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1、 目 錄 序 言 2 第一部分 沖壓成形工藝設(shè)計(jì) 5 Ⅰ 明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集相關(guān)資料 5 Ⅱ 沖壓工藝性分析 6 Ⅲ 制定沖壓工藝方案 6 Ⅳ 確定毛坯形狀，尺寸和主要參數(shù)計(jì)算 10 第二部分 沖壓模具設(shè)計(jì) 15 Ⅰ 確定沖模類型機(jī)結(jié)構(gòu)形式 15 Ⅱ 計(jì)算工序壓力，選擇壓力機(jī) 16 Ⅲ 計(jì)算模具壓力中心 19 Ⅴ、彈性元件的設(shè)計(jì) 25 Ⅵ 模具零件的選用 27 Ⅶ 沖壓設(shè)備的校核 29 Ⅷ 其他需要說明的問題 30 Ⅸ 模具裝配 32 設(shè)計(jì)總結(jié) 35 參 考 文 獻(xiàn) 36

2、 序 言 目前我國模具工業(yè)與發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)落后。主要原因是我國在模具標(biāo)準(zhǔn)化，模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比差距很大。 隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，模具產(chǎn)品生成呈現(xiàn)的品種、少批量、復(fù)雜、大型精密更新?lián)Q代速度快。模具設(shè)計(jì)與技術(shù)由于手工設(shè)備，依靠人工經(jīng)驗(yàn)和常規(guī)機(jī)加工，技術(shù)向以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，數(shù)控編程切屑加工，數(shù)控電加工核心的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD/CAM)技術(shù)轉(zhuǎn)變。 模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度，高復(fù)雜程度,高生產(chǎn)率，高一致性和抵消耗是其它制造加工方面所不能充分展示出來，從而有好的經(jīng)濟(jì)效益，因此在批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)

3、中有十分重要的地位，是我國國防工業(yè)及民用生產(chǎn)中必不可少的加工方法。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，沖壓零件日趨復(fù)雜化，沖壓模具正向高效、精密、長壽命、大型化方向發(fā)展，沖模制造難度日益增大。模具制造正由過去的勞動(dòng)密集、依靠人工的手工技巧及采用傳統(tǒng)機(jī)械加工設(shè)備的行業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)密集型行業(yè)，更多的依靠各種高效、高精度的NC機(jī)床、CNC機(jī)床、電加工機(jī)床，從過去的單一的機(jī)械加工時(shí)代轉(zhuǎn)變成機(jī)械加工、電加工以及其他特種加工相結(jié)合的時(shí)代。模具制造技術(shù)，已經(jīng)發(fā)展成為技術(shù)密集型的綜合加工技術(shù)。 本專業(yè)以培養(yǎng)學(xué)生從事模具設(shè)計(jì)與制造工作能力的核心，將模具成型加工原理、設(shè)備、工藝

4、、模具設(shè)計(jì)與制造有機(jī)結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)際相結(jié)合，突出實(shí)用性，綜合性，先進(jìn)性。正確掌握并運(yùn)用沖壓工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀和尺寸的綜合應(yīng)用，以提高我的模具設(shè)計(jì)與制造能力的綜合應(yīng)用。 在以后的生產(chǎn)中，研究和推廣新工藝，新技術(shù)。提高模具在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，并進(jìn)一步提高模具設(shè)計(jì)水平。 《壓工藝與模具設(shè)計(jì)》 機(jī)電工程系 一 設(shè)計(jì)題目 筒形件落料，拉深，沖孔，復(fù)合模 二 設(shè)計(jì)內(nèi)容要求 材料： 08 厚度： t=2mm 硬度： 60—64HRC 實(shí)體圖 第一部分 沖壓成形工藝設(shè)計(jì) Ⅰ

5、 明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集相關(guān)資料 沖壓工藝設(shè)計(jì)應(yīng)在收集﹑調(diào)查﹑研究并掌握有關(guān)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的原始資料的基礎(chǔ)上的基礎(chǔ)上進(jìn)行，做到有的放矢，避免盲目性。工藝設(shè)計(jì)的原始資料主要包括如下內(nèi)容： ⑴沖壓件的產(chǎn)品圖及技術(shù)要求 零件圖如設(shè)計(jì)任務(wù)書中所示的零件圖。技術(shù)條件應(yīng)明確合理。由此可對(duì)拉深件的結(jié)構(gòu)，尺寸大小，精度要求以及裝配關(guān)系，實(shí)用性能等有全面了解，以便制定工藝方案，選擇模具類型和確定模具精度。 ⑵生產(chǎn)類型 生產(chǎn)類型是企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)程度的分類，一般分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)、、小批量生產(chǎn)。 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品零件的特征或工作的每月?lián)?fù)的工序數(shù)查文獻(xiàn)表1-3生產(chǎn)類型和生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系，確定該零件的生產(chǎn)類型為大

6、批量生產(chǎn)。 ⑶生產(chǎn)組織形式 生產(chǎn)類型不相同，零件和產(chǎn)品的組織形式，采用的技術(shù)措施和達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果會(huì)不同。因?yàn)樵摿慵谴笈可a(chǎn)，所以其生產(chǎn)類型查文獻(xiàn)【1】表1-5的各種生產(chǎn)類型的工藝性，特征其生產(chǎn)組織形式為零件的互換性，有修配法、鉗工修配、缺乏互換性、毛坯的制造方法和加工余量、手工造型或自由鍛造毛坯精度低，加工余量大。 ⑷工藝裝備 大批量的的采用專用夾具，標(biāo)準(zhǔn)附件，標(biāo)準(zhǔn)刀具和萬能量具，靠劃線和試切法達(dá)到精度要求。 Ⅱ 沖壓工藝性分析 1材料 08鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)剛，易于拉伸成形，具有良好的沖壓性能 2工件結(jié)構(gòu) 該工件為圓形帶孔拉深件，拉伸高度不大，孔在底部并且不

7、在拉深變形區(qū) 3尺寸精度 零件圖上工件高度8 孔Φ30+0.210。工件外輪廓Φ39，一般沖壓均能滿足精度要求。 Ⅲ 制定沖壓工藝方案 1 工序性質(zhì)和數(shù)量 （ 1 ） 工序性質(zhì)的確定 在沖壓加工中，工序性質(zhì)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。 沖壓工序性質(zhì)的確定主要取決于沖壓件的形狀尺寸和精度要求。同時(shí)還應(yīng)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(zhì)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮以下幾方面： 1）從零件圖上直觀的確定工序性質(zhì)，平板件沖壓加工時(shí)常采用剪裁，落料，沖孔等沖裁工序。當(dāng)平面度要求較高時(shí)采用較平的

8、工序進(jìn)行精壓，當(dāng)零件的斷面質(zhì)量尺寸精度要求較高時(shí)，需增加修整工序或采用精密沖裁工藝進(jìn)行加工。 2）對(duì)零件圖進(jìn)行計(jì)算分析，比較后確定工序性質(zhì)。 3）為改善沖壓變形條件，方便工序定位，增加附加工序。預(yù)沖工序工藝切口達(dá)到改善沖壓變形條件，提高成型質(zhì)量母的。 根據(jù)零件圖分析沖壓加工時(shí)須用落料，沖孔，拉深，翻邊等工序。 （ 2 ） 工序數(shù)量的確定 確定工序數(shù)量的基本原則是：在保證工件質(zhì)量，生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性要求的前提下，工序數(shù)量應(yīng)盡可能地減少。 該零件精度要求較高，故采用復(fù)合模。 2 工序順序和組合 （ 1 ） 工序順序 各工序的安排主要取決于沖

9、壓變形規(guī)律和零件質(zhì)量要求。工序順序的安排一般應(yīng)注意以下幾方面： 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(yīng)在平板坯料上沖出。 2）所在位置會(huì)受到以后某工序變形的影響的孔，一般都應(yīng)在有關(guān)的成型工序完成后再?zèng)_孔。 3）孔靠近或孔邊緣較小時(shí)，如果模具強(qiáng)度夠高，最好同時(shí)沖出。否則應(yīng)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?zèng)_孔，力求把可能產(chǎn)生的畸變限制在最小范圍內(nèi)。 4）如果在同一個(gè)零件的不同位置沖壓時(shí)，變形區(qū)域互相不發(fā)生作用，根據(jù)模具結(jié)構(gòu)定位和操作的過程難易程度來確定。 5）多角彎曲件主要從材料變形核材料的運(yùn)動(dòng)兩方面安排彎曲的順序。一般是先彎外部

10、角后彎內(nèi)部角，彎角根據(jù)零件圖先沖裁后落料，由固定擋料銷定位。 （ 2 ）工序組合方式選擇 沖壓工序的組合是指將兩個(gè)或兩個(gè)以上的工序分析合并在一道工序內(nèi)完成。減少工序及占用的模具設(shè)備和數(shù)量，提高效率和沖壓件的精度，在確定工序組合時(shí)，首先應(yīng)考慮組合的必要性和可行性，然后再?zèng)Q定是否組合。 1）工序組合的必要性主要取決于沖壓件的生產(chǎn)批量。 2）工序的組合的可行性受到多種因素的限制，應(yīng)保證能沖壓出形狀、尺寸和精度均符合要求的圖樣，實(shí)現(xiàn)其所需動(dòng)作保證有足夠的強(qiáng)度與現(xiàn)有的沖壓設(shè)備條件相適應(yīng)。 根據(jù)零件圖的要求及批量采用落料，拉深，沖孔，切邊復(fù)合模。 3 沖壓工藝方案 （

11、 1 ）工藝方案 該工件包括落料，拉深，沖孔，切邊四個(gè)基本工序，可以有以下三種工藝方案。 方案一：先落料，再拉深，然后沖孔，最后切邊。采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：落料－拉深－沖孔－切邊復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。 方案三：落料－拉深－沖孔－切邊連續(xù)沖壓。采用連續(xù)模生產(chǎn)。 （ 2 ）工藝方案分析 方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需四道工序，即需要落料模，拉深模，沖孔模，切邊模四副模具，生產(chǎn)效率低，難以滿足該零件的年產(chǎn)量要求。方安二只需一副模具，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(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡單對(duì)稱，模具制造并不困難。方案三也只需一副模具

12、，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(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，故其模具制造，安裝較復(fù)合模復(fù)雜。通過對(duì)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。 Ⅳ 確定毛坯形狀，尺寸和主要參數(shù)計(jì)算 1毛坯尺寸計(jì)算 該工件位無凸緣圓筒形件，根據(jù)等面積原則采用解析法求毛坯直徑。如圖1所示，將工件分為三個(gè)簡單的幾何體。 圖1 1毛坯尺寸 1 確定是否加修邊余量 由于坯料的各向異性和模具間隙不均等因素的影響，拉深后工件的邊緣不整齊，甚至出現(xiàn)突耳，需在拉深后進(jìn)行修邊，所有在計(jì)算坯料直徑時(shí)，要確定是

13、否需要增加修邊余量。 零件的相對(duì)高度h/d＝(8+1)/(39-2)＝0.243，而高度h﹤10mm，根據(jù)文獻(xiàn)[1]查表4－3可知，修邊余量δ＝1㎜ 1） 計(jì)算毛坯直徑 D＝ d1＝39-(1.5+2) 2＝32㎜， d2＝39-2＝37㎜，δ＝1㎜， h＝10-1.5-2＝6.5㎜，rg＝1.5+1＝2.5㎜ D＝51.83mm 取D＝55㎜ 2） 確定是否需要壓邊圈 根據(jù)坯料相對(duì)厚度： t/d100＝2/55100＝3.64＞2 式中 t——坯料厚度，㎜

14、 D——毛坯直徑，㎜ 查文獻(xiàn)【1】P185 表5－1可知 不用壓邊圈，若怕該沖件在拉深過程中會(huì)發(fā)生起皺，保險(xiǎn)起見，采用帶彈性壓邊裝置的模具也可。這里的壓邊圈實(shí)際上是作為定位與頂件之用。 2 確定拉深次數(shù) 由于拉深件的高度與其直徑的比值不同，有的拉深件科研用一次拉深制成，而有的高度大的拉深件，則需要多次拉深才能制成。 所有根據(jù)工件的相對(duì)高度（h/d）和坯料的相對(duì)厚度（t/D100）的大小確定拉深次數(shù) 。 查表可知，由于工件相對(duì)高度0.35遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一次拉深時(shí)的相對(duì)高度0.70～0.57，則可一次拉深成形。 也可根據(jù)相對(duì)厚度查表確定出筒形件（帶壓邊圈）極限拉深系數(shù)m=0.53

15、～0.55，而工件的拉深系數(shù)為h/d＝9/37＝0.243＞m則可一次拉成。 3排樣及材料利用率 （1）排樣方法 沖裁件在板料，帶料或條料上的布置方法稱為排樣。合理的排樣是將低成本和保證沖件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。應(yīng)考慮以下原則： 1〉提高材料得利用率（不影響沖件的使用性能的前提下可適當(dāng)改變沖件形狀）。 2〉合理排樣可使操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低。 3〉模具結(jié)構(gòu)簡單壽命長。 4〉保證沖件質(zhì)量和沖件對(duì)板料纖維方向的要求。 A：根據(jù)零件圖可選用少廢料的利用率情況，排樣有三種： a 有廢料排樣 b 少廢料排樣 c 無廢料排樣

16、 根據(jù)零件圖可選用少廢料排樣。沿沖件部分外形切斷或沖裁。只有在沖件與沖件之間或沖件與條料側(cè)邊之間留有搭邊。這種排樣利用率高，用于某些精度要求不是很高的沖裁件排樣。 B: 排樣的形式分為直排式，斜排式，直對(duì)排，斜對(duì)排，混合排等。 根據(jù)零件的形狀和排樣方法確定為直排排樣。如圖2所示 圖2 （2）搭邊與料寬 1〉搭邊 排樣中相鄰兩個(gè)零件之間的余量或零件與條料邊緣件的余量稱為搭邊。其作用時(shí)補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。 由排樣圖知搭邊值a=a1=1.5 式中a——側(cè)面搭邊值 a1——沖件之間的搭邊值 搭邊值的大

17、小與下列因素有關(guān)： a 材料的力學(xué)性能 b 材料的厚度 c 零件的外形和尺寸 d 排樣方法 e 送料及擋料方式 2〉送料步距和條料寬度的確定 a. 送料步距 條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距（簡稱步距或進(jìn)距）其大小應(yīng)為條料上兩個(gè)對(duì)應(yīng)沖裁件的對(duì)應(yīng)點(diǎn) 之間的距離。 b.條料寬度 條料寬度的確定原則：最小條料寬度要保證沖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(shí)順利在導(dǎo)料板之間送行并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙。根據(jù)零件圖要求，導(dǎo)料板之間無測壓裝置。 送料進(jìn)距： s=D+ a1=55+1.5mm=56.5mm 條料寬度： b=D+2a=55+21.5

18、mm=58mm 式中 D——平行于送料方向沖裁件的寬度 3〉裁板方法 板料規(guī)格選用2 mm1000 mm3000 mm 每張鋼板裁板條數(shù)n1:為了操作方便，采用橫裁，即 n1 =3000/58=51條余42mm 每條裁板上的工件數(shù)n2 n2=(B－a1)/s=(1000-1.5)/56.5=17個(gè) 式中B——鋼板寬度（每條裁板的長度）1000mm 每張鋼板上的工件總數(shù)： n總=n1n2=5117=867個(gè) （3）材料的利用率 衡量材料的經(jīng)濟(jì)利用率的指標(biāo)是材料的利用率 =(n總πD2）/(4LB) x 100%

19、 =(8673.14552）/(430001000) 100% = 74.3% 第二部分 沖壓模具設(shè)計(jì) Ⅰ 確定沖模類型機(jī)結(jié)構(gòu)形式 在沖壓工藝性分析后擬定沖壓工藝方案時(shí)選擇復(fù)合模，又因零件的幾何形狀簡單對(duì)稱，工件間無搭邊值，復(fù)合模結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，操作方便，又可直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件，卸件可靠、便于操作，所以模具類型為少廢料復(fù)合模。 Ⅱ 計(jì)算工序壓力，選擇壓力機(jī) 在沖裁模設(shè)計(jì)中，沖壓力是指落料力，缷料力，拉深力，壓邊力，沖孔力，切邊力和推件力的總稱。它是沖裁時(shí)選擇壓力機(jī)，進(jìn)行模具設(shè)計(jì)校核強(qiáng)度和剛度的重要依據(jù)。 1）落料力 F落＝

20、1.3πDδt ＝1.33.14553202N ＝143.69N ≈143.7KN 式中δ——材料抗剪強(qiáng)度 查文獻(xiàn)【1】P63 表3－18可知 08鋼δ＝260～360MPa 取δ＝320Mpa 2）卸料力 F卸＝K卸F落 ＝0.04143.7KN ≈5.748KN 查文獻(xiàn)【1】P60 表3－16可知 式中K卸＝0.4 3） 拉深力

21、 F拉＝Kπdtδb ＝0.453.14372400N ＝41.8248KN ≈41.8KN 查文獻(xiàn)【1】P197 表5－7可知 式中K——修正系數(shù)，K＝0.45 δb——材料強(qiáng)度極限，08鋼δb＝342～441MPa,取 δb＝400MPa 4） 壓邊力 F壓＝π/4〔D2－（d+2rd）2〕F ＝3.14/4〔552-（37+22.5）2〕2.5N ＝2001.6715N ≈

22、2.5KN 式中rd——凹模圓角半徑，取rd＝2.5mm； P——單位壓邊力，P＝2.5MPa。 5）沖孔力 F沖＝1.3πdtδ ＝1.33.14302320N ＝78374.4N ≈78.4KN 式中d——工件孔直徑，d＝30mm。 5） 切邊力 F切＝1.3πDtδ ＝1.33.14392320N ＝101.89KN ≈101.9KN 式中D——工件外輪廓直徑，D＝45mm。

23、 6） 推件力 F推＝nK推F沖 ＝30.0578.4KN ＝11.7KN 式中n——沖孔時(shí)卡在凹模內(nèi)的廢料數(shù)，n＝3； K推——推件力因素，K推＝0.05。 故總沖壓力為： F總＝F落+F卸+F拉+F壓+F沖+F切+F推 ＝143.7+5.75+41.8+2.5+78.4+101.9+11.7KN ＝385.75KN 從滿足沖壓力要求看，選用630KN規(guī)格的壓力機(jī)其主要技術(shù)參數(shù)為： 公稱壓力：

24、 630KN 滑塊行程： 120mm 最大封閉高度： 360mm 最大封閉調(diào)節(jié)量： 90mm 工作臺(tái)尺寸： 480mm710mm 工作臺(tái)墊板孔尺寸： Φ180mm 模柄孔尺寸： Φ50mm70 mm 工作臺(tái)厚度： 90mm 墊板厚度： 80mm Ⅲ 計(jì)算模具壓力中心 模具的壓力中心就是沖裁力合力的作用點(diǎn)。沖模壓力中心應(yīng)盡可能和模柄軸線以及壓力機(jī)滑塊中心線重合，以使沖模平穩(wěn)地工作，減少導(dǎo)向件的磨損，

25、從而提高模具的壽命。 沖模壓力中心的求法，采用求平行力系合力的作用點(diǎn)方法。由于絕大部分沖裁件沿沖裁輪廓線的斷面厚度不變，輪廓部分的沖裁力與輪廓長度成正比，所以，求合力的作用點(diǎn)可轉(zhuǎn)化為求輪廓線的中心。 由圖3可知，其壓力中心就在圓心上。 即X0=0，Y0=0。 圖3 Ⅳ 計(jì)算模具零件主要工作部分的刃口尺寸 模具的落料凹模24，落料拉深凸凹模5，拉深沖孔凸凹模20和沖孔凸模14工作部分的相互關(guān)系。如圖4所示 圖4 1 凸、凹模刃口尺寸的確定 凸、凹模刃口尺寸的確定原則 1）考慮落料和沖孔的區(qū)別，落料件的尺寸取決

26、于凹模。因此，落料模應(yīng)先決定凹模的尺寸，用減小凸模尺寸來保證合理的間隙。沖孔件的尺寸取決于凸模，因此，沖孔模應(yīng)先決定凸模尺寸。用增大凹模尺寸來保證合理的間隙。 2）考慮刃口的磨損對(duì)沖件尺寸的影響。刃口磨損后尺寸變大， 其刃口的基本尺寸應(yīng)接近或等于沖件的最小極限尺寸；刃口磨損后尺寸變小，應(yīng)接近或等于沖件的最大極限尺寸。 3）考慮沖件精度與模具精度之間的關(guān)系，選擇模具制造公差時(shí)，既要保證沖件的精度要求又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較沖件精度高2~3級(jí)。 2 凸、凹模分別加工時(shí)的工作部分尺寸 其公式見表： 表一 凸、凹模分別加工時(shí)的工作部分尺寸的計(jì)算公式 工序性 質(zhì) 沖件尺寸

27、 凸模尺寸 凹模尺寸 落料 D0-Δ Dp=（D—XΔ—Zmin）0-δp Dd=（D—XΔ）0+δd 沖孔 D0+Δ dp=（d+XΔ）0-δp dd=（d+XΔ+Zmin）0+δd 表示：Dp，Dd——分別為落料凸，凹模刃口尺寸 dp，dd— 分別為沖孔凸，凹模刃口尺寸 D， d— 分別為落料件外徑和沖孔件的基本尺寸 p，d—分別為凸凹模的制造公差，凸模按IT6，凹模按IT7. Δ——制件的制造公差 Zmin—最小合理間隙 X—磨損系數(shù)，其值在0.5~1之間。 零件精度IT1

28、0以上，X=1，工件精度IT14，X=0.5.為了保證沖模的間隙小于最大合理間隙（Zmax），凸模和凹模制造公差必須 p+d≤Zmax — Zmin 3 凸、凹模配合加工時(shí)的工作部分尺寸 對(duì)于沖制復(fù)雜形狀沖件的模具或單件生產(chǎn)的模具，其凸凹模常采用配合加工的方法。 凸凹模工作部分尺寸計(jì)算：其落料件按凹模磨損后尺寸增大（A類尺寸），減?。˙類尺寸）和不變（C類尺寸）的規(guī)律分三種。沖件按凸模磨損后尺寸減小（B類尺寸），增大（A類尺寸）和不變（C類尺寸）的規(guī)律分三種。因?yàn)楣ぜ贈(zèng)_孔，根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定凸模刃口尺寸并依次為基準(zhǔn)配置凹模，按磨損后其尺寸變大，變小，不變。 （1）

29、落料刃口尺寸計(jì)算 對(duì)于落料部分按未注公差I(lǐng)T14級(jí)計(jì)算，所以落料件尺寸為 Φ550－0.1mm，根據(jù)查表得沖裁刃口雙面間隙為Zmin＝0.1mm, Zmax＝0.14mm. Φ550－0.1的制造公差查表得δ凹＝0.04mm， δ凸＝0.03mm δ凹+δ凸=0.04+0.03mm=0.07mm Zmax-Zmin=0.14-0.1 mm =0.04 mm 由于δ凹+δ凸＞Zmax-Zmin，故采用凸模與凹模配合加工法。磨損系數(shù)為x=0.5.則凹模刃口尺寸為 D凹 =(D-x△）+δ凹0 =(55-0.51)+0

30、.04 0 =54.5+0.04 0 凹模刃口尺寸d凹按凹模實(shí)際尺寸配制，其雙面間隙為0.1～0.4mm為保證模具刃口有較長的使用壽命，即保證刃口磨損后還能沖出合格的制件來，制造是按最小間隙Zmin=0.01mm配合間隙。 （2）沖孔刃口尺寸計(jì)算 對(duì)于Φ30的孔尺寸為Φ30+0.210，制造公差查表得 δ凹=δ凸=0.02 mm 由于δ凹+δ凸=0.02+0.02mm=0.04mm 即δ凹+δ = Zmax-Zmin凸故采用分開加工，則： d凸=(d+x△)0-δ凸 =（30+0.50.21）+0.020 mm =30.105 +0.020 mm

31、 d凹 =（d+x△+Zmin）+δ凹0 =（30+0.50.21+0.1）+0.020 mm =30.205+0.020 mm (3)拉深刃口尺寸計(jì)算 對(duì)于拉深部分的工件高度Φ390-0.25制造公差查表得 δ凹=δ凸=0.02 mm 拉深凸模和凹模的單邊間隙查表，按Z/2=1.1t,即Z=21.1t。則可求得拉深凸模和凹模的刃口尺寸為： D凹=（D-0.75△）+δ凹0 =（39-0.750.25）+0.020 mm =38.8125+0.020 mm

32、≈40.41+0.020 mm Ⅴ、彈性元件的設(shè)計(jì) 為了得到較平整的工件。此模具采用彈壓式卸料結(jié)構(gòu)。彈簧和橡膠是模具中廣泛應(yīng)用的彈性元件。主要為彈性卸料，壓料及出件裝置供彈壓力。 彈壓卸料裝置是由卸料板、彈性元件(彈簧或橡膠)，卸料螺釘?shù)攘慵M成。 根據(jù)模具安裝位置擬選4個(gè)彈簧，每個(gè)彈簧的預(yù)壓力為： ≥/n 式中：為沖裁卸料力； n為彈簧個(gè)數(shù)。 所以 ≥／n =5.75／4 =1457.5N 查《沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表8-40，初選彈簧規(guī)格為40mm

33、 6mm80mm 其余件參數(shù)是D=40mm，d=6mm，=80mm,t=9.9mm，=2 8mm,f=-3．79mm，=1500N，n=10 D——彈簧中徑；d——材料直徑；t——節(jié)距； ——工作極限負(fù)荷；——自由高度；n——有效圈數(shù)；——工作極限負(fù)荷下變形量。 =27.2mm 也可以直接在彈簧壓縮特性曲線上根據(jù)查出，見圖檢查彈簧最大允許壓縮量，如滿足下列條件，則彈簧選的合適。 (△H為彈簧實(shí)際總壓縮量) 式中工為卸料板工作行程，一般取料厚加l

34、mm，所以=1.8mm，修磨為凸凹模修磨量，一般取4—1Omm，取=4mm，所以， =27.2+1.8+4mm =33mm Ⅵ 模具零件的選用 1. 模架的選擇 《沖模模架》標(biāo)準(zhǔn)是1991年5月1日由國家技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn)頻布實(shí)施的，該標(biāo)準(zhǔn)是在《冷沖?！穱覙?biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上修訂的新標(biāo)準(zhǔn)，其中模架產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)：（GB/T2851.1, GB/T2851.3～7, GB/T2852.1～4）共10個(gè)。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(yīng)尺寸大40～70mm。模座厚度

35、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(jī)約50mm，同時(shí)選擇的模架與閉合后的模具設(shè)計(jì)的高度相適應(yīng)。 通常所說的模架由上模座，下模座，導(dǎo)柱，導(dǎo)套四部分組成，一般標(biāo)準(zhǔn)模架不包括模柄。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(shè)備的滑塊和工作臺(tái)固定。上下模間的精確位置由導(dǎo)柱導(dǎo)套來實(shí)現(xiàn)。 模架的選擇應(yīng)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(xiàng)二模架類型；根據(jù)凹模周界尺寸確定模架的大小規(guī)格。 查文獻(xiàn)【1】P117

36、表2—49選擇《沖模滑動(dòng)導(dǎo)向模架后側(cè)導(dǎo)柱模架》GB/T2851.3-1990。后側(cè)導(dǎo)柱模架的特點(diǎn)是導(dǎo)向裝置在后側(cè)，橫向和縱向送料都比較方便，但如果有偏心載荷，壓力機(jī)導(dǎo)向又不精確，就會(huì)造成上模歪斜，導(dǎo)向裝置和凸、凹模都容易磨損，從而影響模具壽命，此模架一般用于較小的沖裁模。 選擇模架規(guī)格： 導(dǎo)套d／mmL／mmD／mm為259538(mm) 導(dǎo)柱d/mmL/mm為25180(mm) 模座厚度取35mm，上模墊板厚度7mm，凸模固定板為14 mm,下模座厚度取40mm，那么該模具的閉合高度： 式中H凹為凹模厚度=24mm 為凸凹模厚度=24mm 為凸凹模沖裁后進(jìn)入

37、凹模的深度=0.4mm 所以=35+7+24+24+24+39-0.4=142.6mm 2 模柄的選擇 查文獻(xiàn)【1】表2—37知選用旋入式模柄。通過螺紋與上模座連接，為防止松動(dòng)，常用防轉(zhuǎn)螺釘緊固，優(yōu)點(diǎn)是拆裝方便，缺點(diǎn)是模柄軸線與上模座的垂直度較差。 3 螺釘 固定螺釘引入模體的深度勿太深，如擰入鑄鐵件深度是螺釘直徑的2-2.5倍，擰入一般鋼件深度是螺釘直徑的1.5~2倍。 4 定位銷 沖模中的定位銷常選用圓柱銷，其直徑與螺釘直徑接近，不能太細(xì)，每個(gè)模具上只需兩個(gè)銷釘，長度不能太長，使進(jìn)入模體長度直徑的2～2.5倍。 Ⅶ 沖壓設(shè)備的校核 選用630KN規(guī)格的壓力機(jī)其主

38、要技術(shù)參數(shù)為： 公稱壓力： 630KN 滑塊行程： 120mm 最大封閉高度： 360mm 最大封閉調(diào)節(jié)量： 90mm 工作臺(tái)尺寸： 480mm710mm 工作臺(tái)墊板孔尺寸： Φ180mm 模柄孔尺寸： Φ50mm70 mm 工作臺(tái)厚度： 90mm 墊板厚度： 80mm Ⅷ 其他需要說明的問題 1、擋料釘 在卸料板上設(shè)置一個(gè)擋料釘，的擋料釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)如圖，導(dǎo)正應(yīng) 在卸

39、料板壓緊板料之前完成導(dǎo)正，考慮料厚和能準(zhǔn)確擋料，確定卸料板上的擋料釘超出卸料板O.4mm，并考慮到擋料釘下部彈簧的長度，結(jié)合模座其它零件的尺寸，確定擋料釘?shù)拈L度為19mm，擋料釘和其孔的配合采用H7／h6，其結(jié)構(gòu)如圖： 2、定位釘 定位釘用于單個(gè)坯料或工序件的定位，其定位方式有兩種： 外緣定位和內(nèi)孔定位，如圖所示： 3、墊板的設(shè)計(jì) 墊板的作用是直接承受凸模的壓力，以降低模座所受的單位壓力，防止模座被局部壓陷，從而影響模具的正常工作，墊板上的螺釘孔,銷釘孔，推桿孔均根據(jù)凹模固定板進(jìn)行配作，墊板厚度一般取4-12mm,此模具中

40、的墊板厚度取7 mm，墊板的長和寬尺寸和凸模固定板相同。 4、卸料板 當(dāng)卸料板僅起卸料作用時(shí)，凸模與卸料板的雙邊間隙取決于板料厚度，有一般在0.2-0.5mm之間，板料薄時(shí)取小值；板料厚時(shí)取大值。當(dāng)固定卸料板兼起導(dǎo)板作用時(shí)，一般按H7／h6配合制造，但應(yīng)保證導(dǎo)板與凸模之間間隙小于凸、凹模之間的沖裁件時(shí)，一般采用固定卸料裝置。 Ⅸ 模具裝配 模具裝配是按照規(guī)定的技術(shù)要求，將若干個(gè)零件結(jié)合成型零部件，再將若干個(gè)零件和部件組合成模具的工藝過程，裝配工作通常分為部件裝配和總裝配。 表1-1落料拉深復(fù)合模零件 序號(hào) 名稱 數(shù)量 材料 備注 1 上模板 1 45

41、2 上模板墊 1 Gr12 3 卸料導(dǎo)套 3 4 導(dǎo)套 2 22*100*33 5 卸料螺釘 3 6 導(dǎo)柱 2 Gr12 22*160 7 導(dǎo)料銷 4 8 推件板 1 Gr12 9 推件彈簧 3 Φ5*40 10 拉伸凸模固定板 1 Gr12 11 螺栓 4 M8*45 12 下模板 1 45 13 推件螺釘 1 14 下模墊板 1 Gr12 15 拉伸凸模 1 SKD11 16 落料凹模 1 SKD11 17

42、 卸料版 1 Gr12 18 凹凸模 1 SKD11 19 彈簧 4 *20 凹凸模固定板 1 Gr12 21 螺栓 4 M8*32 22 銷釘 2 23 止旋螺釘 1 24 模柄 45 25 頂件彈簧 Φ10*20 1、沖裁間隙的調(diào)整 對(duì)于沖裁模，即使模具零件的加工精度已經(jīng)得到保證，但是在裝配時(shí)，如果不能保護(hù)沖裁間隙均勻會(huì)影響制件的質(zhì)量和模具的使用壽命。 2、模架的裝配 ①模柄的裝配 此模具采用的是凸緣模柄中的B型，模柄與上模座的配合為H7／h6，將模

43、柄裝上模座，用角尺檢查模柄圓柱面與上模座上平面的垂直度，其誤差不大于O．05mm然后用螺釘將其固定在上模座上，應(yīng)在裝模柄前先裝入推板。 ②導(dǎo)柱和導(dǎo)套的裝配 導(dǎo)柱導(dǎo)套與上下模座均采用壓入式連接導(dǎo)套導(dǎo)柱與模座的配合分別為H7／r6和R7／r6壓入時(shí)要注意校正導(dǎo)柱對(duì)模座底面的垂直度，裝配好的導(dǎo)柱的固定端面與下模座底面的距離不小于1-2mm 3、凸模和凸凹模的裝配 此模具的凸模與固定板的配合采用H7／r6，凸模，裝入固定板后，其固定端面應(yīng)和固定板的支承面處于同一平面內(nèi)，在壓力機(jī)上調(diào)整好凸模與固定板的垂直度將凸模壓入固定板內(nèi)，凸模對(duì)固定支承面的垂直度經(jīng)檢查合格后將凸模上端鉚合，并

44、在平面磨床上將凸模的上端面和固定板一起磨平，并以固定板支承面定位將凸模工作端面磨平，凸凹模與固定板的配合采用H7／r6，總裝前應(yīng)將凸凹模壓入固定板內(nèi)，壓在平面磨床將上下平面磨平。 4、總裝 ① 把組裝好凸凹模的固定板放在下模座上，按中心線打正固定板的位置，用平行夾頭夾緊，通過螺釘孔在下模座上鉆出錐窩，拆去凸凹模固定板，在下模座上按錐窩鉆螺紋底孔并攻絲，重新將凸凹模固定板置于下模座上找正，用螺釘緊固，鉆較銷孔，打入銷釘定位。 ② 配鉆卸料螺釘孔時(shí)，將卸料板套在已裝入固定板的凸凹模上，在固定板與卸料板之間墊上適當(dāng)高度的等高墊鐵，并用平行夾頭將其夾緊，按卸料板上螺孔在模座上鉆錐窩，然后拆開

45、，按錐窩鉆孔。 ③ 在凸凹模固定板的彈簧孔中裝入卸料彈簧，擋料銷彈簧，并將擋料銷裝入，卸料板上相應(yīng)的孔中，將卸料板套入凸凹模，用螺釘將卸料板與下模座進(jìn)行連接。 ④在卸料板上裝入導(dǎo)料銷 ⑤ 用①中同樣的方法配鉆墊板和上模座上的螺釘孔，推桿孔。 ⑥ 將推件塊裝入凹模，并將推桿裝入固定板上的推桿孔，用螺釘將凹模與凸模固定板，墊板，上模座固定，鉆膠銷孔，打入銷釘定位。 5、試沖和調(diào)整 在將模具裝入壓力機(jī)之前，應(yīng)按設(shè)計(jì)圖樣對(duì)模具進(jìn)行檢驗(yàn)，然后在生產(chǎn)條件下進(jìn)行試沖，通過試沖可以發(fā)現(xiàn)模具的設(shè)計(jì)與制造缺陷，找出產(chǎn)生的原因，對(duì)模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修理后，再進(jìn)行試沖，直到模具能正常工作，沖出合格

46、的制件，則模具的裝配過程結(jié)束。 設(shè)計(jì)總結(jié) 沖壓模具設(shè)計(jì)是為模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)學(xué)生再學(xué)完基礎(chǔ)理論課，技術(shù)基礎(chǔ)深和專業(yè)課的基礎(chǔ)上所設(shè)置的一個(gè)重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的是綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)行一次沖壓模具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高我們獨(dú)立工作的能力，鞏固與擴(kuò)大《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算，繪圖，查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使自己再其后各方面知識(shí)有所提高。

47、參 考 文 獻(xiàn) 1、 王孝培主編．沖壓手冊(cè)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998 2、 杜東福主編．冷沖壓模具設(shè)計(jì)．長沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社，1998 3、 李碩本主編．沖壓工藝學(xué)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982 4、 成虹主編．沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)．北京：高等教育出版社，2000 5、 李天佑主編．沖模圖冊(cè)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998 6、 陳炎嗣，郭景儀主編．沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)．北京：北京出版社，1991 7、 張鈞主編．冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造．西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1995 8、 陳劍鶴主編．沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 38