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邵陽(yáng)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
前 言
模具是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)部門都越來(lái)越多地依靠模具來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)加工。模具已成為國(guó)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?，F(xiàn)代工業(yè)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(shí)，在畢業(yè)之際，特安排了此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)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(shí)，進(jìn)行一次冷沖壓模設(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(lái)所學(xué)的各門學(xué)科的知識(shí)，，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(cè)，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，敬請(qǐng)老師批評(píng)、指導(dǎo)，不勝感激。
目 錄
第1章 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題與要求………………………(3)
第1．1節(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題與要求……………………(3)
第2章 模具的設(shè)計(jì)與計(jì)算…………………………(4)
第2．1節(jié) 整體零件的工藝性分析與方案……………………(4)
第2．2節(jié) 拉深，沖孔，切邊復(fù)合模具設(shè)計(jì)與計(jì)算…………(5)
第2．3節(jié) 工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………(7)
第2．4節(jié) 計(jì)算凸模、凹模、凸凹模工作部分的尺寸…………(10)
第2．5節(jié) 按結(jié)構(gòu)圖計(jì)算閉合高度………………………………(11)
第2．6節(jié) 模架的選擇……………………………………………(12)
第2．7節(jié) 模具各零件詳細(xì)尺寸的設(shè)計(jì)…………………………(13)
第3章 壓 力 機(jī) 的 選 取…………………………(16)
第3．1節(jié) 壓 力 機(jī) 的 選 取…………………………………(16)
后 語(yǔ)…………………………………… (17)
主 要 參 考 文 獻(xiàn)…………………………………………(18)
第1章 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題與要求
第1.1節(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題與要求
1.1.1設(shè)計(jì)課題
對(duì)下圖一沖壓件進(jìn)行設(shè)計(jì)，材料為不銹鋼，厚度為0.8mm。大批量生產(chǎn)，精度要求不高，可用公差等級(jí)為IT14級(jí)。
1.1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)書與要求
（1）設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份。
（2） 零件圖數(shù)份，裝配圖。
第2章 模具的設(shè)計(jì)與計(jì)算
第2．1節(jié) 整體零件的工藝性分析與方案
2.1.1 沖壓件的工藝性分析
零件尺寸公差無(wú)特殊要求，按IT14級(jí)選取，利用拉深，沖孔，切邊方式 可達(dá)到圖件要求。
2.1.2 確定工藝方案
因該工件屬大批量生產(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，決定采用倒裝復(fù)合模，這樣，對(duì)沖裁件的質(zhì)量才更有保障。
復(fù)合模有如下特點(diǎn)：
(1) 沖裁出來(lái)的產(chǎn)品精度高，不受送料誤差的影響，內(nèi)外形相對(duì)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)材料。
（4）沖模面積較少。
第2．2節(jié) 拉深，沖孔，切邊復(fù)合模具設(shè)計(jì)與計(jì)算
2．2．1 根據(jù)零件的形狀，故可采取拉深，沖孔，切邊復(fù)合模具。
2．2．2 排樣和搭邊
沖裁件在板料、條料或帶料上的布置方法稱為排樣法，簡(jiǎn)稱為排樣。排樣是否合理，直接影響到材料的利用率，零件質(zhì)量，生產(chǎn)率，模具結(jié)構(gòu)與壽命等。因此，在沖壓工藝中和模具設(shè)計(jì)中，排樣是一項(xiàng)極為重要的技術(shù)性很強(qiáng)的工作。
（1）根據(jù)工件的形狀，排樣采用直排形式，利用活動(dòng)擋料銷控制送料步距。查《模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)綜合手冊(cè)》表1—1—15最小工藝搭邊值，工件間距a1=1.8mm,沿邊距a=2.0mm。
（2）送料方式采用手動(dòng)送料
送料步距A： A=60+a1=61.8mm
條料[寬度B： B=[D+2(a1+△)+C1]0 -△
其中△為剪板機(jī)下料公差，查《模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)綜合手冊(cè)》
得 △=0.5mm
C1為條料入端導(dǎo)料間隙 ，查《模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)綜合手冊(cè)》
得 C1=0.1mm
故 B=[92.2+2×(2.0+0.5)+0.1]0-0.5=97.30-0.5
（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
η=A/（SB）×100％
A——一個(gè)步距內(nèi)工件的有效面積mm
S——送料步距mm
B——條料寬度mm
A=92.2×60-4×π 172×1/4-2×PI×2.22=5253.51mm
η=5253.51/(61.8×97.05)×100%=87.59%
排樣圖如下：
第2．3節(jié) 工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算
2．3．1 沖裁力的計(jì)算
計(jì)算沖裁力的目的是為了確定壓力機(jī)的額定壓力，在生產(chǎn)中沖裁力便可按下式計(jì)算：
F=LTσ
L——沖裁輪廓的總長(zhǎng)度
T——板料厚度
σ——板料的抗拉強(qiáng)度
T=0.8mm σ=450 Mpa
L=(90.2-32+60-32)×2+32 ×π=272.93mm
F=0.8×450×272.93 = 98254.8 N
F0=LTKσ=92.2×0.8×450×0.8 = 6553.6 N
K 為修正系數(shù)
L為拉深件截面周長(zhǎng)
沖孔力 F1=2×PI×4.4×0.8×450= 9947.52 N
2．3．2 壓力中心的計(jì)算
因?yàn)楣ぜ且?guī)則矩形，故其壓力中心也就是工件的幾何中心。
其中心坐標(biāo)為
X0= 45.1 Y0= 30
2．3．3 計(jì)算各主要零件的尺寸
（1） 凹模
凹模厚度H：查模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)綜合手冊(cè)得K=0.22
H = KB = 0.22×92.2 = 20.284
凹模取21mm
凹模壁厚：根據(jù)工件尺寸，可查得
C1取40 C2取32
所以凹模長(zhǎng)L=90.2+ 40 × 2 = 170.2 mm
凹模寬B=58+ 32 × 2 = 122 mm
L × B ×H =170.2 × 122 × 21
取尺寸為170mm×120mm×21mm，采用整體式的凹模結(jié)構(gòu)。
（2） 凸模固定板
凸模固定板的外形與尺寸與凹模相同，厚度
H1=0.8H =0.8 × 21 = 16.8
取16mm
（3）墊板
在凸模固定板與上模座之間加一塊淬硬的墊板，可避免硬度較低的模座因局部受凸模較大的沖擊壓力而出現(xiàn)凹陷，致使凸模松動(dòng)。 墊板一般取6~~10mm，所以取H2=10mm。在墊板上穿連接螺釘，卸料螺釘和定位銷處要鉆通孔，其直徑應(yīng)比相應(yīng)件的直徑增大0.5mm~~1mm。
（4）卸料橡皮的自由高度
根據(jù)工件材料厚度為t=0.8mm。拉深時(shí)，凸凹模進(jìn)入凹模深度0.8mm，考慮模具維修刃磨量為0.8mm，再考慮開始時(shí)，卸料板高出凸凹模0.8mm，則總的工作行程：H工作= 4mm，
決定選用硬度為邵氏70—80A的橡皮，其自由高度
H=4/（30%-10%）=20mm
聚氨酯橡膠橡皮的預(yù)壓縮量
H壓縮=10%×20=2mm
所以模具中安裝橡皮的高度為
20-2=18mm
（5）卸料板
下模卸料板厚度：H0=10mm
其開孔大小查《模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)綜合手冊(cè)》表達(dá)式1—1—61，得卸料孔每側(cè)與凸凹模保持間隙0.1mm。
第2．4節(jié) 計(jì)算凸模、凹模、凸凹模工作部分的尺寸
沖孔凸模（2個(gè)）。工件孔尺寸Φ4.4,工件尺寸公差等級(jí)IT14級(jí)，磨損系數(shù) X=0.5。
根據(jù)《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》式2-34
凸模刃口尺寸 dp=(d+X×Δ)-△/ 4 0
查GＢ１８００－７９得標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值Δ＝０.30 mm
dp=(4.4+0.50×0.30)0-0.075=4.550-0.075。
凸模采用標(biāo)準(zhǔn)Ａ型圓凸模形式，其詳細(xì)結(jié)構(gòu)尺寸見零件圖。杳《模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)綜合手冊(cè)》表１－１－２９可得凸凹模雙邊間隙值為０.09 mm。
沖孔凸凹模的刃口尺寸按沖孔凸模實(shí)際尺寸配作，保證單邊間隙為０.045 mm。
拉深凸凹模的刃口尺寸與工件一致。拉深凸凹模的刃口尺寸按凸凹模實(shí)際刃口尺寸配作，保證單邊拉深間隙為０.88 mm.
第2．5節(jié) 按結(jié)構(gòu)圖計(jì)算閉合高度
2．5．1 計(jì)算閉合高度：
Ｈ模＝４０＋１６＋１６＋１０＋１０＋
１８＋２１＋０.8+45 = 176.8 mm
2．5．2 結(jié)構(gòu)圖如下：
第2．6節(jié) 模架的選擇
2．6．1 模具的相關(guān)尺寸：
根據(jù)凹模的周界尺寸：１７０mm×21 mm×21 mm,選擇模架類型為中
間滑動(dòng)導(dǎo)柱圓形模架，查《模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)綜合手冊(cè)》
表１－１－１８。可確定模架的相關(guān)尺寸如下：
上模座 ?。常保祄m × 180 mm × 21 mm
下模座 385 mm × 250 mm × 45 mm
導(dǎo)柱 Φ２８mm × 170 mm Φ 32 mm×170 mm
導(dǎo)套 Φ２8 mm × 100 mm × 38 mm
Φ3 2 mm×100 mm×38 mm
最小閉合高度 １８０mm
最大閉合高度 ２２０mm
第2．7節(jié) 模具各零件詳細(xì)尺寸的設(shè)計(jì)
該模具是采用手工送料倒裝拉深、沖孔、切邊的復(fù)合模。沖孔凸模、凸凹模用固定板緊固，凹模用螺釘與圓柱銷固定，送料靠活動(dòng)擋料銷保證送料步距，下模卸料板采用彈性卸料，上模采用剛性卸料。
2．7．1 推件裝置
此處設(shè)計(jì)的推件裝置是由壓力機(jī)的橫桿通過(guò)打桿、打板、推桿傳給推件板。推件板是出件裝置中最重要的零件。
根據(jù)計(jì)算，推桿可用2根圓柱頭螺釘，其規(guī)格為M5×40 mm。
推件板與凹模保證單邊０.1 mm間隙，其與凸模配合部分取最小間隙，開階梯孔。這樣沖孔凸模因沖孔尺寸較小，能加強(qiáng)其強(qiáng)度，又起到了導(dǎo)向和護(hù)套的作用。結(jié)構(gòu)尺寸詳見零件圖。
2．7．2 卸料板
下模卸料板采用彈壓橡皮卸料，卸料板上平面開一定的沉孔，以方便卸料螺釘?shù)幕顒?dòng)。
2．7．3 擋料銷
擋料銷形式采用活動(dòng)擋料銷控制步距，因下方安放了橡皮，直接用圓柱銷與卸料板配合，其結(jié)構(gòu)形式如下：
2．7．4 凸凹模
凸凹模型孔側(cè)壁的形狀采用階梯直壁壁孔。臺(tái)階形直壁型孔的設(shè)計(jì)參數(shù)有２個(gè)：一是刃口有效高度Ｈ，二是漏料孔比型孔單邊擴(kuò)大值b。
板料厚度t=0.8 mm時(shí)，?。龋剑磎m,b取0.5 mm。
結(jié)構(gòu)尺寸如圖：
2．7．5 螺釘、銷釘?shù)倪x擇
本模具采用內(nèi)六角圓柱頭螺釘，
上模采用 M8×80 mm
凸凹模與其固定板采用 M6×50 mm
下模座與卸料板相連采用 M6×40 mm
第3章 壓 力 機(jī) 的 選 取
第3．1節(jié) 壓 力 機(jī) 的 選 取
壓力機(jī)選用通用小型壓力機(jī)，根據(jù)計(jì)算所得的沖裁力選擇J23—16開式可傾壓力機(jī)。
J23—16開式可傾壓力機(jī)參數(shù)如下：
公稱壓力/KN 160
達(dá)到公稱壓力時(shí)滑塊離下止點(diǎn)距離/mm 5
滑塊行程/mm 70
行程次數(shù)/（次*mm-1） 115
最大封閉高度 （最低） 300
（最高） 160
封閉高度調(diào)節(jié)量/mm 60
滑塊中心到床身距離/mm 160
立柱間距離/mm 220
模柄孔尺寸（直徑×深度）/mm Ф40×60
工作臺(tái)板厚度 60
傾斜角/（°） 30
后 語(yǔ)
通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我對(duì)冷沖模，尤其是復(fù)合模有了更進(jìn)一步的了解和認(rèn)識(shí)。對(duì)于復(fù)合模，不但了解了它的整體結(jié)構(gòu)，而且對(duì)它的各個(gè)零件的具體結(jié)構(gòu)也有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí) 。
在加工工藝方面，學(xué)會(huì)了怎樣制作工藝卡，各個(gè)工序的先后順序如何去做，在材料的選取，材料的熱處理，模具的裝配方面也有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。另外在制圖方面也更加熟練了。
另外，本次設(shè)計(jì)得到了劉學(xué)敏老師的指導(dǎo)與同學(xué)們的支持，在這里特別表示感謝。
主 要 參 考 文 獻(xiàn)
丁聚松主編：《冷沖模設(shè)計(jì)》。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995
孫鳳勤主編：《模具制造工藝與設(shè)計(jì)》。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999
鐘毓斌主編：《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001
王樹勛主編：《模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)綜合手冊(cè)》。廣州：華南理工大學(xué)出版社，1997
李紹林主編：《實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)》。上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1996
沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組主編：《沖模制造手冊(cè)》。北京：北京：機(jī)械工業(yè)出版社北京：機(jī)械工業(yè)出版社
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