拖拉機墊片的沖壓模具設計【端蓋】【拖拉機沖壓零件沖壓工藝與級進模具設計】【沖孔—切廢料—彎曲—切斷】,端蓋,拖拉機沖壓零件沖壓工藝與級進模具設計,沖孔—切廢料—彎曲—切斷,拖拉機墊片的沖壓模具設計【端蓋】【拖拉機沖壓零件沖壓工藝與級進模具設計】【沖孔—切廢料—彎曲—切斷】,拖拉機,墊片,沖壓,模具設計 任務書 院（系） 專業(yè) 班級 課題名稱 拖拉機墊片的沖壓模具設計 畢業(yè)設計（論文）起止時間 指導教師 職稱 所在教研室 學生姓名 學號 任務下達日期 課題主要內容： 沖壓模具是在冷沖壓加工中，將金屬或非金屬材料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。冷沖模具是模具類別中應用最廣泛的一種，通過模具對金屬的直接加壓使其產生塑性變形，使金屬材料分離，以獲得一定尺寸和性能的金屬零件。本文要求根據(jù)給定的拖拉機聯(lián)結件完成沖壓模具的工藝計算及結構設計。 課題任務的具體要求： 1、確定工藝方案，完成開題報告； 2、對給定零件進行工件沖壓工藝性分析，完成模具總體結構設計及相關工藝計算； 3、完成模具零件圖及裝配圖的繪制； 4、完成計算說明書一份； 擬定的工作進度及要求（以周為單位） 1、第1周—第4周，制定設計方案，完成開題報告； 2、第5周—第10周，分析沖壓工藝，完成相關工藝計算及沖壓模具的總體結構設計； 3、第11周—第14周，利用ATUOCAD繪制沖壓模具裝配圖和部分零件圖； 4、第15周—第16周，完成設計說明書，準備答辯。 主要參考文獻 [1] 樣占堯.最新模具標準應用手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2011:6-8. [2] 徐政坤.沖壓模具設計與制造[M].化學工業(yè)出版社,2009:33-38. [3] 曹建剛,刑淑清.沖裁模具設計中的應力分析[J].包頭鋼鐵學院學報,1998,17(3):238-240. [4] 機械設計手冊編委會.機械設計手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2004. [5] 周樹銀.沖壓模具設計及主要零部件加工[M].北京:北京理工大學出版社,2010:4-5. 指導教師（簽字） 日期： 年 月 日 教研室主任（簽字） 日期： 年 月 日 任務接受人（簽字） 日期： 年 月 日 開題報告 題 目 拖拉機沖壓件的模具設計 學生姓名 學 號 院 ( 系 ) 專 業(yè) 指導教師 報告日期 2013 年 11 月 22 日 畢業(yè)設計（論文）題目 拖拉機沖壓件的模具設計 題目類別（請在有關項目下作√記號） 設計 論文 其它 √ 題目需要在實驗、實習、工程實踐和社會調查等社會實踐中完成 是 否□ 畢業(yè)設計（論文）起止時間 2013年10月26日至2014年4月30日 1. 設計的意義及國內外狀況 1.1設計的意義 在現(xiàn)代生產中60%-90%的工業(yè)產品需要使用沖壓模具加工，沖壓模具工業(yè)以成為工業(yè)發(fā)展的基礎，許多新產品的開發(fā)和生產在很大程度上依賴模具生產，特別是汽車、輕工、電子、行空等行業(yè)尤為突出。而作為制造業(yè)基礎的機械行業(yè)，具國際生產技術協(xié)會預測，21世紀機械制造行業(yè)的零件，其粗加工的75%和精加工的50%都依靠模具完成。因此，沖壓模具工業(yè)已成為國民經(jīng)濟的重要工業(yè)。 沖壓模具是在冷沖壓加工中，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（俗稱冷沖壓）。冷沖模具是模具類別中應用最廣泛的一種，通過模具對金屬的直接加壓使其產生塑性變形，使金屬材料分離，以獲得一定尺寸和性能的金屬零件。冷沖壓在常溫下，利用沖模在壓力機上對板料或坯料施加壓力，使其產生塑性變形或分離，從而獲得零件所需的形狀、尺寸的一種壓力加工的方法。利用沖壓模具生產可以保證產品的尺寸精度，使產品質量穩(wěn)定，而且在加工中不破壞產品表面。用模具生產零部件可以采用冶金廠大量生產的廉價的軋制港胞或鋼帶為配料，且在生產中不需要加熱，具有生產效率高、質量好、重量輕、成本低且節(jié)約能源和材料等一系列優(yōu)點。而模具則是大批量生產同形產品的工具，是生產各種工業(yè)產品的重要工藝裝備模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)。目前，工業(yè)生產中普遍采用模具成形工藝方法，以提高產品的生產率和質量。 模具產業(yè)帶動作用很強?，F(xiàn)在很多地方開始重視模具行業(yè)的發(fā)展了，他們認識到當?shù)氐漠a業(yè)優(yōu)勢，如果要發(fā)展，不發(fā)展相應的模具產業(yè)就沒有后勁。模具是效益放大器，模具是供給制品產業(yè)的，可以使相關工業(yè)的效益比自身增加約一百倍，因此它的帶動作用就大。模具的發(fā)展，不僅帶動了自己行業(yè)的發(fā)展，而且向全國各地方提供模具，實際上是支持了全國相關行業(yè)的發(fā)展。 通過本課題，可以培養(yǎng)我們綜合運用所學的基礎理論、基本知識和基本技能來分析、解決實際問題的能力和初步進行科學研究的；培養(yǎng)我們獨立工作的能力、創(chuàng)新能力以及理論聯(lián)系實際和嚴謹求實的工作作風的重要途徑。 1.2國內外研究現(xiàn)狀 (1) 國內發(fā)展狀況 模具工業(yè)發(fā)展的關鍵是模具的技術，模具技術又涉及到多學科的交叉。模具作為一種高附加值和技術密集型產品，其技術水平的高低已成為衡量一個國家制造水平的重要標志之一。中國沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀改革開放帶領我國的經(jīng)濟進入高速發(fā)展的時期，模具的市場的需求量也進一步的增加，模具行業(yè)也一直以15%左右的增速再發(fā)展。因此帶來的模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分的巨大變化，一些國有專業(yè)模具廠也如雨后春筍般的建立起來，同時也帶來了以集體、獨資、私營和合資等形式的快速發(fā)展。 賦有“模具之鄉(xiāng)”的浙江寧波和黃巖地區(qū)是現(xiàn)今我國規(guī)模最大的兩個地方，廣東地區(qū)也漸漸掀起了開建模具廠的浪潮，其中科龍、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心，中外合資或外商獨資形式的模具企業(yè)現(xiàn)也有幾千家。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應用于沖壓模的設計中。以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術已取得很大進步，東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構和大專院校開展模具技術的研究和開發(fā)，經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術方面取得了顯著進步，在提高模具質量和縮短模具設計制造周期等方面做出了貢獻。 (2) 國外發(fā)展現(xiàn)狀 目前，世界模具時常仍供不應求。近幾年，世界模具市場總量一直為600-650億美元左右，其中美國、日本、法國、瑞士等國一年出口模具約占本國模具總產量的1/3。國外模具發(fā)展大都采用了CAD/CAM/CAE技術，顯示了信息技術帶動和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性，主要反應在專業(yè)化、網(wǎng)絡化、集成化、智能化四個方面。表現(xiàn)在：模具CAD/CAM的專業(yè)化程度不斷提高；基于網(wǎng)絡的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結構初見端倪；模具智能化引人注目；與先進制造技術的結合日益緊密。為了縮短制模周期、提高市場競爭力，大多模具普遍采用高速切削加工技術，因為采用高速切削技術可大大縮短制模時間，節(jié)省大量修磨、拋光的時間?？焖俪尚图夹g與快速制模技術獲得普遍應用在歐美模具展上，快速成型技術和快速制模技術占據(jù)了十分突出的位置SLA/SLS/FDM和LOM等各種類型的快遞成型設備，也有專門提供原型制造服務的機構和公司。國外級進模CAD/CAE/CAM的研究始于上世紀60年代末,在70年代便有初步應用，但僅限于二維圖形的簡單沖裁級進模，其主要功能有條料排樣、凹模布置、工藝計算和NC編程等。美國680條沖壓線中有70%為多工位壓力機，日本國內250條生產線有32%為多工位壓力機，而這種代表當今國際水平的大型多工位壓力機在我國的應用卻為數(shù)不多；中小企業(yè)設備普遍較落后，耗能耗材高，環(huán)境污染嚴重；封頭成形設備簡陋，手工操作比重大；精沖機價格昂貴，是普通壓力機的5~10倍，多數(shù)企業(yè)無力投資阻礙了精沖技術在我國的推廣應用；液壓成形，尤其是內高壓成形，設備投資大，國內難以起步。彎曲級進模CAD/CAM系統(tǒng)出現(xiàn)在80年代，如日本日立公司和富士通公司的彎曲級進模系統(tǒng)。為了能夠適應復雜模具的設計，富士通系統(tǒng)采用了自動設計和交互設計相結合的方法。采用專業(yè)化、產品定位準以及采用先進的管理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)集成化管理。在歐美的模具企業(yè)，特別是規(guī)模較大的模具企業(yè)，基本上實現(xiàn)了計算機管理。從生產計劃、工藝制定，到質檢、庫存、統(tǒng)計等，普遍使用了計算機，公司內各部門可通過計算機網(wǎng)絡共享信息。這樣使模具行業(yè)發(fā)展更加廣泛。 (3) 國內外現(xiàn)狀存在的差距： 與國外工業(yè)發(fā)達國家比較，我國的進模技術仍然存在著較大的差距，主要表現(xiàn)在: ①沖壓工序比較單一，多數(shù)以沖裁級進模為主，少部分為沖裁拉深級進模，模具結構比較簡單、功能性不強；②模具模板幅面尺寸比較小，屬中小型級進模；③模具精度不高，沖裁間隙誤差在0.0l5mm以上，制件產品易產生毛刺；④模具使用壽命相對較短，一般一次刃磨在50萬次以內，模具材料主要以普通模具鋼為主或采用硬質合金。 2. 主要研究內容 本文針對冷沖壓復合模具進行設計，選擇的沖壓件是不銹鋼連續(xù)模沖壓件，其三視圖如下: 根據(jù)給定沖壓件完成冷沖壓模具設計，主要內容如下： （1）對給定零件進行工件工藝性分析及方案的確定 （2）模具總體結構設計及相關工藝計算 （3）模具各個零部件的設計 （4）模具零件圖及裝配圖的繪制 3. 設計方案以及研究步驟 3.1 研究方案 先進行文獻調研——熟悉冷沖壓模具的原理——確定冷沖壓模具設計的方案——確定冷沖壓模具的凹模、凸模、凸模固定板、墊板、凹模固定板等參數(shù)計算和校核——分析沖壓模具的可行性——撰寫畢業(yè)設計說明。 3.2 設計步驟 沖壓模設計步驟具的如下圖： 4. 論文提綱 第一部分：緒論 （介紹沖壓模具的研究意義、作用、結構特點及工作原理） 第二部分：工藝分析 （由選定的沖壓件來確定模具的工藝方案） 第三部分：沖壓模具的總體設計（通過對給定沖壓件的分析，確定設計工藝方案及設計流程——確定模具結構——彎曲模部分、凹模、凸模、凸模固定板、墊板、凹模固定板、卸料板、 導尺、擋料銷、導正銷的參數(shù)計算及校核——繪制零件圖和裝配圖） 總結 （分析設計沖壓模具的可行性并編寫工藝文件） 參考文獻 5. 工作進度 第1—5周，仔細閱讀相關書籍，熟悉沖壓模具的相關設計過程，根據(jù)給定的沖壓件制定設計方案，形成開題報告。 第6—11周，完成主要零部件的相關設計計算，主要包括凸凹模的設計計算、卸料裝置的設計、標準件的選擇等。 第12—15周，完成裝配圖和主要零件圖的繪制。 第16周，整理計算說明書。 6. 存在的問題及擬采取的解決措施 在模具設計中，需要進行大量的計算查表工作，各零部件的尺寸設計無法合理化，解決措施如下： (1) 在對沖壓件進行工藝性分析的時候，需要查閱大量資料，這就要求并通過對課本、期刊、學術專著的學習，學習更多專業(yè)上的知識，以更好地解決問題。 (2) 在畫圖問題上，要加強對AutoCAD繪圖軟件的學習，盡量使用起來得心應手。 參考文獻 [1] 徐政坤.沖壓模具設計與制造[M].北京:化學工業(yè)出版社,2009. [2] 周樹銀.沖壓模具設計及主要零部件加工[M].北京:北京理工大學出版社,2010. [3] 楊占堯.最新模具標準應用手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2011. [4] 吳詩惇主編.沖壓工藝及模具設計.西安：西北工業(yè)大學出版社,2001.9. [5] 機械設計手冊編委會.機械設計手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2004. [6] 曹建剛,刑淑清.沖裁模具設計中的應力分析[J].包頭鋼鐵學院學報,1998,17(3):238-240. [7] 劉力主編.機械制圖[M].北京.高等教育出版社出版,2004. [8] 張錚主編.模具設計與制造實訓指導[M].北京.電子工業(yè)出版社出版,2000. [9] 翁其金主編.沖壓工藝與沖模設計[M].北京.機械工業(yè)出版社出版,1999. [10] 沈學勤.李世維主編.極限配合與技術測量[M].北京.高等教育出版社,2002. [11] 翁其金主編.冷沖壓技術[M].北京.機械工業(yè)出版社出版,2000. [12] 王甫茂.李正鋒主編.機械制造基礎[M].上海.上海交通大學出版社出版.2005. 指導教 師意見 指導教師（簽名）： 20 年 月 日 院 系 意 見 院系負責人（簽名）： 20 年 月 日 備 注 畢業(yè)設計說明書 題 目:拖拉機件沖壓工藝及模具設計 年級、專業(yè): 姓 名: 學 號: 指 導教 師: 完 成時 間: 本科畢業(yè)設計（論文） 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文）《拖拉機沖壓零件沖壓工藝與模具設計》是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果，除了在畢業(yè)設計（論文）中特別加以標注引用、表示致謝的內容外，本畢業(yè)設計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 學 號： 作者姓名： 摘 要 本設計是對給定的產品圖進行沖壓模具設計。沖壓工藝的選擇是經(jīng)查閱相關資料和和對產品形狀仔細分析的基礎上進行的；沖壓模具的選擇是在綜合考慮了經(jīng)濟性、零件的沖壓工藝性以及復雜程度等諸多因素的基礎上進行的；產品毛坯展開尺寸的計算是在方便建設又不影響模具成型的前提下簡化為所熟悉的模型進行的。文中還對沖壓成型零件和其它相關零件的選擇原則及選擇方法進行了說明，另外還介紹了幾種產品形狀的毛坯展開尺寸計算的方法和簡化模型，以及沖壓模具設計所需要使用的幾種參考書籍的查閱方法。 【關鍵詞】工藝、工藝性、沖壓工序、沖壓模具、尺寸 Abstract This project is a press die designation based on the original product. The election of press process is based on consulting correlation datum and analyzing the form of manufactured product meticulous; The election of press die is based on synthesis considerations on economical efficiency、the processing property of part and complex degree iso many factors; Calculating the work blank of manufactured product unfold dimension is lined feed on the premise of calculation convenience but without contribution die confectioning simplified frequent application cast. In the test, to introduce the election principle and means of press confectioning art and miscellaneous rapport part, otherwise also introducing calculation means on the work blank from of many kinds of product unfold dimension and simplified cast, and the means of looking up on the reference books of designing press die. 【key words】The craft； the technology capability； press process; punch die; the size. 目 錄 前 言 4 第一章、零件圖及工藝方案的擬訂 11 1.1.零件圖及零件工藝性分析 11 1.1.1.零件圖 11 1.1.2.零件的工藝性分析 11 1.2.工藝方案的確定 12 第二章、工藝設計 13 2.1.計算毛坯尺寸 13 2.2.確定排樣方案 14 2.2.1.計算工件實際面積 14 2.2.2.分析排樣方案 15 2.3.計算各工序的壓力 16 2.4.壓力機的選擇 18 2.5.壓力中心的確定 19 第三章、模具類型及結構形式的選擇 22 3.1.級進模的設計 22 第四章、模具工作零件刃口尺寸及公差的計算 24 4.1.沖孔、切斷模 24 4.2.彎曲部分計算 26 第五章、模具零件的選用，設計及必要的計算 29 5.1.模具零件的選用 29 第六章、壓力機的校核 36 6.1.壓力機的校核 36 第七章、模具的動作原理及綜合分析 37 7.1.模具零件的加工 37 7.2.模具的動作原理 38 第八章、模具的裝配 39 第九章、設計心得 40 第十章、致 謝 41 主要參考文獻 42 前 言 模具主要類型有：沖模，鍛摸，塑料模，壓鑄模，粉末冶金模，玻璃模，橡膠模，陶瓷模等。除部分沖模以外的的上述各種模具都屬于腔型模，因為他們一般都是依靠三維的模具形腔是材料成型。 模具所涉及的工藝繁多，包括機械設計制造，塑料，橡膠加工，金屬材料，鑄造（凝固理論），塑性加工，玻璃等諸多學科和行業(yè)，是一個多學科的綜合，其復雜程度顯而易見。 隨著經(jīng)濟的發(fā)展，沖壓技術應用范圍越來越廣泛，在國民經(jīng)濟各部門中，幾乎都有沖壓加工生產，它不僅與整個機械行業(yè)密切相關，而且與人們的生活緊密相連。 沖壓工藝與沖壓設備正在不斷地發(fā)展，特別是精密沖壓。高速沖壓、多工位自動沖壓以及液壓成形、超塑性沖壓等各種沖壓工藝的迅速發(fā)展，把沖壓的技術水平提高到了一個新高度。新型模具材料的采用和鋼結合金、硬質合金模具的推廣，模具各種表面處理技術的發(fā)展，沖壓設備和模具結構的改善及精度的提高，顯著地延長了模具的壽命和擴大了沖壓加工的工藝范圍。 由于沖壓工藝具有生產效率高、質量穩(wěn)定、成本低以及可加工復雜形狀工件等一系列優(yōu)點，在機械、汽車、輕工、國防、電機電器、家用電器，以及日常生活用品等行業(yè)應用非常廣泛，占有十分重要的地位。隨著工業(yè)產品的不斷發(fā)展和生產技術水平的不斷提高，沖壓模具作為個部門的重要基礎工藝裝備將起到越來越大的作用?？梢哉f，模具技術水平已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要指標。 目前國內模具技術人員短缺，要解決這樣的問題，關鍵在于職業(yè)培訓。我們做為踏入社會的當代學生，就應該掌握扎實的專業(yè)基礎，現(xiàn)在學好理論基礎。畢業(yè)設計是專業(yè)課程的理論學習和實踐之后的最后一個教學環(huán)節(jié)。希望能通過這次設計，能掌握模具設計的基本方法和基本理論。 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景 現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場總體上供不應求，市場需求量維持在700億至850億美元，同時，我國的模具產業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機遇。近幾年，我國模具產業(yè)總產值保持15%的年增長率（據(jù)不完全統(tǒng)計，2005年國內模具進口總值達到700多億，同時，有近250個億的出口），到2007年模具產值預計為700億元，模具及模具標準件出口將從現(xiàn)在的每年9000多萬美元增長到2006年的2億美元左右。單就汽車產業(yè)而言，一個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上億元，而當汽車更換車型時約有80%的模具需要更換。2005年我國汽車產銷量均突破550萬輛，預計2007年產銷量各突破700萬輛，轎車產量將達到300萬輛。另外，電子和通訊產品對模具的需求也非常大，在發(fā)達國家往往占到模具市場總量的20%之多。目前，中國17000多個模具生產廠點，從業(yè)人數(shù)約50多萬。1999年中國模具工業(yè)總產值已達245億元人民幣。工業(yè)總產值中企業(yè)自產自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產值中，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%。 模具的發(fā)展是體現(xiàn)一個國家現(xiàn)代化水平高低的一個重要標志，就我國而言，經(jīng)過了這幾十年曲折的發(fā)展，模具行業(yè)也初具規(guī)模，從當初只能靠進口到現(xiàn)在部分進口已經(jīng)跨了一大步，但還有一些精密的沖模自己還不能生產只能通過進口來滿足生產需要。隨著各種加工工藝和多種設計軟件的應用使的模具的應用和設計更為方便。隨著信息產業(yè)的不斷發(fā)展，模具的設計和制造也越來越趨近于國際化?，F(xiàn)在模具的計算機輔助設計和制造（CAD/CAM）技術的研究和應用。大大提搞了模具設計和制造的效率。減短了生產周期。采用模具CAD/CAM技術，還可提高模具質量，大大減少設計和制造人員的重復勞動，使設計者有可能把精力用在創(chuàng)新和開發(fā)上。尤其是pro/E和UG等軟件的應用更進一步推動了模具產業(yè)的發(fā)展。。數(shù)控技術的發(fā)展使模具工作零件的加工趨進于自動化。電火花和線切割技術的廣泛應用也對模具行業(yè)起到了飛越發(fā)展。模具的標準化程度在國內外現(xiàn)在也比較明顯。特別是對一些通用件的使用應用的越來越多。其大大的提高了它們的互換性。加強了各個地區(qū)的合作。對整個模具的行業(yè)水平的提高也起到了重要的作用。 沖模是實現(xiàn)沖壓生產的基本條件.在沖模的設計制造上,目前正朝著以下兩方面發(fā)展:一方面,為了適應高速、自動、精密、安全等大批量現(xiàn)代生產的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展，與此相比適應的新型模具材料及其熱處理技術，各種高效、精密、數(shù)控自動化的模具加工機床和檢測設備以及模具CAD/CAM技術也在迅速發(fā)展；另一方面，為了適應產品更新?lián)Q代和試制或小批量生產的需要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡易沖模及其制造技術也得到了迅速發(fā)展。精密、高效的多工位及多功能級進模和大型復雜的汽車覆蓋件沖模代表了現(xiàn)代沖模的技術水平。目前，50個工位以上的級進模進距精度可達到2微米，多功能級進模不僅可以完成沖壓全過程，還可完成焊接、裝配等工序。我國已能自行設計制造出達到國際水平的精度達2?~5微米，進距精度2~3微米，總壽命達1億次。我國主要汽車模具企業(yè)，已能生產成套轎車覆蓋件模具，在設計制造方法、手段方面已基本達到了國際水平，但在制造方法手段方面已基本達到了國際水平，模具結構、功能方面也接近國際水平，但在制造質量、精度、制造周期和成本方面與國外相比還存在一定差距。 模具制造技術現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎。計算機技術、信息技術、自動化技術等先進技術正在不斷向傳統(tǒng)制造技術滲透、交叉、融合形成了現(xiàn)代模具制造技術。其中高速銑削加工、電火花銑削加工、慢走絲切割加工、精密磨削及拋光技術、數(shù)控測量等代表了現(xiàn)代沖模制造的技術水平。高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質量（主軸轉速一般為15000~40000r/min）,加工精度一般可達10微米，最好的表面粗糙度Ra≤1微米），而且與傳統(tǒng)切削加工相比具有溫升低（工件只升高3攝氏度）、切削力小，因而可加工熱敏材料和剛性差的零件，合理選擇刀具和切削用量還可實現(xiàn)硬材料（60HRC）加工；電火花銑削加工（又稱電火花創(chuàng)成加工）是以高速旋轉的簡單管狀電極作三維或二維輪廓加工（像數(shù)控銑一樣），因此不再需要制造昂貴的成形電極，如日本三菱公司生產的EDSCAN8E電火花銑削加工機床，配置有電極損耗自動補償系統(tǒng)、CAD/CAM集成系統(tǒng)、在線自動測量系統(tǒng)和動態(tài)仿真系統(tǒng)，體現(xiàn)了當今電火花加工機床的技術水平；慢走絲線切割技術的發(fā)展水平已相當高，功能也相當完善，自動化程度已達到無人看管運行的程度，目前切割速度已達到300mm/min,加工精度可達±1.5微米，表面粗糙度達Ra=01~0.2微米;精度磨削及拋光已開始使用數(shù)控成形磨床、數(shù)控光學曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標磨床及自動拋光等先進設備和技術;模具加工過程中的檢測技術也取得了很大的發(fā)展,現(xiàn)在三坐標測量機除了能高精度地測量復雜曲面的數(shù)據(jù)外,其良好的溫度補償裝置、可靠的抗振保護能力、嚴密的除塵措施及簡單操作步驟，使得現(xiàn)場自動化檢測成為可能。此外，激光快速成形技術（RPM）與樹脂澆注技術在快速經(jīng)濟制模技術中得到了成功的應用。利用RPM技術快速成形三維原型后，通過陶瓷精鑄、電弧涂噴、消失模、熔模等技術可快速制造各種成形模。如清華大學開發(fā)研制的“M-RPMS-Ⅱ型多功能快速原型制造系統(tǒng)”是我國自主知識產權的世界惟一擁有兩種快速成形工藝（分層實體制造SSM和熔融擠壓成形MEM）的系統(tǒng)，它基于“模塊化技術集成”之概念而設計和制造，具有較好的價格性能比。一汽模具制造公司在以CAD/CAM加工的主模型為基礎，采用瑞士汽巴精化的高強度樹脂澆注成形的樹脂沖模應用在國產轎車試制和小批量生產開辟了新的途徑。 改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認識到產品質量、成本和新產品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎的要素之一，模具制造技術現(xiàn)已成為衡量一國產品制造水平的重要標志和發(fā)展程度的標志之一。 目前，我國的模具技術有了很大發(fā)展，模具的精密度、復雜程度和壽命都有很大提高。如，主要的汽車模具企業(yè)已能生產大型、精密的轎車覆蓋件模具；體現(xiàn)高水平制造技術的多工位級進模的覆蓋面增加；塑料模熱流道技術日漸成熟，氣體輔助注射技術開始采用；壓鑄工藝得到發(fā)展。此外，CAD/CAM/CAE技術得到廣泛應用，高速加工、復合加工等先進的加工技術也得到進一步推廣；快速原型進展很快；模具的標準化程度也有一定提高。 但是，由于我國的模具行業(yè)起步較晚，與國外相比，仍存在不小的差距，主要體現(xiàn)在： 產需矛盾：隨著工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，工業(yè)產品更新速度的加快，對模具的需求越來越大。無論是數(shù)量還是質量都無法滿足國內市場的需要，只達到70％左右。造成矛盾突出的原因是模具企業(yè)的專業(yè)化、標準化程度低，生產周期長。另外，設計和制造工藝水平還不能完全適應發(fā)展的需要。 企業(yè)結構不合理：我國很多模具生產能力集中在各主機廠的模具分廠或車間內，模具的商品化程度低，而國外70％以上都是專業(yè)模具廠，且走的是“小而精”的道路，因此生產效率和經(jīng)濟效益俱佳。 產品水平：衡量模具的產品水平，主要有模具加工的制造精度和表面粗糙度，加工模具的復雜程度，以及模具的制造周期和使用壽命。而這幾項指標與國外相比的差距都十分明顯。 此外，模具工業(yè)的整體裝備水平也存在相對落后，利用率低的現(xiàn)象。高素質的模具技術人才缺乏，產品的綜合開發(fā)能力還急需加強。 針對不足和模具市場巨大的潛力，國家制定了模具行業(yè)的“十五”發(fā)展規(guī)劃。一方面要繼續(xù)推廣新技術的應用，提高大型、精密、復雜模具的制造水平；另一方面要針對不同模具市場的需求，有針對性的發(fā)展。希望在模具企業(yè)的整體實力有進一步提升，重點、骨干企業(yè)可以達到50%。2003年是“十五”關鍵的一年，如果做不到60%任務的完成，那么計劃就會失敗，而模具失敗了，對整個工業(yè)都會有影響。 近年來，外企進入中國加劇了競爭，也出現(xiàn)一些價格方面的惡性競爭。為了避免因為暫時的利益而損失長遠和整體的發(fā)展，未來一年中，行業(yè)協(xié)會也將加強模具企業(yè)間的組織和協(xié)調，制定合理的價格水平。同時，研究國際模具價格水平，以對行業(yè)進行指導和信息溝通。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應用于沖壓模的設計中。 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術已取得很大進步，東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構和大專院校開展模具技術的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術方面取得了顯著進步；在提高模具質量和縮短模具設計制造周期等方面做出了貢獻。 例如，吉林大學汽車覆蓋件成型技術所獨立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件，華中理工大學模具技術國家重點實驗室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國內模具行業(yè)擁有不少的用戶。 雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設備在模具加工設備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術的普及率不高；許多先進的模具技術應用不夠廣泛等等，致使相當一部分大型、精密、復雜和長壽命模具依賴進口。 沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有時也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬板料。沖壓加工時，板料在模具的作用下，于其內部產生使之變形的內力。當內力的作用達到一定程度時，板料毛坯或毛坯的某個部位便會產生與內力的作用性質相對應的變形，從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的零件。 沖壓生產靠模具與設備完成加工過程，所以它的生產率高，而且由于操作簡便，也便于實現(xiàn)機械化和自動化。 利用模具加工，可以獲得其它加工方法所不能或難以制造的、形狀復雜的零件。 沖壓產品的尺寸精度是由模具保證的，所以質量穩(wěn)定，一般不需要再經(jīng)過機械加工便可以使用。 沖壓加工一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣大量的切削材料，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約材料。沖壓產品的表面質量較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產的軋制板料或帶料，在沖壓過程中材料表面不受破壞。 因此，沖壓工藝是一種產品質量好而且成本低的加工工藝。用它生產的產品一般還具有重量輕且剛性好的特點。 沖壓加工在汽車、拖拉機、電機、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產品以及航空、航天和兵工等的生產方面占據(jù)十分重要的地位?，F(xiàn)代各種先進工業(yè)化國家的沖壓生產都是十分發(fā)達的。在我國的現(xiàn)代化建設進程中，沖壓生產占有重要的地位。 當今，隨著科學技術的發(fā)展，沖壓工藝技術也在不斷革新和發(fā)展，這些革新和發(fā)展主要表現(xiàn)在以下幾個方面： （1）工藝分析計算方法的現(xiàn)代化 （2）模具設計及制造技術的現(xiàn)代化 （3）沖壓生產的機械化和自動化 （4）新的成型工藝以及技術的出現(xiàn) （5）不斷改進板料的性能，以提高其成型能力和使用效果。 畢業(yè)設計是一種綜合性的訓練，也是一個重要的專業(yè)實訓環(huán)節(jié)，它綜合性強，應用知識面寬。隨著社會主義市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，工業(yè)產品增多，產品更新?lián)Q代加快，市場競爭激烈。模具作為一種工具已廣泛地應用在各行各業(yè)之中。模具是現(xiàn)代化工業(yè)生產的重要工藝裝備。在國民經(jīng)濟的各個工業(yè)部門都越來越多地依靠模具來進行生產加工。模具已成為國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)。模具已成為當代工業(yè)的重要手段和工藝發(fā)展方向之一。現(xiàn)代工業(yè)產品的品種和生產效益的提高，在很大程度上取決于模具的發(fā)展和技術經(jīng)濟水平。 為了更進一步加強我們的設計能力，鞏固所學的專業(yè)知識，在畢業(yè)之際，特安排了此次的畢業(yè)設計。畢業(yè)計也是我們專業(yè)在學完基礎理論課，技術基礎課和專業(yè)課的基礎上，所設置的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。 本次設計的目的： 一、綜合運用本專業(yè)所學的理論與生產實際知識，進行一次沖壓模設計的實際訓練，從而提高我們獨立工作能力。 二、鞏固復習三年以來所學的各門學科的知識，以致能融貫通，進一步了解從模具設計到模具制造整個工藝流程。 三、掌握模具設計的基本技能，如計算、繪圖、查閱設計資料和手冊，熟悉標準和規(guī)范等。 由于本人設計水平有限，經(jīng)驗不足，錯誤難免，敬請老師批評、指導，不勝感激。 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） 工件圖：如圖1—1所示 材料：不銹鋼1Cr18Ni9 板厚：2.0mm 1.1.2.零件的工藝性分析 產品所用的材料為不銹鋼,其力學性能如下：τ=460～520Mpa,σb=580～640 Mpa, σs=200Mpa。（《冷沖壓工藝與模具設計》P322），零件圖上未注公差等級，屬自由尺寸，按IT12級確定工件尺寸的公差.該制件形狀簡單，尺寸較小，厚度一般，屬于普通沖壓件，但有幾點應該注意： ①該沖裁件的材料1Cr18Ni9，具有較好的可沖壓性能。 ②由于板料厚度一般，且在各個轉角出均有圓角過渡，比較適合沖裁。 ③有一定的生產批量，應重視模具材料的選擇和模具結構的確定，保證模具的壽命。 ④制件較小，從安全考慮，要采取適當?shù)娜〖绞?，模具結構上設計好推件和取件方式。 1.2.工藝方案的確定 對工序的安排，擬有以下幾種方案： 產品工序有落料，沖孔，彎曲，具體工序安排如下： ①落料— 沖孔—彎曲，單工序模生產。 ②落料—沖孔復合沖壓，彎曲單模生產。 ③沖孔—切廢料—彎曲—切斷連續(xù)沖壓，采用級進模生產。 方案①模具結構簡單，容易制造。但成形制件需要三道工序、兩套模具才能完成零件的加工，工序分散，搬運半成品要浪費大量時間。生產效率較低；工件的精度也難以保證。 方案②復合模結構一般，比較容易制造。制件也需兩道工序；節(jié)約了半成品搬運的時間提高了生產效率且易于保證孔的質量和制件精度。 方案③級進模結構復雜；難以制造。有較高的生產效率且能保證制件的精度。 綜上所述，根據(jù)生產效率、精度、所使用的機床、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三。 第二章、工藝設計 2.1.計算毛坯尺寸 展開尺寸的計算： 彎曲件毛坯的展開尺寸是根據(jù)變形中性層長度不變的原理來求出的，對于變形程度很小或對尺寸要不高的彎曲件來說，可以近似的認為變形中性層與毛坯的斷面中心相重合，這時，中性層的位置為 ρ=r+t/2 式中 r——彎曲件內層的彎曲半徑 t——板料的厚度， 而當需要精確的求出彎曲毛坯的展開長度時，就必須精確的求出變形中性層的位置。確定位置之后就可以進行毛坯展開長度的計算了，這需要一個中性層的位移系數(shù)，此系數(shù)對于彎曲形狀及彎曲程度不同，數(shù)值也不同，需要根據(jù)實際的模具調節(jié)展開尺寸。 本產品，尺寸沒標公差，屬于自由公差，可以直接按毛坯的斷面中性層尺寸計算， 彎曲公式是L=L1+L2+t 經(jīng)過實際計算 L1=299.4 此尺寸目前是待定，在實際生產時需調節(jié)。本設計中取整299 展開圖紙如下圖所示： 外形最大尺寸為長度Dmax=299 外形最大尺寸為寬度dmax=100，材料厚度為2.0， 由《沖壓工藝與模具設計》P45表2.5.2 確定搭邊值： 工件間：a1=2.0；由于產品299長度，無異形狀，直邊，所以這里不需要搭邊，只要剪切到尺寸就可以，所以沿邊：a=0，由于采用連續(xù)模來設計這個產品，需要在產品兩側加上側刃定位，所以在計算產品條料寬度時，需要加上側刃的計算。這里根據(jù)產品大小和材料厚度，將側刃寬度定為6毫米，加上側刃切料尺寸2.5毫米，計算后，產品下料寬度為299+5=304。工件的搭邊需要考慮切斷凸模的強度，根據(jù)材料厚度，產品形狀可以錯位排樣，零件之間搭邊取5毫米，取節(jié)距為105。 由《沖壓工藝與模具設計》P45表2.5.3 條料下料剪切公差：δ=0.6； 條料與導料板之間的間隙：c=0.5 2.2.確定排樣方案 2.2.1.計算工件實際面積 通過計算得工件實際面積為299×100=29900， 材料利用率的計算： 一個步距內的材料利用率η為 η=nF/Bs×100% （3） η=1×29900/105×304×100%=93.67% 式中 F——一個步距內沖裁件面積（包括沖出的小孔在內）； n——一個步距內沖裁件數(shù)目； B——條料寬度（mm）； s——步距； 2.2.2.分析排樣方案 為保證條料送進的剛性和穩(wěn)定性以及正確處理工件彎曲成型與載體的連接關系，應考慮沿零件寬度方向橫向排樣，在盡量減小送進步距的基礎上，宜采用單排中間載體排樣。 因為彎曲的主體部位在條料的下方。根據(jù)零件的形狀可采用中間料做載體，在第一次切廢料之后，雙邊廢料切除，用中間連接的部分做載體，這樣既保證了條料的浮離送進，又不妨礙廢料的分離和彎曲成型?？紤]到產品精度要求，采用自動送料機送料，側刃孔定位，確保節(jié)距尺寸。具體的排樣圖如下：工位1:沖側刃刃；工位2:沖中間2個圓孔；工位3:沖中間3個圓孔；工位4：切中間廢料；工位5:彎曲； 工位6:整形（也叫矯正）；工位7:切斷，產品離開模具。具體排樣圖如下： 圖2—2） 2.3.計算各工序的壓力 已知工件的材料為材料是不銹鋼,厚度為2.0mm，抗剪切強度τ=460～520Mpa,抗拉強度σb=580～640Mpa, 屈服強度σs=200Mpa。 沖側刃力1：P1=1.3L tτ =1.3 ×[（6+105）×2]×2.0×520 =300144（N) =300.14KN 沖側刃力2：P2=1.3L tτ =1.3 ×[（6+105）×2]×2.0×520 =300144（N) =300.14KN 沖φ6孔力：P3=1.3L tτ =1.3×3.14×6×2.0×520 =25471.68（N) =25.5KN 沖φ6孔力：P4=1.3L tτ =1.3×3.14×6×2.0×520 =25471.68（N) =25.47KN 沖φ6孔力：P5=1.3L tτ =1.3×3.14×6×2.0×520 =25471.68（N) =25.5KN 沖φ6孔力：P6=1.3L tτ =1.3×3.14×6×2.0×520 =25471.68（N) =25.5KN 沖φ60孔力：P7=1.3L tτ =1.3×3.14×60×2.0×520 =254716.8（N) =254.72KN 沖廢料力1：P8=n1.3 Ltτ =1.3×（104.5+104.5+5）×2.0×520 =289328（N) =289.32KN 沖廢料力2：P9=n1.3 Ltτ =1.3×（104.5+104.5+5）×2.0×520 =289328（N) =289.32KN 預彎力和彎曲力，的計算，彎曲力和產品寬度和彎曲R角有關，所以這里計算預彎力和彎曲力時只需要計算一個，另一個的力和這個一樣。 此工件彎雙邊U形時力的計算，選計算公式為 P10=2×0.7(kbttδb)/(r+t) =2×0.7（1.3×100×2×2×640)/(4+2.0) =77653.33N =77.65KN P10—材料在沖壓行程結束時的自由彎曲力 b—彎曲件的寬度 t—彎曲件厚度 r—彎曲件內彎角半徑 k—安全系數(shù) δb—材料的強度極限 δb查表=580～640,取640 校正彎曲力的計算： P11=Gf =30×24×100×2 =144000N =144KN P11—彎曲校正力 G—單位校正力，查表為20-30 F—被校正部分在凹模上的投影面積 切斷力：P12=n1.3 Ltτ =1.3×180×2.0×520 =243360（N) =243.36KN 卸料力： P2=k卸F （查《冷沖壓工藝與模具設計》得：k卸=0.025～0.08） 沖壓力大小為F=P1+P2+P3+P4+P5+F6+P7+P8+P9+P10=300.14+300.14+25.5+25.5+25.5+25.5+254.72+289.32+289.32+77.65+144+243.36=1898.65KN P2=k卸F=1898.65×0.06 =113.92KN 這一工序的最大總壓力為： P=F+P2=1898.65+113.92 =2012.57KN 2.4.壓力機的選擇 根據(jù)以上計算和分析，結合模具外形大小和車間設備的實際情況，選用公稱壓力為2500KN的單柱固定臺壓力機（型號為JH21—250）能滿足使用要求。 壓力機的具體參數(shù)如下 公稱壓力：2500KN 滑塊行程：200mm 滑塊行程次數(shù)：30次/min 最大封閉高度： 500mm 最大裝模高度： 350mm 封閉高度調節(jié)量：150mm 模柄孔尺寸：無，是T形槽 工作臺面尺寸：800mm（前后）×1250mm（左右） 墊板厚度：150mm 2.5.壓力中心的確定 模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點位置。為了確保壓力機和模具正常工作。采用解析法求壓力中心， 首先： P1——沖側刃力1 P1=KLδτ，得P1=300.14KN P2——沖側刃力2 P2=KLδτ，得P2=300.14KN P3——沖φ6孔力 P3=KLδτ，得P3=25.5KN P4——沖φ6孔力 P4=KLδτ，得P4=25.5KN P5——沖φ6孔力 P5=KLδτ，得P5=25.5KN P6——沖φ6孔力 P6=KLδτ，得P6=25.5KN P7——沖φ60孔力 P7=KLδτ， 得P7=254.72KN P8——切廢料力1 P8= KLδτ， 得P8=289.32KN P9——切廢料力2 P9= KLδτ， 得P9=289.32KN P10——彎曲力 P10=(kbttδb)/(r+t) ，得P10=77.65KN P11——校正力 P11=GF ，得P11=144KN P12——切斷力 P12=KLδτ, 得P12=243.36KN Y1——P1到X軸的力臂 Y1=152.5 X1——P1到Y軸的力臂 X1=315 Y2——P2到X軸的力臂 Y2=-152.5 X2——P2到Y軸的力臂 X2=315 Y3——P3到X軸的力臂 Y3=119.5 X3——P3到Y軸的力臂 X3=157.5 Y4——P4到X軸的力臂 Y4=-119.5 X4——P4到Y軸的力臂 X4=157.5 Y5——P5到X軸的力臂 Y5=89.5 X5——P5到Y軸的力臂 X5=52.5 Y6——P6到X軸的力臂 Y6=-89.5 X6——P6到Y軸的力臂 X6=52.5 Y7——P7到X軸的力臂 Y7=0 X7——P7到Y軸的力臂 X7=52.5 Y8——P8到X軸的力臂 Y8=100 X8——P8到Y軸的力臂 X8=0 Y9——P9到X軸的力臂 Y9=-100 X9——P9到Y軸的力臂 X9=0 Y10——P10到X軸的力臂 Y10=0 X10——P10到Y軸的力臂 X10=-157.5 Y11——P11到X軸的力臂 Y11=0 X11——P11到Y軸的力臂 X11=-262.5 Y12——P12到X軸的力臂 Y12=0 X12——P12到Y軸的力臂 X12=-315 根據(jù)合力距定理： YG = （Y1F1+ Y2F2...）/（F1+ F2…） XG = （X1F1+ X2F2…）/（F1+ F2…） YG——F沖壓力到X軸的力臂；YG=0 XG——F沖壓力到Y軸的力臂；XG=45.549 第三章、模具類型及結構形式的選擇 根據(jù)確定的工藝方案和零件的形狀特點，精度要求，預選設備的主要技術參數(shù)，模具的制造條件及安全生產等，選定模具類型及結構形式。 3.1.級進模的設計 本設計中采用沖孔彎曲切斷級進模。工件厚度一般（t=3mm以內）,故采用彈性卸料裝置，彈性卸料裝置除了卸料的作用外，在沖孔時還起到壓緊工件的作用。上模彈性力由彈簧產生。由于模具比較大，所以采用非標準鋼板四導柱模板，材料為Q235，導柱采用普通滑動導柱。 級進模的結構形式如圖3—1所示。 圖3—1） 第四章、模具工作零件刃口尺寸及公差的計算 4.1.沖孔、切斷模 切廢料尺寸刃口按落料原理設計和計算 間隙是影響模具壽命的各種因素中占最主要的一個。沖裁過程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間的均有磨檫，而且間隙越小，磨檫越嚴重。在實際生產中受到制造誤差和裝配精度的限制，凸模不可能絕對垂直于凹模平面，而且間隙也不會絕對均勻分布，合理的間隙均可使凸模、凹模側面與材料間的磨檫減小，并緩減間隙不均勻的不利影響，從而提高模具的使用壽命。 沖裁間隙對沖裁力的影響： 雖然沖裁力隨沖裁間隙的增大有一定程度的降低，但是當單邊間隙介于材料厚度 5%~20%范圍時，沖裁力的降低并不明顯（僅降低5%~10%左右）。因此，在正常情況下，間隙對沖裁力的影響不大。 沖裁間隙對斜料力、推件力、頂件力的影響： 間隙對斜料力、推件力、頂件力的影響較為顯著。間隙增大后，從凸模上斜、從凸?？卓谥型瞥龌蝽敵隽慵紝⑹×?。一般當單邊間隙增大到材料厚度的15%~25%左右時斜料力幾乎減到零。 沖裁間隙對尺寸精度的影響： 間隙對沖裁件尺寸精度的影響的規(guī)律，對于沖孔和切邊是不同的，并且與材料軋制的纖維方向有關。 通過以上分析可以看出，沖裁間隙對斷面質量、模具壽命、沖裁力、斜料力、推件力、頂件力以及沖裁件尺寸精度的 影響規(guī)律均不相同。因此，并不存在一個絕對合理的間隙數(shù)值，能同時滿足斷面質量最佳，尺寸精度最佳，沖裁模具壽命最長，沖裁力、斜料力、推件力、頂件力最小等各個方面的要求。在沖壓的實際生產過程中，間隙的選用主要考慮沖裁件斷面質量和模具壽命這兩個方面的主要因素。但許多研究結果表明，能夠保證良好的沖裁件斷面質量的間隙數(shù)值和可以獲得較高的沖模壽命的間隙數(shù)值也是不一致的。一般說來，當對沖裁件斷面質量要求較高時，應選取較小的間隙值，而當對沖裁件的質量要求不是很高時，則應適當?shù)丶哟箝g隙值以利于提高沖模的使用壽命。 該沖裁件外形尺寸為落料件，選凹模為設計基準件，只需計算落料凹模刃口尺寸由凹模的實際尺寸按間隙要求配做。 工件精度要求為IT12級查《沖壓工藝與模具設計》P31附表2.2.1： 沖模制造精度為IT9～IT11級，取IT10級。 沖孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式計算： 沖孔時 dp=(dmin+XΔ)- δp (4-1) 落料時 Dp=(Dmax-XΔ-Zmin)- δp (4-2) 孔心距 Lp=L±δp’ (4-3) 式中 Dp dp——分別為落料和沖孔凸模的刃口尺寸（mm）； Dmax ——為落料件的最大極限尺寸（mm）； dmin——為沖孔件的最小極限尺寸（mm）； Δ——工件公差； Δp——凸模制造公差，通常取δp=Δ/4； δp’——刃口中心距對稱偏差，通常取δp’=Δ/8； Lp——凸模中心距尺寸（mm）； L——沖件中心距基本尺寸（mm）； Zmin——最小沖裁間隙（mm）； 落料凹模尺寸即為切廢料凸模尺寸： Dp1=(Dmax-XΔ-Zmin)+ Δ/4 =105-0.5×0.04=104.98+0.02; Dp2=(Dmax-XΔ-Zmin)+ Δ/4 =6-0.5×0.04=5.98+0.02; Dp3=(Dmax-XΔ-Zmin)+ Δ/4 =5-0.5×0.04=4.98+0.02; Dp4=(Dmax-XΔ-Zmin)+ Δ/4 =110-0.5×0.04=109.98+0.02; Dp5=(Dmax-XΔ-Zmin)+ Δ/4 =92-0.5×0.04=91.98+0.02; 落料凸模尺寸即為切廢料凹模尺寸： Ah1=(Dp1+2Z)+ Δ/4 =105+2×0.08=105.16+0.02; Ah2=(Dp2+2Z)+ Δ/4 =6+2×0.08=6.16+0.02; Ah3=(Dp3-2Z)+ Δ/4 =5+2×0.08=5.16+0.02; Ah4=(Dp4+Z)+ Δ/4 =110+2×0.08=110.16+0.02; Ah5=(Dp5+2Z)+ Δ/4 =92+2×0.08=92.16+0.02; 沖孔凸模尺寸：Dp1=(dmin+XΔ)- Δ/4 =6+0.5×0.04=6.02-0.02 Dp2=(dmin+XΔ)- Δ/4 =60+0.5×0.04=60.02-0.02 沖孔凹模尺寸：Bh1=(dp1+2Z)- Δ/4 =6.0+2×0.08=6.16-0.02 Bh2=(dp2+2Z)- Δ/4 =60+2×0.08=60.16-0.02 孔心距 Lp=L±δp’ (5-4) Lp1=239±0.01 Lp2=179±0.01 Lp3=305±0.01 每工位之間的節(jié)距是Lp=105±0.01 4.2.彎曲部分計算 對于U形彎曲件，必須選擇適當?shù)拈g隙值，因為凸凹模間隙小了，摩擦力和彎曲力就大,當間隙過小時，還會使制件直邊料厚減薄和出現(xiàn)話痕，同時還降低凹模壽命。若間隙過大，制件回彈量增大，誤差增加，從而降低制件精度，所以彎曲模具間隙的大小對制件質量、彎曲力和模具壽命有較大的影響。 生產中是根據(jù)彎曲件材料的力學性能，材料厚度，制件精度和彎邊長度來確定其凸凹模間隙。 Z/2=t+nt 其中Z/2----彎曲凸凹模的單邊間隙 t----材料厚度的基本尺寸 n----間隙系數(shù) 經(jīng)查表格， n=0.05 凸模及凹模尺寸計算是依據(jù)彎曲件的使用要求來確定的。起原則是彎曲件標注外形尺寸時，則以凹模為基準件，間隙放在凸模上。當彎曲件標注的是內尺寸時，是以凸模為基準件，間隙取在凹模上。同時應該注意彎曲件精度，回彈趨勢和模具的磨損規(guī)律。 （1）、制件標注外形尺寸 凹模尺寸為 L d=（Lmax –0.5Δ） 凸模尺寸為 L p=（Ld –Z） （2）、制件標注內尺寸 凸模尺寸為 L p=（Lmin +0.5Δ） 凹模尺寸為 L d=（Lp+Z） 其中 L—彎曲件的外形或內尺寸 Δ—彎曲件的尺寸偏差 L d—彎曲凹模的基本尺寸 L p—彎曲凸模的基本尺寸 Z—凸凹模雙面間隙 本設計中，彎曲產品材料為不銹鋼，剛性強，所以在彎曲后需要校正，彎曲時，模具間隙需要加大，或者可以做斜面，增加其間隙。再次校正時，保證其凸模與凹模的間隙均勻1.0t，如此才能實現(xiàn)產品尺寸及平面度。但彎曲的臺階高度要保證，凸模臺階高度保證24毫米，校正凸模與凹模的落差距離也是24毫米。 第五章、模具零件的選用，設計及必要的計算 5.1.模具零件的選用 ①成形零件 一、凸模 凸模材料選用Cr12MoV，淬火硬度達到58-62HRC。采用直接式凸模（如圖5-1所示），圓形凸模采用臺階式固定，異形凸模與固定板采用過盈配合的方式，用螺釘與上模板固定，或者加工一臺階防止在沖壓時掉落，看零件大?。? 圖5-1） 二、凹模 凹模材料選用Cr12MoV，淬火硬度達到58-62HRC。凹模采用螺釘固定結構，與下模板配合，這樣簡化了模具的結構，節(jié)省了材料的成本。外形尺寸如下，所有的掉廢料孔，加工錐度，方面廢料直接掉下模板。 ②支撐固定零件 上、下模座中間聯(lián)以導向裝置的總體稱為模架。通常都是根據(jù)凹模最大外形尺寸D。選用標準模架。凹模最大外形尺寸L=800 mm，B=420 mm，選用自制的鋼板模板，為方便操作，選用四導柱模架。模具的閉合高度h = 189～249mm ， 上下模座選用材料為Q235，下模板厚度45，上模板厚度40。 由于模具比較大，靠模柄與沖床之間的側壓力，不能保證穩(wěn)定的安裝好模具，危險系數(shù)很大，所以這里需要采用通用的壓板形式來裝夾模具。 再由凹模板和模架尺寸確定其它模具模板的尺寸如下： 上墊板：800×420×10 凸模固定板：800×420×18 凹模：800×420×50 上模板：960×500×40 下模板：960×500×45 ③卸料零件 壓料用彈性元件常用的主要由彈簧、橡膠及氣墊三種，但查有關資料了解到，目前國內中小型壓力機中安裝氣墊的較少，所以常用的彈性元件是彈簧和橡膠。 但考慮到壓縮的行程比較大，本設計中選彈簧作為彈性元件，其優(yōu)點是許用負荷比較大，安裝調整也很方便，卸料壓邊能力都很強，保證產品表面的平整度。 采用彈性卸料板卸料，根據(jù)卸料力的大小取卸料板的厚度為20mm。由于卸料板與導料板在安裝時有干涉，因此，在設計卸料板時需加工讓位，這樣，卸料板需要加厚， 由《沖壓手冊》表10-1選用彈簧，設使用彈簧的個數(shù)為30個，F(xiàn)=113919N則每個彈簧所承受的負荷為F頂=113919/30=3797.3（N），由Fj> F頂,選擇彈簧直徑規(guī)格為：φ35 Fj=3890, hj=50，jxF頂=35/4390x1000=8.99 ∴ F頂+h工+h修模=9+3+3=15< hj ∴選用的彈簧及數(shù)量滿足要求 上、下模座螺釘選取　 由凹模周界800×420選用M10的內六角圓柱頭螺釘 參照模具各零件的具體情況， 上模座選用8顆M10X50的內六角圓柱頭螺釘固定。 　　　　下模座選用8顆M10X60的內六角圓柱頭螺釘固定。 ( 螺釘) 卸料螺釘 查《沖壓模具簡明設計手冊》表15-34選取卸料螺釘 選用M8X70的圓柱頭內六角卸料螺釘 ( 卸料螺釘 ) 其主要參數(shù)：d1=16 l=14 d2=24 H=10 t=8 s=10 d3=14.5 d4=6.9 d5=9.5 L=55 根據(jù)模具的實際情況 上模座選用四顆Φ10×50的圓柱銷釘定位 下模座選用四顆Φ10×60的圓柱銷釘定位 (圓柱銷釘) 參照模具各零件的具體情況，合理布置螺釘、圓柱銷的位置，從GB70—76和GB119—76中選適當?shù)囊?guī)格與尺寸。 ⑤導向裝置 本模具采用圓形導柱、導套式的導向裝置。導柱與導套之間采用間隙配合，配合精度為H7/R6 。導柱與導套相對滑動，要求配合表面有足夠的強度，又要有足夠的韌性。所以材料選用20鋼，表面經(jīng)滲碳淬火處理，表面硬度為45～48HRC。 導柱、導套的配合精度、上模座上平面對下模座下平面的平行度、導柱軸心線對下模座下平面的垂直度等都要規(guī)定一定的公差等級。這些技術條件可保證整個模架具有一定的精度，也是保證沖裁間隙均勻性的前提。有了這一前提，加上工作零件的制造精度和裝配精度達到一定的要求，整個模具達到一定的精度就有了基本的保證。 導柱選用GB2861.2—81中的B型導柱，直徑d =38mm 、極限偏差為R7 、長度L=180mm 。 導套選用GB2861.6—81中的A型導套，直徑d=55 mm 、D=52、極限偏差為H7、長度L =80mm。 第六章、壓力機的校核 6.1.壓力機的校核 1、閉合高度的校核 所選壓力機的最大裝模高度為500mm，閉合高度的調節(jié)量為150mm Hmin=500-150=350mm 本次設計模具的的閉合高度 H=H上模座+H墊板 +H凸模+H凹模+ H下模座-(2-3) =40+10+70+50+45-(2-3) =212-213 Hmax-5=495 Hmin-5=355 所以模具的高度不能滿足此壓力機，需要在模具下面加上等高鐵，可以選用通用等高鐵。保證總高度能滿足 Hmax-5＜Hmin-5。 2、工作臺面尺寸的校核 所選壓力機的工作臺尺寸為：左右：1250 前后：800 而模具的外形尺寸為：960×500 根據(jù)工作臺面尺寸一般應大于模具底座50～70mm，∴工作臺面尺寸滿足。 滑塊行程的校核 滑塊行程應保證方便地放入毛坯和取出零件， 所選壓力機滑塊行程為50mm,滿足 綜上，所選壓力機JH21-250滿足需要。 第七章、模具的動作原理及綜合分析 7.1.模具零件的加工 普通零件的加工是按產品零件圖要求全部加工完畢，再進行總裝。而模具零件的加工有些是不能按模具零件圖全部加工完畢的，要待部件組裝或整模組裝時修配或配鉆，所以模具零件圖上的形狀和尺寸是否全部加工出來，還要根據(jù)模具加工的裝配方法而定。若以凸模凹模為基準裝配時，零件圖上的導柱孔在零件加工時就不加工，若以四導柱導套作型腔，凸模相對位置控制基準時，則凹模及凸模固定板的導柱孔應與凹?；蛲鼓９潭ò宓男涂自诟靼逯贤瑫r加工出來。 使用銑床加工一個零件時，必須先把零件的相關尺寸、材料、