學生畢業(yè)設計中期檢查表學生姓名課題名稱 限位板沖壓工藝與模具設計難易程度 偏難 適中 偏易選題情況工作量 較大 合理 較小任務書 有 無開題報告 有 無符合規(guī)范化 的要求外文翻譯質量 優(yōu) 良 中 差學習態(tài)度、出勤情況 好 一般 差工作進度 快 按計劃進行 慢中期工作匯報及解答問題情況優(yōu) 良 中 差中期成績評定：所在專業(yè)意見：負責人： 年 4 月 10 日 畢業(yè)設計任務書系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設計與制造 學 生 姓 名 : 設計題目：限位板沖壓成形工藝與模具設計 起 迄 日 期: 指 導 教 師: 年 3 月 12 日畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書1．本畢業(yè)設計（論文）課題來源及應達到的目的：本設計題目為限位板模具設計，通過設計，應對沖壓工藝生產較為熟悉，能熟練使用相關設計手冊，獨立完成一套模具的設計及模具工作零件加工工藝的編制。并且能夠運用模具設計軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。2．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內容和要求（包括原始數據、技術要求、工作要求等）：（1）了解目前國內外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀；（2）分析限位板工藝并確定其工藝方案；（3）模具主要設計計算；（4）繪制模具總裝圖，并繪制零件圖；（5）得出設計結論。 原始資料：工件圖及其尺寸見說明書，材料：A3 鋼厚度：6mm生產批量：大批量所在專業(yè)審查意見：負責人： 年 3 月 12 日系部意見：系領導： 年 3 月 13 日材料工程系模具設計與制造專業(yè)畢 業(yè) 實 習 報 告專業(yè)班級： 學 號： 學生姓名： 指導老師： 成 績： 年 4 月畢業(yè)設計說明書畢業(yè)設計題目：限位板沖壓成形工藝與模具設計系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設計與制造班 級學生姓名學 號指導教師 插圖清單圖（1） 制件圖 .5圖（2） 排樣一 .8圖（3） 面積劃分 .9圖（4） 排樣二 10圖（5） 壓力中心坐標系 15圖（6） 沖孔凸模 19圖（7） 落料凸模 20圖（8） 凹模板 21圖（9） 導正銷 22圖（10） 固定擋料銷位置 22圖（11） 始用擋料銷位置 23圖（12） 裝配圖 28限位板沖壓成形工藝與模具設計摘 要：本設計題目為限 位 板 沖裁模，體現(xiàn)了典型沖裁模的設計要求、內容及方向，有一定的設計意義。通過對該模具的設計，加強了設計者對沖裁模設計基礎知識的理解和運用，為設計更復雜的沖裁模具做好了鋪墊。本設計運用沖裁工藝及模具設計的基礎知識，首先分析了板材的性能要求，為選取模具的類型做好了準備；然后計算了沖裁件的沖裁力，便于選取壓力機噸位及確定壓力機型號；最后分析了沖裁件的特征，便于確定模具的設計參數、設計要點及卸件裝置。本設計采用了沖孔—落料級進模成形墊 片 。成形原理可劃分為兩個階段：首先沖孔凸模與凹模共同作用先沖出四個 30mm 的孔，而后利用第一步沖出?的 30mm 的孔做精確定位使外形凸模與凹模共同作用使工件落料成形。?關鍵詞：限位板、 壓力機、 級進模具、 沖孔、 落料Stamping process and die design of limit plankAbstract:This design topic hurtles to cut a mold for the limit plank, body now the typical model be blunt to cut design request, contents and direction of mold, there is certain design meaning.Pass the design to that molding tool, strengthenned a design to comprehension and usage which hurtles to cut the mold design foundation knowledge, for design more complicated of blunt cut a molding tool to have done cushion.This design usage is blunt to cut the foundation knowledge of craft and molding tool design, the function which analyzed a plank material first request, have done preparation for the type which selects by examinations a molding tool;Then computed to hurtle to cut a piece of blunt cut dint, easy to selection pressure machine tonnage and assurance pressure model number;Finally analyzed blunt cut the characteristic of piece, easy to assurance molding tool of design parameter, design important point and unload a device.This design adopted blunt bore-fall to anticipate class to enter a mold to take shape a mat slice.Take shape the principle can divide the line to two stages:Blunt bore convex mold rushes out 4 first with cave mold common function first the bore with 30 mms, and then make use of square one to rush out of the bore with 30 mms do an accurate fixed position to make the shape convex mold and cave mold common function to make a work piece to fall to anticipate to take shape.Keyword:The limit plank, pressure machine, class enters a molding tool, hurtle bore and fall to anticipate 機 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 磨削 工序號 02零件名稱 沖孔凸模 零件號 00-09零件重量 同時加工零件數 1材 料 毛 坯牌 號 硬 度 型 號 重 量Cr12MoV 58-62HRC設 備名 稱 型 號夾 具名 稱輔 助工 具磨床 磁力夾具、 虎鉗 游標卡尺安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀長 度 走 刀次 數 切 削 深 度 進給量 主 軸轉 速 切 削速 度 基 本工 時一次 1 磨圓周面 70 號砂輪 游標卡尺 0.01 20 0.2 40m/s 800r/min一次 2 磨刃口端面 80 號砂輪 游標卡尺 0.01 20 0.2 40m/s 800r/min一次 3 磨上端面 70 砂輪 游標卡尺 0.01 20 0.2 40m/ s 800r/min一次 4 磨退刀槽大端面 80 砂輪 游標卡尺 0.01 20 0.2 40m/s 800r/min設 計 者 張紹坤 指 導 教 師 原紅玲 共 1 頁 第 1 頁機 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 粗銑 工序號 03零件名稱 凹模 零件號 00-02零件重量 同時加工零件數 1材 料 毛 坯牌 號 硬 度 型 號 重 量Cr12MoV 58-62HRC設 備名 稱 型 號夾 具名 稱輔 助工 具銑床 虎鉗 游標卡尺安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀長 度 走 刀次 數 切 削 深 度 進給量 主 軸轉 速 切 削速 度 基 本工 時一次 1 銑上平面 φ75 面銑刀 游標卡尺 0.5 2 1 200㎜/ min 800r/min一次 2 銑下平面 φ75 面銑刀 游標卡尺 0.5 2 1 200㎜/ min 800r/min一次 3 銑兩端面 φ20 立銑刀 游標卡尺 0.5 1 1 60㎜/ min300r/min一次 4 銑兩端面 φ20 立銑刀 游標卡尺 0.5 1 1 60㎜/ min300r/min設 計 者 張紹坤 指 導 教 師 原紅玲 共 1 頁 第 1 頁機 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 磨削 工序號 09零件名稱 沖孔凸模 零件號 00-05零件重量 同時加工零件數 1材 料 毛 坯牌 號 硬 度 型 號 重 量Cr12MoV 58-62HRC設 備名 稱 型 號夾 具名 稱輔 助工 具磨床 磁力夾具、 虎鉗 游標卡尺安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀長 度 走 刀次 數 切 削 深 度 進給量 主 軸轉 速 切 削速 度 基 本工 時一次 1 磨周面 70 號砂輪 游標卡尺 0.01 20 0.2 40m/s 800r/min一次 2 磨刃口端面 80 號砂輪 游標卡尺 0.01 20 0.2 40m/s 800r/min一次 3 磨上端面 70 砂輪 游標卡尺 0.01 20 0.2 40m/ s 800r/min一次 4 磨內孔 80 號砂輪 游標卡尺 0.01 20 0.2 40m/s 800r/min設 計 者 張紹坤 指 導 教 師 原紅玲 共 1 頁 第 1 頁零件號 零 件 名 稱 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 00-09 沖孔凸模設 備 夾 具 刀 具 量 具工序號 工 序 名 稱名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時1 備料： m130564???鋸床 鋸片 直尺2銑：按圖車削， 0.8 以下留雙aR?邊余量 0.1-0.2mm，兩端留有反頂尖長度銑床 虎鉗 車刀 游標卡 尺3 熱處理：退火，40-45HRC，彎曲≤1mm4 車：研磨反頂尖 車床 三抓卡 盤 車刀5 外圓磨：磨削 1.6 及以下表面，aRm?尺寸磨至中限范圍磨床磁力夾具、虎鉗砂輪 游標卡 尺6 鉗工：拋光 0.8 外圓a 虎鉗 游標卡 尺7 線切割：切去反頂尖 快絲機 床 復式支撐夾具 鉬絲8 熱處理：淬火、回火，58-62HRC9 磨削：研磨刃口，與凹模配合保證最小間隙 磨床磁力夾具、虎鉗砂輪 游標卡 尺編制： 校對： 審核： 批準： 零件號 零 件 名 稱 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 00-02 凹模板設 備 夾 具 刀 具 量 具工序號 工 序 名 稱名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時1備料：按照尺寸320mm×205mm×35mm 將毛坯鍛成矩形鍛床 鍛錘 直尺2 熱處理：退火3 加工毛坯：銑六面,厚度留單邊磨量 0.2~0.3mm 銑床 虎鉗 端銑刀 游標卡 尺4 磨平面：磨厚度到上限尺寸,磨側基面保證互相垂直 磨床磁力夾具、虎鉗砂輪 游標卡 尺5 鉗工：劃各凹模輪廓,螺孔,銷孔位置輪廓線 劃針 量規(guī)6 線切割：按圖切割各凹模刃口處,保證雙面間隙 快絲機 床 復式支撐夾具 鉬絲 游標卡 尺7 鉗工：鉆鉸 4Xφ14mm 、4Xφ10mm、10mm 的光孔 鉆床 虎鉗 鉆頭、 鉸刀 游標卡 尺8 熱處理：淬火、回火，58-62HRC9 磨端面：端面，保證與型面垂直 磨床 磁力夾具、虎 砂輪 游標卡 尺鉗10 磨型面：研磨刃口，與凹模配合保證最小間隙 磨床磁力夾具、虎鉗砂輪 游標卡 尺編制： 校對： 審核： 批準： 零件號 零 件 名 稱 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 00-05 落料凸模設 備 夾 具 刀 具 量 具工序號 工 序 名 稱名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 工 時1 備料：按尺寸 100mm×80mm×100mm將毛坯鍛成矩形 鋸床 鋸片 直尺2 熱處理：退火3 加工毛坯：銑（刨）六面，保證尺寸 銑床 虎鉗 面銑刀 游標卡 尺4 磨平面：磨上下平面及兩垂直面，保證垂直 磨床磁力夾具、虎鉗砂輪 游標卡 尺5 鉗工：劃刃口輪廓線及圓孔線 虎鉗 量規(guī)6 銑：銑削外輪廓，留余量 0.2-0.3mm 銑床 虎鉗 周銑刀 游標卡 尺7 線切割：加工導正銷孔 快絲機 床 復式支撐夾具 鉬絲 游標卡 尺8 熱處理：淬火、回火，58-62HRC9 磨端面：端面，保證與型面垂直 磨床磁力夾具、虎鉗砂輪 游標卡 尺10 磨型面：研磨刃口，與凹模配合保證最小間隙 磨床磁力夾具、虎鉗砂輪 游標卡 尺編制： 校對： 審核： 批準： 目錄1 緒 論 11.1 國內模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 .11.1.1 國內模具的現(xiàn)狀 .11.1.2 國內模具的發(fā)展趨勢 .21.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 .31.3 限位板落料級進模具設計與制造方面 .41.3.1 限位板沖孔落料級進模具設計的設計思路 .41.3.2 限位板模具設計的進度 .42 沖壓件工藝分析 53 工藝方案的確定 .73.1 方案的擬定 .73.2 方案比較 .73.3 方案選定 .74 必要的工藝計算 .84.1 排樣設計 .84.1.1 排樣方案擬定 84.1.2 排樣方案比較 84.1.3、方案選定 114.2 計算凸、凹模工作部分的尺寸 .114.2.1 沖孔 30?凸、凹刃口尺寸的計算 114.2.2 外形落料凸、凹模刃口尺寸計算 124.3 沖壓力的計算 .134.3.1 沖孔力、落料力的計算 .134.3.2 沖孔、落料時的推件力、卸料力計算 .134.3.3 總的沖壓力計算： 144.4 壓力中心的計算 .145 模具的總體設計 .176 模具主要零部件的結構設計 .196.1 凸模、凹模的結構設計 .196.1.1 沖孔凸模的結構設計。 .196.1.2 落料凸模的結構設計 196.1.3 凹模板的設計 216.1.4 導正銷的設計 216.1.5 固定擋料銷位置的確定 .226.1.6 導料板的設計 236.1.7 卸料板的設計 236.1.8 始用擋料銷位置確定 .236.2 模架的選擇 .246.3 模具的閉合高度 247 沖壓設備的選擇 .258 模具總裝圖的繪制 .269 設計總結 .27致 謝 .28參考文獻 .29畢 業(yè) 設 計 評 語學生姓名： 題 目：限 位 板 沖 壓 成 形 工 藝 與 模 具 設 計 綜合成績： 指導者評語：張紹坤同學能夠按照畢業(yè)設計任務書進行支板沖壓成形工藝及模具設計，設計過程中能正確查閱資料，圖紙上還存在一些細節(jié)錯誤，修改后可以提交答辯，建議成績?yōu)閮?yōu)。指導者(簽字) ： 年 月 日畢 業(yè) 設 計 評 語評閱者評語：同學畢業(yè)設計任務來自生產實際，工作量大小適中，能夠按照要求書寫設計說明書，零件圖上存在少量問題，建議成績?yōu)橹?，可以提交答辯。評閱者( 簽字)： 年 月 日答辯委員會（小組）評語：答辯委員會（小組）負責人( 簽字)： 年 月 日11 緒 論目前，我國沖壓技術與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當的落后，主要原因是我國在沖壓基礎理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。1.1 國內模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.1.1 國內模具的現(xiàn)狀我國模具近年來發(fā)展很快，據不完全統(tǒng)計，2003 年我國模具生產廠點約有 2 萬多家，從業(yè)人員約 50 多萬人，2004 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務飽滿，2004 年模具產值 530 億元。進口模具 18.13 億 美元，出口模具4.91 億美元，分別比 2003 年增長 18%、32.4%和 45.9%。進出口之比 2004 年為3.69:1，進出口相抵后的進凈口達 13.2 億美元，為凈進口量較大的國家。在 2 萬多家生產廠點中，有一半以上是自產自用的。在模具企業(yè)中，產值過億元的模具企業(yè)只有 20 多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。 近年來， 模具行業(yè)結構調整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復雜、長壽命中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度快于一般模具產品；專業(yè)模具廠數量增加，能力提高較快；“三資“及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠遠不能適應國民經濟發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足:第一，體制不順，基礎薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應市場經濟，再加上國內模具工業(yè)基礎薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術方面。 第二，開發(fā)能力較差，經濟效益欠佳.我國模具企業(yè)技術人員比例低，水平較低，且不重視產品開發(fā)，在市場中經常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產值約合 1 萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是 15～20 萬美元，有的高達 25～30 萬美元，與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 2第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內許多企業(yè)采用了先進的加工設備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設備數控化率和CAD/CAM 應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設備不配套，設備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。第四，專業(yè)化、標準化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產水平低，專業(yè)化分工不細，商品化程度也低。目前國內每年生產的模具，商品模具只占 45%左右，其馀為自產自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務，與國際水平相比要落后許多。模具標準化水平低，標準件使用覆蓋率低也對模具質量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關技術落后．模具材料性能、質量和品種往往會影響模具質量、壽命及成本，國產模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設備等性能差，也直接影響模具水平的提高。1.1.2 國內模具的發(fā)展趨勢巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經濟高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1） 模具日趨大型化； 2）在模具設計制造中廣泛應用 CAD/CAE/CAM 技術； 3）模具掃描及數字化系統(tǒng)； 4）在塑料模具中推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型和高壓注射成型技術； 5）提高模具標準化水平和模具標準件的使用率； 6）發(fā)展優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術； 7）模具的精度將越來越高； 8）模具研磨拋光將自動化、智能化； 39）研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程； 10）開發(fā)新的成形工藝和模具。1.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢模具是工業(yè)生產關鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產技術水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應求的局面，世界模具市場年交易總額為 600～650 億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產值的三分之一。 國外模具總量中,大型、精密、復雜、長壽命模具的比例占到 50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是“大而?！?、“大而精“。2004 年中國模協(xié)在德國訪問時，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國模具產值達 48 億歐元。其中（VDMA）會員模具企業(yè)有 90 家，這 90 家骨干模具企業(yè)的產值就占德國模具產值的 90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時代的進步和技術的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術的人才如模具結構設計、模具工藝設計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術水平比較高．故人均產值也較高．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產值約合 1 萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多 15～20 萬美元，有的達到 25～30 萬美元。國外先進國家模具標準件使用覆蓋率達 70%以上，而我國才達到 45％．1.3 限位板落料級進模具設計與制造方面1.3.1 限位板沖孔落料級進模具設計的設計思路沖裁是沖壓工藝的最基本工序之一，它是利用模具使板料沿著一定的輪廓形狀產生分離的一種沖壓工序。它包括落料、沖孔、切邊、修邊、切舌、剖切等工序，其中落料和沖孔是最常見的兩種工序。沖裁在沖壓加工中應用極廣。它既可直接沖出成品零件，還可以對已成形的工件進行再加工。普通沖裁加工出來的制件的精度不高，一般情況下，沖裁件的尺寸精度應在 IT12 級以下，不宜高于 IT10 級。只有加強沖裁變形基礎理論的研究，才能提供更加準確、實用、方便的計算方法，才能正確地確定沖裁工藝參數和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決沖裁變形中出4圖（1）制件圖現(xiàn)的各種實際問題，從而，進一步提高制件質量。限位板是典型的沖壓件，該模具工作過程很簡單就是沖孔和落料，根據零件圖的結構和尺寸精度以及材料的性能確定完成該沖件所需要的模具類型.因此，綜合考慮各種因素后采用復合模。根據計算的結果和選用的標準模架，判斷此次沖裁能不能采用標準的模架。為了保證制件的順利加工和順利取件，模具必須有足夠高度。要改變模具的高度，只有從改變導柱和導套的高度,改變導柱和導套的高度的同時,還要注意保證導柱和導套的強度. 導柱和導套的高度可根據沖裁凸凹模與落料凹模工作配合長度決定．設計時可能高度出現(xiàn)誤差，應當邊試沖邊修改高度。1.3.2 限位板模具設計的進度1.了解目前國內外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間 10 天；2.確定加工方案，所用時間 5 天；3.模具的設計，所用時間 30 天；4．模具的調試．所用時間 5 天2 沖壓件工藝分析設計內容：工件名稱：限位板 生產批量：大批量 材料：A3厚度：6mm工件簡圖：如下圖圖（1）所示 5A3 鋼是普通質量碳鋼，在生產過程中不需要特別控制質量要求，并且具有良好的沖壓性能，因此適合限位板的大量生產。圖示零件結構簡單，形狀對稱，是由圓、圓弧和直線段組成的。根據沖裁件尺寸查有關數據，得出其外形所能達到的經濟精度為 IT11—IT13，中間孔中心與邊緣距離尺寸公差為±0.5mm。將以上精度與零件的精度要求相比較，可認為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證，其他尺寸標注，生產批量等情況也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用沖壓方式進行加工。該沖裁件拐角處的圓角半徑為 R4，沖裁件所要求的最小圓角半徑為，故沖裁半徑能夠滿足要求。）（ m5.162.0t5.Rmin???63 工藝方案的確定3.1 方案的擬定該零件的生產工序落料、沖孔，完成此工序可由一下三種方案：方案一：采用單工序模分兩次加工，先進行沖孔，然后落料完成零件的生產過程。方案二：采用沖孔、落料復合模具。方案三：采用沖孔、落料級進模具。3.2 方案比較方案一模具結構簡單，制造方便，但應用于生產時需要兩道工序、兩副模具完成降低了生產效率。并且生產出的工件累計誤差較大，操作時不方便。由于該零件為大批量生產，相比較而言，方案二和方案三更具有優(yōu)越性。查有關數據，零件所要求的最小模具壁厚大于 10mm，由零件圖可知，沖孔部分的孔中心與外緣之間的最小距離是 7mm，小于復合模具的最小壁厚，模具的強度不能達到要求；并且沖壓后成品件留在模具上，在清理模具上的物料時會影響沖壓速度，7操作不方便，因此不可以采用沖孔、落料復合模。從中考慮沖孔、落料級進模具，級進模是由單副模具完成沖孔、落料生產，生產效率高，操作方便，但欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設置導正銷進行導正。3.3 方案選定通過對上述三種方案的綜合分析比較，該零件的沖壓生產工藝采用方案方案三級進模具為最佳。4 必要的工藝計算4.1 排樣設計4.1.1 排樣方案擬定考慮到生產成本等因素，在設計復合模具之前，首先要設計板料的排樣圖。由零件圖可知，該零件的外形具有 T 形特點，排樣設計可以為直排、直對排的排樣方案。4.1.2 排樣方案比較根據市場上提供的材料，原材料選用 6×1000×2000 的 A3 鋼板。根據沖裁件的外型尺寸查《沖壓工藝與模具設計》表 2.9 得：搭邊值為 2mm 和1.5mm。直排時材料的利用率：直排時的排樣圖如圖（2）所示8圖（2）排樣一條料的寬度：B= 75 + 2×5 = 85（mm）計算步距：S =74 + 4 = 78（mm ）材料利用率的計算：根據一般市場供應情況，為提高材料利用率選擇適當規(guī)格的原材料。一個步距的材料利用率：計算沖壓件毛坯面積計算時可以將沖裁件分為三部分如圖（3）所示 ：圖（3）面積劃分其中沖裁件中的圓孔沖下的廢料屬于結構廢料，在生產中不可以避免，計算時應包括在沖裁件總面積之內。分別計算三部分的面積： ）（ 22m14314A?????）（ 225.9B）（ 2210646C?????9沖裁件的總面積為： )m3581206.5421CBA2（總 ????利用公式 計算一個步距材料利用率Sn?式中 n——一個步局里沖裁件的個數；A——沖裁件毛坯面積（ ） ；2mB——條料寬度（mm） ；S——排樣步距（mm） 。%54107853????直對排材料利用率：直對排時的排樣圖如圖（4）所示：為了提高材料利用率，排樣圖中限位板頂部與限位板底部間距設計為 2mm 即可滿足沖裁搭邊要求。圖（4）排樣二計算步距：S =2×44 + 2×4 = 96 (mm)條料寬度：B =75 + 2×5 + 2 + 18 = 105 （mm） 10沖壓件的毛坯面積為：3585 2m一個步距材料利用率：（其中 n = 2）BSA??%1.709615382??4.1.3、方案選定在考慮綜合因素情況下，選擇適當的材料規(guī)格，減少在材料下料時的浪費，通過上面的計算比較直排與直對排單個步距的利用率，選擇直對排為沖裁時的排樣方案。4.2 計算凸、凹模工作部分的尺寸凸、凹模工作部分的尺寸影響到模具的間隙，而模具的間隙有直接影響的沖裁件的質量，合理的模具間隙不僅能夠得到良好質量的沖裁件，而且能夠延長模具的壽命。因此，凸、凹模工作部分尺寸的計算是非常重要的。該沖裁件所用的材料是 A3，板料的厚度是 6mm，由此查《沖壓工藝與模具設計》表 2.4 得到模具初始時的雙面間隙：=1.44mm =1.08mmmaxZminZ4.2.1 沖孔 凸、凹刃口尺寸的計算30?由于沖裁件中 的孔在圖形上的精度相對要求較高，采用配作法制作凸、凹模。其刃口尺寸計算如下：查《沖壓工藝與模具設計》表 2.6 得沖孔時的磨損系數：x=0.75按照公式 計算凸）（凸 ?0maxA???式中 A——凸模最大尺寸（mm） ；X——沖孔時磨損系數；——沖裁件的磨損系數；?11——凸模制造偏差（mm） ，一般取 = /4。凸A凸A?038. 038.15157.26?????）（凸沖孔凹模尺寸與凸模的基本尺寸相同為 30.15mm，不必標注公差。但在技術要求里需注明，凹模實際刃口尺寸與凸模配制，保證最小雙面合理間隙值 =1.08mm。minZ4.2.2 外形落料凸、凹模刃口尺寸計算按照 IT14 級査取沖裁件中未標注的尺寸公差：043.R2?074.5?043.18?074.56?03.R?查《沖壓工藝與模具設計》表 2.6 得磨損系數為：當 ≥0.50 時，x= 0.5；?當 ＜0.50 時，x= 0.75.落料時凸、凹模計算公式為： 凸）（ ?0maxjA???落料時以落料凹模為基模，所以 應為凹模尺寸。jA將數據代入以上公式得： 1.01.06824375.12R??????）（凹 9.09.035）（凹 1.1.7.8??）（凹 9.09.0635)456(????凹 75.07.083.R4??）（凹落料凸模尺寸與凹模相配作，基本尺寸相同分別為21.68、52.63、17.68、55.63、3.78，不必標注公差。在落料凸模的零件圖中技術要求要注明，凸模的實際尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面間隙值為 =1.08mm。minZ124.3 沖壓力的計算4.3.1 沖孔力、落料力的計算落料力和沖孔力計算公式如下：bLtF??落 bLtF??孔式中 L——沖裁周邊長度；t——材料厚度；——材料的抗拉強度。b?查有關數據，A3 的抗拉強度為 450MPa。落料力的計算：落料件的外形是由三個半圓與若干直線段組成，其周邊長度為： 213249256L????????=260.2（mm）沖裁件的板料厚度為 6mm。所以 KN54.7024562.0F???）（落沖孔力的計算： )m.915L（?所以 KN469.254062.F???（孔4.3.2 沖孔、落料時的推件力、卸料力計算沖孔時，由于沖下的廢料卡在凹模洞中，將廢料順著沖裁方向從凹模洞中推出，需要壓力機為其傳遞一定大小的力，計算公式如下： 孔推推 FnK?13式中 n——同時卡在凹模內的沖裁件個數， ；thn?——推件力系數；推K——沖孔力?？譌沖孔凹模壁取直筒形凹模刃口形式，由《沖壓工藝與模具設計》表 2.21 查得，h=12mm，則 。個26m1thn?查表 2.7 得 =0.045。推K所以 ）（孔推推 KN9.246.5.02Fn???落料時可以將落料凹模設計成斜壁式凹模，不必計算落料時的卸料力。4.3.3 總的沖壓力計算：沖裁時，總的沖壓力為 卸推孔落總 FF??以上計算已經得出各個力的大小，將數據帶入上面公式得，979.9（KN）??9.246.5.702F總一般在沖裁工作中，為了保證壓力機能夠提供足夠的壓力，通常所選用的壓力機的噸位要比實際計算出的沖壓力要大 30%左右，即：）（總’總 %301F???=979.9×1.3=1273.9（KN）4.4 壓力中心的計算由于沖壓件外形不是中心對稱圖形，所以需要找出其壓力中心，并在沖裁時候使模柄軸線與壓力機滑塊中心線保持重合，這樣才能保證滑塊不會承受偏心載荷；否則，會導致滑塊導軌和模具導向部分不正常磨損，還會使合理間隙得不到保證，從而影響之間質量和降低模具壽命甚至損壞模具。采用解析法求模具的壓力中心坐標。14按照一定的比例畫出工件圖形，如圖（5）所示。以限位板底邊上中點為原點，建立 xoy 坐標系，如圖中所示。圖（5） 壓力中心坐標系沖裁件的外形是由圓、圓弧和直線段組成，將其周邊分成 、 、 、1L23、 、 、 七個基本線段，如圖中所示。 4L567L圖中尺寸為圖（1）中所給出的數據。求各個線段的中心位置：從工件圖形中可以看出，工件為左右對稱圖形。所以，壓力中心在 x 方向的坐標為：=0；Cx在 y 軸方向上，沖裁件左右對稱，求算線段壓力中心坐標時主要是求出圓弧 、2L、 的坐標 、 、 ，利用公式：4L624y6計算LRbsin180???式中 R——圓弧半徑（mm） ；——圓弧中心角的一半；15b——圓弧對應弦長（mm） ；L——弧長（mm） 。將相關的數據帶入上面公式，得：=5.73 =3.6 =692y4y6最終求得各個基本線段長度和重心在 y 軸方向上的坐標為：=56mm =0；1L1=56.55mm =-0.174；2 2=4mm =10.8；3 3y=12.56mm =12；4L4=62mm =10.8。5 5=69.12mm =696 6y=94.25mm =557L7壓力中心在 y 軸方向上的坐標利用下面的公式計算得出：；????n1iiin21C LyL? ?將以上數據代入公式得：25.941.625.14.56 5.637873.560yC ????????=29即如圖建立的坐標系，工件的壓力中心坐標為（0，29） 。165 模具的總體設計通過以上的分析，此零件的沖壓包括沖孔和落料兩個工序，選用級進模具，為方便小孔廢料和成形工件的落下，采用正裝結構，即沖孔凹模和落料凹模都安排在下模。因是大批量生產，但工件簡單，所以采用手動從右往左送料方式比較好，能夠使模具制造簡單。本工件在生產過程中是大批量生產，沖時第一個工位采用始用擋料銷定位，第二個工位采用固定擋料銷定位。送料時始用擋料銷與固定擋料銷作為粗定距，為保證沖裁件的尺寸精度，需要在凸模上安裝一個導正銷，利用條料上先沖下的 φ30mm 的孔做導正銷孔進行導正，依此作為條料送進的精確定距。由于板料厚度較厚，不需要采用壓料裝置。模具采用正裝結構，沖孔廢料和工件留在凹?？锥粗校瑸榱撕喕＞呓Y構，可以在下模座中開有通槽，使廢料和工件從孔洞中落下。工件厚度為 6 mm，料厚比較厚，為了簡化模具結構和達到可靠的卸料力，選用剛性卸料板來卸下條料廢料。為確保零件的質量及穩(wěn)定性，選用導柱、導套、導向，由于該零件導向尺寸較小，且精度要求不是太高，所以宜采用后側導柱模架。模具的動作過程如下：模具工作時，條料由導料板導向，人工送入工作臺面，采用始用擋料銷手動進行首次定位。上模部分隨壓力機滑塊下行，進行沖裁，導柱、導套對上下模的運動起到可靠的導向，完成 φ30mm 的沖孔動作，落料凸模進行一次空行程。始用擋料銷在彈簧作用下回到原來位置，上?；爻?，等待下一次沖裁。上模回程后，條料由導料板導向繼續(xù)送進，固定擋料銷對條料進行初定位。上模下行，第一次沖出的 φ30mm 的孔作為導正孔與導正銷配合對板料進行精確定位。沖孔凸模與落料凸模同時完成沖裁，沖裁件與沖孔廢料分別從落料凹模沖孔凹模的凹模洞中落下，落料件的廢料由固定卸料板卸下。上?；爻?，準備下一次的沖裁。在沖裁過程中，始用擋料銷只在首次沖裁時使用，以后各次沖裁時都由固定擋料銷控制送料步距作為初定位，導正銷進行精確定位進行沖裁。176 模具主要零部件的結構設計6.1 凸模、凹模的結構設計6.1.1 沖孔凸模的結構設計。沖裁件中的孔為圓形結構，為了方便凸模的加工和工作過程中的凸模替換，將凸模設計成階梯形狀，根據 JB/T5826 標準選擇凸模。沖孔凸模的結構與尺寸如圖（6）18所示：圖（6）沖孔凸模6.1.2 落料凸模的結構設計落料件外形較沖孔復雜，是一個不規(guī)則的輪廓，考慮選用直通式凸模，但由于直通式凸模不便于固定，在凸模的端面加工時留出一個高為 5mm 的凸臺用于凸模的固定。模具工作時，沖孔凸模與落料凸模同時進行沖裁，將它們設計為同等長度。該凸模要與導正銷配合對板料精確定位，因此在凸模 R22mm 圓弧中心處鉆出一個 φ26mm 的通孔。由于落料時是以凹模為基刃，凸模的尺寸按照落料凹模尺寸進行配作，要求的不是過于嚴格，其結構如圖（7）所示：19圖（7）落料凸模6.1.3 凹模板的設計如將沖孔凹模與落料凹模分別設計制造，在滿足最小壁厚的前提下，會使模具結構尺寸大大增加，制造不方便，并且增加了模具制造時的經濟成本。所以考慮將兩個凹模設計在同一個板料上作為一個整體。落料凹模刃口處加工成斜壁式，沖孔凹模刃口處為直臂式。計算凹模板的外形尺寸，以便后面的模架選擇。根據沖裁件的排樣圖查《沖壓工藝與模具設計》表 2.22 得，凹模板的厚度系數為：k=0.35所以，凹模板的高度 H= k×b =0.35×75 = 26.25（mm）凹模板的厚度 C= 1.5H =1.5×26.25 = 39.4（mm）凹模板外形尺寸的確定：20凹模外形長度 L=96+37+15+2×39.4 = 226.8（mm）凹模外形寬度 B=75+2×39.4 = 153.8（mm）依據計算數據，將凹模整體尺寸標準化 315×200×28凹模結構及尺寸如圖（8）所示：圖（8）凹模板6.1.4 導正銷的設計導正銷能夠在標準件中查詢得到，但從沖裁件尺寸標注可以看出，第一次沖下的孔邊沿到落料件邊緣距離為 7mm。如選用標準的導正銷，其尾部直徑尺寸過大，落料凸模上也應鉆出相同尺寸的孔與之配合從而會導致落料凸模的強度不夠，因此導正銷在設計過程中單獨制造出來。設計結構與尺寸如圖（9）所示：21圖（9）倒正銷6.1.5 固定擋料銷位置的確定選用固定擋料銷來對板料進行初定位，必須確定擋料銷在模具上正確位置，擋料銷位置如圖（10）其確定如下：圖（10）固定擋料銷位置由圖形（2）和圖形（10）中可以得 出：22擋料銷與沖裁件的直邊部分接觸進行初定位，有幾何關系得：條料每前進一個步距，等于直邊到擋料銷的距離。即 ）（ 429DLS???L=74mm所以固定擋料銷應在距落料件中心 74mm 處。6.1.6 導料板的設計導料板的內側與條料接觸，外側與凹模平齊，導料板與條料之間的間隙取 1mm，這樣就可確定了導料板的寬度，導料板的厚度查表取 8～10mm。導料板采用 Q235 鋼制作，熱處理硬度為 40～48HRC，用螺釘和銷釘固定在凹模上。經查表分析得，導料板長度 L=315mm，寬度 B=45.5mm ，厚度 h=10mm6.1.7 卸料板的設計卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為 20mm。在前面已確定了采用剛性卸料板，設計卸料板為一整體板。卸料板采用 45 鋼制造，淬火硬度為 40～48HRC。6.1.8 始用擋料銷位置確定根據步距要求，模具上需要兩個始用擋料銷。其位置確定如圖（11）：圖（11）始用擋料銷位置）（ m42537L1??23根據選擇的板料尺寸，與搭邊值大小， m80L2?6.2 模架的選擇根據以上設計要求，所選擇模架尺寸如下：上模座：315×200×45下模座：315×200×55 導柱：35×180導套：35×115×43墊板：315×200×10卸料板：315×200×20凸模固定板：315×200×326.3 模具的閉合高度選擇模架時，選用兩塊 315×45.5×10 的導料板；模柄選用旋入式模柄，螺紋部分的尺寸為 M36×2.5，與壓力機配合部分的高度為 73mm。所以模具閉合高度可以根據裝配關系計算為：H 下 模 座凸 模凹 模 板模 柄墊 板上 模 座高 ）（ hhh????1=45+10+73+28+（100-1）+55=310（mm）247 沖壓設備的選擇選擇型號為 JA21-160 的開式雙柱固定臺壓力機能夠滿足使用要求。型號為 JA21-160 的壓力機主要技術參數如下：公稱壓力：1600KN滑塊行程：160mm最大閉合高度：450mm封閉高度調節(jié)量：130mm工作臺尺寸：（前后×左右）710mm×1120mm工作臺板厚度：130mm模柄孔尺寸： 70×80mm?258 模具總裝圖的繪制圖（12）裝配圖1-下模座 2-緊固螺釘 3-凹模板 4-導料銷 5-固定擋料銷 6-導正銷 7-落料凸模 8-凸模固定板 9-墊板 10-上模座 11-定位銷 12-模柄13-止動銷 14-沖孔凸模 15-緊固螺釘 16-導柱 17-卸料板18-導套 19-托料板 20-螺釘 21-定位銷模具總裝圖如上圖（12）所示。269 設計總結畢業(yè)設計是我進行完了三年的模具設計與制造專業(yè)課程后的一次綜合性學習檢測，它是對我們三年來所學課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復習，也是一次理論聯(lián)系實踐的訓練。本次模具設計工件是限位板，限位板屬于典型的沖裁件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據計算確定該制件的沖裁力及模具刃口尺寸，然后選取相應的壓力機。本設計主要是落料凸、凹模及沖孔凸、凹模的設計，需要計算凸凹模的間隙、工作零件的尺寸和公差。此外,還需要確定模具工藝零件和結構零件以及模具的總體尺寸，然后根據上面的設計繪出模具的總裝圖。由于在零件制造前進行了預測，分析了制件在生產過程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應的工藝措施。因此，模具在生產零件的時候才可以減少廢品的產生。限位板沖孔落料模具的設計，是理論知識與實踐有機的結合，更加系統(tǒng)地對理論知識做了更深切貼實的闡述。也使我認識到，要想做為一名合格的模具設計人員，必須要有扎實的專業(yè)基礎，并不斷學習新知識新技術，樹立終身學習的觀念，把理論知識應用到實踐中去，并堅持科學、嚴謹、求實的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術，為國民經濟的騰飛做出應有的貢獻。致 謝本人交上的這份畢業(yè)設計雖然進了我最大努力，但并不能稱之為完整或者完美。27但在我學習過程中老師和同學的幫助堪稱完美！首先感謝本人的導師原紅玲老師，她幫我仔細審閱了本文的全部內容并對我的畢業(yè)設計內容提出了許多建設性建議。原老師在模具行業(yè)里學識淵博，為人熱情，一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他們循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪，在她的指導下使我受益匪淺，在畢業(yè)設計的過程中，特別是遇到困難時，她給了我鼓勵和幫助，在這里我向她表示真誠的感謝！同時，我還要感謝材料工程系模具專業(yè)的所有老師，有了他們的敬業(yè)教導，才有了我專業(yè)知識的積累和進步。感謝母?！幽蠙C電高等?？茖W校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學習及實踐環(huán)境，使我學到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。最后,感謝我的同窗學友，因為我們有共同的理想與追求。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！雖然此文歷經幾次修改，但由于筆者水平有限，文中仍會存在許多不足和缺陷，敬請諸位老師和學友不吝批評指正，以使我更加深入地研究和提高！參考文獻[1]陳錫棟、周小玉主編.實用模具技術手冊[ M].北京：機械工業(yè)出版社，2001[2]李紹林、馬長福主編.實用模具技術手冊[ M].上?？茖W技術出版社，1998[3]許發(fā)樾主編.實用模具設計與制造手冊[ M].北京：機械工業(yè)出版社，200028[4]楊玉英主編.實用沖壓工藝及模具設計手冊[ M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2004[5]模具實用技術叢書編委會.沖壓設計應用實例[ M].北京：機械工業(yè)出版社.1999[6]翟德梅主編.模具制造技術[ M].河南機電高等?？茖W校[7]王芳主編. 冷沖壓模具設計指導[ M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1998[8]任嘉卉主編.公差與配合手冊[ M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2000[9]李易、于成功、聞小芝主編.現(xiàn)代模具設計、制造、調試與維修實用手冊[ M].北京：金版電子出版公司，2003