φ15孔翻邊筒形件風罩的沖壓模具設(shè)計與成型工藝含6張CAD圖
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風罩沖壓成型與模具設(shè)計
風罩成形工藝及模具設(shè)計
摘要：冷沖壓加工在我國已有很長的歷史，封建社會時期我國勞動人民純手工打造金、銀和銅飾品，制作各種日用品，就已顯示出精巧的工藝技術(shù)，但那時人們勞動強度大，制作時間長，不宜生產(chǎn)大量的生活用品供生活所需，隨著現(xiàn)今科技的進步，工業(yè)發(fā)展，模具在工業(yè)生產(chǎn)中引起了人們的重視。沖壓模具生產(chǎn)產(chǎn)品效率高，能保證工件的精度，實現(xiàn)了自動化，適合大批量生產(chǎn)。未來模具將向全面推廣CAD/CAE/CAM,模具優(yōu)質(zhì)材料及表面處理技術(shù)，特種加工，模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)，模具研磨拋光將自動化、智能化，模具自動加工系統(tǒng)方向發(fā)展。
本設(shè)計是對風罩的落料、沖孔、切邊的設(shè)計，完成的內(nèi)容為：對模具在工業(yè)生產(chǎn)中的作用，模具發(fā)展歷史與現(xiàn)狀，未來模具的發(fā)展前景做了概述。進行零件的形狀、尺寸、精度工藝分析，確定合理的工藝方案，確定工序數(shù)目。確定拉深凸、凹模間隙，計算落料、沖孔的凸、凹模刃口尺寸。確定凸、凹模結(jié)構(gòu)，并繪制零件圖，設(shè)計定位零件，壓料、卸料、出件零部件，設(shè)計固定零件，選擇模架標注緊固件，最后繪制模具非標準零件圖。
本設(shè)計運用模具使鋼料產(chǎn)生塑性變形，獲得最終需要的零件，這是一種少切削、無切削、多工序重合的生產(chǎn)方法，并且生產(chǎn)零件，提高了生產(chǎn)效率，對相似工件的大批量生產(chǎn)具有參考的作用。
關(guān)鍵詞：風罩; 落料; 沖孔; 切邊; 復(fù)合膜
The wind cover forming technology and die design
Abstract：Cold stamping has a long history in China. The period of feudal society, our working people handmade gold, silver and copper jewelry, production of daily necessities, Already shows a sophisticated technology, But then the people to the labor intensity of production a long time, should not produce large amounts of daily necessities for living expenses. With today's advances in technology, industrial development, attracted the attention of people die in industrial production. Stamping mold products, high efficiency, to ensure the precision of the workpiece, automated, suitable for mass production. The mold will comprehensively promote the automation of CAD / CAE / CAM, mold-quality materials and surface treatment techniques, special machining, mold scanning and digitizing systems, mold grinding polishing, intelligent, mold automatic processing system direction.
This design is to wind a cover the design of the blanking, punching and trimming, to complete the content as follows: to die in the role of industrial production, mold development history and present situation, future development prospects of the overview of the mould. Components of the shape, size, precision process analysis, to determine the reasonable processing plan, determine the number of process. Determine the drawing convex and concave die clearance, calculation of blanking, punching convex and concave die cutting edge dimension. Determine the convex and concave die structure, and draw the part drawing, design positioning parts, pressure, discharge, the components, design of fixed parts, choose to die set with fasteners, the final map die non-standard parts.
The use of design mold steel material of the plastic deformation, to obtain the final parts, this is a little cutting, cutting, process production methods overlap, and progressive die production parts, improve production efficiency, similar to the workpiece high-volume production with reference to the role.
Keywords:fan cowl ;Blanking. Punching; Trimming; Composite membrane.
目錄
第一章 緒論 1
1.1 模具的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀 1
1.2 沖壓模具的發(fā)展趨勢 1
1.2.1 模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展 2
1.2.2 優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術(shù) 2
1.2.3 特種加工技術(shù)的發(fā)展 2
1.2.4全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù) 2
1.2.5 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 2
1.3 本論文研究的內(nèi)容 3
第二章 風罩沖壓工藝的分析 4
2.1 零件的工藝性分析 4
2.1.1 工件的設(shè)計要求 4
2.1.2 零件工藝性分析 4
2.1.3沖壓工藝方案的確定 5
2.2 沖裁過程中的相關(guān)計算問題 5
2.2.1 沖裁力的計算 5
2.2.2 工作零件刃口尺寸計算 5
2.2.3 沖裁刃口尺寸計算原則 6
2..2.4 沖裁凸凹模刃口尺寸計算 6
2.2.5 沖孔力 8
2.2.6 推件力...................................................................................................8
2.2.7 頂件力...................................................................................................9
第三章 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 10
3.1沖壓設(shè)備類型的選擇 10
3.1.1 沖壓設(shè)備規(guī)格的確定 10
3.2 凸凹模固定板 11
3.3 導(dǎo)柱導(dǎo)套 13
3.4墊板 13
3.5 緊固件連接件 14
3.6 模柄和模架的選擇 14
3.7 其它零件.......................................................................................................15
3.8 模具總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 16
第四章 模具零件的加工工藝....................................................................................19
設(shè)計總結(jié) 21
參考文獻 22
致謝 23
第 一 章 緒論
1.1 模具的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀
據(jù)文獻記載，我國勞動人民遠在青銅時期就已發(fā)現(xiàn)金屬具有錘擊變形的性能，到戰(zhàn)國時代就能練劍淬火。我們的祖先在2300多年前，就已經(jīng)用沖壓模具制造各種兵器和日用品，這說明了中國古代沖壓成型和沖壓模具方面的成就就已顯示精巧的工藝技術(shù)和高超的藝術(shù)水平。到了1953年，中國的長春第一汽車制造廠首次建立了沖模車間，并于1958年開始制造汽車覆蓋件模具[1]。我國開始生產(chǎn)精沖模是在20世紀60年代，經(jīng)過多年的發(fā)展，如今我國已形成了300多億元（未包括港、澳、臺的統(tǒng)計數(shù)字）各類沖壓模具的生產(chǎn)能力。
到了21 世紀，隨著計算機軟件的發(fā)展和進步，CAD/CAE/CAM 技術(shù)漸漸成熟并開始普及，我國沖壓模具企業(yè)基本都有了CAD/CAM技術(shù)，一些國內(nèi)大型企業(yè)也具備了CAE能力。目前我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達50多噸的模具，為中檔轎車配套的覆蓋件模具內(nèi)也能生產(chǎn)了，精度達到1~ 2μm，壽命二億次左右的多工位級進模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達到Ra≤1.5μm的精沖模，大尺寸（φ≥300mm）精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)也已達到相當高的水平。但與國民經(jīng)濟需求和世界先進水平相比，仍具有較大的差異，一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進口。而一些低檔次的簡單沖模，則已供過于求。
德國一直以高超的加工技藝和出產(chǎn)精密機械、工具而著稱，其模具業(yè)也充分體現(xiàn)了這一特點， 在這個充滿競爭的社會中，德國模具行業(yè)多年保持住了在國際市場中的強勢地位，出口率一直穩(wěn)定在33%左右。美國EDS公司 、Parametric Technology公司 、CV公司分別擁有UG、 Pro/Engineer、CADSS軟件，模具設(shè)計制造普遍應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)，加工工藝、檢驗檢測配套了先進設(shè)備，大型、復(fù)雜、精密、長壽命、高性能模具的發(fā)展達到領(lǐng)先水平。新加坡是一個只有300萬人口的小國，他們國家擁有各種類型模具以及精密加工相關(guān)企業(yè)超過1000多家，模具年產(chǎn)值超過45億人民幣，在亞洲模具業(yè)中有著相當重要的影響力和作用。新加坡65%以上企業(yè)生產(chǎn)的模具都是為電子相關(guān)業(yè)配套的，生產(chǎn)的模具不是大型的，但都是高精密、高水平的模具。
1.2 沖壓模具的發(fā)展趨勢
巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)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(shù)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(shè)計制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)；
(3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；
(4)在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)；
(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(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)；
(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(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程；
(10)開發(fā)新的成形工藝和模具。
1.2.1 模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展
這是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。
1.2.2 優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術(shù)
選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。
1.2.3 特種加工技術(shù)的發(fā)展
電火花加工向著精密化、微細化方向發(fā)展。在簡化電極準備、簡化編程和操作、提高加工速度以及不斷降低設(shè)備制造成本上也做了大量研究和實踐。
在其他機械特種加工（如磨料流動加工、噴水加工、低應(yīng)力磨削、超聲波加工等）和特種加工（如電子束加工、電火花磨削、激光加工、等離子束加工等）已經(jīng)進入實用階段，在各自的特殊加工領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。
1.2.4全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)
模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進一步擴大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計算機和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。
1.2.5 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)
高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用。
1.3 本論文研究的內(nèi)容
本文研究冷沖壓模具的設(shè)計過程，其中涉及到了落料，和沖孔工序，從分析沖壓件的工藝性開始，確定加工制件的工藝方案，確定毛坯尺寸及排樣方式，對沖裁的凸模和凹模刃口進行計算，進行沖壓力與的計算，得出總壓力，確定模具的壓力中心，選擇合適的沖壓設(shè)備，對冷沖壓模具主要組成零件的結(jié)構(gòu)和模具的總體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。
27
第二章 風罩沖壓工藝的分析
2.1零件的工藝性分析
2.1.1工件的設(shè)計要求
工件圖（二維）
工件名稱：風罩
工件材料：08F
生產(chǎn)批量：大批量
材料厚度：1mm
尺寸精度：IT15?
2.1.2.零件工藝性分析
此零件為圓桶形，有一定高度在沖其凸緣上的圓孔時候應(yīng)注意壓力機的行程。壓力機的行程稍有點長，因此需要一行程長的壓力機。應(yīng)該注意的是凸緣孔的直徑小，在沖裁切邊的時候有點困難。因此模具在制造的時候保持模具的精度是不容易做到的。但是材料厚度不大零件需要切的邊也小，所以切邊還是比較容易的。孔間距要確定好，間距如果出現(xiàn)了差錯零件沖出后就會偏差，不對稱。就成了廢品。
2.1.3.沖壓工藝方案的確定
此工序為沖孔切邊，需要工作的部位都在其凸緣上。工作尺寸都比較小，一 不注意就會造成產(chǎn)品的報廢。尺寸小，分開沖裁會出現(xiàn)較大的誤差。因此我選擇 一次性，沖孔切邊同時進行?？蓽p少由于工序多而產(chǎn)生誤差的累積。對保持零件 的精度有一定的效果。
2.2 沖裁過程中的相關(guān)計算問題?
2.2.1 沖裁力的計算：
沖裁力是指沖裁過程中凸模對板料施加的壓力，它是隨凸模進入材料的深度即凸模的行程而變化的。通常說的沖裁力是指 沖裁力的最大值，它是選用壓力機 和設(shè)計模具的重要依據(jù)之一。 沖裁力計算公式如下：?
F=KLtτb?
式中：F——沖裁力?
L——是沖裁周邊的長度，這里面為總長度=4x3.14x5.5=74.8mm?
t——材料的厚度為1mm?
τb——材料的抗剪強度取300MPa?
K——安全系數(shù)是考慮到實際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動和不均勻、刃口的。
磨損、板料力學性能和厚度波動等因素的影響而給出的修正系數(shù)。一般取1.3。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)得計算可得 F=43758N? 由于設(shè)計時將沖孔凹模采用拼接試。??
2.2.2工作零件刃口尺寸計算
在確定工作零件刃口尺寸計算方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法。結(jié)合該模具的特點，工作零件的形狀相對較簡單，適宜采用線切割加工凸凹模,凹模，凸凹模固定板以及卸料板，這種加工方法可以保證這些零件各個孔的同軸度，使裝配工作簡化。因此工作零件刃口尺寸計算就按配合加工的方法來計算。
沖孔尺寸
凸模尺寸
凹模尺寸
5
5
5.21
2.2.3沖裁模刃口尺寸計算的原則
（1）當設(shè)計落料模時，由于落料件尺寸與凹模刃口公稱尺寸相等，所以應(yīng)先確定凹模尺寸，間隙取在凸模上；考慮到?jīng)_裁模過程中模具的磨損，凹模刃口尺寸將會越磨越大，因此，凹模刃口的基本尺寸應(yīng)需取工件尺寸公差范圍的較小尺寸，才能保證磨損到一定程度時，仍能沖制出合格的零件；凸、凹模之間的間隙取最小合理間隙值，以保證模具磨損到一定程度時，間隙仍然在合理間隙范圍之內(nèi)[4]。
（2）當設(shè)計沖孔模時，因工件的尺寸等于凸模刃口公稱尺寸，故應(yīng)先確定凸模尺寸，間隙取在凹模上，考慮沖裁過程中模具的磨損，凸模刃口尺寸越磨越小，因此，凸模刃口的基本尺寸需取工件尺寸公差范圍較大尺寸，以保證凸模磨損到一定程度時，還可以使用；凸、凹模之間的間隙取最小合理間隙值[4]。
（3）凸模與凹模的制造公差，主要與沖裁件的精度和形狀有關(guān)。一般比沖裁件的精度高2～3級，如果對刃口精度要求過高，將會增加模具制造成本和難度，生產(chǎn)周期變長；如果對刃口精度要求太低，沖制的零件將不合格。如零件僅為名義尺寸，即未標注公差，對非圓形件按國家標準《非配合尺寸公差數(shù)值》IT14級處理，而沖模制造公差可按IT11級選??；對于圓形件，一般按IT6～IT7級精度制造模具。
2.2.4沖裁凸、凹模刃口尺寸計算
（1）分別加工法。分別規(guī)定凸模和凹模的尺寸和公差，分別進行制造，用凸模和凹模的尺寸及制造公差來保證間隙要求。此方法主要用于沖裁件形狀簡單、間隙較大的模具或用精密設(shè)備加工凸模和凹模的模具。分別加工法加工的凸模和凹模具有互換性，制造周期短，利于成批制造[5]。
（2）單配加工法。用凸模和凹模相互單配的方法來保證合理間隙。加工后凸模與凹模必須配對，沒有互換性。通常，落料件選擇凹模為基準模，沖孔件選擇凸模為基準模。在基準模的零件圖上標注尺寸和公差，在配合的非基準模零件圖上標注與基準模相同的基本尺寸，不標注公差，這種方法多用于沖裁件的形狀復(fù)雜、間隙較小的模具。
此模具工作零件的形狀相對較簡單，適宜采用線切割機床加工落料凸模、凹模、凸模固定以及卸料板等。這種加工方法可以保證這些零件各個孔的同軸度，使裝配工作簡單化，因此工作零件刃口尺寸的計算就按分別加工的方法來計算。
（1）落料凸、凹模尺寸的計算
根據(jù)設(shè)計原則,落料時以凹模為設(shè)計基準。由下式得
式中 D凸、D凹—落料凹凸模尺寸；
Dmax—落料件的最大極限尺寸；
x—磨損系數(shù)，值處于0.5~1之間；
Δ—沖裁件的公差；
Zmin—最小合理間隙；
—分別為凸模、凹模的制造公差。
分別查表2.4、2.6得：Zmin=0.126mm X=0.75
查表2.5得： δ凸＝0.025mm δ凹=0.035mm ＝0.75
代入數(shù)據(jù)得：=
=
校核：查表2.4得Zmax=0.180mm Zmia=0.126mm
=(0.025+0.035)mm=0.060mm>(0.180-0.126)mm＝0.054mm
（2）沖孔凸、凹模尺寸的計算 查表2.4得間隙值Z=0.360mm，Z=0.500mm。查表2.5得凸、凹模制造公差：= 0.020mm，= 0.025mm。
校核：Z- Z = 0.140mm，而+ = 0.045mm
滿足Z- Z≥ +的條件。
所以采用分別制造法加工。查表4.6得IT11級x = 0.75
設(shè)計加工時，以凸模為設(shè)計基準，由式2.5和2.6得
d = （d + xΔ）
d = （d + Z）
式中 d、d —沖孔凸凹模尺寸；
—沖孔件的最小基本尺寸；
x—磨損系數(shù)；
Δ—工件制造公差；
Z—最小合理間隙；
δ、δ—凸、凹模的制造公差。
把 = 15mm,x = 0.75, Δ = 0.2, Z=0.360mm, = 0.020mm，= 0.025mm代入上式得
d = （15mm + 0.75×0.2） = 15.15mm
d = （15.15mm + 0.360） = 15.51mm
2 .2. 5 沖孔力
P = KLt
式中 K___修正系數(shù)；
L___沖孔的周長；
t___材料厚度；
___材料抗剪強度；
查表得K = 1.3,L = 3.14 ×19mm = 59.66mm,t = 1mm, = /1.3 = 289Mpa。把以上數(shù)據(jù)代入上式得
P = 1.3×59.66mm×1mm×289Mpa = 56035.655 ≈ 56.036kN。
2.2.6推件力
P = nK P
式中 n___沖孔時卡在凹模內(nèi)的廢料數(shù)；
K___推件力系數(shù)；
P___沖孔力；
查表得K = 0.05，取n = 3，把K = 0.05，n = 3，P = 56.036kN。代入上式得
P = 3×0.05×56.036 kN = 7.9554 kN。
2.2.7頂件力
P = K P
式中 K___頂件力系數(shù)；
P___拉深力；
查表得 K = 0.06，P = 110.39KN，代入上式得
P = 0.06×110.39KN = 6.6234kN。
所以綜上可得，落料切邊模得總沖裁力
P = P+ P+ P+ P = 227.977kN + +13.679 KN+6.92 kN+6.623 kN =365.589 kN。
P = P+ P = 56.036kN +7.9554 kN = 63.9914kN。
第三章 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.1沖壓設(shè)備類型的選擇
根據(jù)所要完成的沖壓工藝的性質(zhì)，生產(chǎn)批量的大小，沖壓件的幾何尺寸和精度要求等來選擇設(shè)備的類型。對于中小型的沖裁件，彎曲件或拉深件的生產(chǎn)，主要采用開式機械壓力機。盡管開式?jīng)_床的剛度差，在沖壓力的作用下床身的變形將會沖裁模的間隙分布有一定的破壞，降低模具的使用壽命或沖裁件的表面質(zhì)量?？墒?，由于它提供了非常方便的操作條件和非常容易安裝機械化附屬裝置的特點，讓它成為目前中小型沖壓設(shè)備的主要形式。
3.1.1沖壓設(shè)備規(guī)格的確定
根據(jù)沖壓件的尺寸、模具的尺寸和沖壓力來確定設(shè)備的規(guī)格。壓力機的行程大小要適當。由于壓力機的行程影響到模具的張開高度，因此對于沖裁、拉深等模具，行程不宜過大，以免發(fā)生凸模與導(dǎo)板分離或滾珠導(dǎo)向裝置脫開的不良后果。對于拉深模，壓力機的行程至少應(yīng)大于成品零件高度的兩倍以上，以保證毛坯的放進和成形零件的取出。
所選壓力機的閉合高度應(yīng)與沖模的閉合高度相適應(yīng)。就是滿足：沖模的閉合高度在壓力的最大閉合高度和最小閉合高度之間的要求。壓力機工作臺面的尺寸必須大于模具下模座的外形尺寸，并還要留有安裝固定的空間。對于過大的工作臺面上安裝過小尺寸的沖模，對工作臺面的受力條件是不利的。
從提高設(shè)備的工作剛度、沖壓件的精度及延長設(shè)備的觀點出發(fā)，使設(shè)備容量有較大的剩余，使設(shè)備留有40%～30%的余量，即使用設(shè)備容量的60%～70%，所以選取壓力機公稱壓力為1000KN。查閱參考資料可選取公稱壓力1000KN的開式機械壓力機。
表 3-1 壓力機相關(guān)系數(shù)
型號
JB23-63
公稱壓力
1000KN
發(fā)生公稱壓力時滑塊離下死點的距離
10mm
滑塊行程
固定行程
140mm
調(diào)節(jié)行程
16mm
滑塊行程次數(shù)(不小于)
60次/min
封閉高度
最小
260mm
最大
500mm
封閉高度調(diào)節(jié)量
110mm
滑塊中心線至床身距離
320mm
立柱間距離（不小于）
420mm
工作臺尺寸
前后
600mm
左右
900mm
工作臺孔尺寸
前后
230mm
左右
420mm
直徑
300mm
墊板尺寸
厚度
直徑
模柄孔尺寸（直徑×深度）
60mm×75mm
工作臺墊板厚度
110mm
3.2 凸、凹模固定板
凸、凹模固定板主要用于凸模、凹模等零件的固定。其厚度一般取凹模厚度的0.6～0.8倍，材料一般用Q235A或45鋼制造，凸、凹模固定板圖如下：
3.3 導(dǎo)柱、導(dǎo)套
對于生產(chǎn)批量大、要求模具壽命高的模具，一般采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套來保證上、下模的導(dǎo)向精度。導(dǎo)柱、導(dǎo)套在模具中主要起導(dǎo)向作用。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用間隙配合。根據(jù)沖壓工序性質(zhì)、沖壓的精度及材料厚度等的不同，其配合間隙也稍微不同。這里采用H7/h6。
3.4 墊板
墊板的作用是直接承受凸模的壓力，以降低模座所受的單位壓力，防止模座被局部壓陷，從而影響凸模的正常工作。是否需要用墊板，可按下式校核：
式中：p—凸模頭部端面對模座的單位壓力（N）；
—凸模承受的總壓力（N）；
A—凸模頭部端面支撐面積(mm2)。
HT200的許用壓應(yīng)力為90～140Mpa。
但是因為通過上模座固定的模柄與壓力機相連，且上模座閉下模座薄，而且下模座固定在壓力機工作臺上。為防止上模座損壞，在上模座加墊板。查表選用墊板 200×200×20-45鋼 JB/7643.3。厚度一般取4～12mm，此處取墊板厚度為10mm，材料45鋼，硬度43～48HRC。
3.5 緊固連接件
沖模中使用的緊固連接件有螺釘、螺栓、銷、螺母等，應(yīng)盡量選用標準件，對標準中沒有的規(guī)格的可自行設(shè)計，圓柱頭內(nèi)六角螺釘是沖模上常用的緊固件，主要承受拉應(yīng)力。它的特點是可施加較大的擰緊力矩，連接強度較高，螺釘頭部能埋入零件內(nèi)，使得模具結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀。螺釘規(guī)格和數(shù)量一般按照經(jīng)驗選用，螺釘?shù)闹睆娇筛鶕?jù)被緊固件的厚度選取，螺釘?shù)臄?shù)量可根據(jù)被緊固件的外形尺寸及其受力大小確定。螺釘?shù)牟贾帽M可能對稱，以使零件受力均衡。本設(shè)計中選取的規(guī)格為工作部分直徑為24mm，長度為115mm。
銷的作用是定位，防止零件之間發(fā)生錯移，保證位置精度，其直徑可按經(jīng)驗確定，數(shù)目不得少于兩個，且分布在緊固螺釘?shù)膶ΨQ方向上。此設(shè)計中選擇銷的直徑為10mm，長度為95mm。
3.6模柄和模架的選擇
模柄是把上模部分安裝在壓力機滑塊上的零件。模柄的安裝時的垂直度對導(dǎo)向裝置的使用壽命和配合精度有影響，所以根據(jù)需要選擇結(jié)構(gòu)形式合適的模柄，模柄的結(jié)構(gòu)有壓入式模柄、凸緣式模柄、浮動式模柄，本設(shè)計采用模柄采用壓入式，材料用Q235鋼，硬度43～48HRC。
由于凹模外形尺寸較大，為了工作過程穩(wěn)定，選用中間導(dǎo)柱模架。再按其標準選擇具體結(jié)構(gòu)尺寸見表3-1。
表3-1 模架規(guī)格選用
名稱
尺寸
材料
熱處理
上模座
300×300×40
HT200
下模座
300×300×45
HT200
導(dǎo)柱
28×270、32×270
20鋼
滲碳58～62
導(dǎo)套
28×110×45、32×110×45
20鋼
滲碳58～62
模具的閉合高度：
H閉合=H上+H固+H墊+H缷+H固+H墊+H落+H下=256
H開合=H閉合+H缷+3H制件=256+15X3+20=321
由此可見模具的實際開模高度遠遠小于所采用模架的最大閉合高度，所以此制件能采用標準模架。
模架應(yīng)具有足夠的剛度和強度。上、下模座應(yīng)選用抗振性能良好的材料制造，一般選用鑄鋼，如ZG270～500，工作時模架運動必須平穩(wěn)，大型模具應(yīng)采用六導(dǎo)柱或四角導(dǎo)柱模架。在普通壓力機上工作的小型模具，可以選用對角導(dǎo)柱模架，模架的導(dǎo)向裝置及精度等級和模具的沖裁間隙、零件精度要求和模具的復(fù)雜程度有關(guān)，沖裁間隙小于0.05mm的模具，應(yīng)選用滾動導(dǎo)向裝置，沖裁間隙在0.05～0.10mm之間時，選用H6/h5配合的滑動模架，沖裁間隙大于0.10mm時，宜選用H7/h6配合模架，此設(shè)計中選用滑動對角導(dǎo)柱模架。
表 4.1 所選的對角導(dǎo)柱模架參數(shù)
凹模周界
閉合高度
H
零件名稱、件號及標準編號
1
2
3
4
上模座
GB/T2855.1
下模座
GB/T2855.2
導(dǎo)柱
GB/T2861.1
導(dǎo)套
GB/T2861.6
數(shù)量
L
B
最小
最大
1
1
2
2
500
315
275
320
規(guī)格
500×315×55
500×315×55
45×260
45×140×53
3.7 其他零件
模具其他零件的選用見表3-2．
表3-2 模具其他零件的選用
序號
名稱
數(shù)量
材料
規(guī)格/ mm
熱處理
1
下模座
1
HT200
300×300×45
2
導(dǎo)柱
2
20鋼
28×400
滲碳58～62HRC
3
導(dǎo)套
2
20鋼
28×400×43
滲碳58～62HRC
4
上模座
1
HT200
300×300×40
5
螺釘
4
Q235
M16×50
58～62HRC
6
模柄
1
Q235-1.F
50×110
7
銷釘
2
45鋼
12×50
8
銷釘
2
45鋼
12×100
9
打桿
1
45鋼
14×250
3.7 模具總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計
模具總裝配圖是裝配、安裝及拆繪模具零件圖的依據(jù)，能更清楚的表達模具的主要結(jié)構(gòu)形狀、工作原理、各零件之間的裝配關(guān)系及固定連接方式。模具視圖一般為主視圖和俯視圖兩個，主視圖應(yīng)標明模具的閉合高度，裝配圖的右上角畫出零件圖與排樣圖[9]，還應(yīng)有標題欄、明細表等。
由以上設(shè)計得到模具裝配圖如下。
第四章 模具零件的加工工藝
本副模具模，模具零件加工的關(guān)鍵在工作零件、沖孔凹模固定板，若采用線切割加工技術(shù)，這些零件的加工就變得相對簡單需要注意的是，沖孔凹模鉆孔接受后需要淬硬。因為它還起著切邊作用。
固定在上模座的上模部分，各凸模和凸模固定板都應(yīng)淬硬，裝配前將凸模淬硬，并完成全部加工，墊板裝配前不淬硬。
冷沖壓模具是沖壓生產(chǎn)的主要工藝設(shè)備。沖壓件的表面質(zhì)量、尺寸精度、生產(chǎn)率以及經(jīng)濟效益等，與模具結(jié)構(gòu)及設(shè)計是否合理關(guān)系極大。因此，了解模具結(jié)構(gòu)，研究提高模具的各項技術(shù)指標，對于模具設(shè)計和沖壓技術(shù)的發(fā)展是十分必要的。
沖模的結(jié)構(gòu)形式很多，可以根據(jù)以下特征進行分類：
（1） 按沖模的工序性質(zhì)，分為落料模、沖孔模、切邊模、彎曲模、拉深模、
成形模和翻邊模等。
（2） 按沖模工序的組合，分為單工序模、復(fù)合模、級進模、連續(xù)模等。
（3） 根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)形式， 按上、 下模的導(dǎo)向方式分為無導(dǎo)向模和導(dǎo)柱模、 導(dǎo)板模；按卸料裝置，分為帶固定卸料板沖模和彈性卸料板沖模；按
擋料形式，分為固定擋料銷沖模、活動擋料銷、導(dǎo)正銷沖模和側(cè)刃定
距沖模等。
（4） 按采用凸、凹模的材料，分為硬質(zhì)合金模、鋼質(zhì)硬質(zhì)合金模、鋼皮沖
模、橡皮沖模和聚氨酯沖模等。
此外，還可以按模具的輪廓尺寸的大小，分為大型沖模和中小型沖模；按行業(yè)特點分為普通沖模和汽車、拖拉機覆件沖模等。
隨著科學技術(shù)的不斷進步和工業(yè)的迅速發(fā)展，冷沖壓技術(shù)及模具不段革新和發(fā)
展，只要反映在以下幾個方面：
（1）模具的計算機輔助設(shè)計和輔助制造技術(shù)（模具 CAD/CAM）
（2）工藝分析中的虛擬成形技術(shù)（沖壓 CAE）
（3）快速模具制造技術(shù)的發(fā)展
（4）其他成型制模方法：除了鋼制模之外，低熔點合金模具、中熔點合金模
具以及樹脂模具都可以用于冷沖壓成形。
（5）冷沖壓生產(chǎn)的機械化和自動化。
設(shè)計總結(jié)
通過本次設(shè)計，主要完成了如下內(nèi)容:
1、對沖壓件進行工藝性分析，確定沖壓工藝方案。
2、計算毛坯尺寸，判斷能否一次拉成及是否壓邊，確定排樣方式。
3、沖裁凸模與凹模刃口尺寸的計算。拉深凸模與凹模圓角半徑確定和工作部分的尺寸計算。
4、沖裁力、卸料力、推件力、頂件力和拉深工藝力的計算及壓力中心的確定，根據(jù)所需壓力和設(shè)計要求選擇壓力機。
5、模具主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計和總體設(shè)計。
6、設(shè)計中應(yīng)用CAD繪制模具的總體裝配圖及主要零件圖來表達模具的整體結(jié)構(gòu)，利用UG繪制各零件三維立體圖及總裝配圖并生成爆炸圖。
做完本設(shè)計，可以對冷沖壓模具有一個初步的認識，注意到了設(shè)計中的某些細節(jié)問題，對模具結(jié)構(gòu)及工作原理有了一定的了解。在選擇模具材料時，應(yīng)盡量選擇耐磨性好的材料，加工模具是要保證模具的精度，像這樣，既保證了模具的使用壽命，又保證了精度，才能加工出質(zhì)量合格的制件，此外對設(shè)計時方案的合理選用，設(shè)計中盡量選用標準件，熟練使用繪圖軟件，可縮短模具的設(shè)計周期。
參考文獻
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致謝
三年的學習生活轉(zhuǎn)眼即逝，，三年學習生活中有快樂也有艱辛，自己也變得慢慢成熟，對過去三年日子里曾給予過我鼓勵、幫助的朋友們我滿懷感謝，從來不曾忘記，所經(jīng)歷的許多將讓我更加珍惜將來的生活。
三個多月的畢業(yè)設(shè)計終于完成了，在這過程中有不一樣的心情，有時出現(xiàn)一片豁然開朗的天空，有時陷入困難的漩渦中。在這首先要感謝老師對我的指導(dǎo)和督促，老師給我指出了正確的設(shè)計方向，使我加深了對所學專業(yè)知識的理解，同時也避免了在設(shè)計過程中少走彎路，老師的督促使我一直把畢業(yè)設(shè)計放在心里，保證按質(zhì)按量的完成。要感謝機械班的兄弟們，大家相互學習，相互間不保留自己知道的，在做設(shè)計的過程中互相幫助；要感謝機械系所有老師三年里的教導(dǎo)，我學到了扎實的機械專業(yè)知識，為我所做的設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)，使該設(shè)計能順利完成，使我的CAD操作水平比以前有了很大的提高，也更加熟練的運用UG三維繪圖軟件，同時較全面的掌握了Word的編輯功能；還要感謝那些把借閱證讓我借書的同學和在圖書館工作的老師們，是我查閱資料非常方便，使我能夠按時完成畢業(yè)設(shè)計。
在此，再次感謝我的指導(dǎo)老師，老師在百忙之中給予了我悉心的指點與幫助，感謝她為我指出了正確的設(shè)計方法，我也不會忘記學院和藹的老師們，也不會忘記可親的同學，我永遠記得這片土地。從這里走出，對我的人生來說，將是踏上一個新的征程，要把所學的知識應(yīng)用到實際工作中去。
向在百忙之中評閱本方案并提出寶貴意見的各位評委老師表示最誠摯的謝意，同時向所有關(guān)心、幫助和支持我的老師和同學表示衷心的感謝，祝他們工作順利！
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