儀表指針零件沖壓成形工藝及其落料沖孔復合模具設計,儀表指針零件沖壓成形工藝及其落料沖孔復合模具設計,儀表,指針,零件,沖壓,成形,工藝,及其,沖孔,復合,模具設計 儀表指針零件沖壓成形工藝及其儀表指針零件沖壓成形工藝及其 落料沖孔復合模具設計落料沖孔復合模具設計專專 業(yè)：業(yè)：班班 級：級：學學 號：號：姓姓 名：名：指導教師：指導教師：模具行業(yè)的發(fā)展現狀模具行業(yè)的發(fā)展現狀 模具的發(fā)展是體現一個國家現代化水平高低的一個重要標志，就我國而言，經過了這幾十年曲折的發(fā)展，模具行業(yè)也初具規(guī)模，從當初只能靠進口到現在部分進口已經跨了一大步，但還有一些精密的沖模自己還不能生產只能通過進口來滿足生產需要。1 當今，隨著科學技術的發(fā)展，沖壓工藝技術也在不斷革新和發(fā)展，這些革新和發(fā)展主要表現在以下幾個方面：（1 1）工藝分析計算方法的現代化）工藝分析計算方法的現代化（2 2）模具設計及制造技術的現代化）模具設計及制造技術的現代化（3 3）沖壓生產的機械化和自動化）沖壓生產的機械化和自動化（4 4）新的成型工藝以及技術的出現）新的成型工藝以及技術的出現（5 5）不斷改進板料的性能，以提高其成型）不斷改進板料的性能，以提高其成型能力和使用效果。能力和使用效果。沖裁件的工藝性分析沖裁件的工藝性分析2 沖裁件的工藝性是指沖裁件在沖裁加工中的難易程度。所謂沖裁工藝性好是指能用普通的沖裁方法，在模具壽命和生產率較高、成本較低的條件下得到質量合格的沖裁件。因此，沖裁件的結構形狀、尺寸大小、精度等級、材料及厚度等是否符合沖裁的工藝要求，對沖裁件質量、模具壽命和生產效率有很大的影響。沖裁件的沖裁件的三維模型三維模型 沖裁件的沖裁件的零件圖零件圖 此制件的形狀較簡單，但產品四周是直角，無圓角過渡，這樣設計模具時，凹模熱處理后加工時容易開裂，為便于模具的加工和減少沖壓時在尖角處開裂的現象，同時也可以防止尖角部位刃口的過快磨損，產品尖角處盡量增加R角，根據產品材料厚度為2.0，尖角處增加R1.5，比較適合。更改好的產品圖如下：產品材料為產品材料為H62H62，此材料屬于黃銅，根據產品的用途，此材料屬于黃銅，根據產品的用途，是儀表指針，需要一定的硬度，所以選擇硬黃銅，其是儀表指針，需要一定的硬度，所以選擇硬黃銅，其抗剪強度抗剪強度350Mpa,350Mpa,抗拉強度抗拉強度400Mpa,400Mpa,屈服極限屈服極限250Mpa250Mpa，具有良好的沖裁性。具有良好的沖裁性。沖壓工藝方案的確定3沖裁工序可以分為單工序沖裁、復合工序沖沖裁工序可以分為單工序沖裁、復合工序沖裁和連續(xù)沖裁裁和連續(xù)沖裁。1.根據對沖裁件尺寸形狀的適應性來確定 產品的尺寸較小，考慮到單工序送料不方便和生產效率低，因此常采用復合沖裁或連續(xù)沖裁。連續(xù)沖裁又可以加工形狀復雜、寬度很小的異形沖裁件。2.根據模具制造安裝調整的難易和成本的高低來確定,對復雜形狀的沖裁件來說，采用復合沖裁比采用連續(xù)沖裁較為適宜，因為模具制造安裝調整較容易，且成本較低。3.根據操作是否方便與安全來確定 復合沖裁其出件或清除廢料較困難，工作安全性較差，連續(xù)沖裁較安全。綜上所述分析，在滿足沖裁件質量與生綜上所述分析，在滿足沖裁件質量與生產率的要求下，選擇倒裝復合沖裁方式，其產率的要求下，選擇倒裝復合沖裁方式，其模具壽命較長，生產率高，操作較方便和工模具壽命較長，生產率高，操作較方便和工作安全性高。作安全性高。制件排樣圖的設計4排樣時需考慮如下原則：排樣時需考慮如下原則：1.提高材料利用率（不影響沖件使用性能前提下，還可適當改變沖件的形狀）；2.合理排樣方法使操作方便，勞動強度低且安全；3.模具結構簡單、壽命長；4.保證沖件的質量和沖件對板料纖維方向的要求。排樣排樣圖圖 壓力機的選用5選擇壓力機的型號為：J2380壓力機基本參數如下表：模具整體結構形式設計6模具零件的結構設計71.落料凹模的設計2.沖頭固定板的設計模具的動作原理8 本次設計的落料沖孔模，在壓力機的一次行程中，經一次送料定位，在模具的同一部位同時完成兩道工序,其沖裁件的相互位置精度高,對條料的定位精度也比較高，因為需要用導料板對條料寬度進行導向。沖壓件精度高,可以很好的保證工件的形狀和尺寸精度,模具結構較一般,制造精度要求比較高,制造周期短,價格相對較低，節(jié)約了成本。工序較集中排除了半成品搬運時間，提高了生產效率。這種模具適用于生產批量大,精度要求高,內外形尺寸差較大的沖裁件。這樣操作方便，生產效率提高很多。總結9 通過本次畢業(yè)設計的鍛煉，使我對模具設計與模具制造的整個過程都有了比較深刻的認識和全面的掌握。使我接受了一個模具專業(yè)的畢業(yè)生應該有的鍛煉和考查。我很感謝學校和各位老師給我這次鍛煉機會。我是認認真真的做完這次畢業(yè)設計的，也應該認認真真的完成我大學學習生活中最后也是最重要的一次設計。但是由于水平有限，錯誤和不足之處再所難免，懇請各位指導老師批評指正，不勝感激。附件4-4：任務書 畢 業(yè) 設 計 （論文） 任 務 書 畢業(yè)設計（論文）任務書，內容如下： 1 .畢業(yè)設計（論文）題目：儀表指針零件沖壓成形工藝及其落料沖孔復合模具設計 2.應完成的項目： （1）完成開題報告。要求完成10篇以上相關文章的閱讀量，撰寫字數不少于2500字，內容包括工作任務分析、調研報告、方案擬定與分析、論文框架結構、實施計劃、文獻綜述內容等；撰寫格式參照附件4-5； （2）完成英文翻譯。要求閱讀3萬印刷符以上的外文參考資料。提交3000漢字（或1.2萬印刷符）以上的外文翻譯。翻譯外文內容必須與畢業(yè)設計（論文）有緊密聯系，并說明出處；翻譯格式參照附件4-6； （3）完成沖壓工藝設計和模具結構設計，具體工作包括： 1）零件的沖壓工藝方案和模具結構方案的分析和制定； 2）各沖壓工序的沖壓工藝計算； 3）凸模、凹模的外形結構和固定方式設計； 4）卸料機構、定位機構、導向機構、連接固定機構等選用和設計； （4）繪制圖紙。模具總裝圖繪制,模具零部件設計和零件圖繪制；（圖紙總量不少于3張A0圖紙；要求圖面整潔，布局合理，線條粗細均勻，圓弧連接光滑，尺寸標注規(guī)范符合機械工程制圖要求。） （5）編寫設計說明書。說明書內容要求重點突出、觀點鮮明、論據充分、分析透徹、條理清晰、圖文并茂。字數不少于1.5萬字(20頁左右)；說明書的內容、書寫規(guī)范和打印格式請嚴格按照2014屆本科生畢業(yè)設計工作指南文件中第3.2、第3.3、第3.4、第3.5的要求規(guī)定，具體格式請參照附件4-1. 3.參考資料以及說明： （1） 劉建超、張寶忠 主編. 沖壓模具設計與制造. 北京：高等教育出版社，2010 （2）吳詩惇，李淼泉. 沖壓工藝及模具設計.西安：西北工業(yè)大學出版社，2002 （3）沖模設計手冊編寫組.沖模設計手冊.機械工業(yè)出版社，1999.6 （4）王孝培主編. 沖壓設計資料 . 北京：機械工業(yè)出版社，1983 （5）李天佑主編. 沖模圖冊. 北京：機械工業(yè)出版社，1990 4.本畢業(yè)設計（論文）任務書于2013年12月23日發(fā)出，應于2014年 5月 16日前完成，然后提交畢業(yè)設計（論文）答辯委員會進行答辯。 指導教師（導師組負責人） 簽發(fā)，2013年12月23日 教研室負責人 審核，2013年12月23日 沖壓模具設計步驟 第一步：重構產品零件圖，包括二維和三維形式。 第二步：工藝分析 確定要用到哪些沖壓工序，工序順序如何安排，選擇何種沖壓方式（單工序模、復合模、連續(xù)模） 第三步：排樣設計 繪制排樣圖（確定步距、搭邊、料寬等） 第三步：模具結構設計和模具零件設計 如果有多套模具，只需要選擇其中一套具體設計和繪圖。 要求：確定好排樣圖后，就可以著手繪制模具的總裝配圖了。 在總裝配圖里，要確定模具所使用的模架形式（包括導向結構），卸料結構，導料裝置，送料和定距形式，凸、凹模的結構形式及固定方式等。此外，模具在壓力機上的安裝固定方式、模具的閉合高度、所選用壓力機型號和規(guī)定等都均應在總裝圖上反映出來。 1） 模具總裝圖的要求。 沖壓模具總裝圖上必須包括以下內容： （1） 俯視圖。俯視圖一般是將模具的上模部分拿掉，視圖只反映模具的下模俯視可見部分。俯視圖常放在圖樣的下面偏左，繪制總裝圖時，一般先畫出。通過俯視圖借以了解模具零件的平面布置、排樣方式以及凹模?？椎姆植记闆r。 （2） 主視圖。主視圖放在圖樣的正中偏左，常取模具處于閉合狀態(tài)，而且常取剖面畫法。從主視圖可以充分反映模具各零部件的結構形式和某些設計要素。主視圖是模具總圖的主題部分，一般不可缺少。 （3） 側視圖和局部視圖。這種圖只有在必要時才畫出，使模具的某些結構通過俯視圖和局部視圖表達更清楚、完善。 （4） 制件圖。常畫在圖樣的右上角，同時要注明制件的材料名稱和料厚，以及制件本身的尺寸、公差以及有關技術要求。在制件圖的下面，繪制排樣圖。排樣圖上應該標明料寬、步距和有關尺寸。對于復雜的多工位級進模，制件圖和排樣圖可以單獨繪制。 （5） 技術要求和說明。一般在總圖標題欄的上方寫出模具的沖壓力大小，模具閉合高度，模具標記及其他要求。所選壓力機型號及規(guī)格，填寫在標題欄的相關項目中。 （6） 模具零件明細表。表中要填寫各工件號及對應名稱、數量、材料和標準代號、規(guī)格等。 2） 對模具零件圖的要求。 模具零件一般是指模具上的非標準件或采用標準件經局部加工的零件，這些零件都需要繪制零件圖。 模具零件圖的視圖個數，以能看明白圖形為準。對于一些特別小的幾何要素部分，為表達清楚，可以采用局部放大的畫法表示。零件圖應標明全部尺寸、公差配合、形位公差、表面粗糙度、材料熱處理和其他有關技術要求等。 圖紙示例： 總裝圖格式 問題：沒有工件圖，沒有技術說明。 表達正確！ 零件圖格式 問題：沒有粗糙度表示 表達正確 表達正確 目錄目錄要做什么？要做什么？怎么做怎么做?要完成哪些任務？要完成哪些任務？時間進度時間進度有哪些注意事項？有哪些注意事項？要做什么？要做什么？n沖壓工藝設計沖壓工藝設計n+n模具設計模具設計返回返回第第1步、工藝方案設計步、工藝方案設計第第2步、工藝設計與計算步、工藝設計與計算第第3步、模具結構設計步、模具結構設計第第4步、模具零件設計步、模具零件設計第第5步步撰寫設計說明書撰寫設計說明書怎么做？怎么做？返回返回第第1步、工藝方案設計步、工藝方案設計工藝分析：材料性能、工藝成形性能工藝方案：需要哪些工序 工序的順序；工序的組合方式做出工藝卡如何進行工藝方案設計如何進行工藝方案設計n然后考慮以下問題：然后考慮以下問題：n 1）沖壓工藝性分析（形狀、尺寸精度等）n 2）可以用到哪些沖壓工序？n 3）沖壓工藝如何排序和組合？n 4）采用什么樣的模具結構形式？第一個任務：認真閱讀一本第一個任務：認真閱讀一本“沖壓工藝及模具沖壓工藝及模具”方面的教材。方面的教材。第第2步、工藝設計與計算步、工藝設計與計算n排樣設計和材料利用率計算排樣設計和材料利用率計算n繪制排樣圖繪制排樣圖n凸、凹模刃口尺寸計算；凸、凹模刃口尺寸計算；n凸、凹模刃口圖繪制；凸、凹模刃口圖繪制；n沖壓力計算，沖壓力計算，壓力機選擇；壓力機選擇；n壓力中心計算。壓力中心計算。返回返回第第3步、模具結構設計步、模具結構設計n 選定12套模具進行具體的結構設計；n 建議對第一套落料拉深模進行詳細設計，圖紙量不夠時再增加一套模具。n 必須仔細考慮模具結構：模具的固定結構，特別是凸、凹模的固定 卸料結構；毛坯定位結構（包括導向、定距）；導向結構；板件組成？板件組成？凸模安裝？凸模安裝？凹模安裝？凹模安裝？連接和固定？連接和固定？卸料？卸料？導料？導料？擋料？擋料？導向？導向？安裝？安裝？第第3步、模具結構設計步、模具結構設計完整的總裝完整的總裝圖應該包括：圖應該包括：主視圖主視圖俯視圖俯視圖（側視圖）料帶料帶工件圖工件圖明細表明細表技術說明技術說明第第3步、模具結構設計步、模具結構設計返回返回第四步、模具零件設計第四步、模具零件設計n凸模、凹模n板 （上模座、下模座、上墊板、下墊板、凸模固定板、凹模固定板、卸料板、導料板）n導柱、導套、模柄n螺釘、銷釘n其他（彈簧、墊片、螺母、等）凹模零件圖示意圖凹模零件圖示意圖完整的零件圖應該完整的零件圖應該包括：包括：合理的視圖表達合理的視圖表達完整的尺寸標注完整的尺寸標注合理的公差表示合理的公差表示合理粗糙度表示合理粗糙度表示技術說明標注技術說明標注明細表明細表凸模零件圖示意圖凸模零件圖示意圖返回返回第第5步步撰寫設計說明書撰寫設計說明書n請嚴格按照附件請嚴格按照附件2-5文件要求撰寫設計說文件要求撰寫設計說明書；明書；n嚴格把好格式關，格式正確是及格的基本嚴格把好格式關，格式正確是及格的基本要求；要求；內容詳盡，計算正確，有理有據、內容詳盡，計算正確，有理有據、條理清晰、圖文并茂條理清晰、圖文并茂設計說明書設計說明書附件附件2-5返回返回設計說明書內容要求設計說明書內容要求n封面封面（題目一定要用老師規(guī)定的名字）（題目一定要用老師規(guī)定的名字）n任務書任務書（用老師提供的）（用老師提供的）n中文摘要中文摘要n英文摘要英文摘要n目錄目錄n緒論緒論n論文正文（具體可分為工藝方案設計、工序設計論文正文（具體可分為工藝方案設計、工序設計和計算、模具結構設計、等）和計算、模具結構設計、等）n總結總結n參考文獻參考文獻n致謝致謝返回返回具體工作具體工作n1、開題報告、開題報告n2、外文翻譯、外文翻譯n3、工藝方案設計、工藝方案設計n4、工藝設計與計算、工藝設計與計算n5、模具結構設計、模具結構設計n6、設計說明書撰寫、設計說明書撰寫要完成哪些任務？要完成哪些任務？開題報告、翻譯、中期考核表在第開題報告、翻譯、中期考核表在第8周前提交；周前提交；圖紙和說明書在答辯前圖紙和說明書在答辯前2周提交檢查！周提交檢查！答辯結束后將以上所有答辯結束后將以上所有材料打包提交。材料打包提交。開題報告開題報告翻譯翻譯圖紙圖紙（相當（相當3張張A0量）量）設計說明書設計說明書答辯答辯ppt要完成哪些任務？要完成哪些任務？返回設計進度安排設計進度安排集中時間：單周星期二集中時間：單周星期二早上早上9點集中！點集中！設計進度安排設計進度安排返回第一階段需提交的成果第一階段需提交的成果n開題報告開題報告n翻譯翻譯第二階段需要提交的成果第二階段需要提交的成果針對自己所設計的產品，提交工針對自己所設計的產品，提交工藝方案；藝方案；提交形式：提交形式：工藝卡或者示意圖工藝卡或者示意圖第三階段需要提交的成果第三階段需要提交的成果n詳細的過程；詳細的過程；n要求：要求：有公式、公式必須有引用有公式、公式必須有引用說明；說明；有詳細的計算過程；有詳細的計算過程；有圖形。有圖形。第四階段需要提交的成果第四階段需要提交的成果n模具總裝圖模具總裝圖n模具零件圖模具零件圖要求對模具上的所有非標件都出零件圖。第第5階段需要提交的成果階段需要提交的成果n提交設計說明書提交設計說明書返回其他注意事項其他注意事項1、開題報告、開題報告內容要求：內容要求：包括包括論論文文選題選題的背景和意的背景和意義義、工作任、工作任務務分析、分析、調調研研報報告、方案告、方案擬擬定與分析、定與分析、畢業(yè)論畢業(yè)論文撰寫提文撰寫提綱綱及及實實施施計計劃劃格式要求：格式要求：電腦電腦打打印，印，用用A4紙紙，字體，字體小四號宋體小四號宋體，行距，行距為為固定固定值值20磅磅。字數要求：字數要求：2500字字左右；左右；參考文獻要求：參考文獻要求：必必須須有有10篇篇以上相關文章的以上相關文章的閱讀閱讀量。參量。參考文獻列在開考文獻列在開題報題報告內容后告內容后面。面。2、外文翻譯、外文翻譯格式要求：格式要求：電腦打印，用A4紙；中文譯名用小二號宋體加粗，正文用小四號宋體，行距固定值20磅，其他用小四號宋體。關于原文：關于原文：用A4紙附上英文原文在翻譯文后面。英文原文直接打印老師提供的文件即可。原文英文出處由老師統(tǒng)一提供。質質量要求：量要求：專業(yè)詞語翻譯準確，語句通順；請杜絕使用翻譯軟件整篇翻譯；字數要求：字數要求：不少于3千漢字(或1.2萬印刷符)文獻查閱方法文獻查閱方法n書籍：書籍：圖書館網站圖書館網站說明書特別注意說明書特別注意所有的標題、正文的字體、大小等格式都必須嚴格按照畢業(yè)設計論文所有的標題、正文的字體、大小等格式都必須嚴格按照畢業(yè)設計論文的格式要求；的格式要求；1要有頁眉頁腳，格式要嚴格參照設計要求；要有頁眉頁腳，格式要嚴格參照設計要求；2不準從書上整體摘錄表格，只能用不準從書上整體摘錄表格，只能用“查查手冊手冊表表-”之類的之類的語句表述；并且放上引用標志語句表述；并且放上引用標志1盡量不要從書上復制圖片，盡量只放自己的圖片盡量不要從書上復制圖片，盡量只放自己的圖片3。所有的正文內容都要用設計中的計算過程、選擇數據、或者圖形進行所有的正文內容都要用設計中的計算過程、選擇數據、或者圖形進行說明；說明；參考文獻至少要參考文獻至少要15篇，至少有一篇英文，所有的參考文獻到要在正篇，至少有一篇英文，所有的參考文獻到要在正文中順序引用。文中順序引用。老師聯系方式老師聯系方式電話：13826444579n郵箱：nqq號：2610597（建議建立一個臨時群） XXXX大學 畢業(yè)設計說明書 系 部： 指導老師： 專 業(yè)：模具設計與制造 班 級： 小 組 號： 組 長： 同 組 人： 日 期： 年 月 日 目 錄 摘要 4 1、引言 5 1.1.模具行業(yè)的發(fā)展現狀及市場前景 5 1.2.課題來源和研究意義 7 1.3.題目研究方法 8 1.4.論文構成及研究內容 9 2、沖裁件的工藝性分析 10 2.1.沖裁件的結構工藝性 11 2.1.1.沖裁件的形狀 11 2.1.2.沖裁件的尺寸精度 12 3、制件沖壓工藝方案的確定 13 3.1.沖壓工序的組合 13 3.2.沖壓順序的安排 13 4、制件排樣圖的設計及材料利用率的計算 14 4.1.制件排樣圖的設計 14 4.1.1.搭邊與料寬 14 4.2.材料利用率的計算 16 5、確定總沖壓力和選用壓力機及計算壓力中心 17 5.1.沖壓力 17 5.1.1.沖裁力的計算 17 5.1.2.卸料力、推件力及頂件力的計算 17 5.2.壓力中心的計算 18 5.3.壓力機的選用 19 6、凸、凹模刃口尺寸計算 20 6.1.凸、凹模刃口尺寸計算原則 20 6.2.凸、凹模刃口尺寸計算方法 21 6.2.1.凸模和凹模分開加工 21 6.2.2.凸模和凹模配合加工 21 7、模具整體結構形式設計 25 8、模具零件的結構設計 26 8.1.凸凹模的設計 26 8.2.落料凹模的設計 26 8.3.沖頭固定板的設計 27 8.4.選擇標準模架 29 8.5.卸料、壓邊彈性元件的確定 29 9、模具總體結構設計 31 9.1.模具類形的選擇 31 9.2.定位方式的選擇 31 9.3.卸料、出件方式的選擇 31 9.4.導柱、導套位置的確定 31 10、模具零件的加工 32 11、模具的動作原理 33 12、模具的裝配 34 12.1.模裝配 34 12.2.模裝配 34 13、結束語 35 設計小結 37 致 謝 38 參考文獻 39 摘要 隨著模具制造的技能化逐步向科學化發(fā)展，逐漸由以前手動方式發(fā)展為利用軟件等高科技方式來輔助設計的完成。冷沖模是其中的一種。 畢業(yè)設計是在模具專業(yè)理論教學之后進行的實踐性教學環(huán)節(jié)。是對所學知識的一次總檢驗，是走向工作崗位前的一次實戰(zhàn)演習。其目的是，綜合運用所學課程的理論和實踐知識,設計一副完整的模具訓練、培養(yǎng)和提高自己的工作能力。鞏固和擴充模具專業(yè)課程所學內容，掌握模具設計與制造的方法、步驟和相關技術規(guī)范。熟練查閱相關技術資料。掌握模具設計與制造的基本技能，如制件工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計算、加工設備選定、制造工藝、收集和查閱設計資料，繪圖及編寫設計技術文件等。 沖壓工藝與模具設計應結合工廠的設備、人員等實際情況，從零件的質量、生產效率、生產成本、勞動強度、環(huán)境的保護以及生產的安全性各個方面綜合考慮，選擇技術先進、經濟合理、使用安全可靠的工藝方案和模具，以使沖壓件的生產在保證達到設計圖樣上的各項技術要求，盡可能降低沖壓的工藝成本和保證安全生產。 隨著模具的迅速發(fā)展，在現代工業(yè)生產中，模具已經成為生產各種工業(yè)產品不可缺少的重要工藝設備。這次畢業(yè)設計是在學習完所有機械課程的基礎上進行的，是對我綜合能力的考核，是對我所學知識的綜合運用，也是對我所學知識的回顧與檢查。 本次設計是在指導老師認真、耐心的指導下，對模具的經濟性、模具的壽命、生產周期、及生產成本等指標下進行全面、仔細的分析下而進行設計的。在此, 我表示衷心的感謝他們對我的教誨. 沖模是模具設計與制造專業(yè)的主要專業(yè)課程之一。它具有很強的實踐性和綜合性，通過學習這門課程，使我對沖壓模具有了新的認識，從中也學到了不少知識，激發(fā)了我對沖壓模具的愛好。 關鍵詞： 工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計算、加工設備選定、制造工藝、收集和查閱設計資料，繪圖及編寫設計技術文件等，設計與制造，專業(yè)課程。 1、引言 1.1.模具行業(yè)的發(fā)展現狀及市場前景 現代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場總體上供不應求，市場需求量維持在700億至850億美元，同時，我國的模具產業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機遇。近幾年，我國模具產業(yè)總產值保持15%的年增長率（據不完全統(tǒng)計，2005年國內模具進口總值達到700多億，同時，有近250個億的出口），到2007年模具產值預計為700億元，模具及模具標準件出口將從現在的每年9000多萬美元增長到2006年的2億美元左右。單就汽車產業(yè)而言，一個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上億元，而當汽車更換車型時約有80%的模具需要更換。2005年我國汽車產銷量均突破550萬輛，預計2007年產銷量各突破700萬輛，轎車產量將達到300萬輛。另外，電子和通訊產品對模具的需求也非常大，在發(fā)達國家往往占到模具市場總量的20%之多。目前，中國17000多個模具生產廠點，從業(yè)人數約50多萬。1999年中國模具工業(yè)總產值已達245億元人民幣。工業(yè)總產值中企業(yè)自產自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%。 模具的發(fā)展是體現一個國家現代化水平高低的一個重要標志，就我國而言，經過了這幾十年曲折的發(fā)展，模具行業(yè)也初具規(guī)模，從當初只能靠進口到現在部分進口已經跨了一大步，但還有一些精密的沖模自己還不能生產只能通過進口來滿足生產需要。隨著各種加工工藝和多種設計軟件的應用使的模具的應用和設計更為方便。隨著信息產業(yè)的不斷發(fā)展，模具的設計和制造也越來越趨近于國際化?，F在模具的計算機輔助設計和制造（CAD/CAM）技術的研究和應用。大大提搞了模具設計和制造的效率。減短了生產周期。采用模具CAD/CAM技術，還可提高模具質量，大大減少設計和制造人員的重復勞動，使設計者有可能把精力用在創(chuàng)新和開發(fā)上。尤其是pro/E和UG等軟件的應用更進一步推動了模具產業(yè)的發(fā)展。。數控技術的發(fā)展使模具工作零件的加工趨進于自動化。電火花和線切割技術的廣泛應用也對模具行業(yè)起到了飛越發(fā)展。模具的標準化程度在國內外現在也比較明顯。特別是對一些通用件的使用應用的越來越多。其大大的提高了它們的互換性。加強了各個地區(qū)的合作。對整個模具的行業(yè)水平的提高也起到了重要的作用。 沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有時也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬板料。沖壓加工時，板料在模具的作用下，于其內部產生使之變形的內力。當內力的作用達到一定程度時，板料毛坯或毛坯的某個部位便會產生與內力的作用性質相對應的變形，從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的零件。 沖壓生產靠模具與設備完成加工過程，所以它的生產率高，而且由于操作簡便，也便于實現機械化和自動化。 利用模具加工，可以獲得其它加工方法所不能或難以制造的、形狀復雜的零件。 沖壓產品的尺寸精度是由模具保證的，所以質量穩(wěn)定，一般不需要再經過機械加工便可以使用。 沖壓加工一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣大量的切削材料，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約材料。沖壓產品的表面質量較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產的軋制板料或帶料，在沖壓過程中材料表面不受破壞。 因此，沖壓工藝是一種產品質量好而且成本低的加工工藝。用它生產的產品一般還具有重量輕且剛性好的特點。 沖壓加工在汽車、拖拉機、電機、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產品以及航空、航天和兵工等的生產方面占據十分重要的地位。現代各種先進工業(yè)化國家的沖壓生產都是十分發(fā)達的。在我國的現代化建設進程中，沖壓生產占有重要的地位。 由于沖壓工藝具有生產效率高、質量穩(wěn)定、成本低以及可加工復雜形狀工件等一系列優(yōu)點，在機械、汽車、輕工、國防、電機電器、家用電器，以及日常生活用品等行業(yè)應用非常廣泛，占有十分重要的地位。隨著工業(yè)產品的不斷發(fā)展和生產技術水平的不斷提高，沖壓模具作為個部門的重要基礎工藝裝備將起到越來越大的作用?？梢哉f，模具技術水平已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要指標。 當今，隨著科學技術的發(fā)展，沖壓工藝技術也在不斷革新和發(fā)展，這些革新和發(fā)展主要表現在以下幾個方面： （1）工藝分析計算方法的現代化 （2）模具設計及制造技術的現代化 （3）沖壓生產的機械化和自動化 （4）新的成型工藝以及技術的出現 （5）不斷改進板料的性能，以提高其成型能力和使用效果。 1.2.課題來源和研究意義 本設計題目由實習單位提供，經系指導老師審核通過的。本設計題目涉及的主要內容是對沖壓模的設計, 研究目的是在廠原有的基礎上，對模具進行改進設計，提高產品質量與效益。 在二十世紀中期甚至更早,國外就已經出現很多對模具及模具工業(yè)的高度評價與精辟的比喻。例如: “模具是美國工業(yè)的基石”(美國)；“模具是促進社會繁榮富強的原動力”(日本)；“模具工業(yè)是金屬加工的帝王”(德國)；“模具是黃金”(東歐)等。在二十世紀未,中國人才開始認識到其極端重要性,作出了科學的評價:“模具工業(yè)是現代工業(yè)之母”(中國)。 21世紀的制造業(yè)，正從以機器為特征的傳統(tǒng)技術時代，向著以信息為特征的技術時代邁進，即用信息技術改造和提升傳統(tǒng)產業(yè)。經濟全球化和世界市場一體化加速發(fā)展，不斷加劇了制造商之間的競爭，提出了快速反應市場的要求，與之相適應，制造業(yè)對柔性自動化技術及裝備的要求更加迫切而強烈。同時，微電子技術和信息通信技術的快速發(fā)展，為柔性自動化提供了重要的技術支撐，工業(yè)裝備的數控化、自動化、柔性化呈現蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。 現今,全世界模具工業(yè)年總產值約為650億美元，其中亞洲地區(qū)占到全世界一半的總產值。而在亞洲,最高屬于日本,年產值達200億美元上下。美國的年產值為50億美元。中國也在后來居上,現在已經達到70億美元。然而,產值并不等同于技術質量。雖然我國沖壓模具無論在數量上，還是在質量、技術和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與發(fā)展經濟需求和世界先進水平相比，差距仍很大。一些大型、精度、復雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進口。而技術含量低的模具已供過于求,市場利潤空間狹小。近五年來,平均每年進口模具約為11.2億美元,2003年就進口了近13.7億的模具,這還未包括隨設備和生產線作為附件帶進來的模具。這表示中國大陸模具業(yè)的發(fā)展?jié)摿θ匀缓芫薮?。這就是這次研究的意義。 我國模具CAD/CAM技術的發(fā)展已有20多年歷史。由原華中工學院和武漢733廠于1984年共同完成的精沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國第一個自行開發(fā)的模具CAD/CAM系統(tǒng)。華中工學院和北京模具廠等在1986年共同完成的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國自行開發(fā)的第一個沖壓模CAD/CAM系統(tǒng)。上海交通大學開發(fā)的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)也于同年完成。21世紀開始，CAD/CAM技術逐漸普及，現在具有一定生產能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了CAD/CAM技術，其中部分骨干重點企業(yè)還具備各CAE能力。 模具CAD/CAM技術能顯著縮短模具設計與制造周期，降低生產成本，提高產品質量，已成為人們的共識。在“八五”、九五“期間，已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計算機繪圖技術，數控加工的使用率也越來越高，并陸續(xù)引進了相當數量CAD/CAM系統(tǒng)。如美國EDS的UG，美國Parametric Technology公司的Pro/Engineer，美國CV公司的CADSS，英國DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E, 以色列公司的Cimatron 還引進了AutoCAD CATIA 等軟件及法國Marta-Daravision公司用于汽車及覆蓋件模具的Euclid-IS等專用軟件。國內汽車覆蓋件模具生產企業(yè)普遍采用了CAD/CAM技術/DL圖的設計和模具結構圖的設計均已實現二維CAD，多數企業(yè)已經向三維過渡，總圖生產逐步代替零件圖生產。在沖壓成型CAE軟件方面，除了引進的軟件外，華中科技術大學、吉林大學、湖南大學等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識產權的軟件，并已在實踐中得到成功應用，產生了良好的效益?？焖僭停≧P）傳統(tǒng)的快速經濟模具相結合，快速制造大型汽車覆蓋件模具，解決了原來低熔點合金模具靠樣件澆鑄模具，模具精度低、制件精度低和制造難等問題，實現了以三維CAD模型作為制模依據的快速模具制造。它標志著RPM應用于汽車身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。 1.3.題目研究方法 本論文主要通過具體例子的方式對沖壓模具的生產流程進行介紹、分析、研究。通過對儀表指針模具設計的說明，詳細地闡述了沖壓模具生產的一般流程。對零件加工工藝性分析、零件的加工方式、沖壓模具的結構組成等進行介紹并對沖壓模具生產中常常出現的缺陷進行分析研究。 步驟如下： （1）零件成型方案確定； （2）零件零件形狀分析，根據模擬結果進一步提出工藝改良方案； （3）使用CAD等軟件對零件進行分析，設計模具裝配圖和零件圖； （4）完成沖壓零件設計的文字說明。 1.4.論文構成及研究內容 論文主要由緒論、零件的成型工藝分析、工藝方案制定、及設計計算、模具結構零部件的設計計算等構成。論文主要圍繞該零件沖壓成形工藝及模具設計展開，綜合運用沖壓成形工藝及模具設計理論以及AUTOCAD等輔助設計軟件，完成設計計算，并建立產品的三維圖形，繪制模具的裝配圖和零件圖。 2、沖裁件的工藝性分析 沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時保證分離斷面的質量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實際生產中，常常是多種工序綜合應用于一個工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。 沖壓用板料的表面和內在性能對沖壓成品的質量影響很大，要求沖壓材料厚度精確、均勻；表面光潔，無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等；屈服強度均勻，無明顯方向性；均勻延伸率高；屈強比低；加工硬化性低。 在實際生產中，常用與沖壓過程近似的工藝性試驗，如拉深性能試驗、脹形性能試驗等檢驗材料的沖壓性能，以保證成品質量和高的合格率。 模具的精度和結構直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響沖壓件成本和質量的重要因素。模具設計和制造需要較多的時間，這就延長了新沖壓件的生產準備時間。 模座、模架、導向件的標準化和發(fā)展簡易模具(供小批量生產)、復合模、多工位級進模(供大量生產)，以及研制快速換模裝置，可減少沖壓生產準備工作量和縮短準備時間，能使適用于減少沖壓生產準備工作量和縮短準備時間，能使適用于大批量生產的先進沖壓技術合理地應用于小批量多品種生產。 沖壓設備除了厚板用水壓機成形外，一般都采用機械壓力機。以現代高速多工位機械壓力機為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機械以及模具庫和快速換模裝置，并利用計算機程序控制，可組成高生產率的自動沖壓生產線。 在每分鐘生產數十、數百件沖壓件的情況下，在短暫時間內完成送料、沖壓、出件、排廢料等工序，常常發(fā)生人身、設備和質量事故。因此，沖壓中的安全生產是一個非常重要的問題。 沖裁件的工藝性是指沖裁件在沖裁加工中的難易程度。所謂沖裁工藝性好是指能用普通的沖裁方法，在模具壽命和生產率較高、成本較低的條件下得到質量合格的沖裁件。因此，沖裁件的結構形狀、尺寸大小、精度等級、材料及厚度等是否符合沖裁的工藝要求，對沖裁件質量、模具壽命和生產效率有很大的影響。 2.1.沖裁件的結構工藝性 2.1.1.沖裁件的形狀 圖1.零件及尺寸 此制件的形狀較簡單，但產品四周是直角，無圓角過渡，這樣設計模具時，凹模熱處理后加工時容易開裂，為便于模具的加工和減少沖壓時在尖角處開裂的現象，同時也可以防止尖角部位刃口的過快磨損，產品尖角處盡量增加R角，根據產品材料厚度為2.0，尖角處增加R1.5，比較適合。更改好的產品圖如下： 產品材料為H62，此材料屬于黃銅，根據產品的用途，是儀表指針，需要一定的硬度，所以選擇硬黃銅，其抗剪強度350Mpa,抗拉強度400Mpa,屈服極限250Mpa，具有良好的沖裁性。 2.1.2.沖裁件的尺寸精度 沖裁件的精度主要以其尺寸精度、沖裁斷面粗糙度、毛刺高度三個方面的指標來衡量，根據零件圖上的尺寸標注及公差，可以判斷屬于尺寸精度為IT8—IT9的經濟級普通沖裁。 3、制件沖壓工藝方案的確定 3.1.沖壓工序的組合 沖裁工序可以分為單工序沖裁、復合工序沖裁和連續(xù)沖裁。 沖裁方式根據下列因素確定： （1） 根據生產批量來確定 對于年產量需求100萬件的該產品來說采用復合模或連續(xù)模較合適。 （2） 根據沖裁件尺寸和精度等級來確定 復合沖裁所得到的沖裁件尺寸精度等級高，而連續(xù)沖裁比復合沖裁的沖裁件尺寸精度等級低。 根據對沖裁件尺寸形狀的適應性來確定 產品的尺寸較小，考慮到單工序送料不方便和生產效率低，因此常采用復合沖裁或連續(xù)沖裁。連續(xù)沖裁又可以加工形狀復雜、寬度很小的異形沖裁件。 根據模具制造安裝調整的難易和成本的高低來確定, 對復雜形狀的沖裁件來說，采用復合沖裁比采用連續(xù)沖裁較為適宜，因為模具制造安裝調整較容易，且成本較低。 根據操作是否方便與安全來確定 復合沖裁其出件或清除廢料較困難，工作安全性較差，連續(xù)沖裁較安全。 綜上所述分析，在滿足沖裁件質量與生產率的要求下，選擇倒裝復合沖裁方式，其模具壽命較長，生產率高，操作較方便和工作安全性高。 3.2.沖壓順序的安排 倒裝式落料沖孔復合模，下模彈壓卸料裝置，上模彈壓打料裝置。 4、制件排樣圖的設計及材料利用率的計算 4.1.制件排樣圖的設計 排樣時需考慮如下原則： 提高材料利用率（不影響沖件使用性能前提下，還可適當改變沖件的形狀） 合理排樣方法使操作方便，勞動強度低且安全。 模具結構簡單、壽命長。 保證沖件的質量和沖件對板料纖維方向的要求。 4.1.1.搭邊與料寬 1．搭邊 排樣中相鄰兩個零件之間的余料或零件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊的作用是補償補償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質量和送料方便。 搭邊值要合理確定，值過大，材料利用率低；值過小，搭邊的強度與剛度不夠，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖裁件毛刺，有時甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均，損壞模具刃口。因此，搭邊的最小寬度大于塑性變形區(qū)的寬度，一般可取等于材料的厚度。 搭邊值的大小還與材料的力學性能、厚度、零件的形狀與尺寸、排樣的形式、送料及擋料方式、卸料方式等因素有關。搭邊值一般由經驗確定，根據所給材料厚度δ=2.0mm，確定搭邊工作間a1為2.5mm,a為2.5mm。產品成T形，所以可以采用錯位排樣方法，具體排樣圖如下： 2． 送料步距和條料寬度的確定 （1） 送料步距 條料在模具上每次送進的距離成為送料步距。每次只沖一個零件的步距S的計算公式為 S=D+a1，錯位后S=62.5mm 式中 D——平行于送料方向的沖裁寬度； a1——沖裁之間的搭邊值。 （2） 條料寬度 條料寬度的確定原則：最小條料寬度要保證沖裁時零件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時順利地在導料板之間送進，并與導料板之間有一定的間隙。 當用孔定距時，可按下式計算 條料寬度 B-Δ=(Dmax+2a)-Δ =(171+2×2.5) -0.5 =176-0.5 mm 式中 B——條料的寬度（mm）； Dmax——沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）； a——側搭邊值； Δ——條料寬度的單向（負向）公差； 剪切條料寬度偏差Δ=0.5, 因此B=176-0.5 。 導料板間距離：B0=B+Cmin=176+0.5=176.5 mm Cmin——條料與導料板間的最小間隙。 4.2.材料利用率的計算 一個步距內的材料利用率η為 η=nF/Bs×100% η=1×7232.21/176×62.5×100%=65.75% 式中 F——一個步距內沖裁件面積（包括沖出的小孔在內）； n——一個步距內沖裁件數目； B——條料寬度（mm）； s——步距； 5、確定總沖壓力和選用壓力機及計算壓力中心 5.1.沖壓力 沖壓力是指沖裁力、卸料力、推件力和頂件力的總稱。 5.1.1.沖裁力的計算 平刃口沖裁力可按下式計算 落料力計算 F=KLδτ F=1.3×512.95×2.0×350=466784.5N =466.78KN 式中 F——沖裁力（N）； L——沖裁件周邊長度（mm）；512.95 τ——材料抗剪強度（MPa）；350MP δ——材料厚度；(mm)；2.0 K——系數，通常K=1.3； 沖孔力計算 F=nKLδτ F=1×1.3×3.14×30×2.0×350=85722N =85.72KN 沖孔力計算 F=nKLδτ F=1.3×33.4×2.0×350=30394N =30.4KN 5.1.2.卸料力、推件力及頂件力的計算 生產中常用下列公式計算 F卸=K卸F落 =0.045×466.78=21KN F退=K退F沖 =0.05×（85.72+30.4）=5.81KN 式中 F——沖裁力； F卸、F頂——分別為卸料系數和頂件系數 綜上所述，總的沖裁力為F總= F落+F沖+F卸+F頂=466.78+21+85.72+30.4+5.81=609.71KN 5.2.壓力中心的計算 采用解析法求壓力中心，求XG，YG 建立坐標系如下圖： F1——落料力 F1= Ltσb , 得F1=466.78KN F2——沖孔力 F2= Ltσb , 得F2=85.72KN F3——沖孔力 F3= Ltσb , 得F3=30.4KN Y1——F1到X軸的力臂 Y1=-14.56 X1——F1到Y軸的力臂 X1=2.175 Y2——F2到X軸的力臂 Y2=7.5 X2——F2到Y軸的力臂 X2=-1.5 Y3——F3到X軸的力臂 Y3=-13.5 X3——F3到Y軸的力臂 X3=46.5 根據合力距定理： YG = （Y1F1+Y2F2+Y3F3）/（F1+F2+F3） YG——F沖壓力到X軸的力臂；YG=-6.37 XG = （X1F1+X2F2+X3F3）/（F1+F2+F3） XG——F沖壓力到Y軸的力臂；XG=3.946 5.3.壓力機的選用 初步確定壓力機的型號： F公稱≥F總 因此選擇壓力機的型號為：J23—80壓力機 型號為J23—80壓力機的基本參數如：（表一） 公稱壓力/KN 800 墊板尺寸/mm 滑塊行程/mm 300 直徑80 滑塊行程次數/（次/min） 22 模柄孔尺寸/mm 直徑60 深度80 最小封閉高度/mm 190 滑塊底面積尺寸/mm 封閉高度調節(jié)量 80 滑塊中心線至床身距離/mm 床身最大可傾角 20° 立柱距離/mm 工作臺尺寸/mm 前后500 左右700 6、凸、凹模刃口尺寸計算 6.1.凸、凹模刃口尺寸計算原則 設計落料模先確定凹模刃口尺寸，以凹模為基準，間隙取在凸模上；設計沖孔模先確定凸模刃口尺寸，以凸模為基準，間隙取在凹模上。 間隙是影響模具壽命的各種因素中占最主要的一個。沖裁過程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間的均有磨檫，而且間隙越小，磨檫越嚴重。在實際生產中受到制造誤差和裝配精度的限制，凸模不可能絕對垂直于凹模平面，而且間隙也不會絕對均勻分布，合理的間隙均可使凸模、凹模側面與材料間的磨檫減小，并緩減間隙不均勻的不利影響，從而提高模具的使用壽命。 沖裁間隙對沖裁力的影響： 雖然沖裁力隨沖裁間隙的增大有一定程度的降低，但是當單邊間隙介于材料厚度 5%~20%范圍時，沖裁力的降低并不明顯（僅降低5%~10%左右）。因此，在正常情況下，間隙對沖裁力的影響不大。 沖裁間隙對斜料力、推件力、頂件力的影響： 間隙對斜料力、推件力、頂件力的影響較為顯著。間隙增大后，從凸模上斜、從凸模孔口中推出或頂出零件都將省力。一般當單邊間隙增大到材料厚度的15%~25%左右時斜料力幾乎減到零。 沖裁間隙對尺寸精度的影響： 間隙對沖裁件尺寸精度的影響的規(guī)律，對于沖孔和落料是不同的，并且與材料軋制的纖維方向有關。 通過以上分析可以看出，沖裁間隙對斷面質量、模具壽命、沖裁力、斜料力、推件力、頂件力以及沖裁件尺寸精度的 影響規(guī)律均不相同。因此，并不存在一個絕對合理的間隙數值，能同時滿足斷面質量最佳，尺寸精度最佳，沖裁模具壽命最長，沖裁力、斜料力、推件力、頂件力最小等各個方面的要求。在沖壓的實際生產過程中，間隙的選用主要考慮沖裁件斷面質量和模具壽命這兩個方面的主要因素。但許多研究結果表明，能夠保證良好的沖裁件斷面質量的間隙數值和可以獲得較高的沖模壽命的間隙數值也是不一致的。一般說來，當對沖裁件斷面質量要求較高時，應選取較小的間隙值，而當對沖裁件的質量要求不是很高時，則應適當地加大間隙值以利于提高沖模的使用壽命。 根據沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設計落料模時，凹?；境叽鐟〗咏虻扔诹慵淖钚O限尺寸；設計沖孔模時，凸?；境叽鐒t取接近或等于沖孔件的最大極限尺寸。按沖件精度和模具可能磨損程度，凸、凹模磨損留量在公差范圍內的0.5-1.0之間。磨損量用xΔ表示，其中Δ為沖件的公差值，x為磨損系數，其值在0.5-1.0之間，與沖件制造精度有關，可按下列關系選?。毫慵菼T10以上 X=1; 零件精度IT11- IT13 X=0.75; 零件精度IT14 X=0.5 。 不管落料還是沖孔，沖裁間隙一律采用最小合理間隙值（Zmin）。選擇模具制造公差時，一般沖模精度較零件高3-4級。對于形狀簡單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按IT6- IT7級選??；對于形狀復雜的刃口尺寸制造偏差可按零件相應部位公差值的1/4來選??；對于刃口尺寸磨損后無變化的制造偏差值可取沖件相應部位公差值的1/8并冠以（±）；若零件沒有標注公差，則可按IT14級取值。 零件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差應按“入體”原則標注單向公差，即：落料件上偏差為零，只標注下偏差；沖孔件下偏差為零，只標注上偏差。如果零件公差是依雙向偏差標注的，則應換算成單向標注。磨損后無變化的尺寸除外。 6.2.凸、凹模刃口尺寸計算方法 6.2.1.凸模和凹模分開加工 這種方法主要適用于圓形或簡單刃口。設計時，需在圖樣上分別標注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。并且保證沖模的制造公差與沖裁間隙之間滿足： δd+δp≤Zmax-Zmin 6.2.2.凸模和凹模配合加工 配合加工方法，就是先按尺寸和公差制造出凹?；蛲鼓Ｆ渲幸粋€，然后依此為基準再按最小合理間隙配做另一件。采用這種方法不僅容易保證沖裁間隙，而且還可以放大基準件的公差，不必檢驗δd+δp≤Zmax-Zmin 。同時還能大大簡化設計模具的繪圖工作。目前，工廠對單件生產的模具或沖制復雜形狀的模具，廣泛采用配合加工的方法來設計制造。 沖孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式計算： 沖孔時 dp=(dmin+XΔ)- δp 落料時 Dp=(Dmax-XΔ-Zmin)- δp 孔心距 Lp=L±δp’ 式中 Dp dp——分別為落料和沖孔凸模的刃口尺寸（mm）； Dmax ——為落料件的最大極限尺寸（mm）； dmin——為沖孔件的最小極限尺寸（mm）； Δ——工件公差； Δp——凸模制造公差，通常取δp=Δ/4； δp’——刃口中心距對稱偏差，通常取δp’=Δ/8； Lp——凸模中心距尺寸（mm）； L——沖件中心距基本尺寸（mm）； Zmin——最小沖裁間隙（mm）； 落料凹模尺寸：Aj1=(Amax-XΔ)+ Δ/4 =30-0.5×0.04=29.98+0.02; Aj2=(Amax-XΔ)+ Δ/4 =15-0.5×0.04=14.98+0.02; Aj3=(Amax-XΔ)+ Δ/4 =171-0.5×0.04=170.98+0.02; Aj4=(Amax-XΔ)+ Δ/4 =60-0.5×0.04=59.98+0.02; Aj5=(Amax-XΔ)+ Δ/4 =45-0.5×0.04=44.98+0.02; Aj6=(Amax-XΔ)+ Δ/4 =12-0.5×0.04=11.98+0.02; Aj7=(Amax-XΔ)+ Δ/4 =1.5-0.5×0.04=1.48+0.02; 落料凸模尺寸：Ah1=(Aj1-2Z)+ Δ/4 =30-2×0.08=29.84+0.02; Ah2=(Aj2-2Z)+ Δ/4 =15-2×0.08=14.84+0.02; Ah3=(Aj3-2Z)+ Δ/4 =171-2×0.08=170.84+0.02; Ah4=(Aj4-2Z)+ Δ/4 =60-2×0.08=59.84+0.02; Ah5=(Aj5-2Z)+ Δ/4 =45-2×0.08=44.84+0.02; Ah6=(Aj6-2Z)+ Δ/4 =12-2×0.08=11.84+0.02; Ah7=(Aj7-Z)+ Δ/4 =1.5-0.08=1.42+0.02; 沖孔凸模尺寸：Bj1=(Amin1+XΔ)- Δ/4 =30+0.5×0.04=30.02-0.02 Bj2=(Amin2+XΔ)- Δ/4 =12+0.5×0.04=12.02-0.02 Bj3=(Amin3+XΔ)- Δ/4 =6+0.5×0.04=6.02-0.02 Bj4(Amin4+XΔ)- Δ/4 =1.5+0.5×0.04=1.52-0.02 沖孔凹模尺寸：Bh1=(Bj1+2Z)- Δ/4 =30+2×0.08=30.16-0.02 Bh2=(Bj2+2Z)- Δ/4 =12+2×0.08=12.16-0.02 Bh3=(Bj3+2Z)- Δ/4 =6+2×0.08=6.16-0.02 Bh4=(Bj4+Z)- Δ/4 =1.5+0.08=1.58-0.02 兩孔到X軸和到Y軸的距離保持不變，落料外形臺階尺寸18不變。 7、模具整體結構形式設計 落料沖孔模結構形式： 下模采用彈壓卸料裝置，上模采用彈壓卸料方法，整個模具結構緊湊，簡單，容易加工和裝配，調試也方便。 螺釘，銷釘，模柄，都采用標準件，采購方便，成本低。根據凹模周界大小及模具閉合高度，選擇29#后側標準導柱模架。 8、模具零件的結構設計 8.1.凸凹模的設計 材料：Cr12Mov 硬度：58～62HRC （如圖），與固定板過盈配合，與卸料板間隙配合。用螺釘與下模板連接。 8.2.落料凹模的設計 因制件形狀簡單，總體尺寸不大，選用整體式方形凹模較為合理。選用Cr12MoV為凹模材料。凹模周界 由《冷沖壓工藝與模具設計》得出凹模周界的計算公式 厚度H=Kb（≥15mm） 式中：b——沖裁件的最大外形尺寸，b=171 K——系數，查表得K=0.22 則 H=0.22×171=37.62mm 凹模壁厚c=（1.0~1.5）H（≥30~40mm）=37.62~56.43mm 本設計中取c=50-55mm 由《模具設計指導》表5-43圓形凹模標準可查到較為靠近的凹模周界尺寸為280×180。硬度：58～62HRC。（如圖），形狀簡單，加工方便。 8.3.沖頭固定板的設計 材料：45# （如圖） 確定其他零件的尺寸參數 由《模具設計指導》表5-4，可得復合模的典型組合尺寸280×180（單位為mm）（JB/T8066.1—1995）。而由此典型組合標準，即可方便的確定其他沖模零件的數量、尺寸及主要參數。 其零件參數如下表所示： 凹模周界 凸凹模高度 配用模架閉合高度H 孔距尺寸 最小 最大 S S1 S2 S3 280×180 55 189 225 零件名稱及標準編號 墊板 凸模固定板 凹模 卸料板 凸凹模固定板 墊板 280×180×10 280×180×18 280×180×40 280×180×18 280×180×18 280×180×8 螺釘 圓柱銷 卸料螺釘 樹脂 螺釘 圓柱銷 圓柱銷 M8×60 φ8×50 M8×60 M10×60 φ8×60 φ10×60 8.4.選擇標準模架 由凹模周界尺寸及模架閉合高度在189~210mm之間，查《模具設計指導》表5-7選用標準模架：29號后側導柱標準模架380×285×189—210ⅠGB/T2851.1—1990，上模座380×285×40，下模座380×285×50，導柱35×180，導套50×80×60。 8.5.卸料、壓邊彈性元件的確定 沖壓工藝中常用的彈性元件有彈簧和橡膠，但是由于這副模具所需的卸料力較大，如果選用彈簧，即使使用8個彈簧，每個彈簧所承擔的負荷也將達到F預=F卸/n=（21+5.81）/8KN=3.351KN=3351N。同時由于這是一落料模，產品材料厚度較大，模具的行程較大，也給彈簧的選用帶來困難。即使試用了彈簧，也勢必造成為了安裝彈簧而選用較大的模架。因此我們選用橡膠作為卸料的彈性元件。 1、確定卸料橡膠 （1）確定橡膠的自由高度H自，由《模具設計指導》表3-9得： H自=L工/0.25~0.30+h修模 L工——沖模的的工作行程（mm）.對沖裁模而言，L工=t+1 h修?！A留的修模量 式中，L工為模具的工作行程再加1~3mm。本模具的工作行程為產品的厚度加2mm。故L工=3mm，h修模的取值范圍為4~6mm，在這取中間值5mm。 H自=（4/0.3+5）mm=18.33mm （2）確定L預和H裝。由表3-9可得如下計算公式： L預——橡膠的預壓縮量 H裝——沖模裝配好以后橡膠的高度 L預=（0.1~0.15）H自=0.1×18mm=1.8mm≈2mm H裝=H自-L預=（18-2）mm=16mm （3）確定橡膠橫截面積A（ mm2） A=F/q F——所需的彈壓力 q——橡膠在與壓縮狀態(tài)下的單位壓力 F由前可知為F=26810N，q=0.26~0.70Mpa。在這里由于根據模具的行程，取q=0.7Mpa 則 A=26810/0.7mm2=38300mm2 （3） 核算橡膠的安裝空間：可以安裝橡膠的空間可按凹模外形表面積與凸凹模地步面積之差的90%估算。經計算A=280×180-7232.2=43167.8mm2，則可以安裝橡膠的面積為S=43167.8mm2，大于38300，因此足以安裝橡膠的需要。 9、模具總體結構設計 9.1.模具類形的選擇 由沖壓工藝分析和設計目的、要求以及從經濟方面考慮，本套模具倒裝落料沖孔復合模。工序簡單，模具結構也不復雜，到模具計算尺寸復雜。 9.2.定位方式的選擇 該模具活動部件采用導柱導套定位，固定部件采用銷釘定位。 9.3.卸料、出件方式的選擇 根據模具沖壓的運動特點以及推件力的大小,該模具采用彈壓卸料方式比較方便，因為工件料厚為2.0mm。利用彈性裝置頂出模具零件，從而把產品頂出，即安全又可靠。 9.4.導柱、導套位置的確定 為了提高模具的壽命和工件質量，方便安裝、調整、維修模具，該簡單模采用后側導柱模架。其導柱和導套則根據所選定的模架按標準選取。 10、模具零件的加工 普通零件的加工是按產品零件圖要求全部加工完畢，再進行總裝。而模具零件的加工有些是不能按模具零件圖全部加工完畢的，要待部件組裝或整模組裝時修配或配鉆，所以模具零件圖上的形狀和尺寸是否全部加工出來，還要根據模具加工的裝配方法而定。若以凸模凹模為基準裝配時，零件圖上的導柱孔在零件加工時就不加工，若以四導柱導套作型腔，凸模相對位置控制基準時，則凹模及凸模固定板的導柱孔應與凹?；蛲鼓９潭ò宓男涂自诟靼逯贤瑫r加工出來。 使用銑床加工一個零件時，必須先把零件的相關尺寸、材料、使用刀具、加工參數確定下來，保證加工能順利完成，同時，設計方面也要考慮到加工的難易程度，以減少加工的困難，在加工模具零件之前要慎重考慮各種細節(jié)。在買回來的模板里，要確定模板的加工基準，哪些面是基準面，這一般在訂購模板時會標明哪幾個面是經過打磨，之后就是把加工基準定下來，當然事前必須準備好零件圖，根據零件圖來定位加工方案，如果要用到數控編程，就必須把加工原點定出來。定好加工方案后，就可以開始加工，先把工件裝夾到虎口鉗上，使用銅錘敲擊以使工件被夾緊，然后打表，在打表時要非常小心，當表很靠近工件時，不能使用加速進給，否則很容易碰壞儀器，在校平行度時，最好先來回走幾遍，觀察大概偏向，然后要小心敲擊工件，使其保持在很小的偏差范圍就行了，把兩個基準方向的平行度定好后，就要用分中器確定原點坐標，在設置坐標時要將分中器的半徑算進去，這樣才能使主軸對應工件原點，x-y平面的坐標定下來后，就要把刀具裝到銑床上，使用半徑范圍內的夾具把刀具夾緊，裝上道具后就是確定z方向上的原點，一般選擇工件表面為0以方便編程。之后就是加工，如果是選用數控加工，必須使程序和當前銑床的刀具起點相一致，否則加工位置就會錯誤，同時還要察看刀具路線是否會超出銑床的工作行程，防止出事故。如果程序沒錯，就可以傳到數控銑床運行。不同刀具要使用不同轉速，鉆孔要比銑槽的轉速慢，進給速度要根據觀察來手動調試，加工時要時刻觀察走刀情況，同時適當加冷卻液及掃除鐵屑，若發(fā)生事故，必須馬上停止。當程序完成后，刀具就會回原點，繼續(xù)做下一工序。 11、模具的動作原理 本模具（裝配圖如圖所示）在一次行程過程中完成制件的落料，沖孔兩道工序的全部工作： 在壓力機滑塊下行前，卸料板需要用高出凸模1-2毫米。 當壓力滑塊下行時，毛坯料被壓在凹模與卸料板之間，繼續(xù)下行，毛坯料被凸模和凹模，沖頭和凸模之間的小間隙沖壓成出產品。完全將產品切開后，沖床滑塊到最低點，壓力滑塊上行，卸料板將廢料頂出，產品在凹模，上?；阶罡唿c時，沖床打料將產品打下。完成一次沖壓工序。 本次設計的落料沖孔模，在壓力機的一次行程中，經一次送料定位，在模具的同一部位同時完成兩道工序,其沖裁件的相互位置精度高,對條料的定位精度也比較高，因為需要用導料板對條料寬度進行導向。沖壓件精度高, 可以很好的保證工件的形狀和尺寸精度,模具結構較一般,制造精度要求比較高,制造周期短,價格相對較低，節(jié)約了成本。工序較集中排除了半成品搬運時間，提高了生產效率。這種模具適用于生產批量大,精度要求高,內外形尺寸差較大的沖裁件。這樣操作方便，生產效率提高很多。 所選的模架螺釘等零件都是從標準件中選取,這樣可有效的降低成本。 12、模具的裝配 根據簡單模的工作特點,先裝上模,再裝下模較為合理,并調整間隙,試沖,返修.具體過程如下: 12.1.模裝配 12.1.1檢查各將要裝配零件是否符合圖紙要求,形狀并作好劃線,定位等準備工作. 12.1.2將凸模與凸模固定板裝配,再與凹模板裝配,并調整間隙. 12.1.3的凸模及凹模與上模座,并在次檢查間隙是否合理后,打入銷釘及擰入螺絲. 12.2.模裝配 12.2.1要裝配零件是否符合圖紙要求,形狀并作好劃線,定位等準備工作. 12.2.2放在下模座上,再裝入凸凹模固定板并調整間隙,以免發(fā)生干涉及工件損壞.接著依次按順序裝入銷釘,活動擋料銷,彈頂橡膠塊及卸料板,檢查間隙等合理后擰入卸料螺釘,再擰入緊固螺釘,并再次檢查調整. 12.2.3的上下模按導柱,導套配合進行組裝,檢查間隙及其它裝配合理后裝機進行試沖并根據試沖結果作出相應調整,直到生產出合格制件. 13、結束語 模具生產技術水平的高低，已成為衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志，因為模具在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發(fā)能力。經國務院批準，從1997年到2000年，對80多家國有專業(yè)模具廠實行增值稅返還70%的優(yōu)惠政策，以扶植模具工業(yè)的發(fā)展。所有這些，都充分體現了國務院和國家有關部門對發(fā)展模具工業(yè)的重視和支持。 模具是裝備制造業(yè)的核心，作為機械制造業(yè)的基礎，模具水平基本反映了這個國家工業(yè)水平的高低。我國的模具工業(yè)水平，雖然經過改革開放以來30年的追趕，但畢竟底子太薄，到現在為止水平并不高，尤其大中型模具的實力遠遠不夠。30年來，我們利用全球的產業(yè)轉移的歷史機遇，投入很大資源發(fā)展模具行業(yè)，但基本上還只是一些低端模具發(fā)展較為成熟些，中高端模具發(fā)展遇到眾多瓶頸。目前我國模具遠不能滿足國內需求，國產模具在國內市場占有率為低端模具70%，中端模具35%，高端模具不到10%，特別是大型高端模具比如汽車模需要大量進口。我國模具行業(yè)要追趕發(fā)達國家還需要很長的路，國家需要更多的政策引導，企業(yè)需要更加重視研發(fā)而不是代加工.對于我們這樣接受了專業(yè)系統(tǒng)的本科教育大學生也是未來的模具儲備人才來說，我們具有較高的起點，我們關注的不應該局限于模具技術，雖然我國模具行業(yè)的進一步發(fā)展遇到的問題主要還是技術問題，但是我們應該把視野放寬些，只有好的企業(yè)才能搞到好的技術，我們要關注更多模具市場企業(yè)的經營與改善，模具企業(yè)十分也需要我們這樣的人才，既懂技術又懂管理又了解市場動態(tài)的人才，這才是我們應該擔起振興模具行業(yè)的歷史使命。 本設計就是本著這個思想對產品模具進行分析設計，力求設計出技術水平高、經濟效益好的模具，同時也圍繞著對新產品開發(fā)、新產品投入生產這個理念展開設計。該儀表指針零件形狀較為簡單，所以加工工藝也不復雜。通過對零件圖的綜合分析與實習單位的實際生產要求，設計出了最可行的加工方案。本模具有生產率高、精度高的特點，加工過程又不會影響制品尺寸，這非常符合實習公司的實際生產要求，對單位能保持全國模具行業(yè)的領先地位也有一定的促進作用。 整套模具的設計過程中使用了先進的CAD/CAM技術進行輔助設計，在保證模具高精度的同時簡化了傳統(tǒng)的繁瑣計算過程，使得設計更為便捷。由此可以看到，在大型級進模、高精密、高復雜性、高技術含量先進模具的設計中，使用先進的CAD/CAE/CAM技術進行輔助設計會是一條必經之路。 設計小結 通過本次畢業(yè)設計，在理論知識的指導下，結合認識實習和生產實習中所獲得的實踐經驗，在老師和同學的幫助下，認真獨立地完成了本次畢業(yè)設計。在本次設計的過程中，通過自己實際的操作計算，我對以前所學過的專業(yè)知識有了更進一步、更深刻的認識，能夠把自己所學的知識比較系統(tǒng)的聯系起來。同時也認識到了自己的不足之處。到此時才深刻體會到，以前所學的專業(yè)知識還是有用的，而且都是模具設計與制造最基礎、最根本的知識。 本次畢業(yè)設計歷時一個月左右，從最初的領會畢業(yè)設計的要求，到對拿到自己手上的沖壓件的沖壓性能的分析計算，諸如對沖壓件結構的分析，對形狀的分析等，不斷地分析計算，對要進行設計的沖壓件有了一個比較全面深刻的認識，并在此基礎上綜合考慮生產中的各種實際因素，最后確定本次畢業(yè)設計的工藝方案。然后是對排樣方式的計算，直到模具總裝配圖的繪制，用時近一個月。在這段時間里，我進行了大量的計算：從材料利用率的計算，到工序壓力的計算，再工作部分刃口尺寸及公差的計算，到各種零件結構尺寸的計算以及主要零部件強度剛度的核算。其間在圖書館翻閱了許多相關書籍和各種設計資料。因此從某種意義上講，通過本次畢業(yè)設計的訓練，也培養(yǎng)和鍛煉了一種自己查閱資料，獲取有價值信息的能力。 總之，通過本次畢業(yè)設計的鍛煉，使我對模具設計與模具制造的整個過程都有了比較深刻的認識和全面的掌握。使我接受了一個模具專業(yè)的畢業(yè)生應該有的鍛煉和考查。我很感謝學校和各位老師給我這次鍛煉機會。我是認認真真的做完這次畢業(yè)設計的，也應該認認真真的完成我大學三年里最后也是最重要的一次設計。但是由于水平有限，錯誤和不足之處再所難免，懇請各位指導老師批評指正，不勝感激。 致 謝 首先感謝學校及學院各位領導的悉心關懷和耐心指導，特別要感謝指導老師給我的指導，在設計和說明書的寫作以及實物制作過程中，我始終得到他的悉心教導和認真指點，使得我的理論知識和動手操作能力都有了很大的提高與進步，對模具設計與制造的整個工藝流程也有了一個基本的掌握。在他身上，時刻體現著作為科研工作者所特有的嚴謹求實的教學風范，勇于探索的工作態(tài)度和求同思變、不斷創(chuàng)新的治學理念。他不知疲倦的敬業(yè)精神和精益求精的治學要求，端正了我的學習態(tài)度，使我受益匪淺。 另外，還要感謝和我同組的其他同學，他們在尋找資料，解答疑惑，實驗操作、論文修改等方面，都給了我很大的幫助和借鑒。 最后，感謝所有給予我關心和支持的老師和同學使我能如期完成這次畢業(yè)設計。謝謝各位老師和同學！ 感謝學校對我這兩年的培養(yǎng)和教導，感謝學院各位領導各位老師三年如一日的諄諄教導！ 參考文獻 [1]朱光力主編. 模具設計與制造實訓.第1版. 北京：高等教育出版社. 2002. 134~156 [2]吳詩 主編. 沖壓工藝及模具設計 . 第1版. 西安：西北工業(yè)大學出版社. 2001. 40~45 [3]溫松明主編. 互換性與測量技術基礎. 第2版. 長沙：湖南大學出版社. 1998. 4~5 [4]馮炳堯 韓泰榮 殷振海 蔣文森編. 模具設計與制造簡明手冊. 第1版.上海：上海科學技術出版社. 1985. 1~ 80 [5]劉朝儒 彭福蔭 高政一主編. 機械制圖. 第3版. 北京：高等教育出版社.2001 [6]施平主編. 機械工程專業(yè)英語. 第