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專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
學(xué)生姓名
專(zhuān)業(yè)班級(jí)
指導(dǎo)教師
工作單位
機(jī)電工程系
設(shè)計(jì)題目
彈性升降器底座B零件沖孔、落料工藝模具設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：
1.對(duì)沖壓零件進(jìn)行工藝分析、工藝計(jì)算、工藝論證，制定合理的沖壓加工工藝。
2.對(duì)沖壓零件的成形力、壓力中心、材料利用率、模具尺寸等工藝參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)成形力、模具尺寸等工藝參數(shù)及沖壓工藝對(duì)設(shè)備的要求選擇沖壓設(shè)備。
3.設(shè)計(jì)沖壓模具，繪制模具總裝圖及零件圖。
設(shè)計(jì)的主要任務(wù):
1、查閱資料，分析零件的成形工藝，制定成形工藝方案，并進(jìn)行工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算；
2、完成零件成形工藝中主要工序模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及模具參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算；
3、完成模具裝配圖、主要零件圖的設(shè)計(jì)與繪制，繪圖工作量不少于1張0號(hào)圖紙（裝配圖1#1張、零件圖6張：凸模、凹模、上模板、下模板及其它零件兩件）；
4、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（不少于5000字）。
主要參考資料：
1、沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 馬朝興 化學(xué)工業(yè)出版社，2009
2、沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 成宏 高等教育出版社，2009
3、現(xiàn)代模具工手冊(cè) 楊占堯 化學(xué)工業(yè)出版社， 2007
4、沖壓工藝設(shè)計(jì)工序圖集 薛啟翔 化學(xué)工業(yè)出版社，2009
5、沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 牟林 北京大學(xué)出版社， 2008
指導(dǎo)教師簽名：李光普 時(shí)間： 2014 年 11 月 25 日
XXXX 學(xué) 院
課 程 設(shè) 計(jì)（論 文）說(shuō) 明 書(shū)
題 目 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)
學(xué) 生
系 別
專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 材料成型及控制工程
學(xué) 號(hào)
指 導(dǎo) 教 師
課程設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容及基本要求
內(nèi)容：如圖所示的零件，
（1）生產(chǎn)批量：大批量；
（2）材 料：1Cr13；
（3）材料厚度：t=2.0mm。
摘 要
本文闡述了沖壓復(fù)合模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作過(guò)程，通過(guò)工藝分析，采用落料沖孔，彎曲等工序，通過(guò)沖裁力、頂件力、卸料力等計(jì)算，確定模具類(lèi)型。該模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。落料凹模采用整體結(jié)構(gòu)，廢料從凸凹模的開(kāi)槽中卸出。本模具性能可靠，運(yùn)行平穩(wěn)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。
關(guān)鍵字：沖壓；落料沖孔；復(fù)合模；彎曲模，模具結(jié)構(gòu)
目 錄
摘 要 3
緒 論 5
第一章、沖壓件工藝性分析及沖裁方案的確定 6
1.1.材料分析 6
1.2.展開(kāi)尺寸的計(jì)算 6
1.3.沖裁方案的確定 7
第二章、排樣圖的設(shè)計(jì)及材料利用率的計(jì)算 9
2.1.排樣的設(shè)計(jì) 9
2.2.搭邊的選取 9
2.3.材料利用率的計(jì)算 10
第三章、沖裁工藝力的計(jì)算 12
3.1.沖裁力的計(jì)算 12
3.1.1沖裁力的計(jì)算公式 12
3.2.卸料力、推件力、和頂件力的計(jì)算 12
3.3.沖壓壓力中心計(jì)算 13
第四章、沖壓設(shè)備的選擇 16
4.1.選擇壓力機(jī) 16
第五章、沖裁模工作部分設(shè)計(jì)計(jì)算 17
5.1.沖裁間隙 17
5.2.模具刃口尺寸的計(jì)算 17
5.2.1.落料部分刃口設(shè)計(jì)計(jì)算 17
5.2.2.沖孔部分刃口設(shè)計(jì)計(jì)算 19
第六章、主要零部件設(shè)計(jì) 20
6.1落料凹模設(shè)計(jì) 20
6.1.1.落料凹模外形和尺寸的確定 20
6.1.2.落料凹模的結(jié)構(gòu)形式 20
6.2.凸凹模設(shè)計(jì) 20
6.2.1.模具的結(jié)構(gòu)形式和固定方法 20
6.2.2.凸凹模長(zhǎng)度的確定 21
6.3.沖孔凸模 21
6.3.1.沖孔凸模的固定形式 21
6.3.2.凸模強(qiáng)度校核 21
6.3.3.沖孔凸模的結(jié)構(gòu) 22
總 結(jié) 23
參考文獻(xiàn) 24
緒 論
改革開(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng)。近年來(lái)，模具工業(yè)一直以15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國(guó)有專(zhuān)業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。
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。現(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。
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。
第一章、沖壓件工藝性分析及沖裁方案的確定
1.1.材料分析
沖裁材料為1Cr13，查文獻(xiàn)屬于不銹鋼，屈服點(diǎn)σs=450MPa，抗拉強(qiáng)度400-500MPa，延伸率不小于20％，抗剪強(qiáng)度320-400MPa ，塑性好，焊接性好，適合沖裁。
1.2.展開(kāi)尺寸的計(jì)算
彎曲件毛坯的展開(kāi)尺寸是根據(jù)變形中性層長(zhǎng)度不變的原理來(lái)求出的，對(duì)于變形程度很小或?qū)Τ叽缫桓叩膹澢?lái)說(shuō)，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
ρ=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(kāi)長(zhǎng)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(kāi)長(zhǎng)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(duì)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(kāi)尺寸。
本產(chǎn)品，尺寸沒(méi)標(biāo)公差，屬于自由公差，可以直接按毛坯的斷面中性層尺寸計(jì)算，
經(jīng)過(guò)計(jì)算 L1=31，寬度尺寸不變
此尺寸目前是待定，在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)需調(diào)節(jié)。
產(chǎn)品展開(kāi)后是正方形，四個(gè)角是尖角，為防止模具破裂，減少模具應(yīng)力集中，應(yīng)將四個(gè)尖角改成R角，如圖，展開(kāi)圖紙如下圖所示：
1.3.沖裁方案的確定
沖裁工序按工序的組合程度可分為單工序沖裁、復(fù)合沖裁和級(jí)進(jìn)沖裁。
復(fù)合沖裁是在壓力機(jī)的一次行程中，在模具的同一位置同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的工序；級(jí)進(jìn)沖裁是把一個(gè)沖裁件的幾個(gè)工序，排列成一定順序，組成級(jí)進(jìn)模，在壓力機(jī)的一次行程中，模具的不同位置同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的工序，除最初幾次沖程外，每次沖程都可完成一個(gè)沖裁件。該工件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可以有以下五種工藝方案：
方案一：先落料，后沖孔，彎曲。采用單工序模生產(chǎn)。
方案二：落料-沖孔復(fù)合沖壓，彎曲。采用倒裝復(fù)合模+單工序模生產(chǎn)。
方案三：沖孔-彎曲-切斷級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。
方案一結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需三道工序、三副模具才能完成，生產(chǎn)效率也低，如此則浪費(fèi)了人力、物力、財(cái)力，從經(jīng)濟(jì)性的角度來(lái)考慮不妥當(dāng)，難以滿足大批量的生產(chǎn)要求。
方案二采用倒裝復(fù)合模生產(chǎn)，與方案一相比，倒裝復(fù)合模具把凸凹模放在下模，雖然模具結(jié)構(gòu)較方案二簡(jiǎn)單，可沖工件的孔邊距也較大，但是工件的平整性較方案一差。彎曲也是一次成型實(shí)現(xiàn)。彎曲時(shí)可以矯正平整度。
方案三采用沖孔彎曲切斷級(jí)進(jìn)模具生產(chǎn)，也只需要一副模具，制造精度高，先沖孔后彎曲，切斷，但是其模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高。
通過(guò)上述三種方案的分析比較，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。
第二章、排樣圖的設(shè)計(jì)及材料利用率的計(jì)算
2.1.排樣的設(shè)計(jì)
沖裁件在板、條等材料上的布置方法稱為排樣。排樣的合理與否，影響到材料的經(jīng)濟(jì)利用率，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，因此，排樣是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中一項(xiàng)很重要的工作。展開(kāi)后的圖形，類(lèi)似T型件，排樣方法可以采用錯(cuò)位的排樣方法，來(lái)提高材料利用率。
如圖3-1所示。
圖3-1沖裁件的排樣
合理的排樣方法，應(yīng)是將工藝廢料減到最少?？紤]到該工件的外形特征和材料的利用情況，因此采用以上的的排樣方式。
2.2.搭邊的選取
（一）搭邊
搭邊值的選取關(guān)系到送料的順利進(jìn)行、制件的質(zhì)量、材料的利用率、模具壽命。
搭邊值要合理確定。搭邊值過(guò)大，材料利用率低。搭邊值小，材料利用率雖高，但過(guò)小就不能發(fā)揮搭邊的作用，在沖裁過(guò)程中會(huì)被拉斷，造成送料困難，使工件產(chǎn)生毛刺，有時(shí)還會(huì)被拉入凸模和凹模間隙，損壞模具刃口，降低模具壽命。搭邊值過(guò)小，會(huì)使作用在凸模側(cè)面上的法向應(yīng)力沿著落料毛坯周長(zhǎng)的分布不均勻，引起模具刃口的磨損。
搭邊值一般由經(jīng)驗(yàn)確定，根據(jù)工件寬和材料厚度，由文獻(xiàn)P72表2-13，選工件間搭邊值a=1.5mm,側(cè)面搭邊a1=1.8mm。
（二）條料寬度的確定
排樣方案和搭邊數(shù)值確定后，即可確定條料或帶料的寬度和進(jìn)距。
條料寬度的確定原則是：最小條料寬度要保證沖裁時(shí)工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。因此，在確定條料寬度時(shí)必須考慮到模具的結(jié)構(gòu)中是否采用側(cè)壓裝置和側(cè)刃，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)分別計(jì)算。
進(jìn)距是指條料在模具上每次送進(jìn)的距離，進(jìn)距的計(jì)算與排樣方式有關(guān)，每個(gè)進(jìn)距可以沖出一個(gè)零件，也可以沖出幾個(gè)零件。進(jìn)距是決定擋料銷(xiāo)位置的依據(jù)。
每次只沖一個(gè)零件的進(jìn)距的計(jì)算公式為
式中 B——平行于送料方向工件的寬度；
a——沖件之間的搭邊值。
條料寬度
B-Δ=(Dmax+2a)-Δ
=(31+12+1.5+2×1.8) -0.5 =48.1-0.5 mm
條料與導(dǎo)料板之間的間隙△查表3-1得△=0.5mm,
2.3.材料利用率的計(jì)算
一個(gè)步距的材料利用率h為
h=
上式引自文獻(xiàn)式
式中 A——沖裁件面積（包括沖出的小孔在內(nèi)）（mm2）；
N——一個(gè)布距內(nèi)沖裁件數(shù)目；
B——條料寬度（mm）；
H——進(jìn)距（mm）；
沖裁件的面積A=787mm2
進(jìn)距S=B+a=43+1.5=44.5mm
故一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率為
η=nF/Bs×100%
η=2×787/48.1×44.5×100%=73.53%
第三章、沖裁工藝力的計(jì)算
3.1.沖裁力的計(jì)算
沖裁力計(jì)算包括沖裁力、卸料力、推件力、頂件力的計(jì)算。
沖裁力是凸模與凹模相對(duì)運(yùn)動(dòng)使工件與板料分離的力，其大小主要與材料力學(xué)性能、厚度及沖裁件分離的輪廓長(zhǎng)度等參數(shù)有關(guān)。
3.1.1沖裁力的計(jì)算公式
沖裁力的大小主要與材料力學(xué)性能、厚度及沖裁件分離的輪廓長(zhǎng)度有關(guān)。考慮到成本和沖裁件的質(zhì)量要求，此用平刃口模具沖裁，沖裁力F（N）：
上式引自文獻(xiàn)式（2-1）。
式中 L——沖裁件周邊長(zhǎng)度（mm）；
t——材料厚度（mm）；
τ——材料抗剪強(qiáng)度（MPa）；
K——系數(shù)。考慮到模具刃口的磨損，模具間隙的波動(dòng)，材料力學(xué)性能的變化及材料厚度偏差等因素，一般取系數(shù)K=1.3。
沖裁件周邊長(zhǎng)度L=133.52mm，孔周長(zhǎng)為3.14×4+2×15=42.56，落料沖孔總長(zhǎng)度為133.52+42.56=176.08。
材料的抗剪強(qiáng)度（MPa）查文獻(xiàn)表2-7：取σb=400 MPa
一般情況下，材料的σb=1.3τ，故沖裁力F（N）
F=LTσb=400×1.3×176.08×2.0=183.123KN
式中σb——材料的抗拉強(qiáng)度（MPa）。
3.2.卸料力、推件力、和頂件力的計(jì)算
從凸模上將零件或廢料卸下來(lái)的力稱卸料力，順著沖裁方向?qū)⒘慵驈U料從凹模腔推出的力稱推件力，逆著沖裁方向?qū)⒘慵驈U料從凹模腔內(nèi)頂出的力稱。
卸料力、推件力、頂件力是由壓力機(jī)和模具的卸料、頂件裝置獲得的。影響這些力的因素主要有材料的力學(xué)性能、材料厚度、模具間隙、凸、凹模表面粗糙度、零件形狀和尺寸以及潤(rùn)滑情況等。在此用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：
=0.05F=0.05×183.123=9.16KN
=0.055F=0.055×183.123=10.07KN
式引自文獻(xiàn)P52。
式中 F——沖裁力；
、——分別為卸料力、推件力、頂件力系數(shù)，其值查表4-1。
表4-1 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)
料厚（mm）
K卸
K推
K頂
鋼
≤0.1
>0.1～0.5
>0.5～2.5
>2.5～6.5
> 6.5
0.065～0.075
0.045～0.055
0.04～0.05
0.03～0.04
0.02～0.06
0.1
0.063
0.055
0.045
0.025
0.14
0.08
0.06
0.05
0.03
鋁 鋁合金
紫銅 黃銅
0.025～0.08
0.02～0.06
0.03～0.07
0.03～0.09
注：表4-1引自文獻(xiàn)。卸料力系數(shù)K卸在沖多孔、大搭邊和輪廓復(fù)雜時(shí)取上限值。
沖裁時(shí)，所需沖壓力為沖裁力、卸料力和推件力之和，這些力在選擇壓力機(jī)時(shí)是否要考慮進(jìn)去，應(yīng)根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)區(qū)別對(duì)待。
采用剛性卸料裝置和下出料的沖裁模的總壓力為
采用彈性卸料裝置和下出料的總壓力為
采用彈性卸料裝置和上出料方式的的總壓力為
式（4-5）、（4-6）、（4-7）引自文獻(xiàn)[2]P52。
因?yàn)楣ぜ?.0mm，相對(duì)較薄，卸料力也比較小，故采用彈性卸料裝置上出料方式，總沖壓力F總：
F總=F沖+F卸+F頂=183.123+9.16+10.07=202.35KN
3.3.沖壓壓力中心計(jì)算
沖裁時(shí)的合力作用或多工序模各工序沖壓力的合力作用點(diǎn)，稱為模具壓力中心。如果模具壓力中心與滑塊的壓力中心不一致，沖壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏載，導(dǎo)致模具以及滑塊與導(dǎo)軌的急劇磨損，降低模具壽命和壓力機(jī)的使用壽命。
計(jì)算壓力中心時(shí)，如圖4-2所示。為了減少計(jì)算，坐標(biāo)設(shè)在和上，此時(shí)=0，=0，可少算兩個(gè)數(shù)。將xoy坐標(biāo)系建立在圖示的對(duì)稱中心上，將沖裁輪廓線按集合圖形分解為10段基本線段。若選用J23-63沖床，模柄孔Φ40，壓力中心點(diǎn)仍在壓力機(jī)模柄孔投影面積范圍內(nèi)，滿足要求。有關(guān)計(jì)算如表4-1。
落料沖孔模如下：
F1——沖腰孔力 F1=400×1.3×42.56×2.0=44.26KN，
F2——左落料力 F2=400×1.3×94.7×2.0=98.5KN,
F3——右落料力 F2=400×1.3×38.8×2.0=40.35KN,
Y1——F1到X軸的力臂 Y1=0
X1——F1到Y(jié)軸的力臂 X1=-9.5
Y2——F2到X軸的力臂 Y2=0
X2——F2到Y(jié)軸的力臂 X2=-9.5
Y3——F3到X軸的力臂 Y3=0
X3——F3到Y(jié)軸的力臂 X3=6.5
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=0
XG=（X1F1+X2F2+X3F3）/（F1+F2+F3）
XG——F沖壓力到Y(jié)軸的力臂；XG=-5.97
第四章、沖壓設(shè)備的選擇
4.1.選擇壓力機(jī)
考慮到制件的精度要求，參考文獻(xiàn)P49初選J23-63壓力機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下：
公稱壓力：630KN
標(biāo)稱壓力行程:8mm
滑塊行程：120mm
最大封閉高度：360mm
封閉高度調(diào)節(jié)量：90mm
工作臺(tái)孔徑（前后×左右）：480mm×710mm
模柄孔尺寸（直徑×深度）：Φ50mm×70mm
第五章、沖裁模工作部分設(shè)計(jì)計(jì)算
5.1.沖裁間隙
沖裁間隙是沖裁模的凸模和凹模刃口之間的間隙。沖裁間隙分為單邊間隙和雙邊間隙單邊間隙用C表示,雙邊間隙用Z表示。
間隙值的大小對(duì)沖裁件質(zhì)量、模具壽命、沖裁力的影響很大，是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中一個(gè)極其重要的工藝參數(shù)。
本模具所沖裁的材料為1Cr13，材料厚度為2.0mm，查表得：=0.06mm，=0.10mm.
5.2.模具刃口尺寸的計(jì)算
沖裁件的尺寸精度主要決定于模具刃口的尺寸精度，合理的間隙的數(shù)值也必須依靠模具刃口尺寸來(lái)保證。因此，正確確定模具刃口尺寸及其公差是設(shè)計(jì)沖裁模的主要任務(wù)之一。
（一）計(jì)算原則
由于凸、凹模之間存在間隙，所以沖裁件斷面都是帶有錐度的，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖裁件的小端尺寸等于凸模尺寸。在測(cè)量與使用過(guò)程中，落料件是以大端尺寸為 基準(zhǔn)，沖孔件孔徑是以小端尺寸為基準(zhǔn)。沖裁過(guò)程中，凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，結(jié)果使間隙越用越大。因此，在確定凸、凹模刃口尺寸時(shí)，必須遵循下述原則：
（1）落料模先確定凹模尺寸，其標(biāo)稱尺寸應(yīng)取接近或者等于制件的最小極限尺寸，以保證凹模磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格制件，凸模刃口的標(biāo)稱尺寸比凹模小一個(gè)最小合理間隙。
（2）沖孔模先確定凸模刃口尺寸，其標(biāo)稱尺寸應(yīng)接近或者等于制件的最大極限尺寸，以保證凸模磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格的孔。凹模刃口的標(biāo)稱尺寸應(yīng)比凸模大一個(gè)最小合理間隙。
5.2.1.落料部分刃口設(shè)計(jì)計(jì)算
應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，然后配做凸模。
圖示為落料件，先做凹模，凹模磨損后，（圖6-6右圖的點(diǎn)畫(huà)線位置），刃口尺寸的變化有增大、減小、不變?nèi)N情況。因此凹模尺寸應(yīng)按不同情況分別計(jì)算。
① 凹模磨損后尺寸變大（圖中A類(lèi)）。
計(jì)算這類(lèi)尺寸，先把工件圖尺寸化為A0-△，再按落料凹模公式計(jì)算:
上式引自文獻(xiàn)[2]P64式（2-11）。
式中Ad——凹模刃口尺寸（mm）；
A——工件標(biāo)稱尺寸（mm）；
△——工件公差（mm）；
δd ——凹模制造偏差（mm）；δd=△/4。
落料凹模尺寸： Aj1=(Amax-XΔ)+ Δ
=43-0.5×0.04=42.98+0.020;
Aj2=(Amax-XΔ)+ Δ
=31-0.5×0.04=30.98+0.020;
Aj3=(Amax-XΔ)+ Δ
=12-0.5×0.02=11.99+0.020;
Aj4=(Amax-XΔ)+ Δ
=6-0.5×0.02=5.99+0.020;
Aj5=(Amax-XΔ)+ Δ
=1-0.5×0.02=0.99+0.020;
該零件落料時(shí)凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相應(yīng)部分尺寸配制，保證雙面間隙值～=0.04～0.08 mm。本設(shè)計(jì)中取0.06。
落料凸模尺寸：Aj1=(Amax-2Z)+ Δ
=43-2×0.08=42.840-0.02;
Aj2=(Amax-2Z)+ Δ
=31-2×0.08=30.840-0.02;
Aj3=(Amax-2Z)+ Δ
=12-2×0.08=11.840-0.02;
Aj4=(Amax-2Z)+ Δ
=6-0.08=5.920-0.02;
Aj5=(Amax-Z)+ Δ
=1-0.08=0.920-0.02;
5.2.2.沖孔部分刃口設(shè)計(jì)計(jì)算
由于沖出的孔形狀簡(jiǎn)單，所以凸模與凹模分開(kāi)加工。
由文獻(xiàn)[2]P58表2-5查得
=0.06mm =0.10mm
-=（0.10-0.06）mm=0.04 mm
由文獻(xiàn)[2]P58表2-10查得凸、凹模的制造公差：
=0.02 mm, =0.02 mm
/2=（0.0+0.02）/2mm=0.02 mm<-
工件尺寸Φ11mm未標(biāo)注尺寸公差，按照IT10級(jí)精度處理，x=0.5,，工件公差△=0.04，
沖孔凸模尺寸：Bj1=(Amin+XΔ)+ Δ/4
=4+0.5×0.02=4.01+0.020
Bj2=(Amin+XΔ)+ Δ/4
=19+0.5×0.02=19.01+0.020
沖孔凹模尺寸：Bh1=(Amin+2Z)- Δ/4
=4+2×0.08=4.160-0.02
Bh2=(Amin+2Z)- Δ/4
=19+2×0.08=19.160-0.02
第六章、主要零部件設(shè)計(jì)
6.1落料凹模設(shè)計(jì)
6.1.1.落料凹模外形和尺寸的確定
方凹模可由冷沖模國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或工廠標(biāo)準(zhǔn)件中選用。非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的凹模受力狀態(tài)比較復(fù)雜，目前還不能用理論計(jì)算方法確定，一般按照經(jīng)驗(yàn)公式概略地計(jì)算，如9-2圖所示：
凹模高度 H=Kb (≥15mm)
凹模壁厚 c(1.5～2)H（≥30～40mm）
式中 b——沖壓件最大外形尺寸
K——系數(shù)，考慮板材厚度的影響，其值可查文獻(xiàn)[2]P224表8-1。
上述方法適用于確定普通工具鋼經(jīng)過(guò)正常熱處理，并在平面支撐條件下工作的凹模尺寸。沖裁件形狀簡(jiǎn)單時(shí)，壁厚系數(shù)取偏小值，形狀復(fù)雜時(shí)取偏大值。用于大批量生產(chǎn)的凹模，其高度應(yīng)該在計(jì)算結(jié)構(gòu)中增加總的修模量。
根據(jù)本模具情況，查得K=0.64。凹模高度H=Kb=0.64×43=27.52mm≥15mm
由于大批量生產(chǎn)，考慮到總的修模量，凹模厚度H取30mm.凹模壁厚取40-50mm。
6.1.2.落料凹模的結(jié)構(gòu)形式
由于該沖模形狀簡(jiǎn)單，考慮到凹模內(nèi)孔加工比較簡(jiǎn)單，可以采用凹模整體的結(jié)構(gòu)形式，這樣便于成形磨削，使制造簡(jiǎn)單化，模具的裝配比較容易。
6.2.凸凹模設(shè)計(jì)
凸凹模是本模具中相當(dāng)重要的工作零件，是完成沖壓工作的主要零件。圓形凸模已趨于標(biāo)準(zhǔn)化。非圓形凸模固定部分應(yīng)做成圓形或矩形，如果采用線切割或成型磨削時(shí)，固定部分應(yīng)和工作部分一致。
6.2.1.模具的結(jié)構(gòu)形式和固定方法
凸、凹模的固定形式有以下幾種方式：直接固定在模板上；臺(tái)階固定，螺栓壓緊；鉚接，凸模上臺(tái)階，裝配時(shí)端面鉚開(kāi)然后磨平；采用緊固配合固定；粘接劑澆注法固定；螺釘、銷(xiāo)釘固定。
由于凸凹模落料部分具有復(fù)雜外形和較大的斷面積，所以模具采用螺釘與下模板連接。凸模上無(wú)臺(tái)階，裝配時(shí)上面鉚開(kāi)然后磨平，這種形式適用于形狀較復(fù)雜的零件，加工凸模時(shí)便于全長(zhǎng)一起磨削。
6.2.2.凸凹模長(zhǎng)度的確定
凸凹模的長(zhǎng)度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要確定的，如圖9-9所示：
凸凹模長(zhǎng)度 L=h1+t+a
式中h1——卸料板厚度（mm）；
t——材料厚度（mm）,t=1.5mm；
a——附加長(zhǎng)度，它包括凸模的修模量、凸模進(jìn)入凹模的深度。這一尺寸如無(wú)特殊要求，可取10～25mm。
卸料板厚度18mm,凸凹模長(zhǎng)度為
L=18+2+20+15=55mm
取凸模長(zhǎng)度為55mm.由于凸凹模的斷面積較大，故不需要進(jìn)行強(qiáng)度核算以及抗彎能力和承壓能力的校核。
6.3.沖孔凸模
凸凹模的材料選擇Cr12MoV，HRC55～60。由于所沖的孔有圓形和方孔,而且都不屬于需要特別保護(hù)的小凸模,如此一方面加工簡(jiǎn)單，另一方面又便于裝配和更換。
6.3.1.沖孔凸模的固定形式
由于沖孔凸模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，圓孔的沖孔凸模采用臺(tái)階式，異形沖頭可以采用臺(tái)階固定或者鉚接的方法，凸模與固定板用H7/m6配合，上面留有臺(tái)階，與固定板配合，過(guò)盈量為0.02-0.03。
6.3.2.凸模強(qiáng)度校核
一般情況下，凸模的強(qiáng)度是足夠的，沒(méi)有必要作強(qiáng)度校核。但對(duì)于特別細(xì)長(zhǎng)的凸模或小凸模沖厚而硬的材料時(shí)，必須進(jìn)行凸模承壓能力和抗縱向彎曲能力的校驗(yàn)。
6.3.3.沖孔凸模的結(jié)構(gòu)
根據(jù)以上構(gòu)思和計(jì)算，沖孔凸模均設(shè)計(jì)成如CAD圖所示的結(jié)構(gòu)。
總 結(jié)
課程設(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)這次課程設(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)到課程設(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。
總之，學(xué)海無(wú)涯，在以后的時(shí)間里，我要更加努力學(xué)習(xí)！
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