密封件沖裁模設計【帆布氣眼】【說明書+CAD】

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True stress-strain relations at various strain-rates (1/s) for 00 specimen at room temperature.但是, 在測試的溫度比100 0C更高時伸長變大。更大的伸長在室溫是相當異常的。但這種現(xiàn)象唯一發(fā)生在00 樣本。45度和90度樣本,當在測試的溫度伸長連續(xù)被增加, 顯示在圖5和圖6上, 各自地。在室溫發(fā)生了更大的伸長在 00 樣本也許歸結于在室溫孿生變形的快速的增量在00 方向, 導致更高的抵抗阻止脫臼滑動, 并且造成更大的伸長。各向異性現(xiàn)象其它索引是塑料張力比率, 即。 r 價值, 被定義作為塑料張力比率在到那的橫向方向在厚度方向在a 單軸的拉伸測試。窗體頂端在本研究中, r 價值是樣本在室溫拉伸測試獲得0度, 45度, 和 90度方向。測量r 價值從標本被舒展到20% 是4.2, 2.2, 和2.1 為 00, 450, 和900 個標本, 各自地。從更高的r- 價值表明更好的回火性, 它表示, CP 鈦覆蓋陳列更好的深圖畫質量在輾壓方向比其它二個方向。并且CP 鈦各向異性現(xiàn)象板料再被證實了從重大區(qū)別 r 價值。 3. 沖壓CP 鈦板料的可鍛性 除基本的機械性能之外, 審查了CP 鈦板料的沖壓的可模鍛性。在本研究,形成極限測試在室溫, 并且V 彎曲測試和圓杯子圖畫測試在各種各樣溫度執(zhí)行了。測試結果被談論了與CP 相關形成的物產(chǎn)鈦覆蓋在印記過程中。3.1. 成型極限測試因為Keeler 和Backofen 6 介紹了概念形成極限圖(FLD), 1963 年這是 廣泛被接受的標準為破裂預言以金屬片 形成。確定FLD, 舒展測試是執(zhí)行為不同的寬度薄鋼板樣品使用半球型沖床。標本是第一電化學上銘刻以會是的圓柵格扭屈入橢圓在被舒展以后。 工程學張力測量了沿少校和較小軸橢圓被命名少校和較小張力, 各自地。并且他們主要是測量飛機上的張力。 在本研究中, 長方形標本有同樣長度的100mm, 但以另外寬度排列從10 到100 毫米在10 毫米的增加, 被測試了。相似與拉伸測試, CP 鈦板料被切開了在三個取向對輾壓方向, 即, 00, 450, 和900, 為各標本的大小。在測試期間, 標本夾緊了在周圍被舒展了對失敗在78 毫米半成品沖床。工程學少校和較小張力測量在地點最接近破裂為每個標本被記錄了。少校和較小張力是密謀反對互相以主要張力作為縱坐標, 和曲線適合入張力點被定義了形成的極限曲線。圖顯示這形成極限曲線稱形成的極限圖。FLD 是一個非常有用的標準為發(fā)生的破裂在一個沖壓的過程中。 根據(jù)早先分析, CP 鈦板料能被形成在室溫。為了進一步證實它的可行性, 形成的極限測試執(zhí)行了在室溫度。測試結果看出圖7 顯示形成的極限曲線?？匆娫趫D7, 主要張力在曲線的最低的點, 并且是平面張力變形方式, 是0.34 。比較被冷軋的鋼或不銹鋼, 這數(shù)值更低。但是, 為沖壓薄產(chǎn)品, 圖7顯示形成的極限曲線表明CP 鈦板料在室溫形成的更大的可能性。這有可能在室溫用CP 鈦板料能制造電子材料。 3.2. V 彎曲測試 因為CP 鈦彈性模數(shù)比鋼要低,回彈是重要的彎曲處理。在本研究, V 彎測試執(zhí)行了審查CP 鈦板料在各種各樣溫度回彈形成的物產(chǎn)。V 彎測試結果用圖8顯示 。圖8能看見在下模有一個開頭角度90度。環(huán)烷驅研究那效果的沖頭半徑接通彈性后效，工具以沖壓半徑從0.5 到5.0 毫米, 在0.5 毫米的增加, 準備了。CP 鈦板料的樣本以0.5 毫米的厚度, 長度 60 毫米, 和寬度15 毫米。為增加測試的溫度,標本被附寄了在熱化熔爐。V 彎測試不使用潤滑劑因為摩擦情況有對回彈的無意義作用發(fā)生了在V 彎曲測試。彎曲的測試進行了在室溫, 100, 200, 和3000C, 各自地。在彎曲的測試以后, 彎的標本角度由CMM 測量了, 和回彈角度被計算了 。Fig. 8. Tooling used in the V-bend tests圖9 和10 顯示關系在回彈之間并且沖壓半徑在室溫和300 0C, 各自地?？匆陨蟽蓚€圖, 不管溫度變化回彈減少為更小的沖壓半徑。在彎曲時更小的沖壓半徑導致更大的塑料變形,因此要減小回彈的作用。在圖9 和10負值的彈性后效發(fā)生在較小沖頭半徑的時候。這是因為那板料在V 形狀的平直的邊被扭屈入形成弧光在彎曲的過程開始, 和裝載被應用鋪平弧在彎曲處理結果的結尾復合應力分配導致負值的彈性后效 7 。比較兩個圖,觀察, 回彈減少當形成的溫度增加不管沖頭半徑尺寸。它表明那 CP 鈦板料不僅有更好的可鍛性而且體驗較少回彈在形成的高溫。我們知道, 回彈是由彈性模數(shù)和材料的屈服應力影響的。彈性模數(shù)不會隨溫度變化而變化。而且溫度升高CP 鈦板料的屈服應力減少，高溫是形成回彈減退是因為在更低的溫度CP 鈦的屈服應力更低。Fig. 10. Relations between springback and punch radius at 300 C for spec-imens of three directions.Fig. 11. Punch and die used in circular cup drawing tests.Fig. 12. Drawn cups at various forming temperatures3.3盤狀拉深試驗 限制的圖畫比率(LDR), 被定義作為圓直徑的比(Dp) 與沖壓直徑(Dp) 在一張成功的圓盤拉深處理, 是一個普遍的索引使用描述可模鍛性金屬板。LDR 的更大的價值暗示更大的圖畫深度, 即,更好的可鍛性 。在本研究中, 沖壓和沖模被顯示在圖11 使用了圓盤拉深測試。測試執(zhí)行了在室temperatore, 100, 和200 0C, 各自地。在高溫下為了進行拉深測試使用加熱器。為了獲得一個成功的拉深過程。那坯料尺寸和空白座力適當調節(jié)除去些缺點比如斷裂和皺紋，如果在拉深測試破裂出現(xiàn), 斷開軸心力對更小的價值會被調整直到破裂被消除到?jīng)]有皺痕發(fā)生。當斷裂力量的調整沒有消除破裂, 減少斷裂的方法會被嘗試同時避免破裂。拉深試驗采取壓制皺痕，但是, 在LDR 測試, 空白的大小是并且作為參量確定LDR 的價值除對上述調整的用途之外。從拳打直徑是35 毫米, 空白的直徑被增加在3.5 毫米的增加從70 毫米對最大的可能的直徑為計算價值方便起見 LDR 。MoS2 被使用了作為潤滑劑在所有圓杯子圖畫測試進行在本研究中, 和圖畫速度是0.2 mm/s。 圖12 顯示拉長的杯子在各種各樣的溫度。圖12清楚的顯示,當形成溫度增加時拉拔深度增加。表明這個圖形那自動測試設備畫的形狀拉深成形的在多樣的溫度是相當不同的。自動測試設備現(xiàn)象變成重要的在較高的成型溫度。LDR 、畫的深度, 和相關的處理參量的價值被列出在表1 為測試進行在各種各樣的溫度。它被注意在表1, 所有價值增加當形成的溫度增量。但是, 增量 LDR 和圖畫深度不是那么重大的在范圍從室溫對100 0C, 但得到大從100 2000C 。注意在表1一大的斷裂紋是需要的大的坯料尺寸到是成功地從中提取一較高的溫度是。在室溫CP 鈦板料LDR 的價值是2.2, 與可比較的碳鋼, 表明, 沖壓CP 鈦覆蓋在室溫是可行的。 4. 結束語 在本研究中調查了由做各種各樣的試驗。在各種各樣的溫度CP 鈦板料沖壓的可鍛性的形成。機械性能 CP 鈦板料在各種各樣的溫度第一次被審查了, 并且應力聯(lián)系被獲得從實驗表明, CP 鈦板料有更高的屈服應力和更小的伸長在室溫, 但當板料被加熱到300 0C比例減少由屈服應力的增加決定。它是被注意應力聯(lián)系獲得從拉伸測試在室溫表明CP 鈦板料能被形成入淺組分在室溫, 雖然屈服應力是一少許更高的。形成限制CP 鈦板料的圖被獲得在室溫不是那么高的作為那些被冷軋的鋼, 而是極小值主要張力0.34 并且提供一種最宜的可能性為 CP 鈦板料被形成在室溫。圓形拉深測試顯露, 在室溫CP 鈦板料有 LDR 價值的2.2, 和成功地拉長的以20 毫米的深度證實CP 鈦板料可能被形成入淺組分在室溫。但是, 露出的現(xiàn)象顯示表明, CP 鈦板料負擔重要的 各向異性現(xiàn)象在能并且影響可鍛性的平面圓形拉深。 調查了在室溫度應力聯(lián)系對張力率的作用。實驗性結果表示, 應力聯(lián)系變得穩(wěn)定當張力率比0.001 小。在V 彎測試, 實驗性結果顯露重要信息回彈可能被減少在被舉起的形成的溫度。彈性后效可以是減少如果使用一較小沖頭半徑 。實驗性結果表明本研究提供根本性形成CP 鈦板料模具設計。 鳴謝作者會想感謝全國科學中華民國的委員會為財政支持這研究根據(jù)合同第NSC 89-2212-E-002-147,使實驗工作成為可能。 參考文獻 I P. Jones, W.B. Hutchison, Stress-state dependence of slip in titanium6A1-4V and other H.C.P. metals, Acta Metall. 29 (1981) 951-968.2 G. Haicheng, Orientation dependence of slip and twinning in HCP metals, Scripts Mater. 36 (12) (1997) 1383-1386.3 M.H. Yoo, Twinning and mechanical behavior of titanium aluminides and other intermetallics, Intermetallics 6 (1998) 597巧02.4 J.W. Christian, 5. Mahajan, Deformation twimung, Prog. Mater. Sci.39 (1995) 1-157.5 S. Ishiyama, S. Hanada, O. Izumi, Orientation dependence of twinping in commercially pure titanium, J.扣n. Inst. Met. 54 (9) (1990) 976-984.6 S.P. Keeler, W.A. Backofen, Plastic instability and fracture in sheets stretched over rigid punches, Traps. Am. Soc. Met. 56 (1963) 25-48.7 L. Forcellese, F. Fratini, Gabriella, F. Micari, The evaluation of springback in 3D stamping and coining processes, J. Mater. Process. Technol. 80-81 (1998) 108-112. Fig. 15設計任務書設計題目：密封墊片沖裁模設計設計要求：1、設計思路明確，合理布置設計的先后次序2、正確全面的分析沖件的工藝性3、根據(jù)沖件的工藝性和結構特點確定模具的類型與結構4、根據(jù)實際沖裁要求正確的計算出有關數(shù)據(jù)5、認真分析并確定主要零件的結構尺寸6、正確的選取有關標準件 7、根據(jù)機械制圖的要求正確的繪制出主要的零件圖和總裝配圖設計進度：11周-12周 興華模具廠生產(chǎn)實習13周-14周 興華模具廠模具裝配實習15周-16周 查閱有關資料進行模具設計17周- 進行有關圖形的繪制和整理 指導教師（簽名）： 畢 業(yè) 設 計題目 塑料閘瓦鋼背彎曲模設計 系別 機電系 專業(yè) 模具設計與制造 班級 模具0401 姓名 楊魯坤 學號 200412049 指導教師 李秀副 日期 2006年12月 設計任務書設計題目：塑料閘瓦鋼背彎曲模設計設計要求：1. 塑料閘瓦鋼背工藝性分析及沖裁方案的確定。2.有關計算及模具設計。3.模具制造工藝編制與裝配。設計進度要求：1. 11月27號12月2號 搜集資料和前期準備工作。2. 12月3號12月10號 整套模具的計算部分。3. 12月11號12月20號 模具的總體設計。4. 12月20號12月25號 校核、修改、成文和定稿。5. 12月25號12月30號 畢業(yè)答辯。 指導教師（簽名）： 濟源職業(yè)技術學院機電系2007屆畢業(yè)生畢業(yè)設計答辯記錄姓 名專 業(yè)班 級答辯時間答辯地點設計題目有色金屬沖裁模的設計1.什么是配制配合？ 答：配制配合是以一個零件的實際尺寸為基數(shù)，來配制另一個零件的一種工藝措施。適用于尺寸較大，公差等級較高，單件小批量生產(chǎn)的零件，也可以用于中，小零件生產(chǎn)中，公差等級較高的場合。配制配合的代號為MF。2.什么是一般公差？ 答：一般公差是在車間普通工藝條件下，機床設備一般加工能力可保證的公差。在正常維護和操作的情況下，它代表經(jīng)濟加工精度。一般公差適用于功能上無特別要的要求。采用一般公差的尺寸在該尺寸后不注出極限公差。3.確定搭邊值的因素有哪些？ 答：1）.沖件的尺寸和形狀；2）.材料的硬度和厚度；3）.排樣的形式（直排、斜排、對排）；4）.條料的送進方式（是否有側壓板）；5）.擋料裝置的形式（擋料銷、導料銷、定距側刃）；4.卸料裝置的形式和作用？答：卸料裝置的形式包括固定卸料板、活動卸料板、彈壓卸料板和廢料切刀等。卸料板除了把料從凸模上卸下外，有時也起壓料或為凸模導向的作用。5.落料和沖孔的區(qū)別？ 答：落料件的尺寸取決于凹模，因此落料模應先決定凹模尺寸，用減小凸模尺寸來保證合理間隙；沖孔件的尺寸取決于凸模，因此沖孔模應先決定凸模尺寸，用增大凹模尺寸來保證合理間隙。記錄教師（簽名）：濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計濟源職業(yè)技術學院 畢 業(yè) 設 計題目 密封墊片沖裁模設計 系別 專業(yè) 班級 姓名 學號 指導教師 日期 目 錄摘 要2前 言31材料分析和模具結構的確定41.1工藝分析41.2工藝方案的確定41.3毛坯形狀，尺寸和下料方式的確定51.4排樣和材料的利用率61.5沖模結構的確定72主要數(shù)據(jù)的計算92.1各部分工藝力計算92.2主工作部分尺寸計算112.3凸模的長度計算142.4凸模能力的效核143主要工作部分的形式選擇163.1凸模固定形式的選擇163.2凹模的選擇163.3凸、凹模的選擇184沖裁設備的選擇與驗算194.1沖裁設備的選擇194.2 沖裁功的驗算194.3壓力中心的確定204.4閉模高度的計算205其它零件的設計與選擇215.1彈性元件的計算215.2定位零件的設計225.3卸料裝置的設計225.4推件裝置的設計235.5凸凹模固定板的設計235.6墊板選用245.7導柱導套的布置和選用255.8模柄的選用265.9模具主要零件的材料的選用266模架選擇及模具的動作過程28結束語29致 謝30參考文獻31摘 要在工業(yè)生產(chǎn)高度發(fā)展的現(xiàn)代社會里，利用模具加工是一種重要的加工方法，在一些國家里模具甚至被稱為是“黃金”，“金屬加工業(yè)中的帝王”，“磁力工業(yè)”，等。這些都足以看出模具在工業(yè)中的重要地位。在本設計中是針對復合沖裁模具的設計，從第一章開始，先是對沖裁件的結構工藝性進行分析，然后依次確定模具的類型、總體結構，最后是沖裁力和主要的尺寸計算、標準件的選用、零件圖和裝配圖的繪制。本套模具的設計不是以復雜模具的設計為主，而主要是對模具設計知識的系統(tǒng)學習和設計的練習，以達到掌握知識和設計方法的目的。這一套模具是密封墊片的沖裁模，結構緊湊簡單。材料為黃銅H68，厚度t=2mm。按一般的的加工工序為落料、沖孔、翻邊、修整。而考慮到?jīng)_裁件的具體結構和工藝性，我采用的加工工序為：落料、無預制孔直接沖孔翻邊、擠切修邊。從而完成工件的加工。實踐證明，模具的設計和制造只有一些理論知識是不行的，任何模具的設計都要有一定的實際經(jīng)驗才可以設計出更合理的模具。關鍵詞：落料、沖孔、翻邊、修邊前 言模具設計是學習模具設計與制造專業(yè)的重要內容之一，也是畢業(yè)前對所學知識的一次大檢查。本套模具是以軟金屬黃銅為坯料的復合沖裁模。選擇這樣一套模具的主要是因為考慮到做這種模具的應用性廣泛，結構緊湊，可以較全面的檢查一下自己的專業(yè)知識和專業(yè)技能，熟悉并撐握模具設計的一般方法和步驟，知道如何查，查取有關資料，如何選取標準件，等。由于工件較小，故模具的體積不大，屬于小型復合沖裁模具。這一次的完整模具設計也可以看成是畢業(yè)前走向工作崗位的一次煅煉，對以后自己從事模具的設計和制造工作都是十分有利的。本套模具的主要優(yōu)點是，沖出的工件一致性較好，表面質量也較好。主要技術難點在于，如何合理安排模具結構，使用最簡單、可靠的模具結構，沖裁出最好的工件，以及如何使模具的使用壽命符合要求，甚至更長。在本套模具的設計過程中，得到了指導老師和同學們的很多幫助，在這里一并表示由衷的感謝。由于本人缺乏設計經(jīng)驗，在其中難免有不足之處，懇望老師和同學們的批評指正。1材料分析和模具結構的確定 圖1 零件圖工件名稱：密封墊片生產(chǎn)批量：大批生產(chǎn)材 料：黃銅H68材料厚度：2mm1.1工藝分析該零件是圓形的軸對稱工件，且是變薄翻邊，總體上結構簡單。主要尺寸是內徑大于黃銅要求的最小沖孔直徑，即，最大外徑，精度要求一般，主要保證內孔尺寸即可，精度等級可取為級。材料用塑性較好的黃銅，厚度，翻邊的高度為6mm，圓角半徑大于黃銅沖孔時的最小圓角半徑，即,孔邊距,其工件的加工工藝性較好，即沖裁性較好.1.2工藝方案的確定方案一：采用單工序模具，即先落料后沖孔，再翻邊，需兩套模具;方案二：采用復合模具，即一次安成落料沖孔翻邊工序，只需要一套模具;方案三：采用級進模具，即先沖孔落料在翻邊，只需要一套模具;三種方案的比較見表1。表1 三種方案的比較 模具種類比較項目單工序模復合模連續(xù)模沖件精度較低高一般生產(chǎn)效率較低較高高生產(chǎn)批量適合大、中、小批量適合大批量適合大批量模具復雜程度較易較復雜復雜模具成本較低較高高模具制作精度較低較高高模具制造周期較快較長長模具外形尺寸較小中等較大沖壓設備能力較小中等較大工作條件一般較好好由于這樣一個工件按單工序模具來加工，則需兩個工序，即需要兩套模具，兩臺設備，模具制造費用大，生產(chǎn)效率低，且不容易保證尺寸精度，操作不便，也不夠安全。所以方案一不合理。若采用模具級進則模具制造難度加大，工件的尺寸也不容易保證。生產(chǎn)效率也不高，所以方案三也不合理。而采用復合模制沖件時，由于這個工件的結構不太復雜而且軸對稱，復合模的成本不是太高，制造的難度也不大，容易保證尺寸的精度，操作也方便，安全性好，生產(chǎn)效率高。所以綜合考慮，對以上三種模具特點的比較后，方案二比較合理。所以采用方案二的復合模。1.3毛坯形狀，尺寸和下料方式的確定由于該工件是圓形的墊片，最大外徑是落料的直徑，且生產(chǎn)批量大，所以為了送料方便快速，坯料可以用條料，寬度應比工件的最大直徑大兩個單邊搭邊值，兩沖裁件也應留一個最小的搭邊值，以保證沖裁出完整的工件，避免殘缺工件的產(chǎn)生。提高坯料的利用率，提高生產(chǎn)效率和工件質量。由于工件只須內孔翻邊，則落料件的尺寸與工件的外徑相等，查最小搭邊值得出，則：調料寬度的尺寸計算還與條料送進時模具上有無側壓裝置及是否有側刃有關，本套模具中沒有側壓和側刃裝置，則條料寬度的計算按下式: (11)式中 -條料的寬度（mm）; -工件的最大外徑（mm）; -沖裁時留的最小搭喧值(mm);則： 條料的送料步距按下式： (12)式中 -送料步距（mm）; -最小搭邊值（mm）;則： 1.4排樣和材料的利用率排樣的方法有：有廢料排樣，少廢料排樣和無廢料排樣三種，一般的沖裁時產(chǎn)生的廢料分兩種，一種是沖孔的廢料和材料尾部余料，這種廢料的產(chǎn)生與排樣無關，而只與零件的結構有關，稱之為結構廢料；另一種是料頭、前、中、側面的搭邊，與搭邊選用及工藝方法有關，稱之為工藝廢料。所以要提高材料的利用率就要合理排樣，盡可能地減少工藝廢料。工件的排樣如下圖。圖2 排樣圖由于工件的形狀和結構的限制這里采用有廢料排樣的方法，排樣時為保證工件的質量要求而留有搭邊值，其值在前面已經(jīng)查出。那么材料的利用率按式： （13） -條料的材料利用率； n- 條料上沖件總數(shù)，此取n40； F1- 工件實際面積(mm); A- 條料長度(mm)此取A1061.5mm; B- 條料寬度 (mm) B28mm; 則： 1.5沖模結構的確定首先從上面我們已經(jīng)確定這是一套復合模，分析這個沖件可知，它是一個簡單的圓形且是軸向對稱的沖件，而且最大直徑可直接通過落料得到，內部需要同心沖孔和翻邊，而內孔的沖裁又會產(chǎn)生廢料，所以總體上應將落料的凹模固定在上模座上，而沖孔的凹模固定在下模座上，這樣先完成落料，再隨著模具的繼續(xù)動作完成沖孔和翻邊，而沖孔和翻邊產(chǎn)生的廢料可以通過與沖孔凹模相通的通孔直接排出模具外。又由于條料只有2mm，較薄，而且沖壓件較小，質量要求一般，屬于普通沖裁，所以可以用彈性卸料裝置進行卸料，同時可以利用彈性裝置來實現(xiàn)沖裁前凸凹模與卸料板的壓力來完成壓料動作，以保證工件的平整度。又由于毛坯以條料的形式送進模具，生產(chǎn)量又大，所以可用兩個導料銷和一個擋料銷來完成條料送進時的正確定位和均勻正確的送料步距，同時由于沖件結構較簡單，沖件又小，所以用手動送料即可。在上下模座的導向方式上，考慮到?jīng)_件的結構較簡單，尺寸精度要求較一般，而且是大量的生產(chǎn)，應盡量能提高模具的使用壽命，可以用導柱和導套配合的形式來完成上下模正確的沖裁定位。再根據(jù)下面的倒、順裝復合模的比較,最后確定,整套模具采用倒裝的形式。具體特點的比較如下表。表2 倒、順裝復合模的比較比較項目倒裝復合模順裝復合模工作零件裝配位置凸模在上模部分在下模部分凹模在上模部分在下模部分凸凹模在下模部分在上模部分出件方式采用頂桿、頂桿自上模（凹模）內推出，下落到模具工作面上采用彈頂器自下模（凹模）內頂出至模具工作面上沖裁件的平整度較差較好廢料排除廢料凸模內積聚到一定程度后，便從下模部分的漏料孔或排出槽排出廢料不在凸凹模積聚。壓力機回程時及從凸凹模內推出凸凹模的強度和壽命凸凹模承受的漲力太大，凸凹模的最小壁厚應嚴格控制，否則會漲裂受力情況比倒裝復合模好，但凸凹模的內形尺寸易磨損增大，壁厚可比倒裝的薄生產(chǎn)操作廢料自漏料孔中排出，有利于清理模具的工作面，生產(chǎn)操作較安全廢料自上而下?lián)袈洌凸ぜ黄饏R聚在模具工作面上，對生產(chǎn)操作不利適應性沖裁件平整要求不高，凸凹模強度足夠時采用。凸凹模尺寸較大時，可直接固定要下模上，不用固定板適用于薄料的生產(chǎn)，平整度要求較高，以及壁厚較小，強度較差的凸凹模2主要數(shù)據(jù)的計算2.1各部分工藝力計算由于本工件的材料較薄，且工件的尺寸較小，所需的沖裁力不大，一般沖裁設備即可滿足所用的力，不需要采取降低沖裁力的措施，采用平刃沖裁即可。以下沖裁力的計算按平刃沖裁時的式子進行計算。2.1.1落料力的計算落料力計算 按式21： （21）式中 F落落料力（N）； L工件外輪廓周長（mm）； T材料厚度（mm），t=1mm； 材料抗剪強度（MPa）。由查表，。 則 2.1.2卸料力計算卸料力 按式22： （22）式中 卸料力因數(shù)，其值由表2-15查得，。則 2.1.3翻邊力的計算此模具翻邊凸模的工作部分為圓錐形，且翻邊時無預制孔。因此。 按式23翻邊力為： （23）式中 翻邊力; 材料的屈服強度，查表得，; 翻邊直徑（按中線計），; 毛坯預制孔直徑 ; 材料厚度（mm）;無預制孔的翻邊力比有預制孔的翻邊力大倍，此處取1.3，則 2.1.4切邊力的計算切邊力 按式24： （24）式中 切邊力（）； 工件外輪廓周長（mm）； 材料厚度（mm），； 材料抗剪強度（）。由查表，。 則 2.1.5卸料力的計算卸料力 按式25： （25）式中 -卸料力因數(shù)，其值由表2-15查得，K卸=0.02;則 2.1.6推件力的計算推件力 按式26： （26）式中 推件力因數(shù)，其值由表2-15查得; n工件在凹模內的個數(shù)，取;則 當采用剛性卸料和下出件的模具（如剛性卸料的單工序模或級進模等）時： （27）當采用彈壓卸料和下出件的模具（如彈壓卸料的單工序模、級進模或上模剛性推料的倒裝復合模等）時： （28）用倒裝復合模沖裁時，與落料有關，與沖孔有關。當采用彈壓卸料和上出件的模具（如上模彈壓卸料、下模彈頂出件的單工序或上模剛性推料的正裝復合模等）時： （29）此時，與落料有關，單工序模的與落料力有關，正裝復合模中與沖孔力及落料力都有關。而本零件則采用彈壓卸料和上出件的模具，則采用式29;故總的沖裁力2.2 工作部分尺寸計算2.2.1落料刃口尺寸計算落料模設計時，以落料凹模刃口尺寸與沖件尺寸基本一致，作為設計基準尺寸，凸、凹模間隙靠減小凸模刃口尺寸得到。由于模具在沖裁過程中不斷被磨損，致使凹模刃口尺寸逐漸增大，故設計時，應選用接近或等于工件的最小極限尺寸作為凹模刃口尺寸。在選擇凸、凹模刃口尺寸公差時，應依照沖件的精度要求，以經(jīng)濟合理為原則。一般模具精度應比沖件精度要求至少高兩個級別。按表查得沖裁模刃口雙面間隙，。工件的未注公差尺寸按IT14級計算，查書附錄得落料件直徑為。落料凸、凹模的制造公差由文獻查得，。磨損因數(shù)由表查得。校核： （210）則，落料凸、凹模采用配合加工方法按式211： （211）式中： 凹模尺寸; 工件的基本尺寸 （mm）; 磨損系數(shù)，當工件尺寸公差等級為IT1113時取x=0.75; 工件公差 （mm）; 凹模制造公差 （mm）;則凹模尺寸凸模的尺寸按凹模的尺寸配制，其雙面間隙為。2.2.2切邊刃口尺寸計算沖壓工件切邊部分尺寸為,尺寸精度為級。切邊間隙對切邊質量和模具壽命影響較大，雙邊間隙Z過小則模架導向精度高，模具壽命低；Z過大則制件口部的毛刺大，取為宜。查得切邊刃口雙面間隙，。查表得凸、凹模的制造公差。磨損因數(shù)由表2-13得。校核： 則切邊凸、凹模采用配合加工方法。按式212: （212）式中 凸模尺寸； B工件的基本尺寸（mm）; X磨損系數(shù)，當工件尺寸公差等級為IT1113時,x=0.75; 工件公差（mm）; 凸模制造公差（mm）;則凸模尺寸凹模的尺寸按凸模尺寸配制，其雙面間隙為。2.2.3翻邊的工作部分尺寸計算由于是內孔翻邊且有尺寸精度要求，尺寸精度由凸模保證。故設計基準尺寸應以凸模為基準，凸、凹模間隙靠加大凹模刃口尺寸得到。凸模在工作過程中也會不斷的磨損，故設計時，應選用接近或等于工件的最大極限尺寸作為凸模刃口的尺寸。翻邊過程中一般對坯料加工有預制孔，但這樣會使孔口表面形成硬化層、毛剌、撕裂告等缺陷，導致極限翻邊系數(shù)變大，而本工件的材料塑性較好，且工件屬于小形件，故坯料不必加工預制孔。由于工件是屬于變薄翻邊，為了保證工件在翻邊過程中不產(chǎn)生破裂，應先根據(jù)工件材料的最大翻邊高度和工件的要求翻邊高度來確定翻邊的次數(shù)，則：工件的最大翻邊高度按下式（213）計算： （213）工件最大翻邊高度（mm）;工件凸圓部分的中間直徑（mm）;翻邊系數(shù)，黃銅t=（0.55）mm時， ;翻邊圓角;材料的厚度;則： 工件的要求高度為：h=6mm,即,工件通過一次翻邊即可達到高度要求，且不會產(chǎn)生破裂。為了避免彈性卸料和推件裝置的行程過大，翻邊凸模端部設計為圓錐形凸模，其錐角取90。推件塊還有壓邊的作用，故翻邊凸模不需要臺肩。由于翻邊凸模在下行中，還進行擠切修邊：則，翻邊凸模的直徑?？紤]到工件翻邊變薄的情況，平毛坯翻邊凸凹模之間單邊間隙可小于材料的厚度，一般單邊間隙按進行計算，即.翻邊凹模圓角半徑對翻邊成形影響不大，取值一般為零件的圓角半徑即可。翻邊凹模尺寸 （214）翻邊凸模凸圓與落料凹模的配合部分采用壓入式過盈配合，配合取H7/p6，則翻邊凸模的凸圓部分的極限偏差查標準公差表得： , 再查孔的基本偏差數(shù)值表得的基本偏差是下偏差： 則 翻邊凸模與落料凹模配合部分的基本偏差為下偏差，則極限偏差分別為：下偏差： 上偏差： 2.3凸模的長度計算凸模的長度應根據(jù)具體的模具結構形式確定，本模具中按下式計算： (215)式中 -凸模的長度（mm）; -落料凹模的長度（mm）;則 2.4凸模能力的效核2.4.1凸模承壓能力的效核要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應力不超過凸模材料的許用壓應力，按下式216計算：對于圓形凸模 （216）式中 凸模最小斷面的壓應力； 圓形凸模最小截面的直徑?jīng)_裁材料厚度；沖裁材料抗剪強度；凸模材料的許用壓應力，對于T8A、T10A、Cr12MoV、GCr15等工具鋼，淬火硬度為HRC5862時，可取凸模有特殊導向時，可取;則 即，滿足要求，所以符合凸模設計要求。2.4.2抗縱向彎曲應力的效核凸模沖裁時，可視為壓桿。當凸模細長時，必須根據(jù)歐拉公式進行縱向彎曲應力的效核。對于圓形凸模按下式217計算： （217）式中 允許的凸模最大自由長度； 沖裁力； 凸模最小截面的慣性矩； 凸模最小截面的直徑；則:即，,滿足要求，所以符合凸模的長度設計要求。3主要工作部分的形式選擇3.1凸模固定形式的選擇凸模的固定形式有：采用凸模固定板固定、與上模板直接固定和采用低溶點合金或環(huán)氧樹脂澆注固定三種，各自的特點的比較如下表。表3 固定形式的特點比較固定形式固定方法特點凸模固定板固定一般采用H7/p6過渡配合，圓形凸模則采用凸肩固定定位精度高，牢靠，但固定孔精度高，加工困難與上模板直接連接采用螺釘，銷釘直接把凸模固定在上模板上適用于大型凸模的固定低熔點合金澆注固定或環(huán)氧樹脂澆注固定使低熔點合金或氧樹脂溶化，像粘結劑一樣固定在凸模上適用于沖裁0.32mm的板料由于本工件是大批量的生產(chǎn)，且內孔有一定的精度要求，模具采用的是復合模，則從上表的比較中可選用凸模固定板固定的形式固定凸模，而這里的固定板又是與落料凹模一體的，即凸模的凸肩與落料凹模的上端以H7/p6過渡配合。具體的尺寸見附圖。3.2凹模的選擇3.2.1凹模結構形式的選擇凹模的結構形式有整體式和組體式兩種，兩種結構形式的比較如下表。表4 凹模兩種結構形式的比較結構形式制作方法固定方法特點整體式凹模其外形按毛坯和工件的形狀制作采用螺釘和銷釘直接固定在模板上制造簡單，但工作部分與非工作部分都由優(yōu)質鋼制造，損壞后全部更換，浪費材料，成本高組合式凹模凹模工作部分與非工作部分開制造，非工作部分用普通鋼制造，凹模以過渡配合壓裝在凹模固定板內采用螺釘和銷釘把凹模固定板緊固在模板上節(jié)約貴重的模具材料，且當凹模損壞后是易維修更換，適用于沖制大、中型工件上的小孔由于工件是大批量的生產(chǎn)，而且整體尺寸較小，則根據(jù)上面的比較表可選用整體式的凹模結構。3.2.2凹模刃口形式的選擇凹模的刃口形式有直壁形、錐形和凸臺式三種，這幾種形式比較如下表。表5 凹模刃口形式的比較刃口形式優(yōu)點缺點直壁形刃口強度高且刃磨后孔中尺寸不隨修磨而變化，制造方便孔內易積工件或廢料，增大了凹模的脹力，推件力，孔壁易磨損錐形凹模加工容易，不易積存工件或廢料，對孔壁摩擦力和壓力小刃口強度較差且刃磨以后孔口尺寸隨修磨變大凸臺式可以用錘敲打凸臺斜面以調整模具間隙，直到試出滿意的沖件僅適用于沖0.3mm以下的軟金屬與非金屬材料，凹模的硬度一般不高于HRC3538在本套復合模中，采用的是倒裝的形式，而且凹模內有推件塊，所以凹模內不會積存工件，而錐形的又不利于工件的推出和間化模具的結構，則根據(jù)上面的比較表選用直壁形的刃口形式。具體的尺寸見附圖。3.3凸、凹模的選擇凸、凹模的結構大到分為整體式和鑲拼式的兩種，鑲拼式結構適合于大，中型和形狀復雜，局部容易損壞的整體凸模式或凹模，而此處所需的凸凹模形狀較簡單，所以選用整體式來加工凸凹模。為了滿足凸凹模的強度要求，應滿足凸凹模的最小壁厚即 （31） m最小壁厚值（mm）; t材料的厚度（mm）;則:而工件內孔邊緣與外邊緣相差，所以凸凹模強度滿足要求。具體的結構尺寸見附圖。4沖裁設備的選擇與驗算4.1沖裁設備的選擇壓力機的精度低，會造成模具壽命低，工件精度低等不良后果。壓力機的精度分子負荷狀態(tài)的靜精度和負荷狀態(tài)下的動精度兩種。對沖壓加工來說，實際需要的是動精度。平行度不好，彎曲加工時造成彎曲角的波動，拉深加工時造成壓邊力不均勻和凸、凹模間隙不均勻等后果。垂直度不好，需要長加工距離的彎曲拉深加工，在加工行程的各點造成凸、凹模中心錯移。綜合間隙過大會助長過沖現(xiàn)象發(fā)生，因此希望其為必要的最小限度。為安全起見，防止設備超載，可按公稱壓力的原則選取壓力機。由于該工件屬于小件，沖裁精度一般而且是大批量生產(chǎn)，在考慮壓力機是應以機械壓力機為主，而機械壓力機加工速度比液壓壓力機快的多，高的生產(chǎn)效率是其絕對的優(yōu)勢，所以確定在機械壓力機內選擇。而沖裁的行程又比較短，所以又以曲柄結構有利。參照附錄，可選取公稱壓力為的單曲柄壓力機，其技術參數(shù)為： 公稱壓力： 滑塊行程： 最大封閉高度：封閉高度調節(jié)量：滑塊中心線至床身距離：電動機功率：2.2KW最大傾斜角度：30工作臺尺寸：前后；左右 工作臺孔徑：前后：左右：直徑 模柄孔尺寸： 機床總質量： 4.2 沖裁功的驗算為了使壓力機的每次行程功不超過額定數(shù)值，從而保證壓力機飛輪的轉速及保證電動機不超載，必須進行沖裁功的驗算:分析工件的結構及要求可知，易采用平刃沖裁：即 （41） A平刃沖裁功 (Nm); P平刃沖裁時的總沖裁力 (N); t材料厚度 (mm); m系數(shù)，一般取值m=0.63則 即，壓力機符合要求。4.3壓力中心的確定對于對稱的工件，其壓力中心位于輪廓圖形的幾何中心。則，本工件的壓力中心就在其圓心的位置。4.4閉模高度的計算為了保證模具和壓力機相適應，沖模的閉合高度應介于壓力機的最大裝模高度和最小裝模高度之間，其關系式為42。 （42）式中 H沖模的閉模高度; 最大裝模高度; 最小裝模高度;則： 而 則，所選的壓力機符合要求。5其它零件的設計與選擇5.1彈性元件的計算5.1.1卸料橡膠的計算卸料裝置采用橡膠作為彈性元件。計算橡膠的自由高度為51。 （51）式中： 工作行程與模具修磨量或調整量之和。 則 取橡膠的裝配高度 取。橡膠的斷面面積，在模具裝配時，根據(jù)模具空間大小確定。5.1.2彈簧的設計計算推件塊用于沖壓件的上卸料，且兼作壓料板，是使工件保持平整的關鍵零件，故選擇彈簧時，其工作壓力應再加大一些。根據(jù)結構初選為1根彈簧，卸料力。按預壓力和模具結構的尺寸，由查表可選序號的彈簧，其負荷。檢驗是否滿足。其中，查表及負荷一行程曲線可得下列有關數(shù)據(jù)如下表6。表6 彈簧的數(shù)據(jù)比較彈簧序號H H1S1=H預總工作+預+修磨（=6mm）514030.19.99.222.2 525037.01316.529.5536044.215.814.527.5547051.218.817.530.5558058.221.82033569065.324.724.537.5故選取55號彈簧，外徑，鋼絲直徑，自由狀態(tài)下高度。則，彈簧裝配高度。5.2定位零件的設計定位零件分兩類：一類是在送料方向垂直方向的定位，即送進導向，另一類是要送料方向上定位用來控制送料進距。在本套模具中，導料裝置和擋料裝置均采用銷釘?shù)男问?，共三個，其中兩個作為導料銷壓裝在凸凹模的一側另外一個作為擋料銷壓裝在凸凹模上與送料方面一致的前方，其銷頭的高度為,即3mm。5.3卸料裝置的設計卸料板的型式較多，本套模具采用彈壓卸料板的形式，它的作用是除了把板料從凸凹模上卸下外， 還起到壓料的作用。卸料板與凸凹模的單邊間隙一般?。?.20.5）mm,厚度一般?。?15）mm。卸料板的厚度查表取：厚度。卸料板孔與凸模的單邊間隙查表取：;卸料板底面高出凸模底面的尺寸：這里取;卸料螺釘按標準件選取，卸料板的具體結構尺寸如下圖。圖3 卸料板的結構尺寸圖5.4推件裝置的設計推件裝置有鋼性推件裝置和彈性推件裝置兩種，在本套模具中采用彈性推件裝置。推件塊與凸模的配合不起導向作用，所以此處的單面間隙?。╰為材料厚度）具體結構尺寸如下圖4。圖4 推件塊的結構尺寸圖5.5凸凹模固定板的設計一般凸凹模固定板的厚度按取值,此處取45mm，具體結構尺寸如下圖5。 圖5 凸凹模固定板的結構尺寸圖5.6墊板選用墊板的功能主要是保護上模板，具體的結構尺寸如下圖6。圖6 墊板的結構尺寸圖5.7導柱導套的布置和選用本工件的生產(chǎn)是大批量，要求模具壽命長，因此采有導柱導套的標準件。由于沖件是一個對稱的圓形件，為了保證上下模有一個精確的位置關系，避免兩個裝錯時影響沖裁精度，兩個導柱選用不同的直徑，直徑相差一般為23mm。普通沖裁采用滑動導柱導套即可滿足沖裁要求。具體的導柱、導套的布置根據(jù)下面的比較表選用后側布置。表7 導柱、導套的布置比較布置形式特點適用場合后側布置導柱、導套受力不平衡，影響導向精度，但它各個方向敞開，送料操作方便，容易實現(xiàn)機械化，自動化對導向要求不太嚴格，且沖壓偏移國不在時，廣泛采用這種布置方式中間兩側布置受力平衡，但只能一個方向送料多用于彎曲模和拉深模對角布置受力平衡，使用時可兩個方向送料，操作方便一般用于中、小型的模具四角布置受力均勻，導向精度高，但結構復雜僅用于大型沖模或工件精度要求特別高的情況導柱、導套的配合間隙根據(jù)凸、凹模之間的精度確定，一般當工件材料厚度大于0.8mm時，導柱、導套按H7/h6配合，而導柱、導套與上、下模的配合為H7/r6。選擇導柱、導套長度時，應考慮模具閉合時導柱上端面與上模板上平面距離不小于105mm，而導柱下端和下模板下平面的距離不小于25mm，導套的上端面與上模板上平面的距離要大于3mm，用以排氣和出油?？蓞⒄障旅娴年P系圖，如下圖7。1上模板 2導套 3導柱 4下模圖7 導柱、導套裝模關系圖5.8模柄的選用本模具屬于小形沖模，采用壓入式標準核模柄，上模座與孔采用H7/m6的過渡配合，并加銷釘防轉。5.9模具主要零件的材料的選用模具中各零件的材料選取和要求可參照下表進行選用如下表8。表8 模具材料選用一覽零件名稱選用材料熱處理HRC上、下模座HT20-40導柱20滲碳6064導套20滲碳5862凸模78A/T10A5862凹模78A/T10A5862模柄A3擋料銷454248彈簧65Mn4348銷、螺釘、螺栓454348固定、墊板、確定A3/A5淬火6模架選擇及模具的動作過程該模具主要由上、下模座落料凹模、凸凹翻邊凹模、凸凹模固定板、卸料板、推件塊等零件構成。根據(jù)落料凹模的外形尺寸及橡膠尺寸，參照有關標準，可選擇I級精后側導柱模架上模座： HT300下模座： HT300導 柱： 20鋼導 套： 20鋼工作時，條料由卸料板上面送入，依靠導料銷和擋料銷來對條料進行正確的定位，上模下行卸料板與推件塊壓緊板料，然后凸凹模與落料完成落料工作，同時端部呈錐形的翻孔凸模進行沖穿孔。上模繼續(xù)下行，工件要推件塊的壓緊狀態(tài)下進行翻孔。當翻孔結束時，翻孔凸模與凸凹模進行擠切修邊。上?；厣龝r，由卸料板及推件塊完成卸料，擠切修邊廢料從凸凹?？卓趦嚷湎拢链苏麄€沖壓工序完畢。結束語這是一套復合沖裁模的設計，雖然結構簡單，但這是我對模具設計的第一次嘗試。在剛開始做這套模具的時候，不知道從何處下手，從各類資料的得到的答案也各不相同。這曾讓我不知該如何是好，但是要做好一套模具就必須要有一個好的開頭和好的設計思路，于是，我把各種方法做了一個比較，發(fā)現(xiàn)它們有一個共同的地方，那就是根據(jù)具體的工件要求制定具體的設計方案。這樣我明確了設計方法之后，首先把設計的思路定了下來，然后在根據(jù)這個思路一步一步的做下去。在具體做設計的過程中，又碰到了許多的問題，有許多都涉及到了新的知識，對于這些問題，有些通過請教老師得到解決，有些則是和同學討論后查資料得到解決的。通過這次沖裁模的設計，可以說是我畢業(yè)前參加工作的預練，也可以說是對我所學知識的一次大檢查，使我在做設計的過程中得到鍛煉，并且熟悉和掌握了模具設計的一般步驟和方法。同時也擴展了自己的知識面，及時的發(fā)現(xiàn)和填補自己知識的漏洞，讓我在以后參加工作時可以更快的融入其中，更好的做好自己的工作。總而言之，通過這次模具的設計，讓我增加知識的同時，也讓我感到了老師對我們的關心，同學之間的團結與友愛。在這里，我感謝老師對我們的認真指導，也感謝同學們的幫助！因水平有限，設計中必然有許多不足之處，還望老師批評指正。致 謝大學三年的學習生活很快就過去了，在外求學經(jīng)歷的坎坷使我慢慢成熟，對在過去的日子里曾給予過我鼓勵、幫助的人們我滿懷感激，時刻沒有忘記。所經(jīng)歷的一切將讓我倍加珍惜未來的生活。 一個月左右的時間我們的畢業(yè)設計作品終于完成了。此次畢業(yè)設計的順利完成,我要大力感謝我們的指導老師李秀副老師，他嚴謹細致治學態(tài)度、一絲不茍的工作作風、淵博的學術知識、和藹大度的學者風范一直是我工作、學習中的榜樣；他循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。我們對李老師耐心細致的講解、給我們提供相關的材料表示大力的感謝?？梢哉f,沒有李老師這位負責的指導老師,我們的畢業(yè)設計也不可能這樣順利的完成。 李老師不僅從一開始就非常關注我們的設計,而且在他很忙的情況下還幫我們指導,我們對此衷心的感謝!同時還要感謝三年當中對我進行教育的各位老師,沒有他們的培養(yǎng)也不可能有今天的我們順利完成。通過三年課程的認真學習，使我們在此基礎上利用所學東西順利進行并完成了設計。在此，對李老師以及三年當中對我進行教育的各位老師，表示我最真誠的尊敬和最誠摯的感謝。 在此，感謝我們的指導老師李秀副老師在百忙之中給予我們作品的悉心指點與幫助。感謝他為我們指點迷律、出謀劃策。同時，也感謝我們的這組的成員在這次設計中給予我的幫助！謝謝！并向本文所參考的文獻的作者們表示我最真誠的謝意。向在百忙之中評閱本方案并提出寶貴意見的各位評委老師表示最誠摯的謝意，同時向所有關心、幫助和支持我的老師和同學表示衷心的感謝，祝他們工作順利，萬事如意！由于本人的學識水平、時間和精力有限，文中肯定有許多不盡人意和不完善之處，我將在以后的工作、學習中不斷以思考和完善。最后向三年來教過我、幫助我的所有老師和關心我的同學表示我最真誠的謝意！ 張延濤 2006.12.5參考文獻1 第一機械工業(yè)部工人技術培訓教材編審組沖壓工藝學北京：科學普及出版社，19822 許發(fā)樾模具標準應用手冊北京：機械工業(yè)出版社，19843 黃毅宏模具制造工藝北京：機械工業(yè)出版社，19874 李天又沖模圖冊北京：機械工業(yè)出版社，19885 張鼎承沖模設計手冊北京：機械工業(yè)出版社，19886 萬勝戰(zhàn)沖壓工藝及模具設計北京：中國鐵道出版社，19957 肖景容沖壓工藝學北京：機械工業(yè)出版社，19928 李碩沖壓工藝學北京：機械工業(yè)出版社，19829 太田哲沖壓模具結構與設計圖解北京：國防工業(yè)出版社，198310 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