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沖壓中材料的利用
有效的利用板料使浪費(fèi)降低到最低限度是模具設(shè)計(jì)中一個(gè)很重要的因素，雖然工件制圖能夠經(jīng)常給模具設(shè)計(jì)者帶來(lái)困難，甚至導(dǎo)致花費(fèi)大量的時(shí)間在計(jì)算上來(lái)尋求最佳的加工余量，這些都是值的的。
很多工件在被彎曲時(shí)要通過(guò)已經(jīng)被軋制的方向，這應(yīng)該在工件圖上用顯著的箭頭表示出來(lái)。這種做法可以消除可能的壓裂以及在很多場(chǎng)合我們不得不采用這種程序來(lái)防止這種情況的發(fā)生，即使他需要使用更多的材料。為了說(shuō)明這個(gè)觀點(diǎn)，圖46用顆粒的方位表示一個(gè)簡(jiǎn)單的零件，這個(gè)軋制的方向經(jīng)常指使用這種方式——-在經(jīng)過(guò)材料的轉(zhuǎn)角處。浪費(fèi)是很顯然的，但是我們必須這樣做，因?yàn)楹竺娴膹澢僮饕箢w粒按照這個(gè)方向移動(dòng)從而避免破裂的危險(xiǎn)。一般說(shuō)來(lái)，是顆粒的運(yùn)動(dòng)彎曲到30度已經(jīng)足夠來(lái)克服斷裂，同時(shí)這有時(shí)候有利于節(jié)省材料。
我們必須加上一些尺寸來(lái)表示板料的寬度和每個(gè)加工余量所需要的材料區(qū)域，這些后面的數(shù)據(jù)很重要因?yàn)樗o出了不同特殊工件設(shè)計(jì)圖案之間的比較，因此在B板料中留下的加工余量是更加經(jīng)濟(jì)的，決定顆粒的箭頭是一個(gè)決定性的因素。擠壓相互之間的片料是一種節(jié)省材料的特殊方法，這兩個(gè)例子展示了這是怎樣完成的。如果有可能采用B 中的布置圖案方式，那么就可以利用三角形部分，使之不浪費(fèi)，這樣可以避免6%的材料被浪費(fèi)。當(dāng)板料從一個(gè)方向通過(guò)刀具后來(lái)翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)讓第二個(gè)通過(guò)時(shí)，我們應(yīng)該注意到第一個(gè)加工余量的細(xì)節(jié)部分，所以允許圖中所顯示的空白部分。
圖46C顯示了同樣的加工余量，它們是被緊挨著布置的。同時(shí)這意味著在板料寬度和斜度中加工余量之間的調(diào)整。留下這個(gè)部分的方式與B中所展示的一樣，但并不是右角邊的顆粒和在那個(gè)例子中所說(shuō)的每個(gè)加工余量的草繪圖一樣。如果A 中角的設(shè)定是不必要的以及那個(gè)部分在后面的操作中不需要彎曲，這些意味著顆粒的方位不需要考慮，那么在每個(gè)工序中這個(gè)區(qū)域的觀察表示最好的排樣方法和從這個(gè)因素講設(shè)計(jì)加工余量的刀具也被確定了。當(dāng)從外面買(mǎi)相關(guān)設(shè)備時(shí)，繪制圖形應(yīng)該表示出模具中沖頭的位置、導(dǎo)向材料的寬度和考慮材料順序的一些信息。
圖47 展示了一系列被各自布置在板料中部件，在試圖去設(shè)計(jì)一個(gè)加工余量的刀具之前，每個(gè)部分的排樣是必須的。有一種觀點(diǎn)是值得注意的。盡管處理這樣的材料顯然很容易，但是用箭頭標(biāo)出工件的長(zhǎng)度方向很少被認(rèn)為是做這項(xiàng)工作的經(jīng)濟(jì)方法。所以假如這個(gè)部分在后面的工序中沒(méi)有被彎曲，留下的部分穿過(guò)板料是可取的。為了用圖來(lái)表示它，圖中展示了被安排在兩個(gè)方向的同樣的部件。如果B只有一半的板料是從同樣半徑的卷料中獲得的，需要兩倍的改變來(lái)獲得同樣數(shù)量的組件。讓設(shè)計(jì)圖案橫過(guò)板料意味著斜度會(huì)更加小。最終當(dāng)金屬?gòu)澢鷷r(shí)任然要考慮到破裂，如果最初遇到這種困難，對(duì)特殊材料的修改經(jīng)常能夠克服這種困難，同時(shí)不同程度的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃C明這一點(diǎn)。
板料之間的加工余量的距離隨著加工材料的厚度和表1中所給出的與材料厚度相關(guān)的搭邊值而改變。這些數(shù)據(jù)適用于半硬或硬質(zhì)軋制板料，而不適合于加工余量較大而且較軟的材料，因?yàn)橄噙B的邊易于被扭曲。我們建議將板料的側(cè)邊增加50%。在由狹長(zhǎng)的搭邊導(dǎo)致的地方，當(dāng)材料有向模具邊緣移動(dòng)的趨勢(shì)時(shí)，需要一個(gè)增加值。如果刀具不夠鋒利，這種情況也會(huì)發(fā)生。
有時(shí)侯，盡管試圖減小斜度或?qū)蓚€(gè)加工余量之間的搭邊值減到最小，條料的浪費(fèi)率也是比較高的。一個(gè)典型的例子就是圖47，條料G，但是將圓形的部分放在離薄板較近的位置要求更寬的條料隨之也產(chǎn)生了浪費(fèi)。
當(dāng)留出一部分空域后，我們?cè)倩氐綇澢鷨?wèn)題，有些部件可能要求兩次或更多次數(shù)的彎曲，這使單靠布置轉(zhuǎn)角處材料的顆粒來(lái)掩蓋所有的情況變的不可能。當(dāng)這些情況出現(xiàn)時(shí)，明顯的方法就是將零件放在最易通過(guò)顆粒移動(dòng)而彎曲的地方或接近它。另一方面，轉(zhuǎn)角處微小的改變可能使轉(zhuǎn)角發(fā)生最嚴(yán)重的兩種破壞，所以要避免零件破裂。當(dāng)零件留下了加工余量并進(jìn)行彎曲時(shí)，退火有助于提高其性能，但是如果彎曲后在留加工余量，那是不可能的。
從上面我們可以推斷出,板料中部件的排列可以分為三類(lèi):1.如圖46中的轉(zhuǎn)角布置2.單獨(dú)一塊板料,逆向運(yùn)動(dòng)3. 單獨(dú)一塊板料,直線運(yùn)動(dòng).4.雙倍寬度, 逆向運(yùn)動(dòng).
最終我們可以從下面的公式中計(jì)算出每個(gè)區(qū)域的加工余量:
面積=板料寬度×板料的加工余量
所以A處的面積=72×49=3528
當(dāng)逆向運(yùn)動(dòng)如D所示
面積=106×53÷2=2809
他們中間的兩個(gè)到三個(gè)是經(jīng)常這樣被加工的，同時(shí)他們各自的面積也被決定了。一般的選擇要求每個(gè)加工余量提供足夠的滿足板料寬度的材料，這是可行的。
加工余量也是很重要的一個(gè)因素，為了連接留有加工余量的工件圖排布，在設(shè)計(jì)工作進(jìn)行之前我們必需考慮它。為了確定這種觀點(diǎn)，在很多場(chǎng)合下，當(dāng)沖裁帶有加工余量的小零件時(shí)，計(jì)算是必須的。因?yàn)閴毫C(jī)能夠提供足夠大的壓力而不必?fù)?dān)心它會(huì)停止工作.,然而具有復(fù)雜側(cè)面的條料以及有十幾個(gè)孔或孔半徑有25mm或孔徑更大的條料,需要一個(gè)壓邊力,當(dāng)然壓力可能會(huì)超出一點(diǎn),在噸位大一點(diǎn)的壓力機(jī)上是可行的.下面我們給出了計(jì)算公式:
英文公式
材料的壓邊力(噸)=切割的長(zhǎng)度 材料的厚度 每平方所需剪切力
圖48 以英寸和毫米展示了一個(gè)部分的尺度,,用上面的公式,我們可以得到;
加工余量的周長(zhǎng)=2.5+.75+1+3.35+1.25+.25+2.25+3.125=14.75 mm
孔的周長(zhǎng)=2（∏×1）+（∏×1.5）=2×22×17÷7+22×3÷14=11 mm
所有加工余量的表面總長(zhǎng)度=14.75=11=25.75 mm
使用上面的公式
壓力=剪切長(zhǎng)度 厚度 每噸剪切系數(shù)
=25.75 × 0.125 × 17.5 =56.35噸
這是去刃口比較鋒利時(shí)去除加工余量所需的壓力, 但是只要操作繼續(xù)進(jìn)行,這些數(shù)字將會(huì)很快的增加..
然而，并不是所有的刀具剪切，假如圖48 就是這樣的工件，這時(shí)適合沖裁的刀具不易裝在50噸的壓力機(jī)上工作。如果它們經(jīng)常處于鋒利狀態(tài)，在75噸的壓力機(jī)上，它們會(huì)產(chǎn)生很好的效果，但是，大多數(shù)使用者將它們安裝在100噸的壓力機(jī)上。表格給出了在各種材料上剪裁1英寸板料所需壓力機(jī)的噸位。
米制公式
當(dāng)遇到米制尺寸時(shí)，同樣用這個(gè)公式
所需壓力=剪切長(zhǎng)度 材料厚度 剪切系數(shù)
圖8 中顯示的加工余量長(zhǎng)度是
63+19+25+92+33+7+57+80=376 mm
孔的周長(zhǎng)=2（∏×25）+（∏×38）=2×22×25+22×38=1100÷7+836÷7=276
需要切除的加工余量的總長(zhǎng)度=376+276=652 mm
用公式
壓力=剪切長(zhǎng)度× 厚度× 剪切系數(shù)
因此，把它轉(zhuǎn)變成噸/米；52.858× 0.001= 53噸
或者把它轉(zhuǎn)換為英制噸位；53 ×0.984=52.1噸
這個(gè)圖中有一個(gè)小小的矛盾，它引用于英制尺寸但是這已經(jīng)被說(shuō)明了，因?yàn)樵谵D(zhuǎn)換時(shí)
為了說(shuō)明圓角尺寸，最近的毫米英制單位已經(jīng)給出了，從而避免了十進(jìn)制毫米單位。
當(dāng)計(jì)算這種類(lèi)型的數(shù)據(jù)時(shí)，表格中這些與加工和測(cè)量相關(guān)的具體數(shù)據(jù)經(jīng)常被用到
他們已經(jīng)在上面的兩個(gè)例子中得到了運(yùn)用。
李永強(qiáng)
西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
題 目:制動(dòng)盒外殼沖壓件設(shè)計(jì)
學(xué) 院（系）: 材料科學(xué)與工程學(xué)院
年級(jí)、專(zhuān)業(yè): 2002級(jí)材料成型及控制工程
姓 名: 李 永 強(qiáng)
學(xué) 號(hào): 20020527
指 導(dǎo) 教 師: 趙 平 教 授
完 成 時(shí) 間: 2006年6月1日
目錄
摘要
1 前言…………………………………………………………………………4
2 零件的沖壓工藝分析………………………………………………………5
3 零件沖壓工藝方案的擬訂和計(jì)算…………………………………………6
3.1零件沖壓工藝方案的擬訂…………………………………………………6
3.2零件沖壓工藝方案的計(jì)算…………………………………………………7
4 零件沖壓工藝方案的確定…………………………………………………9
5 模具總裝圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算………………………………………………10
5.1落料，拉深，沖孔復(fù)合模的設(shè)計(jì)…………………………………………10
5.1.1沖裁排樣方式的設(shè)計(jì)及計(jì)算：…………………………………………10
5.1.2第一副模具各工序壓力的計(jì)算及壓力機(jī)的初步選用…………………11
5.1.3模具類(lèi)型及結(jié)構(gòu)形式的選擇與計(jì)算……………………………………12
5.1.4模具工作部分刃口尺寸和公差的計(jì)算…………………………………13
5.1.5模具其他零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算……………………………………………15
5.2、整形模具的設(shè)計(jì)與計(jì)算：…………………………………………………18
5.2.1整形力工序壓力的計(jì)算與壓力機(jī)的初步選用：………………………18
5.2.2模具結(jié)構(gòu)類(lèi)型及形式的選擇與設(shè)計(jì)……………………………………19
5.2.3凸凹模工作部分刃口及公差的計(jì)算……………………………………19
5.2.4模具其他零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算：…………………………………………19
5.3、沖孔模具的設(shè)計(jì)與計(jì)算：…………………………………………………21
5.3.1各工序壓力的計(jì)算： ……………………………………………………21
5.3.2沖孔凸凹模刃口的計(jì)算…………………………………………………21
5.3.3模具結(jié)構(gòu)形式的選擇……………………………………………………22
5.3.4模具其它結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算………………………………………23
5.4、切邊模具的設(shè)計(jì)與計(jì)算：…………………………………………………25
5.4.1工序壓力的計(jì)算：………………………………………………………25
5.4.2模具類(lèi)型及結(jié)構(gòu)形式的選擇……………………………………………25
5.4.3模具工作部分刃口尺寸和公差的計(jì)算…………………………………25
5.4.4模具其它結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算………………………………………26
6 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析………………………………………………………………27
總結(jié)……………………………………………………………………………29
參考資料………………………………………………………………………30
致謝…………………………………………………………………………….31
摘 要:
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是制動(dòng)盒外殼的沖壓工藝與設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次運(yùn)用實(shí)踐，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)我們可以查漏補(bǔ)缺，為以后的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。當(dāng)拿到一個(gè)工件來(lái)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)首先對(duì)工件進(jìn)行工藝分析。因?yàn)榭赡苡泻芏喾N不同的制造方法，不同的方法得到制件的質(zhì)量可能不一樣，并且模具制造成本也可能相差很大，所以我們必須從工件的質(zhì)量和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，選擇最佳的設(shè)計(jì)方法和工藝方案。經(jīng)分析比較，此制動(dòng)盒外殼采用沖壓工藝生產(chǎn)。
關(guān) 鍵 詞：沖壓工藝、模具設(shè)計(jì)、工藝方案
abstract:
the main program for this graduation design is to finish the design and producing process of the shell of controlling-box .to every student ,the graduation design is a opportunity to apply the knowledge we learned ,at the same time ,we can make best of this chance to find out our shortcomings in order to get the stead foundation of studying and work in the near future .first ,we are supposed to analyze the character of the strop before we decide to which kind of mold should be the best way to do it .because using the different method ,we can get the different products in quality and the cost concerned is also different .for these reasons, we should find out the best way in terms of the quality and cost .after analysis and comparison ,we decide to chose punch as the best way.
Keywords: Hurtle to press the craft 、 mold design ,skill method
1前言
通過(guò)對(duì)專(zhuān)業(yè)課一年的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，使我對(duì)模具知識(shí)有了一定的了解，而本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年所學(xué)的無(wú)論是基礎(chǔ)知識(shí)還是專(zhuān)業(yè)知識(shí)都是一次全面的檢查和考核，同時(shí)也是培養(yǎng)我解決具體問(wèn)題的一種能力和一次深入再學(xué)習(xí)的過(guò)程。
上學(xué)期末對(duì)壓鑄模具的課程設(shè)計(jì)和本學(xué)期的模具制造課程設(shè)計(jì)，我對(duì)模具設(shè)計(jì)的思路和程序有了一定的掌握，初步具備了設(shè)計(jì)模具的能力。這次是沖壓模具的設(shè)計(jì)，要求對(duì)沖壓件進(jìn)行沖壓工藝的設(shè)計(jì)，沖模的裝配圖設(shè)計(jì)，利用電腦設(shè)計(jì)模具的零件圖以及模具零件的制造工藝設(shè)計(jì)。這就需要我對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)進(jìn)行全面的、系統(tǒng)的復(fù)習(xí)與回顧，并且通過(guò)借助于資料、手冊(cè)、圖冊(cè)等設(shè)計(jì)所需的工具書(shū)，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，進(jìn)行一次全面而系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中要進(jìn)行反復(fù)的修改以不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，以順利完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)任務(wù)，同時(shí)也要力求自己設(shè)計(jì)的模具盡可能地有低成本、高生產(chǎn)率和生產(chǎn)的產(chǎn)品高合格率的要求，使它具有較高的性價(jià)比。
本次設(shè)計(jì)包括模具總裝配圖四張，模具各零件圖十四張左右，畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。
由于本人水平有限和失誤等原因，因此在本次設(shè)計(jì)圖紙中還存在不少錯(cuò)誤和不足之處，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)、指正。
在此感謝學(xué)院各位領(lǐng)導(dǎo)特別是趙平教授的悉心指導(dǎo)！
學(xué)生 李永強(qiáng)
2006年6月
2 零件的沖壓工藝分析
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的沖壓件是制動(dòng)盒外殼，是由Q235鋼材料制造，其厚度為1.6mm,外圓半徑為80mm的殼體。Q235鋼的抗拉強(qiáng)度為375---500Mpa,屈服強(qiáng)度為235Mpa，綜合性能較好，既有良好的塑性又有適中的強(qiáng)度，且年生產(chǎn)量為10000件，我們既要能夠保證制件的質(zhì)量又要盡可能的去降低生產(chǎn)成本，以求取最佳的生產(chǎn)效益，綜合考慮多種生產(chǎn)方式，此制動(dòng)盒外殼用沖壓工藝生產(chǎn)是生產(chǎn)廠家的相對(duì)最優(yōu)方案。
制動(dòng)盒外殼主要工序是落料、沖孔和拉深，孔的位置對(duì)稱分布，可以減少工序和模具的制造成本。從孔的分布與數(shù)量來(lái)看，可將所有孔一次性沖出，但考慮到孔之間的間距在安裝時(shí)是否會(huì)產(chǎn)生干涉及模具的強(qiáng)度，直徑為10的孔和直徑為8的孔不能同時(shí)沖出，否則凹模的強(qiáng)度不夠，并且凸模安裝時(shí)易產(chǎn)生干涉，并且要必須考慮到是先拉深還是先沖孔，如果底部的孔徑相對(duì)于殼的外形直徑過(guò)大，要先拉深再?zèng)_孔，否則會(huì)將該工件拉裂。
同時(shí)，由于工件的圓角半徑為1，而材料的厚度為1.6，圓角半角太小，在拉深時(shí)易被拉裂，故拉深時(shí)不能將圓角一次拉成，須進(jìn)行整形。拉深時(shí)需留修邊余量以保證制件的精度，故最后還要對(duì)工件進(jìn)行切邊。
工件圖
3零件沖壓工藝方案的擬訂和計(jì)算
3.1零件沖壓工藝方案的擬訂
生產(chǎn)此制動(dòng)盒外殼所需基本工序?yàn)椋?）落料，（2）拉深，（3）沖孔（4）整形（5）切邊，經(jīng)分析，可有以下幾種方案
方案一：落料，拉深，沖孔（2—Φ10mm）, 沖孔(12×12mm方型孔），整形，沖孔(3—Φ8mm)，沖孔(3—Φ6mm)切邊。即每道工序單獨(dú)由一副模具完成。
方案二：落料，.拉深，.沖孔Φ3—(8mm)，沖孔(12×12mm方型孔），沖孔（2—Φ10mm）五道工序復(fù)合模，再整形，沖孔（3—Φ6mm），最后切邊。
方案三：落料.，拉深，.沖孔(3—Φ8mm)，沖孔(12×12mm方型孔）四道工序復(fù)合模，再整形，沖孔（2—Φ10mm）沖孔（3—Φ6mm）兩道工序復(fù)合模，最后切邊。
方案四：落料.，拉深，沖孔(3—Φ8mm)，沖孔(12×12mm方型孔)連續(xù)模，整形，沖孔（2—Φ10mm）沖孔（3—Φ6mm）連續(xù)模，最后切邊。
比較確定沖壓方案；
方案一：生產(chǎn)效率低下，所需模具數(shù)量較多，使得生產(chǎn)該工件的總成本較高，且尺寸的積累誤差較大，工件的質(zhì)量不能保證。
方案二：雖然將大部分工序由復(fù)合模具同時(shí)完成，但是由于沖孔（10mm）和沖孔(8mm)時(shí)兩凸模以及凹模相隔很近，安裝時(shí)容易發(fā)生干涉，增加模具制造難度，且此處模具強(qiáng)度不夠，不益采用。
方案三：采用此復(fù)合?？商岣呱a(chǎn)效率，保證工件尺寸的精度要求，模具制造不是很困難，且由于年生產(chǎn)量為10000件，成本可大大降低，故采用此種方案相對(duì)較好。
方案四：主要采用了連續(xù)模，連續(xù)模雖然能夠提高生產(chǎn)效率，但是，需要在下一工序時(shí)定位，且定位的次數(shù)越多，其累積誤差就會(huì)越大，嚴(yán)重影響了工件的質(zhì)量，故不宜采用連續(xù)模。
經(jīng)分析比較，最終確定第三種工藝方案為最佳組合。
3.2零件沖壓工藝方案的計(jì)算
3.2.1 選取修邊余量&h，并初算毛坯直徑
當(dāng)ho/r=13.2/1.6=8.25時(shí)
取&h=1mm, （查《沖壓手冊(cè)》233頁(yè)）
故計(jì)算高度：h=ho+&h=13.2+1=14.2mm
當(dāng)R與r相等時(shí),應(yīng)用簡(jiǎn)單計(jì)算公式d= 代入相應(yīng)數(shù)值, (按中性層)
d0=101.78mm
3.2.2 工件主要尺寸參數(shù)
各主要尺寸參數(shù)如工件圖中所示：
則工件相對(duì)高度：
ho/b=13.2/78.4=0.168
工件相對(duì)厚度：
t/b=(1.6/101.78)x100=1.57
工件相對(duì)圓角半徑：
r/b=1.6/101.78 x 100=1.57
3.2.3 初步估算所需拉深的次數(shù)
由于(t/b)x100=1.57 及h/b=0.18
查得所需拉深次數(shù)為N=1
即只需1次拉深即可滿足要求。
3.2.4 驗(yàn)證圓角部分是否可一次拉成
由于當(dāng)r=rg=1mm,而材料的厚度為1.6mm，可知圓角半徑太小，如果一次拉深容易拉裂，圓角不可一次拉成，需要進(jìn)行整形。
3.2.5 重新選取圓角半徑
中性層周長(zhǎng)c=105.2mm d=78.4
拉深圓角設(shè)為 R=2mm
則,可知拉深高度為確定拉深次數(shù)
從而求得中性層拉深高度為（05.2－2∏×2.8×0.25×2－78.4+5.6）∕2+2.8=14.6mm
工件的相對(duì)高度：h∕d=14.6∕78.4=0.18
毛坯的相對(duì)厚度：1.57
查表5-3知拉深次數(shù)為n=1
毛坯圖
4 零件沖壓工藝方案的確定
根據(jù)以上的計(jì)算和對(duì)零件結(jié)構(gòu)的分析，總體確定以下方案：（需4副模具完成該沖壓件的生產(chǎn)）：
第一副：該副模具完成的主要任務(wù)為落料，拉深，沖底部圓孔。該副模具所完成的工序內(nèi)容多，比較復(fù)雜，也是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)所在，其計(jì)算工作量也是最大的。
第二副：該副模具完成的工序內(nèi)容是整形，由于圓角太小需要進(jìn)行整形以到工件所需要的圓角半徑。
第三副：該副模具是沖孔工序模具，主要任務(wù)是完成工件底部上由于離底部邊緣太近而不能與第一副模具復(fù)合而沖出的小孔。
第四副：該副模具的主要任務(wù)是完成工件的切邊修邊工作，由于拉深后的工件存在修邊余量和局部凸緣，而所要求生產(chǎn)的工件沒(méi)有凸緣，因此要進(jìn)行修邊工序，同時(shí)也把它作為最后的一道工序來(lái)安排。該模具主要是為了提高工件的精度和質(zhì)量而設(shè)計(jì)的。
5 模具總裝圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算
5.1落料，拉深，沖孔復(fù)合模的設(shè)計(jì)
5.1.1沖裁排樣方式的設(shè)計(jì)及計(jì)算
根據(jù)前邊的作圖及計(jì)算確定零件的毛坯尺寸最大為：101.78mm，綜合各種因素及查看相關(guān)的資料后決定采用單排形式，并根據(jù)《沖壓手冊(cè)》p44頁(yè)表2-17查得：搭邊值a=1.2mm，間距a1=1.5mm
5.1.1.1若采用橫排
條料寬度；b-△=[D+2（a+△）] -△
=[101.78+2（1.5）]-0.8
=104.78-0.8（mm）
導(dǎo)尺距離：S=b+c1
=101.78+2 x 1.5=104.78mm
進(jìn)距h: h=101.78+1.2=102.98(mm)
查《沖壓手冊(cè)》表8-12選用板料規(guī)格為：1.6x650x1300mm，按上述方法進(jìn)行排料，剪切條料尺寸為：104.78mmx1300mm
則：條數(shù)n1=650/104.78=6（條）余21mm
每條個(gè)數(shù)n2=（1300-1）/102.98=12（個(gè)）余63mm
每板個(gè)數(shù)n3= n1x n2 =6x12=72（個(gè)）
故材料的利用率：η=（72x∏×101.782）/（650x1300×4）x100%=69.3%
5.1.1.2若采用縱排（即長(zhǎng)邊在送料方向，短邊垂直送料方向）則：
料寬：b-△=[D+2（a+△）] -△
=[101.78+2（1.5）]-0.8
=104.78-0.8（mm）
導(dǎo)尺間距離：S=b+c1
=101.78+2 x 1.5=104.78mm
進(jìn)距h： h=101.78+1.2=102.98(mm)
如上所述采用規(guī)格相同的板料；1.6x650x1300mm
則：剪切條料尺寸為：224.4x1200mm
故：條料： n1=1300/104.78=12（條）余42.6mm
每條個(gè)數(shù)： n2=（650-1）/102.98=6余32mm（個(gè)）
每板個(gè)數(shù)： n3= n1X n2=12x6=72（個(gè)）
材料利用率和橫排時(shí)一樣
綜上比較采用橫排和縱排都可以，材料的材料利用率一樣。（排樣圖見(jiàn)下圖）
5.1.2第一副模具各工序壓力的計(jì)算及壓力機(jī)的初步選用
5.1.2.1落料.，拉深，.沖孔(8mm)，沖孔(12*12mm方型孔)各工序壓力的計(jì)算：
參照課本P45例題且查看《沖壓手冊(cè)》以確定A3（Q235），
τb=343MPa，則：
F落料=1.3Ltτb
=1.3∏×101.78×1.6×343
=228008（N）
查課本P43頁(yè)表2-9，取卸料力系數(shù)K1=0.055則：
F卸= K1 F落料
=0.055x228008
=12540（N）
5.1.2.2拉深力的計(jì)算：各公式參見(jiàn)，《沖壓手冊(cè)》P313頁(yè)：
F2=3.14×78.4×1.6×400×0.4=63021N
5.1.2.3沖孔(8mm)力
F3=1.3×∏×8×1.6×343=17922N
5.1.2.4沖孔(12*12mm方型孔)
F4=1.3×12×4×1.6×343=34245N
由于這些工序由一復(fù)合模完成，但各個(gè)工序中的壓力不是由壓力機(jī)同時(shí)加載的，故壓力機(jī)只需達(dá)到單工序所需的最大壓力即可。
這一工序所需最大總壓力為F=F0+F1=228008+12540=240548N
根據(jù)所提供的壓力機(jī)，可選用400kN的壓力機(jī)
5.1.3模具類(lèi)型及結(jié)構(gòu)形式的選擇與計(jì)算：
本次設(shè)計(jì)第一副模具采用落料，拉深，沖孔的復(fù)合模結(jié)構(gòu)。該沖壓件屬于簡(jiǎn)單的筒形件，經(jīng)計(jì)算判斷可一次拉深到所要求的高度，但由于拉深件的圓角半徑為1 mm，小于板料的厚度，在拉深時(shí)容易被拉裂，所以我們必須將圓角半徑加大，從而采用落料和拉深復(fù)合的裝置。另外落料的半徑較大，而拉深件底部的孔(8mm)和孔(12*12mm方型孔)分布均勻，且相距較遠(yuǎn)，不會(huì)產(chǎn)生干涉。我們可以作成單工序模具，但工件的年生產(chǎn)量較大，采用復(fù)合模具不僅能夠減少模具制造成本，還能夠提高生產(chǎn)率，保證工件的質(zhì)量。所以無(wú)論從結(jié)構(gòu)上，經(jīng)濟(jì)上，還是生產(chǎn)效率綜合考慮都可采用將落料，拉深，沖孔的復(fù)合模結(jié)構(gòu)。
另外在下模座下部設(shè)有緩沖器，它驅(qū)動(dòng)托桿向上運(yùn)動(dòng)，使壓料器兼做頂件和壓邊的作用，且在上模上設(shè)有剛性推件裝置，并在下模上設(shè)有剛性卸料板裝置，采用這些結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)主要是，結(jié)構(gòu)緊湊，布局合理且制造使用都簡(jiǎn)單方便，唯一的不足是，拉深件有可能留在剛性卸料板內(nèi)不易出件，有時(shí)還需要工人用手工去把它拿出，帶來(lái)了操作的不便，但是只要托桿長(zhǎng)度設(shè)計(jì)合理，緩沖器橡皮彈力足夠，就能克服這點(diǎn)不足。另外考慮到裝模方便，模具采用后側(cè)布置導(dǎo)柱，導(dǎo)套的模架。
下附第一副模具裝配簡(jiǎn)圖
5.1.4模具工作部分刃口尺寸和公差的計(jì)算
5.1.4.1落料凸凹模刃口尺寸的計(jì)算：（由于落料毛坯為非規(guī)則幾何形狀，因此，落料尺寸的計(jì)算以落料凹模的尺寸為計(jì)算基準(zhǔn)的方式來(lái)配合計(jì)算凸模刃口尺寸）參照《沖壓手冊(cè)》P54頁(yè)表2-23得：材料厚為1mm時(shí)，Zmin=0.22mm,Zmax=0.32mm
對(duì)尺寸101.78mm凹模磨損后將逐漸變大則：
A1凹=（A1-K△）0+△/4
=(101.78-0.5x0.87)00.025
=101.3400.025(mm)
（查相關(guān)資料K取0.5，凹模制造公差取沖壓件的1/4）
相對(duì)應(yīng)的凸模尺寸為
A2=（A1-△）-△/40
=（101.345-0.22）-0.0350 =101.12-0.0350 (mm)
5.1.4.2拉深凸凹模的刃口尺寸的計(jì)算：
由于在拉深時(shí)，沖壓件的尺寸標(biāo)注在外形上，故參見(jiàn)課本P132頁(yè)所示：
Dd=（Dmax+0.75△）0+Td
Dp=（Dmax-0.75△）0-Tp
查《沖壓手冊(cè)》P305頁(yè)表4-14取單邊間隙為1.1個(gè)料厚即1.76mm。
則：Dd=（80-0.75x0.74）0+1/4=79.40+0.12（mm）
Dp=（79.4-3.2）0-0.25=76.20-0.08（mm）
根據(jù)實(shí)際加工取rd=rp=2mm
5.1.4.3沖孔凸凹模刃口尺寸的計(jì)算：
查《沖壓手冊(cè)》P54頁(yè)取間隙：由于材料厚為1.6mm時(shí)，Zmin=0.22mm,Zmax=0.32mm
①?zèng)_直徑為8mm的孔的工作部分尺寸的確定：
凸，凹模采用分開(kāi)加工的方法進(jìn)行制作。
凸模尺寸為：
（K取0.5，公差為沖壓件的1/4）
dp=（D+K△）0-Tp =（8+0.5x0.36）-0.0350=8.18-0.0350（mm）
則：對(duì)應(yīng)的凹模尺寸為：
dd=（dp + Zmin）0+Td
=（8.18+0.22）0+0.025
=8.40+0.025（mm）
②沖方型孔12×12mm的孔的工作部分尺寸的確定：
凸模尺寸為：
（K取0.5，公差為沖壓件的1/4）
dp=（D+K△）0-Tp =(12+0.5x0.43)0-0.02=8.180-0.02（mm）
則：對(duì)應(yīng)的凸模尺寸為：
dd=（dp + Zmin）0+Td =（12.2+0.22）0+0.02=12.40+0.025（mm）
5.1.4.4凸模高度的確定（參見(jiàn)課本P61頁(yè)圖3-100）
L=h+h1+h2+h3
其中：h1為凸模固定板厚度，一般為凸模高度的40%左右
h2為墊板的厚度，查課本取為8mm。
h3導(dǎo)尺的厚度，查課本取P23頁(yè)取為6mm。
h為附加長(zhǎng)度，包括修模余量和安全長(zhǎng)度，取15mm。
綜上，則：L=32+8+6+15+45
故：L=106mm
即凸模的長(zhǎng)度為106mm，具體長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整后再確定。
5.1.4.5落料凹模外形尺寸的設(shè)計(jì)（參見(jiàn)課本P63頁(yè)圖3-12：）
凹模厚度：查模具制造手冊(cè)知，當(dāng)材料厚度為1.6mm時(shí)，凸凹模的最小壁厚為４mm ,由于此模具是復(fù)合模，應(yīng)相應(yīng)的增大其壁厚，故取為14mm.
5.1.5模具其他零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算
5.1.5.1模架的選用：
根據(jù)落料凹模的周界尺寸，查《沖壓模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》P388頁(yè)相關(guān)資料，由所選定的壓力機(jī)可知，壓力機(jī)的最大封閉高度為400mm，最小封閉高度為200mm，從模具實(shí)際設(shè)計(jì)出發(fā)，我們可取模具的封閉高度為220mm.工作臺(tái)的尺寸為：左為630mm,右為420mm.
則模柄的規(guī)格為直徑50x高70mm，其它結(jié)構(gòu)的尺寸參見(jiàn)《沖壓模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》P623頁(yè)，與此同時(shí)，在模座確定以后，導(dǎo)柱，導(dǎo)套的規(guī)格和結(jié)構(gòu)尺寸也隨之確定下來(lái)由《沖壓模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》相關(guān)章節(jié)查得。
5.1.5.2定位零件：
本副模具采用導(dǎo)尺（剛性卸料板）導(dǎo)向送料，為使條料順利通過(guò)導(dǎo)料板的間隙在計(jì)算排樣尺寸圖時(shí)一并算出，此處不在敘述。導(dǎo)料板的厚度取6mm左右。
同時(shí)在本副模具中采用固定擋料銷(xiāo)來(lái)限制條料的送近步距，使用圓形擋料銷(xiāo)，高度為9mm，直徑為3mm。該結(jié)構(gòu)的擋料結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，使用方便，適用于固定卸料板及手工送料的冷沖模結(jié)構(gòu)。
5.1.5.3卸料與推（頂）件裝置：
由于剛性卸料板也作為導(dǎo)尺，故簡(jiǎn)化了卸料板結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，卸料力大。卸料板的型孔與凸模的單面間隙為2mm，厚度為8mm。用螺釘與圓柱銷(xiāo)將導(dǎo)料板一起固定在落料凹模上。
打桿長(zhǎng)度：H＞（模柄總長(zhǎng)+凸凹模高度-推件高度）
但是由于使用了三爪推板推出機(jī)構(gòu)，因此打桿長(zhǎng)度應(yīng)在（模柄總長(zhǎng)-推板厚度）具體情況根據(jù)裝配圖確定。
托桿長(zhǎng)度：L＞（l+h3）
其中：l——?dú)鈮|長(zhǎng)度
h3——?dú)鈮|上平面與下平面之間隙
綜上，取L=90mm
5.1.5.4固定與連接零件：
采用固定板將凸凹模固定在上模座上，其厚度為凸凹模長(zhǎng)度的40%左右。即h=40%x106=42mm，取32mm。
固定板與凸凹模之間采用階梯固定的形式。固定板與上模座之間采用內(nèi)六角螺釘與圓柱銷(xiāo)來(lái)連接和定位，螺釘尺寸與圓柱銷(xiāo)尺寸根據(jù)被連接的兩部分零件厚度來(lái)確定。此外，由于本副模具的總壓力較大，因此需要采用墊板的結(jié)構(gòu)，以保護(hù)模具不受損壞。
5.1.5.5第一副模具壓力中心的設(shè)計(jì)與計(jì)算：
由于落料，拉深和沖圓孔的凸，凹模形狀均為對(duì)稱性形狀，因此其壓力中心均為其各自的幾何形心。沖翻邊預(yù)制孔凸凹模的形狀雖然是不規(guī)則的形狀，但是它也是對(duì)稱的，因此其中心也在其形心上：（故以模座中心為原點(diǎn)，建立直角坐標(biāo)系，則落料和拉深的壓力中心均在原點(diǎn)上）：
整個(gè)模具的壓力中心坐標(biāo)（X0，Y0）計(jì)算如下：
X0=0
Y0=8∏x20/（12 x 4+8∏x3）=4.07（mm）
即本副模具的壓力機(jī)中心在沿Y軸向上偏移4.07mm，即坐標(biāo)點(diǎn)為: (0.4.07).
5.1.5.6凸凹模的強(qiáng)度校核
5.1.5.6.1凹模的強(qiáng)度校核
：所選的壓力機(jī)為F ，接觸面積為S
則 F=400KN
S=∏（76.82-3 x8.42）/4-12.422
=4311mm
P= F/ S=400/4311=92.72MPa<δS
5.1.5.6.2凸模的強(qiáng)度校核
所選的壓力機(jī)為F ，接觸面積為S
則 F=400KN
S=∏（101.782-802）/4
=3111mm
P= F/ S=400/3111=128.6MPa<δS
由校核可知，凸凹模的強(qiáng)度足夠。
(第一副模具裝配圖結(jié)構(gòu)間圖)
5.2第二副模具的設(shè)計(jì)與計(jì)算
5.2.1整形力工序壓力的計(jì)算與壓力機(jī)的初步選用
P=p×∏÷4×(80-3.2) ×300÷3=463KN
頂件力F：F=KF沖 （K為頂件力系數(shù)取為0.06）
=0.06x463
=27.78（KN）
推件力F：F=KF沖 （K為推件力系數(shù)取為0.05）
=0.05x463
=23（KN）
總壓力：F=463+27+23=513（KN）
則根據(jù)總壓力初步選用開(kāi)式壓力機(jī)公稱壓力為630KN，具體結(jié)構(gòu)尺寸參見(jiàn)《沖壓模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》相關(guān)章節(jié)。
5.2.2 模具結(jié)構(gòu)類(lèi)型及形式的選擇與設(shè)計(jì)
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)第二副模具設(shè)計(jì)的主要目的是在第一道工序完成后，對(duì)工件進(jìn)行整形。由于第一次拉深的圓角半徑為2mm，而最終工件的圓角半徑為1mm, 故需要整形。整形過(guò)程屬于剛性接觸，所需要的力也教大，所以壓力機(jī)的噸位也隨之增大。
本副模具的設(shè)計(jì)難點(diǎn)是針對(duì)凹模及其支架要進(jìn)行嚴(yán)格的校核，以保證它們有足夠的強(qiáng)度和剛度才行。
5.2.3凸凹模工作部分刃口及公差的計(jì)算
查，《沖壓手冊(cè)》得：系數(shù)K=0.75，
間隙為:Zmin=0.1mm, Zmax=0.14mm
則：Dp=（Dmax+0.75△）0-Tp
=（79.63-3.2）0-（0.08）
=76.430-0.08（mm）
則凹模刃口尺寸為：
d凹=（dp+Zmin）0+Td
=（80-0.75 x 0.5）0+0.12（mm）
=79.630+0.12（mm）
5.2.4模具其他零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算
5.2.4.1壓力中心的計(jì)算：
由于本副模具的沖孔位置對(duì)稱，因此它的壓力中心就在中心距的幾何中心上。
5.2.4.2沖模閉合高度的計(jì)算：
根據(jù)總壓力所選的壓力機(jī)最大閉合高度為460mm，最小閉合高度為220mm因此初選閉合高度為230mm即滿足要求。
5.2.4.3模柄的選用：
由壓力機(jī)規(guī)格來(lái)確定模柄的規(guī)格為直徑37mm高度為 75mm的凸緣式模柄，具體尺寸參見(jiàn)《沖壓模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》相關(guān)的章節(jié)。
5.2.4.4模座的選用：
在本副模具設(shè)計(jì)中根據(jù)凹模支架的尺寸來(lái)選用后側(cè)導(dǎo)柱式模架選用模座的規(guī)格如下：
上模座——200x200x45mm
下模座——250x200x50mm
其具體下模座的結(jié)構(gòu)尺寸如下：
L=200， B=200， t=28， L1=210， S=210， A1=130， R=45
L2=80, d2=M14-6H, h=32， S2=120
導(dǎo)柱導(dǎo)套尺寸具體參數(shù)參考《沖壓手冊(cè)》相關(guān)的章節(jié)。
下附第二副模具裝配圖結(jié)構(gòu)示意圖：
5.2.4.5凸凹模的強(qiáng)度校核：
所選的壓力機(jī)為F ，接觸面積為S
則 F=600KN
S=∏76.82/4
=4630mm
P= F/ S=400/4630=130MPa<δS
由校核可知，凸凹模的強(qiáng)度足夠。
下附第二副模具裝配結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
第二副模具結(jié)構(gòu)裝配間圖
5.3第三副模具的設(shè)計(jì)與計(jì)算
5.3.1各工序壓力的計(jì)算
沖孔（6mm×3）所需的壓力
沖孔（10mm）
沖裁力 F0=1.3×3.14×10×1.6×343=22402N
卸料力 F1=0.045×22402=1008N
頂件力 F2=0.06×22402=1344N
沖孔（10mm×2）所需的壓力
F=（F0+F1+F2+F3）×2
=（22402+1008+1344）×2=99016N
沖孔（6mm）
沖裁力 F0=1.3×3.14×1.6×343×6=13441N
卸料力 F1=0.045×13441=605N
頂件力 F2=0.06×13441=806N
沖孔（6mm）所需的壓力
F=（F0+F1+F2+F3）×3
=（1344+605+806）×3=44553N
這一工序所需最大總壓力為F=99016+44553=143569N=144KN
因此初選壓力機(jī)為開(kāi)式壓力機(jī)，公稱壓力為250KN，最大閉合高度360mm，最大閉合高度1800mm，模柄孔規(guī)格為直徑50x高度70mm。
5.3.2沖孔凸凹模刃口的計(jì)算
沖直徑為6mm的孔的工作部分尺寸的確定：
查相關(guān)手冊(cè)和表可知：
△=0.3 Zmin=0.22 Zmax=0.32 k=0.5 δd=0.02 δp=0.02
凸模尺寸為：
（K取0.5，公差為沖壓件的1/4）
dp=（d+K△）0-Tp =（6.15+0.22）-0.020=6.370-0.02（mm）
則：對(duì)應(yīng)的凹模尺寸為：
dd=（dp+Zmin）0+Td =（6.25+0.5x0.3）0+0.02=6.150+0.02（mm）
沖直徑為10mm的孔的工作部分尺寸的確定：
查相關(guān)手冊(cè)和表可知：
△=0.43 Zmin=0.22 Zmax=0.32
k=0.5 δd=0.035 δp=0.025
凸模尺寸為：
（K取0.5，公差為沖壓件的1/4）
dp=（d+K△）0-Tp =（10+0.5x0.43）-0.0250=10.220-0.025（mm）
則：對(duì)應(yīng)的凹模尺寸為：
dd=（dp+Zmin）0+Td =（10.22+0.22）0+0.025=10.440+0.025（mm）
5.3.3模具結(jié)構(gòu)形式的選擇
本副模具主要目的是沖孔工序,沖孔（6mm×3）和沖孔（10mm×2）。由于此幅模具僅是完成兩種不同孔的工序，故總體結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單。但該工件上的孔較多，所以必須保證孔的相互位置和精度，因此，需要安裝導(dǎo)正銷(xiāo)以確定工件在凹模中的位置，準(zhǔn)確定位。卸料時(shí)采用彈性卸料板卸料。
5.3.4模具其它結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算
5.3.4.1模座的選用:
根據(jù)凹模周界尺寸初步確定模架采用后側(cè)導(dǎo)柱式模架,其規(guī)格為:
上模座：160x150x40mm
下模座：160x160x45mm
下模座具體參數(shù)如下:
L=160 B=160 t=28， L1=210， S=210， A1=110，
A2=195， R=42 L2=80, d2=M14-6H, h=35， S2=150
5.3.4.2壓力中心的計(jì)算:
由于本副模具翻邊中心位置雖然在盒行件的底部的中心位置上,但由于翻邊的形狀屬于對(duì)稱形狀，其幾何中心位置就是壓力中心的位置所在處。
5.3.4.3固定板墊板的使用：
本副模具的翻邊凸凹模均采用固定板以臺(tái)階形式將他們與上,下模座固定起來(lái)，然后再利用內(nèi)六角螺釘和圓柱銷(xiāo)分別將其固定和限位。
5.3.4.4凸凹模的強(qiáng)度校核
：所選的壓力機(jī)為F ，接觸面積為S
則 F=250KN
S=∏（76.82-3 x62 -2 x102）/4
=4275mm
P= F/ S=250/4275=59MPa<δS
下附第三副模具裝配結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
沖孔模具裝配圖結(jié)構(gòu)
5.4 第四副模具的設(shè)計(jì)與計(jì)算
5.4.1工序壓力的計(jì)算
切邊力：F=Ltτb =∏×80×1.6×343/4=35kN
頂件力：F1=K3P=0.06×35=3KN
故需要總的切邊力為
P= F +F1=35+3+40KN
根據(jù)所提供的壓力機(jī)，可選用400kN的壓力機(jī)
5.4.2模具類(lèi)型及結(jié)構(gòu)形式的選擇
這幅模具是最后一道工序，切除修邊余量，時(shí)工件達(dá)到最終的要求。切邊模具的凸模通過(guò)左右前后的運(yùn)動(dòng)逐步將多余的材料切去。此幅模具中難度較大的設(shè)計(jì)部分是滑塊，它的外形尺寸就是凸模的運(yùn)動(dòng)軌跡，所以，相對(duì)而言，它的強(qiáng)度和精度要求都較高。
另外在下模座下部設(shè)有緩沖器，它驅(qū)動(dòng)托桿向上運(yùn)動(dòng)，使壓料器兼做頂件和壓邊的作用，且在上模上設(shè)有剛性推件裝置，并在下模上設(shè)有剛性卸料板裝置，采用這些結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)主要是，結(jié)構(gòu)緊湊，布局合理且制造使用都簡(jiǎn)單方便，唯一的不足是，拉深件有可能留在剛性卸料板內(nèi)不易出件，有時(shí)還需要工人用手工去把它拿出，帶來(lái)了操作的不便，但是只要托桿長(zhǎng)度設(shè)計(jì)合理，緩沖器橡皮彈力足夠，就能克服這點(diǎn)不足。另外考慮到裝模方便，模具采用后側(cè)布置導(dǎo)柱，導(dǎo)套的模架。
5.4.3 模具工作部分刃口尺寸和公差的計(jì)算
凸，凹模采用分開(kāi)加工的方法進(jìn)行制作。
△=0.3 Zmin=0.13 Zmax=0.19 k=0.5 δd=0.02 δp=0.02
Dd=（D-K△）0-Tp （K取0.5，公差為沖壓件的1/4）
=（80-0.5×0.3）-0.0350
=79.85（mm）0+0.02
則：對(duì)應(yīng)的凸模尺寸為：
Dp=（79.85-0.13）0-0.02=79.730-0.02（mm）
下附第一副模具裝配簡(jiǎn)圖
5.4.4模具其他零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算
5.4.4.1壓力中心的計(jì)算：
由于本副模具的沖孔位置對(duì)稱，因此它的壓力中心就在中心距的幾何中心上。
5.4.4.2沖模閉合高度的計(jì)算：
根據(jù)總壓力所選的壓力機(jī)最大閉合高度為460mm，最小閉合高度為220mm因此初選閉合高度為230mm即滿足要求。
5.4.4.3模柄的選用：
由壓力機(jī)規(guī)格來(lái)確定模柄的規(guī)格為直徑37mm高度為 75mm的凸緣式模柄，具體尺寸參見(jiàn)《沖壓模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》相關(guān)的章節(jié)。
5.4.4.4模座的選用：
在本副模具設(shè)計(jì)中根據(jù)凹模支架的尺寸來(lái)選用后側(cè)導(dǎo)柱式模架選用模座的規(guī)格如下：
上模座——250x250x40mm
下模座——250x250x45mm
其具體下模座的結(jié)構(gòu)尺寸如下：
L=250， B=250， t=32， L1=210， S=260， A1=160， R=50
L2=100, d2=M16-6H, h=45， S2=140
導(dǎo)柱導(dǎo)套尺寸具體參數(shù)參考《沖壓手冊(cè)》相關(guān)的章節(jié)。
下附第四副模具裝配圖結(jié)構(gòu)示意圖：
修邊模具裝配圖結(jié)構(gòu)
6 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
沖壓生產(chǎn)中，工藝合理是降低成本的有力手段。由于工藝的合理化能降低模具費(fèi)，節(jié)約加工工時(shí)，降低材料費(fèi)，所以必然降低零件總成本。
在制定工藝時(shí)，工序的分散與集中是比較復(fù)雜的問(wèn)題。它取決于零件的批量、結(jié)構(gòu)（形狀）、質(zhì)量要求、工藝特點(diǎn)等。一般情況下，大批量生產(chǎn)時(shí)應(yīng)盡量把工序集中起來(lái)，采用復(fù)合?；蚣?jí)進(jìn)模進(jìn)行沖壓，很小的零件，采用復(fù)合或連續(xù)沖壓加工，既能提高生產(chǎn)率，以能安全生產(chǎn)。而小批量生產(chǎn)時(shí)，則以采用單工序模分散沖壓為宜。
根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，集中到一副模具上的工序數(shù)量不宜太多，對(duì)于復(fù)合模，一般為2～3個(gè)工序，最多4個(gè)工序，對(duì)于級(jí)進(jìn)模，集中的工序可以多些。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)需要完成的是要求年產(chǎn)上萬(wàn)件的制動(dòng)盒外殼沖壓件的沖模設(shè)計(jì)。根據(jù)對(duì)零件尺寸,形狀,結(jié)構(gòu)等諸因素的分析,綜合沖壓生產(chǎn)的實(shí)際情況,我采用的方案是：落料.，拉深，.沖孔(3—Φ8mm)，沖孔(12×12mm方型孔)四道工序復(fù)合模，再整形，沖孔（2—Φ10mm）沖孔（3—Φ6mm）兩道工序復(fù)合模，最后切邊。在制定本次設(shè)計(jì)的工藝時(shí),工序的分散與集中是比較復(fù)雜的問(wèn)題,它取決于零件的批量,結(jié)構(gòu),質(zhì)量要求,工藝特點(diǎn)。對(duì)于板材沖壓件,一般來(lái)說(shuō),考慮到生產(chǎn)批量較大,應(yīng)盡量把工序集中起來(lái),同時(shí)對(duì)模具結(jié)構(gòu)盡可能的采用鑲拼形式,以便于即時(shí)更換損壞部件。故我在設(shè)計(jì)第一張模具時(shí)將落料.，拉深，.沖孔(3—Φ8mm)，沖孔(12×12mm方型孔)等復(fù)合在一起,這樣一來(lái)既提高了生產(chǎn)效率,又能保證安全生產(chǎn),而且在模具制造中節(jié)約了成本。而在第二副模具的設(shè)計(jì)中由于該副模具完成的工序內(nèi)容是整形，由于圓角太小需要進(jìn)行整形以到工件所需要的圓角半徑。在第三副模具的設(shè)計(jì)中，該副模具是沖孔工序模具，主要任務(wù)是完成工件底部上由于離底部邊緣太近而不能與第一副模具復(fù)合而沖出的小孔。第四副模具該副模具的主要任務(wù)是完成工件的切邊修邊工作，由于拉深后的工件存在修邊余量和局部凸緣，而所要求生產(chǎn)的工件沒(méi)有凸緣，因此要進(jìn)行修邊工序，同時(shí)也把它作為最后的一道工序來(lái)安排。該模具主要是為了提高工件的精度和質(zhì)量而設(shè)計(jì)的。
另外由于平板毛坯在拉深成型的過(guò)程中，常因受到材料力學(xué)性能的方向性影響，模具間隙分布不均勻，磨擦阻力不均勻以及定位誤差的影響，使拉深件的口部或凸圓周邊不齊，以至拉深成型后不得不進(jìn)行修邊，因此最后一道工序——修邊是必不可少的。
在沖壓生產(chǎn)中，工件的原材料費(fèi)占制造成本的60%左右，所以節(jié)約原材料，利用廢料具有非常重要的意義。提高材料利用率是降低沖壓制件成本的重要措施之一。特別是材料單價(jià)高的工件，此點(diǎn)尤為重要。
降低材料費(fèi)的方法如下：
1） 在滿足零件強(qiáng)度和使用要求的情況下，減少材料厚度。
2） 降低材料單價(jià)。
3） 改進(jìn)毛坯形狀，合理排樣。
4） 減少搭邊，采用少?gòu)U料或無(wú)廢料排樣。
5） 由單列排樣改為多列排樣。
6） 多件同時(shí)成形，成形后再切開(kāi)。
7） 組合排樣。
8） 利用廢料，
總結(jié)
通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在理論知識(shí)的指導(dǎo)下，結(jié)合認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所獲的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在老師和同學(xué)的幫助下，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(guò)程中，通過(guò)自己實(shí)際的操作計(jì)算，我對(duì)以前所學(xué)過(guò)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)有了更進(jìn)一步更深刻的認(rèn)識(shí)，也認(rèn)識(shí)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(zhuān)業(yè)知識(shí)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(shí)。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)四個(gè)月左右，從最初的領(lǐng)會(huì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，到對(duì)拿到自己手上的沖壓件的沖壓性能的分析計(jì)算，諸如沖壓件對(duì)結(jié)構(gòu)的分析，對(duì)形狀的分析等，通過(guò)不斷地分析計(jì)算，對(duì)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(shí)，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(duì)排樣方式的計(jì)算，直到模具總裝配圖的繪制，歷時(shí)近兩個(gè)月左右。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(shū)館翻閱了許多相關(guān)書(shū)籍和各種設(shè)計(jì)資料。因此從某種意義上講，通過(guò)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(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的鍛煉，使我對(duì)模具設(shè)計(jì)與模具制造的整個(gè)過(guò)程都有了比較深刻的認(rèn)識(shí)和全面的掌握。先后幾次不同的設(shè)計(jì)，從壓鑄模的設(shè)計(jì)，到模具制造工藝卡的設(shè)計(jì)，再到本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的沖壓模的設(shè)計(jì)與制備，使我接受了一個(gè)模具專(zhuān)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)四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(qǐng)各位導(dǎo)師、各位教授批評(píng)指正，不勝感激。
參考資料
1、郝濱海 .《沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.1
2、李碩本. 《沖壓工藝學(xué)》.北京. 機(jī)械工業(yè)出版社，1982.1
3、王孝培 .《沖壓設(shè)計(jì)資料》.北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，1983.12
4、王孝培. 《沖壓手冊(cè)》. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，1983.12
5、涂光祺. 《沖模技術(shù)》. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，1985.2
6、劉心怡.《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》.重慶：重慶大學(xué)出版社，1995.4
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)，特別要感謝趙平教授給我的指導(dǎo)，在實(shí)驗(yàn)和論文寫(xiě)作過(guò)程中，我始終得到趙老師的悉心教導(dǎo)和認(rèn)真指點(diǎn)，使得我的理論知識(shí)和動(dòng)手操作能力都有了很大的提高與進(jìn)步，對(duì)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。在他身上，時(shí)刻體現(xiàn)著作為科研工作者所特有的嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的教學(xué)風(fēng)范，勇于探索的工作態(tài)度和求同思變、不斷創(chuàng)新的治學(xué)理念。他不知疲倦的敬業(yè)精神和精益求精的治學(xué)要求，端正了我的學(xué)習(xí)態(tài)度，使我受益匪淺。
另外，還要感謝和我同組的其他同學(xué)，他們?cè)趯ふ屹Y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(duì)我這四年的培養(yǎng)和教導(dǎo)，感謝材料學(xué)院各位領(lǐng)導(dǎo)各位老師四年如一日的諄諄教導(dǎo)！
學(xué)生：李永強(qiáng)
2006年6月
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