墊片落料沖孔復合模具的設計【方形片 四個孔沖壓模具】【含CAD圖紙、說明書】【LB7】

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Blanking.河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計評語學生姓名： 熊學舉 班級: 模具113 學號： 111304344 題 目： 墊片落料沖孔復合模具的設計 綜合成績： 指導者評語： 指導者(簽字)： 年 月 日畢業(yè)設計評語評閱者評語： 評閱者(簽字)： 年 月 日答辯委員會（小組）評語： 答辯委員會（小組）負責人(簽字)： 年 月 日河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書目 錄1 緒 論51.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢51.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀51.1.2國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢61.2國外模具的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢61.3 任務來源及設計意義71.3.1 設計任務來源71.3.2設計過程及意義82 沖壓工件的工藝性分析92.1沖壓及沖裁件的工藝性的概念102.2零件工藝性分析102.2.1材料102.2.2工件結構102.2.3尺寸精度102.2.4結論：113 沖壓工藝方案的確定113.1 確定工藝方案的主要原則概括起來主要有以下三點123.2工藝方案的確定124 模具結構形式及沖壓設備的選擇124.1 模具結構形式的選擇134.1.1 模架及導向方式134.1.2毛坯定位方式的選擇134.1.3 卸料、出件方式的選擇144.1.4主要零部件的定位方式和固定方式144.2沖壓設備的選擇145 主要工藝參數(shù)計算165.1排樣設計與計算165.1.1選擇排樣方法165.1.2確定搭邊值165.1.3計算送料步距與條料寬度175.1.4計算材料利用率185.1.5畫出排樣圖195.2計算工序壓力205.2.1落料力的計算205.2.2頂件力的計算205.2.3沖孔力計算205.2.4卸料力的計算205.3計算模具的壓力中心215.4計算凸凹模工作部分刃口尺寸計算原則：225.4.1沖裁凸凹模刃口尺寸計算235.5 彈性元件的選取與設計255.5.1上卸料采用橡膠作為彈性元件266 選擇與確定模具的主要零部件的結構與尺寸296.1確定工作零件296.1.1凹模296.1.2凸模306.2定位零件的設計316.3導料銷的設計326.4卸料部件的設計336.4.1卸料螺釘?shù)倪x用336.5模架及其他零部件設計336.5.1模架336.5.2模柄346.5.3固定板、墊板356.5.4螺釘與銷釘367 模具的總體裝配398 模具工作零件的加工工藝408.1 沖裁模凸、凹模的技術要求及加工特點408.2 凸、凹模加工的工藝路線有以下幾種方案：408.3 本副模具工件零件加工方案的確定41設計小結44致謝45參考文獻461墊片落料沖孔復合模具的設計目 錄摘 要31 緒 論51.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢51.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀51.1.2國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢61.2國外模具的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢61.3 任務來源及設計意義71.3.1 設計任務來源71.3.2設計過程及意義82 沖壓工件的工藝性分析92.1沖壓及沖裁件的工藝性的概念102.2零件工藝性分析102.2.1材料102.2.2工件結構102.2.3尺寸精度102.2.4結論：113 沖壓工藝方案的確定113.1 確定工藝方案的主要原則概括起來主要有以下三點123.2工藝方案的確定124 模具結構形式及沖壓設備的選擇124.1 模具結構形式的選擇134.1.1 模架及導向方式134.1.2毛坯定位方式的選擇134.1.3 卸料、出件方式的選擇144.1.4主要零部件的定位方式和固定方式144.2沖壓設備的選擇145 主要工藝參數(shù)計算165.1排樣設計與計算165.1.1選擇排樣方法165.1.2確定搭邊值165.1.3計算送料步距與條料寬度175.1.4計算材料利用率185.1.5畫出排樣圖195.2計算工序壓力205.2.1落料力的計算205.2.2頂件力的計算205.2.3沖孔力計算205.2.4卸料力的計算205.3計算模具的壓力中心215.4計算凸凹模工作部分刃口尺寸計算原則：225.4.1沖裁凸凹模刃口尺寸計算235.5 彈性元件的選取與設計255.5.1上卸料采用橡膠作為彈性元件266 選擇與確定模具的主要零部件的結構與尺寸296.1確定工作零件296.1.1凹模296.1.2凸模306.2定位零件的設計316.3導料銷的設計326.4卸料部件的設計336.4.1卸料螺釘?shù)倪x用336.5模架及其他零部件設計336.5.1模架336.5.2模柄346.5.3固定板、墊板356.5.4螺釘與銷釘367 模具的總體裝配398 模具工作零件的加工工藝408.1 沖裁模凸、凹模的技術要求及加工特點408.2 凸、凹模加工的工藝路線有以下幾種方案：408.3 本副模具工件零件加工方案的確定41設計小結44致謝45參考文獻46 墊片落料沖孔復合模具的設計 摘 要 本模具為墊片落料沖孔模具, 在設計時:1 、接受任務書。2 、調研消化原始資料。3 、選擇成形設備。4 、擬定模具結構方案。5 、方案的討論與論證。6 、繪制模具裝配圖。7 、繪制零件圖。8 、編寫設計說明書。9 、模具制造試模與圖紙修改。正確的確定模具成形零件的尺寸凸模、凹模等零件是確定制件形狀、尺寸和表面質量的直接因素關系甚大，要特別注意。模具的設計應制造方便, 盡量做道使設計的模具制造容易、造價便宜。特別是比較復雜的成形零件，必須考慮是采用一般的機械加工方法加工還是采用特殊的加工方法加工。模具的設計應當效率高、安全、可靠。模具零件應耐磨耐用。關鍵詞：模具 凸模 凹模 落料 沖孔。 Pad Piercing And Blanking Die Design AbstractThis molding tool is a pad piercing and blanking mold. while designing: 1.accept the mission book. 2 . the investigation digests the primitive data. 3. choose to model the equipments 4. draft the molding tool construction project. 5. the discussion of the project and argument 6. drawing the molding tool assembles the diagram. 7. draw the spare parts diagram. 8. weave to write to design the manual. 9. the molding tool manufacturing tries the mold and diagram paper modification.The exactitude really settles size punch , die,etc. spare parts that molding tool model spare parts is a direct factor that certain system a shape, size relate to with the surface quantity very big, want to be specially attention.The design of the molding tool should make the convenience, doing a molding tool manufacturing that make design easy and build the price cheapness to the best.Model the spare parts especially more complicatedly, must consider is to adopt the general machine process the method processes to adopt still to process specially the method processes.The design of the molding tool shoulds the efficiency high, safety, dependable.The molding tool spare parts should bear to whet enduring.Key phrase:Molding tool, punch , die . piercing. Blanking. 1 緒 論1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀模具行業(yè)有萬多家，從業(yè)人員約50多萬人，2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務飽滿，2004年模具產(chǎn)值530億元。進口模具18.13億我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計，2003年我國模具生產(chǎn)廠點約有2美元，出口模具4.91億美元，分別比2003年增長18%、32.4%和45.9%。進出口之比2004年為3.69:1，進出口相抵后的進凈口達13.2億美元，為凈進口量較大的國家1。在2萬多家生產(chǎn)廠點中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有20多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。近年來，模具行業(yè)結構調整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復雜、長壽命中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠的數(shù)量增加，能力提高較快；“三資”及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠遠不能適應國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。低檔模具過剩，高檔模具供不應求，甚至有的依賴進口，因此，模具企業(yè)必須找準自己的弱點，盡快縮短與國外的差距。(1)體制不順，基礎薄弱 “三資”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，國企改革也在進行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應市場經(jīng)濟，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎薄弱，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方面。 (2)人才嚴重不足，科研開發(fā)及技術攻關方面投入太少 模具行業(yè)是技術密集、資金密集的產(chǎn)業(yè)，隨著時代進步和技術發(fā)展，能掌握和運用新技術的人才異常短缺，高級模具鉗工及企業(yè)管理人才也非常緊缺。由于模具企業(yè)效益欠佳及對科研開發(fā)和技術攻關不夠重視，因而協(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，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，其余為自產(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，與國際水平相比要落后許多。模具標準化水平低，標準件使用覆蓋率低也對模具質量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 (3)模具材料及模具相關技術落后模具材料性能、質量和品種往往會影響模具質量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設備等性能差，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)調整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: (1).模具日趨大型化；(2).在模具設計制造中廣泛應用CAD/CAE/CAM技術；(3).模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；(4).在塑料模具中推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型和高壓注射成型技術；(5).提高模具標準化水平和模具標準件的使用率；(6).發(fā)展優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術；(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).研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程；(10).開發(fā)新的成形工藝和模具。1.2國外模具的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢模具是工業(yè)生產(chǎn)關鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，6080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)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質量、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)供不應求的局面，世界模具市場年交易總額為600650億美元左右。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?！?、“大而精”。2004年中國模具協(xié)會在德國訪問時，從德國工業(yè)、模具行業(yè)組織-德國機械制造商聯(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。 隨著時代的進步和技術的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術的人才如模具結構設計、模具工藝設計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術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)達國家大多1520萬美元，有的達到 2530萬美元。國外先進國家模具標準件使用覆蓋率達70%以上，而我國才達到451.3 任務來源及設計意義1.3.1 設計任務來源 設計題目：墊片 材 料: 08鋼 厚 度：2mm生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn)圖（1-1）產(chǎn)品零件圖1.3.2設計過程及意義（1）墊片零件的工藝性分析及工藝方案制定（2）選擇模具的結構形式（3）主要工藝參數(shù)計算（4）選擇與確定模具主要零部件的結構及尺寸（5）模具總體裝配及主要工作零件的工藝規(guī)程編制（6）編寫設計說明書冷沖壓模具設計是為模具設計與制造專業(yè)學生在學完基礎理論課，技術基礎課和專業(yè)課后，所設置的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。用模具生產(chǎn)的制件具有高精度、高復雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。本設計題目為墊片，但對做畢業(yè)設計的畢業(yè)生有一定的設計設計目的及意義。其目的有以下幾點：1.綜合運用本專業(yè)所學課程的理論和生產(chǎn)實際知識，全面系統(tǒng)鞏固課堂教學的基本知識，進行一次冷沖壓模具設計工作的實際訓練，提高綜合能力的培訓及擴大模具領域的新知識，從而培養(yǎng)和提高學生獨立工作的能力。2.鞏固與擴充“冷沖壓模具設計”等課程所學的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設計的方法和步驟。3. 掌握冷沖壓模具設計的基本技能，如計算，繪圖，查閱設計資料和手冊，熟悉標準和規(guī)范等。本課題的意義是：通過對該零件模具的設計，進一步加強了設計者冷沖模設計的基礎，為設計更復雜的冷沖模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗。2 沖壓工件的工藝性分析2.1沖壓及沖裁件的工藝性的概念沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。在沖壓加工中，將材料（金屬或者非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為沖壓模具（俗稱沖模）。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沖裁方法，在模具壽命和生產(chǎn)率高，成本低的條件下得到質量合格的沖裁件。影響沖裁件工藝性的因素很多，如沖裁件的形狀特點、尺寸大小、尺寸大小標注方法精度要求和材料性能等。良好的沖裁件工藝性應保證材料消耗少、工序數(shù)目少、模具結構簡單而且壽命長、產(chǎn)品質量穩(wěn)定、操作簡單等。1 1劉建超.張寶忠主編沖壓模具設計與制造高等教育出版社2.2零件工藝性分析2.2.1材料 45鋼是優(yōu)質碳素結構鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁，并且市場上也容易購買到此種材料，價格適中。2.2.2工件結構 沖裁件的形狀應盡量簡單、對稱，最好是有圓弧和直線組成。應該避免沖裁件上有過長的懸臂和狹槽，其最小厚度要大于材料厚度的兩倍。 由工件圖看，此工件只有落料和沖孔兩個程序，將外形視為落料，內(nèi)形視為沖孔，由于制件結構簡單，故采用復合沖壓工序，這樣可以大大提高工作效率，并減輕工作量，節(jié)約能源，降低成本，而且避免原有加工方法中須將手伸入模具的問題，對保護操作者安全也有利。2.2.3尺寸精度為降低沖壓成本，獲得最佳的技術經(jīng)濟效果，在不影響沖壓件使用要求的前提下，應盡量采用經(jīng)濟精度。所謂經(jīng)濟精度是提高模具達到最大許可磨損時，其所完成的沖壓加工在技術上可以實現(xiàn)而經(jīng)濟上又最合理的精度。沖裁件的精度一般滿足其經(jīng)濟精度要求。該工件圖上的尺寸均未注公差，全部屬自由尺寸，精度要求不高，按IT14級確定。因此，一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。由文獻2表2-4標準公差查得R20-0.25mm，320-0.62mm，340-0.62mm，3.20+0.3mm。 2薛彥成 主編 公差配合與技術測量 機械工業(yè)出版社2.2.4結論：該制件可以沖裁3 沖壓工藝方案的確定3.1 確定工藝方案的主要原則概括起來主要有以下三點 （1）保證沖裁件質量 （2）經(jīng)濟性原則 （3）安全性原則 3 3丁松聚 主編 冷沖模設計 機械工業(yè)出版社3.2工藝方案的確定在沖裁工藝性分析的基礎上，根據(jù)沖裁件的特點確定沖裁工藝方案。確定工藝方案首先要考慮的問題是確定沖裁的工序數(shù)，沖裁工序的組合以及沖裁工序順序的安排，沖裁工序數(shù)一般容易確定，關鍵是確定沖裁工序的組合與沖裁工序順序 該項零件包括落料沖孔兩個基本工序，可有以下三種工藝方案方案一:先落料，后沖孔，采用單工序復合模生產(chǎn)。方案二:先落料，后沖孔復合沖壓，采用復合模生產(chǎn)。方案三：沖孔落料連續(xù)沖壓，采用級進模生產(chǎn)。方案一模具結構簡單，但需兩道工序兩副模具，生產(chǎn)率較低，難以滿足該項零件的年產(chǎn)量要求。方案二只需用一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度容易保證需要，具生產(chǎn)率也高。盡管模具結構較方案一復雜。但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)率也高，但零件的沖壓精度稍差，欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上導正銷導正，故模具制造、安裝較復合模復雜，通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。同時考慮到不讓廢料在凹模內(nèi)積聚?？刹捎谜b復合模工序。4 模具結構形式及沖壓設備的選擇4.1 模具結構形式的選擇4.1.1 模架及導向方式 根據(jù)國家標準，模架主要有兩大類：一類是由上模座、下模座、導柱、導套組成的導柱模模架；一類是由彈壓導板、下模座、導柱、導套組成的導板模模架。模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并且承受沖壓過程中的全部載荷。模架的上模座通過模柄與壓力機滑塊相連，下模座用螺釘、壓板固定在壓力機工作臺面上。上下模之間靠模架的導向裝置來保持其精確位置，以引導凸模的運動，保證沖裁過程中間隙均勻。模架的基本要求：要有足夠的強度與剛度；要有足夠的精度（如上下模座要平行，導柱、導套中心要與上下模座垂直，模柄要與上模座垂直等）。上下模之間的導向要精確（導向件之間的間隙要很小，上下模之間的移動要平穩(wěn)和無滯住現(xiàn)象）。由上述看，選擇模架非常重要。為了滿足模架的基本要求及保證模具的使用壽命，且后側導柱模架的導向裝置在后側，橫向和縱向送料都比較方便。故該復合模選用后側導柱模架。34.1.2毛坯定位方式的選擇模的定位零件是用來保證條料的正確送進及在模具中的正確位置?？刂扑土喜骄嗟亩ㄎ?，稱為擋料；控制條料寬度方向上的定位，稱為導料。沖裁條料時，導料零件有導料板和導料銷等，保證進距的擋料銷和定距側刃等。導料板和導料銷對條料或卷料的側邊進行導向，以保證其正確的送進方向的板件或銷。條料靠著導料板或導料銷的一側導向送進，以免送偏。44中國機械工業(yè)教育協(xié)會組 編 冷沖模設計與制造 機械工業(yè)出版社根據(jù)工件圖，該模具采用的是條料，控制條料的送進方向采用導料銷，送進步距控制采用擋料銷。4.1.3 卸料、出件方式的選擇卸料裝置分固定卸料裝置、彈壓卸料裝置和費料切刀三種。其中卸料板用于卸掉卡在凸模上或凸凹模上的沖裁件或廢料的板件。固定卸料裝置裝于下模的凹模上，結構簡單、卸料力大，使用安全可靠，一般僅起卸料作用，用于硬料、厚料。出件裝置主要有剛性出件裝置和彈性出件裝置兩種，剛性出件裝置一般用于上模，它是在沖壓結束后上模回程時，利用壓力機滑塊上的打料桿，撞擊上模內(nèi)的打桿與推件板（塊），將凹模的工件推出，因此推件力大，而且工作可靠。因為工件為墊片，且墊片要求有很高的平整度，故采用彈壓卸料裝置，卸料可靠。該模具采用彈性打件，并利用裝在壓力機工作臺下的標準緩沖器提供壓邊力。4.1.4主要零部件的定位方式和固定方式凸模用凸模固定板固定，固定方法通常是采用臺肩固定，其配合為臺階式凸模用H7/h6，直通式凸模用N7/h6、P7/h6；凹模用導料銷定位，一般采用螺釘和銷釘固定在下模座上。4.2沖壓設備的選擇沖壓設備的選擇應注意以下幾點：壓力機的噸位應當?shù)扔诨虼笥跊_裁時的總力，即F壓F總式中：F壓所選壓力機的噸位 F總沖裁時的噸位根據(jù)模具結構選擇壓力機類型和行程次數(shù)，如復合模工件需從模具中間出件，最好選用可傾式壓力機。根據(jù)模具尺寸大小，安裝和進出料等情況選擇壓力機臺面積尺寸，如有推件時應考慮臺面孔的大小使沖后有零件能自由通過。選擇壓力機的閉合高度與模具是否匹配。模柄直徑、長度是否與壓力機滑塊模柄直徑、深度尺寸相當。壓力機的行程次數(shù)應當保證有最高的生產(chǎn)率。壓力機應該使用方便和安全。 55 王芳 主編 冷沖壓模具設計指導 機械工業(yè)出版社為安全起見，防止設備的超載，可按公稱壓力F壓（1.61.8）F總的原則選取壓力機，參照文獻6表8-10開式雙柱可傾式壓力機主要技術規(guī)格初選公稱壓力為1000KN的開式雙柱可傾式壓力機。6 許發(fā)樾 主編 模具設計應用實例 機械工業(yè)出版社 5 主要工藝參數(shù)計算5.1排樣設計與計算在沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約金屬和減少廢料具有非常重要的意義，特別是在大批量生產(chǎn)中，較好地確定沖件形狀尺寸和合理排樣是降低成本的有效措施之一。5.1.1選擇排樣方法沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法叫排樣。合理的排樣是降低成本和保證沖裁件質量及模具壽命的有效措施，故排樣時應考慮如下原則：提高材料利用率。合理排樣方法使操作方便，勞動強度低且安全。模具結構簡單，壽命長。保證沖件質量和沖件對板料纖維方向的要求。 4因該工件是由圓弧和直線組成，且形狀和結構對稱，采用直排時材料利用率高，故選擇直排。5.1.2確定搭邊值排樣中相鄰兩個零件之間的余料或零件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊值要合理確定，搭邊值過大，材料利用率低，過小時搭邊的強度和剛度不夠，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖裁件毛刺，有時甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均，損壞模具刃口，因此確定搭邊值時應考慮如下因素：材料的力學性能：軟材料、脆材料搭邊值要大一些；硬材料搭邊值可小一些。材料的厚度：材料越厚，搭邊值也越大。沖裁件的形狀和尺寸：沖裁件外形越復雜，圓角半徑越小， 搭邊值越大。排樣的形式：對排的搭邊值大于直排的搭邊值。送料及擋料方式：用手工送料且有側壓裝置的搭邊值可小一些，用側刃定距比用擋料銷定距的搭邊值小一些。卸料方式：彈性卸料比用剛性卸料的搭邊值要小一些。搭邊的作用主要有： （1） 補償誤差的作用； （2） 使凸凹模刃口雙邊受力均勻； （3） 對于利用搭邊拉條料自動送料的模具，搭邊使條料有一定的剛度以保證條料有連續(xù)送進； （4） 提高模具的壽命。由文獻4表3-12搭邊a和a1數(shù)值查得：a1=2.0mm，a=2.5mm5.1.3計算送料步距與條料寬度（1）送料步距條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距。送料步距的大小應為條料上兩個對應沖裁件的對應點之間的距離。每次只沖一個零件的步距S的計算公式為：S=D+a式中：D平行于送料方向的沖裁件寬度a沖裁件之間的搭邊值S=16x2+2=34mm（2）條料寬度條料寬度的確定原則是：最小條料寬度要保證沖裁時零件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時順利地在導料板之間送進，并與導料板之間有一定的間隙。因此，在確定條料寬度時必須考慮模具的結構中是否采用側壓裝置和側刃。因本副模具要求條料始終沿著導料板送進，所以模具結構中采用有側壓裝置，則條料在有側壓裝置的導料板之間送進時的計算公式如下1：條料寬度：B0-=（Dmax+2a）0-導料板之間距離：A=B+c=Dmax+2a+c式中：Dmax條料寬度方向沖裁件的最大尺寸 a側搭邊值 條料寬度的單向偏差 c導料板與最寬條料之間的間隙由參考文獻1中表2.5.3條料寬度偏差查得=0.5mm，由表2.5.5導料板與條料之間的最小間隙Cmin，查得Cmin=5mm。 B0-=（34+2x2.5）0-0.5=390-0.5mm A=34+2.5x2+5X2=49mm5.1.4計算材料利用率沖裁件的實際面積與所用材料面積的百分比叫材料利用率，它是衡量合理利用材料的經(jīng)濟指標。由文獻7得一個進距內(nèi)的材料利用率可用下式表示： =nA/BSx100%式中：A沖裁件的面積 n一個進距內(nèi)沖裁件數(shù)目 B條料寬度 S進距由文獻查板材標準，所選板材寬度標準為（20mm100mm）的板材，根據(jù)材料的結構，選用寬=39mm的鋼板，每條鋼板可剪1張條料。則一個進距的材料利用率： =nA/BSx100% =（28x15+x2x2-4xx1.6x1.6）/39x34x100% 32.02%若考慮到料頭料尾和邊余料的材料消耗，則一張板料（或帶料、條料）上總的材料利用率為：=nA/BLx100%式中：n-一張板料上沖裁件的總數(shù)目。A-一個沖裁件的實際面積。L-板料長度。B板料寬度。 7模具實用技術叢書編委會 編 模具設計應用實例5.1.5畫出排樣圖 圖（5-1）零件排樣圖5.2計算工序壓力5.2.1落料力的計算 利用普通平刃凸模和凹模沖裁時，其沖裁力的計算公式為： F=KLtb 公式中： F沖裁力 L沖裁周邊長度 t材料厚度 b材料抗剪強度 K系數(shù)系數(shù)K是考慮到實際生產(chǎn)中，模具間隙的波動和不均勻、刃口的磨損、板材力學性能和厚度、波動等因素的影響而繪出的修正系數(shù)。一般取K=1.3。沖裁周邊長度的計算：L=（30+28）x2+2x2=128.6mm由文獻1中表1.3.6查得b=325MPa F =128.6x2x325x1.3=108.667KN 5.2.2頂件力的計算FD=KDF 公式中：F沖裁力 KD頂件力系數(shù)，由文獻1表2.6.1查得KD=0.06 則FD=0.06x108.667=6.52KN5.2.3沖孔力計算Fc=1.3Ltb公式中：L=3.14x3.2x4=40.192mm則Fc=1.3x40.192x2x400=33.962KN5.2.4卸料力的計算 FX=KXF公式中：F沖裁力 KX卸料力系數(shù)，由文獻1表2.6.1查得KX=0.03則KX=0.03x108.667=3.26KN故總沖裁力FZ=F+FX+FD+FC=108.667+3.26+6.52+33.962 =152.41 KN根據(jù)計算結果，沖壓設備擬選用JH23-40A，該壓力機與面具設計的有關參數(shù)為： 公稱壓力：400KN滑塊行程：16mm80mm滑塊行程次數(shù)：45次/min最大閉合高度：330mm封閉高度調節(jié)量：65mm工作臺尺寸（前后x左右）：460mmx700mm模柄孔尺寸（直徑x深度）：50mmx70mm最大傾斜角：3005.3計算模具的壓力中心沖裁力合力的作用點稱為沖模壓力中心，為了保證壓力機和模具正常工作，沖模壓力中心應盡可能和模柄軸線以及壓力機滑塊中心線重合，以使沖模平穩(wěn)，地工作，減少導向件的磨損，提高模具壓力機壽命。沖模壓力中心的求法，采用求平行力系合力作用點的方法，由于絕大部分沖裁件沿沖裁輪廓的斷面厚度不變，輪廓各部分的沖裁力與輪廓長度成正比，所以求合力作用點可轉化為求輪廓線的重心，具體方法如下：按比例畫出沖裁輪廓線，選定直角坐標系把圖形的輪廓線分成幾份，計算各部分長度，并求出各部分重心位置的坐標（），（）（）；按沖裁輪廓線下列公式求沖模壓力中心的坐標值（）： 5計算壓力中心時，如圖（5-2）把坐標原點取在工件的對稱中心上，建立XOY，因為工件的形狀關于X軸和Y軸對稱，所以壓力中心位于輪廓圖形的幾何中心O上，即其坐標為（0，0）。 圖（5-2）零件壓力中心5.4計算凸凹模工作部分刃口尺寸計算原則：凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影響沖裁件的尺寸精度。模具的合理間隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差來保證。因此，正確確定凸、凹模刃口尺寸和公差，是沖裁模設計的一項重要工作。設計落料模先確定凹模刃口尺寸，以凹模為基準，間隙取在凸模上，即沖裁間隙通過減小凸模刃口尺寸來獲得。設計沖孔模先確定凸模刃口尺寸，以凸模為基準，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來獲得。根據(jù)沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設計落料模時，凹?；境叽鐟〗咏虻扔诠ぜ淖钚O限尺寸；設計沖孔模時，凸模基本尺寸則取接近或等于工件孔的最大極限尺寸。不管落料還是沖孔，沖裁間隙一般選用最小合理間隙。選擇模具刃口制造公差時，要考慮工件精度與模具精度的關系，既要保證工件的精度要求，又要保證合理的間隙值。一般沖模精度較工件精度高24級。對于形狀簡單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按IT6IT7級來選用。工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差原則上都應按“入體”原則標注單向公差，所謂“入體” 原則是指標注工件尺寸公差時應向材料實體方向單向標注。1 5.4.1沖裁凸凹模刃口尺寸計算由工件圖看，該工件是由圓弧和直線及圓構成的簡單規(guī)則形狀的工件，且為大批量生產(chǎn)，故沖裁此類工件的凸凹模制造相對簡單，精度容易保證，所以采用分別制造法加工。凸凹模分別加工方法具有制造簡單周期短，凸凹模具有互換性，便于成批制造。沖孔設沖孔尺寸為d0+，根據(jù)計算公式得 dT=（dmin+X）0-T落料 dA=（dT+Zmin）0+A=（dmin+X+Zmin）0+A落料設工件的尺寸為D0-，根據(jù)計算原則得DA=（Dmax-X）0+A DT=（DA-Zmin）0-T=（Dmax-X-Zmin）0-T孔心距 孔心距屬于磨損后基本不變的尺寸，在同一工步中，在工件上沖出孔距為L/2兩個孔時，其凹模型孔中心距Ld可按下面公式確定： Ld=L/8 1上述公式中： DA落料凸凹模尺寸 dT、dA沖孔凸凹模尺寸 Dmax落料件的最大極限尺寸 dmin沖孔件的最小極限尺寸 L、Ld工件空心距和凹?？仔木嗟墓Q尺寸 工件制造公差 Zmin最小合理間隙 X磨損系數(shù) T、 A凸凹模的制造公差，按IT6IT7級來選取為了保證初始間隙不超過Zmax，即T+AZmax-Zmin，T、A選取必須滿足以下條件T+AZmax- Zmin。由工件圖可知道，尺寸均無精度要求，其公差按IT14級計算，外形R20-0.25mm，320-0.62mm，340-0.62mm，3.20+0.3mm由落料獲得，150+0.43mm由沖孔獲得；由文獻6查表2.2.3沖模初始間隙值Z得 Zmin=0.246mm Zmax=0.360mm6郝濱海 主編 化學工業(yè)出版社則Zmax- Zmin=0.360-0.246=0.114mm公差等級為IT14級,取X=0.5mm.因為該工件的形狀是簡單的圓弧和直線組成，則凸凹模分別按IT6和IT7級制造，故以下凸凹模公差由文獻1中表2.4.1標準公差得：基本尺寸3.20+0.3340-0.62320-0.6220-0.25凸模偏差T=0.020T=0.020T=0.0.020T=0.020凹模偏差A=0.020A=0.030A=0.030A=0.020表（5-4）凸凹模制造偏差 則 沖孔： dT=（dmin+X）0-T=（3.2+0.5x0.5）0-0.020=3.450-0.020 dA=（dT+Zmin）0+A=（3.45+0.246）0+0.020=3.6960+0.020校核：|T|+|A|Zmax-Zmin0.020mm+0.020mm0.360mm-0.246mm 0.040mm0.114mm （滿足間隙公差條件）落料： DA1=（Dmax-X）0+A=（34-0.5x0.62）0+0.030=33.690+0.030DT1=（DA1-Zmin）0-T=（33.69-0.246）0-0.020=33.4440-0.020DA2=（Dmax-X）0+A=（32-0.5x0.62）0+0.030=31.690+0.030DT2=（DA2-Zmin）0-T=（31.69-0.246）0-0.020=31.4440-0.020DA3=（Dmax-X）0+A=（2-0.5x0.25）0+0.020=1.8750+0.020DT3=（DA3-Zmin）0-T=（1.875-0.246）0-0.020=1.6290-0.020校核：0.020mm+0.030mm=0.050mm=0.05mm （滿足間隙公差條件） 0.020mm+0.020mm=0.040mm0.114mm （滿足間隙公差條件） 0.020mm+0.030mm=0.050mm0.114mm （滿足間隙公差條件）因此，制造精度在保證間隙的合理范圍內(nèi)。5.5 彈性元件的選取與設計為了得到較平整的工件，本模具采用彈壓卸料結構，使條料在落料、沖孔過程中始終處于一個穩(wěn)定的壓力之下，從而改善了毛坯的穩(wěn)定性。5.5.1上卸料采用橡膠作為彈性元件 選取橡膠作為彈性元件的原因是由于橡膠允許承受的載荷較大，安裝調整靈活方便。根據(jù)工藝性質和模具結構確定采用一硬橡膠，形狀是圓筒形。（1）橡膠的選擇原則為了保證橡膠正常工作，所選橡膠應滿足預壓力要求 F0FX 公式中： F0橡膠在預壓縮狀態(tài)下的壓力（N） FX卸料力（N）為保證橡膠不過早失效，其允許最大壓縮量不應超過其自由高度的45%，一般取 H2=（0.350.45）H0 公式中：H2橡膠允許的總壓縮量（mm） H0橡膠的自由高度（mm）橡膠預壓縮量一般取自由高度的10%15%。即H0=（0.100.15）H0 公式中：H0橡膠預壓縮量（mm） 故 H1=H2-H0=（0.250.35）H0 而 H1=H/+H/ 公式中：H/卸料板的工作行程（mm），H/=t+1，t為板料厚度 H/凸模刃口修模量（mm）橡膠高度與直徑之比應按下式校核 0.5H0/D1.5 公式中：D橡膠外徑（mm）選擇橡膠步驟根據(jù)工藝性質和模具結構確定橡膠性能、形狀和數(shù)量，沖裁卸料用較硬橡膠。根據(jù)卸料力求橡膠橫截面積A：為使橡膠滿足壓力的要求，F(xiàn)預=APF卸，所以橡膠墊的橫截面積與卸料力及單位壓力之間存在如下關系：A=F卸/P確定橡膠墊的平面尺寸：圓筒形橡膠墊的外徑為D，內(nèi)孔為d，則橫截面積公式為A=（D2-d2）/4，代入上面公式A= F卸/P后，可得外徑D=。校核橡膠墊的自由高度，橡膠墊的自由高度H0與其直徑應在下式范圍內(nèi)，即0.5H0/D1.5，確定橡膠墊的安裝高度：H裝=H0-H預 1（3）卸料橡膠的設計計算如下表： 項目公式結果備注卸料板工作行程h工作=h1+t+h27.5mmh1為凸模凹進卸料板的高度1mm，h2為凸模沖裁后進入凹模的深度4.5mm。橡膠的工作行程HIHI=+13mm為凸?？傂弈チ浚?.5mm,橡膠的自由高度H0H0=4HI52mm取HI為H0的25%橡膠的預壓縮量H預H預=15%H07.8mm一般取H預=10%15%H0 每個橡膠承受的載荷F1F1=/41648.08N選用四個圓筒形橡膠橡膠墊的外徑DD=184mmd為圓筒形橡膠的內(nèi)徑，取d=13mm;P=0.5Mpa校核橡膠墊自由高度0.5/D=0.6151.5滿足要求橡膠墊安裝高度=-44.2mm表（5-5）卸料橡膠的設計計算 6 選擇與確定模具的主要零部件的結構與尺寸6.1確定工作零件6.1.1凹模凹模是在沖壓過程中與凸模配合直接對沖裁件進行分離或成形的工作零件。1.落料凹模（1）落料凹模的外形結構及其固定方法凹模的外形結構為矩形整體式，采用螺釘和銷釘直接固定在支承件上，凹模采用螺釘和銷釘定位固定時，要保證螺釘（或沉孔）之間，螺孔、銷孔與凹模刃壁間的距離不能太近，否則會影響模具壽命。（2）落料凹模刃口形式?jīng)_裁凹模刃口形式有直筒式和錐形式兩種。根據(jù)沖裁件的形狀、厚度，尺寸精度及模具的具體結構，本副模具采用直筒式，其優(yōu)點是刃口強度較高修磨后刃口尺寸不變，（3）落料凹模輪廓尺寸的確定 凹模輪廓尺寸通常根據(jù)沖裁的板料厚度和沖件的輪廓尺寸或凹?？卓谌斜陂g的距離，按經(jīng)驗公式來確定，由文獻1公式2.9.3，2.9.4計算得：凹模厚度： H=Kb=0.4x34=13.6mm凹模壁厚：c=（1.52）H=（22.530），取c=30mm凹模長度：L=b+2c=34+230=94mm凹模寬度：B取60mm凹模輪廓尺寸：94mmx60mmx30mm因此選凹模固定板的尺寸為10010032上式中：b凹模刃口的最大尺寸（mm） K系數(shù)，考慮到板料厚度影響，查表2.9.5得k=0.42沖孔凹模4個3.2mm沖孔凹模在落料凸模上，沖孔廢料通過落料凸模內(nèi)的彈性裝置在上?；爻虝r推出，沖孔凸模固定在下模座上。 各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機床加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算壓力中心的位置將壓力中心與模柄中心重合，6.1.2凸模凸模是在沖壓過程中，沖模中被沖制件或廢料所包容的工作零件。（1）凸模的結構形式及其固定方法落料凸模結合工件外形并考慮加工，將落料凸模設計成臺階式，采用線切割機床加工，與凸模固定板配合部分按過渡配合（H7/m6或H7/n6）制造。沖孔凸模因為所沖的孔均為圓形，而且都不屬于需要特別保護的小凸模，且臺階式的凸模強度剛性好，修磨方便，其工作部分尺寸由計算而得，所以沖孔凸模采用臺階式。一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換。采用臺肩固定，與凸模固定板配合部分按過渡配合（H7/m6或H7/n6）制造，最大直徑的作用是形成臺肩，以便于固定，保證工作時凸模不被拉出。（2）凸模長度計算：凸模的長度尺寸應根據(jù)模具的具體結構確定，同時要考慮凸模的修磨量、固定板與卸料板之間的安全距離、裝配等需要。落料凸模長度計算由文獻1得，當采用彈壓卸料板時，其凸模長度按公式2.9.2得： L=h1+h2+t+h 公式中： L凸?？傞L度 h1凸模固定板厚度，取h1=18mm h2卸料板厚度，取h2=15mm t材料厚度，t=2mm h增加長度，它包括凸模的修磨量，凸模進入凹模的深度（0.51）mm，凸模固定板與卸料板之間的安全距離等，一般取10mm20mm，取h=15mm。 則落料凸模的長度：L=18+15+2+15=50mm沖孔凸模的長度計算由參考文獻7同時由零件圖可知，沖15孔的凸模長度： L=t1+t2+L1 公式中： L沖孔凸模的長度 t1凸模固定板厚度（mm） t2頂件塊的厚度（mm），取50mm L1附加長度，包括凸模進入凹模 的深度0.5mm1mm，取1mm；總修磨量6mm12mm，取8mm；凸模固定板與卸料板之間的安全距15mm20mm，取15mm。 則L=22+50+1+8+15=96mm（3）凸模強度校核 在一般情況下，凸模的強度是足夠的，無須進行校核，但特別細長的凸模或凸模的橫截面積很小而沖裁的板件厚度較厚時，必須進行承壓能力和抗縱彎曲能力校核。其目的是檢查凸模的危險斷面尺寸和自由長度是否滿足要求，以防止凸?？v向失穩(wěn)和折斷。6.2定位零件的設計沖模的定位零件是用來保證條料的正確送進及在模具中的正確位置。條料在模具送料平面中必須有兩個方向的限位；一是在與條料垂直方向上的限位，保證條料沿正確的方向送進，稱為送進導向；二是在送料方向上的限位，控制條料一次送進的距離（步距）稱為送料定距?？刂扑土喜骄嗟亩ㄎ?，稱為擋料；控制條料寬度方向上的定位，稱為導料。1 根據(jù)坯料形式、模具結構、沖件精度和生產(chǎn)率的要求，控制條料的送進方向采用導料板，有側壓裝置；送料步距控制采用活動擋料銷。采用側壓裝置時應注意以下幾點：在條料厚度小于0.3mm時，不能采用側壓。當用滾軸自動送料時，不用側壓，因由于側壁摩擦，會阻礙送料。由于彈簧壓塊式是利用彈簧的彈力作用，所以側壓力較大，沖裁厚料時使用。88王孝培 主編 沖壓手冊 機械工業(yè)出版社。起定距作用的活動擋料銷、彈簧和螺塞選用標準件，規(guī)格由文獻6中表15.48查得擋料銷 JB/T 7649.9dxl彈簧 GB2089螺塞 GB22508x160.8x8x20AM12x1.25 圖（6-2）活動擋料銷6.3導料銷的設計導料銷是對條料或帶料的側向進行導向，以免送偏的定位零件。導料銷一般設有兩個，并位于條料的同側，從右向左送料時，導料銷裝在后側，從前向后送料時，導料銷裝在左側。導料銷有固定式的和活動式的，本副模具采用固定式導料銷，其標準結構由文獻6得，導料銷材料一般用T7、T8，熱處理硬度為4652HRC，粗糙度1.6m下，裝配時采用H7/s6，本副模具的導料銷材料用T8。6.4卸料部件的設計卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為15mm，卸料板采用Q235鋼制造，淬火硬度為4045HRC。6.4.1卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板上設置4個卸料螺釘，公稱直徑為12mm，螺紋部分為M1010mm，卸料釘尾部留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應使卸料板超出端面1mm，有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調整。6.5模架及其他零部件設計6.5.1模架根據(jù)主要工作部分尺寸、結構以及彈性元件的尺寸，參照有關資料，可選取I級精度的后側導柱模架。由文獻（5）中表2-41得后側導柱模架。以凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格，即：上模座尺寸：325mm290mm45mm HT200 GB/T2855.5-90 下模座尺寸：325mm290mm60mm HT200 GB/T2855.5-91導柱d/mmL/mm尺寸為：28mm200mm，20鋼；因為鋼質模座強度更高，加工工藝好，故采用鋼質模座代替普通的鑄鐵模座。導柱、導套滲碳深度為0.81.2mm，硬度為5862HRC。（1）導向零件的制造模具導向零件是模具重要零件之一，其質量的好壞，對模具的制造精度、使用壽命和產(chǎn)品成形質量有著非常重要的作用。導柱和導套屬于軸類和套類零件，一般是由內(nèi)、外圓柱表面組成。其加工精度要求主要體現(xiàn)在：內(nèi)、外圓柱表面的表面粗糙度及尺寸精度，各配合圓柱表面的同軸度等。導向零件的配合表面都必須進行精加工，而且要有較好的耐磨性。一般導向零件配合表面的精度可達IT6，表面粗糙度Ra=0.20.1m 。對精密的導向零件配合表面的精度可達IT5，表面粗糙度Ra=0.10.05m 。導向零件的形狀比較，加工方法一般采用普通機床進行粗加工和半精加工后在進行熱處理，最后用磨床進行精加工，消除熱處理引起的變形，提高配合表面的尺寸精度和減少配合表面的粗糙度。對于配合要求高、精度高的導向零件，還要對配合表面進行研磨，才能達到要求的精度和表面粗糙度。4（2）模具的閉合高度根據(jù)該模具的結構，本模具的閉合高度為： H=H1+H2+H3+H4+H5+H6+H7+H8+H9+H10-H11公式中： H模具閉合高度 H1上模座厚度，取45mm H2上模墊板厚度，取18mm H3凸凹模固定板厚度，取30mm H4橡膠的高度，取44.2mm H5凹模的厚度，取33mm H6下模墊片的厚度，取22mm H7下模座厚度，取60mm H8沖孔凸模固定板厚度，取22mm H9落料凹模固定板厚度，取22mm H10卸料板厚度，取15mm H11落料凸模沖裁后進入凹模的深度，取4.5mm 則H=