電極板沖壓工藝設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　沖壓成形作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，用以生產(chǎn)各種板料零件,具有很多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，其成形件具有自重輕、剛度大、強(qiáng)度高、互換性好、成本低、生產(chǎn)過程便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，是一種其它加工方法所不能相比和不可替代

2、的先進(jìn)制造技術(shù)，在制造業(yè)中具有很強(qiáng)的競(jìng)爭力，被廣泛應(yīng)用于汽車、能源、機(jī)械、信息、航空航天、國防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中。</p><p>　　在吸收了力學(xué)、數(shù)學(xué)、金屬材料學(xué)、機(jī)械科學(xué)以及控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)等方面的知識(shí)后，已經(jīng)形成了沖壓學(xué)科的成形基本理論。以沖壓產(chǎn)品為龍頭，以模具為中心，結(jié)合現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，在產(chǎn)品的巨大市場(chǎng)需求刺激和推動(dòng)下，沖壓成形技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化和提高人民生活水平方面發(fā)揮著越來越重

3、要的作用。</p><p>　　1.2 沖壓技術(shù)的進(jìn)步</p><p>　　進(jìn)幾十年來，沖壓技術(shù)有了飛速的發(fā)展，它不僅表現(xiàn)在許多新工藝與新技術(shù)在生產(chǎn)的廣泛應(yīng)用上，如：旋壓成形、軟模具成形、高能率成形等，更重要的是人們對(duì)沖壓技術(shù)的認(rèn)識(shí)與掌握的程度有了質(zhì)的飛躍。</p><p>　　現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)是一種大規(guī)模繼續(xù)作業(yè)的制造方式，由于高新技術(shù)的參與和介入，沖壓生產(chǎn)方式由初期

4、的手工操作逐步進(jìn)化為集成制造。生產(chǎn)過程逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化、并且正在向智能化、集成化的方向發(fā)展。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化沖壓作業(yè)，體現(xiàn)安全、高效、節(jié)材等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)是沖壓生產(chǎn)的發(fā)展方向。沖壓作業(yè)方式的進(jìn)化實(shí)現(xiàn)由手工操作-自動(dòng)化-柔性制造-集成制造的轉(zhuǎn)變。</p><p>　　沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)使沖壓制造的概念有了本質(zhì)的飛躍。結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)信息系統(tǒng)和現(xiàn)代化管理信息系統(tǒng)的成果，由這三方面組合又形成現(xiàn)代沖壓新的生產(chǎn)模式—計(jì)算機(jī)集成制

5、造系統(tǒng)CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）。把產(chǎn)品概念形成、設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售、售后服務(wù)全過程通過計(jì)算機(jī)等技術(shù)融為一體，將會(huì)給沖壓制造業(yè)帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益，使現(xiàn)代沖壓技術(shù)水平提高到一個(gè)新的高度。</p><p>　　1.3 模具的發(fā)展與現(xiàn)狀</p><p>　　模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)工藝裝備，是一種高附加值的高技術(shù)密集型產(chǎn)品，也是

6、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，其技術(shù)水平的高低已成為衡量一個(gè)國家制造水平的重要標(biāo)志。隨著國民經(jīng)濟(jì)總量和工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)模具的需求量越來越大，技術(shù)要求也越來越高。目前我國模具工業(yè)的發(fā)展步伐日益加快，“十一五期間”產(chǎn)品發(fā)展重點(diǎn)主要應(yīng)表現(xiàn)在：</p><p>　?。?）汽車覆蓋件模；</p><p><b>　?。?）精密沖模；</b></p>&

7、lt;p>　?。?）大型及精密塑料模；</p><p>　?。?）主要模具標(biāo)準(zhǔn)件；</p><p>　?。?）其它高技術(shù)含量的模具。</p><p>　　目前我國模具年生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三，其中，沖壓模占模具總量的40%以上，但在整個(gè)模具設(shè)計(jì)制造水平和標(biāo)準(zhǔn)化程度上，與德國、美國、日本等發(fā)達(dá)國家相比還存在相當(dāng)大的差距。以大型覆蓋件沖模為代表，我國已能生產(chǎn)部

8、分轎車覆蓋件模具。轎車覆蓋件模具設(shè)計(jì)和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高，代表覆蓋件模具的水平。在設(shè)計(jì)制造方法、手段上已基本達(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、制造周期和成本方面，以國外相比還存在一定的差距。標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具，是我國重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，與國外多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具相比，存在一定差距。&

9、lt;/p><p>　　1.4 本課程設(shè)計(jì)的目的與意義</p><p>　　本課程設(shè)計(jì)目的在于鍛煉我們?nèi)绾芜M(jìn)行課程設(shè)計(jì)，如何去進(jìn)行分工，如何去分析問題完成設(shè)計(jì)步驟，本設(shè)計(jì)同時(shí)檢驗(yàn)了我們對(duì)于剛學(xué)過的沖壓專業(yè)知識(shí)掌握的熟練程度?？简?yàn)我們能否運(yùn)用已學(xué)習(xí)的基本知識(shí)，分析和創(chuàng)造性地解決生產(chǎn)中常見的產(chǎn)品質(zhì)量問題、工藝及模具方面的技術(shù)問題。能否合理選用沖壓設(shè)備和設(shè)計(jì)或選用自動(dòng)送料和自動(dòng)出件裝置。我們只有認(rèn)真

10、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)和本次的課程設(shè)計(jì)等重要教學(xué)環(huán)節(jié)，才能更好的掌握沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì)的理論知識(shí)。本設(shè)計(jì)我們了解了電極板的結(jié)構(gòu)，如何分析它的工藝以及如何制定它的沖壓工序等許多問題。</p><p>　　通過本次課程設(shè)計(jì)，掌握和了解了電極板的工藝分析以及生產(chǎn)過程，可以更好地去生產(chǎn)電極板，進(jìn)一步提高電極板的精度，便于企業(yè)的利益最大化，高效、高質(zhì)量和低成本地生產(chǎn)電極板。</p><p>　　第二章 沖壓工藝

11、分析及生產(chǎn)方案的制定</p><p><b>　　2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p><b>　　零件名稱：電極板</b></p><p><b>　　材料：H62黃銅</b></p><p><b>　　料厚：3mm</b></p>

12、<p><b>　　批量：中批量</b></p><p>　　圖2-1 設(shè)計(jì)零件圖</p><p>　　2.2 沖壓件工藝性分析</p><p>　　沖壓件的工藝性是指零件在沖壓加工中的難易程度。在技術(shù)方面，主要分析零件形狀特點(diǎn)，尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合沖裁工藝的要求。良好的工藝性應(yīng)保證材料消耗少，工序數(shù)目少，模具

13、結(jié)構(gòu)簡單且壽命長，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作簡單、方便等。分析沖壓件工藝主要有以下幾個(gè)方面：結(jié)構(gòu)形式、尺寸大小、尺寸精度、粗糙度、位置精度、沖壓件材料性能等。</p><p>　　2.2.1 沖壓件結(jié)構(gòu)形狀</p><p>　　由圖2-1零件圖可知，此零件為一個(gè)軸對(duì)稱的簡單沖裁件，包括沖孔和落料兩工序。內(nèi)孔為圓孔，有尖銳的清角，無細(xì)長的懸臂和狹槽，小孔 8.33mm與邊緣之間距離為20mm，大孔

14、14.3mm與邊緣之間距離為5.65mm，其兩孔之間的距離為129.8mm，均滿足最小壁厚要求。其中最大尺寸為162.6mm，屬于中小型零件。最小尺寸為 8.33mm，不小于沖孔的最小半徑（1.0t=5mm），所以電極板尺寸設(shè)計(jì)合理，滿足工藝要求。</p><p>　　2.2.2 尺寸精度與粗糙度</p><p>　　零件圖中各尺寸均未標(biāo)注尺寸精度，屬于自由尺寸，所以設(shè)計(jì)時(shí)可按IT14級(jí)選

15、取公差值，由附表I（公差表）可查得各尺寸及其公差為：38.1，50.8，87.6，75，6.35。普通沖裁的沖孔精度一般在IT11~IT12級(jí)以下，所以精度能夠保證。</p><p>　　由于工件的粗糙度沒有特殊要求，故選擇一般的粗糙度,即Ra=12.5μm。</p><p>　　2.2.3 沖壓材料分析</p><p>　　H62黃銅具有良好的導(dǎo)電性，滿足電極板導(dǎo)

16、電的使用要求，利用設(shè)計(jì)手冊(cè)查出其抗剪強(qiáng)度為240Mpa，抗拉強(qiáng)度為300Mpa，伸長率35%,屈服強(qiáng)度σs=380MPa，彈性模量MPa。具有良好的沖壓性能，滿足沖壓工藝要求。</p><p>　　2.3 生產(chǎn)工藝方案的確定</p><p>　　確定工藝方案，主要是確定模具類型，包括確定沖壓工序數(shù)、工序的組合和工序順序等。應(yīng)在工藝分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)沖裁件的生產(chǎn)批量、尺寸精度的高低、尺寸大小

17、、形狀復(fù)雜程度、材料的厚薄、沖模制造條件與沖壓設(shè)備條件等多方面因素，擬定多種沖壓工藝，然后選出一種最佳方案。</p><p>　　由于本零件為沖裁件，包括落料和沖孔兩個(gè)工序，可擬定以下三種生產(chǎn)方案：</p><p>　　方案一：先沖孔、后落料，采用單工序方式生產(chǎn)；</p><p>　　方案二：沖孔+落料，采用復(fù)合工序方式生產(chǎn)；</p><p>

18、;　　方案三：先落料、后沖孔，采用連續(xù)工序方式生產(chǎn)。</p><p><b>　　方案分析：</b></p><p>　　方案一單工序制造和調(diào)整都比較容易，有時(shí)幾副單工序模的制造成本可能會(huì)比一副復(fù)合模還要低。制件尺寸較大時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用單工序模。</p><p>　　方案二復(fù)合?？梢猿杀兜奶岣呱a(chǎn)率，但復(fù)合工序一般在四道工序以下，更多的工序數(shù)將使模

19、具結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，模具的剛度、強(qiáng)度和可靠性也隨之降低，制造及維修更加困難。</p><p>　　方案三連續(xù)模取件和排除廢料都比較容易，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，可采用高速壓力機(jī)生產(chǎn)。但在沖壓時(shí)若在制件的側(cè)面安排沖切或局部成形工序，將會(huì)使模具結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。</p><p>　　結(jié)合本例電極板精度要求不高，中批量生產(chǎn)等的特點(diǎn)選用單工序方式生產(chǎn)。</p><p>　　2.4

20、模具結(jié)構(gòu)的確定</p><p>　　2.4.1送料方式選擇</p><p>　　手動(dòng)送料：采用手工上、下料，勞動(dòng)強(qiáng)度高，生產(chǎn)效率低，適用于小批量生產(chǎn)。</p><p>　　半自動(dòng)送料：采用手工與機(jī)械結(jié)合的方法完成上下料與成形過程，適用于中批量生產(chǎn)。</p><p>　　自動(dòng)送料：與條料開卷展平裝置連線使用，上下料與成形過程全部自動(dòng)完成，適用于

21、大批量生產(chǎn)。</p><p>　　由于工件較小、重量輕、中批量生產(chǎn)，所以選擇半自動(dòng)送料方式。</p><p>　　2.4.2 定位方式選擇</p><p>　　為了保證模具正常工作和沖出合格沖裁件，必須保證坯料或工序件對(duì)模具的工作刃口處于正確的相對(duì)位置，即必須定位。</p><p>　　條料在模具送料平面中必須有兩個(gè)方位的限位：一是在與送料方

22、向垂直的方向上限位，保證條料沿正確的方向送進(jìn)，稱為條料橫向定位；二是在送料方向上的限位，控制條料一次送進(jìn)的距離（步距），稱為縱向定位。</p><p><b>　　1.橫向定位</b></p><p>　　橫向定位裝置包括導(dǎo)料板、導(dǎo)料銷、側(cè)壓裝置。結(jié)合電極板的形狀本設(shè)計(jì)選導(dǎo)料板有側(cè)壓裝置定位，能迫使條料在送進(jìn)時(shí)始終緊貼基準(zhǔn)導(dǎo)料板，減小送料誤差，提高尺寸精度。</

23、p><p><b>　　2.縱向定位</b></p><p>　　縱向定位裝置包括固定擋料銷、活動(dòng)擋料銷、側(cè)刃與側(cè)刃擋塊。本設(shè)計(jì)采用活動(dòng)擋料銷。</p><p>　　2.4.3 卸出料方式選擇</p><p>　　卸料有固定卸料和彈性卸料兩種方式。</p><p>　　固定卸料方式：用于厚料和硬材，特

24、點(diǎn)是卸料力大，使用安全，但送料操作受約束，常用于料厚大于0.5mm，平面度要求不高的工件，特別適用于卸料力較大的簡單沖裁模。</p><p>　　彈性卸料方式：彈性卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，多用于沖制薄料，使工件的平整度提高。</p><p>　　電極板料厚3mm，結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不高，所以應(yīng)采用固定卸料方式。</p><p>　　出料方式采用下出料比較簡單

25、便捷。</p><p>　　2.4.4 導(dǎo)向方式選擇</p><p>　　常用的導(dǎo)向裝置有導(dǎo)板式、導(dǎo)柱導(dǎo)套式、滾珠導(dǎo)向式。</p><p>　　導(dǎo)板式導(dǎo)向裝置適用于生產(chǎn)批量大，精度要求較高的大、中型沖壓件；導(dǎo)柱導(dǎo)套式導(dǎo)向裝置適用于大、中批量生產(chǎn)精度要求較高的零件，其應(yīng)用最為廣泛；滾珠導(dǎo)向式導(dǎo)向裝置是一種無間隙導(dǎo)向，適用于精密沖裁模、高速?zèng)_模等精密模具。</p&

26、gt;<p>　　本設(shè)計(jì)電極板中批量生產(chǎn)，精度要求不高，所以采用導(dǎo)柱導(dǎo)套式導(dǎo)向方式。</p><p>　　2.4.5 模架選擇</p><p>　　中間導(dǎo)柱模架：導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確，常用于橫向送料級(jí)進(jìn)?；蚩v向送料的落料模、復(fù)合模。</p><p>　　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)，

27、工作時(shí)，偏心距會(huì)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(dòng)模柄。</p><p>　　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(dòng)沖壓模架。</p><p>　　對(duì)角導(dǎo)柱模架：由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)稱的對(duì)角線上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)，適用于各種沖裁模使用。</p><

28、p>　　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，采用對(duì)角側(cè)導(dǎo)柱模架的導(dǎo)向方式。</p><p>　　第三章 沖壓工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p><b>　　3.1 排樣</b></p><p>　　3.1.1 排樣方案</p><p>　　排樣是指沖裁件在條料、板料上的布置方法。根據(jù)

29、材料合理利用情況可分為有廢料、無廢料和少廢料三種方式。為了保證沖裁件斷面質(zhì)量和沖裁件斷面尺寸精度，保證定位準(zhǔn)確，提高模具的壽命，本設(shè)計(jì)擬選用有廢料排樣方式。</p><p>　　按工件在條料上的排列方式又可分為直排、斜排、對(duì)排。本設(shè)計(jì)擬采用橫直排和縱直排兩種方式，其排樣示意圖如圖3-1所示。</p><p><b>　　（a）橫直排示意圖</b></p>

30、<p><b>　?。╞）縱直排示意圖</b></p><p>　　圖3-1 排樣示意圖</p><p><b>　　3.1.2 搭邊</b></p><p><b>　　1.搭邊及作用</b></p><p>　　搭邊是指沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間留下的余

31、料。</p><p>　　搭邊的作用：補(bǔ)償定位誤差，防止由于條料的寬度誤差、送料步距誤差、送料歪斜誤差等原因而沖裁出殘缺的廢品。還應(yīng)保持條料有一定的強(qiáng)度和剛度，保證送料的順利進(jìn)行，從而提高制件質(zhì)量，沿整個(gè)封閉輪廓線沖裁，使受力平衡，提高模具壽命和工件斷面質(zhì)量。</p><p>　　搭邊是廢料，從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值應(yīng)愈小愈好。但過小的搭邊容易擠進(jìn)凹模，增加刃口磨損，降低模具壽命，并且也影響

32、沖裁件的剪切表面質(zhì)量。</p><p><b>　　2.搭邊值的確定</b></p><p>　　一般來說，搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)確定的，如表3-1，考慮下列因素對(duì)搭邊值的影響：</p><p>　?。?)材料的力學(xué)性能。塑性好的材料，搭邊值要大—些，硬度高與強(qiáng)度大的材料，搭邊值小一些。</p><p>　?。?)材料的厚度。材

33、料越厚，搭邊值也越大。</p><p>　?。?)工件的形狀和尺寸。工件外形越復(fù)雜，圓角半徑越小，搭邊值也越大。</p><p>　?。?)排樣的形式對(duì)排的搭邊值大于直排的搭邊。</p><p>　　（5)運(yùn)料及擋料方式用手工送料，有側(cè)壓板導(dǎo)向的搭邊值可小一些。</p><p>　　表3-1 合理搭邊值</p><p>

34、;　　3.1.3 條料寬度</p><p>　　排樣方式和搭邊值確定后，條料的寬度和進(jìn)距也就可設(shè)計(jì)出。條料寬度的確定與模具的結(jié)構(gòu)有關(guān)。確定的原則是，最小條料寬度要保證沖裁時(shí)工件周邊有足夠的搭邊值；最大條料寬度能在沖裁時(shí)順利地在導(dǎo)料板之間送進(jìn)條料，并有一定的間隙。</p><p>　　本例采用有側(cè)壓裝置的模具，其計(jì)算公式為：</p><p>　　條料寬度：

35、 （3-1）</p><p>　　導(dǎo)料板之間的距離： （3-2）</p><p>　　式中，—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸</p><p><b>　　a—側(cè)搭邊值</b></p><p>　　Δ

36、—條料寬度的單向偏差</p><p>　　Z—導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙，Z=0.8</p><p>　　表3-2 條料寬度偏差值△（mm）</p><p>　　表3-3 沖裁模初始雙面間隙</p><p>　　3.1.4 步距的確定</p><p>　　送料步距S：條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距，每個(gè)步距可

37、沖一個(gè)或多個(gè)零件。進(jìn)距與排樣方式有關(guān)，是決定側(cè)刃長度的依據(jù)。條料寬度的確定與模具的結(jié)構(gòu)有關(guān)。</p><p>　　進(jìn)距確定的原則是，最小條料寬度要保證沖裁時(shí)工件周邊有足夠的搭邊值；最大條料寬度能在沖裁時(shí)順利的在導(dǎo)料板之間送進(jìn)條料，并有一定的間隙。</p><p>　　級(jí)進(jìn)模送料步距 ： （3-3）</p><p>　　式中 —條料寬度方

38、向沖裁件的最大尺寸，mm；</p><p>　　—工件之間搭邊值，mm；</p><p>　　3.1.5 材料利用率</p><p>　　沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比稱為材料利用率。</p><p>　　材料利用率η可用下式表示</p><p><b>　?。?-4）</b></p

39、><p>　　式中，A為一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積（mm）</p><p>　　B為條料寬度（mm）</p><p><b>　　S為步距（mm）</b></p><p>　　若考慮到料頭、料尾和邊余料的消耗，則一張板料上的總材料利用率為</p><p><b>　?。?-5）</b&

40、gt;</p><p>　　式中，n為一張板料上的沖裁件總數(shù)目</p><p>　　為一個(gè)沖裁件的實(shí)際面積（mm）</p><p>　　B為條料寬度（mm）</p><p>　　L為板料長度（mm）</p><p>　　由此可知，η值越大，材料的利用率就越高，廢料越少。廢料分為工藝廢料和結(jié)構(gòu)廢料，結(jié)構(gòu)廢料是由本身形狀決

41、定的，一般是固定不變的，工藝廢料的多少?zèng)Q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。</p><p>　　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(shí)應(yīng)考慮如下原則：</p><p>　　（1） 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

42、制件的形狀）。</p><p>　?。?）排樣方法使應(yīng)操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度小且安全。</p><p>　　（3）模具結(jié)構(gòu)簡單、壽命高。</p><p>　　3.1.6 排樣設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　1.方案一（橫直排）</p><p>　　根據(jù)零件形狀，由表3-1并考慮到工件的切邊，工件之間搭邊值=2.5mm, 工件

43、與側(cè)邊之間搭邊值取a=2.8mm。</p><p>　　由公式（3-1）、（3-2）、（3-3）帶入數(shù)據(jù)得</p><p>　　=（50.8+22.8）=56.4（mm）</p><p>　　=50.8+22.8+0.8=57.2（mm）</p><p>　　=162.6+2.5=165.1（mm）</p><p>　

44、　由于電極板為中批量生產(chǎn)，所以假設(shè)每張條料沖裁20個(gè)零件，則板料長度為：</p><p>　　L=20×162.6+19×2.5+2×2.8=3305.1（mm）</p><p>　　在CAD中查詢得一個(gè)沖裁件的實(shí)際面積=7092.59（mm）</p><p>　　根據(jù)式（3-5）計(jì)算材料利用率得：</p><p&g

45、t;　　2.方案二（縱直排）</p><p>　　由公式（3-1）、（3-2）、（3-3）帶入數(shù)據(jù)得</p><p>　　=（162.6+22.8）=168.2（mm）</p><p>　　=168.2+22.8+0.8=174.6（mm）</p><p>　　50.8+2.5=53.3（mm）</p><p>　　由

46、于電極板為中批量生產(chǎn)，所以假設(shè)每張條料沖裁20個(gè)零件，則板料長度為：</p><p>　　L=20×50.8+19×2.5+2×2.8=1069.1（mm）</p><p>　　在CAD中查詢得一個(gè)沖裁件的實(shí)際面積=7092.59（mm）</p><p>　　根據(jù)式（3-5）計(jì)算材料利用率得：</p><p>　

47、　綜上可知，> ，方案二合理，所以本設(shè)計(jì)將采用縱直排的排樣方法。具體排樣圖如圖3-2所示。</p><p><b>　　圖3-2 排樣圖</b></p><p>　　3.2 沖壓力的計(jì)算</p><p>　　沖壓力是指沖裁力、卸料力、推件力和頂件力的總稱。沖壓力是選擇沖壓設(shè)備的主要依據(jù)，也是設(shè)計(jì)模具所必須的數(shù)據(jù)。由本設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)可知，落料

48、時(shí)沖壓力包括落料力、卸料力、推件力；沖孔時(shí)沖壓力包括沖孔力、卸料力、推件力。</p><p>　　3.2.1 沖裁力計(jì)算</p><p>　　沖裁力是沖裁過程中凸模對(duì)板料施加的壓力，它是隨凸模切入材料的深度而變化的。其計(jì)算公式如下：</p><p><b>　　（3-6）</b></p><p>　　式中F——沖裁力，N

49、；</p><p>　　L——沖裁周邊長度，mm；</p><p>　　t——沖裁件材料厚度，mm；</p><p>　　——材料抗剪強(qiáng)度，Mpa；</p><p>　　K——系數(shù)，通常取1.3。</p><p><b>　　1.落料力</b></p><p>　　落料周長

50、L=250.8+2162.6=426.8（mm）</p><p>　　將數(shù)據(jù)帶入公式（3-6）得：</p><p>　　=1.3×426.8×3×240=399484.8（N）≈399.48（KN）</p><p><b>　　2.沖孔力</b></p><p>　　沖孔周長L=（8.33+

51、14.3）π=71.06（mm）</p><p>　　將數(shù)據(jù)帶入公式（3-5）得：</p><p>　　3.2.2 卸料力計(jì)算</p><p>　　板料經(jīng)沖裁后，從凸模上刮下材料所需的力，稱為卸料力。</p><p><b>　　沖（3-7）</b></p><p>　　式中，KX是卸料力系數(shù)，

52、如下表3-4，</p><p>　　表3-4 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)</p><p>　　1.落料：=0.04×399.48=15.98（KN）</p><p>　　2.沖孔：=0.04×66.51=2.66（KN）</p><p>　　3.2.3 推件力計(jì)算</p><p>　　從凹模內(nèi)向下推

53、出制件或廢料所需的力，稱為推件力。</p><p>　　=nF沖（3-8）</p><p><b>　　n=h/t</b></p><p>　　式中 F—沖裁力，KN；</p><p>　　n—同時(shí)梗塞在凹模內(nèi)的工件（或廢料）數(shù)；n=h/t=10/3=3.333；</p><p>　　h—凹

54、模洞口的直壁高度，mm；</p><p>　　t—材料厚度，mm；</p><p>　　—推件力系數(shù)。查表3-4可知=0.05</p><p>　　1.落料：=nF=3×0.05×399.48=59.92（KN）</p><p>　　2.沖孔：=nF沖=3×0.05×66.51=9.98（KN）<

55、/p><p>　　3.2.4 沖壓力總和計(jì)算</p><p><b>　　1.落料：</b></p><p><b>　　2.沖孔：</b></p><p>　　3.2.5 壓力機(jī)的選擇</p><p>　　壓力機(jī)的選擇主要包括兩方面的內(nèi)容：類型和規(guī)格。</p>&

56、lt;p>　　3.2.5.1 壓力機(jī)類型的選擇:  </p><p>　　壓力機(jī)類型的選擇主要依據(jù)所要完成的沖壓性質(zhì)、生產(chǎn)批量、沖壓件的尺寸及精度要求等。本例屬于結(jié)構(gòu)簡單的中、小型沖裁件，中批量生產(chǎn)，沖壓件的尺寸及精度要求不高，故選用開式機(jī)械壓力機(jī)。</p><p>　　3.2.5.2 壓力機(jī)規(guī)格的選擇  </p><p>　　壓力機(jī)規(guī)格的

57、選擇主要依據(jù)沖壓件尺寸、變形力大小及模具尺寸等，初選壓力機(jī)規(guī)格時(shí)主要選擇壓力機(jī)的公稱壓力、行程次數(shù)等參數(shù)，閉合高度要在模具零件設(shè)計(jì)完成后，進(jìn)行必要的校核再確定具體尺寸。</p><p>　　沖裁時(shí)，壓力機(jī)的施力行程較小（小于公稱壓力行程），因此所選壓力機(jī)的公稱壓力只要大于沖壓力的總和即可。</p><p>　　1.本例落料壓力機(jī)的公稱壓力可初選為=630KN，型號(hào)為J23-63的開式雙柱可

58、傾式曲柄壓力機(jī)。</p><p>　　該型號(hào)壓力機(jī)主要技術(shù)規(guī)格如下：</p><p>　　公稱壓力 630KN；</p><p>　　滑塊行程 120mm；</p><p>　　行程次數(shù) 70次/min；</p><p>　　最大閉合高度 360mm；</p><p>　　最小閉合高度 220m

59、m；</p><p>　　最大裝模高度 260mm；</p><p>　　連桿調(diào)節(jié)量 90mm；</p><p>　　工作臺(tái)尺寸（前后mm 左右mm） 480×710； </p><p>　　模柄孔尺寸（直徑mm 深度mm） φ50×70；</p><p>　　滑塊中心至床身中心距離 250mm；&

60、lt;/p><p>　　最大傾斜角 30°。</p><p>　　2.本例沖孔壓力機(jī)的公稱壓力可初選為=160KN，型號(hào)為J23-16的開式雙柱可傾式曲柄壓力機(jī)。</p><p>　　該型號(hào)壓力機(jī)主要技術(shù)規(guī)格如下：</p><p>　　公稱壓力 160KN；</p><p>　　滑塊行程 70mm；</p&

61、gt;<p>　　行程次數(shù) 115次/min；</p><p>　　最大閉合高度 220mm；</p><p>　　最小閉合高度 175mm；</p><p>　　最大裝模高度 180mm；</p><p>　　連桿調(diào)節(jié)量 60mm；</p><p>　　工作臺(tái)尺寸（前后mm 左右mm） 300×

62、;450； </p><p>　　模柄孔尺寸（直徑mm 深度mm）φ30×60；</p><p>　　滑塊中心至床身中心距離 150mm；</p><p>　　最大傾斜角 30°。</p><p>　　3.3 壓力中心的計(jì)算</p><p>　　沖模的壓力中心，即沖裁力合力的作用點(diǎn)。與沖裁力的大小有

63、關(guān)，與刃口輪廓周長有關(guān)。在設(shè)計(jì)沖模時(shí)，必須使沖模的壓力中心與沖床滑塊軸線重合，否則沖模在工作中就會(huì)產(chǎn)生偏心負(fù)荷彎矩，模具發(fā)生歪斜，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)不均勻磨損，致使沖模間隙不均勻，刃口迅速變鈍，直接影響模具壽命和沖裁件質(zhì)量。</p><p>　?。?）簡單形狀的壓力中心 圓形刃口的壓力中心在圓心。</p><p>　?。?）多凸模的壓力中心 該模具的壓力中心是沖兩個(gè)圓孔沖壓力合力的作用點(diǎn)。<

64、;/p><p>　?、?計(jì)算方法。先確定各凸模的壓力中心，再求多凸模的壓力中心。</p><p><b>　?、?計(jì)算步驟。</b></p><p>　　圖3-3 壓力中心圖</p><p>　　a.設(shè)坐標(biāo)（所設(shè)坐標(biāo)盡可能使計(jì)算簡便），見圖3-3</p><p>　　b.計(jì)算個(gè)凸模壓力中心的坐標(biāo)位置

65、、和、。</p><p>　　X1=0   x2=129.8   y1=0   y2=0</p><p>　　c.計(jì)算個(gè)凸模刃口輪廓的周長、。</p><p>　　d.根據(jù)力學(xué)原理求合力作用點(diǎn)（各分力對(duì)某軸力矩之和等于其合力對(duì)該軸的力矩），即</p><p><b>　?。?/p>

66、3-9）</b></p><p><b>　　③ 計(jì)算公式。</b></p><p>　　由關(guān)系式（3-9）得</p><p><b>　?。?-10）</b></p><p><b>　　根據(jù)沖裁力：</b></p><p>　　可將式（3

67、-10）轉(zhuǎn)換為</p><p><b>　　同理可得</b></p><p>　　最后求得總壓力中心的坐標(biāo)位置為：O0（82.02，0）。</p><p>　　3.4 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算</p><p>　　3.4.1 凹、凸模刃口間隙的選擇</p><p>　　沖裁間隙是指沖裁模中凹模刃口橫

68、向尺寸DA與凸模刃口橫向尺寸dT的差值。</p><p>　　沖裁間隙對(duì)斷面質(zhì)量的影響：從沖裁變形過程分析可知,當(dāng)沖裁間隙合理時(shí)能夠使板料在凸凹模刃口處產(chǎn)生的上下微裂紋相互重合于一線.這樣所得的沖裁斷面光亮帶較大,而塌角和毛刺較小,斷面錐度適中零件表面也比較平整，沖裁件的質(zhì)量可達(dá)到滿意效果。沖裁時(shí)如果間隙過小,則在沖裁件的斷面上會(huì)出現(xiàn)2條光亮帶,上端的毛刺也較大,這主要由于沖裁間隙過小,便在凸模刃口處產(chǎn)生上微裂紋

69、的位置比在凹模刃口處產(chǎn)生下微裂紋的位置向外錯(cuò)開一段距離,這樣上下裂紋不能重于一線，夾在兩裂紋中間的材產(chǎn)隨著凸模下降產(chǎn)生第二次剪切,因此形成第二條光亮帶, 毛刺也將進(jìn)一步拉長,使斷面質(zhì)量較差。 沖裁時(shí)如果間隙過大,則會(huì)使在凸模刃口處產(chǎn)生上微裂紋的位置比在凹模刃口處產(chǎn)生下微裂紋的位置向里錯(cuò)開一段距離,這樣上下裂紋也不能重于一線，夾在兩裂紋中間的材產(chǎn)隨著凸模下降受到很大拉伸,最后被撕裂拉斷,沖裁沖斷面上出現(xiàn)較大的斷裂帶使光亮帶變小,毛刺和錐度

70、較大.塌角有所增加,斷面質(zhì)量更差。</p><p>　　沖裁間隙值的確定：在沖壓實(shí)際生產(chǎn)中，主要根據(jù)沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度和模具壽命這三個(gè)因素綜合考慮，給間隙規(guī)定一個(gè)范圍值?？紤]到在生產(chǎn)過程中的磨損使間隙變大，故設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)應(yīng)采用最小合理間隙 Zmin。</p><p>　　3.4.2 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算原則</p><p>　　1.設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：落料以凹模

71、為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，間隙取在凸模上；沖孔以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。</p><p>　　2.刃口尺寸的制造偏差方向：單向注入實(shí)體內(nèi)部。即磨損后，凸、凹模刃口尺寸變大；磨損后凸、凹模刃口尺寸變小。</p><p>　　3.刃口尺寸制造偏差的大?。汉唵涡螤睿碔T6~IT7取值；復(fù)雜形狀，取公差的1/4；磨損后尺寸無變化，取公差的1/8。</p><p>　　4．加工方

72、法：簡單形狀，分別加工；復(fù)雜形狀，配合加工。</p><p>　　3.4.3 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算方法</p><p>　　1. 落料凸、凹模刃口尺寸</p><p><b>　?。?-11）</b></p><p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　式

73、中，、—落料凹、凸模尺寸，mm；</p><p>　　、—凸凹模的制造公差，mm；</p><p>　　—最小初始雙面間隙，mm；</p><p>　　—最大初始雙面間隙，mm；</p><p>　　—落料件的最大極限尺寸，mm；</p><p><b>　　—沖裁件制造公差；</b></p

74、><p>　　x—磨損系數(shù)。 </p><p>　　2. 沖孔凸、凹模刃口尺寸 </p><p><b>　?。?-13）</b></p><p><b>　?。?-14）</b></p><p>　　式中，、—沖孔凸、凹模尺寸，mm；</p><p

75、>　　、—凸凹模的制造公差，mm；</p><p>　　—最小初始雙面間隙，mm；</p><p>　　—沖孔件的最小極限尺寸，mm；</p><p><b>　　—沖裁件制造公差；</b></p><p><b>　　x—磨損系數(shù)。</b></p><p>　　表3-

76、5規(guī)則形狀（圓形、方形）沖裁時(shí)凸、凹模的制造偏差 （mm）</p><p>　　表3-6 磨損系數(shù)x</p><p>　　3.4.4凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算</p><p>　　將已知數(shù)據(jù)代入式（3-11）、式（3-12）、（3-13）和式（3-14）中。</p><p><b>　　1.落料模刃口尺寸</b&g

77、t;</p><p>　　根據(jù)黃銅板料厚度3mm，取=0.27，=0.21。</p><p>　　校核間隙：∣∣+∣∣=</p><p>　　0.040<0.06 滿足條件。</p><p>　　（1）38.1：查表知，=0.020mm,=0.020 mm，x=0.5，</p><p><b>　?。╩

78、m）</b></p><p><b>　　（mm）</b></p><p>　?。?）50.8：查表知，=0.020mm,=0.020 mm，x=0.5，</p><p><b>　?。╩m）</b></p><p><b>　?。╩m）</b></p>

79、<p>　?。?）87.6：查表知，=0.025mm,=0.025 mm，x=0.5，</p><p><b>　?。╩m）</b></p><p><b>　?。╩m）</b></p><p>　?。?）75：查表知，=0.020mm,=0.020 mm，x=0.5，</p><p>

80、;<b>　　（mm）</b></p><p><b>　?。╩m）</b></p><p>　　（5）6.35：查表知，=0.020mm,=0.020 mm，x=0.75，</p><p><b>　?。╩m）</b></p><p><b>　　（mm）</

81、b></p><p><b>　　2.沖孔模刃口尺寸</b></p><p>　?。?）沖8.33孔：查表知，=0.020mm,=0.020 mm，x=0.5，</p><p><b>　　凸模:（mm）</b></p><p><b>　　凹模: </b></p&

82、gt;<p>　?。?）沖14.3孔：查表知，=0.020mm,=0.020 mm，x=0.5，</p><p><b>　　凸模: （mm）</b></p><p><b>　　凹模: </b></p><p><b>　?。╝）凸模刃口尺寸</b></p><p&

83、gt;<b>　?。╞）凹模刃口尺寸</b></p><p>　　圖3-4 落料模刃口尺寸圖</p><p><b>　　(a)凸模刃口尺寸</b></p><p><b>　?。╞）凹模刃口尺寸</b></p><p>　　圖3-5 沖孔模刃口尺寸圖</p>

84、<p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　從整個(gè)設(shè)計(jì)過程來看，該電極板采用單工序模，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，加工簡單，操作方便，通過落料沖孔兩道道工序成形，工作效率高，零件成形質(zhì)量好，大大提高了生產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本，滿足了生產(chǎn)需求。</p><p>　　首先，分析了沖裁件的工藝性和制訂了工藝方案。根據(jù)分析沖裁件的形狀，精度，材料滿足沖壓工藝要

85、求。在工藝方案方面，選擇落料沖孔單工序模生產(chǎn)，手動(dòng)送料，彈性下出料方式，采用固定擋料銷縱向定位和導(dǎo)料板橫向定位。導(dǎo)向方式采用對(duì)角側(cè)導(dǎo)柱模架。</p><p>　　其次就是沖壓有關(guān)的設(shè)計(jì)與計(jì)算。本設(shè)計(jì)采用縱直排方式，工件之間搭邊值=2.5mm, 工件與側(cè)邊之間搭邊值取a =2.8mm；導(dǎo)板間距為57.2mm；步距為53.3mm；根據(jù)材料利用率的計(jì)算，選擇縱橫排的方式排樣，這樣對(duì)板料的利用率最大。在刃口尺寸方面，落料

86、凸凹模刃口尺寸，沖孔凸凹模刃口尺寸已在設(shè)計(jì)中詳細(xì)計(jì)算出來。模具的壓力中心坐標(biāo)為O0（82.02，0）。根據(jù)落料壓力機(jī)的公稱壓力P0=630KN，選擇落料壓力機(jī)型號(hào)為J23-63的開式雙柱可傾式曲柄壓力機(jī)。根據(jù)沖孔壓力機(jī)的公稱壓力P0=160KN，選擇沖孔壓力機(jī)型號(hào)為J23-16的開式雙柱可傾式曲柄壓力機(jī)。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)是沖壓工藝的設(shè)計(jì)，由于在學(xué)習(xí)中只是知道一些理論上的東西，沒有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，所

87、以對(duì)這方面的知識(shí)有所欠缺，并且在設(shè)計(jì)中也深入的去了解和閱讀這方面的書籍和內(nèi)容，該方面的知識(shí)有所不足之處，望老師對(duì)不足之處指出，我會(huì)虛心接受老師的指導(dǎo)，并認(rèn)真改正。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　非常感謝學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和老師給我提供了這次良好的深入學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)和寬松的環(huán)境條件。通過這次課程設(shè)計(jì)，不但使我能夠?qū)⒋髮W(xué)期間所學(xué)的專業(yè)知識(shí)再次回顧學(xué)

88、習(xí)，而且也填充了以前所沒有見到和接觸到的知識(shí)。非常感謝在本次設(shè)計(jì)中曾給予我耐心指導(dǎo)和親切關(guān)懷的老師及幫助過我的同學(xué)，正是由于他們的幫助和鼓勵(lì)才使我能夠在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中克服種種困難，最終順利完成論文，他們的學(xué)識(shí)和為人也深深地影響著我。在此，請(qǐng)?jiān)试S我再次向曾直接給予我多次指導(dǎo)的導(dǎo)師**老師表示最真誠的敬意！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　

89、　[1] 郝濱海編著. 沖壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005</p><p>　　[2] 《沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組編著. 沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.6</p><p>　　[3] 李碩本等編著. 沖壓工藝?yán)碚撆c新技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.11</p><p>　　[4] 王孝培主編. 沖壓手冊(cè)（修

90、訂本）[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990</p><p>　　[5] 周玲主編. 沖模設(shè)計(jì)實(shí)例詳解[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007（3）:1-23</p><p>　　[6] 王蘭美主編. 機(jī)械制圖[M]. 北京：高等教育出版社，2004（2）</p><p>　　[7] 李大鑫，張秀錦. 模具技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)綜述[J]. 模具制造，2005 （2）

91、：1-4</p><p>　　[8] 李德群，肖祥芷. 模具CAD/CAE/CAM的發(fā)展概況及趨勢(shì)[J]. 模具工業(yè)，2005（7）：9-12</p><p>　　[9] 周開勤主編. 機(jī)械零件手冊(cè)[M]. 北京：高等教育出版社，2001（7）：93</p><p>　　[10] 翁其金，徐新成主編. 沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.1&