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上鉸鏈固定板模具設(shè)計
緒論
沖壓是使板料經(jīng)分離或成形而得到的加工方法。沖壓利用沖壓模具對板料進(jìn)行加工。常溫下進(jìn)行的板料沖壓加工稱為冷沖壓。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(yùn)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(jìn)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(kuò)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(xiàn)等方面受到一次綜合訓(xùn)練。
畢業(yè)設(shè)計要達(dá)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(yùn)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(jìn)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(dá)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。
4.提高和運(yùn)用與工程技術(shù)有關(guān)的人文科學(xué)，價值工程和技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合知識。
改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)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(dú)資和私營也得到了快速的發(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。
隨著我國經(jīng)濟(jì)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(jì)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(jìn)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(dá)450億左右，年均增長14%。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(diǎn)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(dá)十多家?？梢灶A(yù)見，我國經(jīng)濟(jì)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(dá)到全新的水平。我國模具制造業(yè)面臨著發(fā)展的機(jī)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(jī)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(jìn)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(dú)到的特點(diǎn)，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(jī)、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(jìn)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(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機(jī)械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的于模具設(shè)計這個實踐性非常強(qiáng)的設(shè)計課題，我們進(jìn)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(rèn)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(jìn)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(xì)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。
設(shè)計者：范報義
2007.5.11
一 冷沖壓在工業(yè)生產(chǎn)中的地位
模具是大批生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。
模具可保證沖壓產(chǎn)品的尺寸精度。使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，而在加工中不破壞產(chǎn)品表面。用模具生產(chǎn)零部件可以采用冶金廠大量生產(chǎn)的廉價的軋制剛板、剛帶為壞料，且在生產(chǎn)中不需加熱，具有生產(chǎn)效率高質(zhì)量好重量輕、成本低且節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點(diǎn)，是其它加工方法所不能比擬的。使用模具已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。現(xiàn)代制造工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展。
目前，工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用模具成形工藝方法，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率和質(zhì)量。一般壓力機(jī)加工，一臺普通壓力機(jī)設(shè)備每分鐘可生產(chǎn)零件幾件到幾十件，高速壓力機(jī)的生產(chǎn)率已達(dá)到每分鐘數(shù)百件甚至上千件。據(jù)不完全統(tǒng)計，飛機(jī)汽車拖拉機(jī)電機(jī)電器儀器儀表等產(chǎn)品，60%左右的零件是用模具加工出來的；而自行車手表洗衣機(jī)電冰箱及電風(fēng)扇等輕工產(chǎn)品，90%左右的零件是用模具加工出來的；至于日用五金，餐具等物品的大批量生產(chǎn)基本上完全靠模具來進(jìn)行。顯而易見，模具作為一種專用的工藝裝備，在生產(chǎn)中決定性作用和重要地位逐漸為人們所共識。
二 冷沖壓模具的歷史發(fā)展與現(xiàn)狀
模具的出現(xiàn)可以追溯到幾千年前的陶器燒制和青銅器鑄造，但其大規(guī)模應(yīng)用卻是隨著現(xiàn)代化工業(yè)的崛起而發(fā)展起來的。19世紀(jì)，隨著軍火工業(yè)，鐘表工業(yè)，無線電工業(yè)的發(fā)展，模具開始得到廣泛應(yīng)用。第二次時間大戰(zhàn)后，隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，它又成了大量生產(chǎn)家用電器，車，電子，儀器照相機(jī)，鐘表等零件的最佳方式。從世界范圍看，當(dāng)時美國的沖壓技術(shù)走在最前列。而瑞士的精沖，德國的冷擠壓技術(shù)，蘇聯(lián)對塑性加工的研究也處于世界先進(jìn)行列。20世紀(jì)50年代中期以前，模具設(shè)計多憑經(jīng)驗，參考已有圖紙和感性認(rèn)識。根據(jù)用戶的要求制作能滿足產(chǎn)品要求的模具，但對所設(shè)計模具零件的機(jī)械性能缺乏了解。從1955到1965年，人們通過對模具的主要零件的機(jī)械性能和受力狀況進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，對金屬塑性加工工藝及原理進(jìn)行深入探討，使得沖壓技術(shù)得到迅猛發(fā)展。在此期間歸納出的模具設(shè)計原則，使得壓力機(jī)械，沖壓材料，加工方法，模具結(jié)構(gòu)，模具材料，模具制造方法，自動化等領(lǐng)域面貌一新，并向?qū)嵱没姆较蛲七M(jìn)。進(jìn)入20世紀(jì)70年代，不斷涌現(xiàn)出各種高效率，高精度 高壽命 的多功能自動模具。其代表五十多個工位的級進(jìn)模和十幾個工位的多工位傳遞模，在此期間，日本以“模具加工精度進(jìn)入微米級”而走到了世界工業(yè)的最前列。叢20 世紀(jì)70年代中期至今，計算機(jī)逐漸進(jìn)入模具生產(chǎn)的設(shè)計，制造管理等各個領(lǐng)域；輔助進(jìn)行零件圖形輸入，毛坯展開，條料排樣，確定模座尺寸和標(biāo)準(zhǔn)，繪制裝配圖和零件圖，輸出NC程序（用語數(shù)控加工中心和線切割編程）等工作，使得模具設(shè)計，加工精度與復(fù)雜性不斷提高，模具制造周期不斷縮短。當(dāng)前國際上計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）和計算機(jī)輔助制造（CAM）發(fā)展趨勢是：繼續(xù)發(fā)展幾何圖形系統(tǒng)，以滿足復(fù)雜零件和模具的要求；在CAD和CAM的基礎(chǔ)上建立生產(chǎn)集成系統(tǒng)（CIMS）；開展塑性成型模擬技術(shù)（包括物理模擬和數(shù)學(xué)模擬）的研究，以提高工藝分析和模具CAD的理論水平和實用性；開發(fā)智能數(shù)據(jù)庫和分布試數(shù)據(jù)庫，發(fā)展專家系統(tǒng)和智能CAD等。
我國模具工業(yè)是19世紀(jì)末20世紀(jì)初隨著軍火和鐘表業(yè)引進(jìn)的壓力機(jī)發(fā)展起來的。從那時到20世紀(jì)50年代處，模具多用作坊式生產(chǎn)，單憑工人經(jīng)驗，用簡單的加工手段進(jìn)行制造。在以后的幾十年中，隨著國民經(jīng)濟(jì)的大規(guī)模發(fā)展，模具工業(yè)進(jìn)步很快。當(dāng)時我過大量引進(jìn)蘇聯(lián)的圖紙 設(shè)備和先進(jìn)經(jīng)驗，其水平不低于當(dāng)時工業(yè)發(fā)達(dá)的國家。此后直到20世紀(jì)70年代末，由于錯過了世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大浪潮，我國的模具業(yè)沒有跟上世界的發(fā)展步伐。20世紀(jì)80年代末，伴隨加點(diǎn) 輕工 汽車生產(chǎn)線模具的大量進(jìn)口和模具國際化的呼聲日益高漲，我國先后引進(jìn)了一批現(xiàn)代化的模具加工機(jī)床。在此基礎(chǔ)上，參照益友的進(jìn)口模具，我過成的復(fù)制了一批替代品，如汽車覆蓋件模具等。模具國際化雖然使我過的模具制造水平逐漸趕上國際先進(jìn)水平，但計算機(jī)應(yīng)用方面仍然存在很大差距。
我國模具CAD/CAM技術(shù)從20實際80年代起步，長期處于低水平重復(fù)開發(fā)階段，所用軟件多為進(jìn)口的圖形軟件，數(shù)據(jù)庫軟件，NC軟件等，自主開發(fā)的軟件缺乏通用性，商品化價值不高，對許多引進(jìn)的CAD/CAM系統(tǒng)缺乏二次開發(fā)，經(jīng)濟(jì)效益不顯著。針對上述情況，國家有關(guān)部門制定了相關(guān)政策和措施。在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列經(jīng)濟(jì)政策支持和引導(dǎo)下?！熬盼濉逼陂g外過模具工業(yè)發(fā)展迅速，模具行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有了較大改善，模具商業(yè)化水平提高了近10%，中高檔模具占模具總量的比例有了明顯提高，模具進(jìn)出口比例也逐步趨向合理。
我國模具工業(yè)起步晚，基礎(chǔ)差，就總量來看，大型、精密、復(fù)雜長壽命模具產(chǎn)需矛盾仍然十分突出。為了進(jìn)一步振興模具工業(yè)，國家有關(guān)部門進(jìn)一步部署：全面分析我國的模具工業(yè)的現(xiàn)狀和差距。提出發(fā)展思路和建議以及政策措施。相信在政府的大力支持下，通過本行業(yè)的相關(guān)企業(yè)以及廣大模具工作者的共同努力，我國模具工業(yè)水平必將大大提高，為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出更大貢獻(xiàn)。
第一章 落料彎曲沖孔復(fù)合模設(shè)計
1.1 原始資料
工件名稱：固定板
工件簡圖：如圖
材料：Q235
料厚：0.2mm
產(chǎn)量：大批量
1.2 設(shè)計內(nèi)容
（1）零件工藝性分析；
（2）模具主要設(shè)計計算；
（3）模具總體設(shè)計；
（4）模具主要零部件設(shè)計；
（5）模具裝配圖的確定及工作原理；
（6）工件成型出現(xiàn)的工藝質(zhì)量問題及解決措施
第2章 工件工藝性分析
2.1 工藝性
沖裁件的工藝性是指工件對沖壓加工工藝的適合性。良好的工藝性體現(xiàn)在材料消耗少，工序數(shù)目少，模具結(jié)構(gòu)簡單而壽命長，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作簡單等方面。
2.2 工件結(jié)構(gòu)工藝性分析
此工件有落料.沖孔.彎曲三道工序，材料為Q235，具有良好的沖壓性能，可以進(jìn)行沖壓。因為此工件需進(jìn)行彎曲，而彎曲模沒有固定的結(jié)構(gòu)形式，有可能設(shè)計簡單.也有可能設(shè)計復(fù)雜。這需工件的材料性能.形狀.精度要求和產(chǎn)量進(jìn)行綜合分析。此工件材料為Q235適合彎曲。又因此工件彎曲部分呈矩形，精度要求一般，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計相對簡單。斷面是矩形，確定工序只需一次彎曲。本工序只完成彎曲工藝。由于零件圖未注公差尺寸，屬于未注公差尺寸。在此精度取IT12-13級， 可滿足沖裁件的精度要求。
第3章 確定工藝方案
3.1 確定工藝方案的主要原則
概括起來主要有以下三點(diǎn):
（1）保證沖裁件的質(zhì)量
（2）經(jīng)濟(jì)性原則
（3）安全性原則
3.2 確定工藝方案
該工件包括落料、彎曲兩個基本工序，可有以下三種工藝方案：
方案一：落料---彎曲---沖孔 單工序模
方案二：落料---彎曲---沖孔 級進(jìn)模
方案三：落料---彎曲---沖孔 復(fù)合模
方案一 模具結(jié)構(gòu)比較簡單，但需兩道工序。模具成本高，生產(chǎn)率較低，很難滿足批量生產(chǎn)要求
方案二 只需一副模具，生產(chǎn)率較高。但由于工件長度較長，送料步距較遠(yuǎn)，超作不方便。
方案三 只需一副模具，生產(chǎn)率高，工件精度也能滿足要求。通過對上述三種方案比較分析，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳。
第4章 主要設(shè)計計算
4.1 排樣方式確定
沖裁件在條料、帶料和板料上的布置方法叫排樣。合理的排樣是提高材料利用率降低成本，保證沖件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。故排樣時應(yīng)考慮如下原則：
⑴提高材料利用率；
⑵合理排樣方法使操作方便，勞動強(qiáng)度低且安全；
⑶模具結(jié)構(gòu)簡單，壽命長；
⑷保證沖件質(zhì)量和沖件對板料纖維方向的要求。
條料排樣可分三種，有廢料排樣 、少廢料排樣、 無廢料排樣。由于工件形狀比較特殊，采用有廢料排樣中的直排。
采用直排排樣方案.如圖
圖2
4.2 計算最小搭邊值及零件毛坯面積
排樣中相鄰兩個零件之間的余料或零件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊值要合理確定，搭邊值過大，材料利用率雖高，但過小時搭邊的強(qiáng)度和剛度不夠，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖裁件毛刺，有時甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均，損壞模具刃口，因此確定搭邊值時應(yīng)考慮如下因素：
①材料的力學(xué)性能，軟材料，脆材料，搭邊值要大一些；硬材料，搭邊值可小一些；
②材料的厚度，材料越厚，搭邊值也越大；
③零件的形狀和尺寸，零件外形越復(fù)雜，圓角半徑越小，搭邊值越大；
④排樣的形式，對排的搭邊值大于直排的搭邊值；
⑤送料及擋料方式，用手工送料且有側(cè)壓裝置的搭邊值可小一些，用側(cè)刃定距比用擋料銷定距的搭邊值小一些；
⑥卸料方式，彈性卸料比剛性卸料的搭邊值要小一些
查表 2.5.2
最小搭邊值 ａ=2.5 ａ=2.8
確定料寬 B=49+2.8+2.8=54.6mm
因工件是彎曲件，所以
工件展開長度： L=ｌ+ｌ+ｌ +0.6t （如圖）
L=60+3+38.5+0.63
=103.3mm
圖3
沖壓件毛坯面積 A = 103.354.6 = 5640.18mm
步距 S =103.3
一個步距材料利用率 = A/BS100%=72.87%
A ------- 一個步距內(nèi)沖壓件的實際面積
B ------- 條料寬度
S ------- 步距
4.3 沖壓力計算
因該模具采用復(fù)合模
由公式：
F=KLt
=1.3（1002+492）3700
= 813540N
式中：
F -------沖壓力
L ------- 沖裁件周邊長度
t -------料厚
-------材料抗剪強(qiáng)度
K -------安全系數(shù) 取1.3
卸料力 F = KF =32541.6 N K----0.04
推件力 F = n K F =36609.3 N K----0.45 n取1
頂件力 v F = KF =40677N K----0.05
式中：K、 K、 K、-----卸料力、推件力、頂件力系數(shù)
n----同時卡在凹模內(nèi)的沖裁件數(shù)
沖壓工藝總力=沖裁力+卸料力+頂件力+推件力=923.38 KN
4.4 壓力中心計算
模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)的中心滑塊中心線重合。否則，沖壓時滑塊就會承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌與模具的導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會使合理的間隙得不著保證，從而影響制件的質(zhì)量和降低模具的壽命，甚至損壞模具。
計算其壓力中心的步驟如下：
〔1〕、按比例畫出凸模的工作部分剖面圖（見圖）
〔2〕、在任意距離處作x-x軸y-y軸
〔3〕、 分別計算出各線段和圓弧的重心到x-x軸的距離y1, y2, y3, y4和到y(tǒng)-y軸的距離x1, x2, x3, x4,
〔4〕、分別計算每一個凸模刃口輪廓的周長LLL……L （見簡圖）
計算數(shù)值看下表：
圖4
表-1壓力中心數(shù)值
基本要素長度L/mm
基本要素壓力中心的坐標(biāo)值
x
y
40
-20
24.5
24.5
-40
12.25
24.5
-40
-12.25
40
-20
-24.5
66.65
30
-14.5
24.5
60
12.25
60
30
24.5
合計280.5
0
22.25
4.5 彎曲力計算
F=0.7KBt/（r+t）=0.7*1.3*43*9*800/4.2=67080N
式中：
F ------彎曲力
B ------彎曲件寬度
t ------彎曲材料厚度
r ------彎曲件內(nèi)彎曲半徑
-------材料的抗拉強(qiáng)度
K ------安全系數(shù) 一般取1.3
4.6 校正時的彎曲力計算
F=A p=20*40+40*40*
=128360N
式中：
F------ 校正彎曲應(yīng)力
A ------- 校正部分投影面積
P ------- 單位面積校正力
4.7 彎曲中性層確定
根據(jù)中性層的定義，彎曲件的坯料長度應(yīng)等于中性層的展開長度。中性層位置以曲率半徑,表示通常用下面經(jīng)驗公式確定：
?。?r + xt = 1.2+0.24*3=1.92
式中：
r--------- 零件的內(nèi)彎曲半徑 取1.2
t --------- 材料厚度 取3
x -----------中性層位移系數(shù) 查表3.4.1 取0.24
4.8 回彈量計算
由于 r/t=1.2/3<(5～8) 所以彎曲半徑回彈值一般不大，實際生產(chǎn)中只考慮角度回彈，查表3—12 Q235 回彈角度為-1～130°取0°
4.9 工作零件刃口尺寸的計算
凸、凹模的刃口尺寸和公差直接影響沖裁件的尺寸精度。模具的合理間隙值也靠凸凹模刃口尺寸及公差來保證。因此正確確定凸凹模刃口尺寸和公差，是沖裁模設(shè)計中的一項重要工作。
計算凸?；虬寄３叽?，首先是根據(jù)凸?；虬寄Ｄp后輪廓變化情況，正確判斷出模具刃口各個尺寸在磨損過程中是變大變小還是不變這三種情況，然后分別按不同的公式計算。
a、凹模磨損后會增大的尺寸-------第一類尺寸A
第一類尺寸：Aj=(Amax-x△)0+0.25△
b、凹模磨損后會減小的尺寸-------第二類尺寸B
第二類尺寸：Bj=(Bmax+x△)0-0.25△
c、凹模磨損后會保持不變的尺寸 第三類尺寸C
第三類尺寸：Cj=(Cmin+0.5△)60.125△
由于凹模刃口在磨損后尺寸會變大，故采用a類尺寸
查表2.3.3 得間隙值 Z=0.460mm Z=0.640mm
查表2.4 凸凹模制造公差分別為 =0.025mm =0.035mm
校核 ：
Z— Z= 0.640 - 0.460= 0.180
+ = 0.025 + 0.035 = 0.060
滿足：
Z—Z+ 條料
4.9.1凹模刃口尺寸計算
因工件取IT12 到IT13級 ，磨損系數(shù)X取0.75對外輪廓落料，由于形狀復(fù)雜故采用配合加工法,其凸凹模刃口尺寸計算如下：
當(dāng)0.5時 x=0.5
當(dāng)0.5時 x=0.75
由DA=(Dmax–x△)
100A=(100 – 0.750.30) =99.77
49A=(49 – 0.750.6) =49.55
20A=(20 – 0.750.6) =19.55
9A = (9 – 0.750.6) =8.55
6A ＝（6－0.750.6）＝5.55
切料處相當(dāng)于落料，應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)。因此還應(yīng)換算到凸模基準(zhǔn)進(jìn)行配研。次處為雙面剪切，與凹模之間的間隙為一般沖裁模單邊間隙的2/3，因此 ，
Z= =0.153mm
Z==0.213mm
4.9.2 凸模刃口計算
查表，取δT=25
根據(jù)公式 D =（D-Z）
100=（100-0.46）=99.54
49=（49-0.46）=48.54
20=（20-0.46）=19.54
9=（9-0.46）=8.54
6=（6-0.46）=5.54
4.9.3 沖孔計算：
dT= (dmin+ x△)=(7-0.75*0.6)=7.45 mm
dA =( dT + Z)= (dmin+ x△+ Z)=(7.43+0.75*0.6+0.46)
=8.34 mm
4.9.4 孔心距:
孔心距屬于磨損后基本不變的尺寸.在同一工步中,在工件上沖出孔矩為L+△/2,當(dāng)兩個孔時,其凹模型孔中心矩Ld可以按照下式確定:
Ld= L+△/8
所以:L1=30+0.6/8=30+0.075=30.075 mm
L2=15+0.6/8=15.075 mm
L3=85+0.6/8=85.075 mm
第五章凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計
5.1凸模長度計算
凸模長度L 應(yīng)根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)確定，根據(jù)模具應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)取凸模長度為70mm
5.2凸模圓角半徑
當(dāng)工件的相對彎曲半徑r/t較小時，凸模圓角半徑rT取等于工件物彎曲半徑，但不應(yīng)小于最小彎曲半徑0.175，所以凸模半徑等于r=1.6
5.3凹模高度計算
根據(jù)公式：H=kb=0.399.77=24.94 mm
由于工件還得進(jìn)行一次彎曲，凹模與上模座,不需要用固定板,因此凹模高度根據(jù)設(shè)計需要取60 mm
式中：H----- 凹模厚度
k-----系數(shù) 查表2.9.5 取0.3
b-----凹模刃口的最大尺寸
5.4凹模最小壁厚確定
凹模壁厚 C=（1.5～2）H
≈80 mm
根據(jù)工件尺寸即可以估算出，模周界尺寸為260209mm
凹模材料：由于制件大批量生產(chǎn)，對凹模材料強(qiáng)度要求較高，因此選Cr12MoV鋼。
5.5橡皮的確定
橡皮的自由高度：
根據(jù)工件材料厚度為3mm，沖裁時凸模進(jìn)入凹模的深度取1mm，考慮模具維修時刃磨留量2mm，則總的工件行程，h工件=6mm，根據(jù)式（8-5），
橡皮的自由高度h自由= h工件/（0.25∽0.30）=20～24mm 取h自由=24mm
模具在組裝時，橡皮的預(yù)壓量為
H預(yù)=10%～15%h自由=2.4～3.6mm
H預(yù)=3mm
由此，可算出模具中安裝橡皮的空間高度尺寸為28mm。
第六章 模具總體設(shè)計
6.1基本結(jié)構(gòu)形式：
6.1.1正倒裝結(jié)構(gòu)
根據(jù)上述分析，本零件的沖制包含落料，彎曲等工序。而且已確定為采用復(fù)合模沖壓，因此選用正裝結(jié)構(gòu)。
6.1.2 送料方式：人工送料
6.1.3導(dǎo)向方式：由于本零件的聲產(chǎn)是大量生產(chǎn)采，為確保送料開敞性，選用后側(cè)導(dǎo)柱導(dǎo)套模架
6.1.4 卸料方式：本零件沖壓工序中含落料工序，所以有落料機(jī)構(gòu)，又因為零件沖壓中還有彎曲機(jī)構(gòu)，所以選用彈性卸料板。
6.2 基本尺寸
凹模板尺寸為280 240mm,其他模板尺寸取為凹模板平面尺寸一致。
墊板厚度 10 mm
凸模固定板厚度 30 mm
壓料板厚度 20 mm
凹模板厚度 70mm
模架
模架采用中等精度，中小尺寸沖壓件的后側(cè)導(dǎo)柱模架（GB2855.5-81），從右向左送料，操作比較方便。
上模座 L/mm B/mmH/mm= 280 240 45
下模座 L/mm B/mmH/mm= 280 240 50
導(dǎo)柱 d/mm L/mm =35210
導(dǎo)套 d/mm L/mm D /mm = 35 115 43
從結(jié)構(gòu)初算出模具的閉和高度：
H閉 = （45+10+70+50+60-1）= 234mm
6.4 模柄
選壓入式模柄 （GB2826.1-81）
6.5 定位裝置
采用擋料銷 （GB2870-81）材料為45鋼
6.6 導(dǎo)料裝置
采用導(dǎo)料銷 材料為45鋼
第七章 壓力機(jī)型號確定及校核
7.1 沖壓設(shè)備的選擇應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
⑴壓力機(jī)的噸位應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥跊_裁時的總力，即，式中—所選壓力機(jī)的噸位，—沖裁時的總力；
⑵根據(jù)模具結(jié)構(gòu)選擇壓力機(jī)類型和行程（沖程）次數(shù)，如復(fù)合模工作需從模具中間出件，最好選用可傾式壓力機(jī)。
⑶根據(jù)模具尺寸大小，安裝和進(jìn)出料等情況選擇壓力機(jī)臺面尺寸，如有推件時應(yīng)考慮臺面孔的大小使沖后有關(guān)零件能自由通過。
⑷選擇壓力機(jī)的閉合高度與模具是否匹配。
⑸模柄直徑，長度尺寸是否與壓力機(jī)滑塊模柄直徑、深度尺寸相當(dāng)。
⑹壓力機(jī)滑塊行程應(yīng)該是拉深深度的2∽2.5倍。
⑺壓力機(jī)的行程次數(shù)應(yīng)當(dāng)保證有最高的生產(chǎn)效率。
⑻壓力機(jī)應(yīng)該使用方便和安全。
為安全起見，防止設(shè)備的超載，可按公稱壓力的原則選取壓力機(jī)。由于沖壓力比彎曲力大的多， 因此 ，根據(jù)沖壓力來確定壓力機(jī)型號 查資料，選用開式雙柱可傾壓力機(jī) J23-63
該壓力機(jī)與模具設(shè)計的有關(guān)系數(shù)為：
型號J23-63
公稱壓力2000KN
滑塊行稱160mm
最大閉合高度450 mm
最大裝配高度280mm 80 250 mm
連桿調(diào)節(jié)度130mm工作臺尺寸710 1120 mm
墊板尺寸80 250 mm
模柄孔尺寸φ7080 mm ( 直徑深度)
最大傾角25
經(jīng)校核壓力機(jī)能滿足使用要求。
第八章 模具工件零件的加工工藝
8.1沖裁模凸、凹模的技術(shù)要求及加工特點(diǎn)
沖裁屬于分離工序，沖裁模凸、凹模帶有鋒利刃口，凸、凹模之間的間隙較小，其加工具有如下特點(diǎn)：
①凸、凹模材質(zhì)一般是工具鋼或合金工具鋼，熱處理后的硬度一般為58∽64HRC，凹模比凸模稍硬一些。
②凸、凹模精度主要根據(jù)沖裁件精度決定，一般尺寸精度在IT6∽IT9，工作表面粗糙度在Ra值為1.6∽0.4μm。
③凸、凹模工作端帶有鋒利刃口，刃口平直（斜刃除外），安裝固定部分要符合配合要求。
④凸、凹模裝配后應(yīng)保證均勻的最小合理間隙。
⑤凸模的加工主要是外形加工，凹模的加工主要是孔（系）加工。凹模型孔加工和臺階式凸模加工常用線切割方法。
8.2凸、凹模加工的工藝方案：
方案一：下料→鍛造→退火→毛坯外形加工（包括外形粗加工、精加工、基面磨削）→劃線→刃口輪廓粗加工→刃口輪廓精加工→螺孔、銷孔加工→淬火與回火→研磨或拋光；
方案二：下料→鍛造→退火→毛坯外形加工（包括外形粗加工、精加工、基面磨削）→劃線→刃口輪廓粗加工→螺孔、銷孔加工→淬火與回火→采用成形磨削進(jìn)行刃口輪廓精加工→研磨或拋光；
方案三：下料→鍛造→退火→毛坯外形加工→螺孔、銷孔、穿絲孔加工→淬火與回火→磨削加工上、下面及基準(zhǔn)面→線切割加工→鉗工修整；
具體分析：
方案一，鉗工工作量大，技術(shù)要求高，適用于形狀簡單，熱處理變形小的零件；
方案二，能消除熱處理變形對模具精度的影響，使凸、凹模的加工精度容易保證，可用于熱處理變形大的零件；
方案三，主要用于以線切割加工為主要工藝的凸、凹模加工，尤其適用形狀復(fù)雜，熱處理變形大的直通式凸模、凹模零件。
8.3 工件零件加工方案的確定
本副沖裁模具設(shè)計，模具零件加工的關(guān)鍵在工作零件。由于本副模具的工作零件形狀相對比較簡單，凸凹模，落料凹模熱處理變形大，故采用方案三；彎曲凸模和沖孔凸模形狀簡單，且熱處理變形小，故采用方案一。例如：表—2沖孔凸模II加工工藝過程、表—3凹模加工工藝過程。
模具典型零件機(jī)械加工工序卡
零件圖號
08
零件名稱
沖孔凸模II
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
設(shè)備
1
備料
將毛坯鍛成圓棒φ18mm×80mm
2
熱處理
退火
3
車削
按圖車全形，單邊留0.2mm精加工余量
車床
4
熱處理
按熱處理工藝，淬火、回火達(dá)到58∽62HRC
5
磨削
磨外圓，兩端面達(dá)到設(shè)計要求
磨床
6
鉗工精修
全面達(dá)到設(shè)計要求
7
檢驗
表—2沖孔凸模II加工工藝過程
模具典型零件機(jī)械加工工序卡
零件圖號
11
零件名稱
凹模
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
設(shè)備
1
備料
將毛坯鍛成長方體300mm×260mm×80mm
空氣錘
2
熱處理
退火
3
粗刨
刨六面達(dá)到284mm×244mm×74mm，互為直角
牛頭刨床
4
熱處理
調(diào)質(zhì)
5
磨平面
磨光六面，互為直角
磨床
6
鉗工劃線
劃出各孔位置線，型孔輪廓線
7
銑漏料孔
達(dá)到設(shè)計要求
銑床
8
加工螺釘孔、銷釘孔及穿絲孔
按位置加工螺釘孔、銷釘孔及穿絲孔
鉆床
9
熱處理
按熱處理工藝，淬火、回火達(dá)到60∽64HRC
10
磨平面
磨光上、下平面
磨床
11
線切割
按圖紙切割型孔達(dá)到尺寸要求
電火花線切割機(jī)床
12
鉗工精修
全面達(dá)到設(shè)計要求
13
檢驗
表—3凹模加工工藝過程
第九章 裝配
在裝配之前必須先研究圖樣，根據(jù)模具的技術(shù)要點(diǎn)和結(jié)構(gòu)要求，確定合理的裝配次序和裝配方法。此外，還應(yīng)檢查模具零件的加工質(zhì)量，如凸凹模刃口尺寸等，然后按照規(guī)定的技術(shù)要求進(jìn)行裝配。裝配的次序方法如下。
9.1主要組件的裝配與調(diào)試
9.1.1模柄的裝配
因為這副模具的模柄是從上模座的下邊向上壓入的，所以在安裝凸模固定板和墊板之前應(yīng)把模柄先裝好。
模柄與上模座的配合要求為，裝配時先在壓力機(jī)上將模柄壓入。再加工定位銷釘孔或螺釘孔。然后把模柄端面突出部分銼平或磨平。安裝好模柄后用角尺檢查模柄與上模座上平面的垂直度。
9.1.2凸模裝配
凸模與固定板之間的配合要求為，裝配時先再壓力機(jī)上將凸模壓入固定板內(nèi)，檢查凸模的垂直度，然后將固定板的上平面與凸模尾部一起磨平。為了保持凸模刃口鋒利，還應(yīng)將凸模端面磨平
9.1.3 彈壓卸料板的裝配
彈壓卸料板起壓料和卸料作用。裝配時，應(yīng)保證它與凸模之間具有適當(dāng)?shù)拈g隙，其裝配方法是，將彈壓卸料板套在已裝入固定板的凸模內(nèi)，在固定板與卸料板之間，墊上平行墊板，并用平行夾板將它們夾緊，然后，按照卸料板上的螺孔在固定板上投窩，拆開后鉆固定板上的螺釘孔。
9.2總裝配
模具的主要組件裝配完畢后，開始進(jìn)行總裝配。為了使凸模凹模易于對中，總裝配時必須考慮上下模的裝配順序，否則可能出現(xiàn)無法裝配的情況。上下模的裝配順序與模具結(jié)構(gòu)有關(guān)，通常是看上下模中哪個位置所受的限制大就先裝。用另一個去調(diào)整位置，根據(jù)這個道理，一般沖裁模的上下模裝配次序按下面的原則來選擇。
9.2.1 無導(dǎo)柱模具裝配
對于無導(dǎo)柱模具，凸凹模間隙是在模具安裝導(dǎo)機(jī)床上進(jìn)行調(diào)整的，上下模的裝配次序沒有嚴(yán)格要求，可以分別進(jìn)行裝配。
9.2.2 導(dǎo)柱模裝配
對于凹模裝在下模上的導(dǎo)柱模一般先裝下模。
對于導(dǎo)柱復(fù)合模一般先裝上模，然后找正下模的位置，這樣可以保證上模中的卸料裝置于與模柄中心對正，否則將會出現(xiàn)無法裝配的困難。
9.2.3裝配步驟
如圖所示 凸凹模裝在下模座上，為了便于操作，一般先裝下模。裝配步驟如下：
a.把卸料板16放在凸凹模18上，然后把凸凹模裝在下模座20上。
b.找正凸凹模位置后，先在下模座上投窩，加工螺紋孔；然后加工銷釘孔。裝入銷釘，擰緊螺釘。
c.把已裝入固定板7的凸模10、11插入凹模內(nèi)，固定板與凹模之間墊上適當(dāng)高度的平行墊鐵，再把上模座4放在固定板上，將上模座和固定板夾緊，并再上模座上投卸料孔窩和緊固螺釘過孔窩。拆開后鉆孔。然后放入墊板，擰上緊固螺釘。
d. 調(diào)整凸凹模間隙
調(diào)整間隙可用透光法，即將模具翻過來，把模柄夾再虎鉗上，用手燈照射，從下模座的漏料孔中觀察間隙大小和是否均勻。
調(diào)整間隙也可以用切紙法進(jìn)行，即以紙當(dāng)作零件，用手錘敲擊模柄，再紙上切出沖件的形狀來。根據(jù)紙樣有無毛刺和毛刺是否均勻，可以判斷間隙大小和均勻性。如果紙樣上輪廓沒有毛刺或毛刺均勻，說明間隙是均勻的。如果局部有毛刺說明間隙部均勻。調(diào)整間隙時用手錘輕輕敲擊固定板的側(cè)面，使凸模位置改變，以得到均勻間隙。
e.調(diào)整間隙后加工銷釘孔，裝入銷釘。
f.將彈壓卸料板11裝在凸凹模上，并檢查它是否能靈活得移動。
g.安裝其它零件。
h.試沖與調(diào)整
i.打標(biāo)記交付生產(chǎn)使用。
總結(jié)
本課程設(shè)計是我們進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計與制造專業(yè)課程后進(jìn)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)，也是一次理論與實踐的訓(xùn)練。它在我們學(xué)習(xí)中占有很重要的地位。
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(jìn)一步的的認(rèn)識。特別是原來所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機(jī)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(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識運(yùn)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(fèi)材料，保證工件的經(jīng)濟(jì)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(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊等重要設(shè)計的問題進(jìn)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(yùn)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(bǔ)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)計原則是依據(jù)制定的沖壓工藝規(guī)程，在認(rèn)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)備想適應(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(biāo)準(zhǔn)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(rèn)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(rèn)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)計過程中得到了原紅玲、翟德梅、楊占堯、于智宏、等幾位指導(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(jìn)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(fù)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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29