沖壓模畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p>　　沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)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(shù)。沖壓的基本

2、工序分為分離工序和成形工序兩大類。</p><p>　　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(shù)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。</p><p>　　(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(shè)備來完成加工，普通壓力機的行程次數(shù)為每分鐘可達(dá)幾十次，高速壓力要每分鐘可達(dá)數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就

3、可能得到一個沖件。</p><p>　?。?）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。</p><p>　?。?）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)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(yīng)，沖壓的強度和剛度均較高。</p>&

4、lt;p>　?。?）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(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。</p><p>　　但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復(fù)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(shù)要求高，是技術(shù)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。</p><

5、;p>　　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(guān)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(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。</p><p>　　沖模是沖壓加工工藝的裝備之一，被廣泛地運用在汽車、飛機、電機、儀表以及在國防工業(yè)中。

6、沖壓工藝具有生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低、材料利用率高、能成形復(fù)雜零件，適合大批量生產(chǎn)的優(yōu)點，在某些領(lǐng)域已取代機械加工，并正逐步擴大其工藝范圍。因此，沖壓技術(shù)對發(fā)展生產(chǎn)、增強效率、更新產(chǎn)品等方面具有重要的作用。但同時，沖壓技術(shù)的推廣受到投入成本低，模具成本高，不適應(yīng)中小生產(chǎn)規(guī)模的特點。但是總的說來，隨著我國經(jīng)濟實力的進一步加強，模具行業(yè)，包括沖模一定會得到更普及地應(yīng)用。 隨著沖壓工藝的廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟中，再加上隨著數(shù)控技術(shù)和機械

7、CAD/CAM的發(fā)展，沖模的發(fā)展更加迅速。它以生產(chǎn)率高、成本相對低廉被廣泛應(yīng)用。外國的沖壓模發(fā)展水平相當(dāng)高，無論是設(shè)計還是制造，都達(dá)到較高的水平。以精確的定位，合理的工藝，連續(xù)加工精度很高的薄臂零件。而國內(nèi)模具行業(yè)的起步較晚，基本上以單模為主，因此，加工精度還不夠高。 沖模的設(shè)計包括沖裁模設(shè)計、彎曲模設(shè)計、拉伸、脹形等模具的設(shè)計。沖模的設(shè)計也用到材料學(xué)、機械設(shè)計、工程材料、特種加工等方面的知識。因此它是一門綜合性很強的學(xué)科&

8、lt;/p><p>　　經(jīng)過了幾個多月的學(xué)習(xí)，設(shè)計，繪圖，我學(xué)會了沖裁的機理，沖壓的基本理論；理解了沖裁力，卸料力等工藝參數(shù)的確定；熟悉了沖裁模的結(jié)構(gòu)，內(nèi)部的結(jié)構(gòu)零件及其設(shè)計的控制點；同時對于彎曲模、沖孔模、拉深模、落料模的結(jié)構(gòu)能夠熟悉了解。</p><p>　　本次設(shè)計零件加工包括了沖孔、落料、和彎曲的加工。通過對沖孔模、落料模、彎曲模的學(xué)習(xí)，分析和比較了各加工工藝方案，完成了模具總體的結(jié)構(gòu)

9、分析，進行毛坯尺寸、排樣、工序尺寸、沖壓壓力、壓力中心、模具工作部分尺寸等工藝計算。繪制了裝配草圖并進行零部件初步選用設(shè)計,然后確定外形尺寸,選擇沖壓設(shè)備,繪制總的裝配圖和零件圖。 落料和沖孔都屬于沖裁模。沖裁模是從條料、帶料或半成品上使材料煙規(guī)定的輪廓產(chǎn)生分離的模具，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，沖壓技術(shù)也向高速化、自動化、精密化的方向發(fā)展。沖裁模一般分為簡單模、級進模、和復(fù)合模。簡單模在國內(nèi)應(yīng)用比較廣泛，它是在壓力機的沖壓行程中完成

10、一次沖裁工藝。簡單模也分為無導(dǎo)向簡單模、導(dǎo)板式簡單模，和導(dǎo)柱式簡單模；級進模是在單工序沖?；A(chǔ)上發(fā)展的一種多工序、高效率沖模。在壓力機一次沖程中，級進模在其有規(guī)律排列的幾個工位上分別完成一部分沖裁工藝，在最后工位沖出完整的工件。由于級進模是連續(xù)沖壓，因此生產(chǎn)效率高，適用于大規(guī)模生產(chǎn)，但是因為其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，定位要求比較嚴(yán)格，因此說制造成本高。復(fù)合模是指在壓力機的一次沖壓行程中，經(jīng)一次送料定位，在模具的同一部位可以同時完成幾道沖裁</p

11、><p>　　本次所設(shè)計產(chǎn)品如下圖所示：</p><p><b>　　技術(shù)要求：</b></p><p>　　1. 材料：電工純鐵 （DT4）</p><p>　　2. 材料厚度：1.5mm</p><p><b>　　生產(chǎn)批量：大量生產(chǎn)</b></p><

12、;p>　　未標(biāo)注公差：按IT14級確定</p><p><b>　　第二章 工藝性分析</b></p><p>　　2.1 材料的性能分析</p><p>　　電磁純鐵（DT4）也叫電工純鐵(electrical pure iron)或阿姆科鐵，它的碳含量為0.22％～0.44％，雜質(zhì)總含量一般<0.4％，是最早應(yīng)用的軟磁材料。由于

13、它μ0Ms高，矯頑力(Hc)低，磁導(dǎo)率較高，加工性、成型性和焊接性好，制造工藝簡單，成本低等，至今仍大量應(yīng)用，它還可用作合金的原料，故總用量達(dá)工業(yè)純鐵的80％。電磁純鐵的主要缺點是電阻率(ρ)低，不到0.1μΩ?m，當(dāng)用于交流條件下就會產(chǎn)生大的渦流損耗，所以這種純鐵主要用于直流或低頻磁化條件下的電器、儀表中的磁性元件、電子管零件、直流電機和大型電磁鐵的鐵心，以及繼電器的銜鐵、磁屏蔽罩等。它的抗拉強度 σb 230 ， 斷面收縮率 ψ 7

14、5%。</p><p>　　2.2 落料沖孔工藝性分析（如圖2-1）</p><p><b>　　圖2-1</b></p><p>　　2.2.1 沖裁件的內(nèi)孔和外形的轉(zhuǎn)角工藝分析</p><p>　　沖裁件的內(nèi)空和外形應(yīng)避免尖角，各直線或曲線的連接處后有適當(dāng)?shù)膱A角轉(zhuǎn)接，如圖 r = 0.25，從而便于模具加工減少熱處理

15、開裂，減少沖載時尖角處的崩刃和磨損。據(jù)《模具設(shè)計與制造》北京大學(xué)出版社謝 北主編p30查得用工純鐵類沖載最小圓角半徑r≥0.15t，將數(shù)據(jù)代入即r≥0.225，而本工件最小圓角半徑是0.25，滿足要求。</p><p>　　2.2.2 沖載件上凸出的懸臂和凹槽盡量避免沖件上過長的凸出懸臂和凹槽，懸臂和凹槽也不宜過小，其許可值b≥1.5t，lmax=5b，代入數(shù)據(jù)b≥2.25，lmax=11.25，見圖1中b與l均

16、符合。</p><p>　　2.2.3 沖載件空隙邊緣之間的距離受模具的強度和沖載件質(zhì)量的制約，其值不應(yīng)過小，一般要求a≥（1-1.5）t，a1＞（1.5-2）t，由圖1所示：a=4.2，a1=4.2，故符合要求。</p><p>　　2.2.4 沖孔時最小最小凸模校核：沖孔時因受凸模強度的限制孔的尺寸不應(yīng)太小否則凸模易折斷或壓彎。用無導(dǎo)向凸模和有導(dǎo)向的凸模所能沖制的最小尺寸。查表《模具設(shè)

17、計與制造》謝 北主編p31表2.5，d≥0.8t，本工件d=3.6遠(yuǎn)大于0.8×1.5=1.2.</p><p>　　2.3 彎曲的工藝性分析</p><p>　?。?）彎曲件最小相對彎曲半徑為保證彎曲外層材料不致彎裂，即要求相對彎曲半徑不小于某一極限值，即為相對彎曲半徑。查《沖壓成型技術(shù)》康俊遠(yuǎn)主編表4-2查得最小相對彎曲半徑rmin／t的數(shù)值為1，本工件的最小相對彎曲半徑1.

18、5/1.5=1，符合要求</p><p>　　（2）彎曲件的直邊厚度H≥2t，見圖所示H≥3，符合彎曲工藝要求。</p><p>　　2.4 沖載件的精度與粗糙度</p><p>　　沖載件的經(jīng)濟公差不高于IT14級，一般落料公差等級最好低于IT10級，沖孔件公差等級最好低于IT9級，由表3-5可得落料公差,沖孔公差分別為0.40，0.08，而沖件落料公差與精度沖孔

19、公差分別為0.5，0.15，由表3-6得孔的中心距公差±0.15而沖件孔中心距最高精度公差為±0.25，因此可用一般精度的沖載，普通沖載即可以達(dá)到要求。由于沖載件沒有斷面粗糙度的要求，我們不必考慮。</p><p>　　2.5 沖裁間隙的確定</p><p>　　已知板料厚度t =1.5mm，凸凹模材料初定為：T10A</p><p>　　根據(jù)《

20、沖壓成型技術(shù)》 康俊遠(yuǎn)主編P31 表3-4 沖裁模初始的雙邊間隙值 </p><p>　　=0.132 =0.24</p><p>　　2.6 工藝方案的確定</p><p>　　2.6.1零件方案概述</p><p>　　該沖裁件包括落料、沖孔、彎曲、起伏成型等工序?？刹捎玫臎_裁方案有單工序沖裁，復(fù)合沖裁和級進沖裁三種，但零件屬于大批

21、量生產(chǎn)，若采用單工序模需要模具數(shù)量較多，生產(chǎn)率低，費用較高，故不予采用。用復(fù)合?？梢允箾_件的精度和平值度得到保證，生產(chǎn)率也較高，但應(yīng)零件的孔邊距較小，模具強度不能保證。用級進模沖裁時，生產(chǎn)率高，操作方便，通過合理的設(shè)計可以達(dá)到較好的零件質(zhì)量和避免模具強度不夠的問題。根據(jù)以上分析，該零件采用級進模沖裁工藝方案。</p><p><b>　　2.6.2方案種類</b></p>&l

22、t;p>　　該工序包括落料、沖孔、彎曲、起伏成形等工序，可有以下三種工藝方案</p><p>　　方案一：落料、沖孔復(fù)合模----對稱彎曲----起伏成形-----鉆孔，攻絲。</p><p>　　方案二：落料、沖孔連續(xù)模----直角彎曲----起伏成形----鉆孔，攻絲。</p><p>　　方案三：落料、沖孔、起伏成形連續(xù)模----直角彎去----鉆孔，攻

23、絲。</p><p>　　2.6.3方案的比較</p><p>　　采用第一種方案，容易保證工件平直度，但要求孔邊距較大，模具強度不能保證，且凸凹模復(fù)雜，難以加工。采用對稱彎曲生產(chǎn)效率高，但由于采用剖切模時剖切線不是直線，剖切模復(fù)雜，定位較難，不易保證工件精度。</p><p>　　采用第二種方案，孔邊距較大，且由于工件較小，采用落料、沖孔連續(xù)?？梢暂^好的保證精度和

24、質(zhì)量，但由于工序較多，尤其在做最后起伏成形時，成形力太小較難選擇壓力機。</p><p>　　第三種方案，比較而言第三種方案工序緊湊，可減少多余的成形工序，只需兩套模具，節(jié)約材料，成本較低。</p><p>　　經(jīng)過以上方案的比較，本套模具采用第三種方案。</p><p>　　第三章 沖壓模具工藝與設(shè)計計算</p><p>　　3.1 排樣

25、的分析及計算</p><p>　　本沖裁件采用有廢料直排（如下圖3-1）</p><p><b>　　圖3-1</b></p><p>　　查搭邊值，根據(jù)《模具設(shè)計與制造》謝昱北主編P38表2.13查得 </p><p>　　a=1.5 a1=1.8</p><p>　　計算工件展開長度，

26、從而計算條料寬度。</p><p>　　彎曲件展開長度的計算：</p><p>　　查表《沖壓成形技術(shù)》表4-5的系數(shù) k=0.32 又已知r =1.5</p><p>　　工件展開長度 L = L1+L1+L3+πα（r+kt）</p><p>　　=28.8+1.2+9.2+6+ = 48.3 mm</p>&

27、lt;p>　　步距的長度 b = [ s+(0.05~0.1)] = 13.60 mm</p><p>　　條料的寬度 根據(jù)《沖壓工藝與模具設(shè)計》華北航天工業(yè)學(xué)院鐘毓斌主編 查P63表2-14 側(cè)刃余量b1及出端導(dǎo)料間隙，查得b1=1.5。P62表2-14剪板機下料公差Δ=0.6</p><p>　　下料寬度 B=（D+2a1+nb1） = (48.3+3.6+3) =

28、 54.9 </p><p>　　3.2 材料利用率的計算</p><p>　　工件一個步距外形輪廓面積S總</p><p>　　S總 = S1 + S2 + S3</p><p>　　S1 = + (9.2-0.707)×12 + </p><p><b>　　=166.2 mm</b&g

29、t;</p><p>　　S2 = (16×12) + (12.8×10) + (1.2×1.4) ×2</p><p>　　=323.36 mm</p><p>　　S3 = 3.1×10 = 31 mm </p><p>　　S總 = S1 + S2 + S3</p><

30、;p>　　= 166.2 +323.36 +31 =520.56 mm</p><p><b>　　材料的利用率為</b></p><p>　　η = ×100% = ×100% = 69.72%</p><p><b>　　3.3沖壓力的計算</b></p><p&g

31、t;　　3.3.1沖裁力的計算</p><p><b>　　周長的計算 </b></p><p>　　L總 = L工件 + 2L側(cè)刃 + L沖孔</p><p>　　L工件 = （0.39+1.2+1.4+1.2+0.785+3.05）×2 +（16+1+12.7）×2 </p><p>　　+（8.

32、2+1.414）×2 + 18.84 + 6.2</p><p>　　=119.72 mm</p><p>　　L側(cè)刃 = 13.6 mm L沖孔 = 11.30 mm</p><p>　　L總 = L工件 + 2L側(cè)刃 + L沖孔</p><p>　　=119.72 + 2×13.6 + 11.30 = 1

33、58.22 mm</p><p>　　F沖 = Ltσb = 158.22×10×1.5×10×230×10</p><p>　　= 54.585 KN </p><p>　　3.3.2起伏成形力的計算</p><p>　　查《沖壓成形技術(shù)》康俊遠(yuǎn)主編</p><p>

34、;　　F成型 = AKt = (2×4.71 + 12.56) ×100×1.5</p><p>　　= 4.24 KN</p><p>　　3.3.3卸料力的計算</p><p>　　F卸 = 0.05×F沖 = 0.05×54.585 = 2.73 KN</p><p>　　F總 = F

35、沖 + F卸 + F成型</p><p>　　= 54.585 + 4.24 + 2.73</p><p>　　= 61.55 KN</p><p>　　3.4 壓力中心的設(shè)計計算 （如下圖3-2）</p><p>　　1=13.6 A1（-27.9，-25.95）</p><p>　

36、　2=119.72 A2 ( 13.6, 0)</p><p>　　3=11.30 A3（13.6， 12.3）</p><p>　　4=13.6 A4（12.9，25.95）</p><p>　　5=4.71 A5（-3.25，-16.65

37、）</p><p>　　6=4.71 A6（3.25，-16.65）</p><p>　　7=12.56 A7（13.6，-18.65）</p><p><b>　　圖3-2</b></p><p><b>　　壓力中心=</b><

38、/p><p><b>　　== - 8.4</b></p><p><b>　　壓力中心=</b></p><p><b>　　== - 1.4</b></p><p>　　壓力中心為：（壓力中心，壓力中心）=（-8.4，-1.4）</p><p>　　3.

39、5 壓力機的選用</p><p>　　F總=61.55KN</p><p>　　參照《材料成型設(shè)備》機械工業(yè)出版社王衛(wèi)衛(wèi)主編，初選J21-63型曲柄</p><p>　　壓力機，其技術(shù)參數(shù)如下表：</p><p>　　3.6 刃口尺寸的計算</p><p>　　3.6.1工件外形輪廓尺寸的計算，由于工件外形輪廓較復(fù)雜，

40、故采用配做法加工。（如圖3-3）</p><p>　　由圖所示輪廓尺寸分為A、B、C三類，其中磨損系數(shù)取X = 0.5</p><p><b>　　圖3-3</b></p><p><b>　　A類尺寸的計算</b></p><p>　　Ad = (A- XΔ) </p><p&

41、gt;　　A1 = (1.4 – 0.5×0.75) = 1.365</p><p>　　A2 = (16.1 – 0.5×0.2) = 16 </p><p>　　A3 = ( 10.1 – 0.5×0.2) = 10</p><p>　　A4 = (12.1 – 0.5×0.2) =12</p>&l

42、t;p>　　A5 = (50.46 – 0.5×0.1) = 50.41</p><p><b>　　B類尺寸的計算</b></p><p>　　Bd = (B+ XΔ) </p><p>　　B = (0.45 + 0.5×0.1) = 0.50</p><p><b>　　C類

43、尺寸的計算</b></p><p><b>　　Cd = C + </b></p><p>　　C1 = 8.5 = 8.50.013</p><p>　　Cd = (C + 0.5Δ) </p><p>　　C2 = (0.2 + 0.5×0.05) = 0.2250.006</p&g

44、t;<p>　　外形輪廓尺寸因采用“配作法”加工，故不需要計算出凸模的尺寸及公差。外形輪廓落料凸模按凹模來修配，保證單面最小合理間隙 = = 0.066即可。</p><p>　　3.6.2沖孔工序外形尺寸計算。</p><p>　　由于該孔為原型孔較簡單，易保證加工精度，故采用“互換”加工法來計算凸凹模刃口尺寸。</p><p>　　沖孔工序的凸模

45、為基準(zhǔn)件，先確定凸模刃口尺寸。凸模刃口尺寸接近或等于孔的最大極限尺寸，以保證模具在一定范圍內(nèi)磨損后，仍能沖出合格零件。凹模刃口尺寸則按凸模尺寸加上最小間隙值確定。</p><p><b>　　計算公式 </b></p><p>　　dp= (d+ XΔ) </p><p>　　dd = (dp + Z) </p><p>

46、;　　由于沖裁件的精度要求為IT14，查表得出磨損系數(shù)X= 0.5</p><p>　　按照經(jīng)驗，再取σd和σp時可以采用“四六”分原則確定σd和σp值。</p><p>　　既 σd = 0.6×(Z- Z) = 0.6×(0.24 –0.0132) = 0.0648</p><p>　　σp = 0.4×(Z- Z) = 0.4&

47、#215;(0.24 – 0.0132) = 0.0432</p><p><b>　　代入以上公式</b></p><p>　　dp =(d+ XΔ) =（3.6 + 0.5×0.5） = 3.625 </p><p>　　dd = (dp + Z) = (3.625 + 0.132) = 3.757 </p>

48、<p>　　3.6.3起伏成形凸凹模工作尺寸的計算</p><p>　　由于在本工件中有起伏成形而形成的三個“凸臺”，所標(biāo)注的均為外形尺寸，所以在確定凸凹模尺寸時可以借用落料沖裁的刃口尺寸計算公式，并加以修改使其符合起伏成形的實際。</p><p>　　對于小凸包外形尺寸Φ</p><p>　　Dd =（Dmax-x△）= （1.5-0.5×0.

49、05）</p><p><b>　　= 1.475</b></p><p>　　由于小凸包內(nèi)形沒有要求，又考慮其外形較小，所以考慮其壁厚為t=0.25.</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　所以 =</b></p><p

50、><b>　　大凸包的尺寸計算：</b></p><p><b>　　= </b></p><p><b>　　=3.95</b></p><p>　　由于大凸包不光標(biāo)注了外形同時也標(biāo)注了內(nèi)形，綜合考慮其壁厚t=0.5.</p><p><b>　　=</

51、b></p><p><b>　　=2.95</b></p><p>　　第四章 模具的總裝圖與各部分的設(shè)計</p><p>　　4.1 連續(xù)?？傃b圖 （如圖4-1）</p><p><b>　　圖4-1</b></p><p>　　連續(xù)?？傃b爆炸圖 （如圖4-2）

52、</p><p><b>　　圖4-2</b></p><p>　　4.2 凹模的設(shè)計計算</p><p>　　4.2.1材料及熱處理</p><p>　　由于沖裁需要大批量生產(chǎn)，但工件精度要求一般，初選9Mn2V鋼。9Mn2V鋼屬于低合金工具鋼，淬透性，耐磨性，淬火變形均比碳素工具鋼要好。它是在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上主要用

53、Mn來合金，以提高鋼材ude淬透性，同時加入Si或V。9Mn2V鋼油粹時的臨界直徑為40mm，在170℃硝鹽中淬火的臨界直徑也有30～40mm，如果不一定要求模具整體淬透，油淬時尺寸可放寬。</p><p>　　9Mn2V可用于制造冷沖模，落料模，彎曲模等?？纱嫣妓毓ぞ咪搲A浴淬火及部分代替含Cr合金工具鋼，它的耐磨性優(yōu)于T10，和CrWMn相近，若T10鋼的耐磨能力為1，則9Mn2V的為6.5，CrWMn的為7

54、.9。所以用后兩者代替目前廣泛采用的T10，不僅可以減少熱處理變形，還可提高模具壽命，對于中小型模具可采用9Mn2V。</p><p>　　凹模硬度 60～64 HRC</p><p><b>　　熱處理 淬火</b></p><p>　　4.2.2凹模結(jié)構(gòu)和尺寸的確定 （如圖4-3和圖4-4）</p><p>

55、<b>　　圖4-3</b></p><p><b>　　圖4-4</b></p><p>　　凹模結(jié)構(gòu)采用整體式柱形筒形凹模</p><p><b>　　凹模厚度的確定</b></p><p>　　采用經(jīng)驗公式 H = K·b</p><p&

56、gt;　　式中 b — 最大型孔尺寸</p><p>　　K — 厚度系數(shù) (如下表)</p><p>　　已知凹模型孔最大長度是 55.9 mm</p><p>　　由上圖查得 厚度系數(shù) K = 0.28</p><p>　　H = K·b = 0.28×55.9 = 15 mm</p><p&g

57、t;　　由厚度再來確定總長和總寬度</p><p><b>　　L值得確定</b></p><p>　　小型模具 L = （1.5～2）H凹</p><p>　　中、大型模具 L = （2～3）H凹</p><p>　　已知 H = 15 mm且是小型模具，故采用L = 1.75 H凹 = 1.75×15

58、= 26.25mm </p><p>　　螺釘孔至模板邊緣的距離</p><p>　　查表《沖壓手冊》機械工業(yè)出版社，鄭家賢主編P253 表5-12 從凹模外緣至螺孔的最小允許尺寸 查得</p><p>　　a大 = 1.13d</p><p>　　a小 = 1.13d</p><p>　　四周四個緊固螺釘采用d10的

59、圓柱頭內(nèi)六角螺釘，其基本尺寸參見國標(biāo) GB/T70.1-2000 (單位：mm)</p><p>　　代入數(shù)據(jù) a = 11.3 mm</p><p>　　左右兩個緊固螺釘采用d8的圓柱頭內(nèi)六角螺釘</p><p>　　代入數(shù)據(jù) a小 = 1.13×8 = 9.04</p><p>　　a = 1.13×8 = 9.04

60、</p><p>　　所以凹模外緣到螺孔的最小允許直徑為9.04 mm </p><p>　　4.3 凸模的設(shè)計計算 （如圖4-5）</p><p><b>　　圖4-5</b></p><p>　　4.3.1 側(cè)刃的設(shè)計</p><p>　　采用側(cè)刃的種類及材料</p><

61、p>　　根據(jù)《沖壓模具設(shè)計實用手冊》機械工業(yè)出版社，鄭家賢主編 P282 表5-43 定距側(cè)刃的結(jié)構(gòu)尺寸 （GB/T 7684.1—1994） (單位：mm)</p><p>　　選用IB型定距側(cè)刃 </p><p>　　B = 8 , a = 2 </p><p><b>　　材料： 9Mn2V</b></p><

62、p>　　熱處理硬度： 58～60 HRC </p><p><b>　　如圖4-6所示:</b></p><p><b>　　圖4-6</b></p><p>　　4.3.2落料及沖孔凸模的設(shè)計</p><p><b>　　材料：9Mn2V</b></p>

63、<p><b>　　熱處理： 淬火</b></p><p>　　硬度：58～62 HRC</p><p><b>　　凸模長度的確定</b></p><p>　　凸模長度的計算跟總裝配圖的結(jié)構(gòu)而定，參見前面的連續(xù)模裝配圖。</p><p>　　彈性橡皮自由高度的計算：</p>

64、<p><b>　　H = </b></p><p>　　其中 t — 板料厚度</p><p>　　h — 預(yù)壓縮量 取3 mm </p><p>　　— 凸模進入凹模的深度 取2.5 mm (其深度一般為2～3 mm)</p><p>　　H = = = 28 mm</p>&l

65、t;p>　　所以彈性橡皮的自由高度為28 mm </p><p>　　凸模長度 L = h1+h2+h3+h4+h</p><p>　　式中： h1——凸模固定板的厚度取20mm</p><p>　　h2——彈性橡皮的厚度算出28mm</p><p>　　h3——卸料板的厚度取12mm</p><p>　　

66、h4——導(dǎo)料板厚度取6mm</p><p>　　h ——凸模進入凹模的深度以及凸模的修模量取3mm</p><p>　　L = 20+28+12+6+3</p><p><b>　　=69mm</b></p><p>　　由于凸模采用反鉚合磨平來裝配，故凸模長度還需加1mm的反鉚余量。</p><p&

67、gt;　　所以 L總=69+1 = 70mm</p><p>　　4.3.3 起伏成形凸模的確定：</p><p>　　依沖載件圖紙“凸包”高度為0.6mm，且由凸模小易磨損加上磨損余量0.05，所以確定起伏成形凸模長度比落料孔凸模長0.65.</p><p>　　所以 L=（70+0.05）</p><p><b>　　=70

68、.65</b></p><p>　　4.4 確定各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　模具的工作零件，定位零件，壓料和卸料零件，導(dǎo)向零件，連接和緊固零件，彈簧，橡膠等要首先按冷沖模具國家標(biāo)選用，若無標(biāo)準(zhǔn)，可先選用再進行設(shè)計。對于小而長的沖頭，壁厚較薄的凹模等還需要要進行強度校核。設(shè)計計算確定了凹模的結(jié)構(gòu)尺寸后，可根椐凹模周界選用模架。模具的閉合高度，輪廓大小，壓力中心應(yīng)與選用

69、設(shè)備相造應(yīng)</p><p>　　4.4.1導(dǎo)料板，承料板</p><p>　　本套模具中的導(dǎo)料板在進料處為15度的傾角，以方便送料，另外由于采用的是雙側(cè)刃定距定位，所以要在導(dǎo)料板上開出放置擋料塊的梯形槽，還要有側(cè)刃的凹模，為保證精度宜將上下面磨平。承料板用4個螺釘將其與導(dǎo)料板緊固。（如圖4-7）</p><p><b>　　圖4-7</b>&l

70、t;/p><p>　　4.4.2卸料板，卸料螺釘</p><p>　　卸料板的尺寸 L×B 120mm×120mm，彈壓卸料板的外形一般與同方向上的固定板的外形一致；固定卸料板一般與凹模外形一致。查《冷沖模設(shè)計指導(dǎo)》得厚度 Hx =12 mm。其成形孔基本與凹模刃口的形狀相同。（如圖4-8）</p><p><b>　　圖4-8</b

71、></p><p><b>　　4.4.3彈性元件</b></p><p>　　彈性橡皮自由高度為 H = = = 28 mm</p><p>　　材料厚度t為15mm，預(yù)壓縮量h為3mm，凸模進入凹模深度為2.5mm。如圖4-9所示：</p><p><b>　　圖4-9</b>&l

72、t;/p><p>　　4.4.4凸模固定板</p><p>　　凸模固定板的外形尺寸與凹模的外形尺寸一致,厚度為凹模的0.6~0.8h,h為凹模的厚度,這里取0.8h,即0.8X15=12mm,根據(jù)核準(zhǔn)選取板的規(guī)格為LXBXH=120X120X12;凸模與凸模固定板的配合為H7/n6,裝配可通過銷釘定位,螺釘與上模座連接固定,各形孔的位置尺寸與凹模的保持一致,頂部與凸模鉚接,因此必須倒角,由以

73、上可得凸模固定板的零件圖，如圖4-10所示:</p><p><b>　　圖4-10</b></p><p><b>　　4.4.5模架</b></p><p>　　對角導(dǎo)柱模架，中間導(dǎo)柱模架，四角導(dǎo)柱模架的共同特點是，導(dǎo)向裝置都是安裝在模具的對稱線上，滑動平穩(wěn)，導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠，所以要求導(dǎo)向精確可靠的都采用這3種結(jié)構(gòu)形式，但

74、因?qū)菍?dǎo)柱模架上，下模座，其工作平面的橫向尺寸L一般大于縱向尺寸B，常用于橫向送料的級進模，縱向送料的單工序?；驈?fù)合模。參照國標(biāo)GB/T2855，2—1990，因凹模尺寸為120 mm X120 mm，并考慮壓力機的最大封閉高度是170，故選取長，寬為125 mm X 125 mm，上下模座厚度分別為35 mm X40 mm。如圖4-11所示：</p><p><b>　　圖4-11</b>

75、</p><p><b>　　4.4.6 模柄:</b></p><p>　　經(jīng)認(rèn)真考慮，宜采用壓入式模柄。壓入式模柄與上模座孔采用H7/m6過渡配合，并加銷釘以防止轉(zhuǎn)動。以下圖為壓入式模柄結(jié)構(gòu)尺寸,并結(jié)合本模具實例標(biāo)出尺寸與及其形狀與位置公差，因上模座的高度是35mm，且已知壓力機上的模柄孔是Ф30X50 mm。參照機械標(biāo)準(zhǔn)JB/T 7646，1—1994，單位mm

76、，選取基本尺寸d=30的模柄，其余尺寸參見圖4-12。</p><p><b>　　圖4-12</b></p><p><b>　　4.4.7導(dǎo)柱導(dǎo)套</b></p><p>　　本套模具采用的是A型導(dǎo)柱，參照GB/T2861，1-1990，并結(jié)合實際需要采用了d=22的導(dǎo)柱，導(dǎo)套與導(dǎo)柱配用d=22。其尺寸如圖4-13所示

77、：</p><p><b>　　圖4-13</b></p><p>　　4.4.8 緊固螺釘，卸料螺釘及銷釘?shù)牧慵D 如圖4-14所示：</p><p><b>　　圖4-14</b></p><p>　　4.5 壓力機的校核</p><p>　?。?）公稱壓力的校核，根

78、據(jù)初選的壓力機J21-6.3，查得其技術(shù)參數(shù)為63KN的標(biāo)稱壓力。本套模具的總沖壓力前面已算出F總=61.55KN</p><p>　　故公稱壓力得以校核。</p><p>　　（2）做功校核：設(shè)備在設(shè)計時所依據(jù)的工件變形工為A1，對A1的計算不同的類型的壓力機有不同的算法，如通用曲柄壓力機是以一個典型沖載力為依據(jù)，而冷壓機則是以一個典型擠壓力為依據(jù)。如果我們選擇的壓力機類型是與所進行的沖

79、壓工藝相對應(yīng)，則設(shè)備做功可不校核，如在通用曲柄壓力機上進行沖載，在拉深壓力機上進行拉深；若在通用曲柄壓力機上進行拉深，擠壓復(fù)合工序等，則需進行設(shè)備做功校核。</p><p>　?。?）行程次數(shù)：行程次數(shù)為45次/min。因是手工送料且為大批量所以行程次數(shù)不能太大。參見曲柄壓力機技術(shù)參數(shù)表可得以校核。</p><p>　?。?）工作臺面尺寸的校核：查得所選模架底座L×B=125&#

80、215;125.壓力機技術(shù)參數(shù)中工作臺面尺寸為L×B=315×200，可知符合要求。</p><p>　?。?）滑塊模柄孔尺寸：滑塊上模柄孔直徑是Φ30，模柄孔深為50，而所選的模柄夾持部分長度為45mm。所以符合要求。</p><p>　?。?）閉合高度的校核：由壓力機技術(shù)參數(shù)可知：Hmax=170，M=40，所以壓力機閉合高度范圍是130-170mm，而模具的閉合高

81、度（參見裝配圖）為164mm，可以安裝到壓力機上，符合要求。</p><p>　　第五章 沖壓模具零件加工工藝的編制</p><p>　　5.1 凹模加工工藝過程 如表5-1所示</p><p>　　表5-1 凹模加工工藝過程</p><p>　　5.2凸模加工工藝過程 如表5-2-1,5-2--2,5-2-3所示<

82、/p><p>　　表5-2-1 落料凸模加工工藝過程</p><p>　　表5-2-2 沖孔凸模加工工藝過程</p><p>　　說明:凸模按表5-2-2加工.</p><p>　　表5-2-3 起伏成形凸模加工工藝過程</p><p>　　5.3卸料板加工工藝過程 如表5-3所示</p><

83、p>　　表5-3 卸料板加工工藝過程</p><p>　　5.4凸模固定板加工工藝過程 如表5-4所示</p><p>　　表5-4 凸模固定板加工工藝過程</p><p>　　5.5上模座加工工藝過程 如表5-5所示</p><p>　　表5-5 上模座加工工藝過程</p><p>　　5.6

84、下模座加工工藝過程 如表5-6所示</p><p>　　表5-6 下模座加工工藝過程 </p><p>　　5.7導(dǎo)料板加工工藝過程 如表5-7所示</p><p>　　表5-7 導(dǎo)料板加工工藝過程</p><p>　　第六章 彎曲模的設(shè)計</p><p>　　6.1 彎曲模的設(shè)計要點</p&g

85、t;<p>　　彎曲件的工序安排對彎曲模的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品的精度影響極大。為了滿足工件的質(zhì)量要求，在確定彎曲件的工序安排和設(shè)計模具結(jié)構(gòu)時，應(yīng)合理定制工藝，遵循彎曲過程中的變形規(guī)律，除了需要綜合考慮模具結(jié)構(gòu)設(shè)計原則外，同時還必須注意以下幾點。</p><p>　　6.1.1彎曲件工序的安排</p><p>　　（1）對于形狀簡單的彎曲件，如U形、V形、Z形工件等，可以采用一次彎曲成形

86、。對于形狀復(fù)雜的彎曲件，則一般需要采取二次或多次彎曲成形。</p><p>　?。?）對于批量大且尺寸小的彎曲件，為使操作方便、定位準(zhǔn)確和提高生產(chǎn)率，應(yīng)盡可能采用級進?；驈?fù)合模。</p><p>　　（3）需進行多次彎曲時，彎曲次序一般是先彎兩端，后彎中間部分。前次彎曲應(yīng)考慮后次彎曲有可能的定位，后次彎曲不能影響到前次已彎曲成形的形狀。</p><p>　　6.1.

87、2彎曲工序和模具尺寸的確定</p><p>　　應(yīng)充分考慮沖壓件的尺寸和形狀，然后確定彎曲工序的順序。</p><p>　?。?）對沖壓件的工藝進行總分析，確切的評價沖壓件整體結(jié)構(gòu)的合理性和采用工藝過程的的可行性。對彎曲角和彎曲次數(shù)多的沖壓件、非對稱形狀的沖壓壓件，要分析所采用工藝的可靠性；對有孔或有切口的沖壓件等，要注意由于彎曲的作用特別容易引起變形或出現(xiàn)的尺寸誤差。這時，最好是在彎曲之

88、后再作沖孔和切口。</p><p>　　（2）計算出沖件的毛坯展開長度，以此計算毛坯的長度，在已設(shè)計好的彎曲模上作試彎曲，然后經(jīng)過修正，將毛坯的展開長度最后確定下來。這樣就可以得到最終要求的尺寸的沖壓件。因而，先是要進行彎曲模的設(shè)計制造，然后再確定下料模的精確尺寸。</p><p>　　（3）制備毛坯時，應(yīng)盡量使后續(xù)彎曲工序的彎曲線與材料軋制方向成一定的夾角。對于需進行多次彎曲的零件，一般

89、應(yīng)選用沖壓行程方向作為零件的彎曲方向。</p><p>　?。?）選取比彎曲力噸位稍大的設(shè)備，對與些相適應(yīng)的模具大小、高度、行程長度等作出考慮。特別是為了保證形狀及尺寸必須設(shè)計校平模的某些場合，此校平模就要做得既結(jié)構(gòu)簡單又要牢固可靠，能夠承受足夠大的壓力。</p><p>　　6.1.3 毛坯的可靠定位</p><p>　　毛坯的定位必須能迅速而準(zhǔn)確地進行，盡可能水

90、平放置，并要考慮到以下各點：</p><p>　?。?）在彎曲開始時，毛坯就應(yīng)定位良好，穩(wěn)定可靠。為防止彎曲過程中毛坯可能發(fā)生的偏移，這時在模具上除了有放置毛坯的定位板（銷）以外，還必須考慮因滑動所引起的偏移而采取的必要措施。如利用工件上的孔來定位等方法。如果無孔可供定位時，則可考慮采用工藝孔來定位。</p><p>　　如果無法設(shè)置工藝孔時，則可采用定位尖、頂桿或V形頂桿。</p&

91、gt;<p>　　（2）對于一般零件的彎曲，大多以毛坯的外形作為粗定位，然后用凸模上的導(dǎo)正銷作精確定位的方法。它適合于平而厚的板料的彎曲，其沖壓件的精度好，生產(chǎn)效率也高。</p><p>　?。?）選取彎曲加工中不發(fā)生變形的部位來定位。在萬不得已的情況下要使用已發(fā)生變形的部位來定位時，要有不妨礙材料移動的結(jié)構(gòu)。</p><p>　?。?）當(dāng)工藝上要求多道工序時，各工序要有同一

92、定位基準(zhǔn)。</p><p>　?。?）對于厚板的場合，要特別注意使定位板不致與端面的毛刺相干擾。</p><p>　?。?）在壓彎過程中，必須考慮到防止毛坯滑動的可能性。</p><p>　　（7）為有利于提高彎曲件的精度，在必要時，彎曲件可添加工藝連接帶（這部分材料在彎曲后再將其切除）或采用對稱彎曲。</p><p>　　6.1.4控制毛坯

93、產(chǎn)生嚴(yán)重的局部變薄或變形不足</p><p>　　模具結(jié)構(gòu)應(yīng)使毛坯的變形盡可能是純彎曲變形，以免產(chǎn)生大量的局部變形。但是，在彎曲線的周圍，如果沒有足夠的成形區(qū)，就不能準(zhǔn)確地獲得沖壓件所要求的形狀。</p><p>　　6.1.5彎曲區(qū)的校正和回彈</p><p>　　對于校正彎曲， 在彎曲結(jié)束時，使工件彎曲部分與相接觸的工作部分之間應(yīng)能得到校正。</p>

94、<p>　　由于彎曲件的回彈，因此在彎曲模的結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)考慮到制造和試模時能修正凸模和凹模工作部分的幾何形狀及補償?shù)目赡堋?lt;/p><p>　　同時，應(yīng)考慮到在維修時有消除磨損影響和補償回彈的可能性。</p><p>　　6.1.6毛坯上受力分析</p><p>　　作用在毛坯上的外力要盡量對稱，以避免在變形過程中毛坯產(chǎn)生錯移</p>&

95、lt;p>　　對于變曲工序的模具設(shè)計，同樣也需要考慮模具的受力狀態(tài)和壓力中心的問題， 如果壓力中心選擇不當(dāng)或受力不均勻，都會使沖壓件造成偏斜和偏移。其實，諸如彎曲時的偏移就是此類模具也需要考慮模具壓力中心的一個例證。</p><p>　　6.1.7 沖壓件的取出裝置</p><p>　　沖壓件的取出必須能迅速安全地進行，必須使卸料方便，通常使用頂出裝置、壓縮空氣吹出裝（用于小件）等。

96、彈簧式頂出裝置多與壓料裝置并用。</p><p>　　6.1.8注意操作的安全</p><p>　?。?）充分注意操作者的手不能進入危險區(qū)域。</p><p>　　（2）對于特長件的彎曲，應(yīng)注意伸出模具以外的毛坯端部在變形過程中的路徑，不能使之進入操作者的位置區(qū)域。</p><p>　　6.1.9模具的標(biāo)準(zhǔn)化</p><p

97、>　　與其它類型的模具一樣，彎曲模也要盡可能做到標(biāo)準(zhǔn)化。</p><p>　　6.2 彎曲力的計算</p><p>　　本套模具中按“L”形彎曲公式計算彎曲力，參見《沖壓工藝與模具設(shè)計》華北航天工業(yè)學(xué)院出版社鐘 主編。</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=(0.65-0.8) </p

98、><p>　　式中 B—— 彎曲長度（mm）</p><p>　　T—— 板料厚度（mm）</p><p>　　—— 板料的抗拉強度（MPa）</p><p>　　—— 彎曲凸模圓角半徑（mm）</p><p>　　=(0.65-0.8) </p><p><b>　　=0.8

99、×</b></p><p><b>　　=1380 (N)</b></p><p><b>　　彈簧的選用:</b></p><p>　　彈簧的選用首先要算出壓料力，并以此根據(jù)查國標(biāo)確定彈簧類型</p><p><b>　　根據(jù)經(jīng)驗公式：</b></

100、p><p><b>　　=K</b></p><p><b>　　K取0.05</b></p><p>　　=0.05×1380N = 69N</p><p>　　以為依據(jù)查《沖壓手冊》機械工業(yè)出版社鄭家賢主編P486表B-4選用彈簧，彈簧的外徑D=12，鋼絲直徑d=2，節(jié)距3.3，最大工作負(fù)

101、荷的總變形量F/mm=0.6，最大工作負(fù)荷的總變形量0.98，最大工作負(fù)荷=156N，有效圈數(shù)為7。</p><p>　　6.3 彎曲模的結(jié)構(gòu)總裝圖 </p><p><b>　　如圖6-1所示</b></p><p><b>　　圖6-1</b></p><p>　　彎曲模的總裝爆炸圖：如圖6-

102、2所示</p><p><b>　　圖6-2</b></p><p>　　6.4 彎曲模凸、凹模設(shè)計</p><p>　　彎曲模的凸，凹模均采用局部鑲塊式，并用緊固件固定，以節(jié)約模具鋼。為達(dá)到一定的校正回彈的目的，在凹模旁增加一擋塊。如圖6-3所示</p><p>　　材料：凸，凹模采用T10A鋼，除底座用HT200外，

103、其余均用一般鋼材Q235</p><p><b>　　模柄：旋入式模柄。</b></p><p><b>　　圖6-3</b></p><p>　　6.5. 后續(xù)加工的完成</p><p>　　在起伏成形所形成的的凸臺上鉆通孔并攻M2.5的螺紋，首先用數(shù)控鉆床根據(jù)經(jīng)驗用的鉆頭在凸臺中心鉆通孔，然后再

104、攻M2.5的螺紋。</p><p>　　沖裁和彎曲的詳細(xì)圖紙見附頁</p><p>　　第七章 總 結(jié)</p><p>　　歷經(jīng)兩個月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，敬請各位老師對我的設(shè)計過程作最后檢查。</p><p>　　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，請教工廠中極具經(jīng)驗的模具設(shè)計人員和工人師傅以及各位老師有關(guān)模具方面的問

105、題，特別是模具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。使我對沖壓模具設(shè)計的各種成型方法，成型零件的設(shè)計，成型零件的加工工藝，主要工藝參數(shù)的計算，產(chǎn)品缺陷及其解決辦法，模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及零部件的設(shè)計等都有了進一步的理解和掌握。模具在當(dāng)今社會生活中運用得非常廣泛，掌握模具的設(shè)計方法對我們以后的工作和發(fā)展有著十分重要的意義。</p><p>　　從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，

106、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)過兩個月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計一定能為四年的大學(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)。</p><p>　　在這次設(shè)計過程中得到了工廠設(shè)計人員和*老師等各位老師以及許多同學(xué)的幫助，特別是*老師的悉心指導(dǎo)，使我受益匪淺。在此，對關(guān)心和指導(dǎo)過我各位老師和幫助過我的同學(xué)表示衷心的感謝!</p><p><b

107、>　　參 考 文 獻</b></p><p>　　1、《模具設(shè)計與制造》 謝昱北主編 北京大學(xué)出版社， 2005.</p><p>　　2、《沖壓成型技術(shù)》 康俊遠(yuǎn)主編 北京理工大學(xué)出版社， 2008.</p><p>　　3、《沖壓模具設(shè)計實用手冊》 鄭家賢主編 機械工業(yè)出版社， 2005.</p><p>

108、　　4、《沖壓工藝與模具設(shè)計》 鐘毓斌主編 華北航天工業(yè)學(xué)院， 2005. </p><p>　　5、《實用沖壓模具設(shè)計手冊》 鄭可锽主編 北京宇航出版社， 1990.</p><p>　　6、《冷沖壓模具圖集》 齊衛(wèi)東主編 北京理工大學(xué)出版社，2007.</p><p>　　7、《機械制圖》 郭紀(jì)林 余貴英主編 大連理工大學(xué)出版社， 2

109、005.</p><p>　　8、《互換性與技術(shù)測量》 韓進宏主編 機械工業(yè)出版社， 2006. </p><p>　　9、《模具制造工藝學(xué)》 胡彥輝主編 重慶大學(xué)出版社， 2006.</p><p>　　10、《機械設(shè)計手冊》 成大先主編 北京化學(xué)工業(yè)出版社， 1994.</p><