山字形鐵芯片畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

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1、南京工程學(xué)院繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 前言 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一。近幾年來，我國模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。 進(jìn)入21世紀(jì)，在經(jīng)濟(jì)全球化的新形勢(shì)下，隨著資本、技術(shù)和勞動(dòng)力市場的重新整合，中國裝備制造業(yè)在加入WTO以后，將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中，無論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來越多地采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為了適應(yīng)用戶對(duì)模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求，模具工業(yè)正廣泛應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)來加速模具工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，這是各行各業(yè)對(duì)模具這一基礎(chǔ)工藝裝備的迫切需求。 本論文應(yīng)用所學(xué)專業(yè)理論課程和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行了冷沖壓模具設(shè)計(jì)工

2、作的實(shí)際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了冷沖壓模具設(shè)計(jì)等課程所學(xué)的內(nèi)容。通過本次設(shè)計(jì)，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本技能，懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了模具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計(jì)算能力，繪圖能力，熟悉了相應(yīng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)對(duì)相關(guān)的課程進(jìn)行了全面的復(fù)習(xí)，使獨(dú)立思考能力有了提高。本設(shè)計(jì)采用落料沖孔復(fù)合模，模具設(shè)計(jì)制造簡便易行。落料沖裁效果好，能極大地提高生產(chǎn)效率。本設(shè)計(jì)主要工序包括：沖孔和落料。本設(shè)計(jì)分別論述了產(chǎn)品工藝分析，沖壓方案的確定，工藝計(jì)算，模板及主要零件設(shè)計(jì)，模具裝配等問題。本設(shè)計(jì)的內(nèi)容是確定復(fù)合模內(nèi)型和結(jié)構(gòu)形式以及

3、工藝性，繪制模具總圖和主要工作零件圖。 第一章 沖壓概述 1.1 沖壓的概念 1.1.1 沖壓 沖壓加工是利用安裝在壓力機(jī)上的模具，對(duì)放置在模具內(nèi)的板料施加變形力，使板料在模具內(nèi)產(chǎn)生變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技術(shù)。由于沖壓加工常在室溫下進(jìn)行，因此也稱冷沖壓。 1.1.2 沖壓特點(diǎn)及其應(yīng)用 沖壓生產(chǎn)靠模具和壓力機(jī)完成加工過程，與其他加工方法相比，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面有如下特點(diǎn)： （1）沖壓件的尺寸精度由模具來保證，具有一模一樣的特征，所以質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好。 （2）由于利用模具加工，所以可以獲得其他加工方法所以不能或難以制

4、造的壁薄、重量輕、剛性好、表面質(zhì)量高、形狀復(fù)雜的零件。 （3）沖壓加工一般不需要加熱毛呸，也不像切削加工那樣，大量切削金屬，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約金屬。 （4）普通壓力機(jī)每分鐘可以生產(chǎn)幾十件沖壓件，而高速?zèng)_壓機(jī)每分鐘可以生產(chǎn)幾百甚至上千件。所以它是一種高效率的加工方法。 由于沖壓工藝具有上述突出的特點(diǎn)，因此在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。例如，航空航天、機(jī)械、電子信息、交通、兵器、日用電器及輕工等產(chǎn)業(yè)都有沖壓加工。不但產(chǎn)業(yè)界廣泛用到它，而且每一個(gè)人每天都直接與沖壓產(chǎn)品發(fā)生聯(lián)系。沖壓可制造鐘表以及儀器中的小型精密零件，也可制造汽車、拖拉機(jī)的大型覆蓋件。 沖壓也存在一些缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在制造復(fù)

5、雜、周期性長、制造費(fèi)用高而且在加工時(shí)噪聲、振動(dòng)大等公害。這些問題并不完全是沖壓工藝及模具本身帶來的，而主要是由于傳統(tǒng)的沖壓設(shè)備落后所造成的。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，這些公害一定會(huì)得到解決。 1.2 塑性變形的基本概念 1.2.1 變形的基本 外力破壞原子間原有的平衡狀態(tài)，造成排列的畸變，引起金屬形狀和尺寸的變化 1.2.2 塑性與變形抗力 1.塑性指標(biāo) 塑性指標(biāo)是衡量金屬在一定條件下塑性高低的數(shù)量指標(biāo)。它是以材料開始破壞時(shí)的塑性變形量來表示，可借助于一些試驗(yàn)方法測(cè)定。常用的塑性指標(biāo)有： 拉伸試驗(yàn)所得的伸長率： δ=100％ 斷面收縮率： =100％ 式中，Lo

6、、Ao分別為拉伸試樣原始標(biāo)距長度（mm）和原始截面積（m㎡）；Lk、Ak分別為試樣斷裂后標(biāo)距間長度（mm）和斷裂處最小截面積（m㎡）。 1.2.3 影響塑性與變形抗力的因素 影響金屬塑塑性和變形抗力的主要因素有兩個(gè)方面。其一是變形金屬本身的晶格類型、化學(xué)成分和組織狀態(tài)等內(nèi)在因素；其二是變形時(shí)的外部條件，如變形溫度、變形速度和變形的力學(xué)狀態(tài)等。 1.化學(xué)成分和組織對(duì)塑性和變形抗力的影響 化學(xué)成分和組織對(duì)塑性和變形抗力的影響非常明顯也很復(fù)雜。 2.變形溫度對(duì)塑性和變形抗力的影響 變形溫度對(duì)金屬及合金的塑性有很大的影響。就多數(shù)金屬及合金而言，隨著溫度的升高，塑性增加，變形抗力降低。 3

7、.變形速度對(duì)塑性和變形抗力的影響 ⑴ 變形速度大時(shí)，變形抗力提高，塑性下降。 ⑵ 在高變形速度下，溫度上升，塑性增加，變形抗力下降 1.3 沖壓材料 1.3.1 板料的力學(xué)性能與沖壓成形性能之間的關(guān)系 板料的沖壓成形性能板料對(duì)各種沖壓成形加工的適應(yīng)能力稱為板料的沖壓成形性能。具體地說，就是指能否用簡便地工藝方法，高效率地用坯料生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)沖壓件。沖壓成形性能是個(gè)綜合性的概念，它涉及到的因素很多，其中有兩個(gè)主要方面：一方面是成形極限，希望盡可能減少成形工序；另一方面是要保證沖壓件質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。 1.3.2 常用沖壓材料及其性能 1.常用的沖壓材料 本論文中設(shè)計(jì)的模具材料為0

8、8F鋼，厚度為0.8。 沖壓常用材料，多為各種規(guī)格的板料、帶料等。冷沖壓常用材料有： ⑴ 黑色金屬：普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼等。 ⑵ 有色金屬：紫銅、無氧銅、黃銅、青銅、純鋁、硬鋁等。 ⑶ 非金屬材料：紙板、各種膠合板、塑料、橡膠等。 性能： a.強(qiáng)度：金屬材料在外力作用下抵抗變形和斷裂的能力。屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度是極為重要的強(qiáng)度指標(biāo)，是金屬材料選用的重要依據(jù)。強(qiáng)度的大小用應(yīng)力來表示，即用單位面積所能承受的載荷(外力)來表示，常用單位為MPa。 b.屈服強(qiáng)度：金屬試樣在拉力試驗(yàn)過程中，載荷不再增加，而試樣仍繼續(xù)發(fā)生變形的現(xiàn)象，稱為“屈服”。產(chǎn)生屈服現(xiàn)象

9、時(shí)的應(yīng)力，即開始產(chǎn)生塑性變形時(shí)的應(yīng)力，稱為屈服點(diǎn)，用符號(hào)σs表示，單位為MPa。一般的，材料達(dá)到屈服強(qiáng)度，就開始伴隨著永久的塑性變形，因此其是非常重要的指標(biāo)。 c.抗拉強(qiáng)度：金屬試樣在拉力試驗(yàn)時(shí)，拉斷前所能承受的最大應(yīng)力，用符號(hào)σb表示，單位為MPa。 d.伸長率：金屬在拉力試驗(yàn)時(shí)，試樣拉斷后，其標(biāo)距部分所增加的長度與原始標(biāo)距長度的百分比，稱為伸長率。用符號(hào)δ表示。伸長率反映了材料塑性的大小，伸長率越大，材料的塑性越大。 e.應(yīng)變強(qiáng)化指數(shù)n：鋼材在拉伸中實(shí)際應(yīng)力－應(yīng)變曲線的斜率。其物理意義是，n值高，表示材料在成形加工過程中變形容易傳播到低變形區(qū)，而使應(yīng)變分布較為均勻，減少局部變形集中現(xiàn)

10、象，因此n值對(duì)拉延脹形非常重要。 f.塑性應(yīng)變比r值：r值表示鋼板拉伸時(shí)，寬度方向與厚度方向應(yīng)變比之比值。r值越大，表示鋼板越不易在厚度方向變形（越不容易開裂），深沖性越好。 1.4 沖壓設(shè)備 1.4.1 沖壓設(shè)備的發(fā)展 進(jìn)入21世紀(jì)以來，中國鍛壓機(jī)床行業(yè)經(jīng)過技術(shù)引進(jìn)、合作生產(chǎn)及合資等多種方式的運(yùn)作，快速地提升了我國沖壓設(shè)備整體水平。近年設(shè)計(jì)制造的許多產(chǎn)品，其技術(shù)性能指標(biāo)已經(jīng)接近或達(dá)到世界先進(jìn)水平，在宜人性方面也取得了長足進(jìn)步。但由于大家都在進(jìn)步，所以國內(nèi)產(chǎn)品與國外名牌產(chǎn)品的差距并無明顯縮短。因此，我國沖壓設(shè)備行業(yè)和企業(yè)需以戰(zhàn)略的思路和有效的措施應(yīng)對(duì)當(dāng)前的機(jī)遇和挑戰(zhàn)： 1.轉(zhuǎn)變經(jīng)

11、營理念，培育知名品牌 2.分析技術(shù)上的差距，制定有效措施 1.4.2 沖壓設(shè)備的主要參數(shù)及結(jié)構(gòu)分類 1.主要參數(shù)： 公稱壓力（噸位）、最大裝模高度及調(diào)節(jié)量、行程、氣墊壓力、頂桿孔間距數(shù)量、工作臺(tái)尺寸、滑塊尺寸、導(dǎo)軌間距、電機(jī)功率、行程次數(shù)/MIN等等。 2.沖壓設(shè)備的結(jié)構(gòu)分類 沖壓設(shè)備類型的選擇主要是根據(jù)沖壓工藝特點(diǎn)和生產(chǎn)率、安全操作等因素來確定的 第二章 沖裁工藝和沖裁模設(shè) 2.1設(shè)計(jì)課題及設(shè)計(jì)任務(wù)書 2.1.1 設(shè)計(jì)課題 鐵芯片落料、沖孔復(fù)合模 2.1.2設(shè)計(jì)任務(wù)書 圖示沖裁件，材料為08F鋼，厚度為0.8mm，生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)。

12、 零件名稱：鐵心片 生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn) 材料：08F鋼 材料厚度：t=0.8mm 2.1.2沖壓件工藝分析 ①材料：該沖裁件的材料硅鋼板，具有較好的可沖壓性能。 ②零件結(jié)構(gòu)：該沖裁件結(jié)構(gòu)簡單，只有兩個(gè)直徑為7的孔，比較適合沖裁。 ③尺寸精度：零件圖上所有未注公差的尺寸，屬自由尺寸，可按IT14級(jí)確定工件尺寸的公差。查公差表可得各尺寸公差為： 零件外形：128mm 96mm 16mm 32mm 32mm 80mm 結(jié)論：適合沖裁。 2.2 沖裁變形分析 2.2

13、.1板料變形區(qū)力態(tài)分析 無壓邊裝置的模具對(duì)板料進(jìn)行沖裁時(shí)的情形。凸模１與凹模２都具有與制件輪廓一樣形狀的鋒利刃口，凸凹模之間存在一定間隙。當(dāng)凸模下降至與板料接觸時(shí)，板料就受到凸、凹模的作用力，其中： F1、F2 ──凸、凹模對(duì)板料的垂直作用力； F3、F4──凸、凹模對(duì)板料的側(cè)壓力； μF1、μF2──凸、凹模端面與板料間的摩擦力，其方向與間隙大小有關(guān)，一般從模具刃口指向外； μF3、μF4──凸、凹模側(cè)面與板料間的摩擦力 2.2.2 沖裁時(shí)板料的變形過程 沖裁變形過程。如果模具間隙正常，沖裁變形過程大致可分為如下三個(gè)階段。 1．彈性變形階段 在凸模壓力下，材料產(chǎn)生彈性壓縮、

14、拉伸和彎曲變形，凹模上的板料則向上翹曲，間隙越大，彎曲和上翹越嚴(yán)重。同時(shí)，凸模稍許擠入板料上部，板料的下部則略擠入凹模洞口，但材料內(nèi)的應(yīng)力末超過材料的彈性極限。 2．塑性變形階段 因板料發(fā)生彎曲，凸模沿寬度為b的環(huán)形帶繼續(xù)加壓，當(dāng)材料內(nèi)的應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度時(shí)便開始進(jìn)入塑性變形階段。凸模擠入板料上部，同時(shí)板料下部擠入凹模洞口，形成光亮的塑性剪切面。隨凸模擠入板料深度的增大，塑性變形程度增大，變形區(qū)材料硬化加劇，沖裁變形抗力不斷增大，直到刃口附近側(cè)面的材料由于拉應(yīng)力的作用出現(xiàn)微裂紋時(shí)，塑性變形階段便告終，此時(shí)沖裁變形抗力達(dá)到最大值。由于凸、凹模間存在有間隙，故在這個(gè)階段中板料還伴隨著彎曲和拉伸

15、變形。間隙越大，彎曲和拉伸變形也越大。 3．?dāng)嗔逊蛛x階段 材料內(nèi)裂紋首先在凹模刃口附近的側(cè)面產(chǎn)生，緊接著才在凸模刃口附近的側(cè)面產(chǎn)生。已形成的上下微裂紋隨凸模繼續(xù)壓入沿最大切應(yīng)力方向不斷向材料內(nèi)部擴(kuò)展，當(dāng)上下裂紋重合時(shí)板料便被剪斷分離。隨后，凸模將分離的材料推人凹模洞口。 2.2.3 沖裁件斷面質(zhì)量及其影響因素 1．沖裁件斷面質(zhì)量及其影響因素 由于沖裁變形的特點(diǎn)，沖裁件的斷面明顯地分成四個(gè)特征區(qū)，即圓角帶a、光亮帶b、斷裂帶c與毛刺區(qū)d， 圓角帶a ：該區(qū)域的形成是當(dāng)凸模刃口壓入材料時(shí)，刃口附近的材料產(chǎn)生彎曲和伸長變形，材料被拉入間隙的結(jié)果； 光亮帶b ：該區(qū)域發(fā)生在塑形變形階

16、段，當(dāng)刃口切入材料后，材料與凸、凹模切刃的側(cè)表面擠壓而形成的光亮垂直的斷面。通常占全斷面的1/2-1/3； 斷裂帶c ：該區(qū)域是在斷裂階段形成。是由刃口附近的微裂紋在拉應(yīng)力作用下不斷擴(kuò)展而形成的撕裂面，其斷面粗糙，具有金屬本色，且略帶有斜度。 毛刺區(qū)d ：毛刺的形成是由于在塑性變形階段后期，凸模和凹模的刃口切入被加工板料一定深度時(shí)，刃口正面材料被壓縮，刃尖部分是高靜水壓應(yīng)力狀態(tài)，使裂紋的起點(diǎn)不會(huì)在刃尖處發(fā)生，而是在模具側(cè)面距刃尖不遠(yuǎn)的地方發(fā)生，在拉應(yīng)力的作用下，裂紋加長，材料斷裂而產(chǎn)生毛刺，裂紋的產(chǎn)生點(diǎn)和刃口尖的距離成為毛刺的高度。在普通沖裁中毛刺是不可避免的。 2.材料的性能對(duì)斷面質(zhì)

17、量的影響 對(duì)于塑性較好的材料，沖裁時(shí)裂紋出現(xiàn)得較遲，因而材料剪切的深度較大，所以得到的光亮帶所占有比例大，圓角和彎彎較大，斷裂帶較窄。而塑性差的材料，當(dāng)剪切開始不久材料便被拉裂，光亮帶所占比例小，圓角小，彎彎小，大部分是帶有斜度的粗糙斷裂帶。 3.模具沖裁間隙大小對(duì)斷面質(zhì)量的影響 沖裁單面間隙是指凸模和凹模刃口橫向尺寸的差值的一半，常稱沖裁間隙，用c表示。間隙值得大小，影響沖裁時(shí)上、下形成的裂紋會(huì)合；影響變形應(yīng)力的性質(zhì)和大小。 2.3 沖裁模具的間隙 2.3.1 間隙對(duì)沖裁件尺寸的精度的影響 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

18、括兩方面的偏差，一是沖裁件相對(duì)于凸?；虬寄３叽绲钠?，二是模具本身的制造偏差。 影響偏差值的因素有：凸模與凹模間隙、材料性質(zhì)、工件形狀與尺寸。其中主要因素是凸模、凹模間的間隙值。 上述因素的影響是在一定的模具制造精度前提下討論的。若模具刃口制造精度低，則沖裁件的制造精度也就無法保證。所以，凸、凹模刃口的制造公差一定要按工件的尺寸要求來決定。此外，模具的結(jié)構(gòu)形式及定位方式對(duì)孔的定位尺寸精度也有較大的影響。 2.3.2 間隙對(duì)模具壽命的影響 模具壽命受各種因素的綜合影響。間隙是影響模具壽命諸因素中最主要的因素之一。沖裁過程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間均有摩擦，而且間隙越小，模具

19、作用的壓應(yīng)力越大，摩擦也越嚴(yán)重。所以過小的間隙對(duì)模具壽命極為不利。而較大的間隙可使凸模側(cè)面與材料間的摩擦減小，并減緩由于受到指責(zé)和裝配精度限制而出現(xiàn)的間隙不均勻現(xiàn)象的不利影響，從而提高模具壽命。 2.3.3 間隙對(duì)沖裁力的影響 隨著間隙的增大，材料所受的拉力應(yīng)力增大，材料容易斷裂分離，因此沖裁力減小。通常沖裁力的降低并不顯著，當(dāng)單邊間隙在材料厚度的5﹪―20﹪左右時(shí)，沖裁力的降低不超過5﹪―10﹪。間隙對(duì)卸料力、推件力的影響比較顯著。間隙增大后，從凸模上卸料和從凹模里推出零件都省力，當(dāng)單邊間隙達(dá)到材料厚度的15﹪―25﹪左右時(shí)卸料力幾乎為零。但間隙繼續(xù)增大，因?yàn)槊淘龃?，又將引起卸料力、?/p>

20、件力迅速增大。 2.3.4 間隙值的確定 由以上分析可見，凸模、凹模間間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量、沖裁工藝力、模具壽命都有很大的影響。因此，設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要選擇一個(gè)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?？紤]到模具在使用過程中的磨損使間隙值增大，故設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)要采用最小合理間隙值Cmin。確定合理間隙的方法有理論確定法與經(jīng)驗(yàn)法。 1.理論確定法 理論確定法的主要依據(jù)是保證上下裂紋會(huì)合，以便獲得良好的斷面。 2.經(jīng)驗(yàn)確定法 根據(jù)近年來的研究與使用經(jīng)驗(yàn)，在確定間隙值時(shí)要按要求分類選用。對(duì)尺寸精度、斷面垂直度要求高的制件應(yīng)選用較小間隙值，對(duì)斷面垂

21、直度與尺寸精度要求不高的制件，應(yīng)以降低沖裁力、提高模具壽命為主，可用較大間隙值 本論文設(shè)計(jì)的產(chǎn)品經(jīng)查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》書中表2.2.3得：材料為08F鋼，厚度為0.8的鐵芯片間隙值為：Z=0.072；Z=0.104 2.4 凸模與凹模刃口尺寸計(jì)算 2.4.1 計(jì)算原則 1.落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時(shí)孔的尺寸由凸模決定。 2.凸模、凹模間隙則取最小合理間隙值。 3.確定沖模刃口制造公差時(shí)，應(yīng)考慮制件的公差要求。沖壓件的尺寸公差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注，落料件上偏差為零，下偏差為負(fù)；沖孔件下偏差為零，上偏差為正。 2.4.2 計(jì)算方法 1.凸模與凹模分別加工計(jì)算模具刃口尺寸

22、 采用這種方法，是指凸模和凹模分別按圖紙標(biāo)注的尺寸和公差進(jìn)行加工。適用范圍：圓形或簡單規(guī)則形狀的沖裁件。 要保證初始間隙值小于最大合理間隙Zmax，必須滿足下列條件： ︳δp︱+︱δd︱≤Zmax-Zmin 若︱δp︱+︱δd︱>Zmax-Zmin，可取δp=0.4﹙Zmax-Zmin﹚、δd=0.6﹙Zmax-Zmin﹚作為模具的凸模、凹模的制造偏差。 落料 （以凹模為基準(zhǔn)） 零件的外徑尺寸 D D=(D-XΔ) D=(D-Z)=(D-XΔ-Z) 2.凸模與凹模配合加工 對(duì)于形狀復(fù)雜或料薄的沖壓件，為了保證沖裁凸、凹模間有一定的間隙值，必須采用配合加工。此方法是先做好

23、其中的一件（凸?；虬寄＃┳鳛榛鶞?zhǔn)件，然后以此基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸來配加工另一件，使它們之間保持一定的間隙。這種加工方法的特點(diǎn)： ① 不需校核︳δp︱+︱δd︱≤Zmax-Zmin ② 尺寸標(biāo)注簡單，只需在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸和公差，配合制件僅標(biāo)注基本尺寸并標(biāo)明配合所留間隙值。 落料 （以凹模為基準(zhǔn)配做凸模） 變大的尺寸（A類） A=（A-XΔ） 變小的尺寸（B類） B=（B+XΔ） 無變化的尺寸（C類） C C=（C+0.5Δ） C C=(C-0.5Δ) C C=C 當(dāng)標(biāo)注形式為+δ（或-δ）δ=

24、δ時(shí)，δ= 按計(jì)算尺寸和公差制造凹模后，在按凹模刃口實(shí)際尺寸并保證最小合理間隙Z配合做凸模。 例： 以凸模為基準(zhǔn)配做凹模 變小的尺寸（A類）： A=(A+XΔ)=（128+0.750.26）=128.195 A=(A+XΔ)=（96+0.750.23）=96.1725 A=(A+XΔ)=（16+0.750.12）=16.09 A=(A+XΔ)=（32+0.750.17）=32.1275 變大的尺寸（B類）： B=(B-XΔ)=（32-0.750.17）=31.8725 無變化的尺寸（C類）： C=（C+0.5Δ）=（80+0.

25、50.2）=80.1 以凹模為基準(zhǔn)配做凸模 變大的尺寸（A類）： A=（A-XΔ）=（128-0.750.26）=127.805 A=（A-XΔ）=（96-0.750.23）=95.8275 A=（A-XΔ）=（16-0.750.12）=15.91 A=（A-XΔ）=（32-0.750.17）=31.8725 變小的尺寸（B類）： B=（B+XΔ）=（32-0.750.17） 無變化的尺寸（C類）： C=（C+0.5Δ）=（80+0.50.2）=80.1 2.5 沖裁力和壓力中心計(jì)算 2.5.1 沖裁力的計(jì)算

26、計(jì)算沖裁力的目的是為了合理地選用沖壓設(shè)備、沖壓模具和檢驗(yàn)?zāi)＞叩膹?qiáng)度。壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的需求。 1. 計(jì)算公式： 沖裁力： F=Ktlτ F ─ 沖裁力，N ； K ─ 一般取1.3 ； T ─ 厚度，㎜ ； L ─ 周長，㎜ ； τ ─ 抗剪強(qiáng)度，MPa 。 卸料力： F=KF 推料力： F=FF 頂件力： F=KF 式中，F(xiàn) →卸料力系數(shù)，其值為0.02 ~0.06（薄料取大值，厚料取小值）； F →推料力系數(shù)，其值為0.03 ~0.07（薄料取大值，厚料

27、取小值）； F →頂件力系數(shù)，其值為0.04 ~0.08（薄料取大值，厚料取小值）； 2.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時(shí)各工藝力的總和F 采用彈性卸料+下出料的模具： F=F + F + F 采用彈性卸料+上出料的模具： F=F + F + F 采用剛性卸料+下出料的模具： F=F + F 3.壓力機(jī)的選擇 F≥1.3F 實(shí)例：L=128+96+16+80+32+80+32+80+32+80+32+96=784（㎜） 沖裁力： F=Ktlτ=1.37840.8345=281299.2（N）≈281.30（KN） 卸料力

28、: F=KF=0.06281299.2=16877.952（N）≈168.78（KN） 推料力： F=FF=0.07281299.2=98454.72（N）≈984.55（KN） 頂件力： F=KF=0.08281299.2=22503.936（N）≈225.04（KN） 選取壓力機(jī)： 采用彈性卸料+下出料的模具： F=F + F + F=281299.2+16877.952+98454.72=396631.87（N）≈396.63（KN）1.3=515.619（KN） 采用彈性卸料+上出料的模具： F=F + F + F=281299.2+16877.952+22503.

29、936=320681.08（N）≈320.68（KN）1.3=416.884（KN） 采用剛性卸料+下出料的模具： F=F + F=281299.2+98454.72=379753.92（N）≈379.75（KN）1.3=493.675（KN） 由以上計(jì)算可得：壓力機(jī)為雙盤摩擦壓力機(jī) 型號(hào)：J53 – 63 J:機(jī)械壓力機(jī) 53：雙盤摩擦壓力機(jī) 63：公稱壓:630 KN 壓力機(jī)的主要參數(shù)： 公稱壓力/KN：630 滑塊行程/㎜：270 行程次數(shù)/（次?min）：22 最小閉合高度/㎜：190 最大裝模高度/㎜：無 閉合高度調(diào)節(jié)量/㎜：無 立柱間距離/㎜：無

30、 導(dǎo)軌間距離/㎜：350 工作臺(tái)尺寸/㎜：（1）前后：450 （2）左右：400 墊板尺寸/㎜：（1）厚度：無（2）孔徑：80 模柄孔徑/㎜：（1）直徑:60 （2）深度：80 電動(dòng)機(jī)功率/KW：4 1、壓力機(jī)的分類： ⑴ 按用途可分：通用壓力機(jī)和專用壓力機(jī)。 ⑵ 按結(jié)構(gòu)可分：開式和閉式壓力機(jī)；其中開式又可分為單柱和雙柱或可傾臺(tái)式、固定臺(tái)式、升降臺(tái)式壓力機(jī)。 2、壓力機(jī)的基本組成： 由床身、工作機(jī)構(gòu)、操作系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、能源系統(tǒng)等組成的。 3、主要參數(shù)： ① 公稱壓力機(jī)（主參數(shù)） ② 滑塊行程 S=2r ③ 滑塊行程次數(shù) n : 每分鐘滑塊從上死點(diǎn)到下死點(diǎn)，再

31、由下死點(diǎn)到上死點(diǎn)往返的次數(shù) ④ 最大裝模高度： 1） 滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，滑塊下表面到工作臺(tái)墊板上表面的距離為裝模高度 2） 將滑塊調(diào)整到最上位置，裝模高度達(dá)到最大值稱為最大裝模高度 ⑤ 封閉高度： 滑塊在下死點(diǎn)，滑塊下表面到工作臺(tái)上表面的距離 ⑥ 工作臺(tái)板及滑塊底面尺寸：LB ⑦ 喉深C 滑塊中心至機(jī)身的距離 ⑧ 模柄孔尺寸 2.5.2 壓力中心的計(jì)算 1.定義：壓力合力的作用。 2.壓力中心的確定： 由于工件x方向?qū)ΨQ, 根據(jù)CAD軟件作圖計(jì)算，圖形如下: X=； Y= 項(xiàng)目 長度 壓力中心 X Y L 32 16 0 L

32、 80 56 16 L 32 16 32 L 80 56 48 L 16 96 56 L 96 48 64 L 128 0 0 L 96 48 -64 L 16 96 -56 L 80 56 -48 L 32 16 -32 L 80 56 -16 X= = ≈41.33 Y= =0 故由以上計(jì)算可知沖壓件壓力中心的坐標(biāo)為（41.33，0）。 2.6 排樣設(shè)計(jì) 2.6.1 排樣 1.定義： 沖壓件在條料或板料上的布置方法。 2.利用率： ％=％ → 材料利用率； S →

33、 工件實(shí)際面積； S→ 所用材料面積，包括工件面積與廢料面積； A → 步距； B → 寬度。 實(shí)例： =％=100％=56％ 排樣圖 所以由上計(jì)算可得其利用率為56％ 3.注意事項(xiàng)： ⑴ 提高材料利用率； ⑵ 排樣方法應(yīng)使用沖壓操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度小且安全； ⑶ 模具結(jié)構(gòu)簡單、壽命高； ⑷ 保證制件質(zhì)量和制件對(duì)板料纖維方向的要求。 2.6.2 排樣方法 排樣的方法： 1.有廢料排樣法； 2.少廢料排樣法； 3.無廢料排樣法。 由以上計(jì)算可得此排樣方式為：有廢料排樣法 2.6.3 搭邊和條料寬度的確定 1.搭

34、邊 ⑴ 定義： 零件之間以及零件與條料側(cè)邊之間留下的工藝余料。 ⑵ 作用： ① 補(bǔ)償定位誤差；② 便于送料，提高模具使用壽命。 ⑶ 選擇 搭邊值通常是由經(jīng)驗(yàn)確定的。 2.條料寬度確定 ⑴ 有側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度 B=（D+2a+） B=B+C=(D+2a+)+C ⑵ 無測(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度 B=[D+2(a+)+C] B=[D+2（a++C）] ⑶ 有定距測(cè)刃時(shí)條料的寬度 B=B+nb=（D+2a+nb） B=B+C ；B=B+y=D+2a+y 式中： B －－ 條料寬度的基本尺寸，㎜； D －－ 條料寬度方向零件輪廓的最大尺寸，㎜； a －－ 側(cè)面搭邊

35、；查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》書中表2..5.1 －－ 條料下料剪切公差。 2.7 沖裁工藝設(shè)計(jì) 2.7.1 沖裁件的工藝性分析 1.定義： 沖裁件對(duì)沖裁工藝的適應(yīng)性 2.工藝性： ⑴ 盡可能簡單對(duì)稱，設(shè)計(jì)少、無廢料排樣的形狀； ⑵ 盡量避免銳角，嚴(yán)禁尖角，外形或內(nèi)孔交角處采用圓角過渡； ⑶ 避免過長的懸臂或窄槽； ⑷ 沖裁件孔與孔之間、孔與零件邊緣之間的壁厚，因受模具強(qiáng)度和零件質(zhì)量的限制，其值不能太小。一般要求c≥1.5t，c′≥t； ⑸ 沖裁件的孔徑不宜太小。 3.沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度要求 沖裁件的尺寸精度要求，應(yīng)在經(jīng)濟(jì)精度范圍以內(nèi)，對(duì)于普通沖裁件，其經(jīng)

36、濟(jì)精度不高于IT11級(jí)，沖孔件比落料件高一級(jí)。 2.7.2 沖裁的經(jīng)濟(jì)性分析 1.定義： 所謂經(jīng)濟(jì)性分析，就是分析在沖壓生產(chǎn)過程中，如何采用盡可能少的生產(chǎn)消費(fèi)獲得盡可能大的經(jīng)濟(jì)效益。 2.降低成本的措施： ⑴ 降低小批量生產(chǎn)中的沖壓件成本； ⑵ 工藝合理化； ⑶ 多件同時(shí)沖壓； ⑷ 沖壓過程的高速自動(dòng)化； ⑸ 提高材料利用率； ⑹ 節(jié)約模具費(fèi)用。 2.7.3 沖裁工藝方案的確定 1.沖裁工序的組合： ① 生產(chǎn)批量； ② 沖裁件尺寸精度； ③ 對(duì)工件尺寸、形狀的適應(yīng)性； ④ 模具制造、安裝調(diào)整和成本； ⑤ 操作方便與安全。 2.沖裁順序的安排 ① 級(jí)進(jìn)沖裁的

37、順序安裝； ② 多工序工件用單工序沖裁時(shí)的順序安裝。 2.8 沖裁模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.8.1 單工序沖裁模 1.定義： 單工序沖裁模指在壓力機(jī)一次行程內(nèi)只完成一種沖壓工序，而不論沖裁的凸、凹模是單個(gè)還是多個(gè)。 2.常見的形式 ⑴ 落料模： ① 無導(dǎo)向的敞開式落料模； ② 導(dǎo)板式落料模； ③ 帶導(dǎo)柱的彈頂落料模。 ⑵ 沖孔模 ① 側(cè)壁沖孔模； ② 單工序多凸模沖孔模。 2.8.2 復(fù)合沖裁模 1.定義： 在壓力機(jī)的一次工作行程中，在模具同一部位同時(shí)完成數(shù)道沖壓工序的模具。 2.應(yīng)用： 生產(chǎn)批量大、精度要求高的沖裁件。 3.分類 ⑴ 倒裝復(fù)合模； ⑵ 順裝復(fù)

38、合模。 2.8.3 級(jí)進(jìn)沖裁模 1.定義： 級(jí)進(jìn)模又稱連續(xù)模、跳步模，是指壓力機(jī)在一次行程中，依次在模具幾個(gè)不同位置上同時(shí)完成多道沖壓工序的沖模。 2.兩種基本結(jié)構(gòu) ⑴ 用導(dǎo)正銷定距的級(jí)進(jìn)模； ⑵ 采用側(cè)刃定距的級(jí)進(jìn)模。 第三章 模具總裝圖和主要零部件的設(shè)計(jì) 3.1.1 模具總裝圖和主要零部件的設(shè)計(jì) 條料的送進(jìn)，由兩個(gè)導(dǎo)料銷控制方向，由固定檔料銷控制其進(jìn)距。卸料采用彈性卸料裝置，將廢料從凸凹模上卸下。同時(shí)由裝在上模坐上的頂件裝置實(shí)現(xiàn)工件的頂出。由于該頂件裝置在 沖裁時(shí)能壓住制件，并及時(shí)地將制件從凹模內(nèi)頂出，因此可使沖出的制件表面平整。適用于較薄的中，小制件的沖裁。 1

39、組件裝配 a)組裝模架 將倒套、倒住入上、下模座，倒柱、倒套之間滑動(dòng)平穩(wěn)，無阻滯現(xiàn)象。保證上、下模座之間的 平行度要求。 b)組裝模柄 采用壓路試裝配，將模柄壓入上模座中中，再鉆、鉸騎縫銷釘孔，壓入圓柱銷，然后平模柄大端面。要求模柄與上模座的孔配合為H7/m6，模柄的軸線必須與上模座的上平面垂直。 C） 組裝凸、凹模 凸模和凹模與固定板的裝配方法，在符合沖裁模中最常見的是緊固件法。將凸模壓入凸模固定板，保證凸模與固定板的垂直，并磨平凸模底板。然后放上凹模，磨平凸模和凹模刃口面。 2．總裝配 步驟一;：裝上模 把凸模、凹模和推件塊裝配裝入上模座。翻轉(zhuǎn)上模座，找出模柄孔中心，畫出

40、中心線和安裝用的輪廓周邊線。然后按照外輪廓線，放正凸模固定板及洛料凹模，初步找正沖孔凸模和落料凹模之間的位置。夾緊上模部分，按照凹模螺栓孔配鉆凸模固定板和上模座的螺釘過孔。之后裝入墊板和全部推進(jìn)裝置，用螺釘將上模部分連接起來，并檢查推進(jìn)裝置的靈活性。 步驟二：裝配下模 將凸凹模裝入下模座。 （a） 將凸凹模壓入固定板，保證凸凹模與固頂板垂直，鉚合并磨平地面。 （b） 將橡膠鞋料板套在凸凹模上 （c） 將裝入固頂板內(nèi)的凸凹模放在下模座上，合上上模，根據(jù)上模找正凸凹模在下模座上的位置。夾緊下模部分后移去上模，在下模座上畫出排料孔線，并配鉆安裝螺釘和卸料螺釘?shù)穆葆斂? （d） 加工下料模座上

41、的排料孔，按凹模的孔每邊加大約1mm。 （e） 用螺釘連接凸凹模固頂板、墊板和下模座，并鉆、鉸銷釘孔，打入銷釘定位。 步驟三：調(diào)整凸、凹模間間隙 采用切紙法調(diào)整沖裁間隙。 （a） 合攏上、下模，以凸凹模為基準(zhǔn)民用切紙法精確找正沖孔凸模的位置。如果凸模與凹模的孔對(duì)得不正，可輕輕敲打凸模固定板，利用螺釘過孔的間隙進(jìn)行調(diào)整，直至間隙均勻。 （b） 用同樣的方法精確找正落料凹模的位置，保證間隙均勻后，鉆、鉸銷釘孔，打入圓柱銷定位。 （c） 再次檢查凸、凹模間隙，如果因鉆、鉸銷釘孔而引起間隙不均勻時(shí)，則應(yīng)取出定位銷，再次調(diào)整，直至間隙均勻?yàn)橹埂? （d） 安裝其他輔助零件 安裝調(diào)整卸料板、導(dǎo)料

42、肖和擋料銷等輔助零件。 檢查 模具裝配完畢后，應(yīng)對(duì)模具各部分作一次全面檢查。如模具的閉合高度、卸料板上的導(dǎo)料銷、擋料銷與凹模上的避讓孔是否有問題，模具零件有無措施、漏裝，以及螺釘是否都有拎緊等待。 凸凹模圖： 結(jié)束語 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我收獲很多，感悟也很多。這是對(duì)我?guī)啄晁鶎W(xué)知識(shí)的一次綜合的運(yùn)用和檢驗(yàn)。首先是鞏固并加深了我對(duì)模具知識(shí)的了解，進(jìn)一步鞏固了我對(duì)AUTO—CAD的運(yùn)用能力。 在整個(gè)過程中，由于平時(shí)不注意知識(shí)的積累，又缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致我遇到許多難以解決的困難，但很慶幸我們遇到好的指導(dǎo)老師，帶領(lǐng)我們?nèi)スS見到了模具的實(shí)物，讓我們和模具有了零距離的接觸，

43、更細(xì)心的指導(dǎo)我們完成了整個(gè)巨大設(shè)計(jì)過程?？傊?，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我收獲很大，我很高興，也很榮幸有這次的經(jīng)歷。 在此也對(duì)我們的導(dǎo)師和老師表示由衷的感謝，沒有指導(dǎo)老師的指導(dǎo)，我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)不可能順利的完成。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé)的態(tài)度，平易近人的作風(fēng)也是值得學(xué)習(xí)的榜樣。也感謝學(xué)校對(duì)此畢業(yè)設(shè)計(jì)的重視，為我們提供良好的環(huán)境。同時(shí)我也要感謝我的同學(xué)們給予的幫助。 參考文獻(xiàn) 1.《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》.薛啟翔，等. 機(jī)械工業(yè)出版社，2005. 2.《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)例分析》.薛啟翔，等. 機(jī)械工業(yè)出版社，2005. 3.《沖模結(jié)構(gòu)圖》.王新華，袁聯(lián)

44、富. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005. 4.《沖壓設(shè)計(jì)與沖模工藝》.翁奇金，等. 機(jī)械工業(yè)出版社，2003. 5.《實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》.楊玉英，等.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005. 6.《冷沖壓技術(shù)》翁其金 北京：機(jī)械工業(yè)出版社出版，2000. 7.《模具制造工藝學(xué)》甄瑞麟 北京：清華大學(xué)出版社出版，2005. 8.《模具設(shè)計(jì)與制造》閻其鳳 北京：機(jī)械工業(yè)出版社出版，2000. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知

45、，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　  指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子

46、版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　  學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日

47、 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 注 意 事 項(xiàng) 1.設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中

48、文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)） 2.論文字?jǐn)?shù)要求：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于1.2萬字。 3.附件包括：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 4.文字、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫 2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 5.裝訂順序 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 31