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河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校
學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查表
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)教師
選題情況
課題名稱
難易程度
偏難
適中
偏易
工作量
較大
合理
較小
符合規(guī)范化的要求
任務(wù)書
有
無
開題報(bào)告
有
無
外文翻譯質(zhì)量
優(yōu)
良
中
差
學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況
好
一般
差
工作進(jìn)度
快
按計(jì)劃進(jìn)行
慢
中期工作匯報(bào)及解答問題情況
優(yōu)
良
中
差
中期成績?cè)u(píng)定：
所在專業(yè)意見：
負(fù)責(zé)人：
2009 年 4 月 10 日
河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：支板的沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)
系 部 材料工程系
專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)
班 級(jí)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)教師
2009年 05 月 10 日
河南機(jī)電高等專科學(xué)校
畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書
系 部： 材料工程系
專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造
學(xué)生姓名: 學(xué) 號(hào):
設(shè)計(jì)題目： 支板的沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)
起 迄 日 期: 2009 年 3 月 11 日~5 月 20 日
指 導(dǎo) 教 師:
2009 年 03 月 11 日
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)任 務(wù) 書
1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來源及應(yīng)達(dá)到的目的：
通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生學(xué)會(huì)知識(shí)的綜合運(yùn)用，對(duì)大學(xué)三年所學(xué)的專業(yè)課程以及專業(yè)基礎(chǔ)課程進(jìn)行全面的復(fù)習(xí)和總結(jié)。通過設(shè)計(jì)使學(xué)生知道如何查閱資料，思考問題，最終解決問題，對(duì)模具設(shè)計(jì)與制造有個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，畢業(yè)后有設(shè)計(jì)簡單模具的能力，為以后職業(yè)生涯奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，要求學(xué)生認(rèn)識(shí)到自己所學(xué)知識(shí)的不足，養(yǎng)成謙虛好學(xué)的好習(xí)慣，仔細(xì)認(rèn)真的一絲不茍的工作作風(fēng)。
2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：
（1）了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀；
（2）分析鋼板的成形工藝并確定其工藝方案；
（3）模具主要設(shè)計(jì)計(jì)算；
（4）繪制模具總裝圖，并繪制零件圖；
（5）模具的裝配及調(diào)試；
（6）得出設(shè)計(jì)結(jié)論。
工件名稱：支板
生產(chǎn)批量：大批量
材料：Q235
厚度：1.2 mm
工件形狀如圖所示
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
系部意見：
系領(lǐng)導(dǎo)：
年 月 日
插圖清單
1.支板零件圖 ………………………………………………………………………… 6
2.排樣圖 ……………………………………………………………………………… 9
3.落料凹模示意圖……………………………………………………………………10
4.壓力中心的確定 ……………………………………………………………………12
5.凹模…………………………………………………………………………………15
6.推件塊示意圖………………………………………………………………………16
7.凸凹模結(jié)構(gòu)示意圖…………………………………………………………………17
8.彈性體示意圖………………………………………………………………………18
9.開式雙柱可傾式壓力機(jī)型號(hào)和技術(shù)參數(shù)圖………………………………………20
10.模具總裝示意圖………………………………………………………………… 22
支板的沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)
摘 要
本設(shè)計(jì)題目為復(fù)合模具設(shè)計(jì)，采用典型倒裝復(fù)合模具設(shè)計(jì)。通過工藝分析，工藝方案的確定，確定了模具設(shè)計(jì)的方向；通過對(duì)支板零件尺寸的分析，確定了毛坯尺寸，計(jì)算沖裁力，來計(jì)算壓力中心，選擇壓力機(jī)和壓力機(jī)的噸位。
本設(shè)計(jì)運(yùn)用了沖裁工藝及模具設(shè)計(jì)的專業(yè)知識(shí)。首先，通過分析制件的結(jié)構(gòu)工藝，去選擇模具的類型；然后，分析了制造制件所用的材料進(jìn)而確定凸凹模的尺寸，也為凸、凹模的材料及壓力機(jī)選擇提供有了依據(jù)。最后經(jīng)過總體分析沖裁件的特征，確定了模具設(shè)計(jì)參數(shù)，選擇其他零件及卸料裝置。
關(guān)鍵詞: 凸凹模 凸模 凹模
Support plate stamping process and die desigen
ABSTRACT
The design for the complex subject of mold design, using a typical flip-complex mold design. Through process analysis, process identification program to determine the direction of the mold design; through parts of the support plate size analysis, to determine the rough size, calculating punching power, to calculate the pressure center, select the tonnage presses and presses.
The use of blanking process design and die design expertise. First, by analyzing the parts of the structure of technology, to choose the type of mold; then, analysis of manufacturing parts of the material used to determine the size of convex and concave mold, as well as convex, concave mold and the material selection has been based on press. After blanking the final pieces of the overall analysis of the characteristics of the mold to determine the design parameters, choose the other parts and discharge devices 。
Keywords: Bump Die Die Punch
河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
緒 論
目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。
１.國內(nèi)模具的現(xiàn)狀
我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003年我國模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有2萬多家，從業(yè)人員約50多萬人，2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿，2004年模具產(chǎn)值530億元。進(jìn)口模具18.13億?美元，出口模具4.91億美元，分別比2003年增長18%、32.4%和45.9%。進(jìn)出口之比2004年為3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá)13.2億美元，為凈進(jìn)口量較大的國家。
在2萬多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有20多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。?近年來，?模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。
雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足:
第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進(jìn)行之中，但總體來看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。
??? 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是15～20萬美元，有的高達(dá)25～30萬美元，與之相對(duì)的是我國相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。
?? 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。
? 第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，對(duì)模具制造周期影響尤甚。
第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進(jìn)口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。
２.國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢
巨大的市場需求將推動(dòng)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(dá)國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟(jì)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(jì)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(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；???
6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)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(dòng)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。
３.國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場年交易總額為600～650億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。?
國外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例占到50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國模協(xié)在德國訪問時(shí)，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國有模具企業(yè)約5000家。2003年德國模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中（VDMA）會(huì)員模具企業(yè)有90家，這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的90%，可見其規(guī)模效益。
隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多15～20萬美元，有的達(dá)到 25～30萬美元。
國外先進(jìn)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上，而我國才達(dá)到45％．
大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量不斷增加。換型不斷加快，使模具的需要不斷增加，而對(duì)模具的質(zhì)量要求越來越高。模具技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)中的作用越來越顯得更為重要。
模具是一種特殊的模型，用來塑造(制造)產(chǎn)品；從工藝的角度，模具是一種成型制品的特殊工藝裝備。模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60％—80％的零部件都依靠模具成形，模具質(zhì)量的高低決定著產(chǎn)品質(zhì)量的高低，因此，模具被稱之為“工業(yè)之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。 目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還比較的落后，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。
隨著國民經(jīng)濟(jì)總量和工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)模具的需求量越來越大，技術(shù)要求也越來越高。雖然模具種類繁多，但其發(fā)展重點(diǎn)應(yīng)該是既能滿足大量需要，又有較高技術(shù)含量，特別是目前國內(nèi)尚不能自給，需大量進(jìn)口的模具和能代表發(fā)展方向的大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具。模具標(biāo)準(zhǔn)件的種類、數(shù)量、水平、生產(chǎn)集中度等對(duì)整個(gè)模具行業(yè)的發(fā)展有重大影響。因此，一些重要的模具標(biāo)準(zhǔn)件也必須重點(diǎn)發(fā)展，而且其發(fā)展速度應(yīng)快于模具的發(fā)展速度，這樣才能不斷提高我國模具標(biāo)準(zhǔn)化水平，從而提高模具質(zhì)量，縮短模具生產(chǎn)周期，降低成本。由于我國的模具產(chǎn)品在國際市場上占有較大的價(jià)格優(yōu)勢，因此對(duì)于出口前景好的模具產(chǎn)品也應(yīng)作為重點(diǎn)來發(fā)展。根據(jù)上述需要量大、技術(shù)含量高、代表發(fā)展方向、出口前景好的原則選擇重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)品，而且所選產(chǎn)品必須目前已有一定技術(shù)基礎(chǔ)，屬于有條件、有可能發(fā)展起來的產(chǎn)品。
沖壓是一種先進(jìn)的少無切削加工方法，具有節(jié)能省材、效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、重量輕、加工成本低等一系列優(yōu)點(diǎn),在汽車、航空航天、儀器儀表、家電、電子、通訊、軍工、日常用品等產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用.據(jù)統(tǒng)計(jì)，薄板成型后，制造了相當(dāng)于原材料的12倍的附加值,在國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值中，與其相關(guān)的產(chǎn)品占四分之一，在現(xiàn)代汽車工業(yè)中，沖壓件的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的59%。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。
在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、在洛陽中國一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于冷沖模具、塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富和加深了對(duì)各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下和在工廠師傅的講解下，我們對(duì)于模具的設(shè)計(jì)和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識(shí)。同時(shí)在實(shí)習(xí)現(xiàn)場親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體并查閱了很多相關(guān)資料，通過這些實(shí)踐，我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過在圖書館借閱相關(guān)手冊(cè)和書籍，更系統(tǒng)而全面了細(xì)節(jié)問題。鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設(shè)計(jì)工作者應(yīng)有的素質(zhì)。設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。
1. 沖壓件工藝性分析
沖裁件為Q235鋼，是碳素結(jié)構(gòu)鋼，強(qiáng)度較高。零件外形簡單，結(jié)構(gòu)對(duì)稱，是由圓弧和直線組成的。沖裁件內(nèi)外形所能得到的經(jīng)濟(jì)精度為IT7～I(xiàn)T14，孔中心與邊緣距離尺寸公差為。將以上精度與零件的精度要求相比較，可以認(rèn)為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證，其他尺寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用沖壓方式進(jìn)行加工。
原始資料：
工件名稱：支板
生產(chǎn)批量：大批量
材料：Q235
厚度：1.2 mm
工件形狀如圖1所示
圖1
2. 工藝方案的確定
該零件所需的基本沖壓工序?yàn)闆_孔和落料，可擬訂出以下三種工藝方案。
方案一：兩個(gè)單工序模分別兩次加工，即：落料—沖孔。
方案二：沖孔、落料復(fù)合模。
方案三：沖孔、落料級(jí)進(jìn)模。
采用方案一，沖模的結(jié)構(gòu)簡單、制造周期短，價(jià)格低，而且通用性好，但是壓力機(jī)一次行程內(nèi)只能完成一個(gè)工序，生產(chǎn)率低，工件的累計(jì)誤差大，操作不方便，由于該工件為大批量生產(chǎn)，方案二和方案三更具有優(yōu)越性?？梢圆捎脹_孔、落料復(fù)合?；驔_孔、落料連續(xù)模。
采用方案二，復(fù)合模的行為精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)效率高，盡管模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但由于零件的幾何結(jié)構(gòu)簡單對(duì)稱，模具的制造并不困難。
采用方案三，級(jí)進(jìn)模，適合中小型零件的大批量零件生產(chǎn)，模具強(qiáng)度高，生產(chǎn)效率也高，針對(duì)該零件，雖然級(jí)進(jìn)模制造復(fù)雜性和價(jià)格要比復(fù)合模低，但零件的沖裁精度較差，欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷對(duì)條料精定位，故模具制造、安裝較復(fù)合模復(fù)雜。通過上述三種方案的分析比較，該零件的沖壓生產(chǎn)方案采用方案二的復(fù)合模為佳。
3. 必要的工藝計(jì)算
3.1 排樣設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)復(fù)合模時(shí)，首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。該零件具有T形特點(diǎn)，直排列時(shí)材料的利用率較低，采用直對(duì)排（見圖2）的排樣方案可以提高材料的利用率，減少廢料。
查表2.9得搭邊值為：工件間a=1.0mm和側(cè)面a=1.2mm。
采用導(dǎo)料銷送料，因此采用無側(cè)壓裝置的送料方式，條料寬度的計(jì)算公式為：
—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸
a—側(cè)搭邊值
代入數(shù)據(jù)計(jì)算，取得
條料寬度：B=（43+21+9）=54mm
步距：A=D+a=50=1=51mm
材料利用率的計(jì)算：
根據(jù)一般的市場供應(yīng)情況，原材料選用550mm×2000mm×1.2mm的冷軋薄鋼板。每塊可剪54mm ×500 mm規(guī)格條料40條，材料剪切利用率達(dá)90%以上。由材料利用率通用計(jì)算公式
=
式中 S—單個(gè)沖裁件的面積，
S==1249.24mm2
n—單個(gè)步距內(nèi)的沖裁件數(shù)量；n=2；
B—條料寬度，mm;
A—送料步距， mm；
得一個(gè)步距內(nèi)材料的利用率為 η==81.6%
圖2 排樣圖
3.2 計(jì)算凸、凹模刃口尺寸
查2.4表得間隙值
3.2.1 沖孔mm凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算。由于零件結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不高，所以采用凸、凹模分開加工的方法制作凸、凹模。其凸模、凹模刃口尺寸計(jì)算如下：
查表2.5得凸、凹模制造公差： 。
校核：-=0.18-0.126=0.054mm，+=0.04mm。滿足-+的條件。
查表2.6得：IT14級(jí)時(shí)磨損系數(shù)x=0.5。
查式（2.5） （8+0.50.1）=8.05mm
（8.05+0.0126）=8.176mm
3.2.2 外形落料凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算。對(duì)外輪廓的落料由于形狀較復(fù)雜，故采用配合加工法，這種方法由利于得到最小的合理間隙，放寬對(duì)模具的加工設(shè)備的要求，其凸、凹刃口部分的尺寸計(jì)算如下：
當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)時(shí)，凹模磨損后刃口尺寸都增大，因此屬于A類尺寸。
查表2.6得磨損系數(shù) 當(dāng)0.50時(shí)，=0.5；
當(dāng)<0.50時(shí), =0.75;
按公式(2.8):A=(A -)
A—凹模尺寸（mm）；
A —相對(duì)應(yīng)的沖裁件基本尺寸（mm）；
—沖裁件的公差（mm）；
35=(35-0.750.4)=35.3mm
50=(50-0.50.84)=50.42mm
8=(8-0.750.1)=8.075mm
R8=(8-0.750.1)=8.075mm
落料凹模的基本尺寸與凹模相同，分別是35.3mm、50.42mm、8.075mm不必標(biāo)注公差，但要求在技術(shù)條件中注明：凸模實(shí)際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值，最大不超過（落料凹模刃口部分尺寸示意圖見圖3）
圖3 落料凹模刃口部分尺寸示意圖
3.3 沖裁力的計(jì)算
落料力 F=Lt=（50+82+227.02+28.9+14.82）1.2450
=152.661.2450=82438.2N=82.44kN
式中 F—沖裁力（kN）
L—沖裁周邊長度（mm）
t—材料厚度（mm）
—材料抗拉強(qiáng)度(MPa)
沖孔力 F孔==Lt=81.2450=13564.8N=13.565kN
沖孔時(shí)的推件力 = n
取直壁式刃口的凹模刃口形式，由表2.21查的h=6,則n=h/t=6/1.2=5
查表2.7得，=0.05 故
= n=50.0513.565 kN =3.391 kN
落料式的卸料力 = F
查表2.7得，=0.03 故
= F=0.0382.44kN=2.473kN
式中 K推 、F卸 —推件力系數(shù),
n—同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖裁件(或廢料)數(shù),
n=h/t
h—凹模洞口直刃壁高度（mm）
t—板料厚度( mm)
總沖壓力F總為
= F+F孔++ =82.44+13.565+3.39+2.47=111.865 kN
3.4 壓力中心的確定
模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn),模具的壓力中心必須使模柄軸線與壓力機(jī)滑塊的中心線相重。否則，沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌與模具的導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會(huì)使合理的間隙得不著保證，從而影響制件的質(zhì)量和降低模具的壽命甚至損壞模具。
該零件的結(jié)構(gòu)形狀對(duì)稱（如圖4所示），屬于簡單的幾何圖形。對(duì)于這類零件沖裁的壓力中心位于沖裁件輪廓圖形的幾何中心上：
因零件左右對(duì)稱即取=0，故只需計(jì)算，取零件總高度的一半，=1/2（35+8）=21.5mm。故刃口輪廓的壓力中心坐標(biāo)為（0，21.5）。
圖4 零件的輪廓
4. 模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)以上分析，本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個(gè)工序，且孔邊距較大，可采用倒裝復(fù)合模具，可直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件，卸料可靠，便于操作。工件留在落料凹?？锥粗校瑧?yīng)在凹?？自O(shè)置推件塊；卡在凸凹模上的廢料有卸料板推出；而沖孔廢料則可以在下模座中開通槽，使廢料從孔洞中落下。由于在該模具中壓料是由落料凸模與卸料板一起配合工作來實(shí)現(xiàn)的，所以卸料板還應(yīng)具有壓料的作用，因此選用彈性卸料板來卸下條料廢料。
因是大批量生產(chǎn)，采用手動(dòng)送料方式，從右向左送進(jìn)。
為卻保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于該零件導(dǎo)向尺寸較小，且精度要求不高，所以此處采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。
5. 模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.1 凸模、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括以下幾方面
5.1.1 落料凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在落料凹模內(nèi)，由于要設(shè)置推薦塊，所以凹模刃口應(yīng)采用直通形刃口，由于凹模簡單，同時(shí)為了降低凹模加工難度和凹模結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，得到較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，凹模易采用整體式，采用直壁式凹模刃口。查表2.21，取得刃口高度h=6mm。凹模外形尺寸計(jì)算公式如下：
凹模厚度H= （不小于15mm）
凹模壁厚C=(1.5～2)H
式中 k—厚度系數(shù)；
s—垂直于送料方向的凹模刃口間的最大距離；
C—凹模壁厚mm ，指刃口至凹模外形邊緣的距離。
查表2.22取凹模厚度系數(shù) K=0.35，
凹模厚度H= =0.35×43=15.05mm
凹模壁厚C=1.5H = 1.5×15.05=22.55mm
凹模的外形尺寸確定：
凹模外形長度L：50+2×22.55=95.1mm
凹模外形寬度B：43+2×22.55=98.1mm
凹模板整體尺寸標(biāo)準(zhǔn)化為： 100mm×100mm×22mm T10A JB/T 7653-94
凹模結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)尺寸如下圖5所示：
圖5：凹模示意圖
5.1.2 推件塊的設(shè)計(jì)
該模具中，被凸凹模推入落料凹模的沖壓件被設(shè)置在落料凹模內(nèi)的推件塊推出，推件塊的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)如圖6所示，推件塊的端面外形應(yīng)跟落料凹模的刃口形狀一致，整體外形應(yīng)設(shè)計(jì)成臺(tái)階式以便與凹模配合完成推件，而在沖裁時(shí)不致與把推件塊推出滑到模外。推件塊在自由狀態(tài)下應(yīng)高出凹模面0.2～0.5mm。
其中與落料凹模接觸的部分按凹模尺寸進(jìn)行配做，保證單邊間隙0.1～0.2mm。推件塊采用45鋼，熱處理硬度為43～48HRC。
圖6 推件塊示意圖
5.1.3 沖孔mm凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
為了增加凸模的強(qiáng)度與剛度，凸模非工作部分直徑應(yīng)制成逐漸增大的多級(jí)式，且它的外形尺寸較小，所以選用B形圓凸模。凸模固定板厚度取16mm，凸模長度根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要來確定
L==16+22+1=39mm
由于此凸模直徑較小，但長度較短，則強(qiáng)度和剛度足夠，所以無需對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校何。沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模刃口1mm。
5.1.4 凸凹模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
本模具為復(fù)合沖裁模，除了沖孔凸模和落料凹模外，還有一個(gè)凸凹模。根據(jù)整體模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要，凸凹模的結(jié)構(gòu)示意圖如圖7所示。確定凸凹模安排在模架上的位置時(shí)要依據(jù)計(jì)算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。
校核凸凹模的強(qiáng)度：查表2.23得凸凹模的最小壁厚為3.2mm，而實(shí)際的最小壁厚為10mm，故符合要求。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制，并保證雙面間隙為0.126～0.180mm。凸凹模上孔中心與邊緣距離尺寸10mm的公差，應(yīng)比零件所標(biāo)注的精度高3～4級(jí)，即定為0.15mm。
圖7 凸凹模結(jié)構(gòu)示意圖
5.2 落料彈性元件的設(shè)計(jì)
根據(jù)模具結(jié)構(gòu)初選2個(gè)橡膠彈簧（聚氨酯彈性體），每個(gè)彈簧的預(yù)壓力為/2=2473/2=1236.5N。
1）確定橡膠的自由高度。根據(jù)選用橡膠的原則可知，由于=（35%～45%），=（10%～15%）。故=（25%～30%），由于==（t+1）+5=7.2mm，所以橡膠的自由高度為：
==（3.5～４）=28.8mm，取=30mm
經(jīng)校何+，故橡膠的高度選取合適。
2）確定橡膠的橫截面積A。根據(jù)橡膠選用的原則可知，為使橡膠滿足壓力的要求，則=AP，所以，可以確定橡膠彈簧的面積
A=/P=1236.5N/2.1Mpa=589
3） 確定橡膠彈簧的平面尺寸。選用圓筒形橡膠彈簧，根據(jù)摸具結(jié)構(gòu)取中間小徑d=10mm，外徑D可根據(jù)橫截面積A=（D+d）求出，D=
30mm。橡膠彈簧形狀如圖8所示。
4）校核橡膠彈簧的自由高度。/D=1,在0.5/D1.5的范圍內(nèi)，不會(huì)導(dǎo)致橡膠的失穩(wěn)，可以使用。
5）橡膠的安裝高度。=-=30-3=27mm。
圖8： 聚氨酯彈性體
5.3 模架的設(shè)計(jì)
模架的各零件標(biāo)記如下：
上模座： 110×130×25mm HT200 GB/T2855.5
下模座 110×130×30mm HT200 GB/T2855.6
導(dǎo) 柱 A20h51×20mm 20 JB/T 2861.1
導(dǎo) 套 A20H6×70×28mm 20 GB/T 2861.6
模 柄 40×60mm Q235
墊板 100×100×6mm 45# JB/T7643.3
卸料板 100×100×10mm Q235
凸凹模高度 53mm
凸模固定板 100×100×16mm 45# JB/T7643.2
凹模 100×100×22mm T10 JB/T7653—94
模具工作時(shí)閉合高度:
H閉=h+h+h+h+t+h+ h +h
=25+6+16+22+1.2+53+10+30=164mm
該模具采用內(nèi)六角螺釘和銷釘緊固，具體選用標(biāo)準(zhǔn)件如下：
內(nèi)六角螺釘： M10×50 GB/T 70.1—2000
M10×30 GB/T 70.1—2000
圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘： M8×70 JB/T 7650.6
圓柱銷： A8×55 GB/T 119—1986
A4×8 GB/T 119—1986
6. 沖壓設(shè)備的選擇
開式雙柱可傾式壓力機(jī)型號(hào)和技術(shù)參數(shù)
型號(hào)
J23-3.15
J23-6.3
J23-10
J23-16F
JH2-25
公稱壓力/KN
31.5
63
100
160
250
滑塊行程/mm
25
35
45
70
75
最大閉合高度/mm
120
150
180
205
260
工作臺(tái)尺寸/mm
160250
230310
240370
300450
370560
墊板尺寸/mm
30110
30 140
35170
40210
50260
模柄孔尺寸/mm
2540
3055
3055
4060
4060
最大傾斜角度
45
35
35
35
30
選擇型號(hào)為JH2—25的開式雙柱可傾壓力機(jī)能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)為：
公稱壓力：250KN
滑塊行程：75mm
最大閉合高度：260mm
封閉高度調(diào)節(jié)量：55mm
工作臺(tái)尺寸：370mm×560mm（前后×左右）
墊板尺寸：50mm×Ф260mm（厚度×直徑）
模柄孔尺寸：Ф40mm×60mm（直徑×深度）
最大可傾角：30o
7. 繪制模具總裝圖
圖9 模具總裝圖
模具的動(dòng)作過程是：條料沿兩個(gè)擋料銷從右向左送進(jìn)，活動(dòng)擋料銷控制其送進(jìn)步距。上模下行，進(jìn)行沖裁，導(dǎo)柱、導(dǎo)套對(duì)上下模的運(yùn)動(dòng)起到可靠的導(dǎo)向。凹模接觸活動(dòng)擋料銷時(shí)，擋料銷被壓下，上端面與板料平齊，所以凹模不必設(shè)置相應(yīng)的讓位孔。沖裁完畢，卡在凸凹模外的條料搭邊廢料由夏末部分的彈性卸料裝置卸下，沖孔廢料由下模部分的落料孔落下，沖裁下的工件卡在凸模上，隨上模一起回程，上行到一定位置，打桿碰到曲柄壓力機(jī)上的打料橫桿，打桿和推件塊把工件推出模外，完成一次沖裁。如此循環(huán)進(jìn)行連續(xù)沖裁。
附：說明書中所有“查表XXX”、“見公式XXX”的內(nèi)容均來自原紅玲主編的《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》一書 。
結(jié)束語
大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械/CAD制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、在洛陽中國一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于冷沖模具、塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)大概的認(rèn)識(shí)，豐富和加深了對(duì)各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過程方面的知識(shí)。在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下和在工廠師傅的講解下，我們對(duì)于模具的設(shè)計(jì)和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識(shí)。同時(shí)在實(shí)習(xí)現(xiàn)場親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體并查閱了很多相關(guān)資料，通過這些實(shí)踐，我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過在圖書館借閱相關(guān)手冊(cè)和書籍，更系統(tǒng)而全面了細(xì)節(jié)問題，鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設(shè)計(jì)工作者應(yīng)有的素質(zhì)。
支板屬于復(fù)合沖裁件，分沖孔和落料兩部分。分析其工藝性，并確定工藝方案，根據(jù)分析確定本制件可以采用復(fù)合模具完成，然后根據(jù)沖裁力選取沖裁時(shí)用的的壓力機(jī)。本設(shè)計(jì)主要是進(jìn)行沖孔、落料模具設(shè)計(jì)，需要計(jì)算沖孔、落料時(shí)凸、凹模間的刃口間隙，凸、凹模尺寸和公差，并且還需要確定模具的總體尺寸和模具零件的結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)上面的設(shè)計(jì)繪出模具的總裝圖。
因制件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡單，適合選用標(biāo)準(zhǔn)模架。要保證零件的順利加工和取件，必須有可靠的定位、頂出裝置，足夠的開模高度，因此需要確定導(dǎo)柱、導(dǎo)套的長度，以達(dá)到要求。模具工作零件的結(jié)構(gòu)較為簡單，它可以選用標(biāo)準(zhǔn)的模架，直接對(duì)模板進(jìn)行加工，選材容易，成本低，制造周期短。
這次沖孔落料復(fù)合模具的設(shè)計(jì)，是理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對(duì)理論知識(shí)做了更深切貼實(shí)的闡述。設(shè)計(jì)中，充分利用和查閱了各種資料，運(yùn)用了大學(xué)期間學(xué)到的模具專業(yè)知識(shí)和所有的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，特別是原來所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機(jī)械/CAD制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測量、冷沖模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解，使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。同時(shí)還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)過程中要考慮的問題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費(fèi)材料，保證工件的經(jīng)濟(jì)性，加工工藝的合理性等。
這次設(shè)計(jì)是對(duì)過去所學(xué)過的機(jī)械方面的知識(shí)進(jìn)行了一次溫習(xí)和總結(jié)，將所學(xué)過的知識(shí)串在了一起。并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過程中，有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的比較好。同時(shí)通過設(shè)計(jì)使我認(rèn)識(shí)到，要想做為一名合理的模具設(shè)計(jì)人員，必須要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，熟悉多種工藝及加工方法，要多總結(jié)勤學(xué)習(xí)。并不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)新技術(shù)，樹立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，并堅(jiān)持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國民經(jīng)濟(jì)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中不妥之處在所難免，肯請(qǐng)各位老師指正。
致 謝
首先感謝本人的導(dǎo)師原紅玲老師，她仔細(xì)審閱了本文的全部內(nèi)容并對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。原紅玲老師知識(shí)淵博的、誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，特別是遇到困難時(shí)，他給了我鼓勵(lì)和幫助，在這里我向他表示真誠的感謝！
感謝母校——河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識(shí)，掌握了一定的操作技能。
感謝和我在一起進(jìn)行課題研究的同窗郭會(huì)芳同學(xué)，和她在一起討論、研究使我受益非淺。
歷經(jīng)近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，敬請(qǐng)各位老師對(duì)我的設(shè)計(jì)過程作最后檢查。它是對(duì)我們?nèi)陙硭鶎W(xué)課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。它在我們的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請(qǐng)教各位老師有關(guān)模具方面的問題，并且和同學(xué)的探討，模具設(shè)計(jì)在實(shí)際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時(shí)間里，對(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。經(jīng)過近三個(gè)月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)，為將來的事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
最后，我非常慶幸在三年的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識(shí)了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！
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