率是指沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比。排樣合理與否，對(duì)材料的利用率的大小直接影響。材料利用率的計(jì)算公式如下：一個(gè)進(jìn)距的材料利用率 η 的計(jì)算如下：η= ×100% （2-1 ）nAbh式中 A ——沖裁件面積（包括內(nèi)形結(jié)構(gòu)廢料） ， （mm 2） ；n ——一個(gè)進(jìn)距內(nèi)沖裁件數(shù)目;b ——條料寬度， （mm）;h ——進(jìn)距,（mm） 。一張板料上總的材料利用率 η 總 的計(jì)算如下：η 總 =（ ）×100% （2-2）ALB總式中 η 總—— 一張板料上沖裁件總數(shù)目；L ——板料長(zhǎng)， （mm） ；2.2.3 搭邊 排樣中相鄰兩制件之間的余料或制件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。其作用是補(bǔ)償定位誤差和保持有一定的強(qiáng)度和剛度，防止由于條料的寬度誤差、送進(jìn)步距誤差、送料歪斜等原因而沖裁出殘缺的廢品，保證沖出合格的工件，便于送料。搭邊是廢料，從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊越小越好。但過(guò)小的搭邊值容易擠進(jìn)凹模，增加刃口磨損，降低模具壽命，并且也影響沖裁件剪切表面質(zhì)量。一般來(lái)說(shuō)，搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)確定的。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文8由支承板零件圖和排樣圖 2-2 可得知：因?yàn)榻?jīng)過(guò)支承板毛坯經(jīng)落料沖孔后，還須進(jìn)行彎曲工序才能得到最后支承板零件，故在進(jìn)行復(fù)合模的排樣時(shí)，必須先進(jìn)行彎曲展開(kāi)計(jì)算。支承板彎曲展開(kāi)長(zhǎng)度為：L=（80-1.5-5）+ （40-1.5-5）+ л/2（5+0.46×1.5）=115.933 116 mm?沖裁件面積：A =9914mm 2條料寬度：b = 150+2.5×2=155 mm 進(jìn)距：h=84+2 mm=86 mm一個(gè)進(jìn)距的材料利用率：η=( nA / bh)×100%=9914×1mm 2/（155mm×86 mm）×100%=74%圖 2-2 排樣圖2.3 沖裁間隙沖裁間隙是指沖裁凸模和凹模刃口之間的間隙。單邊用間隙用 C 表示，雙邊用 Z表示。圓形沖裁模雙邊間隙為 Z=D 凹 -D 凸 式中 D 凹 ——沖裁模凹模直徑尺寸（mm）D 凸 ——沖裁模凹模直徑尺寸（mm） 沖裁間隙是沖裁過(guò)程中一個(gè)重要的工藝參數(shù)，間隙的選取是否合理直接影響到?jīng)_裁件質(zhì)量、沖裁力、沖模的使用壽命和卸料力等。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文92.3.1 沖裁間隙的選取沖裁間隙對(duì)沖裁件斷面的質(zhì)量、尺寸精度、模具壽命以及沖裁力、卸料力、推件力等有較大影響。沖裁間隙的大小主要與材料的性質(zhì)及厚度有關(guān)，材料越硬，厚度越大，則間隙值應(yīng)越大。選取間隙值時(shí)應(yīng)結(jié)合沖裁件的具體要求和實(shí)際的生產(chǎn)條件來(lái)考慮。其總的原則應(yīng)該是在保證滿足沖裁件剪斷面質(zhì)量和尺寸精度的前提下，使模具壽命最長(zhǎng)。設(shè)計(jì)時(shí)一般采取查表法確定，在沖模制造時(shí)，也可按材料厚度的百分比估算。查表 2-1 選得間隙值為 Zmin=0.246、Zmax=0.360（mm） 。表２-1 沖裁模刃口始用間隙材料名稱08F、10、35、09Mn、Q235、B2Q234 40、50初始間隙 Z厚度 t Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax1.0 0.10 0.14 0.10 0.14 0.10 0.141.2 0.12 0.18 0.13 0.18 0.13 0.182.0 0.246 0.360 0.17 0.24 0.260 0.380為了使模具能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)沖制出合格的零件，提高模具的利用率，一般設(shè)計(jì)模具時(shí)取 Zmin 作為初始間隙。2.4 沖壓力計(jì)算沖裁力是設(shè)計(jì)模具、選擇壓力機(jī)的重要參數(shù)。計(jì)算沖裁力的目的是為了合理地選擇沖壓設(shè)備和設(shè)計(jì)模具。選用沖壓設(shè)備的標(biāo)稱壓力必須大于所計(jì)算的沖裁力，所設(shè)計(jì)的模具必須能傳遞和承受所計(jì)算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的要求。沖裁時(shí)的總力包括沖裁力、卸料力、推件力、頂件力的計(jì)算。2.4.1 沖裁力計(jì)算沖裁力的大小主要與材料性質(zhì)、厚度、沖裁件周長(zhǎng)、模具間隙大小及刃口鋒利程度有關(guān)。根據(jù)《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》中介紹的計(jì)算方法如下：一般對(duì)于普通平刃口的沖裁，其沖裁力 F 可按下式計(jì)算：F=L·t·τ （2-3 ）式中 F —— 沖裁力, N；L —— 沖裁件的沖裁長(zhǎng)度, mm；t —— 板料厚度，mm；南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文10τ—— 材料的抗剪強(qiáng)度, Mpa；有時(shí)也可用材料的抗拉強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算：F=L·t·σb （2-4）式中 σb—— 為材料的抗拉強(qiáng)度，Mpa在落料沖孔復(fù)合模中，沖裁力包含落料力和沖孔力。由支承板零件圖可得:落料力：L=528mmt =2 mm σb =450MPaF 落 = L·t·σb = (528×2×450)N=475200N沖孔力：L1=2×л×3=18.84mmt =2 mm σb =450MPaF 孔 = L·t·σb =（18.84×2×450）N =16956N2.4.2 卸料力、推件力和頂出力從凸模上卸下緊箍著的材料所需的力叫卸料力；把落料件從凹模洞口順著沖裁方向推出去的力叫推件力；逆著沖裁方向頂出來(lái)的力叫頂出力。卸料力、推件力和頂出力通常采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算，見(jiàn)式（2-5） 。卸料力：F 卸 =K 卸 ·F 落推件力：F 推 =n·K 推 ·F 孔頂出力：F 頂 =K 頂 · F 落 （2-5）式中： K 卸 、K 推 、K 頂 —— 分別為卸料力、推件力系數(shù),其值見(jiàn)表 2-2；n—— 同時(shí)卡在凹模內(nèi)的零件數(shù)；h——凹模直壁洞口的高度。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文11表 2- 2 推件力、頂件力、卸料力系數(shù)料厚/（mm） K 推 K 頂 K 卸 鋼≤0.1>0.1~0.5>0.5~2.5>2.5~6.50.10.0650.0500.0400.0140.080.060.050.06—0.0750.045—0.0550.04—0.050.03—0.04卸料力：F 卸 =K 卸 ·F 落 =（0.05×475200）N=23760N推件力：F 推 =n·K 推 ·F 孔 =（4×0.05×16956）N=3391.2N（n=h／ t=8mm／2 mm = 4 個(gè)）F 總 = F 落 ＋F 孔 ＋F 卸 ＋F 推 =（475200 ＋ 16956＋23760＋3391.2）N=519307.2=519.31KN2.5 模具壓力中心計(jì)算壓力中心的計(jì)算采用空間平行力系的合力作用而得求解方法。畫(huà)出所示制件，選定坐標(biāo)系 xoy,如圖 2-3 所示。沖裁件以 X 軸對(duì)稱，所以 Y0 = 0。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文12L1=150 mm X1=0 mm Y1=75 mmL2= 54 mm X2=27mm Y2=150 mmL3=12.5 mm X3=54 mm Y3=143.75 mmL4=30 mm X4=69 mm Y4=137.5 mmL5=30 mm X5=84 mm Y5=122.5 mmL6=30 mm X6=69 mm Y6=107.5 mmL7=65 mm X7=54 mm Y7=75 mmL8=30 mm X8=69 mm Y8=42.5 mmL9=30 mm X9=84 mm Y9=27.5 mmL10=30 mm X10=69 mm Y10=12.5 mmL11=12.5 mm X11=54 mm Y11=6.75 mmL12=54 mm X12=27 Y12=0 mm故 X0 =( L1×X1+ L2×X2+ L3×X3+ L4×X4+ L5×X5+ L6×X6+ L7×X7+ L8×X8+ L9×X9+ L10×X10+ L11×X11+L12×X12)/ (L1+ L2+ L3+ L4+ L5+ L6+ L7+ L8+ L9+ L10+L11+L12)=39.95 mmY0 =( L1×Y1+ L2×Y2+ L3×Y3+ L4×Y4+ L5×Y5+ L6×Y6+ L7×Y7+ 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文13L8×Y8+ L9×Y9+ L10×Y10+ L11×Y11+L12×Y12)/ (L1+ L2+ L3+ L4+ L5+ L6+ L7+ L8+ L9+ L10+L11+L12)=75mm則壓力中心為（39.95，75） 。2.6 凸、凹模刃口尺寸計(jì)算模具刃口尺寸及公差是影響沖裁件精度，因而，正確確定沖裁凸模和凹模刃口的尺寸及公差，是沖模設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。2.6.1 凸、凹模刃口尺寸公差計(jì)算的原則（1） 落料件的尺寸是由凹模決定的，故應(yīng)以落料凹模為基準(zhǔn)。沖孔件的尺寸是由凸模決定的，故應(yīng)以沖孔凸模為基準(zhǔn)件。（2） 凸模和凹模之間應(yīng)保證有合理間隙。計(jì)算時(shí)先計(jì)算基準(zhǔn)件尺寸，間隙是在計(jì)算非基準(zhǔn)件時(shí)才考慮的。對(duì)于落料件，凹模為基準(zhǔn)件，間隙由減小凸模尺寸來(lái)取得。對(duì)于沖孔件，凸模為基準(zhǔn)件，間隙由增大凹模尺寸來(lái)取得。（3） 考慮到間隙在模具使用過(guò)程會(huì)隨磨損而增大，故設(shè)計(jì)凸模和凹模時(shí)初始間隙應(yīng)取最小值。（4） 應(yīng)區(qū)分模具磨損過(guò)程中凸模和凹模尺寸的變化趨勢(shì)。凹模尺寸愈磨愈增大，凸模愈磨愈減小，因此，在設(shè)計(jì)新模具過(guò)程時(shí)，落料凹模尺寸應(yīng)接近于落料件的最小極限尺寸（也就是落料件的最大極限尺寸減去全部磨損量） ，沖孔凸模尺寸應(yīng)接近于沖孔件的最大極限尺寸（也就是沖孔件的最小極限尺寸加上全部磨損量） 。（5） 凸模和凹模的制造公差與沖裁的尺寸精度相適應(yīng)，其上下偏差值應(yīng)按入體方向來(lái)標(biāo)注。（6） 模具有兩種制造方式。一種方式是凸模凹模分別加工，成批制造，可以互換。另一種方式是單配加工，先加工基準(zhǔn)件，然后非基準(zhǔn)件按基準(zhǔn)件配，加工后的凸凹模不能互換。2.6.2 凸、凹模刃口尺寸計(jì)算的方法由于凸模和凹模的加工方法不同，設(shè)計(jì)時(shí)其刃口尺寸計(jì)算應(yīng)分別進(jìn)行計(jì)算。（1） 凸模與凹模分開(kāi)加工采用凸模與凹模分開(kāi)加工這種方法，要分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸與制造公差，它適用于圓形或簡(jiǎn)單形狀的工件。為了保證間隙值，應(yīng)滿足（2-6）條件。δ 凸 +δ 凹 ≤Zmax-Zmin （2-6）式中 δ 凸 —— 凸模的制造公差；δ 凹 —— 凹模的制造公差。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文14δ 凸、δ 凹的值見(jiàn)表 2-3。表 2-3 規(guī)則形狀沖裁時(shí)凸模、凹模的制造公差基本尺寸 凸模公差 δ 凸 凹模公差 δ 凹≤18 0.020 0.020＞18～30 0.020 0.025＞120～180 0.030 0.040下面對(duì)沖孔和落料兩種情況加以分析討論。① 沖孔沖孔應(yīng)先確定凸模刃口尺寸，間隙取在凹模上。設(shè)工件孔的尺寸為 d+△ ，其計(jì)算公式為： d 凸 = （d﹢xΔ） （2-7）0??凸d 凹 = （d 凸﹢Zmin ） （2-8） 0?凹式中 d 凸、d 凹 ——沖孔凸、凹?；境叽纾琺m；Δ ——工件制造公差，mm；X ——因數(shù)，其值可查表 2-4。② 落料根據(jù)刃口尺寸計(jì)算原則，落料時(shí)應(yīng)首先確定凹模刃口尺寸。由于基準(zhǔn)件凹模的刃口尺寸在磨損后會(huì)增大，因此應(yīng)使凹模的基本尺寸接近工件輪廓的最小極限尺寸，再減小凸模尺寸以保證最小合理間隙值 Zmin。仍然是凸模取負(fù)偏差，凹模取正偏差。設(shè)工件尺寸為 D0-Δ，其計(jì)算式如下：D 凹 = （D﹣ x△） (2-9) 0??凹D 凸 =（D 凹﹣Zmin） (2-10)0?凸2-4 因數(shù) x非圓形 x 值 圓形 x 值材料厚度t/mm1 0.75 0.5 0.75 0.5南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文15（2）凸模與凹模配合加工對(duì)于形狀復(fù)雜或材料薄的零件，為了保證凸、凹模之間一定的間隙值，必須采用配合加工。此方法是先加工好其中的一件（凸?；虬寄＃┳鳛榛鶞?zhǔn)件，然后以此基準(zhǔn)件為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)加工另一件，使它們之間保持一定的間隙。但用此方法制造的凸、凹模是不能互換的。由于復(fù)雜工件形狀各部分尺寸性質(zhì)不同，凸模與凹模磨損情況也不同，所以基準(zhǔn)件的刃口尺寸需要按不同方法計(jì)算。如圖 2-4 a)為一落料件，應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，凹模的磨損情況可分為三類：第一類是凹模磨損后增大的尺寸（圖中 A 類尺寸） ；第二類是凹模磨損后減小的尺寸（圖中 B 類尺寸） ；第三類是凹模磨損后沒(méi)有增減的尺寸（圖中 C 類尺寸） 。工件公差 Δ/ mm1 ＜0.16 0.17～0.35 ≥0.36 ＜0.16 ≥0.161～2 ＜0.20 0.21～0.41 ≥0.42 ＜0.20 ≥0.202～4 ＜0.24 0.25～0.49 ≥0.50 ＜0.24 ≥0.24＞4 ＜0.30 0.21～0.59 ≥0.60 ＜0.30 ≥0.30南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文16a)落料件 b)沖孔件圖 2-4 落料、沖孔件的尺寸分類同理，對(duì)于圖 2-4 b）的沖孔件，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件，可根據(jù)凸模的磨損情況，按圖示方法將尺寸分為 A、B、C 三類。當(dāng)凸模磨損后，其尺寸的增減情況也是增大、減小、不變這一同樣的規(guī)律。因此，對(duì)于復(fù)雜形狀的落料件或沖孔件，其模具基準(zhǔn)件的刃口尺寸均可按下式計(jì)算。A 類： Aj＝（A max﹣x△） 40??B 類： Bj＝（B min﹣x△） 4?C 類： Cj＝（C min﹢0.5△）± （2-11）8式中 Aj 、 Bj 、 Cj ——基準(zhǔn)件尺寸，mm；Amax 、B min、 Cmin——工件極限尺寸，mm；△ ——工件公差，mm。對(duì)于與基準(zhǔn)件相配合的非基準(zhǔn)件凸?；虬寄５娜锌诔叽绾凸钜话悴辉趫D樣上標(biāo)注，而是僅標(biāo)注基本尺寸，并注明其公差按基準(zhǔn)件凹?；蛲鼓５膶?shí)際尺寸配做，并保證應(yīng)留的間隙值。另外，如果按照加工的需要，希望對(duì)落料件以凸模為基準(zhǔn)，對(duì)沖孔件以凹模為基準(zhǔn)件，則模具基準(zhǔn)件的刃口尺寸可按式 2-12 計(jì)算：A 類： Aj＝（A max﹣x△﹣Zmin） 04??B 類： Bj＝（B min＋x△＋Zmin ） 0?C 類： Cj＝（C min﹢0.5△）± （2-12） 8由上文中間隙選擇中，查表得間隙值 Zmin＝0.246mm Zmax＝0.360 mm凸模和凹模采用分別加工的方法，根據(jù)如下：Zmax-Zmin=0.360-0.246=0.114查表 2—3 規(guī)則形狀沖裁時(shí)凸模和凹模的制造公差落料部分：δ 凸、δ 凹δ 凸=0.030 mm δ 凹=0.04 mm南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文17δ 凸+δ 凹=0.030+0.040=0.070 mm〈Zmax-Zmin=0.114沖孔部分：δ 凸、δ 凹δ 凸=0.02 mm δ 凹=0.020 mmδ 凸+δ 凹=0.020+0.020=0.040 mm〈Zmax-Zmin=0.114 mm可見(jiàn)均能滿足分別加工時(shí) δ 凸+δ 凹〈Zmax-Zmin 要求，因此可以分別計(jì)算凸凹模的尺寸。凸、凹模刃口部分尺寸計(jì)算如下：落料：凹模：D 凹 = （D﹣ x△） 0??凹= （150﹣0.5×1） 4.=149.5 mm4.0?查表 2-4：△=1.0 X=0.5 凸模：D 凸 =（D 凹﹣Zmin） 0??凸=（149.79﹣0.246） 03.=149.544 mm03.?沖孔：d 凸 = （d﹢ xΔ） d 凹 = （d 凸﹢Zmin ）0?凸 0??凹凸模： d 凸 = （d﹢x Δ） 0??凸=（6﹢0.75×0.30） 02.=6.23 mm02.?查表 2-4：Δ=0.30 X=0.75南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文18凹模：d 凹 = （d 凸﹢Zmin） 0??凹= （6.21+0.246 ） 2.=6.456 mm2.0?查〈〈沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)〉 〉凸凹模最小壁厚：材料厚度 t=2.0 mm最小壁厚 a=4.9 mm最小直徑 D=21 mm凸模尺寸按凹模尺寸配制，保證單面間隙為 Zmin/2~ Zmax/2。2.7 復(fù)合模凹、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.7.1 凹模(1) 凹模的類型 按凹模的刃口孔形可分為圓柱形孔口凹模、錐形孔口凹模；按凹模的結(jié)構(gòu)可分為整體式凹模和鑲拼式凹模。(2) 凹模刃口形式 錐形刃口：如圖 2-5a)所示。沖裁件或廢料容易通過(guò)，凹模磨損后的修磨量較小。但刃口強(qiáng)度較低，刃口尺寸在修磨后略有增大。適用于形狀簡(jiǎn)單，精度要求不高，材料厚度較薄工件的沖裁。當(dāng) t﹤2.5mm 時(shí)，α＝15′; 當(dāng)t＝2.5~6mm 時(shí)，α＝30′;當(dāng)采用電火花加工凹模時(shí)，α＝4~20′。a) b)圖 2-5 凹模刃口形式柱形刃口：如圖 2-5b)所示。刃口強(qiáng)度較高，修磨后刃口尺寸不變。但孔口容易積存工件或廢料，推件力大且磨損大。適用于形狀復(fù)雜或精度要求較高工件的沖裁。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文19當(dāng) t Hmax ,則壓力機(jī)不能用，若 H 4mm 時(shí)，取 rd=2t。因此，本設(shè)計(jì)中材料的厚度為 2mm，由上述計(jì)算公式得，凹模圓角半徑rd=2.5×2 mm=5mm。（3）彎曲模工作部分尺寸彎曲模工作部分尺寸計(jì)算與彎曲件的尺寸標(biāo)注有關(guān)。彎曲件的尺寸標(biāo)注根據(jù)裝配要求有兩類標(biāo)注方式，相應(yīng)地凸、凹模尺寸計(jì)算也有兩類。a. 尺寸標(biāo)注在工件外形上標(biāo)注雙向偏差時(shí)，凹模尺寸為L(zhǎng)d=（L-1/2Δ） （3-8）0d??標(biāo)注單向偏差時(shí)，凹模尺寸為L(zhǎng)d=（L-3/4Δ） （3-9）0d式中 Ld——凹模工作部分尺寸，mm；L——工件公稱尺寸，mm；Δ——工件公差，mm；δd——凹模、凸模制造偏差，mmb. 尺寸標(biāo)注在工件內(nèi)形上標(biāo)注雙向偏差時(shí)，凹模尺寸為L(zhǎng)p=（L+1/2Δ） （3-10）0d??標(biāo)注單向偏差時(shí)，凹模尺寸為L(zhǎng)p==（L+3/4Δ） （3-11）0d式中 Lp——凹模工作部分尺寸，mm；L——工件公稱尺寸，mm；Δ——工件公差，mm；δp——凹模、凸模制造偏差，mm南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文44由拉手卡子零件圖所示，寬度尺寸 30 標(biāo)注在工件外形上，則根據(jù)公式計(jì)算出凹模的寬度尺寸為：Ld =（L-3/4Δ） 0d??=（30-3/4×0.15） 02.=29.89 mm02.?根據(jù)本次彎曲設(shè)計(jì)的需要，彎曲凸模的寬度方向是把板料需要彎曲的面積一邊剪切一邊彎曲，只需要與凹模有一個(gè)很小的間隙配合能滿足要求即可，厚度要滿足彎曲件的內(nèi)徑，彎曲件的內(nèi)徑為 R8，取彎曲凸模的厚度為 13mm，一側(cè)倒圓角 R8，一側(cè)到圓角 R5。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文453.5 彎曲?？傮w設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)零件選用彎曲模標(biāo)準(zhǔn)零件的選用與前述復(fù)合模的原則一致，因而不在詳述。此處直接給出模架等零件的選用標(biāo)準(zhǔn)。1 模架彎曲模設(shè)計(jì)采用中等精度，中小尺寸沖壓件的后側(cè)導(dǎo)柱模架模架 182×105～190I GB/T2851.5 模架技術(shù)條件：按 JB/T8050—1999 的規(guī)定2 模座上模座 182×105×35GB/T2855.5技術(shù)條件：按 JB/T8070—1995 的規(guī)定下模座 182×105×40GB/T2855.6技術(shù)條件：按 JB/T8070—1995 的規(guī)定3 凸模固定板選用固定板 182×105×25-45 鋼 JB/T7653.2材料：45 鋼技術(shù)條件：按 JB/T7653-1994 的規(guī)定4 模柄模柄 A50×95 GB2862.1—81材料：Q235技術(shù)條件：按 JB/7853-1994 的規(guī)定1. 推桿頂桿 A12×142 JB/T7650.3 材料：45 熱處理硬度 43～48HRC 技術(shù)條件：按 JB/T7653—1994 的規(guī)定2. 導(dǎo)套導(dǎo)套 A28H7×100×38 GB/T2861.6 技術(shù)條件：按 JB/T8070—1995 的規(guī)定3. 導(dǎo)柱導(dǎo)柱 A28h6×150×50 GB/T2861.1 技術(shù)條件：按 JB/T8070—1995 的規(guī)定南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文46結(jié) 論沖壓模具是沖壓生產(chǎn)的主要工藝裝備， 其設(shè)計(jì)的是否合理對(duì)沖壓件的表面質(zhì)量、尺寸精度、生產(chǎn)率以及經(jīng)濟(jì)效益等影響很大，因此研究沖壓模具的結(jié)構(gòu)，提高沖壓模具的各項(xiàng)指標(biāo)，對(duì)沖壓模具設(shè)計(jì)和沖壓技術(shù)發(fā)展是十分必要的。本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)完成拉手卡子零件沖壓模具設(shè)計(jì)。拉手卡子零件結(jié)構(gòu)、形狀比較簡(jiǎn)單。其制造過(guò)程包含落料、沖孔和彎曲三道工序。利用落料沖孔復(fù)合?？赏瓿衫挚ㄗ拥那皟蓚€(gè)工序，再由彎曲模完成彎曲工序得到最后的制件。復(fù)合模結(jié)構(gòu)緊湊，沖出的制件精度較高，生產(chǎn)效率較高，適合大批量的生產(chǎn)，特別是孔與制件外形的同心度容易保證，但模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造較困難。復(fù)合模按落料凹模安裝的位置，可分為順裝和倒裝兩種形式。本設(shè)計(jì)中采用的是倒裝復(fù)合模。倒裝復(fù)合模的落料凹模與沖孔凸模裝在上模座上，其凸凹模裝在模具下模座上。采用倒裝復(fù)合模的主要優(yōu)點(diǎn)是廢料能直接從壓力機(jī)臺(tái)面漏下，而沖裁件則由推件裝置從上模推下，比較容易取出，因此操作方便安全。到裝復(fù)合模易于安裝送料裝置，生產(chǎn)效率高，所以采用倒裝復(fù)合模。在模具設(shè)計(jì)部分，重點(diǎn)在于對(duì)凸模、凹模和凸凹模的設(shè)計(jì)。復(fù)合模的設(shè)計(jì)中，凸凹模是復(fù)合模的核心零件。復(fù)合模凸凹模的強(qiáng)度較弱，設(shè)計(jì)時(shí)要確保凸凹模的自身強(qiáng)度，尤其是注意凸凹模的最小壁厚。相對(duì)而言，彎曲模的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，在彎曲模中，凸、凹模的尺寸的確定決定了彎曲精度的保證。目前模具相關(guān)零件大多已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，在模具設(shè)計(jì)根據(jù)有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選取合理的標(biāo)準(zhǔn)件也是十分重要的。因而對(duì)于模具設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，有相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)也是很必要的。總之只有做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作后，進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的設(shè)計(jì)，才能設(shè)計(jì)出好的模具。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文47參考文獻(xiàn)[1]．解汝升. 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謝為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，而本人此次畢業(yè)設(shè)計(jì)能在規(guī)定期限內(nèi)順利完成，得到了許多老師和同學(xué)的幫助，在此向他們表示誠(chéng)摯的謝意。本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是拉手卡子零件沖壓模具設(shè)計(jì)。整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)工作是在羅海泉老師悉心指導(dǎo)下完成的，羅老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、深厚的學(xué)術(shù)功底、客觀求實(shí)的科研作風(fēng)使我受益匪淺。然而由于本人水平有限，也是初次接觸模具的設(shè)計(jì)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到不少的困難。在碰到難題時(shí)，羅老師在旁精心指導(dǎo)，他以廣博的知識(shí)，豐富的經(jīng)驗(yàn)向我們講解模具設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)，幫助我解決了許多設(shè)計(jì)中的難題，并且在設(shè)計(jì)過(guò)程中仔細(xì)檢查我們的設(shè)計(jì)并向我們提出了不少的修改意見(jiàn)，完善我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，從而使設(shè)計(jì)的進(jìn)程更為順利。在此向羅老師致以忠心的感謝和誠(chéng)摯的敬意。除了理論知識(shí)以外，我也從羅老師身上學(xué)到了很多其他的東西，比如對(duì)文章精益求精的精神、對(duì)待工作認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度等，這些都是我以后從事各項(xiàng)工作的寶貴財(cái)富。感謝李饒忠老師能在百忙之中抽出時(shí)間給予我一些建議和指導(dǎo)。感謝我的同學(xué)在論文寫(xiě)作過(guò)程給予我的幫助。此外，感謝家人在大學(xué)的四年中給予我的鼓勵(lì)和支持，感謝自己的不斷努力。最后，對(duì)在百忙之中抽出時(shí)間評(píng)審論文的各位老師表示感謝！對(duì)四年來(lái)給予我?guī)椭?、鼓?lì)和支持的所有老師和同學(xué)表示忠心的謝意和祝福。周勇奇2010-6-2
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