摘要隨著模具的迅速發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)市場中，模具已成為生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品中不可或缺的重要工藝設備，為了擴展在工藝方面的知識面，為了適應社會的要求，學校舉行了設計。這次設計是在學完沖模、模具制造等課程的基礎上進行的，是對我綜合能力的考核，是對我所學知識的綜合應用，也是對我所回顧學知識的與檢查。通過實例，分析了零件的沖壓工藝方案，闡述了模具結(jié)構(gòu)特點及工作過程，最后提出了模具設計應注意的問題。關鍵詞：沖模；沖壓工藝；模具設計AbstractThrough an example, the stamping process for forming the multi-direction a bent part is analyzed. The structure characteristics and working process of the die.For stamping the multi-direction bent part are presented .the parts needing attention .In the design of the die are put forward.Key words: die ; stamping ; die design .目錄摘要 1Abstract2目錄 3第 1 章 緒論 .5第 2 章 零件的分析 .62.1 零件的工藝性分析 62.1.1 設計題目內(nèi)容 62.1.2 材料的性能 62.1.3 沖壓成型工藝分析 72.2 工藝方案分析 72.2.1 方案的確定 72.3 模具間隙的確定 72.4 凸凹模尺寸 8第 3 章 模具總體設計 143.1 沖裁件的排樣 .143.2 材料利用率 .153.3 沖裁力的計算 .163.3.1 落料力 .163.3.2 卸料力 .163.4 壓力中心的計算 .163.5 設備的選擇 .173.6 模具類型的選擇 .203.7 定位方式的選擇 .213.8 卸料﹑出件方式的選擇 .21第 4 章 模具的裝配和沖裁模具的試沖 224.1 模具的裝配 .224.2 沖裁模具的試沖 .234.3 裝配圖 .26結(jié)論與展望 .27致謝 .28參考文獻 .29摘要隨著模具的迅速發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)市場中，模具已成為生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品中不可或缺的重要工藝設備，為了擴展在工藝方面的知識面，為了適應社會的要求，學校舉行了設計。這次設計是在學完沖模、模具制造等課程的基礎上進行的，是對我綜合能力的考核，是對我所學知識的綜合應用，也是對我所回顧學知識的與檢查。通過實例，分析了零件的沖壓工藝方案，闡述了模具結(jié)構(gòu)特點及工作過程，最后提出了模具設計應注意的問題。關鍵詞：沖模；沖壓工藝；模具設計AbstractThrough an example, the stamping process for forming the multi-direction a bent part is analyzed. The structure characteristics and working process of the die.For stamping the multi-direction bent part are presented .the parts needing attention .In the design of the die are put forward.Key words: die ; stamping ; die design .目錄摘要 1Abstract2目錄 3第 1 章 緒論 .5第 2 章 零件的分析 .62.1 零件的工藝性分析 62.1.1 設計題目內(nèi)容 62.1.2 材料的性能 62.1.3 沖壓成型工藝分析 72.2 工藝方案分析 72.2.1 方案的確定 72.3 模具間隙的確定 72.4 凸凹模尺寸 8第 3 章 模具總體設計 143.1 沖裁件的排樣 .143.2 材料利用率 .153.3 沖裁力的計算 .163.3.1 落料力 .163.3.2 卸料力 .163.4 壓力中心的計算 .163.5 設備的選擇 .173.6 模具類型的選擇 .203.7 定位方式的選擇 .213.8 卸料﹑出件方式的選擇 .21第 4 章 模具的裝配和沖裁模具的試沖 224.1 模具的裝配 .224.2 沖裁模具的試沖 .234.3 裝配圖 .26結(jié)論與展望 .27致謝 .28參考文獻 .29第 1 章 緒論近年來，中國模具行業(yè)逐漸受到人們的重視和關注，并且一直以百分之十五左右的增長速度快速發(fā)展。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要基礎工業(yè)之一，是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎工藝裝備，是一種高附加值的高精密集型產(chǎn)品，也是高新技術產(chǎn)業(yè)化的重要領域，其技術水平的高低已經(jīng)成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志。中國模具產(chǎn)業(yè)除了要繼續(xù)提高生產(chǎn)能力，今后更要著重于行業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整和技術發(fā)展水平的提高。結(jié)構(gòu)調(diào)整方面，主要是企業(yè)結(jié)構(gòu)向?qū)I(yè)化調(diào)整，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向著中高檔模具發(fā)展，向進出口結(jié)構(gòu)的改進，中高檔汽車覆蓋件模具成形分析及結(jié)構(gòu)改進、多功能單工序模具和單工序加工及激光技術在模具設計制造上的應用、高速切削、超精加工及拋光技術、信息化方向發(fā)展。大學期間通過對專業(yè)課的學習，掌握了基本的專業(yè)知識。學習完機械原理、機械零件，使我認識了機械間的傳動以及機械傳動裝置的總體設計；通過對液壓傳動、材料成型設備的學習，了解了液壓機和各種成形設備的工作原理和特點；塑性成形，尤其是沖壓工藝與模具設計這門課的學習，使我跟深刻的認識到本專業(yè)進入社會真正的工作目的是什么，工作范圍是什么。為了更深入的了解沖壓設計模具，我選擇了一套模具設計。這套模雖簡單但幾乎涵蓋了沖壓工藝設計中的所有的知識點以及應該注意的東西。因此選擇這套模具作為我的設計，同時也為以后的學習和工作打下堅實的基礎。第 2 章 零件的分析2.1 零件的工藝性分析2.1.1 設計題目內(nèi)容圖 2-1 工件圖原始資料：如圖 2-1 所示零件材料：為 30#；厚度：為 0.3mm；生產(chǎn)批量：屬于大批量生產(chǎn)2.1.2 材料的性能30#并會隨著材質(zhì)的厚度的增加而使其屈服值減小。保證機械性能,不保證化學成分,不能熱處理,機械性能較低,比較常用,價格便宜。2.1.3 沖壓成型工藝分析此工件為 30#，厚度為 0.3mm, 具有良好的沖壓性能，適合沖裁，具有良好的沖壓工藝性。主要工藝難點在于兩個精度要求，及其零件的形狀不規(guī)則，在大批量的生產(chǎn)條件下，要保證生產(chǎn)效率。選取合理的模具類型、結(jié)構(gòu)，采用最經(jīng)濟的制模工藝。因為該零件包含了落料這道工序 30#沖壓性能較好, 孔與外緣的壁厚較大, 沖壓模中的凸凹模壁厚部分具有足夠的強度。2.2 工藝方案分析2.2.1 方案的確定該零件包括落料基本工序，可以采用以下工藝方案：單工序直接落料, 單工序沖孔獲得產(chǎn)品，采用單工序模生產(chǎn)。模具結(jié)構(gòu)相對而言比較簡單，經(jīng)濟性高，能很好的保證產(chǎn)品的允許公差尺寸。。2.3 模具間隙的確定凸模與凹模圖樣分別加工主要適用于圓形或簡單形狀的工件，設計時需在圖紙上分別標注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。凸凹模分別加工方法的優(yōu)點是，凸凹模具有互換性，制造周期短，便于成批制造。其缺點是，為了保證初始間隙在合理范圍內(nèi)，需要采用較小的凸凹模具制造公差，所以模具制造成本相對較高。同時，為保證一定的間隙，模具的制造公差必須滿足下列條件：（ 2.2）pmaxindZ????即： （2.3） i0.4()?（2.4）maxin6d式中： ——凸模制造公差；p?——凹模制造公差；d——最大合理間隙；maxZ——最小合理間隙。in表 2.3 系數(shù) K非 圓 形 圓 形1 0.75 0.5 0.75 0.5材料厚度t（mm）工件公差 Δ（mm）＜11～22～4＞4≤0.16≤0.20≤0.24≤0.300.17～0.350.21～0.410.25～0.490.31～0.59≥0.36≥0.42≥0.50≥0.60＜0.16＜0.20＜0.24＜0.30≥0.16≥0.20≥0.24≥0.30由圖 1.1 可知，該零件屬于無特殊要求的一般沖孔、落料件。外輪廓由落料獲得，上下的兩個沖孔由沖孔獲得。最小合理間隙 2Cmin=0.012,最大合理間隙 2Cmax=0.016則： 2Cmax -2Cmin=0.016-0.012=0.004mm2.4 凸凹模尺寸沖裁件的尺寸精度，決定于凸、凹模刀口部分尺寸。沖裁的合理間隙，也要靠凸、凹模刃口部分尺寸來實現(xiàn)和保證。所以正確地確定刃口部分尺寸是相當重要的。尺寸計算的原則由于凸、凹模之間存在間隙，所以沖裁件斷面都是帶有錐度的，且落料件的大端尺才等于凹模尺寸，沖孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。在測量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準，沖孔件孔徑是以小端尺寸為基準。沖裁過程中，凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，結(jié)果使間隙越來越大。因此，在確定凸、凹模刃口尺寸時，必須遵循下述原則：(1)落料模先確定凹模刃口尺寸，其標稱尺寸應取接近或等于制件的最小極限尺寸，以保證凹摸磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格制件，凸橫刃口的標稱尺寸比凹模小一個最小合理間隙。(2)選擇模具刃口制造公差時，要考慮工件精度與模具精度的關系，既要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較工件精度高2～3 級(表 4-6)。若零件沒有標注公差，則對于非圓形件按國家標準非配合尺寸的 ITl4 級精度來處理，圓形件一股可按 IT10 級精度來處理，工件尺寸公差應按“入體”原則標注為單向公差，所謂“入體”原則是指標注工件尺寸公差時應向材料實體方向單向標注，即：落料件正公差為零，只標注負公差；沖孔件負公差為零，只標注正公差。表 4-6 沖裁件精度材 料 厚 度 t（mm）沖模制造精度0.50.81.01.52 3 4 5 6 81012IT6~IT7IT7~IT8IT9IT8──IT8IT9─IT9IT10─IT10IT10IT12IT10IT12IT12─IT12IT12─IT12IT12──IT12──IT14──IT14──IT14──IT14計算方法模具工作部分尺寸及公差的計算方法與加工方法有關，基本上可分為兩類。1．凸模與凹模分開加工 凸、凹摸分開加工，是指凸模和凹模分別按圖樣加工至尺寸。此種方法適用于圓形或形狀簡單的工件，為了保證凸、凹模間初始間隙小于最大合理間隙 ，不僅凸、凹模分別標注公差(凸棋 ，凹模 )，minZp?d而且要求有較高的制造精度，以滿足如下條件axinpd????或取 =0.4（ ）maiZ=0.6（ ）dxin也就是說，新制造的模具應該是 ，如圖 4-9 所示。否則，minaxpdZ???制造的模具間隙已超過了允許的變動范圍 ，影響模具的使用壽命。 i~圖 4-9 凸、凹模分別加工時的間隙變動范圍下面對落料和沖孔兩種情況分別進行討論。(1)落料：設工件尺寸為 。根據(jù)以上原則，應先確定凹模尺寸，使凹模0D?A標標尺寸接近或等于工件的最小極限尺寸，再減小凸模尺寸保證最小合理間隙。凹模制造偏差取正偏差，凸模取負偏差。計算公式如下（4-6）0dDx???Ad+（ ）（4-7）0minp ppDxZ???Amin（ -Z） （ ）式中 、 ——分別為落料凹模、凸模標稱尺寸（mm） ；dD——落料件標稱尺寸（mm） ；?——工件制造公差（ mm） ；——凸、凹模最小合理間隙（雙邊） （mm） ；minZ、 ——凸、凹模的制造公差（ mm） ，可查表 4-7，或取 = p?d p?（1/4～1/5）? ， =?/4；d?——系數(shù)，是為了使沖裁件的實際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間x尺寸，與工件制造精度有關，可查表 4-8，或按下列關系?。汗ぜ?IT10 以上， =1x工件精度 IT11~13， =0.75工件精度 IT14， =0.5表 4-7 規(guī)則形狀（圓形、方形件）沖裁時凸模、凹模的制造公差 （mm）基本尺寸凸模偏差 p?凹模偏差 d?基本尺寸凸模偏差 p?凹模偏差 d?≤1818～3030～8080～120120～1800.0200.0200.0200.0250.0300.0200.0250.0300.0350.040180～260260～360360～5005000.0300.0350.0400.0500.0450.0500.0600.070表 4-8 系數(shù) x非 圓 形 圓形1 0.75 0.5 0.75 0.5材料厚度t（mm）工件公差?（mm）4≤0.16≤0.20≤0.24≤0.300.17～0.350.21～0.410.25～0.4≥0.36≥0.42≥0.50≥0.600.160.200.240.30≥0.16≥0.20≥0.24≥0.3090.31～0.59(2)沖孔：設沖孔尺寸為 ，根據(jù)以上原則，應先確定凸模尺寸，使凸模0d?A標稱尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸，再增大凹模尺寸以保證最小合理間隙。模具偏差“入體”標注。計算公式如下（4-8）pdx???Ap0-（ ）（4-9）min0min0dZdxZ???A+（ ） （ ）式中 、 ——沖孔凸、凹模直徑（mm） ；pdd——沖孔件標稱尺寸。其余符號意義同上。 2. 凸模和凹模配合加工 對于沖制形狀復雜或薄板制件的模具，其凸、凹模往往采用配合加工的方法。此方法是先加工好凸模(或凹模)作為基準件，然后根據(jù)此基準件的實際尺寸．配做凹模(或凸模)，使它們保持一定的間隙。因此，只得在基準件上標注尺寸及公差，另一件只標注標稱尺寸，并注明“××尺寸按凸模(或凹模)配作，保證雙面間隙××” 。這樣，可放大基準件的制造公差。其公差不再受凸、凹模間隙大小的限制，制造容易，并容易保證凸、凹模間的間隙。由于復雜形狀工件各部分尺寸性質(zhì)不同，凸模和凹模磨損后，尺寸變化的趨勢不同，所以基準件的刃口尺寸計算的方法也不相同。(1)落料：應以凹模為基準件，然后配做凸模。先做凹模，凹模磨損后，刃 u 口尺寸的變化有增大、減小、不變?nèi)N情況。因此凹橫刃口尺寸應按不同情況分別計算。1)凹模磨損后尺寸變大。計算這類尺寸，先按工件圖把尺寸化為 ，再按0A?落料凹模公式進行計算（4-10）0ddAx????（ ）2)凹模磨損后尺寸變小。計算這類尺寸，先把工件圖尺寸化為 。再按0B?A沖孔凸模公式進行計算（4-11）dBx???Ad0-（ ）3)凹模磨損后尺寸不變。計算這類尺寸，則按下述三種情況進行計算制件尺寸為 時0C?A（4-12）.5/2dd???（ ）制件尺寸為 時0?A（4-13）./ddC（ ）制件尺寸為 ?′ 時（4-14）/2dd??式中 、 、 ——凹模刃口尺寸（ mm） ；ABCA、B、C ——工件標稱尺寸（mm） ；?——工件公差（ mm） ；——工件偏差，對稱偏差時， =?/2；′ A′——凹模制造偏差（mm ） ， =?/4。d?d?第 3 章 模具總體設計3.1 沖裁件的排樣排樣是指沖件在條料、帶料或板料上布置的方法。沖件的合理布置（即材料的經(jīng)濟利用） ，與沖件的外形有很大關系。根據(jù)不同幾何形狀的沖件，可得出于其相適應的排樣類型，而根據(jù)排樣的類型，又可分為少或無工藝余料的排樣與工藝余料的排樣兩種。排樣時，沖件之間以及沖件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫搭邊。它的作用是補償定位誤差，保證沖出合格的沖件，以及保證條料有一定剛度，便于送料。搭邊數(shù)值取決于以下因素:(1)工件的尺寸和形狀。(2)材料的硬度和厚度。(3)排樣的形式（直排、斜排、對排等） 。(4)條料到的送料方法（是否有側(cè)壓板） 。檔料裝置的形式（包括檔料銷、導料銷和定距側(cè)刃等的形式） 。搭邊值一般由經(jīng)驗在經(jīng)過簡單計算確定的。考慮到該制造件的生產(chǎn)綱領與加工條件，采用條料加工余料的排樣。排樣如下：圖 2.13.2 材料利用率衡量材料經(jīng)濟利用的指標是材料利用率。一個進距內(nèi)的材料利用率為：η= ×100%（4.5）BLnA=（5026.55）/（81.5×84）=73.4%式中：η ——材料利用率n——張板料（或帯料、條料）上沖件的數(shù)目A——整個沖裁件的實際面積L——板料長度B——板料寬度3.3 沖裁力的計算3.3.1 落料力=KLtτ （3.2） 料F式中： K —系數(shù)，K=1.3；L—沖裁周邊長度（mm） ；t—沖裁件的厚度（mm） ；τ —材料的抗剪強度（MPa） 。=KLtτ料F=1.3×251.33×490×0.3=48.03（kN）3.3.2 卸料力由[2]得卸料力的計算公式F 卸料 =K 卸料 F 落料 （3.3）式中： K 卸料 —卸料力系數(shù)，查表 3.1。F 卸料 =K 卸料 F 落料 =0.045×48.03=2.16（kN）3.4 壓力中心的計算沖壓力合力的作用點稱為壓力中心。為了保證壓力機和沖模正常、平穩(wěn)地工作，必須使沖模的壓力中心與壓力機的滑塊中心重合，對于帶模柄的中小型沖模就是要使其壓力中心與模柄軸心線重合。否則，沖裁過程中壓力機滑塊和沖模將會承受偏心載荷，使滑塊導軌和沖模導向部分產(chǎn)生不正常的磨損，合理間隙得不到保證，刃口迅速變鈍，從而降低沖裁件質(zhì)量和模具壽命，甚至損壞模具。因此，設計沖模時應正確計算出沖模時的壓力中心，并使壓力中心與模柄軸心線重合，若因沖裁件的形狀特殊，從模具的結(jié)構(gòu)方面考慮不宜使壓力中心與模柄軸心線相重合，也應注意盡量使壓力中心的偏離不超出所選壓力機模柄孔投影面積的范圍。由于該沖件屬于對稱形狀的零件，所以壓力中心為于刃口輪廓圖形的幾何中心上。3.5 設備的選擇設備是沖壓加工的三要素之一。沖壓設備選擇是沖壓工藝過程設計的一項重要內(nèi)容，它直接關系到設備的安全和使用的合理，同時也關系到?jīng)_壓工藝過程的順利完成及產(chǎn)品質(zhì)量、零件精度、生產(chǎn)效率、模具壽命、板料的性能與規(guī)格、成本的高低等一系列重要的問題。因此，壓力機的正確選用十分重要。設備類型的選擇要依據(jù)沖壓零件的生產(chǎn)批量、零件尺寸的大小、工藝方法與性質(zhì)及沖壓件的尺寸、形狀與精度等要求來綜合考慮。(1)根據(jù)沖壓件的大小進行選擇時，可參照表 6—1。表 6—1 按沖壓件大小選擇設備零件大小選用壓力機類型特點 適用工序小型或中小型開式機械壓力機有一定的精度和剛度；操作方便，價格低廉分離及成形（深度淺的成形件）大中型閉式機械壓力機精度與剛度更高；結(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)分離、成形（深度大的成形件及單工序工序）(2)根據(jù)沖壓零件的生產(chǎn)批量選擇時，可參照表 6—2。表 6—2 按生產(chǎn)批量選擇設備零件批量 設備類型 特點 適用工序薄板適用機械壓力機速度快、生產(chǎn)效率高，質(zhì)量較穩(wěn)定各種工序小批量 厚板液壓機行程不固定，不會因超載而損壞設備拉深、脹形、彎曲等大中批量高速壓力機和多工位自動壓力機高效率，消除了半成品堆存等問題沖裁各種工序(3)考慮精度與剛度。在選用設備類型時，還應充分注意到設備的精度與剛度。壓力機的剛度是由床身剛度、傳動剛度和導向剛度三部分組成，如果剛度較差，負載終了和卸載時模具間隙臺發(fā)生很大變化，影響沖壓件的精度和模具壽命。設備的精度也有類似的問題。（4）考慮生產(chǎn)現(xiàn)場的實際可能 在進行設備選擇時，還應考慮生產(chǎn)現(xiàn)場的實際可能。如果日前沒有效理想的設備供選揮，則應該設法利用現(xiàn)有設備來完成工藝過程。綜合上述四種選擇方法，考慮到零件屬于小型工件，且精度要求并不高。雖然是大批量生產(chǎn)，但一般的機械壓力機均能滿足其要求。因此，初步選定設備類型為開式機械壓力機。在選定設備類型之后，應該進一步根據(jù)沖壓件大小、模具尺寸及工藝變形力來確定設備規(guī)格和具體參數(shù)。其規(guī)格的主要參數(shù)有以下幾個：1)行程壓機行程的大小，應該保證坯料的方便放進與零件的方便取出。2)裝配模具的相關尺寸壓力機的工作臺面尺寸應大于模具的平面尺寸(一般是模具底板)，還應有模具安裝與固定的余地，但過大的余地對工作臺受力不利，工作臺面中間孔的尺寸要保證漏料或順利安放模具頂出料裝置。一般開式壓機滑塊上有模柄孔尺寸(直徑×高度)，此時，模具的模柄應當與此相適應。3)閉合高度沖床的閉合高度是指滑塊處于上死點時，滑塊下平面至工作臺上平面間的開擋空間尺寸。這個高度即為沖壓操作(主要是裝卸模具)的空間高度尺寸。顯然、沖床的閉合高度應與模具的閉合高度相適應。沖床的最大閉合高度要大于模具的閉合高度，最小閉合高度又要能小于模具的閉合高度。一般模具的閉合高度 H 應滿足以下關系，Hmax-5≥H 0≥H min+10如果模具封閉高度小于設備的最小封閉高度時，可以用附加墊板(在下模座下面)達到要求。模具的平面尺寸(主要是下模板)應小于設備工作臺平面尺寸，模具漏料孔 D1應小于設備的工作臺孔 D。二是模柄長度 L1應稍小于設備滑塊孔的深度 L；模柄直徑 d1應稍小于滑塊孔徑 d。4)設備噸位 設備噸位大小的選擇首先要以沖壓工藝所需要的變形力為前提。要求設備的名義壓力要大于所需的變形力，而且，還要有一定的力量儲備，以防萬一。從提高設備的上作剛度、沖壓零件的精度及延長設備的壽命的觀點出發(fā)，應要求設備容量有較大剩余。最新的觀點是使設備留有(40～30)％的余量，即只使用設備容量的(60～70)％。還有的建議只使用設備容量的 50％，即取設備的噸位為工藝變形總力的 2 倍。綜合考慮以上幾方面要求和沖裁所需實際總壓力 F=283KN，模具閉合高度H0=212㎜查文獻[2]附表 2-3 取開式壓力機規(guī)格，選取公稱壓力 630KN 的壓力機，壓力機型號為 JB23-63.壓力機的主要參數(shù)如下：公稱壓力 630KN滑塊行程 130 mm行程次數(shù)(次/min) 50最大封閉高度 360mm最大裝模高度 280㎜連桿調(diào)節(jié)長度 80㎜工作臺尺寸 前后 480mm左右 710mm工作臺孔尺寸前后 180mm左右 340mm直徑 230mm模柄孔尺寸（直徑*深度） Φ50mm*80mm工作臺板厚度 90mm3.6 模具類型的選擇模具類型分為三種，分別是：單工序模、單工序模和級進模。單工序模又稱簡單沖裁模，是指在壓力機一次行程內(nèi)只完成一種沖裁工序的模具，如落料模、沖孔模、切斷模、切口模等。單工序模是指在一次壓力機的行程中在模具的同一工位上同時完成兩道或兩到以上不同沖裁工序的模具。單工序模是一種多工序沖裁模，它在結(jié)構(gòu)上的主要特征是有一個或幾個具有雙重作用的工作零件 ——凸凹模，如落料沖孔單工序模中有一個既能作落料凸模又能作沖孔凹模的凸凹模。級進模，也叫連續(xù)模（據(jù)說連續(xù)模在標準術語將取消）由多個工位組成，各工位完成不同的加工，各工位順序關聯(lián)，在沖床的一次行程中完成一系列的不同的沖壓加工。一次行程完成以后，由沖床送料機按照一個固定的步距將材料向前移動，這樣在一副模具上就可以完成多個工序，一般有沖孔，落料，折彎，切邊，拉伸等等在沖壓過程中，導向結(jié)構(gòu)一般情況下直接與模架聯(lián)系在一起，該模具采用中間導柱的導向方式，提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，故該單工序模采用中間導柱的導向方確定沖壓工藝方案后，應通過分析比較，選擇合理的模具結(jié)構(gòu)型式，使其盡量滿足以下要求：（1）能沖出符合技術要求的工件；（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。3.7 定位方式的選擇因為該模具采用是條料，控制條料的送進方向采用導料板，無側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進步距采用擋料銷初定距，導料銷精定距。而第一件的沖壓位置因為條料長度有一定余量，可以靠操作工目測定。定位零件基本上都已標準化，可根據(jù)坯料和工序件形狀、尺寸、精度及模具的結(jié)構(gòu)形式與生產(chǎn)效率要求等選用相應的標準。3.8 卸料﹑出件方式的選擇卸料與出件裝置的作用是當沖模完成一次沖壓之后，把沖件或廢料從模具工作零件上卸下來，以便沖壓工作繼續(xù)進行。通常，把沖件或廢料從凸模上卸下來稱為卸料。卸料裝置按卸料的方式分為固定卸料裝置﹑彈性卸料裝置和廢料切刀三種：固定卸料裝置僅由固定卸料板構(gòu)成，一般安裝在下模的凹模上；彈性卸料裝置由卸料板、卸料螺釘和彈性元件（彈簧或橡膠）組成；彈性卸料裝置可安裝于上?；蛳履?，依靠彈簧或橡膠的彈力來卸料，卸料力不太大但沖壓時可兼起壓料作用，故多用于沖裁料薄及平面度要求較高的沖件；廢料切刀是在沖裁過程中沖裁廢料切斷成數(shù)塊，從而實現(xiàn)卸料的一種卸料零件。綜合考慮該模具的結(jié)構(gòu)和使用方便，以及工件料厚相對較薄，卸料力也比較小比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。第 4 章 模具的裝配和沖裁模具的試沖4.1 模具的裝配根據(jù)沖壓模具裝配要點，選凹模作為裝配基準件，先裝下模，再裝上模，并調(diào)整間隙、試沖、返修，具體裝配見表 9.1。表 9.1 沖壓模具的裝配序號工序 工藝說明1凸、凹模預配（1）裝配前仔細檢查各凸模形狀以及凹模形孔，是否符合圖紙要求尺寸精度、形狀（2）將各凸模分別與相應的凹?？紫嗯?，檢查其間隙是否加工均勻。不合適者應重新修磨或更換2凸模裝配以凹?？锥ㄎ?，將各凸模分別壓入凸模固定板 8 的形孔中，并擰緊牢固3裝配下模（1）在下模座 1 上劃中心線，按中心預裝凹模 17、導料板 5；（2）在下模座 1、導料板 5 上，用已加工好的凹模分別確定其螺孔位置，并分別鉆孔，攻絲（3）將下模座 1、導料板 5、凹模 17、擋料銷 20、凹?？蜓b在一起，并用螺釘緊固，打入銷釘4裝配上模（1）在已裝好的下模上放等高墊鐵，再在凹模中放入 0.12 片，然后將凸模與固定板的組合裝入凹模m（2）預裝上模座，劃出與凸模固定板相應螺孔。銷孔位置并鉆絞螺孔、銷孔（3）用螺釘將固定板組合，墊板、上模座連接在一起，但不要擰緊（4）將卸料板套裝在已裝入固定板的凸模上，裝上橡膠 14 和卸料螺釘 12，并調(diào)節(jié)橡膠的預壓量，使卸料板高出凸模下端約 1 ；復查凸、凹模間隙并調(diào)整合適后，m緊固螺釘；切紙檢查，合適后打入銷釘5試沖與調(diào)整裝機試沖并根據(jù)試沖結(jié)果作相應調(diào)整4.2 沖裁模具的試沖模具裝配以后，必須在生產(chǎn)條件下進行試沖。通過試沖可以發(fā)現(xiàn)模具設計和制造的不足，并找出原因給與糾正。并能夠?qū)δ＞哌M行適當?shù)恼{(diào)整和修理，直到模具正常工作中沖出合格的制件為止。沖裁模具經(jīng)試沖合格后，應在模具模座正面打上編號、沖模圖號、制件號、使用壓力機型號、制造日期等。并涂油防銹后經(jīng)檢驗合格入庫。沖裁模具試沖時常見的缺陷、產(chǎn)生原因和調(diào)整方法見表 9.2。表 9.2 沖裁模具試沖時常見的缺陷、產(chǎn)生原因和調(diào)整方法缺陷 產(chǎn)生原因 調(diào)整方法沖件毛刺過大1．刃口不鋒利或淬火硬度不夠2．間隙過大或過小，間隙不均勻1．修磨刃口使其鋒利2．重新調(diào)整間隙，使其均勻沖件不平整1．凸模有倒錐，沖件從孔中通過時被壓彎2．頂出件與頂出器接觸零件面積大小3．頂出件、頂出器分布不均勻1．修磨凹?？?，去除導錐現(xiàn)象2．更換頂出桿，加大與零件的接觸面積尺寸超差和形狀不準確凸模、凹模形狀及尺寸精度差修整凸模、凹模形狀及尺寸，使其達到形狀及尺寸精度要求凸模折斷1．沖裁時產(chǎn)生側(cè)壓力2．卸料板傾斜1．在模具上設置擋塊抵消側(cè)向力2．修整卸料板或使凸模增加導向裝置凹模被脹裂1．凹?？子械瑰F度形象2．凹?？變?nèi)卡住廢料1．修磨凹?？祝瑰F現(xiàn)象2．修抵凹?？赘叨韧?、凹模刃口相咬1．上、下模座，固定板、凹模、墊板等零件安裝基面不平行2．凸、凹模錯位3．凸模、導柱、導套與安裝基面不垂直4．導向精度差，導柱、導1．調(diào)整有關兩件重新安裝2．重新安裝凸、凹模，使之對正3．調(diào)整其垂直度重新安裝4．更換導柱、導套套配合間隙過大5．卸料板孔位偏斜使沖孔凸模位移5．調(diào)整及更換卸料板沖裁件剪切斷面光亮帶寬，甚至出現(xiàn)毛刺沖裁間隙過小適當放大沖裁間隙，對于沖孔模間隙加大在凹模方向上，對落料間隙加大在凸模方向上剪切斷面光亮帶寬窄不均勻，局部有毛刺沖裁間隙不均勻修磨或重新調(diào)整凸?；虬寄＃{(diào)整間隙保證均勻外型與內(nèi)孔偏移1．在連續(xù)模中孔與外形偏心，并且所偏的方向一致，表明側(cè)刃的長度與布局不一致2．連續(xù)模多件沖裁時，其它孔形正確，只有一孔偏心，表明該孔凸凹模相對位置有變化3．單工序模孔形不正確，表明凸凹模相對位置有偏移1．加大(減小)側(cè)刃長度或磨小（加大）擋料塊尺寸2．重新裝配凸模并調(diào)整其位置使之正確3．更換凸（凹）模，重新進行裝配調(diào)整合適送料不暢通，有時被卡死易發(fā)生在連續(xù)模中1．兩導料板之間的尺寸過小或有斜度2．凸模與卸料板之間的間隙太大，致使搭邊翻轉(zhuǎn)而堵塞3．導料板的工作面與側(cè)刃不平行，卡住條料，形成毛刺大1．粗修或重新調(diào)整裝配導料板2．減小凸模與導料板之間的配合間隙，或重新調(diào)整澆注卸料板孔3．重新調(diào)整裝配導料板，使之平行4．修整側(cè)刃及擋塊之間的間隙，使之達到嚴密卸料及卸料困難1．卸料裝置不動作2．卸料力不夠3．卸料孔不暢，卡住廢料4．凹模有錐度5．漏料孔太小6．推桿長度不夠1．重新裝配卸料裝置，使之靈活2．增加卸料力3．修整卸料孔4．修整凹模5．加大漏料孔6．加長打料桿4.3 裝配圖結(jié)論與展望設計是源頭，設計雖然只占模具成本的 10%左右，卻決定了整個模具成本的 70%～80%。所以，設計時詳盡地考慮了模具結(jié)構(gòu)，考慮提高生產(chǎn)率，如何方便維修。但是，又不能完全依賴于設計，在實際生產(chǎn)中要具體問題具體分析，根據(jù)實際狀況進行模具調(diào)整也是必需的。在這次的設計中，我綜合了幾年多來所學的所有專業(yè)知識，使我受益匪淺。在做設計的過程中，在設計和繪圖都遇到方面遇到了一些問題，經(jīng)過老師和同學的指導幫準，再加上自身不懈的努力，問題得到了及時解決。這次的設計使我對沖壓模具設計有了一定的認識，在模具設計過程中，不僅把大學所學到知識加深了，還學會了查有關書籍和資料，能夠把各科靈活的運用到設計中去。這次的設計不僅是對自己大學幾年的考核，也是在工作之前對自身的一次全面、綜合型的測試。這為今后的工作做好了鋪墊和奠定了一定的基礎。致謝首先感謝母校，是她給我一個難得的學習機會，讓我在學到了很多知識，經(jīng)過這幾個月的緊張的設計，使我在理論和動手能力上都有了進一步的提高。我的設計主要在老師指導下,讓我對所學的知識進行系統(tǒng)性的復習,并根據(jù)寫作要求查閱有關資料。在設計過程中受到老師無微不至的關心與耐心指導，使我的設計得以順利的進展。在老師幫助下我解決了很多以前解決不了的問題,在此我向您表示衷心的感謝！同時也要感謝各位老師和同學，是你們讓我的學習和生活充滿樂趣，感謝你們！謝謝!作為一名即將完成學業(yè)，離開學校生活的我，我要感謝母校，是她給我創(chuàng)造了一個學習的機會，創(chuàng)造了美好的學習生活環(huán)境，讓我在這里學到了很多知識；感謝各位老師，是他（她）們傳授給我的知識；感謝各位同學和朋友，是他們讓我的學習和生活充滿樂趣，感謝你們！經(jīng)過這次設計，提高了我很多的能力，比如實驗水平、分析問題的能力、合作精神、嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L等。在這期間凝結(jié)了很多人的心血，在此表示衷心的感謝。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設計。參考文獻[1] 傅建等. 模具制造工藝學[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2004.[2] 高為國. 模具材料[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004. [3] 凸光棋．沖模技術[M] ．北京：機械工業(yè)出版社,2002.[4] 吳宗澤. 機械設計實用手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2002.[5] 沖模設計手冊編寫組. 沖模設計手冊[M] ．北京：機械工業(yè)出版社,1999[6] 夏國華，楊樹蓉．現(xiàn)代熱處理技術[M] ．北京：機械工業(yè)出版社，1996[7] 劉航. 模具技術經(jīng)濟分析[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2002.89?100.[8] 沖壓工藝與模具設計 清華大學出版社 [9] 互換性與測量技術基礎第二版 王伯平 主編 機械工程出版社摘要隨著模具的迅速發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)市場中，模具已成為生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品中不可或缺的重要工藝設備，為了擴展在工藝方面的知識面，為了適應社會的要求，學校舉行了設計。這次設計是在學完沖模、模具制造等課程的基礎上進行的，是對我綜合能力的考核，是對我所學知識的綜合應用，也是對我所回顧學知識的與檢查。通過實例，分析了零件的沖壓工藝方案，闡述了模具結(jié)構(gòu)特點及工作過程，最后提出了模具設計應注意的問題。關鍵詞：沖模；沖壓工藝；模具設計AbstractThrough an example, the stamping process for forming the multi-direction a bent part is analyzed. The structure characteristics and working process of the die.For stamping the multi-direction bent part are presented .the parts needing attention .In the design of the die are put forward.Key words: die ; stamping ; die design .目錄摘要 1Abstract2目錄 3第 1 章 緒論 .5第 2 章 零件的分析 .62.1 零件的工藝性分析 62.1.1 設計題目內(nèi)容 62.1.2 材料的性能 62.1.3 沖壓成型工藝分析 72.2 工藝方案分析 72.2.1 方案的確定 72.3 模具間隙的確定 72.4 凸凹模尺寸 8第 3 章 模具總體設計 143.1 沖裁件的排樣 .143.2 材料利用率 .153.3 沖裁力的計算 .163.3.1 落料力 .163.3.2 卸料力 .163.4 壓力中心的計算 .163.5 設備的選擇 .173.6 模具類型的選擇 .203.7 定位方式的選擇 .213.8 卸料﹑出件方式的選擇 .21第 4 章 模具的裝配和沖裁模具的試沖 224.1 模具的裝配 .224.2 沖裁模具的試沖 .234.3 裝配圖 .26結(jié)論與展望 .27致謝 .28參考文獻 .29摘要隨著模具的迅速發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)市場中，模具已成為生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品中不可或缺的重要工藝設備，為了擴展在工藝方面的知識面，為了適應社會的要求，學校舉行了設計。這次設計是在學完沖模、模具制造等課程的基礎上進行的，是對我綜合能力的考核，是對我所學知識的綜合應用，也是對我所回顧學知識的與檢查。通過實例，分析了零件的沖壓工藝方案，闡述了模具結(jié)構(gòu)特點及工作過程，最后提出了模具設計應注意的問題。關鍵詞：沖模；沖壓工藝；模具設計AbstractThrough an example, the stamping process for forming the multi-direction a bent part is analyzed. The structure characteristics and working process of the die.For stamping the multi-direction bent part are presented .the parts needing attention .In the design of the die are put forward.Key words: die ; stamping ; die design .目錄摘要 1Abstract2目錄 3第 1 章 緒論 .5第 2 章 零件的分析 .62.1 零件的工藝性分析 62.1.1 設計題目內(nèi)容 62.1.2 材料的性能 62.1.3 沖壓成型工藝分析 72.2 工藝方案分析 72.2.1 方案的確定 72.3 模具間隙的確定 72.4 凸凹模尺寸 8第 3 章 模具總體設計 143.1 沖裁件的排樣 .143.2 材料利用率 .153.3 沖裁力的計算 .163.3.1 落料力 .163.3.2 卸料力 .163.4 壓力中心的計算 .163.5 設備的選擇 .173.6 模具類型的選擇 .203.7 定位方式的選擇 .213.8 卸料﹑出件方式的選擇 .21第 4 章 模具的裝配和沖裁模具的試沖 224.1 模具的裝配 .224.2 沖裁模具的試沖 .234.3 裝配圖 .26結(jié)論與展望 .27致謝 .28參考文獻 .29第 1 章 緒論近年來，中國模具行業(yè)逐漸受到人們的重視和關注，并且一直以百分之十五左右的增長速度快速發(fā)展。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要基礎工業(yè)之一，是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎工藝裝備，是一種高附加值的高精密集型產(chǎn)品，也是高新技術產(chǎn)業(yè)化的重要領域，其技術水平的高低已經(jīng)成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志。中國模具產(chǎn)業(yè)除了要繼續(xù)提高生產(chǎn)能力，今后更要著重于行業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整和技術發(fā)展水平的提高。結(jié)構(gòu)調(diào)整方面，主要是企業(yè)結(jié)構(gòu)向?qū)I(yè)化調(diào)整，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向著中高檔模具發(fā)展，向進出口結(jié)構(gòu)的改進，中高檔汽車覆蓋件模具成形分析及結(jié)構(gòu)改進、多功能單工序模具和單工序加工及激光技術在模具設計制造上的應用、高速切削、超精加工及拋光技術、信息化方向發(fā)展。大學期間通過對專業(yè)課的學習，掌握了基本的專業(yè)知識。學習完機械原理、機械零件，使我認識了機械間的傳動以及機械傳動裝置的總體設計；通過對液壓傳動、材料成型設備的學習，了解了液壓機和各種成形設備的工作原理和特點；塑性成形，尤其是沖壓工藝與模具設計這門課的學習，使我跟深刻的認識到本專業(yè)進入社會真正的工作目的是什么，工作范圍是什么。為了更深入的了解沖壓設計模具，我選擇了一套模具設計。這套模雖簡單但幾乎涵蓋了沖壓工藝設計中的所有的知識點以及應該注意的東西。因此選擇這套模具作為我的設計，同時也為以后的學習和工作打下堅實的基礎。第 2 章 零件的分析2.1 零件的工藝性分析2.1.1 設計題目內(nèi)容圖 2-1 工件圖原始資料：如圖 2-1 所示零件材料：為 30#；厚度：為 0.3mm；生產(chǎn)批量：屬于大批量生產(chǎn)2.1.2 材料的性能30#并會隨著材質(zhì)的厚度的增加而使其屈服值減小。保證機械性能,不保證化學成分,不能熱處理,機械性能較低,比較常用,價格便宜。2.1.3 沖壓成型工藝分析此工件為 30#，厚度為 0.3mm, 具有良好的沖壓性能，適合沖裁，具有良好的沖壓工藝性。主要工藝難點在于兩個精度要求，及其零件的形狀不規(guī)則，在大批量的生產(chǎn)條件下，要保證生產(chǎn)效率。選取合理的模具類型、結(jié)構(gòu)，采用最經(jīng)濟的制模工藝。因為該零件包含了落料這道工序 30#沖壓性能較好, 孔與外緣的壁厚較大, 沖壓模中的凸凹模壁厚部分具有足夠的強度。2.2 工藝方案分析2.2.1 方案的確定該零件包括落料基本工序，可以采用以下工藝方案：單工序直接落料, 單工序沖孔獲得產(chǎn)品，采用單工序模生產(chǎn)。模具結(jié)構(gòu)相對而言比較簡單，經(jīng)濟性高，能很好的保證產(chǎn)品的允許公差尺寸。。2.3 模具間隙的確定凸模與凹模圖樣分別加工主要適用于圓形或簡單形狀的工件，設計時需在圖紙上分別標注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。凸凹模分別加工方法的優(yōu)點是，凸凹模具有互換性，制造周期短，便于成批制造。其缺點是，為了保證初始間隙在合理范圍內(nèi)，需要采用較小的凸凹模具制造公差，所以模具制造成本相對較高。同時，為保證一定的間隙，模具的制造公差必須滿足下列條件：（ 2.2）pmaxindZ????即： （2.3） i0.4()?（2.4）maxin6d式中： ——凸模制造公差；p?——凹模制造公差；d——最大合理間隙；maxZ——最小合理間隙。in表 2.3 系數(shù) K非 圓 形 圓 形1 0.75 0.5 0.75 0.5材料厚度t（mm）工件公差 Δ（mm）＜11～22～4＞4≤0.16≤0.20≤0.24≤0.300.17～0.350.21～0.410.25～0.490.31～0.59≥0.36≥0.42≥0.50≥0.60＜0.16＜0.20＜0.24＜0.30≥0.16≥0.20≥0.24≥0.30由圖 1.1 可知，該零件屬于無特殊要求的一般沖孔、落料件。外輪廓由落料獲得，上下的兩個沖孔由沖孔獲得。最小合理間隙 2Cmin=0.012,最大合理間隙 2Cmax=0.016則： 2Cmax -2Cmin=0.016-0.012=0.004mm2.4 凸凹模尺寸沖裁件的尺寸精度，決定于凸、凹模刀口部分尺寸。沖裁的合理間隙，也要靠凸、凹模刃口部分尺寸來實現(xiàn)和保證。所以正確地確定刃口部分尺寸是相當重要的。尺寸計算的原則由于凸、凹模之間存在間隙，所以沖裁件斷面都是帶有錐度的，且落料件的大端尺才等于凹模尺寸，沖孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。在測量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準，沖孔件孔徑是以小端尺寸為基準。沖裁過程中，凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，結(jié)果使間隙越來越大。因此，在確定凸、凹模刃口尺寸時，必須遵循下述原則：(1)落料模先確定凹模刃口尺寸，其標稱尺寸應取接近或等于制件的最小極限尺寸，以保證凹摸磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格制件，凸橫刃口的標稱尺寸比凹模小一個最小合理間隙。(2)選擇模具刃口制造公差時，要考慮工件精度與模具精度的關系，既要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較工件精度高2～3 級(表 4-6)。若零件沒有標注公差，則對于非圓形件按國家標準非配合尺寸的 ITl4 級精度來處理，圓形件一股可按 IT10 級精度來處理，工件尺寸公差應按“入體”原則標注為單向公差，所謂“入體”原則是指標注工件尺寸公差時應向材料實體方向單向標注，即：落料件正公差為零，只標注負公差；沖孔件負公差為零，只標注正公差。表 4-6 沖裁件精度材 料 厚 度 t（mm）沖模制造精度0.50.81.01.52 3 4 5 6 81012IT6~IT7IT7~IT8IT9IT8──IT8IT9─IT9IT10─IT10IT10IT12IT10IT12IT12─IT12IT12─IT12IT12──IT12──IT14──IT14──IT14──IT14計算方法模具工作部分尺寸及公差的計算方法與加工方法有關，基本上可分為兩類。1．凸模與凹模分開加工 凸、凹摸分開加工，是指凸模和凹模分別按圖樣加工至尺寸。此種方法適用于圓形或形狀簡單的工件，為了保證凸、凹模間初始間隙小于最大合理間隙 ，不僅凸、凹模分別標注公差(凸棋 ，凹模 )，minZp?d而且要求有較高的制造精度，以滿足如下條件axinpd????或取 =0.4（ ）maiZ=0.6（ ）dxin也就是說，新制造的模具應該是 ，如圖 4-9 所示。否則，minaxpdZ???制造的模具間隙已超過了允許的變動范圍 ，影響模具的使用壽命。 i~圖 4-9 凸、凹模分別加工時的間隙變動范圍下面對落料和沖孔兩種情況分別進行討論。(1)落料：設工件尺寸為 。根據(jù)以上原則，應先確定凹模尺寸，使凹模0D?A標標尺寸接近或等于工件的最小極限尺寸，再減小凸模尺寸保證最小合理間隙。凹模制造偏差取正偏差，凸模取負偏差。計算公式如下（4-6）0dDx???Ad+（ ）（4-7）0minp ppDxZ???Amin（ -Z） （ ）式中 、 ——分別為落料凹模、凸模標稱尺寸（mm） ；dD——落料件標稱尺寸（mm） ；?——工件制造公差（ mm） ；——凸、凹模最小合理間隙（雙邊） （mm） ；minZ、 ——凸、凹模的制造公差（ mm） ，可查表 4-7，或取 = p?d p?（1/4～1/5）? ， =?/4；d?——系數(shù)，是為了使沖裁件的實際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間x尺寸，與工件制造精度有關，可查表 4-8，或按下列關系?。汗ぜ?IT10 以上， =1x工件精度 IT11~13， =0.75工件精度 IT14， =0.5表 4-7 規(guī)則形狀（圓形、方形件）沖裁時凸模、凹模的制造公差 （mm）基本尺寸凸模偏差 p?凹模偏差 d?基本尺寸凸模偏差 p?凹模偏差 d?≤1818～3030～8080～120120～1800.0200.0200.0200.0250.0300.0200.0250.0300.0350.040180～260260～360360～5005000.0300.0350.0400.0500.0450.0500.0600.070表 4-8 系數(shù) x非 圓 形 圓形1 0.75 0.5 0.75 0.5材料厚度t（mm）工件公差?（mm）4≤0.16≤0.20≤0.24≤0.300.17～0.350.21～0.410.25～0.4≥0.36≥0.42≥0.50≥0.600.160.200.240.30≥0.16≥0.20≥0.24≥0.3090.31～0.59(2)沖孔：設沖孔尺寸為 ，根據(jù)以上原則，應先確定凸模尺寸，使凸模0d?A標稱尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸，再增大凹模尺寸以保證最小合理間隙。模具偏差“入體”標注。計算公式如下（4-8）pdx???Ap0-（ ）（4-9）min0min0dZdxZ???A+（ ） （ ）式中 、 ——沖孔凸、凹模直徑（mm） ；pdd——沖孔件標稱尺寸。其余符號意義同上。 2. 凸模和凹模配合加工 對于沖制形狀復雜或薄板制件的模具，其凸、凹模往往采用配合加工的方法。此方法是先加工好凸模(或凹模)作為基準件，然后根據(jù)此基準件的實際尺寸．配做凹模(或凸模)，使它們保持一定的間隙。因此，只得在基準件上標注尺寸及公差，另一件只標注標稱尺寸，并注明“××尺寸按凸模(或凹模)配作，保證雙面間隙××” 。這樣，可放大基準件的制造公差。其公差不再受凸、凹模間隙大小的限制，制造容易，并容易保證凸、凹模間的間隙。由于復雜形狀工件各部分尺寸性質(zhì)不同，凸模和凹模磨損后，尺寸變化的趨勢不同，所以基準件的刃口尺寸計算的方法也不相同。(1)落料：應以凹模為基準件，然后配做凸模。先做凹模，凹模磨損后，刃 u 口尺寸的變化有增大、減小、不變?nèi)N情況。因此凹橫刃口尺寸應按不同情況分別計算。1)凹模磨損后尺寸變大。計算這類尺寸，先按工件圖把尺寸化為 ，再按0A?落料凹模公式進行計算（4-10）0ddAx????（ ）2)凹模磨損后尺寸變小。計算這類尺寸，先把工件圖尺寸化為 。再按0B?A沖孔凸模公式進行計算（4-11）dBx???Ad0-（ ）3)凹模磨損后尺寸不變。計算這類尺寸，則按下述三種情況進行計算制件尺寸為 時0C?A（4-12）.5/2dd???（ ）制件尺寸為 時0?A（4-13）./ddC（ ）制件尺寸為 ?′ 時（4-14）/2dd??式中 、 、 ——凹模刃口尺寸（ mm） ；ABCA、B、C ——工件標稱尺寸（mm） ；?——工件公差（ mm） ；——工件偏差，對稱偏差時， =?/2；′ A′——凹模制造偏差（mm ） ， =?/4。d?d?第 3 章 模具總體設計3.1 沖裁件的排樣排樣是指沖件在條料、帶料或板料上布置的方法。沖件的合理布置（即材料的經(jīng)濟利用） ，與沖件的外形有很大關系。根據(jù)不同幾何形狀的沖件，可得出于其相適應的排樣類型，而根據(jù)排樣的類型，又可分為少或無工藝余料的排樣與工藝余料的排樣兩種。排樣時，沖件之間以及沖件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫搭邊。它的作用是補償定位誤差，保證沖出合格的沖件，以及保證條料有一定剛度，便于送料。搭邊數(shù)值取決于以下因素:(1)工件的尺寸和形狀。(2)材料的硬度和厚度。(3)排樣的形式（直排、斜排、對排等） 。(4)條料到的送料方法（是否有側(cè)壓板） 。檔料裝置的形式（包括檔料銷、導料銷和定距側(cè)刃等的形式） 。搭邊值一般由經(jīng)驗在經(jīng)過簡單計算確定的?？紤]到該制造件的生產(chǎn)綱領與加工條件，采用條料加工余料的排樣。排樣如下：圖 2.13.2 材料利用率衡量材料經(jīng)濟利用的指標是材料利用率。一個進距內(nèi)的材料利用率為：η= ×100%（4.5）BLnA=（5026.55）/（81.5×84）=73.4%式中：η ——材料利用率n——張板料（或帯料、條料）上沖件的數(shù)目A——整個沖裁件的實際面積L——板料長度B——板料寬度3.3 沖裁力的計算3.3.1 落料力=KLtτ （3.2） 料F式中： K —系數(shù)，K=1.3；L—沖裁周邊長度（mm） ；t—沖裁件的厚度（mm） ；τ —材料的抗剪強度（MPa） 。=KLtτ料F=1.3×251.33×490×0.3=48.03（kN）3.3.2 卸料力由[2]得卸料力的計算公式F 卸料 =K 卸料 F 落料 （3.3）式中： K 卸料 —卸料力系數(shù)，查表 3.1。F 卸料 =K 卸料 F 落料 =0.045×48.03=2.16（kN）3.4 壓力中心的計算沖壓力合力的作用點稱為壓力中心。為了保證壓力機和沖模正常、平穩(wěn)地工作，必須使沖模的壓力中心與壓力機的滑塊中心重合，對于帶模柄的中小型沖模就是要使其壓力中心與模柄軸心線重合。否則，沖裁過程中壓力機滑塊和沖模將會承受偏心載荷，使滑塊導軌和沖模導向部分產(chǎn)生不正常的磨損，合理間隙得不到保證，刃口迅速變鈍，從而降低沖裁件質(zhì)量和模具壽命，甚至損壞模具。因此，設計沖模時應正確計算出沖模時的壓力中心，并使壓力中心與模柄軸心線重合，若因沖裁件的形狀特殊，從模具的結(jié)構(gòu)方面考慮不宜使壓力中心與模柄軸心線相重合，也應注意盡量使壓力中心的偏離不超出所選壓力機模柄孔投影面積的范圍。由于該沖件屬于對稱形狀的零件，所以壓力中心為于刃口輪廓圖形的幾何中心上。3.5 設備的選擇設備是沖壓加工的三要素之一。沖壓設備選擇是沖壓工藝過程設計的一項重要內(nèi)容，它直接關系到設備的安全和使用的合理，同時也關系到?jīng)_壓工藝過程的順利完成及產(chǎn)品質(zhì)量、零件精度、生產(chǎn)效率、模具壽命、板料的性能與規(guī)格、成本的高低等一系列重要的問題。因此，壓力機的正確選用十分重要。設備類型的選擇要依據(jù)沖壓零件的生產(chǎn)批量、零件尺寸的大小、工藝方法與性質(zhì)及沖壓件的尺寸、形狀與精度等要求來綜合考慮。(1)根據(jù)沖壓件的大小進行選擇時，可參照表 6—1。表 6—1 按沖壓件大小選擇設備零件大小選用壓力機類型特點 適用工序小型或中小型開式機械壓力機有一定的精度和剛度；操作方便，價格低廉分離及成形（深度淺的成形件）大中型閉式機械壓力機精度與剛度更高；結(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)分離、成形（深度大的成形件及單工序工序）(2)根據(jù)沖壓零件的生產(chǎn)批量選擇時，可參照表 6—2。表 6—2 按生產(chǎn)批量選擇設備零件批量 設備類型 特點 適用工序薄板適用機械壓力機速度快、生產(chǎn)效率高，質(zhì)量較穩(wěn)定各種工序小批量 厚板液壓機行程不固定，不會因超載而損壞設備拉深、脹形、彎曲等大中批量高速壓力機和多工位自動壓力機高效率，消除了半成品堆存等問題沖裁各種工序(3)考慮精度與剛度。在選用設備類型時，還應充分注意到設備的精度與剛度。壓力機的剛度是由床身剛度、傳動剛度和導向剛度三部分組成，如果剛度較差，負載終了和卸載時模具間隙臺發(fā)生很大變化，影響沖壓件的精度和模具壽命。設備的精度也有類似的問題。（4）考慮生產(chǎn)現(xiàn)場的實際可能 在進行設備選擇時，還應考慮生產(chǎn)現(xiàn)場的實際可能。如果日前沒有效理想的設備供選揮，則應該設法利用現(xiàn)有設備來完成工藝過程。綜合上述四種選擇方法，考慮到零件屬于小型工件，且精度要求并不高。雖然是大批量生產(chǎn)，但一般的機械壓力機均能滿足其要求。因此，初步選定設備類型為開式機械壓力機。在選定設備類型之后，應該進一步根據(jù)沖壓件大小、模具尺寸及工藝變形力來確定設備規(guī)格和具體參數(shù)。其規(guī)格的主要參數(shù)有以下幾個：1)行程壓機行程的大小，應該保證坯料的方便放進與零件的方便取出。2)裝配模具的相關尺寸壓力機的工作臺面尺寸應大于模具的平面尺寸(一般是模具底板)，還應有模具安裝與固定的余地，但過大的余地對工作臺受力不利，工作臺面中間孔的尺寸要保證漏料或順利安放模具頂出料裝置。一般開式壓機滑塊上有模柄孔尺寸(直徑×高度)，此時，模具的模柄應當與此相適應。3)閉合高度沖床的閉合高度是指滑塊處于上死點時，滑塊下平面至工作臺上平面間的開擋空間尺寸。這個高度即為沖壓操作(主要是裝卸模具)的空間高度尺寸。顯然、沖床的閉合高度應與模具的閉合高度相適應。沖床的最大閉合高度要大于模具的閉合高度，最小閉合高度又要能小于模具的閉合高度。一般模具的閉合高度 H 應滿足以下關系，Hmax-5≥H 0≥H min+10如果模具封閉高度小于設備的最小封閉高度時，可以用附加墊板(在下模座下面)達到要求。模具的平面尺寸(主要是下模板)應小于設備工作臺平面尺寸，模具漏料孔 D1應小于設備的工作臺孔 D。二是模柄長度 L1應稍小于設備滑塊孔的深度 L；模柄直徑 d1應稍小于滑塊孔徑 d。4)設備噸位 設備噸位大小的選擇首先要以沖壓工藝所需要的變形力為前提。要求設備的名義壓力要大于所需的變形力，而且，還要有一定的力量儲備，以防萬一。從提高設備的上作剛度、沖壓零件的精度及延長設備的壽命的觀點出發(fā)，應要求設備容量有較大剩余。最新的觀點是使設備留有(40～30)％的余量，即只使用設備容量的(60～70)％。還有的建議只使用設備容量的 50％，即取設備的噸位為工藝變形總力的 2 倍。綜合考慮以上幾方面要求和沖裁所需實際總壓力 F=283KN，模具閉合高度H0=212㎜查文獻[2]附表 2-3 取開式壓力機規(guī)格，選取公稱壓力 630KN 的壓力機，壓力機型號為 JB23-63.壓力機的主要參數(shù)如下：公稱壓力 630KN滑塊行程 130 mm行程次數(shù)(次/min) 50最大封閉高度 360mm最大裝模高度 280㎜連桿調(diào)節(jié)長度 80㎜工作臺尺寸 前后 480mm左右 710mm工作臺孔尺寸前后 180mm左右 340mm直徑 230mm模柄孔尺寸（直徑*深度） Φ50mm*80mm工作臺板厚度 90mm3.6 模具類型的選擇模具類型分為三種，分別是：單工序模、單工序模和級進模。單工序模又稱簡單沖裁模，是指在壓力機一次行程內(nèi)只完成一種沖裁工序的模具，如落料模、沖孔模、切斷模、切口模等。單工序模是指在一次壓力機的行程中在模具的同一工位上同時完成兩道或兩到以上不同沖裁工序的模具。單工序模是一種多工序沖裁模，它在結(jié)構(gòu)上的主要特征是有一個或幾個具有雙重作用的工作零件 ——凸凹模，如落料沖孔單工序模中有一個既能作落料凸模又能作沖孔凹模的凸凹模。級進模，也叫連續(xù)模（據(jù)說連續(xù)模在標準術語將取消）由多個工位組成，各工位完成不同的加工，各工位順序關聯(lián)，在沖床的一次行程中完成一系列的不同的沖壓加工。一次行程完成以后，由沖床送料機按照一個固定的步距將材料向前移動，這樣在一副模具上就可以完成多個工序，一般有沖孔，落料，折彎，切邊，拉伸等等在沖壓過程中，導向結(jié)構(gòu)一般情況下直接與模架聯(lián)系在一起，該模具采用中間導柱的導向方式，提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，故該單工序模采用中間導柱的導向方確定沖壓工藝方案后，應通過分析比較，選擇合理的模具結(jié)構(gòu)型式，使其盡量滿足以下要求：（1）能沖出符合技術要求的工件；（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。3.7 定位方式的選擇因為該模具采用是條料，控制條料的送進方向采用導料板，無側(cè)壓裝置。控制條料的送進步距采用擋料銷初定距，導料銷精定距。而第一件的沖壓位置因為條料長度有一定余量，可以靠操作工目測定。定位零件基本上都已標準化，可根據(jù)坯料和工序件形狀、尺寸、精度及模具的結(jié)構(gòu)形式與生產(chǎn)效率要求等選用相應的標準。3.8 卸料﹑出件方式的選擇卸料與出件裝置的作用是當沖模完成一次沖壓之后，把沖件或廢料從模具工作零件上卸下來，以便沖壓工作繼續(xù)進行。通常，把沖件或廢料從凸模上卸下來稱為卸料。卸料裝置按卸料的方式分為固定卸料裝置﹑彈性卸料裝置和廢料切刀三種：固定卸料裝置僅由固定卸料板構(gòu)成，一般安裝在下模的凹模上；彈性卸料裝置由卸料板、卸料螺釘和彈性元件（彈簧或橡膠）組成；彈性卸料裝置可安裝于上?；蛳履?，依靠彈簧或橡膠的彈力來卸料，卸料力不太大但沖壓時可兼起壓料作用，故多用于沖裁料薄及平面度要求較高的沖件；廢料切刀是在沖裁過程中沖裁廢料切斷成數(shù)塊，從而實現(xiàn)卸料的一種卸料零件。綜合考慮該模具的結(jié)構(gòu)和使用方便，以及工件料厚相對較薄，卸料力也比較小比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。第 4 章 模具的裝配和沖裁模具的試沖4.1 模具的裝配根據(jù)沖壓模具裝配要點，選凹模作為裝配基準件，先裝下模，再裝上模，并調(diào)整間隙、試沖、返修，具體裝配見表 9.1。表 9.1 沖壓模具的裝配序號工序 工藝說明1凸、凹模預配（1）裝配前仔細檢查各凸模形狀以及凹模形孔，是否符合圖紙要求尺寸精度、形狀（2）將各凸模分別與相應的凹?？紫嗯?，檢查其間隙是否加工均勻。不合適者應重新修磨或更換2凸模裝配以凹模孔定位，將各凸模分別壓入凸模固定板 8 的形孔中，并擰緊牢固3裝配下模（1）在下模座 1 上劃中心線，按中心預裝凹模 17、導料板 5；（2）在下模座 1、導料板 5 上，用已加工好的凹模分別確定其螺孔位置，并分別鉆孔，攻絲（3）將下模座 1、導料板 5、凹模 17、擋料銷 20、凹模框裝在一起，并用螺釘緊固，打入銷釘4裝配上模（1）在已裝好的下模上放等高墊鐵，再在凹模中放入 0.12 片，然后將凸模與固定板的組合裝入凹模m（2）預裝上模座，劃出與凸模固定板相應螺孔。銷孔位置并鉆絞螺孔、銷孔（3）用螺釘將固定板組合，墊板、上模座連接在一起，但不要擰緊（4）將卸料板套裝在已裝入固定板的凸模上，裝上橡膠 14 和卸料螺釘 12，并調(diào)節(jié)橡膠的預壓量，使卸料板高出凸模下端約 1 ；復查凸、凹模間隙并調(diào)整合適后，m緊固螺釘；切紙檢查，合適后打入銷釘5試沖與調(diào)整裝機試沖并根據(jù)試沖結(jié)果作相應調(diào)整4.2 沖裁模具的試沖模具裝配以后，必須在生產(chǎn)條件下進行試沖。通過試沖可以發(fā)現(xiàn)模具設計和制造的不足，并找出原因給與糾正。并能夠?qū)δ＞哌M行適當?shù)恼{(diào)整和修理，直到模具正常工作中沖出合格的制件為止。沖裁模具經(jīng)試沖合格后，應在模具模座正面打上編號、沖模圖號、制件號、使用壓力機型號、制造日期等。并涂油防銹后經(jīng)檢驗合格入庫。沖裁模具試沖時常見的缺陷、產(chǎn)生原因和調(diào)整方法見表 9.2。表 9.2 沖裁模具試沖時常見的缺陷、產(chǎn)生原因和調(diào)整方法缺陷 產(chǎn)生原因 調(diào)整方法沖件毛刺過大1．刃口不鋒利或淬火硬度不夠2．間隙過大或過小，間隙不均勻1．修磨刃口使其鋒利2．重新調(diào)整間隙，使其均勻沖件不平整1．凸模有倒錐，沖件從孔中通過時被壓彎2．頂出件與頂出器接觸零件面積大小3．頂出件、頂出器分布不均勻1．修磨凹模孔，去除導錐現(xiàn)象2．更換頂出桿，加大與零件的接觸面積尺寸超差和形狀不準確凸模、凹模形狀及尺寸精度差修整凸模、凹模形狀及尺寸，使其達到形狀及尺寸精度要求凸模折斷1．沖裁時產(chǎn)生側(cè)壓力2．卸料板傾斜1．在模具上設置擋塊抵消側(cè)向力2．修整卸料板或使凸模增加導向裝置凹模被脹裂1．凹模孔有倒錐度形象2．凹?？變?nèi)卡住廢料1．修磨凹?？祝瑰F現(xiàn)象2．修抵凹模孔高度凸、凹模刃口相咬1．上、下模座，固定板、凹模、墊板等零件安裝基面不平行2．凸、凹模錯位3．凸模、導柱、導套與安裝基面不垂直4．導向精度差，導柱、導1．調(diào)整有關兩件重新安裝2．重新安裝凸、凹模，使之對正3．調(diào)整其垂直度重新安裝4．更換導柱、導套套配合間隙過大5．卸料板孔位偏斜使沖孔凸模位移5．調(diào)整及更換卸料板沖裁件剪切斷面光亮帶寬，甚至出現(xiàn)毛刺沖裁間隙過小適當放大沖裁間隙，對于沖孔模間隙加大在凹模方向上，對落料間隙加大在凸模方向上剪切斷面光亮帶寬窄不均勻，局部有毛刺沖裁間隙不均勻修磨或重新調(diào)整凸?；虬寄?，調(diào)整間隙保證均勻外型與內(nèi)孔偏移1．在連續(xù)模中孔與外形偏心，并且所偏的方向一致，表明側(cè)刃的長度與布局不一致2．連續(xù)模多件沖裁時，其它孔形正確，只有一孔偏心，表明該孔凸凹模相對位置有變化3．單工序?？仔尾徽_，表明凸凹模相對位置有偏移1．加大(減小)側(cè)刃長度或磨?。哟螅趿蠅K尺寸2．重新裝配凸模并調(diào)整其位置使之正確3．更換凸（凹）模，重新進行裝配調(diào)整合適送料不暢通，有時被卡死易發(fā)生在連續(xù)模中1．兩導料板之間的尺寸過小或有斜度2．凸模與卸料板之間的間隙太大，致使搭邊翻轉(zhuǎn)而堵塞3．導料板的工作面與側(cè)刃不平行，卡住條料，形成毛刺大1．粗修或重新調(diào)整裝配導料板2．減小凸模與導料板之間的配合間隙，或重新調(diào)整澆注卸料板孔3．重新調(diào)整裝配導料板，使之平行4．修整側(cè)刃及擋塊之間的間隙，使之達到嚴密卸料及卸料困難1．卸料裝置不動作2．卸料力不夠3．卸料孔不暢，卡住廢料4．凹模有錐度5．漏料孔太小6．推桿長度不夠1．重新裝配卸料裝置，使之靈活2．增加卸料力3．修整卸料孔4．修整凹模5．加大漏料孔6．加長打料桿4.3 裝配圖結(jié)論與展望設計是源頭，設計雖然只占模具成本的 10%左右，卻決定了整個模具成本的 70%～80%。所以，設計時詳盡地考慮了模具結(jié)構(gòu)，考慮提高生產(chǎn)率，如何方便維修。但是，又不能完全依賴于設計，在實際生產(chǎn)中要具體問題具體分析，根據(jù)實際狀況進行模具調(diào)整也是必需的。在這次的設計中，我綜合了幾年多來所學的所有專業(yè)知識，使我受益匪淺。在做設計的過程中，在設計和繪圖都遇到方面遇到了一些問題，經(jīng)過老師和同學的指導幫準，再加上自身不懈的努力，問題得到了及時解決。這次的設計使我對沖壓模具設計有了一定的認識，在模具設計過程中，不僅把大學所學到知識加深了，還學會了查有關書籍和資料，能夠把各科靈活的運用到設計中去。這次的設計不僅是對自己大學幾年的考核，也是在工作之前對自身的一次全面、綜合型的測試。這為今后的工作做好了鋪墊和奠定了一定的基礎。致謝首先感謝母校，是她給我一個難得的學習機會，讓我在學到了很多知識，經(jīng)過這幾個月的緊張的設計，使我在理論和動手能力上都有了進一步的提高。我的設計主要在老師指導下,讓我對所學的知識進行系統(tǒng)性的復習,并根據(jù)寫作要求查閱有關資料。在設計過程中受到老師無微不至的關心與耐心指導，使我的設計得以順利的進展。在老師幫助下我解決了很多以前解決不了的問題,在此我向您表示衷心的感謝！同時也要感謝各位老師和同學，是你們讓我的學習和生活充滿樂趣，感謝你們！謝謝!作為一名即將完成學業(yè)，離開學校生活的我，我要感謝母校，是她給我創(chuàng)造了一個學習的機會，創(chuàng)造了美好的學習生活環(huán)境，讓我在這里學到了很多知識；感謝各位老師，是他（她）們傳授給我的知識；感謝各位同學和朋友，是他們讓我的學習和生活充滿樂趣，感謝你們！經(jīng)過這次設計，提高了我很多的能力，比如實驗水平、分析問題的能力、合作精神、嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L等。在這期間凝結(jié)了很多人的心血，在此表示衷心的感謝。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設計。參考文獻[1] 傅建等. 模具制造工藝學[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2004.[2] 高為國. 模具材料[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004. 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