三角墊片沖壓復(fù)合模具設(shè)計(jì)【含16張CAD圖紙、畢業(yè)論文】

1設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)系 部： 指導(dǎo)老師：專(zhuān) 業(yè)：模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí)：小 組 號(hào)： 組 長(zhǎng)：同 組 人：日 期： 年 月 日2XXXX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）誠(chéng) 信 承 諾 書(shū)本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 三角墊片沖壓工藝及其模具設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 作者姓名： 年 05 月 05 日3目 錄摘 要 4第一章、引言 5第二章、沖裁件的工藝性分析 72.1.沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性 72.1.1.沖裁件的形狀 .72.1.2.沖裁件的尺寸精度 .8第三章、制件沖壓工藝方案的確定 93.1.沖壓工序的組合 9第四章、制件排樣圖的設(shè)計(jì)及材料利用率的計(jì)算 104.1.制件排樣圖的設(shè)計(jì) 104.1.1.搭邊與料寬 .104.2.材料利用率的計(jì)算 12第五章、確定總沖壓力和選用壓力機(jī)及計(jì)算壓力中心 135.1.沖壓力 135.1.1.沖裁力的計(jì)算 .135.1.2.卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算 .135.2.壓力中心的計(jì)算 145.3.壓力機(jī)的選用 15第六章、凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 176.1.凸、凹模刃口尺寸計(jì)算原則 176.2.凸、凹模刃口尺寸計(jì)算方法 186.2.1.凸模和凹模分開(kāi)加工 .186.2.2.凸模和凹模配合加工 .18第七章、模具整體結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì) 21第八章、模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 238.1.落料凸模的設(shè)計(jì) 238.2.落料凹模的設(shè)計(jì) 238.3.沖頭固定板的設(shè)計(jì) 248.4.凸凹模固定板的設(shè)計(jì) 258.5.沖孔沖頭的設(shè)計(jì) 25第九章、模具的總裝配 27設(shè)計(jì)小結(jié) 28致 謝 29參考文獻(xiàn) 304摘 要隨著模具制造的技能化逐步向科學(xué)化發(fā)展，逐漸由以前手動(dòng)方式發(fā)展為利用軟件等高科技方式來(lái)輔助設(shè)計(jì)的完成。冷沖模是其中的一種。畢業(yè)設(shè)計(jì)是在模具專(zhuān)業(yè)理論教學(xué)之后進(jìn)行的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次總檢驗(yàn)，是走向工作崗位前的一次實(shí)戰(zhàn)演習(xí)。其目的是，綜合運(yùn)用所學(xué)課程的理論和實(shí)踐知識(shí),設(shè)計(jì)一副完整的模具訓(xùn)練、培養(yǎng)和提高自己的工作能力。鞏固和擴(kuò)充模具專(zhuān)業(yè)課程所學(xué)內(nèi)容，掌握模具設(shè)計(jì)與制造的方法、步驟和相關(guān)技術(shù)規(guī)范。熟練查閱相關(guān)技術(shù)資料。掌握模具設(shè)計(jì)與制造的基本技能，如制件工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計(jì)算、加工設(shè)備選定、制造工藝、收集和查閱設(shè)計(jì)資料，繪圖及編寫(xiě)設(shè)計(jì)技術(shù)文件等。沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合工廠的設(shè)備、人員等實(shí)際情況，從零件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本、勞動(dòng)強(qiáng)度、環(huán)境的保護(hù)以及生產(chǎn)的安全性各個(gè)方面綜合考慮，選擇技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、使用安全可靠的工藝方案和模具，以使沖壓件的生產(chǎn)在保證達(dá)到設(shè)計(jì)圖樣上的各項(xiàng)技術(shù)要求，盡可能降低沖壓的工藝成本和保證安全生產(chǎn)。關(guān)鍵詞：工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計(jì)算、加工設(shè)備選定、制造工藝、收集和查閱設(shè)計(jì)資料，繪圖及編寫(xiě)設(shè)計(jì)技術(shù)文件等。567第一章、引言模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場(chǎng)前景現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱(chēng)。世界模具市場(chǎng)總體上供不應(yīng)求，市場(chǎng)需求量維持在 700 億至 850 億美元，同時(shí)，我國(guó)的模具產(chǎn)業(yè)也迎來(lái)了新一輪的發(fā)展機(jī)遇。近幾年，我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持 15%的年增長(zhǎng)率（據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2005 年國(guó)內(nèi)模具進(jìn)口總值達(dá)到 700 多億，同時(shí)，有近 250 個(gè)億的出口），到 2007 年模具產(chǎn)值預(yù)計(jì)為 700 億元，模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的每年9000 多萬(wàn)美元增長(zhǎng)到 2006 年的 2 億美元左右。單就汽車(chē)產(chǎn)業(yè)而言，一個(gè)型號(hào)的汽車(chē)所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元，而當(dāng)汽車(chē)更換車(chē)型時(shí)約有 80%的模具需要更換。2005 年我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量均突破 550 萬(wàn)輛，預(yù)計(jì) 2007 年產(chǎn)銷(xiāo)量各突破 700 萬(wàn)輛，轎車(chē)產(chǎn)量將達(dá)到 300 萬(wàn)輛。另外，電子和通訊產(chǎn)品對(duì)模具的需求也非常大，在發(fā)達(dá)國(guó)家往往占到模具市場(chǎng)總量的 20%之多。目前，中國(guó) 17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)約 50 多萬(wàn)。1999 年中國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá) 245億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷(xiāo)售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占 50%，塑料模具約占 33%，壓鑄模具約占 6%，其它各類(lèi)模具約占 11%。模具的發(fā)展是體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志，就我國(guó)而言，經(jīng)過(guò)了這幾十年曲折的發(fā)展，模具行業(yè)也初具規(guī)模，從當(dāng)初只能靠進(jìn)口到現(xiàn)在部分進(jìn)口已經(jīng)跨了一大步，但還有一些精密的沖模自己還不能生產(chǎn)只能通過(guò)進(jìn)口來(lái)滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。隨著各種加工工藝和多種設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用使的模具的應(yīng)用和設(shè)計(jì)更為方便。隨著信息產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，模具的設(shè)計(jì)和制造也越來(lái)越趨近于國(guó)際化?，F(xiàn)在模具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造（CAD/CAM）技術(shù)的研究和應(yīng)用。大大提搞了模具設(shè)計(jì)和制造的效率。減短了生產(chǎn)周期。采用模具 CAD/CAM 技術(shù)，還可提高模具質(zhì)量，大大減少設(shè)計(jì)和制造人員的重復(fù)勞動(dòng)，使設(shè)計(jì)者有可能把精力用在創(chuàng)新和開(kāi)發(fā)上。尤其是 pro/E 和 UG 等軟件的應(yīng)用更進(jìn)一步推動(dòng)了模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展使模具工作零件的加工趨進(jìn)于自動(dòng)化。電火花8和線(xiàn)切割技術(shù)的廣泛應(yīng)用也對(duì)模具行業(yè)起到了飛越發(fā)展。模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度在國(guó)內(nèi)外現(xiàn)在也比較明顯。特別是對(duì)一些通用件的使用應(yīng)用的越來(lái)越多。其大大的提高了它們的互換性。加強(qiáng)了各個(gè)地區(qū)的合作。對(duì)整個(gè)模具的行業(yè)水平的提高也起到了重要的作用。沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有時(shí)也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬板料。沖壓加工時(shí)，板料在模具的作用下，于其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力。當(dāng)內(nèi)力的作用達(dá)到一定程度時(shí)，板料毛坯或毛坯的某個(gè)部位便會(huì)產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對(duì)應(yīng)的變形，從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的零件。沖壓生產(chǎn)靠模具與設(shè)備完成加工過(guò)程，所以它的生產(chǎn)率高，而且由于操作簡(jiǎn)便，也便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。利用模具加工，可以獲得其它加工方法所不能或難以制造的、形狀復(fù)雜的零件。沖壓產(chǎn)品的尺寸精度是由模具保證的，所以質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需要再經(jīng)過(guò)機(jī)械加工便可以使用。沖壓加工一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣大量的切削材料，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約材料。沖壓產(chǎn)品的表面質(zhì)量較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產(chǎn)的軋制板料或帶料，在沖壓過(guò)程中材料表面不受破壞。因此，沖壓工藝是一種產(chǎn)品質(zhì)量好而且成本低的加工工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還具有重量輕且剛性好的特點(diǎn)。沖壓加工在汽車(chē)、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產(chǎn)品以及航空、航天和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要的地位?，F(xiàn)代各種先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達(dá)的。在我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程中，沖壓生產(chǎn)占有重要的地位。當(dāng)今，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，沖壓工藝技術(shù)也在不斷革新和發(fā)展，這些革新和發(fā)展主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）工藝分析計(jì)算方法的現(xiàn)代化（2）模具設(shè)計(jì)及制造技術(shù)的現(xiàn)代化（3）沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化9（4）新的成型工藝以及技術(shù)的出現(xiàn)（5）不斷改進(jìn)板料的性能，以提高其成型能力和使用效果。第二章、沖裁件的工藝性分析沖壓主要是按工藝分類(lèi)，可分為分離工序和成形工序兩大類(lèi)。分離工序也稱(chēng)沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線(xiàn)從板料上分離，同時(shí)保證分離斷面的質(zhì)量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實(shí)際生產(chǎn)中，常常是多種工序綜合應(yīng)用于一個(gè)工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。 沖裁件的工藝性是指沖裁件在沖裁加工中的難易程度。所謂沖裁工藝性好是指能用普通的沖裁方法，在模具壽命和生產(chǎn)率較高、成本較低的條件下得到質(zhì)量合格的沖裁件。因此，沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、精度等級(jí)、材料及厚度等是否符合沖裁的工藝要求，對(duì)沖裁件質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)效率有很大的影響。102.1.沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性2.1.1.沖裁件的形狀圖 1.零件及尺寸此制件的形狀較簡(jiǎn)單，且對(duì)稱(chēng)，便于模具的加工和減少?zèng)_壓時(shí)在尖角處開(kāi)裂的現(xiàn)象，同時(shí)也可以防止尖角部位刃口的過(guò)快磨損。產(chǎn)品材料為 08 鋼，其抗剪強(qiáng)度為 260-360MPa，其抗拉強(qiáng)度為 330-450MPa，屈服點(diǎn) 200MPa。2.1.2.沖裁件的尺寸精度沖裁件的精度主要以其尺寸精度、沖裁斷面粗糙度、毛刺高度三個(gè)方面的指標(biāo)來(lái)衡量，根據(jù)零件圖上的尺寸標(biāo)注及公差，可以判斷屬于尺寸精度為IT10—IT14 的經(jīng)濟(jì)級(jí)普通沖裁。本設(shè)計(jì)中選用 IT14 級(jí)。11第三章、制件沖壓工藝方案的確定3.1.沖壓工序的組合沖裁工序可以分為單工序沖裁、復(fù)合工序沖裁和連續(xù)沖裁。沖裁方式根據(jù)下列因素確定：（1） 根據(jù)生產(chǎn)批量來(lái)確定 對(duì)于年產(chǎn)量需求 100 萬(wàn)件的該產(chǎn)品來(lái)說(shuō)采用復(fù)合?；蜻B續(xù)模較合適。（2） 根據(jù)沖裁件尺寸和精度等級(jí)來(lái)確定 復(fù)合沖裁所得到的沖裁件尺寸精度等級(jí)高，而連續(xù)沖裁比復(fù)合沖裁的沖裁件尺寸精度等級(jí)低。（3） 根據(jù)對(duì)沖裁件尺寸形狀的適應(yīng)性來(lái)確定 該產(chǎn)品的尺寸較小，考慮到單工序送料不方便和生產(chǎn)效率低，因此常采用復(fù)合沖裁或連續(xù)沖裁。連續(xù)沖裁又可以加工形狀復(fù)雜、寬度很小的異形沖裁件。12（4） 根據(jù)模具制造安裝調(diào)整的難易和成本的高低來(lái)確定, 對(duì)復(fù)雜形狀的沖裁件來(lái)說(shuō)，采用復(fù)合沖裁比采用連續(xù)沖裁較為適宜，因?yàn)槟＞咧圃彀惭b調(diào)整較容易，且成本較低。（5） 根據(jù)操作是否方便與安全來(lái)確定 復(fù)合沖裁其出件或清除廢料較困難，工作安全性較差，連續(xù)沖裁較安全。綜上所述分析，在滿(mǎn)足沖裁件質(zhì)量與生產(chǎn)率的要求下，選擇復(fù)合沖壓工序沖裁方式，其模具壽命較長(zhǎng)，生產(chǎn)率高，操作較方便和工作安全性高。第四章、制件排樣圖的設(shè)計(jì)及材料利用率的計(jì)算4.1.制件排樣圖的設(shè)計(jì)排樣時(shí)需考慮如下原則：1） 提高材料利用率（不影響沖件使用性能前提下，還可適當(dāng)改變沖件的形狀）2） 合理排樣方法使操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低且安全。3） 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)。4） 保證沖件的質(zhì)量和沖件對(duì)板料纖維方向的要求。4.1.1.搭邊與料寬 搭邊 排樣中相鄰兩個(gè)零件之間的余料或零件與條料邊緣間的余料稱(chēng)為搭13邊。搭邊的作用是補(bǔ)償補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊值要合理確定，值過(guò)大，材料利用率低；值過(guò)小，搭邊的強(qiáng)度與剛度不夠，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖裁件毛刺，有時(shí)甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均，損壞模具刃口。因此，搭邊的最小寬度大于塑性變形區(qū)的寬度，一般可取等于材料的厚度。搭邊值的大小還與材料的力學(xué)性能、厚度、零件的形狀與尺寸、排樣的形式、送料及擋料方式、卸料方式等因素有關(guān)。搭邊值一般由經(jīng)驗(yàn)確定，根據(jù)所給材料厚度 δ=2.5mm，確定搭邊工作間 a1 為 2.2mm, a 為 1.8mm。具體可見(jiàn)排樣圖 2。送料步距和條料寬度的確定（1） 送料步距 條料在模具上每次送進(jìn)的距離成為送料步距。每次只沖一個(gè)零件的步距 S 的計(jì)算公式為S=D+a1 S=216+1.8=217.8mm式中 D——平行于送料方向的沖裁寬度；a1——沖裁之間的搭邊值。14采用定位銷(xiāo)進(jìn)行定距，步距精度經(jīng)經(jīng)驗(yàn)估算得到步距公差為正負(fù) 0.05。（2） 條料寬度 條料寬度的確定原則：最小條料寬度要保證沖裁時(shí)零件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時(shí)順利地在導(dǎo)料板之間送進(jìn)，并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙。當(dāng)用孔定距時(shí)，可按下式計(jì)算條料寬度 B-Δ=(Dmax+2a)-Δ =(227.88+2×2.2)-0.5=232.28-0.5 mm式中 B——條料的寬度（mm）；Dmax——沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）；a——側(cè)搭邊值；Δ——條料寬度的單向（負(fù)向）公差；剪切條料寬度偏差 Δ=0.5, 因此 B=232.28-0.5。4.2.材料利用率的計(jì)算一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率 η 為η=nF/Bs×100%η=1×32074.66/232.28×217.8×100%=66.96%式中 F——一個(gè)步距內(nèi)沖裁件面積（包括沖出的小孔在內(nèi)）；n——一個(gè)步距內(nèi)沖裁件數(shù)目；B——條料寬度（mm）；s——步距；15第五章、確定總沖壓力和選用壓力機(jī)及計(jì)算壓力中心5.1.沖壓力 沖壓力是指沖裁力、卸料力、推件力和頂件力的總稱(chēng)。5.1.1.沖裁力的計(jì)算平刃口沖裁力可按下式計(jì)算落料力計(jì)算F=KLδτF=1.3×730.81×2.5×360=855047.7N=855.05KN式中 F——沖裁力（N）；L——沖裁件周邊長(zhǎng)度（mm）；τ——材料抗剪強(qiáng)度（MPa）；δ——材料厚度；(mm)K——系數(shù)，通常 K=1.3； 沖 3 小孔力計(jì)算F=nKLδτ 16F=3×1.3×3.14×12×2.5×360=132256.8N=132.26KN 沖大孔力計(jì)算F=nKLδτ F=1×1.3×3.14×100×2.5×360=367380N=367.38KN 5.1.2.卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算生產(chǎn)中常用下列公式計(jì)算F 卸=K 卸 F 落 =0.045×855.05=38.5KNF 退=K 退 F 沖 =0.05×（132.26+367.38）=25KN 式中 F——沖裁力；F 卸、F 頂——分別為卸料系數(shù)和頂件系數(shù)綜上所述，總的沖裁力為 F 總= F 落+F 沖+F 卸+F 頂=855.05+132.26+367.38+38.5+25=1418.19KN5.2.壓力中心的計(jì)算采用解析法求壓力中心，求 XG，YG17XY1234F1——沖孔力 F1=Ltσb，得 F1=44.08KNF2——沖孔力 F2=Ltσb，得 F2=44.08KNF3——沖孔力 F3=Ltσb，得 F3=44.08KNF4——沖孔力 F4=Ltσb，得 F4=367.383KNF5——落料力 F5=Ltσb, 得 F5=855.05KNY1——F1 到 X 軸的力臂 Y1=90X1——F1 到 Y 軸的力臂 X1=0Y2——F2 到 X 軸的力臂 Y2=-45X2——F2 到 Y 軸的力臂 X2=77.94Y3——F3 到 X 軸的力臂 Y3=-45X3——F3 到 Y 軸的力臂 X3=-77.94Y4——F4 到 X 軸的力臂 Y4=0X4——F4 到 Y 軸的力臂 X4=0Y5——F5 到 X 軸的力臂 Y5=0X5——F5 到 Y 軸的力臂 X5=0根據(jù)合力距定理：YG = （Y1F1+Y2F2+Y3F3）/（F1+ F2+ F3）18YG——F 沖壓力到 X 軸的力臂；YG=0XG = （X1F1+X2F2+X3F3）/（F1+ F2+ F3）XG——F 沖壓力到 Y 軸的力臂；XG=05.3.壓力機(jī)的選用初步確定壓力機(jī)的型號(hào)：F 公稱(chēng)≥F 總因此選擇壓力機(jī)的型號(hào)為：J21—160 壓力機(jī) 型號(hào)為 J21—160 壓力機(jī)的基本參數(shù)如：（表一）公稱(chēng)壓力/KN 1600 厚度 130滑塊行程/mm 160墊板尺寸/mm直徑 70滑塊行程次數(shù)/（次/min）40 模柄孔尺寸/mm深度 80最大封閉高度/mm 450封閉高度調(diào)節(jié)量 130滑塊底面積尺寸/mm滑塊中心線(xiàn)至床身距離/mm480 床身最大可傾角 25°立柱距離/mm 530前后 710工作臺(tái)尺寸/mm左右 112019第六章、凸、凹模刃口尺寸計(jì)算6.1.凸、凹模刃口尺寸計(jì)算原則設(shè)計(jì)落料模先確定凹模刃口尺寸，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上；設(shè)計(jì)沖孔模先確定凸模刃口尺寸，以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。間隙是影響模具壽命的各種因素中占最主要的一個(gè)。沖裁過(guò)程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間的均有磨檫，而且間隙越小，磨檫越嚴(yán)重。在實(shí)際生產(chǎn)中受到制造誤差和裝配精度的限制，凸模不可能絕對(duì)垂直于凹模平面，而且間隙也不會(huì)絕對(duì)均勻分布，合理的間隙均可使凸模、凹模側(cè)面與材料間的磨檫減小，并緩減間隙不均勻的不利影響，從而提高模具的使用壽命。沖裁間隙對(duì)沖裁力的影響：雖然沖裁力隨沖裁間隙的增大有一定程度的降低，但是當(dāng)單邊間隙介于材料厚度 5%~20%范圍時(shí)，沖裁力的降低并不明顯（僅降低 5%~10%左右）。因此，20在正常情況下，間隙對(duì)沖裁力的影響不大。沖裁間隙對(duì)斜料力、推件力、頂件力的影響：間隙對(duì)斜料力、推件力、頂件力的影響較為顯著。間隙增大后，從凸模上斜、從凸?？卓谥型瞥龌蝽敵隽慵紝⑹×?。一般當(dāng)單邊間隙增大到材料厚度的 15%~25%左右時(shí)斜料力幾乎減到零。沖裁間隙對(duì)尺寸精度的影響：間隙對(duì)沖裁件尺寸精度的影響的規(guī)律，對(duì)于沖孔和落料是不同的，并且與材料軋制的纖維方向有關(guān)。通過(guò)以上分析可以看出，沖裁間隙對(duì)斷面質(zhì)量、模具壽命、沖裁力、斜料力、推件力、頂件力以及沖裁件尺寸精度的 影響規(guī)律均不相同。因此，并不存在一個(gè)絕對(duì)合理的間隙數(shù)值，能同時(shí)滿(mǎn)足斷面質(zhì)量最佳，尺寸精度最佳，沖裁模具壽命最長(zhǎng)，沖裁力、斜料力、推件力、頂件力最小等各個(gè)方面的要求。在沖壓的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，間隙的選用主要考慮沖裁件斷面質(zhì)量和模具壽命這兩個(gè)方面的主要因素。但許多研究結(jié)果表明，能夠保證良好的沖裁件斷面質(zhì)量的間隙數(shù)值和可以獲得較高的沖模壽命的間隙數(shù)值也是不一致的。一般說(shuō)來(lái)，當(dāng)對(duì)沖裁件斷面質(zhì)量要求較高時(shí)，應(yīng)選取較小的間隙值，而當(dāng)對(duì)沖裁件的質(zhì)量要求不是很高時(shí)，則應(yīng)適當(dāng)?shù)丶哟箝g隙值以利于提高沖模的使用壽命。根據(jù)沖模在使用過(guò)程中的磨損規(guī)律，設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取接近或等于零件的最小極限尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸?；境叽鐒t取接近或等于沖孔件的最大極限尺寸。按沖件精度和模具可能磨損程度，凸、凹模磨損留量在公差范圍內(nèi)的 0.5-1.0 之間。磨損量用 xΔ 表示，其中 Δ 為沖件的公差值，x 為磨損系數(shù)，其值在 0.5-1.0 之間，與沖件制造精度有關(guān)，可按下列關(guān)系選?。毫慵?IT10 以上 X=1; 零件精度 IT11- IT13 X=0.75; 零件精度 IT14 X=0.5 。不管落料還是沖孔，沖裁間隙一律采用最小合理間隙值（Zmin）。選擇模具制造公差時(shí)，一般沖模精度較零件高 3-4 級(jí)。對(duì)于形狀簡(jiǎn)單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按 IT6- IT7 級(jí)選??；對(duì)于形狀復(fù)雜的刃口尺寸制造偏差可按零件相應(yīng)部位公差值的 1/4 來(lái)選??；對(duì)于刃口尺寸磨損后無(wú)變化的制造偏差值可取沖件相應(yīng)部位公差值的 1/8 并冠以（±）；若零件沒(méi)有標(biāo)注公差，則可21按 IT14 級(jí)取值。零件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注單向公差，即：落料件上偏差為零，只標(biāo)注下偏差；沖孔件下偏差為零，只標(biāo)注上偏差。如果零件公差是依雙向偏差標(biāo)注的，則應(yīng)換算成單向標(biāo)注。磨損后無(wú)變化的尺寸除外。6.2.凸、凹模刃口尺寸計(jì)算方法6.2.1.凸模和凹模分開(kāi)加工 這種方法主要適用于圓形或簡(jiǎn)單刃口。設(shè)計(jì)時(shí)，需在圖樣上分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。并且保證沖模的制造公差與沖裁間隙之間滿(mǎn)足：δd+δp≤Zmax-Zmin 6.2.2.凸模和凹模配合加工 配合加工方法，就是先按尺寸和公差制造出凹?；蛲鼓Ｆ渲幸粋€(gè)，然后依此為基準(zhǔn)再按最小合理間隙配做另一件。采用這種方法不僅容易保證沖裁間隙，而且還可以放大基準(zhǔn)件的公差，不必檢驗(yàn) δd+δp≤Zmax-Zmin 。同時(shí)還能大大簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)模具的繪圖工作。目前，工廠對(duì)單件生產(chǎn)的模具或沖制復(fù)雜形狀的模具，廣泛采用配合加工的方法來(lái)設(shè)計(jì)制造。沖孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式計(jì)算：沖孔時(shí) dp=(dmin+XΔ)- δp 落料時(shí) Dp=(Dmax-XΔ-Zmin)- δp 孔心距 Lp=L±δp’ 式中 Dp dp——分別為落料和沖孔凸模的刃口尺寸（mm）；Dmax ——為落料件的最大極限尺寸（mm）；dmin——為沖孔件的最小極限尺寸（mm）；Δ——工件公差；Δp——凸模制造公差，通常取 δp=Δ/4；22δp’——刃口中心距對(duì)稱(chēng)偏差，通常取 δp’=Δ/8；Lp——凸模中心距尺寸（mm）；L——沖件中心距基本尺寸（mm）；Zmin——最小沖裁間隙（mm）；本設(shè)計(jì)材料厚度為 2 毫米，選間隙單邊 0.08落料凹模尺寸：Dp1=(Dmax-XΔ-Zmin)+ Δ=180-0.5×0.04=179.98+0.02;Dp2=(Dmax-XΔ-Zmin)+ Δ=36-0.5×0.04=35.98+0.02;落料凸模尺寸：Ah1=( Dp-2Z)+ Δ=180-2×0.10=179.8+0.02; Ah2=( Dp-Z)+ Δ=36-0.10=35.9+0.02; 沖孔凸模尺寸：dp1=(dmin+XΔ)- Δ/4=100+0.5×0.04=100.02-0.02Dp2=(dmin+XΔ)- Δ/4=12+0.5×0.04=12.02-0.02沖孔凹模尺寸：Bh1=(dp+2Z)- Δ/4=100+2×0.1=100.2-0.02Bh2=(dp+2Z)- Δ/4=12+2×0.1=12.2-0.02孔心距： Lp=L±δp’ =180±0.01 23角度： Lp=L±δp’ =120 第七章、模具整體結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)落料沖孔模結(jié)構(gòu)形式：下模采用彈壓卸料裝置，上模采用彈料裝置。242526第八章、模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8.1.落料凸模的設(shè)計(jì)材料：Cr12Mov硬度：58～62HRC，（如圖），與固定板過(guò)盈配合，過(guò)盈量 0.02-0.03，與下模板用 2-M8 螺釘固定。8.2.落料凹模的設(shè)計(jì)材料：Cr12Mov硬度：58～62HRC，（如圖），根據(jù)凹模周界大小，和模具高度選擇標(biāo)準(zhǔn)模架，凹模周界為 370 的圓，模具總高度為 252 左右，選用 19#中間導(dǎo)柱圓形模架，該模架的閉合高度的范圍是 245-290。凹模與上模板用 4-M10 螺釘和銷(xiāo)釘固定。27上8.3.沖頭固定板的設(shè)計(jì)材料：45#，（如圖），沖孔沖頭與固定板過(guò)盈配合，過(guò)盈量 0.02-0.03。 上288.4.凸凹模固定板的設(shè)計(jì)材料：45#，（如圖） 上8.5.沖孔沖頭的設(shè)計(jì)材料：Cr12Mov硬度：58～62HRC，（如圖），與固定板過(guò)盈配合，沖頭上加工臺(tái)階，防止掉下來(lái)。2930第九章、模具的總裝配1、確定裝配基準(zhǔn)件應(yīng)以凸凹模為裝配基準(zhǔn)件。首先要確定凸凹模及固定板在模架中的位置，安裝凸凹模組件，然后用平行板將凸凹模固定板和下模座夾緊，在下模座上劃出彎曲孔線(xiàn)，進(jìn)而安裝下模座其他組件。2、安裝上模部分檢查上模部分各個(gè)零件尺寸是不是滿(mǎn)足裝配技術(shù)條件要求。 安裝上模，調(diào)整沖裁間隙， 將上模系統(tǒng)各零件分別裝于上模座內(nèi)。3、安裝下模部分4、自檢按沖模技術(shù)條件進(jìn)行總裝配檢查。5、檢驗(yàn)6、試沖1設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)系 部： 指導(dǎo)老師：專(zhuān) 業(yè)：模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí)：小 組 號(hào)： 組 長(zhǎng)：同 組 人：日 期： 年 月 日2XXXX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）誠(chéng) 信 承 諾 書(shū)本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 三角墊片沖壓工藝及其模具設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 作者姓名： 年 05 月 05 日3目 錄摘 要 4第一章、引言 5第二章、沖裁件的工藝性分析 72.1.沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性 72.1.1.沖裁件的形狀 .72.1.2.沖裁件的尺寸精度 .8第三章、制件沖壓工藝方案的確定 93.1.沖壓工序的組合 9第四章、制件排樣圖的設(shè)計(jì)及材料利用率的計(jì)算 104.1.制件排樣圖的設(shè)計(jì) 104.1.1.搭邊與料寬 .104.2.材料利用率的計(jì)算 12第五章、確定總沖壓力和選用壓力機(jī)及計(jì)算壓力中心 135.1.沖壓力 135.1.1.沖裁力的計(jì)算 .135.1.2.卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算 .135.2.壓力中心的計(jì)算 145.3.壓力機(jī)的選用 15第六章、凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 176.1.凸、凹模刃口尺寸計(jì)算原則 176.2.凸、凹模刃口尺寸計(jì)算方法 186.2.1.凸模和凹模分開(kāi)加工 .186.2.2.凸模和凹模配合加工 .18第七章、模具整體結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì) 21第八章、模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 238.1.落料凸模的設(shè)計(jì) 238.2.落料凹模的設(shè)計(jì) 238.3.沖頭固定板的設(shè)計(jì) 248.4.凸凹模固定板的設(shè)計(jì) 258.5.沖孔沖頭的設(shè)計(jì) 25第九章、模具的總裝配 27設(shè)計(jì)小結(jié) 28致 謝 29參考文獻(xiàn) 304摘 要隨著模具制造的技能化逐步向科學(xué)化發(fā)展，逐漸由以前手動(dòng)方式發(fā)展為利用軟件等高科技方式來(lái)輔助設(shè)計(jì)的完成。冷沖模是其中的一種。畢業(yè)設(shè)計(jì)是在模具專(zhuān)業(yè)理論教學(xué)之后進(jìn)行的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次總檢驗(yàn)，是走向工作崗位前的一次實(shí)戰(zhàn)演習(xí)。其目的是，綜合運(yùn)用所學(xué)課程的理論和實(shí)踐知識(shí),設(shè)計(jì)一副完整的模具訓(xùn)練、培養(yǎng)和提高自己的工作能力。鞏固和擴(kuò)充模具專(zhuān)業(yè)課程所學(xué)內(nèi)容，掌握模具設(shè)計(jì)與制造的方法、步驟和相關(guān)技術(shù)規(guī)范。熟練查閱相關(guān)技術(shù)資料。掌握模具設(shè)計(jì)與制造的基本技能，如制件工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計(jì)算、加工設(shè)備選定、制造工藝、收集和查閱設(shè)計(jì)資料，繪圖及編寫(xiě)設(shè)計(jì)技術(shù)文件等。沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合工廠的設(shè)備、人員等實(shí)際情況，從零件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本、勞動(dòng)強(qiáng)度、環(huán)境的保護(hù)以及生產(chǎn)的安全性各個(gè)方面綜合考慮，選擇技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、使用安全可靠的工藝方案和模具，以使沖壓件的生產(chǎn)在保證達(dá)到設(shè)計(jì)圖樣上的各項(xiàng)技術(shù)要求，盡可能降低沖壓的工藝成本和保證安全生產(chǎn)。關(guān)鍵詞：工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計(jì)算、加工設(shè)備選定、制造工藝、收集和查閱設(shè)計(jì)資料，繪圖及編寫(xiě)設(shè)計(jì)技術(shù)文件等。5第一章、引言模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場(chǎng)前景現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱(chēng)。世界模具市場(chǎng)總體上供不應(yīng)求，市場(chǎng)需求量維持在 700 億至 850 億美元，同時(shí)，我國(guó)的模具產(chǎn)業(yè)也迎來(lái)了新一輪的發(fā)展機(jī)遇。近幾年，我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持 15%的年增長(zhǎng)率（據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2005 年國(guó)內(nèi)模具進(jìn)口總值達(dá)到 700 多億，同時(shí)，有近 250 個(gè)億的出口），到 2007 年模具產(chǎn)值預(yù)計(jì)為 700 億元，模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的每年9000 多萬(wàn)美元增長(zhǎng)到 2006 年的 2 億美元左右。單就汽車(chē)產(chǎn)業(yè)而言，一個(gè)型號(hào)的汽車(chē)所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元，而當(dāng)汽車(chē)更換車(chē)型時(shí)約有 80%的模具需要更換。2005 年我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量均突破 550 萬(wàn)輛，預(yù)計(jì) 2007 年產(chǎn)銷(xiāo)量各突破 700 萬(wàn)輛，轎車(chē)產(chǎn)量將達(dá)到 300 萬(wàn)輛。另外，電子和通訊產(chǎn)品對(duì)模具的需求也非常大，在發(fā)達(dá)國(guó)家往往占到模具市場(chǎng)總量的 20%之多。目前，中國(guó) 17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)約 50 多萬(wàn)。1999 年中國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá) 245億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷(xiāo)售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占 50%，塑料模具約占 33%，壓鑄模具約占 6%，其它各類(lèi)模具約占 11%。模具的發(fā)展是體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志，就我國(guó)而言，經(jīng)過(guò)了這幾十年曲折的發(fā)展，模具行業(yè)也初具規(guī)模，從當(dāng)初只能靠進(jìn)口到現(xiàn)在部分進(jìn)口已經(jīng)跨了一大步，但還有一些精密的沖模自己還不能生產(chǎn)只能通過(guò)進(jìn)口來(lái)滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。隨著各種加工工藝和多種設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用使的模具的應(yīng)用和設(shè)計(jì)更為方便。隨著信息產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，模具的設(shè)計(jì)和制造也越來(lái)越趨近于國(guó)際化?，F(xiàn)在模具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造（CAD/CAM）技術(shù)的研究和應(yīng)用。大大提搞了模具設(shè)計(jì)和制造的效率。減短了生產(chǎn)周期。采用模具 CAD/CAM 技術(shù)，還可提高模具質(zhì)量，大大減少設(shè)計(jì)和制造人員的重復(fù)勞動(dòng)，使設(shè)計(jì)者有可能把精力用在創(chuàng)新和開(kāi)發(fā)上。尤其是 pro/E 和 UG 等軟件的應(yīng)用更進(jìn)一步推動(dòng)了模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展使模具工作零件的加工趨進(jìn)于自動(dòng)化。電火花和線(xiàn)切割技術(shù)的廣泛應(yīng)用也對(duì)模具行業(yè)起到了飛越發(fā)展。模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度在國(guó)內(nèi)外現(xiàn)在也比較明顯。特別是對(duì)一些通用件的使用應(yīng)用的越來(lái)越多。其大大的提高了它們的互換性。加強(qiáng)了各個(gè)地區(qū)的合作。對(duì)整個(gè)模具的行業(yè)水平的提6高也起到了重要的作用。沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有時(shí)也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬板料。沖壓加工時(shí)，板料在模具的作用下，于其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力。當(dāng)內(nèi)力的作用達(dá)到一定程度時(shí)，板料毛坯或毛坯的某個(gè)部位便會(huì)產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對(duì)應(yīng)的變形，從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的零件。沖壓生產(chǎn)靠模具與設(shè)備完成加工過(guò)程，所以它的生產(chǎn)率高，而且由于操作簡(jiǎn)便，也便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。利用模具加工，可以獲得其它加工方法所不能或難以制造的、形狀復(fù)雜的零件。沖壓產(chǎn)品的尺寸精度是由模具保證的，所以質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需要再經(jīng)過(guò)機(jī)械加工便可以使用。沖壓加工一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣大量的切削材料，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約材料。沖壓產(chǎn)品的表面質(zhì)量較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產(chǎn)的軋制板料或帶料，在沖壓過(guò)程中材料表面不受破壞。因此，沖壓工藝是一種產(chǎn)品質(zhì)量好而且成本低的加工工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還具有重量輕且剛性好的特點(diǎn)。沖壓加工在汽車(chē)、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產(chǎn)品以及航空、航天和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要的地位?，F(xiàn)代各種先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達(dá)的。在我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程中，沖壓生產(chǎn)占有重要的地位。當(dāng)今，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，沖壓工藝技術(shù)也在不斷革新和發(fā)展，這些革新和發(fā)展主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）工藝分析計(jì)算方法的現(xiàn)代化（2）模具設(shè)計(jì)及制造技術(shù)的現(xiàn)代化（3）沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化（4）新的成型工藝以及技術(shù)的出現(xiàn)（5）不斷改進(jìn)板料的性能，以提高其成型能力和使用效果。7第二章、沖裁件的工藝性分析沖壓主要是按工藝分類(lèi)，可分為分離工序和成形工序兩大類(lèi)。分離工序也稱(chēng)沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線(xiàn)從板料上分離，同時(shí)保證分離斷面的質(zhì)量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實(shí)際生產(chǎn)中，常常是多種工序綜合應(yīng)用于一個(gè)工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。 沖裁件的工藝性是指沖裁件在沖裁加工中的難易程度。所謂沖裁工藝性好是指能用普通的沖裁方法，在模具壽命和生產(chǎn)率較高、成本較低的條件下得到質(zhì)量合格的沖裁件。因此，沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、精度等級(jí)、材料及厚度等是否符合沖裁的工藝要求，對(duì)沖裁件質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)效率有很大的影響。2.1.沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性2.1.1.沖裁件的形狀8圖 1.零件及尺寸此制件的形狀較簡(jiǎn)單，且對(duì)稱(chēng)，便于模具的加工和減少?zèng)_壓時(shí)在尖角處開(kāi)裂的現(xiàn)象，同時(shí)也可以防止尖角部位刃口的過(guò)快磨損。產(chǎn)品材料為 08 鋼，其抗剪強(qiáng)度為 260-360MPa，其抗拉強(qiáng)度為 330-450MPa，屈服點(diǎn) 200MPa。2.1.2.沖裁件的尺寸精度沖裁件的精度主要以其尺寸精度、沖裁斷面粗糙度、毛刺高度三個(gè)方面的指標(biāo)來(lái)衡量，根據(jù)零件圖上的尺寸標(biāo)注及公差，可以判斷屬于尺寸精度為IT10—IT14 的經(jīng)濟(jì)級(jí)普通沖裁。本設(shè)計(jì)中選用 IT14 級(jí)。9第三章、制件沖壓工藝方案的確定3.1.沖壓工序的組合沖裁工序可以分為單工序沖裁、復(fù)合工序沖裁和連續(xù)沖裁。沖裁方式根據(jù)下列因素確定：（1） 根據(jù)生產(chǎn)批量來(lái)確定 對(duì)于年產(chǎn)量需求 100 萬(wàn)件的該產(chǎn)品來(lái)說(shuō)采用復(fù)合?；蜻B續(xù)模較合適。（2） 根據(jù)沖裁件尺寸和精度等級(jí)來(lái)確定 復(fù)合沖裁所得到的沖裁件尺寸精度等級(jí)高，而連續(xù)沖裁比復(fù)合沖裁的沖裁件尺寸精度等級(jí)低。（3） 根據(jù)對(duì)沖裁件尺寸形狀的適應(yīng)性來(lái)確定 該產(chǎn)品的尺寸較小，考慮到單工序送料不方便和生產(chǎn)效率低，因此常采用復(fù)合沖裁或連續(xù)沖裁。連續(xù)沖裁又可以加工形狀復(fù)雜、寬度很小的異形沖裁件。（4） 根據(jù)模具制造安裝調(diào)整的難易和成本的高低來(lái)確定, 對(duì)復(fù)雜形狀的沖裁件來(lái)說(shuō)，采用復(fù)合沖裁比采用連續(xù)沖裁較為適宜，因?yàn)槟＞咧圃彀惭b調(diào)整較容易，且成本較低。（5） 根據(jù)操作是否方便與安全來(lái)確定 復(fù)合沖裁其出件或清除廢料較困難，工作安全性較差，連續(xù)沖裁較安全。綜上所述分析，在滿(mǎn)足沖裁件質(zhì)量與生產(chǎn)率的要求下，選擇復(fù)合沖壓工序沖裁方式，其模具壽命較長(zhǎng)，生產(chǎn)率高，操作較方便和工作安全性高。10第四章、制件排樣圖的設(shè)計(jì)及材料利用率的計(jì)算4.1.制件排樣圖的設(shè)計(jì)排樣時(shí)需考慮如下原則：1） 提高材料利用率（不影響沖件使用性能前提下，還可適當(dāng)改變沖件的形狀）2） 合理排樣方法使操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低且安全。3） 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)。4） 保證沖件的質(zhì)量和沖件對(duì)板料纖維方向的要求。4.1.1.搭邊與料寬 搭邊 排樣中相鄰兩個(gè)零件之間的余料或零件與條料邊緣間的余料稱(chēng)為搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊值要合理確定，值過(guò)大，材料利用率低；值過(guò)小，搭邊的強(qiáng)度與剛度不夠，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖裁件毛刺，有時(shí)甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均，損壞模具刃口。因此，搭邊的最小寬度大于塑性變形區(qū)的寬度，一般可取等于材料的厚度。搭邊值的大小還與材料的力學(xué)性能、厚度、零件的形狀與尺寸、排樣的形式、送料及擋料方式、卸料方式等因素有關(guān)。搭邊值一般由經(jīng)驗(yàn)確定，根據(jù)所給材料厚度 δ=2.5mm，確定搭邊工作間 a1 為 2.2mm, a 為 1.8mm。具體可見(jiàn)排樣圖 2。11送料步距和條料寬度的確定（1） 送料步距 條料在模具上每次送進(jìn)的距離成為送料步距。每次只沖一個(gè)零件的步距 S 的計(jì)算公式為S=D+a1 S=216+1.8=217.8mm式中 D——平行于送料方向的沖裁寬度；a1——沖裁之間的搭邊值。采用定位銷(xiāo)進(jìn)行定距，步距精度經(jīng)經(jīng)驗(yàn)估算得到步距公差為正負(fù) 0.05。（2） 條料寬度 條料寬度的確定原則：最小條料寬度要保證沖裁時(shí)零件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時(shí)順利地在導(dǎo)料板之間送進(jìn)，并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙。當(dāng)用孔定距時(shí)，可按下式計(jì)算條料寬度 B-Δ=(Dmax+2a)-Δ =(227.88+2×2.2)-0.5=232.28-0.5 mm式中 B——條料的寬度（mm）；Dmax——沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）；a——側(cè)搭邊值；12Δ——條料寬度的單向（負(fù)向）公差；剪切條料寬度偏差 Δ=0.5, 因此 B=232.28-0.5。4.2.材料利用率的計(jì)算一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率 η 為η=nF/Bs×100%η=1×32074.66/232.28×217.8×100%=66.96%式中 F——一個(gè)步距內(nèi)沖裁件面積（包括沖出的小孔在內(nèi)）；n——一個(gè)步距內(nèi)沖裁件數(shù)目；B——條料寬度（mm）；s——步距；13第五章、確定總沖壓力和選用壓力機(jī)及計(jì)算壓力中心5.1.沖壓力 沖壓力是指沖裁力、卸料力、推件力和頂件力的總稱(chēng)。5.1.1.沖裁力的計(jì)算平刃口沖裁力可按下式計(jì)算落料力計(jì)算F=KLδτF=1.3×730.81×2.5×360=855047.7N=855.05KN式中 F——沖裁力（N）；L——沖裁件周邊長(zhǎng)度（mm）；τ——材料抗剪強(qiáng)度（MPa）；δ——材料厚度；(mm)K——系數(shù)，通常 K=1.3； 沖 3 小孔力計(jì)算F=nKLδτ F=3×1.3×3.14×12×2.5×360=132256.8N=132.26KN 沖大孔力計(jì)算F=nKLδτ F=1×1.3×3.14×100×2.5×360=367380N=367.38KN 5.1.2.卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算生產(chǎn)中常用下列公式計(jì)算F 卸=K 卸 F 落 14=0.045×855.05=38.5KNF 退=K 退 F 沖 =0.05×（132.26+367.38）=25KN 式中 F——沖裁力；F 卸、F 頂——分別為卸料系數(shù)和頂件系數(shù)綜上所述，總的沖裁力為 F 總= F 落+F 沖+F 卸+F 頂=855.05+132.26+367.38+38.5+25=1418.19KN5.2.壓力中心的計(jì)算采用解析法求壓力中心，求 XG，YG XY1234F1——沖孔力 F1=Ltσb，得 F1=44.08KNF2——沖孔力 F2=Ltσb，得 F2=44.08KNF3——沖孔力 F3=Ltσb，得 F3=44.08KNF4——沖孔力 F4=Ltσb，得 F4=367.383KNF5——落料力 F5=Ltσb, 得 F5=855.05KNY1——F1 到 X 軸的力臂 Y1=9015X1——F1 到 Y 軸的力臂 X1=0Y2——F2 到 X 軸的力臂 Y2=-45X2——F2 到 Y 軸的力臂 X2=77.94Y3——F3 到 X 軸的力臂 Y3=-45X3——F3 到 Y 軸的力臂 X3=-77.94Y4——F4 到 X 軸的力臂 Y4=0X4——F4 到 Y 軸的力臂 X4=0Y5——F5 到 X 軸的力臂 Y5=0X5——F5 到 Y 軸的力臂 X5=0根據(jù)合力距定理：YG = （Y1F1+Y2F2+Y3F3）/（F1+ F2+ F3）YG——F 沖壓力到 X 軸的力臂；YG=0XG = （X1F1+X2F2+X3F3）/（F1+ F2+ F3）XG——F 沖壓力到 Y 軸的力臂；XG=05.3.壓力機(jī)的選用初步確定壓力機(jī)的型號(hào)：F 公稱(chēng)≥F 總因此選擇壓力機(jī)的型號(hào)為：J21—160 壓力機(jī) 型號(hào)為 J21—160 壓力機(jī)的基本參數(shù)如：（表一）公稱(chēng)壓力/KN 1600 厚度 130滑塊行程/mm 160墊板尺寸/mm直徑 70滑塊行程次數(shù)/（次/min）40 模柄孔尺寸/mm深度 80最大封閉高度/mm 450封閉高度調(diào)節(jié)量 130滑塊底面積尺寸/mm滑塊中心線(xiàn)至床身距離/mm480 床身最大可傾角 25°立柱距離/mm 53016前后 710工作臺(tái)尺寸/mm左右 112017第六章、凸、凹模刃口尺寸計(jì)算6.1.凸、凹模刃口尺寸計(jì)算原則設(shè)計(jì)落料模先確定凹模刃口尺寸，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上；設(shè)計(jì)沖孔模先確定凸模刃口尺寸，以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。間隙是影響模具壽命的各種因素中占最主要的一個(gè)。沖裁過(guò)程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間的均有磨檫，而且間隙越小，磨檫越嚴(yán)重。在實(shí)際生產(chǎn)中受到制造誤差和裝配精度的限制，凸模不可能絕對(duì)垂直于凹模平面，而且間隙也不會(huì)絕對(duì)均勻分布，合理的間隙均可使凸模、凹模側(cè)面與材料間的磨檫減小，并緩減間隙不均勻的不利影響，從而提高模具的使用壽命。沖裁間隙對(duì)沖裁力的影響：雖然沖裁力隨沖裁間隙的增大有一定程度的降低，但是當(dāng)單邊間隙介于材料厚度 5%~20%范圍時(shí)，沖裁力的降低并不明顯（僅降低 5%~10%左右）。因此，在正常情況下，間隙對(duì)沖裁力的影響不大。沖裁間隙對(duì)斜料力、推件力、頂件力的影響：間隙對(duì)斜料力、推件力、頂件力的影響較為顯著。間隙增大后，從凸模上斜、從凸模孔口中推出或頂出零件都將省力。一般當(dāng)單邊間隙增大到材料厚度的 15%~25%左右時(shí)斜料力幾乎減到零。沖裁間隙對(duì)尺寸精度的影響：間隙對(duì)沖裁件尺寸精度的影響的規(guī)律，對(duì)于沖孔和落料是不同的，并且與材料軋制的纖維方向有關(guān)。通過(guò)以上分析可以看出，沖裁間隙對(duì)斷面質(zhì)量、模具壽命、沖裁力、斜料力、推件力、頂件力以及沖裁件尺寸精度的 影響規(guī)律均不相同。因此，并不存在一個(gè)絕對(duì)合理的間隙數(shù)值，能同時(shí)滿(mǎn)足斷面質(zhì)量最佳，尺寸精度最佳，沖裁模具壽命最長(zhǎng)，沖裁力、斜料力、推件力、頂件力最小等各個(gè)方面的要求。在沖壓的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，間隙的選用主要考慮沖裁件斷面質(zhì)量和模具壽命這兩個(gè)方面的主要因素。但許多研究結(jié)果表明，能夠保證良好的沖裁件斷面質(zhì)量的間隙數(shù)值和可以獲得較高的沖模壽命的間隙數(shù)值也是不一致的。一般說(shuō)來(lái)，當(dāng)對(duì)沖裁件斷面質(zhì)量要求較高時(shí)，應(yīng)選取較小的間隙值，而當(dāng)對(duì)沖裁件的質(zhì)量要18求不是很高時(shí)，則應(yīng)適當(dāng)?shù)丶哟箝g隙值以利于提高沖模的使用壽命。根據(jù)沖模在使用過(guò)程中的磨損規(guī)律，設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取接近或等于零件的最小極限尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸?；境叽鐒t取接近或等于沖孔件的最大極限尺寸。按沖件精度和模具可能磨損程度，凸、凹模磨損留量在公差范圍內(nèi)的 0.5-1.0 之間。磨損量用 xΔ 表示，其中 Δ 為沖件的公差值，x 為磨損系數(shù)，其值在 0.5-1.0 之間，與沖件制造精度有關(guān)，可按下列關(guān)系選取：零件精度 IT10 以上 X=1; 零件精度 IT11- IT13 X=0.75; 零件精度 IT14 X=0.5 。不管落料還是沖孔，沖裁間隙一律采用最小合理間隙值（Zmin）。選擇模具制造公差時(shí)，一般沖模精度較零件高 3-4 級(jí)。對(duì)于形狀簡(jiǎn)單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按 IT6- IT7 級(jí)選??；對(duì)于形狀復(fù)雜的刃口尺寸制造偏差可按零件相應(yīng)部位公差值的 1/4 來(lái)選??；對(duì)于刃口尺寸磨損后無(wú)變化的制造偏差值可取沖件相應(yīng)部位公差值的 1/8 并冠以（±）；若零件沒(méi)有標(biāo)注公差，則可按 IT14 級(jí)取值。零件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注單向公差，即：落料件上偏差為零，只標(biāo)注下偏差；沖孔件下偏差為零，只標(biāo)注上偏差。如果零件公差是依雙向偏差標(biāo)注的，則應(yīng)換算成單向標(biāo)注。磨損后無(wú)變化的尺寸除外。6.2.凸、凹模刃口尺寸計(jì)算方法6.2.1.凸模和凹模分開(kāi)加工 這種方法主要適用于圓形或簡(jiǎn)單刃口。設(shè)計(jì)時(shí)，需在圖樣上分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。并且保證沖模的制造公差與沖裁間隙之間滿(mǎn)足：δd+δp≤Zmax-Zmin 6.2.2.凸模和凹模配合加工 配合加工方法，就是先按尺寸和公差制造出凹?；蛲鼓Ｆ渲幸粋€(gè)，然后依此為基準(zhǔn)再按最小合理間隙配做另一件。采用這種方法不僅容易保證沖裁間隙，19而且還可以放大基準(zhǔn)件的公差，不必檢驗(yàn) δd+δp≤Zmax-Zmin 。同時(shí)還能大大簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)模具的繪圖工作。目前，工廠對(duì)單件生產(chǎn)的模具或沖制復(fù)雜形狀的模具，廣泛采用配合加工的方法來(lái)設(shè)計(jì)制造。沖孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式計(jì)算：沖孔時(shí) dp=(dmin+XΔ)- δp 落料時(shí) Dp=(Dmax-XΔ-Zmin)- δp 孔心距 Lp=L±δp’ 式中 Dp dp——分別為落料和沖孔凸模的刃口尺寸（mm）；Dmax ——為落料件的最大極限尺寸（mm）；dmin——為沖孔件的最小極限尺寸（mm）；Δ——工件公差；Δp——凸模制造公差，通常取 δp=Δ/4；δp’——刃口中心距對(duì)稱(chēng)偏差，通常取 δp’=Δ/8；Lp——凸模中心距尺寸（mm）；L——沖件中心距基本尺寸（mm）；Zmin——最小沖裁間隙（mm）；本設(shè)計(jì)材料厚度為 2 毫米，選間隙單邊 0.08落料凹模尺寸：Dp1=(Dmax-XΔ-Zmin)+ Δ=180-0.5×0.04=179.98+0.02;Dp2=(Dmax-XΔ-Zmin)+ Δ=36-0.5×0.04=35.98+0.02;落料凸模尺寸：Ah1=( Dp-2Z)+ Δ=180-2×0.10=179.8+0.02; Ah2=( Dp-Z)+ Δ=36-0.10=35.9+0.02; 沖孔凸模尺寸：dp1=(dmin+XΔ)- Δ/420=100+0.5×0.04=100.02-0.02Dp2=(dmin+XΔ)- Δ/4=12+0.5×0.04=12.02-0.02沖孔凹模尺寸：Bh1=(dp+2Z)- Δ/4=100+2×0.1=100.2-0.02Bh2=(dp+2Z)- Δ/4=12+2×0.1=12.2-0.02孔心距： Lp=L±δp’ =180±0.01 角度： Lp=L±δp’ =120 21第七章、模具整體結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)落料沖孔模結(jié)構(gòu)形式：下模采用彈壓卸料裝置，上模采用彈料裝置。2223第八章、模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8.1.落料凸模的設(shè)計(jì)材料：Cr12Mov硬度：58～62HRC，（如圖），與固定板過(guò)盈配合，過(guò)盈量 0.02-0.03，與下模板用 2-M8 螺釘固定。8.2.落料凹模的設(shè)計(jì)材料：Cr12Mov硬度：58～62HRC，（如圖），根據(jù)凹模周界大小，和模具高度選擇標(biāo)準(zhǔn)模架，凹模周界為 370 的圓，模具總高度為 252 左右，選用 19#中間導(dǎo)柱圓形模架，該模架的閉合高度的范圍是 245-290。凹模與上模板用 4-M10 螺釘和銷(xiāo)釘固定。24上8.3.沖頭固定板的設(shè)計(jì)材料：45#，（如圖），沖孔沖頭與固定板過(guò)盈配合，過(guò)盈量 0.02-0.03。 上258.4.凸凹模固定板的設(shè)計(jì)材料：45#，（如圖） 上8.5.沖孔沖頭的設(shè)計(jì)材料：Cr12Mov硬度：58～62HRC，（如圖），與固定板過(guò)盈配合，沖頭上加工臺(tái)階，防止掉下來(lái)。2627第九章、模具的總裝配1、確定裝配基準(zhǔn)件應(yīng)以凸凹模為裝配基準(zhǔn)件。首先要確定凸凹模及固定板在模架中的位置，安裝凸凹模組件，然后用平行板將凸凹模固定板和下模座夾緊，在下模座上劃出彎曲孔線(xiàn)，進(jìn)而安裝下模座其他組件。2、安裝上模部分檢查上模部分各個(gè)零件尺寸是不是滿(mǎn)足裝配技術(shù)條件要求。 安裝上模，調(diào)整沖裁間隙， 將上模系統(tǒng)各零件分別裝于上模座內(nèi)。3、安裝下模部分4、自檢按沖模技術(shù)條件進(jìn)行總裝配檢查。5、檢驗(yàn)6、試沖28設(shè)計(jì)小結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)是一種綜合性較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，它具知識(shí)面寬、學(xué)科廣、綜合性強(qiáng)，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我鞏固了以前學(xué)過(guò)的知識(shí)，提高了查閱資料的能力，使我更加認(rèn)識(shí)到畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要性，從而提高了我理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力。為我今后走向工作崗位打下了一定的基礎(chǔ)。在本次設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了許多的東西。首先對(duì)于 AUTOCAD 和Pro/ENGINEER 的應(yīng)用更加熟練；其次，通過(guò)模具設(shè)計(jì)我對(duì)于模具設(shè)計(jì)的流程基本上熟悉。這次設(shè)計(jì)是對(duì)以前所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的一次綜合性的實(shí)踐。涉及到機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、互換性以及 CAD/CAM 各個(gè)方面的內(nèi)容。設(shè)計(jì)過(guò)程中按照任務(wù)書(shū)的要求和目的，循序漸進(jìn),力求數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)合理。參考了許多文獻(xiàn)資料。由于經(jīng)驗(yàn)不足，還有許多地方?jīng)]有考慮全面，有待于完善?？傊?，學(xué)海無(wú)涯，在以后的時(shí)間里，我要更加努力學(xué)習(xí)！29致 謝對(duì)三年來(lái)辛勤教導(dǎo)我的老師和學(xué)校致以最崇高的敬意！對(duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)我和給予我最多的老師表示我最衷心的感謝!畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)始以來(lái)，有幸多次聆聽(tīng)老師的教誨。老師以他寬廣的知識(shí)、高瞻遠(yuǎn)矚的學(xué)識(shí)、在實(shí)際生產(chǎn)中所積累的經(jīng)驗(yàn)。拓寬了我的視野和思維，更為重要的是老師以他對(duì)事業(yè)孜孜不倦的追求和待人接物謙遜的態(tài)度和豁達(dá)的胸襟，時(shí)刻都在潛移默化地影響著我，這將使我終生受益。30參考文獻(xiàn)[1]朱光力主編. 模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn).第 1 版. 北京：高等教育出版社. 2002. 134~156[2]吳詩(shī) 主編. 沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) . 第 1 版. 西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社. 2001. 40~45[3]溫松明主編. 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ). 第 2 版. 長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)出版社. 1998. 4~5[4]馮炳堯 韓泰榮 殷振海 蔣文森編. 模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè). 第 1 版.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社. 1985. 1~ 80[5]劉朝儒 彭福蔭 高政一主編. 機(jī)械制圖. 第 3 版. 北京：高等教育出版社.2001[6]施平主編. 機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)英語(yǔ). 第 5 版.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué).2003 .344~345[7]張代東主編. 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