2552 墊片的沖壓成形工藝及模具設計,墊片,沖壓,成形,工藝,模具設計 河南機電高等?？茖W校畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 評 語學生姓名： 周 海 寧 班級: 模具 062 學號： 061304235 題 目： 墊 片 沖 壓 成 形 工 藝 及 模 具 設 計 綜合成績： 指導者評語：周海寧同學在畢業(yè)設計過程中工作態(tài)度較認真，能夠按計劃完成畢業(yè)設計內(nèi)容，能夠查閱國內(nèi)有關沖壓成形模具設計與制造方面的技術資料，制 訂出了較合理的墊片的沖壓成形工藝及模具結構；工作量適當，設計說 明書內(nèi)容基本完整，計算基本正確，格式較規(guī)范；該同學裝配圖、零件 圖設計基本合理，但零件技術要求中存在一定的錯誤；建議該同學成績評定：中可以提交答辯指導者(簽字) ： 年 月 日畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 評 語評閱者評語：周海寧能完成畢業(yè)設計任務；工作量適當，能夠查閱國內(nèi)有關沖壓成形模具設計與制造方面資料，制訂出了較合理的墊片的沖壓成形工藝及模具結構，設計說明書內(nèi)容基本完整，計算基本正確，格式較規(guī)范；但零件技術要求存在一定的錯誤；建議該同學成績評定：中可以提交答辯。評閱者( 簽字)： 年 月 日答辯委員會（小組）評語：答辯委員會（小組）負責人(簽字)： 年 月 日河南機電高等?？茖W校學生畢業(yè)設計中期檢查表學生姓名 周海寧 學 號 061304235 指導教師 杜偉課題名稱 墊片沖壓成形工藝及模具設計難易程度 偏難 適中 偏易選題情況工作量 較大 合理 較小任務書 有 無開題報告 有 無符合規(guī)范化 的要求外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差學習態(tài)度、出勤情況 好 一般 差工作進度 快 按計劃進行 慢中期工作匯報及解答問題情況優(yōu) 良 中 差中期成績評定：所在專業(yè)意見：負責人： 2009 年 4 月 10 日 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計任務書系 部: 材料工程系 專 業(yè): 模具設計與制造 學 生 姓 名 : 周海寧 學 號: 061304235 設 計 題 目 : 墊片沖壓成形工藝及模具設計 起 迄 日 期: 2009 年 3 月 11 日~ 5 月 20 日 指 導 教 師: 杜 偉 2009 年 3 月 11 日畢 業(yè) 設 計任 務 書1．本畢業(yè)設計課題來源及應達到的目的：該課題來源于在完成該課題之后，應對沖裁工藝生產(chǎn)較為熟悉，能熟練掌握相關設計手冊的使用，能獨立完成一套模具的設計及模具工作零件加工工藝的編制，能夠運用模具設計軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。2．本畢業(yè)設計課題任務的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）：（1）了解目前國內(nèi)外沖裁模具的發(fā)展現(xiàn)狀；（2）沖壓件的結構工藝分析；（3）板體沖孔落料模設計，并編寫設計說明書一份；（4）繪制模具總裝圖一張，并畫出非標準零件的零件圖；（5）編制主要零件加工工藝過程卡。原始資料：零件件圖及其尺寸見說明書零件名稱：墊片材料：Q235厚度：1.2mm生產(chǎn)批量：大批量所在專業(yè)審查意見：負責人： 年 月 日系部意見：系領導： 年 月 日河南機電高等專科學校畢 業(yè) 設 計 說 明 書畢業(yè)設計題目：墊片的沖壓成形工藝及模具設計系 部 材 料 工 程 系 專 業(yè) 模具設計與制造 班 級 模 具 062 學生姓名 周 海 寧 學 號 061304235 指導教師 杜 偉 2009 年 5 月 15 日河南機電高等?？茖W校墊片沖壓成型工藝及模具設計 摘要：本設計的題目為墊片沖壓成形工藝及模具設計的設計,體現(xiàn)了薄板類沖裁零件的要求、內(nèi)容及方向，有一定的設計意義。通過對該零件模具的設計，進一步加強了本人沖壓模設計的基礎知識，為設計更復雜的沖壓模具做好了鋪墊和吸取更深刻的經(jīng)驗。本設計運用沖壓成形工藝及模具設計的基礎知識，首先分析了沖裁件的沖壓工藝性，為確定沖裁工藝方案做好了準備；然后計算沖裁力和模具刃口尺寸，便于選取壓力機及確定工作零件的尺寸和結構；最后分析了制件的特征，確定模具的設計參數(shù)、設計要點及推件裝置的選取。本沖裁件上孔為非規(guī)則形狀的孔,為了便于沖孔凸模的加工，所以在設計時把沖孔凸模設計成直通式,然后,將其鉚接在凸模固定板上。此外,該制件的尺寸較大,為保證凹模的加工精度,在設計時應將其設計成凹模組件。為了方便制件的取出，本副模具采用倒裝結構形式,同時,為了簡化模具結構采用彈性推件裝置。關鍵詞： 沖壓模 倒裝復合 凹模組件 彈性推件河南機電高等專科學校Gasket stamping forming process and die designAbstract ：The design was entitled Tension pulley die stamping design the basis of design, reflects the thin parts like punching the request, the contents and direction of a certain design significance. Parts of the mold through the design, has further strengthened my stamping die design of the basic knowledge for the design of more complex stamping die to pave the way and the lessons more profound experience.The use of the design process and die stamping forming the basis of design knowledge and analysis of the first blanking of the stamping process, to determine blanking of the programme prepared for and then calculating punching power and size Die Cutting Edge, For selected press and determine the size and structure of parts of the last parts of the characteristics of the design parameters established mold, design features and pushing the select pieces of equipment.Blanking of the rules on the shape of the non-hole hole, in order to facilitate the processing punch punching, punching in the design of the punch designed as a straight-through processing, and then, riveting in its punch fixed board. In addition, the larger the size of the parts, to ensure the accuracy of processing die, the design should be designed to die components. To facilitate the removal of parts, the Vice-use flip-die structure, at the same time, in order to simplify the structure adopt a flexible mold push pieces of equipment.Keywords：stamping die, flip-composite, die components, flexible pieces of pushing機 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 粗銑 工序號 10零件名稱 凹模 零件號 00-04零件重量 同時加工零件數(shù) 1材 料 毛 坯牌 號 硬 度 型 號 重 量Cr12設 備名 稱 型 號夾 具名 稱輔 助工 具銑床 虎鉗 游標卡尺安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀長 度 走 刀次 數(shù) 切 削 深 度 進給量 主 軸轉 速 切 削速 度 基 本工 時一次 1 銑上平面 φ75 面銑刀 游標卡尺 0.5 2 1 200㎜/ min 800r/min一次 1 銑下平面 φ75 面銑刀 游標卡尺 0.5 2 1 200㎜/ min 800r/min一次 2 銑兩端面 φ20 立銑刀 游標卡尺 0.5 1 1 60㎜/ min300r/min一次 2 銑兩端面 φ20 立銑刀 游標卡尺 0.5 1 1 60㎜/ min300r/min設 計 者 周海寧 指 導 教 師 杜偉 共 1 頁 第 1 頁零件號 零 件 名 稱 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 00-07 凹模設 備 夾 具 刀 具 量 具工序號 工 序 名 稱名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格工 時05 下料：185㎜×185㎜×25㎜ 氣割 直尺10 粗銑：銑六面,互為直角,留單邊余量 0.5 銑床 虎鉗 標準 面銑刀 游標卡 尺15 磨削：磨六面,互為垂直,留單邊余量 0.3 磨床磁力夾具、虎鉗砂輪 游標卡 尺20 鉗工：劃線,按位置加工孔,并攻螺紋 鉆床 虎鉗鉆刀、鉸刀、攻絲刀高度尺、游標卡尺25 熱處理：按熱處理工藝,淬火回火達到 58～62HRC 電熱爐 火鉗30 磨削：精磨上下平面 磨床磁力夾具、虎鉗砂輪 游標卡 尺35 線切割：按圖紙要求進行線切割 線切割 機床 復式支撐夾具 銅絲 游標卡 尺40 鉗工：鉗工精修、拋光 研磨工 具 游標卡 尺 編制 周海寧 校對 審核 批準 目 錄1 緒論………………………………………………………………………………11.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 ………………………………………………11.1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 ………………………………………………………11.1.2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 …………………………………………………21.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 ………………………………………………31.3 墊片模具設計與制造方面 …………………………………………………31.3.1 墊片模具設計的設計思路 ……………………………………………31.3.2 墊片沖壓模具設計的進度………………………………………………42 墊片的沖壓工藝性分析…………………………………………………………52.1 墊片件工藝分析 ……………………………………………………………53 沖壓工藝方案的確定……………………………………………………………74 必要的工藝計算…………………………………………………………………84.1 排樣的設計 …………………………………………………………………84.2 計算凸、凹模刃口尺寸 ……………………………………………………94.2.1 沖孔凸、凹模刃口尺寸計算…………………………………………94.2.2 外形落料凸、凹模刃口尺寸計算 …………………………………104.3 沖壓力的計算 ………………………………………………………………114.3.1 落料力的計算…………………………………………………………114.3.2 沖孔力的計算…………………………………………………………114.3.3 推件力計算……………………………………………………………124.3.4 卸料力的計算…………………………………………………………124.4 壓力中心的計算 ……………………………………………………………134.5 沖壓設備的選擇 ……………………………………………………………145 模具總體設計……………………………………………………………………156 主要工作部分尺寸計算…………………………………………………………166.1 凸模、凹模、凸凹模的結構…………………………………………………166.1.1 落料凸模、凹模的結構設計…………………………………………166.1.2 沖孔凸模設計 ………………………………………………………166.1.3 凸凹模的結構設計 …………………………………………………166.2 卸料彈簧的設計 ……………………………………………………………186.3 模架的設計 …………………………………………………………………197 模具的總裝圖 …………………………………………………………………217.1 沖裁模的總裝圖……………………………………………………………218 結束語 …………………………………………………………………………23致謝…………………………………………………………………………………25參考文獻……………………………………………………………………………26河南機電高等?？茖W畢業(yè)設計說明書- 1 -1 緒 論目前，我國沖壓技術與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢發(fā)達的國家尚有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。1.1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計，2003 年我國模具生產(chǎn)廠點約有 2 萬多家，從業(yè)人員約 50 多萬人，2004 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務飽滿，2004 年模具產(chǎn)值 530 億元。進口模具 18.13 億 美元，出口模具4.91 億美元，分別比 2003 年增長 18%、32.4%和 45.9%。進出口之比 2004 年為3.69:1，進出口相抵后的進凈口達 13.2 億美元，為凈進口量較大的國家。在 2 萬多家生產(chǎn)廠點中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有 20 多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。 近年來， 模具行業(yè)結構調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復雜、長壽命中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠遠不能適應國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足:第一，體制不順，基礎薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應市場經(jīng)濟，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術方面。第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟效益欠佳.我國模具企業(yè)技術人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是 15～20 萬美元，有的高達 25～30 萬美河南機電高等專科學畢業(yè)設計說明書- 2 -元，與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進的加工設備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設備數(shù)控化率和CAD/CAM 應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設備不配套，設備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。第四，專業(yè)化、標準化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占 45%左右，其余為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務，與國際水平相比要落后許多。模具標準化水平低，標準件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關技術落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設備等性能差，也直接影響模具水平的提高。1.1.2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1） 模具日趨大型化； 2）在模具設計制造中廣泛應用 CAD/CAE/CAM 技術； 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；4）在塑料模具中推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型和高壓注射成型技術； 5）提高模具標準化水平和模具標準件的使用率； 6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術； 7）模具的精度將越來越高； 河南機電高等專科學畢業(yè)設計說明書- 3 -8）模具研磨拋光將自動化、智能化； 9）研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程； 10）開發(fā)新的成形工藝和模具1.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢模具是工業(yè)生產(chǎn)關鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應求的局面，世界模具市場年交易總額為 600～650 億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國外模具總量中,大型、精密、復雜、長壽命模具的比例占到 50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004 年中國模協(xié)在德國訪問時，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國模具產(chǎn)值達 48 億歐元。其中（VDMA）會員模具企業(yè)有 90 家，這 90 家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的 90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時代的進步和技術的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術的人才如模具結構設計、模具工藝設計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多 15～20 萬美元，有的達到 25～30 萬美元。1.3 墊片模具設計與制造方面1.3.1 墊片模具設計的思路沖裁是沖壓工藝的最基本工序之一，它是利用模具使板料沿著一定的輪廓形狀產(chǎn)生分離的一種沖壓工序。它包括落料、沖孔、切邊、修邊、切舌、剖切等工序，其中落料和沖孔是最常見的兩種工序。沖裁在沖壓加工中應用極廣。它既可直接沖出成品零件，還可以對已成形的工件進行再加工。普通沖裁加工出來的制件的精度不高，一般情況下，沖裁件的尺寸精度應在 IT12 級以下，不宜高于 IT10 級。河南機電高等?？茖W畢業(yè)設計說明書- 4 -只有加強沖裁變形基礎理論的研究，才能提供更加準確、實用、方便的計算方法，才能正確地確定沖裁工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決沖裁變形中出現(xiàn)的各種實際問題，從而，進一步提高制件質(zhì)量。墊片是典型的沖壓件，該模具工作過程就是很簡單的落料、沖孔，根據(jù)零件圖的結構和尺寸精度以及材料的性能確定完成該沖壓件所需要的模具類型。因此，綜合考慮各種因素后采用復合模。根據(jù)計算的結果和選用的標準模架，判斷此次沖裁能不能采用標準的模架。為了保證制件的順利加工和順利取件，模具必須有足夠高度。要改變模具的高度，只有從改變導柱和導套的高度,改變導柱和導套的高度的同時,還要注意保證導柱和導套的強度. 導柱和導套的高度可根據(jù)沖裁凸凹模與落料凹模工作配合長度決定．設計時可能高度出現(xiàn)誤差，應當邊試沖邊修改高度。1.3.2 墊片模具設計的進度1.了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間 20 天；2.確定加工方案，所用時間 5 天；3.模具的設計，所用時間 30 天；4.模具的調(diào)試．所用時間 5 天．在設計的過程中，將有一定的困難，但有指導老師的悉心指導和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設計任務。由于學生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設計中難免有不妥之處，肯請各位老師指正。設計者：周海寧2 墊片沖壓工藝的分析2.1 墊片件工藝分析零件名稱：墊片河南機電高等?？茖W畢業(yè)設計說明書- 5 -生產(chǎn)批量：大批量 材 料： Q235厚 度： 1.2mm工件圖： 見圖 1圖 1 制件圖該零件由 Q235 號鋼組成，具有良好的塑性、韌性、冷沖壓性能，能夠進行一般的沖壓加工。多處用圓角過度，以便于模具加工，減少熱處理開裂，減少沖裁時尖角處的崩刃和過快磨損，尺寸精度要求一般。該零件形狀簡單、對稱，是由圓弧和直線組成的。沖裁件內(nèi)外形所能達到的經(jīng)濟精度為 IT11～IT14，孔中心與與邊緣距離尺寸公差為 ±0.5mm。將以上精度與零件的精度要求相比較，可認為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證，其它尺寸標注、生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁工藝要求，故決定采用沖壓方式進行加工。河南機電高等?？茖W畢業(yè)設計說明書- 6 -3 工藝方案的確定該零件所需的沖壓工序為落料和沖孔，可擬定出以下三種工藝方案；方案一：用簡單模分兩次加工，即落料——沖孔。方案二：沖孔、落料復合模。河南機電高等?？茖W畢業(yè)設計說明書- 7 -方案三：沖孔、落料級進模。采用方案一，生產(chǎn)效率低，工件累計失誤大，操作不方面，由于該工件為大批量生產(chǎn)，方案二和方案三更具有優(yōu)越性。該零件 φ10mm 和兩個 30×10mm 的孔與外緣之間的最小距離為 15mm，大于此零件要求的最小壁厚（4.9mm） ，可以采用沖孔、落料復合?；驔_孔、落料級進模。復合模模具的形位精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率也高，盡管模具結構比較復雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。級進模雖生產(chǎn)率也高，但零件沖裁精度稍差，欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設置導正銷導正，故模具制造、安裝較復合模復雜。通過對上述三種方案的分析比較，該零件的沖壓生產(chǎn)采用方案二的復合模為佳。4 必要的工藝計算4.1 排樣設計設計復合模時，首先要設計條料排樣圖。該零件具有 T 形的特點，直排列時材料的利用率較低，采用直對排（見圖 2）的排樣方案可以提高材料的利用率，減少廢料。河南機電高等?？茖W畢業(yè)設計說明書- 8 -圖 2 排樣圖查表 2.9 取得搭邊直為：工件間 a 為 1.8mm，側面 a 為 2.0mm。計算條料寬度：B=(75+2×2+1.8+40)mm=120.8mm步距：S=（100+1.8）mm=101.8mm材料利用率的計算：計算沖壓件毛坯的面積：A=(100×40＋30×20＋0.5π×152)mm=4953.25mm2一個步距的材料利用率：η=nA／BS×100%=2×4953.25／120.8×101.8×100%=80.55%4.2 計算凸、凹模刃口尺寸河南機電高等?？茖W畢業(yè)設計說明書- 9 -查表 2.4 得間隙值 Zmin=0.126mm,Zmax=0.180mm4.2.1 沖孔凸、凹模刃口尺寸計算由于制件結構簡單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸、凹模。由于該零件沒有公差要求，故按公差等級為 IT14 計算。δ 凹 =0.6（Zmax－Zmin）=0.6(0.180－0.126)mm=0.0324mmδ 凸 =0.4(Zmax－Zmin)=0.4(0.180 －0.126)mm=0.0216mm校核：︳δ 凹 ︳+︳δ 凸 ︳≤Zmax－Zmin0.0324+0.0216≤0.180－0.126 0.054mm≤0.054mm (滿足間隙公差)工件圖中未標注公差的尺寸，查相關文獻得出其極限偏差：10 0+0.36mm 沖圓孔時查表 2.6 得磨損系數(shù) X=0.5A 凸 =(Amin+X△) 0-S 凹 mm=（10+0.5 ×0.36） 0-0.0216mm=10.180-0.0216mmA 凹 =（A 凸 ＋Zmin） 0+δ 凹 mm=(10.18+0.126)0+0.0324mm=10.3060+0.0324mm工件圖中未標注公差的尺寸，查相關文獻得出其極限偏差：10 0+0.36mm 、30 0+0.52mm沖方孔時查表 2.6 得磨損系數(shù) X1=0.75，X2=0.5B 凸 =(Bmin+X△) 0-S 凹 mm=（ 30+0.75×0.36） 0-0.0216mm=10.180-0.0216mmB 凹 =（ B 凸 ＋ Zmin） 0+δ 凹 mm=(30.27+0.126)0+0.0324mm=10.3060+0.0324mmC 凸 =(Cmin+X△) 0-S 凹 mm=（10+0.5 ×0.52） 0-0.0216mm=10.260-0.0216mm河南機電高等?？茖W畢業(yè)設計說明書- 10 -C 凹 =（C 凸 ＋Zmin） 0+δ 凹 mm=(10.26+0.126)0+0.0324mm=10.3860+0.0324mm4.2.2 外形落料凸、凹模刃口尺寸計算對外輪廓的落料，由于形狀較復雜，故采用配合加工法，這種方法有利于獲得最小合理間隙，放寬對模具加工設備的精度要求，其凸、凹模刃口尺寸計算如下：落料時應以凹模為基準件，當凹模磨損后，刃口部分尺寸都增大，因此屬于 A 類尺寸。工件圖中未標注公差的尺寸，查相關文獻得出其極限偏差：100 0-0.87mm、40 0-0.62mm、30 0-0.52mm、75 0-0.74mm查表 2.6 得磨損系數(shù) X=0.5按刃口尺寸計算公式 D 凹 =（D-XΔ） 0+S／4 凹D 凹 =（D-XΔ） 0+S／4 凹 =（100-0.5×0.87） 0+0.87／4 =99.5650+0.22mmD 凹 =（D-XΔ） 0+S／4 凹 =（40-0.5×0.62） 0+0.62／4 =39.690+0.155mmD 凹 =（D-XΔ） 0+S／4 凹 =（75-0.5×0.74） 0+0.74／4 =74.630+0.185mmD 凹 =（D-XΔ） 0+S／4 凹 =（30-0.5×0.52） 0+0.52／4 =29.740+0.13mm落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別為99.565mm、39.69mm、74.63mm、29.74mm,不必標注公差，但要在技術要求中注明：凸模實際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值 Zmin=0.126mm(落料凹模刃口部分尺寸見圖 3） 。河南機電高等?？茖W畢業(yè)設計說明書- 11 -9.56+0.2 39.6+0.1574+0.18529.74+0.13圖 3 落料凹模刃口部分尺寸4.3 沖壓力的計算4.3.1 落料力的計算按式： F 落 =1.3LtτF 落 ------落料力（N）L ------工件外輪廓周長t-------材料的厚度 t=1.2 mmτ-----材料的抗剪強度 由書本附錄查得τ=310 Mpa落料力則為：F 落 =1.3×337.1×1.2×310KN=182.034 KN4.3.2 沖孔力的計算按照式： F 沖 =1.3Ltτ河南機電高等專科學畢業(yè)設計說明書- 12 -L------ 工件孔的周長則沖孔力為:F 沖圓 =1.3×31.47×1.2×310=16.956 KNF 沖方 =1.3×160×1.2×310=86.4 KN4.3.3 推件力計算 按照式：F 推 =nK 推 F 沖 K 推 -----推件力因數(shù) 其值由表 2.21 查得K 推 =0.05n-----卡在凹模內(nèi)的工件數(shù) n=5則推件力為：F 推 =5×0.05×（86.4+16.956）KN=25.839KN4.3.4 卸料力的計算 按照式： F 卸 =K 卸 F 落 K 卸 ----卸料力因數(shù) 其值由表查得 K 卸 =0.04K 卸 =0.04×128.034KN=7.28 KN故總沖壓力為：F 總 =F 落 +F 孔 +F 推 +F 卸=182.034+（86.4+16.956）+25.839+7.28=318.509KN為了保證壓力足夠，一般沖裁時壓力機的噸位應比計算的噸位大 30%左右，即：F 總’ =1.3 F 總 =1.3×318.509KN=414.06KN河南機電高等?？茖W畢業(yè)設計說明書- 13 -4.4 壓力中心的計算用解析法求模具的壓力中心的坐標。按比例畫出工件尺寸，選用坐標系 XOY，如圖4。 L123L45678圖 4 壓力中心因工件左右對稱，即 Xc=0，故只需計算 Yc。將工件沖裁周邊分成L1、L 2、L 3、L 4、L 5、L 6、L 7、L 8 基本線段，求出各段長度的重心位置：L1=100mm Y1=0mm L2=80mm Y2=20mmL3=70mm Y3=40mmL4=40mm Y4=50mmL5=47.1mm Y5=69.55mmL6=31.4mm Y6=60mmL7=80mm Y7=15mmL8=80mm Y8=15mm河南機電高等專科學畢業(yè)設計說明書- 14 -Yc=L1Y1+L2Y2+……+L7Y7+L8Y8／L 1+L2+……+L7+L8=26.4144.5 沖壓設備的選擇選擇型號為 JB23——100 的開式雙柱可傾壓力機能滿足使用要求。其主要技術參數(shù)如下：公稱壓力：1000KN滑塊行程：130mm最大閉合高度：480mm最大裝模高度：380mm工作臺尺寸（前后×左右）:710mm×1080mm墊板尺寸（厚度×孔徑）：100mm×250mm模柄孔尺寸：φ60mm×75mm最大傾斜角度：30°河南機電高等?？茖W畢業(yè)設計說明書- 15 -5 模具總體設計根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個工序，且孔邊距較大，可采用倒裝復合模具，可直接利用壓力機的打桿裝置進行推件，卸料可靠，便于操作。工件留在落料凹模孔洞中，應該在凹模孔設置推件塊；卡于凸凹模上的廢料可由鞋料版推出；而沖孔廢料則可以在下模座中開設通槽，使廢料從空洞中落下。由于在該模具中壓料是由落料凸模于鞋料版一起配合工作來實現(xiàn)的，所以卸料板還應具有壓料作用，應選用彈性卸料板來卸下條料廢料。因是大批量生產(chǎn)，采用手動送料方式，從右往左送料。因該制件采用的是倒裝復合模，所以直接用擋料銷和導料銷即可。為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導柱和導套導向。由于該零件導向尺寸較小，且精度要求不高，所以宜采用后側導柱模架。河南機電高等專科學畢業(yè)設計說明書- 16 -6 主要工作部分尺寸計算6.1 凸模、凹模、凸凹模的結構設計6.1.1 落料凸模、凹模的結構設計在落料凹模內(nèi)部，由于要設置推件塊，所以凹模刃口應采用直筒形刃口，并查表2.21，取得刃口 h=6mm。該凹模的結構簡單，采用整體式。查表 2.22，得 k=0.22即 凹模高度 H=KS=0.22×75=16.5mm凹模壁厚 S=1.5H=1.5×16.5=24.75mm凹模外形尺寸的確定：凹模外形長度 L=（75+2×24.75）mm=124.5mm凹模外形寬度 B=(100+2×24.75)mm=149.5mm凹模整體尺寸標準化，取 180mm×180mm×20mm6.1.2 沖孔凸模設計沖孔 φ10mm 的凸模，為了增加凸模的強度和剛度，凸模非工作部分直徑應制成逐漸贈大的多級形式，且它的外形尺寸較大，所以選用 B 形圓凸模凸模國定板厚度取28mm，凸模長度根據(jù)結構上的需要來確定。L=h 凸模固定板 +h 落料凹模 =(28+16.5)mm=44.5mm(取 50mm)由于凸模直徑較大，且長度較短，剛度和強度足夠，所以無需對其進行校核。沖裁時凸模進入凹模 1mm。沖孔 30mm×10mm 的凸模，由于方凸模的外形尺寸較大，且長度較短，剛度和強度足夠，無需對其進行校核。沖裁時凸模進入凹模 1mm。小凸模的外形尺寸及公差要求如圖 5 所示。大凸模的外形尺寸及公差要求如圖 6 所示。河南機電高等專科學畢業(yè)設計說明書- 17 -圖 5 小凸模 圖 6 大凸模6.1.3 凸凹模的結構設計本模具為復合沖裁模具，除了沖孔凸模和落料凹模外，還右一個凸凹模。根據(jù)整體模具的結構設計需要，凸凹模的結構簡圖應如圖 7 所示。確定凸凹模安排在模架上的位置時，要依據(jù)計算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。河南機電高等?？茖W畢業(yè)設計說明書- 18 -29.74?10.36 59.631083.965+0.2+0324+0185+013+24 +.0324圖 7 凸凹模的結構校核凸凹模的強度：查表 2.23 得凸凹模的最小壁厚為 3.2mm，而實際最小壁厚為20.21mm。故符合強度要求。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模配制，并保證雙面間隙為0.126mm～0.180mm。凸凹模上孔中心與邊緣距離尺寸的公差，應比此零件所標注的精度高 3～4 級。6.2 卸料彈簧的設計根據(jù)模具結構初選 6 根彈簧，沒根彈簧的預壓力為F0≥F 卸 ／n=7280／6=1214N根據(jù)預壓力和模具結構尺寸，初選序號為 53～57 的彈簧，其最大工作負荷F1=1800N＞1214N。河南機電高等?？茖W畢業(yè)設計說明書- 19 -試選 53～57 號中的 58 號彈簧，效驗彈簧最大許可壓縮量 Lmax＞彈簧的實際總量 L總 。58 號彈簧的具體參數(shù)是：彈簧外徑 30mm,材料直徑 6mm,自由高度 H0=120mm，節(jié)距t=12.5mm, F1=1780N,極限載荷時彈簧高度 H1=85.4mm。彈簧最大許可壓縮量 Lmax=(120－85.4)mm=34.6mm彈簧與壓縮量 L= F 0×Lmax／F 1=1214×34.6／1780=21.55mm校核：卸料板工作行程 t+ h 1+h2=(1.2+1+0.5)=2.7mm凸模刃磨量和調(diào)節(jié)量 h 3=6mm彈簧實際總壓縮量 L 總 =L+h1+h2+h3=（21.55+2.7+6）=30.25mm由于 34.6＞30.25，即 Lmax＞L 總 ,所以所選彈簧合適。裝配高度：H 2=H0－L=(120-21.55)mm=98.45mm彈簧的窩座深度:h=H 0-Lmax+h 卸料板 +t+1-h 凸凹模 -h 修模=（120-34.6+16+1.2+1-80-6）mm=24.4mm彈簧的外露高度： H 3=H2－h(huán)- H 卸料板窩深=（98.45-24.4-7）mm=67.05mm6.3 模架的設計模架個零件標記如下：上模座：250mm×360mm×50mm下模座：250mm×360mm×50mm導 柱：B35h5×180mm×40mm導 套：B35H6×110×46模 柄：φ60mm×115mm墊板厚度：180mm×180mm×12mm河南機電高等專科學畢業(yè)設計說明書- 20 -卸料板厚度：250mm×180mm×16mm凸模固定板厚度：180mm×180mm×28mm模具閉合高度：H 閉 =h 上模座 +h 墊板 +h 凸模固定板 +h 落料凹模 +t+h 卸料板 +h 彈簧外露 +h 下模座=(50+12+28+20+1.2+16+67.05+50)mm=244.25mm≈250mm河南機電高等?？茖W畢業(yè)設計說明書- 21 -7 模具的總裝圖7.1 沖裁模的總裝圖圖 8 模具總裝圖由以上設計，可得到模具的總裝圖，其工作過程是：上模部分通過模柄安裝在壓力河南機電高等專科學畢業(yè)設計說明書- 22 -機滑塊上,下模部分通過螺栓壓板安裝在壓力機工作臺面上。導料銷和擋料銷固定在凸凹模上,條料沿導料銷送進,由擋料銷控制其送進步距。壓力機行程一次沖壓一次；沖裁完畢,壓力機滑塊回程,帶動上模部分上行,卡在凹模內(nèi)的制件由推件塊推出；卡在凸凹模內(nèi)從下模座的孔洞中落下；卡在凸凹模外的料由卸料板卸下，完成一次沖壓。河南機電高等專科學畢業(yè)設計說明書- 23 -結束語墊片屬于典型的沖裁件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計算確定該制件的沖裁力及模具刃口尺寸，然后選取相應的壓力機。本設計主要是落料凸、凹模及沖孔凸、凹模的設計，需要計算凸凹模的間隙、工作零件的尺寸和公差。此外,還需要確定模具工藝零件和結構零件以及模具的總體尺寸，然后根據(jù)上面的設計繪出模具的總裝圖。由于在零件制造前進行了預測，分析了制件在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應的工藝措施。因此，模具在生產(chǎn)零件的時候才可以減少廢品的產(chǎn)生。墊片沖裁件的形狀結構較為簡單，但是其尺寸相對較大不適合選用標準模架。要保證零件的順利加工和取件，模具必須有足夠的長度，因此需要改變上、下模座的長度，以達到要求。模具工作零件的結構也較為簡單，它可以相應的簡化模具結構。便于以后的操作、調(diào)整和維護。歷經(jīng)近三個月的畢業(yè)設計即將結束，敬請各位老師對我的設計過程作最后檢查。在這次畢業(yè)設計中通過參考、查閱各種有關模具方面的資料，請教各位老師有關模具方面的問題，并且和同學的探討，模具設計在實際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時間里，對模具的認識有了一個質(zhì)的飛躍。通過這次畢業(yè)設計使我在溫習學過的知識的同時又學習了許多新知識，對一些原來一知半解的理論也有了進一步的的認識。特別是原來所學的一些專業(yè)基礎課：如機械制圖、模具材料、公差配合與技術測量、冷沖模具設計與制造等有了更深刻的理解，使我進一步的了解了怎樣將這些知識運用到實際的設計中。同時還使我更清楚了模具設計過程中要考慮的問題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費材料，保證工件的經(jīng)濟性，加工工藝的合理性。在學校中，我們主要學的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設計就相當于實戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設計可是把我們以前學的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在溫習舊知識的同時也可以學習到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補我們實踐經(jīng)驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎。墊片沖孔落料拉深模具的設計，是理論知識與實踐有機的結合，更加系統(tǒng)地對理論知識做了更深切貼實的闡述。也使我認識到，要想做為一名合格的模具設計人員，必須要有扎實的專業(yè)基礎，并不斷學習新知識新技術，樹立終身學習的觀念，把理論河南機電高等專科學畢業(yè)設計說明書- 24 -知識應用到實踐中去，并堅持科學、嚴謹、求實的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術，為國民經(jīng)濟的騰飛做出應有的貢獻。河南機電高等專科學畢業(yè)設計說明書- 25 -致 謝首先感謝本人的導師杜偉老師，他幫我仔細審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的畢業(yè)設計內(nèi)容提出了許多建設性建議。杜偉老師淵博的知識，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設計的過程中，特別是遇到困難時，他給了我鼓勵和幫助，在這里我向他表示真誠的感謝！感謝母校——河南機電高等?？茖W校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學習及實踐環(huán)境，使我學到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。最后，我非常慶幸在三年的的學習、生活中認識了很多可敬的老師和可親的同學，并感激師友的教誨和幫助！參 考 文 獻河南機電高等專科學畢業(yè)設計說明書- 26 -[1] 中國機械工程協(xié)會、李春勝、黃德彬主編.金屬材料手冊.北京：化學工業(yè)出版社，2004.11[2] 肖祥芷、王孝培主編.中國模具工程大典第 4 卷.北京：電子工業(yè)出版社，2007.3[3] 機械工業(yè)部編.機械產(chǎn)品目錄（1996）第 5 卷.北京：機械工業(yè)出版社，1996[4] 王孝培主編.實用沖壓技術手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2003.3[5] 中國機械工程學會、中國模具設計大典編委會編.中國模具設計大典（第 3 卷）.南昌：江西科學技術出版社，2003.1[6] 任嘉卉主編.公差與配合手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1997.4[7] 王建中、李洪主編.公差與制圖技術手冊.沈陽：遼寧科學技術出版社，1999.1[8] 郭成、儲家佑主編.現(xiàn)代沖壓技術手冊.北京：中國標準出版社，2005.10[9] 中國標準出版社、全國模具標準化技術委員會編.中國機械工業(yè)標準匯編：沖壓模具卷（下）.北京：中國標準出版社，1998.12[10] 許發(fā)越主編.模具標準應用手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1994.10[11] 林慧國等主編.模具材料應用手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2004.7[12] 陳錫東、周小玉主編.實用模具技術手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2001.7