導(dǎo)向板沖孔落料彎曲復(fù)合模模具設(shè)計
導(dǎo)向板沖孔落料彎曲復(fù)合模模具設(shè)計,導(dǎo)向板沖孔落料彎曲復(fù)合模模具設(shè)計,導(dǎo)向,沖孔,彎曲,曲折,復(fù)合,模具設(shè)計
中期檢查表
學(xué)生姓名
學(xué) 號
指導(dǎo)教師
選題情況
課題名稱
導(dǎo)向板沖壓成型工藝及模具設(shè)計
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
工作進度
快
按計劃進行
慢
中期工作匯報及解答問題情況
優(yōu)
良
中
差
中期成績評定：
所在專業(yè)意見：
負責(zé)人：
年 月 日
任務(wù)書
系 部： 材料工程系
專 業(yè)： 模具設(shè)計與制造
學(xué)生姓名: 學(xué) 號:
設(shè)計題目：導(dǎo)向板沖孔落料彎曲復(fù)合模模具設(shè)計
起迄日期:
指 導(dǎo) 教 師:
2013年11月5日
任 務(wù) 書
1．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題來源及應(yīng)達到的目的：
本次的導(dǎo)向板零件設(shè)計來源于沖壓模具設(shè)計與制造。
達到的目的：鞏固所學(xué)專業(yè)知識和熟練操作計算機的能力，同時也認識到了自己在各方面的不足，需要改進和向虛心地別人學(xué)習(xí)請教。
2．本畢業(yè)設(shè)計課題任務(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）：
課題內(nèi)容：設(shè)計一套零件為導(dǎo)向板零件的的沖孔落料彎曲模。
導(dǎo)向板 材料: 45鋼 料厚：1mm
1.沖壓零件的工藝分析 2.沖壓工藝方案的確定 3.主要設(shè)計計算
4.模具總體設(shè)計 5.模具總裝配
所在專業(yè)審查意見：
負責(zé)人：
年 月 日
系部意見：
系領(lǐng)導(dǎo)：
年 月 日
說明書
題目：導(dǎo)向板沖壓成形工藝及模具設(shè)計
系 部 材料工程系
專 業(yè) 模具設(shè)計與制造
班 級
學(xué)生姓名
學(xué) 號
指導(dǎo)教師
導(dǎo)向板沖壓成型工藝及模具設(shè)計
摘 要： 本設(shè)計題目為導(dǎo)向板沖壓復(fù)合模，體現(xiàn)了典型沖壓復(fù)合模的設(shè)計要求、內(nèi)容及方向，有一定的設(shè)計意義。通過對該模具的設(shè)計，加強了設(shè)計者對沖壓復(fù)合模設(shè)計基礎(chǔ)知識的理解和運用，為設(shè)計更復(fù)雜的沖裁模具做好了鋪墊。
本設(shè)計運用沖裁工藝及模具設(shè)計的基礎(chǔ)知識，首先分析了板材的性能要求，為選取模具的類型做好了準備；然后計算了沖裁件的沖裁力，便于選取壓力機噸位及確定壓力機型號；最后分析了沖壓件的特征，便于確定模具的設(shè)計參數(shù)、設(shè)計模具結(jié)構(gòu)零件及定位，卸件裝置。
本設(shè)計采用了沖孔—落料—彎曲復(fù)合模成形導(dǎo)向板。成形原理可劃分為三個個階段：沖孔凸模，凸凹模，彎曲凸模和落料凹模同時作用落料，沖出兩個φ4.1mm的孔并彎曲成型。
關(guān)鍵詞： 復(fù)合模,沖孔凸模,壓力機噸位
Steering board stamping die desing and prototyping technology
Abstract ： The topic of design-oriented board of stamping die, reflects the typical compound die stamping the design requirements, the contents and direction of a certain design significance. Through the design of the mold, to strengthen the designer of stamping die design basis of the understanding and application of knowledge, for the design of more complex punching die well pave the way.
The use of the design process and die design blanking the basis of knowledge, the first sheet of the performance requirements, select the type of mold prepared for the then calculate the blanking of the punching power, for select press tonnage and determine pressure Model; final analysis of the characteristics of the stamping, die for determining the design parameters, design and positioning die structure parts, dumping pieces of equipment.
This design uses a punch - blanking - bending mode of forming oriented board. Forming principle can be divided into three stages: Punch Punch, Tuao die, bending punch and blanking die at the same time role-expected, the two φ4.1 mm out of the hole and bending molding.
Key words: Compound Die,punching,punch presses tonnage
目 錄
緒論 1
1導(dǎo)向板沖壓工藝的分析 4
1.1 制件成形工藝分析 4
1.2 沖壓工藝方案的確定 5
2模具成形參數(shù)計算 6
2.1排樣方案的確定及計算 6
2.2、沖壓力的計算 7
2.3壓力中心的確定及計算 8
2.4初選壓力機 9
2.5工作零件刃口尺寸的計算 10
2.6彈簧的設(shè)計 13
3模具的總體設(shè)計 15
3.1模具類型的選擇 15
3.2模具定位方式的選擇 15
3.3卸料、出件方式的選擇 15
3.4導(dǎo)向方式的選擇 15
4主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 16
4.1沖孔凸模的設(shè)計 16
4.2 落料凹模的設(shè)計 18
4.3 凸凹模的設(shè)計 19
4.4 彎曲凸模的設(shè)計 20
4.5 卸料板和導(dǎo)料銷及導(dǎo)料板的設(shè)計 21
4.6 聯(lián)接件的選用與標準化 23
4.7模架及其它零部件的設(shè)計 23
5模具總裝配圖 26
6模具零件的加工工藝 28
總 結(jié) 33
致 謝 35
參考文獻 36
評語
學(xué)生姓名： 班級: 班學(xué)號：
題 目：導(dǎo)向板沖壓成形工藝及模具設(shè)計
綜合成績： 良好
指導(dǎo)者評語：
1. 設(shè)計說明書，內(nèi)容完整，格式規(guī)范。
2. 設(shè)計圖紙標注規(guī)范，設(shè)計圖紙合理。
3. 零件工藝卡，零件加工過程比較合理。
4. 達到畢業(yè)設(shè)計要求。
指導(dǎo)者(簽字)：
年 月 日
評語
評閱者評語：
1.該生畢業(yè)設(shè)計說明書格式規(guī)范，內(nèi)容完整，。
2.該生模具設(shè)計圖紙結(jié)構(gòu)較合理，繪圖規(guī)范。
3.該生典型零件加工工藝路線比較合理，零件加工工藝卡填寫較規(guī)范。
4.建議該生畢業(yè)成績?yōu)榱肌?
評閱者(簽字)：
年 月 日
答辯委員會（小組）評語：
畢業(yè)設(shè)計說明書格式比較規(guī)范，內(nèi)容完整。模具設(shè)計圖紙結(jié)構(gòu)較合理，繪圖比較規(guī)范。繪圖表達有少許錯誤。評定該生畢業(yè)成績?yōu)榱肌?
答辯委員會（小組）負責(zé)人(簽字)：
年 月 日
導(dǎo)向板沖壓成形工藝及模具設(shè)計
緒 論
目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達國家相比還比較落后，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標準化、模具設(shè)計、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當(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)達國家的模具相比差距相當(dāng)大。
大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計是在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實習(xí)其中最后一個實踐環(huán)節(jié)，是對以前所學(xué)的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。在學(xué)校的近三年學(xué)習(xí)中，已完成了模具專業(yè)教學(xué)計劃中所要求的理論課程。在畢業(yè)前夕，通過畢業(yè)設(shè)計的實踐環(huán)節(jié)，進行已學(xué)知識的全面總結(jié)和應(yīng)用，提高綜合能力的培訓(xùn)及擴大模具領(lǐng)域的新知識。
畢業(yè)設(shè)計其目的在于鞏固所學(xué)知識，熟悉有關(guān)資料，樹立正確的設(shè)計思想，掌握設(shè)計方法，培養(yǎng)實際工作能力。通過設(shè)計，使我在工藝性分析、工藝方案論證、工藝計算、零件結(jié)構(gòu)設(shè)計、編寫技術(shù)文件和閱讀技術(shù)文獻等方面受到一次綜合訓(xùn)練。
畢業(yè)設(shè)計要達到的具體要求是：
1.系統(tǒng)總結(jié)，鞏固過去所學(xué)的基礎(chǔ)知識和專業(yè)課知識。
2.運用所學(xué)知識解決模具技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的實際工程問題，以此進行綜合知識的訓(xùn)練。
3.通過某項具體工程設(shè)計和實驗研究，達到多種綜合能力的培養(yǎng)，掌握設(shè)計和科研的基本過程和基本方法。
改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15％左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大的變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速的發(fā)展。廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中
31
導(dǎo)向板沖壓成型及模具設(shè)計
心。
隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。近年來，隨著我國經(jīng)濟的騰飛和產(chǎn)品制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，模具制造業(yè)也相應(yīng)進入了高速發(fā)展的時期。據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，1995年我國模具工業(yè)總產(chǎn)值約為145億，而2003年已達450億左右，年均增長14%，到2013年已達1.8萬億元。另據(jù)統(tǒng)計，我國（不含臺灣、香港、澳門地區(qū)）現(xiàn)有模具生產(chǎn)廠點已超過20000家，從業(yè)人員有60萬人，模具年產(chǎn)值在一億以上的企業(yè)已達十多家。可以預(yù)見，我國經(jīng)濟的高速發(fā)展將對模具提出更為大量、更為迫切的需求，特別需要發(fā)展大型、精密、復(fù)雜、長壽命的模具。同時要求模具設(shè)計、制造和生產(chǎn)周期達到全新的水平。我國模具制造業(yè)面臨著發(fā)展的機遇，無疑也面臨著更大的挑戰(zhàn)。
我做的是冷沖壓模具設(shè)計，冷沖壓是利用安裝在壓力機上的沖模對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得需要零件（俗稱沖壓件或沖件）的一種壓力加工方法。因為它通常是在室溫下進行加工，所以稱為冷沖壓。
冷沖壓與其他加工方法相比，具有獨到的特點，所以在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來越多地采用冷沖壓加工產(chǎn)品零部件，如汽車、拖拉機、電器、儀表、電子、國防以及日用品等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重相當(dāng)大。不少過去有鑄造、鍛造、切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在已經(jīng)被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。通過沖壓加工制造，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了成本?？梢哉f如果在生產(chǎn)中不廣泛采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門的產(chǎn)品要提高生產(chǎn)率，提高質(zhì)量，降低成本，進行產(chǎn)品的更新?lián)Q代是難以實現(xiàn)的。
在大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實習(xí)，我熟練地掌握了機械制圖、機械設(shè)計、機械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學(xué)習(xí)的目的于模具設(shè)計這個實踐性非常強的設(shè)計課題，我們進行了大量的實習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、洛陽中國一拖的生產(chǎn)實習(xí)，我對于模具特別是沖壓模具的設(shè)計步驟有了一個全新的認識，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程
方面的知識，而對于模具的制造工藝更是有了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時在現(xiàn)場查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊和書籍，設(shè)計中，充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進行充分討論，盡了最大努力做畢業(yè)設(shè)計。
在設(shè)計的過程中，雖然有一定的困難，但在指導(dǎo)老師的細心指導(dǎo)、同學(xué)間的討論和自己的努力下，自信會完滿的完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。由于我的水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設(shè)計中難免會出現(xiàn)疏漏和不妥之處，敬請各位老師指正。
1導(dǎo)向板沖壓工藝的分析
原始資料:
工件名稱：導(dǎo)向板
工件簡圖：如（圖01）所示
生產(chǎn)批量：中批量
材料：45鋼
材料厚度：1mm
圖1
設(shè)計方案：復(fù)合模一次沖壓完成
1.1 制件成形工藝分析
該工件需要采用沖孔、落料和彎曲三道工序即可完成，材料為45鋼，強度高，塑性高。有良好的壓力加工性和焊接性能。用來制造載荷小的零件，墊鐵，鉚釘，地腳，螺栓，開口銷，拉桿。沖壓零件及焊接件。
工件結(jié)構(gòu)相對簡單，只有兩個Ф4.1mm的孔，孔與孔之間的距離也滿足一次沖裁的要求。落料時落的料設(shè)計有R1的圓倒角，由《沖壓工藝與模具設(shè)計》表2.14查得當(dāng)落料時的夾角為90度是合金的最小圓角為0.35t，即本件的最小圓角為0.5mm，現(xiàn)在制件采用1的圓角可以滿足沖裁的要求，沖裁時對孔徑也是有要求的，由《沖壓工藝與模具設(shè)計》表1.3查得45鋼的抗剪強度為440~560Mpa,抗剪強度在440~560Mpa的范圍時d≥1.3可以滿足沖孔時的最小孔徑的要求，而材料45鋼本身具有良好的沖裁性能，適合沖壓，圖中的孔距遠大于最小孔距a>2t=2 mm的要求．由于工件尺寸均為未標注公差，可視為自由公差，取IT14等級精度，這樣普通沖裁即可滿足工件的要求。
1.2 沖壓工藝方案的確定
該工件僅包含落料、彎曲和沖孔三個基本工序，可以采用以下三種工藝方案：
第一：落料—彎曲—沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。
第二：落料—彎曲—沖孔，采用復(fù)合模生產(chǎn)。
第三：沖孔—落料—彎曲，采用級進模生產(chǎn)。
方案一：模具結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，但需要三道工序三副模具，由于三次定位使得工件的形位誤差難以保證，尺寸較小，制件的質(zhì)量較差，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求，操作也不安全，故不宜采用。
方案二：只需一副模具，由于一次成形，減少了多次定位出現(xiàn)的定位誤差，并且在模具結(jié)構(gòu)中采用彈性壓料裝置，使其制件質(zhì)量較好，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高。
方案三：也只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作較方便，工件精度也能滿足要求，但是成本較復(fù)合模高。
通過對上述三種方案分析比較，雖然方案三也能滿足要求，但對工人要求較高并且經(jīng)濟效率沒有復(fù)合模高，
故：綜合考慮采用第二種沖壓工藝方案進行為好。
2模具成形參數(shù)計算
2.1排樣方案的確定及計算
設(shè)計復(fù)合模，首先要設(shè)計的就是排樣方式，該零件形狀比較規(guī)則，直排可以顯著地減少廢料，所以采用直排的方式排樣，根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點需要沖孔和落料兩個工序就可以完成零件的制造。工序方案如圖所示。
排樣圖 2
下面對工件的搭邊值進行確定，各部分尺寸的確定由《沖壓工藝與模具設(shè)計》P 37表2.9查得最小搭邊值a=1.8mm，a1=1.5mm可取a1=1.5，a=1.8，由零件圖和排樣圖可以計算條料的寬度b=76.6mm，一個步距的長度s=31.5mm可以計算出一個步距的材料利用率為92.52%，查板料的標準可得適宜選用如下：板料的寬度為500mm，長度為1000mm,每張鋼板可裁下1000mm×77.1mm規(guī)格條料6條，每條可沖出32個零件。故：可得下表：
項目
公式
結(jié)果
備注
沖裁件的面積A
A=73×29.5-2×π×2.052
2127.183m2
查表 2.9得最小搭邊值a=1.8mm
a1=1.5mm 采用倒料銷倒料
條料寬度B
B=73+1.8×2
76.6mm
步距S
S=29.5+1.5
31mm
一個步距材料利用率η
η=nA/BS×100%
71.25%
材料的利用率η總
η=（1×2127.183）/（77.1×31）×100%
88.9%
2.2、沖壓力的計算
該模具采用的復(fù)合模，擬選擇彈性卸料,上出件，沖壓力的計《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
算如下,由課本p29可得落料力《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
F=KLtb
式中：F——落料力
L——落料矩形的周長，這里為總長度
L=2×（73+29.5）=205mm
t——材料的厚度為1mm
tb——材料的抗剪強度由[2]可得=440～560pa這里取500MP
K——安全系數(shù)是考慮到實際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動和不均勻、刃口的磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動等因素的影響而給出的修正系數(shù)。一般取1.3。
根據(jù)以上數(shù)據(jù)得計算可得F=162500N
該工件根據(jù)在生產(chǎn)中的實踐，采用經(jīng)驗公式計算。
U型件彎曲力 F自=(0.7KBt2σb)/(r+t)
式中：F自——自由彎曲在沖壓行程結(jié)束時的彎曲力；
B——彎曲件的寬度；為5 mm
t——彎曲材料的厚度；為1mm
r——彎曲件的內(nèi)彎曲半徑；取0.5mm
σb——材料的抗拉強度由課本可得=440～560Mpa這里取500MP
K——安全系數(shù)，一般取1.3；
根據(jù)所給的零件圖相關(guān)數(shù)據(jù)得：F自=1516.67N
下面對推件力進行計算：
推件力 Ft=nKtF
式中：F——沖裁力
Kt——推件力系數(shù) 由課本查表取0.05；
n——同時卡在凹模內(nèi)的沖裁件或廢料的個數(shù)，根據(jù)凹模的修《課本》P65表2.5.2
模余量的一般要求，取h=6mm 則n =h/t=6/1=6
Ft=48750N
因為采用的彈性卸料和上出料方式，可知沖壓的總工藝力為
F總= F自+Ft+F=212766.67N
根據(jù)F總的大小由[2]P256初選壓力機的型號為JB23-63式壓力機。
2.3壓力中心的確定及計算
計算壓力中心，首先根據(jù)前面的設(shè)計畫出凹模型口圖如下圖，為了盡可能保證模柄軸線、壓力機滑塊的中心和壓力中心重合，依次防止偏載對模具和壓力機帶來的損害。計算步驟如下：
1）建立坐標系XOY如圖所示
圖 3
２）由此圖形結(jié)構(gòu)規(guī)則，即壓力中心為幾何中心?？梢缘玫綁毫χ行臑閳D坐標系中的位置坐標為（0，0）。這個壓力中心確定以后，在下面的設(shè)計中就要盡量保證這個中心和模柄的中心線重合，同時還要考慮到裝配和加工的方便的要求，還與壓力機的結(jié)構(gòu)相關(guān)。當(dāng)把壓力中心定于原點時，由于壓力中心偏離很小，不致超出所選壓力機允許范圍。故在次把壓力中心定于原點位置
2.4初選壓力機
通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機J23-63能夠滿足使用要求。其主要參數(shù)如下：
公稱壓力：630KN
滑塊行程：100mm
公稱壓力行程：10.4mm
滑塊行程次數(shù)：40次/min
最大閉合高度：400mm
封閉高度調(diào)節(jié)量：80mm
滑塊底面前后尺寸：360mm
工作臺墊板尺寸：570mm×860mm
主電機功率：30KW
氣墊個數(shù)：1個
氣墊單個推出力：6.3/40
氣墊行程：150mm
外形尺寸：2262mm*2070mm
地面以上高度：5660mm
壓力機整機質(zhì)量：30.5T
2.5工作零件刃口尺寸的計算
在確定工作零件刃口尺寸之前，首先要考慮到工作零件的加工方法和模具的裝配方法，結(jié)合該模具的特點，工作零件的形狀相對比較簡單，適宜采用線切割機床分別加工落料凸凹模、凹模、凹模固定板以及卸料板等，這種加工方法可以保證這些零件各孔的同軸度，使裝配工作簡化，因此工作零件刃口尺寸計算就按分別加工的方法來計算。
1） 落料加工工序
在落料加工工序中要完成的是對一個長為73mm寬為29.5mm的矩形進行落料，并帶有4個R=0.5mm的圓角，其尺寸公差均未標注，根據(jù)設(shè)計的規(guī)則取自由公差I(lǐng)T14，查課本表2.4查得沖模設(shè)計時的最大、最小間隙分別Zmax=0.140mm Zmin=0.100mm則
Zmax- Zmin=（0.140-0.100）mm=0.040mm
由于制件的精度為IT14級，所以加工方法安分別加工，x取0.5設(shè)凸、凹模的加工精度分別為IT6級和IT7級，可以滿足落料時的精度要求：
長度方向： （mm）
（mm）
寬度方向: （mm）
（mm）
校核：|δA| +|δT|≤Zmax-Zmin
寬度方向上的 |δA| +|δT|＝0.034mm
長度方向上的 |δA| +|δT|＝0.041mm
0.034mm≤0.04mm而0.041≈0.04也基本可以滿足公差條件。
2） 沖孔加工工序
同樣也是采用自由公差為IT14級精度，要同時沖2個Φ4.1的孔，還要保證孔與孔的相互位置關(guān)系均為IT14級的制造精度，凸、凹模的加工精度同樣也取IT6級和IT7級進行加工制造。
當(dāng)沖Φ4.1孔的時候，因為IT14級取ｘ＝0.5查表2.4可得最大、最小沖裁間隙分別為Zmax=0.140mm Zmin=0.100mm。計算如下：
（mm）
（mm）
校核：|δA| +|δT|≤Zmax-Zmin
0.009mm+0.009mm＝0.018mm≤0.040mm，滿足間隙公差條件
3）孔心距
孔心距屬于磨損后基本不變的尺寸。在同一工步中，在工件上沖出孔距為L±?/2L兩個孔時,其凹模型孔中心距可按下式計算.
Ld=L+1/8?
即: Ld=64+1/8×0.09=64.011（mm）
式中 DA DT——落料凹模和凸模的刃口尺寸，mm
dA dT —沖孔凹模和凸模的刃口尺寸，mm
Dmax——落料件最大極限尺寸;
dmin——沖孔件孔的最小極限尺寸;
x——磨損系數(shù)，IT14級時，取x=0.5。
Zmin——雙面間隙，mm
△——工件公差，mm
δ——凸模和凹模的制造公差，mm
4） U彎曲件凸凹模尺寸與公差
(1)彎曲加工工序
彎曲模工藝計算:
凸凹模間隙:
Z/2=Tmax+CT=1.23mm
凸模尺寸:
LT=(Lmin+0.45Δ)0-δt
=19.97+0.45×0.2
=20.160-0.015mm
凹模尺寸:
LA=LT+Z=20.16+1.23*2
=22.62+0.0250mm
(2) 彎曲加工工序
由于凸凹模制造相對簡單,精度易保證所以采用分別加工法,查表2.3(沖壓課本)得
Zmin=0.36 Zmax=0.5 磨損系數(shù)為X=0.5
沖模工藝計算:
Zmax-Zmin=0.5-0.36=0.14mm
δt=0.056
dT=(dmin+XΔ)0-δt
=(12+0.5*0.43)0-0.056
=12.2150-0.056
da=(dT+Zmin)
=12.575
校核: |δt|+|δa |≤Zmax－Zmin
0.056+0.084=0.14≤0.14 mm （滿足間隙公差要求）
式中：LT、LA——凸凹模橫向尺寸；
Lmin——彎曲件橫向的最小極限尺寸；
△——彎曲件橫向尺寸公差，mm
δ——凸模和凹模的制造公差，mm
Z——彎曲凸凹模雙邊間隙；根據(jù)實踐經(jīng)驗取0.004；
2.6彈簧的設(shè)計
由以上計算可知落料時卸料力和工件卸料力分別為F1=1567N,F2=3116.2N，這個力相對較小，采用彈簧卸料裝置較為合適。
（1）彈簧的設(shè)計計算：
1）根據(jù)分析此復(fù)合模沖壓力比較不大，采用彈性卸料力可以，所以采用彈簧是合適。
2）根據(jù)總卸料力F卸 以及模具結(jié)構(gòu)估計擬用彈簧個數(shù)n ,計算每個所承受的負荷F預(yù)
即 F預(yù)= F卸/n
3) 根據(jù)F預(yù)的大小,從表中初選彈簧規(guī)格,使所選彈簧的工作極限負荷Fj大于F預(yù).
4)根據(jù)所選彈簧的工作極限負荷Fj和hj 工作極限負荷下的總變形量 ,作出該序號彈簧的特性曲線。
5)檢查彈簧最大允許壓縮量,如滿足下列條件,則彈簧選得合適。
hj≥h預(yù)+h工+h修磨
式中 h預(yù) ——— 彈簧預(yù)壓縮量;
h工 ——— 卸料板工作行程,一般取料厚加1
h修磨 ——— 凸,凹模修模量,取6mm
如果hj ＜h預(yù)+h工+h修 .則必須重新選擇彈簧。
分別把F1和F2代入上公式中,計算并查表得所用的彈簧分別為:3×15×75 GB2089-80 和 1×10×20GB2089-80 。
3模具的總體設(shè)計
3.1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，凸凹模和沖孔凸模在上，落料凹模和彎曲凸模在在下模為典型的倒裝沖孔落料復(fù)合模。
3.2模具定位方式的選擇
因為該模具采用的是條料，控制條料的送進方向采用導(dǎo)料板，控制條料的送進步距采用擋料銷定距，簡單，可靠，定位方便。
3.3卸料、出件方式的選擇
因為工件料厚為1.0mm，相對較薄，卸料力也比較小，故可以采用彈性卸料。又因為是復(fù)合模生產(chǎn)，所以采用上出件比較便于操作和提高生產(chǎn)效率。
3.4導(dǎo)向方式的選擇
為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整等因素該復(fù)合模采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。
4主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計
根據(jù)模具設(shè)計的基本形式，可以確定模具的基本零件的結(jié)構(gòu)和尺寸。
4.1沖孔凸模的設(shè)計
根據(jù)制件的零件圖可以知道，沖孔凸模的結(jié)構(gòu)為圓形，具體結(jié)構(gòu)可以根據(jù)具體的設(shè)計需要而定。因為所用的沖孔凸模均為圓形，而且由 的數(shù)據(jù)可得，這里所用的圓形凸模都是不需要特殊保護的沖孔凸模，所以沖孔凸模均采用圓頭直桿圓凸模，其總長L可根據(jù)具體設(shè)計按如下方式計算：
圖 4
其中：
沖孔凸模長度查 選標準件為 材料為Cr12, L=40
由沖孔凸模刃口d=4.1mm查手冊﹝2﹞表2.54可知 h=3mm, D1=11mm, D=8mm, L=40
沖孔凸模強度校核 要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應(yīng)力不超過凸模材料的許用壓應(yīng)力，即
對于圓形凸模 dmin≥
式中 dmin—圓形凸模最小截面直徑，mm
t—沖裁材料厚度，mm
—沖裁材料的抗剪強度，MPa
—凸模材料許用強度，取（1.0~1.6）×103MPa
dmin≥==1.34mm 所以承壓能力足夠。
抗縱向彎曲力校核 對于圓形凸模（有導(dǎo)向裝置）
?。蹋恚幔?70d2/
式中 Lmax ——允許的凸模最大自由長度，mm
F ——沖模力,N
ｄ——凸模最小截面的直徑，mm
Lmax≤270d2/=270×4.12/=55mm 所以長度適宜。
凸模固定端面的壓力
q =<
式中 q—凸模固定端面的壓力，MPa
F—落料或沖孔的沖裁力，N
—模座材料許用壓應(yīng)力，MPa
q ==122MPa
凸模固定板端面壓力超過了80～90ＭＰa，為此應(yīng)在凸模頂端與模座之間加一個淬硬的墊板。矩形墊板材料可用45鋼，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格見手冊﹝２﹞表15.60，查得72×60×28
4.2 落料凹模的設(shè)計
結(jié)合工件外形并考慮加工，凹模采用組合式凹模，中心留有彎曲凸模的空間，所以中心為一定形狀的通孔。將落料凹模設(shè)計成直通式，各沖裁的凹模孔均采用線切割機床加工，4個M8的螺釘固定在墊板上，與凹模固定板配合按H6/m5。安排凹模在模架的位置時，要根據(jù)壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心和模柄中心重合，其落料凸模的長度根據(jù)沖孔凸模的長度進行設(shè)計，取L=40mm根據(jù)前面凸模的設(shè)計時的尺寸計算可以得出，下面對其輪廓尺寸進行計算：
凹模的厚度 H=KB
取K=0.4由[3]P104表2.9.5
則H=0.4×46=18.4mm
此為最小值圓整到18mm即H=20mm
取凹模厚度為18壁厚為20mm
凹模的寬度 L1 =80mm
凹模的長度 取L2=88
即凹模的輪廓尺寸為88mm×80mm×20mm
結(jié)構(gòu)詳圖如下所示:
圖 5
4.3 凸凹模的設(shè)計
結(jié)合工件外形并考慮加工，凸凹模采用整體凸凹模，將落料凸凸模設(shè)計成直通式，沖裁的凸凹模外形及孔均采用線切割機床加工，4個M8的螺釘固定在下墊板上，與凸模固定板配合按H6/m5，其材料為Cr12。
圖6
4.4 彎曲凸模的設(shè)計
根據(jù)彎曲件的結(jié)構(gòu)，其設(shè)計為整體式，由于要卸小孔料，其中心加工為一個階梯孔，由于工件厚度為1 相對彎曲半徑不大，為了使工件成型后發(fā)生回彈采用背壓的作用來防止回彈。其工件設(shè)計形狀如下：
圖7
4.5 卸料板和導(dǎo)料銷及導(dǎo)料板的設(shè)計
條料采用兩個導(dǎo)料銷導(dǎo)料，送進方向上采用一個擋料銷進行定位，導(dǎo)料定位都較可靠，方便，將其固定在卸料板上，在凹模板上設(shè)置避讓孔，其深度稍大于銷頭部高度。
（1）卸料板的設(shè)計
卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為6mm。
卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為45~45HRC，尺寸如下圖。
圖 8
（2）導(dǎo)料板的設(shè)計與標準化
經(jīng)查表分析得]導(dǎo)料板長度L=90mm，寬度B=12.7mm ，厚度h=6mm如圖15。
如圖： 9 導(dǎo)料板的設(shè)計
(3) 固定擋料銷的設(shè)計與標準化
固定擋料銷的設(shè)計根據(jù)標準件，選用此擋料銷如圖所示.
如圖 10固定擋料銷的結(jié)構(gòu)
選用直徑φ3mm，L=8mm材料為45鋼A型固定擋料銷（JB/T7649.10—94）
4.6 聯(lián)接件的選用與標準化
本模具采用螺釘固定，銷釘定位。具體講
內(nèi)六角螺釘標記：45鋼M6×60 GB70—85
卸料螺釘標記：45鋼M8×80 GB2867.5—81
螺釘標記：45鋼M6×50 GB68—76
圓柱銷釘標記：45鋼A6×60 GB 119—86
圓柱銷釘標記：45鋼4×35 GB119—86
4.7模架及其它零部件的設(shè)計
該模具采用中后側(cè)導(dǎo)柱模架，這種模架的導(dǎo)柱在模具后側(cè)位置，模具較敞開。以凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。根據(jù)模具周界的具體尺寸，查《模具標準應(yīng)用手冊》表3-6選后側(cè)導(dǎo)柱模架最合適的規(guī)格是：
上模座125×100×35 GB/T2855.5
下模座125×100×45 GB/T2855.6—81的標準模架，材料為HT200。
上模座厚度H上模取35mm，墊板的厚度H墊取28mm，凸凹模厚度為45mm，落料凹模厚度為20mm，下模座的厚度45mm，那么，該模具的閉合高度:
H閉= H上座+ H下座 + H墊 +H凸凹模+ H落料凹模- h2
=35+45+28+44.5+20-1=251.5mm
式中: H上座——上模座厚度
H下座——下模座厚度
H墊——墊板厚度
H凸凹模——凸凹模的長度
H落料凹?！寄：穸?
h2——凸凹模沖裁后進入凹模的深度，此處取1mm.
可見該模具閉合高度較小，綜合考慮因選壓力機J23—63,最大裝模高度400,可以使用。
根據(jù)設(shè)計出來的最大閉合高度設(shè)計導(dǎo)柱和導(dǎo)套，有模座上的導(dǎo)柱和導(dǎo)套的尺寸確定選擇的尺寸查《模具標準應(yīng)用手冊》得：
導(dǎo)柱A22h5×130 GB/T2861.1—81
導(dǎo)套A22H6×80×33 GB/T2861.6—81
模柄的設(shè)計
根據(jù)壓力的相關(guān)參數(shù)，查《模具標準應(yīng)用手冊》選擇模柄為壓入式模柄其參數(shù)為25×80 ，JB/T7646.1—81Q235。模柄與上模座的聯(lián)接采用壓入式的結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖 11
5模具總裝配圖
通過以上設(shè)計，可得到如圖12所示的模具總裝圖。模具上模部分主要由上模座、墊板、凸模、凸模固定板及卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以彈簧為彈性元件。下模部分由下模座、凹模板、導(dǎo)料板等組成。沖孔廢料和成品件均由頂桿和卸料螺釘推出。
條料送進時采用固定擋料銷作為粗定距，在落料凸模上安裝導(dǎo)料板，得用條料上兩邊兩個導(dǎo)料板進行導(dǎo)正，以此作為條料送進的精確定距。操作時完成第一步?jīng)_壓后，把條料抬起向前移動，用落料孔套在固定擋料銷上，并向前推緊，沖壓時凸模上的導(dǎo)正銷再作精確定距。
圖 12
1—卸料板 2—上模板 3—彈簧 4—擋料銷—5凸凹模 6—墊板 7—銷釘 8—打料板 9—打桿 10—模柄 11—內(nèi)六角螺釘 12—卸料螺釘 1—3導(dǎo)套 14—活動銷 15—沖孔凸模 16—推料板 17—導(dǎo)柱 18—壓變?nèi)Γ?9—落料凹模 20—頂桿 21—卸料螺釘 22—彎曲凸模 23—螺釘 24—螺釘 25下—模板 26—彈簧 27—卸料板 28—螺母
6模具零件的加工工藝
本套模具零件加工的關(guān)鍵在工作零件即落料凹模，彎曲凸模和凸凹模，若采用線切割加工技術(shù)，這些零件的加工就變得相對簡單。
落料凹模的工藝過程卡
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
工序簡圖
1
備料
將毛坯鍛成長放體105mm×85mm×25mm
2
熱處理
退火
3
刨平面
刨各平面，厚度留磨削余量為0.6 mm 側(cè)面為0.4 mm
4
磨平面
磨上下平面留磨削余量0.3～0.4 mm，相鄰側(cè)面保持垂直
5
鉗工劃線
劃出對稱中心線，螺紋孔和銷孔線
6
型孔粗加工
在仿銑床上加工型孔，流單邊加工余量0.15 mm
7
加工螺紋孔和銷孔
按位置加工各孔
8
熱處理
淬火回火，保證58～62HRC
9
磨平面
精磨上，下平面
10
線切割
按圖要求切割型腔
11
鉗工精修
全面達到設(shè)計要求
12
檢驗
彎曲凸模的工藝過程卡
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
工序簡圖
1
下料
按尺寸75mm×35mm×30mm將毛坯鍛成矩形
2
熱處理
退火
3
粗加工毛坯
銑六平面，保證尺寸
4
磨平面
磨上下平面留磨削余量0.3～0.4 mm，相鄰側(cè)面保持垂直
5
鉗工劃線
劃刃口輪廓線，螺紋孔和固定孔
6
刨型面
按線刨刃口型面，留單邊余量0.3 mm
7
鉗工修正
加工螺紋孔和鉆孔，保證平面平整，余量均勻
8
熱處理
淬火回火，保證58～62HRC
9
磨端面
精兩端面，保證與型面垂直
10
磨型面
成行，磨刃口型面達設(shè)計要求
11
檢驗
沖孔凸模的工藝過程卡
序 號
工 序 名 稱
工 序 內(nèi) 容
1
下 料
Φ18mm×50 mm
2
車
車軸為階梯即Φ11.6 mm×3.5 mm ，Φ8.6 mm×20.5 mm，Φ4.7 mm×14.5 mm
3
熱 處 理
退火至180-200HBS
4
磨
磨軸至尺寸Φ11.04 mm×3.03 mm ，Φ8.04 mm×20.03mm，Φ4.13 mm×14.03 mm
5
熱 處 理
淬火至要求
6
鉗工修正
研磨至尺寸要求
凸凹模的工藝過程卡
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
工序簡圖
1
備料
將毛坯鍛成長放體90mm×70mm×60mm
2
熱處理
退火
3
銑平面
銑各平面，厚度留磨削余量為0.6 mm 側(cè)面為0.4 mm
4
磨平面
磨刃口平面留磨削余量0.3～0.4 mm，相鄰側(cè)面保持垂直
5
鉗工劃線
劃出對稱中心線，螺紋孔和銷孔線，保證平面平整，余量均勻
6
型孔粗加工
在仿銑床上加工型孔，流單邊加工余量0.15 mm
7
加工螺紋孔和銷孔
按位置加工各孔，保證平面平整，余量均勻
8
熱處理
淬火回火，保證58～62HRC
9
磨平面
精磨刃口面和型腔面，
10
鉗工精修
全面達到設(shè)計要求
11
檢驗
本模具屬于帶有壓邊圈的彎曲沖壓模。在裝置模具時，應(yīng)邊試驗，邊調(diào)整，直到合適為止。
總 結(jié)
本課程設(shè)計是我們進行完了三年的模具設(shè)計與制造專業(yè)課程后進行的，它是對我們?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)系實踐的訓(xùn)練。它在我們的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。
通過這次畢業(yè)設(shè)計使我從新系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了所學(xué)專業(yè)知識同時也鞏固了先前學(xué)到了的知識，同時感觸最深刻的是：所學(xué)知識只有在應(yīng)用中才能在更深刻理解和長時間記憶。對一些原來一知半解的理論也有了進一步的的認識。特別是原來所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測量、冷沖模具設(shè)計與制造等有了更深刻的理解，使我進一步的了解了怎樣將這些知識運用到實際的設(shè)計中。同時還使我更清楚了模具設(shè)計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材料，保證工件的經(jīng)濟性，加工工藝的合理性。
在設(shè)計的過程中通過沖壓手冊、模具制造簡明手冊、模具標準應(yīng)用手冊等隊要設(shè)計的問題進行查詢，我了解了通過更多的途徑去了解我要做的設(shè)計，使設(shè)計更具合理性。也使我學(xué)會了設(shè)計過程中對資料的查詢和運用。通過這次設(shè)計，我更加深入地學(xué)習(xí)了冷沖壓技術(shù)工作設(shè)計的內(nèi)容。冷沖壓技術(shù)工作設(shè)計的內(nèi)容包括冷沖壓工藝設(shè)計、模具設(shè)計及沖模制造三方面內(nèi)容，盡管三者的工作內(nèi)容不同，但三者之間存在著相互滲透、相互補充、相互依存的關(guān)系。
冷沖壓工藝設(shè)計是針對給定的產(chǎn)品圖樣，根據(jù)其生產(chǎn)批量的大小、沖壓設(shè)備的類型規(guī)格、模具制造能力及工人技術(shù)水平等具體生產(chǎn)條件，從對產(chǎn)品零件圖的沖壓工藝性分析入手經(jīng)過必要的工藝計算，制定出合理的工藝方案，最后編寫沖壓工藝卡的一個綜合分析、計算、設(shè)計過程。沖壓工藝方案的確定包括工序性質(zhì)、數(shù)量的確定，工序順序的安排，工序組合方式及工序定位方式的確定等內(nèi)容。
沖壓模具設(shè)計則是依據(jù)制定的沖壓工藝規(guī)程，在認真考慮毛坯的定位、出件、廢料排出諸問題以及模具的制造維修方便、操作安全可靠等因素后，設(shè)計計算并構(gòu)思出與沖壓設(shè)備相適應(yīng)的模具總體結(jié)構(gòu)，然后繪制出模具總裝圖和所有非標準零件圖的整個設(shè)計繪圖過程。
歷經(jīng)近三個月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，在這次畢業(yè)設(shè)計中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請教各位老師有關(guān)模具方面的問題，并且和同學(xué)的探討，模具設(shè)計在實際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時間里，對模具的認識有了一個質(zhì)的飛躍。
從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過程，我對模具的認識過程亦是如此。經(jīng)過近三個月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個圓滿的句號，為將來的事業(yè)奠定堅實的基礎(chǔ)。
致 謝
本設(shè)計在設(shè)計過程中得到了丁海等指導(dǎo)老師的大力支持和幫助，再次表示誠摯的感謝！
感謝各位老師在三年之中的教導(dǎo)和在做設(shè)計的過程中對我的幫助。使我在大學(xué)三年里不但學(xué)到了更多知識，而且學(xué)到了怎么做人、怎么做事。在此衷心對各位老師的辛勤教導(dǎo)表示感謝。雖然我就要走出校進入社會，但是老師對我的教導(dǎo)和幫助我想我一輩子也不會忘記！那講課的聲音在我耳邊久久回蕩，那寫字的身影在腦海里留下了深深的印記，如果還有下一次做學(xué)生我仍然選擇做您的學(xué)生！
畢業(yè)之后，我一定會努力工作的，不辜負各位老師對我們的深切期望，在這里也說一聲：老師你辛苦了。
祝各位老師，身體健康、萬事如意！
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