某型號(hào)接線盒支架沖壓模具設(shè)計(jì)【盒形拉深件】【說(shuō)明書(shū)+CAD】,盒形拉深件,說(shuō)明書(shū)+CAD,某型號(hào)接線盒支架沖壓模具設(shè)計(jì)【盒形拉深件】【說(shuō)明書(shū)+CAD】,型號(hào),接線,支架,沖壓,模具設(shè)計(jì),說(shuō)明書(shū),仿單,cad XXXX 大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題目：某型號(hào)接線盒支架沖壓模具設(shè)計(jì) 系 （別）： 機(jī)電信息系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 1230203 學(xué) 生： XXXX 學(xué) 號(hào)： 123020321 指導(dǎo)教師： XXXX 2011 年 05 月 I 某型號(hào)接線盒支架沖壓模具設(shè)計(jì) 摘 要 本文設(shè)計(jì)了某型號(hào)接線盒支架的沖壓模具，由于這個(gè)零件不屬于回轉(zhuǎn)體零件， 中間有一個(gè)盒形的支架，所以在計(jì)算毛坯尺寸的時(shí)候比較困難，因?yàn)檎归_(kāi)形狀不是 很規(guī)則，所以計(jì)算出毛坯尺寸很關(guān)鍵。 這個(gè)零件需要制造出來(lái)設(shè)計(jì)了三套模具，分別為落料模具，拉深模具，沖孔模 具。 本設(shè)計(jì)中介紹了某型號(hào)接線盒支架沖壓模具工藝分析工藝方案的分析和制定， 排樣圖的設(shè)計(jì)，總的沖壓力計(jì)算及壓力中心的計(jì)算，刃口尺寸的計(jì)算，凸模、凹模 或凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及其他沖模零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制模具裝配圖和工作零件圖， 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，制作工作零件機(jī)械加工工藝過(guò)程卡，注意凸、凹模的配合加工。 有關(guān)工藝參數(shù)的計(jì)算，如：沖裁力、卸料力的計(jì)算。沖孔模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有關(guān)于非 標(biāo)準(zhǔn)件的計(jì)算與設(shè)計(jì)等等。 關(guān)鍵詞：凸模；凹模；工藝；裝配圖. II A certain type of junction box base stamping mould design Abstract This paper introduces the design of a certain type of stamping mould boxes base , Because the parts does not belong to axially symmetrical parts , There is a box shape among the base , So in the calculation of blank dimensions is difficult , Because spread shape is not very rules, so calculate blank dimensions is a key point. The parts that need to be made out three sets of mould design , Separately for blanking mold, deep drawing mould, punching die. In this design introduced a certain type of junction box base stamping mould design ,the craft plan formulation, arranges the specimen map design, the always ramming strength computation and the center of pressure computation, the cutting edge size computation, the spring, the rubber computation and selects, the raised mold, the concave mold or the convex-concave mold structural design and all that die the components structural design, draws up the mold assembly drawing and the work detail drawing, the compilation design instruction booklet, fills in the work components machine-finishing technological process card, raised pays attention to, the concave mold coordinate processing. The calculation concerning craft parameter, such as: Hurtle to cut the dint and unload the calculation of anticipate the dint. The blunt bore molding tool structure designs the medium calculation and the design etc. concerning not standard piece. Key Words: Positioning；Punchedhole；Flection； Convex； Cave mold. III 目 錄 1 緒 論 .1 1.1 沖壓技術(shù)概論 .1 1.2 我國(guó)模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) .2 1.3 本課題的來(lái)源及主要任務(wù) .3 2 零件工藝分析及確定工藝方案和模具結(jié)構(gòu)類型 .5 2.1 工件零件 .5 2.2 工藝分析 .5 2.3 確定工藝方案模具結(jié)構(gòu)類型 .6 3 落料模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .9 3.1 工件分析 .9 3.2 工藝計(jì)算 .9 3.3 排樣及條料寬度及確定步距 .12 3.4 材料利用率的計(jì)算 .13 3.5 計(jì)算總沖壓力 .15 3.6 壓力中心的計(jì)算 .15 4 落料模的主要零部件設(shè)計(jì) .17 4.1 凹模的設(shè)計(jì) .17 4.2 凸模的尺寸及制造精度 .17 4.3 凹凸模間隙 .17 4.4 凹模的結(jié)構(gòu)形式 .18 5 落料模輔助零部件設(shè)計(jì) .19 5.1 擋料銷 .19 5.2 導(dǎo)料銷 .19 5.3 卸料板 .19 5.4 導(dǎo)向零件 .19 5.5 連接與固定零件 .20 IV 5.5.1 上下模座 .20 5.5.2 模柄 .20 5.5.3 螺釘與銷釘 .20 5.6 落料模壓力機(jī)的選擇 .20 5.7 模具裝配圖的繪制 .21 6 拉深模和沖孔模的設(shè)計(jì) .22 6.1 拉深力和沖孔力的計(jì)算 .22 6.1.1 拉深力的計(jì)算 .22 6.1.2 沖孔力的計(jì)算 .22 6.1.3 拉深次數(shù)的計(jì)算 .23 6.1.4 拉深凸模和凹模尺寸的計(jì)算 .23 6.1.5 沖孔凹模和凸模尺寸的計(jì)算 .25 7 結(jié)論 .26 7.1 總結(jié) .26 7.2 體會(huì) .26 參考文獻(xiàn) .27 致 謝 .28 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 .29 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 .30 V 主 要 符 號(hào) 表 Ra 表面粗糙度 L 周長(zhǎng) 彎曲帶中心角 X 、K 系數(shù) t 材料厚度 S 步距 r 半徑 B 寬度 A 面積 材料利用率 Z 沖裁模初始雙面間隙 強(qiáng)度 F 作用力 n 件數(shù) h 高度 A 凸、凹刃口尺寸 t 凸模制造公差 a 凸模制造公差 dt 凸模刃口尺寸 da 凹模刃口尺寸 VI 沖裁件制造公差 P 彎曲沖壓力 C 間隙系數(shù) 1 緒論 1 1 緒 論 1.1沖壓技術(shù)概論 日常生產(chǎn)、生活中所使用到的各種工具和產(chǎn)品，大到機(jī)床的支架、機(jī)身外殼， 小到一個(gè)螺絲、紐扣以及各種家用電器的外殼，無(wú)不與模具有著密切的關(guān)系。模具 的形狀決定著這些產(chǎn)品的外形，模具的加工質(zhì)量與精度也就決定著這些產(chǎn)品的質(zhì)量。 因?yàn)楦鞣N產(chǎn)品的材質(zhì)、外觀、規(guī)格及用途的不同，模具分為了鑄造模、鍛造模、壓 鑄模、沖壓模等非塑膠模具，以及塑膠模具。 模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時(shí)本身又是 高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家被稱為“點(diǎn)鐵成金”的“磁力工 業(yè)” ；美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石”德國(guó)則認(rèn)為是所有工業(yè)中的 “關(guān)鍵工業(yè)” ;日本模具協(xié)會(huì)也認(rèn)為“模具是促進(jìn)社會(huì)繁榮富裕的動(dòng)力 ” ，同時(shí)也 是“整個(gè)工業(yè)發(fā)展的秘密” ，是“進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力” 。日本模具產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值 達(dá)到 13000 億日元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)日本機(jī)床總產(chǎn)值 9000 億日元。如今，世界模具工業(yè)的 發(fā)展甚至己超過(guò)了新興的電子工業(yè)。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占 50%， 塑料模具約占 33%，壓鑄模具約占 6%，其它各類模具約占 11%。 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，沖壓加工技術(shù)的應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛， 模具成形已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段。 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）上的模具對(duì)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（俗稱沖壓件或沖件）的一種壓力加工方法。 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。沖壓是一種先進(jìn)的 金屬加工方法，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的加工工業(yè)中占有重要的地位。與機(jī)械加工及塑性加工 和其它方法相比，沖壓加工無(wú)論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)， 主要表現(xiàn)如下： 沖壓一般沒(méi)有切削碎料產(chǎn)生，材料的消耗較少利用率高，一般為 70%85%，易 實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化. 在形狀和尺寸精度方面的互換性較好。一般情況下可直接滿足裝配和使用要求, 或很難得到的，如薄殼件. 被加工的金屬在沖壓加工過(guò)程中產(chǎn)生加工硬化，金屬內(nèi)部組織得到改善，機(jī)械 強(qiáng)度有所提高，所以沖壓件剛度強(qiáng)度較好. 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 沖壓時(shí)由模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓材料的表面 質(zhì)量，而模具的壽命一般較長(zhǎng)，所以沖壓件的質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好，具有“一模一 樣”的特征. 在大量生產(chǎn)的條件下，產(chǎn)品的成本低，經(jīng)濟(jì)效益較高. 沖裁過(guò)程能耗較低。 由此可見(jiàn)沖壓制得的零件具有表面質(zhì)量好重最輕成本低的優(yōu)點(diǎn)。所以沖壓在現(xiàn) 代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來(lái)越多的 采用沖壓方法加工產(chǎn)品零件，如汽車、農(nóng)機(jī)、儀器、儀表、電子、航空、航天、家 電及輕工業(yè)等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重相當(dāng)?shù)拇?，少則 60%以 上，多則 90%以上。不少過(guò)去用鍛造、鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多 數(shù)也被質(zhì)量輕剛度好的沖壓件所代替。有些機(jī)械設(shè)備往往以沖壓件所占比例的大小 作為評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)是否先進(jìn)的指標(biāo)之一。 工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)冷沖壓生產(chǎn)工工藝的發(fā)展是很重視的.不少國(guó)家(如美國(guó)、日本 等)模具工業(yè)產(chǎn)值己超過(guò)機(jī)床工業(yè)。從這些國(guó)家鋼材構(gòu)成可以看出冷沖壓的發(fā)展趨勢(shì)。 鋼帶和鋼板占全部品種的 67%，充分說(shuō)明沖壓這種加工方法己成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的 重要手段和發(fā)展方向。 沖壓技術(shù)的發(fā)展特征是： 沖壓成形科學(xué)化、數(shù)字化和可控化； 突出“精、省、凈“三大優(yōu)勢(shì)； 沖壓成形可以實(shí)現(xiàn)全過(guò)程控制； 產(chǎn)品從設(shè)計(jì)開(kāi)始即進(jìn)入控制，考慮工藝； 沖壓生產(chǎn)的靈活性和柔性。 1.2我國(guó)模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 當(dāng)前，我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多、更新快和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。在這種情 況下， 用戶對(duì)模具制造的要求是交貨期短、精度高、質(zhì)理好、價(jià)格低。因此，模具 工業(yè)的發(fā)展的趨勢(shì)是非常明顯的。 模具產(chǎn)品發(fā)展將大型化精密化 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(dá) 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(jié)構(gòu)發(fā)展的 要求(如多工位級(jí)進(jìn)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(lái)的 5m 提高到 23m，今后有些模具加工精度公差要求 在 1m 以下，這就要求發(fā) 展超精加工。 多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展 新型多功能復(fù)合具是在多工位級(jí)進(jìn)模基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的。一套多功能模具除了 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 沖 壓成 形零件外，還可擔(dān)負(fù)轉(zhuǎn)位、疊壓、攻絲、鉚接、鎖緊等組裝任務(wù)。通過(guò)這種多 勸能模具生產(chǎn) 出來(lái)的不再是單個(gè)零件，而是成批的組件。如觸頭與支座的組件，各 種小型電機(jī)、電器及儀 表的鐵芯組件等。 熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高 由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制作的生產(chǎn)率和質(zhì)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(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。國(guó)外熱流道 模具已有一半用上了熱 流道技術(shù)，有的廠甚至已達(dá) 80%以上，效果十分明顯。國(guó)內(nèi) 近幾年已開(kāi)始推廣應(yīng)用，但總體 還達(dá)不到 10%，個(gè)別企業(yè)已達(dá)到 20%30%。制訂熱 流道元器件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價(jià)廉高 質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。 氣體輔助注射模具和適應(yīng)高壓注射成形等工藝的模具將積極發(fā)展 氣體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(diǎn)，可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提 下，大幅度降低 成本。國(guó)外，已經(jīng)較成熟。國(guó)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?dú)?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，而且氣體輔助 注射常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計(jì)和 控制的難度較大，因此，開(kāi)發(fā)氣體輔助 成型流動(dòng)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(qiáng)制樹(shù) 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(yīng)淬 火，澆口密封性好，模具能 準(zhǔn)確控制。注射壓縮成型技術(shù)，是在模具預(yù)先半開(kāi)模狀態(tài)或者在 鎖模力保持中壓或 低壓，模具在設(shè)定的打開(kāi)量下，注射溶融樹(shù)脂，然后以最大的鎖模力進(jìn)行 壓縮成型， 其效果是：成型件局部?jī)?nèi)應(yīng)力??；可得到縮孔少的厚壁成型件；對(duì)于塑件狹窄的部 件也可注入樹(shù)脂；用小注射力能得到優(yōu)良制品。該類模具的理想結(jié)構(gòu)是：注射時(shí)樹(shù) 脂以低的流動(dòng)阻力迅速充填型腔；充填完后能立即遮斷澆口部；壓縮作用應(yīng)僅限于 型腔部。 1.3本課題的來(lái)源及主要任務(wù) 本課題主要任務(wù)就是設(shè)計(jì)沖壓模具，制造出零件的要求的尺寸，繪制出模具裝 配圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件零件圖，熟悉沖壓模具設(shè)計(jì)步驟，包括了落料，沖孔，拉深等模 具的設(shè)計(jì)以及計(jì)算相應(yīng)的尺寸。 本課題任務(wù)主要有兩個(gè)特點(diǎn)： 涉及沖壓模具方面的知識(shí)； 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 涉及機(jī)械制造方面的知識(shí)。 從上述任務(wù)特點(diǎn)可以知道，本課題知識(shí)的綜合性較強(qiáng)，涉及的知識(shí)面較廣。冷 沖壓:是在常溫下利用沖模在壓力機(jī)上對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或變形，從而 獲得一定形狀、尺寸和性能的零件的加工方法。 沖壓可分為五個(gè)基本工序：沖裁、彎曲、拉深、成形和立體壓制。 沖壓模具:在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品） 的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模） 。 沖壓模按照工序組合分為三類：?jiǎn)喂ば蚰?、?fù)合模和級(jí)進(jìn)模。 復(fù)合模與單工序模相比減少了沖壓工藝，其結(jié)構(gòu)緊湊，面積較??；沖出的制件 精度高，工件表面較平直，特別是孔與制件的外形同步精度容易保證；適于沖薄料， 可充分利用短料和邊角余料；適合大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)率高，所以得到廣泛應(yīng)用，但 模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難。 沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。沖壓件的質(zhì)量、 生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設(shè)計(jì)和制造有直接關(guān)系。模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)水 平的高低，是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一，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(kāi)發(fā)能力。 沖壓加工作為一個(gè)行業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的加工工業(yè)中占有重要的地位。近年來(lái)， 沖壓成型工藝有了很多新的進(jìn)展，特別是精密沖裁、精密成形、精密剪切、復(fù)合材 料成形、超塑性成形、軟模成形以及電磁成形等新工藝日新月異，沖壓件的成形精 度日趨精確，生產(chǎn)率有了極大的提高，正把沖壓加工提高到高品質(zhì)、新的發(fā)展水平。 由于引入了計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）沖壓成形已從原來(lái)對(duì)應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行有限元分析而 逐步發(fā)展到采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工藝過(guò)程的模擬與分析，以實(shí)現(xiàn)沖壓過(guò)程的優(yōu)化分析設(shè) 計(jì)。計(jì)算機(jī)在模具領(lǐng)域，包括設(shè)計(jì)、制造、管理等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。 2 零件工藝分析及確定工藝方案和模具結(jié)構(gòu)類型 5 2 零件工藝分析及確定工藝方案和模具結(jié)構(gòu)類型 2.1工件零件 材料為 Q235，板厚 3mm，制件精度為 IT10 級(jí).，形狀簡(jiǎn)單，尺寸不大，中 小批量生產(chǎn)，屬普通沖壓件。工件如圖 2.1 所示： 圖 2.1 工件圖 2.2工藝分析 根據(jù)制件的材料、厚度、形狀及尺寸，在沖壓工藝設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng) 特別注意以下幾點(diǎn)： 該制件為落料拉深沖孔件，在設(shè)計(jì)時(shí)，毛坯尺寸要計(jì)算準(zhǔn)確； 沖裁間隙、拉深凸凹模間隙應(yīng)符合制件的要求； 各工序凸凹模的動(dòng)作行程的確定應(yīng)保證各工序工作穩(wěn)妥、連貫。 沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。主要用于加工板料零件。沖壓 加工時(shí)，板料在模具的作用下，于其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力，當(dāng)內(nèi)力的作用 達(dá)到一定程度時(shí)，板料就會(huì)產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對(duì)應(yīng)的變形，從而獲得一 定形狀、尺寸和性能的零件。沖裁件的工藝性，是指沖裁件對(duì)沖裁工藝 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 性，即沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小及偏差等是否符合沖裁加工的工藝要求。 這對(duì)沖裁件的質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)率都有很大影響。沖裁組合方式要根據(jù)生 產(chǎn)批量，工件尺寸公差等級(jí)，對(duì)工件尺寸、形狀的適應(yīng)性，模具制造、安裝調(diào) 整和成本，操作方便與安全來(lái)決定。綜上分析，要選取在滿足工件質(zhì)量與生產(chǎn) 率的要求下，模具制造成本低、壽命長(zhǎng)、操作方便又安全的工藝方案。其具體 要求為： 對(duì)沖裁件形狀與尺寸的要求 沖裁件的形狀應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、對(duì)稱、最好采用圓形、矩形等規(guī)則的幾何形 狀或由這些基本形狀所組成。在許可的情況下，把沖裁件盡量設(shè)計(jì)成少、無(wú)廢 料排樣的形狀。 沖裁件的外形或內(nèi)孔的轉(zhuǎn)角處、應(yīng)盡量避免有過(guò)尖的銳角，宜采用圓角連 接。 沖裁件的孔徑過(guò)小時(shí)，凸模容易折斷或壓彎。沖孔的最小尺寸取決于材料 的機(jī)械性能、凸模強(qiáng)度和模具結(jié)構(gòu)。沖小孔的凸模宜采用保護(hù)套。 沖裁件上局部凸出或凹入部分應(yīng)避免有窄長(zhǎng)的切口和狹長(zhǎng)的槽、否則會(huì)降 低模具壽命和工件質(zhì)量。 沖裁件上孔與孔之間，孔至邊緣之間的距離不宜過(guò)小，否則會(huì)產(chǎn)生孔與孔 之間材料的扭曲或使邊緣材料變形。也會(huì)影響沖模的強(qiáng)度及工件的質(zhì)量都不易 保證。 沖裁件對(duì)尺寸精度的要求： 一般普通沖裁所得到?jīng)_裁件的尺寸精度在 IT10IT11 級(jí)以內(nèi)。根據(jù)制件的 工藝性分析，其基本工序有落料、拉深、沖孔三種。本工件材料為 Q235，厚度 為 3mm。具有良好的沖壓性能,且沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀簡(jiǎn)單，所有精度按照 IT10 級(jí)制造。取磨損系數(shù) X=0.5。 結(jié)論： 材料：Q235 碳素鋼具有良好的可沖壓性能。 工件結(jié)構(gòu)形狀：沖裁件內(nèi)、外形應(yīng)盡量避免有尖銳清角，為提高模具壽命， 建議將所有 90直角改為 R3 的圓角。 尺寸精度：零件圖上所有尺寸均按 IT10 級(jí)確定工件尺寸的公差。 2.3確定工藝方案模具結(jié)構(gòu)類型 因該工件屬中小批量生產(chǎn)，根據(jù)零件的生產(chǎn)批量，尺寸精度和材料種類與 厚度，選擇模具的導(dǎo)向方式與精度，定距方式及卸料方式等，現(xiàn)有如下三種模 具結(jié)構(gòu)方案： 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 方案一：采用復(fù)合模。 即：在壓力機(jī)滑塊一次行程中、在模具同一工位同時(shí)完成沖孔和拉深。 復(fù)合模有如下特點(diǎn)： 沖裁出來(lái)的產(chǎn)品精度高，不受送料誤差的影響，內(nèi)外形相對(duì)位置一致性好。 沖件表面較為平整。 適宜沖薄料，也適宜沖脆性或軟質(zhì)材料。 沖模面積較少。 方案二：采用級(jí)進(jìn)模。 即：在壓力機(jī)滑塊的一次行程、在模具不同工位分別進(jìn)行工件的內(nèi)形和外 形沖裁，而在最后工位才制成工件。 級(jí)進(jìn)模有如下特點(diǎn)： 材料利用率較高。 凸模形狀簡(jiǎn)單，提高模具使用壽命。 工作效率比較高。 方案三：?jiǎn)喂ば蚰Ｉa(chǎn)。 使用落料模具，拉深模具，沖孔模具。 比較三個(gè)方案，復(fù)合模與級(jí)進(jìn)模具的優(yōu)點(diǎn)雖然很多，但是在設(shè)計(jì)的過(guò)程中 容易出現(xiàn)一些比較繁瑣的問(wèn)題，導(dǎo)致工件的生產(chǎn)出現(xiàn)問(wèn)題，另一方面，由于我 們現(xiàn)在的學(xué)識(shí)有限，所以對(duì)于復(fù)合模具和級(jí)進(jìn)模具的設(shè)計(jì)比較困難。所以在此 選擇比較簡(jiǎn)單的單工序模具生產(chǎn)，所以選擇方案三。 定位裝置 為了使條料送料時(shí)有準(zhǔn)確的位置,保證沖出合格的制件,同時(shí)考慮到零件生 產(chǎn)批量不多,且要求模具結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單,所以采用定位銷定位。 因?yàn)榘辶虾穸?t=3mm,屬于較厚的板材,且制件尺寸不大,所以采用側(cè)面兩個(gè) 擋料銷定位導(dǎo)向,在送料方向由于受凸模和凹模的影響,為了不至于削弱模具的 強(qiáng)度,在送給方向采用一個(gè)固定擋料銷。 卸料裝置 沖裁時(shí)，條料將卡在凸模外緣，因此需要在凸模設(shè)置卸料裝置。 在凹模下方的卸料裝置一般有三種形式：第一種剛性卸料，常用于較硬、 較厚且精度要求不太高的工件沖裁。第二種彈性卸料，常用于沖裁厚度少于 1.5mm 的板料，由于有壓料作用，沖裁件平整。第三種廢料切刀卸料，主要用 于大中型零件沖裁或成形切邊。由于該零件的條料 3mm 較厚，故采用第一種剛 性卸料結(jié)構(gòu)。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 導(dǎo)向裝置 方案一：采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)稱的對(duì)角線 上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)。常用于橫向送料級(jí)進(jìn)?；蚩v向送料的落料 模、復(fù)合模。 方案二：采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比 較方便。因?yàn)閷?dǎo)柱安裝在后側(cè)，工作時(shí)，偏心距會(huì)造成導(dǎo)套導(dǎo)柱單邊磨損，嚴(yán) 重影響模具使用壽命，且不能使用浮動(dòng)模柄。 方案三：四導(dǎo)柱模架。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。常 用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大量生產(chǎn)用的自動(dòng)沖壓 模架。 方案四：中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。 但只能一個(gè)方向送料。 根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為提高模具壽命和工 件質(zhì)量，該落料模采用中間導(dǎo)柱模架的導(dǎo)向方式，即方案四最佳。 3 落料模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 3 落料模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1工件分析 盒形拉深件屬于非軸對(duì)稱零件，根據(jù)矩形盒幾何形狀的特點(diǎn)，可以將其側(cè) 壁分為長(zhǎng)度是 A-2r 與 B-2r 的兩對(duì)直邊部分及四個(gè)半徑為 的圓角部分。 壓變形性質(zhì)與直壁圓筒件有相同之處亦有不同之處。相同之處是在變形區(qū) 都是在徑向拉應(yīng)力與切向拉應(yīng)力的作用下產(chǎn)生拉深變形，而存在著變形區(qū)產(chǎn)生 的拉應(yīng)力與傳力區(qū)的承載能力之間的關(guān)系問(wèn)題。不同之處是盒形件的應(yīng)力狀態(tài) 和所產(chǎn)生的拉深變形在周邊上的分布是不均勻的，由次而引起一系列和圓桶形 件成型不同的特點(diǎn)。 根據(jù)盒形件能否一次拉深成形將盒形件分為兩類，凡是能一次拉深成形的 盒形件稱為低盒形件；凡是需經(jīng)多次拉深才能成形的盒形件稱為高盒形件。兩 類盒形件拉深時(shí)的變形特點(diǎn)是有差別的，因此工藝過(guò)程設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)中需要 解決的問(wèn)題和方法也不盡相同。 3.2工藝計(jì)算 拉深件毛坯尺寸計(jì)算的原則： 面積相等原則 由于拉深前和拉深后材料的體積不變，對(duì)于不變薄拉深，假設(shè)材料厚度拉 深前后不變，拉深毛坯的尺寸按“拉深前毛坯表面積等于拉深后零件的表面積” 的原則來(lái)確定(毛坯尺寸確定還可按等體積，等重量原則)。 形狀相似原則 拉深毛坯的形狀一般與拉深件的橫截面形狀相似。即零件的橫截面是圓形、 橢圓形時(shí)，其拉深前毛坯展開(kāi)形狀也基本上是圓形或橢圓形。對(duì)于異形件拉深， 其毛坯的周邊輪廓必須采用光滑曲線連接，應(yīng)無(wú)急劇的轉(zhuǎn)折和尖角。 拉深件毛坯形狀的確定和尺寸計(jì)算是否正確，不僅直接影響生產(chǎn)過(guò)程，而 且對(duì)沖壓件生產(chǎn)有很大的經(jīng)濟(jì)意義，因?yàn)樵跊_壓零件的總成本中，材料費(fèi)用一 般占到 60 %以上。 查表選取修邊余量 m3.0= 按公式計(jì)算毛坯直徑 D 盒形件拉深時(shí)，確定毛坯形狀與尺寸的原則是在保證零件質(zhì)量的前提下， 盡可能節(jié)約材料，有利于提高成形極限，由于變形區(qū)周邊上應(yīng)力應(yīng)變分布不均 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 勻，而且零件的幾何參數(shù)、材料性能、模具結(jié)等因素對(duì)這種不均勻變形的影響 極為復(fù)雜，所以，現(xiàn)在不能精確計(jì)算出毛坯形狀和尺寸，使零件的口部非常整 齊。另外，欲設(shè)計(jì)一種理想的毛坯形狀適用于不同幾何參數(shù)的盒形件也是不可 能的。因此，只能對(duì)不同幾何參數(shù)范圍給出較為合理的毛坯形狀。 合理毛坯形狀分為三類：A 型毛坯、B 型毛坯和 C 型毛坯。三種類型毛坯所 適用的范圍如圖 3.1 所示。因此，對(duì)不同幾何參數(shù)的盒形件，可從圖 3.1 選用 一次拉深成形的毛坯形狀，如圖 3.1: 圖 3.1 盒 形 件 一 次 成 形 毛 坯 選 圖 盒 形 拉 深 毛 坯 計(jì) 算 高 度 可 用 下 式 表 示 ：0H （ 3.1） 式 中 0盒 型 件 高 度 盒 形 件 修 邊 余 量 ， 查 表 3.1 表 3.1 盒形件的修邊余量 拉深次數(shù) 1 2 3 修邊高度 H （0.030.08） 0H（0.040.06） 0H（0.050.08） 0H 經(jīng)過(guò)查表確定使用 A 形毛坯，A 形毛坯根據(jù)盒形件的相對(duì)高度 r和相對(duì)轉(zhuǎn) 角半徑 rB不同又可分成 1、 2、 3三種情況，而在此選用 1A形毛坯比較合適。1A 形毛坯可用幾何作圖方法將盒形件直邊部分和轉(zhuǎn)角部分分別展開(kāi)，使毛坯角 部具有光滑過(guò)渡的輪廓（圖 3.2） 。計(jì)算與作圖方法如圖 3.2： 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 圖 3.2 1A形 毛 坯 作 圖 法 直 邊 部 分 按 彎 曲 變 形 計(jì) 算 ， 其 展 開(kāi) 長(zhǎng) 度 L 由 下 式 確 定 ： 無(wú) 凸 緣 時(shí) 0.57pLHr (3.2) 帶 凸 緣 時(shí) 43()FdpR (3.3) 圓 角 部 分 按 四 分 之 一 圓 筒 形 拉 深 變 形 ， 展 開(kāi) 的 角 部 毛 坯 半 徑 R用 以 下 各 式 計(jì) 算 ： 無(wú) 凸 緣 時(shí) 若 pr， 則 2RrH (3.4) 若 ， 則 20.86(.1)pprr (3.5) 帶 凸 緣 時(shí) .()4Fpdd (3.6) 做 出 從 圓 角 部 分 到 直 邊 部 分 呈 階 梯 形 過(guò) 渡 的 平 面 毛 坯 ABCDEF。 從 線 段 BC、 DE 的 中 點(diǎn) 部 分 分 別 向 半 徑 為 R 的 圓 弧 劃 切 線 ， 并 用 圓 弧 圓 滑 過(guò) 渡 。 本 次 設(shè) 計(jì) 中 ， 工 件 圖 帶 凸 緣 ， 取 修 邊 余 量 為 0.4mm， 所 以 計(jì) 算 :0.43()FdpLHRr (3.7)2 2861()pdrr (3.8) 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 所 以 代 入 數(shù) 據(jù) 得 ： L=13+3-0.436=13.42mm R= = =12.32mm58.560 R 取 12.32mm 所 以 尺 寸 80 和 50 展 開(kāi) 長(zhǎng) 度 計(jì) 算 分 別 為 ： L1=78+13.422=102.84mm L2=46+13.422=72.84mm 分 別 取 值 為 103mm 和 73mm。 用作圖法修正后工件展開(kāi)圖如圖 3.3 所示： 圖 3.3 工件展開(kāi)圖 3.3排樣及條料寬度及確定步距 沖裁件在條料、帶料或板料上布置的方法稱為排樣，沖件的合理布置與沖 件的外形有很大的關(guān)系。按材料的經(jīng)濟(jì)利用程度或廢料的多少，排樣可分為有 廢料排樣與少、無(wú)廢料排樣兩大類。按零件在條料上的布置形式，排樣又可分 直排、斜排、對(duì)排、對(duì)頭斜排、多排、混合排等形式。無(wú)廢料排樣是指工件與 工件之間、工件與條料側(cè)邊之間均無(wú)廢料。少?gòu)U料排樣是指沿工件的部分外形 切斷或沖裁，而廢料只有沖裁刃之間的搭邊或側(cè)搭邊。無(wú)廢料排樣是全部沿工 件外形沖裁，在沖裁刃之間，工件與條料之間均無(wú)搭邊。 根據(jù)以上敘述可見(jiàn)，采用少，無(wú)廢料排樣要求工件的相應(yīng)無(wú)搭邊部分公差 等級(jí)于板材一致或根本上無(wú)公差要求。鑒于圖示工件的尺寸、外形及公差等級(jí)， 采用少、無(wú)廢料排樣均不能滿足要求，因此選用有廢料排樣，且為直排法。 搭邊的作用是補(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。搭邊過(guò)大，浪費(fèi)材料。搭邊過(guò)小，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅 會(huì)增大沖件毛刺，有時(shí)還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 搭邊值通常通過(guò)查表確定。 根據(jù)零件形狀，經(jīng)過(guò)查表確定工件之間搭邊值 a=2mm, 工件與側(cè)邊之間搭 邊值 b1=2mm, 條料是由板料裁剪下料而得，為保證送料順利，規(guī)定其上偏差為 零，下偏差為負(fù)值 B0 =（Dmax2a 1） 0 (3.9) 式中： Dmax條料寬度方向沖裁件的最大尺寸； a1-沖裁件之間的搭邊值； b1-側(cè)刃沖切得料邊定距寬度；查表可得 2.0mm。 板料剪裁下的偏差；查表可得=0.6mm。 B0 =153+4=1570-0.60mm 故條料寬度為 157mm。 步距為：73+2=75mm 查表 3.2 與 3.3 可得： 表 3.2 搭邊值和側(cè)邊值的數(shù)值 圓件及類似圓形制件 矩形或類似矩形制件 長(zhǎng)度50 矩形或類似矩形制件 長(zhǎng)度50 材料厚度 t（mm) 搭邊 a 沿邊 a1 搭邊 a 沿邊 a1 搭邊 a 沿邊 a 1 2.53.0 1.8 2.2 2.2 2.5 2.5 2.8 表 3.3 帶料寬度偏差（mm） 條料寬度 b(mm)條料厚度 t(mm) 50 50100 100200 200 35 0.9 1.0 1.1 1.2 3.4材料利用率的計(jì)算 沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比叫材料的利用率，它是衡量合 理利用材料的重要指標(biāo)。 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率： /BS100% (3.10) 式中： A一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積； B條料寬度； S步距； 由此可之， 值越大，材料的利用率就越高，廢料越少。廢料分為工藝廢 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 料和結(jié)構(gòu)廢料，結(jié)構(gòu)廢料是由本身形狀決定的，一般是固定不變的，工藝廢料 的多少?zèng)Q定于搭邊和余量的大小，也決定于排樣的形式和沖壓方式。因此，要 提高材料利用率，就要合理排樣，減少工藝廢料。 排樣合理與否不但影響材料的經(jīng)濟(jì)和利用，還影響到制件的質(zhì)量、模具的 的結(jié)構(gòu)和壽命、制件的生產(chǎn)率和模具的成本等指標(biāo)。因此，排樣時(shí)應(yīng)考慮如下 原則： 提高材料利用率（不影響制件使用性能的前提下，還可以適當(dāng)改變制件的 形狀） 。 排樣方法使應(yīng)操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度小且安全。 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命高。 保證制件質(zhì)量和制件對(duì)板料纖維方向的要求。 一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積，CAD 軟件-工具-查詢-面積： A=7687mm2 所以一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率： =BS100% (3.11) =768715775100% =65.28% 根據(jù)計(jì)算結(jié)果知道選用直排材料利用率可達(dá) 65.28%，滿足要求。 畫(huà)出排樣圖 3.4： 圖 3.4 排樣圖 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 3.5計(jì)算總沖壓力 由于沖模采用剛性卸裝置和自然漏料方式，故總的沖壓力為： P0=P+Pt (3.12) P=P1+P2 (3.13) 而式中 P 1-落料時(shí)的沖裁力 P2-沖孔時(shí)的沖裁力 由于使用的是單工序模具，所以分開(kāi)計(jì)算沖裁力，先計(jì)算沖裁力 P1 按推料力公式計(jì)算沖裁力： F=KLt b (3.14) 式中：F沖裁力，單位為 N； K系數(shù)，是考慮模具刃口磨損，間隙不均勻，材料機(jī)械性能; 及厚度的波動(dòng)等實(shí)際因素而給出的修正量，一般取 K=1.3； t材料厚度，單位為 mm； b材料的抗剪強(qiáng)度，單位為 MPa。 查沖壓模具設(shè)計(jì)抗剪切強(qiáng)度表 b=380MPa F=KLt b =1.33523380 =521.6（KN） 按推件力公式計(jì)算推件力 Pt： Pt=nKtP (3.15) 其中：n 為卡再凹模里料的個(gè)數(shù)=h/t。h 為凹模刃壁垂直部分高度（mm） t 為料厚（mm）推 料 力 系 數(shù)TK P 為沖裁力 N。 查表，K t=0.055 Pt=0.055521.6=28.688(KN) 計(jì)算總沖壓力 PZ： PZ=P1+P=521.6+28.688=550.288(KN) 3.6壓力中心的計(jì)算 沖裁力合力的作用點(diǎn)稱為沖裁的壓力中心。為了保證壓力機(jī)和模具平穩(wěn)地 工作，沖模的壓力中心必須通過(guò)模柄軸線，且和壓機(jī)滑塊的中心線相重合，以 防止模具工作時(shí)發(fā)生歪斜、間隙不均勻、導(dǎo)向磨損等。定壓力中心的工作，主 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 要對(duì)復(fù)雜沖裁模、多凸模沖孔模及連續(xù)模才進(jìn)行。通常模具布置時(shí)將壓力中心 安放在凹模的對(duì)稱中心點(diǎn)上。 4 落料模的主要零部件設(shè)計(jì) 17 4 落料模的主要零部件設(shè)計(jì) 4.1凹模的設(shè)計(jì) 落料模中凹模的尺寸及制造精度： 尺寸 062.-153和 048.-7磨損后增大，由公式 0)(pXdp (4.1) 計(jì)算得： 015.-04/62.-3)(pp012.-04/8.-473)(=+pXdp 4.2凸模的尺寸及制造精度 尺寸 m7315 磨損后減小，由公式： 0)(XDd (4.2) 計(jì)算得： 15.015.04/62.9)3-15()-(dd 12.012.04/8.76)-73(+=dXDd 4.3凹凸模間隙 查沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)中表可得 minz =0.06mm,=0.02mm ax = i+ =0.08mm 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 沖孔凸模、落料凹模分別按照沖孔凸模、落料凹模的實(shí)際尺寸進(jìn)行配制， 雙邊最小間隙為 0.06mm，間隙最大不得超過(guò) 0.08mm。大批量生產(chǎn)、且工作精度 要求不高，按大間隙可提高模具的壽命。 4.4凹模的結(jié)構(gòu)形式 凹模的材料選用 Cr12，查沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)可選用如下圖所示的類 型如圖 4.1： 圖 4.1 凹模的結(jié)構(gòu) 凹模外形尺寸的確定： 凹模的輪廓尺寸，因其結(jié)構(gòu)形式不一，受力狀態(tài)比較復(fù)雜，目前還不能用 理論計(jì)算方法確定，在實(shí)用中，一般根據(jù)沖裁材料的厚度，按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。 凹模板的厚度一般應(yīng)不小于 15，隨著凹模板外形尺寸的增大，凹模板的厚度也 相應(yīng)增大。按照下面的公式進(jìn)行計(jì)算。 凹模厚度： KbH（mm） (4.3) 式中 K系數(shù)，考慮板料厚度的影響 K=0.26； b沖裁件的最大外形尺寸。 所以落料凹模厚度為： m9.26315.0= 取 40mm。 5 落料模輔助零部件設(shè)計(jì) 19 5 落料模輔助零部件設(shè)計(jì) 5.1擋料銷 擋料銷用于限定條料的送進(jìn)距離、抵住條料的搭邊或工件輪廓，起定位作 用。擋料銷有固定擋料銷和活動(dòng)擋料銷，而固定擋料銷分為圓形和鉤形，一般 安裝在凹模上，圓形擋料銷，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，根據(jù)所設(shè)計(jì)的模具選用圓 形固定擋料銷。材料為 45 鋼，經(jīng)熱處理硬度 HRC4248。與凹模的銷孔為 H7/m6 配合。查沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)表可得，擋料銷高度為 3mm。 5.2導(dǎo)料銷 導(dǎo)料銷的作用是使條料在橫向能夠正確定位，即沖裁時(shí)條料可貼在導(dǎo)料板 的一側(cè)向前送進(jìn)，以防偏斜。 5.3卸料板 卸料板是將材料或工件從凸模上卸脫的固定式或活動(dòng)式板形零件。本次設(shè) 計(jì)考慮到該工件的工藝性極其模具的要求等因素，決定選用固定卸料板結(jié)構(gòu)， 固定卸料裝置安全可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，卸料力大。根據(jù)沖裁件厚度，則采用封閉 式剛性卸料板。且和導(dǎo)料板連為一體，兼作導(dǎo)向裝置，卸料板孔應(yīng)按照凸模配 做。固定卸料板與凸模之間的單邊間隙取 tm)5.01(，經(jīng)過(guò)計(jì)算，凸模與卸 料板上形孔的單邊間隙可取 0.5mm。卸料板與凸模配合的孔下面應(yīng)保證是銳角， 否則卸料時(shí)條料易擠進(jìn)間隙內(nèi)而損壞凸模。卸料板厚度一般為凹模厚度的 0.51.0 倍。 5.4導(dǎo)向零件 導(dǎo)向零件是指上、下模的導(dǎo)向裝置零件。對(duì)生產(chǎn)批量大、要求模具壽命長(zhǎng)、 工件精度高的沖裁模，一般采用導(dǎo)向裝置，以保證上、下模的精確導(dǎo)向。常用 導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)。 參照模具設(shè)計(jì)手冊(cè)，本模具采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱分布在矩形凹模的對(duì) 稱中心上，兩個(gè)導(dǎo)柱的直徑不同，可避免上模座與下模座裝錯(cuò)而發(fā)生啃模事故。 適用與單工序模。導(dǎo)柱與導(dǎo)套、下模座的配合關(guān)系采用基軸制。導(dǎo)柱和與之相 配合的導(dǎo)套，分別壓入下模座和上模座的安裝孔中，分別采用 H7/r6 過(guò)盈配合 和 H7/h7 的間隙配合，這樣做是為了避免因調(diào)整不當(dāng)，使壓力機(jī)滑塊運(yùn)動(dòng)與導(dǎo) 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 柱上端面碰撞，在選擇導(dǎo)柱長(zhǎng)度和導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝時(shí)，應(yīng)保證模座在閉合狀態(tài) 時(shí)，上模座上平面與導(dǎo)柱上端面應(yīng)保留 1015mm 的距離，導(dǎo)柱下端面與下模座 下平面應(yīng)留至少 2mm 的距離。導(dǎo)套與上模座上平面應(yīng)留不小于 3mm 的距離。 5.5連接與固定零件 5.5.1 上下模座 上、下模座上不僅要安裝沖模的全部零件，而且要承受和傳遞沖壓力。所 以模座不僅要有足夠的強(qiáng)度，還要有足夠的剛度。模座的剛度不足，會(huì)降低沖 模壽命。因此，模座要有足夠的厚度，一般取為凹模厚度的 11.5 倍。在該模 具中可選用滑動(dòng)導(dǎo)向中間導(dǎo)柱模架的模座。上、下模座的導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝孔的 軸心線應(yīng)與基準(zhǔn)面垂直。模座的上、下平面的表面粗糙度為 0.8，只有在保證 平行度要求下才允許降低為 1.6。矩形模座的長(zhǎng)度應(yīng)比凹模長(zhǎng)度大 4070mm， 而寬度尺寸可與凹模同寬或梢大。因?yàn)椴捎昧藢?dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向，應(yīng)為其留出足夠 的安裝位置。以及采用了模柄的上模座，因?yàn)椴挥昧舫霭惭b壓板的凸臺(tái)，其外 形尺寸可適當(dāng)縮小。模板的厚度一般可根據(jù)凹模厚度來(lái)定。通常?。?、上H 式中 ： 上模座厚度； 下模座厚度； 凹下 H)5.1(上H下 凹模厚度。下模座長(zhǎng) 因?yàn)楸緵_模采用導(dǎo)柱導(dǎo)套裝置，凹 )704(凹L 故下模座長(zhǎng)度取得稍大。具體尺寸見(jiàn)裝配圖。 5.5.2 模柄 選用壓入式模柄。它與上模座孔采用 過(guò)渡配合。模柄的直徑與長(zhǎng)度6/7m 應(yīng)與所選用沖床的安裝模柄孔直接相匹配，模柄裝入上模座后，模柄的軸心線 對(duì)上模上平面的垂直度誤差在全長(zhǎng)范圍內(nèi)不大于 0.05mm，材料采用 Q235 鋼。 5.5.3 螺釘與銷釘 螺釘與銷釘用于零件安裝時(shí)的固定和定位。工作零件與模座配合時(shí)則不用 銷釘。銷釘使用兩個(gè)。螺釘?shù)拇笮「鶕?jù)凹模厚度選擇，查表選取螺釘?shù)男吞?hào)為 M16。 5.6落料模壓力機(jī)的選擇 壓力機(jī)的選用是制定沖壓工藝和制定模具設(shè)計(jì)方案的一項(xiàng)重要內(nèi)容。它直 接關(guān)系到設(shè)備的合理使用，沖壓工藝的的順利實(shí)現(xiàn)、提高模具壽命、方便操作 以及提高生產(chǎn)效率等一系列重要問(wèn)題。選用壓力機(jī)，主要是根據(jù)沖壓工藝的性 質(zhì)，沖壓件批量的大小，模具的尺寸和精度，變形力的大小等。壓力機(jī)的選用 包括選擇壓力機(jī)的類型和確定壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)兩項(xiàng)內(nèi)容。所選用的壓力 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 機(jī)公稱壓力應(yīng)大于計(jì)算出來(lái)的總沖壓力 550.288KN,，工作臺(tái)板尺寸、壓力機(jī)的 閉合高度和滑塊尺寸等應(yīng)能滿足模具正確安裝的要求。壓力機(jī)滑塊行程應(yīng)滿足 工件在高度上能獲得所需尺寸，并在沖壓后能順利地從模具內(nèi)取出來(lái)。 由于沖模閉合高度 mstaxdHLH=189mm。壓力機(jī)的最大裝模 高度應(yīng)大于或等于 194mm（沖模閉合高度+5mm） 。 按上述要求可選用開(kāi)式可傾壓力機(jī),需要在工作臺(tái)面上加設(shè)墊板。型號(hào)為 J23-63,其主要技術(shù)參數(shù)為： 公稱壓力：630KN 滑塊行程：120mm 最大閉合高度：460mm 最大裝模高度：270mm 工作臺(tái)尺寸（前后左右）：710mm480mm 模柄孔尺寸：50mm80mm 最大傾斜角度：30 0 5.7模具裝配圖的繪制 模具裝配圖如圖 5.1 所示: 圖 5.1 落料模具裝配圖 6 拉深模和沖孔模的設(shè)計(jì) 22 6 拉深模和沖孔模的設(shè)計(jì) 6.1拉深力和沖孔力的計(jì)算 6.1.1 拉深力的計(jì)算 計(jì)算拉深力的目的是為了確定壓力機(jī)的額定壓力，因此要計(jì)算最大沖裁力。 由于本零件拉深時(shí)，拉深力計(jì)算復(fù)雜，而且花費(fèi)時(shí)間也比較長(zhǎng)，因此在實(shí) 際生產(chǎn)中，計(jì)算這樣復(fù)雜的拉深件時(shí)，一般采用彎曲來(lái)計(jì)算其拉深力，主要是 兩者算出來(lái)的結(jié)果相差不是很大，在選取壓力機(jī)時(shí)，稍微選大一點(diǎn)的公稱壓力 即可滿足拉深所需。 則可按下式計(jì)算： F= trKBb+7.0 2 （ k=1.3， b=380MPa ，B=（40+32）2=144mm） (6.1) 代入數(shù)據(jù)可得： F=74692.8N 總拉深力計(jì)算 由于模具設(shè)計(jì)有頂件裝置和卸料裝置，所有要先算出頂件力跟卸料力，因 此頂件力跟卸料力按下關(guān)系式計(jì)算； Fo=（0.30.8）F (6.2) 則可得到卸料力跟頂件力： F 0=22407.84N 則總拉深力為： F 總 =F+2F0=119508.48N 6.1.2 沖孔力的計(jì)算 按推料力公式計(jì)算沖裁力： P1=KLt (6.3) 其中：K 為系數(shù) 查沖壓模具手冊(cè)得：K=1.3 L 為工件的輪廓長(zhǎng)度（mm） 為材料的抗剪強(qiáng)度（ 2mN） t 為材料的厚度（mm） 查沖壓模具設(shè)計(jì)抗剪切強(qiáng)度表 =260MPa KLtP1 =1.3（3.14102+3.1464） 3260/1000 6 拉深模和沖孔模的設(shè)計(jì) 23 =140094.24（KN） 取沖孔力為 140.1K 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 按推件力公式計(jì)算推件力 Pt： Pt=nKtP (6.4) 其中：n 為卡在凹模里料的個(gè)數(shù)=h/t。h 為凹模刃壁垂直部分高度（mm） t 為料厚（mm） 推 料 力 系 數(shù)TK 查沖壓模具手冊(cè) P 為沖裁力 N。 查表，K t=0.055 Pt=0.055140.1=7.71(KN) 計(jì)算總沖壓力 PZ： PZ=P1+P=140.1+7.71=147.81(KN) 6.1.3 拉深次數(shù)的計(jì)算 盒形件拉深時(shí)的成形極限是在一次拉深成形中，在傳力區(qū)不破壞的條件下， 變形區(qū)所能達(dá)到的最大變形程度。它是表示盒形件能否一次拉深成形的判據(jù)。 盒形件的成形極限采用一次拉深成形能得到的極限高度（ Hr）或 （ HB） （第一次成形的最大高度）表示，也可用極限拉深系數(shù) nm表示。 極限高度（ r）或（ HB） 表 6.1 及表 6.2 給出的是低碳鋼一次拉深 的相對(duì)極限高度 表 6.1 低 盒 形 件 一 次 拉 深 的 相 對(duì) 極 限 高 度 H / r r / B 0.4 0.3 0.2 0.1 0.05 h / R 23 34 46 812 1015 表 6.2 低 盒 形 件 一 次 拉 深 的 相 對(duì) 極 限 高 度 H / B 相對(duì)厚度（ t / D）100相對(duì)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角 半徑 r / B 2.01.5 1.51.0 1.00.5 0.50.2 0.10 0.80.6 0.70.55 0.650.5 0.60.45 本設(shè)計(jì)中 r/B=3/32=0.09,查表 6-11，得 h/r=10-15，所以 h=30-45mm。 h=13mm30-35mm，所以該工件可以一次拉深成型。 6.1.4 拉深凸模和凹模尺寸的計(jì)算 拉深凸模零件圖 6.1 如下： 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 圖 6.1 拉深凸模零件圖 拉深時(shí)，拉深件的尺寸為 32mm 和 40mm。 由式 dDd0)75.( (6.5)2pCp (6.6) 以上各式中，沖頭制造偏差 及 d按公差 IT8 選取，其值都為 0.072，間 隙 C 可查表取值。 mtC3.)(10.= 長(zhǎng)度 32mm： 072.5.-2+dD0072.)3.8(=pm072.-93 長(zhǎng)度 40mm： 072.)15.4(+dD0= 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 072.)3-5.46(=pdm072.91 6.1.5 沖孔凹模和凸模尺寸的計(jì)算 沖孔模中凸模的尺寸及制造精度： 尺寸 012.-和 06.-磨損后減小，由公式 0)(XDd (6.7) 計(jì)算得： 03.03.4/12.96)-1(5)-(+=dd 015.015.4/6. 97)3-6(+=dXDd 沖孔模中凹模的尺寸及制造精度： 尺寸 m10和 磨損后增大，由公式： 0)(pXdp (6.8) 計(jì)算得： 03.-04/12.- 61)5(=+pp 015.-04/6.- 36)(=+pXdp 7 結(jié)論 27 7 結(jié)論 7.1 總結(jié) 經(jīng)過(guò)了幾個(gè)月的學(xué)習(xí)和工作，我終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。從開(kāi)始接到題目到 計(jì)算，再到裝配圖的完成，每走一步對(duì)我來(lái)說(shuō)都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我 在大學(xué)期間獨(dú)立完成的最大的項(xiàng)目。在這段時(shí)間里，我學(xué)到了很多知識(shí)也有很 多感受，從對(duì)設(shè)計(jì)的一知半解，我開(kāi)始了獨(dú)立的學(xué)習(xí)和試驗(yàn)，查看相關(guān)的資料 和書(shū)籍，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，使自己非常稚嫩作品一步步完善 起來(lái)，每一次改進(jìn)都是我學(xué)習(xí)的收獲，每一次試驗(yàn)的成功都會(huì)讓我興奮好一段 時(shí)間。從中我也充分認(rèn)識(shí)到了設(shè)計(jì)給我們模具專業(yè)帶來(lái)的挑戰(zhàn)與樂(lè)趣。 7.2 體會(huì) 雖然我的設(shè)計(jì)作品不是很成熟，還有很多不足之處，但我可以自豪的說(shuō)， 這里面的每一點(diǎn)，都是我的勞動(dòng)成果。 這次做設(shè)計(jì)的經(jīng)歷一定會(huì)使我終身受益，我感受到做設(shè)計(jì)是要真真正正用 心去做的一件事情，是真正的自己學(xué)習(xí)的過(guò)程和思考的過(guò)程，沒(méi)有學(xué)習(xí)就不可 能有思考的能力，沒(méi)有自己的思考，就不會(huì)有所突破，那也就不叫設(shè)計(jì)了。希 望這次的經(jīng)歷能讓我在以后學(xué)習(xí)中激勵(lì)我繼續(xù)進(jìn)步。 參考文獻(xiàn) 28 參考文獻(xiàn) 1 王孝培.沖壓手冊(cè)（修訂本）M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1990. 2 宋滿倉(cāng).沖壓模具設(shè)計(jì)M.北京：電子工業(yè)出版社， 2010.1. 3 吳伯杰.沖壓工藝與模具M(jìn).北京：電子工業(yè)出版社， 2004.6. 4 二代龍震工作室.沖壓模具基礎(chǔ)教程M.北京：清華大學(xué)出版社， 2010.4. 5 王金龍.冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)M.北京：清華大學(xué)出版社， 2007.8. 6 廖念釗，古瑩菴，莫雨松等.互換性與技術(shù)測(cè)量M. 北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2007.6. 7 盧秉恒.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2007.12. 8 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）M.北京：高等教育出版社， 2006.5. 9 唐克中，朱同鈞.畫(huà)法幾何及工程制圖M.北京：高等教育出版社， 2002.8. 10 大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室.機(jī)械制圖M.北京：高等教育出版社， 2007.7. 11 李碩本，沖壓工藝學(xué)M，機(jī)械工業(yè)出版社，1988 12 Sheet metal forming simulation using EAS solid-shell finite elements.Parente, M.P.L. 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