蓋板的沖壓模具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說(shuō)明書】
摘要沖壓模具是機(jī)械制造業(yè)中技術(shù)最先進(jìn)、影響非常深遠(yuǎn)的重要工藝裝備，具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、制件質(zhì)量?jī)?yōu)良、工藝適應(yīng)性好等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、航天、輕工、電子、電器、儀表等行業(yè)。由于沖壓工藝具有生產(chǎn)率高、生產(chǎn)成本低、材料利用率高、能成行復(fù)雜零件、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在某些領(lǐng)域以取代機(jī)械加工，并正逐步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。根據(jù)國(guó)際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，到本世紀(jì)中，機(jī)械零部件中60%的粗加工、80%的精加工主要由模具來(lái)完成。因此，沖壓技術(shù)對(duì)發(fā)展生產(chǎn)、增加效益、更新產(chǎn)品等方面具有重要作用。在近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)的冷沖壓工藝和其他生產(chǎn)工藝一樣，得到了迅速的發(fā)展。沖壓加工的工藝和設(shè)備正在不斷地發(fā)展，例如精密沖裁、冷擠壓、多工位自動(dòng)沖壓、高速成型、液壓成型、超速?zèng)_壓等，把冷沖壓生產(chǎn)技術(shù)提高到了新的水平。為了冷沖壓工藝水平的提高，我國(guó)對(duì)沖模的研制也在不斷加強(qiáng)。近年來(lái)，出現(xiàn)了許多制造周期短、使用壽命長(zhǎng)的新型沖模結(jié)構(gòu)。并且模具加工工藝及模具材料也相應(yīng)地在不斷發(fā)展革新，例如例如采用鋼結(jié)硬質(zhì)合金、硬質(zhì)合金或低熔點(diǎn)合金澆注模具，采用電加工技術(shù)及計(jì)算機(jī)制造沖模等以適用于不同的生產(chǎn)條件。從而使沖壓生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量可靠，也大大提高了生產(chǎn)效率，成本也有了大幅度的下降，有利于推動(dòng)我國(guó)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，CAD/CAE/CAM技術(shù)也日臻完善，其在現(xiàn)代化模具中的應(yīng)用也將越來(lái)越廣泛?？梢灶A(yù)料不久的將來(lái)，模具制造業(yè)將從機(jī)械制造業(yè)中分離出來(lái)，而獨(dú)立成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的支柱產(chǎn)業(yè)，與此同時(shí)，也進(jìn)一步促進(jìn)了模具制造技術(shù)向智能化、集成化、高效化方向發(fā)展。因此，大力發(fā)展模具工業(yè)可以促使我國(guó)工業(yè)化更快的發(fā)展。本設(shè)計(jì)主要介紹蓋板復(fù)合沖壓模具的詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程。模具的動(dòng)作過(guò)程為：當(dāng)上模下行完成落料、沖孔工序后，安裝在落料凹模外側(cè)的滾輪接觸轉(zhuǎn)動(dòng)板，抽動(dòng)滑塊脫離活動(dòng)凸模塊，使上模繼續(xù)下行，不阻礙活動(dòng)凸模塊向下運(yùn)動(dòng)，彎曲凹模接觸材料并完成彎曲工序。上模回升時(shí)，零件由上模中設(shè)置的打料桿打出。在回程過(guò)程中，滾輪接觸轉(zhuǎn)動(dòng)板，推動(dòng)滑塊復(fù)原，為再次沖壓做好準(zhǔn)備。設(shè)計(jì)說(shuō)明書還通過(guò)參照模具設(shè)計(jì)和沖壓原理相關(guān)書籍，對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程和各部分零件的選用都做了較為詳細(xì)的說(shuō)明。關(guān)鍵詞： 沖壓; 模具設(shè)計(jì)； 凸模； 導(dǎo)柱AbstractStamping die is the most advanced mechanical manufacturing technology, the profound influence of important process equipment, production with high efficiency, high material utilization, product quality excellent, the craft is good adaptability, is widely used in automotive, machinery, aerospace, light industry, electronics, electrical appliances, instruments, etc.Because the stamping process has high productivity, low production cost, high material utilization, can make complex parts, suitable for mass production, etc, in some areas to replace the mechanical processing, and gradually expand the scope of its application. According to the international production technology association predicts that in this century, 60% 60% of mechanical parts of rough machining, finish machining is mainly composed of a mold to finish. Therefore, stamping technology to the development of production, increase benefits and updates the product plays an important role in such aspects.In nearly half a century, our countrys cold stamping technology and other production processes, has been rapid development.Stamping processing technology and equipment is developing constantly, such as fine blanking, cold extrusion, multi-station automatic stamping molding, high speed, hydraulic molding, stamping speed, etc., to increase the cold stamping production technology to a new level. In order to raising the level of cold stamping process, our country for the development of the die has been strengthened. In recent years, many manufacturing cycle is short, long service life of new die structure. And mould processing technology and die material also correspondingly in the continuous development of innovation, for example, for example, USES the steel bonded carbide, carbide or low melting point alloy casting mould, using electric processing technology and computer manufacturing dies, etc. To apply to different production conditions. Making stamping production of reliable product quality, also has greatly increased the production efficiency, costs have fallen sharply, will be conducive to Chinas socialist economic construction and development.With the development and progress of computer software, CAD/CAE/CAM technology is perfected, its application in modern mould will be more and more widely. Can be expected in the near future, will be separated from the mechanical manufacturing, mold manufacturing, independent become the indispensable pillar industry in national economy, at the same time, also further promote the mould manufacturing technology to develop in the direction of intelligent, integrated, highly efficient. Therefore, vigorously develop mould industry can help pick up the our country industrialization development.This design mainly introduces the detailed design process of cover plate compound stamping die.Die action process is: when the upper die down after blanking, punching process, installed in the outside of the blanking die roller contact rotating plate, twitch convex slider from activity module, the upper die to continue downward, not hinder convex modules downward movement, bending die contact materials and complete the bending process. Upper die back, shot material parts in the upper die set up. In the process of return, contact roller rotating plate, drive the slider, ready for stamping again.Design specifications by reference to die design and stamping theory books, on the whole design process and the selection of various parts are made a more detailed instructions.Keywords: Stamping; Die design; Punch; Guide post沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄目 錄第一章 引言1第二章 蓋板沖壓工藝分析32.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀分析32.2 產(chǎn)品尺寸精度 斷面質(zhì)量分析32.3 產(chǎn)品材料分析42.4 產(chǎn)量4第三章 蓋板沖模結(jié)構(gòu)的確定53.1 蓋板沖壓工藝方案確定53.2 模具的形式53.3 卸料裝置5第四章 蓋板沖壓工藝計(jì)算74.1 毛坯的尺寸計(jì)算74.2 排樣84.3 壓力中心的計(jì)算94.4 各部分工藝力計(jì)算104.5 沖壓設(shè)備的選擇114.6 主要工作部分尺寸計(jì)算12第五章 墊片復(fù)合模主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算155.1 落料凹模155.2 沖孔凸模長(zhǎng)度及強(qiáng)度校核165.3 卸料彈簧的計(jì)算215.4 凸凹模長(zhǎng)度確定，壁厚校核，凸凹模各部分尺寸215.5 卸料板的設(shè)計(jì)235.6 凸模固定板的設(shè)計(jì)235.7 墊板結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)245.8 模架的選擇255.9 卸料板螺釘沉孔深度的確定265.10 沖模閉合高度的確定265.11 其他27第六章 總結(jié)28致 謝29參考文獻(xiàn)30第一章 引言從世界范圍來(lái)看，各個(gè)國(guó)家都非常重視制造業(yè)的發(fā)展和制造技術(shù)的創(chuàng)新，這些已成為衡量一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力和科技水平的重要標(biāo)志之一，也成為一個(gè)國(guó)家能否在競(jìng)爭(zhēng)激烈的國(guó)際市場(chǎng)中獲勝的關(guān)鍵因素。模具是機(jī)械制造業(yè)中技術(shù)先進(jìn)、影響深遠(yuǎn)的重要工藝裝備,具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、制件質(zhì)量?jī)?yōu)良、工藝適應(yīng)性好等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、航天、航空、輕工、電子、電器、儀表等行業(yè)。沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。沖壓時(shí)利用安裝在沖壓設(shè)備上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。由于沖壓加工具有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，因此在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。從精細(xì)的電子元件、儀表指針到汽車的覆蓋件、高壓容器封頭以及航空航天器的蒙皮、機(jī)身等均需要沖壓加工。沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設(shè)計(jì)和制造有直接關(guān)系。模具設(shè)計(jì)與制造技術(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)志之一，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。我國(guó)一直都十分重視沖壓模具的發(fā)展，據(jù)中國(guó)模具工業(yè)年鑒，2011年中國(guó)模具行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)銷售額1,240億元，比上年增長(zhǎng)10.7%，其中沖壓模具約占37%即458.8億元；沖壓模具生產(chǎn)數(shù)量約1,050萬(wàn)套，消耗模具鋼材約172萬(wàn)噸?，F(xiàn)階段中國(guó)模具行業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模已位列世界第三，約占全球的20%，僅次于日、美。但是，我國(guó)沖壓模具產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)工藝水平,總體上比國(guó)際先進(jìn)水平低許多,而模具生產(chǎn)周期卻要比國(guó)際先進(jìn)水平長(zhǎng)許多。產(chǎn)品質(zhì)量水平低主要表現(xiàn)在精度、表面粗糙度、壽命及模具的復(fù)雜程度上;生產(chǎn)工藝水平低則主要表現(xiàn)在加工工藝、加工裝備等方面?，F(xiàn)如今，無(wú)論各國(guó)都不滿足于模具發(fā)展現(xiàn)狀，都在進(jìn)行著模具方面的創(chuàng)新發(fā)展，都想在模具方面取的突破性的進(jìn)展。我們國(guó)家在這方面也投入非常大的力度，相信我國(guó)的模具制造創(chuàng)新水平一定會(huì)趕超世界先進(jìn)技術(shù)，成為模具行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)方向是對(duì)蓋板進(jìn)行沖孔落料彎曲，以下是對(duì)整個(gè)工藝完成過(guò)程的一個(gè)簡(jiǎn)單介紹。1蓋板復(fù)合沖壓模具是沖壓工藝中較為典型的模具，本設(shè)計(jì)采用倒裝式復(fù)合模具，當(dāng)上模下行完成落料、沖孔工序后，安裝在落料凹模外側(cè)的滾輪接觸轉(zhuǎn)動(dòng)板，抽動(dòng)滑塊脫離活動(dòng)凸模塊，使上模繼續(xù)下行時(shí)，不阻礙活動(dòng)凸模塊向下運(yùn)動(dòng)，彎曲凹模接觸材料完成彎曲工序。上?；厣龝r(shí)，零件由上模中設(shè)置的打料桿打出。在回程過(guò)程中，滾輪接觸轉(zhuǎn)動(dòng)板，推動(dòng)滑塊復(fù)原，為再次沖壓做好準(zhǔn)備。此模具結(jié)構(gòu)緊湊，裝、拆、修磨方便，操作簡(jiǎn)單，安全可靠，生產(chǎn)效率比使用傳統(tǒng)模具生產(chǎn)提高兩倍以上。2沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 蓋板沖壓工藝分析 第二章 蓋板沖壓工藝分析2.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀分析由圖2-1可知產(chǎn)品形狀。產(chǎn)品形狀較為簡(jiǎn)單并且對(duì)稱，沒(méi)有尖角和狹槽，孔和孔之間，孔與零件邊緣之間最小距離c滿足c1.5t的要求。圖2-1 蓋板工件圖2.2 產(chǎn)品尺寸精度 斷面質(zhì)量分析孔180+0.021為IT7級(jí)精度，則取模具的凹、凸模的制造公差為IT5級(jí)。側(cè)面與大孔的間距420+0.15為IT11級(jí)精度，取彎曲凸模、凹模的制造公差I(lǐng)T7和IT8級(jí)。模具制造公差滿足尺寸精度要求。3沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 蓋板沖壓工藝分析 本工件厚度為3mm，材料為Q235-A鋼。在沖裁此類鋼板時(shí)，斷面粗糙度Ra可達(dá)1.253.2m，毛刺允許高度為0.010.05，本產(chǎn)品在斷面粗糙度和毛刺高度上沒(méi)有太嚴(yán)格的要求，所以只要精度達(dá)到要求則斷面質(zhì)量可以保證。2.3 產(chǎn)品材料分析選擇沖壓用材料時(shí)，首先應(yīng)滿足沖壓件的使用要求，同時(shí)，還應(yīng)滿足沖壓工藝對(duì)材料的要求，以保證沖壓過(guò)程順利完成。即：應(yīng)具有良好的塑性和表面質(zhì)量，以及板料厚度公差應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定等。該產(chǎn)品材料為Q235-A鋼，屬于普通碳素鋼，適應(yīng)沖裁加工成型。經(jīng)上述分析，產(chǎn)品的材料性能符合沖壓工藝要求。2.4 產(chǎn)量該產(chǎn)品落料、沖孔、彎曲三道工藝，把三道工序放在一起可以大大提高工作效率，并減輕工作量，節(jié)約能源，降低成本。4第三章 蓋板沖模結(jié)構(gòu)的確定3.1 蓋板沖壓工藝方案確定對(duì)于這樣的工件，通常采用先落料、沖孔，再?gòu)澢募庸し椒āＴ摴ぜa(chǎn)批量較大，將三道工序放在一起可以提高工作效率，因此采用落料、沖孔及彎曲的復(fù)合模。3.2 模具的形式復(fù)合?？煞譃檎b式和倒裝式。1. 正裝式特點(diǎn)工件和沖孔廢料都降落在凹模表面上，必須加以清楚后才能進(jìn)行下一步?jīng)_裁，因此操作不方便，也不安全，對(duì)多孔工作不宜采用，但沖出的工件表面比較平直。2. 倒裝式的特點(diǎn)沖孔廢料由沖孔凸模沖入凹模洞口中，積聚到一定數(shù)量，由下模落料孔排出，不必清除廢料，操作方便，應(yīng)用很廣，但工件表面平直度較差，凹凸模承受的張力較大，因此凹模的壁厚應(yīng)嚴(yán)格控制，以免強(qiáng)度不足。經(jīng)分析，此工件有兩個(gè)孔，若采用正裝式復(fù)合模，操作很不方便；另外此工件無(wú)較高的平直度要求，工件精度要求也低，所以從操作方便、模具制造簡(jiǎn)單等方面考慮，采用倒裝式復(fù)合模。3.3 卸料裝置1.條料的卸除采用彈性卸料板52.工件的卸除采用打料裝置將工件從上模中推下，落在模具工作面上3.沖孔廢料的卸除沖孔廢料從下模座的漏料孔中排出6第四章 蓋板沖壓工藝計(jì)算4.1 毛坯的尺寸計(jì)算該毛坯的工件展開圖如圖4-1所示圖4-1 毛坯的工件展開圖按彎曲件展開來(lái)計(jì)算，中性層半徑為：r=R+Kt式中 r中性層半徑（mm）；R彎曲內(nèi)半徑，R=2.5mm；K中性層位置因數(shù)，K=0.3；t材料厚度，t=3mm。則中性層半徑 r=2.5+0.33=3.4mm中性層長(zhǎng)度 l=r180=3.143.490180=5.34mm7直線部分長(zhǎng)度為：a=152.53=9.5mmb=862.53=80.5mmL=abl=9.5+80.5+5.34=95.34mm則毛坯的外形尺寸為： l1=95.34-80.5=14.84mm l2=402622+80.52=80.8mm l3=26mm l4=40mm查沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例表2-16可查得沖裁時(shí)的搭邊值a=3mm、a1=2.5mm，則條料的寬度為：b=40+23=46mm送進(jìn)步距為：h=95.34+2.5=97.84mm4.2 排樣排樣設(shè)計(jì)主要確定排樣形式、送料步距、條料寬度、材料利用率和繪制排樣圖。（1）排樣方式的確定 根據(jù)沖裁件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，排樣方式選擇為直排。（2）送料步距的確定 查相關(guān)手冊(cè)表2-7，工件間最小工藝搭邊值為2.2mm，可取a1=2.5 mm。最小工藝邊距搭邊值為2.5 mm，取a=3 mm。送料步距確定為 h=95.34+2.5=97.84mm。（3）條料的寬度確定 B=40+32=46mm（4） 材料利用率的確定=126+4080.52+4014.844697.84100%=72.2%（5）繪制排樣圖。沖裁件排樣圖如圖4-2所示：8圖4-2 單排排樣圖4.3 壓力中心的計(jì)算因?yàn)樵摴ぜ禽S對(duì)稱零件，所以其重心在對(duì)稱中心線上。計(jì)算壓力中心時(shí)僅考慮如圖4-3所示x方向的值。設(shè)模具的壓力中心坐標(biāo)為xc，yc，則yc=0。xc=l1x1+l2x2+l3x3+l4x4+l5x5+l6x6+l7x7l1+l2+l3+l4+l5+l6+l7=280.840.25+214.8487.92+4095.34+3.1467+3.141844280.8+214.84+40+3.146+3.141851mm圖4-3 沖裁時(shí)的壓力中心94.4 各部分工藝力計(jì)算1落料力計(jì)算 F落=1.3Lt式中 F落落料力（N）L工件外輪廓周長(zhǎng)（mm）t材料厚度（mm），t=3mm材料的抗剪強(qiáng)度，=310MPaL=2（14.84+80.8）+26+40=257.28mm則 F落=1.3257.28310311.05kN2沖孔力計(jì)算 F沖=1.3Lt式中 L工件內(nèi)輪廓周長(zhǎng)（mm）則 F沖=1.33.14（18+6）331091.11kN3卸料力 F卸=nK卸F式中 K卸卸料力因數(shù)，其值由沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例表2-15查得K卸=0.03則 F卸= K卸F落9.33kN F卸= K卸F沖2.73kN4推件力 F推=n K推F沖式中 K推推件力因數(shù)，其值查沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例表2-15查得K推=0.04510沖孔凹模刃口直壁高度h=6mm，則n=63=2 F落=20.04591.118.2kN5彎曲力計(jì)算按近似壓力公式 F1=0.7KBt2bR+t式中 F1自由彎曲力（N） B彎曲件的寬度，B=40mm t彎曲件的厚度，t=3mm R彎曲件的內(nèi)彎曲半徑，R=2.5mm b材料的強(qiáng)度極限；由沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例附錄A1查得b=380MPaK安全因數(shù)，一般取K=1.3則 F1=0.71.340323802.5+322.63kN6壓料力壓料力FQ的值可近似取自由彎曲力的30%80%，即： FQ=0.8F1=0.822.63103=18.11kN則總壓力為： F總= F落+ F沖+ F卸+F卸+ F推+ F1+ FQ=311.05+91.11+9.23+2.73+8.2+22.63+18.11=463.16kN4.5 沖壓設(shè)備的選擇為安全起見，防止設(shè)備的超載，可按公稱壓力 F壓（1.61.8） F總的原則選取壓力機(jī)。參照沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例附錄B3可選取型號(hào)為J23-63的開式雙柱可傾壓力機(jī)，該壓力機(jī)與模具設(shè)計(jì)的有關(guān)參數(shù)為：公稱壓力：630kN11滑塊行程：130mm最大閉合高度：360mm封閉高度調(diào)節(jié)量：80mm工作臺(tái)尺寸：480mm710mm模柄孔尺寸：50mm80mm4.6 主要工作部分尺寸計(jì)算1.落料刃口尺寸計(jì)算 設(shè)沖裁凸模、凹模分別按IT6和IT7級(jí)制造。工件尺寸凸模尺寸D凸=（D-x-Zmin）0-凸凹模尺寸D凹=（D- x）+凹0l1=14.84-0.43014.16-0.02014.520+0.02l3=26-0.52025.38-0.02025.740+0.025l4=40-0.62039.33-0.02039.690+0.03L=95.34-0.87094.55-0.025094.910+0.035校核： 凸+凹Zmax-Zmin=0.39-0.33=0.06mm對(duì)于l1： 0.02 + 0.02 = 0.04 0.06 對(duì)于l3： 0.02 + 0.025 = 0.045 0.06 對(duì)于l4： 0.02 + 0.03 = 0.05 0.06 對(duì)于L： 0.025 + 0.035 = 0.06 = 0.06 證明了所取的凸和凹是合適的。2.沖孔刃口尺寸計(jì)算對(duì)于60+0.30孔沖裁凸模、凹模的制造公差可有沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例表2-12查得，凸=0.02mm，凹=0.02mm，則：12d凸=（d+ x）-凸0=（6+0.50.3）-0.020=6.15-0.020mmd凹=（d+ x+Zmin）=6.510+0.02校核：凸+凹Zmax-Zmin0.02 + 0.02 = 0.04 0.06證明了所取的凸和凹是合適的。對(duì)于孔180+0.021為IT7級(jí)精度，則取模具的凸、凹模的制造公差為IT5級(jí)，查沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例書末附錄E3的凸=凹=0.008mm，則：d凸=（d+x）-凸0=（18+0.750.021）-0.0080=18.02-0.0080 d凹=d+x+Zmin=18.380+0.008 校核：凸+凹Zmax-Zmin 0.008 + 0.008 = 0.016 0.06證明了所取的凸和凹是合適的。對(duì)于孔心距C=370.3mm， C凸=C凸=370.34=370.075mm3.彎曲部分尺寸計(jì)算由于該彎曲不易施加側(cè)向壓力，所以不能施加校正彎曲力，而側(cè)面與大孔的間距420+0.015mm又有精度要求，精度等級(jí)為IT11級(jí)。因此，采用減少?gòu)澢埂寄５拈g隙來(lái)減少回彈。凸模的圓角半徑與零件的彎曲半徑相同，R凸=2.5mm凹模的圓角半徑由沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例表3-7查得，R凹=5mm凸、凹模單面間隙值Z/2=0.9t=2.7mm對(duì)于工件尺寸86-0.870，取彎曲凸模、凹模的制造公差I(lǐng)T7和IT8級(jí)，查沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例書末附錄E3的凸=0.035，凹=0.054。得： B凹=（B-34）0+凹=（86-340.87）0+0.054=85.350+0.054mm 13 B凸=（B凹-Z2）-凸0=85.35-2.7-0.0350=82.65-0.0350mm其工作部分尺寸如圖4-4所示。圖4-4 彎曲工作部分14沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì) 第五章 蓋板復(fù)合模主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 第五章 蓋板復(fù)合模主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 落料凹模落料凹模如圖5-1所示圖5-1 落料凹模1.厚度H H=K30.1P落式中 K修正指數(shù)，查表K=1.25 P落落料沖裁力，N，P落=311050N代入15H=1.2530.1311050=39.3mm考慮到落料凹模中需要有壓料板、凸模固定板以及墊板，所以取H為78mm。2.長(zhǎng)度和寬度L、BL=D+2W式中 W垂直于送料方向的凹模型孔壁間的最大距離。1.2HW1.2H=1.278=93.6所以 L=D+2W=40+293.6=227.2mm取 B=160.2mm 5.2 沖孔凸模長(zhǎng)度及強(qiáng)度校核1.小沖孔凸模小沖孔凸模如圖5-2所示。16圖5-2 小沖孔凸模（1）長(zhǎng)度LL=Ht+L1 Ht=（0.6+0.8）Hk Hk=K30.1P沖 L1=Ha以上各式中：Ht凸模固定板厚度Hk沖孔凸模厚度 P沖沖孔沖裁力， P沖=9.111kNK系數(shù)，查表K取1 L1凸模自有長(zhǎng)度 Ha落料凹模厚度所以17 Hk=K30.1P 落 =130.19111=9.69mm取 Hk=10mm Ht=（0.60.8）10=（68）mm取 Ht=7mm考慮到?jīng)_孔凸模應(yīng)在落料凹模里邊，最終取L=63mm（2）凹模強(qiáng)度壓應(yīng)力校核校核公式為 P孔Fmin壓式中 P孔沖孔沖裁力，N，P孔=9111N， Fmin凸模最小面積，mm2， Fmin=（d2）2=（62）2=28.26mm2 壓凹模材料的許用應(yīng)力，MPa，凹模材料選用Cr12，查手冊(cè)， 壓=（10001600）MPa因?yàn)?P孔Fmin=911128.26=322.40MPa壓所以凸模強(qiáng)度符合要求。（3）凸模剛度細(xì)長(zhǎng)桿失穩(wěn)校核校核公式為 LmaxEJminnP 式中 Lmax凸模最大自由長(zhǎng)度，mm P凸?？倝毫?，N，P=91110101=9111N（有一大一小兩個(gè)凹模） E凸模材料彈性模量，MPa，一般取E=2.1105MPa Jmin凸模最小斷面慣性矩，mm4，Jmin=d464 d凸模最小斷面直徑，mm，d=6mm 18 支撐系數(shù)，無(wú)導(dǎo)板導(dǎo)向=2 n安全系數(shù)，鋼取23 代入公式得 LmaxEJminnP=2210000646439111=65mm 實(shí)際L=63mm65mm 所以凸模剛度符合要求。2.大沖孔凸模 大沖孔凸模如圖5-3所示圖5-3 大沖孔凸模（1）沖孔凸模長(zhǎng)度由于工件上的兩個(gè)孔在同一個(gè)平面上，因此，這兩個(gè)沖孔凸模的長(zhǎng)度應(yīng)該取一樣。則L=63mm（2）凸模強(qiáng)度壓應(yīng)力校核校核公式為：19 P孔Fmin壓式中 P孔沖孔沖裁力，N，P孔=81999N， Fmin凸模最小面積，mm2， Fmin=（d2）2=（182）2=254.34mm2 壓凹模材料的許用應(yīng)力，MPa，凹模材料選用Cr12，查手冊(cè)， 壓=（10001600）MPa因?yàn)?P孔Fmin=81999254.34=322.40MPa壓所以凸模強(qiáng)度符合要求。（3）凸模剛度細(xì)長(zhǎng)桿失穩(wěn)校核 校核公式為 LmaxEJminnP 式中 Lmax凸模最大自由長(zhǎng)度，mm P凸?？倝毫Γ琋，P=91110109=81999N（有一大一小兩個(gè)凹模） E凸模材料彈性模量，MPa，一般取E=2.1105MPa Jmin凸模最小斷面慣性矩，mm4，Jmin=d464 d凸模最小斷面直徑，mm，d=18mm 支撐系數(shù)，無(wú)導(dǎo)板導(dǎo)向=2 n安全系數(shù)，鋼取23 代入公式得 LmaxEJminnP=221000018464381999=72mm 實(shí)際L=63mm72mm 所以凸模剛度符合要求。205.3 卸料彈簧的計(jì)算根據(jù)工廠經(jīng)驗(yàn)可按選彈簧的最大工作負(fù)荷F1F卸/n，并使F預(yù)0.5F卸/n來(lái)選擇彈簧。下卸料裝置初定9根彈簧，則每根彈簧分擔(dān)的卸料力為: F卸/n =9.3391037N根據(jù)預(yù)壓力F預(yù)（0.51073=536.5N）和模具結(jié)構(gòu)尺寸，由沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例書末附錄C1中可選序號(hào)6267的彈簧，其中F1=1120N1073N。檢驗(yàn)是否滿足s1s總；其中s工作=15+1=16mm，查沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例書末附錄C1及負(fù)荷一行程曲線，可得表5-1有關(guān)數(shù)據(jù)。表5-1 彈簧相關(guān)數(shù)據(jù)表彈簧序號(hào)HH1s1=H-H1s預(yù)s總=s工作+s預(yù)+s修磨625036.113.9729637049.320.71133649062.527.514366511075.634.418406614095.444.6224467170115.254.83052故選取66號(hào)彈簧，外徑D=40mm，鋼絲直徑d=6mm，自由狀態(tài)下高度H=140mm。彈簧的裝配高度H2=H-s預(yù)=118mm。同理，根據(jù)模具結(jié)構(gòu)尺寸，上卸料裝置由沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例書末附錄C1中選取2個(gè)38號(hào)彈簧，外徑D=20mm，鋼絲直徑d=3mm，自由狀態(tài)下高度H=65mm；裝配高度H2=123mm。5.4 凸凹模長(zhǎng)度確定，壁厚校核，凸凹模各部分尺寸 21 凸凹模如圖5-4所示。圖5-4 凸凹模1.凸凹模高度確定 根據(jù)下卸料彈簧和下卸料板的厚度及模具結(jié)構(gòu)，選取凸凹模的高度為H=78mm。2.凸凹模壁厚校核 查沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例表6-1可得，凸凹模的最小壁厚為 mmin=6.7mm（材料厚度t=3mm） 此設(shè)計(jì)中Mmin=7mmmmin 所以滿足最小最小壁厚滿足要求，設(shè)計(jì)的凸凹模符合要求。3.其他取漏料孔的直徑為1=8mm和2=20mm。225.5 卸料板的設(shè)計(jì)1.卸料板的形狀及尺寸。卸料板如圖5-5所示。卸料板材料選擇Q275，熱處理4654HRC。圖5-5 卸料板2.卸料板的內(nèi)孔與凸凹模間隙為0.1mm。3.卸料板的厚度取20mm，根據(jù)結(jié)構(gòu)選取280mm170mm20mm標(biāo)準(zhǔn)模板。5.6 凸模固定板的設(shè)計(jì) 凸模固定板的形狀及尺寸如圖5-6所示。23圖5-6 凸模固定板5.7 墊板結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)需要加裝墊板的條件：沖裁時(shí)，如果凸凹模的端部對(duì)模座的壓應(yīng)力超過(guò)模座材料的許用應(yīng)力，此時(shí)就需要在凸模與模座之間加上高強(qiáng)度的墊板。即滿足下式時(shí)需要加裝墊板： yy式中： y凸模端面的壓應(yīng)力，MPa，其數(shù)值為PF y模座材料的許用應(yīng)力，鋼約為200MPa P沖裁力，N F凸模上端面面積24墊板材料通常用T7或T8工具鋼，熱處理為4852HRC，墊板處理后應(yīng)兩面磨平，表面粗糙度Ra0.320.63。校核上下模座與凸凹模間是否需要加裝墊板。1.沖孔凸模與上模座之間 y=PF=91110282.6=315MPay=200MPa所以需要加裝墊板。所加墊板如圖5-7所示。圖5-7 墊板2.凸凹模與下模座之間 y=PF=4021603250.1=123.74MPay=200MPa 所以不需要加裝墊板。5.8 模架的選擇25凹模外形及彈簧尺寸確定后，可參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選取后側(cè)導(dǎo)柱模架280mm170mm220mm265mm（GB/T2851.390）。上模座：280mm170mm50mm 材質(zhì)為HT200下模座：280mm170mm60mm 材質(zhì)為HT200導(dǎo)柱： 32h5210mm 材質(zhì)為20鋼導(dǎo)套： 32H6115mm48mm 材質(zhì)為20鋼導(dǎo)柱、導(dǎo)套滲碳深度0.8mm1.2mm，硬度5862HRC。5.9 卸料板螺釘沉孔深度的確定H=h1+h2+0.5-h3-L并且Hh+h4+（35）式中 h螺釘頭部高度 h1模板厚度 h2凸凹模高度 h3卸料板厚度 h4刃口修磨量 L卸料螺釘長(zhǎng)度本設(shè)計(jì)中H根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)而定。5.10 沖模閉合高度的確定沖模的閉合高度H是指上模座在最低的工作位置時(shí)，上模座的頂端平面與下模座底端平面之間的距離。壓力機(jī)的閉合高度是指滑塊在最低點(diǎn)時(shí)，工作臺(tái)面至滑塊下平面之間的距離。要求：模具的閉合高度與壓力機(jī)的閉合高度相協(xié)調(diào)。即 Hmax-5mmHHmin+10mm 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26本設(shè)計(jì)中模具閉合高度按照實(shí)際結(jié)構(gòu)而定。5.11 其他通過(guò)查閱手冊(cè)選螺釘、銷釘?shù)攘慵x定為零件的尺寸和結(jié)構(gòu)27沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì) 第六章 總結(jié) 第六章 總結(jié)在經(jīng)歷了三個(gè)多月的學(xué)習(xí)和研究后，我完成了蓋板的復(fù)合沖壓模具的設(shè)計(jì)。期間，倪洪啟老師不斷的認(rèn)真、悉心地給我解答疑惑，拓展知識(shí)，非常感謝倪老師對(duì)我在畢業(yè)設(shè)計(jì)中的無(wú)私幫助。在此次的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我了解到了某個(gè)產(chǎn)品從無(wú)到有的設(shè)計(jì)過(guò)程，真真切切的體會(huì)到了理論如何聯(lián)系實(shí)際。較為深入的了解了沖壓工藝以及沖壓模具，掌握了沖壓模具的設(shè)計(jì)過(guò)程，通過(guò)這一過(guò)程，不僅強(qiáng)化了自己的理論知識(shí)，更鍛煉的自己的動(dòng)手能力，在二維圖、三維圖的繪制過(guò)程中，我再一次加深了對(duì)于CAD、Pro/E制圖軟件的操作熟練度，這些經(jīng)歷都將為我在以后的工作中提供巨大的幫助。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我大學(xué)四年理論知識(shí)學(xué)習(xí)成果的一次全方位展示，它讓我知道了自己在應(yīng)該更加努力學(xué)習(xí)哪些方面的知識(shí)，今后我將會(huì)更加認(rèn)真地學(xué)習(xí)知識(shí)，努力提升自己的知識(shí)水平。在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于本人專業(yè)知識(shí)仍然有所欠缺，本次設(shè)計(jì)難免會(huì)有錯(cuò)誤和欠妥之處，懇請(qǐng)老師們批評(píng)指正，誠(chéng)摯感謝老師們的教導(dǎo) 28沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì) 致謝 致 謝在此次設(shè)計(jì)過(guò)程中，倪洪啟老師給予我認(rèn)真詳細(xì)的指導(dǎo)和幫助，在研究的過(guò)程中，同學(xué)們也給了我一些獨(dú)到的見解，最終，我才能夠順利完成此次設(shè)計(jì)倪老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和精深的學(xué)術(shù)思想不斷地激勵(lì)我在設(shè)計(jì)中學(xué)會(huì)獨(dú)立思考與創(chuàng)新，此次設(shè)計(jì)工作將對(duì)我以后的工作、學(xué)習(xí)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。值此畢業(yè)設(shè)計(jì)完成之際，對(duì)倪老師這段時(shí)間的關(guān)心和指導(dǎo)致以誠(chéng)摯的感謝！同時(shí)也要感謝在設(shè)計(jì)中給予我?guī)椭耐瑢W(xué)和朋友們。 29沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn)1楊玉英，主編，實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)手冊(cè)。出版社：機(jī)械工業(yè)出版社，20042鄭家賢，主編，沖壓模具設(shè)計(jì)使用手冊(cè)。出版社：機(jī)械工業(yè)出版社，20073許發(fā)樾，主編，沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例。出版社：機(jī)械工業(yè)出版社，19964李雙義，主編，冷沖模具設(shè)計(jì)。出版社：清華大學(xué)出版社，20025劉庚武，主編，冷沖壓模具設(shè)計(jì)。出版社：西安電子科技大學(xué)出版社，20066張大為，主編，冷沖模具結(jié)構(gòu)。出版社：華中科技大學(xué)出版社，20087王秀鳳，主編，Pro/E冷沖壓模具設(shè)計(jì)教程。出版社：北京航空航天大學(xué)出版社，20078洪慎章，主編，冷沖模具設(shè)計(jì)。出版社：機(jī)械工業(yè)出版社，200830
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