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學(xué)院 課程設(shè)計(jì)（論文） 題 目序號 2 的沖壓件沖壓模具設(shè)計(jì) 姓 名 學(xué) 號 系 部 機(jī)電工程系 摘 要 本設(shè)計(jì)為一序號 2 的沖壓件的冷沖壓模具設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)零件的尺寸、材料、 批量生產(chǎn)等要求，首先分析零件的工藝性，確定沖裁工藝方案及模具結(jié)構(gòu)方案，然 后通過工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，確定排樣和裁板，計(jì)算沖壓力和壓力中心，初選壓力機(jī)，計(jì) 算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后設(shè)計(jì)選用零、部件，對壓力機(jī)進(jìn)行校核，繪制模 具總裝草圖，以及對模具主要零件的加工工藝規(guī)程進(jìn)行編制。其中在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中， 主要對凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料與出件裝置、模架、沖壓設(shè)備、緊固 件等進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對于部分零部件選用的是標(biāo)準(zhǔn)件，就沒深入設(shè)計(jì)，并且在結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)的同時(shí)，對部分零部件進(jìn)行了加工工藝分析，最終才完成這篇課程設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：模具 沖裁件 凸模 凹模 Abstract The design for a plate of cold stamping die design, according to the size of the design components, materials, mass production, etc., the first part of the process of analysis to determine the blanking process planning and die structure of the program, and then through the process design calculations, determine the nesting and cutting board, calculate the pressure and pressure washed centers, primary presses, computing convex and concave Die Cutting Edge dimensions and tolerances, the final design selection of parts and components, to press for checking, drawing die assembly drawings, as well as Mold processing technology of the main parts to the preparation procedures. In which the structural design, primarily to the punch and die, punch and die, positioning parts, unloading and out of pieces of equipment, mold, pressing equipment, fasteners, etc. has been designed, for the selection of some components are standard parts , there is no in- depth design, and structural design, while some parts for the processing process analysis and ultimately to complete this graduation project. KEY WORD: mold stamping parts punch die punch and die 目錄 第一章 緒言 ................................................................................................................................................1 第一節(jié) 材料的工藝分析 .............................................................................................2 第二節(jié) 材料選擇 .........................................................................................................4 第三節(jié) 工件結(jié)構(gòu)形狀 .................................................................................................4 第四節(jié) 尺寸精度 .........................................................................................................5 第二章 沖裁工藝方案的確定 ..................................................................................................................7 第三章 模具總體設(shè)計(jì) .................................................................................................................................8 第一節(jié) 模具類型的選擇 .............................................................................................8 第二節(jié) 操作與定位方式 .............................................................................................8 第三節(jié) 卸料、出件方式 .............................................................................................8 第四節(jié) 確定送料方式 .................................................................................................9 第五節(jié) 確定導(dǎo)向方式 .................................................................................................9 第四章 模具工藝參數(shù)確定 .......................................................................................................................9 第五節(jié) 壓力機(jī)的初選 ...............................................................................................10 第六章 模具壓力中心的確定 ...............................................................................................................11 第七章 沖裁模間隙的確定 ....................................................................................................................12 第一節(jié) 沖裁間隙 Z ...................................................................................................12 第二節(jié) 沖裁間隙分析 ...............................................................................................12 第八章 凹、凸模刃口尺寸的計(jì)算 ......................................................................................................14 第一節(jié) 刃口尺寸計(jì)算的基本原則 ...........................................................................14 第二節(jié) 彎曲間隙值計(jì)算 ...........................................................................................14 第九章 主要零部件的設(shè)計(jì) ....................................................................................................................16 第一節(jié) 工作零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ...............................................................................16 第三節(jié) 模架及其零件的設(shè)計(jì) ...................................................................................18 第十章 校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù) .............................................................................20 第一節(jié) 閉合高度的計(jì)算 ...........................................................................................20 第二節(jié) 沖壓設(shè)備的選定 ...........................................................................................20 第十一章 模具的總體裝配 ..................................................................................................................21 設(shè)計(jì)總結(jié) .........................................................................................................................................................22 致謝 ...................................................................................................................................................................23 參考文獻(xiàn) .........................................................................................................................................................24 1 第一章 緒言 目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)落后，主要原因是我國在沖壓 基礎(chǔ)理論及成形工藝，模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè) 發(fā)達(dá)國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命，效率、加工精度、生產(chǎn)周期等 方面與發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的 比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛 等等，致使相當(dāng)一部分大型，精密、復(fù)雜和長壽命的模具依賴進(jìn)口。 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，沖壓加工作為現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域 內(nèi)重要的生產(chǎn)手段之一，更加體現(xiàn)出其特有的優(yōu)越性。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，由于市 場競爭日益激烈，產(chǎn)品性能和質(zhì)量要求越來越高，更新?lián)Q代的速度越來越快，沖壓 產(chǎn)品正朝著復(fù)雜化，多樣化高、性能、高質(zhì)量方向發(fā)展，模具也正朝著復(fù)雜化，高 效率、高精度、長壽命方向發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)的迅速發(fā)展，沖壓模 具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)正由手工設(shè)計(jì)，依靠人工經(jīng)驗(yàn)和常規(guī)機(jī)械加工技術(shù)向以計(jì)算機(jī)輔 助設(shè)計(jì)（CAD） ，數(shù)控切削加工、數(shù)控電加工為核心的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造 （CAD/CAM） 技術(shù)轉(zhuǎn)變。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展 的重要?jiǎng)恿ΑＲ恍﹪鴥?nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/E、I- DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C- Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并且成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。 未來沖壓模具的發(fā)展趨勢: 模具行業(yè)在今后的發(fā)展中，首先要更加關(guān)注其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整，使結(jié)構(gòu) 復(fù)雜、精密度高的高檔模具得到更快的發(fā)展。我們的模具行業(yè)要緊緊的跟著市場的 需求發(fā)展。沒有產(chǎn)品的需求、產(chǎn)品的更新?lián)Q代，就沒有模具行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，也就 沒有模具產(chǎn)品的上規(guī)模、上檔次。如汽車生產(chǎn)中90以上的零部件，都要依賴模具 成型，在電子產(chǎn)品中，沖壓件約占8085；在汽車，農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品中，沖壓件約 占7580；在輕工產(chǎn)品中，沖壓件約占90以上。此外，在航空及航天工業(yè)生產(chǎn) 2 中，沖壓件也占有很大的比例。在珠三角和長三角，為汽車行業(yè)配套的模具產(chǎn)值增 長達(dá)40左右。而模具技術(shù)水平的高低，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。已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。 其次，要積極推進(jìn)中西部地區(qū)模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，努力縮小發(fā)達(dá)地區(qū)和不發(fā)達(dá)地 區(qū)的差距。中西部很多地區(qū)已經(jīng)意識到模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對制造業(yè)的重要作用。如陜 西、四川、河北等模具生產(chǎn)有了很大的發(fā)展，河北興林車身制造集團(tuán)有限公司作為 河北泊頭地區(qū)的骨干企業(yè)帶動了一片模具企業(yè)的開拓；四川宜賓普什模具有限公司 憑借強(qiáng)有力的資金投入，將在未來寫下新的篇章。 第三，要積極推進(jìn)模具企業(yè)特別是國有企業(yè)的體制的創(chuàng)新，轉(zhuǎn)換經(jīng)營機(jī)制，大 力發(fā)展混合所有制經(jīng)濟(jì)，明確產(chǎn)權(quán)和完善法人治理結(jié)構(gòu)。充分發(fā)掘企業(yè)發(fā)展的內(nèi)在 動力。要積極推進(jìn)中、西部地區(qū)工業(yè)基礎(chǔ)較好地區(qū)的制造業(yè)大中型企業(yè)主輔分離， 使其模具車間、分廠在不太長的時(shí)間里，采用多種有效實(shí)現(xiàn)形式，轉(zhuǎn)換機(jī)制，大力 發(fā)展產(chǎn)權(quán)明晰、獨(dú)立自主經(jīng)營，適應(yīng)市場運(yùn)作和模具生產(chǎn)快速反應(yīng)的現(xiàn)代專業(yè)模具 企業(yè)，培養(yǎng)能代表行業(yè)水平的“龍頭” 企業(yè)，帶動地區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。 第一節(jié) 材料的工藝分析 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）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（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方 法。沖壓通常是在常溫下對材料進(jìn)行變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件， 所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸 屬于材料成型工程。 工件名稱：序號 2 的沖壓件 工件簡圖：如圖 1.1 所示 生產(chǎn)批量：大批量 材料：Q235 厚度：2mm 工件精度：IT14 3 圖 1.1 工件簡圖 4 第二節(jié) 材料選擇 根據(jù)表 1.1，Q235 為碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的塑性、焊接性以及壓力加工性， 主要用于工程結(jié)構(gòu)和受力較小的機(jī)械零件。綜合評比均適合沖裁加工。 第三節(jié) 工件結(jié)構(gòu)形狀 工件結(jié)構(gòu)形狀相對簡單，屬軸對稱結(jié)構(gòu)，除有一個(gè)孔,其余皆為直線，孔與邊緣 之間的距離也滿足要求，可以沖裁。 2.2 展開尺寸的計(jì)算 彎曲件毛坯的展開尺寸是根據(jù)變形中性層長度不變的原理來求出的，對于變形 程度很小或?qū)Τ叽缫桓叩膹澢碚f，可以近似的認(rèn)為變形中性層與毛坯的斷面 中心相重合，這時(shí)，中性層的位置為 =r+t/2 式中 r彎曲件內(nèi)層的彎曲半徑 t板料的厚度， 而當(dāng)需要精確的求出彎曲毛坯的展開長度時(shí)，就必須精確的求出變形中性層的 位置。確定位置之后就可以進(jìn)行毛坯展開長度的計(jì)算了，這需要一個(gè)中性層的位移 系數(shù)，此系數(shù)對于彎曲形狀及彎曲程度不同，數(shù)值也不同，需要根據(jù)實(shí)際的模具調(diào) 節(jié)展開尺寸。 5 第四節(jié) 尺寸精度 零件圖上所注公差經(jīng)查標(biāo)準(zhǔn)公差表 1.2 為 IT14 級，尺寸精度較低，普通沖裁完 全可以滿足要求。 根據(jù)以上分析：該零件沖裁工藝性較好，適宜沖裁加工。查公差表得各尺寸公 差： 零件外形：35 mm 、20 mm 、80 mm062.052.036. 零件內(nèi)形：8 mm3 表 1.1 黑色金屬的力學(xué)性能 極限強(qiáng)度 材料名 稱 材料牌 號 材料狀 態(tài) 抗剪 MPa/抗拉 ab/ 伸長率 %/屈服強(qiáng)度 MPas/ 彈性模 量 E/MPa Q235 216-304 275-383 32 177 08 255-353 324-441 32 196 186000 10F 216-333 275-412 30 186 10 255-333 294-432 29 206 194000 15F 245-363 314-451 28 15 265-373 333-471 26 225 198000 20F 275-383 333-471 26 225 196000 2O 275-392 353-500 25 245 206000 25 314-432 329-539 24 275 198000 30 353-471 441-588 22 294 197000 35 392-511 490-637 20 314 197000 40 412-530 511-657 18 333 209000 45 432-549 539-686 16 353 200000 碳素結(jié) 構(gòu)鋼 50 已退火 的 432-569 539-716 14 373 216000 6 表 1.2 部分標(biāo)準(zhǔn)公差值（GB/T1800.31998） 公差等級 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 IT15 基本尺寸 /m /mm 36 8 12 18 30 48 75 0.12 0.18 0.30 0.48 610 9 15 22 36 58 90 0.15 0.22 0.36 0.58 1018 11 18 27 43 70 110 0.18 0.27 0.43 0.70 1830 13 21 33 52 84 130 0.21 0.33 0.52 0.84 3050 16 25 39 62 100 160 0.25 0.39 0.62 1.00 5080 19 30 46 74 120 190 0.30 0.46 0.74 1.20 80120 22 35 54 87 140 220 0.35 0.54 0.87 1.40 從表 1.1 中查出 Q235 抗拉強(qiáng)度：=275383Mpa 抗剪強(qiáng)度：=216304Mpa 伸長率： =32% 分析其力學(xué)性能較好，故選擇 Q235 材料。 7 第二章 沖裁工藝方案的確定 該制件的沖裁工序包括落料和沖孔，其沖裁加工有以下三種方案： 方案一：先沖孔，后落料，然后彎曲。單工序模生產(chǎn)。 方案二：沖孔落料復(fù)合沖壓然后彎曲。復(fù)合模生產(chǎn)。 方案三：沖孔落料彎曲級進(jìn)沖壓。級進(jìn)模生產(chǎn)。 方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，投資少，且每次沖裁所需的沖裁力較小，可以解決沖壓 設(shè)備噸位不夠的問題。其缺點(diǎn)在于零件的精度難于保證，并且零件比較小，在第二 次沖孔時(shí)，準(zhǔn)確定位不宜，容易使人受傷，生產(chǎn)率低。 方案二也只需 2 副模具，制件精度和生產(chǎn)效率都較高，且工件最小壁厚大于凸 凹模許用最小壁厚，模具強(qiáng)度也能滿足要求。沖裁件的內(nèi)孔與邊緣的相對位置精度 較高，板料的定位精度比方案三低，模具輪廓尺寸較小，制造比方案三簡單。 方案三只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，精度也能滿足要求，但模具輪 廓尺寸較大，制造復(fù)雜，成本較高。 通過對上述三種方案的分析比較,采用方案二復(fù)合模是比較合理的。 8 第三章 模具總體設(shè)計(jì) 第一節(jié) 模具類型的選擇 經(jīng)分析，工件尺寸精度要求不高，形狀較簡單，但工件產(chǎn)量較大，根據(jù)材料厚 度，為保證沖模有較高的生產(chǎn)率，通過比較，決定實(shí)行工序集中的工藝方案，彈性 卸料裝置的倒裝復(fù)合模具結(jié)構(gòu)方式。 第二節(jié) 操作與定位方式 一、操作方式 零件的生產(chǎn)批量較大，但合理安排生產(chǎn)可用手工送料方式，提高經(jīng)濟(jì)效益。 二、定位方式 因?yàn)閷?dǎo)料銷和擋料銷結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。且該模具采用的是條料，根據(jù)模具 具體結(jié)構(gòu)兼顧經(jīng)濟(jì)效益，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷，控制送料步距采用固定 擋料銷。 第三節(jié) 卸料、出件方式 一、卸料方式 剛性卸料與彈性卸料的比較： 剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖 裁后卸料。當(dāng)卸料板只起卸料作用時(shí)與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大，單邊 間隙?。?.20.5）t。當(dāng)固定卸料板還要起到對凸模的導(dǎo)向作用時(shí)卸料板與凸模的 配合間隙應(yīng)該小于沖裁間隙。此時(shí)要求凸模卸料時(shí)不能完全脫離卸料板。主要用于 卸料力較大、材料厚度大于 2mm 且模具結(jié)構(gòu)為倒裝的場合。 彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，主要用于料厚小于或等于 2mm 的板料 由于有壓料作用，沖件比較平整。卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇（0.10.2）t,若 彈壓卸料板還要起對凸模導(dǎo)向作用時(shí)，二者的配合間隙應(yīng)小于沖裁間隙。常用作落 料模、沖孔模。 工件平直度較高，料厚為 2mm，卸料力不大，由于彈壓卸料模具比剛性卸料模 9 具方便，操作者可以看見條料在模具中的送進(jìn)動態(tài)，且彈性卸料板對工件施加的是 柔性力，不會損傷工件表面，故可采用彈性卸料。 二、出件方式 因采用倒裝復(fù)合模生產(chǎn)，故采用彈性上出件。 第四節(jié) 確定送料方式 因選用的沖壓設(shè)備為開式壓力機(jī)，采用橫向送料方式，即由右向左送料。 第五節(jié) 確定導(dǎo)向方式 采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于前面和左右不受限制，送料和操作比較方便。因?yàn)閷?dǎo) 柱安裝在后側(cè)，工作時(shí)，偏心距會造成導(dǎo)套導(dǎo)柱單邊磨損，嚴(yán)重影響模具使用壽命， 且不能使用浮動模柄。 第四章 模具工藝參數(shù)確定 4.3 彎曲力的計(jì)算 本產(chǎn)品屬于 U 形彎曲，由于彎曲雖然是一副模具，定位做成可調(diào)接的，所以 在計(jì)算彎曲力時(shí)，需要計(jì)算 1 次，U 形彎曲的計(jì)算公式如下 ，彎曲力計(jì)算 F=0.6KBtt/(R+t) (4-1) F=0.61.3202600/（0.5+2）=7488N =7.488KN 式中 F彎曲力（N） ； B產(chǎn)品的彎曲的寬度（mm） ； 材料抗拉強(qiáng)度（MPa） ；（550-700 MPa） t材料厚度；(mm) K系數(shù)，通常 K=1.3； 10 第五節(jié) 壓力機(jī)的初選 沖裁時(shí)，壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于沖裁各工藝力的總和。 沖壓設(shè)備屬鍛壓機(jī)械。常見的冷沖壓設(shè)備有機(jī)械壓力機(jī)。 表 6.2 部分常用開式壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 型號技術(shù)參數(shù) 單 位 J23-4 J23-6.3 J23-10 J23-16 J23-25 J23-63 J23-100 滑塊公稱壓 力 KN 40 63 100 160 250 630 1000 滑塊行程次 數(shù) 次 /mm 200 160 135 115 100 70 70 最大閉合高 度 mm 160 170 180 220 250 360 360 閉合高度調(diào) 節(jié)量 mm 35 40 50 60 70 90 90 立柱間距 mm 100 150 180 220 260 250 250 左 右 mm 100 140 170 200 300 300滑塊 地面 尺寸 前后 mm 90 120 150 180 340 340 直 徑 mm 30 50模柄孔尺 寸 深度 mm 50 70 墊塊厚度 mm 35 40 50 60 70 80 90 最大傾斜角 45 35 30 左 右 mm 280 315 360 450 560 630 710工作臺尺 寸 前后 mm 180 200 240 300 360 420 480 根據(jù)沖壓力的計(jì)算和壓力中心的計(jì)算，選擇開式壓力機(jī)的型號為 J23-4。 11 第六章 模具壓力中心的確定 模具壓力中心是指諸沖壓合力的作用點(diǎn)位置，為了確保壓力機(jī)和模具正常工作， 應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合。否則，會使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn) 生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過大磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低了模具 和壓力機(jī)的使用壽命。 模具的壓力中心，可按以下原則來確定： 1.對稱零件的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心為沖裁件的幾何中心。 2.工件形狀相同且分布對稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。 3.各分力對某坐標(biāo)軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對該軸的 力矩。求出合力 作用點(diǎn)的坐標(biāo)位置 0，0（x=0,y=0），即為所求模具的壓力中心。 其中 、 、 分別為各沖裁周邊長度。1L23NL 圖 7.1 壓力中心 按比例畫出零件形狀，選定坐標(biāo)系 XOY。計(jì)算出零件壓力中心為（0，0） 12 第七章 沖裁模間隙的確定 第一節(jié) 沖裁間隙 Z 指沖裁模中凹模刃口橫向尺寸 DA與凸模刃口橫向尺寸 DT的差值（如圖 8.1）， 是設(shè)計(jì)模具的重要工藝參數(shù)。 圖 8.1 沖裁間隙 第二節(jié) 沖裁間隙分析 一、間隙對沖裁件尺寸精度的影響 沖裁件的尺寸精度是指沖裁件的實(shí)際尺寸與基本尺寸的差值，差值越小，則精 度越高，這個(gè)差值包括兩方面的偏差，一是沖裁件相對于凸?；虬寄５钠睿?模具本身的制造偏差。 二、間隙值的確定 凸、凹模間隙對沖裁件質(zhì)量、沖裁工藝力、模具壽命都有很大的影響。設(shè)計(jì)模 具時(shí)一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求， 所需沖裁力小、模具壽命高，但分別從質(zhì)量，沖裁力、模具壽命等方面的要求確定 的合理間隙并不是同一個(gè)數(shù)值，只是彼此接近?？紤]到模具制造中的偏差及使用中 的磨損、生產(chǎn)中通常只選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個(gè)范圍內(nèi)， 就可以沖出良好的制件，這個(gè)范圍的最小值稱為最小合理間隙 Zmin，最大值稱為最 大合理間隙 Zmax。考慮到模具在使用過程中的磨損使間隙增大，故設(shè)計(jì)與制造新模 具時(shí)要采用最小合理間隙值 Zmin。 13 確定合理間隙的方法有經(jīng)驗(yàn)法、理論確定法和查表法。 對于尺寸精度，斷面垂直度要求高的制件應(yīng)選用較小的間隙值，對于垂直度與 尺寸精度要求不高的制件，應(yīng)以降沖裁力、提高模具壽命為主，可采用較大的間隙 值。由于理論法在生產(chǎn)中使用不方便，所以常采用查表法來確定間隙值。 根據(jù)間隙表 8.1 查得材料 Q235 的最小雙面間隙 Zmin=0.246mm，最大雙面間隙 Zmax=0.360mm 表 8.1 部分較大間隙的沖裁模具初始雙面間隙 08、10、35、0 9Mn2、Q235 40、50 16Mn 65Mn材料厚 度 m Z 最小 Z 最大 Z 最小 Z 最大 Z 最小 Z 最大 Z 最小 Z 最大 小于 0.5 較小間隙 0.5 0.04 0.060 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.060 0.8 0.072 0.104 0.072 0.104 0.072 0.104 0.064 0.092 1.0 0.100 0.140 0.100 0.140 0.100 0.140 0.90 0.126 1.2 0.126 0.180 0.132 0.180 0.132 0.180 1.5 0.132 0.240 0.170 0.240 0.170 0.240 2.0 0.246 0.360 0.260 0.380 0.260 0.380 2.5 0.360 0.500 0.380 0.540 0.380 0.540 3.0 0.460 0.640 0.480 0.660 0.480 0.660 4.0 0.640 0.880 注：08 鋼沖裁皮革、石棉和紙板時(shí)，取間隙的 25%。 14 第八章 凹、凸模刃口尺寸的計(jì)算 第一節(jié) 刃口尺寸計(jì)算的基本原則 沖裁件的尺寸精度主要取決于模具刃口的尺寸的精度，模具的合理間隙也要靠 模具刃口尺寸及制造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及制造公差，是設(shè)計(jì)沖裁 模關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 由此在決定模具刃口尺寸及其制造公差時(shí)需要考慮以下原則： 1.落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔尺寸由凸模尺寸決定。故設(shè)計(jì)落料模時(shí)， 以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，以凸模尺寸為基準(zhǔn)，間隙取在凹 模上。 2.考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設(shè)計(jì)落料凹模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取尺寸公 差范圍的較小尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取工件孔尺寸公差范圍的較大 尺寸。 3.確定沖模刃口制造公差時(shí)。如果對刃口精度要求過高，增加成本，如果對刃 口精度要求過低，會使模具的壽命降低。若工件沒有標(biāo)注公差，則對于非圓形工件 按國家“非配合尺寸的公差數(shù)值”IT14 級處理，沖?？砂?IT11 級制造；對于圓形 工件按 IT6IT7 級制造。沖壓件的尺寸公差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注單項(xiàng)公差，落料 件上偏差為零，下偏差為負(fù)；沖孔件上偏差為正，下偏差為零。 第二節(jié) 彎曲間隙值計(jì)算 5.3 彎曲 對于 U 形彎曲件，必須選擇適當(dāng)?shù)拈g隙值，因?yàn)橥拱寄ｉg隙小 了，摩擦力和彎曲力就大,當(dāng)間隙過小時(shí)，還會使制件直邊料厚減薄 15 和出現(xiàn)話痕，同時(shí)還降低凹模壽命。若間隙過大，制件回彈量增大， 誤差增加，從而降低制件精度，所以彎曲模具間隙的大小對制件質(zhì) 量、彎曲力和模具壽命有較大的影響。 生產(chǎn)中是根據(jù)彎曲件材料的力學(xué)性能，材料厚度，制件精度和彎邊 長度來確定其凸凹模間隙。 Z/2=t+nt 其中 Z/2----彎曲凸凹模的單邊間隙 t----材料厚度的基本尺寸 n----間隙系數(shù) 經(jīng)查表格， n=0.05 凸模及凹模尺寸計(jì)算是依據(jù)彎曲件的使用要求來確定的。起原 則是彎曲件標(biāo)注外形尺寸時(shí)，則以凹模為基準(zhǔn)件，間隙放在凸模上。 當(dāng)彎曲件標(biāo)注的是內(nèi)尺寸時(shí)，是以凸模為基準(zhǔn)件，間隙取在凹模上。 同時(shí)應(yīng)該注意彎曲件精度，回彈趨勢和模具的磨損規(guī)律。 （1） 、制件標(biāo)注外形尺寸 凹模尺寸為 L d=（ Lmax 0.75） 凸模尺寸為 L p=（ Ld Z） （2） 、制件標(biāo)注內(nèi)尺寸 凸模尺寸為 16 L p=（ Lmin +0.4） 凹模尺寸為 L d=（ Lp+Z） 其中 L彎曲件的外形或內(nèi)尺寸 彎曲件的尺寸偏差 L d彎曲凹模的基本尺寸 L p彎曲凸模的基本尺寸 Z凸凹模雙面間隙 具體計(jì)算如下，制件標(biāo)注外形尺寸，按此公式計(jì)算彎曲 凹模尺寸為 L d=（ Lmax 0.75） =80 凸模尺寸為 L p=（ Ld 2Z） =202 2=16 第九章 主要零部件的設(shè)計(jì) 第一節(jié) 工作零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 一、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和外形尺寸計(jì)算 1.凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模：在沖壓過程中與凸模配合直接對沖壓制件進(jìn)行分離或成形的工作零件。 凹模洞口的類型如圖 10.1 所示，其中 a、b、c 型為直筒式刃口凹模，其特點(diǎn)是 17 制造方便，刃口強(qiáng)度高，本設(shè)計(jì)選用 c 型筒口。 圖 10.1 凹模類型 2.外形尺寸計(jì)算 凹模結(jié)構(gòu)分為整體式和鑲拼式兩大類，本設(shè)計(jì)凹模采用整體式凹模。 凹模厚度： H=Kb(15mm) (10.1) 凹模壁厚： C=(1.52)H(30mm) (10.2) 凹模外形尺寸： B=b+2C (10.3) 式中 b沖裁件的最大外形尺寸；（mm）； K系數(shù)，考慮板料厚度的影響（見表 10.1）； H凹模厚度； C凹模壁厚； B凹模外形最大尺寸。 表 10.1 系數(shù) K 的數(shù)值 厚度 t/mm b/mm 0.5 1 2 3 3 50 0.3 0.35 0.42 0.5 0.6 50-100 0.2 0.22 0.28 0.35 0.42 100-200 0.15 0.18 0.2 0.24 0.3 200 0.1 0.12 0.15 0.18 0.22 根據(jù)圖 1.1 查表 10.1，取 K=0.25，又 b=75mm，則由公式 10.1 和公式 10.2 得： 凹模厚度： H=Kb=0.25107=26.75mm； 凹模壁厚： C=(1.52)H=(1.52) 26.75=40.12553.5mm 18 根據(jù)表 10.2 取凹模厚度：H=30mm；取凹模壁厚 C=45mm。 根據(jù)公式（10.2）： B=b+2C =107+245 =197mm L=b+2C =30+245 =120mm 查表 10.2，選取凹模外形尺寸 LB=80mm80mm。 表 10.2 矩形和圓形凹模的外形尺寸(JB/T-6743.1-1994) 矩形凹模的長度和寬度 LB 矩形和圓形凹模厚度 H 6350、6363 10、12、14、16、18、20 8063、8080、10063、10080、100 100、12580 12、14、16、18、20、22 125100、125125、14080、14080 14、16、18、20、22、25 140125、140140、160100、160125 、160140、200100、200125 16、18、20、22、25、28 160160、200140、200160、250125 、250140 16、20、22、25、28、32 第三節(jié) 模架及其零件的設(shè)計(jì) 常用的導(dǎo)柱導(dǎo)套式模架，是由上、下模座和導(dǎo)向零件組成。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，并承受沖壓過程的全部載荷。模具上模 座和下模座分別與沖壓設(shè)備的滑塊和工作臺固定。上、下模間的精確位置，由導(dǎo)柱、 導(dǎo)套的導(dǎo)向來實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)選用后側(cè)導(dǎo)柱模架如圖 10.6，后側(cè)導(dǎo)柱模架，由于前面 和左、右不受限制，送料和操作比較方便，因?qū)е惭b在后側(cè)，工作時(shí)，偏心距會 造成導(dǎo)柱導(dǎo)套單邊磨損，并且不能使用浮動模柄結(jié)構(gòu)。 19 圖 10.6 模架 一、模架的選用 以凹模周界尺寸為依據(jù)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) GB/T2851.11990 選擇模架規(guī)格為： 80mm80mm40mm（GB/T2855.1-1990）。 二、導(dǎo)柱、導(dǎo)套的選用 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)、尺寸一般都是直接由標(biāo)準(zhǔn)中選取，在選用時(shí)導(dǎo)柱的長度應(yīng) 保證沖模在最底工作位置時(shí)，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于(1015)mm。 在最高工作位置時(shí)，導(dǎo)柱上端面與導(dǎo)套的下端面的距離不小于(1020)mm，導(dǎo)柱和 導(dǎo)套的配合精度由表 10.7 查出選擇 II 級。 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) GB/T2851.11990 知模架的閉合高度 Hmin=160mm，H max=190mm。 導(dǎo)柱 d/mmL/mm 為 25mm150mm 導(dǎo)套 d/mmL/mmD/mm 為 25mm85mm33mm 表 10.7 導(dǎo)柱、導(dǎo)套配合間隙 模架精度等級 I 級 II 級配合形式 導(dǎo)柱直徑 配合間隙值 配合后的過盈 量 18 0.010 0.015 1830 0.011 0.017 3050 0.014 0.021滑動配合 5080 0.016 0.025 滾動配合 1835 0.010.02 三、上、下模座的選用 根據(jù)模架的規(guī)格選擇對應(yīng)的上、下模座如下： 上模座 80mm80mm35mm(GB/T2855.1-1990)； 下模座 80mm80mm40mm(GB/T2855.2-1990)。 四、模柄的選用 根據(jù)上模座的厚度可選擇材料 Q235A 型 40 x85 凸緣式模柄；JB/T7646.3-1994。 五、螺釘、銷釘?shù)倪x用 本模具設(shè)計(jì) 6、8 的定位銷實(shí)現(xiàn)各零件連接時(shí)的初定位，然后用 M10 的螺釘 20 實(shí)現(xiàn)連接的精定位。材料采用 45 鋼。 第十章 校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù) 第一節(jié) 閉合高度的計(jì)算 模具的閉合高度與壓力機(jī)的裝模高度關(guān)系： HmaxH15H 模 H minH1 +10 已知 Hmax =250mm，H 1=70mm，H min =180mm 模具閉合高度應(yīng)為：175H 模 120 閉合高度 H 模 ：為上模座、下模座、墊板、凸模、凹模厚度的總和。即 H 模 =35+40+10+49+30-1=163mm 因?yàn)?175H 模 =163120，滿足裝模高度要求。 第二節(jié) 沖壓設(shè)備的選定 通過校核，選擇開式壓力機(jī) J2310 能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下： 公稱壓力：100kN 滑塊行程：135mm 最大閉合高度：180m 閉合調(diào)節(jié)量：50mm 工作臺尺寸（前后左右）：360mm240mm 墊板尺寸（厚度）：50mm 模柄孔尺寸：直徑 30mm，深度 50mm 21 第十一章 模具的總體裝配 通過以上設(shè)計(jì)，可得到模具總體裝配圖。模具上模部分主要由上模座、墊板、 凸模（1個(gè)） 、凸凹模（1個(gè)） 、上凸模固定板及卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸 料，以橡膠為彈性元件。下模部分由下模座、下凸模固定板、凸模、凹模板、導(dǎo)料 板等組成。由漏料孔漏出，成品件由下頂塊頂出。 22 設(shè)計(jì)總結(jié) 通過大學(xué)三年的學(xué)習(xí)，使我對模具這個(gè)專業(yè)從一無所知到現(xiàn)在熟練掌握專業(yè)知 識，深入了解模具行業(yè)在工業(yè)生產(chǎn)的重要位置，使我更加增強(qiáng)了今后在工作和學(xué)習(xí) 中的信心。三年的學(xué)習(xí)中，我修讀了沖壓成形原理、沖壓成形工藝、模具設(shè)計(jì)與制 造工藝及與本專業(yè)相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)課，使我對沖壓技術(shù)的認(rèn)識更加深入。通過學(xué)習(xí)， 我能從事中等偏復(fù)雜的沖壓工藝規(guī)程編制、沖模設(shè)計(jì)及沖模制造工藝的編制，能從 事沖壓技術(shù)工作。 本設(shè)計(jì)的內(nèi)容為端蓋沖裁模設(shè)計(jì)，通過對端蓋的設(shè)計(jì)，基本掌握了對冷沖模設(shè) 計(jì)的方法及步驟，對冷沖模有了更進(jìn)一步的了解和認(rèn)識，對模具的制造方法和制造 過程更加熟悉，為今后的工作積累了豐富寶貴的經(jīng)驗(yàn)。 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(gè)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(gè)設(shè)計(jì)繪圖過程。 23 致謝 對三年來辛勤教導(dǎo)我的老師和學(xué)校致以最崇高的敬意！ 對本次課程設(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!課程設(shè)計(jì)開始 以來，有幸多次聆聽老師的教誨。老師以他寬廣的知識、高瞻遠(yuǎn)矚的學(xué)識、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。 24 參考文獻(xiàn) 1 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造高等教育出版社 劉建超、張寶忠主編 2 公差配合與技術(shù)測量機(jī)械工業(yè)出版社 薛彥成主編 3 冷沖模設(shè)計(jì)及制造 機(jī)械工業(yè)出版社 中國機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會組編 4 冷沖模設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 丁松聚主編 5 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 機(jī)械工業(yè)出版社 王芳主編 6 沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例 機(jī)械工業(yè)出版社 模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會 編 （許發(fā)樾主編） 7 沖模設(shè)計(jì)手冊 模具手冊之四 機(jī)械工業(yè)出版社 沖模設(shè)計(jì)手冊編寫組 編著 責(zé)任編輯：劉彩英 8 沖壓手冊 機(jī)械工業(yè)出版社 王孝培主編 9 沖壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊化學(xué)工業(yè)出版社 郝濱海主編 10 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)機(jī)械工業(yè)出版社 馬正元、韓啟主編