六邊形墊片復(fù)合沖壓模設(shè)計(jì)【說明書+CAD】

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模架及其它零件的設(shè)計(jì)28十、模具總裝圖29十一、結(jié)論31十二、致謝31參考文獻(xiàn)32一、沖裁件的工藝分析由零件圖11可知，該零件形狀簡單、對稱，是由圓弧和直線組成。沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的精度要求不高為IT12。將以上精度與零件簡圖中所標(biāo)注的尺寸公差相比較，可認(rèn)為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證。其它尺寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用沖裁落料復(fù)合模進(jìn)行加工，且一次沖壓成形。材料：08鋼具有良好的塑性、焊接性、可鍛性及良好的沖壓性能，常用來制造焊接結(jié)構(gòu)件和沖壓件。工件結(jié)構(gòu)形狀：沖裁件外形應(yīng)盡量避免有尖角，為了提高模具壽命，在所有60傾角改為R2的倒角。零件精度的選擇：本文所設(shè)計(jì)的沖裁零件是板件如圖1-1，該沖裁件的材料為08鋼，具有較好的可沖壓性能。該沖裁件的結(jié)構(gòu)較簡單，比較適合沖裁，零件圖上所有尺寸均未注公差，屬于自由尺寸，可參考幾何量公差與檢測確定沖裁件公差等級，根據(jù)查表，該零件的公差等級取IT12級確定零件的尺寸公差。 圖1-1零件簡圖 2、 沖壓工藝方案的確定該工件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可以有以下三種工藝方案：方案一：先落料，后沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。方案二：沖孔落料復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔落料級進(jìn)沖壓。采用級進(jìn)模生產(chǎn)。方案一單工序沖裁模指在壓力機(jī)一次行程內(nèi)只完成一個(gè)沖壓工序的沖裁模。該模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足中批量生產(chǎn)的要求。方案二復(fù)合沖裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同時(shí)完成數(shù)道沖壓工序的模具。該模具只需要一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都很高，但工件最小壁厚2.0mm接近凸凹模許用最小壁厚2.2mm，模具強(qiáng)度較差，制造難度大，并且沖壓后成品件留在模具上，在清理模具上的物料時(shí)會影響沖壓速度，操作不方便。方案三級進(jìn)模：是指壓力機(jī)在一次行程中，依次在模具幾個(gè)不同的位置上同時(shí)完成多道沖壓工序的模具。它也只需要在一副模具內(nèi)可以完成多道不同的工序，可包括沖裁、彎曲、拉深等，具有比復(fù)合更好的生產(chǎn)效率。它的制件和廢料均可以實(shí)現(xiàn)自然漏料，所以操作安全、方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。難以保證制件內(nèi)、外相對位置的準(zhǔn)確性因此制件精度不高。通過對上述三種方案的的分析比較，因?yàn)樵撝萍木纫蟛桓?，用于批量生產(chǎn)。所以該制件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。三、沖裁間隙1. 間隙對沖裁工作的影響間隙值影響到?jīng)_裁時(shí)彎曲、拉伸、擠壓等附加變形的的大小，因而對沖裁工序的影響大，主要有以下幾個(gè)方面： （1）間隙對零件質(zhì)量的影響 模具間隙是影響斷面質(zhì)量的主要因素，提高斷面質(zhì)量的關(guān)鍵在于推遲裂紋的產(chǎn)生，以增大光亮帶寬度，其主要途徑就是減小模具間隙。此外間隙又是影響尺寸精度的主要因素。 （2）間隙對沖裁力的影響 間隙越小，變形區(qū)內(nèi)壓應(yīng)力成分趟大，拉應(yīng)力成分越小，材料變形抗力增加，沖裁力就越大。反之，間隙越大，變形區(qū)內(nèi)拉應(yīng)力成分就越大，變形抗力降低，沖裁力就校間隙達(dá)材料厚的5%-20%時(shí)，沖裁力下降不明顯。當(dāng)單邊間隙Z增大到材料厚度的15%-20%時(shí)，卸料力為0。 （3）間隙對模具壽命的影響 由于工件與凸、凹模側(cè)壁之間有磨擦的存在，間隙小，磨擦大，模具壽命短。沖裁過程中，凸模與被沖孔之聞，凹模與落料件之閥均有摩擦，而且聞隙越小，摩擦越嚴(yán)重。所以過小的間隙對模具壽命極為不利，而較大的間隙可使凸模與凹模的側(cè)面與材料間的摩擦減小，井能減緩間隙不均勻的影響，從而提高模具的壽命。綜上所述，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。考慮到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。確定凸凹模合理間隙有理論確定法和查表確定法。根據(jù)實(shí)用間隙表查得：材料08鋼的最小雙面間隙2Zmin=0.246mm，最大雙面間隙2Zmax=0.360mm,4、 凸模與凹模刃口尺寸的計(jì)算 凸凹模刃口尺寸精度決定的合理與否，直接影響沖裁件的尺寸精度及合理間隙值能否保證，也關(guān)系模具加工成本和壽命。因此，計(jì)算凹凸模刃口尺寸是一項(xiàng)重要工作。（1） 凸、凹模刃口尺寸計(jì)算的基本原則 計(jì)算沖裁凸凹模刃口尺寸的依據(jù)為1）沖裁變形規(guī)律，記落料件尺寸與凹模刃口尺寸相等，沖孔尺寸與凸模刃口尺寸相同2）零件的尺寸精度。3）合理的間隙值。4）磨損規(guī)律5）沖模的加工制造方法。因而在計(jì)算刃口尺寸時(shí)應(yīng)按下屬原則進(jìn)行 1.保證沖出合格的零件。 根據(jù)沖裁變形規(guī)律，沖孔尺寸等于凸模刃口尺寸，落料件尺寸等于凹模刃口尺寸。因而沖孔時(shí)，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件。落料時(shí)應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件?；鶞?zhǔn)件的尺寸應(yīng)在零件的公差范圍內(nèi)。沖孔時(shí)間隙取在凹模上，落料時(shí)間隙取在凸模上。 2.保證模具具有一定的使用壽命。 新磨具的間隙應(yīng)是最小的合理間隙，磨損后達(dá)到最大合理間隙，考慮到?jīng)_裁時(shí)凸凹模的磨損，再設(shè)計(jì)凸凹模刃口尺寸時(shí)，對基件刃口尺寸在磨損后增大的，其刃口公稱尺寸應(yīng)取工減尺寸范圍內(nèi)較小的數(shù)值。對基準(zhǔn)件刃口尺寸在磨損后減小的，其刃口公稱尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)較大的數(shù)值。 3.考慮沖模制造修理方便，降低成本。 為使新磨具的間隙值不小于最小合理間隙，一般凹模公差標(biāo)準(zhǔn)成，凸模公差標(biāo)注成。間隙能保證的條件下不要把制造公差定的太緊。一般模具制造精度比工件精度高24級。若零件沒有標(biāo)注公差，對于非緣形件按國家標(biāo)準(zhǔn)“非配合尺寸的公差數(shù)值”IT14精度處理，沖模則可按IT11級制造；對于圓形件，一般可按IT79級制造模具。沖壓件的尺寸公差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差，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。 （二） 刃口尺寸計(jì)算方法由于模具的加工方法不同，凸模與凹模刃口部分尺寸的計(jì)算公式與制造公差的標(biāo)注也不同，刃口尺寸的計(jì)算方法可以分為兩種情況。1）凸模與凹模分開加工。這種方法適用于圓形或簡單規(guī)則形狀的沖裁件。2）凸模與凹模配合加工。對于形狀復(fù)雜或薄料的沖裁件的沖裁，為了保證凸凹模之間的間隙值，一般采用配合加工。 對該制件應(yīng)該選用凸模和凹模分別加工的方法，按圖紙加工之尺寸。要分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸和制造公差（凸模p、凹模d）。為了保證初始間隙值小于最大合理間隙2Zmin，必須滿足下列條件： p+d2Zmax-2Zmin 或取p=0.4(2Zmax-2Zmin) d=0.6(2Zmax-2Zmin)也就是說，新制造的模具應(yīng)該是p+d+2Zmin2Zmax。否則制造的模具間隙已經(jīng)超過允許的變動(dòng)的范圍2CZax-2Zmin。下面對落料和沖孔兩種情況進(jìn)行討論。1、落料： 設(shè)工件的尺寸，根據(jù)計(jì)算原則,落料時(shí)以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。首先確定凹模尺寸,使凹?；境叽缃咏虻扔谥萍妮喞淖钚O限尺寸,再減小凸模尺寸以保證最小合理間隙值2Zmin。其計(jì)算公式如下： 2、沖孔：設(shè)沖孔尺寸為根據(jù)以上原則,沖孔時(shí)以凸模設(shè)計(jì)為基準(zhǔn),首先確定凸模刃口尺寸,使凸模基本尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸,再增大凹模尺寸以保證最小合理間隙2Zmin。凸模制造偏差取負(fù)偏差，凹模取正偏差。其計(jì)算公式如下： 在同一工步中出制件兩個(gè)以上孔時(shí),凹模型孔中心距Ld 按下式確定: Ld=(Lmin+0.5)0.125式中Dd落料凹模基本尺寸(mm)；Dp落料凸?；境叽?mm)；D落料件最大極限尺寸(mm)；dd沖孔凹?；境叽?mm)；dp沖孔凸?；境叽?mm)；d沖孔件孔的最小極限尺寸(mm)；Ld同一工步中凹模孔距基本尺寸(mm)；Lmin制件孔距最小極限尺寸(mm)；制件公差(mm) 可查表41;2Zmin凸、凹模最小初始雙面間隙(mm)；d凸模下偏差,可按IT6選用(mm)；p凹模上偏差,可按IT7選用(mm)；X 磨損系數(shù),當(dāng)制件公差為IT10以上,取X=1；當(dāng)工件公差為IT11IT13,取X=0.75；當(dāng)工件差為IT14者,取X=0.5。表4-1標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值公差等級IT12IT13IT14IT15IT16IT17IT18基本尺寸/mm/mm3366101018183030505080801201201801802502503153154004005000.10.120.150.180.210.250.30.350.40.460.520.570.630.140.180.220.270.330.390.460.540.630.720.810.890.970.250.30.360.430.520.620.740.871.01.151.31.41.550.40.480.580.70.841.01.21.41.61.852.12.32.50.60.750.91.11.316.019.02.22.52.93.23.64.011.21.51.82.12.53.03.54.04.65.25.76.31.41.82.22.73.33.94.65.46.37.28.18.99.7（3） 刃口尺寸計(jì)算根據(jù)計(jì)算原則,落料時(shí)以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。首先確定凹模尺寸,使凹模基本尺寸接近或等于制件的輪廓的最小極限尺寸,再減小凸模尺寸以保證最小合理間隙值2Zmin。 校核 p+d2Zmax-2Zmin 0.016+0.025 0.360-0.246 0.041 0.114（滿足間隙要求）根據(jù)計(jì)算原則,沖孔時(shí)以凸模設(shè)計(jì)為基準(zhǔn),首先確定凸模刃口尺寸,使凸模基本尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸,再增大凹模尺寸以保證最小合理間隙2Zmin。 校核 p+d2Zmax-2Zmin 0.013+0.021 0.360-0.246 0.034 0.114在同一工步中出制件兩個(gè)以上孔時(shí),凹模型孔中心距Ld 按下式確定: Ld=(Lmin+0.5)0.125 =(40+0.50.39) 0.1250.39 =40.1950.049五、排樣設(shè)計(jì)（一） 排樣形式的確定1.排樣的分類1）按材料利用情況分類1 有廢料排樣 沿零件全部外形沖裁，零件周邊都有生料。2 少廢料排樣 沿零件部分外形切斷或沖裁，只局部又生料。3 無廢料排樣 除料頭料尾外無任何生料。2） 安沖裁件在條料上的布置防水，排樣又可分為 直排、單排、多排、斜排、對排、混合排、少廢料、無廢料、裁搭邊等。 此處選用如圖5-1所示排樣方式 搭邊值、條料寬度的確定 2. 搭邊值的確定排樣時(shí)零件之間以及零件與條料側(cè)邊間留下的工藝余料，稱為搭邊。搭邊的作用是補(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。搭邊過大，浪費(fèi)材料、搭邊過小，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖件毛刺，有時(shí)還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命或影響送料工作。圖5-1 排樣圖搭邊值通常由經(jīng)驗(yàn)確定，表所列搭邊值為普通沖裁時(shí)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)之一。表5-1 搭邊a和a1數(shù)值材料厚度圓件及r2t的工件矩形工件邊長L50mm矩形工件邊長L50mm或r2t的工件工件間a側(cè)面a1工件間a側(cè)面a1工件間a側(cè)面a10.250.250.50.50.80.81.21.21.61.62.02.02.52.53.03.03.53.54.04.05.05.0121.81.21.00.81.01.21.51.82.22.53.00.6t2.01.51.21.01.21.51.82.22.52.83.50.7t2.21.81.51.21.51.82.02.22.52.53.50.7t2.52.01.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8t2.82.21.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8t3.02.52.01.82.02.22.52.83.23.54.50.9t根據(jù)制件厚度與制件的排樣方法可以查表51得：搭邊值工件間a為2.0mm 側(cè)面a1 為2.2mm（二） 條料寬度的確定排樣方式和搭邊值確定以后，條料的寬度和進(jìn)距也就可以設(shè)計(jì)出。確定1條料寬度的原則是：最小條料寬度要保證沖裁時(shí)零件周圍有足夠的搭邊值；最大條料寬度能在導(dǎo)料板間送進(jìn)，并與導(dǎo)料板間有一定的間隙。條料寬度的大小還與模具是否有側(cè)壓裝置或側(cè)刃有關(guān)。計(jì)算條料寬度有三種情況需要考慮：1、有側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度。2、無側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度。3、有定距側(cè)刃時(shí)條料的寬度。該零件采用無側(cè)壓裝置的模具，其條料寬度應(yīng)考慮在送料過程中因條料的擺動(dòng)而使側(cè)面搭邊減少。為了補(bǔ)償面搭邊的減少部分，條料寬度應(yīng)增加一個(gè)條料的擺動(dòng)量。故條料寬度為： （5-1）導(dǎo)尺間距 (5-2)式中：B條料寬度的基本尺寸；D條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；a側(cè)搭邊值。c1條料與導(dǎo)料板之間的間隙（即條料的可能擺動(dòng)量）：B100, c1=0.51.0; B100, c1=1.01.5.表5-2 剪料公差及條料與導(dǎo)料板之間隙（mm)條料寬度B/mm材料厚度t/mm112233550501001001501502202203000.40.50.60.70.80.50.60.70.80.90.70.80.91.01.10.91.01.11.21.3導(dǎo)料板之間的距離，應(yīng)使條料與導(dǎo)料板之間保持一定的間隙查表53，以保證送料暢通。表5-3 條料寬度偏差（mm）條料寬度B|mm材料厚度0.50.5112200.050.080.120300.080.10.1530500.10.150.2D取值由設(shè)計(jì)條料寬度方向沖裁件的最大尺寸為50 (mm)側(cè)搭邊值a可以從表51中查出為2.2 (mm)條料與導(dǎo)料板之間的間隙c1取查表52可得條料寬度偏差下偏差為0.8(mm)故帶入條料寬度公式得； =50+2（2.2+0.8）+0.5=56.5(mm)(三) 材料利用率 材料利用率通常以一個(gè)進(jìn)距內(nèi)制件的實(shí)際面積與所用毛坯面積的百分率表示；=(nA1/hB)100% （3-2）式中 材料利用率（%）；n 沖裁件的數(shù)目；A1 沖裁件的實(shí)際面積(mm2)；B 板料寬度(mm)；h進(jìn)距；計(jì)算沖壓件的面積；A1=2521.653-3.141515 =1834(mm2)條料寬度計(jì)算：B=50+22.2=54.4 (mm)送進(jìn)距離計(jì)算：h=43.3+2=45.3 (mm)一個(gè)進(jìn)距的材料利用率；=(nA1/hB)100% =11834(45.354.4)100%=74.42%由此可之，值越大，材料的利用率就越高，廢料越少。工藝廢料的多少決定于搭邊和余量的大小，也決定于排樣的形式和沖壓方式。因此，要提高材料利用率，就要合理排樣，減少工藝廢料。六、沖裁力相關(guān)的計(jì)算（一）沖裁力的計(jì)算沖裁力是沖裁過程中凸模對材料的壓力。沖裁力是選用壓力機(jī)、模具設(shè)計(jì)以及強(qiáng)度校核的重要依據(jù)。沖裁在理論上可以近似認(rèn)為是剪切斷裂，所以最大沖裁力可以按板料的抗剪強(qiáng)度來計(jì)算。普通平刃沖裁模，其沖裁力F p一般可以按下式計(jì)算： 式中 材料抗剪強(qiáng)度，見附表（MPa）； L零件剪切周長（mm）； t材料厚度（mm） K-系數(shù)系數(shù)K是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動(dòng)（數(shù)值的變化或分布不均），潤滑情況，材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因數(shù)而設(shè)置的安全系數(shù)K，一般取1.3。為了簡便，也可用材料的抗拉強(qiáng)度，按下式估算沖裁力：表61常用沖壓材料的力學(xué)性能材料名稱牌號材料狀態(tài)抗剪強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度申長率屈服強(qiáng)度電工用純鐵C0.025DT1、DT2、DT3已退火18023026普通碳素鋼Q195火未退2603203204002833200Q2353103803804702125240Q2754005005006201519280優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼08F已退火22031028039032180082603603304503220010260340300440292102028040036051025250454405605507001636065Mn60075012400不銹鋼1Cr13已退火600400470211Cr18Ni9Ti熱處理退軟32038054070040200鋁L2、L3、L5已退火8075110255080冷作硬化1001201504鋁錳合金LF21已退火701101101451950硬鋁LY12已退火10515015021512淬硬后冷作硬化28032040060010340純銅T1、T2、T3軟態(tài)1602003007硬態(tài)2403003黃銅H62軟態(tài)26030035半硬態(tài)30038020200H68軟態(tài)24030040100半硬態(tài)28035025由于材料08鋼的力學(xué)性能查（表61）可得：抗剪強(qiáng)度=260360，故取起抗拉強(qiáng)度b代替抗剪強(qiáng)度，查表可知b=360(MPa)。（二）總沖裁力、推料力、卸料力、頂件力和總沖壓力由于沖裁模具采用彈性卸料裝置和上出件方式。 F總沖壓力。 Fp總沖裁力。 FQ卸料力 FQ1推料力。 FQ2頂件力計(jì)算總沖裁力 Fp=F1+F2 F1落料時(shí)的沖裁力。 F2沖孔時(shí)的沖裁力。沖裁周邊的總長（mm）落料周長為： L2=256 =150 （mm）沖孔周長為： L1=3.1430 =94.2（mm）落料沖裁力為： F1=KtL2 =1.31503602 =140400 (N)沖孔沖裁力為： F2=KtL1 =1.3294.2360 = 88171.2 (N)所以可求總沖裁力為： Fp=F1+F2 =140400+88171.2 =228571.2（N）表6-2 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)料厚t/mmKxKtKd鋼0.10.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03鋁、鋁合金純銅，黃銅0.0250.080.020.060.030.070.030.09按卸料力公式計(jì)算卸料力FQFQ=KxFp查表62得Kx=0.04根據(jù)公式得FQ=KxFp=0.04228571.2=9142.848 (N)按推料力公式計(jì)算推料力FQ1 FQ1=nKtFp取n=2查表62得Kt=0.055n梗塞在凹模內(nèi)的制件或度料數(shù)量（n=h/t h直刃口部分的高度，t材料厚度）根據(jù)公式得 FQ1=nKtFp =20.055228571.2 =25142.832按頂件力公式算頂件力FQ2FQ2=KdFpKd查表62得0.06根據(jù)公式得FQ2=KdFp=0.06228571.2 =13714.272 （N）（三）壓力機(jī)公稱壓力的選取 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。采用彈壓卸料裝置和上出件的模具表63 常用冷沖壓設(shè)備的工作原理和特點(diǎn)類型設(shè)備名稱工作原理特點(diǎn)機(jī)械式壓力機(jī)摩擦壓力機(jī)利用摩擦盤與飛輪之間相互接觸傳遞動(dòng)力，皆助螺桿與螺母相對運(yùn)動(dòng)原理而工作。結(jié)構(gòu)簡單，當(dāng)超負(fù)荷時(shí)，只會引起飛輪與摩擦盤之間的滑動(dòng)，而不致?lián)p壞機(jī)件。但飛輪輪緣摩擦損壞大，生產(chǎn)率低。適用于中小件的沖壓加工，對于校正、亞印和成形等沖壓工序尤為適宜。曲柄式壓力機(jī)利用曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作，電機(jī)通過皮帶輪及齒輪帶動(dòng)曲軸傳動(dòng)，經(jīng)連桿使滑塊作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。曲柄壓力機(jī)分為偏心壓力機(jī)和曲軸壓力機(jī)，二者區(qū)別主要在主軸，前者主軸是偏心軸，后者主軸是曲軸。偏心壓力機(jī)一般是開式壓力機(jī)，而曲軸壓力機(jī)有開式和閉式之分。生產(chǎn)率高，適用于各類沖壓加工。高速壓力機(jī)工作原理與曲柄壓力機(jī)相同，但其剛度、精度、行程次數(shù)都比較高，一般帶有自動(dòng)送料裝置、安全檢測裝置等輔助裝置。生產(chǎn)率很高，適用于大批量生產(chǎn)，模具一般采用多工為級進(jìn)模。液壓機(jī)油壓機(jī)水壓機(jī)利用帕斯卡原理，以水或油為工作介質(zhì)，采用靜壓 力傳遞進(jìn)行工作，使滑塊上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。壓力大，而且是靜壓力，但生產(chǎn)率低。適用于拉深、擠壓等成形工序。根據(jù)公式得 F=Fp+FQ+FQ2 =228571.2 +25142.832+13714.272 =267428.304 (N)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)（以Jxx表示其型號）和液壓機(jī)（以Yxx表示其型號）。沖壓設(shè)備分類：1、 機(jī)械壓力機(jī)按驅(qū)動(dòng)滑塊機(jī)構(gòu)的種類可以分為曲柄式和摩擦式；2、 按滑塊個(gè)數(shù)可分為單動(dòng)和雙動(dòng)；3、 按床身機(jī)構(gòu)形式可分為開式（C型床身）和閉式（型床身）；4、 按自動(dòng)化程度可分為普通壓力機(jī)和高速壓力機(jī)等；常用冷沖壓設(shè)備的工作原理和特點(diǎn)如表63根據(jù)綜上所計(jì)算出來的總壓力與常用冷沖壓設(shè)備的工作原理和特點(diǎn)選取開式可傾壓力機(jī)型號為J2335。七、模具壓力中心的確定模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合，否則，會使沖模和力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過大的摩擦，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。沖裁模的壓力中心，可按下述原則來確定：1、對稱形狀的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。2、工件形狀相同且分布位置對稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。3、形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、級進(jìn)模的壓力中心可用解析計(jì)算法求出沖模的對稱中心。根據(jù)制件圖可以得出該工件形狀相同且分布位置對稱，所以沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。7-1 制件圖紙八、 模具總體設(shè)計(jì)（一） 模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合沖壓，所以模具類型為復(fù)合模。（二）定位方式的選擇為保證沖裁出外形完整的合格零件。毛坯在模具中應(yīng)該有正確的位置。正確位置是依靠定位零件來保證的。由于毛坯形式和模具結(jié)構(gòu)不同，所以定位零件的種類很多。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)毛坯形式、模具結(jié)構(gòu)、零件公差大小、生產(chǎn)效率等進(jìn)行選擇。定位包括控制送料進(jìn)距的擋料和送料定距的擋料。 1. 送進(jìn)導(dǎo)料方式的選擇送進(jìn)導(dǎo)向方式有兩種，在此我們選擇復(fù)合模設(shè)計(jì)中最常用的一種，導(dǎo)料銷導(dǎo)向，在模具中設(shè)計(jì)兩個(gè)導(dǎo)料銷，并位于條料的兩側(cè)，該模具是從右向左送料，所以導(dǎo)料銷裝在前后各一側(cè)。形式為固定導(dǎo)料銷。如圖81所示。 圖8-1 固定導(dǎo)料銷 2. 送料定距方式的選用限位銷用來限制條料送進(jìn)的距離，在此我們根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)選用活動(dòng)擋料銷如圖8-2 所示，其結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，用途廣泛。 圖8-2 活動(dòng)擋料銷 3. 卸料、出件方式的選擇 卸料零件的目的，是將沖裁后卡箍在凸模上或凸凹模上的制件或廢料卸掉，保證下次沖壓壓正常進(jìn)行。常用的卸料方式有剛性卸料和彈性卸料兩種。 因?yàn)楣ぜ虾駷?mm，相對較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。又因?yàn)槭菑?fù)合模生產(chǎn)，所以采用上出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。 4. 標(biāo)準(zhǔn)模架導(dǎo)向方式的選擇按導(dǎo)柱在模架上的固定位置不同，導(dǎo)柱模架的基本型式有四種：對角導(dǎo)柱模架；后側(cè)導(dǎo)柱模架；中間導(dǎo)柱模架；四導(dǎo)柱模架。為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該復(fù)合模采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。九、沖模主要零件的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)主要零部件時(shí)，首先要考慮主要零部件用什么方法加工制造及總體裝配方法。結(jié)合模具的特點(diǎn)，本模具適宜采用線切割加工凸模固定板、卸料板、凸凹固定板、凹模及沖孔凸模、凸凹模。除凸凹模外，在采用線切割后，還得采用數(shù)控車床加工其形腔錐度。這種加工方法可以保證這些零件各個(gè)內(nèi)孔的同軸度，使裝配工作簡化。下面就分別介紹各個(gè)零部件的設(shè)計(jì)方法。 （1） 工作零件的設(shè)計(jì) 1.凸凹模的設(shè)計(jì)因?yàn)樵撝萍螤顝?fù)雜，所以將落料凸模與沖孔凹模設(shè)計(jì)成一個(gè)整體為凸凹模。直通式凸模工作部分和固定部分的形狀做成一樣，直通式凸模采用線切割機(jī)床加工。凹模和工作部分與凸模聯(lián)在一起，為保證廢料直接由凸模從凸凹模內(nèi)孔推出。凹模洞口若采用直刃、則模內(nèi)有積薦廢料，脹力較大。若采用上直下斜的錐面式，可以解出積薦廢料的問題，錐度先采用線切割加工后采用數(shù)控車床加工。通過固定板把凸凹模固定。固定板與凸凹模的配合按H7/m6。凸凹模材料應(yīng)選T10A，熱處理5860HRC，凸凹模與卸料板之間的間隙見表91查得凸凹模與卸料板的間隙選為0.035mm。凸凹模高度是固定板、卸料板和彈簧間隙組成。凸凹模高度為： H=H1+H2+（1520）mm H1固定板厚度；得H1=0.8H凹=0.816=12.8 mm(標(biāo)準(zhǔn)為15mm) H2卸料板厚度；查表94得H2=10 mm(1520)附加長度，包括凸凹模的修磨量，凸模進(jìn)入凹模的深度及固定板與卸料板間的安全距離。（附加長度取18）H=15+10+18 =43 mm 表9-1 凸凹模與卸料板、導(dǎo)柱與導(dǎo)套的間隙序號模具沖裁間隙Z卸料板與凸模間隙Z1輔助小導(dǎo)柱與小導(dǎo)套間隙Z210.0150.0250.0050.007約為0.00320.0250.050.0070.015約為0.00630.050.100.0150.025約為0.0140.100.150.0250.035約為0.02 2. 沖孔凸模的設(shè)計(jì)因?yàn)闆_孔凸模是由圓和非圓組合而成的凸模，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對模具零件精度要求較高；模具裝配精度也較高。將沖孔凸模設(shè)計(jì)成直通式，采用線切割加工。沖孔凸模與凸凹模中的落料凹模鑲拼結(jié)構(gòu)中的壓入式固定。凸模的高度是凸模固定板、凹模及附加長度組成。凸模高度為： H=H1+H2+（1520）mm H1凸模固定板厚度；得H1=0.8H凹=0.816=12.8 mm(標(biāo)準(zhǔn)為15mm) H2凹模厚度； H2=16 mm(1520)附加長度，包括凸凹模的修磨量，凸模進(jìn)入凹模的深度及固定板與卸料板間的安全距離。（附加長度取18）H=15+16+18 =49 mm 3. 落料凹模的設(shè)計(jì)凹模采用整體凹模，各種沖裁的凹模孔均采用線切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。模具的外形尺寸如下： 模具厚度的確定公式為： H=Kb式中：K92系數(shù)值，考慮板料厚度的影響；b 沖裁件的最大外形尺寸；表9-2系數(shù)值Ks/mm材料厚度t/mm1336501001002002000.300.400.200.300.150.200.100.150.350.500.220.350.180.220.120.180.450.600.300.450.220.300.150.22查表92得：K=0.30 H=0.3050 =15 mm查表取標(biāo)準(zhǔn)：H=16 mm模具壁厚的確定公式為： C=(1.52)H =1.520216 =3032 mm凹模壁厚取C=32 mm、凹模寬度的確定公式為： B=b+2C =44+232 =108 mm查表取標(biāo)準(zhǔn)取B=125 mm凹模長度的確定公式為： L=50+232 =114 mm凹模的長度要考慮導(dǎo)料板發(fā)揮的作用，保證送料粗定位精度。查表取標(biāo)準(zhǔn)L=125 mm。凹模輪廓尺寸為125mm125mm16mm。凹模材料選用T10A，熱處理6062HRC。（二） 卸料板的設(shè)計(jì)卸料板不僅有卸料作用，還具有用外形凸模導(dǎo)向，對內(nèi)孔凸模起保護(hù)作用，卸料板的邊界尺寸與凹模的邊界尺寸相同，卸料板的厚度按表94選擇，卸料板厚度為10mm。卸料板與2個(gè)凸模的間隙以在凸模設(shè)計(jì)中確定了為0.035。卸料板上設(shè)置了4個(gè)螺釘。卸料板采用45鋼制造，熱處理淬火硬度4045HRC。表9-4固定卸料板厚度沖件厚度t卸料板寬度2000.866810120.81.5681012141.53810121416（三） 定位零件的設(shè)計(jì) 為了保證模具的正常工作和沖出合格的沖裁件，必須保證坯料或工序件對模具的工作刃口處于正確的相對位置，即必須定位。而模具送料平面中必須有兩個(gè)方向的限位：一是送料方向垂直的方向上限位，保證條料沿正確的方向的送進(jìn)，稱為送進(jìn)的導(dǎo)向，二是在送進(jìn)方向上的限位，控制條料一次送進(jìn)的距離(步距)稱為送料定距。屬于送料導(dǎo)向的定位零件有導(dǎo)料銷，導(dǎo)料板、側(cè)壓板等，屬于送料定距的定位零件有固定擋料銷、始用擋料銷、活動(dòng)擋料銷、導(dǎo)正銷、側(cè)刃等。屬于塊料或工序件的定位零件有定位銷、定位板等。由于止動(dòng)墊圈沖壓所用的材料屬于條料，厚度不大，零件精度且采用的是復(fù)合模進(jìn)行沖裁。終上所述定位零件選用導(dǎo)料銷，定位零件采用活動(dòng)擋料銷?；顒?dòng)擋料銷的位置可以由公式確定B=A-D/2+d/2 式中A送料進(jìn)距（mm）；d擋料銷直徑（mm）；D落料凸模直徑（mm）。B= A-D/2+d/2 =45.3-50/2+8/2 =24.3 (mm)（四） 模架及其它零件的設(shè)計(jì) 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn),模架主要有兩大類,一類是由上模座、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)柱模模架。另一類是由彈壓導(dǎo)板、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)板模模架?？紤]到經(jīng)濟(jì)效益以及加工的特點(diǎn)，選擇后側(cè)導(dǎo)柱模模架。本模具采用滑動(dòng)導(dǎo)柱、導(dǎo)套來保證模具上、下模的精確導(dǎo)向?；瑒?dòng)導(dǎo)柱、導(dǎo)套都是圓柱形的，其加工方便，可采用車床加工，裝配容易。導(dǎo)柱的長度應(yīng)保證上模座最底位置時(shí)（閉合狀態(tài)），導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離15mm。而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離為5mm。導(dǎo)柱的下部與下模座導(dǎo)柱孔采用R7/h5的過盈配合,導(dǎo)套的外徑與上模座導(dǎo)套孔采用R7/h5的過盈配合。導(dǎo)套的長度，需要保證沖壓時(shí)導(dǎo)柱一定要進(jìn)入導(dǎo)套10mm以上。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用H7/h6的間隙配合，導(dǎo)柱與導(dǎo)套均采用20鋼，熱處理硬度滲碳淬硬5660HRC。導(dǎo)柱的直徑、長度，按標(biāo)準(zhǔn)選取。導(dǎo)柱：d/mmL/mm分別為32160；導(dǎo)套：d/mmL/mmDmm分別為3210545模座的的尺寸L/mmB/mm為160mm315mm。模座的厚度應(yīng)為凹模厚度的1.52倍上模座的厚度為30mm，上墊板厚度取8mm，凸凹固定板厚度取20mm，下模座的厚度為40mm。那么該模具的閉合高度為： H閉=H上模+H墊+H凸+H凸凹+H下模-h2式中： H凸凸模長度，L=49 mm H凸凹凸凹模厚度，H=43 mmh2凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，h2=3 mm H閉=H上模+H墊+H凸+H凸凹+H下模-h2 =32+8+49+43+45-3 =174 mm可見該模具閉合高度小于所選壓力機(jī)J2335的最大裝模高度（220mm）可以使用。十、模具總裝圖通過以上的設(shè)計(jì)，可得到模具總裝圖。模具的上模部分由上模座、上模墊板、凸模、凸模固定板及凹模等組成。上模座、上模墊板、凸模、凸模固定板及凹模用4個(gè)M10螺釘和2個(gè)8圓柱銷固定。螺釘選取：M1070mm的標(biāo)準(zhǔn)件。采用45鋼，熱處理淬火硬度4348HRC。圓柱銷選?。?70mm的標(biāo)準(zhǔn)件。采用45鋼，熱處理淬火硬度4348HRC。下模部分由下模座、凸凹模、卸料板及固定板等組成。下模座、凸凹模、卸料板及固定板用4個(gè)M10的螺釘和2個(gè)8的圓柱銷固定。螺釘選?。篗1070mm的標(biāo)準(zhǔn)件。采用45鋼，熱處理淬火硬度4348HRC。圓柱銷選?。?70mm的標(biāo)準(zhǔn)件。采用45鋼，熱處理淬火硬度4348HRC。沖孔廢料由凸凹模的沖孔凹模漏料孔漏出。十一、壓力機(jī)設(shè)備的選定通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機(jī)J2335能夠滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力：350KN；滑塊行程：80mm； 最大閉合高度：270mm；最大裝模高度；220mm；作臺尺寸（前后左右）：370mm560mm；墊板尺寸（厚度孔徑）：50mm200mm；模柄孔尺寸：40mm60mm；最大傾角高度：30。12、 結(jié)論通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我收獲頗多，指導(dǎo)老師的熱心指導(dǎo)，耐心的為我講解、分析，在設(shè)計(jì)的過程中所遇到的問題，同學(xué)們的熱心幫助也讓我感到了同學(xué)之間的情誼。這次從設(shè)計(jì)過程、加工過程和零件的加工分析過程，其實(shí)也是考驗(yàn)我大學(xué)來理論知識的掌握、實(shí)際操作和如何將書本上的理論知識怎么樣運(yùn)用到實(shí)際操作的一個(gè)過程。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中我掌握了很多東西，沖裁件的工藝分析，制件的排樣方法，沖裁力的相關(guān)計(jì)算，模具壓力中心的計(jì)算，沖裁間隙的確定，凸模與凹模刃口尺寸的計(jì)算，模具的總體設(shè)計(jì)，主要零部件的設(shè)計(jì)，壓力機(jī)的選擇，總裝配圖的繪制等?？傊ㄟ^這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我掌握了很多東西，也有很多不足的地方，設(shè)計(jì)說明書格式的不太清楚，模具的公差不好給，圖紙的繪制不熟練，但在老師和同學(xué)的幫助下我順利的完成了設(shè)計(jì)。通過這次設(shè)計(jì)我讓我全方位的知道模具的設(shè)計(jì)過程，真是受益匪淺。13、 致謝 本次課程設(shè)計(jì)離不開兩位指導(dǎo)老師的幫助，老師總是耐心幫我看圖，幫我指正，向我發(fā)送郵件，傳達(dá)需要修改的地方和解決方案。感謝老師給我們這樣一次機(jī)會，能夠獨(dú)立地完成一個(gè)課程設(shè)計(jì)，并在這個(gè)過程當(dāng)中，給我們提供了許多相關(guān)資料，使我們在即將離校的最后一段時(shí)間里，能夠更多學(xué)習(xí)一些實(shí)踐應(yīng)用知識，增強(qiáng)了我們實(shí)踐操作和動(dòng)手應(yīng)用能力，提高了獨(dú)立思考的能力。為了順利幫我們完成課程設(shè)計(jì)，程老師披星戴月為我們修改作業(yè)，好感動(dòng)。再一次對我們的程老師表示感謝。感謝在整個(gè)課程設(shè)計(jì)期間陪伴我的小伙伴，和曾經(jīng)在各個(gè)方面給予過我?guī)椭耐瑢W(xué)們，在大學(xué)生活即將結(jié)束的最后的日子里，我們把一個(gè)龐大的，從來沒有上手的課題，圓滿地完成了。正是因?yàn)橛辛四銈兊膸椭抛屛也粌H學(xué)到了本次課題所涉及的新知識，更讓我感覺到了知識以外的東西。最后，感謝所有在本次課程設(shè)計(jì)中給予過我?guī)椭娜恕⒖嘉墨I(xiàn) 1 郝濱海.沖壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊.化學(xué)工業(yè)出版社.2 楊可楨、程光蘊(yùn)、李仲生.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).高等教育出版社3 機(jī)械制圖. 高等教育出版社。4 翁其金.沖壓工藝與沖模設(shè)計(jì).清華大學(xué)出版社.5 沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)用計(jì)算手冊.機(jī)械工業(yè)出版社.6 高錦張.塑性成形工藝與模具設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社7 甘永立.幾何量公差與檢測.上海科學(xué)技術(shù)出版社.8 齊衛(wèi)東.冷沖壓模具圖集.北京理工大學(xué)出版社9 史鐵梁.冷沖模設(shè)計(jì)指導(dǎo).機(jī)械工業(yè)出版社.10 張鼎承.沖模設(shè)計(jì)手冊.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.