冷沖壓模具畢業(yè)設計---支架板沖壓模具設計與制造

1、<p>　　山 西 機 電 職 業(yè) 技 術 學 院</p><p><b>　　畢業(yè)設計（論 文）</b></p><p>　　2013級模具設計與制造 </p><p>　　題 目： 支架板沖壓模具設計與制造 </p><p>　　畢業(yè)時間： 2013 -07

2、 </p><p>　　學生姓名： 朱強 </p><p>　　指導教師： 董海濤 </p><p>　　班 級： 模具1019 </p><p>　　2010年 3月22日</p><p><b>　　摘 要&l

3、t;/b></p><p>　　模具屬于精密機械產(chǎn)品，它主要由機械零件和機構組成，如成形工作零件、導向零件、支承零件、定位零件及送料機構、抽芯機構、推出機構等。模具與相應的成形設備（如沖床、塑料注射機、壓鑄機等）配套使用時，可直接改變金屬或非金屬材料的形狀、尺寸、相對位置和性能，使之成形為合格的制件。</p><p>　　模具設計是模具制造的基礎，合理正確的設計是正確制造模具的保證；

4、模具制造技術的發(fā)展對提高模具質量、精度以及縮短制造模具的周期具有重要的意義；模具的質量、使用壽命、制造精度及合格率在很大程度上取決于制造模具的材料及熱處理工藝；模具成本直接關系到制件的成本以及模具生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效益；模具工作零件的精度決定制件的精度；模具的壽命又與模具材料及熱處理、模具結構以及所加工制作材料等諸多因素有關；模具的安裝與使用直接關系到模具的使用性能及安全；而模具的標準化是模具設計與制造的基礎，對大規(guī)模、專業(yè)化生產(chǎn)模具具有極

5、重要的作用，模具標準化程度的高低是模具工業(yè)發(fā)展水平的標志。</p><p>　　本次設計繪圖采用CAD進行，CAD為計算機輔助制圖工具，是一款專業(yè)機械平面制圖軟件，具有很強的圖象處理功能。</p><p>　　關鍵詞：模具設計，排樣，冷沖模</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The

6、 mold belongs to the precision machinery product, it mainly is composed by the machine parts and the organization, like the formed work components, the guidance components, the supporting components, the localization com

7、ponents and the feed mechanism, pull out when the core organization, promotes the organization and so on the mold and the corresponding complete installation (for example punch press, plastic injection machine, compressi

8、on casting machine and so on) the necessary use, may dire</p><p>　　mold design is the foundation which the mold makes, the reasonable correct design is correctly makes the mold the guarantee; The mold manufa

9、cture technology development to improves the mold quality, the precision as well as reduces makes mold the cycle to have the vital significance; The mold quality, the service life, the manufacture precision and the quali

10、fied rate are decided in the very great degree to makes the mold the material and the heat treatment craft; The mold cost directly relates t</p><p>　　This design cartography uses CAD to carry on, CAD is the

11、computer auxiliary charting tool, is section specialty mechanical plane charting software, has the very strong imagery processing function </p><p>　　KEY WORD: The mold design, Row of type，Cold ramming </p

12、><p><b>　　目錄</b></p><p>　　前言 …………………………………………………5</p><p>　　冷沖壓的概述 ……………………………………12</p><p>　　沖壓工藝的特點及應用 …………………………12</p><p>　　模具設計的主要內(nèi)容 ……………………

13、………13</p><p>　　§1.1 零件簡圖 …………………………………15</p><p>　　§1.2沖壓件工藝性分析 ………………………15</p><p>　　§1.3沖壓工藝方案的確定 ………………………16</p><p>　　§1.4主要設計計算 ………………………………17&

14、lt;/p><p>　　§1.5模具的主要零部件的結構與尺寸 …………29</p><p>　　§1.6 模具總體設計 ……………………………34</p><p>　　總結 ………………………………………………38</p><p>　　致謝 ………………………………………………39</p><p

15、>　　參考文獻 …………………………………………40</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　當前，我國工業(yè)生產(chǎn)的特點是產(chǎn)品品種多、更新快和市場競爭激烈。在這種情況下，用戶對模具制造的要求是交貨期短、精度高、質理好、價格低。因此，模具工業(yè)的發(fā)展的趨勢是非常明顯的。 </p><p>　　一、模具產(chǎn)品發(fā)展將大型化

16、精密化 </p><p>　　模具產(chǎn)品成形零件的日漸大型化，以及由于高效率生產(chǎn)要求的一模多腔(如塑封模已達到一模幾百腔)使模具日趨大型化。隨著零件微型化，以及模具結構發(fā)展的要求(如多工位級進模工位數(shù)的增加，其步距精度的提高)精密模具精度已由原來的5μm提高到2～3μm，今后有些模具加工精度公差要求在1μm以下，這就要求發(fā)展超精加工。</p><p>　　二、多功能復合模具將進一步發(fā)展

17、</p><p>　　新型多功能復合具是在多工位級進?；A上開發(fā)出來的。一套多功能模具除了沖壓成形零件外，還可擔負轉位、疊壓、攻絲、鉚接、鎖緊等組裝任務。通過這種多勸能模具生產(chǎn)出來的不再是單個零件，而是成批的組件。如觸頭與支座的組件，各種小型電機、電器及儀表的鐵芯組件等。 </p><p>　　三、熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高 </p><p>　　由

18、于采用熱流道技術的模具可提高制作的生產(chǎn)率和質量，并能大幅度節(jié)省制作的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應用這項技術是塑料模具的一大變革。國外熱流道模具已有一半用上了熱流道技術，有的廠甚至已達80%以上，效果十分明顯。國內(nèi)近幾年已開始推廣應用，但總體還達不到10%，個別企業(yè)已達到20%～30%。制訂熱流道元器件的國家標準，積極生產(chǎn)價廉高 質量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關鍵。 </p><p>　　四、氣體輔助注射模具和適

19、應高壓注射成形等工藝的模具將積極發(fā)展 </p><p>　　輔助注射成形是一種塑料成形的新工藝，它具有注射壓力低、制品翹曲變形少、表面好以及易于成形壁厚差異較大的制品等優(yōu)點，可在保證產(chǎn)品質量的前提下，大幅度降低成本，國外，已經(jīng)較成熟。國內(nèi)目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成形包括塑料熔體注射和氣體(一般均采用氮氣)注射成形兩面部份，比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且氣體輔

20、助注射常用于較復雜的大型制品，模具設計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。為了確保塑料件精度，將繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具。在注射成形中，影響成型件精度的最大因素是成型收縮，高壓注射成型可強制樹脂收縮率，增加塑件尺寸的穩(wěn)定性。模具要求剛性好、耐高壓。特別是精密模具的型腔應淬火，澆口密封性好，模具能準確控制。注射壓縮成型技術，是在模具預先半開模狀態(tài)或者在鎖模力保持中壓或低壓

21、，模具在設定的打開量下，注射溶融樹脂，然后以最大的鎖模力進行壓縮成型，其效果是：(1)成型件局部內(nèi)應力?。?2)可得到縮孔少的厚壁成型件；(3)對于塑件狹窄的部件也可注入樹脂；(4)用小注射力能得到優(yōu)良制品。</p><p>　　五、快速經(jīng)濟模具的前景十分廣闊 </p><p>　　現(xiàn)在是多品種、少批量生產(chǎn)的時代，到下一個世紀，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達75%以上。一方面是制品使用

22、周期短，品種更新快，另一方面制品的花樣變化頻繁，均要求模具的生產(chǎn)周期越快越好。因此，開發(fā)快速經(jīng)濟具越來越引起人們的重視。例如，研制各種超塑性材料(環(huán)氧、聚脂等)制作或其中填充金屬粉末、玻璃纖維等的簡易模具：中、低熔點合金模具、噴涂成型模具、快速電鑄模、陶瓷型精鑄模、陶瓷型吸塑模、疊層模及快速原型制造模具等快速經(jīng)濟模具將進一步發(fā)展?？鞊Q模架、快換沖頭等也將日益發(fā)展。另外，采用計算機控制和機械手操作的快速換模裝置、快速試模技術也會得到發(fā)展和

23、提高。 </p><p>　　六、模具標準件的應用將日漸廣泛 </p><p>　　使用模具標準件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質量和降低模具制造成本。因此，模具標準件的應用必將日漸廣泛。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標準，并嚴格按標準生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高標準件質量、降低成本；再次是要進一步增加標準件規(guī)格品種，發(fā)展和完善聯(lián)銷網(wǎng)，保證供貨迅速。 </p>

24、<p>　　七、模具使用優(yōu)質材料及應用先進的表面處理技術將進一步受重視</p><p>　　在整個模具價格構成中，材料所占比重不大，一般在20%～30%之間，因此選用優(yōu)質鋼材和應用的表面處理技術來提高模具的壽命就顯得十分必要。對于模具鋼來說，要采用電渣重熔工藝，努力提高鋼的純凈度、等向性、致密度和均勻性及研制更高性能或有特殊性能的模具鋼。如采用粉末冶金工藝制作的粉末高速鋼等。粉末高速鋼解決了原來高速鋼

25、冶煉過程中產(chǎn)生的一次碳化物粗大和偏析，從而影響材質的問題。其碳化物微細，組織均勻，沒有材料方向性，因此它具有韌性高、磨削工藝性好、耐磨性高、長年使用尺寸穩(wěn)定等特點，是一種很有發(fā)展前途的鋼材。特別對形狀復雜的沖件及高速沖壓的模具，其優(yōu)越性更加突出。這種鋼材還適用于注射成型漆加玻璃纖維或金屬粉末的增強塑料的模具，如型腔、形芯、澆口等主要部件。另外，模具鋼品種規(guī)格多樣化、產(chǎn)品精料化、制品化，盡量縮短供貨時間亦是 重要方向。 </p&g

26、t;<p>　　模具熱處理和表面處理是能否充分發(fā)揮模具鋼材性能的關鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善普及常用表面處理方法，即擴滲如：滲碳、滲 氮、滲硼、滲鉻、滲釩外，應發(fā)展設備昴貴、工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術。 </p><p>　　八、在模具設計制造中將全面推廣CAD/CAM/CAE技術 </p><p>　　

27、模具CAD/CAM/CAE技術是模具技術發(fā)展的一個重要里程碑。實踐證明，模具CAD/CAM/CAE 技術是模具設計制造的發(fā)展方向。現(xiàn)在，全面普及CAD/CAM/CAE技術已基本成熟。由于模具 CAD/CAM技術已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術，近年來模具CAD/CAM技術的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，特別是微機的普及應用，更為廣大模具企業(yè)普 及模具CAD/CAM技術創(chuàng)造了良好的條伯。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，技術培

28、訓工作也日趨簡化。在普及推廣模具CAD/CAM技術的過程中，應抓住機遇，重點扶持國產(chǎn)模具軟件的開發(fā)和應用。 </p><p>　　加大技術培訓和技術服務的力度。應時一步擴大CAE技術的應用范圍。對于已普及了模具CAD/CAM技術的一批以家電行業(yè)代表的企業(yè)來說，應積極做好模具CAD/CAM技術的深化應用工作，即開展企業(yè)信息化工程，可從CAPP,PDMCIMS,VR，逐步深化和提高。</p><p

29、>　　九、快速原型制造(RPM)技術得到更好的發(fā)展 </p><p>　　快速原型制造(RPM)技術是美國首先推出的。它是伴隨著計算機技術、激光成形技術和新材料技術的發(fā)展而產(chǎn)生的，是一種全新的制造技術，是基于新穎的離散/堆積(即材料累加) 成形思想，根據(jù)零件CAD模型、快速自動完成復雜的三維實體(原型)制造。RPM技術是集精密機械制造、計算機、NC技術、激光成形技術和材料科學最新發(fā)展的高科技技術，被公認為

30、是繼NC技術之后的一次技術革命。 </p><p>　　RPM技術可直接或間接用于模具制造。首先是通過立體光固化(SLA)疊層實體制造(LOM) 激光選區(qū)燒結(SLS)、三維打印(3D-P)熔融沉積成形(FDM)等不同方法得到制件原型。然后通過一些傳統(tǒng)的快速制模方法，獲得長壽命的金屬模具或非金屬的低壽命模具。主要有精密鑄造、粉末冶金、電鑄和熔射(熱噴涂)等方法。這種方法制模，具有技術先進、成本較低、設 計制造周

31、期短、精度適中等特點。從模具的概念設計到制造完成僅為傳統(tǒng)加工方法所需時間的1/3和成本的1/4左右。因此，快速制模技術與快速原型制造技術的結合，將是傳統(tǒng)快速制模技術，進一步深入發(fā)展的方向。 </p><p>　　RPM技術還可以解決石墨電極壓力振動(研磨)成形法中母模(電極研具)制造困難問題，使該法獲得新生。青島海爾模具有限公司還構建了基于RE(逆向工程技術)/RPM的模具并行開發(fā)系統(tǒng)，具有開發(fā)質量高、開發(fā)成本

32、低及開發(fā)周期短等優(yōu)點。 </p><p>　　十、高速銑削加工將得到更廣泛的應用 </p><p>　　國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，主軸轉速可達到40000～100000r/min,快速進給速度可達到30～40m/min，換刀時間可提高到1～3S。這樣就大幅度提高了加工效率，如在加工壓鑄模時，可提高7～8倍，并可獲得Ra≤10um的加工表面粗糙度。形狀精度可達10um。另外，還可加工

33、硬度達60HRC的模塊，形成了對電火花成形加工的挑戰(zhàn)。因此，高速銑削加 工技術的發(fā)展，促進了模具加工的發(fā)展，特別是對汽車、家電行業(yè)中大型腔模具制造方面注入了新的活力。 </p><p>　　十一、模具高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)將發(fā)揮更大的作用 </p><p>　　英國雷尼紹公司的模具掃描系統(tǒng)，已在我國200多家模具廠點得到應用，取得良好效果。該系統(tǒng)提供了從模型或實物掃描到加工出期望的的模型

34、所需的諸多功能，大大縮短的研制制造周期。如RENSCAN200快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，用雷尼紹的SP2-1掃描測頭實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集，控制核心是雷尼紹TRACECUT軟件，可自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工等程序及不同格式的CAD數(shù)據(jù)。用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。該公司又推出了CYCLON高速掃描機，這是一臺獨立工作的專門用來掃描的設備，不占用加工機床的工作時間。其掃描速度最高可達3m/min，大大縮短了模具

35、制造周期，另外，其數(shù)據(jù)采集速度比RENSCAN200快，定時探針接觸力小，因此可以用非常細的探針，用來掃描細小的模具和細微的特征表面，擴大模具生產(chǎn)的品種范圍。 </p><p>　　由于模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、定電等行業(yè)得到成功應用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大作用。</p><p>　　十二、模具研磨拋光將向自動化、智能化方向發(fā)展 </p><p>　　

36、模具表面的精加工是模具加工中未能很好解決的難題之一。模具表面的質量對模具使用壽命、制件外觀質量等方面均有較大的影響，我國目前仍以手工研磨拋光為主，不僅效率低(約占整個模具制造周期的1/3)，且工人勞動強度大，質量不穩(wěn)定，制約了我國模具加工向更高層次發(fā)展。因此，研究拋光的自動化、智能化是重要的發(fā)展趨勢。日本已研制了數(shù)控研磨機，可實現(xiàn)三維曲面模具研磨拋光的自動化、智能化是重要的發(fā)展趨勢。日本已研制了數(shù)控研磨機，可實現(xiàn)三給曲面模具研磨拋光的自

37、動化。另外，由于模具型腔形狀復雜，任何一種研磨拋光方法都有一定局限性。應注意發(fā)展特種研磨與拋光、如擠壓衍磨、電化學拋光、超聲拋光以及復合拋光工藝與裝備，以提高模具表面質量。 </p><p>　　十三、模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展 </p><p>　　隨著各種新技術的迅速發(fā)展，國外已出現(xiàn)了模具自動加工系統(tǒng)。這也是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動加工系統(tǒng)應有如下特征：多臺機床合理組合；配有

38、隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質量監(jiān)測控制系統(tǒng)。 </p><p>　　本說明書主要介紹了沖孔、落料符合模具的設計。對于沖壓變形的概念也作了介紹，其內(nèi)容包括：標準件的選擇，凸凹模尺寸的計算等。本說明書盡量做到簡潔明了，增加了可讀性與實用性。</p><p><b>　　支架板冷沖模設計</b></p>

39、<p><b>　　冷沖壓的概述：</b></p><p>　　冷沖壓是在常溫下利用沖模在壓力機上對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或變形，從而獲得一定形狀，尺寸和性能的零件加工方法。它是壓力加工方法的一種，是機械制造中先進的加工方法之一。</p><p>　　在冷沖壓加工中，冷沖模就是沖壓加工所用的工藝設備，沒有先進的冷沖模，先進的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。<

40、/p><p><b>　　冷沖壓工序的分類：</b></p><p>　　由于冷沖壓加工的零件形狀、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能等不同，其沖壓方法可分為分離工序和變形工序兩大類。</p><p>　　冷沖壓可分為5個基本工序：</p><p>　　沖裁 使板料實現(xiàn)分離的沖壓工序。</p><p&

41、gt;　　彎曲 將金屬材料沿彎曲線彎成一定的角度和形狀的沖壓工序。</p><p>　　拉伸 將平面板料變成各種開口空心件，或者把空心件的尺寸作進一步改變的沖壓工序。</p><p>　　成形 用各種步同性質的局部變形來改變毛坯或沖壓件形狀的沖壓工序。</p><p>　　立體壓制 將金屬材料體積重新分布的沖壓工序。</p><p>

42、　　二、沖壓工藝的特點及應用</p><p>　　冷沖壓工藝與其他加工方法相比，有以下特點：</p><p>　　用冷沖壓加工方法可以得到形狀復雜，用其他加工方法難以加工的工件。冷沖壓的尺寸精度是由模具保證的，因此，尺寸穩(wěn)定，互換性好。</p><p>　　材料利用率高，工件質量輕，剛性好，強度高，沖壓過程耗能少，因此工件成本較低。</p><p

43、>　　操作簡單，勞動強度低，易于實現(xiàn)自動化，生產(chǎn)率高。</p><p>　　冷沖壓加工中所需的模具結構一般比較復雜，生產(chǎn)周期較長，成本較高，因此多用于成批，大量生產(chǎn)。</p><p>　　由于冷沖壓有許多突出優(yōu)點，因此在各個行業(yè)都有廣泛應用。</p><p>　　模具設計的主要內(nèi)容：</p><p>　　熟悉相關設計資料及文獻。<

44、/p><p>　　對沖裁件進行工藝性分析。</p><p>　　確定合理的沖裁的工藝方案。</p><p>　　選擇模具的結構形式。</p><p>　　進行必要的工藝計算，主要包括：</p><p>　　排樣的設計與計算：選擇排樣方法，確定搭邊值，計算送料步距與條料寬度，計算材料利用率，畫出排樣圓等。</p>

45、<p>　　計算沖壓力：包括沖裁力，卸料力，推件力或頂件力。</p><p>　　計算模具的壓力中心。</p><p>　　計算凸凹模工作部分尺寸并確定其制造公差。</p><p><b>　　彈性元件的選用。</b></p><p>　　6．選擇與確定模具的主要零部件的結構與尺寸。</p>

46、<p>　　7．繪制裝配圖與零件圖。</p><p>　　8．編寫設計說明書。</p><p><b>　　§1.1 零件簡圖</b></p><p>　　名稱：支架板，如圖1-1所示</p><p><b>　　圖1-1沖壓零件</b></p><p>

47、<b>　　材料：45鋼</b></p><p><b>　　材料厚度：3mm</b></p><p>　　§1.2 沖壓件工藝性分析</p><p>　　該零件結構簡單，是由圓弧和直線組成的。此工件只有落料和沖孔兩個工序。 材料為45鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結構相對簡單，有一個φ45mm的孔和φ6

48、8mm的孔；有表附1和表2查出，沖裁件內(nèi)外形所能達到的經(jīng)濟精度為IT12～IT13，孔中心與邊緣距離尺寸公差為±0.7，兩孔中心距為±0.125。將以上精度與零件簡圖中所標注的尺寸公差相比較，可以認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，故決定采用沖孔落料復合沖裁模進行加工，且一次沖壓成形。</p><p>　　§1.3 沖壓

49、工藝方案的確定 </p><p>　　該工件包括落料、沖孔兩個基本工序，可有以下三種工藝方案： </p><p>　　方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。</p><p>　　方案二：落料-沖孔復合沖壓。采用復合模生產(chǎn)。</p><p>　　方案一模具結構簡單，但需兩道工序兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足中批量生產(chǎn)要求。方案二只

50、需一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，且使用倒裝復合模。倒裝復合膜主要優(yōu)點是廢料能直接從壓力機臺面落下，而沖裁件從上模推下，比較容易引出去，因此操作方便安全。由于倒轉復合膜易于安裝送料裝置，生產(chǎn)效率高，所以倒裝復合模應用比較廣泛。</p><p>　　§1.4 主要設計計算</p><p>　　排樣方式的確定及其計算 </p><p>　　排樣：沖裁件在

51、條料上布置的方法稱為排樣。</p><p><b>　　排樣的原則如下：</b></p><p>　　提高材料的利用率。對于沖裁件來說由于產(chǎn)量大，沖壓的生產(chǎn)率高，所以材料費用常會占沖裁總成本的60％以上。材料的利用率是一項很重要的指標。要提高材料利用率，就必須要減少廢料面積。沖裁過程中所產(chǎn)生的廢料可分結構廢料與工藝廢料兩種。結構廢料是由工件形狀決定的。而工藝廢料則是由

52、沖壓方式與排樣方式?jīng)Q定的。因此要提高材料利用率主要應從減小工藝廢料著手，設計出合理的排樣方案。</p><p>　　使工人操作方便，安全，減少工人的勞動強度。條料在沖裁過程中翻動要少。在材料利用率相同或相近時，應盡可能選條料寬，進距小的排樣方法，它還可減少板料裁切次數(shù)，節(jié)省剪裁備料的時間。</p><p>　　使模具結構簡單，壽命較高。</p><p>　　排樣應保

53、證沖裁件的質量。</p><p><b>　　排樣方法：</b></p><p>　　根據(jù)材料經(jīng)濟利用原則，排樣方法可分為：</p><p><b>　　有廢料排樣法</b></p><p>　　有廢料排樣是在沖裁件與沖裁件之間以及沖裁件與條料側邊之間，都有工藝余料（稱搭邊）的存在。沖裁是沿著沖裁件

54、的封閉輪廓進行，所以沖裁件質量較好。</p><p>　　模具的壽命較長，但材料的利用率較低。</p><p><b>　　少廢料排樣法</b></p><p>　　少廢料排樣法是在沖裁件與沖裁件之間或只有在沖裁件與條料側邊之間留有搭邊，而在沖裁件與條料側邊或沖裁件與沖裁件之間無搭邊存在。這種排樣方法的沖裁只沿著沖裁件的部分外輪廓進行，材料的利

55、用率可達70％～90％。</p><p><b>　　無廢料排樣法</b></p><p>　　無廢料排樣法是在沖裁件與沖裁件之間以及沖裁件與側邊之間均無搭邊存在。這種排樣方法的沖裁件實際上是直接由切斷條料獲得。所以材料的利用率可達85％～95％。</p><p>　　由于加工的支架板零件的競速要求，所以只能選擇第一種排樣方法：有廢料排樣法。設

56、計倒裝復合模。首先要設計條料排樣圖。我們采用直排的排樣方案。材料的利用率高，如圖1-2所示</p><p><b>　　圖1-2排樣</b></p><p><b>　　搭邊</b></p><p>　　排樣時將沖裁件與沖裁件之間以及沖裁件與條料側邊之間留下的工藝余料稱為搭邊。</p><p>&l

57、t;b>　　搭邊的作用:</b></p><p>　　起補償條料的裁剪誤差、送料步距誤差以及補償由于條料與導料板之間有間隙所造成的送料歪料誤差的作用。若沒有搭邊則可能發(fā)生工件缺角、缺邊或尺寸超差等廢品。</p><p>　　使凸凹刃口雙邊受力。由于搭邊的存在，使凸凹模刃口沿整個封閉輪廓線沖裁，受力平衡、合理間隙不易破壞。模具壽命與工作斷面質量都能提高。</p>

58、<p>　　對于利用搭邊拉條料的自毆打那個送料模具，搭邊使條料有一定的剛度以保證條料的連續(xù)送進。</p><p><b>　　搭邊的數(shù)值</b></p><p>　　搭邊過大，浪費材料。搭邊過小，起不到上述應有作用。過小的搭邊還可能唄拉入凸模和凹模的間隙，使模具容易磨損，甚至損壞模具刃口。搭邊的合理數(shù)值就是保證沖裁件質量，保證模具較長壽命，保證自動送料時

59、不被拉彎拉斷下允許的最小值。</p><p>　　搭邊的合理數(shù)值，主要決定于沖裁件質量、材料厚度、材料種類、仲裁件的大小及沖裁件的輪廓形狀等。</p><p>　　查表得到的最小搭邊值：</p><p>　　工件間 a=2.5mm 取a=3mm </p><p>　　側面 a1=2.8mm 取a1=3mm</p>

60、<p>　?。ǘ?送料步距與條料寬度的計算</p><p><b>　?、?送料步距 A</b></p><p>　　條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距。每一個步距可以沖出一個零件，也可以沖出幾個零件，送料步距的大小應為條料上兩個對應沖裁間的對應點之間的距離。</p><p>　　每次只沖一個零件的步距A的計算公式為：<

61、/p><p><b>　　A = D + a</b></p><p>　　式中 D－ 平行于送料方向的沖裁件寬度</p><p>　　a－ 沖裁件之間的搭邊值</p><p>　　∴ 步距 A＝ 145 + 3 ＝ 148 mm</p><p><b>　?、?條料寬度 B</b>

62、;</p><p>　　條料是由板料裁剪下料而得，為了保證送料順利，裁剪時的公差帶分布規(guī)定上偏差為零，下偏差為負值（- △）條料在模具上送進時一般都有導向，當使用導料板導向而又無側壓裝置時，在寬度方向也會產(chǎn)生送料誤差。條料寬度B的計算應保證在這二種誤差的影響下，仍然保證在沖裁件與條料側邊之間有一定的搭邊值a。</p><p>　　條料寬B＝（ D + 2a1 + △ ）

63、</p><p>　　式中D－沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸；</p><p>　　a1－沖裁件與條料側邊的搭邊；</p><p>　?。辶霞舨脮r的下偏差。</p><p>　　查表得 △ =1.0</p><p>　　∴ B =（ 210 + 2 × 3 + 1.0 ）

64、= 217 mm</p><p>　?、鄄牧侠寐实挠嬎悖?lt;/p><p>　　材料的利用率通常是以一個步距內(nèi)零件的實際面積與所用毛坯面積的百分率來表示:</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　—— 一個步距內(nèi)零件的實際面積</p><p

65、>　　—— 一個步距內(nèi)所需毛坯面積</p><p>　　A —— 送料步距</p><p>　　B —— 條料寬度</p><p><b>　　∴ 材料利用率</b></p><p>　?。ㄈ_裁力的計算：</p><p>　　沖裁力是選擇壓力機的主要依據(jù)，也是設計模具所必須的數(shù)據(jù)。&

66、lt;/p><p>　　在沖裁過程中，沖裁力的大小是不斷變化的， 如右1-3圖所示，圖中AB段為彈性變形階段，板料上的沖裁力隨凸模的下 圖1-3</p><p>　　壓直線增加。BC段為塑性變形階段，C點為沖裁力的最大值。凸模再壓下，材料內(nèi)部產(chǎn)生裂紋并迅速擴展，沖裁力下降，所以CD是斷裂階段。到達D點，上、下裂紋重合，板料已經(jīng)分離。DE所用的壓力，僅是克服摩擦的阻力，推出已

67、分離的料。沖裁力是指板料作用再凸模上的最大抗力。</p><p><b>　　圖1-4刃口形式</b></p><p>　　對于普通平刃口的沖裁，沖裁力</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　F —— 沖裁力 （N）</p><p>　　L —— 沖

68、裁件的周長 （mm）</p><p>　　t —— 材料的抗剪強度</p><p>　　K —— 系數(shù).是考慮到刃口鈍化間隙不均勻，材料力學性能與厚度波動等因素而增加的安全系數(shù)。常取 K = 1.3</p><p><b>　　沖裁件的周長</b></p><p>　　L = 660 mm</p>&l

69、t;p><b>　　板料厚度</b></p><p><b>　　t = 3 mm</b></p><p><b>　　抗剪強度可查表得：</b></p><p><b>　　取 260 Mpa</b></p><p>　　∴ F=1.3×

70、;660×3×260= 669240 N</p><p>　?。ㄋ模┬读狭εc推件力：</p><p>　　沖裁時，材料再分離前存在著彈性變形，在一般沖裁條件下，沖裁后材料的彈性恢復，使落料與沖孔廢料梗塞在凹模內(nèi)，而板料則緊箍在凸模上，為了使沖裁工作繼續(xù)進行，必須將箍在凸模上的板料卸下，將梗塞在凹模內(nèi)的工件或廢料向下推出或向上頂出。</p><p>

71、;<b>　　卸料力 </b></p><p><b>　　推件力 </b></p><p>　　式中 F —— 沖裁力</p><p>　　—— 卸料力系數(shù)</p><p><b>　　—— 推件力系數(shù)</b></p><p><b

72、>　　由表查得</b></p><p><b>　　＝ 0.04</b></p><p><b>　?。?0.045</b></p><p>　　∴ ＝ 0.04 × 669240</p><p><b>　?。?26770 N</b></p

73、><p>　　＝ 1 × 0.045 × 669240</p><p><b>　?。?30116 N</b></p><p><b>　　壓力機所需總壓力：</b></p><p>　?。?669240 + 26770 + 30116</p><p>　?。?/p>

74、 726126 N</p><p><b>　　沖壓設備的選用：</b></p><p>　　沖壓設備的選用包括選擇設備類型和確定設備規(guī)格兩項內(nèi)容。</p><p>　　根據(jù)沖壓工藝的性質，生產(chǎn)批量大小，沖壓件的幾何形狀，尺寸精度等要求，選擇壓力機為：J22 - 800</p><p>　　(五) 模具壓力中心的計算：

75、</p><p>　　沖壓力合力的作用點稱為模具的壓力中心。模具的壓力中心必須通過模柄軸線而和壓力機滑塊的中心線重合。否則滑塊就會受到偏心載荷而導致滑塊導軌和模具的不正常摩擦，降低模具壽命甚至磨損模具。壓力中心的計算是通過空間平行力及合力的作用線的求解方法。</p><p><b>　　圖1-4</b></p><p>　　由以上計算可得壓力中

76、心A的位置為（ 104.69 ， 99.857 ）</p><p>　?。┩鼓：桶寄９ぷ鞑糠殖叽绲挠嬎?lt;/p><p><b>　　①尺寸計算的原則</b></p><p>　　落料時，落料件的尺寸由凹模決定，因此應以落料凹模為設計基準。沖孔的尺寸是由凸模決定的，因此應以沖孔凸模為設計基準。</p><p>　　凸模

77、和凹模應考慮磨損規(guī)律。凹模磨損后會增大落料件的尺寸，凸模磨損后會減少沖孔件的尺寸，為了提高模具壽命，在制造新模具時應把凹模尺寸做得趨向于落料件的最小極限尺寸，把凸模尺寸做得趨向于沖孔件的最大極限尺寸。</p><p>　　凸模和凹模之間應該有合力間隙。由于間隙在模具磨損后會增大，所以在設計圖凸模和凹模尺寸時取初始間隙的最小值Zmin.</p><p>　　凸模和凹模的制造公差，應于沖裁件的

78、尺寸精度相適應。</p><p>　　尺寸計算時要考慮模具的制造特點：一種是分別加工法，另一種是單配加工法。</p><p>　　根據(jù)上述計算原則，可得計算公式：</p><p><b>　　落料：</b></p><p><b>　　沖孔：</b></p><p><

79、b>　　式中</b></p><p>　　、——分別為落料凹模和凸模的基本尺寸；</p><p>　　、——分別為沖孔凹模和凸模的基本尺寸；</p><p>　　——落料件的最大極限尺寸；</p><p>　　——沖孔件的最小極限尺寸；</p><p>　　——沖裁件的公差，查表知△取0.4；<

80、;/p><p>　　X——磨損系數(shù)，當工件公差為IT13－IT11時，取X＝0.75；</p><p>　　、——分別為凹模和凸模的制造公差，凸模偏差取負向，凹模取正向。</p><p>　　∴ 落料：D＝（210＋ 0.75×0.4）</p><p><b>　?。?09.7mm</b></p>&

81、lt;p>　　D＝(209.7－ 0.46 )</p><p><b>　?。?09.24mm</b></p><p>　　D＝（145-0.75×0.4）</p><p><b>　?。?44.7 mm</b></p><p>　　D＝ (144.7-0.46) </p>

82、;<p>　?。?44.24 mm</p><p>　　沖孔：d＝(45＋0.75×0.4) </p><p><b>　?。?5.3mm</b></p><p>　　d＝(45.3＋0.46) </p><p><b>　?。?5.76mm</b></p>&

83、lt;p>　　d＝（68＋0.75×0.4）</p><p><b>　　＝68.3mm</b></p><p>　　d＝(68.3＋0.46) </p><p><b>　?。?8.76mm</b></p><p>　　§1.5選擇與確定模具的主要零部件的結構與尺寸&l

84、t;/p><p><b>　　凹模外形尺寸的選擇</b></p><p>　　凹模的外形尺寸應保證凹模有足夠的強度與剛度，凹模的厚度還應考慮修磨量，凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來確定的。</p><p><b>　　凹模厚度H＝kb</b></p><p>　　凹模壁厚C＝

85、（1.5-2）H</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　b——沖裁件的最大外形尺寸；</p><p>　　k——系數(shù)，考慮板料厚度，查表4-3取k＝0.18</p><p><b>　　∴ 凹模厚度</b></p><p>　　H＝0.18×

86、210＝38取40mm</p><p><b>　　凹模壁厚</b></p><p>　　C＝（1.5-2）H＝80mm</p><p>　　凹模一般采用螺釘固定在下模作上。凹模的型孔軸線與頂面應保持垂直，凹模的底面與頂面應保持平行。為了提高模具壽命與沖裁件精度，凹模的底面與頂面應保持平行。型孔的孔壁應光滑，表面粗糙度為</p>

87、<p>　?。?.8～0.4m底面與銷孔的＝1.6～0.8m。</p><p>　　凹模的材料與凸模一樣，其熱處理硬度應略高于凸模，達到60-64HR</p><p><b>　　凸凹模</b></p><p>　　凸凹模的外內(nèi)緣均為刃口，內(nèi)外緣之間的壁厚決定于沖裁件的尺寸，對于倒裝復合模，因為孔內(nèi)會積存廢料，脹力大，所以最好壁厚要大

88、些。</p><p>　　沖孔的圓形凸模，采用臺階形狀以降低沖裁力。如圖1-5所示</p><p><b>　　圖1-5 落料凸模</b></p><p>　　凹模的刃口形式，應采用刃口強度高的凹模，見圖1-8所示的刃口形式。</p><p><b>　　圖1-5 凹模</b></p>

89、<p>　　本模具為復合沖裁模，因此除沖孔凸模和落料凹模外，必然還有一個凸凹模。凸凹模的結構簡圖如圖1-9所示</p><p><b>　　圖1-6 凸凹模</b></p><p><b>　?、巯鹌さ倪x用</b></p><p>　　冷沖模中所用橡皮一般為聚氨脂橡皮（PUR）.橡膠允許承受的載荷較彈簧大，并且

90、安裝調(diào)整方便，所以在沖壓模中應用廣泛。</p><p>　　聚氨脂橡膠的總壓縮量一般是35％，對于沖裁模，其預壓量一般取10%～15%。</p><p>　　橡膠的高度與D有適應比例，一般應保持如下關系：H＝（0.5～1.5）D</p><p><b>　　∴H取70mm</b></p><p><b>　?、?/p>

91、擋料銷</b></p><p>　　固定擋料銷分圓形和鉤形兩種。裝在凹模上。圓形擋料銷結構簡單，制造容易，但銷孔離凹模刃口較近會削弱凹模強度。固定擋料銷的標準結構如下圖：</p><p><b>　　圖1-7 擋料銷</b></p><p><b>　?、萃萍b置</b></p><p>

92、;　　剛性推件裝置常用于倒裝復合模中，裝于上模部分，推件力是由壓力機的橫桿傳給推件板，推件力大且可靠。推板一般裝在上模座的孔內(nèi)。為了保證沖孔凸模的支承剛度與強度，放推板的孔不能全挖空，推板的形狀按被推下的工件形狀來設計。</p><p>　　§1.6 模具總體設計</p><p>　　如圖1-8所示的模具總圖，該復合沖裁模將凹模及兩個凸模裝在上模上，是典型的倒裝結構。</p

93、><p>　　圖1-8 模具主視圖</p><p><b>　　模架的選取</b></p><p>　　由于工件尺寸比較大，無法選擇標準模架，故采用自制模架?？紤]模具的自重及裝配等因素，本模具采用四導柱模架，從下往上送料，操作方便。</p><p><b>　　模架具體數(shù)據(jù)如下：</b></p&g

94、t;<p>　　圖1-9 模具上模座</p><p>　　上模座： L/mm×B/mm×H/mm＝610×360×130</p><p>　　圖1-10 模具下模座</p><p>　　下模座： L/mm×B/mm×H/mm＝610×360×290</p>

95、<p><b>　　圖1-10 導柱</b></p><p>　　導 柱： d/mm×L/mm＝48×260</p><p><b>　　圖1-10 模柄</b></p><p>　　模 柄： d/mm×L/mm×D/mm=15×110×50&

96、lt;/p><p><b>　　圖1-11 導套</b></p><p>　　導 套： d/mm×L/mm×D/mm=50×160×65</p><p><b>　　其他零部件選擇</b></p><p>　　墊板厚度?。?5mm</p&

97、gt;<p>　　凸模固定板厚度?。?30mm</p><p>　　卸料板厚度?。?35mm</p><p>　　模具的閉合高度： 385mm</p><p><b>　　六、模具強度校核</b></p><p>　　由于本套模具兩個凸模采用階梯布置及小凸模采用保護套等保護措施，經(jīng)計

98、算能夠達到強度和剛度要求。</p><p><b>　　結論</b></p><p>　　十個月的實習已接近尾聲，止步回首，感慨頗多，受益匪淺。</p><p>　　大學三年，理論知識的學習和掌握已經(jīng)達到了一定的程度。而實踐的體驗卻不深刻。雖說每學期的課程設計都起到了鍛煉的作用，但都是單方面，沒有較為系統(tǒng)的完成一整個課題。</p>

99、<p>　　而此次畢業(yè)設計不同于以往，對我們來說是對我們?nèi)陙硭鶎W知識的一個綜合應用，從各個方面全面考察了我們的實踐能力，是對我們解決實際問題的綜合訓練。</p><p>　　不可否認，畢業(yè)設計是我們把三年的理論知識付諸了實踐和應用，對所學課程有了深刻的理解和認識，掌握了機械設計的一般方法。此次設計，對我以后的工作有很大的幫助，使我受益匪淺。</p><p><b>

100、　　致謝</b></p><p>　　此次畢業(yè)設計，對我來說是對三年多學知識的綜合運用，是解決實際問題的綜合訓練。在設計過程中，不可避免地我遇到了許多問題，得到了老師和同學們的真誠幫助，在此我表示真心的感謝。</p><p>　　另外，我要特別感謝我的指導老師董海濤。他工作認真，嚴謹負責的態(tài)度，在設計過程中幫我完成一個又一個大大小小的錯誤，給予我正確的指導，使我模糊的思路漸漸清

101、晰起來。</p><p>　　此次實踐，對我以后的工作將會有很大的幫助，使我受益匪淺。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1.李天佑主編 沖模圖冊 北京 機械工業(yè)出版社</p><p>　　冷沖模設計 機械工業(yè)出版社</p><p>　　郭景儀主編 沖壓模具設計

102、與制造技術</p><p>　　北京出版社 1991</p><p>　　王孝培主編 沖壓手冊 北京 機械工業(yè)出版社</p><p>　　成虹主編 沖壓工藝與模具設計 高等教育出版社</p><p>　　張榮清主編 模具設計與制造 高等教育出版社</p><p>　　王孝培主編 模具設計與制造 高等教育出版社&