普通本科畢業(yè)設計（論文）任務書課題名稱 發(fā)動機支座橫梁螺柱墊板沖壓成形模具設計學 院 專 業(yè) 班 級 學 號 姓 名 指導教師 教研室主任院 長 年 3 月 20 日一、課題的主要內(nèi)容和基本要求1）設計內(nèi)容。 2）設計要求1．充分了解零件的應用場合和技術(shù)要求，正確分析零件的工藝性，包括零件的形狀特點、尺寸大小、精度要求及材料性能、生產(chǎn)批量等資料。2．在工藝分析的基礎上，擬定若干套可能的沖壓成形工藝方案。綜合分析比較各種方案，確定出經(jīng)濟合理、技術(shù)可行的最佳工藝方案。3．確定沖壓成形模具合適的結(jié)構(gòu)形式，并選擇沖壓設備的類型和規(guī)格參數(shù)。4．編制沖壓工藝過程卡，編寫設計計算說明書。5．繪制設計工藝方案的零件圖及沖壓成形模具總裝圖、模具主要部件圖一套，折合 0 號圖紙不少于 3 張。6．畢業(yè)設計說明書不低于 1.5 萬字，外文翻譯和文獻綜述不少于 3000 字。7．所有設計圖紙和文字同時提交紙質(zhì)版和電子版，資料刻盤。二、進度計劃與應完成的工作1．第一階段：第 1 周—第 4 周 布置任務，開題，畢業(yè)設計計劃進度安排，查閱文獻，外文翻譯，下達畢業(yè)設計任務書，撰寫開題報告；2．第二階段：第 5 周—第 8 周 方案設計，中期檢查；3．第三階段：第 9 周—第 13 周 模具設計；4．第四階段：第 14—16 周 撰寫畢業(yè)設計說明書，畢業(yè)答辯。三、完成期限2017 年 5 月 25 日四、主要參考文獻、資料[1] 翁其金、徐新成主編. 沖模工藝及沖模設計. 北京：機械工業(yè)出版社，2004.7[2]盧險峰主編.沖壓工藝模具學. 北京：機械工業(yè)出版社，1998.5[3]王樹勛、吳裕農(nóng)、朱亞林、江維健、梅伶主編.典型模具結(jié)構(gòu)圖冊.廣州：華南理工大學出版社，2005.4[4]重慶大學、王孝培主編.沖壓手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2000.10[5]翁其金、徐新成主編.沖壓工藝及沖模設計.北京： 機械工業(yè)出版社，2004.7[6]王衛(wèi)衛(wèi)主編.材料成形設備. 北京：機械工業(yè)出版社，2004.8[7]高為國主編.模具材料. 北京：機械工業(yè)出版社，2004.2[8]華北航天工業(yè)學院、鐘毓斌主編. 沖壓工藝與模具設計.北京：機械工業(yè)出版社，2000.5[9]郝濱海主編.沖壓模具簡明設計手冊.化學工業(yè)出版社，2005.1[10]王樹勛主編.模具使用技術(shù)設計綜合手冊 廣州：華南理工大學出版社，1995.6[11]《沖壓設計手冊》編寫組主編.模具手冊之四.沖模設計手冊 北京：機械工業(yè)出版社，1999.6[12]薛啟翔主編.沖模制造實用技能. 北京：機械工業(yè)出版社，2005.4[13]薛啟翔主編.沖壓模具設計制造難點與竅門. 北京：機械工業(yè)出版社，2005.1[14]鄭家賢主編.沖壓工藝模具設計實用技術(shù). 北京：機械工業(yè)出版社，2005.1[15]模具實用技術(shù)叢書編委會. 沖模設計應用實例. 北京：機械工業(yè)出版社，2005.10[16]東北大學工程圖學教學與研究中心編、毛昕等主編.畫法幾何及機械制圖 第三版.北京：高等教育出版社，2004.7[17]肖正祥、王孝培主編.中國模具設計大典（第三卷）.南昌：江西科學技術(shù)出版社，2003[18]楊占堯主編.沖壓模具圖冊. 北京：高等教育出版社，2008[19]陳炎嗣、郭景儀主編.沖壓模具設計與制造技術(shù). 北京：北京出版社，1991[20]鄭可鍠主編.實用沖壓模具設計手冊. 北京：宇航出版社，1990[21]虞傳寶主編 冷沖壓及塑料成型工藝與模具設計資料 機械工業(yè)出版社沖模國家標準：基礎標準、工藝與質(zhì)量標準、產(chǎn)品標準（GB/T 8845、GB/T 14662、GB/T 2851～2861 等）[22]濮良貴、陳國定、吳立言主編.機械設計. 北京：高等教育出版社，2013- 0 -普通本科畢業(yè)設計（論文）說明書課題名稱 發(fā)動機支座橫梁螺柱墊板沖壓成形模具設計學 院 _ 職業(yè)技術(shù)教育學院 專 業(yè) __機械工程及自動化 班 級 _____ 學 號 _ _____ 姓 名 _______ 指導教師 _______ - 1 -摘 要本設計，先對零件進行工藝性上的分析；對零件的結(jié)構(gòu)進行確定，選定一個可行方案；結(jié)合零件沖壓工藝和模具的總體結(jié)構(gòu)，用來設計產(chǎn)品的排樣圖；然后，又根據(jù)設計的產(chǎn)品排樣圖，對廢品率，利用率，壓力、沖裁力、刃口尺寸等一系列數(shù)據(jù)進行計算。最后，依據(jù)現(xiàn)有資料再用 AutoCAD，來對模具進行設計、繪出裝配圖和零件圖并且進行標注等工作，編制零件的加工工藝卡。 本說明書，介紹了發(fā)動機支座橫梁螺柱墊板零件沖壓模具的設計。本設計對產(chǎn)品進行了工藝分析和工藝方案的確定，接下來，先行對凸凹模、固定板、墊板、卸料板、擋料銷、導正銷等一些主要零部件進行一系列設計。本次設計，選用的模具模架全都都是采用標準模架，選擇能夠符合設計的模架。在設計過程中，把工作零件和壓力機規(guī)格都進行了校核計算以及驗算。本設計中，模具的沖孔凸摸使用螺釘固定；沖孔凹模和落料凸模則采用整體式結(jié)構(gòu)設計。導正銷需要單獨固定在凸模固定板內(nèi)，這樣保證了工件上孔和外形的相對位置準確，提高了加工精度。我設計的這個結(jié)構(gòu)，可以確保模具在工作的過程中，能夠可靠的運行，也能確保模具進行大批生產(chǎn)的要求。關(guān)鍵詞：發(fā)動機支座橫梁螺柱墊板，復合模，沖孔落料，拉深- 2 -AbstractThis design,the first analysis of technology on the part of; parts of the structure are determined, select a feasible scheme; combined with the overall structure of stamping process and die, for blank layout design of products; then, according to the design of the product layout, the utilization rate of the scrap rate, pressure punching force, blade size and a series of data calculation. Finally, according to the available data, AutoCAD is used to design the die, draw the assembly drawing and the part drawing, and mark the work, and make the processing card of the part.This manual introduces the design of stamping die for engine support, crossbeam, stud and shim plate. This design is determined, analysis and the process of product next, first a series of design of punch, plate plate, stripper plate, stop pin, guide pin and other main parts. The design, the selection of mold base are all standard mold base, choose to meet the design of mold. In the design process, the work parts and press specifications have been checked, calculated and checked. In the design, the punch punch of the die is fixed with screws, and the punching die and blanking punch adopt the integral structure design. The guide pin needs to be fixed in the die fixing plate separately, so that the relative position of the upper hole and the shape of the workpiece is ensured, and the machining accuracy is improved. I design this structure, can ensure that the mold in the process of work can be reliable operation, but also to ensure that a large number of mold production requirements.Key words: engine support, cross member, stud, shim plate, compound die, punching blanking, deep drawing- 3 -目錄摘 要 .- 1 -Abstract .- 2 -目錄 - 3 -1 緒論 - 7 -1.1 設計簡介 - 7 -1.2 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的作用 - 7 -1.3 全球模具發(fā)展概況 - 8 -1.4 課題研究的主要內(nèi)容和其中意義 - 9 -2 沖壓的工藝方案設計 .- 11 -2.1 沖壓件的工藝分析 - 11 -2.2 沖壓工藝方案的確定和分析 - 11 -2.3 計算毛坯尺寸 - 12 -2.4 排樣方案的確定 - 14 -2.5 搭邊的選取 - 14 -2.6 送料步距、條料寬度及板料間距計算 - 16 -2.6.1 送料步距 .- 16 -2.6.2 條料寬度及板料間距的計算 .- 16 -2.6.3 材料利用率計算 .- 16 -3 落料沖孔復合模的設計 .- 18 -3.1 沖裁力以及對壓力中心的計算 - 18 -3.1.1 沖裁力的計算 .- 18 -3.1.2 卸料力的計算 .- 18 -3.1.3 推件力的計算 .- 18 -3.1.4 壓力中心的計算 .- 19 -3.2 壓力機的選取和校核 .213.2.1 壓力機的選擇 21- 4 -3.2.2 裝模高度的校核 223.3 刃口尺寸計算 .223.3.1 沖孔刃口尺寸計算 233.3.2 落料刃口尺寸計算 243.4 模具主要零部件的設計 .193.4.1 模具類型的選擇 193.4.2 定位零件的選擇 193.4.3 卸料裝置和推件裝置的選擇 203.5 工作零件的設計 .243.5.1 凹模的設計 243.5.2 凸凹模的設計 253.5.3 凸模的設計 262.18?3.5.4 凸模的設計 273.6 其他零件的設計以及模架的選取 .293.6.1 模架及組成零件的選取 293.6.2 凸凹模固定板的設計 293.6.3 墊板的設計 303.6.4 凸摸固定板的設計 313.6.5 模柄的設計 313.7 模具的裝配圖和工作量原理 .324 拉深模具的設計 .344.1 計算工藝力以及壓力中心的計算 .344.1.1 拉深力 344.1.2 壓邊力 354.1.3 頂件力 354.1.4 推料力 354.1.5 壓力中心的計算 354.2 壓力機的選取 .364.2.1 初選壓力機 36- 5 -4.2.2 確定沖壓設備和裝配 364.2.3 裝模高度的校核 374.3 拉深工藝的計算 .384.3.1 計算毛坯的相對厚度 384.3.2 拉深次數(shù)的確定 384.4 凸、凹模刃口尺寸和公差 .394.4.1 外形拉深工作件的間隙及尺寸計算 394.4.2 外形圓角半徑的計算 404.4.3 內(nèi)槽拉深工作件的間隙及尺寸計算 404.4.4 內(nèi)槽外圓圓角半徑 414.5 模具主要零部件的設計 .414.5.1 模具類型的選擇 414.5.2 定位零件的選擇 414.5.3 頂件裝置的選擇 414.6 工作零件的設計 .434.6.1 拉深凸模的設計 .434.6.2 拉深凹模的設計 444.7 其他零件的設計以及模具的選取 .454.7.1 模柄的設計 454.7.2 凸摸固定板的計算 454.7.3 墊板的計算 454.7.4 空心板的選用 464.7.5 模架的選擇 474.8 固定零件的選取 .474.9 模具總體的結(jié)構(gòu)方案的設計 .474.10 復合模的裝配 .484.11 凸、凹模間隙的調(diào)整 .485 零件生產(chǎn)工藝規(guī)程卡 .505.1 凸凹模模加工工藝 .50- 6 -5.2 落料凹模加工工藝 .505.3 沖孔凸模加工工藝 .515.4 沖孔凸模加工工藝 .525.5 拉深凸模加工工藝 .535.6 拉深凹模加工工藝 .536 工藝生產(chǎn)過程卡 .55總結(jié) 57致 謝 58參考文獻 59- 7 -1 緒論1.1 設計簡介本文，即將對發(fā)動機支座橫梁螺柱墊板沖壓成形模具設計沖壓工藝與復合模的設計作一個系統(tǒng)且詳細的介紹與運用。這個設計，會將我們所學的理論知識和生產(chǎn)實踐的知識聯(lián)系在了一起，提高和培養(yǎng)了，個人獨立工作能力和創(chuàng)新能力，樹立，理論和實際相互結(jié)合的工作作風，鞏固還有擴充，沖壓模具專業(yè)課程所學知識，掌握落料拉伸復合模的設計方法和基本步驟，更加熟練的掌握了我們所學的沖壓模具設計知識和其他機械方面的技能和技巧，例如對工件計算分析、CAD 繪圖、查閱設計資料和撰寫設計說明書，熟悉通用標準和規(guī)范。通過，本次的畢業(yè)設計，能夠極大的提高自身分析和解決問題的能力，對已經(jīng)學過的基礎知識進行復習和運用，對專業(yè)知識有個更進一步的掌握和了解，提高了自己的創(chuàng)新思維的能力，為我們應屆畢業(yè)生即將進入社會提供了良好的自我提升的環(huán)節(jié)。因為，畢業(yè)設計，涉及面較廣，需要我們?nèi)ゲ殚啿⑹褂酶鞣N相關(guān)的資料。整個發(fā)動機支座橫梁螺柱墊板沖壓成形模具的設計，是按照我本人對模具的理解和查閱相關(guān)資料的情況下完成的，設計內(nèi)容難免會有一些漏洞和錯誤，希望各位領(lǐng)導老師予以批評和指正，學生將會進一步進行修改還是完善我的設計。1.2 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的作用模具是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的非常重要的工藝的設備，他可以通過一定的辦法進行工作，用來得到人們所需要的特殊形狀的物品。比如說，人們常說的沖壓件與鍛造件，他是通過沖壓或者鍛造的方式使得金屬材料在模具形腔里面發(fā)生塑性了變化從而獲得的；金屬壓鑄件、粉末冶金件以及陶瓷、彈簧、塑料、玻璃等非金屬制品，絕大多數(shù)也都是用模具來成行的。由于現(xiàn)代機械模具具有質(zhì)量優(yōu)秀和成本低下和生產(chǎn)數(shù)量高等特點，現(xiàn)在，他已經(jīng)在各個行業(yè)方面，特別是日常所用拖拉機、汽車、機械制造、家電等行業(yè)得到非常多的應用。根據(jù)相關(guān)部門進行統(tǒng)計，在我們的機械設計中，有60%到 80%的物品都是使用模具進行機械化生產(chǎn)，其中，就包括有軍用，民用飛機，汽車等；當然，電器以及電機也可以達到這個比例。在一些特定行業(yè)，模具的使用率也是有一定的比例，比如說，在計算機行業(yè)，使用- 8 -模具進行制造的比例可以達到 80%或者說是更多；對于輕工業(yè)行業(yè)工作者，那么就更多的使用模具生產(chǎn)，他們的比例，可以到達一個驚人的高，達到85%以上，這也是一個了不起的比例。在 2000 年為止，根據(jù)國際知名機構(gòu)的統(tǒng)計，在機械生產(chǎn)生活中，有一半的精加工零件以及 3/4 以上的粗加工零件，都是利用模具進行生產(chǎn)制造。1.3 全球模具發(fā)展概況當今社會，模具主要的生產(chǎn)國家有中國，美國，南韓，日本，德國等五個國家。在這些模具生產(chǎn)國中，各個國家的特點都不一樣。比如說，在中國，模具生產(chǎn)從業(yè)者是這些國家里，人數(shù)以及企業(yè)數(shù)量最多的一個。而且，在中國，有個特別的地方，就是有超過 70%的模具企業(yè)屬于國企，外資企業(yè)也有一部分。一般，在中國，大型的模具制造廠商，可以容納 650人左右，中型企業(yè)可以容納 200 人左右，小型的模具作坊也可以創(chuàng)造出 50人左右的就業(yè)崗位。其中，最著名的莫過于臺商企業(yè)富士康了。在進出口市場分析，中國屬于模具的進口大國。中國因人口基數(shù)比較多，自身生產(chǎn)的模具不能滿足國內(nèi)所有企業(yè)的硬性要求，所以不得不依靠進口來滿足企業(yè)要求。同樣，作為超級大國的美國，也是和中國一樣，也是一個模具的進口大戶。相對來說，其他三國就是一個出口大戶了。雖然，同為出口大國，但是，各個國家出口的方向都不一樣。就日本國而言，日本主要出口國是大洋彼岸的美國，并不是我們一般常識里面的臨近國家或地區(qū)。最近幾年來，隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展，在中國，越來越多的中小型企業(yè)已經(jīng)慢慢的發(fā)展起來。日本的廠商也開始慢慢的認識到中國這個模具市場是多么的重要了。在工資待遇上來說，中國依靠巨大的人口優(yōu)勢，獲得了待遇最低的稱號。據(jù)數(shù)據(jù)分析，中國工程師的最高年薪，才可以在德國聘用一名技術(shù)工人 38 天。這個數(shù)據(jù)，不得不令人傷心。在各國模具的市場規(guī)模上的對比也很明顯。在日本，由于高的待遇與高的福利的壓力下，使得很多日本企業(yè)都承擔比較高的運營成本?，F(xiàn)在很多日本企業(yè)都喜歡把廠遷到中國或者東南亞等勞動力發(fā)達但是技術(shù)不發(fā)達的地區(qū)，這樣能夠降低企業(yè)的運營成本，獲得一定的效率，但是不得不考慮的是一個企業(yè)的技術(shù)外流問題，技術(shù)的外流，又要花更多的錢開發(fā)新技術(shù)，再外流，導致惡性循環(huán)，得不償失。在以中國為例子，在生產(chǎn)技術(shù)上，中國雖然比不過發(fā)達國家的德國與日本國，但是南韓卻不是我們的對手，在生產(chǎn)的速度上也是這樣。最近幾年，在日本國模具生產(chǎn)規(guī)?？s水的現(xiàn)狀- 9 -下，中國和南韓卻在最近幾年大力的發(fā)展，尤其是中國，由于政策得當，很多家中小型的企業(yè)不斷的出現(xiàn)在我們的視野里。中國模具發(fā)展是全球有目共睹的，最好的例子就是在最近幾年，很多優(yōu)秀的國外模具知名大廠商都在中國圈地設廠，以迎合中國模具的高速發(fā)展，在其中分的一份羹。在模具生產(chǎn)成本這個方面看，中國的模具也有比較大的優(yōu)勢。中國目前仍然是世界上人口最多的國家，所以人口的成本也比較低，再加上經(jīng)過30 年的改革開放，中國的模具企業(yè)也開始有了自己的特殊技術(shù)，也可以更快的生產(chǎn)出適合的模具。這個趨勢，在 2008 年的金融危局就能看出來。金融危機使得各國經(jīng)濟衰退，但是中國卻能保持高的發(fā)展速度；在進出口數(shù)據(jù)上也能得到比較好的體現(xiàn)。就整體來說，生產(chǎn)商基本都是以中小企業(yè)為主要，最大的特點就是容易孤軍奮戰(zhàn)，在資金、技術(shù)方面都經(jīng)常出現(xiàn)問題。如果，這個時候政府政策不到位，在這個競爭激烈的時代，中國廠商孤軍奮戰(zhàn)不容易在國際市場得到市場，所以，國家政策支持很重要。1.4 課題研究的主要內(nèi)容和其中意義主要內(nèi)容：（1）繪制零件圖，如下圖 1.1；（2）完成發(fā)動機支座橫梁螺柱墊板沖壓成形模具設計的工藝設計及模具設計并繪制模具及模具零件的工程圖，總圖量達到 3 張 A0 紙。（3）按給定格式和要求用 Word2010 打印設計說明書一份；- 10 -圖 1.1 發(fā)動機支座橫梁螺柱墊板沖壓成形模具設計零件圖意義：畢業(yè)設計是大學學習生活的休止符，也是我的學生生涯的一個停止點。準備，我們都要出去加入到社會里。在這之前，這個畢業(yè)設計可以讓我們練練手，重新熟悉以往的知識，才能讓我們更加快的融入到以后的生產(chǎn)中。這次設計，讓我們從設計到畫圖，一步一步的走，使得我們，慢慢把我們的能力，展現(xiàn)在老師的面前。我的設計方法是以自我為主，同學和老師作為幫助，獨立的完成這個工作。說實話，我很喜歡這樣的工作方式，這可以讓學到很多很多。 大學準備要結(jié)束了，在這個離別的時候，我只有，用我的作品，來接收老師的檢驗。- 11 -2 沖壓的工藝方案設計2.1 沖壓件的工藝分析對于一個沖壓件，是不是有合理的工藝性，這對他模具的壽命是長或者是短、生產(chǎn)效率是快還是慢、以及模具的質(zhì)量都比較大的關(guān)系。在日常生產(chǎn)中，工件的形狀的尺寸和工人所需要的尺寸精度與產(chǎn)品的工藝性最大關(guān)聯(lián)。Q235是我們生活中常用的鋼材。我設計的零件，形狀簡單，但是呢，孔和邊的距離，比較靠近設計凸凹模所允許的最小壁厚。所以，我們采用了一種復合沖壓工藝，他會積存廢料。我設計的工件，叫做發(fā)動機支座橫梁螺柱墊板，是一種比不容易磨損的工件，對耐磨度的要求不高，但是要求比較高的產(chǎn)品表面粗糙度，可以保證在沖壓的過程中可以能夠順利的完成其規(guī)定的動作。Q235的鋼已經(jīng)進行退火處理，他的硬度還有強度都能達到我們要的水平。2.2 沖壓工藝方案的確定和分析分析零件發(fā)動機支座橫梁螺柱墊板的沖壓工藝，可知零件可分為落料，沖孔，整形，折彎共四個工序，按照零件的工序可知零件沖壓工藝方案可分為以下幾種方案：方案一：全部采用單工序模具生產(chǎn)；先落料，再沖零件上的小孔以及中間的位置的孔，再拉伸，最后整形，共采用四套模具生產(chǎn)。方案二：先落料沖孔復合沖壓 ，再進行拉深模具生產(chǎn)，這個過程中，使用兩套模具 ;方案三：采用級進模進行生產(chǎn)；所有工序在一套模具上完成。下面的表 2-1，是我們對各種模具的一個對比表，他能很清晰的看得出各個方案之間的優(yōu)劣。- 12 -單工序模項目無導柱 有導柱 級進模 復合模精度 低 較低 較高，相當于 IT10～IT13 高，相當于 IT8～IT11制件平整程度 不平整 一般 不平整，有時要 校正對平 因壓料效果較好， 制件平整制件最大尺寸和材料厚度 不受限制300mm 以下厚度達 6mm尺寸〈250mm 厚度在 0.1～6 之間尺寸〈300mm 厚度常在0.05m～3mm沖模制造的難度程度及價格 容易、價格低導柱、導套的裝配采用先進工藝后不難簡單形狀制件的級進模比復合模具制造難度低，價格亦較低形狀復雜的制件用復合模比級進模制造難度低，相對價格低生產(chǎn)率 低 較低可用自動送料出料裝置，效率較高工序組合后效率高使用高速沖床的可能性只能單沖不能連沖有自動送料裝置可以連沖，但速度不能太高使用于高速沖床高達 400 次/分以上由于有彈性緩沖器，不宜用高速，不宜連沖材料要求 可用邊角料 條料要求不嚴格 條料或卷料要求 嚴格除用條料外，小件可用邊角料，但生產(chǎn)率低生產(chǎn)安全性 不安全 手在沖模過程區(qū) 不安全 比較安全手在沖模工作區(qū)不安全，要有安全裝置沖模安裝調(diào)整與操作調(diào)整麻煩操作不便安裝、調(diào)整較容易、操作方便安裝、調(diào)整較容易，操作簡單安裝、調(diào)整比級進模更容易，操作簡單沖 壓 工 藝 方 案 1-表 2方案一，模具設計都是簡單的單工序模，設計較為簡單，但是共需要四套模具，成本量比較大，且?guī)滋啄＞咴谏a(chǎn)的過程中，容易出現(xiàn)誤差，這樣所達到的精度要求不夠高。方案二，我們只需兩套模具，在生產(chǎn)效率和形位精度方面都比較第一套，都比較高。盡管，模具在結(jié)構(gòu)方面，是比較復雜的，但是由于我們的結(jié)構(gòu)容易，所以制造也不是難事情。方案三，雖然，我們只需要一副模具。因為選用級進模，所以效率方面沒得說，但是精度方面，就又不能達到我們的要求。綜合上面所有說的，我覺得，方案二比較可以滿足我們對這個工件制品的要求，所以，我選擇方案二，那就是使用兩套成形模具，一套是落料沖孔復合模，一套就是拉深模。- 13 -2.3 計算毛坯尺寸由我們的零件圖，我們可以知道，我們的工件相對修邊余量 的選取可以h?經(jīng)過選取得到，這樣，我們的相對切邊余量可以按照推算，我們可以得到，，這樣，我們就可以算出他們的各種尺寸。0.8h??綜合以上分析得出：兩次成形的零件形狀（未切邊），尺寸,如下圖 2-1 所示：切 邊 前 工 件 尺 寸1-2 圖由于本次成形零件，近似規(guī)則的圓形件，所以可以按照規(guī)則形狀拉伸件的展開尺寸計算公式計算沖壓件的毛胚尺寸，計算公式以及計算結(jié)果如公式 2-1 所示：毛胚展開尺寸如下圖所示。（2-)4(2D11rd???1）則，計算得出： 06.51?同理，算的 74D2由上計算公式估算可知零件毛坯現(xiàn)狀如圖 2-2 所示：- 14 -毛 坯 示 意 圖 2-圖2.4 排樣方案的確定排樣，我們一般指的是，在條形料或者帶型料上，對沖裁零件進行合理有效的布置。日常生產(chǎn)中，我講究在最低材料消耗和最高點生產(chǎn)效率，要達到這個效果，必須進行有效的排樣。我們所用是條料，但是條料又有三種樣式，需要我們進行選擇：第一種，有廢料的排樣。第一種是采用搭邊的廢料，讓沖模完全決定我們工件尺寸，這樣精度高，壽命也能有很大的提高。他的缺點就是鋼材的利用率比較低。第二種，少廢料排樣。第二種他的特點是只留下小部分搭邊值，但是收到剪裁條料等條件影響，其質(zhì)量稍微是差點，在同時，毛刺容易帶入間隙中，會影響模具的壽命。不過，也有有點，就是材料利用率比較高，其沖模的結(jié)構(gòu)很簡單。第三種，無廢料排樣。第三種，也是最后一個。這種結(jié)構(gòu)就是取消搭邊，使演知曉或者曲線切斷條料，得到我所需要的沖件。這樣制造出來的模具，他的材料的利用率可以很高，缺點在于模具壽命不長，且沖裁出來的沖件的質(zhì)量可能達不到要求，比較差。綜合以上三種排料的分析，我決定采用的是第一種，有廢料的排樣，用來完成我的設計。2.5 搭邊的選取我們在進行搭邊工序的時候，我習慣把工件和工件與條料側(cè)邊間的多- 15 -余的材料稱為搭邊。我們使用搭邊，是為了保持條料擁有一定的剛度和對定位誤差進行補充，拿來保證質(zhì)量和方便工作中進行送料工藝。在搭邊的設計上，搭邊值不能取得太小，太小了比較容易發(fā)生啃刃現(xiàn)象，或者容易斷裂，影響我模具刀具的使用壽命；但是，太大了也不行，太大了導致的后果就是浪費條料的材料，第一個工件和后一個工件之間剩下的材料就太多了。如何選取合理的搭邊值，跟一下的幾個有關(guān)：①材料比較硬，那，就選擇搭邊值比較小點，就能符合要求；如果材料比較軟，這個時候就要選擇比較大了。② 搭邊值選取，也肯定的，和形狀和尺寸有一定的關(guān)系。當工件比較復雜，而且有很大的形狀尺寸時候，應該取得相對大一點，符合要求；③ 我們的選擇，與材料的厚度，是有一定的關(guān)系 d 的。厚材料要用大一點；④ 和送料的方法有一定的關(guān)聯(lián)。有測壓導向或者是進行手工送料的，可以選擇相對平常較小的數(shù)值。 2最 小 工 藝 搭 邊 值-表由表 2.3 種，我們可以確定了搭邊值我們根據(jù)工件的形狀為近圓形形狀，所以，我們把工件用圓形件進行選擇，所以，選擇的搭邊值數(shù)值上 a=1.5mm；在側(cè)邊上，取搭邊值=1.8mm。1a圓形工件及 r2t 的工件圓角矩形工件邊長 L≤50mm 矩形工件邊長 L50mm 或矩形工件的圓角 r≤2t沖壓工件的材料厚度 a1a1a1a0.25≤ ～～ 8～ 1～ 6.～ 20.50.2185.0.2818.251.820.35280.25B- 16 -2.6 送料步距、條料寬度及板料間距計算2.6.1 送料步距 一次送料，條料在對應方向上移動的距離，我們都稱他是送料步距。我們用 S 來表示，他數(shù)值上的計算公式如下（2-2 ）（2-2）ad??d- 工 件 寬 度 ma- 搭 邊 值 m則 mS21.48571.46???2.6.2 條料寬度及板料間距的計算條料寬度按下式如公式（2-3）所表示：（2-3） 01)2(??????aDB其中，在公式中的 D 為沖裁件在寬度方向上的最大尺寸； 5.005.63806.5(????AB但是，我們一般制作的時候，使用的是整數(shù)的材料，這樣的話，我們比較好購買和制造板料。所以，我們?nèi)〔牧蠟?54 的寬度，則搭邊值為1.97。根據(jù)以上計算可以得到零件的排樣圖，如下圖 2-3 所示：圖 2-3 排樣圖2.6.3 材料利用率計算根據(jù)一個步距的材料利用率計算,他的公式是如（2-4）所示：（2-4）%10??BSA?則- 17 -%90.712.485907????在式中 A—1 個步距內(nèi)制件的實際面積， ；2mB—板料（條料）寬度， ；S—步距，mm由此，可計算出該零件的材料利用率為 79.90%- 18 -3 落料沖孔復合模的設計3.1 沖裁力以及對壓力中心的計算3.1.1 沖裁力的計算 我們把在一般沖裁過程中，凸模對所對應板塊用的壓力，叫做沖裁力。他在沖裁過程中，一直都在變化著。一般說來，所謂沖裁力，就是在一系列的運行過程中，所有力的最大值。這個最大值，被用做是我們進行模具設計的一個重要的依據(jù)。一般情況下，沖裁力的公式如（3-1）所表示的這樣（3-1）bKLtF??公式（3-1 ）中 ）3.1k系 數(shù) （-,70材 料 抗 剪 強 度 ， 我 取,材 料 厚 度t,76.24算 的 周 長 為ug使 用沖 裁 周 邊 長 度沖 裁 力b??KMPammLN? KNLFb 359.247014.3227643.1 ???????3.1.2 卸料力的計算卸料力的計算，如公式（3-2）所表示的這樣，并且 在下面表 3.1XK中可以查到 （3-2）FKX?KNFX 374.952340.??3.1.3 推件力的計算推件力的計算，在工件工作完成后，需要進行推件運動，我們在下面會進行推件力的計算，并且，我們是使用彈簧推動推件塊推件。在推件力的計算中，他的公式如下表示的 3-3 這樣，并且 在下面表 3-1 中可以tK查到 （3-3）FnKtt?KNFt 295.76205.2??- 19 -沖裁材料 Kx Kt Kd純銅、黃銅 0.02～0.06 0.03～0.09鋁、鋁合金 0.025～0.08 0.03～0.07～ 0.1 0.06～0.075 0.1 0.140.1～0.5 0.045～0055 0.065 0.080.5～2.5 0.04～0.05 0.050 0.062.5～6.5 0.03～0.04 0.040 0.05鋼材料厚度m6.5 0.02～0.03 0.025 0.03系 數(shù)值件 力 k1卸 料 力 、 推 件 力 及 頂-表 3我們根據(jù)數(shù)據(jù)查表 3.1 中,不難得出，選擇 0.4=XK， 。0.5=tK我們，把總的沖壓力，設為 ?？偟臎_壓力，顧名思義，是對所有力ZF進行整合計算，得到一個所需要的總的數(shù)值。根據(jù)這次我設計的結(jié)構(gòu)計算，我采用的是叫彈性卸料裝置以及一種從上方進行出料處理的沖裁模，則，他的公式如（3-4）所示（3-4）tXZFF??將各自的數(shù)值帶入這個公式中，則有以下的數(shù)值 273.0KN=Z又因為，在選擇沖壓設備的時候，我們要選用壓力機的噸位要比最大總的沖壓力大 30%這樣，在這里我選擇定為 1.3，則有以下的公式（3-5），(3-5)Z1.3F≥P所以 P=354.936KN3.1.4 壓力中心的計算模具壓力的中心確定，說白了就是指我們前面所算的沖裁力所作用的點。為了讓壓力機與我們設計的模具可以正常的工作，應當是讓壓力的中心和壓力機，達到一個中心線重合的效果。換句話說，壓力的中心，要和選定模柄的中心線是一個重合的效果。否則，不重合的話就會影響壓力機的精度以及壓力機的壽命。- 20 -圖 3-1 壓力中心示意圖21如圖 3-1 所示，我所設計的沖裁件，根據(jù)相似性原則，我們可以把他看成一個對稱的圖。對于對稱圖形，其壓力中心就是他的型心。如圖中 xy軸的交點一樣。 3.2 壓力機的選取和校核3.2.1 壓力機的選擇我們對壓力機的選擇，必須要遵守下面的三個規(guī)定:（1）必須要保證在工作行程中，可以讓成型的工件，能取出來。（2）工作的臺面，要比工件沖模的尺寸要大，這里說的是平面尺寸。在保證的同時，我們要確保留下一部分的安裝余地。但是，又不能留有太大，太大了會導致發(fā)生不平衡。在選擇壓力機的時候，壓力機的臺面要比滑塊的地面的面積要大點，然后滑塊的地面又必須比模具的尺寸要大一點。綜上，我們在設計的時候，只需要考慮的是壓力機滑塊底部面積的大小。（3）我們選擇壓力機時候，還有一個重要的標準，那就是閉合高度和最大開模高度。所謂的閉合高度就是指上模版的上面、下模版的下面之間的距離，在這里，要強調(diào)的時候，閉合高度是在工作的前提下，而最大裝模高度確實在裝模條件下的。我們所要做的工件，按照尺寸來說，是一個比較小的，所以，我們這里學用的 JG23-40 式壓力機。然后，為了送料方便，選擇開式壓力機。所以，我使用的壓力機是 。由這個名字，可以查遍表開 式 壓 力 機 40-JN23格，得到他的尺寸規(guī)模如下所表示；開 式 壓 力 機查 表 選 取公 稱 壓 力 40K其 ：270mm最 大 裝 模 高 度170mm:最 小 裝 模 高 度70mm封 閉 高 度 調(diào) 節(jié) 量：65mm工 作 臺 的 厚 度：左右 630mm，前后 390mm工 作 臺 尺 寸：左右 270mm，前后 180mm，直徑 215mm工 作 臺 孔 尺 寸：280mm立 柱 間 距 離直徑 50mm，深度 75mm，并且用防轉(zhuǎn)螺釘固定。模 柄 孔 ：223.2.2 裝模高度的校核為了能夠保證，能夠正常的工作，保證模具和對應的壓力機可以相互適應，沖模的閉合高度必須要在 和 之間，其表現(xiàn)公式如（3-6）maxHin（3-6）H5101min ????在這個公式中 —— m沖 模 的 閉 模 高 度 ,—— ；max最 大 閉 模 高 度—— ；in最 小 閉 模 高 度—— ；1Hm墊 板 高 度 ,—— ；max?最 大 裝 模 高 度—— 。in1最 小 裝 模 高 度則 ;18070m mH??26551ax??? mHH210凸 凹 模凸 模墊 板上 模 座下 模 座 ??經(jīng)，驗證，公式中， 可以達到算數(shù)要求，符合我們maxmin?的選用標準，所以我選擇的是這個工作壓力機。3.3 刃口尺寸計算一般來說，凸凹模的加工方法在我國一般使用兩個方法：第一種，是按照凸摸還有凹模的圖紙分別進行加工的方法。這種方法，我們一般是用在凸凹模比較簡單形狀的情況下，例如，我們現(xiàn)在的圓。能加工的原因是因為簡單的形狀導致凹凸模也是對比來說比較簡單，可以實現(xiàn)到我們索要的工作精度，可以采用分別加工。第二種方法是配作法進行加工。這個方式是用來加工形狀比較復雜的模的。用這樣的方法，使得在制造過程中，可以很容易的保證模具的間隙配合。在計算過程中，可以省去校核 的條件，可以minaxZTA???放大偏差，對于我們來說制造起來更加的簡單，方便。所以，對于沖孔凸、凹模，我采用的是分別加工的方法。對于落料模具，我采用的是配合加工，畢竟形狀比較復雜。2308、10、3509M2、Q235Q345 40、50 65 Mn材料厚度 /tmminZmaxinZmaxinZmaxinZmax小于 0.5 極小間隙0.5 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.0600.6 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.0720.7 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.0920.8 0.072 0.104 0.072 0.104 0.072 0.104 0.064 0.0920.9 0.090 0.126 0.090 0.126 0.090 0.126 0.090 0.1261.0 0.010 0.14 0.100 0.140 0.100 0.140 0.090 0.1261.2 0.126 0.180 0.132 0.180 0.132 0.1801.5 0.132 0.240 0.170 0.240 0.170 0.2401.75 0.220 0.320 0.220 0.320 0.220 0.3202.0 0.246 0.360 0.260 0.380 0.260 0.3802初 始 雙 面 間 隙-表 3由表 3-2 可以知道 ，因為我的工件厚度 ，所以，現(xiàn)在，我使2m=t得取 ，m360.ZMax?m46.0Zin?3.3.1 沖孔刃口尺寸計算對于沖小孔的圓 ，選擇 IT12 級的尺寸精度。為了計算，我們2.18?將其轉(zhuǎn)換為 m0?利用公式（3-7）（3-8）所知 （3-0min)(pxdp?????7） （3-8） dZpd?0min其中 ——x3-表磨 損 系 數(shù) 的 選 取 查 下△—— 是 工 件 的 公 差 值 ,24工件精度 IT10 以上 =1x工件精度 IT11～IT13 =0.75工件精度 IT14 =0.53磨 損 系 數(shù) 表-表因為，我查表 3-3，可以簡單的得到，我設計孔的公差等級，是為IT12 級，所以，我們查上表，得到 x 0.75= 則 =0min)(pdp???????013.013.682218?????= = dZp?0min 0463?2?06.-。-）75.(2 ??pxp? 10min 3）28（)( ????ddp校核間隙： 460minax ?Z.≤=.1+3=pd?0.01+0.006=0.016≤0.014所以，都可以滿足 ≤ 的條件，符合要求。pd?minax確定好了凸摸尺寸可以設定為 和 ，凹模的尺寸013.68?06.82?和021.68?01.3?在沖兩個小孔的時候，我們要考慮到兩個小孔之間的孔心距。查表格，我們可以有 L= ，并且公式（3-9）如下576?（3-9）???125.0)(minLd則 03.72610.2( ??????L3.3.2 落料刃口尺寸計算當我們以凹模作為基準的時候，工作時候，凹模被磨損后，在他刃口部分的尺寸都必須增大。他們的計算公式，如表 3-4 中表現(xiàn)出來。按照這原理，是按照 A 類尺寸用來計算，我把公式寫在下面的（ 3-10）中凹模磨損后尺寸增大 ??????25.0maxj?A凹模磨損后尺寸變小 25.0-inB凹模磨損后尺寸不變 ?1mjC按照凹模實際尺寸配合制作，必須保證雙面合理間隙 ~min2Cmax表 3-4 模具尺寸計算公式（3-10）??????25.0maxj?A25在公式中， ——ADm模 具 基 準 尺 寸 ,——max工 件 極 限 尺 寸——?工 件 公 差我們，查公差等級表，將尺寸 50.06、46.71，分別可以簡單的，轉(zhuǎn)化為 mm 和 mm，03.165?025.7146?在查了表 3.4 之后，我們?nèi)?x=0.75 則 ??075.3.0251 8497-?????A632 2.046075.3.02543 8)758(118????A在制造之后，我們的凸摸就是能按照這個凹模的尺寸進行推算，他推算的方法也比較簡單，使用間隙，保證間隙在 之間，就能完成配min和 ZMax置安裝。我取間隙為 0.3mm。則其數(shù)值分別為。075.063.063.075. 8,71,824和1 ???? RR03.4 模具主要零部件的設計3.4.1 模具類型的選擇從上面的工藝性分析里面，我們，可以知道，我們用復合膜進行設計模具。在模具設計中，一般，復合膜可以分為兩種形式，不是正裝就是倒裝。序號 正裝 倒裝1 對于薄沖件能達到平整要求 不能達到平整要求2 操作不方便、不安全，孔的廢料又打棒打出操作方法能裝自動撥料裝置即能提高生產(chǎn)效率又能保證安全生產(chǎn)?？椎膹U料通過凸凹模的孔往下漏掉3 裝凹模的面積較大，有利于復雜重建用拼塊結(jié)構(gòu)如凸凹模較大，可直接將凸凹模固定在底座上省去固定板4 廢料不會在凸凹?？變?nèi)積聚，每次又打棒打出，可減少孔內(nèi)廢料的漲力，又利于凸凹模減小最小壁厚廢料在凸凹?？變?nèi)積聚，凸凹模要求又較大的壁厚以增加強度。 合 模 的 比 較5正 裝 復 合 模 與 倒 裝 復-表 3這個工件屬于普通的沖裁，尺寸的要求方面并不高，所以，我們采用倒裝的形式已經(jīng)足夠滿足要求。所以，我用倒裝的形式安裝。3.4.2 定位零件的選擇定位零件，物如其名，就是用來定位的。專業(yè)點來說，就是保證我們的條料可以到達我們預定的地點然后停下來進行加工。一般我們在進行沖壓的設計時候，要保持兩個方面的定位。一個是在送料方向上，進行位置的確認，這邊是用來控制一次送料的距離，換句話，就是控制上面所說的步距；另一個，是在和條料方向垂直的方向上，他是用來保證材料可以按照我們預定的方向地方走，。11 導料銷的選擇這個是一個定位的零件。一般情況下，我們都是用于放在條料的同一邊，進行一個導料處理，讓條料跟著導料銷走，不至于偏離我們預定的方向。因為這個導料銷是標準件，所以，我在模具的左側(cè)安裝兩個導料銷。2 擋料銷的選擇和上面的導料一樣，一樣屬于定位零件。不過，他們的作用并不一樣。這個的作用，主要是用在確定步距的用處上。步距的實現(xiàn)，就是用這個擋料銷進行確認的。需要注意的在于，在模具工作閉合后，不允許我們的擋料銷的頂端比工件材料要高。所以，我們使用一個叫活動式的彈頂擋料銷。他要求的高度，可以查表 3-6 后，得到， 。mh3?t h0.3～2 32～3 4表 3-6 檔料銷高度3.4.3 卸料裝置和推件裝置的選擇（1）卸料裝置的選擇一般的，可以分為固定的和彈壓的兩種類型。在沖壓材料比較厚的時候，不如說在大于 0.8mm 的模具情況下，我們一般會使用的是固定形式的卸料板。因為他的卸料力比較大。彈壓式卸料板，顧名思義，有彈壓效果的卸料板。他能有兩個效果，既可以壓料作用，又有一個卸料作用，他的不足的地方就是卸料力的大小取決于他的彈性原件，并且只能用于厚度小的原件。本次設計，我的設計的是厚度比較小的一個工件，可以使用橡膠卸料板進行工作。通過查表 3-7，我們知道配合間隙值 C=0.152合 間 隙 值7彈 壓 卸 料 板 與 凸 模 配-表 3在自由狀態(tài)下,彈壓卸料板按照規(guī)定，要高出凸模刃口 0.1～0.3 。我設計的m卸料板，他的厚度，可以查表 3-8。 8卸 料 板 的 厚 度-表 3查上表 3.8 中，知道了卸料板厚度 mh10?卸料中，我們采用的是橡膠作，作為他彈性單元，自由狀態(tài)下，其計算的公式是如下（3-11）：（3-11）（ 3.5～ 4）自 由 ?H工 作s式中 —— ；自 由Hm橡 膠 的 自 由 高 度 ,—— ；工 作s ） 之 和和 調(diào) 整 量 （ 4～ 6m工 作 行 程 與 模 具 修 磨 量在這里，我設計我的工作行程為 2.5，略微比厚度要大一點，調(diào)整量我取的是6。3則 不難算出：工 作sm5.8）62（工 作 ??則 297～ 34m=×(3～ 4)=自 由H則，我使得： =30mm。自 由橡膠的裝配高度為公式（3-12）所表示這樣：（3-12）H（ 0.7～ 85）H 自 由?21～ 6.5mH?接下來，我們要對橡膠的直徑進行計算，則有公式（3-13） AqF其中。 a3-2壓 力 單 位 ， 一 般 取-q,橡 膠 板 橫 截 面 積橡 膠 工 作 壓 力 MPmN?由上，我們可以簡單的知道， NFX974?則，由公式，可以算的出， ，因為在217.83mqA??使用過程中，我們使用了 4 個橡膠進行卸料。我采用的是圓形橡膠，并且中間有一個供穿過的孔，所以，我在計算的時候，必須減除凸摸的面積，則，不難算出。所以，我們采用公式如下（3-14）：（3-14）qFdD???27.1式中， m,孔 的 直 徑-d橡 膠 直 徑?則 D49.32?且 ，則 ，我選擇為 3mm51500?H 5.4-3.0-1自 由預 ??HH則，可以畫出我們所需要的橡膠件。并且，我們設計的卸料板結(jié)構(gòu)如下圖 3-1