罩殼畢業(yè)設計說明書

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文主要通過罩殼沖壓件的設計計算，設計出該沖壓件的模具。在整個模具設計過程中，涉及到了沖壓件的結構設計、壓力機和模架的選擇以及一些重要參數(shù)的校核，并詳細敘述了模具設計中的凸凹模設計、卸料裝置的設計和推件裝置設計。</p><p>　　在整個模具設計過程中，采用了Pro/E、AutoCAD等著名的設計分

2、析軟件，通過這些軟件進行設計分析，優(yōu)化了設計參數(shù)，縮短了設計時間，并大大提高了設計效率。</p><p>　　關鍵詞：沖壓模具；凸凹模；Pro/E；設計計算；校核。</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This paper mainly design the stamping mold through th

3、e trim calculation in the design of stamping parts.In the whole mold design process, involving the stamping parts of the structure design, press, and the selection of die set and some important parameters of checking, a

4、nd mold design are described in detail in the intensive design, discharging device design and ejecting device design. In the entire mold design process, using Pro/E, AutoCAD etc famous design analysis software, through t

5、hese an</p><p>　　Key words: Stamping die; Intensive; Pro/E;Design and calculation;Check.</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　Ab

6、stractII</p><p><b>　　目 錄4</b></p><p>　　Contents6</p><p><b>　　第1章 緒論8</b></p><p>　　1.1 冷沖壓模具在工業(yè)生產(chǎn)中的地位8</p><p>　　1.2 冷沖壓模具的歷

7、史發(fā)展與現(xiàn)狀8</p><p>　　1.3 此次選題的目的和意義10</p><p>　　第2章 工藝分析與方案確定11</p><p>　　2.1 設計任務11</p><p>　　2.2 沖壓件的工藝分析12</p><p>　　2.2.1 沖壓件的材料選擇分析12</p>&l

8、t;p>　　2.2.2 沖壓件的結構和尺寸精度分析12</p><p>　　2.3 毛坯尺寸計算12</p><p>　　2.4 確定拉深次數(shù)13</p><p>　　2.5 排樣及材料利用率13</p><p>　　2.5.1 排樣方法13</p><p>　　2.5.2 搭邊和料寬14

9、</p><p>　　2.5.3 材料利用率15</p><p>　　2.6 制定沖壓工藝方案16</p><p>　　2.6.1 工序性質和數(shù)量16</p><p>　　2.6.2 工序順序和組合17</p><p>　　2.6.3 沖壓工藝方案17</p><p>　　第

10、3章 模具設計中的必要工藝計算19</p><p>　　3.1 計算沖裁工藝力19</p><p>　　3.2 確定模具壓力中心20</p><p>　　3.3 初選壓力機22</p><p>　　3.4 沖裁間隙23</p><p>　　3.5 沖裁模刃口尺寸23</p><

11、;p>　　3.6 凸、凹模間隙及工作部分尺寸24</p><p>　　3.6.1 落料凸凹模刃口尺寸24</p><p>　　3.6.2 拉深凸凹模的刃口尺寸24</p><p>　　3.6.3 沖孔凸凹模的刃口尺寸25</p><p>　　3.7 凸模和凹模的結構設計26</p><p>　

12、　3.7.1 凸模26</p><p>　　3.7.2 凸凹模27</p><p>　　第4章 模具主要零部件的結構設計31</p><p>　　4.1 定位零件31</p><p>　　4.2 卸料、推件裝置31</p><p>　　4.2.1 卸料裝置31</p><p&

13、gt;　　4.2.2 推件裝置32</p><p>　　4.3 導向零件34</p><p>　　4.4 緊固零部件36</p><p>　　4.5 固定與支撐零件36</p><p>　　4.5.1 上、下模座36</p><p>　　4.5.2 模柄的設計38</p><

14、p>　　4.5.3 凸模固定板的設計39</p><p>　　4.6模具的總體設計40</p><p>　　4.7 壓力機的校核42</p><p>　　4.8 模具的裝配43</p><p>　　4.8.1 模架裝配的內容和目的43</p><p>　　4.8.2 模具裝配的精度要求43

15、</p><p>　　4.8.3 冷沖壓模具的裝配的技術要求43</p><p>　　4.8.4 模具的裝配44</p><p>　　4.8.5 復合模的裝配44</p><p>　　結 束 語46</p><p><b>　　致 謝47</b></p><

16、;p><b>　　參考文獻48</b></p><p><b>　　Contents</b></p><p>　　AbstractII</p><p>　　ContentsV</p><p>　　Chapter 1 Introduction6</p><p>

17、　　1.1 The status of cold stamping die in the industrial production6</p><p>　　1.2 Historical development and current situation of the cold stamping die6</p><p>　　1.3 Purpose and significance

18、 of the topic8</p><p>　　Chapter2 Determine the process analysis and solution9</p><p>　　2.1 Design task9</p><p>　　2.2 Stamping process analysis10</p><p>　　2.2.1

19、Materials selection analysis of stamping parts10</p><p>　　2.2.2 Stamping parts of the structure and dimension accuracy analysis10</p><p>　　2.3 Blank size calculation10</p><p>　

20、　2.4 Determine the drawing number11</p><p>　　2.5 Layout and material utilization11</p><p>　　2.5.1 Layout method11</p><p>　　2.5.2 On and the material width12</p><p

21、>　　2.5.3 Material utilization13</p><p>　　2.6 Stamping process program14</p><p>　　2.6.1 Nature and quantity14</p><p>　　2.6.2 Process sequence and combination15</p>

22、<p>　　2.6.3 Stamping process program15</p><p>　　Chapter3 Necessary process calculation of the die design17</p><p>　　3.1Force calculation of blanking process17</p><p>　　3.

23、2 Determine the mould pressure center18</p><p>　　3.3 Primary press20</p><p>　　3.4 Blanking gap21</p><p>　　3.5 Die cutting edge dimension21</p><p>　　3.6Dimensio

24、ns of convex and concave die clearance and work22</p><p>　　3.6.1 Blanking intensive blade size22</p><p>　　3.6.2 In deep drawing intensive blade size22</p><p>　　3.6.3 Punching

25、and die cutting edge size23</p><p>　　3.7 The structure design of convex die and concave die24</p><p>　　3.7.1 Punch24</p><p>　　3.7.2 Intensive25</p><p>　　Chapter4

26、 The mold structure design of main components29</p><p>　　4.1 Positioning parts29</p><p>　　4.2 Unloading, pushing a device29</p><p>　　4.2.1 Discharging device29</p>&l

27、t;p>　　4.2.2 Ejecting device30</p><p>　　4.3 Guiding parts32</p><p>　　4.4 Fastening parts34</p><p>　　4.5Fixed and supporting parts34</p><p>　　4.5.1 Upper and

28、lower mold base34</p><p>　　4.5.2 The design of the mould shank36</p><p>　　4.5.3 Punch fixed plate design37</p><p>　　4.6The overall design of a mould38</p><p>　　4

29、.7 Press the check40</p><p>　　4.8 Mold assembly41</p><p>　　4.8.1 The content of the die set assembly and purpose41</p><p>　　4.8.2 Mold assembly precision requirements41</

30、p><p>　　4.8.3 Technical requirements of cold stamping die assembly41</p><p>　　4.8.4 Mold assembly42</p><p>　　4.8.5 Compound die assembly42</p><p>　　Conclusion44<

31、/p><p><b>　　Thanks45</b></p><p>　　References46</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 冷沖壓模具在工業(yè)生產(chǎn)中的地位</p><p>　　模具是大批生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，是工業(yè)生產(chǎn)的主要

32、工藝裝備。模具工業(yè)史國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)。</p><p>　　模具可保證沖壓產(chǎn)品的尺寸精度，使產(chǎn)品質量穩(wěn)定，而且在加工中不破壞產(chǎn)品表面。用模具生產(chǎn)零部件可以采用冶金廠大量生產(chǎn)的廉價的軋制鋼板或鋼帶為坯料，且在生產(chǎn)中不需加熱，具有生產(chǎn)效率高、質量好、重量輕、成本低且節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點，是其他加工方法所不能比擬的。使用模具已成為當代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向?，F(xiàn)代制造工業(yè)的發(fā)展和技術水平的提高，很大程

33、度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展。</p><p>　　目前，工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用模具成形工藝方法，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率和質量。一般壓力機加工，一臺普遍壓力機設備每分鐘可生產(chǎn)零件幾件到幾十件，高速壓力機的生產(chǎn)率已達到每分鐘數(shù)百件甚至上千件。據(jù)不完全統(tǒng)計，飛機、汽車、拖拉機、電機、電器、儀器、儀表等產(chǎn)品，有60%左右的零件時用模具加工出來的；而自行車、手表、洗衣機、電冰箱及電風扇等輕工產(chǎn)品，有90%左右的零件是用模具加工出來的

34、；至于日用五金、餐具等物品的大批量生產(chǎn)基本上完全靠模具來進行。顯而易見，模具作為一種專用的工藝裝備，在生產(chǎn)中的決定性作用和重要地位逐漸為人們所共識[5]。</p><p>　　1.2 冷沖壓模具的歷史發(fā)展與現(xiàn)狀</p><p>　　模具的出現(xiàn)可以追溯到幾千年前的陶器燒制和青銅器鑄造，但其大規(guī)模應用卻是隨著現(xiàn)代工業(yè)的崛起而發(fā)展起來的。19世紀，隨著軍火工業(yè)、鐘表工業(yè)、無線電工業(yè)的發(fā)展，模具

35、開始得到廣泛使用。第二次世界大戰(zhàn)后，隨著世界經(jīng)濟的飛速發(fā)展，它又成了大量生產(chǎn)家用電器、汽車、電子儀器、照相機、鐘表等零件的最佳方式。從世界范圍看，當時美國的沖壓技術走在最前列，而瑞士的精沖、德國的冷擠壓技術，蘇聯(lián)對塑性加工的研究也處于世界先進行列。20世紀50年代中期以前，模具設計多憑經(jīng)驗，參考已有圖紙和感性認識，根據(jù)用戶的要求，制作能滿足產(chǎn)品要求的模具，但對所設計模具零件的機械性能缺乏了解。從1955年到1965年，人們通過對模具主要

36、零件的機械性能和受力狀況進行數(shù)學分析，對金屬塑性加工工藝及原理進行深入探討，使得沖壓技術得到迅猛發(fā)展。在此期間歸納出的模具設計原則，使得壓力機械、沖壓材料、加工方法、模具結構、模具材料、模具制造方法、自動化裝置等領域面貌一新，并向實用化的方向推進。進入20世紀70年代，不斷涌現(xiàn)出各種高效率、高精度、高壽命的多功能自動模具。其代表是五十多個工位的級進模和十幾個工位的多工位傳遞模。字啊此期間，日本以“模</p><p&g

37、t;　　中國模具工業(yè)是19世紀末20世紀初隨著軍火和鐘表業(yè)引進的壓力機發(fā)展起來的。從那時到20世紀50年代初，模具多采用作坊式生產(chǎn)，憑工人經(jīng)驗，用簡單的加工手段進行制造。在以后的幾十年中，隨著國民經(jīng)濟的大規(guī)模發(fā)展，模具業(yè)進步很快。當時中國大量引進蘇聯(lián)的圖紙、設備和先進經(jīng)驗，其水平不低于當時工業(yè)發(fā)達的國家。此后直到20世紀70年代末，由于錯過了世界經(jīng)濟發(fā)展的大浪潮，中國的模具業(yè)沒有跟上世界發(fā)展的步伐。20世紀80年代末，伴隨家電、輕工、汽

38、車生產(chǎn)線模具的大量進口和模具國產(chǎn)化的呼聲日益高漲，中國先后引進了一批現(xiàn)代化的模具加工機床。在此基礎上，參照已有的進口模具，中國成功地復制了一批替代品，如汽車覆蓋件模具等。模具的國產(chǎn)化雖然使中國模具制造水平逐漸趕上了國際先進水平，但計算機應用方面仍然存在很大差距。</p><p>　　中國模具CAD/CAM技術從20世紀80年代起步，長期處于低水平重復開發(fā)階段，所用軟件多為進口的圖形軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、NC軟件等，自

39、主開發(fā)的軟件缺乏通用性，商品化價值不高，對許多引進的CAD/CAM系統(tǒng)缺乏二次開發(fā)，經(jīng)濟效益不顯著。針對上述情況，國家有關部門在“九五”期間制定了相關政策和措施。到90年代后期，中國CAD軟件產(chǎn)業(yè)從無到有，發(fā)展出一批具有自主知識產(chǎn)權的三維CAD軟件，如清華英泰、北航CAXA、武漢開目等打破了國外產(chǎn)品一統(tǒng)天下的局面。目前，中國模具工業(yè)發(fā)展迅速，模具行業(yè)產(chǎn)業(yè)結構有了很大改善，模具商業(yè)化水平大幅度提高，中高檔模具占模具總量的比例也明顯提高，模

40、具進出口比例逐步趨向合理。</p><p>　　三維CAD技術的出現(xiàn)，極大地推動了模具工業(yè)的發(fā)展，使零件設計及模具結構設計在非常直觀的三維環(huán)境下進行，模具設計完成后，可根據(jù)投影關系自動生成工程圖。模具屬于標準化程度較高的工藝裝備，模具設計中使用的模架及各種標準件可以直接從CAD系統(tǒng)中建立的標準庫中直接調用，大大提高了模具設計的質量和效率。同時，三維CAD系統(tǒng)中設計生成的三維模型可直接用于有限元模擬零件的成形過程及

41、數(shù)控加工編程等的后續(xù)應用，適應現(xiàn)代化生產(chǎn)，滿足了CAD/CAM集成技術的要求。目前，三維CAD技術已廣泛應用于模具的設計，縮短了新產(chǎn)品的開發(fā)周期和產(chǎn)品的更新期，使得開發(fā)的新產(chǎn)品達到“高質量、低成本、上市快”的目標成為可能[5]。 </p><p>　　1.3 此次選題的目的和意義</p><p>　　沖壓模具設計是否正確合理、先進和適用, 對于沖壓生產(chǎn)中沖壓件合格率的高低, 作業(yè)循環(huán)的

42、快慢, 模具的制造難易程度及模具的使用壽命等都具有重要的影響。本課題正是考慮到以上的因素，選擇了沖壓模具設計。這也正是符合當前研究的熱點和市場的需求。不論在科研還是實際生產(chǎn)中都有著深刻的現(xiàn)實意義。</p><p>　　第2章 工藝分析與方案確定</p><p><b>　　2.1 設計任務</b></p><p>　　設計題目：罩殼復合模設

43、計</p><p><b>　　設計內容：</b></p><p><b>　　生產(chǎn)批量：大批量</b></p><p><b>　　材料：08鋼</b></p><p><b>　　材料厚度：2mm</b></p><p><

44、;b>　　圖2-1 制件圖</b></p><p>　　2.2 沖壓件的工藝分析</p><p>　　2.2.1 沖壓件的材料選擇分析</p><p>　　08鋼是優(yōu)質碳素結構剛，易于拉伸成形，具有良好的沖壓性能。</p><p>　　2.2.2 沖壓件的結構和尺寸精度分析</p><p>　

45、　由工件簡圖可見，該工件的加工涉及到落料、拉深、沖孔三種工序內容。根據(jù)變形特點，對于帶孔的拉深件，尤其是ø5mm孔到直壁的距離較近，一般應先拉深后沖孔。</p><p>　　對于所沖小孔ø5mm，按文獻[5]表2.1查得，一般沖孔模對該種材料可以沖壓的最小孔徑為d≥t，t=2mm，因而5mm孔符合工藝要求。</p><p>　　對于孔心距(35±0.2)mm，

46、按文獻[5]表2.4查得，一般精度模具可達到的兩孔中心距離公差為±0.12~±0.15mm，因而符合尺寸精度工藝要求。</p><p>　　由文獻[5]圖2.2可知，最小孔邊距為：C≥1.5t=3mm,C´≥t=2mm。而零件上各孔的孔邊距均大于最小孔邊距。以上各項分析，均符合沖裁工藝要求，故可采用多孔沖裁模進行加工。</p><p>　　2.3 毛坯尺寸計

47、算</p><p>　　1.本件為無凸緣件，所以毛坯直徑為：</p><p>　　= 126.6 mm</p><p><b>　　其中δ取1.4；</b></p><p>　　故取D為126.6mm。</p><p>　　2.確定是否需要壓邊圈</p><p><b

48、>　　坯料相對厚度：</b></p><p>　　t/D×100=2/126.6×100=1.579</p><p>　　式中 t——坯料厚度，mm；</p><p>　　D——毛坯直徑，mm；</p><p>　　3.工件的拉深系數(shù)：</p><p><b>　　==0

49、.61</b></p><p>　　根據(jù)文獻[5]中公式(4.25)可知</p><p><b>　　故不需要壓邊圈。</b></p><p>　　2.4 確定拉深次數(shù)</p><p>　　由于拉深件的高度與其直徑的比值不同，有的拉深件可以用一次拉深制成，而有的高度大的拉深件，則需要多次拉深才能制成。所以根

50、據(jù)工件的相對高度(H/D)和坯料的相對厚度(t/D×100)的大小確定拉深次數(shù) 。</p><p>　　由文獻[5]查表4.10可知，由于工件相對高度0.257遠遠小于一次拉深時的相對高度0.45~0.52，所以工件可以一次拉深成形。</p><p>　　2.5 排樣及材料利用率</p><p>　　2.5.1 排樣方法</p><

51、p>　　排樣是指沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法。合理的拍一盒選擇適當?shù)拇钸呏?，是降低成本、保證工件質量及延長模具壽命的有效措施。應考慮以下原則：</p><p>　　1.提高材料得利用率；</p><p>　　2.合理排樣可使操作方便，勞動強度低；</p><p>　　3.模具結構簡單，使用壽命長；</p><p>　　4.保證沖

52、件質量和沖件對板料纖維方向的要求。</p><p>　　排樣的方式有多種多樣，其中有：</p><p>　　(1) 有廢料排樣 (2) 少廢料排樣 (3) 無廢料排樣</p><p>　　根據(jù)零件圖可選用有廢料排樣，模具沿工件全部外形進行沖裁，工件周邊都留有搭邊。這種排樣能保證沖裁件的質量，沖模壽命較長。</p><p>　　排樣的形式

53、分為直排式、斜排式、直對排、斜對排、混合排等。</p><p>　　根據(jù)零件的形狀和排樣方法確定為直排排樣。如圖2-2所示</p><p>　　圖2-2 搭邊和排樣</p><p>　　2.5.2 搭邊和料寬</p><p><b>　　1.搭邊</b></p><p>　　排樣時工件之間以及

54、工件與條料側邊之間留下的余料叫做搭邊。搭邊的作用是補償條料的定位誤差，保證沖出合格的工件；保持條料有一定的剛度，便于送料。搭邊值的大小與下列因素有關。</p><p>　　(1)材料的力學性能；</p><p>　　(2)工件的形狀與尺寸；</p><p><b>　　(3)材料厚度；</b></p><p>　　(4)

55、手工送料、有側壓裝置的模具，搭邊值要小一些。</p><p>　　搭邊是廢料，從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值應愈小愈好。但過小的搭邊容易擠進凹模，增加刃口磨損，降低模具壽命，并且也影響沖裁件的剪切表面質量。一般來說，搭邊值是有經(jīng)驗確定的，文獻[5]表2.8列出了沖裁時常用的最小搭邊值。</p><p>　　由料厚和送料方式查表可知搭邊值a=2，a1=1.5。</p><p>

56、;　　2.送料步距和條料寬度的確定</p><p>　　(1)送料步距 </p><p>　　條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距（簡稱步距或進距）其大小應為條料上兩個對應沖裁件的對應點之間的距離。</p><p><b>　　(2)條料寬度 </b></p><p>　　條料寬度的確定原則：最小條料寬度要保證沖

57、裁件零件周邊有足夠的搭邊值。最大條料寬度要能在沖裁時順利在導料板之間送行并與導料板之間有一定的間隙。</p><p><b>　　送料進距：mm；</b></p><p><b>　　條料寬度：mm；</b></p><p>　　式中D—垂直送料方向的零件尺寸，mm。</p><p><b&g

58、t;　　3.裁板方法</b></p><p>　　板料規(guī)格選用2mm×800 mm×3000 mm</p><p>　　每張鋼板裁板條數(shù)n1:為了操作方便，采用橫裁，即</p><p><b>　　余0.97mm</b></p><p>　　每條裁板上的工件數(shù)n2</p>&

59、lt;p><b>　　個</b></p><p><b>　　式中B—鋼板寬度</b></p><p>　　每張鋼板上的工件總數(shù)：個。</p><p>　　2.5.3 材料利用率 </p><p>　　材料的利用率是衡量材料的經(jīng)濟利用率的指標&l

60、t;/p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=69.2%</b></p><p>　　2.6 制定沖壓工藝方案</p><p>　　2.6.1 工序性質和數(shù)量</p><p><b>　　1.工序性質的確定</b></p&

61、gt;<p>　　在沖壓加工中，工序性質是指沖壓件所需的工序種類，剪裁，落料，沖孔，切邊等使材料產(chǎn)生分離的工序。彎曲拉深局部成形等使材料產(chǎn)生變形的工序。</p><p>　　沖壓工序性質的確定主要取決于沖壓件的形狀尺寸和精度要求。同時還應考慮沖壓變形規(guī)律及某些具體條件的限制。通常在確定工序性質時應當考慮以下幾方面：</p><p>　　(1)從零件圖上直觀的確定工序性質，平板

62、件沖壓加工時常采用剪裁，落料，沖孔等沖裁工序。當平面度要求較高時采用較平的工序進行精壓，當零件的斷面質量尺寸精度要求較高時，需增加修整工序或采用精密沖裁工藝進行加工。</p><p>　　(2)對零件圖進行計算分析，比較后確定工序性質。</p><p>　　(3)為改善沖壓變形條件，方便工序定位，增加附加工序。預沖工序工藝切口達到改善沖壓變形條件，提高成型質量母的。</p>

63、<p>　　根據(jù)零件圖分析沖壓加工時須用落料、沖孔、拉深工序。</p><p><b>　　2.工序數(shù)量的確定</b></p><p>　　確定工序數(shù)量的基本原則是：在保證工件質量，生產(chǎn)率和經(jīng)濟性要求的前提下，工序數(shù)量應盡可能地減少。</p><p>　　該零件精度要求較高，故采用復合模。</p><p>　　

64、2.6.2 工序順序和組合</p><p><b>　　1.工序順序</b></p><p>　　各工序的安排主要取決于沖壓變形規(guī)律和零件質量要求。工序順序的安排一般應注意以下幾方面：</p><p>　　(1)所有的孔只要其形狀和尺寸不受后續(xù)工續(xù)的影響，都應在平板坯料上沖出。</p><p>　　(2)所在位置會受到

65、以后某工序變形的影響的孔，一般都應在有關的成型工序完成后再沖孔。</p><p>　　(3)孔靠近或孔邊緣較小時，如果模具強度夠高，最好同時沖出。否則應先沖出大孔和一般精度孔，后沖出小孔和高精度孔或者先落料再沖孔，力求把可能產(chǎn)生的畸變限制在最小范圍內。</p><p>　　(4)如果在同一個零件的不同位置沖壓時，變形區(qū)域互相不發(fā)生作用，根據(jù)模具結構定位和操作的過程難易程度來確定。</

66、p><p>　　(5)多角彎曲件主要從材料變形核材料的運動兩方面安排彎曲的順序。一般是先彎外部角后彎內部角，彎角根據(jù)零件圖先沖裁后落料，由固定擋料銷定位。</p><p>　　2.工序組合方式選擇</p><p>　　沖壓工序的組合是指將兩個或兩個以上的工序分析合并在一道工序內完成。減少工序及占用的模具設備和數(shù)量，提高效率和沖壓件的精度，在確定工序組合時，首先應考慮組合

67、的必要性和可行性，然后再決定是否組合。</p><p>　　(1)工序組合的必要性主要取決于沖壓件的生產(chǎn)批量。</p><p>　　(2)工序的組合的可行性受到多種因素的限制，應保證能沖壓出形狀、尺寸和精度均符合要求的圖樣，實現(xiàn)其所需動作保證有足夠的強度與現(xiàn)有的沖壓設備條件相適應。</p><p>　　根據(jù)零件圖的要求及批量采用落料、拉深、沖孔復合模。</p&

68、gt;<p>　　2.6.3 沖壓工藝方案</p><p><b>　　1.工藝方案</b></p><p>　　該工件包括落料，拉深，沖孔三個基本工序，可以有以下三種工藝方案。</p><p>　　方案一：先落料，再拉深，然后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。</p><p>　　方案二：落料－拉深－沖孔復合沖壓

69、。采用復合模生產(chǎn)。</p><p>　　方案三：落料－拉深－沖孔連續(xù)沖壓。采用連續(xù)模生產(chǎn)。 </p><p><b>　　2.工藝方案分析</b></p><p>　　方案一：模具結構簡單，但需三道工序，即需要落料模、拉深模、沖孔模三副模具，生產(chǎn)效率低，難以滿足該零件的年產(chǎn)量要求。</p><p>　　方案二：只

70、需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度易保證，且生產(chǎn)效率也高。盡管模具結構較方案一復雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。</p><p>　　方案三：也只需一副模具，生產(chǎn)效率也很高，但零件的沖壓精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需在模具上設置導正銷導正，故其模具制造，安裝較復合模復雜。</p><p>　　通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。<

71、/p><p>　　第三章 模具設計中的必要工藝計算</p><p><b>　　計算沖裁工藝力</b></p><p>　　計算沖裁工藝力的目的是為了合理的選用沖壓設備、設計模具和檢驗模具的強度。壓力機的噸位必須大于所計算的沖裁工藝力，以適應沖裁間隙的需求。沖裁工藝力包括沖裁力、卸料力、推件力和頂件力。</p><p>&

72、lt;b>　　1.落料力</b></p><p>　　=2×126.6×380</p><p>　　=302.12×10N</p><p>　　式中σ——材料抗拉強度</p><p>　　查文獻[5]表7.1可知</p><p>　　08鋼σb=324~441 MPa 取

73、σb=380MPa；</p><p><b>　　2.卸料力</b></p><p>　　查文獻[5]表2.10 取k卸=0.05；</p><p>　　故F卸=0.05×302.12×103</p><p>　　=15.11×103N</p><p><b&

74、gt;　　3.拉深力</b></p><p>　　查文獻[5]表4.18 取k1=0.63；</p><p>　　故F拉=3.14×77×2×380×0.63</p><p>　　=57.88×103N</p><p><b>　　4.沖孔力</b><

75、/p><p>　　為降低沖裁力，提高模具壽命，將多凸模作階梯形布置，小孔4- ø5mm做得短些，大孔3-ø18mm和25mm×R5mm長槽做得長些，其小孔層和大孔層的高度差H=t=2mm。</p><p>　　小孔層：=4×5mm×2mm×380MPa=47.7×103N</p><p>　　大孔層：

76、L=[3×18+2×（×5+25）mm=251mm</p><p>　　F2=251mm×2mm×380MPa=190.8×103N</p><p>　　F= F1+ F2=238.6×103N</p><p><b>　　5.推件力</b></p><p

77、>　　選擇文獻[5]圖2.44(a)凹模刃口形式，取h=6mm</p><p>　　則n=h/t==3個</p><p>　　查文獻[5]表2.10，k推=0.05</p><p>　　故 F推=3×0.05×238.6×10N =35.8×103N</p><p><b>　　故總沖壓

78、力為</b></p><p>　　=302.12×103N+15.11×103N+57.88×103N+238.6×103N+35.8×103N =649.39×103N</p><p>　　3.2 確定模具壓力中心</p><p>　　模具的壓力中心就是沖裁力合力的作用點。沖模壓力中心應盡可

79、能和模柄軸線以及壓力機滑塊中心線重合，以使沖模平穩(wěn)地工作，減少導向件的磨損，從而提高模具的壽命。</p><p>　　畫出工件形狀，把沖裁周邊分成基本線段，并選定坐標系如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1 壓力中心計算示意圖</p><p><b>　　其中(單位為mm)</b></p><p><b&

80、gt;　　，，</b></p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　，，</b></p><p><b&

81、gt;　　，，</b></p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=-0.25mm</b></p><p>&

82、lt;b>　　=0.96mm</b></p><p>　　3.3 初選壓力機</p><p>　　冷沖壓設備的選擇是沖壓工藝及其模具設計中的一項重要內容，它直接影響到設備的安全和合理使用，也關系到?jīng)_壓生產(chǎn)中產(chǎn)生質量、生產(chǎn)效率及成本，以及模具壽命等一系列重要問題。壓力機應根據(jù)沖壓工序的性質、生產(chǎn)批量的大小、工件的質量、模具的外形尺寸以及現(xiàn)有設備等情況進行選擇。壓力機的選擇

83、包括選擇壓路機類型和壓力機規(guī)格兩個方面的內容。沖壓設備類型的選擇主要是根據(jù)沖壓件的大小、生產(chǎn)率、安全操作和沖壓工藝特點等因素來確定的。</p><p>　　綜合考慮選用開式可傾壓力機J23—100A</p><p>　　工作臺尺寸（前后×左右）：600mm×000mm 公稱壓力：1000kN</p><p>　　墊板尺寸（厚度×孔徑

84、）：110mm×150mm 滑塊行程：140mm</p><p>　　模柄孔尺寸（直徑×深度）Φ60mm×80 最大閉合高度：400mm</p><p><b>　　最大傾斜角：300</b></p><p><b>　　3.4 沖裁間隙</b></p>&l

85、t;p>　　沖裁間隙是凸凹模刃口部分尺寸之差。其雙面間隙用Z表示，單面間隙為Z/2。沖裁間隙如文獻[5]圖2.12所示。</p><p>　　材料性能、材料厚度都對間隙數(shù)值有一定的影響，但在實際工作中都采用比較簡便的，由實驗方法制定的表格來確定合力間隙的數(shù)值。考慮到模具制造中的偏差及使用中的磨損，生產(chǎn)中通常是選擇一個適當?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個范圍內，就能沖出良好的制件。這個范圍值為最小合理間隙，

86、最大值為最大合理間隙。鑒于模具在使用過程中磨損使間隙增大，故設計與制造新模具時，一般都采用較小的合理間隙值。</p><p>　　因此根據(jù)參考文獻[5]中表2.12查得沖裁間隙為0.22。</p><p>　　3.5 沖裁模刃口尺寸</p><p>　　沖裁件的尺寸精度取決于凸、凹模刃口部分的尺寸。沖裁的合理間隙也要靠凸、凹模刃口尺寸來實現(xiàn)和保證。模具的合理間隙值

87、由模具刃口尺寸及其公差保證的，落料件大端尺寸等于凹模刃口尺寸，沖孔件小端尺寸等于凸模刃口尺寸，在測量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準，沖孔孔徑是以小端尺寸為基準。沖裁時，凸模越磨越小，凹模越磨越大，使間隙越來越大。確定凸、凹模刃口尺寸及制造公差時，需考慮幾條原則。</p><p>　　1.落料件尺寸取決于凹模尺寸，沖孔件的尺寸取決于凸模尺寸。如文獻[5]圖2.22所示。</p><p>

88、　　2.考慮刃口磨損對沖裁件尺寸的影響，凹模刃口磨損后尺寸變大，其刃口的基本尺寸應接近或等于沖裁件的最小極限尺寸；凸模刃口磨損后尺寸減小，應取接近或等于沖裁件的最大極限尺寸。</p><p>　　3.考慮沖裁精度與模具精度間的關系。在選擇模具制造公差時，既要保證沖裁件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。</p><p>　　凸、凹模間隙及工作部分尺寸</p><p>

89、;　　3.6.1 落料凸凹模刃口尺寸</p><p>　　對外輪廓的落料，由于形狀較簡單，故采用分開加工方法，其凸、凹模刃口部分尺寸計算公式和計算過程如下。</p><p><b>　　式中： </b></p><p>　　Dd、D——分別為落料凹、凸模的刃口尺寸，mm；</p><p>　　δp、δd——分別為凸、凹

90、模的制造公差，按文獻[5]表2.14選取， ，；</p><p>　　Δ——工件的制造公差，mm；</p><p>　　X——磨損系數(shù)，可按文獻[5]表2.17選取。</p><p>　　3.6.2 拉深凸凹模的刃口尺寸</p><p><b>　　拉深凹模圓角半徑：</b></p><p>&

91、lt;b>　　mm</b></p><p>　　拉深凸模圓角半徑：rp=1mm </p><p>　　根據(jù)文獻[5]表4.27得</p><p><b>　　凹模尺寸：</b></p><p>　　查文獻[5]表4.30得 δd=0.12 , δp=0.08；</p><p>

92、;<b>　　凸模尺寸：</b></p><p><b>　　Z=4.4</b></p><p><b>　　計算拉深高度：</b></p><p>　　式中：Hn——第n次拉深后的高度，mm；</p><p>　　dn——第n次拉深后的筒壁直徑，mm；</p>

93、<p>　　Dd——凸模直徑，mm；</p><p>　　D——平板毛坯直徑，mm。</p><p>　　由于Hn大于工件高度，所以確定工件可以一次拉深成形。</p><p>　　3.6.3 沖孔凸凹模的刃口尺寸</p><p>　　查參考文獻[5]表2.12得間隙值Zmin=0.22mm，Zmin=0.26mm。</p&g

94、t;<p>　　據(jù)參考文獻[5]表2.12得凸凹模制造公差，。</p><p><b>　　校核：mm </b></p><p>　　滿足條件，可采用凸凹模分開加工方法。對零件圖中未注公差的尺寸，按IT14級查文獻[5]表7.14，其極限偏差分別為：</p><p><b>　　，，</b></p>

95、;<p>　　查文獻[5]表2.17得磨損系數(shù)χ：</p><p>　　φ5mm孔，χ=0.5</p><p>　　φ18mm孔，χ=0.5</p><p>　　φ5mm槽，χ=0.5</p><p>　　凸模刃口尺寸的計算：</p><p><b>　　mm</b></p&g

96、t;<p><b>　　mm</b></p><p><b>　　mm</b></p><p>　　凹模刃口尺寸的計算：</p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　mm</b></p><p&g

97、t;<b>　　mm</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　dp、dd—分別為沖孔凸、凹模的刃口尺寸，mm。</p><p>　　3.7 凸模和凹模的結構設計</p><p><b>　　3.7.1 凸模</b></p>&l

98、t;p>　　1.凸模結構的類型參考文[5]中表5.2-6選取凸模類型為圓柱頭直桿凸模；</p><p>　　2.凸模的固定方式為臺肩固定在凸模固定板上； </p><p>　　3.凸模的長度L=H1+H2+H</p><p>　　式中：H1-凸模固定板厚度</p><p><b>　　H2-凹模厚度</b

99、></p><p><b>　　H3-附加長度</b></p><p>　　4.凸模的抗壓強度校核</p><p>　　凸模比較細長，應進行壓應力和彎曲應力校核，檢查危險斷面尺寸和自由長度是否滿足強度要求，即</p><p>　　按文獻[5]式（2.31）：</p><p><b>

100、;　　mm</b></p><p>　　最小凸模直徑5.15mm＞1.97mm，故滿足強度要求。</p><p>　　按文獻[5]式（2.35）：</p><p><b>　　mm</b></p><p>　　可見，允許的凸模最大自由長度14mm滿足不了模具的結構尺寸要求，故利用卸料板或推件塊對凸模加以保護。

101、</p><p><b>　　按mm</b></p><p>　　卸料板或推件塊的厚度大于28mm，即可滿足其彎曲強度要求。</p><p>　　3.7.2 凸凹模</p><p>　　1.具有落料凸模和拉深凹模作用的凸凹模。</p><p>　　其結構尺寸如圖3-2所示，三維模型如圖3-3所示

102、</p><p>　　圖3-2 凸凹模1結構形式</p><p>　　圖3-3 凸凹模1</p><p>　　2.具有拉深凸模，與沖孔凹模作用的凸凹模。</p><p>　　其結構尺寸如下圖3-4所示，其三維模型如圖3-5所示</p><p>　　圖3-4 凸凹模2結構形式</p><p>

103、;　　圖3-5 凸凹模2</p><p>　　第四章 模具主要零部件的結構設計</p><p><b>　　4.1 定位零件</b></p><p>　　定位部分零件的作用是使毛坯送料時有準確的位置，保證沖出合格的制件，不致沖缺而造成浪費。</p><p>　　用于沖模的定位零件有導料銷、導料銷、擋料銷、定位板銷、

104、導向銷、定距側刃和側壓裝置等。定位裝置應可靠并具有一定的強度，以保證工作精度、質量的穩(wěn)定；定位裝置應可用調整并設置在操作者容易觀察和便于操作的地方；定位裝置應避開油污、碎屑的干擾并且不與運動機構干涉。定位精度要求較高時，要考慮粗定位和精定位兩套裝置，分步進行；坯料需要兩個以上工序的定位時，它們的定位基準應該一致；設計定位裝置還應考慮避免坯件正、反誤放置的措施。</p><p>　　擋料銷屬于送料定距的定位零件，用

105、于限定條料送進距離、抵住條料的搭邊或工件輪廓，起定位作用，在此用固定擋料銷。</p><p>　　固定擋料銷是在凹模的適當位置的一個突起的銷釘。在復合模沖切過程中條料每次向前送進時，擋料銷的突起部分將沖切廢料的某一部位擋住，從而起到定距的作用。當擋料銷孔離凹模刃口太近時，擋料銷可移離一個進距，以免削弱凹模強度。</p><p>　　4.2 卸料、推件裝置</p><p

106、>　　4.2.1 卸料裝置</p><p><b>　　1.卸料裝置的選取</b></p><p>　　卸料裝置有剛性（即固定卸料板）和彈性兩種形式。此外廢料切刀也是卸料的一種形式。固定卸料板卸料力大，但無壓料作用，毛坯材料厚度大于0.8mm以上時多采用。彈性卸料板卸料力小，但有壓料作用，沖裁質量較好，多用于薄料。</p><p>　　

107、本模具中采用彈性卸料裝置。其兼卸料及壓料作用，沖件質量較好，平直度較高。其結構形式如圖4-1所示</p><p>　　1-上模座 2-墊板 3-凸凹模固定板 4-彈性體 5-卸料板</p><p>　　圖4-1 橡皮式彈壓卸料裝置</p><p><b>　　2.卸料螺釘?shù)脑O計</b></p><p&

108、gt;　　為保證裝配后卸料板的平行度，在同一模具中，各卸料螺釘?shù)拈L度及卸料螺釘孔的深度都必須分別保持完全一致。對于卸料螺釘來說，其有效長度的公差應該保持在h8的偏差范圍內。因此，選取圓柱頭卸料螺釘，結構尺寸為12×150×M6</p><p>　　4.2.2 推件裝置</p><p>　　推件裝置也有剛性和彈性兩種形式。剛性推件不起壓料作用，但推件力大。彈性推件在沖裁

109、時能壓住制件，沖出的制件質量較高，但彈性元件的壓力有限，當沖裁較厚材料時推件的力量不足或使結構龐大。有時也做成剛、彈性結合的形式，能綜合兩者的優(yōu)點。既可在沖裁時壓住制件，使沖出的制件質量較高，又提供較大推件力，工作可靠。</p><p>　　本模具中采用頂桿、頂板、推桿、推件塊出件。結構如圖4-2所示</p><p>　　1-推桿 2-推板 3-頂桿 4-推件塊</

110、p><p>　　圖4-2 推件裝置</p><p><b>　　4.3 導向零件</b></p><p>　　在大批量生產(chǎn)中為便于裝?；蛟诰纫筝^高的情況下，模具都采用導向裝置，以保證精確的導向。</p><p>　　1.導向裝置設計的注意事項</p><p>　　(1)導柱與導套應在凸模工作前

111、或壓料板接觸到工件前充分閉合，且此時應保證導柱上端距上模座上平面留有10～15mm的間隙；</p><p>　　(2)導柱、導套與上、下模座裝配后，應保證導柱與下模座的下平面、導套上端與上模座的上平面留有1～2mm的間隙；</p><p>　　(3)對于形狀對稱的工件，為避免合模安裝時引起的方向錯誤，兩側導柱直徑或位置應有所不同；</p><p>　　(4)當沖模有

112、較大的側向壓力時，模座上應裝設止推墊，避免導套、導柱承受側向力；</p><p>　　(5)導套應開排氣孔以排除空氣。</p><p><b>　　2.導向裝置的結構</b></p><p>　　(1)滑動式導柱導套結構 這種結構加工裝配方便，易于標準化，但承受側壓能力差。</p><p>　　(2)滾動式導柱導套

113、結構 這種結構導向精度高，壽命長、成本高，在高速沖裁和精密沖裁中用的較多。 </p><p>　　導柱導套的配合間隙，必須小于沖裁間隙，按H7／h6配合。 導柱導套的長度依據(jù)模具閉合高度確定，應符合要求；導套采用H7/r6壓入上模座的安裝孔，導柱采用H7/r6壓入下模座的安裝孔。</p><p>　　上模座；2-導套；3-導柱；4-下模座</p><p>　

114、　圖4-3 滑動導柱、導套裝配形式</p><p>　　圖4-4 滑動導套</p><p><b>　　4-5 滑動導柱</b></p><p><b>　　緊固零部件</b></p><p>　　沖模中用到的緊固件主要是螺釘和銷釘，其中螺釘起聯(lián)接固定作用，銷釘起定位作用。螺釘主要承受拉應力，

115、其尺寸及數(shù)量一般根據(jù)經(jīng)驗確定，使用內六角螺釘，要按位置具體布置而定，緊固牢靠，螺釘頭不外露；銷釘常用圓柱銷，數(shù)量一般為兩個及兩個以上，盡量遠距離錯開分布，以保證定位可靠；螺釘?shù)男肷疃群弯N釘?shù)呐浜仙疃纫话銥楣Q直徑的1.5～2倍；銷釘與銷孔之間采用H7/h6或H7/m6配合，銷釘與銷孔之間采用H7/m6配合。</p><p><b>　　固定與支撐零件</b></p><

116、p>　　4.5.1 上、下模座 </p><p>　　上下模座根據(jù)凹模的周界選擇，模架選擇為中間導柱、導套模架本套模具上模座為250×250×55，下模座為250×250×40 如圖4-14為上、下模座。</p><p><b>　?。╝） 上模座</b></p><p><b>　　

117、（b） 下模座</b></p><p><b>　　4-6 模座</b></p><p>　　4.5.2 模柄的設計</p><p>　　模柄的作用是把上模固定在壓力機的滑塊上，同時使模具中心通過滑塊的壓力中心。</p><p>　　一般情況下，模柄長度應比模柄孔深度小5～15mm，保證與壓力機滑塊上的

118、模柄孔正確配合，安裝可靠。</p><p>　　壓入式模柄是最常用的模柄，它與上模座的孔采用過渡配合H7/m6，并加防轉銷。旋入式模柄是通過螺紋與上模座連接，并加防轉螺絲。當采用壓入式模柄可能造成上模座或模柄強度和剛度不足時，可選用旋入式模柄。旋入式模柄用于中小型模具。凸緣模柄一般用于大型模具、中小型復合模，上模座中間需開較大推板孔時，也應采用凸緣模柄。槽形模柄一般用于單工序敞開式落料模、彎曲模及其它成形模中。浮

119、動式模柄的主要特點是壓力機的壓力通過凹球面墊塊和凸球面模柄傳遞到上模，以消除壓力機導向誤差對模具導向精度的影響，主要用于高精度模具中。</p><p>　　這里采用凸緣式模柄，與上模座采用螺釘固定。模柄結構如圖4-7所示。</p><p>　　圖4-7 凸緣式模柄</p><p>　　4.5.3 凸模固定板的設計</p><p>　　凸模

120、固定板的作用是將凸模固定在上模座的正確位置上。</p><p>　　這里采用圓形固定板，外形輪廓尺寸與凸凹模一致，厚度取20mm；與凸模之間用螺釘緊固。凸模固定板如圖4-8所示。</p><p>　　圖4-8 凸模固定板</p><p><b>　　模具的總體設計</b></p><p>　　模架產(chǎn)品標準：（GB/T2

121、851.1, GB/T2851.3～7, GB/T2852.1～4）共10個。模架的選擇一般根據(jù)凹模定位和卸料裝置的平面而定，選擇模座的形狀和尺寸，模座外形，尺寸比凹模相應尺寸大40～70mm。模座厚度一般取凹模厚度的1～1.5倍。下模座外形尺寸至少超過壓力機約50mm，同時選擇的模架與閉合后的模具設計的高度相適應。</p><p>　　通常所說的模架由上模座，下模座，導柱，導套四部分組成，一般標準模架不包括模柄

122、。模架是整副模具的骨架，它是連接沖模主要零件的載體，模具的全部零件都固定在它上面，并承受沖壓過程的全部載荷。模具的上模座盒下模座分別與沖壓設備的滑塊和工作臺固定。上下模間的精確位置由導柱導套來實現(xiàn)。采用非標準模架，模架的型式和規(guī)格決定了上、下模座的型式和規(guī)格；所選用或設計的模座必須與所選壓力機的工作臺和滑塊的有關尺寸相適應；模座的上、下表面的平行度公差一般為4級；上、下模座的導套、導柱安裝孔中心距精度在±0.02mm以下；安裝

123、滑動式導柱和導套時，其軸線與模座的上、下平面垂直度公差為4級；模座的上、下表面粗糙度為Ra3.2～0.8μm。</p><p>　　模架的選擇應從三方面入手：依據(jù)產(chǎn)品零件精度，模具工作零件配合精度、高低確定模架精度；根據(jù)產(chǎn)品零件精度要求，形狀，板料送料方向選項二模架類型；根據(jù)凹模周界尺寸確定模架的大小規(guī)格。</p><p>　　本套模具采用由上模座、下模座、導柱、導套組成的后側導柱式模架。