模具設(shè)計(jì)冷沖壓模具設(shè)計(jì)

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1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 論文（設(shè)計(jì)）題目 冷沖壓模具設(shè)計(jì) 專 業(yè) 名 稱 模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí) 名 稱 學(xué) 生 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 完 成 時(shí) 間

2、 機(jī)械工程系制 墊板沖壓模具設(shè)計(jì) 摘 要：本設(shè)計(jì)為一墊板的冷沖壓模具設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)零件的尺寸、材料、批量生產(chǎn)等要求，首先分析零件的工藝性，確定沖裁工藝方案及模具結(jié)構(gòu)方案，然后通過工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，確定排樣和裁板，計(jì)算沖壓力和壓力中心，初選壓力機(jī)，計(jì)算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后設(shè)計(jì)選用零、部件，對(duì)壓力機(jī)進(jìn)行校核，繪制模具總裝草圖，以及對(duì)模具主要零件的加工工藝規(guī)程進(jìn)行編制。其中在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要對(duì)凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料與出件裝置、模架、沖壓設(shè)備、緊固件等進(jìn)行了設(shè)計(jì)

3、，對(duì)于部分零部件選用的是標(biāo)準(zhǔn)件，就沒深入設(shè)計(jì)，并且在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)，對(duì)部分零部件進(jìn)行了加工工藝分析，最終才完成這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：模具；沖裁件；凸模；凹模；凸凹模； Abstract: The design for a plate of cold stamping die design, according to the size of the design components, materials, mass production, etc., the first part of the process of analysis to determine the blankin

4、g process planning and die structure of the program, and then through the process design calculations, determine the nesting and cutting board, calculate the pressure and pressure washed centers, primary presses, computing convex and concave Die Cutting Edge dimensions and tolerances, the final desi

5、gn selection of parts and components, to press for checking, drawing die assembly drawings, as well as Mold processing technology of the main parts to the preparation procedures. In which the structural design, primarily to the punch and die, punch and die, positioning parts, unloading and out of pi

6、eces of equipment, mold, pressing equipment, fasteners, etc. has been designed, for the selection of some components are standard parts , there is no in-depth design, and structural design, while some parts for the processing process analysis and ultimately to complete this graduation project. K

7、ey words: mold; stamping parts; punch; die; punch and die; 1 前言 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(duì)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（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行變形加工，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。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程。 沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡(jiǎn)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(guān)重要，沒有符合要

8、求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實(shí)現(xiàn)。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，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。與機(jī)械加工及塑性加工的其它方法相比，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。 (1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。 （2）沖壓時(shí)由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量,而模具的壽命一般較長(zhǎng),所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。 （3）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上

9、沖壓時(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強(qiáng)度和剛度均較高。 （4）沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。 由于沖壓加工的零件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同，因而生產(chǎn)中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來，可分為分離工序和成形工序兩大類；分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質(zhì)量的沖壓（俗稱沖裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。 上述兩類工序，按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序，每種基本工

10、序還包含有多種單一工序。 在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較少而公差要求較小時(shí)，若用分散的單一工序來沖壓是不經(jīng)濟(jì)甚至難于達(dá)到要求。這時(shí)在工藝上多采用集中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內(nèi)完成，稱為組合的方法不同，又可將其分為復(fù)合-級(jí)進(jìn)和復(fù)合-級(jí)進(jìn)三種組合方式。 復(fù)合沖壓——在壓力機(jī)的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時(shí)完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法式。 級(jí)進(jìn)沖壓——在壓力機(jī)上的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。 復(fù)合-級(jí)進(jìn)——在一副沖模上包含復(fù)合和級(jí)進(jìn)兩種方式的組合工

11、序。 沖模的結(jié)構(gòu)類型也很多。通常按工序性質(zhì)可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模等。但不論何種類型的沖模，都可看成是由上模和下模兩部分 組成，上模被固定在壓力機(jī)工作臺(tái)或墊板上，是沖模的固定部分。工作時(shí)，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機(jī)滑塊帶動(dòng)上模下壓，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上?；厣龝r(shí)，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來，以便進(jìn)行下一次沖壓循環(huán)。 此設(shè)計(jì)針對(duì)所給的零件進(jìn)行了一套冷沖壓模具的設(shè)計(jì)，其中設(shè)計(jì)內(nèi)容為分析零件的沖裁工藝性（材料、工件

12、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸精度），擬定零件的沖壓工藝方案及模具結(jié)構(gòu)，排樣，裁板，計(jì)算沖壓工序壓力，選用壓力機(jī)及確定壓力中心，計(jì)算凸凹模刃口尺寸，主要零、部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工工藝編制，壓力機(jī)的校核。 沖裁模設(shè)計(jì)題目 如圖1所示零件：墊扳 生產(chǎn)批量：大批量 材料：08F t=2mm 設(shè)計(jì)該零件的沖壓工藝與模具 2 零件的工藝分析 2.1 結(jié)構(gòu)與尺寸 該零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,形狀對(duì)稱。

13、

14、

15、 硬鋼材料被自由凸模沖圓形孔,查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》表3-8,可知該工件沖孔的最小尺寸為1.3t,該工件的孔徑為:Φ6>1.3t=1.32=2.6。 由于該沖裁件的沖孔邊緣與工件的外形的邊緣不平行,故最小孔邊距不應(yīng)小于材料厚度t,該工件的空邊距(20)>t=2,(10)>t=2,均適宜于沖裁加工。 2.2 精度 零件內(nèi)、外形尺寸均未標(biāo)注公差,屬自由尺寸,可按IT14級(jí)確定工件尺寸的公差,經(jīng)查表得,各尺寸公差分別為： 零件外形:58， 38, 30, 16, 8 零件內(nèi)形:6 孔心距:180.215, 利

16、用普通沖裁方式可以達(dá)到零件圖樣要求。 2.3 材料 08F，屬于碳素結(jié)構(gòu)鋼,查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》附表1可知抗剪強(qiáng)度τ=260MPa,斷后伸長(zhǎng)率=32％。此材料具有良好的塑性和較高的彈性,其沖裁加工性能好。 根據(jù)以上分析,該零件的工藝性較好,可以進(jìn)行沖裁加工。 3 確定沖裁工藝方案 該零件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可以采用以下幾種工藝方案： (a)先落料，再?zèng)_孔，采用單工序模生產(chǎn)； (b)采用落料——沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)； (c)用沖孔——落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 方案(a)模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序，兩套模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)效率低，難以滿足

17、零件大批量生產(chǎn)的要求。由于零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為了提高生產(chǎn)效率，主要采用復(fù)合沖裁或級(jí)進(jìn)沖裁方式。采用復(fù)合沖裁時(shí)，沖出的零件精度和平直度好，生產(chǎn)效率高，操作方便，通過設(shè)計(jì)合理的模具結(jié)構(gòu)和排樣方案可以達(dá)到較好的零件質(zhì)量。 根據(jù)以上分析，該零件采用復(fù)合沖裁工藝方案。 4 確定模具總體結(jié)構(gòu)方案 4.1 模具類型 根據(jù)零件的沖裁工藝方案，采用復(fù)合沖裁模。復(fù)合模的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是存在有雙重作用的結(jié)構(gòu)零件——凸凹模，凸凹模裝在下模稱為倒裝式復(fù)合模。采用倒裝式復(fù)合模省去了頂出裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，因此采用倒裝式復(fù)合沖裁模。 4.2 操作與定位方式 雖然零件的生產(chǎn)批量較大，但合理安排生產(chǎn)，可用手工

18、送料方式能夠達(dá)到批量要求，且能降低模具成本，因此采用手工送料方式?？紤]到零件尺寸大小，材料厚度，為了便于操作和保證零件的精度，宜采用導(dǎo)料板導(dǎo)向，固定擋料銷擋料，并與導(dǎo)正銷配合使用以保證送料位置的準(zhǔn)確性，進(jìn)而保證零件精度。為了保證首件沖裁的正確定距，采用始用擋料銷，采用使用擋料銷的目的是為了提高材料利用率。 4.3 卸料與出件方式 采用彈性卸料的方式卸料，彈性卸料裝配依靠橡皮的彈力來卸料，卸料力不大，但沖壓時(shí)可兼起壓料作用，可以保證沖裁件表面的平面度。為了方便操作，提高零件生產(chǎn)率，沖件和廢料采用由凸模直接從凹模洞口推下的下出件方式。 4.4 模架類型及精度 考慮到送料與操作的方便性，

19、模架采用后側(cè)式導(dǎo)柱的模架，用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向。由于零件精度要求不是很高，但沖裁間隙較小，因此采用I級(jí)模架精度。 4.5 凸模設(shè)計(jì) 凸模的結(jié)構(gòu)形式與固定方法： 落料凸模刃口部分為非圓形，為便于凸模與固定板的加工，可設(shè)計(jì)成固定臺(tái)階式，中間臺(tái)階和凸模固定板以H7/m6過渡配合，凸模頂端的最大臺(tái)階是用其臺(tái)肩擋住凸模，在卸料時(shí)不至于凸模固定板中拉出。并將安裝部分設(shè)計(jì)成便于加工的長(zhǎng)圓形，通過接方式與凸模固定板固定。 5 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 零件外形近似矩形，輪廓尺寸為5830。考慮操作方便并為了保證零件精度，采用直排有廢料排樣。如圖1所示： 查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》

20、表3-13，工件的搭邊值a=2，沿邊的搭邊值a1=2.2。級(jí)進(jìn)模送料步距為S=30+2=32mm 條料寬度按表3-14中公式計(jì)算： B -0△=(Dmax+2a1)-△0 查表3-15得：△=0.6 B=（58+22.2）=62.4 （㎜） 由零件圖近似算得一個(gè)零件的面積為1354.8㎜2，一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的壞料面積 BS=62.432=1996.8㎜2　。因此一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率為： =（A/BS）100﹪=67.8﹪ 查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》附表3選用板料規(guī)格為71020002。 采用橫裁時(shí)，剪切條料尺寸為62.4。一塊板可裁的條料為32，每間條可沖零件個(gè)

21、數(shù)22個(gè)零件。則一塊板材的材料利用率為： =（nA0/A）100﹪ =（22321354.8/7102000）100﹪=67.2﹪ 采用縱裁時(shí)，剪切條料尺寸為62.4。一塊板可裁的條料為11，每條可沖零件個(gè)數(shù)62個(gè)零件，則一塊板材的材料利用率為： =（nA0/A）100﹪ =（11621354.8/7102000）100﹪=59.2﹪ 根據(jù)以上分析，橫裁時(shí)比縱裁時(shí)的板材的材料利用率高，因此采用橫裁。 5.2 計(jì)算沖壓力與壓力中心，初選壓力機(jī) 沖裁力：根據(jù)零件圖可算得一個(gè)零件外周邊長(zhǎng)度： L1=16π+8+28+382 =162.27

22、

23、

24、

25、 內(nèi)周邊長(zhǎng)度之和： L=2π3=18.84㎜ 查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》附表1可知：MPa; 查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》附表3可知：Kx=0.05, KT=0.055. 落料力： F落=KL1 t T =1.3162.272260 =109.69KN 沖孔力： F孔=KL2 t T =1.362260 =12.74 KN 卸料力： Fx=KxF落 =0.05109.69 =5.48KN 推件力： 根據(jù)材料厚度取凹模刃

26、口直壁高度h=6, 故:n=h/t=3 FT=nKtF孔 =30.05525.47 =4.20KN 總沖壓力： FЁ= F落+ F孔+Fx+ FT 則FЁ=109.69+12.74+5.48+4.20 =132.11KN 應(yīng)選取的壓力機(jī)公稱壓力：25t. 因此可初選壓力機(jī)型號(hào)為J23-25。 當(dāng)模具結(jié)構(gòu)及尺寸確定之后，可對(duì)壓力機(jī)的閉合高度，模具安裝尺寸進(jìn)行校核，從而最終確定壓力機(jī)的規(guī)格。 確定壓力中心：畫出凹模刃口，建立如圖所示的坐標(biāo)系： 由圖可知，該形狀關(guān)于X軸上下對(duì)稱，關(guān)于Y軸左右對(duì)稱，則壓力中心為該圖形的幾何中心。即坐

27、標(biāo)原點(diǎn)O。該點(diǎn)坐標(biāo)為（0，0）。 5.3 計(jì)算凸、凹模刃口尺寸及公差 由于模具間隙較小，固凸、凹模采用配作加工為宜，由于凸、凹模之間存在著間隙，使落下的料或沖出的孔都帶有錐度。落料件的尺寸接近于凹模刃口尺寸，而沖孔件的尺寸接近于凸模刃口尺寸。固計(jì)算凸模與凹模刃口尺寸時(shí)，應(yīng)按落料與沖孔兩種情況分別進(jìn)行。由此，在確定模具刃口尺寸及其制造公差時(shí)，需遵循以下原則： （I）落料時(shí)以凹模尺寸為基準(zhǔn)，即先確定凹模刃口尺寸；考慮到凹模刃口尺寸在使用過程中因磨損而增大，固落料件的基本尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍較小尺寸，而落料凸模的基本尺寸則按凹模基本尺寸減最小初始間隙； （II）沖孔時(shí)以凸模尺寸為基準(zhǔn)，

28、即先確定凸模刃口尺寸，考慮到凸模尺寸在使用過程中因磨損而減小，固沖孔件的基本尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸，而沖孔凹模的基本尺寸則按凸模基本尺寸加最小初始間隙； （III）凸模與凹模的制造公差，根據(jù)工件的要求而定，一般取比工件精度高2~3級(jí)的精度，考慮到凹模比凸模的加工稍難，凹模比凸模低一級(jí)。 a): 落料凹模刃口尺寸。按磨損情況分類計(jì)算： i)凹模磨損后增大的尺寸，按《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》公式：DA=(Dmax-X△);計(jì)算，取 δA=△/4，制件精度為IT14級(jí)，故X=0.5 58: DA1 =(58-0.50.74 )=57.63 （㎜） 38: DA

29、2=（38-0.50.62）=37.69 （㎜） 30: DA3=（30-0.50.52）=29.74 （㎜） 16: DA4=（16-0.50.43）=15.785（㎜） 8: DA5=（8-0.50.36）=7.18（㎜） ii)凹模磨損后不變的尺寸，按《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》公式：CA=（Cmin+X△）0.5δA: 計(jì)算，取δA=△/4 ，制件精度為IT14級(jí)，故X=0.5 180.215: Cd1=(17.785+0.50.43)0.43/8=180.05375（㎜） 沖裁間隙影響沖裁件質(zhì)量，在正常沖裁情況

30、下，間隙對(duì)沖裁力的影響并不大，但間隙對(duì)卸力、推件力的影響卻較大。間隙是影響模具壽命的主要因素。間隙的大小則直接影響到摩擦的大小，在滿足沖裁件質(zhì)量的前提下，間隙一般取偏大值，這樣可以降低沖裁力和提高模具壽命。 查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》表3-3可知Zmax=0.360㎜ , Zmin=0.246㎜ 相應(yīng)凸模按凹模實(shí)際尺寸配作，保證最小合理間隙為0.246mm 沖孔凸模刃口尺寸。沖孔凸模為圓形，可按《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》公式dT=(dmin+x△) 計(jì)算，取δT=△/4，制件精度為IT14級(jí)，故X=0.5 12: dT1=(6+0.50.30)=6.15 6 設(shè)計(jì)選用零

31、件、部件，繪制模具總裝草圖 6.1 凹模設(shè)計(jì) 凹模的結(jié)構(gòu)形式和固定方法：凹模采用矩形板狀結(jié)構(gòu)和通過用螺釘、銷釘固定在凹模固定板內(nèi)，其螺釘與銷釘與凹?？妆陂g距不能太小否則會(huì)影響模具強(qiáng)度和壽命，其值可查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》表3-23。 凹模刃口的結(jié)構(gòu)形式：因沖件的批量較大，考慮凹模有磨損和保證沖件的質(zhì)量，凹模刃口采用直刃壁結(jié)構(gòu)，刃壁高度取6mm, 漏料部分沿刃口輪廓單邊擴(kuò)大0.5 mm 凹模輪廓尺寸的確定： 查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》表3-24，得：K=0.28; 查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》表3-25, 得: s2=36; 凹模厚度H=ks=0.2858=1

32、6.24（㎜） B=s+（2.5～4.0）H =58+（2.5～4.0）16.24 =98.6～122.96 （㎜） L=s1+2s2 =30+236 =102 （㎜） 根據(jù)算得的凹模輪廓尺寸，選取與計(jì)算值相接近的標(biāo)準(zhǔn)凹模板輪廓尺寸為L(zhǎng)BH=12512528.5（㎜） 凹模材料和技術(shù)要求：凹模的材料選用T10A。工件部分淬硬至HRC58~62。外輪廓棱角要倒鈍。 如圖2所示： 圖2 落料凹模 6.2 凸模設(shè)計(jì) 6.2.1 凸模的結(jié)構(gòu)形式與固定方法 沖孔部分的凸模刃口尺寸為圓形，為了便于凸模和

33、固定板的加工，將沖孔凸模設(shè)計(jì)成臺(tái)階式。 為了保證強(qiáng)度、剛度及便于加工與裝配，圓形凸模常做成圓滑過渡的階梯形，小端圓柱部分。是具有鋒利刃口的工作部分，中間圓柱部分是安裝部分，它與固定板按H7/m6配合，尾部臺(tái)肩是為了保證卸料時(shí)凸模不致被拉出，圓形凸模采用臺(tái)肩式固定。 6.2.2 凸模長(zhǎng)度計(jì)算 凸模的長(zhǎng)度是依據(jù)模具結(jié)構(gòu)而定的。 采用彈性卸料時(shí)，凸模長(zhǎng)度按公式L=h1+h2+h3計(jì)算， 式中 L---凸模長(zhǎng)度，mm； h1---凸模固定板厚度，mm; h2----卸料板厚度，mm ; h3----卸料彈性元件被預(yù)壓后的厚度 L=22mm+10mm+18.5mm =5

34、0.5mm 6.2.3 凸模的強(qiáng)度與剛度校核 一般情況下，凸模強(qiáng)度與剛度足夠，由于凸模的截面尺寸較為積適中，估計(jì)強(qiáng)度足夠，只需對(duì)剛度進(jìn)行校核。 對(duì)沖孔凸模進(jìn)行剛度校核： 凸模的最大自由長(zhǎng)度不超過下式： 有導(dǎo)向的凸模Lmax≤1200，其中對(duì)于圓形凸模Imin=∏d4/64 則Lmax≤1200=24.00mm 由此可知：沖孔部分凸模工作長(zhǎng)度不能超過24.00mm，根據(jù)沖孔標(biāo)準(zhǔn)中的凸模長(zhǎng)度系列，選取凸模的長(zhǎng)度：50.5 6.2.4 凸模材料和技術(shù)條件 凸模材料采用碳素工具鋼T10A，凸模工作端（即刃口）淬硬至HRC 56～60，凸模尾端淬火后，硬度為HRC 43～48為宜。

35、 如圖3所示： 圖3 沖孔凸模 6.3 凸凹模的設(shè)計(jì) 6.3.1 凸凹模的結(jié)構(gòu)形式與固定方法 凸凹模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖4所示： 圖4 凸凹模

36、 凸凹模與凸凹模固定板的采用H7/m6配合。 6.3.2 校核凸凹模的強(qiáng)度 沖孔邊緣與工件外開邊緣不平行時(shí)，凸凹模的最小壁厚不應(yīng)小于材料厚度t=2mm，而實(shí)際最小壁厚為5mm，故符合強(qiáng)度要求。 6.3.3 凸凹模尺寸的確定 凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配作并保證最小間隙為Zmin=0.246mm,內(nèi)形刃口尺寸按凸模尺寸配做并保證最小間隙為Zmin=0.246mm。 6.3.4 凸凹模材料和技術(shù)條件 凸凹模材料采用碳素工具鋼T10A，淬硬至56～60HRC。 6.4 定位零件

37、定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上相對(duì)凸、凹模有正確的位置。 選用固定擋料銷一個(gè)。擋料銷的作用是擋住條料搭邊或沖件輪廓以限定條料送進(jìn)的距離，固定擋料銷固定在位于下模的凸凹模上，規(guī)格為GB/T7694.10-94，材料45號(hào)鋼，硬度為43～48HRC 選用導(dǎo)料銷兩個(gè)。導(dǎo)料銷的作用是保證條料沿正確的方向送進(jìn)，位于條料的后側(cè)（條料從右向左送進(jìn)）尺寸規(guī)格為6X2，如圖5所示： 圖5 導(dǎo)料銷 6.5 卸料與出件裝置 出件方式是采用凸模直接頂出的下出料方式。 由于卸料采用彈性卸料的方式，彈性卸料裝置由卸料板、卸料螺釘和彈性元件組成。 卸料板： 彈性卸料

38、板的平面尺寸等于或稍大于凹模板的尺寸，厚度取凹模厚度的0.6～0.8倍, 卸料板與凸模的單邊間隙按《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》表3-32選取,t＞1mm時(shí),單邊間隙為0.15mm。 為了便于可靠卸料，在模具開啟狀態(tài)時(shí)，卸料板工作平面應(yīng)高出凸模刃口尺寸端面0.3～0.5，卸料板的尺寸規(guī)格為：125mmX125mmX10mm，材料為:45#鋼。如圖6所示： 圖6 卸料板 卸料螺釘： 卸料螺釘采用標(biāo)準(zhǔn)的階梯形螺釘，根據(jù)卸料板的尺寸選擇4個(gè)卸料螺釘，規(guī)格為，JB/T7650.5-94。如圖7所示：

39、 圖7 卸料螺釘 卸料裝置： 由于橡皮允許承受的負(fù)荷較大，安裝調(diào)整方便，因此選用橡皮作為彈性元件， 卸料橡皮的選擇原則： 為了保證卸料正常工作，應(yīng)使橡皮工作時(shí)的彈力大于或等于卸料力FX FXY=AP≥FX=5.48KN 式中FXY—橡皮工作時(shí)的彈力，A—橡皮的橫截面積，P—與橡橡皮壓縮量有關(guān)的單位壓力，一般預(yù)壓時(shí)壓縮量為10%～15%。由《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》圖3-64知，取P=0.6MPa，求得A=91.3cm2,由《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》表3-33中的公式求得橡皮尺寸規(guī)格為352624 根據(jù)工件材料厚度

40、為2mm，沖裁時(shí)凸模進(jìn)如凹模的深度為1mm，模具維修時(shí)刃磨留量為2mm，開啟時(shí)卸料板高于凸模1mm，則求得總工作行程：h工件=6mm, 使用橡皮時(shí)，不應(yīng)使最大壓縮量超過橡皮自由高度的35%～45%否則是皮的自由高度應(yīng)為： H=h/(0.25～0.30) =6/(0.25～0.30) =20～24mm 模具組裝時(shí)的預(yù)壓縮量為： H預(yù)=（10%～15%）H =2.4～3.6mm 取H預(yù)=3mm 由此可知：安裝橡皮高度尺寸為21mm, 式中的H———所需

41、的工作行程。 由上式所得的高度，還在按下式進(jìn)行校核: 0.5≤H/B≤1.5 如果H/D超過1.5,應(yīng)把橡皮分成若干段,并在橡皮之間墊上鋼圈。 由《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》表3-33中的公式求得橡皮尺寸規(guī)格為352624 6.6 模架及其它零件的選用 6.6.1 模柄 模柄的作用是把上模固定在壓力機(jī)滑塊上，同時(shí)使模具中心通過滑塊的壓力中心，模柄的直徑與長(zhǎng)度與壓力機(jī)滑塊一致，模柄的尺寸規(guī)格選用凸緣模柄，用3～4個(gè)螺釘固定在上模座上。 如圖8所示: 圖8 模柄 6.6.2

42、 模座 標(biāo)準(zhǔn)模座根據(jù)模架類型及凹模同界尺寸選用， 上模座：125mm 125mm35mm； 下模座：125mm125mm45mm； 模座材料采用灰口鑄鐵，它具有較好的吸震性，采用牌號(hào)為HT200。 6.6.3 墊板 墊板的作用是承受并擴(kuò)散凸?；虬寄鬟f的壓力，以防止模座被擠壓損傷。 是否要用板，可按下式校核： P=F12/A 式中P—凸模頭部端面對(duì)模座的單位面積壓力； F12—凸模承受的總壓力； A—凸模頭部端面與承受面積。 由于計(jì)算的P值大于《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》表3-34模座材料的許應(yīng)壓力，因此在工作零件與模座之間加墊板。 墊板用45號(hào)鋼制造，淬火

43、硬度為HRC43～48，其尺寸規(guī)格為： 125mm125mm10mm。 上下面須磨平，保證平行。 如圖9所示： 圖9 墊板 模架選用后側(cè)導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架： 上模座：LBH =125mm125mm35mm 下模座：LBH=125mm125mm45mm 導(dǎo)柱：DL=￠22mm150mm 導(dǎo)套：dLD=Φ35mm85mmΦ38mm 模架的閉合高度：160～190mm 墊板厚度：10mm； 凸模固定板厚度：22 mm 上模底板厚：35 mm， 凹模厚度：28.5mm 橡皮厚：24mm 卸料板厚度10

44、 mm 凸凹模固定板厚度：45 mm， 下模底板厚：45 mm 模具的閉合厚度： Hd=35+10+22+28.5+2+1+45+45 =188.5mm 6.6.4 沖壓設(shè)備的選擇 選用開式雙柱可傾壓力機(jī)J23-25。 公稱壓力為25t， 滑塊行程為65mm, 最大閉合高度270mm, 滑塊中心線至床身距離200 mm， 工作臺(tái)尺寸：370 mm560 mm， 墊板厚度：50 mm， 模柄孔尺寸：Φ40 mm60 mm. 6.6.5 緊固件的選用 上模螺釘：螺釘起聯(lián)接緊固作用，上模上6個(gè)，45鋼，尺寸為M8X70下模螺釘：6個(gè)，45鋼，尺寸為M6X55.銷釘

45、起定位作用，同時(shí)也承受一定的偏移力.上模3個(gè)，45鋼，尺寸為Φ6X60. 7 壓力機(jī)的校核 7.1 公稱壓力 根據(jù)公稱壓力的選取壓力機(jī)型號(hào)為J23-25,它的壓力為25t>15.79t,所以壓力得以校核; 7.2 滑塊行程 滑塊行程應(yīng)保證坯料能順利地放入模具和沖壓能順利地從模具中取出.這里只是材料的厚度t=2mm,卸料板的厚度H=10mm,及凸模沖入凹模的最大深度2mm,即S1=2+10+2=14mm

46、 7.4 工作臺(tái)面的尺寸 根據(jù)下模座LB=125mm125mm,且每邊留出60~100mm,即L1B1=325mm325mm,而壓力機(jī)的工作臺(tái)面L2B2=560mm370mm,沖壓件和廢料從下模漏出, 漏料尺寸小于58mm30mm,而壓力機(jī)的孔尺寸為250250,故符合要求,得以校核; 7.5 滑塊模柄孔尺寸 滑塊上模柄孔的直徑為40mm,模柄孔深度為60mm,而所選的模柄夾持部分直徑為30mm,長(zhǎng)度為48mm,故符合要求,得以校核; 7.6 閉合高度 由壓力機(jī)型號(hào)知Hmax=270mm M=80 H1=70 Hmin=Hmax–M= 270-80=190

47、 (M為閉合高度調(diào)節(jié)量/mm,H1為墊板厚度/mm) 由公式得:( Hmax–H1)-5≥H≥( Hmin–H1)+10,得 (270–70)-5≥188.5≥(190–70)+10 即 195≥188.5≥120 ,所以所選壓力機(jī)合適,即壓力機(jī)得以校核. 8 模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制 8.1 沖壓模具制造技術(shù)要求 模具精度是影響沖壓件精度的重要因素之一，為了保證模具精度，制造時(shí)應(yīng)達(dá)到以下技術(shù)要求： a、組成沖壓模具的所有零件，在材料加工精度和熱處理質(zhì)量等方面均應(yīng)符合相應(yīng)圖樣的要求。 b、組成模架的零件應(yīng)達(dá)到規(guī)定的加工要求，裝配成套的模架應(yīng)活動(dòng)自如，并達(dá)到規(guī)定的平

48、行度和垂直度要求 c、模具的功能必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求. d、為了鑒別沖壓件的質(zhì)量，裝配好的模具必須在生產(chǎn)條件下試模，并根據(jù)試模存在問題進(jìn)行修整，直至試出合格的沖壓件為止。 8.2 總裝工藝 總裝圖如圖15所示： 圖15 總裝圖 1— 下模座 2—導(dǎo)柱 3—內(nèi)六角螺釘￠870 4—內(nèi)六角螺釘￠860 5—導(dǎo)套 6—凸模固定板 7—沖孔凸模 8—墊板 9—上模座 10—銷釘 11—模柄 12—打料桿 13—連接推桿 14—凸凹

49、模 15—卸料板 16—推件塊 17—凹模 18—活動(dòng)擋料銷 19—推板 20—彈性橡膠 21—凸凹模固定板 22—卸料螺釘 23—導(dǎo)料銷 加工工藝路線： 1備料 2 把導(dǎo)柱2安裝在下模座1上。 3 把凸凹模14放在下模座1上面，按中心線裝上凸凹模固定板21，用螺釘4把凸凹模固定在下模座上。 4 通過卸料螺釘22把橡皮20和卸料板15固定好，在卸料板上裝好導(dǎo)料銷23和擋料銷18。 5 把導(dǎo)套安裝在上模座上。 6 把4個(gè)沖孔凸模通過凸模固定板6和墊板8一起固定到上模座9上，連同凹模17一起用螺釘3和銷釘10緊固。 7 把模柄11裝在上模座9上，用螺釘緊固

50、，裝上打桿12。 8把組裝好的上模座和下模座通過導(dǎo)柱導(dǎo)套組裝起來，中間裝上2mm厚的材料。 9試模 10調(diào)整到合格 11入庫 8.3 加工要求 1）模具配合加工零件在允許間隙內(nèi)加工,落料凸凹模,沖孔凸模與固定板配合后,底部磨平。 2）圖樣中未注明公差的一般尺寸其極限偏差按14級(jí)精度加工,未注粗糙度的按Ra6.3um處理。 3）模具中各墊板的兩承壓面的平行度公差按GB1184 為5級(jí)。 4）模具中安裝鏍釘（鏍栓）之螺紋孔及其通孔的位置公差不大于 2mm，或相應(yīng)各孔配作。 5）模具、模架及其零件的工件表面，不應(yīng)有碰傷、凹痕、裂紋、毛刺、銹蝕等缺陷。 6）經(jīng)熱處理后的零件，硬度

51、應(yīng)均勻，不允許有脫碳、軟點(diǎn)、氧化斑點(diǎn)及裂紋等缺陷。熱處理后應(yīng)清除氧化皮，臟物油污。 7）配通用模架模具，裝配后兩側(cè)面應(yīng)進(jìn)行同時(shí)磨削加工，以保證模具能順利裝入模架。 8.4 主要零、部件加工工藝 8.4.1 墊板的加工工藝 1備料（外購標(biāo)準(zhǔn)模塊125mm125mm10mm） 2按圖紙要求畫線， 3在鉆銑床上加工 4檢驗(yàn) 5入庫 8.4.2 凸模固定板的加工工藝 1備料（外購標(biāo)準(zhǔn)模塊125mm125mm20mm） 2按圖紙要求畫線， 3在鉆銑床上加工四個(gè)￠8的凸?？缀蛢蓚€(gè)￠6的銷釘孔和六個(gè)￠9的螺釘通孔 4在電火花慢走絲加工落料凸模孔 5檢驗(yàn) 6入庫 8.4.3 沖

52、孔凸模的加工工藝 1備料 2鍛造成直徑為14mm55mm的胚料 3在數(shù)控車床上加工零件按圖紙要求 4按圖紙要求熱處理 5檢驗(yàn) 6入庫 8.4.4 卸料板加工工藝 1備料（外購標(biāo)準(zhǔn)模塊125mm125mm10mm） 2按圖紙要求畫線， 3在鉆銑床上加工六個(gè)M6的螺釘通孔和一個(gè)￠6的擋料銷孔，和兩個(gè)￠8的導(dǎo)料銷及一個(gè)通過沖裁零件的孔 4在銑床上加工剩余的部分 5檢驗(yàn) 6入庫 8.4.5 落料凹模加工工藝 1備料（外購標(biāo)準(zhǔn)模塊125mm125mm28.5mm） 2按圖紙要求畫線， 3在鉆銑床上加工兩個(gè)￠6的銷釘孔和六個(gè)M6的螺紋孔 4攻M6的螺紋孔 5用電火花加

53、工工作刃口 6按圖紙要求做熱處理 7檢驗(yàn) 8入庫 8.4.6 凸凹模的加工工藝 1備料 2鍛造成75mm75mm45mm的胚料 3 按圖紙要求畫線 4 在鉆銑床上加工四個(gè)￠4和￠6組成的階梯孔 5用電火花加工工作刃口 6按圖紙要求做熱處理 7 檢驗(yàn) 8 入庫 8.4.7 凸凹模固定板的加工工藝 1備料（外購標(biāo)準(zhǔn)模塊125mm125mm22mm） 2按圖紙要求畫線， 3在鉆銑床上加工1個(gè)￠10.612的盲孔和四個(gè)M6.6的螺紋孔 4攻M6.6的螺紋孔 5用電火花加工工作刃口 6按圖紙要求做熱處理 7檢驗(yàn) 8入庫 9 總結(jié) 經(jīng)過一段時(shí)間的論文設(shè)計(jì)，至此

54、已基本完成了任務(wù)書所規(guī)定的任務(wù)。本設(shè)計(jì) 涉及的課程很多，涉及到機(jī)械制圖、冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝學(xué)、金屬學(xué)與熱處理、成型設(shè)備、CAD繪圖等相關(guān)課程的知識(shí)。在校期間的我還進(jìn)行了金工實(shí)習(xí)、和兩次課程設(shè)計(jì)。這些課程的學(xué)習(xí)，以及課程設(shè)計(jì)的演練都為這次畢業(yè)設(shè)計(jì)做了很好的準(zhǔn)備。基礎(chǔ)課和專業(yè)課，它們?yōu)槲业脑O(shè)計(jì)做了前提，它們是我設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)和知識(shí)基點(diǎn)；金工實(shí)習(xí)讓我深入而清楚的看到了在實(shí)際生產(chǎn)中機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和工作運(yùn)轉(zhuǎn)情況；而兩次課程設(shè)計(jì)則是和這次畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)最接近，最有相似之處的，它們?yōu)槲疫@次的設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行起到了很好的鋪墊作用。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)也是我們從大學(xué)畢業(yè)生走向未來工程師重要的一步。從最

55、初的選題，開題到計(jì)算、繪圖直到完成設(shè)計(jì)。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改圖紙，每一個(gè)過程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲很多，比如學(xué)會(huì)了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的繪圖能力，懂得了許多經(jīng)驗(yàn)公式的獲得是前人不懈努力的結(jié)果。但是畢業(yè)設(shè)計(jì)也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的能力，對(duì)材料的不了解，等等。這次實(shí)踐是對(duì)自己大學(xué)三年所學(xué)的一次大檢閱，使我明白自己知識(shí)還很淺薄，雖然馬上要畢業(yè)了，但是自己的求學(xué)之路還很長(zhǎng)，以后更應(yīng)該在工作中學(xué)習(xí)，努力使自己 成為一個(gè)對(duì)社會(huì)有所貢獻(xiàn)的人。 也許，我的學(xué)生生涯從此就會(huì)結(jié)束，但是

56、學(xué)習(xí)的道路卻還將持續(xù)下去，畢竟“學(xué)無止境”。通過這次設(shè)計(jì)，我懂得了“凡事必親躬”,唯有自己親自去做的事，才懂得其過程的艱辛。未來的人生路途中難免會(huì)遇到各種各樣的困難和挫折，也正是這次設(shè)計(jì)讓我有了迎接新挑戰(zhàn)，戰(zhàn)勝困難的勇氣。 參考文獻(xiàn) [1] 曾霞文 徐政坤主編.冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì).長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2006 [2] 王 芳主編.冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 [3] 付宏生主編.冷沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)制造.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005 [4] 肖景容 姜奎華主編.沖壓工藝學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 [5] 徐茂功 桂定一主編.公差配合與技

57、術(shù)測(cè)量.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 [6] 王孝培主編.沖壓手冊(cè)（修訂本）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988 [7] 催忠圻主編.金屬學(xué)與熱處理.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 [8] 譚海林 陳勇主編.模具制造工藝學(xué).長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2006 [9] 廖念釗 莫雨松等主編.互換性與技術(shù)測(cè)量.北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2000 [10] 張定華主編.工程力學(xué).北京：高等教育出版社，2000 [11] 梁耀能主編.工程材料及加工工程.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001