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1、哈爾濱理工大學(xué)專科生畢業(yè)論文 哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 題 目： 鎖片的落料沖孔沖壓模具設(shè)計(jì) 專業(yè)年級(jí)： ■■■←刮開 學(xué)生姓名： ■■■←刮開 學(xué) 號(hào)： ■■■←刮開 指導(dǎo)教師： ■■■←刮開 哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院 完成時(shí)間： 1949 年 10 月 1 日 哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院 專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語 學(xué)生姓名：■■■←刮開 學(xué)號(hào)

2、：■■■←刮開 學(xué) 院：■■■←刮開 專業(yè)：■■■←刮開 任務(wù)起止時(shí)間： ■■■←刮開 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：鎖片的落料沖孔沖壓模具設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的評(píng)語： 指導(dǎo)教師簽名： 指導(dǎo)教師職稱： 評(píng)閱教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的評(píng)語： 評(píng)閱教師簽名： 評(píng)閱教師職稱： 答辯委員會(huì)對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的評(píng)語： 答辯委員會(huì)評(píng)定，該生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?yōu)椋? 答辯委員會(huì)主席簽名： 職

3、稱： 年 月 日 哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 學(xué)生姓名：■■■←刮開 學(xué)號(hào)：■■■←刮開 學(xué) 院：■■■←刮開 專業(yè)：■■■←刮開 任務(wù)起止時(shí)間：■■■←刮開 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：鎖片的落料沖孔沖壓模具設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)工作內(nèi)容： 1、確定設(shè)計(jì)題目及查閱相關(guān)文獻(xiàn)。 2、零件的工藝性分析及工藝方案的確定 3、落料沖孔模具設(shè)計(jì)及落料沖孔工藝分析 4、落料沖孔模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5、沖壓力計(jì)算及壓力機(jī)的選擇 6、撰寫設(shè)計(jì)論文 資料： [1

4、].任海東、蘇君.冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).河南科學(xué)技術(shù)出版社 2007 [2].劉建超、張寶忠.沖壓模具設(shè)計(jì)與制造.高等教育出版社 2004. [3].劉家平.機(jī)械制圖.西安電子科技大學(xué)出版社2006. [4].孫金穎.機(jī)械精度設(shè)計(jì)與質(zhì)量保證.哈爾濱工業(yè)出版社2008. [5].侯維芝、楊金風(fēng).模具制造工藝與工裝.高等教育出版社1997 指導(dǎo)教師意見： 簽名： 年 月 日 系主任意見： 簽名： 年 月 日 鎖片的沖壓模具設(shè)計(jì) 摘要 本論文為一鎖片的落料沖孔冷沖壓模具設(shè)計(jì),首先介紹了沖壓的背景、現(xiàn)狀、未來發(fā)展

5、方向以及該課題的主要意義，然后根據(jù)設(shè)計(jì)零件的尺寸、材料、批量生產(chǎn)等要求，分析零件的工藝性，確定沖裁工藝方案及模具結(jié)構(gòu)方案，然后通過工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，確定排樣和裁板，計(jì)算沖壓力和壓力中心， 初選壓力機(jī)，計(jì)算凸、凹模刃口尺寸和公差， 最后設(shè)計(jì)選用零、部件，對(duì)壓力機(jī)進(jìn)行校核，繪制模具總裝草圖，以及對(duì)模具主要零件的加工工藝規(guī)程進(jìn)行編制。其中在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要對(duì)凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料與 出件裝置、模架、沖壓設(shè)備、緊固件等進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)于部分零部件選用的是標(biāo)準(zhǔn)件，就沒深入設(shè)計(jì)，并且在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)，對(duì)部分零部件進(jìn)行了加工工藝分析。 關(guān)鍵詞　模具；沖裁件；凸模；凹模；凸凹模 不要?jiǎng)h除行尾

6、的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印 目錄 摘要…… I 第1章 緒論 1 1.1 課題背景 1 1.2 沖壓技術(shù)的進(jìn)步 2 1.3 沖壓現(xiàn)狀與發(fā)展方向 2 1.4 模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù) 2 1.5 課題的主要意義 3 第2章 零件的工藝性分析 4 2.1 結(jié)構(gòu)與尺寸 4 2.2 尺寸精度和表面粗糙度 4 2.3 材料 4 第3章 確定沖裁工藝方案 5 3.1 分析工藝方案 5 第4章 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 4.1 模具類型 6 4.2 卸料與出件方式 6 4.3 定位方式 6 4.4 模具的工作過程 6 第5章 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 7 5.1 排

7、樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 7 5.2 計(jì)算沖壓力與壓力中心，初選壓力機(jī) 8 5.3 計(jì)算凸、凹模刃口尺寸 9 第6章 設(shè)計(jì)選用零部件，繪制總裝圖 11 6.1 凹模設(shè)計(jì) 11 6.2 凸模設(shè)計(jì) 11 6.2.1 凸模的結(jié)構(gòu)形式與固定方法 11 6.2.2 凸模長(zhǎng)度計(jì)算 12 6.2.3 凸模的強(qiáng)度與剛度校核 12 6.2.4 凸模材料和技術(shù)條件 12 6.3 凸凹模設(shè)計(jì) 13 6.3.1 凸凹模的結(jié)構(gòu)形式與固定方法 13 6.3.2 技術(shù)要求 13 6.3.3 校核凸凹模的強(qiáng)度 13 6.3.4 凸凹模尺寸的確定 13 6.4 定位零件 13 6.5 卸料與出件裝置 13

8、 6.6 模架及其它零件的選用 15 6.6.1 模柄 15 6.6.2 模座 15 6.6.3 墊板 15 第7章 模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制 17 7.1 總裝工藝 17 7.2 加工要求 17 7.3 主要零、部件加工工藝 18 7.3.1 墊板的加工工藝 18 7.3.2 凸模固定板的加工工藝 18 7.3.3 沖孔凸模的加工工藝 18 7.3.4 卸料板加工工藝 18 7.3.5 落料凹模加工工藝 18 7.3.6 凸凹模的加工工藝 18 7.3.7 凸凹模固定板的加工工藝 19 結(jié)論 20 致謝 21 參考文獻(xiàn) 22 千萬不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符

9、，此行不會(huì)被打印。在目錄上點(diǎn)右鍵“更新域”，然后“更新整個(gè)目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行 - VI - 第1章 緒論 1.1 課題背景 沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機(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，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。在沖壓加工中，將材料加工成零件的一種特殊工藝裝備，稱為沖壓模具，簡(jiǎn)稱沖模。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(jìn)行；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實(shí)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。與機(jī)械加工及塑性加工的其它方法

10、相比，沖壓加工無論在技術(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。 (1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。 （2）沖壓時(shí)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(zhǎng),所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好,具有 “一模一樣”的特征。 （3）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(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強(qiáng)度和剛 度均較高。 （4）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。由于沖壓加工的零

11、件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相 同，因而生產(chǎn)中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來，可分為分離工 序和成形工序兩大類；分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形 狀、尺寸和斷面質(zhì)量的沖壓（俗稱沖裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破 裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。上述兩類工序，按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種 基本工序，每種基本工序還包含有多種單一工序。在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較少而公差要求較小時(shí)，若 用分散的單一工序來沖壓是不經(jīng)濟(jì)甚至難于達(dá)到要求。這時(shí)在工藝上多采用集中 的方案，即把兩種或兩種以

12、上的單一工序集中在一副模具內(nèi)完成，稱為組合的方 法不同，又可將其分為復(fù)合-級(jí)進(jìn)和復(fù)合-級(jí)進(jìn)三種組合方式。復(fù)合沖壓——在壓力機(jī)的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時(shí)完 成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法式。級(jí)進(jìn)沖壓——在壓力機(jī)上的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模 具的不同工位上完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。 復(fù)合-級(jí)進(jìn)——在一副沖模上包含復(fù)合和級(jí)進(jìn)兩種方式的組合工序。沖模的結(jié)構(gòu)類型也很多。通常按工序性質(zhì)可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和 成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模等。但不論何種 類型的沖模，都可看成是由上模和下模兩部分組成，上模被固定在

13、壓力機(jī)工作臺(tái)或墊板上，是沖模的固定部分。工作時(shí)，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機(jī)滑塊帶動(dòng)上模下壓，在模具工作零件 （即凸模、凹模）的作用下坯料便產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與尺 寸的沖件。上?；厣龝r(shí)，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下 或推、頂出來，以便進(jìn)行下一次沖壓循環(huán)。 1.2 沖壓技術(shù)的進(jìn)步 隨著工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，沖壓技術(shù)也有了飛速的發(fā)展，一方面表現(xiàn)在許多新工藝與新技術(shù)在生產(chǎn)的廣泛應(yīng)用上，另一方面表現(xiàn)在人們對(duì)沖壓技術(shù)的認(rèn)識(shí)與掌握的程度有了質(zhì)的飛躍 。現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)是一種大規(guī)模繼續(xù)作業(yè)的制造方式，由于高新技術(shù)的參與和介入，沖壓生產(chǎn)方式由初期的手工操作逐步進(jìn)化為集

14、成制造。生產(chǎn)過程逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化、并且正在向智能化、集成化的方向發(fā)展。 1.3 沖壓現(xiàn)狀與發(fā)展方向 雖然近幾十年來我國(guó)的沖壓技術(shù)有了很大的進(jìn)步，但是就目前來看我國(guó)的沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家相比還有很大的差距。主要原因是我國(guó)在沖?；A(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國(guó)的模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等發(fā)面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具相比差距很大。隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，沖壓產(chǎn)品正呈現(xiàn)多品種、少批量、復(fù)雜、大型、精密，更新?lián)Q代快等變化特點(diǎn)。為適應(yīng)市場(chǎng)變化，沖壓模具設(shè)計(jì)與制造逐漸與高新技術(shù)掛鉤。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化沖壓作業(yè)，體現(xiàn)安

15、全、高效、節(jié)材等優(yōu) 點(diǎn)，已經(jīng)是沖壓生產(chǎn)的發(fā)展方向。 1.4 模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù) 20 世紀(jì) 60 年代初期， 國(guó)外飛機(jī)、 汽車制造公司開始研究計(jì)算機(jī)在模具設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用。 通過以計(jì)算機(jī)為主要技術(shù)手段，以數(shù)學(xué)模型為中心，采用人機(jī)互相結(jié)合、各盡所長(zhǎng)的方式， 把模具的設(shè)計(jì)、分析、計(jì)算、制造、檢驗(yàn)、生產(chǎn)過程連成一個(gè)有機(jī)整體，使模具技術(shù)進(jìn)入到 綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造的新階段。模具的高精度、高壽命、高效率成為模具技術(shù)進(jìn) 步的特征。 模具 CAD/CAE/CAM 是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)， 是一項(xiàng)高科技、 高效益的系統(tǒng)工程。 它以計(jì)算機(jī)軟件的形式， 為企業(yè)提供一種有效的

16、輔助工具， 使工程技術(shù)人員借助于計(jì)算機(jī)對(duì) 產(chǎn)品性能、 模具結(jié)構(gòu)、 成形工藝、 數(shù)控加工及生產(chǎn)管理進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化 。 模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量已成為模具界的共識(shí)。 模具 CAD/CAE/CAM 在近 20 年中經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從試點(diǎn)到普及的過程。進(jìn)入本世紀(jì)以 來，模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)發(fā)展速度更快，應(yīng)用范圍更廣。 1.5 課題的主要意義 20 世紀(jì) 60 年代初期， 國(guó)外飛機(jī)、 汽車制造公司開始研究計(jì)算機(jī)在模具設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用。 通過以計(jì)算機(jī)為主要技術(shù)手段，以數(shù)學(xué)模型為中心，采用人機(jī)互相結(jié)合、各盡所長(zhǎng)的方式，

17、 把模具的設(shè)計(jì)、分析、計(jì)算、制造、檢驗(yàn)、生產(chǎn)過程連成一個(gè)有機(jī)整體，使模具技術(shù)進(jìn)入到 綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造的新階段。模具的高精度、高壽命、高效率成為模具技術(shù)進(jìn) 步的特征。 模具 CAD/CAE/CAM 是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)， 是一項(xiàng)高科技、 高效益的系統(tǒng)工程。 它以計(jì)算機(jī)軟件的形式， 為企業(yè)提供一種有效的輔助工具， 使工程技術(shù)人員借助于計(jì)算機(jī)對(duì) 產(chǎn)品性能、 模具結(jié)構(gòu)、 成形工藝、 數(shù)控加工及生產(chǎn)管理進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化 。 模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量已成為模具界的共識(shí)。 模具 CAD/CAE/CAM 在近 20 年中經(jīng)

18、歷了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從試點(diǎn)到普及的過程。進(jìn)入本世紀(jì)以 來，模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)發(fā)展速度更快，應(yīng)用范圍更廣。 隨著社會(huì)的進(jìn)步，汽車已經(jīng)成為大家出行必不可少的一種交通工具。該課題針對(duì)汽車上的零部件鎖片。在對(duì)鎖片的工藝分析上，提出了采用落料沖孔模的沖壓方案，使該零件一次成形。通過本課題，既鞏固了大學(xué)知識(shí)，也為以后的創(chuàng)新道路做好了鋪墊。 第2章 零件的工藝性分析 2.1 結(jié)構(gòu)與尺寸 該零件結(jié)構(gòu)總體來看比較簡(jiǎn)單,但是形狀比較復(fù)雜。 零件的中間位置有三個(gè)直徑為Φ7的孔，這三個(gè)孔是由硬鋼材料被自由凸模沖圓而來,查《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表2.7.2,可知該工件沖孔的最小

19、尺寸為1.3t,該工件的孔徑為:Φ7>1.3t=1.34=5.2。 由于該沖裁件的沖孔邊緣與工件的外形的邊緣不平行,故最小孔邊距不應(yīng)小于材料厚度 t,該工件的空邊距(7.345)>t=4, (7.386)>t=4 適宜于沖裁加工。 2.2 尺寸精度和表面粗糙度 該零件采用經(jīng)濟(jì)精度，屬于一般精度的工件，零件內(nèi)、 外形尺寸均未標(biāo)注公差,屬自由尺寸,可按 IT8 級(jí)確定工件尺寸的公差,經(jīng)查教材《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表2.7.4得,各尺寸公差分別為： 零件外形: ， , , ，, ， 零件內(nèi)形: 孔心距: 13.8920.20 , 27.7840.20, 用普通沖裁方式可達(dá)到

20、零件圖樣要求。 2.3 材料 08F，屬于碳素結(jié)構(gòu)鋼,查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》附表 1 可知抗剪強(qiáng)度τ=260MPa,斷后伸長(zhǎng)率=32％。材料厚度為4mm，此材料具有良好的塑性和較高的彈性,其沖裁加工性能好。 根據(jù)以上分析,該零件的工藝性較好,可以進(jìn)行沖裁加工。零件圖： 圖2.1零件圖 第3章 確定沖裁工藝方案 3.1 分析工藝方案 該零件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可以采用以下幾種工藝方案： (a)先落料，再?zèng)_孔，采用單工序模生產(chǎn)； (b)采用落料——沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)； (c)用沖孔——落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 方案(a)模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序，兩套模具

21、才能完成零件的加工， 生產(chǎn)效率低，難以滿足零件大批量生產(chǎn)的要求。由于零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為了提高生 產(chǎn)效率，主要采用復(fù)合沖裁或級(jí)進(jìn)沖裁方式。采用復(fù)合沖裁時(shí)，沖出的零件精度 和平直度好，生產(chǎn)效率高，操作方便，通過設(shè)計(jì)合理的模具結(jié)構(gòu)和排樣方案可以 達(dá)到較好的零件質(zhì)量。 根據(jù)以上分析，該零件采用復(fù)合沖裁工藝方案 第4章 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1 模具類型 根據(jù)該零件的沖裁工藝方案，采用復(fù)合沖裁模。復(fù)合模的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是存在 有雙重作用的結(jié)構(gòu)零件——凸凹模，凸凹模裝在下模稱為倒裝式復(fù)合模。采用倒 裝式復(fù)合模省去了頂出裝置， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 便于操作， 因此采用倒裝式復(fù)合沖裁模。 4.2 卸料與出

22、件方式 該模具采用的是彈性卸料的方式卸料，彈性卸料裝配依靠橡皮的彈力來卸料，卸料力不 大，但沖壓時(shí)可兼起壓料作用，可以保證沖裁件表面的平面度。為了方便操作， 提高零件生產(chǎn)率，沖件和廢料采用由凸模直接從凹模洞口推下的下出件方式。 4.3 定位方式 該模具采用定位銷定位。由于零件外形比較復(fù)雜，如果采用工人手動(dòng)定位操作起來不是很方便，所以選擇在卸料板上放一個(gè)定位銷，這樣工人操作起來快速方便，而且更加節(jié)省材料，可以避免人工定位造成的不必要的浪費(fèi)。 4.4 模具的工作過程 該模具工作過程如下：首先工人把模具固定在壓力機(jī)上，調(diào)整好上下模的高度，然后開始工作。把4mm厚度的08F鋼板放入模具呢，鋼

23、板前端頂在定位銷上，開啟壓力機(jī)使上下模合并完成沖裁，沖孔廢料由凸凹摸上的圓形漏料孔直接排出，鋼板由卸料板通過卸料橡膠的彈性形變托起，成形零件通過上模的打料裝置打出，由此完成一次沖壓過程。然后不斷重復(fù)這一過程，直到完成工作任務(wù)。 第5章 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 零件外形比較復(fù)雜，輪廓尺寸為6057.533。考慮操作方便并為了保證零件精度，采用直排有廢料排樣。查《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表 2.5.2得，工件的搭邊值 a=3.5，沿邊的搭邊值 a1=3.0。 級(jí)進(jìn)模送料步距為 S=35.865mm 該模具有側(cè)壓裝置，所以有測(cè)壓裝置時(shí)條料寬度與導(dǎo)料板按《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造

24、》圖2.5.4 ，查教材可知公式如下： 查表 2.5.3 得： 由零件圖近似算得一個(gè)零件的面積為1610.5 ㎜ ，一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的壞料面積 BS=63.13335.865=2210㎜ 因此一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率為： 查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》附表 3 選用板料規(guī)格為 71020004。 采用橫裁時(shí)，剪切條料尺寸為 63.133。一塊板可裁的條料為 35.865，每間條可沖零件個(gè)數(shù) 22 個(gè)零件。則一塊板材的材料利用率為： 采用縱裁時(shí)，剪切條料尺寸為 65。一塊板可裁的條料為 11，每條可沖零件個(gè)數(shù) 62 個(gè)零件，則一塊板材的材料利用率為： 根據(jù)以上分析，橫裁時(shí)比縱裁

25、時(shí)的板材的材料利用率高，因此采用橫裁。排樣圖 如下： 圖5.1排樣圖 5.2 計(jì)算沖壓力與壓力中心，初選壓力機(jī) 沖裁力：根據(jù)零件圖可算得一個(gè)零件外周邊長(zhǎng)度： 內(nèi)周邊長(zhǎng)度之和： 查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》附表 1 可知：MPa; 查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》附表3 可知：, 。 沖裁力： 落料力： 沖孔力： 卸料力： 推件力： 根據(jù)材料厚度取凹模刃口直壁高度 h=12, 故: 總沖壓力： 應(yīng)選取的壓力機(jī)公稱壓力：50t. 因此可初選壓力機(jī)型號(hào)為 J47-50。 當(dāng)模具結(jié)構(gòu)及尺寸確定之后，可對(duì)壓力機(jī)的閉合高度，模具安

26、裝尺寸進(jìn)行校 核，從而最終確定壓力機(jī)的規(guī)格。 確定壓力中心：畫出凹模刃口，建立如圖5.2所示的坐標(biāo)系： 圖5.2坐標(biāo)系 由圖可知，該形狀關(guān)于 X 軸上下不對(duì)稱，關(guān)于 Y 軸左右也不對(duì)稱，選壓力中心為坐標(biāo)原點(diǎn)（0，0） 。 該圖形的幾何中心為（2.51，-2.18） 5.3 計(jì)算凸、凹模刃口尺寸 由于模具間隙較大，固凸、凹模采用配作加工為宜，由于凸、凹模之間存在 著間隙， 使落下的料或沖出的孔都帶有錐度。 落料件的尺寸接近于凹模刃口尺寸， 而沖孔件的尺寸接近于凸模刃口尺寸。固計(jì)算凸模與凹模刃口尺寸時(shí)，應(yīng)按落料與沖孔兩種情

27、況分別進(jìn)行。由此，在確定模具刃口尺寸及其制造公差時(shí)，需遵循以下原則： （I）落料時(shí)以凹模尺寸為基準(zhǔn)，即先確定凹模刃口尺寸；考慮到凹模刃口尺寸在使用過程中因磨損而增大，固落料件的基本尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍較小尺寸，而落料凸模的基本尺寸則按凹模基本尺寸減最小初始間隙；（II）沖孔時(shí)以凸模尺寸為基準(zhǔn)，即先確定凸模刃口尺寸，考慮到凸模尺寸 在使用過程中因磨損而減小， 固沖孔件的基本尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸，而沖孔凹模的基本尺寸則按凸模基本尺寸加最小初始間隙； （III）凸模與凹模的制造公差，根據(jù)工件的要求而定，一般取比工件精度高 2~3 級(jí)的精度，考慮到凹模比凸模的加工稍難，凹模比凸模低

28、一級(jí)。 a): 落料凹模刃口尺寸。按磨損情況分類計(jì)算： i)凹模磨損后增大的尺寸，按《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》公式: DA=(Dmax-X△);計(jì)算，取 δA=△/4，制件精度為IT14級(jí)，故X=0.5 : : : : : : : ii)凹模磨損后不變的尺寸，按《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》公式：：CA=（Cmin+X△）0.5δA: 計(jì)算，取δA=△/4 ，制件精度為IT14級(jí)，故X=0.5 13

29、.8920.20: 27.7840.20: 沖裁間隙影響沖裁件質(zhì)量， 在正常沖裁情況下， 間隙對(duì)沖裁力的影響并不大， 但間隙對(duì)卸力、推件力的影響卻較大。間隙是影響模具壽命的主要因素。間隙的 大小則直接影響到摩擦的大小， 在滿足沖裁件質(zhì)量的前提下， 間隙一般取偏大值， 這樣可以降低沖裁力和提高模具壽命。 查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》表 2.3.3 可知: 相應(yīng)凸模按凹模實(shí)際尺寸配作，保證最小合理間隙為 0.640mm 沖孔凸模刃口尺寸。沖孔凸模為圓形，可按《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》公式計(jì)算，取，制件精度為IT14級(jí)，故X=0.5 :

30、 第6章 設(shè)計(jì)選用零部件，繪制總裝圖 6.1 凹模設(shè)計(jì) 凹模的結(jié)構(gòu)形式和固定方法：凹模采用圓形板狀結(jié)構(gòu)和通過用螺釘、銷釘固定在沖頭固定板上， 其螺釘與銷釘與凹?？妆陂g距不能太小否則會(huì)影響模具強(qiáng)度和壽命，其值可查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》表 3-23。 凹模刃口的結(jié)構(gòu)形式：因沖件的批量較大，考慮凹模有磨損和保證沖件的質(zhì)量， 凹模刃口采用直刃壁結(jié)構(gòu)， 刃壁高度取 6mm, 漏料部分沿刃口輪廓單邊擴(kuò)大 0.5 mm 凹模輪廓尺寸的確定： 查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》表 3-24，得：K=0.28; 查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》表 3-25, 凹模厚度 H=ks=35（㎜） B=160mm

31、L=s1+2s2 =160（㎜） 根據(jù)算得的凹模輪廓尺寸，選取 L BH=16016035（㎜） 凹模材料和技術(shù)要求：凹模的材料選用 Cr12。工件部分淬硬至 HRC52~58。 外輪廓棱角要倒鈍。 如圖6.1 所示： 圖6.1凹模 6.2 凸模設(shè)計(jì) 6.2.1 凸模的結(jié)構(gòu)形式與固定方法 沖孔部分的凸模刃口尺寸為圓形，為了便于凸模和固定板的加工，將沖孔凸模設(shè)計(jì)成臺(tái)階式。 為了保證強(qiáng)度、 剛度及便于加工與裝配， 圓形凸模常做成圓滑過渡的階梯形， 小端圓柱部分，是具有鋒利刃口的工作部分，中間圓柱部分是安裝部分，它與固定板按

32、 H7/m6 配合，尾部臺(tái)肩是為了保證卸料時(shí)凸模不致被拉出，圓形凸模采用臺(tái)肩式固定。 6.2.2 凸模長(zhǎng)度計(jì)算 凸模的長(zhǎng)度是依據(jù)模具結(jié)構(gòu)而定的。凸模長(zhǎng)度按公式 L=h1+h2 計(jì)算， 式中 L---凸模長(zhǎng)度，mm； h1---凸模固定板厚度，mm; h2----凹模厚度，mm ; L=24mm+35mm =59mm 6.2.3 凸模的強(qiáng)度與剛度校核 一般情況下，凸模強(qiáng)度與剛度足夠，由于凸模的截面尺寸較為積適中，估計(jì)強(qiáng)度足夠，只需對(duì)剛度進(jìn)行校核。 對(duì)沖孔凸模進(jìn)行剛度校核： 凸模的最大自由長(zhǎng)度不超過下式： 有導(dǎo)向的凸模： 對(duì)于圓形凸模: 則=30mm 由此可知： 沖孔部分凸

33、模工作長(zhǎng)度不能超過 30mm， 根據(jù)沖孔標(biāo)準(zhǔn)中的凸模長(zhǎng)度系列，選取凸模的長(zhǎng)度：59 6.2.4 凸模材料和技術(shù)條件 凸模材料采用合金鋼Cr12，凸模工作端（即刃口）淬硬至 HRC 56～ 58，凸模尾端淬火后，硬度為 HRC 43～48 為宜。 如圖 6.2 所示： 圖6.2凸模 6.3 凸凹模設(shè)計(jì) 6.3.1 凸凹模的結(jié)構(gòu)形式與固定方法 凸凹模與凸凹模固定板的采用 H7/m6 配合。 6.3.2 技術(shù)要求 1.上下面無毛刺，平行度為0.02. 2.材料為Cr12,熱處理56-58HRC. 6.3.3 校核凸凹模的強(qiáng)度 沖孔邊緣與工件外開邊緣不平行時(shí)，凸凹模的最小壁厚

34、不應(yīng)小于材料厚度 t=4mm，而實(shí)際最小壁厚大于4mm，故符合強(qiáng)度要求。 6.3.4 凸凹模尺寸的確定 凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配作，單邊縮小0.3mm 6.4 定位零件 定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上相對(duì)凸、凹模有正確的位置。 選用固定擋料銷一個(gè)。擋料銷的作用是擋住條料搭邊或沖件輪廓以限定條料送進(jìn)的距離，固定擋料銷固定在位于下模的卸料板上，材料 45 號(hào)鋼，硬度為 43～48HRC如圖 6.3所示： 圖6.3定位銷 6.5 卸料與出件裝置 出件方式是采用凸模直接頂出的下出料方式。 由于卸料采用彈性卸料的方式，彈性卸料裝置由卸料板、卸料螺釘和彈性元件組成。 卸料

35、板： 彈性卸料板的平面尺寸等于或稍大于凹模板的尺寸，厚度取凹模厚度的 0.6～0.8 倍, 卸料板與凸模的單邊間隙按《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》表 3-32 選 取,t＞1mm 時(shí),單邊間隙為 0.15mm。 為了便于可靠卸料，在模具開啟狀態(tài)時(shí)，卸料板工作平面應(yīng)高出凸模刃口尺寸端面 0.3～0.5，卸料板的尺寸規(guī)格為：160mmX160mmX15mm，材料為:45#鋼。 如圖 6.4 所示： 圖6.4卸料板 卸料裝置： 由于橡皮允許承受的負(fù)荷較大， 安裝調(diào)整方便， 因此選用橡皮作為彈性元件， 卸料橡皮的選擇原則： 為了保證卸料正常工作，應(yīng)使橡皮工作時(shí)的彈力大于或等于卸料力 FXY=AP≥FX

36、=10.19KN 式中 FXY—橡皮工作時(shí)的彈力，A—橡皮的橫截面積，P—與橡橡皮壓縮量有關(guān) 的單位壓力，一般預(yù)壓時(shí)壓縮量為 10%～15%。由《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》圖 3-64 知，取 P=0.6MPa，求得 A=16.98cm2,由《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》表 3-33 中的公式求得橡皮尺寸規(guī)格為 φ46 X36mm。卸料橡膠如圖6.5： 圖6.5卸料橡膠 6.6 模架及其它零件的選用 6.6.1 模柄 模柄的作用是把上模固定在壓力機(jī)滑塊上， 同時(shí)使模具中心通過滑塊的壓力中心，模柄的直徑與長(zhǎng)度與壓力機(jī)滑塊一致，模柄的尺寸規(guī)格選用凸緣模柄，用 3 個(gè)螺釘固定在上模座上。 如圖 6

37、.6 所示： 圖6.6模柄 6.6.2 模座 標(biāo)準(zhǔn)模座根據(jù)模架類型及凹模同界尺寸選用， 上模座：280mm 195mm45mm； 下模座：280mm195mm45mm； 模座材料采用45#鋼，它具有較好的吸震性。 6.6.3 墊板 墊板的作用是承受并擴(kuò)散凸?；虬寄鬟f的壓力，以防止模座被擠壓損傷。是否要用板，可按下式校核： P=F12/A 式中 P—凸模頭部端面對(duì)模座的單位面積壓力； F12—凸模承受的總壓力； A—凸模頭部端面與承受面積。 由于計(jì)算的 P 值大于《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》表 3-34 模座材料的許

38、應(yīng)壓力，因此在工作零件與模座之間加墊板。 墊板用 45 號(hào)鋼制造，淬火硬度為 HRC43～48，其尺寸規(guī)格為：φ16015mm。 圖6.7墊板 第7章 模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制 7.1 總裝工藝 技術(shù)要求： 技術(shù)要求 ： 1、 裝配技術(shù)要求按 GB/T14662-1992 2、 檢驗(yàn)及驗(yàn)收技術(shù)要求按 GB/T14662-1992 模具使用設(shè)備為JB23JB23 3、 模具使用設(shè)備為JB23-25 總裝圖如圖 8.1 所示： 圖8.1總裝圖 1— 模柄2—上模板 3—導(dǎo)套 4—上墊板 5—凸模固定板 6—凹模 7—卸料版 8—橡膠 9—凸凹模固定板 10—下墊板 11

39、—下模板 12—螺釘（M10內(nèi)六角）L=80 13—螺釘（M6內(nèi)六角）L=100 14—螺釘（M10內(nèi)六角）L=110 15—導(dǎo)柱 16—凸凹模 17—內(nèi)打料板 18—凸模 19—螺釘（M10內(nèi)六角）L=40 20—螺釘（M8內(nèi)六角）L=90 21—螺釘(M6內(nèi)六角)L=40 22—打板 23—內(nèi)打料桿 24上銷釘25下銷釘26打料桿27定位銷 加工工藝路線： 1）備料 2）把導(dǎo)柱安裝在下模座上。 3） 把凸凹模放在下模座上面，按中心線裝上凸凹模固定板，用螺釘把凸凹模固定在下模座上。 4） 通過卸料螺釘把橡皮和卸料板固定好，在卸料板上裝好導(dǎo)料銷。 5） 把導(dǎo)套安裝在上模座上。 6） 把 3

40、個(gè)沖孔凸模通過凸模固定板和墊板一起固定到上模座上， 連同凹模一起用螺釘和銷釘緊固。 7） 把模柄裝在上模座上，用螺釘緊固，裝上打桿。8） 把組裝好的上模座和下模座通過導(dǎo)柱導(dǎo)套組裝起來。 9） 試模 10） 調(diào)整到合格 11） 入庫 7.2 加工要求 1） 模具配合加工零件在允許間隙內(nèi)加工,落料凸凹模,沖孔凸模與固定板配合后,底部磨平。 2）圖樣中未注明公差的一般尺寸其極限偏差按 14 級(jí)精度加工,未注粗糙度 的按 Ra6.3um 處理。 3）模具中各墊板的兩承壓面的平行度公差按 GB1184 為 5 級(jí)。 4）模具中安裝鏍釘（鏍栓）之螺紋孔及其通孔的位置公差不大于 2mm，或 相應(yīng)各孔配作

41、。 5）模具、模架及其零件的工件表面，不應(yīng)有碰傷、凹痕、裂紋、毛刺、銹 蝕等缺陷。 6）經(jīng)熱處理后的零件，硬度應(yīng)均勻，不允許有脫碳、軟點(diǎn)、氧化斑點(diǎn)及裂 紋等缺陷。熱處理后應(yīng)清除氧化皮，臟物油污。 7）配通用模架模具，裝配后兩側(cè)面應(yīng)進(jìn)行同時(shí)磨削加工，以保證模具能順利裝入模架。 7.3 主要零、部件加工工藝 7.3.1 墊板的加工工藝 1 備料（外購標(biāo)準(zhǔn)模塊 φ160mm15mm）， 2 按圖紙要求畫線， 3 在鉆銑床上加工， 4 檢驗(yàn) ，5 入庫 7.3.2 凸模固定板的加工工藝 1 備料（外購標(biāo)準(zhǔn)模塊φ160mm24mm） 2 按圖紙要求畫線， 3 在鉆銑床上加工三個(gè)φ8 的凸模

42、孔和兩個(gè)φ10的銷釘孔和三個(gè)φ11的螺釘通孔和兩個(gè)φ7的打桿通孔， 4 在電火花慢走絲加工落料凸?？?，5 檢驗(yàn) ，6 入庫。 7.3.3 沖孔凸模的加工工藝 1 備料 2 鍛造成直徑為 13mm62mm 的胚料 3 在數(shù)控車床上加工零件按圖紙要求 4 按圖紙要求熱處理 5 檢驗(yàn) 6 入庫。 7.3.4 卸料板加工工藝 1 備料（外購標(biāo)準(zhǔn)模塊φ125mm15mm）， 2 按圖紙要求畫線， 3 在鉆銑床上加工三個(gè) M8 的螺釘通孔和一個(gè)φ5.5的定位銷孔，4 在銑床上加工剩余的部分， 5 檢驗(yàn)， 6 入庫。 7.3.5 落料凹模加工工藝 1 備料（外購標(biāo)準(zhǔn)模塊φ125mm35mm）

43、， 2 按圖紙要求畫線， 3 在鉆銑床上加工兩個(gè)φ10的銷釘孔和三個(gè) M10 的螺紋孔， 4 攻 M,10 的螺紋孔，5按圖紙要求做熱處理，6用線切割加工工作刃口，7 檢驗(yàn)， 8 入庫。 7.3.6 凸凹模的加工工藝 1 備料， 2 鍛造成 63mm35mm65mm 的胚料， 3 按圖紙要求畫線， 4 在鉆銑床上加工兩個(gè)φ7.6和φ8的階梯孔，再加工兩個(gè)M6的螺紋孔，5按圖紙要求做熱處理6 用線切割加工工作刃口 ， 7 檢驗(yàn) ，8 入庫 。 7.3.7 凸凹模固定板的加工工藝 1 備料（外購標(biāo)準(zhǔn)模塊φ160mm24mm）， 2 按圖紙要求畫線， 3 在鉆銑床上加工兩個(gè)φ10的銷釘孔和三

44、個(gè) M10 的螺紋孔三個(gè)φ9的螺絲通孔，再打一個(gè)φ5的穿絲孔，5 按圖紙要求做熱處理，,6用線切割加工工作刃口， 7 檢驗(yàn)， 8 入庫。 千萬不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印?！敖Y(jié)論”以前的所有正文內(nèi)容都要編寫在此行之前。 - 24 - 結(jié)論 經(jīng)過一段時(shí)間的努力，這份畢業(yè)設(shè)計(jì)論文終于完成了。該論文通過以下幾個(gè)方面設(shè)計(jì)的鎖片的落料沖孔沖壓模具。1.介紹沖壓的背景、現(xiàn)狀、未來發(fā)展方向以及該課題的主要意義，2.

45、設(shè)計(jì)零件的尺寸、材料、批量生產(chǎn)等要求，分析零件的工藝性，3.確定沖裁工藝方案及模具結(jié)構(gòu)方案，4.通過工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，確定排樣和裁板，5.計(jì)算沖壓力和壓力中心， 初選壓力機(jī)，6.計(jì)算凸、凹模刃口尺寸和公差，7. 設(shè)計(jì)選用零、部件，對(duì)壓力機(jī)進(jìn)行校核，繪制模具總裝草圖，以及對(duì)模具主要零件的加工工藝規(guī)程進(jìn)行編制。在這份設(shè)計(jì)中用到了很多知識(shí)，涉及的范圍較廣。涉及到的課程有沖壓模具設(shè)計(jì)與制造、機(jī)械工程材料、機(jī)械制圖、CAD繪圖等。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我明白了設(shè)計(jì)是非常重要的。而且設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要非常仔細(xì)，以避免錯(cuò)誤的產(chǎn)生。一旦設(shè)計(jì)出了問題，就會(huì)直接影響到制造，甚至?xí)斐煞浅?yán)重的后果。設(shè)計(jì)的時(shí)候不僅要考慮到制

46、造，還要考慮到模具的包養(yǎng)、維修以及工人作業(yè)的方便。務(wù)必使模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理， 加工簡(jiǎn)單， 操作方便，通過沖裁工序一次成形，工作效率高，零件成形質(zhì)量好。這樣才能大大提高生產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本，滿足了生產(chǎn)需求。在校期間的我還進(jìn)行了金工實(shí)習(xí)、頂崗實(shí)習(xí)和一次課程設(shè)計(jì)。這些都為我順利完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)做好了鋪墊。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)三年的學(xué)習(xí)進(jìn)行了一次很好的檢閱。在這中間我溫習(xí)和掌握了很多知識(shí)，但是也發(fā)現(xiàn)很多不足之處。比如對(duì)模具材料的了解不夠多、對(duì)CAD繪圖軟件的使用不夠熟練等。亡羊補(bǔ)牢為時(shí)未晚，今后一定要加強(qiáng)這些方面的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，爭(zhēng)取把不足的地方彌補(bǔ)過來。通過這次設(shè)計(jì)，我懂得了“凡事必親躬”,唯有自己親自去做的 事， 才懂得其過程的艱辛。 未來的人生路途中難免會(huì)遇到各種各樣的困難和挫折， 也正是這次設(shè)計(jì)讓我有了迎接新挑戰(zhàn)，戰(zhàn)勝困難的勇氣。像這樣的設(shè)計(jì)在以后的工作中還會(huì)有很多，我要以這次設(shè)計(jì)為起點(diǎn)，爭(zhēng)取在未來的設(shè)計(jì)中越做越好，不辜負(fù)三年的大學(xué)學(xué)習(xí)。 致謝 ■■■←刮開 參考文獻(xiàn) [1] 劉建超 張寶忠主編. 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造.高等教育出版社，2004 [2] 曾霞文 徐政坤主編.冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì).長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2006