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課程設(shè)計(jì)論文
題 目
連接片沖壓模設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
系 部
專(zhuān) 業(yè)
班 級(jí)
指導(dǎo)教師
摘 要
連接片屬于典型的沖裁件，本文在分析其工藝性的基礎(chǔ)上，根據(jù)生產(chǎn)要求，確定采用復(fù)合模結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)主要是落料凸、凹模及沖孔凸、凹模的設(shè)計(jì)，需要計(jì)算凸凹模的間隙、工作零件的尺寸和公差。此外,還需要確定模具工藝零件和結(jié)構(gòu)零件以及模具的總體尺寸，然后根據(jù)上面的設(shè)計(jì)繪出模具的總裝圖。
關(guān)鍵詞：連接片 復(fù)合模 沖孔落料
目 錄
摘 要 II
1 緒 論 1
1.1 課題研究的目的和意義 1
1.2 課題國(guó)內(nèi)外研究概況 1
1.2.1 國(guó)外模具發(fā)展概況 1
1.2.2國(guó)內(nèi)模具發(fā)展概況 2
1.3 課題研究的主要內(nèi)容 2
2 沖壓工藝設(shè)計(jì) 4
2.1 沖壓件簡(jiǎn)介 4
2.2 沖壓的工藝性分析 5
3 連接片連續(xù)模設(shè)計(jì) 8
3.1 模具結(jié)構(gòu) 8
3.2 確定其搭邊值 8
3.3 確定排樣圖 9
3.3.1 排樣方案 9
3.3.2送料步距與帶料寬度 10
3.4 材料利用率計(jì) 10
3.5 凸、凹模刃口尺寸的確定 11
3.6凸、凹模間隙值 11
3.6.1間隙對(duì)沖壓力和模具壽命的影響 11
3.6.2沖裁間隙的確定 12
3.7凸、凹模刃口分別加工的計(jì)算法 12
3.8 沖壓力計(jì)算 13
3.9 壓力機(jī)選用 14
3.10 壓力中心計(jì)算 14
3.11 主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16
3.11.1凹模外形設(shè)計(jì) 16
3.11.2落料凸模的設(shè)計(jì) 16
3.11.3沖孔凸模的設(shè)計(jì) 17
3.11.4卸料和推件裝置的設(shè)計(jì) 17
3.11.5凸模固定板的設(shè)計(jì) 17
3.11.6墊板設(shè)計(jì) 18
3.11.7彈性元件設(shè)計(jì) 18
3.12 標(biāo)準(zhǔn)件確定 19
3.13 模具閉合高度、校驗(yàn)壓力機(jī) 19
4 結(jié)論與展望 22
小結(jié)與致謝 23
參考文獻(xiàn) 24
連接片沖壓模具設(shè)計(jì)
摘 要： 模具是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ)，在我國(guó)模具制造屬于專(zhuān)用設(shè)備制造業(yè)。本設(shè)計(jì)是連接片沖孔、落料復(fù)合模設(shè)計(jì)，沖模的結(jié)構(gòu)性能直接反映了沖壓技術(shù)水平的高低。選用材料時(shí)應(yīng)考慮模具的工作特性，受力情況，沖壓件材料性能，沖壓件的精度，生產(chǎn)批量以及模具材料的加工工藝性能和工廠現(xiàn)有條件等因素。沖床的選用主要是確定沖床的類(lèi)型和噸位。板料冷沖壓加工是機(jī)械加工的一個(gè)重要組成部分。它應(yīng)用十分廣泛。但由于傳統(tǒng)的加工存在著沖壓工藝方案選擇不合理、沖壓間隙選擇過(guò)大，壓力機(jī)不相匹配等問(wèn)題。本文就以連接片沖孔、落料復(fù)合模設(shè)計(jì)主要介紹了沖壓模具設(shè)計(jì)的全過(guò)程：
1．經(jīng)工藝分析工藝計(jì)算，間隙值的選擇，確定了該設(shè)計(jì)工藝流程及沖模結(jié)構(gòu)形式。
2．同時(shí)對(duì)所設(shè)計(jì)的模具分別進(jìn)行了分析說(shuō)明，
3．對(duì)壓力機(jī)做出了合理的選擇，
4．整個(gè)過(guò)程采用AutoCAD軟件繪制模具的二維裝配圖和用UG繪制模具的三維圖。
關(guān)鍵字：沖壓模；復(fù)合模；連接片；沖壓工藝。
1 緒 論
1.1 課題研究的目的和意義
我國(guó)把模具行業(yè)納入高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域，另一方面，沖壓工藝廣泛應(yīng)用于民用、航空航天、汽車(chē)和工藝品等領(lǐng)域，在產(chǎn)品組件中所占的比例也越來(lái)越大。但由于我國(guó)模具工業(yè)起步較晚，起點(diǎn)較低，加工制造手段落后，尤其是技術(shù)應(yīng)用人才缺乏，技術(shù)水平落后，制約了該產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,已使之成為制約其他相關(guān)行業(yè)發(fā)展的“瓶頸”。 模具技術(shù)是上世紀(jì)下半葉制造業(yè)中發(fā)展最快的技術(shù)之一，由于模具的設(shè)計(jì)和制造是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，并且是一個(gè)不斷反復(fù)的過(guò)程，目前，采用具有三維參數(shù)化特征造型功能的CAD支撐軟件，在模具設(shè)計(jì)中應(yīng)用并行工程原理，實(shí)現(xiàn)模具管理、工藝分析與設(shè)計(jì)及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一體化是一種較有代表性也很有應(yīng)用前景的模具CAD系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法。
模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。模具質(zhì)量及附加值的高低，取決于模具專(zhuān)業(yè)人才的技術(shù)水平。隨著產(chǎn)品市場(chǎng)的國(guó)際化，如何降低生產(chǎn)成本以適應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)的激烈和殘酷越來(lái)受關(guān)注，產(chǎn)品制造的批量化、集約化和標(biāo)準(zhǔn)化，就越來(lái)越顯得十分重要了。
目前，在全世界，模具快速發(fā)展，已成為大國(guó)的重要工業(yè)發(fā)展對(duì)象，各個(gè)行業(yè)都需要模具的輔助制造，所以模具對(duì)工業(yè)的發(fā)展有個(gè)不可替代的重要性。未來(lái)，模具的發(fā)展也許有將成為國(guó)家第一產(chǎn)業(yè)的可能。
1.2 課題國(guó)內(nèi)外研究概況
1.2.1 國(guó)外模具發(fā)展概況
全球主要模具生產(chǎn)國(guó)包括亞洲地區(qū)的日本、韓國(guó)與大陸，以及美洲地區(qū)的美國(guó)、歐洲地區(qū)的德國(guó)。技術(shù)先進(jìn)國(guó)家如日本、美國(guó)、德國(guó)等，對(duì)于高精度與復(fù)合性模具開(kāi)發(fā)，不論在設(shè)計(jì)能力或制造技術(shù)上，均有領(lǐng)先的地位，同時(shí)也擁有訓(xùn)練精良的技術(shù)研發(fā)人才。
日本的模具產(chǎn)能約占全球的40%，居世界第一位，每年向國(guó)外出口大量模具?，F(xiàn)在模具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，因此日本模具業(yè)也在努力降低生產(chǎn)成本。模具行業(yè)是人力成本較高的行業(yè)，日本的人力成本是中國(guó)及東南亞地區(qū)的十幾倍，而人力成本中有70%以上是非核心技術(shù)人員。
據(jù)相關(guān)研究部門(mén)調(diào)查得知，歐洲模具設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的時(shí)間要分別比中國(guó)快44%和61%左右，但中國(guó)模具設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的成本卻只有歐洲同行的91%，因?yàn)橹袊?guó)的勞動(dòng)力成本低廉，對(duì)部分國(guó)外客戶(hù)有著很強(qiáng)的吸引力。同時(shí)，歐洲及世界各國(guó)之間的模具競(jìng)爭(zhēng)也相應(yīng)加劇，像德國(guó)近兩年半內(nèi)的模具整體價(jià)格就下降了25%左右。據(jù)統(tǒng)計(jì),前些年全球58%的模具是由德國(guó)等西歐國(guó)家生產(chǎn)，中國(guó)等亞洲國(guó)家的比例只占到1%，但今后東歐國(guó)家的模具將會(huì)有較大幅度的增長(zhǎng)，而亞洲國(guó)家的生產(chǎn)比例將提高至22%左右。這位教授高興地說(shuō),鑒于中國(guó)廉價(jià)勞動(dòng)力成本的優(yōu)勢(shì)和整體經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展的良好勢(shì)頭，中國(guó)模具發(fā)展的前景將十分廣闊。?
??“但這并不意味著中國(guó)發(fā)展的一切都是那么的理想和完美?！眮喠ι酱笳J(rèn)為，因?yàn)橹袊?guó)的市場(chǎng)過(guò)早地陷入了價(jià)格戰(zhàn)的誤區(qū),還缺乏自主創(chuàng)新的能力，沒(méi)有相應(yīng)地建立起誠(chéng)信可靠的市場(chǎng)體系,特別是有65%的歐洲客戶(hù)覺(jué)得中國(guó)模具的價(jià)格雖低但質(zhì)量不好。一種比較理想的解決方法是，加強(qiáng)中歐雙方的合作,由歐洲國(guó)家出訂單和圖紙，中國(guó)模具企業(yè)具體負(fù)責(zé)完成設(shè)計(jì)及加工制作，并在此過(guò)程中不斷學(xué)習(xí)歐洲先進(jìn)的技術(shù)及管理理念,加快工業(yè)化的改造，努力提高企業(yè)自身的核心優(yōu)勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)力。如在提高客戶(hù)滿(mǎn)意度方面，企業(yè)除了在價(jià)格低廉上做文章外，更重要的是要求交貨時(shí)間短，產(chǎn)品質(zhì)量好，誠(chéng)信度高，盡可能讓他們了解產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計(jì)及生產(chǎn)的全過(guò)程企業(yè)要明確自己的主攻方,加強(qiáng)相互之間的合作,及時(shí)有效地對(duì)客戶(hù)的需求作出反應(yīng)。
1.2.2國(guó)內(nèi)模具發(fā)展概況
改革開(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng)。近年來(lái)，模具工業(yè)一直以15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國(guó)有專(zhuān)業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)也得到了快速發(fā)展。
浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 隨著與國(guó)際接軌的腳步不斷加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿ΑＲ恍﹪?guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開(kāi)始使用UG，Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國(guó)際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。
雖然中國(guó)模具工業(yè)在過(guò)去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具依賴(lài)進(jìn)口。
1.3 課題研究的主要內(nèi)容
本課題研究的內(nèi)容如下：
第1章為緒論，論述了本課題的研究背景和意義，總結(jié)了沖壓模具技術(shù)的發(fā)展歷史和在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)。
第2章為本次設(shè)計(jì)的任務(wù)書(shū)，介紹了設(shè)計(jì)的零件圖和設(shè)計(jì)的具體得要求，包括零件的名稱(chēng)、材料和生產(chǎn)批量等等，有技術(shù)要求和設(shè)計(jì)要求。
第3章為設(shè)計(jì)的第一步，首先分析零件的工藝性，包括尺寸和精度的分析，還有材料性質(zhì)的重點(diǎn)分析，然后按照以上的分析初步確定設(shè)計(jì)的大體方案，從簡(jiǎn)單模、復(fù)合模和復(fù)合模中選擇，最終選用復(fù)合模設(shè)計(jì)。最后查閱相關(guān)資料，確定模具的一些工作零件和輔助零件的設(shè)計(jì)，以至于確定模具的總體方案。
第4章為設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)部分，是承接上一章工藝分析的，所以我們將進(jìn)行工藝計(jì)算，有排樣的設(shè)計(jì)和計(jì)算、材料利用率的計(jì)算，沖裁力圖形設(shè)計(jì)和具體的計(jì)算，還有最重要的就是壓力機(jī)的確定和數(shù)據(jù)的校核。
第5章為設(shè)計(jì)的中心部分，有凸、凹模的間隙和凸、凹模設(shè)計(jì)的原則，還有凸、凹模的人口尺寸計(jì)算，包括基本尺寸的計(jì)算和公差的確定。
第6章為模具工作零件的具體設(shè)計(jì)，包括凹模的設(shè)計(jì)和尺寸的計(jì)算，還有凸模的長(zhǎng)度和硬度校核，還有卸料板、導(dǎo)料板及標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)、選用和計(jì)算，并有非標(biāo)準(zhǔn)件的零件圖形和最終的裝配草圖和裝配圖。
2 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
2.1設(shè)計(jì)題目
零件名稱(chēng)：連接片
生產(chǎn)批量：12萬(wàn)件
材料及厚度：Q235，1.5mm
零件圖形：
2.2設(shè)計(jì)要求
1、繪制模具總裝圖
2、繪制零件的工程圖
3、編制典型零件的加工工藝規(guī)程
3 沖裁工藝分析
沖裁件的工藝性是指從沖壓工藝方面來(lái)衡量設(shè)計(jì)是否合理。一般的講，在滿(mǎn)足工件使用要求的條件下，能以最簡(jiǎn)單最經(jīng)濟(jì)的方法將工件沖制出來(lái)，就說(shuō)明該件的沖壓工藝性好，否則，該件的工藝性就差。當(dāng)然工藝性的好壞是相對(duì)的，它直接受到工廠的沖壓技術(shù)水平和設(shè)備條件等因素的影響。以上要求是確定沖壓件的結(jié)構(gòu)，形狀，尺寸等對(duì)沖裁件工藝的實(shí)應(yīng)性的主要因素。根據(jù)這一要求對(duì)該零件進(jìn)行工藝分析。
3.1 幾何形狀
該沖裁件外形簡(jiǎn)單，形狀規(guī)則，且成幾何中心對(duì)稱(chēng)。
3.2 最小孔距、孔邊距
經(jīng)計(jì)算零件的孔邊距為10mm大于最小孔邊距1.5t=1.5x1.5=2.25mm、孔距為40mm明顯足夠，所以零件適合沖裁。
3.3 沖孔最小尺寸
查表3-8沖孔最小尺寸為1.3t=1.3x1.5=1.65小于ф10，即得此孔能夠沖出。
3.4 沖裁件的精度和斷面粗糙度
由于零件內(nèi)外形尺寸均未注公差，屬自由尺寸，可按IT14級(jí)確定工件尺寸公差，經(jīng)查公差表得各尺寸公差分別為：
零件外形尺寸：20 12
零件內(nèi)形尺寸：10
3.5 材料
10鋼屬于碳素鋼，查附表1可知其屈強(qiáng)比較小，延伸率較高，具有良好的沖壓性能。
結(jié)論：此零件適合沖裁
4 確定沖壓工藝方案
確定方案就是確定沖壓件的工藝路線(xiàn)，主要包括沖壓工序數(shù)，工序的組合和順序等。確定合理的沖裁工藝方案應(yīng)在不同的工藝分析進(jìn)行全面的分析與研究，比較其綜合的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果，選擇一個(gè)合理的沖壓工藝方案。
4.1 方案種類(lèi)
該零件包括沖孔，落料兩個(gè)基本工序，可以采用以下三種方案：
(1)先落料再?zèng)_孔 采用單工序模生產(chǎn)
(2)落料—沖孔復(fù)合沖壓 采用復(fù)合模生產(chǎn)
(3)沖孔—落料連續(xù)沖壓 采用復(fù)合模生產(chǎn)
4.2 方案的比較與分析
方案(1)模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序，兩套模具才能完成零件的加工，且生產(chǎn)效率較低，難以滿(mǎn)足零件大批量生產(chǎn)的需求，且更重要的是在第一道工序完成后，進(jìn)入第二道工序必然會(huì)增大誤差，使工件精度、質(zhì)量大打折扣，達(dá)不到所需的要求，難以滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。故而不選此方案。由于零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單對(duì)稱(chēng)，為提高生產(chǎn)效率，主要可以應(yīng)用以下兩種方案即采用復(fù)合沖壓或級(jí)進(jìn)沖壓，又由于級(jí)進(jìn)沖壓模具結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)合沖壓模具結(jié)構(gòu)較大，且較為復(fù)雜些，為了便于工藝加工及節(jié)省昂貴的模具材料，
本模具采用復(fù)合沖裁方式進(jìn)行生產(chǎn)，且結(jié)構(gòu)緊湊，零件精度高。
4.3 方案的確定
由零件尺寸可知，查表3-28得最小壁厚δ為2.7﹤5.75mm即凸凹模壁厚大于允許的最小壁厚，所以為便于操作完全可以采用復(fù)合模結(jié)構(gòu)。
復(fù)合模有兩種結(jié)構(gòu)形式，正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模?？紤]到工件成形后，如何脫模方便。正裝式復(fù)合模成形后工件留在下模，需向上推出工件，取也不方便。倒裝式復(fù)合模成形后工件留在上模，只須在上模裝一推出裝置，借助模具的合復(fù)力就可以輕松的將工件給卸下來(lái)?？紤]到工件成形后，如何脫模方便，故采用倒裝式復(fù)合模，因該制件較薄，為保證制件平整，采用彈壓卸料裝置。它還可以對(duì)沖孔小凸模起導(dǎo)向作用和保護(hù)作用，和定位釘定位方式。
5 沖裁工藝計(jì)算
5.1 排樣及裁板方式確定
在沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約金屬和減少?gòu)U料具有非常重要的意義，特別是在大批量生產(chǎn)中，較好地確定沖件尺寸和合理排樣是降低成本的有效措施之一。
5.1.1 排樣
排樣是指沖件在條料、帶料或`板料上布置的方法。沖件的合理布置（即材料的經(jīng)濟(jì)利用），與沖件的外形有很大關(guān)系。
根據(jù)不同幾何形狀的沖件，可得出與其相適應(yīng)的排樣類(lèi)型，而根據(jù)排樣的類(lèi)型，又可分為少或無(wú)工藝余料的排樣與有工藝余料的排樣兩種。
零件外形近似矩形，輪廓尺寸為60x20，根據(jù)工件的形狀，確定采用無(wú)廢料排樣的方法是不可能做到；但能采用有廢料和少?gòu)U料的排樣方法?？紤]到操作方便并為了保證零件精度，排樣方式采用直排有廢料排樣。
排樣時(shí)，沖件之間以及沖件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫搭邊。它的作用是補(bǔ)償定位誤差，保證沖出合格的沖件，以及保證條料有一定剛度，便于送料。
搭邊數(shù)值取決于以下因素：
①件的尺寸和形狀。
②材料的硬度和厚度。
③排樣的形式（直排、斜排、對(duì)排等）。
④條料的送料方法（是否有側(cè)壓板）。
⑤擋料裝置的形式（包括擋料銷(xiāo)、導(dǎo)料銷(xiāo)和定距側(cè)刃等的形式）。搭邊值一般是由經(jīng)驗(yàn)再經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算確定的。
查表3-13得搭邊參考值為：沿邊a=1.8工件間a1=1.5
由式3-12送料步距S=20+ a1即得S=20+1.5=21.5mm
又因?yàn)楸灸＞卟捎脽o(wú)側(cè)壓裝置，查表3-14得條料寬度公式
B=（Dmax+2a+Z）
即得B=（60+2x1.8+0.5）=64.2
式中Z—導(dǎo)料與最寬條料之間的間隙，其值由表3-16查得
△—條料寬度偏差，其值由表3-15查得
條料排樣圖如下圖所示
5.1.2 裁板方式與利用率的計(jì)算
當(dāng)一次沖裁完成以后，為了能夠順利地進(jìn)行下一次沖裁，必須適時(shí)的解決出件、卸料及排除廢料等問(wèn)題。選取的沖裁方式不同時(shí)，出件、卸料及排除廢料的形式也就不同。因此沖裁方式將直接決定沖裁模的結(jié)構(gòu)形式，并影響沖裁件的質(zhì)量。根據(jù)不產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和工藝性能，本副模具頂板式順出件結(jié)構(gòu)。由于本模具采用順出件式模具沖裁，省去校平工序，既可滿(mǎn)足工件對(duì)平面度的要求，有能保證安全生產(chǎn)。
查附表3 選用的板料規(guī)格為600x1200x1.5mm
(1)橫裁：
根據(jù)板料的規(guī)格及零件的尺寸，剪切條料尺寸為64.2x600,一板料可裁條料為18條，每條可沖零件的個(gè)數(shù)為26個(gè)，即一塊板料可沖裁總的零件個(gè)數(shù)為18x26=468個(gè)
根據(jù)式3-10一塊板料的利用率為：
η=n x100%
=468 x100%
=53%
式中A0—一個(gè)制件的有效面積
A — 一塊板料的面積
n — 一塊板料秘沖制件的總個(gè)數(shù)
(2)縱裁：
剪切條料尺寸為64.2x1200,一塊板料可裁條料共9條，每條可沖零件的個(gè)數(shù)為54個(gè)，即一塊板料可沖裁總的零件個(gè)數(shù)為54x9=486個(gè)。
根據(jù)式3-10一塊板料的利用率為：
η=n x100%
=486 x100%
=55%
式中A0—一個(gè)制件的有效面積
A — 一塊板料的面積
n — 一塊板料秘沖制件的總個(gè)數(shù)
經(jīng)計(jì)算得到的橫裁與縱裁的材料利用率，相比較確定裁板方式為縱裁
5.2 沖壓力計(jì)算
5.2.1.力的計(jì)算
計(jì)算沖裁力的目的是為了確定壓力機(jī)的額定壓力，因此要計(jì)算最大沖裁力。則沖裁力可按下式計(jì)算：
F=AΓ式3-1
式中，A為剪切斷面面積，Γ為板料的抗剪強(qiáng)度。
考慮到刃口的磨損、間隙的波動(dòng)、材料力學(xué)性能的變化、板料厚度的偏差等因素的影響，可取安全系數(shù)為1.3，并取抗剪強(qiáng)度τ為抗拉強(qiáng)度σb的0.8倍，于是在生產(chǎn)中沖裁力便可按下式計(jì)算：
F=LTσ式3-2
式中 L—沖裁輪廓的總長(zhǎng)度(mm);
t—板料厚度(mm);
σ板料的抗拉強(qiáng)度(MPa)。
經(jīng)查的取σ=300
5.2.2 計(jì)算工序沖壓力
由于影響卸料力、推加力和頂件力的因素很多，根本無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算。在生產(chǎn)中均采用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：
查附表1取材料的抗拉強(qiáng)度τ=270Mpa
落料力Fl=KLtτ式3-10
Fl=1.3x146.04x1.5x270=51.3KN
沖孔力Fk=KLtτ式3-10
Fk=1.3x2πx8.5x1.5x270=18.7KN
卸料力Fx =K xFl式3-15
Fx=0.045x51.3=2.3KN
推件力Ft=nKtFk式3-16
Ft=6x0.055x18.7=6.2KN
式中L—沖裁時(shí)材料發(fā)生剪切變形處的周長(zhǎng)
K—安全系數(shù)，K=1.3
K x、Kt—分別為卸料力、推件力系數(shù)，查表3-18
n—同時(shí)卡在凹模內(nèi)的廢料個(gè)數(shù)，n=（h為凹模洞口深度，t為料厚）n==6 查表3-27在此取h=6
Fz=Fl+Fk+Fx+Ft
=51.3+18.7+2.3+6.2
=78.5KN
5.3 初步預(yù)選壓力機(jī)
根據(jù)以上所計(jì)算得到的總沖壓力，查附表5初選型號(hào)為JB23-25的壓力機(jī)。
5.4 確定壓力中心
因?yàn)榇藞D形為對(duì)稱(chēng)圖形,固它的壓力中心即重心就是此圖形的 對(duì)稱(chēng)中心
5.5 彈性元件選擇計(jì)算
根據(jù)已知沖裁板厚t=1mm，沖裁力卸料力F=2.3KN
1).初選彈簧數(shù)目為6個(gè)，每個(gè)彈簧應(yīng)提供預(yù)壓力即為：
F0≥ 式3-37
F0≥=384N
2).初選彈簧規(guī)格為：25mmX4.5mmX50mm查表得， 其具體參數(shù)如下：
D2=25mm,d=4.5mmt=7.85mm,F2=786N, △H0 =16.5mm,H0=50mm,n=5.5
3).計(jì)算彈簧預(yù)壓縮量△H0
△H0= （）F0 式3-38
=（）x384
=8mm
4).校核
△H=△H0+△H'+△H" 式3-39
=8+2+5
=15mm
由于16.5＞15，即△H2＞△H 式3-38
所以所選彈簧合適。
式中F0—彈簧的預(yù)壓力
Fx—卸料力
n—彈簧根數(shù)
△H2—彈簧最大許可壓縮量
△H—彈簧實(shí)際總壓縮量
△H0—彈簧預(yù)壓縮量
△H'—卸料板的工作行程，一般取△H'=t+1,t為料厚，這里取△H'=2
△H"—凸模刃磨余量，可取5—10mm
5.6 工作零件刃口尺寸計(jì)算
刃口工藝分析：結(jié)合模具及工件的形狀特點(diǎn)，此模具制造宜采用配作法，落料時(shí)，選凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件，只需要計(jì)算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模實(shí)際尺寸按要求配作；沖孔時(shí)，則只需計(jì)算凸模的刃口尺寸及制造公差，凹模刃口尺寸由凸模實(shí)際尺寸按要求配作；只是需要在配作時(shí)保證最小雙面合理間隙值查表3-33 Zmin=0.100mm(參考文獻(xiàn)[1])凸凹模刃口尺寸由凸模配作尺寸和凹模配作尺寸結(jié)合完成。
1).沖孔凸模
沖孔Ф8.5
由式3-9dT=(d+x△)
=(10+0.5x0.36)
=10.68
相應(yīng)凹模尺寸按凸模刃口尺寸配作，保證Zmin=0.100mm
式中x—系數(shù)，在0.5~1之間，查表3-5得x=0.5
△—沖裁零件制造公差
δT—凸模的制造公差，在此取δT=
Zmin—最小初始雙面間隙，查表3-3，取Zmin=0.100mm
2).落料凹模
由式3-8DA=（Dmax-- x△）+
落外形20
DA=（20-0.5x0.52）
=19.74
落外形14
DA=（14-0.5x0.43）
相應(yīng)凸模尺寸按凹模刃口尺寸配作，保證間隙Zmin=0.100mm
式中x—系數(shù)，在0.5~1之間，查表3-5得x=0.5
△—沖裁零件制造公差
δA—凹模的制造公差，在此取δA =
Zmin—最小初始雙面間隙，查表3-3，取Zmin=0.100mm
3).孔心距（凹模、凸模磨損后不變的尺寸）
由參考文獻(xiàn)[1]公式：CA=（Cmin+0.5△）0.5δA
CA=(39.85+0.5x0.3)0.0375
=400.0375
6 沖裁模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
6.1 模具總體設(shè)計(jì)
根據(jù)已確定的工藝方案，分析可知模具結(jié)構(gòu)可采用前后送料，擋料銷(xiāo)定距，導(dǎo)料銷(xiāo)定位，彈性卸料裝置卸料，下漏料方式的倒裝式?jīng)_裁，模具結(jié)構(gòu)形式可采用后置導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架。
模具結(jié)構(gòu)草圖，如下圖所示：
1.下模座 2.導(dǎo)柱 3.凸凹模固定板 4.彈簧 5.卸料板 6.落料凹模板 7.空心墊板 8.導(dǎo)套 9.上模座 10.螺釘 11.模柄 12.打桿 13.圓柱銷(xiāo) 14.凸模 15.墊板 16. 凸模固定板 17.推件塊 18.導(dǎo)料銷(xiāo) 19. 凸凹模
6.2 模具零件設(shè)計(jì)
6.2.1 工作零件設(shè)計(jì)
(1)沖孔凸模
凸模長(zhǎng)度： Lt=h1+h2+h3
=14+12+14
=40mm
式中h1—凸模固定板厚度，一般取（0.6~0.8）凹模板厚
h2—空心墊板厚
h3—落料凹模板厚
凸模零件圖如圖所示：
(2)落料凹模
由式3-31H=ks(H≥8)
H=0.30x60
=18mm
由式3-32B=s+(2.5~4.0)H
B=60+(2.5~4.0)x18
=105~132
由式3-33 L=s1+2s2
L=20+2x30
=80mm
式中H—凹模厚度
B—垂直于送料方向的凹模寬度
L—送料方向的凹模長(zhǎng)度
k—系數(shù)，查表3-24取k=0.30
s—垂直于送料料方向的凹模刃壁間的最大距離
s1—送料方向的凹模刃壁間的最大距離
s2—送料料方向的凹模刃壁到凹模邊緣的最小距離
查表2-41（參考文獻(xiàn)[3]）根據(jù)上面所算得的尺寸，確定凹模
板外形規(guī)格為125x125x18(mm)，因考慮到昂貴的模具材料的節(jié)省，將凹模板作成薄型形式并加空心墊板后實(shí)取為125x125x14(mm)其
零件圖如圖所示：
(3)凸凹模
L = h1+h2+h3
=10+34+14
=58mm
式中 h1—卸料板厚度一般?。?~12）在此取h1=10mm
h2—卸料板下平面到凸凹模固定板上平面的之間距離，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值一般?。?5~35）mm,在此取34mm.
h3—凸凹模固定板厚度，一般?。?.6~0.8）倍凹模板厚度，在此取為14mm
凸凹模零件圖如圖所示：
6.2.2 定位零件的確定
(1)固定擋料銷(xiāo)
查表10-60（參考文獻(xiàn)[2]）擋料銷(xiāo)具體參數(shù)如下：
材料：45鋼 熱處理：HRC43-48
規(guī)格：A6x4x3 GB2866.11-81
(2)導(dǎo)料銷(xiāo)
查表10-60（參考文獻(xiàn)[2]）擋料銷(xiāo)具體參數(shù)如下：
材料：45鋼 熱處理：HRC43-48
規(guī)格：A6x4x3 GB2866.11-81
6.2.3 卸料零件設(shè)計(jì)
(1)卸料板
本模具采用彈性卸料裝置，卸料板厚度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值一般?。?-12）mm在此取10mm,其周界尺寸與落料凹模同等大小。
其零件圖如圖所示：
(2)卸料螺釘
查表10-64(參考文獻(xiàn)[2])確定卸料螺釘相關(guān)參數(shù)如下:
材料: 45鋼 熱處理:24~28HRC
規(guī)格: 10x60 GB2867.5-81
6.2.4 推件零件設(shè)計(jì)
(1)打桿
由于零件結(jié)構(gòu)的限制，其結(jié)構(gòu)形式采用簡(jiǎn)單的圓柱式打桿，其直徑按模柄孔大小確定，d=12mm打桿長(zhǎng)度L=L1+L2+C
L=10+95+15
=120mm
式中L1—推出狀態(tài)時(shí)，打桿在墊板上平面以下的長(zhǎng)度
L2—模柄長(zhǎng)度
C—考慮各種誤差而加的常數(shù)，通常取C=10~15在此取15mm
打桿零件圖如圖所示：
(2)推件塊
推件塊按落料凹模配作，保證間隙在（0.5~1）mm,推件塊凸臺(tái)與空心墊板之間的間隙在此取0.5mm,推件塊長(zhǎng)度L=L1+L2+L3
L=4+18+2
=24mm
式中L1—推件塊凸臺(tái)高，一般?。?~4 ）mm在此取為4 mm
L2—在推出狀態(tài)時(shí)，推件塊凸臺(tái)下平面到落料凹模板下平面的距離
L3—推件塊行程
其零件圖如圖所示：
6.2.5 固定板、墊板設(shè)計(jì)
(1)凸模固定板
凸模固定板厚度為（0.6~0.8）倍落料凹模板厚，即(0.6~0.8)x18=(10.8~14.4)mm在此取14mm，其周界尺寸與落料凹模同等大。
其零件圖如圖所示：
(2)凸凹模固定板
凸凹模固定板厚度為（0.6~0.8）倍落料凹模板厚，即(0.6~0.8)x18=(10.8~14.4)mm在此取14mm，其周界尺寸與落料凹模同等大。
其零件圖如圖所示：
(3)上墊板
根據(jù)下式算得結(jié)論，驗(yàn)證是否需要墊板
P=Fz/A式3-42 (參考文獻(xiàn)[1])
=18700/(2x )
=53Mpa
查表3-34 模座材料的許用應(yīng)力
得 σ在90~140MPa 之間
明顯本模具不需要墊板,但由于結(jié)構(gòu)的需要,所以加一塊厚為6mm的墊板，其周界尺寸與落料凹模同等大，墊板零件圖如圖所示：
(4)空心墊板
為了節(jié)省昂貴的模具材料而作成兩部分的空心墊板，其零件圖如圖所示：
6.2.6 模架、模柄的選擇
(1)模架
隨著冷沖壓技術(shù)的發(fā)展和新型模具材料的出現(xiàn)，模具結(jié)構(gòu)也發(fā)生了一定的變化，雖然模具的結(jié)構(gòu)類(lèi)型很多，但對(duì)其基本要求是一致的。即不僅能沖出合格的零件，適應(yīng)生產(chǎn)批量的需要，而且要求操作方便，生產(chǎn)安全、壽命長(zhǎng)、成本低，以及制造和維修方便。隨著冷沖模國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施以來(lái)，在設(shè)計(jì)模具時(shí)對(duì)沖模模架的選擇一般都是按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選的。
由前面所確定的為標(biāo)準(zhǔn)的后置導(dǎo)柱模架,又根據(jù)凹模周界尺寸L=125mm B=125mm 初選模架125x125x(160~190)mm GB/T2851.3-90.又依模具結(jié)構(gòu)草圖及以上得到的各板厚度,可知模具閉合高度H=35+6+40+58+45-1=183mm在模架最大最小閉合高度（160~190）之間。
所以所選模架合適。
(2)模柄
本模具采用壓入式模柄,又根據(jù)所初選的壓力機(jī)，從而得到的模柄孔尺寸參數(shù)，可以確定模柄相關(guān)參數(shù)如下：
材料：Q235
規(guī)格：A40x95 GB286.21-81
6.2.7 螺釘及銷(xiāo)釘?shù)倪x擇
(1)上模緊固螺釘
材料:45鋼
規(guī)格:GB/T65-2000 M8x65
(2)下模緊固螺釘
材料:45鋼
規(guī)格:GB/T65-2000 M8x40
(3)凸凹模緊固螺釘
材料:45鋼
規(guī)格:GB/T65-2000 M8x40
(4)上模長(zhǎng)圓柱銷(xiāo)
材料:45鋼
規(guī)格:GB/T119.1 10 x60
(5)上模短圓柱銷(xiāo)
材料:45鋼
規(guī)格:GB/T119.1 10 x45
(6)上模短圓柱銷(xiāo)
材料:45鋼
規(guī)格:GB/T119.1 10 x40
(7)防轉(zhuǎn)銷(xiāo)
材料:45鋼
規(guī)格: 6x14
7 選定設(shè)備
壓力機(jī)對(duì)模具壽命的影響也不容被忽視。壓力機(jī)在不加載狀態(tài)下的精度稱(chēng)為靜精度，加載狀態(tài)下的精度稱(chēng)為動(dòng)精度。
當(dāng)壓力機(jī)的動(dòng)精度不好時(shí)，就等于喲暖和精度不好的壓力機(jī)進(jìn)行沖壓加工。由于測(cè)量動(dòng)精度很困難，目前還沒(méi)有壓力機(jī)動(dòng)精度的標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)廠家也只保證壓力機(jī)的靜精度。因此壓力機(jī)的動(dòng)精度一般只能根據(jù)其靜精度的好壞、框架結(jié)構(gòu)形式和尺寸以及對(duì)壓力機(jī)生產(chǎn)廠家的信任程度來(lái)推斷。
根據(jù)第三部分初選的壓力機(jī)，以及第四部分所得到的模具閉合高度，校核壓力機(jī)是否合適。
Hmax-5mm≥H+T≥Hmin +10mm
Hmax-T-5mm≥H≥Hmin-T+10mm
270-50-5mm≥H≥215-50+10mm
215mm≥H≥155mm
顯然前面初選的壓力機(jī)能夠滿(mǎn)足要求
式中 Hmax—壓力機(jī)的最大閉合高度
Hmin—壓力機(jī)的最小閉合高度
T—墊板厚度
公稱(chēng)壓力/mm
25
床身兩立柱間距離/mm
270
滑塊行程/mm
65
墊板尺寸：厚度/mm
50
滑塊行程次數(shù)/（次.min-1）
105
墊板尺寸：孔徑/mm
200
最大閉合高度/mm
270
模柄孔尺寸：直徑/mm
40
連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度/mm
55
模柄孔尺寸：深度/mm
60
滑塊中心線(xiàn)至床身距離/mm
200
最大傾斜角/。
30
工作臺(tái)尺寸：前后/mm
370
電動(dòng)機(jī)功率/kw
2.20
工作臺(tái)尺寸：左右/mm
560
壓力機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下表所示：
4 結(jié)論與展望
經(jīng)過(guò)為期2個(gè)月的時(shí)間終于完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)是對(duì)即將畢業(yè)的我們進(jìn)行的一次全面的、徹底的檢查，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)來(lái)檢查在這兩年多里所掌握的知識(shí)，同時(shí)也是對(duì)即將踏上工作崗位的我們進(jìn)行最后一次徹底的溫習(xí)，為頂崗實(shí)習(xí)做處做好的準(zhǔn)備。我在這次設(shè)計(jì)的課題是彈簧夾線(xiàn)板，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我也遇到了一些問(wèn)題，在這些問(wèn)題面前，我通過(guò)翻閱資料，自己思考，與同學(xué)探討，請(qǐng)教我的指導(dǎo)老師，通過(guò)各種方法，使得這些問(wèn)題得以解決。不過(guò)在這次設(shè)計(jì)中，讓我印象最深的問(wèn)題是沖裁模具的設(shè)計(jì)，包括沖裁模具的凸、凹模刃口的計(jì)算與設(shè)計(jì)，還有模具的其他零件圖的設(shè)計(jì)和最后模具的總裝圖設(shè)計(jì)，通過(guò)我的指導(dǎo)老師的指導(dǎo)，獲得了答案，之后，我又通過(guò)查閱資料對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了鞏固。同時(shí)，我對(duì)于在模具設(shè)計(jì)的時(shí)候，它的設(shè)計(jì)流程在這次也得到了更深的認(rèn)識(shí)，使我對(duì)于沖裁件如何進(jìn)行分析，比如各種沖裁方法，成型零件的設(shè)計(jì)，成型零件的加工工藝，主要工藝參數(shù)的計(jì)算以及如何校核等有了進(jìn)一步的理解和掌握。
這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，和畢業(yè)設(shè)計(jì)不一樣，它的要求更全面，它也是淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院對(duì)我們臨行前的最后一次正式的檢閱，這讓我想到以后的工作，也許在工作崗位沒(méi)有領(lǐng)導(dǎo)花費(fèi)時(shí)間在檢查上面，他們要的是經(jīng)濟(jì)效益，所以我們要在工作中對(duì)自己進(jìn)行定期的檢查，讓自己更加的充實(shí)，當(dāng)然這不僅僅局限于專(zhuān)業(yè)知識(shí)方面，也是在社會(huì)上的其他各個(gè)方面都應(yīng)有所了解和充實(shí)，讓自己在社會(huì)上能有一席之地！展望自己的未來(lái)，我不知道是什么樣子的，但是我知道我要以艱苦創(chuàng)業(yè)、自強(qiáng)不息、團(tuán)結(jié)拼搏和勇于爭(zhēng)先的精神發(fā)揮我在崗位上的最大價(jià)值，當(dāng)然我也要有我們學(xué)院的校訓(xùn)的品德，即明德、尚行來(lái)時(shí)刻約束著自己。
時(shí)間總是過(guò)得很快，一轉(zhuǎn)眼，兩年多就過(guò)去了，在此之際，我要向幫助過(guò)、關(guān)心過(guò)我的所有老師及同學(xué)表示衷心的感謝，希望你們事業(yè)有成
小結(jié)與致謝
本次冷沖模畢業(yè)設(shè)計(jì)是在導(dǎo)師老師指導(dǎo)下完成的，他幫我仔細(xì)審閱了本文的全部?jī)?nèi)容并對(duì)我的設(shè)計(jì)內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。老師淵博的知識(shí)，誠(chéng)懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)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(chéng)的感謝！
最后感謝各位專(zhuān)家的批評(píng)指導(dǎo)。
在論文完成之際，我首先先關(guān)心和指導(dǎo)我的老師表示由衷的感謝并致以崇高的敬意！
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