北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 論文題目:焊片落料沖孔復(fù)合模院(部)名 稱: 材料科學(xué)與工程學(xué)院 學(xué) 生 姓 名: 韋明堂 專 業(yè): 材料成型及控制工程 學(xué) 號(hào): 20083320指導(dǎo)教師姓名: 李海玲（高工） 論文提交時(shí)間: 2012.4.13 論文答辯時(shí)間: 2012.4.28 學(xué)位授予時(shí)間: 北方民族大學(xué)教務(wù)處制北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文1 摘 要沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機(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，從而獲得所需零件的加工方法。沖壓通常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行冷變形加工，且主要采用板料來(lái)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，是一種材料成形工程技術(shù)。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 殊工藝設(shè)備，稱為沖壓模具（簡(jiǎn)稱沖模） 。沖模在實(shí)現(xiàn)沖壓加工中是必不可少的工藝裝備，與沖壓件是“一模一樣”的關(guān)系，若沒(méi)有符合要求的沖模，就不可能生產(chǎn)出合格的沖壓件;沒(méi)有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓成形工藝就無(wú)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。本設(shè)計(jì)主要介紹鏈條連接件落料沖孔沖壓倒裝式復(fù)合模。本設(shè)計(jì)主要包括沖裁件的工藝性分析、沖裁件沖壓工藝方案和模具結(jié)構(gòu)形式的確定、沖裁件的排樣和利用率、沖壓總力計(jì)算和模具壓力中心的確定、工作零件刃口尺寸計(jì)算、工作零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、其他零部件設(shè)計(jì)、模具閉和高度的計(jì)算、沖壓設(shè)備的選擇、零件圖和裝配圖的繪制和模具的試模和調(diào)試等。另外，還附有畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書、部分模具零件沖壓工藝過(guò)程卡以及模具結(jié)構(gòu)工序卡、零件沖壓工藝卡、裝配圖和零件圖。關(guān)鍵詞：落料 沖孔 模具結(jié)構(gòu)北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文2ABSTRACT The stamping is to put pressure on the material at room temperature, the use of press molds to produce a separation or plastic deformation processing methods to obtain the required parts. Stamping cold deformation processing of materials at room temperature, and the main sheet to be processed into the required parts, also called cold stamping or sheet metal stamping. The stamping is one of the main methods of material pressure processing, plastic processing, is a material forming the engineering technology. Stamping a special process equipment for the material (metal or non-metallic) processing into parts (or semi-finished products), known as stamping dies (referred to die). Die process equipment is essential in achieving Stamping is identical relationship with stamping parts, if not meet the requirements of the dies, it is impossible to produce qualified stamping; die without a state-of-the-art, advanced stampingThe process can not be achieved. Reasonable in the production of stamping parts stamping technology, advanced mold and efficient stamping equipment, the three elements is essential. This design introduces a chain connection Blanking Stamping flip composite modulus. This design includes the blanking process analysis, blanking stamping technology program and the mold structure of the form to determine the Blanking nesting and utilization, the punching force calculation and the mold pressure center, the working parts of the cutting edgesize calculation, structural design of the working parts, the design of other components, mold closed, and a high degree of calculation, the choice of the stamping equipment, parts diagrams and assembly drawings drawn and the mold tryout and debug. In addition, attached to the graduation book design, part of the mold parts stamping process card and the mold structure processes card, parts stamping process card, Key words: Blanking, Punching, Mold structure北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文3目 錄摘 要 .IABSTRACT.II目 錄.III第一章 前言.1第二章 沖壓模具簡(jiǎn)介.3第三章 工藝性分析及工藝方案確定.53.1 工藝性分析.53.2 工藝方案確定.6第四章 沖裁工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算.84.1 排樣及利用率計(jì)算.84.1.1 排樣方式的確定.84.1.2 材料利用率.94.2 計(jì)算沖裁工序力.94.3.壓力機(jī)的選擇.104.4 壓力中心計(jì)算.114.5 計(jì)算凸凹模刃口尺寸.13第五章 模具主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).165.1 凸凹模零件的設(shè)計(jì).165.2 確定模架的結(jié)構(gòu).175.3 其他零部件結(jié)構(gòu).17第六章 結(jié)束語(yǔ).18參考文獻(xiàn).19附錄(一) 外文原文.20附錄(二) 翻譯原文.29附錄 3 工程圖紙 9 張.36北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文4第一章 前言模具是汽車、電子、電器、航空、儀表、輕工、塑料、日用品等工業(yè)部門極其重要的工藝裝備。沒(méi)有模具，就沒(méi)有高質(zhì)量的產(chǎn)品。模具不是一般的工藝裝備，而是技術(shù)密集型的產(chǎn)品，工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家把模具作為機(jī)械制造方面的高科技產(chǎn)品來(lái)對(duì)待。他們認(rèn)為：“模具是發(fā)展工業(yè)的一把鑰匙” ；“模具是一個(gè)企業(yè)的心臟” ；“模具是富裕社會(huì)的一種動(dòng)力” 。國(guó)際模協(xié)成員國(guó)對(duì)模具工業(yè)的投資年人均約 5000 美元，日本高達(dá) 15000 美元，我國(guó)模具工業(yè)投資年人均約 500 元。近年來(lái)模具發(fā)展的方向和現(xiàn)狀，基本表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：1模具設(shè)計(jì)技術(shù)(1) 工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在模具設(shè)計(jì)上已經(jīng)大量使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)軟件進(jìn)行模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并普及了計(jì)算機(jī)繪圖。據(jù)有關(guān)資料介紹，美國(guó)和日本 75%的模具廠已使用了 CAD 技術(shù)，香港 50%的模具廠也開(kāi)始采用這項(xiàng)技術(shù)。(2) 在注塑模具設(shè)計(jì)中，已開(kāi)始普及應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助工程分析(CAE)軟件，對(duì)塑料的流動(dòng)、填充、冷卻情況及模具的澆口配置、澆道大小、冷卻加熱系統(tǒng)和模具的剛度、強(qiáng)度等進(jìn)行科學(xué)的分析和計(jì)算，從而保證注塑制品的質(zhì)量與合理的生產(chǎn)節(jié)拍。(3) 國(guó)外的注塑模具中，多型腔、多層、大型精密模具已占 50%，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且節(jié)省了大量塑料原料。 2模具加工技術(shù)(1) 國(guó)外已大量使用數(shù)控機(jī)床，應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助加工(CAM)軟件和數(shù)控編程技術(shù)對(duì)模具。特別是對(duì)具有復(fù)雜型腔(三維曲面)的模具進(jìn)行加工，使模具的質(zhì)量和附加值大為提高，模具的加工周期減少 60%以上，成本降低 30%以上生產(chǎn)效率提高60%以上。為了提高加工效率及滿足各種復(fù)雜曲面加工的要求，國(guó)外已開(kāi)發(fā)出四軸和五軸的數(shù)控自動(dòng)編程軟件并且進(jìn)入了實(shí)用階段。3模具標(biāo)準(zhǔn)化程度日益提高，模具標(biāo)準(zhǔn)模架及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用日益普及，已實(shí)現(xiàn)商品化。4模具結(jié)構(gòu)更多地采用新技術(shù)，如注塑模具的熱流道技術(shù)等。5針對(duì)不同制品的要求，開(kāi)發(fā)出適用于各種不同模具的專用模具鋼，并實(shí)現(xiàn)商品化北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文56根據(jù)模具生產(chǎn)的特點(diǎn)，模具企業(yè)向小而專的方向發(fā)展。如日本現(xiàn)有 11656 家模具企業(yè)，其中 30 人以下的小廠有 11142 家，占總數(shù)的 95.6%,百人以上的僅有 65 家，占總數(shù)的 0.54%;韓國(guó)有 1570 家模具企業(yè)，其中多于 50 人的企業(yè)僅占總數(shù)的 9%；新加坡有 460 家模具企業(yè)，其中多于 50 人的企業(yè)僅占總數(shù)的 3%，香港有 6500 家模具企業(yè),其中多于 50 人的企業(yè)僅占總數(shù)的 0.46%。行業(yè)特點(diǎn)：1隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,模具行業(yè)已由勞動(dòng)密集型逐步轉(zhuǎn)化為技術(shù)勞動(dòng)密集型。2盡管模具行業(yè)已應(yīng)用了先進(jìn)的數(shù)控設(shè)備、檢驗(yàn)儀器和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)分析制造軟件，但仍然需要高技藝的人工勞動(dòng)。所以，模具行業(yè)又是高技術(shù)和高技藝緊密結(jié)合的一個(gè)行業(yè)。3.為適應(yīng)不同制品的需要，模具的種類繁多，從設(shè)計(jì)、制造工藝、裝備以至原材料都各不相同。所以企業(yè)生產(chǎn)的模具宜專而不宜全，規(guī)模宜小而不宜大。4模具基本上是單件生產(chǎn)。即使是生產(chǎn)專業(yè)化的模具企業(yè)，在生產(chǎn)同一類模具時(shí)，也會(huì)由于不同模具的精度要求、復(fù)雜程度、加工難度等的不同而需要變化設(shè)備的配置和工程的安排。因此，模具企業(yè)還應(yīng)在專業(yè)化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的柔性化。將來(lái)沖壓模具制造技術(shù)展開(kāi)趨向：(1)全面推行 CAD/CAM/CAE 技術(shù)，模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，普及 CAD/CAM/CAE 技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大 CAD/CAM 技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)效能的力度，進(jìn)一步擴(kuò)展 CAE 技術(shù)的使用范圍。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的展開(kāi)正使 CAD/CAM/CAE 技術(shù)跨地域、跨企業(yè)、跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推行成為可能，完成技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。(2)高速銑削加工，國(guó)外近年來(lái)展開(kāi)的高速銑削加工，大幅度提高.了加工效率，并可獲得極高的表面光亮度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有產(chǎn)熱少、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。高速銑削加工技術(shù)的展開(kāi)，對(duì)汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的矯捷化、智能化、集成化方向展開(kāi)。(3)模具掃描及數(shù)字化零碎，高速掃描機(jī)和模具掃描零碎提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ鱿＜降哪Ｐ退璧闹T多功用，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些疾速掃描零碎，可迅速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，完成疾速數(shù)據(jù)采集、北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文6自動(dòng)生成各種不同數(shù)控零碎的加工順序、不同格式的 CAD 數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程” 。模具掃描零碎已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)成功使用，相信在“十五”時(shí)期將發(fā)揮更大的作用。 (4)電火花銑削加工，電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的復(fù)雜的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因而不再需求制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工范疇的巨大發(fā)展。國(guó)外已有運(yùn)用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中進(jìn)行應(yīng)用。(5)進(jìn)步模具標(biāo)準(zhǔn)化程度，我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷進(jìn)步，估量目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件運(yùn)用覆蓋率已抵達(dá) 30%左右。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)度為 80%左右。(6)優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處置技術(shù)，選用優(yōu)質(zhì)鋼材和使用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來(lái)進(jìn)步模具的壽命提高就顯得非常必要。模具熱處理和表面處理是能否充分發(fā)揮模具鋼材料功能的關(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。模具表面處理應(yīng)完善工藝先進(jìn)的氣相堆積(TiN、TiC 等)等離子噴涂等技術(shù)。第二章 沖壓模具簡(jiǎn)介北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文7 沖壓成型是指在壓力機(jī)上通過(guò)模具對(duì)板料（金屬或非金屬）加壓，使其分離或發(fā)生塑性變形，從而得到一定形狀、尺寸和性能要求的零件的加工方法。它屬于塑性加工方法之一，這種方法又稱為冷沖壓或板料沖壓。沖壓模具的設(shè)計(jì)是現(xiàn)代冷沖壓工藝的核心。沖壓模具的形式很多，一般可按以下幾個(gè)主要的特征分類。（1）根據(jù)工藝性質(zhì)分類沖裁模，沿封閉或敞開(kāi)的輪廓線是材料生產(chǎn)分離模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。彎曲模，使板料毛坯制成開(kāi)口空心件，或使空心件進(jìn)一步改變形狀和尺寸的模具。拉深模，是把毛坯或半成品工件按凹凸模的形狀直接復(fù)制成形，而材料本身僅生產(chǎn)局部塑性變形的模具，如脹形模、縮口模、擴(kuò)口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。（2）根據(jù)工序組合程度分類單工序模，在壓力機(jī)的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。復(fù)合模，只有一個(gè)工位，在壓力機(jī)一次行程中，在同一工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。級(jí)進(jìn)模（也稱連續(xù)模） ，在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個(gè)或更多的工位，在壓力機(jī)的一次形程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。（3）根據(jù)材料的變形特點(diǎn)分類有落葉模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、彎曲模、拉伸模、成形模、壓花膜、冷擠壓模等。沖裁模設(shè)計(jì)基礎(chǔ)沖裁模屬于沖壓模的一種。沖裁是指利用裝在壓力機(jī)上的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藝。它可以直接沖出所需形狀零件，也可為其他工序制備毛坯（如彎曲、拉伸等工序） 。主要有沖孔、落料、切邊、切口等工序。沖裁工藝分為普通沖裁和精密沖裁兩大類。本畢業(yè)設(shè)計(jì)使用的是普通沖裁，所以只介紹普通沖裁。沖裁工序種類很多，最常用的是沖孔和落料。北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文8板料經(jīng)過(guò)沖裁以后，分為沖落部分和帶孔部分。從板料上沖下所需形狀的零件（毛坯）叫落料；在工件上沖出所需形狀的孔叫沖孔（沖去部分為廢料） 。沖制外形屬于落料；沖制內(nèi)孔屬于沖孔。沖裁模的結(jié)構(gòu)組成根據(jù)零部件在模具中的作用，沖裁模具結(jié)構(gòu)一般由以下 5 部分組成。（1）工作零件，指實(shí)現(xiàn)沖裁變形，使板料分離，保證沖裁剪形狀的零件。（2）定位零件，指保證條料或毛坯在模具中的位置正確的零件。（3）卸料及推件零件，指將沖裁后由于彈性回復(fù)而卡在凹模孔口內(nèi)或緊固在凸模上的工件或廢料脫卸下來(lái)的零件。（4）導(dǎo)向零件，指保證上模和下模正確位置和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向的零件。一般由導(dǎo)柱導(dǎo)套組成。（5）連接緊固類零件，指將凸、凹模緊固于上、下模座以及將上、下模座固定在壓力機(jī)上的零件。沖裁模的典型結(jié)構(gòu)有單工序沖裁模、連續(xù)沖裁模、復(fù)合模而復(fù)合沖裁模又可分為正裝式復(fù)合模、倒裝式復(fù)合模本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是焊片落料沖孔復(fù)合模就采用倒裝式復(fù)合模。北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文9第三章 工藝性分析及工藝方案確定3.1 工藝性分析沖裁件的工藝性是指從沖壓工藝方面來(lái)衡量設(shè)計(jì)是否合理。一般來(lái)講，在滿足工件使用要求的條件下，能以最簡(jiǎn)單最經(jīng)濟(jì)的方法將工件沖制出來(lái)，就說(shuō)明該件的沖壓工藝性好，否則，該件的工藝性就差。當(dāng)然工藝性的好壞是相對(duì)的，它直接受到工廠的沖壓技術(shù)水平和設(shè)備條件等因素的影響。以上要求是確定沖壓件的結(jié)構(gòu)，形狀，尺寸等對(duì)沖裁件工藝的實(shí)應(yīng)性的主要因素。根據(jù)這一要求對(duì)該零件進(jìn)行工藝分析。此工件有沖孔、落料兩個(gè)工序。 材料為 Q235 為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單對(duì)稱，無(wú)尖角，對(duì)沖裁加工較為有利。零件中部有一異形孔和圓孔，孔的最小尺寸為 2.4mm，滿足沖裁最小孔徑1.0t=1.2mmmind的要求。另外，經(jīng)計(jì)算孔距零件外形的最小邊距滿足沖裁件最小孔邊距minl的要求。所以，該零件的結(jié)構(gòu)滿足沖裁要求。8 . 15 . 1t零件上的尺寸均未標(biāo)注尺寸偏差，為自由尺寸，可按 IT10IT14 級(jí)精度補(bǔ)標(biāo)工件尺寸公差。選定 IT12 確定尺寸的公差。尺寸精度較低，普通沖裁完全能滿足要求。3.2 工藝方案確定 由零件圖可知，該零件包含沖孔和落料兩個(gè)工序。形狀較為規(guī)則，尺寸較小，精度要求 IT14?？辜魪?qiáng)度 310-380MPa。零件為一落料沖孔件，可提出的加工方案如下： 方案一：先落料，后沖孔。采用兩套單工序模生產(chǎn)。 方案二：落料沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。 方案三：沖孔落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需兩道工序、兩副模具，生產(chǎn)效率低，零件精度較差，在生產(chǎn)批量較大的情況下不適用。方案二只需一副模具，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北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文10較簡(jiǎn)單，模具制造并不困難。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率也很高，但與方案二比生產(chǎn)的零件精度稍差。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，模具制造、裝配較復(fù)合模略復(fù)雜。所以，比較三個(gè)方案采用方案二生產(chǎn)。圖一 焊片零件圖復(fù)合模簡(jiǎn)介復(fù)合沖裁模是指在壓力機(jī)上的一次行程中，板料同時(shí)完成沖孔和落料等多個(gè)工序的沖裁模。該類模具結(jié)構(gòu)中有一個(gè)既為落料凸模又為沖孔凹模的凸凹模，按照凸凹模位置的不同，復(fù)合模分為正裝式和倒裝式兩種。（1） 正裝式復(fù)合模，凸凹模安裝在上模部分時(shí)，稱之為正裝式復(fù)合模，沖裁時(shí)，沖孔涂抹和凸凹模完成沖孔工序；落料凸模和凸凹完成落料工序。制件和沖孔廢料落在下?；驐l料上，需人工清理，操作不安全，故很少采用。（2） 倒裝式復(fù)合模，凸凹模安裝在下模部分時(shí)，稱之為倒裝式復(fù)合模，沖裁時(shí)，凸模和凸凹模完成沖孔工序；凹模和凸凹模完成落料工序。沖孔廢料由凸凹?？字苯勇湎?，制件被凸凹模頂入落料凹模內(nèi)，再由推件塊推出復(fù)合模的主要特點(diǎn)：北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文11由于工序是在一個(gè)工位上完成的，且條料和制件都在壓緊狀態(tài)下完成沖裁，因此沖裁的制件平直，精度可達(dá) IT10-IT11 級(jí)，形位誤差??；該類模具結(jié)構(gòu)緊湊，體積較小，生產(chǎn)效率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，模具零件的精度要求高，成本高，制造周期長(zhǎng)。凸凹模的內(nèi)、外形之間的壁厚不能太薄，不否則其強(qiáng)度不夠會(huì)造成脹裂而損壞；適用于沖裁大批量、精度要求高的制件。一般情況下，一般料厚度不大于 3mm 為宜，主要是保護(hù)凸凹模的強(qiáng)度。北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文12第四章 沖裁工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1排樣及利用率計(jì)算排樣設(shè)計(jì)是指沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方式。合理的排料設(shè)計(jì)是提高利用率、降低生產(chǎn)成本、保證工件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。排樣的原則：（1）提高材料的利用率 ；（2）改善操作性；（3）是模具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，使用壽命產(chǎn)長(zhǎng)；（4）保證沖裁件質(zhì)量。排樣圖如下所示：圖二圖二 排樣圖排樣圖4.1.1 排樣方式的確定查模具設(shè)計(jì)與制造第三十二頁(yè)表 2-10，兩工件之間按圓形件搭邊值：工件間，側(cè)邊。mma8 . 01mma0 . 12 那么：條料的寬度： mmaLB05 . 005 . 0008 .158 . 05 . 00 . 1212b2條料的進(jìn)距：mmaDA05.318 . 025.301A 側(cè)邊值，mma1工件間搭邊值，mm北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文13L沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸，mm條料與導(dǎo)板間的間隙，見(jiàn)模具設(shè)計(jì)與制造第三十二頁(yè)表 2-110b條料下料時(shí)的下偏差，見(jiàn)模具設(shè)計(jì)與制造第三十二頁(yè)表 2-124.1.2 材料利用率沖裁單件材料利用率的計(jì)算： 16.291008 .1505.31052.1431001000ABFFFF工件的實(shí)際面積（三維軟件直接測(cè)量得） ，2mm所用材料面積，0F2mmA送料步距，mmB條料寬度，mm4.2 計(jì)算沖裁工序力沖裁工序力包括沖裁力、卸料力、推件力、頂件力等，其中最主要的是沖裁力的確定。因?yàn)椴捎脧椥孕涎b置和自然漏料方式，只計(jì)算沖裁力、推件力和卸料力。 （1） 沖裁力沖裁力包括沖裁外形的落料力和沖裁兩個(gè)內(nèi)孔的落料力。 查模具設(shè)計(jì)與制造第十頁(yè)表 1-3 得材料的抗拉強(qiáng)的，有公式MPaRm400計(jì)算外形的落料力為 )(048.334002 . 185.6811kNtRLFmc而內(nèi)孔的沖裁力 )(499. 94002 . 179.1922kNtRLFmc )(019. 64002 . 154.123kNLtRFmc(2) 查模具設(shè)計(jì)與制造第四十一頁(yè)表 2-16，得。有公式計(jì)算推件055. 0tK北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文14力得)(67. 2)019. 6499. 9048.33(055. 01)(321kNFFFnKFnKFccctctt（3）查模具設(shè)計(jì)與制造第四十一頁(yè)表 2-16，得。有公式計(jì)算卸料04. 0 xK力得 )(94. 1566.4804. 0kNFKFcxx （4）計(jì)算沖裁工序力 )(176.5394. 167. 2019. 6499. 9048.33321kNFFFFFFxtccc4.3.壓力機(jī)的選擇選擇壓力機(jī)時(shí)，應(yīng)根據(jù)沖裁工序力 F 來(lái)確定。一般所選壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力。由 F=51.27kN 得。暫選 J23-10 壓力機(jī)。其參數(shù)為：FFP2 . 1kNFP524.61公稱壓力：100kN滑塊行程：45mm最大閉合高度：150 mm滑塊中心線到床身距離：130mm工作臺(tái)尺寸：240 mm370 mm模柄孔尺寸：50 mm70 mm北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文154.4 壓力中心計(jì)算如下圖所示，因?yàn)楣ぜD形上下對(duì)稱，所以壓力中心必在對(duì)稱線上分三部計(jì)算其中圓孔和矩形孔是規(guī)則形狀，其壓力中心就是其幾何中心。而外形部分計(jì)算如下： 一大端圓心為坐標(biāo)原點(diǎn)，以對(duì)稱軸為 x 軸簡(jiǎn)歷笛卡爾坐標(biāo)系，將外形輪廓xoy分成 7 段，確定隔斷的長(zhǎng)度和壓力中心的值。列如下表：北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文16計(jì)算數(shù)據(jù)列表壓力中心坐標(biāo)線段長(zhǎng)度xy 07. 71L 05.142L 67. 03L 34.324L 67. 05L 05.146L21.43212.985.65-0.9615.6512.9802.252.370-2.37-2.25計(jì)算沖裁外形輪廓的壓力中心位置 （mm）16. 705.1467. 034.3267. 005.1407. 798.1205.1498.0512.1443.2107. 7 cx 0cy三部分總作用的效果等效于三個(gè)部分的壓力中心共同作用的效果，其數(shù)據(jù)列表如下：計(jì)算其總體壓力里中心位置：壓力中心坐標(biāo)各部分xy68.8519.7912.537.16018.75000北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文17 ，)(195. 753.1279.1985.6875.1853.12079.1916. 785.68mmxc 0cy綜上所述，沖裁該工件的壓力中心的坐標(biāo)為（7.195,0）4.5 計(jì)算凸凹模刃口尺寸沖裁時(shí)，沖裁件的尺寸精度是靠沖裁模具保證的，而主要是取決于凸、凹模刃口尺寸，并且合理的沖裁間隙也是靠凸、凹來(lái)保證的。（1）查模具設(shè)計(jì)與制造第三十五頁(yè)表 2-13，確定沖裁間隙為， 。mmZ13. 0minmmZ16. 0max（2）計(jì)算落料刃口尺寸。采用配制加工，刃口尺寸以凹模為基準(zhǔn)，凸模尺寸按相應(yīng)凹模實(shí)際尺寸進(jìn)行配置，保證雙面間隙為。mm16. 013. 0圖四 凸模刃口查模具設(shè)計(jì)與制造第三十七頁(yè)表 2-15，確定所有尺寸的磨損系數(shù)均為。落料刃口尺寸均為 A 類尺寸，取，有公式得到：75. 0 x4d 03. 0003. 00401max1141. 4)12. 075. 05 . 4()(1xAA北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文18 045. 00045. 00402max2287.11)18. 075. 012()(2xAA 053. 00053. 00403max3309.28)21. 075. 025.28()(3xAA對(duì)于原形尺寸簡(jiǎn)單化處理，都取與零件外形輪廓線相切，即尺寸相等。（2）計(jì)算沖孔刃口尺寸，分成兩種情況 對(duì)于沖左邊的圓孔的刃口尺寸，采用配制加工，刃口尺寸以凸模為基準(zhǔn)，凹模尺寸按相應(yīng)的的凹模實(shí)際尺寸進(jìn)行配制，保證雙面間隙為。mm16. 013. 0圖五圖五 凸模刃口凸模刃口查表，得磨損系數(shù)，尺寸為 B 類尺寸，取，有公式得75. 0 x15. 003 . 64d 0038. 00038. 004min41. 6)15. 075. 03 . 6()(xBB 對(duì)于沖右邊的矩形孔尺寸。仍采用配制加工，刃口尺寸以凸模為基準(zhǔn)，凹模尺寸按相應(yīng)的凹模實(shí)際尺寸進(jìn)行配制，保證雙面間隙為。mm16. 013. 0查表，得磨損系數(shù)，兩個(gè)方向的尺寸都為 B 類尺寸，取，有公75. 0 x4d式得 0025. 00025. 004min1475. 2)10. 075. 04 . 2()(xBB 003. 0003. 004min281. 4)12. 075. 09 . 4()(xBB北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文19圖六圖六 凸模刃口凸模刃口北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文20第 5 章 模具主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1 凸凹模零件的設(shè)計(jì)1.凹模外形尺寸的確定。凹模厚度 Ha 的確定，有公式得到，取整H=20mm。mmFHa24.1727.511 . 01 . 033凹模壁厚 c 的確定，有公式得到，取整數(shù) c=34mm。40mm26)0 . 23 . 1 (aHc式中， 凹模厚度，mm；aH 沖裁力，N。F 凹模壁厚（指最小壁厚），mm。c凹模寬度 B 的確定： mmcbB80342122凹模寬度 L 的確定： mmcslL1162 2.凸模外形尺寸的確定。使用剛性鞋料裝置，凸模長(zhǎng)度為。其中，凸模固定板的厚度AhhL21，推件塊厚度，A 是自由尺寸，有三部分組成：閉合狀態(tài)是固mmh181mmh202定板與推件塊之間的距離、凸模的修模量凸模進(jìn)入凹模的距離。取mm0 . 15 . 0A=17mm.則 L=18+15+17=50mm3.凸凹模的外形尺寸的確定。凸凹模是復(fù)合模的一個(gè)工作零件，其外形起凸模作用，內(nèi)形起凸模的作用。設(shè)北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文21計(jì)師可分別參照凸、凹模外形尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)。用于落料的部分其尺寸為,1R,。2R3R凸凹模的高度 H 由兩部分組成，分別為工作部分，和固定部分。根據(jù)標(biāo)1h2h準(zhǔn)模架的高度，先試取，。mmh251mmh1825.2 確定模架的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)模架的選用依據(jù)為凹模的外形尺寸。模具采用滑動(dòng)導(dǎo)向、后置導(dǎo)柱模架，根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，可查得模架規(guī)格為上模座 160mm80mm32mm，下模座160mm80mm25mm，導(dǎo)柱 20mm130mm，導(dǎo)套 20mm65mm23mm。5.3 其他零部件結(jié)構(gòu)1.活動(dòng)擋料銷，當(dāng)凹模安裝在上模上時(shí)，擋料銷只能設(shè)置在位于下模的卸料板上。選用標(biāo)準(zhǔn)擋料銷結(jié)構(gòu)：壓縮彈簧彈頂擋料銷。附圖（10） 。2.模柄，模柄是上模部分和壓力機(jī)滑塊的連接零件。模柄的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)共有 7 類11 種。本設(shè)計(jì)采用凸緣模柄，由于壓力機(jī)的模柄安裝孔尺寸為 50 mm70 mm，所以選取模柄直徑為，安裝部分長(zhǎng)度為 60mm。附圖（04） 。mm503.固定板，固定板是用來(lái)固定凸模、凹模、凸凹模的，之后再和模座相連接。一般采用臺(tái)階式固定方式，選取的過(guò)渡配合。附圖（03） 。6/7 mH固定般的外形尺寸與凹模的外形輪廓尺寸基本一致，材料一般選用 45 鋼或Q235。其厚度按下式計(jì)算： agHH)9 . 08 . 0(4.墊板，墊塊的作用是直接承受和擴(kuò)散凸模傳遞過(guò)來(lái)的壓力，以減小模座所承受的單位壓力，保護(hù)凸模頂面處的模座平面不被壓陷損壞，如附圖（02） 。 墊板的外形多與凸模固定板一致。厚度一般取。mm1256.推件塊，推薦裝置安裝在沖裁模的上部，利用壓力機(jī)的橫梁或模具內(nèi)的的彈性元件，通過(guò)推桿、推板等，將制件或廢料從凹模型腔推出。附圖（08） 。北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文22第六章 結(jié)束語(yǔ)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)老師李海玲的指導(dǎo)下完成的。在實(shí)驗(yàn)研究的過(guò)程中，李海玲老師給予了很多指導(dǎo)，并提供了很多與該研究相關(guān)的重要信息，培養(yǎng)了我們對(duì)科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和創(chuàng)新精神。這將非常有利于我們今后的學(xué)習(xí)和工作。在此表示衷心的感謝！本次畢業(yè)設(shè)計(jì)還得到了課題組的各位老師的大力協(xié)助，在此一并表示我們的感謝！ 北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文23參考文獻(xiàn)1田光輝，林紅旗.模具設(shè)計(jì)與制造M.北京：北京大學(xué)出版社，2010，7.2王新華.沖裁模典型結(jié)構(gòu)圖冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.4.3王伯平.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.12.4大連理工大學(xué)工程圖教研室.機(jī)械制圖M.北京：高等教育出版社，2007.7.5涂序斌.模具制造技術(shù)M.北京：北京理工大學(xué)出版社，2009.8.6宋滿倉(cāng).沖壓模具設(shè)計(jì)M.北京：電子工業(yè)出版社，2010.1.7周本凱.沖壓模具設(shè)計(jì)實(shí)踐M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.1.8王新華.簡(jiǎn)明沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.7.9郝安林.機(jī)械設(shè)計(jì)典型實(shí)例M.北京：電子工業(yè)出版社，2008.2.10成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.1.11楊可楨 程光蘊(yùn).機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M.北京：高等教育出版社，2006.6.北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文24 附錄(一) 外文原文Heat Treatment of Die and Mould Oriented Concurrent DesignLI Xiong,ZHANG Hong-bing,RUAN Xueyu,LUO Zhonghua,ZHANG YanAbstract: Many disadvantages exist in the traditional die design method which belongs to serial pattern. It is well known that heat treatment is highly important to the dies. A new idea of concurrent design for heat treatment process of die and mould was developed in order to overcome the existent shortcomings of heat treatment process. Heat treatment CAD/CAE was integrated with concurrent circumstance and the relevant model was built. These investigations can remarkably improve efficiency, reduce cost and ensure quality of R and D for products.Key words: die design, heat treatment;,mouldTraditional die and mould design,mainly by experience or semiexperience，is isolated from manufacturing process.Before the design is finalized，the scheme of die and mould is usually modified time and again，thus some disadvantages come into being,such as long development period,high cost and uncertain practical effect.Due to strong desires for precision,service life,development period and cost,modern die and mould should be designed and manufactured perfectly.Therefore more and more advanced technologies and innovations have been applied,for example,concurrent engineering,agile manufacturing virtual manufacturing,collaborative design,etc.北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文25Heat treatment of die and mould is as important as design,manufacture and assembly because it has a vital effect on manufacture，assembly and service lifeDesign and manufacture of die and mould have progressed rapidly，but heat treatment lagged seriously behind themAs die and mould industry develops，heat treatment must ensure die and mould there are good state of manufacture，assembly and wearresistant properties by request. Impertinent heat treatment can influence die and mould manufacturing such as overhard andsoft and assemblyTraditionally the heat treatment process was made out according to the methods and properties brought forward by designerThis could make the designers of die and mould and heat treatment diverge from each other，for the designers of die and mould could not fully realize heat treatment process and materials properties，and contrarily the designers rarely understood the service environment and designing thought. These divergences will impact the progress of die and mould to a great extent. Accordingly，if the process design of heat treatment is considered in the early designing stage，the aims of shortening development period，reducing cost and stabilizing quality will be achieved and the sublimation of development pattern from serial to concurrent will be realizedConcurrent engineering takes computer integration system as a carrier,at the very start subsequent each stage and factors have been considered such as manufacturing，heat treating，properties and so forth in order to avoid the errorThe concurrent pattern has dismissed the defect of serial pattern,which bring about a revolution against serial patternIn the present workthe heat treatment was integrated into the concurrent circumstance of the die and mould development，and the systemic and profound research was performed1 Heat Treatment Under Concurrent CircumstanceThe concurrent pattern differs ultimately from the serial pattern(see Fig1).With regard to serial pattern，the designers mostly consider the structure and function of die and mould，yet hardly consider the consequent process，so that the former mistakes are 北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文26easily spread backwardsMeanwhile，the design department rarely communicates with the assembling，cost accounting and sales departmentsThese problems certainly will influence the development progress of die and mould and the market foregroundWhereas in the concurrent pattern，the relations among departments are close，the related departments all take part in the development progress of die and mould and have close intercommunion with purchasersThis is propitious to elimination of the conflicts between departments，increase the efficiency and reduce the costHeat treatment process in the concurrent circumstance is made out not after blueprint and workpiece taken but during die and mould designingIn this way，it is favorable to optimizing the heat treatment process and making full use of the potential of the materials 2 Integration of Heat Treatment CADCAE for Die and Mould北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文27It can be seen from Fig2 that the process design and simulation of heat treatment are the core of integration frameAfter information input via product design module and heat treatment process generated via heat treatment CAD and heat treatment CAE module will automatically divide the mesh for parts drawing，simulation temperature field microstructure analysis after heattreatment and the defect of possible emerging (such as overheat,over burning)，and then the heat treatment process is judged if the optimization is made according to the result reappeared by stereoscopic vision technologyMoreover tool and clamping apparatus CAD and CAM are integrated into this systemThe concurrent engineering based integration frame can share information with other branchThat makes for optimizing the heat treatment process and ensuring the process sound2.1 3-D model and stereoscopic vision technology for heat treatmentThe problems about materials，structure and size for die and mould can be 北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文28discovered as soon as possible by 3-D model for heat treatment based on the shape of die and mouldModeling heating condition and phase transformation condition for die and mould during heat treatment are workable，because it has been broken through for the calculation of phase transformation thermodynamics，phase transformation kinetics，phase stress,thermal stress，heat transfer，hydrokinetics etcFor example，3-D heatconducting algorithm models for local heating complicated impression and asymmetric die and mould，and M ARC software models for microstructure transformation was usedComputer can present the informations of temperature，microstructure and stress at arbitrary time and display the entire transformation procedure in the form of 3-D by coupling temperature field,microstructure field and stress fieldIf the property can be coupled,various partial properties can be predicted by computer2.2 Heat treatment process designDue to the special requests for strength，hardness，surface roughness and distortion during heat treatment for die and mould，the parameters including quenching medium type，quenching temperature and tempering temperature and time，must be properly selected，and whether using surface quenching or chemical heat treatment the parameters must be rightly determinedIt is difficult to determine the parameters by computer fullySince computer technology develops quickly in recent decades,the difficulty with largescale calculation has been overcomeBy simulating and weighing the property，the cost and the required period after heat treatmentit is not difficult to optimize the heat treatment process2.3 Data base for heat treatmentA heat treatment database is described in Fig3The database is the foundation of making out heat treatment processGenerally，heat treatment database is divided into materials database and process databaseIt is an inexorable trend to predict the property by materials and processAlthough it is difficult to establish a property database，it is necessary to establish the database by a series of testsThe materials database includes steel grades,chemical compositions，properties and home and abroad grades parallel tablesThe process database includes heat treatment criterions，classes，heat preservation time and cooling velocityBased on the database，heat treatment pro