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專業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
學(xué)生姓名
李洲
專業(yè)班級(jí)
成型1111班
指導(dǎo)教師
李既白
工作單位
機(jī)電工程系
設(shè)計(jì)題目
平衡片 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：
1.對(duì)沖壓零件進(jìn)行工藝分析、工藝計(jì)算、工藝論證，制定合理的沖壓加工工藝。
2.對(duì)沖壓零件的成形力、壓力中心、材料利用率、模具尺寸等工藝參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)成形力、模具尺寸等工藝參數(shù)及沖壓工藝對(duì)設(shè)備的要求選擇沖壓設(shè)備。
3.設(shè)計(jì)沖壓模具，繪制模具總裝圖及零件圖。
材料 A3 ， 料厚 5±0.3 ，大批量生產(chǎn)
沖壓零件圖
設(shè)計(jì)的主要任務(wù):
1、查閱資料，分析零件的成形工藝，制定成形工藝方案，并進(jìn)行工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算；
2、完成零件成形工藝中主要工序模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及模具參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算；
3、完成模具裝配圖、主要零件圖的設(shè)計(jì)與繪制，繪圖工作量不少于1張0號(hào)圖紙（裝配圖1#1張、零件圖6張：凸模、凹模、上模板、下模板及其它零件兩件）；
4、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（不少于5000字）。
主要參考資料：
[1] 中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典編委會(huì).中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典.南昌:江西科學(xué)技術(shù)出版社,2003
[2]中國(guó)模具工程大典編委會(huì).中國(guó)模具工程大典.北京:電子工業(yè)出版社,2007
[3] 王孝培.沖壓手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004
[4] 田光輝等.模具設(shè)計(jì)與制造.北京:北京大學(xué)出版社,2009
[5] 李天佑.沖模圖冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003
[6] 姜奎華.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002
[7] 佘銀柱.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).北京:北京大學(xué)出版社,2005
[8] 付宏生.冷沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)制造.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005
[9] 牟林等.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).北京:北京大學(xué)出版社,2008.
課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 題 目 沖壓模具設(shè)計(jì) 學(xué) 生 系 別 機(jī) 電 工 程 系 專 業(yè) 班 級(jí) 材料成型及控制工程 學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 教 師 目 錄 摘 要 ...................................................................3 緒 論 ....................................................................4 第 1 章、沖裁件的工藝分析 ..................................................5 1.1.工件材料 ...........................................................................................................................5 1.2.工件結(jié)構(gòu)形狀 ...................................................................................................................5 1.3.工件尺寸精度 ...................................................................................................................6 第 2 章、沖裁工藝方案的確定 ................................................7 第 3 章、模具結(jié)構(gòu)形式的確定 ................................................8 第 4 章、模具總體設(shè)計(jì) ......................................................9 4.1.模具類型的選擇 ...............................................................................................................9 4.2.操作方式 ...........................................................................................................................9 4.3.卸料、出件方式 ...............................................................................................................9 第 5 章、模具設(shè)計(jì)計(jì)算 .....................................................12 5.1.排樣、計(jì)算條料寬度、確定步距、材料利用率 .........................................................12 5.2.沖壓力的計(jì)算 .................................................................................................................15 5.3.壓力中心的確定 .............................................................................................................17 5.4.模具刃口尺寸的計(jì)算 .....................................................................................................18 第 6 章、主要零部件設(shè)計(jì) ...................................................20 6.1.工作零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .................................................................................................20 第 7 章、校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù) .................................23 7.1.校核模具閉合高度 .........................................................................................................23 7.2.沖壓設(shè)備的選定 .............................................................................................................23 設(shè)計(jì)總結(jié) .................................................................24 參考文獻(xiàn) .................................................................24 摘 要 沖壓成型是金屬成型的一種重要方法，它主要適用于材質(zhì)較軟的金屬成型，可以一 次成型形狀復(fù)雜的精密制件。本課題就是平衡片作為設(shè)計(jì)模型，將冷沖模具的相關(guān)知識(shí) 作為依據(jù)，闡述冷沖模具的設(shè)計(jì)過(guò)程。 本設(shè)計(jì)對(duì)指定工件進(jìn)行的復(fù)合模設(shè)計(jì)，利用 Auto CAD 軟件對(duì)制件進(jìn)行設(shè)計(jì)繪圖。 明確了設(shè)計(jì)思路，確定了沖壓成型工藝過(guò)程并對(duì)各個(gè)具體部分進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算和校核。 如此設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運(yùn)用可靠，保證了與其他部件的配合。并繪制了模具 的裝配圖和零件圖。 本課題通過(guò)對(duì)工件的沖壓模具設(shè)計(jì)，鞏固和深化了所學(xué)知識(shí)，取得了比較滿意的效 果，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)意圖。 關(guān)鍵詞：復(fù)合模；落料；沖孔 緒 論 現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場(chǎng)總體上供不應(yīng)求，市場(chǎng)需求量 維持在600億至650億美元，同時(shí)，我國(guó)的模具產(chǎn)業(yè)也迎來(lái)了新一輪的發(fā)展機(jī)遇。近幾年， 我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持13%的年增長(zhǎng)率（據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2004年國(guó)內(nèi)模具進(jìn)口總值達(dá) 到600多億，同時(shí)，有近200個(gè)億的出口） ，到2005年模具產(chǎn)值預(yù)計(jì)為600億元，模具及模 具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的每年9000多萬(wàn)美元增長(zhǎng)到2005年的2億美元左右。單就汽車產(chǎn) 業(yè)而言，一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元，而當(dāng)汽車更換車型時(shí)約有80%的 模具需要更換。2003年我國(guó)汽車產(chǎn)銷量均突破400萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)2004年產(chǎn)銷量各突破500萬(wàn) 輛，轎車產(chǎn)量將達(dá)到260萬(wàn)輛。另外，電子和通訊產(chǎn)品對(duì)模具的需求也非常大，在發(fā)達(dá) 國(guó)家往往占到模具市場(chǎng)總量的20%之多。目前，中國(guó)17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù) 約50多萬(wàn)。1999年中國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá)245億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)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(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%。 冷沖壓件一般不再經(jīng)切削加工，或僅需要少量的切削加工。熱沖壓件精度和表面狀 態(tài)低于冷沖壓件，但仍優(yōu)于鑄件、鍛件，切削加工量少。 沖壓是高效的生產(chǎn)方法，采用復(fù)合模，尤其是多工位級(jí)進(jìn)模，可在一臺(tái)壓力機(jī)上完 成多道沖壓工序，實(shí)現(xiàn)由帶料開(kāi)卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動(dòng)生產(chǎn)。生產(chǎn)效率 高，勞動(dòng)條件好，生產(chǎn)成本低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。 第 1 章、沖裁件的工藝分析 本次設(shè)計(jì)沖壓工件如下圖，材料為Q235，厚度為5.0mm。 圖 1-1 工件圖 1.1.工件材料 由圖 1-1 分析知：此工件材料采用 A3 鋼，即 Q235，生產(chǎn)批量為大批量，需要用模 具進(jìn)行生產(chǎn)。該鋼屬于普通碳素鋼，抗拉強(qiáng)度為 440-470MPa，抗剪強(qiáng)度為 310- 380MPa，伸長(zhǎng)率25%。由于該零件有 1 個(gè) 10.5 的孔，而且外形形狀不規(guī)則，所以此 模具包含有沖孔、落料等工序，結(jié)合模具特點(diǎn)，該零件沖壓工藝性較好。 1.2.工件結(jié)構(gòu)形狀 工件結(jié)構(gòu)形狀相對(duì)簡(jiǎn)單，僅一平板，上有一孔，但此平衡片，孔與外形的位置要求 很高，孔與邊緣之間的距離 18/2-10.5/2=3.75，滿足要求，料厚 5mm 滿足許用壁厚要 求（孔與孔之間、孔與邊緣之間的壁厚） ，可以沖裁加工。 1.3.工件尺寸精度 根據(jù)零件圖上所注尺寸，工件要求較高，尺寸精度要求較低，采用 IT8-IT10 級(jí)精 度，普通沖裁完全可以滿足要求。 根據(jù)以上分析：該零件沖裁工藝性較好，綜合評(píng)比適宜沖裁加工。 第 2 章、沖裁工藝方案的確定 方案一：先沖孔，再落料。單工序模生產(chǎn)。 方案二：沖孔--落料級(jí)進(jìn)沖壓。級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 方案三：落料沖孔復(fù)合模沖壓。復(fù)合模生產(chǎn)。 方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造周期短，制造簡(jiǎn)單，但需要兩副模具，成本高而生產(chǎn)效 率低，難以滿足大批量生產(chǎn)的要求。 方案二只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，精度也能滿足要求，模具制造工作 量和成本比較高。適合大批量生產(chǎn)。 方案三只需一副模具，制件精度和生產(chǎn)效率都較高，且工件最小壁厚大于凸凹模許 用最小壁厚模具強(qiáng)度也能滿足要求。沖裁件的內(nèi)孔與邊緣的相對(duì)位置精度較高，板料的 定位精度比方案二高。 通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案二最佳。 第 3 章、模具結(jié)構(gòu)形式的確定 復(fù)合模是指在條料的送料方向上，具有兩個(gè)以上的工位，并在壓力機(jī)的一次行程中， 一次實(shí)現(xiàn)。 本模具采用擋料銷定位，也叫定位銷。利用定位銷控制條料送進(jìn)距離（步距） ，其 作用是在壓力機(jī)每次沖壓行程中，沿條料邊緣切下一塊長(zhǎng)度等于送料近距的料邊。 第 4 章、模具總體設(shè)計(jì) 4.1.模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合模方式?jīng)_壓，所以模具類型為復(fù)合模。 4.2.操作方式 零件的生產(chǎn)批量為大批量，但合理安排生產(chǎn)可用手動(dòng)送料方式，既能滿足生產(chǎn)要求， 又可以降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。 4.3.卸料、出件方式 4.3.1.卸料方式 剛性卸料與彈性卸料的比較： 剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后 卸料。當(dāng)卸料板只起卸料作用時(shí)與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大，單邊間隙取 （0.20.5）t。當(dāng)固定卸料板還要起到對(duì)凸模的導(dǎo)向作用時(shí)卸料板與 凸模的配合間隙 應(yīng)該小于沖裁間隙。此時(shí)要求凸模卸料時(shí)不能完全脫離卸料板。主要用于卸料力較大、 材料厚度大于 2mm 且模具結(jié)構(gòu)為倒裝的場(chǎng)合。 彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，主要用于料厚小于或等于 2mm 的板料由于 有壓料作用，沖件比較平整。卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇（0.10.2）t,若彈壓 卸料板還要起對(duì)凸模導(dǎo)向作用時(shí)，二者的配合間隙應(yīng)小于沖裁間隙。常用作落料模、沖 孔模、正裝復(fù)合模的卸料裝置。 工件平直度較高，料厚為 5mm 相對(duì)較厚，卸料力較大，彈壓卸料模具比剛性卸料模 具方便，操作者可以看見(jiàn)條料在模具中的送進(jìn)動(dòng)態(tài)，且彈性卸料板對(duì)工件施加的是柔性 力，不會(huì)損傷工件表面，所以采用彈性卸料。卸料板的設(shè)計(jì)圖： 4.3.2.出件方式 因采用復(fù)合模生產(chǎn)，故采用卸料板和退料板來(lái)卸料。 4.4.確定送料方式 因選用的沖壓設(shè)備為開(kāi)式壓力機(jī)且垂直于送料方向的凹模寬度 B 小于送料方向的凹 模長(zhǎng)度 L 故采用橫向送料方式，即由前向后送料。 4.5.確定導(dǎo)向方式 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， 該復(fù)合模采用后側(cè)導(dǎo)柱模架的導(dǎo)向方式，即方案二最佳。 第 5 章、模具設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1.排樣、計(jì)算條料寬度、確定步距、材料利用率 5.1.1.排樣方式的選擇 方案一：有廢料排樣 沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由 沖模來(lái)保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低。 方案二：少?gòu)U料排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質(zhì)量差，模具壽命較 方案一低，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 方案三：無(wú)廢料排樣 沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些，但材料利用率最高。 通過(guò)上述三種方案的分析比較，綜合考慮模具壽命和沖件質(zhì)量，該沖件的排樣方式 選擇方案一為佳?？紤]模具結(jié)構(gòu)和制造成本有廢料排樣的具體形式選擇直排最佳。 5.1.2.計(jì)算條料寬度 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。 搭邊值通常由表 4 所列搭邊值和側(cè)搭邊值確定。 根據(jù)零件形狀，查表 4，并考慮到工件的切邊，工件之間搭邊值 a=2.5mm, 工件與 側(cè)邊之間搭邊值取 a1=2.5mm, 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 =（Dmaxa 12b 1） 0 公式（5-1） 式中 Dmax條料寬度方向沖裁件的最大尺寸； a---沖裁件之間的搭邊值； a1---工件與側(cè)邊之間搭邊值取。 板料剪裁下的偏差；（其值查表 5）可得=0.4mm。 B0 =81.7322.5 =86.730-0.40mm 故條料寬度為 86.5mm。 5.1.3.確定步距 送料步距 S：條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距，每個(gè)步距可沖一個(gè)或多 個(gè)零件。進(jìn)距與排樣方式有關(guān)，是決定側(cè)刃長(zhǎng)度的依據(jù)。條料寬度的確定與模具的結(jié)構(gòu) 有關(guān)。 進(jìn)距確定的原則是，最小條料寬度要保證沖裁時(shí)工件周邊有足夠的搭邊值；最大條 料寬度能在沖裁時(shí)順利的在導(dǎo)料板之間送進(jìn)條料，并有一定的間隙。 級(jí)進(jìn)模送料步距 S S=Dmax+a1 公式（5-2） Dmax零件橫向最大尺寸，a 1搭邊 S182.5 20.5mm 排樣圖如圖 5-1 所示。 圖 5-1 排樣圖 5.1.4 計(jì)算材料利用率 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% 公式（5-2） 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： 1） 、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） 。 2) 、排樣方法使應(yīng)操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度小且安全。 3) 、 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命高。 4) 、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，運(yùn)用 CAD 軟件，工具-查詢-面積： A=1425.63mm2 所以一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率 =BS100% 公式（5-2） =1425.6386.520.5100% =80.4% 根據(jù)計(jì)算結(jié)果知道選用直排材料利用率可達(dá) 80.4%，滿足要求。 5.2.沖壓力的計(jì)算 5.2.1.沖裁力的計(jì)算 在沖裁過(guò)程中，沖裁力是隨凸模進(jìn)入凹模材料的深度而變化的。通常說(shuō)的沖裁力是 指沖裁力的最大值，它是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具重要依據(jù)之一。 用平刃沖裁時(shí)，其沖裁力一般按下式計(jì)算： F=KLtb 公式（5-4） 式中F沖裁力； L沖裁周邊長(zhǎng)度； t材料厚度； b材料抗剪強(qiáng)度； 系數(shù)； 運(yùn)用 CAD 軟件，工具-查詢-長(zhǎng)度：L=190.1mm 系數(shù)是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動(dòng)和不均勻，刃口磨損、板料力學(xué)性 能和厚度波動(dòng)等原因的影響而給出修正系數(shù)，一般取=1.3。 b的值查表 2 為 b=380Mpa 所以 3.1KLtP= =1.3190.15380/1000 =469.55（KN） P2=1.33.1410.55380/1000 =81.44(KN) 計(jì)算總沖壓力 PZ： PZ=P1+P2=469.55+81.44=550.99(KN) 5.2.2.卸料力的計(jì)算 在沖裁結(jié)束時(shí)，由于材料的彈性回復(fù)（包括徑向回復(fù)和彈性翹曲回復(fù)）及摩擦的存 在，將使沖落的材料梗塞在凹模內(nèi)，而沖裁剩下的材料則緊箍在凸模上。為使沖裁工作 繼續(xù)進(jìn)行，必須將緊箍在凸模上的料卸下，將梗塞在凹模內(nèi)的材料推出。從凸模上卸下 箍著的料稱卸料力；一般按以下公式計(jì)算： 卸料力 F X=KXF 公式（5-5） FX=KXF =0.055550.99KN=30.3KN （K X 、K D為卸料力系數(shù)，其值查表可得） 所以總沖壓力 FZ=F+FX+FD =469.55KN+81.44KN+30.3KN =581.29KN 壓力機(jī)公稱壓力應(yīng)大于沖壓力，根據(jù)沖壓力計(jì)算結(jié)果擬選壓力機(jī)為 J2363。 表 5-4 卸料力、推件力和頂件力系數(shù) 料厚 t/mm KX KT KD 鋼 0.1 0.10.5 0.52.5 2.56.5 6.5 0.060.075 0.0450.055 0.040.05 0.030.04 0.020.03 0.1 0.063 0.050 0.045 0.025 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 鋁、鋁合金 純銅，黃銅 0.0250.08 0.020.06 0.030.07 0.030.09 5.3.壓力中心的確定 模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。為了確保壓力機(jī)和模具正 常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合，否則，會(huì)使沖模和力機(jī)滑塊 產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過(guò)大的摩擦，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具 和壓力機(jī)的使用壽命。沖模的壓力中心，可以按下述原則來(lái)確定： 1）對(duì)稱形狀的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。 2）工件形狀相同且分布位置對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。 3）形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、級(jí)進(jìn)模的壓力中心可以用解析計(jì)算法求出沖模壓 力中心。 X0=（L 1x1L 2x2L nxn）/(L 1L 2L n) 公式（5-7） Y0=（L 1y1L 2y2L nyn ）/（L 1L 2Ln）公式（5-8） 由于該工件在 X，Y 方向上高度對(duì)稱，所以代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：壓力中心為（0，0） 。 和模具中心同心。 5.4.模具刃口尺寸的計(jì)算 5.4.1.落料，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(kāi)加工法和凸、凹模配合加工法。當(dāng) 凸、凹模分開(kāi)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(huì)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(jiǎn)便，成本低廉。 選擇凹模為配做件，對(duì)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(duì)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、凹模間隙： 查沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)中表 2.3,知 =0.18mm, =0.22mm，則 = + =0.04mm minzmaxzin 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 0.36mm，最 大間隙不得超過(guò) 0.44mm。取中間值 Z=0.20mm。 為保證沖出合格沖件。沖裁件精度 IT10 以上，X 取 1. 沖裁件精度 IT11IT13,X 取 0.75. 沖裁件精度 IT14，X 取 0.5。由于本產(chǎn)品采用 IT14 級(jí)精度，所以 X 取 0.5. 173.50-0.04 DA=(Dmaxx) +0.020=(173.50.040.5) +0.020=172.48+0.020 DT=( DA+Zmin) 0-0.02=(173.5+0.2) 0-0.02=173.70-0.02 180-0.06 DA=(Dmaxx) +0.020=(180.060.5) +0.020=17.97 +0.020 DT=( DA-2Z) 0-0.02=(18-0.4) 0-0.02=17.6 0-0.02 30-0.04 DA=(Dmaxx) +0.020=(30.040.5) +0.020=2.98 +0.020 DT=( DA-Z) 0-0.02=(3-0.2) 0-0.02=2.8 0-0.02 10.50-0.10 DA=(Dmaxx) +0.020=(10.50.040.5) +0.020=10.52 +0.020 DT=( DA+2Z) 0-0.02=(10.5+20.20) 0-0.02=10.9 0-0.02 凹模圖如下 與 上 模 板 配 作 凸凹模的示意圖： 第 6 章、主要零部件設(shè)計(jì) 6.1.工作零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.1.1. 凸凹模的類形 常用凸凹模的類形如圖 6-所示： 圖 6-1 其中圖 a、b、c 為直筒式刃的凹模，其特點(diǎn)是制造方便，刃口強(qiáng)度高，刃磨后工作 部分尺寸不變，廣泛用于沖裁公差要求較小，形狀復(fù)雜的精密制件。但因廢料（或制件 的聚集而增大了推件力和凹模的脹裂力，給凸、凹模的強(qiáng)度都帶來(lái)了不利的影響。一般 復(fù)合模上出件的沖裁模用圖 a、c 型，下出件的沖裁模用圖 b 或圖 a 型，圖 d、e 型是錐 筒式刃口，在凹模內(nèi)不聚集材料，側(cè)壁磨損小，但刃口強(qiáng)度差，刃磨后刃口徑向尺寸略 有增大。選擇 a 型凹模洞口，取 h=5mm，周邊為 0.8-1mm。 6.1.2.凹模的外形尺寸 凹模的外形一般有矩形與圓形兩種。凹模的外形尺寸應(yīng)保證凹模有足夠的強(qiáng)度， 剛度和修磨量，凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來(lái) 確定的如圖 7 所示 凹模的厚度為: 1+ kb (15) 凹模壁厚度為 c=(1.52)H (3040mm) 式中 b 為沖裁件的最大外形尺寸；K 為系數(shù),是考慮板料厚度影響的系數(shù)可以 沖 壓工藝與模具設(shè)計(jì)表 282 中查得代入數(shù)據(jù)可得沖孔凹模 落料凹模： H=0.4581.73=36.78mm 取 H=36.mm 6.1.3.模具的其它零件 模具除簡(jiǎn)單沖模外，一般沖模多利用模架的結(jié)構(gòu)。模架的和種類很多，要根據(jù)模具 的精度要求，模具的類別，模具的大小選擇合適的模架。 此復(fù)合?？蛇x用后側(cè)導(dǎo)柱模架，導(dǎo)柱安裝在后側(cè)，適合小型零件的沖裁和拉深模。 本設(shè)計(jì)結(jié)合凹模周界大小，模具高度，選擇 5#后側(cè)狹長(zhǎng)型模架，導(dǎo)柱，28140，導(dǎo)套 288045。 其余尺寸見(jiàn)上下模座零件圖，可以沖壓手冊(cè)沖壓模具常用標(biāo)準(zhǔn)件選擇。 模柄 模柄有多種形式，要根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選用模柄的形式模柄的直徑根據(jù)所選壓 力機(jī)的模柄孔徑確定，模柄可根據(jù)實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)P201 頁(yè)選擇，經(jīng)查閱各種模 柄的特點(diǎn)，選用壓入式模柄，這種模柄應(yīng)用比較廣泛壓入模柄的結(jié)構(gòu)和尺寸。 固定零件（固定板、墊板） 1）墊板的作用是承受凸模和凹模的壓力，防止過(guò)大的沖壓，在上下模座上壓出凹坑， 影響模具的正常工作，墊板厚度根據(jù)壓力機(jī)的大小選擇，一般取 5-12mm，外形與固定 板相同，材料 45 鋼，熱處理后硬度為 45-48HRC，如圖所示： 墊板在模具中的受力情況 圖 6-4 2）固定板 固定板的作用起固定凸、凹模，防止其在沖壓過(guò)程中松動(dòng)，造成模具 的損壞，固定板的形狀要根據(jù)凸、凹模而定，而外形尺寸與墊板相似。固定板和具體形 狀尺寸見(jiàn)零件圖所示。 連接零件 此類零件包括螺釘、銷釘?shù)?，主要作用是?lián)接其它零部伯，使之共同完成工件的制 造，螺釘和銷釘現(xiàn)選螺釘 M10，圓柱銷，d=10mm 。 第 7 章、校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù) 7.1.校核模具閉合高度 模具閉合高度 H 應(yīng)該滿足 HminH 110HHmaxH 15 公式（7-1） 式中 Hmax壓力機(jī)最大閉合高度； Hmin壓力機(jī)最小閉合高度； H1墊板厚度。 根據(jù)擬選壓力機(jī) J2163，查開(kāi)式壓力機(jī)參數(shù)表得： Hmax245mm, Hmin165mm,H 145mm. 將以上數(shù)據(jù)帶入公式 7-1，得 165H245 經(jīng)計(jì)算該模具閉合高度 H=211mm，在 105mm175mm 內(nèi)，且開(kāi)式壓力機(jī) J21 200 最大裝模高度 250m，大于模具閉合高度 211mm , 可以使用。 7.2.沖壓設(shè)備的選定 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。 主要技術(shù)參數(shù)為： 公稱壓力：630kN 滑塊行程：80mm 行程次數(shù)：85 次/min 最大封閉高度：250mm 連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度：80mm 工作臺(tái)板厚度：80mm 工作臺(tái)尺寸：710 520mm 設(shè)計(jì)總結(jié) 本次課程設(shè)計(jì)讓我系統(tǒng)地鞏固了大學(xué)幾年的學(xué)習(xí)課程，通過(guò)課程設(shè)計(jì)使我更加了解 到模具加工在實(shí)際生產(chǎn)中的重要地位。 設(shè)計(jì)我們歷時(shí)三個(gè)月，系統(tǒng)地鞏固了如：塑料模具與沖壓模具 、 機(jī)械制圖 、 模具加工工藝等許多課程。從分析零件圖到模具的設(shè)計(jì)與裝配圖的繪制，在指導(dǎo)老 師的帶領(lǐng)下，每一個(gè)環(huán)節(jié)都是我自己設(shè)計(jì)制作的。 在這次課程設(shè)計(jì)中通過(guò)參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，特別是模具在實(shí)際中 可能遇到的具體問(wèn)題，使我在這短暫的時(shí)間里，對(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。使我 對(duì)沖壓模具設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程，主要零件的設(shè)計(jì)，主要工藝參數(shù)的計(jì)算，模具的總體結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)及零部件的設(shè)計(jì)等都有了進(jìn)一步的理解和掌握。模具在當(dāng)今社會(huì)生活中運(yùn)用得非常 廣泛，掌握模具的設(shè)計(jì)方法對(duì)我們以后的工作和發(fā)展有著十分重要的意義。 總之，本次課程設(shè)計(jì)，是我認(rèn)真的結(jié)果，也是我架起“工作”的關(guān)鍵一步，驗(yàn)了我 大學(xué)幾年學(xué)習(xí)的成果，文中上述所有內(nèi)容主要是在講述模具設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程，利用對(duì)零 件圖形的工藝性分析，設(shè)計(jì)出適合加工零件的模具，以達(dá)到生產(chǎn)要求，提高生產(chǎn)效率， 零件的沖裁工藝性分析、模具結(jié)構(gòu)的確定是模具設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，只要合理就可以保證 其加工精度及其各項(xiàng)指標(biāo)要求。 通過(guò)這次模具設(shè)計(jì)及編制其說(shuō)明書(shū)，增加了不少專業(yè)方面的知識(shí)，提高了動(dòng)腦、動(dòng) 手的能力。只實(shí)踐也理論相結(jié)合才能達(dá)到規(guī)定的各項(xiàng)性能指標(biāo)。 參考文獻(xiàn) 1王孝培主編. 沖壓手冊(cè)M. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1990、20-22 2姜奎華主編. 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)M. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1997、 60-62 3沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組. 沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1998、150-154 4鈑金沖壓工藝手冊(cè)編委會(huì)編著. 鈑金沖壓工藝手冊(cè)M. 北京:國(guó)防工業(yè)出版社， 1989、167-172 5沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)編寫(xiě)委員會(huì). 沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)M. 北京:國(guó)防工業(yè)出版 社，1993、54-55 6候義馨. 沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)M. 北京:兵器工業(yè)出版社，1994、 62-65 7盧險(xiǎn)峰. 沖壓工藝模具學(xué)M. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1999、 44-46 8胡亞民. 材料成形技術(shù)基礎(chǔ)M. 重慶:重慶大學(xué)出版社，2000、15-17 9劉湘云. 鄒金統(tǒng)主編 . 冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)M. 北京:航空工業(yè)出版社， 1994、16-17 10陳尖嗣. 郭景儀主編. 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)M. 北京:北京出版社，1991、 62-65 11張鼎承主編 . 沖壓機(jī)械化與自動(dòng)化M. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1982、92-95 12張毅主編 . 現(xiàn)代沖壓技術(shù)M. 北京:國(guó)防工業(yè)出版社，1994、102-105 13許發(fā)樾主編 . 模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)M. 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