系本科畢業(yè)設計（論文）開題報告畢業(yè)設計（論文）題目： 復合沖裁模模具設計 專 業(yè)： 指導教師： 學生姓名： 學 號： 畢業(yè)時間： 齊齊哈爾工程學院教務處制一、選題依據(jù)（目的、意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、學術準備情況、研究思路及方法）（一）目的、意義 近年來,.由于模具技術的迅速發(fā)展, 模具設計與制造已成為一個行業(yè)越來越來引起人們的重視.模具是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中重要的工藝裝備,他在各種生產(chǎn)行業(yè),特別是沖壓和塑料成形加工中,應用極為廣泛.我國模具工業(yè)總產(chǎn)值中,沖壓模具的產(chǎn)值約為 50％.現(xiàn)代模具技術的發(fā)展,在很大程度上依賴于模具標準化的程度,優(yōu)質(zhì)模具材料的研究,先進的模具設計和制造技術,專用的機床設備及高水平的生產(chǎn)技術管理等等,但其中模具設計是至關重要的一個方面.利用模具生產(chǎn)零件的方法已成為工業(yè)上進行成批或大批生產(chǎn)的主要技術手段,它對于保證制品質(zhì)量,縮短試制周期,進而爭先進入市場,以及產(chǎn)品更新?lián)Q代和新產(chǎn)品開發(fā)都具有決定性意義.因此德國把模具成為“金屬加工中的帝王”, 把模具工業(yè)視為“關鍵 工業(yè)”, 美國把模具成為 “美國工業(yè)的基石”,把模具工業(yè)視為“不可估量其力量的工業(yè)”, 日本把模具說成 “促進社會富裕繁榮的動力 ”把模具工業(yè)視為“整個工業(yè)發(fā)展的秘密 ”由于模具工業(yè)的重要性,模具成型工藝在各個工業(yè)部門得到了廣泛的應用,使得模具行業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)大大超過機床 刀具工業(yè)的產(chǎn)值.這一情況充分說明在國民經(jīng)濟蓬勃發(fā)展的過程中,在各個工業(yè)發(fā)達國家對世界市場進行激烈的爭奪中,越多越多地采用模具來進行生產(chǎn),模具工業(yè)明顯地成為技術 經(jīng)濟和國力發(fā)展的關鍵.從我國的情況來看,不少工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量上不 去,新產(chǎn)品開發(fā)不出來,老產(chǎn)品更新速度慢,能源消耗指標高,材料消耗量大,這些都與我國模具生產(chǎn)技術落后,沒有一個強大的 先進的模具工業(yè)密切相關.因此,要使國民經(jīng)濟各個部門獲得高速發(fā)展,加速實現(xiàn)社會主義四個現(xiàn)代化,就必須盡快將模具工業(yè)搞上去,使模具生產(chǎn)形成一個獨立的工業(yè)部門,從而充分發(fā)揮模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的關鍵的作用.（二）國內(nèi)外研究現(xiàn)狀沖壓技術是一種具有悠久歷史的加工方法和生產(chǎn)制造技術。根據(jù)文獻記載和考古文物證明，我國古代的沖壓加工技術走在世界之前，對人類早期文明社會的進步發(fā)揮了重要的作用，做出重要貢獻 [1]。利用沖壓機械和沖壓模具進行的現(xiàn)代沖壓加工技術，已有近二百年的發(fā)展歷史。1839年英國成立了Schubler公司，這是早期頗具規(guī)模的、現(xiàn)今也是世界上最先進的沖壓公司之一 [2]從學科角度上看，到本世紀10年代，沖壓加工技術已經(jīng)從一種從屬于機械加工或壓力加工藝的地位，發(fā)展成為了一門具有自己理論基礎的應用技術科學 [3]。俄羅斯（從前蘇聯(lián)時期開始）就有各類沖壓技術學校。日本也有沖壓工學之說。中國也有沖工藝學、薄板成形理論方面的教材及專著?？梢哉J為這一學科現(xiàn)已形成了比較完整的知識結構系統(tǒng)。沖壓技術中沖壓模具是制造業(yè)的重要基礎工藝裝備。用模具生產(chǎn)制件所達到的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低耗能、低耗材，使模具工業(yè)在制造業(yè)中的地位越來越重要。國外將模具比喻為“ 金鑰匙” 、 “金屬加工帝王”、“進入富裕社會的原動力 ”[4]等等。國內(nèi)也將模具工業(yè)稱為 “永不衰亡的工業(yè)”、 “點鐵成金的行業(yè)” 、 “無與倫比的效益放大器 ”[5]等等?，F(xiàn)在，模具技術已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標志之一。沒有高水平的模具就沒有高水平的產(chǎn)品已成為共識。就工程制造而言，進入80、90年代，由于世界各國經(jīng)濟的高速發(fā)展和國民生活水準的大大提高，人們對汽車、家用電器、住宅等的需求與日俱增，促進了沖壓技術的快速發(fā)展，同時也就對模具技術提出了更高的要求。且由于電子計算機技術的廣泛而有效的應用，不僅促進了沖壓技術的理論深入發(fā)展，而且使沖壓機械、模具及操作的自動化程度等，都達到了一個更高的階段。由此我們不難看出，計算機技術在當今模具設計制造中起著尤為關鍵的作用?，F(xiàn)今，沖壓加工技術已發(fā)展成為了一種先進制造技術。當然，沖壓技術(分為分離加工和成形加工兩大類)無論從理論上或實踐上仍會不斷向前發(fā)展。國外，特別是歐美和日韓等發(fā)達地區(qū)的模具工業(yè)起步較早，擁有比較先進的生產(chǎn)管理技術及經(jīng)驗，值得我們國內(nèi)模具行業(yè)學習和借鑒。在歐美，許多模具企業(yè)將高新技術應用于模具的設計和制造，主要體現(xiàn)在 [6]：（1）充分發(fā)揮了信息技術帶動和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性；（2）高速切削、五軸高速加工技術基本普及，大大縮減制模周期，提高企業(yè)的市場競爭力；（3）快速成形技術和快速制模技術得到普遍應用； （4）從事模具行業(yè)的人員精簡，一專多能，一人多職，精益生產(chǎn)； （5）模具產(chǎn)品專業(yè)化，市場定位準確；（6）采用先進的管理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)集成化管理；（7）工藝管理先進、標準化程度高。日本模具加工的未來發(fā)展方向主要表現(xiàn)為無人手修模、無放電加工、加工時間縮短、 五軸加工等方面。中國雖然在很早以前就制造模具和使用模具，但一直未形成產(chǎn)業(yè)。由于長期以來模具制造一直作為保證企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的手段被視為生產(chǎn)后方。因此一直發(fā)展緩慢 [7]。 1984年成立了中國模具工業(yè)協(xié)會，1987年模具首次被列入機電產(chǎn)品目錄，當時全國共有生產(chǎn)模具的廠點約6 000家?？偖a(chǎn)值約30億元。隨著中國改革開放的日益深入，市場經(jīng)濟進程的加快，模具及其標準件、配套件作為產(chǎn)品，制造生產(chǎn)的企業(yè)大量出現(xiàn)，模具產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展。在市場競爭中，企業(yè)的模具生產(chǎn)技術提高很快，規(guī)模不斷發(fā)展，提高很快。20世紀90年代以來，中國在汽車行業(yè)的模具設計制造中開始采用CAD／CAM技術。國家科委863計劃將東風汽車公司作為CIMS 應用示范點，由華中理工大學作為技術依托單位，開發(fā)了汽車車身與覆蓋件模具CAD／CAM軟件系統(tǒng)，在模具和設計制造中得到了實際應用，取得顯著效益?，F(xiàn)在，吉林大學和湖南大學也成功地開發(fā)出了汽車覆蓋件模具的CAD／CAE系統(tǒng)，并達到了較高水平，在生產(chǎn)中得到應用，收到了良好的效果。模具是機械制造業(yè)中技術先進、影響深遠的重要工藝裝備，具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、制件質(zhì)量優(yōu)良、工藝適應性好等特點，被廣泛應用于汽車、機械、航天、航空、輕工、電子、電器、儀表等行業(yè)。然而，與國際先進水平相比，中國的模具行業(yè)的差距不僅表現(xiàn)在精度差距大、交貨周期長等方面，模具壽命也只有國際先進水平的50％左右，大型、精密、技術含量高的轎車覆蓋件沖壓模具和精密沖裁模具，每年都需要花費大量資金進口。隨著計算機技術的發(fā)展和普及，沖壓模具也基本實現(xiàn)了計算機化，其中有代表性的是計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)和計算機輔助工程(CAE)。在計算機輔助設計方面。如今的國內(nèi)沖壓模具企業(yè)大部分甩掉了傳統(tǒng)的繪圖板，摒棄了落后的手工繪圖方式。使用最多的是由美國Autodesk公司出品的AutoCAD軟件，有些企業(yè)還在AutoCAD平臺上進行了二次開發(fā)(加深圳某臺資公司在AutoCAD R13基礎上進行專項開發(fā)，形成了由十二塊模板組成的系列沖壓模具)，形成了具有自己特色的、針對性非常強的沖壓模CAD軟件；也有許多企業(yè)使用國產(chǎn)的AutoCAD產(chǎn)品(如開目CAD、CAXA 等等) 。在實際中，充分運用計算機技術發(fā)展模具設計、制造將會給企業(yè)帶來莫大益處。用戶對壓力機速度、精度、換模效率等方面不斷提高的要求，促進了模具的發(fā)展。如汽車行業(yè)中，外形車身和發(fā)動機是汽車的兩個關鍵部件，汽車車身模具特別是大中型覆蓋件模具，其技術密集，體現(xiàn)當代模具技術水平，是車身制造技術的重要組成部分。車身模具設計和制造約占汽車開發(fā)周期三之二的時間、成為汽車換型的主要制約因素。目前，世界上汽車的改型換代一般約需48個月，而美國僅需30個月，這車要得益于在模具業(yè)中應用了CAD/CAE/CAM技術和三維實體汽年覆蓋件模具結構設計軟件。另外，網(wǎng)絡技術的廣泛應用提供了可靠的信息載體、實現(xiàn)了異地設計和異地制造。同時，虛擬制造等IT技術的應用，也都在不斷推動模具工業(yè)的發(fā)展。文獻[8]中作者認為：在模具設計中標準件和簡化符號的運用是提高模具設計效率的重要手段。CAD系統(tǒng)開發(fā)的重要內(nèi)容之一是標準件庫的建立。為此作者利用CAD技術開發(fā)了沖壓模具二維三維標準件圖庫。利用圖庫可以高效準確地生成幾千個不同類型不同規(guī)格模具標準件的二維圖符和三維實體圖其二維圖符功能將給模具的設計工作帶來極大的便利提高繪圖效率三維實體建模功能不僅有助于模具設計人員直觀的觀察模具結構還可以將生成的零件三維實體轉換到其它的三維CAD / CAM軟件中生成數(shù)控加工的NC 代碼用于數(shù)控加工同時也方便現(xiàn)代企業(yè)內(nèi)部的數(shù)據(jù)管理與傳輸。文獻[9]中，作者針對沖壓模具設計中使用大量標準件的特點，在CATIA V5基礎上，使用參數(shù)化設計方法對標準件建模，建立了標準件庫，有效提高了沖壓模具設計的效率。文獻[10]中：作者以沖壓模具設計系統(tǒng)的開發(fā)為目的，詳細介紹了利用Pro/E 提供的開發(fā)工具Pro/ Toolkit,在Visual CH 6．0上進行編譯。從系統(tǒng)菜單、用戶對話框的開發(fā)、參數(shù)化程序的設計，實現(xiàn)了彈出對話框方式的沖壓模具標準件的參數(shù)化驅動，進一步擴展了Pro／E二次開發(fā)的功能。開發(fā)的系統(tǒng)由沖壓模具設計、沖壓過程模擬、沖壓模加工模擬幾個模塊組成，為設計者提供設計理論和知識的支持。應用開發(fā)的沖壓模具設計標準系統(tǒng)，可以規(guī)范模具設計標準，縮短模具設計周期，提高模具設計質(zhì)量。文獻[11]中，作者利用UG／NX進行了盒形件的三維建模及復合沖壓模設計，完成了一種帶倒裝拉深、整形和側孔沖壓結構的復合沖壓模具。縮短了模具的設計和制造周期。該模具可使拉深、底面四角整形、沖底面四個四方孔、翻邊、沖側孔五道工序集于一套模具，使操作方便。節(jié)省工時，提高勞動生產(chǎn)率。文獻[12-13]中，作者認為：模塊化設計技術可以縮短產(chǎn)品的設計與制造周期，是快速響應設計的核心。作者從沖壓模具的模塊化設計方法出發(fā)，分析了沖壓模具的結構和設計特點，論述了基于模塊化的沖壓模具功能零部件的規(guī)劃、基于模塊化的沖壓模具設計過程。最后給出了沖壓模具CAD系統(tǒng)的功能結構，并對其具體功能進行了描述。沖壓模具CAD系統(tǒng)應用模塊化技術可以優(yōu)化模具的設計與制造，提高模具設計的標準化水平及快速響應能力。 從上述文獻中我們不難得出計算機技術在我國模具設計生產(chǎn)過程中已經(jīng)起到了很大的作用而且已經(jīng)有了一定的發(fā)展。但是，我們?nèi)匀徊荒芎鲆?，即使沖壓模具的CAD/CAE/CAM 技術有一定的發(fā)展，但是我們的技術開發(fā)手段與發(fā)達的工業(yè)國家比較起來仍然是比較落后、且技術的普及率并不高，應用仍然不夠廣泛。僅有約10%的模具在設計中使用了CAD技術，距“拋開繪畫板” 仍有很漫長的一段路要走；在應用CAE進行模具方案設計和分析計算方面，也才剛剛起步，在應用CAM 技術制造模具方面，由于缺乏先進使用的制造設備和工藝設備，只有5% 左右的模具制造設備被應用于這項工作，顯然，中國的模具設計仍然有很長的一段路要走。（三）學術準備情況沖壓生產(chǎn)靠模具和壓力機完成加工過程,與其他機械加工方法相比,其在技術和經(jīng)濟方面有如下特點:⑴沖壓加工的生產(chǎn)效率高,且操作方便,易于實現(xiàn)機械化和自動化.普通壓力機每分鐘可以生產(chǎn)十幾個零件,高速壓力機每分鐘可生產(chǎn)幾百甚至上千件零件.所以它是一種高效率的加工方法.⑵沖壓件的尺寸精度由模具來保證,所以質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好.⑶沖壓可加工出尺寸范圍較大 形狀較復雜的零件,小到儀表零件,大到汽車覆蓋件,還可獲得其他加工方法難以制造的壁薄 、 質(zhì)量輕、 剛性好 、 表面質(zhì)量高、 形狀復雜的零件.⑷沖壓加工一般不需要加熱毛坯,也不像切削加工那樣,需大量切削金屬,所以它不但節(jié)能,而且節(jié)約金屬,故沖壓件的成本較低.由于沖壓工藝具有上述突出的特點,因此在國民經(jīng)濟各個領域廣泛應用.例如,航空航天、機械、電子通信 、交通 、兵器 、日用電器及輕工等產(chǎn)業(yè)都有沖壓加工,不但在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛才用沖壓工藝,而且可以說每個人每天都直接與沖壓產(chǎn)品發(fā)生聯(lián)系.沖壓在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,尤其是大批量生產(chǎn)中應用十分廣泛.相當多的工業(yè)部門 越來越多地才用沖壓加工方法加工零件部件,如汽車 、農(nóng)機、儀表 、儀器 、電子、航空 、航天 、軍工 、家電及輕工等行業(yè).在這些工業(yè)部門中,沖壓件所占比例相當大,少則 60％以上,多則 90％以上.不少過去用鍛造 鑄造 和切削加工方法制造的零件,現(xiàn)在大多也被質(zhì)量輕 剛度好的沖壓件所代替.因此可以說,如果生產(chǎn)中不廣泛才用沖壓工藝,許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量 、 降低生產(chǎn)成本、快速進行產(chǎn)品更新?lián)Q代是難以實現(xiàn)的。（四）本選題研究思路及方法本選題研究思路：在這次設計中根據(jù)所給題目的要求，首先對沖壓件進行了分析，分析該零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可滿足零件精度的要求，再從零件的形狀、尺寸標注及生產(chǎn)批量等情況看，選擇加工方案。由于模具工業(yè)的重要性,模具成型工藝在各個工業(yè)部門得到了廣泛的應用,使得模具行業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)大大超過機床刀具工業(yè)的產(chǎn)值.這一情況充分說明在國民經(jīng)濟蓬勃發(fā)展的過程中,在各個工業(yè)發(fā)達國家對世界市場進行激烈的爭奪中,越多越多地采用模具來進行生產(chǎn),模具工業(yè)明顯地成為技術 經(jīng)濟和國力發(fā)展的關鍵.(1)通過對工件的工藝分析，確定工作的重點主要集中在模具工作部分零件的設計（比如：凸模、凹模、凸凹模） ，各種固定板的設計和相關尺寸計算和校核。(2)設計時前后工序的關聯(lián)性以及模具的關聯(lián)性，合理安排工序，盡量使模具的結構更緊密。同時在設計的過程中還要考慮到所設計零件的可加工性，要盡可能多的選用標準零件，達到規(guī)范化設計的要求成為此畢業(yè)設計的難點。(3)針對此次模具設計工作量大，工作難度大的特點，擬采用計算機輔助設計 AutoCAD、UG 等相關專業(yè)軟件來完成模具的設計，從而來節(jié)省時間和精力；收集相關文獻、期刊論文來加以輔助設計；針對自身理論方面的不足，將更多地向指導老師請教學習；當然，在具體的設計中也要不斷地去實踐設計的模具的實用性與經(jīng)濟性，使設計更趨于精確化，規(guī)范化，系統(tǒng)化。本選題研究方法：課題研究的主要方法：（1） 搜集資料，了解并掌握沖壓模具的工作原理。（2） 確定設計大體思路，撰寫開題報告，要求完成具體的設計內(nèi)容及計算。（3） 根據(jù)設計任務書的要求，熟悉相關軟件 AutoCAD，確定設計方法及設計要點。按要求完成完整的設計計劃及預期達到的結果，進行相關設計及計算。（4） 對所設計模具設計相關校核，準備相關資料。（5） 對設計說明書初稿進行相關格式修改，對設計圖紙并進行修改。研究過程中的主要問題和解決的方法：二、論文結構框架（一）論文提綱第一章 工件分析 1第一節(jié) 材料的工藝分析 1第二節(jié) 材料選擇 3第三節(jié) 工件結構形狀 3第四節(jié) 尺寸精度 3第二章 沖裁工藝方案的確定 5第三章 模具總體設計 6第一節(jié) 模具類型的選擇 6第二節(jié) 操作與定位方式 6第三節(jié) 卸料、出件方式 6第四節(jié) 確定送料方式 7第五節(jié) 確定導向方式 7第四章 模具工藝參數(shù)確定 8第一節(jié) 排樣設計與計算 8第二節(jié) 搭邊值的確定 8第三節(jié) 進距與條料寬度計算 9第四節(jié) 材料利用率的計算 12第五章 計算沖壓力與壓力機的初選 12第一節(jié) 沖裁力 Fp 的計算 .13第二節(jié) 卸料力 Fq1 的計算 .13第三節(jié) 頂件力 Fq2 的計算 .14第四節(jié) 總的沖壓力 F 的計算 14第五節(jié) 壓力機的初選 14第六章 模具壓力中心的確定 15第七章 沖裁模間隙的確定 16第一節(jié) 沖裁間隙 Z 16第二節(jié) 沖裁間隙分析 16第八章 凹、凸模刃口尺寸的計算 18第一節(jié) 刃口尺寸計算的基本原則 18第二節(jié) 刃口尺寸的計算 18第九章 主要零部件的設計 21第一節(jié) 工作零件的設計與計算 21第二節(jié) 橡膠的選用 27第三節(jié) 模架及其零件的設計 28第十章 校核模具閉合高度及壓力機有關參數(shù) 30第一節(jié) 閉合高度的計算 30第二節(jié) 沖壓設備的選定 30結 論 32參考文獻 33（二）參考文獻[1]．解汝升. 沖壓模具設計與制造技術. 北京：中國標準出版社，1997[2]．許發(fā)樾. 實用模具設計與制造手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2001.2[3]. 姜奎華. 沖壓工藝與模具設計. 北京：機械工業(yè)出版社，2003.6[4].陳錫棟、周小玉 .實用模具技術手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2001.7[5]．廖念釗等. 互換性與技術測量. 北京：中國計量出版社，2001[6].牟林、胡建華 .沖壓工藝與模具設計.北京:中國林業(yè)出版社；北京大學出版社，2006.8[7].付宏生.冷沖壓成形工藝與模具設計制造.北京：化學工業(yè)出版社，2005.3[8].郝海濱.沖壓模具簡明設計手冊.北京：化學工業(yè)出版社，2004.11[9].馬正元等 .沖壓工藝與模具設計.北京：機械工業(yè)出版社，1998.5[10]. 許發(fā)樾 .沖模設計應用實例.北京：機械工業(yè)出版社，1999.6[11].Wilson, F.W.Die design handbook McGraw. 1990.6[12].王同海、孫勝等 .實用沖壓設計技術.北京：機械工業(yè)出版社，1995.4[13].王芳.冷沖壓模具設計指導.北京：機械工業(yè)出版社，1999.10[14].李名望.沖壓工藝與模具設計.北京：人民郵電出版社，1999.10三、論文寫作安排第一到四周 收集資料，閱讀文獻；第五周 編制開題報告；第六周 外文翻譯；第七周 總體方案設計；第八周 進行相關內(nèi)容的計算；第九周 進行相關內(nèi)容的計算；第十周 進行相關內(nèi)容的計算；第十一周 進行相關內(nèi)容的計算；第十二周 根據(jù)計算結果畫出要求的圖紙草圖；第十三周 根據(jù)計算結果畫出要求的圖紙草圖；第十四周 根據(jù)計算結果畫出要求的圖紙草圖；第十五周 整理說明書；第十六周 整理說明書；第十七周 編寫計算說明書，形成畢業(yè)設計全部文件，準備答辯； 第十八周 畢業(yè)答辯；四、審核意見指導教師意見：1、通過 2、完善后通過 3、未通過指導教師（簽字） 年 月 日系部（專業(yè)）意見：1、通過 2、完善后通過 3、未通過負責人（簽字） 年 月 日XX 學院畢業(yè)設計（論文）題 目 復合沖裁模模具設計 姓 名 學 號 系 部 專 業(yè) 指導教師 職 稱 教授 I復合沖裁模模具設計摘要在這次設計中根據(jù)所給題目的要求，首先對沖壓件進行了分析，分析該零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可滿足零件精度的要求，再從零件的形狀、尺寸標注及生產(chǎn)批量等情況看，選擇加工方案。由于模具工業(yè)的重要性,模具成型工藝在各個工業(yè)部門得到了廣泛的應用,使得模具行業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)大大超過機床刀具工業(yè)的產(chǎn)值.這一情況充分說明在國民經(jīng)濟蓬勃發(fā)展的過程中,在各個工業(yè)發(fā)達國家對世界市場進行激烈的爭奪中,越多越多地采用模具來進行生產(chǎn), 模具工業(yè)明顯地成為技術 經(jīng)濟和國力發(fā)展的關鍵.因此, 要使國民經(jīng)濟各個部門獲得高速發(fā)展, 加速實現(xiàn)社會主義四個現(xiàn)代化,就必須盡快將模具工業(yè)搞上去,使模具生產(chǎn)形成一個獨立的工業(yè)部門,從而充分發(fā)揮模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的關鍵的作用. 本設計螺母板零件沖壓模具，凸凹模安裝在模具下模座上。倒裝復合模廢料清理無須二次清理，操作方便安全，生產(chǎn)效率較高。復合模與彎曲模的設計過程大致相似，復合模較彎曲模結構更為復雜。設計上主要是對凸模、凹模和凸凹模的設計，其中主要是其工作部分的尺寸設計，以保證制件的精度和質(zhì)量要求。關鍵詞：模具 沖裁件 凸模 凹模 凸凹模IIAbstract In this design according to the requirements of the topic, firstly, stamping parts are analyzed, the dimensional accuracy of the parts of the analysis that the general accuracy of the mould can meet the requirements of precision parts, from the shape, dimension and mass production situation, selection and processing scheme. Due to the importance of the mold industry, mold forming technology has been widely used in various industrial sectors, so that the mold industry output value has been greatly exceeded the machine tool industry output value. This fully explained in the process of national economy vigorous development, in the fierce competition for each industrial developed countries on the world market, more and more using mold for production, key technology and national economic development has become the mold industry obviously.Therefore, to make each department of national economic high speed development, accelerate the realization of the four modernizations of socialism, we must mold industrial make up as soon as possible, so that the mold production formed an independent industrial sector, so as to give full play to the key role of mold industry in the national economy. The design of bending plate stamping bracket parts of the die, punch and die installed in the mould of the lower mould seat. Flip composite modulus waste disposal, without two clean, convenient and safe operation, high production efficiency. The design process of compound die and bending die compound die is similar, the bending die structure is more complex. The design is mainly the design of the punch, concave die and punch and die, which is mainly designed dimension of the part of the work, to ensure the precision and quality requirements.Keywords: mould, mold industry, mold forming technologyIII目錄摘要 .IABSTRACT II第 1 章 緒論 11.1 沖壓的概念、特點及應用 11.2 沖壓的基本工序及模具 .31.3 沖壓技術的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 .4第 2 章 沖壓件的分析 92.1 材料的工藝分析 .92.2 材料選擇 .92.3 工件結構形狀 .92.4 尺寸精度 .9第 3 章 沖裁工藝方案的確定 12第 4 章 模具總體設計 134.1 模具類型的選擇 .134.2 操作與定位方式 .134.3 卸料、出件方式 .134.4 確定送料方式 .144.5 確定導向方式 .14第 5 章 模具工藝參數(shù)確定 155.1 排樣設計與計算 .155.2 搭邊值的確定 .155.3 進距與條料寬度計算 .165.4 材料利用率的計算 .18第 6 章 計算沖壓力與壓力機的初選 206.1 沖裁力 Fp 的計算 .206.2 卸料力 Fq1 的計算 .206.3 頂件力 Fq2 的計算 .21IV6.4 總的沖壓力 F 的計算 .216.5 壓力機的初選 .21第 7 章 模具壓力中心的確定 23第 8 章 沖裁模間隙的確定 248.1 沖裁間隙 Z .248.2 沖裁間隙分析 .24第 9 章 凹、凸模刃口尺寸的計算 269.1 刃口尺寸計算的基本原則 .269.2 刃口尺寸的計算 .26第 10 章 主要零部件的設計 3010.1 工作零件的設計與計算 .3010.2 橡膠的選用 .3610.3 模架及其零件的設計 .38第 11 章 校核模具閉合高度及壓力機有關參數(shù) 4011.1 閉合高度的計算 .4011.2 沖壓設備的選定 .40結 論 42參考文獻 43致謝 441第 1 章 緒論1.1 沖壓的概念、特點及應用沖壓是利用安裝在沖壓設備（主要是壓力機）上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進行冷變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程術。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進行；沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設備和沖壓材料構成沖壓加工的三要素，只有它們相互結合才能得出沖壓件。與機械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術方面還是經(jīng)濟方面都具有許多獨特的優(yōu)點。主要表現(xiàn)如下。(1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實現(xiàn)機械化與自動化。這是因為沖壓是依靠沖模和沖壓設備來完成加工，普通壓力機的行程次數(shù)為每分鐘可達幾十次，高速壓力要每分鐘可達數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。（2）沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。（3）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應，沖壓的強度和剛度均較高。（4）沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技術要求高，是技術密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟效益。2沖壓加工在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應用十分廣泛。相當多的工業(yè)部門越來越多地采用沖壓法加工產(chǎn)品零部件，如汽車、農(nóng)機、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當?shù)拇?，少則 60%以上，多則 90%以上。不少過去用鍛造=鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說，如果生產(chǎn)中不諒采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、快速進行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實現(xiàn)的。近年來，模具技術，模具設計與制造行業(yè)的快速發(fā)展，已成為越來越多的引起人們的關注。模具是一個重要的現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)工藝和設備，具有在各種制造業(yè)，在塑料成型特別和成型工藝，應用極為廣泛。中國模具工業(yè)總產(chǎn)值，成型的產(chǎn)值死亡的 50％。模具的現(xiàn)代技術的發(fā)展，在很大程度上取決于模具，高品質(zhì)的研究，先進的模具設計和生產(chǎn)技術，專用機床和高層次的管理技術在模具材料的標準化程度生產(chǎn)等，但模具設計是至關重要的。使用模具生產(chǎn)技術方法的一部分已經(jīng)成為大眾或工業(yè)設計的主要手段，是至關重要的，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量，降低了試用期，然后沖進市場，產(chǎn)品升級和新產(chǎn)品的開發(fā)。因此，德國要塑造一個“金屬加工皇帝” ，模具行業(yè)作為“關鍵部門” ，美國不行了，才能成為“美國工業(yè)的基石， ”模具行業(yè)“無法估量的能源產(chǎn)業(yè)， “日本的模具作為”動力，以促進小康社會的繁榮， “模具行業(yè)”整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展的秘密“定模具工業(yè)的重要性，在各工業(yè)部門成型工藝已被廣泛使用，使得輸出模具工業(yè)一直比機床字段的值要高得多。這種情況充分說明國家經(jīng)濟繁榮的過程中，所有工業(yè)化國家在激烈的全球市場競爭中，越來越多地使用模具生產(chǎn)，模具行業(yè)顯然已經(jīng)成為一個關鍵技術和國家經(jīng)濟發(fā)展。從我們的角度來看，不增加許多工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量，新產(chǎn)品開發(fā)不出來，老產(chǎn)品更新的鏡頭和高能耗的指標，消耗大量的材料，這是有關生產(chǎn)技術中國模具又回來了，沒有一個強有力的密切相關的先進的模具產(chǎn)業(yè)。因此，為國民經(jīng)濟各部門的快速增長，加快推進社會主義四個現(xiàn)代化建設，我們必須盡快在模具行業(yè)復蘇，使模具，形成一個獨立的產(chǎn)業(yè)部門，行業(yè)關鍵模具國民經(jīng)濟充分發(fā)揮作用。隨著沖壓模具和印刷機來完成的過程中，相對于其他的處理方法，這在技術和經(jīng)濟方面的特點如下：3生產(chǎn)效率高⑴成型，且易于使用，易于實現(xiàn)機械化普通打印和自動化能夠產(chǎn)生超過每分鐘，高速沖床十幾件生產(chǎn)數(shù)百個，甚至數(shù)千個每分鐘件，所以它是一種有效的處理方法。.⑵沖壓件的尺寸精度由模具來保證,所以質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好.⑷更復雜的零件沖壓⑶外部尺寸范圍內(nèi)形成最大的，小件設備，大型車罩也準備了其他的方法來獲得難以生產(chǎn)薄壁，重量輕，高剛性，高表面質(zhì)量，形狀復雜的處理當事人。(3)成型一般不需要加熱該粗，不像切割，需大量金屬切削的，所以它不僅效率高，并節(jié)省了金屬，從而成型以低成本。由于在模制過程與上述異常的功能，它被廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個領域。例如，航空航天，機械，電子，通信，運輸，武器，家電和輕工等行業(yè)的沖壓，不僅在工業(yè)生產(chǎn)僅與大型成型工藝，我們可以說，所有的沖壓制品直接接觸的每天的基礎。沖壓在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，特別是在大規(guī)模生產(chǎn)中被廣泛應用。相當多的工業(yè)部門越來越獨自沖壓零部件的加工方法，如汽車，農(nóng)業(yè)機械，工具，設備，電子，航空，航天，軍工，電子，輕工等行業(yè)。在這些領域中，過去有很多的鑄造和鍛造加工方法為零件的制造相當部分的破滅，至少 60％，或超過90％，最現(xiàn)已取代輕質(zhì)剛性良好的破滅。為此，我們可以說，如果它沒有被廣泛用于生產(chǎn)模制過程中，許多工業(yè)部門，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，迅速更換產(chǎn)品是很難實現(xiàn)的。1.2 沖壓的基本工序及模具由于沖壓加工的零件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同，因而生產(chǎn)中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來，可分為分離工序和成形工序兩大類；分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質(zhì)量的沖壓（俗稱沖裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。上述兩類工序，按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序，每種基本工序還包含有多種單一工序。在實際生產(chǎn)中，當沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較少而公差要求較小時，若用分散的單一工序來沖壓是不經(jīng)濟甚至難于達到要求。這時在工藝上多采用集中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內(nèi)完成，稱為組4合的方法不同，又可將其分為復合-級進和復合-級進三種組合方式。復合沖壓——在壓力機的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法式。級進沖壓——在壓力機上的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完面兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。復合-級進——在一副沖模上包含復合和級進兩種方式的組合工序。沖模的結構類型也很多。通常按工序性質(zhì)可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復合模和級進模等。但不論何種類型的沖模，都可看成是由上模和下模兩部分組成，上模被固定在壓力機工作臺或墊板上，是沖模的固定部分。工作時，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機滑塊帶動上模下壓，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上模回升時，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來，以便進行下一次沖壓循環(huán)。1.3 沖壓技術的現(xiàn)狀及發(fā)展方向隨著科學技術的不斷進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術、新工藝、新設備、新材料不斷涌現(xiàn)，因而促進了沖壓技術的不斷革新和發(fā)展。其主要表現(xiàn)和發(fā)展方向如下。(1).沖壓成形理論及沖壓工藝方面沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術的基礎。目前，國內(nèi)外對沖壓成形理論的研究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成形過程應力應變分析、板料變形規(guī)律研究及坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進展。特別是隨著計算機技術的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進一步完善，近年來國內(nèi)外已開始應用塑性成形過程的計算機模擬技術，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模擬金屬的塑性成形過程，根據(jù)分析結果，設計人員可預測某一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并通過在計算機上選擇修改相關參數(shù)，可實現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設計。這樣既節(jié)省了昂貴的試模費用，也縮短了制模具周期。研究推廣能提高生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本和擴大沖壓工藝應用范圍的各種壓新工藝，也是沖壓技術的發(fā)展方向之一。目前，國內(nèi)外相繼涌現(xiàn)出精密沖壓工藝、軟模成形工藝、高能高速成形工藝及無模多點成形工藝等精密、高5效、經(jīng)濟的沖壓新工藝。其中，精密沖裁是提高沖裁件質(zhì)量的有效方法，它擴大了沖壓加工范圍，目前精密沖裁加工零件的厚度可達 25mm，精度可達IT16~17 級；用液體、橡膠、聚氨酯等作柔性凸?；虬寄５能浤３尚喂に嚕芗庸こ鲇闷胀庸し椒y以加工的材料和復雜形狀的零件，在特定生產(chǎn)條件下具有明顯的經(jīng)濟效果；采用爆炸等高能效成形方法對于加工各種尺寸在、形狀復雜、批量小、強度高和精度要求較高的板料零件，具有很重要的實用意義；利用金屬材料的超塑性進行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的沖壓成形工序，這對于加工形狀復雜和大型板料零件具有突出的優(yōu)越性；無模多點成形工序是用高度可調(diào)的凸模群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進行板料曲面成形的一種先進技術，我國已自主設計制造了具有國際領先水平的無模多點成形設備，解決了多點壓機成形法，從而可隨意改變變形路徑與受力狀態(tài)，提高了材料的成形極限，同時利用反復成形技術可消除材料內(nèi)殘余應力，實現(xiàn)無回彈成形。無模多點成形系統(tǒng)以 CAD/CAM/CAE 技術為主要手段，能快速經(jīng)濟地實現(xiàn)三維曲面的自動化成形。(2.)沖模是實現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件.在沖模的設計制造上,目前正朝著以下兩方面發(fā)展:一方面,為了適應高速、自動、精密、安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展，與此相比適應的新型模具材料及其熱處理技術，各種高效、精密、數(shù)控自動化的模具加工機床和檢測設備以及模具 CAD/CAM 技術也在迅速發(fā)展；另一方面，為了適應產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡易沖模及其制造技術也得到了迅速發(fā)展。精密、高效的多工位及多功能級進模和大型復雜的汽車覆蓋件沖模代表了現(xiàn)代沖模的技術水平。目前，50 個工位以上的級進模進距精度可達到 2 微米，多功能級進模不僅可以完成沖壓全過程，還可完成焊接、裝配等工序。我國已能自行設計制造出達到國際水平的精度達 2~5 微米，進距精度 2~3 微米，總壽命達 1 億次。我國主要汽車模具企業(yè)，已能生產(chǎn)成套轎車覆蓋件模具，在設計制造方法、手段方面已基本達到了國際水平，但在制造方法手段方面已基本達到了國際水平，模具結構、功能方面也接近國際水平，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面與國外相比還存在一定差距。 模具制造技術現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎。計算機技術、信息技術、自動化技術等先進技術正在不斷向傳統(tǒng)制造技術滲透、交叉、融合形成了現(xiàn)代模6具制造技術。其中高速銑削加工、電火花銑削加工、慢走絲切割加工、精密磨削及拋光技術、數(shù)控測量等代表了現(xiàn)代沖模制造的技術水平。高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質(zhì)量（主軸轉速一般為15000~40000r/min） ，加工精度一般可達 10 微米，最好的表面粗糙度 Ra≤1 微米） ，而且與傳統(tǒng)切削加工相比具有溫升低（工件只升高 3 攝氏度） 、切削力小，因而可加工熱敏材料和剛性差的零件，合理選擇刀具和切削用量還可實現(xiàn)硬材料（60HRC）加工；電火花銑削加工（又稱電火花創(chuàng)成加工）是以高速旋轉的簡單管狀電極作三維或二維輪廓加工（像數(shù)控銑一樣） ，因此不再需要制造昂貴的成形電極，如日本三菱公司生產(chǎn)的 EDSCAN8E 電火花銑削加工機床，配置有電極損耗自動補償系統(tǒng)、CAD/CAM 集成系統(tǒng)、在線自動測量系統(tǒng)和動態(tài)仿真系統(tǒng)，體現(xiàn)了當今電火花加工機床的技術水平；慢走絲線切割技術的發(fā)展水平已相當高，功能也相當完善，自動化程度已達到無人看管運行的程度，目前切割速度已達到 300mm /min，加工精度可達±1.5 微米，表面粗糙度達 Ra=01~0.2 微米;精2度磨削及拋光已開始使用數(shù)控成形磨床、數(shù)控光學曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標磨床及自動拋光等先進設備和技術;模具加工過程中的檢測技術也取得了很大的發(fā)展,現(xiàn)在三坐標測量機除了能高精度地測量復雜曲面的數(shù)據(jù)外,其良好的溫度補償裝置、可靠的抗振保護能力、嚴密的除塵措施及簡單操作步驟，使得現(xiàn)場自動化檢測成為可能。此外，激光快速成形技術（RPM）與樹脂澆注技術在快速經(jīng)濟制模技術中得到了成功的應用。利用 RPM 技術快速成形三維原型后，通過陶瓷精鑄、電弧涂噴、消失模、熔模等技術可快速制造各種成形模。如清華大學開發(fā)研制的“M-RPMS-Ⅱ型多功能快速原型制造系統(tǒng)”是我國自主知識產(chǎn)權的世界惟一擁有兩種快速成形工藝（分層實體制造 SSM 和熔融擠壓成形 MEM）的系統(tǒng)，它基于“模塊化技術集成”之概念而設計和制造，具有較好的價格性能比。一汽模具制造公司在以 CAD/CAM 加工的主模型為基礎，采用瑞士汽巴精化的高強度樹脂澆注成形的樹脂沖模應用在國產(chǎn)轎車試制和小批量生產(chǎn)開辟了新的途徑。(3) 沖壓設備和沖壓生產(chǎn)自動化方面性能良好的沖壓設備是提高沖壓生產(chǎn)技術水平的基本條件，高精度、高壽命、高效率的沖模需要高精度、高自動化的沖壓設備相匹配。為了滿足大批量高速生產(chǎn)的需要，目前沖壓設備也由單工位、單功能、低速壓力機朝著多工位、多功能、高速和數(shù)控方向發(fā)展，加之機械乃至機器人的大量使用，使沖壓生產(chǎn)7效率得到大幅度提高，各式各樣的沖壓自動線和高速自動壓力機紛紛投入使用。如在數(shù)控四邊折彎機中送入板料毛坯后，在計算機程序控制下便可依次完成四邊彎曲，從而大幅度提高精度和生產(chǎn)率；在高速自動壓力機上沖壓電機定轉子沖片時，一分鐘可沖幾百片，并能自動疊成定、轉子鐵芯，生產(chǎn)效率比普通壓力機提高幾十倍，材料利用率高達 97%；公稱壓力為 250KN 的高速壓力機的滑塊行程次數(shù)已達 2000 次/min 以上。在多功能壓力機方面，日本田公司生產(chǎn)的2000KN“沖壓中心”采用 CNC 控制，只需 5min 時間就可完成自動換模、換料和調(diào)整工藝參數(shù)等工作；美國惠特尼公司生產(chǎn)的 CNC 金屬板材加工中心，在相同的時間內(nèi)，加工沖壓件的數(shù)量為普通壓力機的 4~10 倍，并能進行沖孔、分段沖裁、彎曲和拉深等多種作業(yè)。近年來，為了適應市場的激烈競爭，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，且其更新?lián)Q代的周期大為縮短。沖壓生產(chǎn)為適應這一新的要求，開發(fā)了多種適合不同批量生產(chǎn)的工藝、設備和模具。其中，無需設計專用模具、性能先進的轉塔數(shù)控多工位壓力機、激光切割和成形機、CNC 萬能折彎機等新設備已投入使用。特別是近幾年來在國外已經(jīng)發(fā)展起來、國內(nèi)亦開始使用的沖壓柔性制造單元（FMC）和沖壓柔性制造系統(tǒng)（FMS）代表了沖壓生產(chǎn)新的發(fā)展趨勢。FMS 系統(tǒng)以數(shù)控沖壓設備為主體，包括板料、模具、沖壓件分類存放系統(tǒng)、自動上料與下料系統(tǒng)，生產(chǎn)過程完全由計算機控制，車間實現(xiàn) 24 小時無人控制生產(chǎn)。同時，根據(jù)不同使用要求，可以完成各種沖壓工序，甚至焊接、裝配等工序，更換新產(chǎn)品方便迅速，沖壓件精度也高。(4)沖壓標準化及專業(yè)化生產(chǎn)方面模具的標準化及專業(yè)化生產(chǎn)，已得到模具行業(yè)和廣泛重視。因為沖模屬單件小批量生產(chǎn)，沖模零件既具的一定的復雜性和精密性，又具有一定的結構典型性。因此，只有實現(xiàn)了沖模的標準化，才能使沖模和沖模零件的生產(chǎn)實現(xiàn)專業(yè)化、商品化，從而降低模具的成本，提高模具的質(zhì)量和縮短制造周期。目前，國外先進工業(yè)國家模具標準化生產(chǎn)程度已達 70%~80%，模具廠只需設計制造工作零件，大部分模具零件均從標準件廠購買，使生產(chǎn)率大幅度提高。模具制造廠專業(yè)化程度越不定期越高，分工越來越細，如目前有模架廠、頂桿廠、熱處理廠等，甚至某些模具廠僅專業(yè)化制造某類產(chǎn)品的沖裁?；驈澢＃@樣更有利于制造水平的提高和制造周期的縮短。我國沖模標準化與專業(yè)化生產(chǎn)近年來也有較大發(fā)展，除反映在標準件專業(yè)化生產(chǎn)廠家有較多增加外，標準件品8種也有擴展，精度亦有提高。但總體情況還滿足不了模具工業(yè)發(fā)展的要求，主要體現(xiàn)在標準化程度還不高（一般在 40%以下） ，標準件的品種和規(guī)格較少，大多數(shù)標準件廠家未形成規(guī)?；a(chǎn)，標準件質(zhì)量也還存在較多問題。另外，標準件生產(chǎn)的銷售、供貨、服務等都還有待于進一步提高。9第 2 章 沖壓件的分析2.1 材料的工藝分析工件名稱：螺母板 工件簡圖：如圖 1.1 所示 生產(chǎn)批量：中批量 材料：Q235 厚度：1.5mm 工件精度：IT14圖 1.1 工件簡圖2.2 材料選擇根據(jù)表 1.1，Q235 為碳素鋼，具有良好的塑性、焊接性以及壓力加工性，主要用于工程結構和受力較小的機械零件。綜合評比均適合沖裁加工。2.3 工件結構形狀工件結構形狀相對簡單，除有 3 個孔,其余皆為直線，孔與邊緣之間的距離也滿足要求，可以沖裁。2.4 尺寸精度零件圖上所注公差經(jīng)查標準公差表 1.2 為 IT14 級，尺寸精度較低，普通沖裁完全可以滿足要求。10根據(jù)以上分析：該零件沖裁工藝性較好，適宜沖裁加工。查公差表得各尺寸公差：表 1.1 黑色金屬的力學性能極限強度材料名稱材料牌號材料狀態(tài) 抗剪 MPa/?抗拉 ab/?伸長率 %/?屈服強度 MPas/?彈性模 量E/MPaQ235 216-304 275-383 32 17708 255-353 324-441 32 196 18600010F 216-333 275-412 30 18610 255-333 294-432 29 206 19400015F 245-363 314-451 2815 265-373 333-471 26 225 19800020F 275-383 333-471 26 225 1960002O 275-392 353-500 25 245 20600025 314-432 329-539 24 275 19800030 353-471 441-588 22 294 19700035 392-511 490-637 20 314 19700040 412-530 511-657 18 333 20900045 432-549 539-686 16 353 200000合金鋼50已退火的432-569 539-716 14 373 216000表 1.2 部分標準公差值（GB/T1800.3—1998）公差等級 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 IT15基本尺寸 /μm /mm＞3～6 8 12 18 30 48 75 0.12 0.18 0.30 0.48＞6～10 9 15 22 36 58 90 0.15 0.22 0.36 0.58＞10～18 11 18 27 43 70 110 0.18 0.27 0.43 0.70＞18～30 13 21 33 52 84 130 0.21 0.33 0.52 0.84＞30～50 16 25 39 62 100 160 0.25 0.39 0.62 1.0011＞50～80 19 30 46 74 120 190 0.30 0.46 0.74 1.20＞80～120 22 35 54 87 140 220 0.35 0.54 0.87 1.40從表 1.1 中查出 Q235抗拉強度：σ=275～383Mpa抗剪強度：τ=216～304Mpa伸長率： δ=32%分析其力學性能較好，故選擇 Q235 材料。12第 3 章 沖裁工藝方案的確定該制件的沖裁工序包括落料和沖孔，其沖裁加工有以下三種方案：方案一：先沖孔，后落料。單工序模生產(chǎn)。方案二：沖孔—落料復合沖壓。復合模生產(chǎn)。方案三：沖孔—落料級進沖壓。級進模生產(chǎn)。一個簡單的模具制度，投資少，且每個沖裁力較小必要的剪切，噸位沖壓設備可以解決不足的問題。的缺點是，它難以確保零部件的精度是比較小的，在第二沖壓，精確定位是不恰當?shù)模瑫p害生產(chǎn)效率低。選項II 是也只有一個模具，精密和生產(chǎn)率零件都很高，與工件的壁的最小厚度大于所述壁允許的最小的沖頭和矩陣，模具的強度能達到要求的厚度。相對高的準確位置和打孔部件的邊緣，薄片定位精度相對于所述三維節(jié)目到低生產(chǎn)率更小的芯片方案三簡單。方案三只是一對模具，生產(chǎn)效率高，操作簡便，精度能滿足要求，但輪廓模具的尺寸越大，制造復雜，成本高。通過分析這三個方案的比較，采用兩個復合成型的方案是比較合理的。13第 4 章 模具總體設計4.1 模具類型的選擇經(jīng)分析，工件尺寸精度要求不高，形狀較簡單，但工件產(chǎn)量較大，根據(jù)材料厚度，為保證沖模有較高的生產(chǎn)率，通過比較，決定實行工序集中的工藝方案，彈性卸料裝置的倒裝復合模具結構方式。4.2 操作與定位方式一、操作方式零件的生產(chǎn)批量較大，但合理安排生產(chǎn)可用手工送料方式，提高經(jīng)濟效益。二、定位方式因為導料銷和擋料銷結構簡單，制造方便。且該模具采用的是條料，根據(jù)模具具體結構兼顧經(jīng)濟效益，控制條料的送進方向采用導料銷，控制送料步距采用固定擋料銷。4.3 卸料、出件方式一、卸料方式剛性卸料與彈性卸料的比較：剛性卸料是采用固定卸料板結構。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。當卸料板只起卸料作用時與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大，當卸載只能玩卸料板的作用，并用打孔材料增加厚度的增加間隙，帶走單側（0.2?0.5）T。當提取板固定效力于沖頭的撤出板的導向作用，并與所述間隙沖應小于消隱間隙。它不是完全脫離，需要排氣時的撤出板的打孔。主要用于裝卸最大的優(yōu)勢，材料厚度大于 2 毫米，翻轉的場合模具結構。施力具有排出與粘合劑的雙重作用下，主要用于厚度小于或等于到 2 毫米片材的撤出板由于壓力的效果，相對平坦的部分。沖頭和脫模板之間選擇清算單側（0.1?0.2）噸撤出板，即使從沖頭導的作用，與兩者之間的距離的推力必須小于剪切間隙。通常它用來作為模具沖裁，沖孔模具。工件平直度較高，料厚為 1.5mm，卸料力不大，由于彈壓卸料模具比剛性卸料模具方便，操作者可以看見條料在模具中的送進動態(tài)，且彈性卸料板對工件施加的是柔性力，不會損傷工件表面，故可采用彈性卸料。二、出件方式14因采用倒裝復合模生產(chǎn)，故采用彈性上出件。4.4 確定送料方式因選用的沖壓設備為開式壓力機，采用橫向送料方式，即由右向左送料。4.5 確定導向方式采用后側導柱模架。由于前面和左右不受限制，送料和操作比較方便。因為導柱安裝在后側，工作時，偏心距會造成導套導柱單邊磨損，嚴重影響模具使用壽命，且不能使用浮動模柄。15第 5 章 模具工藝參數(shù)確定5.1 排樣設計與計算沖裁件在板料、帶料或條料上的布置方法稱為排樣。排樣的意義在于減小材料消耗、提高生產(chǎn)率和延長模具壽命，排樣是否合理將影響到材料的合理利用、沖件質(zhì)量、生產(chǎn)率、模具結構與壽命。根據(jù)材料經(jīng)濟利用程度，排樣方法可以分為有搭邊、少搭邊和無搭邊排樣三種，根據(jù)制件在條料上的布置形式，排樣有可以分為直排、斜排、對排、混合排、多排等多重形式。因此有下列三種方案：方案一：有搭邊排樣 沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模來保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低。方案二：少搭邊排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質(zhì)量差，模具壽命較方案一低，但材料利用率稍高，沖模結構簡單。方案三：無搭邊排樣 沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些，但材料利用率最高。通過上述三種方案的分析比較，綜合考慮模具壽命和沖件質(zhì)量，該沖件的排樣方式選擇方案一為佳。考慮模具結構和制造成本有廢料排樣的具體形式選擇直排最佳（如圖 5.1 所示）。5.2 搭邊值的確定排樣時零件之間以及零件與條料側邊之間留下的工藝余料，稱為搭邊。搭邊的作用是補償位置誤差補償，拿著條具有一定的剛性，保證零部件的質(zhì)量和交付，以促進飼料。取廢料過度的側面。取太少的一側，容易翹曲或拉出沖孔只會增加成型突起，有時拉入凸，凹模間隙的模具損壞的邊緣，減少了壽命模具?；蛴绊懝ぷ鞯墓┙o。就拿廢物的邊緣值，應盡可能采取小，但過于小占板的價值很容易擠壓模具，增加了磨損邊緣。根據(jù)厚度部分和部件嵌套查表方法來獲得 5.1：兩制件之間搭邊值 a1=2mm側搭邊值 a=2.5mm16表 5.1 搭邊值和側邊值手動送料圓形 非圓形 往復送料 自動送料材料厚度 ta a1 a a1 a a1 a a11 以下 1.5 1.5 2 1.5 3 21～2 2 1.5 2.5 2 3.5 2.5 3 22～3 2.5 2 3 2.5 4 3.53～4 3 2.5 3.5 3 5 4 4 34～5 4 3 5 4 6 5 5 45～6 5 4 6 5 7 6 2.0 55.3 進距與條料寬度計算一、送料進距 A條料在模具上每次送進的距離稱為送料進距，每個進距可沖出一個或多個零件。A=D+a1 (5.1)式中 D 在本文中代表的意思是平行于送料方向的沖裁件寬度a1在本文中代表的意思是沖裁件之間搭邊值模具相對于模架是采用從前往后的縱向送料方式,還是采用從右往左的橫向送料方式，這主要取決于凹模的周界尺寸。就本模具而言,采用縱向送料方式。17圖 5.1 排樣圖二、條料寬度 B 計算排樣方式和搭邊值確定以后，條料的寬度也就可以設計出。計算條料寬度有三種情況需要考慮：1.有側壓裝置時條料的寬度。2.無側壓裝置時條料的寬度。3.有定距側刃時條料的寬度。有側壓裝置的模具，能使條料始終沿著導料板送進。圖 5.2 有側壓裝置時條料的寬度確定本設計采用的是有側壓裝置的模具。所謂條料寬度，是指工件最大極限尺寸加上側搭邊值。因條料是由板料剪裁下料而得，為保證送料順利，規(guī)定其上偏差為零，下偏差為負值 。其計??算公式如下：B=[D+2a] （5.2）0 - △式中 B 在本文中代表的意思是條料寬度基本尺寸；D 在本文中代表的意思是條料寬度方向零件輪廓的最大尺寸；a 在本文中代表的意思是側搭邊值，查表 5.1；△在本文中代表的意思是條料下料剪切公差；表 5.2 剪切公差△及條料與導料板之間隙 C（mm）條料厚度(mm) 條料寬度(mm)18≤1 ＞1～2 ＞2～3 ＞3～5△ C △ C △ C △ C≤50 0.4 0.1 0.5 0.2 0.7 0.4 0.9 0.6＞50～100 0.5 0.1 0.6 0.2 0.8 0.4 1.0 0.6＞100～150 0. 0.2 0.7 0.3 0.9 0.5 1.1 0.7＞150～220 0.7 0.2 0.8 0.3 1.0 0.5 1.2 0.7根據(jù)零件圖查表 5.2 確定剪料公差及條料與導板之間的間隙△=0.6。根據(jù)公式(5.2)： B=[D+2a+c]0 - △=(53+2×2.5) 6.0?=58 06.?5.4 材料利用率的計算一、計算沖壓件面積、周長因為該工件圖由多段圓弧組成，計算周長需要準確的找到各段圓弧的長度，計算面積也需要準確的找到切點，諸多因素采用人工計算時計算量較大，因此采用三維輔助軟件可快速準確的計算出面積、周長。取 F=828.55mm2L=179.21mm二、計算材料利用率沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比叫材料的利用率。 材料利用率通常以一個進距內(nèi)制件的實際面積與所用毛坯面積的百分率 η表示：η=(nF/AB)×100% （5.3）式中 η 在本文中代表的意思是材料利用率（%）；n 在本文中代表的意思是沖裁件的數(shù)目；F 在本文中代表的意思是沖裁件的實際面積(mm2)；包括工件面積與廢19料面積；B 在本文中代表的意思是板料寬度(mm)；A 在本文中代表的意思是送料進距；根據(jù)公式(5.3)： η=(2×828.55/77×58)×100%≈75.8%由此可之，η 值越大，材料的利用率就越高，廢料越少。因此，要提高材料利用率，就要合理排樣，減少工藝廢料。20第 6 章 計算沖壓力與壓力機的初選計算沖裁力是為了選擇合適的壓力機，設計模具和檢驗模具的強度，壓力機的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力 一般可以按下式計算：PFFp=Kp Ltτ =Lt （6.1）式中 τ 在本文中代表的意思是材料抗剪強度（MPa）；L 在本文中代表的意思是沖裁周邊總長（mm）；t 在本文中代表的意思是材料厚度（mm）；系數(shù) Kp是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動，取 Kp =1.3。6.1 沖裁力 Fp 的計算據(jù)圖 5.3 可得一個零件內(nèi)外周邊之和 L=179.21mm。查合金鋼的力學性能表知：Q235 的抗剪強度 τ=216Mpa～304Mpa，取260Mpa，制件厚度 t=0.5mm，則根據(jù)公式(6.1)： F p= Kp Ltτ=1.3×1.5×179.21×260=45210.88(N)≈45.2（KN）6.2 卸料力 Fq1 的計算Fq1=KxFp （6.2）式中 Kx在本文中代表的意思是卸料力系數(shù)，查表 6.1 取 Kx＝0.05。根據(jù)公式（6.2）： F q1= KxFp=0.05×45.2（KN）21≈2.26(KN)表 6.1 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)料厚 t/mm Kx kt Kd鋼≤0.1＞0.1～0.5＞0.5～2.5＞2.5～6.5＞6.50.065～0.0750.045～0.0550.04～0.050.03～0.040.02～0.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.036.3 頂件力 Fq2 的計算Fq2= KdFp （6.3）式中 Kd在本文中代表的意思是頂件力系數(shù)。查表 6.1 得 Kd＝0.06.根據(jù)公式（6.3）： F q2= KdFp =0.06×45.2（KN）≈2.712（KN）6.4 總的沖壓力 F 的計算根據(jù)模具結構總的沖壓力 F=FP+Fq1+Fq2=45.2+2.26+2.712=50.712(KN)選用的壓力機公稱壓力 P≥（1.1～1.3）F，取系數(shù)為 1.3，則：P≥1.3F=1.3x50.712 (KN)=65.93(KN)。6.5 壓力機的初選沖裁時，壓力機的公稱壓力必須大于或等于沖裁各工藝力的總和。沖壓設備屬鍛壓機械。常見的冷沖壓設備有機械壓力機。22表 6.2 部分常用開式壓力機的主要技術參數(shù)型號技術參數(shù)單位 J23-4 J23-6.3 J23-10 J23-16 J23-25 J23-63 J23-100滑塊公稱壓力KN 40 63 100 160 250 630 1000滑塊行程次數(shù)次/mm200 160 135 115 100 70 70最大閉合高度mm 160 170 180 220 250 360 360閉合高度調(diào)節(jié)量mm 35 40 50 60 70 90 90立柱間距 mm 100 150 180 220 260 250 250左右mm 100 140 170 200 300 300滑塊地面尺寸前后mm 90 120 150 180 340 340直徑mm 30 50模柄孔尺寸深度mm 50 70墊塊厚度 mm 35 40 50 60 70 80 90最大傾斜角 ° 45 35 30左右mm 280 315 360 450 560 630 710工作臺尺寸前后mm 180 200 240 300 360 420 480根據(jù)沖壓力的計算和壓力中心的計算，選擇開式壓力機的型號為 J23-10。2324第 7 章 模具壓力中心的確定模具壓力中心是指諸沖壓合力的作用點位置，為了確保壓力機和模具正常工作，應使沖模的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合。否則，會使沖模和壓力機滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導軌間產(chǎn)生過大磨損，模具導向零件加速磨損，降低了模具和壓力機的使用壽命。模具的壓力中心，可按以下原則來確定：1.對稱零件的單個沖裁件，沖模的壓力中心為沖裁件的幾何中心。2.工件形狀相同且分布對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。3.各分力對某坐標軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對該軸的 力矩。求出合力作用點的坐標位置 0，0（x=0,y=0），即為所求模具的壓力中心。其中 、 、 ……… 分別為各沖裁周邊長度。1L23NL按比例畫出零件形狀，選定坐標系 XOY。計算出零件壓力中心為（0，0）25第 8 章 沖裁模間隙的確定8.1 沖裁間隙 Z指沖裁模中凹模刃口橫向尺寸 DA與凸模刃口橫向尺寸 DT的差值（如圖8.1），是設計模具的重要工藝參數(shù)。圖 8.1 沖裁間隙8.2 沖裁間隙分析一、間隙對沖裁件尺寸精度的影響沖裁件的尺寸精度是指沖裁件的實際尺寸與基本尺寸的差值，差值越小，則精度越高，這個差值包括兩方面的偏差，一是沖裁件相對于凸?；虬寄５钠睿悄＞弑旧淼闹圃炱?。二、間隙值的確定凸、凹模間隙對沖裁件質(zhì)量、沖裁工藝力、模具壽命都有很大的影響。設計模具時一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求，所需沖裁力小、模具壽命高，但分別從質(zhì)量，沖裁力、模具壽命等方面的要求確定的合理間隙并不是同一個數(shù)值，只是彼此接近?？紤]到模具制造中的偏差及使用中的磨損、生產(chǎn)中通常只選擇一個適當?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個范圍內(nèi)，就可以沖出良好的制件，這個范圍的最小值稱為最小合理間隙 Zmin，最大值稱為最大合理間隙 Zmax。考慮到模具在使用過程中的磨損使間隙增大，故設計與制造新模具時要采用最小合理間隙值 Zmin。確定合理間隙的方法有經(jīng)驗法、理論確定法和查表法。對于尺寸精度，斷面垂直度要求高的制件應選用較小的間隙值，對于垂直度與尺寸精度要求不高的制件，應以降沖裁力、提高模具壽命為主，可采用較