地漏蓋沖壓模具設(shè)計(jì)-落料沖孔復(fù)合模
地漏蓋沖壓模具設(shè)計(jì)-落料沖孔復(fù)合模,地漏,沖壓,模具設(shè)計(jì),沖孔,復(fù)合
地漏蓋沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)
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)。是對所學(xué)知識的一次總檢驗(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,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)。
本次地漏蓋沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)老師認(rèn)真、耐心的指導(dǎo)下，對模具的經(jīng)濟(jì)性、模具的壽命、生產(chǎn)周期、及生產(chǎn)成本等指標(biāo)下進(jìn)行全面、仔細(xì)的分析下而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。在此, 我表示衷心的感謝他們對我的教誨。
關(guān)鍵詞：沖壓工藝；模具設(shè)計(jì)；方案論證；工藝計(jì)算；地漏蓋
Abstract
With the gradual development of mould manufacturing technology to science, gradually from the manual way to the use of software and other high-tech means to assist the completion of design. Cold die is one of them.
Graduation design is a practical teaching link after the theoretical teaching of mold specialty. It is a general test of knowledge and a practical exercise before heading to work. The aim is to design a complete set of mold training, cultivate and improve their working ability by using the theory and practical knowledge of the course. Consolidating and expanding the contents of the mold specialized course, mastering the methods, steps and relevant technical specifications of mold design and manufacturing. Skilled access to relevant technical information. Master the basic skills of mold design and manufacture, such as technical analysis of parts, demonstration of mould process plan, process calculation, processing equipment selection, manufacturing process, collection and consulting design data, drawing and writing design technical documents.
The stamping process and die design should be combined with the actual conditions of the equipment and personnel of the factory. From the aspects of the parts quality, production efficiency, production cost, labor intensity, environmental protection and production safety, the technology is advanced, economical and safe to use. The production of stamping parts guarantees to meet the technical requirements of the design drawings, reduces the process cost of stamping as much as possible and ensures safe production.
The stamping process and die design of the floor drain cover are designed under the guidance of the instructor's careful and patient guidance, under the comprehensive and careful analysis of the mould economy, die life, production cycle, and production cost. Here, I would like to express my heartfelt thanks to them for teaching me.
Key words: stamping process; die design; scheme demonstration; process calculation; floor drain cap
目 錄
摘 要 5
第一章、引言 8
1.1.模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景 8
1.2.課題來源和研究意義 9
1.3.題目研究方法 9
1.4.論文構(gòu)成及研究內(nèi)容 10
第二章、沖裁件的工藝性分析 11
2.1.沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性 11
2.1.1.沖裁件的形狀 11
2.1.2.沖裁件的尺寸精度 11
第三章、制件沖壓工藝方案的確定 13
3.1.沖壓工序的組合 13
3.2.沖壓順序的安排 13
第四章、制件排樣圖的設(shè)計(jì)及材料利用率的計(jì)算 14
4.1.制件排樣圖的設(shè)計(jì) 14
4.1.1.搭邊與料寬 14
4.2.材料利用率的計(jì)算 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 16
5.1.沖壓力 16
5.1.1.沖裁力的計(jì)算 16
5.1.2.卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算 16
5.2.壓力中心的計(jì)算 17
5.3.壓力機(jī)的選用 18
第六章、凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 19
6.1.凸、凹模刃口尺寸計(jì)算原則 19
6.2.凸模、凹模刃口尺寸計(jì)算方法 20
6.2.1.凸模和凹模分開加工 20
第七章、模具整體結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì) 23
第八章、模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 24
8.1.凸凹模的設(shè)計(jì) 24
8.2.落料凹模的設(shè)計(jì) 24
8.3.凸模固定板的設(shè)計(jì) 25
8.4.選擇標(biāo)準(zhǔn)模架 27
8.5.卸料、壓邊彈性元件的確定 27
第九章、模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 28
9.1.模具類形的選擇 28
9.2.定位方式的選擇 28
9.3.卸料、出件方式的選擇 28
9.4.導(dǎo)柱、導(dǎo)套位置的確定 28
結(jié)束語 29
設(shè)計(jì)小結(jié) 30
致 謝 31
參考文獻(xiàn) 32
第一章、引言
1.1.模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景
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。沖壓生產(chǎn)靠模具與設(shè)備完成加工過程，所以它的生產(chǎn)率高，而且由于操作方便，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。
利用模具加工，可以獲得其它加工冷加工方法所不能做到，或者難以制造、形狀復(fù)雜的零件，沖壓產(chǎn)品的尺寸精度是由模具和壓力機(jī)保證的，所以質(zhì)量相對穩(wěn)定，一般不需要后續(xù)加工。
沖壓加工屬于冷加工，所以它不但加工成本低，材料利用率也高，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，在沖壓過程中材料表面不會(huì)二次破壞。
沖壓加工在汽車、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)化國家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達(dá)的。在我國的現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程中，沖壓生產(chǎn)占有重要的地位。
由于沖壓工藝具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、成本低以及可加工復(fù)雜形狀工件等一系列優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械、汽車、輕工、國防、電機(jī)電器、家用電器，以及日常生活用品等行業(yè)應(yīng)用非常廣泛，占有十分重要的地位。隨著工業(yè)產(chǎn)品的不斷發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提高，沖壓模具作為個(gè)部門的重要基礎(chǔ)工藝裝備將起到越來越大的作用?？梢哉f，模具技術(shù)水平已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平的重要指標(biāo)。
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。
1.2.課題來源和研究意義
本設(shè)計(jì)題目由實(shí)習(xí)單位提供，經(jīng)系指導(dǎo)老師審核通過的。本設(shè)計(jì)題目涉及的主要內(nèi)容是對沖壓模的設(shè)計(jì), 研究目的是在廠原有的基礎(chǔ)上，對模具進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品質(zhì)量與效益。
在二十世紀(jì)中期甚至更早,國外就已經(jīng)出現(xiàn)很多對模具及模具工業(yè)的高度評價(jià)與精辟的比喻。例如：“模具是美國工業(yè)的基石”(美國)；“模具是促進(jìn)社會(huì)繁榮富強(qiáng)的原動(dòng)力”(日本)；“模具工業(yè)是金屬加工的帝王”(德國)；“模具是黃金”(東歐)等。在二十世紀(jì)未,中國人才開始認(rèn)識到其極端重要性,作出了科學(xué)的評價(jià)：“模具工業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)之母”(中國)。
現(xiàn)今，全世界模具工業(yè)年總產(chǎn)值約為650億美元，其中亞洲地區(qū)占到全世界一半的總產(chǎn)值。而在亞洲,最高屬于日本，年產(chǎn)值達(dá)200億美元上下。美國的年產(chǎn)值為50億美元。中國也在后來居上，現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到70億美元。然而,產(chǎn)值并不等同于技術(shù)質(zhì)量。近五年來,平均每年進(jìn)口模具約為11.2億美元,2003年就進(jìn)口了近13.7億的模具,這還未包括隨設(shè)備和生產(chǎn)線作為附件帶進(jìn)來的模具。這表示中國大陸模具業(yè)的發(fā)展?jié)摿θ匀缓芫薮?。這就是這次研究的意義。
我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展已有20多年歷史。由原華中工學(xué)院和武漢733廠于1984年共同完成的精沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國第一個(gè)自行開發(fā)的模具CAD/CAM系統(tǒng)。華中工學(xué)院和北京模具廠等在1986年共同完成的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國自行開發(fā)的第一個(gè)沖壓模CAD/CAM系統(tǒng)。上海交通大學(xué)開發(fā)的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)也于同年完成。21世紀(jì)開始，CAD/CAM技術(shù)逐漸普及，現(xiàn)在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了CAD/CAM技術(shù)，其中部分骨干重點(diǎn)企業(yè)還具備各CAE能力。
1.3.題目研究方法
本論文主要通過具體例子的方式對沖壓模具的生產(chǎn)流程進(jìn)行介紹、分析、研究。通過對地漏蓋模具設(shè)計(jì)的說明，詳細(xì)地闡述了沖壓模具生產(chǎn)的一般流程。對零件加工工藝性分析、零件的加工方式、沖壓模具的結(jié)構(gòu)組成等進(jìn)行介紹并對沖壓模具生產(chǎn)中常常出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行分析研究。
步驟如下：
（1）零件成型方案確定；
（2）零件零件形狀分析，根據(jù)模擬結(jié)果進(jìn)一步提出工藝改良方案；
（3）使用CAD等軟件對零件進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)模具裝配圖和零件圖；
（4）完成沖壓零件設(shè)計(jì)的文字說明。
1.4.論文構(gòu)成及研究內(nèi)容
論文主要由緒論、零件的成型工藝分析、工藝方案制定、及設(shè)計(jì)計(jì)算、模具結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算等四大部分構(gòu)成。論文主要圍繞該零件沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)展開，綜合運(yùn)用沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)理論以及AUTOCAD等輔助設(shè)計(jì)軟件，完成設(shè)計(jì)計(jì)算，并繪制模具的裝配圖和零件圖。
第二章、沖裁件的工藝性分析
沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁，其目的是使所需要的形狀的零件沿一定所需要的尺寸從板料上分離，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表面質(zhì)量的前提下發(fā)生塑性變形，壓制成所需求的形狀和尺寸的工件。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，這叫復(fù)合沖裁。
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。
2.1.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
此制件的形狀較復(fù)雜，外面是一個(gè)圓形，中間有很多個(gè)不規(guī)則孔，所有形狀都有圓弧過渡，方便設(shè)計(jì)模具和加工。
產(chǎn)品材料為1Cr13,，此材料屬于不銹鋼，其抗剪強(qiáng)度320-380Mpa,抗拉強(qiáng)度400-470Mpa，具有良好的沖裁性。
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IT12—IT14的經(jīng)濟(jì)級普通沖裁。
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)批量來確定 對于年產(chǎn)量需求100萬件的該產(chǎn)品來說采用復(fù)合?；蜻B續(xù)模較合適。
（2） 根據(jù)沖裁件尺寸和精度等級來確定 復(fù)合沖裁所得到的沖裁件尺寸精度等級高，而連續(xù)沖裁比復(fù)合沖裁的沖裁件尺寸精度等級低。
根據(jù)對沖裁件尺寸形狀的適應(yīng)性來確定，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。
根據(jù)操作是否方便，生產(chǎn)是否安全來確定 復(fù)合沖裁其出件或清除廢料較快，工作安全性較差，連續(xù)沖裁較安全。
綜上所述分析，在滿足沖裁件質(zhì)量與生產(chǎn)率的要求下，選擇倒裝復(fù)合沖裁方式，其模具壽命較長，生產(chǎn)率高，操作較方便和工作安全性高。
3.2.沖壓順序的安排
倒裝式落料沖孔復(fù)合模，下模彈壓卸料裝置，上模剛性卸料裝置。
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：
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）
合理排樣方法使操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低且安全。
模具結(jié)構(gòu)簡單、壽命長。
保證沖件的質(zhì)量和沖件對板料纖維方向的要求。
4.1.1.搭邊與料寬
1．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，值過大，材料利用率低；值過小，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=0.5mm，確定搭邊工作間a1為1.2mm, a為1.5mm。
2．送料步距和條料寬度的確定
（1） 送料步距 條料在模具上每一步送進(jìn)的距離成為送料步距。由于本次設(shè)計(jì)的課題排樣是錯(cuò)位排法，所以每送一步，可以沖兩個(gè)零件。步距S的計(jì)算公式為：
S=D+a1
S=100+1.2=101.2mm
式中 D——和送料方向一致的沖裁件寬度；
a1——沖裁之間的搭邊距離。
（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
=(100+2×1.5)-0.5=103-0.5mm
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=103-0.5。
具體排樣圖如下：
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=1×3.14×50×50/103×101.2×100%=75.31%
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；1
B——條料寬度（mm）；103mm
s——步距（mm）；101.2mm
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、推件力的總稱。
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=KLδτ
F=1.3×3.14×100×0.5×380=77558N
=77.558KN
式中 F——沖裁力（N）；
L——沖裁件周邊長度（mm）；直徑100的圓
τ——材料抗剪強(qiáng)度（MPa）；320-380MP
δ——材料厚度；(mm)；0.5
K——系數(shù)，通常K=1.3；
沖方孔力計(jì)算
F=nKLδτ
F=2×1.3×（62.85+64.85+80.85+82.85+80.85+64.85）×0.5×380
=215927.4N
=215.93KN
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
=0.045×77.558=3.49KN
F退=K退F沖
=0.05×215.93=10.8KN
式中 F——沖裁力；
F卸、F退——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退
=77.558+215.93+3.49+10.8
=307.778KN
5.2.壓力中心的計(jì)算
采用解析法求壓力中心，求XG，YG
從產(chǎn)品尺寸看，中間的孔都是對稱的，建立坐標(biāo)系如下圖：
F1—落料力 得F1=77.558KN
F2—沖孔力 得F2=215.93KN
Y1——F1到X軸的力臂 Y1=0
X1——F1到Y(jié)軸的力臂 X1=0
Y2——F2到X軸的力臂 Y2=0
X2——F2到Y(jié)軸的力臂 X2=0
根據(jù)合力距定理：
YG=（Y1F1+Y2F2）/（F1+F2）
YG——F沖壓力到X軸的力臂；YG=0
XG=（X1F1+X2F2）/（F1+F2）
XG——F沖壓力到Y(jié)軸的力臂；XG=0
所以該模具壓力中心為（0,0），與模具中心吻合，所以復(fù)合要求。
5.3.壓力機(jī)的選用
根據(jù)模具外形大小，壓力大小及模具高度，初步確定壓力機(jī)的型號：
F公稱≥F總
因此選擇壓力機(jī)的型號為：開式雙柱可傾式壓力機(jī)JH23-40壓力機(jī)
型號為JH23—40壓力機(jī)的基本參數(shù)如：（表一）
公稱壓力/KN
400
墊板尺寸/mm
滑塊行程/mm
80
厚度65
滑塊行程次數(shù)/（次/min）
55
模柄孔尺寸/mm
直徑50
深度70
最大裝模高度/mm
330
滑塊底面積尺寸/mm
前后260
封閉高度調(diào)節(jié)量
65
左右300
滑塊中心線至床身距離/mm
250
床身最大可傾角
30°
工作臺尺寸/mm
前后460
左右700
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
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，凸模不可能絕對垂直于凹模平面，而且間隙也不會(huì)絕對均勻分布，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，間隙對沖裁力的影響不大。
沖裁間隙對斜料力、推件力、頂件力的影響：
間隙對斜料力、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×ΑＲ话惝?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。
沖裁間隙對尺寸精度的影響：
間隙對沖裁件尺寸精度的影響的規(guī)律，對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)。
通過以上分析可以看出，沖裁間隙對斷面質(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)絕對合理的間隙數(shù)值，能同時(shí)滿足斷面質(zhì)量最佳，尺寸精度最佳，沖裁模具壽命最長，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。一般說來，當(dāng)對沖裁件斷面質(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。
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。對于形狀簡單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按IT6- IT7級選??；對于形狀復(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來選??；對于刃口尺寸磨損后無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（±）；若零件沒有標(biāo)注公差，則可按IT14級取值。
6.2.凸模、凹模刃口尺寸計(jì)算方法
6.2.1.凸模和凹模分開加工
這種方法設(shè)計(jì)和加工都簡單，主要適用于圓形或簡單刃口。設(shè)計(jì)時(shí)，需在圖紙上分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸精度及制造公差。并且保證沖模的制造公差與沖裁間隙之間滿足：δd+δp≤Zmax-Zmin。此方法適合材料相對比較厚的產(chǎn)品。
本次設(shè)計(jì)的課題材料厚度為0.5，可以采用凸模和凹模分開加工的方法，具體刃口尺寸計(jì)算如下：
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 ——為產(chǎn)品的最大極限尺寸（mm）；
dmin——為孔的最小極限尺寸（mm）；
Δ——工件公差；
Δp——凸模加工公差，通常取δp=Δ/4；
δp’——刃口中心距對稱偏差，通常取δp’=Δ/4；
Lp——凸模中心距尺寸（mm）；
L——沖件中心距離基本尺寸（mm）；
Zmin——最小沖裁間隙（mm）；
落料凹模尺寸：Aj1=(Amax-XΔ)Δ/4
=100.2-0.5×0.4=100;
落料凸模尺寸：Ah1=(Aj1-2Z)+ Δ/4
=100-2×0.02=99.96;
沖孔凸模尺寸：Bj1=(Amin1+XΔ)- Δ/4
=27.9+0.5×0.2=28
Bj2=(Amin2+XΔ)- Δ/4
=28.9+0.5×0.2=29
Bj3=(Amin3+XΔ)- Δ/4
=36.9+0.5×0.2=37
Bj4=(Amin3+XΔ)- Δ/4
=37.9+0.5×0.2=38
Bj5=(Amin3+XΔ)- Δ/4
=5.9+0.5×0.2=6
沖孔凹模尺寸：Bh1=(Bj1+2Z)- Δ/4
=28+2×0.02=28.04
Bh2=(Bj2+2Z)- Δ/4
=29+2×0.02=29.04
Bh3=(Bj3+2Z)- Δ/4
=37+2×0.02=37.04
Bh4=(Bj34+2Z)- Δ/4
=38+2×0.02=38.04
Bh5=(Bj5+2Z)- Δ/4
=6+2×0.02=6.04
兩孔中心距離為Lp=L±δp’
Lp1=Lmax-XΔ=37±0.01
Lp2=Lmax-XΔ=43.5±0.01
Lp3=Lmax-XΔ=48±0.01
Lp4=Lmax-XΔ=26±0.01
Lp5=Lmax-XΔ=52±0.01
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：
下模采用樹脂彈壓卸料裝置，上模采用剛性打料卸料的方法，用打料桿進(jìn)行打料的方法來卸料，整個(gè)模具結(jié)構(gòu)緊湊，簡單，容易加工和裝配，調(diào)試也方便。
第八章、模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
8.1.凸凹模的設(shè)計(jì)
材料：Cr12Mov,硬度：58～62HRC（如圖），與固定板過盈配合，與卸料板間隙配合，外形是圓的，所以固定好之后要加工防轉(zhuǎn)銷，防止凸凹模轉(zhuǎn)動(dòng)。固定板與下模板采用螺釘和銷釘固定。
8.2.落料凹模的設(shè)計(jì)
因制件形狀簡單，總體尺寸不大，選用整體式方形凹模較為合理。選用Cr12MoV為凹模材料。凹模周界 由《冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》得出凹模周界的計(jì)算公式 厚度H=Kb（≥15mm）
式中：b——沖裁件的最大外形尺寸，b=100
K——系數(shù)，查表得K=0.38
則 H=0.38×100=38mm
凹模壁厚c=（1.0~1.5）H（≥30~40mm）=38~57mm
本設(shè)計(jì)中取c=50-55mm
由《模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表5-43矩形凹模標(biāo)準(zhǔn)可查到較為靠近的凹模周界尺寸為φ200。硬度：58～62HRC，如圖：
8.3.凸模固定板的設(shè)計(jì)
材料：45#，（如圖），
確定其他零件的尺寸參數(shù)
由《模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表5-4，可得復(fù)合模的典型組合尺寸（單位為mm）（JB/T8066.1—1995）。而由此典型組合標(biāo)準(zhǔn)，即可方便的確定其他沖模零件的數(shù)量、尺寸及主要參數(shù)。
其零件參數(shù)如下表所示：
凹模周界
凸凹模長度
配用模架閉合高度H
孔距尺寸
最小
最大
S
S1
S2
S3
φ200
45
209
239
零件名稱及標(biāo)準(zhǔn)編號
墊板
凸模固定板
凹模
卸料板
φ200×8
φ200×18
φ200×35
φ200×15
螺釘
圓柱銷
卸料螺釘
樹脂
螺釘
圓柱銷
圓柱銷
M10×80
φ10×80
M8×70
M8×60
φ8×60
φ10×60
8.4.選擇標(biāo)準(zhǔn)模架
由凹模周界尺寸及模架閉合高度在189~229mm之間，查《模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表5-7，選擇12#中間導(dǎo)柱圓形模架，模架采用鑄鐵加工，配合標(biāo)準(zhǔn)滑動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)套。上模板厚度為40mm，下模板厚度為45mm，所選擇導(dǎo)柱為φ32×170，φ32×170，導(dǎo)套φ32×95×45，φ35×95×50。
8.5.卸料、壓邊彈性元件的確定
沖壓工藝中常用的彈性元件有彈簧和橡膠，但是由于這副模具所需的卸料力較大，如果選用彈簧，即使使用8個(gè)彈簧，每個(gè)彈簧所承擔(dān)的負(fù)荷也將達(dá)到F預(yù)=F卸/n=77558/8N=9694.75N。同時(shí)由于這是一落料模，產(chǎn)品材料厚度不大，模具的行程較大，也給彈簧的選用帶來困難。即使使用了彈簧，必然要選擇更多的彈簧，而導(dǎo)致要選擇更大的模具外形及模架，所以我們選用壓縮力更大的橡膠作為卸料的彈性元件。
1、確定卸料橡膠
（1）確定橡膠的自由高度H自，由《模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表3-9得：
H自=L工/0.25~0.30+h修模
L工 ——沖模的的工作行程（mm）。對沖裁模而言，L工=t+1
h修?！A(yù)留的修模量
式中，L工為模具的工作行程再加1~3mm。本模具的工作行程為產(chǎn)品的厚度加1mm。故L工=1.5mm，h修模的取值范圍為4~6mm，在這取較小值5mm。
H自=（1.5/0.25+5）mm=11mm
（2）確定L預(yù)和H裝。由表3-9可得如下計(jì)算公式：
L預(yù)——橡膠的預(yù)壓縮量
H裝——沖模裝配好以后橡膠的高度
L預(yù)=（0.1~0.15）H自=0.1×11mm≈1.1mm
H裝=H自-L預(yù)=（11-1.1）mm=9.9mm
第九章、模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
9.1.模具類形的選擇
由沖壓工藝分析和設(shè)計(jì)目的、要求以及從經(jīng)濟(jì)方面考慮，本套模具倒裝落料沖孔復(fù)合模。工序簡單，模具結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，到模具計(jì)算尺寸復(fù)雜。
9.2.定位方式的選擇
該模具活動(dòng)部件采用導(dǎo)柱導(dǎo)套定位，固定部件采用銷釘定位。
9.3.卸料、出件方式的選擇
根據(jù)模具沖壓的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)以及推件力的大小,該模具采用彈壓卸料方式比較方便，因?yàn)楣ぜ虾駷?.5mm。利用樹脂彈性裝置頂出模具零件，從而把產(chǎn)品頂出，即安全又可靠。
9.4.導(dǎo)柱、導(dǎo)套位置的確定
為了提高模具的壽命和工件質(zhì)量，方便安裝、調(diào)整、維修模具，該模具選擇中間導(dǎo)柱圓形標(biāo)準(zhǔn)模架。2個(gè)不同直徑的導(dǎo)柱均勻?qū)ΨQ分布兩側(cè)。
結(jié)束語
模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，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，因?yàn)槟＞咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。
模具是裝備制造業(yè)的核心，作為機(jī)械制造業(yè)的基礎(chǔ)，模具水平基本反映了這個(gè)國家工業(yè)水平的高低。我國的模具工業(yè)水平，雖然經(jīng)過改革開放以來30年的追趕，但畢竟底子太薄，到現(xiàn)在為止水平并不高，尤其大中型模具的實(shí)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。30年來，我們利用全球的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的歷史機(jī)遇，投入很大資源發(fā)展模具行業(yè)，但基本上還只是一些低端模具發(fā)展較為成熟些，中高端模具發(fā)展遇到眾多瓶頸。目前我國模具遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)需求，國產(chǎn)模具在國內(nèi)市場占有率為低端模具70%，中端模具35%，高端模具不到10%，特別是大型高端模具比如汽車模需要大量進(jìn)口。我國模具行業(yè)要追趕發(fā)達(dá)國家還需要很長的路，國家需要更多的政策引導(dǎo)，企業(yè)需要更加重視研發(fā)而不是代加工.對于我們這樣接受了專業(yè)系統(tǒng)的本科教育大學(xué)生也是未來的模具儲備人才來說，我們具有較高的起點(diǎn)，我們關(guān)注的不應(yīng)該局限于模具技術(shù)，雖然我國模具行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展遇到的問題主要還是技術(shù)問題，但是我們應(yīng)該把視野放寬些，只有好的企業(yè)才能搞到好的技術(shù)，我們要關(guān)注更多模具市場企業(yè)的經(jīng)營與改善，模具企業(yè)十分也需要我們這樣的人才，既懂技術(shù)又懂管理又了解市場動(dòng)態(tài)的人才，這才是我們應(yīng)該擔(dān)起振興模具行業(yè)的歷史使命。
本設(shè)計(jì)就是本著這個(gè)思想對產(chǎn)品模具進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，力求設(shè)計(jì)出技術(shù)水平高、經(jīng)濟(jì)效益好的模具，同時(shí)也圍繞著對新產(chǎn)品開發(fā)、新產(chǎn)品投入生產(chǎn)這個(gè)理念展開設(shè)計(jì)。通過對零件圖的綜合分析與實(shí)習(xí)單位的實(shí)際生產(chǎn)要求，設(shè)計(jì)出了最可行的加工方案。本模具有生產(chǎn)率高、精度高的特點(diǎn)，加工過程又不會(huì)影響制品尺寸，這非常符合實(shí)習(xí)公司的實(shí)際生產(chǎn)要求，對單位能保持全國模具行業(yè)的領(lǐng)先地位也有一定的促進(jìn)作用。
整套模具的設(shè)計(jì)過程中使用了先進(jìn)的CAD/CAM技術(shù)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，在保證模具高精度的同時(shí)簡化了傳統(tǒng)的繁瑣計(jì)算過程，使得設(shè)計(jì)更為便捷。由此可以看到，在大型級進(jìn)模、高精密、高復(fù)雜性、高技術(shù)含量先進(jìn)模具的設(shè)計(jì)中，使用先進(jìn)的CAD/CAE/CAM技術(shù)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)會(huì)是一條必經(jīng)之路。
設(shè)計(jì)小結(jié)
通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在理論知識的指導(dǎo)下，結(jié)合認(rèn)識實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所獲得的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在老師和同學(xué)的幫助下，認(rèn)真獨(dú)立地完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在本次設(shè)計(jì)的過程中，通過自己實(shí)際的操作計(jì)算，我對以前所學(xué)過的專業(yè)知識有了更進(jìn)一步、更深刻的認(rèn)識，能夠把自己所學(xué)的知識比較系統(tǒng)的聯(lián)系起來。同時(shí)也認(rèn)識到了自己的不足之處。到此時(shí)才深刻體會(huì)到，以前所學(xué)的專業(yè)知識還是有用的，而且都是模具設(shè)計(jì)與制造最基礎(chǔ)、最根本的知識。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)一個(gè)月左右，從最初的領(lǐng)會(huì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，到對拿到自己手上的沖壓件的沖壓性能的分析計(jì)算，諸如對沖壓件結(jié)構(gòu)的分析，對形狀的分析等，不斷地分析計(jì)算，對要進(jìn)行設(shè)計(jì)的沖壓件有了一個(gè)比較全面深刻的認(rèn)識，并在此基礎(chǔ)上綜合考慮生產(chǎn)中的各種實(shí)際因素，最后確定本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的工藝方案。然后是對排樣方式的計(jì)算，直到模具總裝配圖的繪制，用時(shí)近一個(gè)月。在這段時(shí)間里，我進(jìn)行了大量的計(jì)算：從材料利用率的計(jì)算，到工序壓力的計(jì)算，再工作部分刃口尺寸及公差的計(jì)算，到各種零件結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算以及主要零部件強(qiáng)度剛度的核算。其間在圖書館翻閱了許多相關(guān)書籍和各種設(shè)計(jì)資料。因此從某種意義上講，通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，也培養(yǎng)和鍛煉了一種自己查閱資料，獲取有價(jià)值信息的能力。
總之，通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的鍛煉，使我對模具設(shè)計(jì)與模具制造的整個(gè)過程都有了比較深刻的認(rèn)識和全面的掌握。使我接受了一個(gè)模具專業(yè)的畢業(yè)生應(yīng)該有的鍛煉和考查。我很感謝學(xué)校和各位老師給我這次鍛煉機(jī)會(huì)。我是認(rèn)認(rèn)真真的做完這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的，也應(yīng)該認(rèn)認(rèn)真真的完成我大學(xué)三年里最后也是最重要的一次設(shè)計(jì)。但是由于水平有限，錯(cuò)誤和不足之處再所難免，懇請各位指導(dǎo)老師批評指正，不勝感激。
致 謝
首先感謝學(xué)校及學(xué)院各位領(lǐng)導(dǎo)的悉心關(guān)懷和耐心指導(dǎo)，特別要感謝指導(dǎo)老師給我的指導(dǎo)，在設(shè)計(jì)和說明書的寫作以及實(shí)物制作過程中，我始終得到他的悉心教導(dǎo)和認(rèn)真指點(diǎn)，使得我的理論知識和動(dòng)手操作能力都有了很大的提高與進(jìn)步，對模具設(shè)計(jì)與制造的整個(gè)工藝流程也有了一個(gè)基本的掌握。對模具生產(chǎn)工藝和加工流程也有很大的了解和提高。這里要感謝和我同組的其他同學(xué)，他們在尋找資料，解答疑惑，實(shí)驗(yàn)操作、論文修改等方面，都給了我很大的幫助和借鑒。
最后，感謝所有給予我關(guān)心和支持的老師和同學(xué)使我能如期完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。謝謝各位老師和同學(xué)！
感謝學(xué)校對我這兩年的培養(yǎng)和教導(dǎo)，感謝學(xué)院各位領(lǐng)導(dǎo)各位老師三年如一日的諄諄教導(dǎo)！
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