1、目 錄1 緒論.21.1前言21.2 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景21.3 沖壓工藝介紹21.4 沖壓工藝的種類21.5 沖壓行業(yè)阻力和障礙與突破32 零件工藝性分析及確定工藝方案和模具結(jié)構(gòu)類型52.1 工件零件52.2 工藝分析52.3 確定工藝方案模具結(jié)構(gòu)類型73 沖孔落料復(fù)合模模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)103.1 工件展開圖103.2 排樣及計(jì)算條料寬度及確定步距103.3 材料利用率的計(jì)算113.4 計(jì)算總沖壓力123.5 壓力中心的計(jì)算134 沖孔落料復(fù)合模的主要零部件設(shè)計(jì)154.1 沖孔模中凸模的尺寸及制造精度154.2 凸、凹模間隙164.3 凹模的結(jié)構(gòu)形式174.4 凸模的設(shè)計(jì)175 沖孔落

2、料復(fù)合模輔助零件設(shè)計(jì)215.1 擋料銷215.2 卸料板215.3 導(dǎo)向零件215.4 連接與固定零件226 沖孔落料復(fù)合模壓力機(jī)的選擇237 模具的安裝調(diào)試24總 結(jié)25 參考文獻(xiàn)26致 謝271緒論1.1 引言畢業(yè)設(shè)計(jì)是一種綜合性的訓(xùn)練，也是一個(gè)重要的專業(yè)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，它綜合性強(qiáng)，應(yīng)用知識面寬。隨著社會主義市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品增多，產(chǎn)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(yīng)用在各行各業(yè)之中。模具是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)部門都越來越多地依靠模具來進(jìn)行生產(chǎn)加工。模具已成為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。模具已成為當(dāng)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)

3、產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)效益的提高，在很大程度上取決于模具的發(fā)展和技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平。為了更進(jìn)一步加強(qiáng)我們的設(shè)計(jì)能力，鞏固所學(xué)的專業(yè)知識，在畢業(yè)之際，特安排了此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)計(jì)也是我們專業(yè)在學(xué)完基礎(chǔ)理論課，技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的基礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。本次設(shè)計(jì)的目的：一、綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)的理論與生產(chǎn)實(shí)際知識，進(jìn)行一次沖壓模設(shè)計(jì)的實(shí)際訓(xùn)練，從而提高我們獨(dú)立工作能力。二、鞏固復(fù)習(xí)三年以來所學(xué)的各門學(xué)科的知識，以致能融貫通，進(jìn)一步了解從模具設(shè)計(jì)到模具制造整個(gè)工藝流程。三、掌握模具設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。 由于本人設(shè)計(jì)水平有限，經(jīng)驗(yàn)不足，錯(cuò)誤難免，敬

4、請老師批評、指導(dǎo)，不勝感激。1.2 我國沖壓模具業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)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(dú)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(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿ΑＲ恍﹪鴥?nèi)模具企業(yè)已普及了二維cad，并陸續(xù)開始使用ug、pro/eng

5、ineer、i-deas、euclid-is等國際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了moldflow、c-flow、dynaform、optris和magmasoft等cae軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具cad/cae/cam技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。 例如，吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析kmas軟件，華中理工

6、大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進(jìn)模cad/cae/cam軟件，上海交通大學(xué)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(nèi)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(dá)國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；cad/cae/cam技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具依賴進(jìn)口。1.2 我國沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)

7、格低”的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng)： (1)全面推廣cad/cam/cae技術(shù) 模具cad/cam/cae技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，普及cad/cam/cae技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大cad/cam技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進(jìn)一步擴(kuò)大cae技術(shù)的應(yīng)用范圍。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使cad/cam/cae技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。 (2)高速銑削加工 國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)

8、點(diǎn)。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。 (3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的cad數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。 (4)電火花銑削加工電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代

9、傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到發(fā)展。(5)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度 我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計(jì)目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國外發(fā)達(dá)國家一般為80%左右。 (6)優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù) 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)

10、發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積(tin、tic等)、等離子噴涂等技術(shù)。 (7)模具研磨拋光將自動化、智能化 模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢。(8)模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是我國長遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。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 工件零件對下圖一沖壓件進(jìn)行設(shè)計(jì)，材料為紫銅，厚度為4mm。批量：5000件，要求零件外形輪廓粗糙度小于3.

11、2um，零件厚度方向平整光滑。零件圖如圖2.1所示： 圖2.1 工件圖2.2 工藝分析此工件材料采用10#鋼，生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)個(gè)，需要用模具進(jìn)行生產(chǎn)。由于該零件有1個(gè)26mm孔和有直線、圓弧組成的輪廓外形，因而模具包含有沖孔、落料工序。對于26的小孔，由于孔徑于大料厚，不屬于深孔沖裁，因此在模具設(shè)計(jì)時(shí)不必對沖孔凸模采取適當(dāng)保護(hù)措施加以保護(hù)，也不必對凸模進(jìn)行強(qiáng)度校驗(yàn)。對于落料，由于零件外形輪廓要求粗糙度小于3.2um且光滑平整，因此屬于光潔沖裁。從材質(zhì)上看，沖裁材料為10#鋼，屬低強(qiáng)度、高延伸性、高延伸率、塑性及流動性好的軟材料，有利于成型，總體來說，強(qiáng)度硬度不高，塑性紉性很好。沖壓工藝是塑

12、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)，板料就會產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對應(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，是指沖裁件對沖裁工藝的適應(yīng)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，對工件尺寸、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、操作方便又安全的工藝方案。其具體要求

13、為：對沖裁件形狀與尺寸的要求1.沖裁件的形狀應(yīng)盡可能簡單、對稱、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，把沖裁件設(shè)計(jì)成少、無廢料排樣的形狀。2.沖裁件的外形或內(nèi)孔的轉(zhuǎn)角處、應(yīng)盡量避免有過尖的銳角，宜采用圓角連接。3.沖裁件的孔徑太小時(shí)，凸模易折斷或壓彎。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。 4.沖裁件上局部凸出或凹入部分應(yīng)避免有窄長的切口和狹長的槽、否則會降低模具壽命和工件質(zhì)量。5.沖裁件上孔至邊緣之間的距離不宜過小，否則會產(chǎn)生孔與孔間材料的扭曲或使邊緣材料變形。也會影響沖模的強(qiáng)度及工件的質(zhì)量都不易保證。沖裁件對尺

14、寸精度的要求一般普通沖裁所得到?jīng)_裁件的尺寸精度在it14it10級以內(nèi)。本工件材料為10#鋼，厚度為2.2mm。沖裁件結(jié)構(gòu)形狀簡單，所以精度按照it14級制造。取磨損系數(shù)x=0.5。結(jié)論：（1） 材料：沖裁材料銅母線為10#鋼，屬低強(qiáng)度、高延伸性、高延伸率、塑性及流動性好的軟材料，有利于成型。（2） 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清角改為r1或者r2的圓角。（3） 尺寸精度：零件圖上所有尺寸均未標(biāo)注公差，屬自由尺寸，可按it14級確定工件尺寸的公差。經(jīng)查公差表，各尺寸公差為：零件外形：、r零件內(nèi)形：孔邊距：、2.3 確定工藝方案模具結(jié)構(gòu)類型因該

15、工件屬大批量生產(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：方案一：采用單工序沖裁模結(jié)構(gòu)。即：在壓力機(jī)滑塊一次行程中、在模具同一工位只完成一次沖孔或者落料。適合大批量生產(chǎn)，模具結(jié)構(gòu)簡單，但是需要的工序多，要多套模具才能完成零件的加工生產(chǎn)效率較底，成本高。1、 需要二次定位，容易造成誤差。方案二：采用復(fù)合沖裁模結(jié)構(gòu)。即：在壓力機(jī)滑塊一次行程中、在模具同一工位同時(shí)完成沖孔和落料。復(fù)合模有如下特點(diǎn)：1、沖裁出來的產(chǎn)品精度高，不受送料誤差的影響，內(nèi)外形相對位置一致性好。2、沖件表面較為平整。3、適宜沖薄料，也適宜沖脆性或軟質(zhì)

16、材料。4、沖模面積較少。方案三：采用級進(jìn)沖裁模結(jié)構(gòu)。 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。 級進(jìn)模有如下特點(diǎn)：1、材料利用率較高。2、凸模形狀簡單，提高模具使用壽命。3、工作效率比較高。通過到工廠的調(diào)研，了解到其工件包括下料、沖孔落料經(jīng)過和老師的研究我們采用2個(gè)方案來進(jìn)行討論計(jì)算對比三種方案，根據(jù)零件的形狀尺寸和生產(chǎn)批量的特點(diǎn)，在分析沖壓性質(zhì)、沖壓次數(shù)、沖壓順序和工序組合方式的基礎(chǔ)上，我們決定采用復(fù)式模結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)。即：復(fù)合沖裁模把沖孔、落料由一副復(fù)合模來做。采用此方案則要求設(shè)計(jì)的模具精度比較高。對于復(fù)合模，它既保證了落料與沖孔的同心

17、度，又避免了由于零件外形尺寸太小而帶來的二次定位的困難。采用復(fù)式模可使零件排樣設(shè)計(jì)更加靈活，同時(shí)復(fù)式模將小孔沖模的凸模保護(hù)套與推件器合為一體，生產(chǎn)率得到提高，可以滿足生產(chǎn)要求。另外，復(fù)式模可以采用正裝結(jié)構(gòu)和倒裝結(jié)構(gòu)。其中倒裝復(fù)式模的廢料能直接從壓力機(jī)臺面落下，而沖裁件從上模推下，比較容易引出去，操作方便安全。而正裝復(fù)式模的頂件板和卸料板均為彈性，條料與沖件同時(shí)受壓平作用，可使較軟較薄的沖裁件達(dá)到平整要求。同時(shí)由于凸凹模的孔內(nèi)不會積聚沖孔廢料，可減少孔內(nèi)廢料的漲力，有利于減少凸凹模的最小壁厚。經(jīng)過對正裝、倒裝復(fù)式模的分析比較，并根據(jù)零件條料厚度小、外形尺寸大的特點(diǎn)，我們決定采用倒裝復(fù)式模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

18、。通過優(yōu)選，我們將著重以第一套方案進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，以第二套方案進(jìn)行對比性設(shè)計(jì)。2.3.1 定位裝置因?yàn)榘辶虾穸萾=2.2mm,屬于較厚的板材, 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)盡量簡單，故采用側(cè)面兩個(gè)始用擋料銷定位導(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。2.3.2 卸料裝置復(fù)合模沖裁時(shí)，條料將容易卡在凹模中，因此需要在下模設(shè)置卸料裝置。在下模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

19、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見切邊。由于該零件外形輪廓粗糙度小于3.2um，故采用第二種彈性卸料結(jié)構(gòu)。2.3.3 導(dǎo)向裝置由于加工工件需要光潔沖裁，定位要精確，所以采用四導(dǎo)柱式模架。（每章另起一頁）3沖孔落料復(fù)合模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 工件展開圖工件展開圖，如圖3.1所示:圖3.1 工件展開圖3.2 排樣及計(jì)算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、對排、對頭斜排、

20、多排、混合排等形式。無廢料排樣是指工件與工件之間、工件與條料側(cè)邊之間均無廢料。少廢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搭邊。根據(jù)以上敘述可見，采用少，無廢料排樣要求工件的相應(yīng)無搭邊部分公差等級于板材一致或根本上無公差要求。鑒于圖示工件的尺寸、外形及公差等級，采用少、無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。排樣時(shí)工件與工件之間及工件與條料側(cè)邊之間留下的余料稱為搭邊及側(cè)搭邊。搭邊值的合理確定關(guān)系到工件的質(zhì)量及模具的壽命。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)

21、量和送料方便。搭邊過大，浪費(fèi)材料。搭邊過小，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖件毛刺，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。搭邊值通常由表3-1所列搭邊值和側(cè)搭邊值確定。根據(jù)零件形狀，查表3-1工件之間搭邊值a=2.2mm, 工件與側(cè)邊之間搭邊值b1=2.2mm, 條料是有板料裁剪下料而得，為保證送料順利，規(guī)定其上偏差為零，下偏差為負(fù)值b0=（dmaxa1b1）0 公式（3.1）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；（其值查表6）可得=2.0mm。板料剪裁下的偏差；（其值查表3-2）可得=0.6mm。b0=1202

22、.22.2=124.40-0.60mm故條料寬度為124.4mm。表3-1 搭邊值和側(cè)邊值的數(shù)值材料厚度t（mm)圓件及類似圓形制件矩形或類似矩形制件長度50矩形或類似矩形制件長度50工件間a側(cè)邊a1 工件間a側(cè)邊a1工件間a側(cè)邊 a10.251.01.21.21.51.52.51.82.60.250.50.81.01.01.21.22.21.52.50.51.00.81.01.01.21.52.51.82.611.51.01.31.21.51.82.82.23.21.52.01.21.51.51.82.03.02.43.42.02.51.51.91.82.22.23.22.73.7 表3-2

23、 普通剪床用帶料寬度偏差（mm）條料厚度t(mm)條料寬度b(mm)50501001002002000.40.50.60.720.50.60.70.8230.70.80.91.0350.91.01.11.2表3-3 側(cè)刃沖切得料邊定距寬度b1（mm）條料厚度t(mm)條料寬度b(mm)金屬材料非金屬材料1.51.52.01.52.52.03.01.52.52.54.03.3 材料利用率的計(jì)算一段條料能沖出的工件的重量與這段條料重量之比的百分?jǐn)?shù)稱為材料利用率。材料利用率 =a/（sb）100 （3.2）a一個(gè)步距內(nèi)工件的有效面積mms送料步距mmb條料寬度mm運(yùn)用cad軟件，工具-查詢-面積，得

24、出面積：a=2700mm=2700/(53.8120)100%=43.4% 畫出排樣圖3.2如下：圖 3.2 排樣圖3.4 計(jì)算總沖壓力由于沖模采用彈性卸裝置和自然漏料方式，故總的沖壓力為： p0=p+pt （3.3）p=p1+p2 （3.4）而式中 p1-落料時(shí)的沖裁力p2-沖孔時(shí)的沖裁力按推料力公式計(jì)算沖裁力：p1=klt （3.5）其中：k 為系數(shù) l 為工件的輪廓長度（mm） 為材料的抗剪強(qiáng)度（）t 為材料的厚度（mm）查附表41 =540mpa沖裁力的計(jì)算 由于采用負(fù)間隙沖裁，帶有部分?jǐn)D壓的性質(zhì)，故沖裁力比一般沖裁力大30 50。我們?nèi)≈虚g值，按普通沖裁力的14倍計(jì)算，即=1.436

25、02.2540/1000=82.46（kn）p2=1.342540/1000=30.66(kn)按推件力公式計(jì)算推件力pt：pt=nktp （3.6）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） 見表3-16 p 為沖裁力n。取n=1，查表2-10，kt=0.055pt=10.055113.11=6.22(kn)計(jì)算總沖壓力pz：pz=p1+p2+pt =82.46+30.66+4.95 =118.07(kn)3.5 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模柄軸線，且和壓機(jī)滑塊的中

26、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，主要對復(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稱中心點(diǎn)上。由沖裁壓力中心計(jì)算公式， （3.7）本次設(shè)計(jì)的模具中的沖孔模屬于x方向非對稱沖孔，因此要計(jì)算其壓力中心.選取如圖3.3所示的坐標(biāo)系，畫出計(jì)算壓力中心的草圖如下：圖3.3 計(jì)算壓力中心草圖如圖3.3所示的坐標(biāo)系中，將y軸選在左右對稱的位置，則壓力中心的x坐標(biāo)不用計(jì)算，即y方向上獨(dú)立的沖裁輪廓共有9段 按沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)式（3.25）計(jì)算壓力中心的坐標(biāo)為： (3.8)由以上計(jì)算可知，沖壓件壓力中心的坐標(biāo)為（61，0）。4

27、沖孔落料復(fù)合模的主要零部件設(shè)計(jì)4.1 沖孔模中凸模的尺寸及制造精度凸、凹模加工方法一般分為兩種：凸、凹模分開加工法和凸、凹模配合加工法。當(dāng)凸、凹模分開加工時(shí)，模具具有互換性，便于模具成批制造。但是制模精度要求高、制造困難、相應(yīng)地會增加加工成本。凸、凹模配合加工適合于較復(fù)雜的、非圓形的模具，制造簡便，成本低廉。采用配做法制模時(shí)，配做件的最后精加工要等基準(zhǔn)件完全加工完才進(jìn)行。按配做法制模的加工順序，落料時(shí)先加工凹模，配做凸模；沖孔時(shí)先加工凸模，配做凹模。在工件尺寸精度較低，特別是板料較薄時(shí)，基準(zhǔn)件的公差值較大，而配做件允許的公差值要小得多。這說明基準(zhǔn)件加工較容易，而配做件加工較難。由于現(xiàn)在凹模基本

28、上都采用線切割方法加工，精度可達(dá)0.010.02mm，而凸模因結(jié)構(gòu)形式不同有多種加工方法。在留出不小于0.02mm研磨量的情況下，凹模型孔一般都能采用線切割方法一次加工出來。因此，對于常用的沖裁模，選擇凹模為配做件，加工比較方便。選擇凹模為配做件，對于沖孔，按前述方法計(jì)算的刃口尺寸仍可以直接在凸模和凹模工作圖上進(jìn)行標(biāo)注。而對于落料，則需要將計(jì)算的凹模刃口尺寸換算為凸模刃口尺寸后，再進(jìn)行標(biāo)注，由先制凹模改為先制凸模。凸凹模刃口尺寸圖如下：圖4.2 沖孔凸模則沖孔凸模刃口尺寸磨損后增大，由公式： （4.1）落料凸模刃口尺寸 落料凸模磨損后增大的尺寸，按沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)式（2-36）計(jì)算： 即=（

29、+-） （4.2）=（-+-）公差為it14級時(shí)磨損補(bǔ)償系數(shù)=0.5。按板料厚度4mm，查沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)表2.3知，=0.120mm。則按上式計(jì)算落料凸模的刃口尺寸分別為：r120=（10-0.50.36+0.36/4-0.120）=119.79r4=（3-0.50.30+0.30/4-0.120）=3.81=（45-0.250.25+0.25/4-0.120）=44.81=（44-0.250.25+0.25/4-0.120）=43.81=（22-0.50.36+0.36/4-0.120）=21.99=（20-0.50.30+0.30/4-0.120）=19.56凹模板上定位尺寸磨損后增大

30、，按沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)式（2-8）進(jìn)行計(jì)算： 即： d=（d-） （4.3）則，按上式計(jì)算，各孔邊距尺寸為：孔邊距：、=（9-0.50.25）=（9.5-0.50.20）=4.2 凸、凹模間隙查沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)中表2.3,知=0.120mm,=0.050mm，則=+=0.170mm 凹模按照沖孔凸模、落料凸模的實(shí)際尺寸進(jìn)行配做，雙邊最小間隙為0.120mm，最大間隙不得超過0.170mm。4.3 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：圖4.3 凹模結(jié)構(gòu)圖查表得，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)

31、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：h（mm）（mm）式中 k系數(shù)，考慮板料厚度的影響=0.28； b沖裁件的最大外形尺寸。所以落料凹模厚度為：凹模厚度為h與推件器和推桿留空高度：h=4.5+5+7=16.5mm落料凹模尺寸為：4.4 凸模的設(shè)計(jì)4.4.1凸模的結(jié)構(gòu)形式為了保證凸模能夠正常工作，設(shè)計(jì)任何結(jié)構(gòu)形式的凸模都必須滿足如下三個(gè)原則：（1)精確定位 凸模安裝到固定板上以后，在工作過程中其軸線或母線不允許發(fā)生任何方向的移位，否則將造成沖裁間隙不均勻，降

32、低模具壽命，嚴(yán)重時(shí)造成啃模。（2)防止拔出 回程時(shí)，卸料力對凸模產(chǎn)生拉深作用。凸模的結(jié)構(gòu)應(yīng)能防止凸模從固定板中拔出。（3) 防止轉(zhuǎn)動凸凹模的結(jié)構(gòu)形式通過對該工件的工藝性分析可知，該模具沖孔時(shí)需采用圓形小凸模，落料時(shí)需采用非圓形凸模兩種。查沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)可使用非圓形凸模結(jié)構(gòu)。則：其中凸凹模固定板厚， 取=10mm卸料板厚，橡膠厚度，,其中包括凸凹模進(jìn)入凹模的深度 、總修磨量以及模具閉合狀態(tài)下卸料板到凸凹模固定板間的安全距離，取。落料凸凹模：。對于非圓形凸凹模可固定部分做成長方形，這樣就改善了它和凸模固定板之間的配合。如上該圓形小凸模比較細(xì)長，且工件厚度較大，必須進(jìn)行承壓能力校驗(yàn)。承壓能力校驗(yàn)

33、：沖裁時(shí),凸模承受的壓應(yīng)力必須小于凸模材料強(qiáng)度允許的壓應(yīng)力:，對圓形凸模，代入上式可得式中 沖裁力，n；凸凹模最小斷面面積，mm2；凸凹模直徑，mm；材料厚度，mm；毛料材料抗剪強(qiáng)度，mpa；凸凹模材料的許用壓應(yīng)力，mpa。查沖壓模具與制造表知，取， 4/=1048/1400=0.751所以 成立，即該沖孔凸模承壓能力足夠。4.4.2凸凹模的固定方式如圖所示，沖孔凸凹模采用壓入法的固定方式: 圖4.5 凸凹模安裝形式用凸凹模固定板將凸凹模固定在模座上。固定板與凸凹模一般采用過渡配合。適用于沖裁板厚的沖裁凸模與各類模具零件。 它的特點(diǎn)是連接可靠，對配合孔的精度要求較高。裝配時(shí)，將凸凹模固定板型孔

34、臺階朝上，放在兩個(gè)等高墊鐵上，將凸凹模工作端朝下放入型孔對正，用壓入機(jī)分多次壓入，要邊壓入邊檢查凸凹模垂直度，并注意盈量、表面粗糙度，導(dǎo)入圓角和導(dǎo)入斜度。壓入后臺階面要接觸，然后將凸模尾端磨平。壓入時(shí)最好在手動壓力機(jī)上進(jìn)行，首次壓入時(shí)不要超過3mm。而落料凸凹模由于其外形復(fù)雜.采用低熔點(diǎn)合金法進(jìn)行固定。低熔點(diǎn)合金在冷凝時(shí)有體積膨脹的特點(diǎn)，利用這個(gè)特點(diǎn)在模具裝配時(shí)固定零件。采用這種方法的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡單、操作方便，并可降低配合部位的加工精度，減少加工工時(shí)，有較高的連接強(qiáng)度。且低熔點(diǎn)合金可重復(fù)使用，回用次數(shù)多時(shí)，應(yīng)測定合金的成分比例。4.4.3 小沖頭凸模強(qiáng)度校驗(yàn)查沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)，小凸模可以使用

35、凸臺形式，便于加工，圖如下： 圖4.6 小凸模 小凸模長度計(jì)算：h= + 固定板厚度，mm； 卸料板厚度，mm； 代入計(jì)算：h=28mm 承壓能力校驗(yàn)：根據(jù)下式進(jìn)行校驗(yàn)： =fa ，其中 為凸模承受的壓應(yīng)力；f是沖力；a為凸模最小截面積； 是凸模材料的許用壓應(yīng)力。失穩(wěn)彎曲應(yīng)力校驗(yàn)采用桿件受軸向壓力的歐拉公式進(jìn)行校驗(yàn)。由于推件器對小沖頭有導(dǎo)向作用，凸模的受力情況相當(dāng)于一端固定一端鉸支的壓桿，故不發(fā)生失穩(wěn)彎曲的最大沖裁力為：fl=27c2ejnl式中 e 凸模材料的彈性模數(shù)j 凸模最小橫截面的軸慣性矩t 安全系數(shù)l 凸模長度代入數(shù)值計(jì)算可得：fl=8473093n，故flf。即沖裁力小于最大沖裁力

36、，不會發(fā)生失穩(wěn)彎曲。5 沖孔落料復(fù)合模輔助零件設(shè)計(jì)及材料選擇5.1 擋料銷復(fù)合模使用固定的剛性的擋料銷，畫出簡圖如下： 圖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3.8知，擋料銷高度為3mm。5.2 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

37、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)料板做為一體，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，經(jīng)過計(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。考慮到方案一需要彈性卸料，我們使用橡膠和個(gè)卸料螺釘配合卸料板使用，組成卸料裝置，而方案二采用剛性卸料裝置，使用剛性固定的卸料板卸料。5.3 導(dǎo)向零件導(dǎo)向零件是指上、下模的導(dǎo)向裝置零件。對生產(chǎn)批量大、要求模具壽命長、工件精度高的沖裁模，

38、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)。由于設(shè)計(jì)的模具較小，采用四導(dǎo)柱式模架。因?yàn)槭秦?fù)間隙沖裁，所以導(dǎo)柱、導(dǎo)套采用零間隙配合。為避免因調(diào)整不當(dāng)，使壓力機(jī)滑塊與導(dǎo)柱上端面碰撞，在選擇導(dǎo)柱長度和導(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510mm的距離，導(dǎo)柱下端面與下模座下平面應(yīng)留25mm的距離。導(dǎo)套與上模座上平面應(yīng)留不小于3mm的距離。 5.4 連接與固定零件5.4.1 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，會降低沖模壽命。因此，模座要有足夠的厚度，

39、一般取為凹模厚度的11.5倍。在該模具中可選用滑動導(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，其垂直度誤差按為100:0.01mm。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。矩形模座的長度應(yīng)比凹模長度大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，其外形尺寸可適當(dāng)縮小。模板的厚度一般可根據(jù)凹模厚度來定。通常取：、式中 上模座厚度； 下模座厚度； 凹模厚度。所以復(fù)合模具：取范圍內(nèi)值，便于加工，=28 =30。5.4.2 模柄選用

40、壓入式模柄。它與上模座孔采用過渡配合。模柄的直徑與長度應(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，模柄的軸心線對上模上平面的垂直度誤差在全長范圍內(nèi)不大于0.05mm，材料可采用45鋼。5.4.3 螺釘與銷釘 螺釘與銷釘用于零件安裝時(shí)的固定和定位。工作零件與窩座配合時(shí)則不用銷釘。銷釘一般用兩個(gè)。螺釘?shù)拇笮「鶕?jù)凹模厚度選擇，查表選取螺釘?shù)男吞枮閙10。冷沖模常用零件的材料、熱處理及硬度如下: 表5.1 材料清單零件名稱材料熱處理硬度hrc沖裁凸模cr125862沖裁凹模cr125862上、下模座ht200凸、凹模固定板45鋼4348墊板45鋼4348卸料板45鋼4348導(dǎo)料板q2352

41、832擋料銷45鋼4348模柄q2354348導(dǎo)柱、導(dǎo)套20 鋼滲碳5662銷釘45鋼4348螺釘45鋼3540墊圈q23543486 沖孔落料復(fù)合模壓力機(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。所選用的壓力機(jī)公稱壓力應(yīng)大于計(jì)算出來的總沖壓力588kn,，工作臺板尺寸、壓力機(jī)的閉合高度和滑塊尺寸等應(yīng)能滿足模具

42、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。由于沖模閉合高度=165mm。壓力機(jī)的最大裝模高度應(yīng)大于或等于170mm（沖模閉合高度+5mm）。按上述要求可選用開式可傾壓力機(jī),需要在工作臺面上加設(shè)墊板。型號為jb23-63,主要技術(shù)參數(shù)為：公稱壓力：630kn滑塊行程：120mm行程次數(shù)：70次/min最大封閉高度：360mm連桿調(diào)節(jié)長度：50mm工作臺板厚度：84mm工作臺尺寸：480710mm電動機(jī)功率：5.5kw 模柄尺寸：7 模具的安裝調(diào)試7.1 沖孔落料模的安裝調(diào)試7.1.1 確定裝配方法和裝配順序采用直接裝配法。先分組裝配后總裝配。分組裝配的有凸模和模柄裝配。選擇凹模為基準(zhǔn)件，先裝配下模、再裝配上模，最后裝配卸料板等輔助零件。7.1.2裝配要點(diǎn)1 按裝配圖標(biāo)題欄準(zhǔn)備模具零部件。2 裝配模柄，將模柄壓入到上模座的型孔中，然后用止轉(zhuǎn)銷釘用來定位，使其止轉(zhuǎn)。3 裝配凸模，凸模固定板組件 將沖孔凸模安裝在凸模固定板相應(yīng)孔內(nèi)，并打上防轉(zhuǎn)銷 將落料凸模安裝在凸模固定板相應(yīng)孔內(nèi)，并鉚接 端面磨平4 按裝配、調(diào)整要領(lǐng)，將導(dǎo)料板，卸料板在凹模上安裝合適后，固緊螺釘、鉆、鉸銷孔，裝入定位圓銷。5 將凹模組件與下模座安裝合適后，固緊螺釘、鉆、鉸銷孔，裝入定位圓銷。