鋁角座模具畢業(yè)設計說明書

1、<p>　　本 科 畢 業(yè) 設 計</p><p>　　題 目 鋁角座模具 　　　　　　</p><p>　　學 院 工業(yè)制造學院 　　　　　</p><p>　　專 業(yè) 材料成型及控制工程　　　　</p><p>　　學生姓名 xxx 　　　　　　　&

2、lt;/p><p>　　學 號 xxxxxxxx年　級 2008級二班 </p><p>　　指導教師 xxx 職　稱 副教授 　</p><p>　　2012 年 6 月 1 日</p><p><b>　　鋁角座模具</b></p><p>　　?！　I(yè)：材料成型及控制工程

3、 學　　號：xxxxxxxxx</p><p>　　學　　生：xxx 指導教師：xxx </p><p>　　摘要：沖壓是利用安裝在沖壓設備（主要是壓力機）上的模具對材料施加壓力，使其產生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。本文主要研究工作： 利用金屬零件特征之間的關系建立級進

4、模排樣設計模型，引如沖壓排樣設計原則；進一步將鋁制零件的形狀特征應用于模具結構設計中，建立模具模型，進行模具工藝設計和結構設計，從而確定總體的模具形式；模具投入制造后，可能在制造和生產調試過程中表現(xiàn)出設計的不足和錯誤，通過總結概括這些問題，可以進行修正工藝設計和模具結構設計，或增加新的工藝規(guī)則，為以后的模具設計提供寶貴的經驗。 基于以上的研究工作，可以建立一套可行的、適合于小型金屬零件的沖壓級進模的設計方法，并在實際生產中應用。<

5、/p><p>　　關鍵詞：沖壓；塑性變形；級進模；工藝</p><p>　　Aluminum Angle Seat Mold</p><p>　　Specialty：Material molding and control engineering Student Number：xxxxxx</p><p>　　Student：xxxx

6、xxxx Supervisor：xxxxxxxx</p><p>　　Abstract：Punch is mounted on the hamess of stamping equipment(mainly is press)on mold to the material pressure,make its produce plastic deformat

7、ion or separation,thereby obtaining the necessary parts of a pressure processing method.This article mainly research works:the use of metal parts of the relationship between the establishment of progressive mold layout d

8、esign model,cited as the stamping layout design principles;the aluminum parts shape feature is applide to the mold structuie design,esta</p><p>　　Keywords：Stamping; plastic deformation; progressive mold; pro

9、cess</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　緒論1</b></p><p><b>　　1 工藝分析4</b></p><p>　　1.1 材料分析4</p><p>　　1.2 結構分析4</p>

10、;<p><b>　　1.3 結論5</b></p><p>　　2 工藝方案的擬定6</p><p>　　2.1 毛坯展開尺寸計算6</p><p>　　2.2 方案確定7</p><p>　　2.2.1 方案對比7</p><p>　　2.2.2 方案分析7</

11、p><p>　　2.2.3 方案確定7</p><p>　　3 排樣形式和裁板方法8</p><p>　　3.1 排樣方式選擇9</p><p>　　3.2 裁板方法9</p><p>　　4 沖裁力、翻邊力、彎曲力、壓筋力、公稱壓力和壓力中心的確定10</p><p>　　4.1 沖裁力

12、的計算10</p><p>　　4.2 翻邊力的計算10</p><p>　　4.3 彎曲力的計算10</p><p>　　4.4 壓筋力的計算11</p><p>　　4.5 壓力機公稱壓力的確定11</p><p>　　4.6 壓力中心的計算11</p><p><b>

13、;　　5 沖裁間隙13</b></p><p>　　6 模具結構形式的確定14</p><p>　　6.1 模具類型的選擇14</p><p>　　6.2 操作方式14</p><p>　　6.3 出件方式14</p><p>　　6.4 確定送料方式14</p><p>

14、;　　6.5 確定導向方式14</p><p>　　7 沖裁刃口尺寸計算15</p><p>　　7.1 模具刃口尺寸的計算的基本原則15</p><p>　　7.2 凸、凹模刃口尺寸的計算方法16</p><p>　　8 主要零件的設計18</p><p>　　9 壓力機技術參數(shù)20</p>

15、<p><b>　　結論21</b></p><p><b>　　參考文獻22</b></p><p><b>　　致謝23</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　模具工業(yè)的發(fā)展標志一個國家工業(yè)水平及產品開

16、發(fā)能力[1]。</p><p>　　沖壓加工作為一個國家的基礎行業(yè)，在國民經濟的加工工業(yè)中占有重要的地位。根據(jù)統(tǒng)計，沖壓件在各個行業(yè)中均占有相當大的比重，尤其在汽車、電機、儀表、軍工、家用電器等方面所占比重更大。沖壓件在形狀和尺寸精度方面的互換性較好，所以具有質量輕、剛度好、精度高和外表光滑、美觀等特點。而且沖壓加工是一種商生產率、高材料利用率的加工方法。</p><p>　　當然，沖壓加

17、工和其他加工方法一樣，也有其自身的局限性，例如，沖模的結構比較復雜，模具價格又偏高。因此，對小批量，多品種生產時采用昂貴的沖蕈，經濟上不合算。目前為了解決這個問題，正在努力發(fā)展某些簡易沖模。采用沖壓與焊接或膠接等復合工藝，可以使零件結構更趨合理，加工更為方便，成本更易降低，這是制造復雜形狀結構件的發(fā)展方向之一。</p><p>　　模具心臟沖壓設備等正隨著科學技術的發(fā)展而不斷發(fā)展，從總體看，現(xiàn)代沖壓工藝與模具的主

18、要發(fā)展方向可以歸納為幾個方面：1、沖壓成型工藝與理論研究；2、沖壓加工自動化和柔性化；3、沖模CAD/CAM；最后，關于沖模的破損機理和壽命分析，以及新型模具材料方面，近年來也有不少新的進展。</p><p>　　從其發(fā)展方向可以看出沖壓工藝和模具課程的理論性和實用性均很強，故研究時應從理論和實踐相結合的角度來研究、探討，并側重加強工程實踐能力。</p><p>　　沖壓是利用安裝在沖壓設

19、備（主要是壓力機）上的模具對材料施加壓力，使其產生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進行冷變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產就難以進行；沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝就難以實現(xiàn)。 </p><

20、p><b>　　1沖壓的特點</b></p><p>　　沖壓加工與其他加工方法相比，具有以下特點：</p><p>　　操作簡單，易于實現(xiàn)自動化，并且具有較高的生產效率。</p><p>　　沖壓加工可以獲得其他加工方法不能或難以制造的形狀復雜，精度一至的制 件，而且可以保證互換性。</p><p>　　沖壓過程

21、耗能少，材料利用率高，加工成本低。沖壓加工不像切削呢樣需要消耗很多能量，把大量金屬切成碎屑后獲得零件，材料的利用律一般可達70%-85%。</p><p>　　沖壓件剛性好，強度高，重量輕，表面質量好。沖壓加工過程中，材料邊面不易遭受破壞，而且通過塑料變形還可以使制件的機械性能有所提高。</p><p>　　沖壓加工中所用的模具結構一般比較復雜，制造周期長，生產成本高，因此在小批量生產中受

22、到限制。</p><p>　　沖壓件的精度主要取決于模具精度，如果零件的精度要求過高，用沖壓生產的方法就難于達到。</p><p>　　2沖壓加工的作用和地位</p><p>　　由于沖壓加工具有許多突出的優(yōu)點，因此在工業(yè)生產中，尤其是大批量生產中得到廣泛應用。從精細的電子元件，儀表針到汽車的覆蓋件，高壓容器封頭以及航空航天器的蒙皮，機身等均許沖壓加工。據(jù)粗略統(tǒng)計，

23、在汽車制造業(yè)中，有60%-70%的零件是采用沖壓工藝制成的。在機電及儀表生產中有60%-70%的零件是用沖壓工藝完成的。在電子產品中，沖壓件的數(shù)量約占總數(shù)的85%以上。在飛機，導彈。各中槍彈與炮彈生產中。沖壓件所占的比例也相當大。占世界鋼產量60%-70%以上的板材，管材及型材，其中大部分是通過沖壓制成成品。隨著工業(yè)長品的不斷發(fā)展和生產技術水平的不斷提高，不少過去用鑄造，切削加工的方法</p><p>　　制造的

24、零件啊，已被質量輕，剛度好的沖壓件所代替。可以說，沖壓加工已成為現(xiàn)代工業(yè)生產的重要手段和發(fā)展方向，是提高生產效率，提高產品質量，降低產品成本，進行產品更新?lián)Q代的重要保證。</p><p>　　3沖壓技術的發(fā)展趨勢</p><p>　　沖壓技術一直在不斷發(fā)展。國內、外21世紀的發(fā)展方向和動向主要有以下幾點：</p><p>　　沖壓成型工藝與理論研究</p>

25、;<p>　　計算機輔助工程（CAE）的引人，使蟲牙成型已從原來對應力應變進行有限元等分析而逐步發(fā)展到采用計算機進行工藝工程的模擬與分析，以實現(xiàn)沖壓過程的優(yōu)化設計。</p><p>　　對沖壓成型性能極限的研究，沖壓件成型難度的判斷以及成型預報等技術的發(fā)展，均標志著沖壓成型走向計算機輔助工程化和智能化的發(fā)展道路。</p><p>　　新一代沖模設計軟件技術</p>

26、<p>　　新一代沖模設計軟件是建立在從模具設計實踐總共歸納總結出大量知識上，具有智能化意義的軟件。</p><p>　　新一代沖模設計軟件以立體的思想，直觀的感覺來設計模具結構，所生成的三維結構信息能方便地用于模具可制造性評價和數(shù)控加工，既可對多方案進行篩選，又可對模具設計過程中的合理性和經濟性評估，并為模具設計者提供修改依據(jù)。</p><p>　　新一代沖模設計軟件還具有

27、面向裝配的功能，因為模具的功能只有通過其裝配結構才能體現(xiàn)出來。</p><p>　　在模具設計制造中廣泛運用CAD/CAE/CAM/技術</p><p>　　模具設計制造是一個多環(huán)節(jié)的復雜過程，從處始設計到最后的裝配檢測，實際上是將產品設計信息在生產環(huán)節(jié)間不斷傳送，處理并反饋的過程。正確的模具設計制造方法應該是采用并行工程的方法，要實現(xiàn)模具CAD/CAE/CAM等各個模具見信息的提取，交換

28、和處理的集成化，必須建立模具集成化的產品信息模型。采用基于他正變量化設計，工程數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等技術已成為目前研究的熱門。</p><p>　　利用和集成各種計算機技術，以網絡為通訊手段，協(xié)調企業(yè)的各種行為以獲得最好的經濟效益為目標來制造產品。模具工業(yè)為一種特殊的工業(yè)無疑要向集成制造方向發(fā)展這是未來模具設計制造總的發(fā)展趨勢。</p><p>　　沖壓加工自動化，精密化和柔性化</p&g

29、t;<p>　　為了適應大批量，高效生產需要，在沖壓模具和設備上廣泛運用了各種自動化的進、出料機構。近年來，集成制造系統(tǒng)（CIMS）也正在被引入沖壓加工系統(tǒng)，出項了沖壓加工中心，并且使設計、沖壓生產、零件運輸、倉儲、品質檢查以及生產管理等全面實現(xiàn)自動化。</p><p>　　沖模新材料及模具熱處理新技術的研制、開發(fā)以及推廣運用</p><p>　　我國模具的使用壽命與國外模具

30、的使用壽命仍存在著較大的差距，究其原因，很大程度在于模具材料和熱處理、表面處理技術上。使用進口模具材料，雖然對提高模具壽命有利，但價格昂貴，增加了模具成本。因此，必須努力提高國產模具材料的質量，研究和推廣先進的熱處理、表面處理技術，充分發(fā)揮模具材料的潛力。</p><p>　　提高沖模標準化水平和模具標準件的使用率</p><p>　　實現(xiàn)模具零件標準化和專業(yè)化是縮短模具制造周期、降低模具

31、成本的行之有效的途徑，同時也會為計算機輔助設計與制造創(chuàng)造有利條件。因此，也必須加快模具制造的產業(yè)調整以滿足市場的需要，走出一條降低成本、高效益的發(fā)展之路。</p><p><b>　　1 工藝分析</b></p><p>　　零件簡圖如圖1-1所示：</p><p><b>　　圖1-1 零件簡圖</b></p>

32、;<p><b>　　1.1 材料分析</b></p><p>　　該工件所用材料為1060鋁，是常用的沖壓材料，抗拉強度為75～110MPa，伸長率為25%，塑性較好，適合沖壓加工。</p><p><b>　　1.2 結構分析</b></p><p>　　零件結構較復雜，左右對稱，對彎曲成形較為有利，可查

33、1060鋁的允許最小彎曲半徑rmin=0.3t=0.3×1=0.3mm，而零件的最小彎曲半徑rmin=0.5mm>0.3mm，故不會彎裂；彎曲變形后角度回彈小，彎曲半徑變化也不大，所以采用簡單的直壁校正彎曲法一次即可達到要求。</p><p><b>　　1.3 結論</b></p><p>　　該工件的彎曲工藝性良好，適合進行沖裁、彎曲等加工。<

34、;/p><p><b>　　2 工藝方案的擬定</b></p><p>　　2.1 毛坯展開尺寸計算</p><p><b>　　如圖2-1所示:</b></p><p>　　圖2-1 毛胚成型件和展開件</p><p>　　毛坯總長度等于各直邊長度加上各圓角展開長度，即：<

35、;/p><p>　　L=L1+L2+L3</p><p>　　有任務書中的數(shù)據(jù)可得：</p><p>　　L1=34-1=33 mm</p><p>　　L2=1.57(r+xt)=1.57×(2+0.38×1) mm=3.7366 mm≈2.74mm（x查表2-2得）</p><p>　　L3=13-

36、1=12 mm</p><p><b>　　于是可得:</b></p><p>　　L=L1+L2+L3=(33+2.74+12)mm=47.74 mm</p><p><b>　　表2-2 系數(shù)X</b></p><p><b>　　2.2 方案確定</b></p>

37、;<p>　　本次設計按照工藝分析—工藝方案確定—模具結構設計的思路進行[2]。</p><p>　　2.2.1 方案對比</p><p>　　該工件包括沖孔、翻邊、落料、彎曲和壓筋五個基本工序。可有以下3種方案：</p><p>　　1）沖孔、翻邊、落料、彎曲、壓筋依次采用單工序模生產。</p><p>　　2）沖孔、翻邊、落

38、料、彎曲、壓筋依次采用級進模生產。</p><p>　　3) 沖孔、翻邊、落料采用復合膜模生產，然后彎曲和壓筋采用復合模生產。</p><p>　　2.2.2 方案分析</p><p>　　方案1）結構簡單，但需要五個工序五副模具，成本高效率低，難以滿足大批量生產：方案2）只需要一副模具，生產效率高，操作方便，但制造精度不如復合模，模具制造比較復雜，調整維修比較麻煩

39、；方案3）經計算，沖孔、翻邊和落料可復合完成，彎曲和壓筋也可復合完成，總共需要兩副模具，工件精度及生產效率都較高，但模具制造比較復雜，調整維修比較麻煩。</p><p>　　2.2.3 方案確定</p><p>　　該工件的材料為鋁，強度硬度較低，而韌性較高，有好的彎曲等冷加工性能，且該零件結構簡單，可大批量生產，可采用復合模的形式生產。該零件尺寸較小，因此加工精度不高，一般沖壓即可滿足要

40、求。綜合以上分析，得出結論是：該零件工藝性能較好，適合級進模沖壓。</p><p>　　3 排樣形式和裁板方法</p><p>　　設計級進模，首先要設計排樣圖，這是設計級進模的重要依據(jù)。從一定程度上說，級進模的設計就是排樣圖的設計[3]。</p><p>　　排樣圖設計的好壞，對整套模具的設計影響很大，這歸屬于總體設計的范疇。因此，一般都要設計出多種排樣圖方案加以

41、分析、比較、綜合與歸納，以確定一個經濟、技術效果相對較合理的方案。</p><p>　　1.排樣設計 排樣的要求是切除廢料，將零件留在條料上，以分步完成各個工序，最后根據(jù)需要，將零件從條料上分離出來。其設計的主要內容包括：</p><p>　　1）確定模具的工位數(shù)目、各工序加工的內容及各工位沖壓工序順序的安排。</p><p>　　2）確定被沖工件在條料上的排樣方

42、式。</p><p>　　3）確定條料的寬度和步距尺寸，從而確定材料利用率。</p><p>　　4）確定導料與定居方式、彈頂器的設置和導正銷的安排。</p><p>　　5）基本確定模具各個工位的機構。</p><p>　　2.工位設計 在進行工位設計時，一般應注意以下設計原則：</p><p>　　1）對復雜的沖

43、裁、彎曲或成形，盡量采用簡單形狀的凸模和凹?；蚝唵蔚臋C構多沖幾次，也不要輕易采用復雜形狀的凸模和凹模或復雜機構一次完成。對卷圓類零件，常采用無芯軸的逐漸彎曲成形方法。若采用芯軸，則易造成高速沖壓時機構動作的不協(xié)調而影響正常工作。盡量簡化模具結構，以利于保證沖壓過程連續(xù)工作的可靠性，也有利于模具的制造、裝配、更換與維修。</p><p>　　2）對有嚴格要求的局部內、外形及成組的孔，應考慮在同一工位上沖出，以保證其

44、位置精度。如果在一個工位上完成有困難，則應盡量縮短兩個相關工位的距離，以減少定位誤差。對于彎曲件，在每一個工位變形程度不宜過大，否則容易回彈和開裂，難以保證質量。</p><p>　　3）空位設置應慎重。只有當相鄰工位之間空間距離過小，難以保證凸模和凹模的強度或難以安置必要的機構時才可以設置空位；模具步距大于19mm時，不宜多設置空工位，步距大于30mm以上時，更不能輕易設置空工位。</p><

45、;p>　　3.工位順序設計 各工位沖壓工序之間的順序安排。對純沖裁的多工位級進模排樣時，應先沖內形，再沖外形。先沖孔后落料或切斷。先沖出的孔可作后續(xù)工位的定位孔。若該孔不適合于定位或定位精度要求較高時，則可沖出輔助定位的工藝孔；外形復雜的沖壓件，可采用分步沖出，以簡化凸模和凹模的形狀，增加其強度，便于加工和裝配；若采用套料連續(xù)沖裁時，則應由里向外的順序。</p><p>　　3.1 排樣方式選擇</

46、p><p>　　排樣的要求是切除廢料，將零件留在條料上，以分步完成各個工序，最后根據(jù)需要，將零件從條料上分離出來[4]。</p><p>　　方案一：有廢料排樣 沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模來保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低。</p><p>　　方案二：少廢料排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質量差，模具壽命較方案一低

47、，但材料利用率稍高，沖模結構簡單。</p><p>　　方案三：無廢料排樣 沖件的質量和模具壽命更低一些，但材料利用率最高。</p><p>　　通過上三種方案的分析比較，綜合考慮模具壽命，沖件質量、材料利用率和零件結構，該沖件的排樣方式選擇方案一比較最佳。</p><p><b>　　3.2 裁板方法</b></p><p

48、><b>　　圖3-1 排樣圖</b></p><p>　　4 沖裁力、翻邊力、彎曲力、壓筋力、公稱壓力和壓力中心的確定</p><p>　　4.1 沖裁力的計算</p><p>　　模具共有3個沖裁區(qū)，沖裁力由下式計算：</p><p>　　F=L×t×τ （4-1）</p>

49、;<p>　　式中 F—— 沖裁力（N）；</p><p>　　L—— 沖裁件周邊長度（mm）；</p><p>　　t—— 材料厚度（mm）；</p><p>　　τ—— 材料抗剪強度（MPa）</p><p>　　各沖裁區(qū)只是沖裁線的長度不同，材料抗剪長度和材料厚度均相同，查得1060

50、鋁的抗剪強度為τ=80MPa，材料厚度為t=1mm。用上式可分別計算各沖裁區(qū)的沖裁線長度和沖裁力，見表4-1。</p><p>　　表4-1各沖裁區(qū)的沖裁線長度和沖裁力</p><p>　　4.2 翻邊力的計算</p><p>　　在計算翻邊力時，可以近似按帶有壓邊的單邊彎曲力計算，即：</p><p>　　F翻=1.25LtσbK

51、 (4-2)</p><p>　　=1.25×2×2×3.14×5×1×100×0.2</p><p><b>　　=1570 N</b></p><p>　　式中 F翻——翻邊力（N）；</p><p>　　L——翻邊曲線長度（mm）；

52、 </p><p>　　t——材料厚度（mm）；</p><p>　　σb——材料抗拉強度（MPa）；</p><p>　　K——系數(shù)，一般取0.2～0.3</p><p>　　4.3 彎曲力的計算</p><p>　　彎曲力的大小不僅與毛坯尺寸、材料的力學性能、凹模支點間的間距、彎曲半徑及凸凹模間隙等因素有

53、關，而且與彎曲方法也有很大的關系[5]。生產中常用經驗公式進行計算。</p><p>　　查得1060鋁的抗拉強度為σb=75～110MPa，</p><p><b>　　取100MPa。</b></p><p>　　向下彎曲時，彎曲力由公式得：</p><p>　　FZ=0.7Kbt2σb/（r+t） （4-3

54、）</p><p>　　=0.7×1.3×37.18×1×1×100/（1+1）</p><p>　　=6766.76 N</p><p>　　式中 FZ—— 自由彎曲力（N）；</p><p>　　B—— 彎曲件寬度（mm）；</p><p>　　

55、t—— 彎曲件厚度（mm）；</p><p>　　σb——  材料抗拉強度（MPa）；</p><p>　　K—— 系數(shù)，一般取1～1.3；</p><p>　　r—— 彎曲件內彎曲半徑（mm）</p><p>　　4.4 壓筋力的計算</p><p>　　在計算壓筋力時，可以近

56、似按彎曲力的1.5倍計算，即：</p><p>　　F壓=1.5FZ （4-4）</p><p>　　=1.5×6766.76</p><p>　　=10150.14 N</p><p><b>　　≈10150 N</b></p><p>　　式中 F壓—— 壓

57、筋力（N）；</p><p>　　FZ—— 自由彎曲力（N）</p><p>　　4.5 壓力機公稱壓力的確定</p><p>　　F設=F沖+F翻+F自+F壓=30535.2+1570+6766.76+10150=49021.96N≈50KN</p><p>　　4.6 壓力中心的計算</p><p>　　

58、模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點位置[5]。為了確保壓力機和模具正常工作，應使模具的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合，否則，會使沖模和力機滑塊產生偏心載荷，使滑塊和導軌之間產生過大的摩擦，模具導向零件加速磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。沖模的壓力中心，可以按下述原則來確定：</p><p>　　1）.對稱形狀的單個沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。</p><p>　

59、　2）.工件形狀相同且分布位置對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。</p><p>　　3）.形狀復雜的零件、多孔沖模、級進模的壓力中心可以用解析計算法求出沖模壓力中心。</p><p>　　壓力中心示意圖如圖4-1所示：</p><p>　　經過軟件分析計算得出壓力中心為（0，3.25）。</p><p>　　圖4-1 壓力中心示

60、意圖5 沖裁間隙</p><p>　　設計模具時一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質量、尺寸精度滿足產品的要求，所需沖裁力小、模具壽命高，但分別從質量，沖裁力、模具壽命等方面的要求確定的合理間隙并不是同一個數(shù)值，只是彼此接近?？紤]到制造中的偏差及使用中的磨損、生產中通常只選擇一個適當?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個范圍內，就可以沖出良好的制件，這個范圍的最小值稱為最小合理間隙Cmin，最大值稱為最大合理間

61、隙Cmax?？紤]到模具在使用過程中的磨損使間隙增大，故設計與制造新模具時要采用最小合理間隙值Cmin[7]。</p><p>　　沖裁間隙的大小對沖裁件的斷面質量有極其重要的影響，此外，沖裁間隙還影響模具壽命、卸料力、推件力、沖裁力和沖裁件的尺寸精度。沖裁過程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間均有摩擦，間隙越小，模具作用的壓應力越大，摩擦也越嚴重，而降低了模具的壽命。較大的間隙可使凸模側面及材料間的摩擦減小

62、，并延緩間隙由于受到制造和裝配精度的限制，雖然提高了模具壽命而，但出現(xiàn)間隙不均勻。因此，沖裁間隙是沖裁工藝與模具設計中的一個非常重要的工藝參數(shù)。</p><p>　　用理論方法確定合理間隙值：</p><p>　　Z=2（t-h0）tanβ （5-1）</p><p>　　式中 t——材料厚度（mm）；</p><p>　　h0——產

63、生裂紋時凸模擠入材料深度（mm）；</p><p>　　β——剪切裂紋與垂線的夾角</p><p>　　通過計算Z=0.050 </p><p>　　6 模具結構形式的確定</p><p>　　6.1 模具類型的選擇</p><p>　　由沖壓工藝分析可知，采用級進模方式沖壓，所以模具類型為級進模。</p>

64、<p><b>　　6.2 操作方式 </b></p><p>　　零件的生產批量為大批量，但合理安排生產可用自動送料方式，既滿足生產要</p><p>　　求，又可以降低生產成本，提高經濟效益。</p><p><b>　　6.3 出件方式</b></p><p>　　零件為自動落料

65、，不需要推件裝置。</p><p>　　6.4 確定送料方式 </p><p>　　因選用的沖壓設備為開式壓力機且垂直于送料方向的凹模寬度B小于送料方向的</p><p>　　凹模長度L故采用橫向送料方式，即由右向左（或由左向右）送料[8]。 </p><p>　　6.5 確定導向方式 </p><p>　　方案一：采

66、用對角導柱模架。由于導柱安裝在模具壓力中心對稱的對角線上，所以上模座在導柱上滑動平穩(wěn)。常用于橫向送料級進?；蚩v向送料的落料模、復合模[9]。 </p><p>　　方案二：采用后側導柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便。因導柱安裝在后側，工作時，偏心距會造成導套導柱單邊磨損，嚴重影響模具使用壽命，且不能使用浮動模柄。 </p><p>　　方案三：四導柱模架。具有導向平穩(wěn)、

67、導向準確可靠、剛性好等優(yōu)點。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大量生產用的自動沖壓模架。 </p><p>　　方案四：中間導柱模架。導柱安裝在模具的對稱線上，導向平穩(wěn)、準確。但只能一個方向送料。 </p><p>　　根據(jù)以上方案比較并結合模具結構形式和送料方式，為提高模具壽命和工件</p><p>　　質量，該級進模采用四導柱的導向方式，即方案三

68、最佳。</p><p>　　7 沖裁刃口尺寸計算</p><p>　　7.1 模具刃口尺寸的計算的基本原則</p><p>　　沖裁件的尺寸精度主要決定于模具刃口的尺寸精度，模具的合理間隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及其制造公差，是設計沖裁模的主要任務之一[10]。從生產中可以發(fā)現(xiàn)：</p><p>　　由于凸模

69、、凹模之間存在間隙，使落下的料或沖出的孔都帶有錐度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。</p><p>　　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。</p><p>　　沖壓時，凸模、凹模要與沖裁件或廢料發(fā)生摩擦，凸模愈磨愈小，凹模愈磨愈大。</p><p>　　由此在決定模具刃口尺寸及其制造公差時需要考慮下

70、述原則[11]：</p><p>　　落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時孔的尺寸由凸模尺寸決定。做設計落料模時，以凹模為基準，間隙取在凸模上；設計沖孔模時，以凸模為基準，間隙取在凹模上。</p><p>　　考慮到沖裁中凸模、凹模的磨損，設計落料模時，凹?；境叽鐟〕叽绻罘秶妮^小尺寸；設計沖孔模時，凸?；境叽鐟」ぜ壮叽绻罘秶鷥鹊妮^大尺寸。這樣，在凸模、凹模磨損到一定程度的情況下

71、，仍能沖出合格制件。凸模、凹模間隙則取最小合理間隙值。</p><p>　　確定沖裁刃口制造公差時，應考慮制件的公差要求。如果對刃口的精度要求過高（即制造公差較?。?，會使模具制造困難，增加成本，延長生命周期；如果對刃口的精度要求過低（即制造公差較大），則生產出來的制件可能不合格，會使模具的壽命降低。若制件沒有標注公差，則對于非圓形件按國家標準“非配合尺寸的公差值”IT14級處理，沖裁模則可按IT11級制造，對于圓

72、形件則按IT6或IT7級制造。沖壓件的尺寸公差應按入體原則標注，落料件上偏差為零，下偏差為負；沖孔件的下偏差為零，上偏差為正。</p><p>　　7.2 凸、凹模刃口尺寸的計算方法</p><p>　　由于模具加工方法的不同，凹模與凸模刃口部分尺寸的計算公式與制造公差的標注也不同，刃口尺寸的計算方法分為分別加工計算法和配合加工計算法，在該級進模的設計中所有刃口尺寸的計算都按照凸模與凹模分

73、別加工的計算方法。</p><p>　　采用這種方法是指凸模和凹模分別按圖紙標注的尺寸和公差進行加工[12]。沖裁間隙由凸模、凹模刃口尺寸和公差來保證。要分別標注凹模和凸模刃口尺寸與制造公差優(yōu)點是具有互換性。由沖壓件與凸模、凹模刃口尺寸及公差的分布狀態(tài)可以看出，要保證初始間隙值小于最大合理間隙Zmax，必須滿足下列條件：，也就是說，新制造的模具應該是。否則制造的模具間隙已超過允許變動范圍2Cmin～2Cmax，影

74、響模具的使用壽命。</p><p>　　若，可取、作為模具的凸模、凹模的制造偏差。</p><p>　　在模具設計過程中分析得到該模具采用凸、凹模分開加工，此時應該標注計算凸、凹模的尺寸公差，成形加工時間隙取在凸模上，因此：</p><p>　　落料： （7—1）</p><p><b>　?。?—2）&l

75、t;/b></p><p>　　沖孔： （7—3）</p><p><b>　?。?—4）</b></p><p>　　式中 Dd、Dp——落料凹、凸模刃口尺寸（mm）；</p><p>　　dp、dd ——沖孔圖、凹模刃口尺寸（mm）；</p><p>　　Dma

76、x——落料件的最大極限尺寸（mm）；</p><p>　　dmin——沖孔件的最小極限尺寸（mm）；</p><p>　　Δ——沖裁件制造公差；</p><p>　　Zmin——最小初始雙面間隙；</p><p>　　δp、δd——凸、凹模制造公差，可查有關資料，或取、；</p><p>　　x——系數(shù)，為了避免沖裁件

77、尺寸都偏向于極限尺寸，應使沖裁件的實際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸。X值在0.5～1之間，與沖裁件的精度等級有關，見表7-1。</p><p><b>　　表7-1 系數(shù)x</b></p><p>　　對于工件，材料為1060鋁，料厚t=1mm，內形、屬于沖孔。查表7-1和相關資料得：Zmax=0.060 Zmin=0.040 δp= 0.

78、020 δd=0.020 x=0.75</p><p><b>　　校核間隙：</b></p><p>　　說明所取凸、凹模公差不能滿足條件，但相差不大，可調整如下：</p><p>　　=0.4×0.020＝0.008mm</p><p>　?。?.6×0.020＝0.012m

79、m</p><p>　　將已知和查表數(shù)據(jù)帶入公式，即得：</p><p>　　對于φ6孔同理可得：</p><p><b>　　8 主要零件的設計</b></p><p><b>　　1.沖小孔凸模</b></p><p>　　材料選用T10A，凸模刃口淬火硬度為56～60H

80、RC，尾部回火至40～50HRC，固定方式使用階梯固定方式。</p><p><b>　　2.沖大孔凸模</b></p><p>　　材料選用T10A，凸模刃口淬火硬度為56～60HRC，尾部回火至40～50HRC，固定方式使用階梯固定方式。</p><p><b>　　3.沖裁凸模</b></p><

81、p>　　材料選用T10A，凸模刃口淬火硬度為56～60HRC，尾部回火至40～50HRC，固定方式使用階梯固定方式。</p><p><b>　　4.翻邊凸模</b></p><p>　　材料選用T10A，凸模淬火硬度為56～60HRC，固定方式使用階梯固定方式。</p><p><b>　　5.彎曲凸模</b>&l

82、t;/p><p>　　材料選用45鋼，凸模淬火硬度為43～48HRC，固定方式使用階梯固定方式。</p><p><b>　　6.壓筋凸模</b></p><p>　　材料選用T10A，凸模淬火硬度為56～60HRC，固定方式使用階梯固定方式。</p><p><b>　　7.落料凸模</b></

83、p><p>　　材料選用T10A，凸模刃口淬火硬度為56～60HRC，尾部回火至40～50HRC，固定方式使用階梯固定方式。</p><p><b>　　8.凹模</b></p><p>　　材料選用T10A，凹模淬火硬度為56～60HRC。</p><p><b>　　9.上模墊板</b></p

84、><p>　　材料選用45鋼，淬火硬度為43～48HRC。</p><p><b>　　10.導套</b></p><p>　　材料選用20鋼，淬火硬度為58～62HRC。</p><p><b>　　11.導柱</b></p><p>　　材料選用20鋼，表面滲碳深度為0.5～

85、0.8，淬火硬度為58～62HRC。</p><p><b>　　12.模柄</b></p><p>　　材料選用45鋼，淬火硬度為43～48HRC。</p><p><b>　　13.固定板</b></p><p>　　材料選用45鋼，淬火硬度為43～48HRC。</p><p

86、><b>　　14.卸料版</b></p><p>　　材料選用45鋼，淬火硬度為43～48HRC。</p><p><b>　　15.擋料銷</b></p><p>　　材料選用45鋼，淬火硬度為43～48HRC。</p><p><b>　　16.上模座</b><

87、;/p><p>　　材料選用HT200，400mm×160mm×40mm。</p><p><b>　　17下模座</b></p><p>　　材料選用HT200，400mm×160mm×40mm。</p><p><b>　　18.彈簧</b></p>

88、;<p><b>　　材料為65Mn。</b></p><p>　　模具閉合高度：181mm</p><p><b>　　9 壓力機技術參數(shù)</b></p><p>　　通過計算，該工件需要的壓力為50KN，模具閉合高度為181mm，因為此工件需大批量生產，精度要求不高，選用160KN的壓力機，為J23-16

89、，其參數(shù)如下：</p><p>　　公稱壓力：160KN</p><p><b>　　滑塊行程：70mm</b></p><p>　　行程次數(shù)：250次/min</p><p>　　最大閉合高度：220 mm</p><p>　　滑塊中心到機身距離：160mm</p><p&g

90、t;　　封閉高度調節(jié)量：60mm</p><p>　　工作臺尺寸：300mm×450mm</p><p><b>　　結論</b></p><p>　　在這次的畢業(yè)設計中，我綜合了三年多所學的所有專業(yè)知識，使我受益匪淺。不僅使自己的專業(yè)技能有所發(fā)揮，并且掌握的更為熟練，也加強了在大學階段所學專業(yè)理論知識的鞏固。</p>

91、<p>　　在做這次畢業(yè)設計的過程中，在設計和繪圖方面都遇到了一些問題，經過老師和同學的指導幫助，再加上自身不懈的努力，問題得到了及時解決。這次的畢業(yè)設計使我從中學到了許多東西，同時認識到了自己的不足。我運用所學的專業(yè)知識，以與專業(yè)相關聯(lián)的課程為出發(fā)點，設計了零件的工藝、編制了零件的加工工序，并熟悉了這四年來所學過的軟件CAD和Solidworks。在設計思想中盡可能體現(xiàn)了我所學的、掌握的和了解的知識。</p>

92、<p>　　總之，通過此次的畢業(yè)設計，使我很清晰的找出了我自己這四年來所學的知識的種種漏洞，并得以改正，使我對于自身專業(yè)又有了全新的認識，為我之后的學習和工作奠定了堅實的基礎。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 楊占堯.最新沖壓模具標準及應用手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社,2010.</p><p

93、>　　[2] 張正修.沖模使用典型結構圖集[M].北京：機械工業(yè)出版社,2009.</p><p>　　[3] 翁其金,徐新成.冷沖壓工藝及沖模設計[M].北京：機械工業(yè)出版社, 2011.</p><p>　　[4] 王秀鳳,萬良輝.沖壓模具設計與制造[M].北京：北京航空航天大學出社,2005.</p><p>　　[5] 裘文言,張繼祖,瞿元賞.機械制圖

94、[M].北京：高等教育出版社,2008.</p><p>　　[6] 葛正浩,楊立軍.材料成型機械[M].北京：化學工業(yè)出版社,2007.</p><p>　　[7] 崔明鐸.工程材料及其熱處理[M].北京：機械工業(yè)出版社,2009.</p><p>　　[8] 周本凱.冷沖壓模具設計精要[M].北京：北京化工工業(yè)出版社,2009.</p><p

95、>　　[9] 馮炳堯.沖壓模具簡明設計手冊[M],上海：上海科學技術出版社,1985.</p><p>　　[10]《模具設計手冊》編寫組.模具制造手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社,2001.</p><p>　　[11] 謝鐵邦,李柱,席宏卓.互換性與技術測量[M].上海：華中科技大學出社,2009.</p><p>　　[12] 胡世光主編.板料冷壓成型原

96、理[M].北京：國防工業(yè)出版社,1979.</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　首先感謝學校及學院各位領導的悉心關懷和耐心指導，特別要感謝張xx老師給我的指導，在設計和說明書的寫作過程中，我始終得到張老師的悉心教導和認真指點，使得我的理論知識和動手操作能力都有了很大的提高與進步，對模具設計與制作的整個工藝流程也有了一個基本的掌握。在他身上時刻

97、體現(xiàn)著作為科研工作者所持有的嚴謹求實的教學風范，勇于探索的態(tài)度和求同思變、不斷創(chuàng)新的治學理念。他不知疲倦的敬業(yè)精神和精益求精的治學要求，端正了我的學習態(tài)度，使我受益匪淺。</p><p>　　另外，還要感謝我的同學，他們在尋找資料，解答疑惑，實驗操作，論文修改等方面，都給了我很大的幫助和借鑒。</p><p>　　最后，感謝所有給予我關心和支持的老師和同學，使我能如期完成這次畢業(yè)設計。謝謝