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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文）
題目
沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)
系 (部)
專(zhuān)業(yè)
班級(jí)
姓名
學(xué)號(hào)
指導(dǎo)老師
系主任
年 月 日
摘 要
本設(shè)計(jì)是對(duì)給定的產(chǎn)品圖進(jìn)行沖壓模模具設(shè)計(jì)。在綜合考慮了經(jīng)濟(jì)性、零件的沖壓工藝性以及復(fù)雜程度等諸多因素的基礎(chǔ)上進(jìn)行沖壓工藝分析與計(jì)算的。文中還對(duì)沖壓模具成型零件和其他相關(guān)零件的選擇原則及選擇方法進(jìn)行了說(shuō)明。期間要參考大量與沖壓相關(guān)的資料和翻閱各種手冊(cè)，并通過(guò)計(jì)算以確定模具結(jié)構(gòu)及尺寸，通過(guò)不斷的計(jì)算與修改，并在指導(dǎo)老師的悉心關(guān)懷和耐心指導(dǎo)下進(jìn)行不間斷的反復(fù)修改，最終確定畫(huà)出了裝配圖和零件圖。
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，結(jié)合我在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所看所想的一些東西，使我了解和掌握了許多實(shí)際的東西，實(shí)踐證明，模具的設(shè)計(jì)和制造只有一些理論知識(shí)是不行的，任何模具的設(shè)計(jì)都要有一定的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)才可以設(shè)計(jì)出更合理性的模具。
關(guān)鍵詞：沖壓模，模具設(shè)計(jì)，沖壓工藝性，模具結(jié)構(gòu)，合理性。
目 錄
摘 要 1
前 言 4
第一章、零件圖及工藝方案的擬訂 5
1.1.零件圖及零件工藝性分析 5
1.1.1.零件圖 5
1.1.2.零件的工藝性分析 5
1.2.工藝方案的確定 6
第二章、沖壓工藝計(jì)算 7
2.1.排樣形式 7
2.2.條料寬度計(jì)算 7
2.2.1.搭邊 7
2.2.2.下料毛坯的確定 7
2.3.材料利用率的計(jì)算 8
2.4.工序的合并與工序順序 8
2.5.計(jì)算沖壓力 9
2.5.1.落料沖裁力 9
2.5.2.沖孔沖裁力 9
2.5.3.卸料力 9
2.5.4.推料力 9
2.5.5.頂件力 10
2.5.6.總沖壓力 10
2.5.7.計(jì)算模具壓力中心 10
2.6.壓力機(jī)的選擇 10
第三章、模具類(lèi)型及結(jié)構(gòu)形式的選擇 12
3.1.模具結(jié)構(gòu)形式要求 12
3.2模具結(jié)構(gòu)類(lèi)型的確定 12
3.3.模具結(jié)構(gòu)形式的確定 12
第四章、模具刃口尺寸計(jì)算 14
4.1.凸模和凹模加工方法 14
4.2.工作零件刃口尺寸計(jì)算 14
第五章、模具零件的設(shè)計(jì)、選用及必要的計(jì)算 17
5.1.成形零件 17
5.1.1.落料凹模 17
5.1.2.沖孔凸模 18
5.1.3.凸凹模 18
5.2.其他模具零件結(jié)構(gòu)尺寸 18
5.2.1.墊板 19
5.2.2.卸料板 19
5.2.3.固定板 19
5.3.模架的選用 20
5.4.其他標(biāo)準(zhǔn)零件的選用 20
5.4.1.模柄 20
5.4.2.卸料零件 20
5.4.3.定位零件 21
第六章、壓力機(jī)的校核 22
6.1.閉合高度的校核 22
6.2.工作臺(tái)面尺寸的校核 22
6.3.滑塊行程的校核 22
第七章、模具的總裝配 23
第八章、模具零件圖的設(shè)計(jì)繪制 24
第九章、模具主要零件加工工藝的制定 24
9.1.落料凹模加工工藝過(guò)程 24
9.2.沖孔凸模加工工藝過(guò)程 24
9.3.凸凹模加工工藝過(guò)程 24
第十章、模具的裝配工藝 26
結(jié)束語(yǔ) 28
參考文獻(xiàn) 29
前 言
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展需要，模具已成為現(xiàn)代化不可缺少的工藝裝備，模具設(shè)計(jì)是模具專(zhuān)業(yè)一個(gè)最重要的教學(xué)環(huán)節(jié),是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，是我們對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，通過(guò)對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用，使學(xué)生對(duì)模具從設(shè)計(jì)到制造的過(guò)程有個(gè)基本上的了解，為以后的工作及進(jìn)一步學(xué)習(xí)深造打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要目的有兩個(gè)：一是讓學(xué)生掌握查閱查資料手冊(cè)的能力，能夠熟練的運(yùn)用CAD進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。二是掌握模具設(shè)計(jì)方法和步驟,了解模具的加工工藝過(guò)程。
本設(shè)計(jì)是落料沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，結(jié)合模具的設(shè)計(jì)和制作，廣泛聽(tīng)取各位人士的意見(jiàn)，經(jīng)過(guò)多次修改和驗(yàn)證編制而成。為了達(dá)到設(shè)計(jì)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和合理性，本人通過(guò)查閱多方面的資料文獻(xiàn)，力求內(nèi)容簡(jiǎn)單扼要，文字順通，層次分明，論述充分。其中附有必要的插圖和數(shù)據(jù)說(shuō)明。
第一章、零件圖及工藝方案的擬訂
1.1.零件圖及零件工藝性分析
1.1.1.零件圖
圖1-1 產(chǎn)品圖
工件圖如圖1-1所示
零件名稱(chēng)：連接器
材料：Q235
板厚：0.5mm
生產(chǎn)批量：大批量
1.1.2.零件的工藝性分析
該產(chǎn)品所用的材料為通碳素鋼鋼板, 其力學(xué)性能是強(qiáng)度、硬度和塑性指標(biāo)適中，具有良好的沖壓性能，用沖裁的加工方法時(shí)完全可以成形的。
該零件所有尺寸均為標(biāo)注公差，對(duì)于非圓形件按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“非配合尺寸的公差數(shù)值”IT14精度來(lái)處理。
該制件形狀簡(jiǎn)單，尺寸較小，厚度一般，屬于普通沖壓件，但有幾點(diǎn)應(yīng)該注意：
(1)該沖裁件的材料為普通碳素鋼鋼板Q235，其力學(xué)性能是強(qiáng)度、硬度和塑性指標(biāo)適中，具有良好的沖壓性能。
(2)由于板料厚度較薄，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)墓ば蚍桨福ＷC孔的精確度和制件不變形。
(3)有一定的生產(chǎn)批量，應(yīng)重視模具材料的選擇和模具結(jié)構(gòu)的確定，保證模具的壽命。
(4)制件較小，從安全考慮，要采取適當(dāng)?shù)娜〖绞?，模具結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)好推件和取件方式。
1.2.工藝方案的確定
對(duì)工序的安排，擬有以下幾種方案：
方案一：落料—沖孔，單工序模生產(chǎn)。
方案二：落料—沖孔復(fù)合沖壓，復(fù)合模生產(chǎn)。
方案三：沖孔—落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。
方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造。但成形制件需要兩道工序、兩套模具才能完成零件的加工，需要兩臺(tái)沖壓設(shè)備，工序分散，搬運(yùn)半成品要浪費(fèi)大量時(shí)間。生產(chǎn)效率較低；工件的精度也難以保證。
方案二復(fù)合模結(jié)構(gòu)一般，比較容易制造。成形制件只需一道工序；節(jié)約了半成品搬運(yùn)的時(shí)間提高了生產(chǎn)效率且易于保證孔的質(zhì)量和制件精度。
方案三級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)雖然也簡(jiǎn)單，但會(huì)在產(chǎn)品的外形留下接刀痕，產(chǎn)品的同軸度不能很好的保證。
綜上所述，根據(jù)生產(chǎn)效率、精度、所使用的機(jī)床、卸料方式、廢料出料、板料的定位方式、制造成本等方面分析最終確定方案二。選擇復(fù)合模生產(chǎn)，其模具壽命較長(zhǎng)，生產(chǎn)率高，操作較方便和工作安全性高。
第二章、沖壓工藝計(jì)算
2.1.排樣形式
排樣是否合理，直接影響到材料的利用率、零件質(zhì)量、生產(chǎn)率、模具結(jié)構(gòu)域壽命及生產(chǎn)操作方式與安全。因此，在沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)中，排樣是一項(xiàng)極為重要的、技術(shù)很強(qiáng)工作。
該零件排樣采用有廢料的直排形式。因?yàn)樵跊_裁件是規(guī)則的矩形件，而且直排的模具結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，在各種排樣方式中，直排是優(yōu)先選用的排樣方式，故選用直排為工件的排樣方式。
2.2.條料寬度計(jì)算
2.2.1.搭邊
排樣中相鄰兩個(gè)零件之間的余料或零件與條料邊緣間的余料稱(chēng)為搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。
搭邊值一般由經(jīng)驗(yàn)或查表確定，根據(jù)所給材料厚度0.5mm，查表2-10[1]，兩工件之間按矩形取搭邊值1mm但為保證凸凹模強(qiáng)度，側(cè)邊取1mm。
2.2.2.下料毛坯的確定
送料步距
根據(jù)以上的參數(shù)確定下料的毛胚如下圖所示：
下料毛胚圖
2.3.材料利用率的計(jì)算
送料步距和條料寬度的確定
送料步距 條料在模具上每次送進(jìn)的距離成為送料步距。每次只沖一個(gè)零件的步距S的計(jì)算公式為
S=D+a1 (1)
S=10+1.0=11mm
式中 D——平行于送料方向的沖裁寬度；
a1——沖裁之間的搭邊值。
條料寬度 條料寬度的確定原則：最小條料寬度要保證沖裁時(shí)零件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時(shí)順利地在導(dǎo)料板之間送進(jìn)，并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙。
當(dāng)用孔定距時(shí)，可按下式計(jì)算
條料寬度 B-Δ=(Dmax+2a)-Δ
=(35+2×1) -0.5 =37-0.5mm
式中 B——條料的寬度（mm）；
Dmax——沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）；
a——側(cè)搭邊值；
Δ——條料寬度的單向（負(fù)向）公差；
剪切條料寬度偏差Δ=0.5, 因此B=37-0.5 。
材料利用率的計(jì)算
一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率η為
η=nF/Bs×100%
η=1×346.6/37×11×100%=85.16%
式中 F——一個(gè)步距內(nèi)沖裁件面積（包括沖出的小孔在內(nèi)）；
n——一個(gè)步距內(nèi)沖裁件數(shù)目；
B——條料寬度（mm）；
s——步距；
2.4.工序的合并與工序順序
根據(jù)上面的分析與計(jì)算，此件的全部基本工序只有落料、沖孔。
根據(jù)這些基本工序，可以擬出以下幾種方案：
方案一：落料與沖孔，各為基本工序。
方案二：模具復(fù)合程度較高，所需的模具較少，且模具設(shè)計(jì)容易，其制造費(fèi)用也較低，其基本工序合并生產(chǎn)率高，也易于保證工件精度。因此選定這一方案。
所以，本次需設(shè)計(jì)的模具為：落料、沖孔復(fù)合模。
2.5.計(jì)算沖壓力
沖壓力是指沖裁力、卸料力、推件力和頂件力的總稱(chēng)。計(jì)算沖裁力的目的是為了選用合適的壓力機(jī)、設(shè)計(jì)模具和檢驗(yàn)?zāi)＞叩膹?qiáng)度。
2.5.1.落料沖裁力
落料沖載力
K ：取1.3
Τ：是σb的0.8倍 σb查表取480 τ=480×0.8=384
L1為落料板周長(zhǎng)，L=86.6
P1=KL1tτ=1.3×86.6×0.5×384≈21615.36(N)=21.6KN
2.5.2.沖孔沖裁力
(式2-4)
式中 ——沖孔沖裁力；
——沖孔周長(zhǎng)度(mm)，
代入
=1.3×（9.7+16+16）×0.5×384
=10408.32N=10.41KN
2.5.3.卸料力
(式2-5)
式中 ——卸料力；
——卸料系數(shù)，查表1-7[1]得卸料力系數(shù)。
代入
=0.045×21.4
=0.96KN
2.5.4.推料力
(式2-6)
式中 ——推料力；
——推料系數(shù)，查表1-7[1]得卸料力系數(shù)。
——同時(shí)卡在凹模洞孔內(nèi)的件數(shù)，取1。
代入
=0.05×10.3
=0.515KN
2.5.5.頂件力
(式2-7)
式中 ——頂件力；
Kd——頂件系數(shù)，查表1-7[1]得卸料力系數(shù)。
代入
=0.06×（21.4+10.3）
=1.9KN
2.5.6.總沖壓力
沖裁時(shí)，壓力機(jī)的壓力值必須大于或等于沖裁各工藝力的總和，即大于總的沖壓力?？偟臎_壓力根據(jù)模具結(jié)構(gòu)不同計(jì)算公式不同，當(dāng)采用彈壓卸料裝置和下出件的模具時(shí)，總的沖壓力為。
(式2-8)
=21.4+10.3+0.96+0.515+1.9
=35.075KN
2.5.7.計(jì)算模具壓力中心
模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使沖模壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心重合。否則，會(huì)使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過(guò)大的磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命，采用計(jì)算法求壓力中心。
2.6.壓力機(jī)的選擇
根據(jù)以上計(jì)算和分析，再結(jié)合車(chē)間設(shè)備的實(shí)際情況，初選用公稱(chēng)壓力為400KN的開(kāi)式可傾臺(tái)壓力機(jī)(型號(hào)為JG23-40)。
JG23-40具體參數(shù)如下：
達(dá)到公稱(chēng)壓力時(shí)滑塊離下止點(diǎn)距離：4mm
滑塊行程：100mm
行程次數(shù)：80次/min
最大封閉高度：300mm
滑塊中心到床邊的距離：160mm
工作臺(tái)尺寸： 左右：300mm
前后：150mm
立柱間距離：300mm
模柄孔尺寸：Φ50×70mm
工作臺(tái)板厚度：50mm
第三章、模具類(lèi)型及結(jié)構(gòu)形式的選擇
3.1.模具結(jié)構(gòu)形式要求
根據(jù)確定的工藝方案和零件的形狀特點(diǎn)，精度要求，預(yù)選設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)，模具的制造條件及安全生產(chǎn)等，選定模具類(lèi)型及結(jié)構(gòu)形式。
確定加工工藝后，應(yīng)通過(guò)分析比較，選擇合適的模具結(jié)構(gòu)形式，使其盡量滿(mǎn)足以下要求：
(1)能沖出符合技術(shù)要求的工件；
(2)能提高生產(chǎn)率；
(3)模具制造和維修方便；
(4)模具有足夠的壽命；
(5)模具易于安裝調(diào)整，且操作方便、安全。
3.2模具結(jié)構(gòu)類(lèi)型的確定
因?yàn)楸敬文＞咴O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單工藝要求不高，所以采用落料沖孔復(fù)合模，本設(shè)計(jì)沒(méi)有拉深、翻邊等，凸模能夠保證強(qiáng)度，故采用復(fù)合模的結(jié)構(gòu)是合理的。
在確定采用復(fù)合模后，便要考慮采用正裝式還是反裝式的復(fù)合模。復(fù)合模具又可分為正裝式和倒裝式。
①正裝式特點(diǎn)：工件和沖孔廢料都將落在凹模表面上，必須加以清除后，才能進(jìn)行下一次沖裁，因此操作不方便，也不安全，對(duì)多孔工件不宜采用，但沖出的工件表面比較平直。
②倒裝式特點(diǎn)：沖孔廢料由沖孔凸模沖入凹模洞口中，積聚到一定數(shù)量由下模漏料孔排出，不必清除廢料，操作方便，應(yīng)用很廣，但工件表面平直度較差，凹凸模承受的張力較大，因此凹凸模的壁厚應(yīng)嚴(yán)格控制，以免強(qiáng)度不足。
經(jīng)分析，此工件無(wú)較高的平直度要求，工件精度要求也較低，所以從操作方便、模具制作等方面考慮，決定采用倒裝式復(fù)合模。上模采用打料裝置。
3.3.模具結(jié)構(gòu)形式的確定
倒裝式復(fù)合模的結(jié)構(gòu)形式如圖3-1所示。
圖3-1 倒裝式復(fù)合模的結(jié)構(gòu)形式
1
第四章、模具刃口尺寸計(jì)算
4.1.凸模和凹模加工方法
凸模和凹模配作加工 ，就是先按尺寸和公差制造出凹?；蛲鼓Ｆ渲幸粋€(gè)，然后依此為基準(zhǔn)再按最小合理間隙配做另一件。采用這種方法不僅容易保證沖裁間隙，而且還可以放大基準(zhǔn)件的公差，不必檢驗(yàn)。同時(shí)還能大大簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)模具的繪圖工作。
目前，工廠對(duì)單件生產(chǎn)的模具或沖制復(fù)雜形狀的模具，廣泛采用配作加工的方法來(lái)設(shè)計(jì)制造。故采用凸模和凹模配作加工。
落料部分以落料凹模為基準(zhǔn)計(jì)算 ,落料凸模按間隙值配制；沖孔部分以沖孔凸模為基準(zhǔn)計(jì)算,沖孔凹模按間隙值配制。既以落料凹模、沖孔凸模為基準(zhǔn)，凸凹模按間隙值配制。
4.2.工作零件刃口尺寸計(jì)算
根據(jù)設(shè)計(jì)原則，落料以凹模設(shè)計(jì)為基準(zhǔn)。其中A類(lèi)尺寸是磨損后增大的尺寸；B類(lèi)尺寸是磨損后減少的尺寸；C類(lèi)尺寸是磨損后不變的尺寸。故在設(shè)計(jì)凹模刃口尺寸時(shí)，必須根據(jù)其磨損情況分別采用不同的計(jì)算公式分類(lèi)計(jì)算，簡(jiǎn)表4-1。是以落料凹模設(shè)計(jì)為基準(zhǔn)的刃口尺寸計(jì)算公式。
根據(jù)設(shè)計(jì)原則，沖孔以凸模設(shè)計(jì)為基準(zhǔn)。其中a類(lèi)尺寸是磨損后增大的尺寸；b類(lèi)尺寸是磨損后減少的尺寸；c類(lèi)尺寸是磨損后不變的尺寸, 表4-2是以沖孔凸模設(shè)計(jì)為基準(zhǔn)的刃口尺寸計(jì)算公式。其中A類(lèi)尺寸是磨損后增大的尺寸；B類(lèi)尺寸是磨損后減少的尺寸；C類(lèi)尺寸是磨損后不變的尺寸。
表4-1 以落料凹模設(shè)計(jì)為基準(zhǔn)的刃口尺寸計(jì)算公式
工序性質(zhì)
凹模刃口尺寸磨損情況
基準(zhǔn)件凹模的尺寸
配制凸模的尺寸
落料
磨損后增大的尺寸
Aj＝(Amax-x△)
按凹模實(shí)際尺寸配制，保證雙面合理間隙
Zmin ～Zmax
磨損后減小的尺寸
Bj＝(Bmin+x△)
磨損后不變的尺寸
Cj=(Cmin+0.5△)±0.125△
表4-2 以沖孔凸模設(shè)計(jì)為基準(zhǔn)的刃口尺寸計(jì)算公式
工序性質(zhì)
凹模刃口尺寸磨損情況
基準(zhǔn)件凹模的尺寸
配制凹模的尺寸
沖孔
磨損后增大的尺寸
aj＝(amax-x△)
按凸模實(shí)際尺寸配制，保證雙面合理間隙
Zmin ～Zmax
磨損后減小的尺寸
bj＝(bmin+x△)
磨損后不變的尺寸
cj=(cmin+0.5△)±0.125△
查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表(GB/T1800.3-97) [2]，得：
零件外形：35mm，10mm，
根據(jù)工件材料Q235與材料厚度0.5，查表1-4[1]，得沖裁雙面間隙為：0.02-0.04mm
查表2-21[1]補(bǔ)償刃口系數(shù)。
凹、凸模刃口尺寸計(jì)算見(jiàn)表4-3，凸凹模按間隙值配制。
落料凹模尺寸： Aj1=(Amax-XΔ)+ Δ/4
=35.02-0.5×0.04=35+0.02;
Aj2=(Amax-XΔ)+ Δ/4
=10.02-0.5×0.04=10+0.02;
Aj3=(Amax-XΔ)+ Δ/4
=2-0.5×0.04=1.98+0.02;
落料凸模尺寸： Ah1=(Aj1-2Z)+ Δ/4
=35-2×0.02=34.96+0.02;
Ah2=(Aj2-2Z)+ Δ/4
=10-2×0.02=9.96+0.02;
Ah3=(Aj3-Z)+ Δ/4
=2-0.02=1.98+0.02;
沖孔凸模尺寸： Bj1=(Amin+XΔ)- Δ/4
=3.0+0.5×0.2=3.1-0.02
Bj2=(Amin+XΔ)- Δ/4
=7.98+0.5×0.04=8.0-0.02
Bj3=(Amin+XΔ)- Δ/4
=4.98+0.5×0.04=5.0-0.02
沖孔凹模尺寸： Bh1=(Bj1+2Z)- Δ/4
=3.1+2×0.02=3.14-0.02
Bh2=(Bj2+2Z)- Δ/4
=8.0+2×0.02=8.04-0.02
Bh3=(Bj3+2Z)- Δ/4
=5.0+2×0.02=5.04-0.02
孔到邊的距離 Lp1=L-Z
=11.5±0.01
Lp2=L-Z
=4±0.01
Lp3=L-Z
=8±0.01
第五章、模具零件的設(shè)計(jì)、選用及必要的計(jì)算
5.1.成形零件
5.1.1.落料凹模
落料凹模見(jiàn)圖5-1。
(1) 凹模厚度
(式5-1)
式中 ——凹模刃口周邊長(zhǎng)度修正系數(shù)，
查表2-18[1]得，。
代入
mm，取30 mm
(2) 凹模長(zhǎng)度和寬度
(式5-2)
(式5-3)
式中 ——凹模長(zhǎng)度尺寸(mm)；
——凹模寬度尺寸(mm)；
——垂直于送料方向得凹模型孔壁間最大距離。
——落料凹模長(zhǎng)度刃口尺寸，(mm)。
——落料凹模寬度刃口尺寸，(mm)。
代入，計(jì)算結(jié)果，湊整數(shù)L=120，B=100mm
5.1.2.沖孔凸模
(1) 沖孔凸模長(zhǎng)度
凸模長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)沖模的具體結(jié)構(gòu)確定，
其長(zhǎng)度計(jì)算公式為：
(式5-4)
式中 ——凸模固定板厚度(mm)；
——凸模自由長(zhǎng)度自由尺寸(mm)，包括凸模的修模量4～6mm，凸模進(jìn)入凹模具的深度0.5～1mm，凸模固定板與卸料板之間的安全距離，可取15～30mm。故取30mm。
代入
=15+30
=45mm
5.1.3.凸凹模
(1) 凸凹模孔口的設(shè)計(jì)
① 凸凹?？卓谛问?。選擇常用的直刃壁孔口凹模，見(jiàn)圖5-3。
②凸凹?？卓诟叨?)。其孔口高度不宜過(guò)大，一般可按材料的厚度選取。
mm? mm
?mm? mm
?mm?? mm
壓板的材料厚度為0.5mm，取凸凹模孔口高度2-3mm。
(2) 凸凹模外形結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
凸凹模外形結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是以落料凹模、沖孔凸模為基準(zhǔn)，凸凹模按間隙值配制。
5.2.其他模具零件結(jié)構(gòu)尺寸
根據(jù)倒裝復(fù)合模形式特點(diǎn)和凹模板尺寸并查標(biāo)準(zhǔn)GB/T6743.1-94，確定其它模具板塊尺寸列于表5-1。
表5-1 模具板塊尺寸
序號(hào)
名稱(chēng)
長(zhǎng)×寬×高(mm)
材料
數(shù)量
1
上墊板
120×100×8
45#
1
2
沖頭固定板
120×100×15
45#
1
3
凸凹模
35×10×43
Cr12MoV
1
4
卸料板
120×100×15
45#
1
5
凸凹模固定板
120×100×15
45#
1
6
下墊板
120×100×8
45#
1
5.2.1.墊板
墊板的作用是直接承受凸模(凸凹模)的壓力，以防止模座被凸模(凸凹模)端部壓陷，從而影響凸模(凸凹模)的正常工作。是否需要用墊板，可按下式校核。
(式5-8)
式中 ——凸模端面的壓應(yīng)力(MPa)，其數(shù)值為；
[]——模座材料許用應(yīng)力；
——沖裁力(N)；
——凸模最大端面積(mm2) ；
墊板的形狀與凸模固定的一致，一般為圓形或矩形，墊板厚度一般為3～10mm。墊板的材料常用45#或T8工具鋼，熱處理硬度為43～48HRC。
5.2.2.卸料板
(1) 卸料板的形狀與材料
卸料板的形狀與凸凹模固定的一致，一般為圓形或矩形，厚度一般為10-15mm左右。卸料板的材料常用A8或45#鋼工具鋼。
(2) 卸料板上成型孔的設(shè)計(jì)
取卸料板與凸凹模的雙面間隙為0.1～0.3mm，視實(shí)際情況選取，所以卸料板上的成型孔尺寸為
(式5-9)
式中 ——卸料板上的成型孔尺寸(mm)；
——落料凸模刃口尺寸(mm)；
——卸料板與凸凹模的雙面間隙(mm)。
卸料板上成型孔以凸凹模為基準(zhǔn)，按雙面間隙為0.05～0.0mm配制。
5.2.3.固定板
固定板的作用是將凸模(凸凹模)連接在正確的位置上。固定板與凸模(凸凹模)為 H7/m6配合，壓裝后將凸模(凸凹模)端面與固定板一起磨平。
5.3.模架的選用
根據(jù)凹模周界，及模具閉合高度，選用10#后側(cè)標(biāo)準(zhǔn)模架。
(1)導(dǎo)柱
查標(biāo)準(zhǔn)GB/T2861.1-1990，導(dǎo)柱選用A型導(dǎo)柱兩條，見(jiàn)圖5-6。
標(biāo)記：導(dǎo)柱 A28h6×130 GB/T2861.1-1990
圖5-6 導(dǎo)柱 5-7 導(dǎo)套
(2)導(dǎo)套
查標(biāo)準(zhǔn)GB/T2861.6-1990，導(dǎo)套選用A型導(dǎo)套兩件，見(jiàn)圖5-7。
標(biāo)記：導(dǎo)套 A20H7×70×28 GB/T2861.6-1990
5.4.其他標(biāo)準(zhǔn)零件的選用
5.4.1.模柄
根據(jù)沖床的使用要求，和模具結(jié)構(gòu)的要求，設(shè)計(jì)模柄為旋入式模柄。螺紋為M22。
5.4.2.卸料零件
彈性卸料板常用于較薄板材(mm),它具有壓料作用，所以沖裁件比較平整，廣泛用于復(fù)合模中。
(1)彈性元件
由于工件厚度為0.5mm，為保證沖裁件表面的平整采用彈壓卸料板卸料。產(chǎn)品中間還有3個(gè)孔，所以沒(méi)有彈簧或者樹(shù)脂的空間，因此可以采用剛性卸料，即打料裝置。
5.4.3.定位零件
(1)擋料銷(xiāo)和定位銷(xiāo)
采用四顆橡膠彈頂擋料銷(xiāo)橫向與縱向定位，安裝在卸料板與橡膠塊之間，工作時(shí)，可隨凹模下行而壓入孔內(nèi)，工作很方便。
查標(biāo)準(zhǔn)JB/T7649.9-1994，選取直徑為5mm的橡膠彈頂擋料銷(xiāo)。這種零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，對(duì)模具強(qiáng)度削弱小，見(jiàn)圖5-10。
標(biāo)記：擋料銷(xiāo) 5×18 JB/T7649.9-1994
圖5-10 橡膠彈頂擋料銷(xiāo)
(2)上、下模座銷(xiāo)釘?shù)倪x取
由凹模周界120×100選用Φ8的圓柱銷(xiāo)釘,根據(jù)模具的實(shí)際情況,上模座選用兩顆8×50的圓柱銷(xiāo)釘定位,下模座選用兩顆8×50的圓柱銷(xiāo)釘定位。
參照模具各零件的具體情況，合理布置螺釘、圓柱銷(xiāo)的位置。
標(biāo)記：銷(xiāo) D8×50 GB119-86
(3)上、下模座螺釘選取
由凹模周界120×100選用M8的內(nèi)六角圓柱頭螺釘，參照模具各零件的具體情況，上模座選用四顆M8×60的內(nèi)六角圓柱頭螺釘固定。下模座選用四顆M8×55的內(nèi)六角圓柱頭螺釘固定。
標(biāo)記：螺釘 M8×60 GB/T70.1-2000
(4)防轉(zhuǎn)銷(xiāo)
查標(biāo)準(zhǔn)GB119-86,選取D型標(biāo)準(zhǔn)圓柱銷(xiāo)一件；
標(biāo)記：銷(xiāo) D6×30 GB119-86
第六章、壓力機(jī)的校核
6.1.閉合高度的校核
所選壓力機(jī)的最大封閉高度為300mm，封閉高度的調(diào)節(jié)量為80mm。
H=300-80=220mm
根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，本次設(shè)計(jì)模具的的閉合高度如圖所示，為158，固滿(mǎn)足壓力機(jī)的要求。
6.2.工作臺(tái)面尺寸的校核
所選壓力機(jī)的工作臺(tái)尺寸為：
左右：300mm 前后：150mm
而模具的外形尺寸為：
左右：360mm 前后：300mm
根據(jù)工作臺(tái)面尺寸一般應(yīng)大于模具底座50～70mm，故工作臺(tái)面尺寸滿(mǎn)足。
其工作臺(tái)孔尺寸為:
左右：180mm 前后：90mm 直徑：130mm
故工作臺(tái)孔尺寸大于廢料尺寸，可以漏料。
6.3.滑塊行程的校核
滑塊行程應(yīng)保證方便地放入毛坯和取出零件，所選壓力機(jī)滑塊行程為80mm,滿(mǎn)足需要。
綜上，所選壓力機(jī)JG23-40滿(mǎn)足需要。
第七章、模具的總裝配
第八章、模具零件圖的設(shè)計(jì)繪制
各個(gè)零件的詳細(xì)視圖和技術(shù)要求件附件的零件圖。
第九章、模具主要零件加工工藝的制定
9.1.落料凹模加工工藝過(guò)程
表9-1 落料凹模加工工藝過(guò)程
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
工序內(nèi)容
1
備料
鍛件(退火狀態(tài))：130×110×32
2
粗銑
銑六面120×100×35,
3
磨平面
磨六面，互為直角
4
鉗工劃線
劃出各孔中心線，型孔輪廓線
5
銑漏料孔
達(dá)到設(shè)計(jì)要求，銑臺(tái)階部分到尺寸。
6
鉗工
按位置加工螺紋孔、銷(xiāo)釘孔及穿絲孔
7
熱處理
淬火回火達(dá)到60～64HRC
8
磨平面
精磨上下平面
9
線切割
按圖切割型孔達(dá)到尺寸要求
10
鉗工精修
全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求
11
檢驗(yàn)
9.2.沖孔凸模加工工藝過(guò)程
表9-2 沖孔凸模加工工藝過(guò)程
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
工序內(nèi)容
1
備料
鍛件(退火狀態(tài))：Φ10×50
2
車(chē)
車(chē)端面，車(chē)外圓至尺寸要求，留0.2-0.3磨量；掉頭車(chē)另一端面，長(zhǎng)度至尺寸45
3
磨平面
磨六面，互為直角
4
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)
5
熱處理
淬火達(dá)到56～60HR
6
磨外圓
磨外圓尺寸Φ3.1和Φ5至要求
7
磨端面
磨削刃口端面至Ra0.8μm
8
鉗工精修
全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求
9
檢驗(yàn)
9.3.凸凹模加工工藝過(guò)程
表9-3 凸凹模加工工藝過(guò)程
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
工序內(nèi)容
1
備料
鍛件(退火狀態(tài))：40×15×45
2
粗銑
銑六面見(jiàn)光
3
磨平面
磨高度兩平面搭配尺寸到要求
4
鉗工
劃出孔中心線、外形輪廓線，按凹模洞口中心鉆穿絲孔，
锪擴(kuò)落料沉孔要要求
5
熱處理
淬火回火達(dá)到60～64HRC
6
磨平面
磨高度到要求
7
線切割
根據(jù)凹模與凸模尺寸按間隙值配制凹凸模刃口尺寸，割外與內(nèi)刃口尺寸達(dá)到尺寸要求，并留0.05磨削余量，孔要割錐度。
8
鉗工精修
磨各側(cè)壁到Ra0.8μm，全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求，
9
檢驗(yàn)
第十章、模具的裝配工藝
在模具裝配之前，要認(rèn)真研究模具圖紙，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)條件，制定合理的裝配方案，并對(duì)提交的零件進(jìn)行檢查，除了必須符合設(shè)計(jì)圖紙要求外，還應(yīng)滿(mǎn)足裝配工序?qū)Ω黝?lèi)零件提出的要求，檢查無(wú)誤方可按規(guī)定步驟進(jìn)行裝配。裝配過(guò)程中，要合理選擇檢測(cè)方法及測(cè)量工具。
為了便于對(duì)模，總裝前應(yīng)合理確定上、下模的裝配順序，以防出現(xiàn)不便調(diào)整的情況。上、下模的裝配順序與模具的結(jié)構(gòu)有關(guān)。一般先裝基準(zhǔn)件，再裝其它件并調(diào)整間隙均勻。
有導(dǎo)柱的復(fù)合模結(jié)構(gòu)緊湊，模具零件加工精度較高，模具裝配的難度較大，特別是裝配對(duì)內(nèi)、外形有同軸度要求的模具，更是如此。
復(fù)合模屬于單工位模具。復(fù)合模的裝配程序和裝配方法相當(dāng)于在同一工位上先裝配沖孔模，然后以沖孔模為基準(zhǔn)，再裝配落料模。
基于此原理，本設(shè)計(jì)裝配過(guò)程如下：
當(dāng)所有零件加工完成，并調(diào)整好后，就進(jìn)入模具總裝配過(guò)程。
(1)下模裝配過(guò)程
第一步，將凸凹模裝入凸凹模固定板。
第二步，將擋料銷(xiāo)與定位銷(xiāo)裝入卸料板。
第三步，將下墊板放在下模座上，按線對(duì)齊。
第四步，將凸凹模固定板放在下墊板上，配入銷(xiāo)釘。
第五步，用螺釘將各板連接起來(lái)并擰緊。
第六步，將橡膠塊裝上，并裝上卸料板。
第七步，用卸料螺釘將卸料板拉緊，調(diào)節(jié)預(yù)緊力使其均衡。
下模裝配完畢。
(2)上模裝配過(guò)程
第一步，將模柄裝入上模座，用止轉(zhuǎn)銷(xiāo)止轉(zhuǎn)，
第二步，將沖孔凸模裝入凸模固定板，
第三步，將上墊板放在上模座上，將凸模固定板放在上墊板上，并配入銷(xiāo)釘。
第四步，將上墊板放在固定板上，將凸模固定板放在上墊板上。
第五步，放入彈簧，并將凹模板放在凸模固定板上，配入銷(xiāo)釘。
第六步，用螺釘將上模各板連接起來(lái)并擰緊。
上模裝配完畢。
將上、下模合在一起，總裝配完畢。
結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)這次模具設(shè)計(jì)，本人在多方面都有所提高。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用本專(zhuān)業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了冷沖壓模具設(shè)計(jì)等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本的模具技能懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了模具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計(jì)算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨(dú)立思考的能力也有了提高。
在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，體現(xiàn)出自己?jiǎn)为?dú)設(shè)計(jì)模具的能力以及綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，體會(huì)了學(xué)以致用、突出自己勞動(dòng)成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。
在此感謝我的指導(dǎo)老師。 他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪。同時(shí)非常感謝我一起討論的各位同學(xué)對(duì)我的關(guān)心和幫助，我才能夠完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。
由于本人的設(shè)計(jì)能力有限，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，懇請(qǐng)老師們多多指教,我十分的樂(lè)意接受你們的批評(píng)與指正，本人將萬(wàn)分感謝。
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