3203 某型號接線盒支架沖壓模具設(shè)計

3203 某型號接線盒支架沖壓模具設(shè)計,型號,接線,支架,沖壓,模具設(shè)計 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）中期報告題目：某型號接線盒支架沖壓模具設(shè)計系 別 機(jī)電信息系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班 級 B070203 姓 名 王雨蒙 學(xué) 號 B07020321 導(dǎo) 師 樊亞軍 2011 年 3 月 15 日撰寫內(nèi)容要求（可加頁）： 1. 設(shè)計（論文）進(jìn)展?fàn)顩r翻譯了外國文獻(xiàn)（利用一種新的沖模磨損試驗(yàn)方法體系測試對基本材料磨損性能的影響）。查閱了一些沖壓技術(shù)的相關(guān)資料，重點(diǎn)關(guān)注了本設(shè)計的關(guān)于排樣，沖裁，沖孔，拉伸等工藝。得出如下的一些數(shù)據(jù)：普通碳素鋼 Q235-A，未經(jīng)退火，抗剪強(qiáng)度：310-380 MPa. 抗拉強(qiáng)度：440-470 MPa伸長率：21-25% 。屈服點(diǎn)：240 MPa。做了相關(guān)的數(shù)據(jù)計算如下：如圖所示，材料厚度 t=3mm，零件高度 H=13mm，未標(biāo)注圓角都為 3mm。? 確定拉伸次數(shù)：一次拉伸成形的條件（1）拉伸高度 H≤（0.3-0.8）B. （2）盒子轉(zhuǎn)角的圓角半徑 r=(0.05-0.2)B.（3）底部圓角半徑 rр ≥（2-4）t。根據(jù)所定的參數(shù)，以上條件滿足，所以此零件可以一次拉深成形。? 計算毛坯的形狀及尺寸：將低盒形拉深件展開，計算尺寸：本次設(shè)計中，工件圖帶凸緣，取修邊余量為 0.4mm，所以計算: 0.43()FdpLHRr???2 2860.14()pdr??所以代入數(shù)據(jù)得：L=13+3-0.43×6=13.42mmR= = =12.32mm451.086.-153×+6.0R 取 12.32mm所以尺寸 80 和 50 展開長度計算分別為：L1=74+13.42×2=100.84mmL2=46+13.42×2=72.84mm分別取值為 101mm 和 73mm。? 材料利用率的計算：一個步距內(nèi)的材料利用率：η＝Ａ/BS×100%式中：　 A—一個步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積；B—條料寬度；S—步距；一個步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積，CAD 軟件-工具-查詢-面積：A=7687mm2所以一個步距內(nèi)的材料利用率：Η=Ａ／BS×100%=7687／157×75×100%=65.28%根據(jù)計算結(jié)果知道選用直排材料利用率可達(dá) 65.28%，滿足要求。2. 存在問題及解決措施在確定毛坯尺寸及確定毛坯形狀的時候出現(xiàn)了一些不太理解的問題。由于這個零件是盒形的拉深，不是回轉(zhuǎn)體，比較特殊，所以在計算其毛坯尺寸的時候計算方法較為繁瑣，有一種為作圖法注：1. 正文：宋體小四號字，行距 22 磅；標(biāo)題：加粗 宋體四號字2. 中期報告由各系集中歸檔保存，不裝訂入冊。這個作圖法在計算毛坯尺寸的時候相當(dāng)繁瑣，后來經(jīng)過查閱很多本資料解決了這個問題，通過計算的方法去解決，從而避開了較為繁瑣且不太準(zhǔn)確的作圖法。在排樣方式上是不是可以選擇無間隙排樣。零件面積的計算比較繁瑣，對沖裁的面積不好確定。3. 后期工作安排第九周至第十二周：對各套沖壓模具機(jī)構(gòu)尺寸、強(qiáng)度等進(jìn)行具體計算。第十三周至第十六周：繪制沖壓模具機(jī)械工程圖及相應(yīng)零件圖，完成畢業(yè)設(shè)計論文，做好畢業(yè)答辯準(zhǔn)備。指導(dǎo)教師簽字：年 月 日- 1 -西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告題目： 某型號接線盒支架沖壓模具設(shè)計系 別 機(jī)電信息系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 班 級 B070203 班 姓 名 王 雨 蒙 學(xué) 號 B07020321 導(dǎo) 師 樊 亞 軍 2010 年 11 月 29 日21、畢業(yè)設(shè)計（論文）綜述：由于冷沖壓有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，因此，在機(jī)械制造，電子電器等各個行業(yè)中，都得到了廣泛的應(yīng)用。大到汽車的覆蓋件，大多是由冷沖壓方法制成的。目前，采用冷沖壓工藝所獲得的沖壓制品，在現(xiàn)代汽車，拖拉機(jī)，電機(jī)電器，儀器儀表及各種電子產(chǎn)品和人們?nèi)粘Ｉ畹确矫?，都占有十分重要的地位。在電子產(chǎn)品中，沖壓件的數(shù)量占零件總數(shù)的 85%以上。在飛機(jī)。導(dǎo)彈，各種槍彈與炮彈的生產(chǎn)中，沖壓件所占的比例也相當(dāng)大。人們?nèi)粘Ｉ钪械慕饘僦破?，沖壓件所占的比例更大，如鋁鍋，不銹鋼餐具，搪瓷盆，都是冷沖壓制品。今年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，一些多內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD，并陸續(xù)開始使用 UG,PRO/E 等國際通用軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計中。近年來，隨著工業(yè)和高科技產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，我國沖壓模具的設(shè)計與制造能力已經(jīng)達(dá)到較高的水平，雖然如此，我國的沖壓模具設(shè)計制造能力與市場需要和國際先進(jìn)水平相比仍然有很大差距，這主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面，無論在設(shè)計還是加工工藝和能力方面，都存在較大差距。轎車覆蓋件模具，具有設(shè)計和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn)，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計制造方法和手段反面已基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國際水平，在轎車模具國產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步，但在制造質(zhì)量，精度，制造周期等反面，與國外相比還存在一定的差距。隨著我國經(jīng)濟(jì)的騰飛和產(chǎn)品制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，模具制造業(yè)也相應(yīng)進(jìn)入了高速發(fā)展的時期，據(jù)中國牌模具工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2003 年我國模具工業(yè)總產(chǎn)值約為 145 億元，年均增長 14%。另據(jù)統(tǒng)計，我國現(xiàn)有模具生產(chǎn)廠點(diǎn)以超過 20000 家，從業(yè)人員有 60 多萬人，模具年產(chǎn)值在 1 億元以上的企業(yè)已達(dá)十多家。可以遇見我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展將對模具提出更為大量，更為迫切的需求，特別需要發(fā)展大型精密，復(fù)雜，長壽命的模具。同時要求模具設(shè)計，制造生產(chǎn)周期達(dá)到全新的水平。2、 本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施本課題的研究內(nèi)容為某型號接線盒支架沖壓模具設(shè)計，要求是 1。能沖出符合技術(shù)要求的工件。2。能提高生產(chǎn)率。3。模具制造和維修方便。4。模具有足夠的壽命。5。模具易于安裝調(diào)整，且操作方便，安全，模具裝配圖一張，零件圖若干張，設(shè)計計算說明書一份。零件圖如下：4擬采用的研究方案：材料的選擇，沖壓設(shè)備的選擇，排樣的設(shè)計，分析制件的沖壓工藝性，制定合理的工藝方案，根據(jù)工藝方案設(shè)計相應(yīng)的模具，選擇合理的沖壓類型及結(jié)構(gòu)等。擬定的工藝方案：方案一：①落料，沖裁出零件毛坯料；②拉深，加工接線盒中間 40*32 的盒形凹槽；③沖孔，分別沖直徑為 10 的孔和直徑為 6 的孔。方案二：①落料，沖裁出零件毛坯料；②沖孔，分別沖直徑為 10 的孔和直徑為 6的孔；③拉深，加工接線盒中間 40*32 的盒形凹槽。方案三：①落料，沖裁出零件毛坯料；②使用級進(jìn)模具。三種方案優(yōu)缺點(diǎn)分析如下：方案一：使用簡單沖裁模具，結(jié)構(gòu)簡單，易于制造和維修，沖裁件的精度也較高,不受送料誤差影響,內(nèi)外形相對位置一致性好,沖件表面較為平整,適宜沖薄料。但由于都是單件完成一個工序，所以效率較低，步驟較多。方案二：由于先使用的是沖孔，而后使用拉伸工藝，會導(dǎo)致孔的變形程度較大，尺寸與位置難以保證。方案三：多工位級進(jìn)模在壓力機(jī)的一次行程內(nèi)能完成多個工序(包括落料,拉伸,沖孔),所以生產(chǎn)效率高,并容易實(shí)現(xiàn)操作機(jī)械化和自動化,尤其適用于單機(jī)上實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化,可采用高速壓力機(jī)生產(chǎn),操作安全,工人的勞動強(qiáng)度低,模具強(qiáng)度較高,壽命較長。但是5注：1. 正文：宋體小四號字，行距 22 磅。通用性較差,僅適用于中小型零件的大批量生產(chǎn),模具制造與價格都較高,要求沖床的運(yùn)動精度高,剛度好,振動小,對沖壓的運(yùn)動精度高,板料的要求高,模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造精度高,調(diào)試,維修困難,價格昂貴。3、 本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)，前期已開展工作本課題主要是對某接線盒的支架進(jìn)行沖壓模具設(shè)計，根據(jù)圖示，重點(diǎn)與難點(diǎn)在于中間 40*32 的盒形凹槽的加工，首先要根據(jù)設(shè)計的一些參數(shù)的確定來計算拉伸的次數(shù)，其次在拉伸后要保證其精度，以及沖孔之后孔的精度。近期我的主要工作是查找相關(guān)資料，補(bǔ)充自己在沖壓模具設(shè)計中的知識，同時對零件結(jié)構(gòu)、尺寸進(jìn)行認(rèn)真分析。4、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計劃第一周至第三周：做畢業(yè)設(shè)計準(zhǔn)備工作，查找相關(guān)資料，補(bǔ)充設(shè)計知識，確定加工方案做好開題答辯工作。第四周至第八周：根據(jù)前期補(bǔ)充的知識，進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)的簡單設(shè)計，完成中期報告。第九周至第十二周：對各套沖壓模具機(jī)構(gòu)尺寸、強(qiáng)度等進(jìn)行具體計算。第十三周至第十六周：繪制沖壓模具機(jī)械工程圖及相應(yīng)零件圖，完成畢業(yè)設(shè)計論文，做好畢業(yè)答辯準(zhǔn)備5 指導(dǎo)教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見）指導(dǎo)教師： 年 月 日 6 所在系審查意見：系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日62. 開題報告由各系集中歸檔保存。參考文獻(xiàn)：【1】王孝培主編.沖壓手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990【2】 《沖壓模具設(shè)計與制造》.劉建超、張寶忠主編.高等教育出版社【3】 《模具設(shè)計與制造簡明手冊》(第二版).馮炳堯編.上海科學(xué)技術(shù)出版社【4】李碩本主編. 沖壓工藝學(xué). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982【5】模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會.沖壓設(shè)計應(yīng)用實(shí)例.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994【6】高鴻庭，劉建超主編.冷沖壓設(shè)計及制造.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002【7】 《沖模圖冊》李天佑主編.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002【8】丁松聚主編. 冷沖模設(shè)計.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994【9】成虹主編.沖壓工藝與模具設(shè)計. 北京：高等教育出版社，2000【10】李天佑主編. 沖模圖冊. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988【11】國家技術(shù)監(jiān)督局.沖模模架. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1991【12】中國機(jī)械工程學(xué)會鍛壓學(xué)會編.鍛壓手冊 第 2 冊. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993【13】Friction factor measurement for sheet metal forming.Xu, S.C. (Tangshan Econ. and Trade Comm., Tangshan 063000, China); Wang, X.J. Source: Kang T'ieh/Iron and Steel (Peking), v 36, n 2, p 37-40, February 2001 Language: Chinese【14】Incremental sheet metal forming on CNC milling machine-toolKopac, J. (University of Ljubljana, Faculty of Mechanical Engineering, A?kerceva 6, 1000 Ljubljana, Slovenia); Kampus, Z. Source: Journal of Materials Processing Technology, v 162-163, n SPEC. ISS., p 622-628, May 15, 2005【15】Sheet metal forming simulation using EAS solid-shell finite elements.Parente, M.P.L. (Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, University of Porto, 4200-465 Porto, Portugal); Fontes Valente, R.A.; Natal Jorge, R.M.; Cardoso, R.P.R.; 5Alves de Sousa, R.J. Source: Finite Elements in Analysis and Design, v 42, n 13, p 1137-1149, September 2006XXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(論文)題目：某型號接線盒支架沖壓模具設(shè)計系 （別）： 機(jī)電信息系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班 級： 1230203 學(xué) 生： XXXX 學(xué) 號： 123020321 指導(dǎo)教師： XXXX 2011 年 05 月I某型號接線盒支架沖壓模具設(shè)計摘 要本文設(shè)計了某型號接線盒支架的沖壓模具，由于這個零件不屬于回轉(zhuǎn)體零件，中間有一個盒形的支架，所以在計算毛坯尺寸的時候比較困難，因?yàn)檎归_形狀不是很規(guī)則，所以計算出毛坯尺寸很關(guān)鍵。這個零件需要制造出來設(shè)計了三套模具，分別為落料模具，拉深模具，沖孔模具。 本設(shè)計中介紹了某型號接線盒支架沖壓模具工藝分析工藝方案的分析和制定，排樣圖的設(shè)計，總的沖壓力計算及壓力中心的計算，刃口尺寸的計算，凸模、凹?；蛲拱寄＝Y(jié)構(gòu)設(shè)計以及其他沖模零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制模具裝配圖和工作零件圖，編寫設(shè)計說明書，制作工作零件機(jī)械加工工藝過程卡，注意凸、凹模的配合加工。有關(guān)工藝參數(shù)的計算，如：沖裁力、卸料力的計算。沖孔模具結(jié)構(gòu)設(shè)計中有關(guān)于非標(biāo)準(zhǔn)件的計算與設(shè)計等等。關(guān)鍵詞：凸模；凹模；工藝；裝配圖.IIA certain type of junction box base stamping mould designAbstractThis paper introduces the design of a certain type of stamping mould boxes base , Because the parts does not belong to axially symmetrical parts , There is a box shape among the base , So in the calculation of blank dimensions is difficult , Because spread shape is not very rules, so calculate blank dimensions is a key point. The parts that need to be made out three sets of mould design , Separately for blanking mold, deep drawing mould, punching die.In this design introduced a certain type of junction box base stamping mould design ,the craft plan formulation, arranges the specimen map design, the always ramming strength computation and the center of pressure computation, the cutting edge size computation, the spring, the rubber computation and selects, the raised mold, the concave mold or the convex-concave mold structural design and all that die the components structural design, draws up the mold assembly drawing and the work detail drawing, the compilation design instruction booklet, fills in the work components machine-finishing technological process card, raised pays attention to, the concave mold coordinate processing. The calculation concerning craft parameter, such as: Hurtle to cut the dint and unload the calculation of anticipate the dint. The blunt bore molding tool structure designs the medium calculation and the design etc. concerning not standard piece.Key Words: Positioning；Punchedhole；Flection； Convex； Cave mold. III目 錄1 緒 論 .............................................................11.1 沖壓技術(shù)概論 .....................................................11.2 我國模具技術(shù)的發(fā)展趨勢 ...........................................21.3 本課題的來源及主要任務(wù) ...........................................32 零件工藝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 .........................................63 落料模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 .................................................93.1 工件分析 .........................................................93.2 工藝計算 .........................................................93.3 排樣及條料寬度及確定步距 ........................................123.4 材料利用率的計算 ................................................133.5 計算總沖壓力 ....................................................153.6 壓力中心的計算 ..................................................154 落料模的主要零部件設(shè)計 .........................................174.1 凹模的設(shè)計 ......................................................174.2 凸模的尺寸及制造精度 ............................................174.3 凹凸模間隙 ......................................................174.4 凹模的結(jié)構(gòu)形式 ..................................................185 落料模輔助零部件設(shè)計 ............................................195.1 擋料銷 ..........................................................195.2 導(dǎo)料銷 ..........................................................195.3 卸料板 ..........................................................195.4 導(dǎo)向零件 ........................................................195.5 連接與固定零件 ..................................................20IV5.5.1 上下模座 ....................................................205.5.2 模柄 ........................................................205.5.3 螺釘與銷釘 ..................................................205.6 落料模壓力機(jī)的選擇 ..............................................205.7 模具裝配圖的繪制 ................................................216 拉深模和沖孔模的設(shè)計 ............................................226.1 拉深力和沖孔力的計算 ............................................226.1.1 拉深力的計算 ................................................226.1.2 沖孔力的計算 ................................................226.1.3 拉深次數(shù)的計算 ..............................................236.1.4 拉深凸模和凹模尺寸的計算 ....................................236.1.5 沖孔凹模和凸模尺寸的計算 ....................................257 結(jié)論 ..............................................................267.1 總結(jié) ............................................................267.2 體會 ............................................................26參考文獻(xiàn) .............................................................27致 謝 ................................................................28畢業(yè)設(shè)計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明 ......................................29畢業(yè)設(shè)計（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 ........................................30V主 要 符 號 表Ra 表面粗糙度L 周長彎曲帶中心角??X 、K 系數(shù)t 材料厚度S 步距r 半徑B 寬度A 面積材料利用率??Z 沖裁模初始雙面間隙強(qiáng)度??F 作用力n 件數(shù)h 高度A 凸、凹刃口尺寸t 凸模制造公差??a 凸模制造公差??dt 凸模刃口尺寸da 凹模刃口尺寸VI△ 沖裁件制造公差P 彎曲沖壓力 C 間隙系數(shù)1 緒論11 緒 論1.1沖壓技術(shù)概論日常生產(chǎn)、生活中所使用到的各種工具和產(chǎn)品，大到機(jī)床的支架、機(jī)身外殼，小到一個螺絲、紐扣以及各種家用電器的外殼，無不與模具有著密切的關(guān)系。模具的形狀決定著這些產(chǎn)品的外形，模具的加工質(zhì)量與精度也就決定著這些產(chǎn)品的質(zhì)量。因?yàn)楦鞣N產(chǎn)品的材質(zhì)、外觀、規(guī)格及用途的不同，模具分為了鑄造模、鍛造模、壓鑄模、沖壓模等非塑膠模具，以及塑膠模具。模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國家被稱為“點(diǎn)鐵成金”的“磁力工業(yè)” ；美國工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”德國則認(rèn)為是所有工業(yè)中的“關(guān)鍵工業(yè)” ;日本模具協(xié)會也認(rèn)為“模具是促進(jìn)社會繁榮富裕的動力 ” ，同時也是“整個工業(yè)發(fā)展的秘密” ，是“進(jìn)入富裕社會的原動力” 。日本模具產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值達(dá)到 13000 億日元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過日本機(jī)床總產(chǎn)值 9000 億日元。如今，世界模具工業(yè)的發(fā)展甚至己超過了新興的電子工業(yè)。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%。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，沖壓加工技術(shù)的應(yīng)用愈來愈廣泛，模具成形已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段。沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形從而獲得所需零件（俗稱沖壓件或沖件）的一種壓力加工方法。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素。沖壓是一種先進(jìn)的金屬加工方法，在國民經(jīng)濟(jì)的加工工業(yè)中占有重要的地位。與機(jī)械加工及塑性加工和其它方法相比，沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)如下：沖壓一般沒有切削碎料產(chǎn)生，材料的消耗較少利用率高，一般為 70%～85%，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化.在形狀和尺寸精度方面的互換性較好。一般情況下可直接滿足裝配和使用要求,或很難得到的，如薄殼件.被加工的金屬在沖壓加工過程中產(chǎn)生加工硬化，金屬內(nèi)部組織得到改善，機(jī)械強(qiáng)度有所提高，所以沖壓件剛度強(qiáng)度較好.西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）1西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）2沖壓時由模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓材料的表面質(zhì)量，而模具的壽命一般較長，所以沖壓件的質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好，具有“一模一樣”的特征.在大量生產(chǎn)的條件下，產(chǎn)品的成本低，經(jīng)濟(jì)效益較高.沖裁過程能耗較低。由此可見沖壓制得的零件具有表面質(zhì)量好重最輕成本低的優(yōu)點(diǎn)。所以沖壓在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來越多的采用沖壓方法加工產(chǎn)品零件，如汽車、農(nóng)機(jī)、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工業(yè)等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重相當(dāng)?shù)拇?，少則 60%以上，多則 90%以上。不少過去用鍛造、鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕剛度好的沖壓件所代替。有些機(jī)械設(shè)備往往以沖壓件所占比例的大小作為評價結(jié)構(gòu)是否先進(jìn)的指標(biāo)之一。工業(yè)發(fā)達(dá)國家對冷沖壓生產(chǎn)工工藝的發(fā)展是很重視的.不少國家(如美國、日本等)模具工業(yè)產(chǎn)值己超過機(jī)床工業(yè)。從這些國家鋼材構(gòu)成可以看出冷沖壓的發(fā)展趨勢。鋼帶和鋼板占全部品種的 67%，充分說明沖壓這種加工方法己成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和發(fā)展方向。沖壓技術(shù)的發(fā)展特征是：沖壓成形科學(xué)化、數(shù)字化和可控化；突出“精、省、凈“三大優(yōu)勢；沖壓成形可以實(shí)現(xiàn)全過程控制；產(chǎn)品從設(shè)計開始即進(jìn)入控制，考慮工藝；沖壓生產(chǎn)的靈活性和柔性。1.2我國模具技術(shù)的發(fā)展趨勢當(dāng)前，我國工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多、更新快和市場競爭激烈。在這種情況下， 用戶對模具制造的要求是交貨期短、精度高、質(zhì)理好、價格低。因此，模具工業(yè)的發(fā)展的趨勢是非常明顯的。 模具產(chǎn)品發(fā)展將大型化精密化 模具產(chǎn)品成形零件的日漸大型化，以及由于高效率生產(chǎn)要求的一模多腔(如塑封模已達(dá) 到一模幾百腔)使模具日趨大型化。隨著零件微型化，以及模具結(jié)構(gòu)發(fā)展的要求(如多工位級進(jìn)模工位數(shù)的增加，其步距精 度的提高)精密模具精度已由原來的5μm 提高到 2～3μm，今后有些模具加工精度公差要求 在 1μm 以下，這就要求發(fā)展超精加工。 多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展 新型多功能復(fù)合具是在多工位級進(jìn)?；A(chǔ)上開發(fā)出來的。一套多功能模具除了西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）3沖壓成 形零件外，還可擔(dān)負(fù)轉(zhuǎn)位、疊壓、攻絲、鉚接、鎖緊等組裝任務(wù)。通過這種多勸能模具生產(chǎn) 出來的不再是單個零件，而是成批的組件。如觸頭與支座的組件，各種小型電機(jī)、電器及儀 表的鐵芯組件等。 熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高 由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制作的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省制作的原材料和節(jié) 約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。國外熱流道模具已有一半用上了熱 流道技術(shù)，有的廠甚至已達(dá) 80%以上，效果十分明顯。國內(nèi)近幾年已開始推廣應(yīng)用，但總體 還達(dá)不到 10%，個別企業(yè)已達(dá)到 20%~30%。制訂熱流道元器件的國家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價廉高 質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。 氣體輔助注射模具和適應(yīng)高壓注射成形等工藝的模具將積極發(fā)展 氣體輔助注射成形是一種塑料成形的新工藝，它具有注射壓力低、制品翹曲變形少、 表面好以及易于成形壁厚差異較大的制品等優(yōu)點(diǎn)，可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低 成本。國外，已經(jīng)較成熟。國內(nèi)目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成 形包括塑料熔體注射和氣體(一般均采用氮?dú)?注射成形兩面部份，比傳統(tǒng)的普通注射工藝有 更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且氣體輔助注射常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計和 控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。為了確保塑料件精度，將繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具。在注射成形中，影響成型件精度的最大因素是成型收縮，高壓注射成型可強(qiáng)制樹 脂收縮率，增加塑件尺寸的穩(wěn)定性。模具要求剛性好、耐高壓。特別是精密模具的型腔應(yīng)淬 火，澆口密封性好，模具能準(zhǔn)確控制。注射壓縮成型技術(shù)，是在模具預(yù)先半開模狀態(tài)或者在 鎖模力保持中壓或低壓，模具在設(shè)定的打開量下，注射溶融樹脂，然后以最大的鎖模力進(jìn)行 壓縮成型，其效果是：成型件局部內(nèi)應(yīng)力?。豢傻玫娇s孔少的厚壁成型件；對于塑件狹窄的部件也可注入樹脂；用小注射力能得到優(yōu)良制品。該類模具的理想結(jié)構(gòu)是：注射時樹脂以低的流動阻力迅速充填型腔；充填完后能立即遮斷澆口部；壓縮作用應(yīng)僅限于型腔部。1.3本課題的來源及主要任務(wù)本課題主要任務(wù)就是設(shè)計沖壓模具，制造出零件的要求的尺寸，繪制出模具裝配圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件零件圖，熟悉沖壓模具設(shè)計步驟，包括了落料，沖孔，拉深等模具的設(shè)計以及計算相應(yīng)的尺寸。本課題任務(wù)主要有兩個特點(diǎn)：涉及沖壓模具方面的知識；西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）4涉及機(jī)械制造方面的知識。從上述任務(wù)特點(diǎn)可以知道，本課題知識的綜合性較強(qiáng)，涉及的知識面較廣。冷沖壓:是在常溫下利用沖模在壓力機(jī)上對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件的加工方法。沖壓可分為五個基本工序：沖裁、彎曲、拉深、成形和立體壓制。沖壓模具:在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模） 。沖壓模按照工序組合分為三類：單工序模、復(fù)合模和級進(jìn)模。復(fù)合模與單工序模相比減少了沖壓工藝，其結(jié)構(gòu)緊湊，面積較?。粵_出的制件精度高，工件表面較平直，特別是孔與制件的外形同步精度容易保證；適于沖薄料，可充分利用短料和邊角余料；適合大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)率高，所以得到廣泛應(yīng)用，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難。沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設(shè)計和制造有直接關(guān)系。模具設(shè)計與制造技術(shù)水平的高低，是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。 沖壓加工作為一個行業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)的加工工業(yè)中占有重要的地位。近年來，沖壓成型工藝有了很多新的進(jìn)展，特別是精密沖裁、精密成形、精密剪切、復(fù)合材料成形、超塑性成形、軟模成形以及電磁成形等新工藝日新月異，沖壓件的成形精度日趨精確，生產(chǎn)率有了極大的提高，正把沖壓加工提高到高品質(zhì)、新的發(fā)展水平。由于引入了計算機(jī)輔助工程（CAE）沖壓成形已從原來對應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行有限元分析而逐步發(fā)展到采用計算機(jī)進(jìn)行工藝過程的模擬與分析，以實(shí)現(xiàn)沖壓過程的優(yōu)化分析設(shè)計。計算機(jī)在模具領(lǐng)域，包括設(shè)計、制造、管理等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。2 零件工藝分析及確定工藝方案和模具結(jié)構(gòu)類型52 零件工藝分析及確定工藝方案和模具結(jié)構(gòu)類型2.1工件零件材料為 Q235，板厚 3mm，制件精度為 IT10 級.，形狀簡單，尺寸不大，中小批量生產(chǎn)，屬普通沖壓件。工件如圖 2.1 所示：圖 2.1 工件圖2.2工藝分析根據(jù)制件的材料、厚度、形狀及尺寸，在沖壓工藝設(shè)計和模具設(shè)計時，應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：該制件為落料拉深沖孔件，在設(shè)計時，毛坯尺寸要計算準(zhǔn)確；沖裁間隙、拉深凸凹模間隙應(yīng)符合制件的要求；各工序凸凹模的動作行程的確定應(yīng)保證各工序工作穩(wěn)妥、連貫。沖壓工藝是塑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，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，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西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）6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。其具體要求為：對沖裁件形狀與尺寸的要求沖裁件的形狀應(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，把沖裁件盡量設(shè)計成少、無廢料排樣的形狀。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。沖裁件的孔徑過小時，凸模容易折斷或壓彎。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。 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。沖裁件上孔與孔之間，孔至邊緣之間的距離不宜過小，否則會產(chǎn)生孔與孔之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。沖裁件對尺寸精度的要求：一般普通沖裁所得到?jīng)_裁件的尺寸精度在 IT10～I(xiàn)T11 級以內(nèi)。根據(jù)制件的工藝性分析，其基本工序有落料、拉深、沖孔三種。本工件材料為 Q235，厚度為 3mm。具有良好的沖壓性能,且沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀簡單，所有精度按照 IT10級制造。取磨損系數(shù) X=0.5。結(jié)論：材料：Q235 碳素鋼具有良好的可沖壓性能。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°直角改為 R3 的圓角。尺寸精度：零件圖上所有尺寸均按 IT10 級確定工件尺寸的公差。2.3確定工藝方案模具結(jié)構(gòu)類型因該工件屬中小批量生產(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： 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）7方案一：采用復(fù)合模。即：在壓力機(jī)滑塊一次行程中、在模具同一工位同時完成沖孔和拉深。復(fù)合模有如下特點(diǎn)：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。沖件表面較為平整。適宜沖薄料，也適宜沖脆性或軟質(zhì)材料。沖模面積較少。方案二：采用級進(jìn)模。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)：材料利用率較高。凸模形狀簡單，提高模具使用壽命。工作效率比較高。方案三：單工序模生產(chǎn)。使用落料模具，拉深模具，沖孔模具。比較三個方案，復(fù)合模與級進(jìn)模具的優(yōu)點(diǎn)雖然很多，但是在設(shè)計的過程中容易出現(xiàn)一些比較繁瑣的問題，導(dǎo)致工件的生產(chǎn)出現(xiàn)問題，另一方面，由于我們現(xiàn)在的學(xué)識有限，所以對于復(fù)合模具和級進(jìn)模具的設(shè)計比較困難。所以在此選擇比較簡單的單工序模具生產(chǎn)，所以選擇方案三。定位裝置為了使條料送料時有準(zhǔn)確的位置,保證沖出合格的制件,同時考慮到零件生產(chǎn)批量不多,且要求模具結(jié)構(gòu)盡量簡單,所以采用定位銷定位。因?yàn)榘辶虾穸?t=3mm,屬于較厚的板材,且制件尺寸不大,所以采用側(cè)面兩個擋料銷定位導(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固定擋料銷。卸料裝置沖裁時，條料將卡在凸模外緣，因此需要在凸模設(shè)置卸料裝置。在凹模下方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切邊。由于該零件的條料 3mm 較厚，故采用第一種剛性卸料結(jié)構(gòu)。西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）8導(dǎo)向裝置方案一：采用對角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對稱的對角線上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動平穩(wěn)。常用于橫向送料級進(jìn)模或縱向送料的落料模、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，偏心距會造成導(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)用的自動沖壓模架。方案四：中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。但只能一個方向送料。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，該落料模采用中間導(dǎo)柱模架的導(dǎo)向方式，即方案四最佳。3 落料模具結(jié)構(gòu)設(shè)計93 落料模具結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1工件分析盒形拉深件屬于非軸對稱零件，根據(jù)矩形盒幾何形狀的特點(diǎn)，可以將其側(cè)壁分為長度是 A-2r 與 B-2r 的兩對直邊部分及四個半徑為 的圓角部分。壓變形性質(zhì)與直壁圓筒件有相同之處亦有不同之處。相同之處是在變形區(qū)都是在徑向拉應(yīng)力與切向拉應(yīng)力的作用下產(chǎn)生拉深變形，而存在著變形區(qū)產(chǎn)生的拉應(yīng)力與傳力區(qū)的承載能力之間的關(guān)系問題。不同之處是盒形件的應(yīng)力狀態(tài)和所產(chǎn)生的拉深變形在周邊上的分布是不均勻的，由次而引起一系列和圓桶形件成型不同的特點(diǎn)。根據(jù)盒形件能否一次拉深成形將盒形件分為兩類，凡是能一次拉深成形的盒形件稱為低盒形件；凡是需經(jīng)多次拉深才能成形的盒形件稱為高盒形件。兩類盒形件拉深時的變形特點(diǎn)是有差別的，因此工藝過程設(shè)計和模具設(shè)計中需要解決的問題和方法也不盡相同。3.2工藝計算拉深件毛坯尺寸計算的原則：面積相等原則由于拉深前和拉深后材料的體積不變，對于不變薄拉深，假設(shè)材料厚度拉深前后不變，拉深毛坯的尺寸按“拉深前毛坯表面積等于拉深后零件的表面積”的原則來確定(毛坯尺寸確定還可按等體積，等重量原則)。形狀相似原則拉深毛坯的形狀一般與拉深件的橫截面形狀相似。即零件的橫截面是圓形、橢圓形時，其拉深前毛坯展開形狀也基本上是圓形或橢圓形。對于異形件拉深，其毛坯的周邊輪廓必須采用光滑曲線連接，應(yīng)無急劇的轉(zhuǎn)折和尖角。拉深件毛坯形狀的確定和尺寸計算是否正確，不僅直接影響生產(chǎn)過程，而且對沖壓件生產(chǎn)有很大的經(jīng)濟(jì)意義，因?yàn)樵跊_壓零件的總成本中，材料費(fèi)用一般占到 60 %以上。查表選取修邊余量 m3.0δ=按公式計算毛坯直徑 D盒形件拉深時，確定毛坯形狀與尺寸的原則是在保證零件質(zhì)量的前提下，盡可能節(jié)約材料，有利于提高成形極限，由于變形區(qū)周邊上應(yīng)力應(yīng)變分布不均西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）10勻，而且零件的幾何參數(shù)、材料性能、模具結(jié)等因素對這種不均勻變形的影響極為復(fù)雜，所以，現(xiàn)在不能精確計算出毛坯形狀和尺寸，使零件的口部非常整齊。另外，欲設(shè)計一種理想的毛坯形狀適用于不同幾何參數(shù)的盒形件也是不可能的。因此，只能對不同幾何參數(shù)范圍給出較為合理的毛坯形狀。合理毛坯形狀分為三類：A 型毛坯、B 型毛坯和 C 型毛坯。三種類型毛坯所適用的范圍如圖 3.1 所示。因此，對不同幾何參數(shù)的盒形件，可從圖 3.1 選用一次拉深成形的毛坯形狀，如圖 3.1:圖 3.1 盒 形 件 一 次 成 形 毛 坯 選 圖盒 形 拉 深 毛 坯 計 算 高 度 可 用 下 式 表 示 ：0H???（ 3.1）式 中 0——盒 型 件 高 度?——盒 形 件 修 邊 余 量 ， 查 表 3.1表 3.1 盒形件的修邊余量拉深次數(shù) 1 2 3修邊高度 H（0.03~0.08） 0H（0.04~0.06） 0H（0.05~0.08） 0H經(jīng)過查表確定使用 A 形毛坯，A 形毛坯根據(jù)盒形件的相對高度 r和相對轉(zhuǎn)角半徑 rB不同又可分成 1、 2、 3三種情況，而在此選用 1A形毛坯比較合適。1A形毛坯可用幾何作圖方法將盒形件直邊部分和轉(zhuǎn)角部分分別展開，使毛坯角部具有光滑過渡的輪廓（圖 3.2） 。計算與作圖方法如圖 3.2：西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）11圖 3.2 1A形 毛 坯 作 圖 法直 邊 部 分 按 彎 曲 變 形 計 算 ， 其 展 開 長 度 L 由 下 式 確 定 ：無 凸 緣 時 0.57pLHr?? (3.2)帶 凸 緣 時 43()FdpR? (3.3)圓 角 部 分 按 四 分 之 一 圓 筒 形 拉 深 變 形 ， 展 開 的 角 部 毛 坯 半 徑 R用 以下 各 式 計 算 ：無 凸 緣 時 若 pr?， 則 2RrH? (3.4)若 ?， 則 20.86(.1)pprr???(3.5)帶 凸 緣 時 .()4Fpdd (3.6)做 出 從 圓 角 部 分 到 直 邊 部 分 呈 階 梯 形 過 渡 的 平 面 毛 坯 ABCDEF。從 線 段 BC、 DE 的 中 點(diǎn) 部 分 分 別 向 半 徑 為 R 的 圓 弧 劃 切 線 ， 并 用 圓 弧圓 滑 過 渡 。本 次 設(shè) 計 中 ， 工 件 圖 帶 凸 緣 ， 取 修 邊 余 量 為 0.4mm， 所 以 計 算 :0.43()FdpLHRr???(3.7)2 2861()pdrr?(3.8)西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）12所 以 代 入 數(shù) 據(jù) 得 ：L=13+3-0.43×6=13.42mmR= = =12.32mm58.560R 取 12.32mm所 以 尺 寸 80 和 50 展 開 長 度 計 算 分 別 為 ：L1=78+13.42×2=102.84mmL2=46+13.42×2=72.84mm分 別 取 值 為 103mm 和 73mm。用作圖法修正后工件展開圖如圖 3.3 所示：圖 3.3 工件展開圖3.3排樣及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、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。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。搭邊過大，浪費(fèi)材料。搭邊過小，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖件毛刺，有時還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命。西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）13搭邊值通常通過查表確定。根據(jù)零件形狀，經(jīng)過查表確定工件之間搭邊值 a=2mm, 工件與側(cè)邊之間搭邊值 b1=2mm, 條料是由板料裁剪下料而得，為保證送料順利，規(guī)定其上偏差為零，下偏差為負(fù)值△B0△ =（Dmax＋2a 1） 0△ (3.9)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；查表可得 2.0mm?！鳌辶霞舨孟碌钠?；查表可得△=0.6mm。B0△ =153+4=1570-0.60mm故條料寬度為 157mm。步距為：73+2=75mm查表 3.2 與 3.3 可得：表 3.2 搭邊值和側(cè)邊值的數(shù)值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材料厚度t（mm)搭邊 a 沿邊 a1 搭邊 a 沿邊 a1 搭邊 a 沿邊 a 1＞2.5～3.0 1.8 2.2 2.2 2.5 2.5 2.8表 3.3 帶料寬度偏差△（mm）條料寬度 b(mm)條料厚度 t(mm)≤50 ＞50～100 ＞100～200 ＞200＞3～5 0.9 1.0 1.1 1.23.4材料利用率的計算沖裁件的實(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)。一個步距內(nèi)的材料利用率：η＝Ａ/BS×100% (3.10)式中：　 A—一個步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積；B—條料寬度；S—步距；由此可之，η 值越大，材料的利用率就越高，廢料越少。廢料分為工藝廢西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）14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，工藝廢料的多少決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，排樣時應(yīng)考慮如下原則：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） 。排樣方法使應(yīng)操作方便，勞動強(qiáng)度小且安全。模具結(jié)構(gòu)簡單、壽命高。保證制件質(zhì)量和制件對板料纖維方向的要求。一個步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積，CAD 軟件-工具-查詢-面積：A=7687mm2所以一個步距內(nèi)的材料利用率：Η=Ａ／BS×100% (3.11)=7687／157×75×100%=65.28%根據(jù)計算結(jié)果知道選用直排材料利用率可達(dá) 65.28%，滿足要求。畫出排樣圖 3.4： 圖 3.4 排樣圖西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）153.5計算總沖壓力由于沖模采用剛性卸裝置和自然漏料方式，故總的沖壓力為：P0=P+Pt (3.12)P=P1+P2 (3.13)而式中 P 1--------落料時的沖裁力P2--------沖孔時的沖裁力由于使用的是單工序模具，所以分開計算沖裁力，先計算沖裁力 P1按推料力公式計算沖裁力：F=KLt b (3.14)??式中：F—沖裁力，單位為 N；K—系數(shù)，是考慮模具刃口磨損，間隙不均勻，材料機(jī)械性能;及厚度的波動等實(shí)際因素而給出的修正量，一般取 K=1.3；t—材料厚度，單位為 mm；b—材料的抗剪強(qiáng)度，單位為 MPa。??查沖壓模具設(shè)計抗剪切強(qiáng)度表 b=380MPa??F=KLt b??=1.3×352×3×380=521.6（KN）按推件力公式計算推件力 Pt：Pt=nKtP (3.15)其中：n 為卡再凹模里料的個數(shù)=h/t。h 為凹模刃壁垂直部分高度（mm） t 為料厚（mm）推 料 力 系 數(shù)TKP 為沖裁力 N。查表，K t=0.055Pt=0.055×521.6=28.688(KN)計算總沖壓力 PZ：PZ=P1+P=521.6+28.688=550.288(KN)3.6壓力中心的計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)滑塊的中心線相重合，以防止模具工作時發(fā)生歪斜、間隙不均勻、導(dǎo)向磨損等。定壓力中心的工作，主西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）16要對復(fù)雜沖裁模、多凸模沖孔模及連續(xù)模才進(jìn)行。通常模具布置時將壓力中心安放在凹模的對稱中心點(diǎn)上。4 落料模的主要零部件設(shè)計174 落料模的主要零部件設(shè)計4.1凹模的設(shè)計落料模中凹模的尺寸及制造精度：尺寸 062.-153和 048.-7磨損后增大，由公式 0)(pXdp?????(4.1)計算得： 015.-04/62.-δ3)(Δ???pp012.-04/8.-δ473)(=×+pXdp4.2凸模的尺寸及制造精度尺寸 m7315 磨損后減小，由公式： ?????0)(XDd(4.2)計算得： 15.015.04/62.δ9)3-15()Δ-(??????dd 12.012.04/8.δ76)-73(+++==×dXDd4.3凹凸模間隙查《沖壓工藝及模具設(shè)計》中表可得 minz=0.06mm,?=0.02mm ax= i+ =0.08mm 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）18沖孔凸模、落料凹模分別按照沖孔凸模、落料凹模的實(shí)際尺寸進(jìn)行配制，雙邊最小間隙為 0.06mm，間隙最大不得超過 0.08mm。大批量生產(chǎn)、且工作精度要求不高，按大間隙可提高模具的壽命。4.4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》可選用如下圖所示的類型如圖 4.1：圖 4.1 凹模的結(jié)構(gòu)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)行計算。凹模厚度： KbH?（mm） (4.3)式中 K——系數(shù)，考慮板料厚度的影響 K=0.26；b——沖裁件的最大外形尺寸。所以落料凹模厚度為： m9.263≈15.0×= 取 40mm。5 落料模輔助零部件設(shè)計195 落料模輔助零部件設(shè)計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)計的模具選用圓形固定擋料銷。材料為 45 鋼，經(jīng)熱處理硬度 HRC42～48。與凹模的銷孔為H7/m6 配合。查《沖壓工藝及模具設(shè)計》表可得，擋料銷高度為 3mm。 5.2導(dǎo)料銷導(dǎo)料銷的作用是使條料在橫向能夠正確定位，即沖裁時條料可貼在導(dǎo)料板的一側(cè)向前送進(jìn)，以防偏斜。5.3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)計考慮到該工件的工藝性極其模具的要求等因素，決定選用固定卸料板結(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)料板連為一體，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 tm)5.0~1(，經(jīng)過計算，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0.5～1.0 倍。5.4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，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)。參照模具設(shè)計手冊，本模具采用對角導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱分布在矩形凹模的對稱中心上，兩個導(dǎo)柱的直徑不同，可避免上模座與下模座裝錯而發(fā)生啃模事故。適用與單工序模。導(dǎo)柱與導(dǎo)套、下模座的配合關(guān)系采用基軸制。導(dǎo)柱和與之相配合的導(dǎo)套，分別壓入下模座和上模座的安裝孔中，分別采用 H7/r6 過盈配合和 H7/h7 的間隙配合，這樣做是為了避免因調(diào)整不當(dāng)，使壓力機(jī)滑塊運(yùn)動與導(dǎo)西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）20柱上端面碰撞，在選擇導(dǎo)柱長度和導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝時，應(yīng)保證模座在閉合狀態(tài)時，上模座上平面與導(dǎo)柱上端面應(yīng)保留 10～15mm 的距離，導(dǎo)柱下端面與下模座下平面應(yīng)留至少 2mm 的距離。導(dǎo)套與上模座上平面應(yīng)留不小于 3mm 的距離。 5.5連接與固定零件5.5.1 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，一般取為凹模厚度的 1～1.5 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。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 40～70mm，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： 、上H式中 ： ——上模座厚度； ——下模座厚度； 凹下 H)5.1~(?上H下——凹模厚度。下模座長 因?yàn)楸緵_模采用導(dǎo)柱導(dǎo)套裝置，凹 )70~4(??凹L故下模座長度取得稍大。具體尺寸見裝配圖。5.5.2 模柄選用壓入式模柄。它與上模座孔采用 過渡配合。模柄的直徑與長度6/7m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，材料采用 Q235 鋼。5.5.3 螺釘與銷釘螺釘與銷釘用于零件安裝時的固定和定位。工作零件與模座配合時則不用銷釘。銷釘使用兩個。螺釘?shù)拇笮「鶕?jù)凹模厚度選擇，查表選取螺釘?shù)男吞枮镸16。5.6落料模壓力機(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。所選用的壓力西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）21機(jī)公稱壓力應(yīng)大于計算出來的總沖壓力 550.288KN,，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 mstaxdHLH???=189mm。壓力機(jī)的最大裝模高度應(yīng)大于或等于 194mm（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J23-63,其主要技術(shù)參數(shù)為：公稱壓力：630KN滑塊行程：120mm最大閉合高度：460mm最大裝模高度：270mm工作臺尺寸（前后×左右）：710mm×480mm 模柄孔尺寸：50mm×80mm最大傾斜角度：30 05.7模具裝配圖的繪制模具裝配圖如圖 5.1 所示:圖 5.1 落料模具裝配圖6 拉深模和沖孔模的設(shè)計226 拉深模和沖孔模的設(shè)計6.1拉深力和沖孔力的計算6.1.1 拉深力的計算計算拉深力的目的是為了確定壓力機(jī)的額定壓力，因此要計算最大沖裁力。由于本零件拉深時，拉深力計算復(fù)雜，而且花費(fèi)時間也比較長，因此在實(shí)際生產(chǎn)中，計算這樣復(fù)雜的拉深件時，一般采用彎曲來計算其拉深力，主要是兩者算出來的結(jié)果相差不是很大，在選取壓力機(jī)時，稍微選大一點(diǎn)的公稱壓力即可滿足拉深所需。則可按下式計算： F= trKBb+σ7.02（ k=1.3， b?=380MPa ，B=（40+32）×2=144mm） (6.1)代入數(shù)據(jù)可得：F=74692.8N總拉深力計算由于模具設(shè)計有頂件裝置和卸料裝置，所有要先算出頂件力跟卸料力，因此頂件力跟卸料力按下關(guān)系式計算；Fo=（0.3～0.8）F (6.2)則可得到卸料力跟頂件力： F 0=22407.84N則總拉深力為： F 總 =F+2F0=119508.48N6.1.2 沖孔力的計算按推料力公式計算沖裁力：P1=KLtτ (6.3)其中：K 為系數(shù) 查《沖壓模具手冊》得：K=1.3L 為工件的輪廓長度（mm）?為材料的抗剪強(qiáng)度（ 2mN）t 為材料的厚度（mm）查沖壓模具設(shè)計抗剪切強(qiáng)度表 τ=260MPa ?KLtP?1=1.3×（3.14×10×2+3.14×6×4）×3×260/10006 拉深模和沖孔模的設(shè)計23=140094.24（KN）取沖孔力為 140.1K西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）24按推件力公式計算推件力 Pt：Pt=nKtP (6.4)其中：n 為卡在凹模里料的個數(shù)=h/t