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河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書
目 錄
1.序論………………………………………………………………………3
1.1.國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) …………………………………………3
1.1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀………………………………………………………3
1.1.2國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)…………………………………………………4
1.2.國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) …………………………………………5
2．沖壓件的工藝分析 ……………………………………………………9
2.1.沖壓件工藝分析 ………………………………………………………9
2.2.沖裁件的工藝計(jì)算……………………………………………………10
2.2.1.工藝方案的確定……………………………………………………10
2.2.2.必要的工藝計(jì)算……………………………………………………10
（1）排樣設(shè)計(jì) ……………………………………………………………10
（2）計(jì)算凸凹模刃口尺寸 ………………………………………………12
（3）沖壓力的計(jì)算 ………………………………………………………14
（4）壓力中心的計(jì)算 ……………………………………………………14
3.模具的總體設(shè)計(jì)…………………………………………………………16
4.模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………17
（1）凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) …………………………………17
（2）卸料裝置的設(shè)計(jì) ……………………………………………………19
1）推件裝置的選取……………………………………………………19
2）頂件裝置的設(shè)計(jì)……………………………………………………20
（3）模架的設(shè)計(jì) …………………………………………………………20
5.沖壓設(shè)備的選擇…………………………………………………………22
6.模具零件的加工工藝……………………………………………………23
7.模具總裝…………………………………………………………………24
結(jié)束語(yǔ)………………………………………………………………………26
致謝…………………………………………………………………………28
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………29
1 緒 論
近幾年來(lái)，我國(guó)模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具設(shè)計(jì)與制造水平有了較大提高，大型、精密、復(fù)雜高效和長(zhǎng)壽命模具的需求量大幅度增加，模具質(zhì)量、模具壽命明顯提高，模具交貨期較前縮短，模具CAD/CAM技術(shù)也得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。
1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
1.1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀
沖壓技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空、汽車、電機(jī)、家電和通信等行業(yè)零部件的成形。由于沖壓工藝具有生產(chǎn)率高，能成形復(fù)雜零件，適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在某些領(lǐng)域已經(jīng)取代機(jī)械加工，并正逐步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。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。
經(jīng)調(diào)查，全國(guó)模具行業(yè)從業(yè)人員的崗位分布情況大致如下：從事模具設(shè)計(jì)，模具工藝過(guò)程實(shí)施，產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)和監(jiān)督工作的人員占總數(shù)的42%；其次是具體生產(chǎn)設(shè)備的操作，模具的制造、調(diào)試和維修，從事這類工作的是智能型操作人員，占總數(shù)的26%；三是從事生產(chǎn)組織，技術(shù)指導(dǎo)和技術(shù)管理工作的人員，占總數(shù)的14%；四是從事模具營(yíng)銷工作和售后技術(shù)服務(wù)的人員，占總數(shù)的9%；五是個(gè)體、行政管理人員，占總數(shù)的9%。
從20世紀(jì)80年代初開始，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)，已從機(jī)床工業(yè)中分離出來(lái)，并發(fā)展成為一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)部門，而且其產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來(lái)，中國(guó)的模具工業(yè)發(fā)展十分迅速；近年來(lái)，一直以每年15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。目前，中國(guó)約有17000多個(gè)模具制造廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)60多萬(wàn)；2001年中國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)320億元人民幣，中國(guó)模具工業(yè)的技術(shù)水平取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)模具工業(yè)提出了越來(lái)越多且越來(lái)越高的要求巨大的市場(chǎng)需求推動(dòng)著中國(guó)模具工業(yè)更快地發(fā)展。2001年中國(guó)大陸制造業(yè)對(duì)模具的市場(chǎng)需求量約為430億元人民幣；今后幾年仍將以每年10%以上的速度增長(zhǎng)。對(duì)于大型、精密、復(fù)雜高效和長(zhǎng)壽命模具需求的增長(zhǎng)將遠(yuǎn)超過(guò)每年10%的增幅。
雖然說(shuō)我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國(guó)尚存在以下幾方面的不足:
第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。“三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來(lái)發(fā)展較快，國(guó)企改革也在進(jìn)行之中，但總體來(lái)看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再加上國(guó)內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。
第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬(wàn)美元，國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是15～20萬(wàn)美元，有的高達(dá)25～30萬(wàn)美元，與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過(guò)去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。
? 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來(lái)看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問(wèn)題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低，帶來(lái)中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過(guò)高等問(wèn)題。
第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差。由于長(zhǎng)期以來(lái)受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國(guó)內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國(guó)際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，對(duì)模具制造周期影響尤甚。
第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比，無(wú)論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。
1.1.2 國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)
巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)的模具工業(yè)和技術(shù)在過(guò)去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來(lái)的十年，中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面:
1） 模具日趨大型化；
2） 在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)；
3） 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；
4） 在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)；
5） 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；
6） 發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)；
7） 模具的精度將越來(lái)越高；
8） 模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化；
9） 研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程；
10）開發(fā)新的成形工藝和模具。
1.2 國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無(wú)法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并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。近幾年，全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為600～650億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。
國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到50%以上；國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪問(wèn)時(shí)，從德國(guó)工、模具行業(yè)組織--德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國(guó)有模具企業(yè)約5000家。2003年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中（VDMA）會(huì)員模具企業(yè)有90家，這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國(guó)模具產(chǎn)值的90%，可見其規(guī)模效益。
隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬(wàn)美元左右，而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多15～20萬(wàn)美元，有的達(dá)到 25～30萬(wàn)美元。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上，而我國(guó)才達(dá)到45％。
沖壓技術(shù)的發(fā)展主要反映在以下5個(gè)方面：
（1）模具的計(jì)算機(jī)輔助能力設(shè)計(jì)和輔助制造技術(shù)
采用該技術(shù)，模具設(shè)計(jì)和制造效率一般可提高2-3倍，模具生產(chǎn)周期可縮短1/2-1/3。目前，已達(dá)到CAD/CAM一體化，模具圖紙只是作為檢驗(yàn)?zāi)＞咧谩?
（2）工藝分析中的板料成形模擬仿真技術(shù) （沖壓CAE）
（3）快速模具制造技術(shù)的發(fā)展
將快速成形（RPM）技術(shù)與各種常規(guī)的鑄造、粉末燒結(jié)工藝相結(jié)合而發(fā)展起來(lái)的快速模具制造技術(shù)以及低熔點(diǎn)合金模具，樹脂模具都可用于冷沖壓成形。
（4）采用沖壓新工藝
精密沖裁、液壓成形、沖壓焊接復(fù)合工藝等特種沖壓工藝的采用，使沖壓工藝的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，沖壓制件的質(zhì)量和效率大大提高，從而使生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低。
（5）冷沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化
為了滿足大批量生產(chǎn)的需要，沖壓設(shè)備已由單工位的低速壓力機(jī)發(fā)展到多工位的高速壓力機(jī)；在高速壓力機(jī)上采用多工位的級(jí)進(jìn)模進(jìn)行沖壓加工，使冷沖壓生產(chǎn)達(dá)到高度自動(dòng)化；汽車覆蓋件可采用自動(dòng)送料、自動(dòng)取件、自動(dòng)傳送的流水線生產(chǎn)。
大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。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(jì)劃中所要求的理論課程。在畢業(yè)前夕，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，進(jìn)行已學(xué)知識(shí)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(shí)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)其目的在于鞏固所學(xué)知識(shí)，熟悉有關(guān)資料，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)實(shí)際工作能力。通過(guò)設(shè)計(jì)，使我在工藝性分析、工藝方案論證、工藝計(jì)算、零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、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(jì)要達(dá)到的具體要求是：
1.系統(tǒng)總結(jié)，鞏固過(guò)去所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)課知識(shí)。
2.運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決模具技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的實(shí)際工程問(wèn)題，以此進(jìn)行綜合知識(shí)的訓(xùn)練。
3.通過(guò)某項(xiàng)具體工程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究，達(dá)到多種綜合能力的培養(yǎng)，掌握設(shè)計(jì)和科研的基本過(guò)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(jià)值工程和技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合知識(shí)。
我做的是冷沖壓模具設(shè)計(jì)，冷沖壓是利用安裝在壓力機(jī)上的沖模對(duì)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?yàn)樗ǔＪ窃谑覝叵逻M(jìn)行加工，所以稱為冷沖壓。
在大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)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(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過(guò)在新飛電器有限公司、洛陽(yáng)中國(guó)一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于模具特別是沖壓模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過(guò)程方面的知識(shí)，而對(duì)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(shí)在現(xiàn)場(chǎng)查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實(shí)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(cè)和書籍，設(shè)計(jì)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(jì)。
在設(shè)計(jì)的過(guò)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(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于我的水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)疏漏和不妥之處，敬請(qǐng)各位老師指正。
設(shè)計(jì)者：陳艷麗
2009.04.01
2 沖壓件的工藝分析
制件圖
原始資料：如上圖所示
生產(chǎn)批量：大批量
材 料： H62
厚 度： 0.2mm
2.1沖壓件工藝分析
該零件形狀簡(jiǎn)單、對(duì)稱，是有圓弧和直線組成的。沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為IT11-IT14，孔中心與邊緣距離尺寸公差為0.5㎜。將以上精度與零件的精度要求相比較，可認(rèn)為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證，其他尺寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等情況。也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用沖壓方式進(jìn)行加工。
2 .2 沖裁件的工藝計(jì)算
沖裁件的工藝計(jì)算是沖裁工藝設(shè)計(jì)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，本制件的工藝計(jì)算屬于簡(jiǎn)單的。其主要的內(nèi)容包括排樣設(shè)計(jì)、計(jì)算凸凹模刃口尺寸、沖壓力的計(jì)算、壓力中心的計(jì)算等。
2.2.1 工藝方案的確定
該零件所需的沖壓工序?yàn)槁淞虾蜎_孔，可擬定出以下三種方案：
方案一：用簡(jiǎn)單模分兩次加工，即落料-沖孔。
方案二:沖孔、落料復(fù)合模。
方案三：沖孔、落料級(jí)進(jìn)模。
采用方案一，生產(chǎn)率低，工件的累計(jì)誤差大，操作不方便，由于該工件為大批量生產(chǎn)，方案二和方案三更具有優(yōu)越性。
該零件㎜的孔與外邊緣之間的最小距離為14㎜，大于此零件要求的最小壁厚，可以采用沖孔、落料級(jí)進(jìn)模。復(fù)合模模具的形狀精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率也高，盡管模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，模具制造并不困難。級(jí)進(jìn)模雖生產(chǎn)率也高，但零件的沖裁精度稍差，欲保證沖壓件的形狀精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷，故模具制造、安裝較符合模具復(fù)雜。通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較，該零件的沖壓生產(chǎn)采用方案二的復(fù)合模為佳。
2.2.2 必要的工藝計(jì)算
（1）排樣設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)復(fù)合模時(shí)首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。該零件具有梯形的特點(diǎn)，直排列時(shí)材料的利用率較低，采用直対排的排樣方案可以提高材料的利用率，減少?gòu)U料。如圖所示：
排樣圖
查表2.9取得搭邊值為3mm和2.8mm。
條料寬度的計(jì)算：
B=(95+2×3+2.8+44) mm=147.8mm
步距：S=(60+2.8) mm=62.8mm
材料利用率的計(jì)算：
根據(jù)一般的市場(chǎng)供應(yīng)情況，原材料選用500 mm×1500mm×0.2 mm的冷軋薄鋼板。
每塊可剪150mm ×500 mm規(guī)格條料10條，材料剪切利用率達(dá)99.5%。
計(jì)算沖壓件毛坯的面積：
A=[60×44+（60+26）×38+×12×12]mm=61733.33mm
一個(gè)步距的材料利用率
=
=6173.33/(147.8×62.8)=66.51
式中 A—一個(gè)沖裁件的面積，mm2；
B—條料寬度，mm；
s—進(jìn)距，mm。
(2)計(jì)算凸凹模刃口尺寸
1）沖孔mm、R4mm與2mm凸凹模刃口尺寸的計(jì)算。
查表2.3得間隙值Z=0.01mm Z=0.014mm
查表2.5得凸凹模制造公差： mm mm
Z- Z=0.004mm
而 ﹥Z-Z
因此采用配作法制造模具。
mm是沖孔件因此以凸模為基準(zhǔn)來(lái)配作凹模
查表2.6得IT14級(jí)時(shí)磨損系數(shù) X=0.5mm。
當(dāng)以凸模為基準(zhǔn)時(shí)，凸模磨損后部分尺寸變小，因此均屬于B類尺寸。
工件圖中未標(biāo)注公差的尺寸，均按IT14級(jí)來(lái)計(jì)算，查相關(guān)文獻(xiàn)得出其極限偏差 R4 2
B=（B+
=（×0.62）mm
4=（4+0.5×0.3）mm=4.15mm
2=（2+0.5×0.25）mm=2.125mm
凹模刃口尺寸按凸模刃口配作，保證雙面間隙在0.01mm-0.014mm之間。
2）沖模㎜凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算。
查表2.3得間隙值Z=0.014mm Z=0.01mm
查表2.5得凸凹模制造公差mm mm
Z-Z=0.04mm
而 mm
≤Z-Z
因此采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸、凹模。
查表2.6〔1〕得IT14級(jí)時(shí)磨損系數(shù)X=0.5，有相關(guān)文獻(xiàn)得出極限偏差mm。
dmm=9.18mm
dmm=9.19mm
3)外形落料凸凹模刃口尺寸的計(jì)算。
對(duì)外形輪廓的落料，由于外形較復(fù)雜，故采用配合加工法，這種方法有利于獲得最小的合理間隙，放寬對(duì)模具的加工設(shè)備的精度要求，其凸、凹模刃口部分尺寸計(jì)算如下：
當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)件時(shí)，凹模磨損后，刃口部分都增大，因此均屬于A類尺寸。
工件圖中未標(biāo)注公差的尺寸，查相關(guān)文獻(xiàn)得出其極限偏差：95mm 60mm R30mm R13mm R10mm。
查表2.6得IT14級(jí)時(shí)磨損系數(shù)X=0.5。
A
95mm
60mm
R30mm
R13mm
R10=（10-0.5×0.36）mm
落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是94.465mm、59.63mm、29.74mm、12.785mm，不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)有條件中注明；凸模實(shí)際刃口尺寸與落料凹模配制，保證雙面合理間隙值在0.01mm-0.014mm。
（3）沖壓力的計(jì)算
落料力 FN=52.380KN
沖孔力 FN=2.5434KN
沖孔力 FtN=14.49KN
沖孔時(shí)的推件力 F
取直筒形刃口的凹模刃口形式，由表2.21查得，h=4mm，則n=h/t=4/0.2=20個(gè)。
查表2.7得 k
FKN=2.5434KN
FKN=14.49KN
落料時(shí)的卸料力 F
查表2.7得 K
故 FKN=3.1428KN
總沖壓力為：
F
=(52.38+2.5434+14.49+2.5434+14.49+3.1428)KN
=89.5896KN
為了保證沖壓力足夠，一般沖裁時(shí)壓力機(jī)噸位應(yīng)比計(jì)算的沖壓力打30左右，即
F=1.3×F=1.3×89.5896KN=116.46648KN
(4)壓力中心的計(jì)算
用解析法求模具的壓力中心的坐標(biāo)。按比例畫出工件尺寸，選用坐標(biāo)軸XOY，如圖所示。
壓力中心圖
因工件左右對(duì)稱，即X。故只需計(jì)算Y。將工件沖裁周邊分成L、L、L、L、L、L、L、L、L、基本線段，求出各線段長(zhǎng)度的中心位置：
L=60mm Ymm L=88mm Y=22mm
L=41mm Y=63mm L=40.82mm Y=90.28mm
L=28.26mm Y=75mm L=144.44mm Y=46mm
L=4mm Y=20mm L=12.56mm Y=20mm
L=28.26mm Y=10mm =28.26mm Y=10mm
Y=
=36.95mm
3、模具的總體設(shè)計(jì)
1）正倒裝結(jié)構(gòu)：根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個(gè)工序，因?yàn)闆_制的材質(zhì)較軟、板料較薄，所以采用正裝結(jié)構(gòu)，即沖孔凹模和落料凹模都安排在下模，模內(nèi)不會(huì)積聚工件或廢料，有利于減小凸凹模的最小壁厚。
2）送料方式：因是大批量生產(chǎn)，采用手動(dòng)送料方式，從左往右送料。
3）定位裝置：因該制件采用的是正裝復(fù)合模，因此采用導(dǎo)料銷使條料沿著導(dǎo)料銷從左向右送進(jìn)，采用擋料銷控制其送料步距。
4）卸料方式：本模具采用正裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料由上模部分的剛性卸料裝置卸出模外;條料搭邊由上模部分的彈性卸料裝置卸出模外；工件由下模部分的彈性頂出裝置頂出。
5）為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于該零件尺寸較小，且精度要求不高，所以宜采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。
4.模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
包括以下幾個(gè)方面：
1）落料凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在落料凹模內(nèi)部，由于要設(shè)置推件塊，所以凹模刃口應(yīng)采用直筒形刃口，并查表2.21，取得刃口高度h=4 mm。該凹模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，宜采用整體式。
查表2.22，得k=0.2
即 凹模高度H=kb=0.2×95 mm =19 mm
凹模壁厚C=1.5H=1.5×19 mm =28.5 mm
凹模的外形尺寸的確定：凹模外形長(zhǎng)度L=(95+2×28.5) mm =152 mm
凹模外形寬度B=(60+2×28.5) mm =117 mm
凹模整體尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，取為160 mm×125 mm×28 mm。
落料凹模
2）沖孔和尺寸8 mm凸模設(shè)計(jì)
為了使凸模加工方便，凸模應(yīng)做成等斷面的非圓形凸模。凸模固定板厚度取18 mm，凸模長(zhǎng)度根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要來(lái)確定。
L=h+h=(16+19+8) mm =43 mm （取45 mm）
由于此凸模直徑較大，且長(zhǎng)度較短，剛度和強(qiáng)度足夠，所以無(wú)需對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模刃口1mm。
凸模
3）沖孔 mm凸模設(shè)計(jì)
為了增加凸模的強(qiáng)度與剛度，凸模非工作部分直徑應(yīng)制成逐漸增大的多級(jí)形式，選凸模長(zhǎng)度為52 mm。
凸模
4）凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本模具為復(fù)合沖裁模，除了沖孔凸模和落料凹模外，還有一個(gè)凸凹模。根據(jù)整體模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要，凸凹模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖所示。確定凸凹模安排在模架上的位置時(shí)，要根據(jù)計(jì)算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。
凸凹模的結(jié)構(gòu)
校核凸凹模的強(qiáng)度：取凸凹模的最小壁厚為1 mm，而實(shí)際最小壁厚為5.5 mm，故符合強(qiáng)度要求。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制，并保證雙面間隙為0.01 mm -0.014 mm。凸凹模上孔中心與邊緣距離尺寸5.5 mm的公差定位（5.5±0.75）mm。
（2）卸料裝置的設(shè)計(jì)
1）推件裝置的選取
因橡皮允許承受的負(fù)荷較大，且安裝調(diào)試方便，所以選用橡皮。
根據(jù)模架的基本尺寸和沖孔凸模的基本尺寸，選取橡皮的基本尺寸為：160 mm×125 mm×18 mm。
2）頂件裝置的設(shè)計(jì)
選聚氨酯為彈性體，從相關(guān)資料中選取彈性體的規(guī)格為：
D×H=45 mm×20 mm
托板的尺寸應(yīng)與彈性體的尺寸相匹配，因此取托板的尺寸為：
L×B×H=55 mm×55 mm×6 mm
螺柱尺寸為：12 mm×48 mm
（3）模架的設(shè)計(jì)
為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于該零件尺寸較小，且精度要求不高，所以宜采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。
模架的規(guī)格選用如下：
上模座：160 mm×125 mm×35 mm
下模座：160 mm×125 mm×40 mm
導(dǎo) 柱：B25h5 mm×150 mm
導(dǎo) 套：B25H6 mm×85 mm×33 mm
模 柄： mm×110 mm
墊 板：160 mm×125 mm×6 mm
卸料板：160 mm×125 mm×14 mm
凸模固定板：160㎜×125㎜×16㎜
模具的閉合高度：
h+h
=(35+6+6++16+16+28+0.2+14+40+18+8) mm
=187 mm
模架圖
5.沖壓設(shè)備的選擇
選擇型號(hào)為J23-16B的開式雙柱可傾壓力機(jī)能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下：
公稱壓力：160KN
滑塊行程：70 mm
最大閉模高度：220 mm
最大裝模高度：160 mm
連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度：60 mm
工作臺(tái)尺寸（前后×左右）：110 mm×210 mm
墊板尺寸（厚度×孔徑）：60 mm×150 mm
模柄孔尺寸： mm×60 mm
最大傾斜角度：35°
6.模具零件的加工工藝
本副模具模，模具零件加工的關(guān)鍵在工作零件、固定板以及卸料板，若采用線切割加工技術(shù)，這些零件的加工就變得相對(duì)簡(jiǎn)單。
凹模、固定板以及卸料板都屬于板類零件，其加工工藝比較規(guī)范。其具體加工過(guò)程是：凹模，導(dǎo)料板等零件均是需要淬硬的零件，凹模淬硬以前，在模架的上模板上進(jìn)行裝配，在凹模板上劃出各個(gè)孔的圓孔的線，并根據(jù)劃出壓力中心線，使壓力中心線與下模座中心線對(duì)正、鉆、攻螺孔，將下模座、凹模、導(dǎo)尺進(jìn)行校配，校正導(dǎo)尺間距后，鉆、鉸銷釘孔，將三板固定，鉆孔并安裝擋料銷，安裝承料板。然后，將下模全部拆開，將凸凹模熱處理淬硬（在淬硬以前要加工出傳絲孔）后，進(jìn)行線切割加工，用平面磨床磨平后重新裝配。
固定在上模座的上模部分，各凸模和凸模固定板都應(yīng)淬硬，裝配前將凸模淬硬，并完成全部加工，墊板裝配前不淬硬。
7 模具總裝圖
沖裁模具圖如下圖所示：
模具裝配圖
模具上模部分主要由上模座、上墊板、凸凹模、凸模固定板、卸料板、凹模等組成。卸料方式采用彈性卸料，以橡膠為彈性組件。下模部分由下模座、凹模、墊塊、下墊板、凸模固定板、推件塊等組成。
工作過(guò)程：導(dǎo)料銷和擋料銷控制條料的送進(jìn)方向和步距。上模下行，進(jìn)行沖裁，導(dǎo)柱、導(dǎo)套對(duì)上、下模的運(yùn)動(dòng)起到可靠的導(dǎo)向。沖裁過(guò)程中，彈性卸料板對(duì)板料起著壓平作用，沖裁出的工件精度高。沖裁完畢，上?；爻?，上模部分的彈性卸料裝置將卡在凸凹模外的條料廢料卸下，沖孔廢料由上模部分的剛性推件裝置卸出模外，工件由下模部分的彈性卸料裝置頂出。
特點(diǎn)：每沖裁一次，頂出一次，模內(nèi)不積聚工件，不易將凸凹模漲裂，但沖孔廢料在下模面上，清除廢料麻煩，彈性卸料板上需開設(shè)擋料銷、導(dǎo)料銷的讓位孔。
結(jié)束語(yǔ)
本畢業(yè)設(shè)計(jì)是我進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的，它是對(duì)我們?nèi)陙?lái)所學(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(shí)踐的訓(xùn)練。它可以說(shuō)又是一次對(duì)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)的深入和系統(tǒng)掌握。
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我從系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了所學(xué)專業(yè)知識(shí)，同時(shí)也鞏固了先前學(xué)到的知識(shí)，同時(shí)感觸最深刻的是：所學(xué)知識(shí)只有在應(yīng)用中才能更深刻理解和長(zhǎng)時(shí)間記憶。對(duì)一些原來(lái)一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識(shí)。特別是原來(lái)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(cè)量、冷沖模具設(shè)計(jì)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(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。同時(shí)還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮的問(wèn)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(jì)的過(guò)程中通過(guò)沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)、模具制造簡(jiǎn)明手冊(cè)、模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)等對(duì)所要設(shè)計(jì)的問(wèn)題進(jìn)行查詢，通過(guò)更多的途徑去了解我要做的設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)更具合理性。也使我學(xué)會(huì)了設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)資料的查詢和運(yùn)用。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我更加深入地學(xué)習(xí)了冷沖壓技術(shù)工作設(shè)計(jì)的內(nèi)容。冷沖壓技術(shù)工作設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括冷沖壓工藝設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)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(jì)是針對(duì)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(duì)產(chǎn)品零件圖的沖壓工藝性分析入手經(jīng)過(guò)必要的工藝計(jì)算，制定出合理的工藝方案，最后編寫沖壓工藝卡的一個(gè)綜合分析、計(jì)算、設(shè)計(jì)過(guò)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(jì)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(wèn)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(jì)計(jì)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(gè)設(shè)計(jì)繪圖過(guò)程。
歷經(jīng)近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過(guò)參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請(qǐng)教指導(dǎo)老師有關(guān)模具方面的問(wèn)題，并且和同學(xué)的探討模具設(shè)計(jì)在實(shí)際中可能遇到的具體問(wèn)題，使我在這短暫的時(shí)間里，對(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。
從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個(gè)人認(rèn)識(shí)事物所必經(jīng)的一般過(guò)程，我對(duì)模具的認(rèn)識(shí)過(guò)程亦是如此。經(jīng)過(guò)近三個(gè)月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)，為將來(lái)走上工作崗位奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
致謝
本設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了楊占堯、翟德梅、原紅玲、于智宏等幾位指導(dǎo)老師的大力支持和幫助，再次表示誠(chéng)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(jì)的過(guò)程中對(duì)我的幫助。使我在大學(xué)三年里不但學(xué)到了更多知識(shí)，而且學(xué)到了怎么做人、怎么做事。在此衷心對(duì)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(huì)，但是老師對(duì)我的教導(dǎo)和幫助我想我一輩子也不會(huì)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(huì)努力工作的，不辜負(fù)各位老師對(duì)我們的深切期望，在這里也說(shuō)一聲：老師你辛苦了。
祝各位老師，身體健康、萬(wàn)事如意！
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