彎架板的冷沖壓模具設(shè)計(jì)-級進(jìn)模含10張CAD圖,彎架板,沖壓,模具設(shè)計(jì),級進(jìn)模含,10,CAD XX設(shè) 計(jì) （ XXX ） 開 題 報(bào) 告 學(xué)生姓名 學(xué)號 班級 所屬院系專業(yè) 指導(dǎo)教師 職稱 所在部門 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 《彎架板》冷沖模設(shè)計(jì) 題目類型 工程設(shè)計(jì)（項(xiàng)目）□ 論文類□ 作品設(shè)計(jì)類□ 其他□ 一、選題簡介、意義 沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種加工方法。 在沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為沖壓模具。沖模在實(shí)現(xiàn)沖壓加工中是必不可少的工藝裝備，用模具加工出的沖壓件幾乎是“一模一樣”，若沒有符合要求的沖模，就不能生產(chǎn)出合格的沖壓件；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓成形工藝就無法實(shí)現(xiàn)。在沖壓零件的生產(chǎn)中，合理的沖壓成形工藝、先進(jìn)的模具、高效的沖壓設(shè)備是必不可少的三要素。 沖壓加工與其他加工方法相比，無論在技術(shù)方面，還是在經(jīng)濟(jì)方面，都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。生產(chǎn)的制件所表現(xiàn)出來的高精度，高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率與低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。但需要指出的是，由于進(jìn)行沖壓成形加工必須具備相應(yīng)的模具，而模具是技術(shù)密集型產(chǎn)品，其制造屬單位小批量生產(chǎn)，具有難加工、精度高、技術(shù)要求高、生產(chǎn)成本高的特點(diǎn)。所以，只有在沖壓零件生產(chǎn)批量大的情況下，沖壓成形加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn)，從而獲得好的經(jīng)濟(jì)效益。 由于沖壓加工具有上述突出特點(diǎn)，因此在批量生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中占有十分重要的的位，是國防工業(yè)及民用工業(yè)中必不可少的加工方法。  二、課題綜述（課題研究，主要研究的內(nèi)容，要解決的問題，預(yù)期目標(biāo)，研究步驟、方法及措施等） 沖壓模具的設(shè)計(jì)在其生產(chǎn)、加工以及使用過程中尤為重要。特別是它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對加工、裝配、工期、成本乃至沖壓產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率產(chǎn)生極大的影響。所以，此課題主要考慮以下幾個(gè)方面的內(nèi)容： 1. 分析沖壓件的圖樣及技術(shù)條件。 2. 對沖壓件進(jìn)行工藝分析，為理論計(jì)算作準(zhǔn)備。 3. 計(jì)算沖裁、拉深力，確定壓力機(jī)參數(shù)，選擇合理的沖壓設(shè)備。 4. 確定模具的具體結(jié)構(gòu)，繪制草圖。 5. 繪制模具的裝配圖及主要零件圖。 6. 零件圖標(biāo)注尺寸、公差及技術(shù)條件，并進(jìn)行必要的強(qiáng)度校核。 7. 根據(jù)開題的研究過程撰寫設(shè)計(jì)說明書。  三、設(shè)計(jì)（論文）體系、結(jié)構(gòu)（大綱） 本課題主要研究掌握模具設(shè)計(jì)的方法及工序，鞏固與加深對機(jī)械二維、三維的制圖能力。設(shè)計(jì)過程中鍛煉查閱文獻(xiàn)與資料自我設(shè)計(jì)的能力，培養(yǎng)與提升我們的創(chuàng)新能力，增強(qiáng)我們獨(dú)立思考問題與解決問題的能力。在對模具設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與理論計(jì)算上，掌握模具設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)與性能、工藝適應(yīng)性與技術(shù)參數(shù)。從而能根據(jù)成型的生產(chǎn)要求，模具結(jié)構(gòu)等因素，經(jīng)濟(jì)、有效的使用設(shè)備，合理的選擇工藝，正確的設(shè)計(jì)模具，保證成型生產(chǎn)能夠經(jīng)濟(jì)、合理的進(jìn)行，提高自身在成型工藝與模具方面的綜合著機(jī)水平，提高自身解決實(shí)際問題的能力。 指導(dǎo)教師意見： 簽字： 年 月 日 院（系）審批意見： 簽章： 年 月 日 設(shè)計(jì)（XXX）任務(wù)書 20XX年 12月 19 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 《彎架板》冷沖模設(shè)計(jì) 題目來源 自擬 指導(dǎo)教師 職稱 所在部門 學(xué)生姓名 學(xué)號 班 級 所屬院系專業(yè) 外語翻譯要求 翻譯后中文字?jǐn)?shù)約2500字左右，內(nèi)容與課題相關(guān)。 課題需要完成的任務(wù) 【工程設(shè)計(jì)類課題：】 根據(jù)導(dǎo)師下達(dá)的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱相關(guān)設(shè)計(jì)資料（不少于5本），綜合應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識，填寫開題報(bào)告。對產(chǎn)品進(jìn)行冷沖壓工藝分析，制訂完整的沖壓工藝方案，計(jì)算所需的工藝數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)合理的模具結(jié)構(gòu)，正確選用標(biāo)準(zhǔn)件與常用件。繪制裝配圖（1-2張）與主要工作部分零件圖（不少于5張）。編寫冷沖壓工藝卡片與主要工作部分零件加工工藝過程卡，撰寫完整的設(shè)計(jì)說明書1份（15000字以上）。 課題 計(jì) 劃 安 排 序號 內(nèi) 容 時(shí) 間 安 排 1 查閱相關(guān)設(shè)計(jì)資料填寫開題報(bào)告 2014.9.23～9.29 2 制訂完整的沖壓工藝方案及計(jì)算工藝數(shù)據(jù) 2014.9.30～10.11 3 設(shè)計(jì)冷沖模結(jié)構(gòu)，繪制裝配圖與零件圖 2014.10.14～11.1 4 整理冷沖模設(shè)計(jì)說明書 2014.11.4～11.20 5 填寫沖壓工藝卡、零件加工工藝過程卡、小結(jié) 打印所有資料并裝訂 2014.12.1～2015.4.20 計(jì)劃答辯 時(shí)間 2015年4月25 日 答辯提交資料 2015年4 月 24 日 教研室主任審核意見 簽名： 《彎架板》冷沖模設(shè)計(jì) Curved plate cold die design of relay yoke 摘要：本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的是級進(jìn)模設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容是從零件的工藝性分析開始的，根據(jù)工藝要求來確定設(shè)計(jì)的大體思路。沖裁是最基本的沖壓工序。本設(shè)計(jì)重點(diǎn)是在分析沖裁變形過程及沖裁件質(zhì)量影響因素的基礎(chǔ)上，介紹沖裁工藝計(jì)算、工藝方案制定和沖裁模設(shè)計(jì)。涉及沖裁變形過程分析、沖裁件質(zhì)量及影響因素、間隙確定、刃口尺寸計(jì)算原則和方法、排樣設(shè)計(jì)、沖裁力與壓力中心計(jì)算、沖裁工藝性分析與工藝方案制定、沖裁典型結(jié)構(gòu)、零部件設(shè)計(jì)及模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用、沖裁模設(shè)計(jì)方法與步驟等。 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容有：1、沖裁件工藝性分析；2、確定沖裁工藝方案；3、選擇模具的結(jié)構(gòu)形式；4、進(jìn)行必要的工藝計(jì)算；5、選擇與確定模具的主要零部件的結(jié)構(gòu)與尺寸；6、校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)；7、繪制模具總裝圖及零件圖。 本次設(shè)計(jì)不僅讓我熟悉了課本所學(xué)的知識，而且讓我做到把所學(xué)的知識運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中，更讓我了解了模具設(shè)計(jì)的全過程和加工實(shí)踐的各種要點(diǎn)。使我在書本和實(shí)踐當(dāng)中有一個(gè)質(zhì)的飛躍。 關(guān)鍵詞：級進(jìn)模；冷沖壓；排樣 27 Abstract: This graduation design is the design of the progressive die, design content is from the beginning of the parts of the process analysis, to determine the general design according to process requirements. Blanking is the most basic of stamping process. This design focus is on the analysis of deformation process in blanking and punching the basic factors affecting the quality of blanked parts, the blanking technology calculation, process planning and die design. To blanking deformation process analysis, blanking, quality and influence factors to determine the clearance, blade size calculation principle and method of design, layout, blanking force and the center of pressure calculation, stamping process analysis and process plan, blanking typical structure, application, design and mold standard parts stamping die design methods and steps. The main design content is: 1, analysis of the cutting process; 2, determine the blanking process; 3, selection of die structure; 4, to carry out the necessary process calculation; structure and dimensions of main parts of 5, selection and determination of the relevant parameters of mold; 6, check die shut height and pressure machine; 7, draw up the mold assembly diagram and parts diagram. This design not only let me know the textbook knowledge, and let me do the learned knowledge into practice, let me understand the various points of the whole process of mold design and processing practice. I have a qualitative leap in books and practice. Key words: Progressive die；stamping；layout 目 錄 1 前言 1 2 沖壓件工藝分析 3 2.1 沖壓件工藝性分析及沖裁方案的確定 3 2.1.1 材料分析 3 2.1.2 沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 3 2.1.3 沖裁方案的確定 4 2.1.5 排樣的設(shè)計(jì)和材料利用的計(jì)算 5 3 模具主要受力分析計(jì)算 9 3.1沖壓力的計(jì)算 9 3.2 壓力機(jī)噸位選擇 11 4 模具工作部分設(shè)計(jì)計(jì)算 14 4.1 沖裁間隙 14 4.2 合理間隙的選用 15 4.3 模具刃口尺寸的計(jì)算 15 4.4 凹模的設(shè)計(jì) 17 4.5 沖孔和彎曲凸模 18 5 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和主要零、部件設(shè)計(jì) 20 5.1 模具閉合高度的確定 20 5.2 凹模周界的確定 20 5.3 模座及導(dǎo)套的選取 21 5.4 模柄的選用 21 6 繪制模具裝配圖、及零件圖及編寫設(shè)計(jì)說明書 22 7 模具的裝配、調(diào)試和檢測 23 7.1 模具的裝配 23 7.2 沖裁模具的調(diào)試 23 7.3 模具的檢測 24 總 結(jié) 26 參考文獻(xiàn) 27 致 謝 28 1 前言 沖壓就是利用沖壓模具（凸模與凹模及附件）安裝在壓力機(jī)（例如：沖床、油壓機(jī)等設(shè)備）或其他相關(guān)設(shè)備上，對黑色金屬板材和有色金屬板材施加壓力，使其產(chǎn)生分離或變形，從而獲得一定形狀和尺寸零件的加工方法。 由于采用模具生產(chǎn)零部件，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)，使得模具的使用范圍日益廣泛。已成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備和發(fā)張方向。根據(jù)國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會(huì)的預(yù)測，21世紀(jì)制造業(yè)中粗加工零件的75%、精加工零件的50%都需要通過模具來完成。許多工業(yè)品的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，很大程度上取決于模具的發(fā)展水平。據(jù)統(tǒng)計(jì)，飛機(jī)、汽車、電視、電器、電子、儀器儀表、通訊設(shè)備、彩電、冰箱、洗衣機(jī)、手表、照相機(jī)等零部件的60%~80%需要通過模具生產(chǎn)出來。例如，生產(chǎn)一輛汽車，無論是載重車還是轎車，所需要的各種模具就超過4000副。模具作為工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。因此，模具對國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展將起越來越大的作用，其技術(shù)水平的高低已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)的迅速發(fā)展，沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)正由手工設(shè)計(jì)、依靠人的經(jīng)驗(yàn)和常規(guī)機(jī)械加工技術(shù)轉(zhuǎn)向以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD/ 三維軟件）數(shù)控加工（CNC）的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（三維造型/CAM）技術(shù)轉(zhuǎn)變。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件與模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)相結(jié)合的模具設(shè)計(jì)目前在我國已迅速發(fā)展，已形成了CAD/三維造型/CAM這一新興技術(shù)。以三維造型為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)軟件顯著縮短模具設(shè)計(jì)及制造周期，使設(shè)計(jì)、制造一體化。降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，在行業(yè)內(nèi)已成為共識。例如在自動(dòng)沖床上用級進(jìn)沖裁組合沖模進(jìn)行疊加并鉚接好轉(zhuǎn)子與定子成品或其他插接件成品，都是有目共睹的。由此可見，模具技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的重要代表，模具工業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要組成部分，模具工業(yè)大有前途。 當(dāng)前，我國工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多、更新快和市場競爭激烈。在這種情況下， 用戶對模具制造的要求是交貨期短、精度高、質(zhì)理好、價(jià)格低。因此，模具工業(yè)的發(fā)展的趨勢是非常明顯的。 1、模具產(chǎn)品將日趨高精度化、大型化、復(fù)雜化 模具產(chǎn)品成形零件的日漸大型化，以及由于高效率生產(chǎn)要求的一模多腔(塑封模已達(dá)到一模幾百腔)使模具日趨大型化。 隨著零件微型化，以及模具結(jié)構(gòu)發(fā)展的要求(如多工位復(fù)合模工位數(shù)的增加，其步距精度的提高)精密模具精度已由原來的5μm提高到2～3μm，今后有些模具加工精度公差要求在1μm以下，這就要求發(fā)展超精加工。 2、多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展 新型多功能復(fù)合具是在多工位復(fù)合?；A(chǔ)上開發(fā)出來的。一套多功能模具除了沖壓成形零件外，還可擔(dān)負(fù)轉(zhuǎn)位、疊壓、攻絲、鉚接、鎖緊等組裝任務(wù)。通過這種多勸能模具生產(chǎn)出來的不再是單個(gè)零件，而是成批的組件。如觸頭與支座的組件，各種小型電機(jī)、電器及儀表的鐵芯組件等。 3、熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高 由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制作的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省制作的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。國外熱流道模具已有一半用上了熱流道技術(shù)，有的廠甚至已達(dá)80%以上，效果十分明顯。國內(nèi)近幾年已開始推廣應(yīng)用，但總體 還達(dá)不到10%，個(gè)別企業(yè)已達(dá)到20%-30%。制訂熱流道元器件的國家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價(jià)廉高 質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。 4、模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛 使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本。 因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格品種，發(fā)展和完善聯(lián)銷網(wǎng)，保證供貨迅速。 5、模具使用優(yōu)質(zhì)材料及應(yīng)用先進(jìn)的表面處理技術(shù)將進(jìn)一步受重視 在整個(gè)模具價(jià)格構(gòu)成中，材料所占比重不大，一般在20%～30%之間，因此選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。對于模具鋼來說，要采用電渣 重熔工藝，努力提高鋼的純凈度、等向性、致密度和均勻性及研制更高性能或有特殊性能的模具鋼。如采用粉末冶金工藝制作的粉末高速鋼等。粉末高速鋼解決了原來高速鋼冶煉過程 中產(chǎn)生的一次碳化物粗大和偏析，從而影響材質(zhì)的問題。其碳化物微細(xì)，組織均勻，沒有材料方向性，因此它具有韌性高、磨削工藝性好、耐磨性高、長年使用尺寸穩(wěn)定等特點(diǎn)，是一種很有發(fā)展前途的鋼材。特別對形狀復(fù)雜的沖件及高速?zèng)_壓的模具，其優(yōu)越性更加突出。這種鋼材還適用于注射成型漆加玻璃纖維或金屬粉末的增強(qiáng)塑料的模具，如型腔、形芯、澆口等主要部件。另外，模具鋼品種規(guī)格多樣化、產(chǎn)品精料化、制品化，盡量縮短供貨時(shí)間亦是重要方向。 模具熱處理和表面處理是能否充分發(fā)揮模具鋼材性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展 方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善普及常用表面處理方法，即擴(kuò)滲如：滲碳、滲 氮、滲硼、滲鉻、滲釩外，應(yīng)發(fā)展設(shè)備昴貴、工藝先進(jìn)的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。 2 沖壓件工藝分析 2.1 沖壓件工藝性分析及沖裁方案的確定 2.1.1 材料分析 對于沖壓件材料一般要求的力學(xué)性能是強(qiáng)度低，塑性高，表面質(zhì)量和厚度公差符合國家標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)的產(chǎn)品材料是Q235鋼，屬優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其力學(xué)性能是強(qiáng)度、硬度和塑性指標(biāo)適中，用沖裁的加工方法是完全可以成型的。另外產(chǎn)品對于厚度和表面質(zhì)量沒有嚴(yán)格要求，所以其沖裁出產(chǎn)品的表面和厚度公差就可以保證。 2.1.2 沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 產(chǎn)品零件名稱：彎架板，材料：Q235，厚度為1.0mm，生產(chǎn)批量：大批量。 圖2-1 零件圖 a)結(jié)構(gòu)分析。該零件結(jié)構(gòu)對稱，形狀不復(fù)雜，零件展開后前后對稱，另外，工件有2處彎曲，為U形彎曲，設(shè)計(jì)模具的時(shí)候彎曲可以一次進(jìn)行，上部彎曲中屬于U形彎曲。該零件的結(jié)構(gòu)滿足沖裁的要求，沒有違反沖裁的工藝性原則，零件能滿足沖壓工藝要求可以進(jìn)一步設(shè)計(jì)。 b)精度分析。沖壓件的部分尺寸沒有給出精度，可按IT10~IT14級精度補(bǔ)標(biāo)工件尺寸公差。 2.1.3 沖裁方案的確定 根據(jù)上述的工件可提出以下幾種模具典型結(jié)構(gòu)所設(shè)計(jì)的模具加工方案： 1）單工序模生產(chǎn) 單工序模結(jié)構(gòu)簡單，制作周期短，制作成本低廉，生產(chǎn)效率低，沖出的制件精度不高，且工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，不適合大批量的生產(chǎn)。 2）復(fù)合模生產(chǎn) 復(fù)合模結(jié)構(gòu)緊湊，沖出的制件精度較高，適合大批量生產(chǎn)，特別是孔與制件外形的同心度容易保證。但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，模具制造較困難，制造成本高，制造周期長等缺點(diǎn)。 3）級進(jìn)模生產(chǎn) 在一副級進(jìn)模上可對形狀十分復(fù)雜的沖壓件進(jìn)行沖裁、彎曲、拉深成形等工序，故生產(chǎn)率高，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，適于大批量生產(chǎn)。由于采用條料（或帶料）進(jìn)行連續(xù)沖壓，所以操作方便安全。級進(jìn)模的主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，周期較長，成本高。 在生產(chǎn)本工件時(shí)若采用單工序模生產(chǎn)，制作本工件至少需要5個(gè)單工序，也就意味著需要5副以上的模具來進(jìn)行生產(chǎn)，而且本工件需要長年大批大量生產(chǎn)，采用單工序不但所需的單工序模較多而且會(huì)造成產(chǎn)品精度無法保證，經(jīng)濟(jì)效益低等缺點(diǎn)，故不宜采用單工序模進(jìn)行生產(chǎn)。 若采用復(fù)合模生產(chǎn)，本工件因工件有彎曲部位，會(huì)使模具制作困難，成本增加。 若采用級進(jìn)模生產(chǎn)，在排樣時(shí)，只要按正常沖裁工序，保證工件間的精度，同時(shí)降低模具的制造難度。 綜合上述幾種方案的比較，應(yīng)選用級進(jìn)模進(jìn)行生產(chǎn)，既可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，也可以節(jié)約材料。因此選用級進(jìn)模生產(chǎn)。 最終確定的工位為：1側(cè)刃定距 2 沖孔 3 切口 4 孔工位 5彎曲 6 空工位 7 切斷 毛坯展開尺寸計(jì)算 彎曲部分的尺寸計(jì)算分析如圖2-2： 圖2-2 工件彎曲分析圖 展開料長度： 展開長度計(jì)算公式： 式中：r——為折彎部分小圓弧半徑 x——為中性層的位移系數(shù) 由表查得，彎曲角內(nèi)半徑的1的中性層系數(shù)分別為0.31 故 毛坯圖如2-3所示： 圖2-3 毛坯展開圖 2.1.5 排樣的設(shè)計(jì)和材料利用的計(jì)算 根據(jù)材料的利用情況，排樣的方法分三種： 圖2-4 排樣方法 1．有廢料排樣 沿工件的全部外形沖裁工件與工件之間，工件與條料側(cè)邊之間都有工藝余料（搭邊） 存在，沖裁后搭邊成為廢料，如圖2-4（a）所示。 2．少廢料排樣 沿工件的部分外形輪廓切斷或沖裁，只在工件之間或是工件與條料側(cè)邊之間有搭邊存在，如圖4-1（b）所示。 3．無廢料排樣 工件與工件之間，工件與條料側(cè)邊之間均無搭邊存在，條料沿直線或曲線切斷而得到工件。如圖4-1（c）所示。 有廢料排樣法的材料利用率較低，但制件的質(zhì)量和沖模壽命較高，常用于工件形狀復(fù)雜、尺寸精度要求較高的排樣。 少、無廢料排樣法的材料利用率較高，同時(shí)，少、無廢料排樣法有利于一次沖裁多個(gè)工件，可以提高生產(chǎn)率。由于這兩種排樣法沖切周邊減少，所以還可以簡化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力。但它們的應(yīng)用范圍有一定局限性，受工件形狀的限制，且由于條料本身的寬度公差，條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差，會(huì)直接影響工件尺寸而使工件精度降低。同時(shí)也會(huì)降低沖模的壽命，并會(huì)影響到工件的斷面質(zhì)量，所以少、無廢料排樣常用于精度要求不高的工件排樣。 圖2-5 排樣圖 本工件對外形尺寸雖無嚴(yán)格的尺寸精度要求，但本工件大批大量生產(chǎn)，因而對模具壽命要求較高，因此排樣方法采用有廢料排樣法的直排法。 要提高材料的利用率，就必須減少廢料面積，排樣圖我們選擇采用直排的方式（如圖2-5）。 搭邊的作用是補(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。此外，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，使凸、凹模刃口沿整個(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。另外，還可以防止沖裁時(shí)條料邊緣的毛刺拉入模具中損壞模具。 影響搭邊值大小的因素主要有： 1．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，搭邊值可小一些。 2．材料的厚度 材料越厚，搭邊值也越大。 3．工件的形狀和尺寸 工件外形越復(fù)雜，圓角半徑越小，搭邊值越大。 4．排樣的形式 對排的搭邊值大于直排的搭邊。 5．送料及檔料方式 用手工送料，有側(cè)壓板導(dǎo)向的搭邊值可小一些。 綜合上面各種因素，根據(jù)文獻(xiàn)[4]第72頁表2-13可查得 工件間最小搭邊值a=1.8mm；因?yàn)橛星羞吂ば?，本次設(shè)計(jì)中選擇2mm。 工件側(cè)邊的搭邊值a1=2.0mm 。 條料寬度的確定 條料方案的確定原則是：最小條料寬度要保證沖裁時(shí)工件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時(shí)順利地在導(dǎo)料板之間送進(jìn)，并與導(dǎo)料板之間有一定間隙。工件條料是在有側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板之間送料時(shí)，且模具有側(cè)刃，條料寬度參考文獻(xiàn)[4]第72頁計(jì)算公式計(jì)算： 式中 B——條料標(biāo)稱寬度（mm）； D——工件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）； ——條料寬度的公差（mm），可參見文獻(xiàn)[4]第73頁表2-14； n——側(cè)刃數(shù),n=2； C——側(cè)刃切的料邊寬度（mm），由于是成型側(cè)刃，切除板料即為側(cè)搭邊2mm（可參考文獻(xiàn)[4]第74頁2-16） 查表得 則 故取條料寬度B=60.3mm。 步距的確定 步距又稱進(jìn)距，是指條料在模具上每次送進(jìn)的距離，進(jìn)距的計(jì)算與排樣方式有關(guān)，每個(gè)進(jìn)距可以沖出一個(gè)零件，也可沖出多個(gè)零件，同時(shí)進(jìn)距也是決定擋料銷位置的依據(jù)。每次只沖一個(gè)零件的進(jìn)距A的計(jì)算公式參見文獻(xiàn)[4]第74頁公式 式中——平行于送料方向工件的寬度； ——沖件之間的搭邊值。 材料利用率的確定 工件的投影面積通過AutoCAD繪圖后幾何特性可得知為563mm2。 一個(gè)步距的工件材料利用面積 3 模具主要受力分析計(jì)算 3.1沖壓力的計(jì)算 3.1.1沖裁力的計(jì)算 沖裁力可以參考文獻(xiàn)[4]第50頁式（2-1）（2-2） 或 3.1.1 式中 ——沖裁件周邊長度（mm）； ——材料厚度（mm）; ——材料抗減強(qiáng)度（）； ——系數(shù)。考慮到模具刃口的磨損，模具間隙的波動(dòng)，材料力學(xué)性能的變化及材料厚度偏差等因素，一般取=1.3。 ——材料的抗拉強(qiáng)度（），一般情況下，材料的，取。 計(jì)算結(jié)果如下： 第一工位：側(cè)刃定距（沖裁周長為28mm） 第二工位：沖孔（周長24.8mm） 第三工位：切邊（周長92.6mm） 第七工位：切斷（周長24mm） 總的沖裁力： 3.1.2彎曲力的計(jì)算 彎曲力是設(shè)計(jì)彎曲模和選擇壓力機(jī)的重要依據(jù)之一，特別是在彎曲坯料教厚，彎曲線較長，相對彎曲半徑較小，材料強(qiáng)度較大的彎曲件時(shí)，必須對彎曲力進(jìn)行計(jì)算。影響彎曲力的因素很多，若要進(jìn)行精確計(jì)算是很復(fù)雜的，這里只進(jìn)行大略計(jì)算，不考慮較平。由于零件的彎曲部位比較多，所以將它們分別計(jì)算，再因?yàn)閺澢Φ姆较蛳嗤?，將求得各彎曲分力代?shù)相加后便得到總的彎曲力。 U形彎曲力計(jì)算： 3.1.2 ——自由彎曲力在沖壓行程結(jié)束時(shí)的彎曲力 N B——彎曲件的寬度 K——安全系數(shù)，一般取K=1.3 ——材料的抗拉強(qiáng)度MPa r——彎曲件的內(nèi)彎曲半徑，mm t——彎曲件材料厚度 3.1.3 卸料力與推件力的計(jì)算 由于沖裁中材料的彈性變形及摩擦的存在，沖裁后帶孔部分的材料會(huì)緊箍在凸模上，而落下部分的材料會(huì)緊卡在凹模洞口中。從凸模上卸下緊箍著的材料所需的力稱為卸料力；把落料件從凹模洞口順著沖裁方向推出去的力稱為推件力；逆著沖裁方向頂出變的力稱力頂件力。 影響卸料力、推件力和頂出力的因素很多，如材料的種類，材料厚度，沖裁間隙，零件形狀尺寸以及潤滑情況等。這些力通常采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算，參考文獻(xiàn)[4]第52頁公式 3.1.3 3.1.4 3.1.5 式中——沖裁力（）； 、、——分別為卸料力、推件力、頂件力系數(shù)，其值可參考文獻(xiàn)[4]第52頁表2-2。 實(shí)際生產(chǎn)中，凹模孔口中會(huì)同時(shí)卡有好幾個(gè)工件，因而在計(jì)算推件力時(shí)應(yīng)考慮工件數(shù)目。本模具擬設(shè)在沖裁時(shí)凹?？字粫?huì)卡住一個(gè)工件，因而推件力只需計(jì)算卡住一個(gè)工件時(shí)的沖裁力。 沖裁時(shí)所需的沖壓力為沖裁力、卸料力、推件力之和，應(yīng)根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)區(qū)別對待。本模具采用彈性卸料裝置和下出料方式，其總沖壓力的公式可參考文獻(xiàn)[4]第52頁公式： 3.1.6 通過查表得 則所需的卸料力和推件力分別為： 3.1.4 總沖壓力的計(jì)算 各個(gè)工位的總沖壓力如下： 模具總沖壓力為模具各個(gè)工步的沖壓力總和； 3.2 壓力機(jī)噸位選擇 3.2.1 沖壓設(shè)備類型的選擇 根據(jù)所要完成的沖壓工藝的性質(zhì)，生產(chǎn)批量的大小，沖壓件的幾何尺寸和精度要求等來選擇設(shè)備的類型。 對于中小型的沖裁件，彎曲件或拉深件的生產(chǎn)，主要應(yīng)采用開式機(jī)械壓力機(jī)。雖然開式?jīng)_床的剛度差，在沖壓力的作用下床身的變形能夠破壞沖裁模的間隙分布，降低模具的壽命或沖裁件的表面質(zhì)量?？墒牵捎谒峁┝藰O為方便的操作條件和非常容易安裝機(jī)械化附屬裝置的特點(diǎn)，使它成為目前中、小型沖壓設(shè)備的主要形式。 對于大中型沖壓件的生產(chǎn)．多采用閉式結(jié)構(gòu)形式的機(jī)械壓力機(jī)，其中有一般用途的通用壓力機(jī)，也有臺面較小而剛度大的專用擠壓壓力機(jī)、精壓機(jī)等。在大型拉深件的生產(chǎn)中，應(yīng)盡量選用雙動(dòng)拉深壓力機(jī)，因其可使所用模具結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便。 在小批量生產(chǎn)當(dāng)中，尤其是大型厚板沖壓件的生產(chǎn)多采用液壓機(jī)。液壓機(jī)沒有固定的行程，不會(huì)因?yàn)榘辶虾穸茸兓d，而且在需要很大的施力行程加工時(shí)，與機(jī)械壓力機(jī)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。但是，液壓機(jī)的速度小，生產(chǎn)效率低，而且零件的尺寸精度有時(shí)因受到操作因素的影響而不十分穩(wěn)定。 摩擦壓力機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉、不易發(fā)生超負(fù)荷損壞等特點(diǎn)，所以在小批量生產(chǎn)中常用來完成彎曲、成形等沖壓工作。但是，摩擦壓力機(jī)的行程次數(shù)較少，生產(chǎn)率低，而且操作也不太方便。 在大批量生產(chǎn)或形狀復(fù)雜零件的大量生產(chǎn)中，應(yīng)盡量選用高速壓力機(jī)或多工位自動(dòng)壓力機(jī)。 綜合以上因素，選用開式壓力機(jī)比較合適。 3.2.2 確定壓力機(jī)設(shè)備的規(guī)格 （1）壓力機(jī)的行程太小，應(yīng)能保證成型零件的取出和毛坯的放進(jìn)，例如拉深所用的壓力機(jī)行程，至少應(yīng)大于成型零件的高度兩倍以上。 （2）壓力機(jī)工作臺面的尺寸應(yīng)大于沖模平面尺寸，且還需留有安裝固定的余地，但過大的工作臺面上安裝小尺寸的沖模，工作臺的受力條件也是不利的。 （3）所用壓力機(jī)的閉合高度應(yīng)與沖模閉合高度相適應(yīng)。 模具閉合高度是指上模在最低工作位置時(shí)，下模板的底面到上模板頂面的距離。 壓力機(jī)的閉合高度是指滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，工作臺面到滑塊的距離。大多數(shù)壓力機(jī)，其連桿長度能調(diào)節(jié)，也即壓力機(jī)的閉合高度可以調(diào)整，故壓力機(jī)有最大的閉合高度，最小閉合高度。 設(shè)計(jì)模具時(shí)，模具的閉合高度的數(shù)值應(yīng)該滿足下式 如無特殊情況應(yīng)取上限值，即最好取在.這是為了避免連桿調(diào)節(jié)過長，螺紋接觸面積小而壓壞。如果模具閉合高度實(shí)在太小，可以在壓床下面加墊板。 圖3-2 壓力機(jī) 本模具在沖裁過程中總的沖壓力，按計(jì)算壓力的1.3倍選擇，初選壓力機(jī)型號為J23-25壓力機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下： 表3-1 開式壓力機(jī)規(guī)格及參數(shù) 型號 J23-10 J23-16 J23-25 J23-35 J23-40 公稱壓力/KN 100 160 250 350 400 滑塊行程/mm 45 55 65 100 100 最大閉合高度/mm 180 220 270 290 330 閉合高度調(diào)節(jié)/mm 35 45 55 60 65 滑塊中心線至床身 距離/mm 130 160 200 200 250 滑塊底面尺寸/mm 前后 150 180 220 220 260 左右 170 200 250 250 300 工作臺板厚度/mm 35 40 50 290 65 模柄孔尺寸/mm 直徑 30 40 40 40 50 深度 35 60 60 60 70 4 模具工作部分設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1 沖裁間隙 4.1.1 沖裁間隙對沖裁件質(zhì)量的影響 沖裁時(shí)，斷裂面上下裂紋是否重合，與凸、凹模間隙值的大小有關(guān)。當(dāng)凸、凹間隙合適時(shí)，凸、凹模刃口附近沿最大切應(yīng)力方向產(chǎn)生的裂紋在沖裁過程中能會(huì)合，此時(shí)盡管斷面與材料表面不垂直，但還是比較平直、光滑、毛刺較小，制件的斷面質(zhì)量較好。 當(dāng)間隙增大時(shí)，材料內(nèi)的拉應(yīng)力增大，使得拉伸斷裂發(fā)生早，于是斷裂帶變寬；光亮帶變窄；彎曲變形增大，因而塌角和拱彎也增大。 當(dāng)間隙減小時(shí)，變形區(qū)內(nèi)彎矩小、壓應(yīng)力成分高。由凹模刃口附近產(chǎn)生的裂紋進(jìn)入凸模下面的壓應(yīng)力區(qū)而停止發(fā)展；由凸模刃口附近產(chǎn)生的裂紋進(jìn)入凹模上表面的壓應(yīng)力區(qū)也停止發(fā)展。上、下裂紋不重合。在兩條裂紋之間的材料將被第二次剪切。當(dāng)上裂紋壓入凹模時(shí)，受到凹模壁的擠壓，產(chǎn)生第二光亮帶，同時(shí)部分材料被擠出，在表面形成薄而高的毛刺。 當(dāng)間隙過小時(shí)，雖然塌角小、拱彎小，但斷面質(zhì)量也有缺陷。如斷面中部出現(xiàn)夾層，兩頭呈光亮帶，在端面有擠長的毛刺。 當(dāng)間隙過大時(shí)，因?yàn)閺澗卮螅瓚?yīng)力成分高，材料在凸、凹模刃口附近產(chǎn)生的裂紋也不重合。分離后產(chǎn)生的斷裂層斜度增大，制件的斷面出現(xiàn)二個(gè)斜角，斷面質(zhì)量也不理想。而且，由于塌角大、拱彎大、光亮帶小、毛刺又高又厚，沖裁件質(zhì)量下降。因此，模具間隙應(yīng)保持在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)。另外，當(dāng)模具裝配間隙調(diào)整得不均勻時(shí)，模具會(huì)出現(xiàn)部分間隙過大和過小的質(zhì)量現(xiàn)象。因此，模具設(shè)計(jì)、制造與安裝時(shí)必須保證間隙均勻。 4.1.2 沖裁間隙對模具壽命的影響 模具壽命分為刃磨壽命和模具總壽命。刃磨壽命是用兩次刃磨之間的合格制件數(shù)表示。總壽命是用模具失效為止的總的合格制件數(shù)表示。 模具失效的原因一般有：磨損、變形、崩刃、折斷和漲裂。 沖裁過程中作用于凸、凹模上的力為被沖材料的反作用力，凸、凹模刃口受著極大的垂直壓力與側(cè)壓力的作用，高壓使刃口與被沖材料接觸面之間產(chǎn)生局部附著現(xiàn)象，當(dāng)接觸面相對滑動(dòng)時(shí)，附著部分就產(chǎn)生剪切而引起磨損。這種附著磨損，是沖模磨損的主要形式。當(dāng)接觸壓力愈大，相對滑動(dòng)距離愈大，模具材料愈軟，則磨損量愈大。而沖裁中的接觸壓力，即垂直力、側(cè)壓力、摩擦力均隨間隙的減小而增大，且間隙小時(shí)，光亮帶變寬，摩擦距離增長，摩擦發(fā)熱嚴(yán)重，所以小間隙將使磨損增加，甚至使模具與材料之間產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象。而接觸壓力的增大，還會(huì)引起刃口的壓縮疲勞破壞，使之崩刃。小間隙還會(huì)產(chǎn)生凹模脹裂，小凸模折斷，凸凹模相互啃刃等異常損壞。當(dāng)然，影響模具壽命的因素很多，有潤滑條件，模具制造材料和精度、表面粗糙度、被加工材料特性、沖裁件輪廓形狀等，但間隙卻是其中一個(gè)主要因素。 所以為了減少凸、凹模的磨損，延長模具使用壽命，在保證沖裁件質(zhì)量的前提下適當(dāng)采用較大的間隙值是十分必要的。若采用小間隙，就必須提高模具硬度、精度、減小模具粗糙度、良好潤滑，以減小磨損。 4.1.3 沖裁間隙對沖裁力、卸料力和推件力的影響 試驗(yàn)證明，隨間隙的增大沖裁力有一定程度的降低，但當(dāng)單面間隙介于材料厚度的5％~20％范圍內(nèi)時(shí)沖裁力的降低不超過5％~l0％。因此，在正常情況下，間隙對沖裁力的影響不很大。 間隙對卸料力、推件力的影響比較顯著。隨間隙增大，卸料力和推件力都將減小。一般當(dāng)單面間隙增大到材料厚度的15％~25％時(shí)，卸料力幾乎降到零。但間隙繼續(xù)增大會(huì)時(shí)毛刺增大，又將引起卸料力、頂件力的迅速增大。 4.2 合理間隙的選用 確定合理間隙值有理論法和經(jīng)驗(yàn)確定法兩種。為接近生產(chǎn)實(shí)際，這里采用經(jīng)驗(yàn)確定法。根據(jù)研究與實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，間隙值可按要求分類查表確定。對于尺寸精度、斷面質(zhì)量要求高的沖裁件應(yīng)選用較小間隙值（表3-1）。查表得最小合理間隙，最大合理間隙。選最小合理間隙取。 表4-1 沖裁模初始雙面間隙值Z 材料厚度t/mm 08、20/35、Q295、Q235A Q345 40、50 65Mn 小于0.5 極小間隙 0.5 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.060 0.6 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.7 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.092 0.8 0.072 0.104 0.072 0.104 0.072 0.104 0.064 0.092 0.9 0.090 0.126 0.090 0.126 0.090 0.126 0.090 0.126 1.0 0.100 0.140 0.100 0.140 0.100 0.140 0.090 0.126 1.2 0.126 0.180 0.132 0.180 0.132 0.180 1.5 0.132 0.240 0.170 0.240 0.170 0.240 1.75 0.220 0.320 0.220 0.320 0.220 0.320 4.3 模具刃口尺寸的計(jì)算 根據(jù)零件形狀特點(diǎn)，凹模凸模制造是采用線切割的加工方法，因此，屬于配作加工，線切割的制造公差（凹模上偏差）、（凸模下偏差）只有0.01~0.02mm，所以不必計(jì)算、的制造公差，也不必標(biāo)注此公差。 由于零件的精度等級只有IT14左右，因此其磨損系數(shù)可定為。根據(jù)落料先計(jì)算凹模尺寸，再以凹模尺寸為基準(zhǔn)配作凸模尺寸；沖孔先計(jì)算凸模尺寸，再以凸模為基準(zhǔn)配作凹模尺寸。 設(shè)沖孔尺寸為 ，根據(jù)計(jì)算原則，沖孔時(shí)以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。首先確定凸模尺寸，使凸模的基本尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸；將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得到凸模尺寸。 a）沖孔凸凹模 （4-1） （4-2） 式中——沖孔的最小極限尺寸； ——工件制造公差； ——最小合理間隙； ——凸凹模的制造公差，其可按IT6-IT7級選取也可查表3-2。 切斷切槽刃口尺寸計(jì)算 一般采用配合加工的方法，其凸、凹模刃口尺寸計(jì)算如下： 2mmmm 為磨損后增大尺寸 7mmmm 為磨損后增大尺寸 查表得：磨損系數(shù)為x=0.5 代入公式： 彎曲模的刃口尺寸計(jì)算 彎曲時(shí)，V形件的彎曲，必須選擇適當(dāng)?shù)拈g隙，間隙的大小對于工件質(zhì)量和彎曲力的大小有很大的影響。間隙越小，彎曲力越大。間隙過小，會(huì)使工件壁變薄，并降低凸模壽命。間隙過大，則回彈較大，還會(huì)降低工件的精度[9]。 彎曲時(shí)，間隙值利用公式計(jì)算。 （4.4） 式中 ——彎曲凸、凹模的單面間隙； t——材料的公稱厚度； n——因數(shù)，與工件的彎曲高度和彎曲線長度有關(guān)，查表，取0.05。 代入公式可得：。 彎曲件標(biāo)注的為外形公差，應(yīng)計(jì)算模具的凹模尺寸，凸模根據(jù)單面間隙配作。 取彎曲凸、凹模的制造公差為IT17、IT18,查表得： 4.4 凹模的設(shè)計(jì) 4.4.1 凹模的選擇 沖裁刃口的形式選擇直刃口，其強(qiáng)度好，孔口尺寸不隨刃口的磨損增大。沖裁刃口的高度查表4-3選擇h為5mm，凹模的厚度H由計(jì)算求得。 （4-5） 式中 K——系數(shù)，見表4-4； b——沖裁件最大長度。 按上式計(jì)算后，選取的不應(yīng)小于 由公式(4-5)可得： c值不應(yīng)過小，以滿足螺釘孔、圓柱銷孔的安排。 彎曲、成形等模具的凹模尺寸除應(yīng)考慮使用強(qiáng)度外，必須滿足設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的要求。 表4-2 沖裁刃口高度 厚度 >0.5~1 >1~2 >2~4 >4 刃口高度h >3~5 >5~10 >10~12 表4-3 系數(shù)K的數(shù)值 b/mm 沖裁厚度t/mm >0.5~1 >1~2 >2~3 >3 0.3 0.35 0.42 0.50 0.60 >50~100 0.2 0.22 0.28 0.35 0.42 >100~200 0.15 0.18 0.20 0.24 0.30 >200 0.10 0.12 0.15 0.18 0.22 4.4.2 凹模外形和尺寸的確定 級進(jìn)模的凹模一般采用矩形長方形板狀結(jié)構(gòu)并通過螺釘、銷與下模座固定板固定。沖孔的凹模與落料的凹模刃口高度h=5mm，刃口一下的漏料部分沿輪廓擴(kuò)大1mm左右（用酸蝕的方法）。 根據(jù)以上計(jì)算。得到凹模尺寸為160mm×120mm×30mm（長×寬×高）。選擇160mm×160mm的后側(cè)導(dǎo)柱模架. 根據(jù)模板螺孔圓到邊緣的距離為≥（）×（螺孔直徑）的原則，這里選20mm左右。 4.5 沖孔和彎曲凸模 4.5.1 沖孔和彎曲凸模的固定形式 凸模常用的連接方式有緊固件法、壓入法、物理固定法和化學(xué)固定法。從中選取物理固定法，具體做法是這樣的：先將凸模浸入水中，以免退火；和凸模固定板進(jìn)行配作，采用吊銷的方式加工固定凸模。 4.5.2 沖孔和彎曲凸模長度的確定 凸模長度尺寸應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)，并考慮修磨、固定板與卸料板之間的安全距離、裝配等的需要來確定。 該模具采用的是彈性卸料板卸料，凸模長度的計(jì)算公式為： (4-7) 式中 L——凸模長度（mm）； ——凸模固定板厚度（mm）； ——卸料板厚度（mm）； t ——材料厚度（mm）； h——增加長度。它包括凸模的修磨量、凸模進(jìn)入凹模的深度、凸模固定板與卸料板之間的安全距離(橡膠高度)等。 由公式(4-6)可得： 4.5.3 凸模的強(qiáng)度校核 a)壓應(yīng)力校核計(jì)算 對于圓形凸模 (4-8) 非圓形斷面凸模 (4-9) 式中——凸模最小直徑，mm； ——凸模最小斷面面積 t——材料厚度，mm； ——材料的抗剪強(qiáng)度，MPa； ——凸模材料的許用應(yīng)力，MPa。 由公式(4-7)、（4-8）可得： 經(jīng)校核滿足要求設(shè)計(jì)合理。 b）壓應(yīng)力校核計(jì)算 主要校核切斷凸模。 （4-10） 式中——凸模最小截?cái)嗝婷娣e，； ——沖裁力，N； ——凸模材料的許用應(yīng)力，MPa。 由公式(4-9)可得： 經(jīng)校核滿足要求設(shè)計(jì)合理。 5 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和主要零、部件設(shè)計(jì) 凡屬模具，無論其結(jié)構(gòu)形式如何，一般都是由固定和活動(dòng)兩部分組成。固定部分是用壓鐵、螺栓等緊固件固定在壓力機(jī)工作臺面上，稱下模；活動(dòng)部分一般固定在壓力機(jī)的滑塊上，稱上模。上模隨著滑塊做上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而進(jìn)行沖壓工作。 一套模具根據(jù)其復(fù)雜程度不同，一般由數(shù)個(gè)、數(shù)十個(gè)甚至更多的零件組成。但無論其復(fù)雜程度如何，或是哪種形式，根據(jù)模具零件的作用可以分成五種類型的零件。 1．工作零件 是完成沖壓工作的零件，如凸模、凹模、凸凹模等。 2．定位零件 這些零件的作用是保證送料時(shí)有良好的導(dǎo)向和控制送料的進(jìn)距，如擋料銷、定距側(cè)刀、導(dǎo)正銷、定位板、導(dǎo)料板、側(cè)壓板等。 3．卸料、推件零件 這些零件的作用是保證在沖壓工序完畢后將制件和廢料排除，以保證下一次沖壓工序順利進(jìn)行。如推件器、卸料板、廢料切刀等。 4．導(dǎo)向零件 這些零件的作用是保證上模與下模相對運(yùn)動(dòng)時(shí)有精確的導(dǎo)向，使凸模、凹模間有均勻的間隙，提高沖壓件的質(zhì)量。如導(dǎo)柱、導(dǎo)套、導(dǎo)板等。 5．安裝、固定零件 這些零件的作用是使上述四部分零件聯(lián)結(jié)成“整體”，以保證各零件間的相對位置，并使模具能安裝在壓力機(jī)上。如上模板、下模板、模柄、固定板、墊板、螺釘、圓柱銷等。 對于試制或小批量生產(chǎn)的情況，為了縮短生產(chǎn)周期、節(jié)約成本，可把模具簡化成只有工作部分零件如凸模、凹模、和幾個(gè)固定部分零件即可；而對于大批量生產(chǎn)，為了提高生產(chǎn)率，除做成包括上述零件的沖模外，甚至還附加自動(dòng)送、退料裝置等。 本模具為級進(jìn)模，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，上述五部分零件均有。下面進(jìn)行各部分零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)件選擇。 5.1 模具閉合高度的確定 模具閉合高度的數(shù)值應(yīng)滿足式 壓力機(jī)最大閉合高度， 壓力機(jī)最小閉合高度。 代入上式 經(jīng)初步分析，初選模具的最小閉合高度為。 5.2 凹模周界的確定 根據(jù)計(jì)算得凹模周界，初選凹模周界為。 5.3 模座及導(dǎo)套的選取 根據(jù)文獻(xiàn)續(xù)表選取其推薦模架見表5-1，其中模架選用后側(cè)導(dǎo)柱模架 表5-1 模架組合 名 稱 數(shù) 量 材 料 規(guī) 格 標(biāo) 準(zhǔn) 上模座 1 下模架 1 導(dǎo) 柱 1 1 20 導(dǎo) 套 1 1 20 5.4 模柄的選用 模柄的作用是將上模座固定在沖床的滑塊上。常用的模柄形式有： （1）整體式模柄，模柄與上模座做成整體，用于小型模具。 （2）帶臺階的壓入式模柄，它與模座安裝孔用H7/n6配合，可以保證較高的同軸度和垂直度，適用于各種中小型模具。 （3）帶螺紋的旋入式模柄，與上模連接后，擰入防轉(zhuǎn)螺釘緊固，垂直度較差，主要用于小型模具。 （4）有凸緣的模柄，用螺釘、銷釘與上模座緊固在一起，使用與較大是模具。 （5）浮動(dòng)式模柄，它由模柄、球面墊塊和連接板組成，這種結(jié)構(gòu)可以通過球面墊塊消除沖床導(dǎo)軌位差對沖模導(dǎo)向精度的影響，適用于滾珠導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向的緊密沖裁。 根據(jù)本模具結(jié)構(gòu)，采用壓入式模柄。在設(shè)計(jì)模柄時(shí)模柄長度不得大于沖床滑塊內(nèi)模柄孔的深度，模柄直徑應(yīng)與模柄孔徑一致。 綜合以上，本模具模柄選用：A40 JB/T7646.3-1994。 6 繪制模具裝配圖、及零件圖及編寫設(shè)計(jì)說明書 1.裝配圖的繪制 根據(jù)零件草圖和裝配示意圖畫出裝配圖，并應(yīng)對零件草圖上可能出現(xiàn)的差錯(cuò)予一糾正。裝配圖應(yīng)用足夠說明模具構(gòu)造的投影圖及必要的剖面圖、剖視圖，一般主視圖和俯視圖應(yīng)對應(yīng)繪制。還要注明必要尺寸，如封閉高度、輪廓尺寸、壓力中心以及裝配尺寸。畫出工件圖、排樣圖，填寫詳細(xì)的零件明細(xì)表和技術(shù)要求。 2.模具零件圖的繪制 根據(jù)畫好的裝配圖及零件草圖畫出零件圖，并對草圖中的尺寸配置等可做適當(dāng)調(diào)整和重新布置。零件圖也應(yīng)有足夠的投影和必要的剖面、剖視圖，以便將將零件結(jié)構(gòu)表達(dá)清楚。另外，還要標(biāo)注出零件的詳細(xì)尺寸、制造公差、形位公差、表面粗糙度、材料熱處理、技術(shù)要求等。工作零件刃口尺寸及公差，應(yīng)詳細(xì)標(biāo)注在零件圖上。 運(yùn)用Auto CAD軟件，按照上述幾章設(shè)計(jì)的尺寸，繪制模具裝配總圖及各零件圖。總裝配圖按照0#圖紙繪制，零件圖則按照3#圖紙繪制。圖樣幅面應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)(GB4457.1-84)，基本幅面代號及尺寸采用表6-1規(guī)定的尺寸，其格式如圖6-2所示。 表6-1 圖紙幅面 幅面代號 A0 A1 A2 A3 A4 B×L 841×1189 594×841 420×594 297×420 210×297 E 20 10 A 25 C 10 5 先繪制裝配草圖，經(jīng)指導(dǎo)老師認(rèn)可后，可進(jìn)行正式圖的繪制。繪圖過程中嚴(yán)格按照國標(biāo)制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。 圖6-1 圖紙邊框標(biāo)準(zhǔn) 3. 編寫說明書 按要求編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。 7 模具的裝配、調(diào)試和檢測 7.1 模具的裝配 根據(jù)模具裝配要點(diǎn)，選凹模作為裝配基準(zhǔn)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7.1。 表7.1 模具的裝配表 序號 工序 工藝說明 1 凸、凹模預(yù)配 （1）裝配前仔細(xì)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(yīng)的凹?？紫嗯?，檢查其間隙是否加工均勻。不合適則應(yīng)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的形孔中，并擰緊牢固 3 裝配下模 （1） 在下模座上劃中心線，按中心預(yù)裝凹模、導(dǎo)料板； （2） 在下模座、導(dǎo)料上，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、導(dǎo)料板、凹模裝在一起，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0.12mm片，然后將凸模與固定板的組合裝入凹模； （2） 預(yù)裝上模座，劃出與凸模固定板相應(yīng)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） 將卸料板套裝入固定板的凸模上，裝上彈簧和卸料螺釘，調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)壓量，使卸料板高出凸模下端約1mm；復(fù)查凸、凹模間隙并調(diào)整合適后，緊固螺釘； （5） 安裝導(dǎo)正銷、承料板； 7.2 沖裁模具的調(diào)試 模具裝配以后，必須在生產(chǎn)條件下進(jìn)行試沖。通過試沖可以發(fā)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)和制造的不足，并找出原因給與糾正。并能夠?qū)δ＞哌M(jìn)行適當(dāng)?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(yīng)在模具模座正面打上編號、沖模圖號、制件號、使用壓力機(jī)型號、制造日期等。并涂油防銹后經(jīng)檢驗(yàn)合格入庫。 在模具制造中，模具零件的檢驗(yàn)與模具裝配試模后的驗(yàn)收是模具加工過程中的重要工藝環(huán)節(jié)。模具零件加工及裝配質(zhì)量好壞，對模具的使用壽命有著較大的影響。加強(qiáng)模具裝配后及模具零件加工各工序間質(zhì)量檢驗(yàn)，是確保模具質(zhì)量的重要手段。因此，模具生產(chǎn)單位在生產(chǎn)過程中，要健全模具零件及模具裝配前后的檢驗(yàn)與驗(yàn)收制度。即根據(jù)本廠產(chǎn)品要求和工藝水平，編制切合實(shí)際的質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)程。實(shí)行以檢驗(yàn)人員專職檢驗(yàn)與生產(chǎn)工人自檢互檢相互結(jié)合的檢驗(yàn)方法，嚴(yán)格按圖樣技術(shù)條件和有關(guān)工藝文件進(jìn)行必要的檢查。在檢驗(yàn)中，除了進(jìn)行工序間的檢驗(yàn)和裝配后的驗(yàn)收外，還加強(qiáng)各工序?qū)嶋H操作的檢查，以督促執(zhí)行工藝規(guī)定，防止廢品的產(chǎn)生。 7.3 模具的檢測 模具的檢驗(yàn)與驗(yàn)收和設(shè)計(jì)、制造一樣是模具制造中不可分割的部分，在模具生產(chǎn)中起著積極的作用，是滿足現(xiàn)代模具制造業(yè)發(fā)展的需要。同時(shí)，在檢測技術(shù)對于模具制造質(zhì)量的提高、延長模具的壽命和能生產(chǎn)出高效、優(yōu)質(zhì)制品零件，有著十分重要的意義。模具的檢測主要是檢查在設(shè)計(jì)、制造或裝配中出現(xiàn)的缺陷，并在交付客戶前做最后的驗(yàn)證，保證模具的合格性和安全性并能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，模具零件加工及裝配質(zhì)量好壞，對模具的使用壽命有著較大的影響。 加強(qiáng)模具裝配后及模具零件加工各工序間質(zhì)量檢驗(yàn)，是確保模具質(zhì)量的重要手段。因此，模具生產(chǎn)單位在生產(chǎn)過程中，要健全模具零件及模具裝配前后的檢驗(yàn)與驗(yàn)收制度。只有這樣才能保證模具的合格性和安全性并能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。其具體方法可詳細(xì)查9.2所示。 表7.2 模具中常見缺陷和調(diào)整方法表 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(shí)被壓彎 2．頂出件與頂出器接觸零件面積 1．修磨凹?？?，去除導(dǎo)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(zhǔn)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(dá)到形狀及尺寸精度要求 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?？赘叨? 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.凸模、導(dǎo)柱、導(dǎo)套與安裝基面不垂直 1．調(diào)整有關(guān)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(dǎo)柱、導(dǎo)套 送料不暢通，有時(shí)被卡死 1．兩導(dǎo)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 1．粗修或重新調(diào)整裝配導(dǎo)料板 2．減小凸模與導(dǎo)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(dǎo)料板，使之平行 總 結(jié) 經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的不懈努力，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)終于得以結(jié)束。本次設(shè)計(jì)是一副多工序級進(jìn)模，工件名稱是支架，通過分析零件圖和進(jìn)行工藝分析，提出沖孔、彎曲、切斷 多等工步組成的級進(jìn)模方案。本級進(jìn)模采用彈性卸料裝置進(jìn)行卸料，采用下出料的方式排出工件和廢料。導(dǎo)柱布置為后側(cè)導(dǎo)柱布置，模具結(jié)構(gòu)較簡單，工作平穩(wěn)可靠。 本次模具的整體設(shè)計(jì)，包括對凹模、凸模設(shè)計(jì)，模架的設(shè)計(jì)，以及其他部件的設(shè)計(jì)和選用。制造此零件采用級進(jìn)沖裁模；用導(dǎo)料板導(dǎo)向，導(dǎo)正銷導(dǎo)正；采用彈性卸料方式，落料件和沖孔廢料直接從凹模洞口落下；采用滑動(dòng)導(dǎo)向；選用最小合理間隙；計(jì)算凸、凹模刃口尺寸；計(jì)算落料凹模尺寸。各部分尺寸或按公式計(jì)算得來，或按經(jīng)驗(yàn)值和查相關(guān)表格得到。 本模具設(shè)計(jì)合理，符合實(shí)際應(yīng)用，滿足加工要求，具有較好的經(jīng)濟(jì)性。 參考文獻(xiàn) [1] 宛強(qiáng).沖壓模具設(shè)計(jì)及實(shí)例精解[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008. [2] 李建軍、李德群.模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及模具CAD[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005. [3] 陳炎嗣.多工位級進(jìn)模設(shè)計(jì)與制造[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006. [4] 薛啟翔.沖壓模具設(shè)計(jì)和加工計(jì)算速查手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007. [5] 王伯平.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)[M].第二版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004. [6] 許發(fā)樾.實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001. [7] 鄭大中、房金妹、譚平宇.模具結(jié)構(gòu)圖冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998. [8] 王桂萍.模具的設(shè)計(jì)與制造問答[M].北京：機(jī)械工業(yè)