畢業(yè)設計（論文）畢業(yè)設計（論文）題 目 轎車掛鉤支架沖壓工藝編制及工裝設計 學 院 機械動力工程學院 專業(yè)班級 機設應 學生姓名 學號 指導教師 職稱 評閱教師 職稱 學生畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明學生畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明本人以信譽聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文）是在導師的指導下進行的設計（研究）工作及取得的成果，設計（論文）中引用他（她）人的文獻、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標注出，論文中的結論和結果為本人獨立完成，不包含他人成果及為獲得重慶科技學院或其它教育機構的學位或證書而使用其材料。與我一同工作的同志對本設計（研究）所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。 畢業(yè)設計（論文）作者（簽字）： 年 月 日重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 摘要I摘要摘要模具工業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的基礎，沖壓模具是模具工業(yè)的重要組成部分。近年來，與機械相關的各個行業(yè)都越來越重視模具的設計與應用，不僅是因為模具已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術，同時還因為模具在現(xiàn)代工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。在這次畢業(yè)設計中，先介紹了工件的結構，對其工藝特點進行分析，再根據(jù)其結構特點對模具進行設計。其中重點闡述了成形該零件的復合模的排樣設計、工位設計、模具總體結構設計、模具凸、凹模設計、固定板設計及抬頂料裝置、卸料板結構及各零部件材料、熱處理技術要求等。該模具結構簡單，加工質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高。設計過程中，不可避免的遇到一些困難，但是通過努力最終得以解決。這次設計是對模具設計的一次全面實踐，相信對未來自己從事的工作一定會有相當大的幫助。 關鍵詞：關鍵詞： 復合模 工藝分析 零件設計 模具設計重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 ABSTRACTIIABSTRACTThe mould industry is the foundation of the modernization industry, and stamping die plays a very important part in die industry. In recent years, each industry that related with mechanics is all paying more and more attention to the design and application of mould. That is not only because mould has already been developed into one ripe generality technology, but also because mould plays a more and more important role in modernization industry. In the graduation project, the structure of Hanging boardis introduced at first. The technological characteristics of the clip board is analyzed. The die of the clip board is designed according to its structural characteristics. The layout design of the composite die for forming the part and the designs of the work positions, general structure of the die, the punch and matrix of the progressive die, retaining plate, the structure of the block lifting device, the structure of the stripping plate, and the technical requirements for the material and heat treatment of each component are mainly stated. The die structure is simple, the processing quality of the die is good and the productivity is high.During the design, unavoidable I met some difficulties in the design, but I have conquered them with my assiduity. Its my first time to practice of the design of mold, so I believe that it will be great helpful for my job in the future.KeywordsKeywords： composite die; technical; analysis; die design重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 目錄1目錄摘要摘要.IABSTRACT.II1 緒論緒論.21.1 沖壓模相關介紹.21.2 沖模在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的地位.21.3 國內(nèi)外沖壓模具的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢：.22 工件工藝性分析及方案確定工件工藝性分析及方案確定.52.1 工件工藝性分析.52.2 零件尺寸計算.62.3 計算材料利用率計算.73 沖裁工藝計算沖裁工藝計算.93.1 沖裁力計算.93.2 卸料力的計算.93.3 選擇沖壓設備.103.4 落料刃口計算.114 彎曲工藝計算彎曲工藝計算.124.1 彎曲回彈值.124.2 凸模圓角半徑.124.3 凹模圓角半徑與凹模深度.124.4 彎曲模具間隙.124.5 凸凹模寬度尺寸.124.6 彎曲力的計算及壓力機選擇.135 凸模、凹模及凸凹模的結構設計凸模、凹模及凸凹模的結構設計.145.1 模具材料的選擇.145.21 落料凸、凹模結構設計.145.2.2 確定凹模外形尺寸.145.2.3 沖孔凸模外形尺寸.15524 凸凹模設計.155.3 彎曲凸模凹模設計.166 主要零部件設計主要零部件設計.186.1 模柄的設計.186.2 固定板設計.186.3 定位零件的設計.196.4 出件機構的設計.207 模架的選擇模架的選擇.227.1 模架的具體類型.227.2 模架的選擇.23重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 目錄27.2.1落料的模架選擇.237.2.2. 成型模架選擇.237.3 模具工作原理.24結論結論.25參考文獻參考文獻.26致謝致謝.27重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 1 緒論21 緒論1.1 沖壓模相關介紹冷沖壓:是在常溫下利用沖模在壓力機上對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件的加工方法。沖壓可分為五個基本工序：沖裁、彎曲、拉深、成形和立體壓制。沖壓模具:在冷沖壓加工中，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，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模） 。沖壓模按照工序組合分為三類：單工序模、復合模和級進模。復合模與單工序模相比減少了沖壓工藝，其結構緊湊，面積較小；沖出的制件精度高，工件表面較平直，特別是孔與制件的外形同步精度容易保證；適于沖薄料，可充分利用短料和邊角余料；適合大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)率高，所以得到廣泛應用，但模具結構復雜，制造困難。 沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術密集型產(chǎn)品。沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設計和制造有直接關系。模具設計與制造技術水平的高低，是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志之一，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。 1.2 沖模在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的地位 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，沖模約占模具工業(yè)的 50%， ，在國民經(jīng)濟各個部門，特別是汽車、航空航天、儀器儀表、機械制造、家用電器、石油化工、輕工日用品等工業(yè)部門得到極其廣泛的應用。據(jù)統(tǒng)計，利用沖模制造的零件，在飛機、汽車、電機電器、儀器儀表等機電產(chǎn)品中占 60%70%，在電視機、錄音機、計算機等電子產(chǎn)品中占 80%以上，在自行車、手表、洗衣機、電冰箱、電風扇等輕工產(chǎn)品中占 85%以上。在各種類型的汽車中，平均一個車型需要沖壓模具 2000 套，其中大中型覆蓋件模具 300 套。1.3 國內(nèi)外沖壓模具的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢：按照中國模具工業(yè)協(xié)會的劃分，我國模具基本分為 10 大類，其中，沖壓模和塑料成型模兩大類占主要部分。按產(chǎn)值計算，目前我國沖壓模占 50左右，塑料成形模約占 20，拉絲模（工具）約占 10，而世界上發(fā)達工業(yè)國家和地區(qū)的塑料成形模比例一般占全部模具產(chǎn)值的 40以上。在采用 CAD/CAM/CAE/CAPP 等技術設計與制造模具方面，無論是應用的廣泛性，還是技術水平上都存在很大的差距。在應用 CAD 技術設計模具方面，僅有約 10%的模具在設計中采用了 CAD，距拋開繪圖板還有漫長的一段路要走；在應用 CAE 進行模具方案設計和分析計算方面，也才剛剛起步，大多還處于試用和動畫游戲階段；在應用 CAM 技術制造模具方面，一是缺乏先進適用的制造裝備，二是現(xiàn)有的工藝設備（包括近 10 多年來引進的先進設備）或因計算機制式（IBM 微機及其兼容機、HP 工作站等）不同，或因字節(jié)差異、運算速度差異、抗電磁干擾能力差異等，聯(lián)網(wǎng)率較低，只有 5%左右的模具制造設備近年來才開展這項工作；模具CAD/CAE/CAM 正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡化方向發(fā)展。模具檢測、加工設備向重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 1 緒論3精密、高效和多功能方向發(fā)展。快速經(jīng)濟制模技術。模具材料及表面處理技術發(fā)展迅速。21 世紀的今天,中國憑借豐富且廉價的人力資源、龐大的市場及其許多有利條件，已成為承接工業(yè)發(fā)達國家模具業(yè)轉(zhuǎn)移的良好目的地。隨著國際交往的日益增多和外資在中國模具行業(yè)的投入日漸增加，中國模具已經(jīng)與世界模具密不可分，中國模具在世界模具中的地位和影響越來越大。據(jù)相關專業(yè)人士分析，未來十年，中國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向?qū)⒅饕性谝韵聨讉€方面：(1)模具結構日趨大型、精密、復雜及壽命日益提高。由于成型零件日趨大型及高效率生產(chǎn)所要求的一模多腔，使模具日趨大型化；隨著零件微型化和模具結構發(fā)展的要求，今后模具加工的精度將更小，這必將促進超精密加工的發(fā)展。(2)CAD/CAE/CAM 技術在模具設計制造中的廣泛應用。在模具設計與制造中，開發(fā)并應用計算機輔助設計的制造系統(tǒng)(CAD/CAE/CAM)，發(fā)展高精度、高壽命模具和簡易模具(軟模、低熔點合金模具等)制造技術以及通用組合模具、成組模具、快速換模裝置等，以適應沖壓產(chǎn)品的更新?lián)Q代和各種生產(chǎn)批量的要求。模具制造是設計的延續(xù)，推行模具設計與制造一體化可達到優(yōu)化設計的要求。實踐證明，模具 CAD/CAE/CAM 技術是當代最合理的模具生產(chǎn)方式，既可用于建模、為數(shù)控加工提供 NC 程序，也可針對不同的模具類型，以相應的基礎理論，通過數(shù)值模擬方法達到預測產(chǎn)品成型過程的目的，改善模具結構。從 CAD/CAE/CAM 一體化的角度分析，其發(fā)展趨勢是集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡化，其中心思想是讓用戶在統(tǒng)一的環(huán)境中實現(xiàn) CAD/CAE/CAM 協(xié)同作業(yè)，以充分發(fā)揮各單元的優(yōu)勢和功效。因此，應大力進行高端輔助設計制造軟件的培訓、推廣和應用。(3)快速經(jīng)濟模具技術的推廣應用?？焖倌＞咧圃旒翱焖俪尚图夹g是在近兩來迅速發(fā)展起來的，并正向著高精度、更快捷的方向發(fā)展。與傳統(tǒng)的模具技術相比，該技術具有制模周期短、成本特點，是綜合經(jīng)濟效益較顯著的模具制造技術。近年來快速模具制造商投入了很大的人力和物力，對各種模具的快速制造工藝進行研發(fā)，對傳統(tǒng)的快速模具制造技術進行改造，嫁接了先進的 RP 及 NC 技術，有效滿足一些高精度、高壽命模具的生產(chǎn)需求。(4)提高模具標準化水平和模具標準件的使用率。模具標準化及模具標準件的應用將極大地影響模具制造周期，還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。模具標準件應進一步增加規(guī)格、品種、發(fā)展和完善銷售網(wǎng)絡，保證供貨速度，為客戶提供交貨期短、精度高、生產(chǎn)工藝性好、使用壽命長、價格低的優(yōu)質(zhì)模具標準件。(5)開發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術。模具材料是模具工業(yè)的基礎，制造沖壓件用的傳統(tǒng)金屬材料，正逐步被高強鋼板、涂敷鍍層鋼板、塑料夾層鋼板和其他重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 1 緒論4復合材料或高分子材料替代。隨著材料科學的發(fā)展，加強研究各種新材料的沖壓成形性能，不斷發(fā)展和改善沖壓成形技術。當前，國外模具材料系列日趨完善與細化，國內(nèi)開發(fā)的高級優(yōu)質(zhì)模具鋼品種雖然不少，但推廣應用不足，每年所需約 70 萬噸模具鋼還要有相當一分進口。模具表面處理技術對模具的制造精度、模具的強度、模具的壽命、模具的制造成本等有著直接的影響。稀土表面工程技術和納米技術表面工程技術的出現(xiàn)進一步推動模具制造的表面工程技術的發(fā)展。同時處理技術由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。(6)沖壓成形技術將更加科學化、數(shù)字化，可控化。科學化主要體現(xiàn)深入研究沖壓變形的基本規(guī)律、各種沖壓工藝的變形理念、失穩(wěn)理論與變形程度等對成形過程、產(chǎn)品質(zhì)量、成本、效益的預測和可控程序。數(shù)字化主要體現(xiàn)在應用有限元、邊界元等技術，對沖壓過程進行數(shù)字模擬分析，以預測某一工藝過程中坯料對沖壓的適應性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，從而優(yōu)化沖壓方案。(7)成形過程的數(shù)值模擬技術將在實用化方向取得很大的發(fā)展，并與化制造系統(tǒng)很好地集成。人工智能技術、智能化控制將從簡單形狀零件成形發(fā)展到覆蓋件等復雜開關零件成形，從而真正進入實用階段。(8)注重產(chǎn)品制造全過程，最大程度地實現(xiàn)多目標全局優(yōu)化。優(yōu)化將從傳統(tǒng)的單一成形環(huán)節(jié)向產(chǎn)品制造全過程及全生命期的系統(tǒng)整體發(fā)展。(9)對產(chǎn)品可制造性和成形工藝的快速分析與評估能力將有大的發(fā)展。以便宜從產(chǎn)品初步設計甚至構思時起，就能針對零件的可成形性及所需性能的保證度，作出快速分析評估。(10)沖壓技術將具有更大的靈活性或柔性，以適應未來小指量多品種混流生產(chǎn)模式及市場多樣化、修改化需求的發(fā)展趨勢，加強企業(yè)對市場變化的快速響應能力。推廣應用數(shù)控沖壓設備、沖壓柔性加工系統(tǒng)(FMS)、多工位高速自動沖壓機以及智能機器人送料取件，進行機械化與自動化的流水線沖壓生產(chǎn)。重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 2 工件工藝性分析及方案確定52 工件工藝性分析及方案確定2.1 工件工藝性分析 圖 1 零件圖由零件圖圖 1 可見，該工件的加工涉及到落料、沖孔、彎曲、翻孔等工序成形。該零件長為 76.4mm,屬于大制件，形狀簡單且對稱，適于沖裁加工。查冷沖壓模具設計與制造表 2.3 沖壓件內(nèi)、外形所能達到的精級精度，因制件形狀簡單、對稱，沖裁件內(nèi)外形所能達到的精級精度為 IT12-IT13。查表 2.7 一般剪切斷面表面粗糙度為3.2m。材料 08 鋼，其沖壓性能較好，孔與外緣的壁厚較大，復合模中的凸凹模壁厚部分具有足夠的強度。根據(jù)工件形狀，初步確定采用落料、沖孔、翻孔和拉深等工序，現(xiàn)確定以下方案：表 1 單工序模、連續(xù)模和復合模的性能比較 項目單工序模連續(xù)模復合模尺寸精度精度較高可達 IT1310 級可達 IT98 級工件形狀易加工簡單件可加工復雜零件，如寬度極小的異形件、特殊形件形狀與尺寸要受模具結構與強度的限制孔與外形的位置精度較高較差較高工作情況工件平整性推板上落料，平整較差，易彎曲推板上落料，平整重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 2 工件工藝性分析及方案確定6工件尺寸一般不受限制宜較小零件可加工較大零件工件料厚一般不受限制0.66mm0.053mm操作性能方便方便不方便，要手動進行卸料安全性比較安全比較安全不太安全工藝性能生產(chǎn)率低，壓力機一次行程只能完成一道工序，但在多工位壓力機使用多副模具時，生產(chǎn)率高高，壓力機一次行程內(nèi)可完成多道工序較高，壓力機一次行程內(nèi)能完成兩道以上工序條料寬度要求不嚴格要求嚴格要求不嚴格模具制造結構簡單，制造周期短結構復雜，制造和調(diào)整難度大結構復雜，制造難度大 對以上組合方案的比較，我們采用三副模具即：落料沖孔的復合模，翻孔單工序模和翻邊的單工序的工藝方案。工藝過程：落料翻孔翻邊2.2 零件尺寸計算1.平板毛坯翻孔直徑d0 可以近似的按彎曲展開計算(D1-d0)/2=2rt2h得 d0=24.12.旋轉(zhuǎn)體根據(jù)零件總面積計算出圓形面積毛坯直徑A1=dhA2=/42R1d-2R8R1+/42R2d-2R8R2A3=dh得直徑=53.8mm3 根據(jù)以上數(shù)據(jù)繪出零件回轉(zhuǎn)部分，再根據(jù)零件圖其他位置與之相對位置關系直接繪出完整零件展開圖圖 2 排樣重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 2 工件工藝性分析及方案確定7 表 2 導料板與條料之間的最小間隙 Zmin（mm）有 側(cè) 壓 裝 置條 料 寬 度 B/mm材料厚度 t/mm100 以下100 以上0.50.5112233445555555888888根據(jù)表 2 導料板與條料之間的最小間隙為 5mm4.確定搭邊 a 與 a1 的值表 3 搭邊 a 和 a1 數(shù)值圓件及 r2t 的工件矩形工件邊長 L50mm矩形工件邊長 L50mm或 r2t 的工件材料厚度工件間 a1沿邊 a工件間 a1沿邊 a工件間 a1沿邊 a0.250.250.50.50.80.81.21.21.61.62.02.02.52.53.03.03.53.54.01.81.21.00.81.01.21.51.82.22.52.01.51.21.01.21.51.82.22.52.82.21.81.51.21.51.82.02.22.52.52.52.01.81.51.82.02.22.52.83.22.82.21.81.51.82.02.22.52.83.23.02.52.01.82.02.22.52.83.23.5重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 2 工件工藝性分析及方案確定84.05.05.0123.00.6t3.50.7t3.50.7t4.00.8t4.00.8t4.50.9t由表 3 得條料寬度:b=100mm 步距:l=60 mm 2.3 計算材料利用率計算圖 3：零件展開圖1.計算制件的面積 A由于零件外形尺寸計算過于復雜，這里采用 caxa 軟件進行面積分析，面積 A 約為3328：A一個步距內(nèi)沖裁件的實際面積； B條料寬度（mm） ； S步距(mm)。2.材料利用率計算材料利用率 總= A/(b*l) 56%因此材料利用率為 56%重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 3 沖裁力計算及壓力機選擇93 沖裁工藝計算3.1 沖裁力計算沖裁力是指沖裁時凸模承受的最大壓力，包括施加給板料的正壓力和摩擦阻力。通常說的沖裁力是指的沖裁力的最大值，它是選用壓力機和設計模具的重要依據(jù)之一。平刃口沖裁模的沖裁力 F 一般按照下式計算F 落公式為F 落=KLt 式中 F 落落料力（N） L沖裁件周長(mm) t材料厚度(mm) 材料的抗剪強度（MPa） K系數(shù)，常取 K=1.3這里 L=319 t=3.2mm 取 =300MPa則 F 落=1.33193003.2 =398112（KN）F 沖公式為F 沖=KLt 式中 F 沖落料力（N） L沖裁件周長(mm) t材料厚度(mm) 材料的抗剪強度（MPa） K系數(shù)，常取 K=1.3這里 L=24.1 t=3.2 =300于是 F 沖=24.11.33.2300=94486F 總= F 落+F 沖=492,598 KN3.2 卸料力的計算板料經(jīng)過沖裁后，由于彈性變形恢復的作用，將使沖落部分的材料梗塞在凹模內(nèi)，而沖裁剩下的材料則緊箍在凸模上，為了使沖裁工作繼續(xù)進行，必須將凸模上的料卸下，將卡在凹模內(nèi)的料推出。從凸模上卸下箍著的料所需要的力就叫卸料力；將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需要的力叫做推件力；逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需要的力稱頂件力。由于本設計采用自然漏料的方式，因此沒有頂件力。卸料力、推件力是從壓力機、卸料裝置中獲得的。所以在選擇設備的公稱壓力或設計沖模時，應分別考慮。影響這些力的因素比較多，主要有材料的力學性能、材料重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 3 沖裁力計算及壓力機選擇10的厚度、模具間隙、凹模洞口的結構、搭邊大小、潤滑情況等，一般常用以下經(jīng)驗公式計算：卸料力：=0.065*492598=32019NFxKxF推件力：=1*0.1*492598=49260NTTFnK F3.3 選擇沖壓設備沖壓設備是提供模具行程能量的，在冷沖壓生產(chǎn)中，為了適應不同的沖壓工作需要，采用各種不同類型的壓力機。壓力機的類型很多，按傳動方式的不同，主要可分為機械壓力機和液壓壓力機兩大類。其中機械壓力機在冷沖壓生產(chǎn)中應用最廣泛。隨著現(xiàn)代沖壓技術的發(fā)展，高速壓力機、數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機等也日益得到廣泛地應用。下面表和表分別列舉了按沖壓件大小和按生產(chǎn)批量選擇設備。表 4 按沖壓件大小選擇設備零件大小選用類型特點適用工序小型或中小型開式機械壓力機有一定的精度和剛度，操作方便，價格低廉分離及成形（深度淺的成形件）大中型閉式機械壓力機精度與剛度更高，結構緊湊，工作平穩(wěn)分離、成形（深度大的成形件及復合工序） 按生產(chǎn)批量選擇設備沖壓件批量設備類型特點適用工序薄板通用機械壓力機速度快，生產(chǎn)效率高，質(zhì)量較穩(wěn)定各種工序小批量厚板液壓機行程不穩(wěn)定，不會因超載而損壞設備拉深、脹形、彎曲等高速壓力機高效率沖裁大批量多工位自動壓力機高效率，消除了半成品堆儲等問題各種工序為安全起見，防止設備超載，應注意以下幾點：1.所選沖壓機的公稱壓力必須大于沖壓所需的總沖壓力，即：F 壓機F 總2.所選壓力機的閉合高度應與沖模的閉合高度相適應，即滿足：沖模的閉合高度在壓力機的最大閉合高度和最小閉合高度之間。3.壓力機的工作臺面的必須大于模具下模座的外形尺寸，并還要留有安裝固定的余地，但過大的工作臺面上安裝過小尺寸的沖模時，對工作臺的受力條件也是不利的。重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 3 沖裁力計算及壓力機選擇114.壓力機的行程大小應適應，由于壓力機的行程影響到模具的張開高度，因此對于沖模、彎曲等模具，其行程不宜過大，以免發(fā)生凸模與導板分離或滾珠導向裝置脫開的不良后果。壓力機的公稱壓力必須大于等于沖壓力。計算總沖壓力 Fz，原則上只計算同時發(fā)生的力，并根據(jù)不同的模具結構分別對待。本設計采用的是彈性卸料裝置和下出料方式的沖裁模具，因此采用下列公式：總沖壓力=492598+32019+49260NzxTFFFF=1.3*573877=746040NFP:（1. 11. 3）根據(jù)沖壓模具設計與制造選取 750KN 開式可傾工作臺壓力機3.4 落料刃口計算查冷沖模設計表 3-3 沖裁模初始雙面間隙 Z取 Zmin=0.1mm Zmax=0.14mm對零件圖中未注公差的尺寸，沖壓件一般保證精度 IT14，因制件形狀簡單且對稱，在這里保證精度 IT13。查互換性與測量技術基礎表 3-6 簡單形狀沖裁時凸凹模的制造偏差 凹=+0.03mm 凸=-0.02mm 因此：| 凹|+| 凸|=0.03+0.02 mm =0.05mmZmax -Zmin=0.14-0.1mm =0.04mm | 凹|+| 凸| Zmax Zmin因此在這里采用單配方法加工。對于落料，先做凹模，并以它作為基準配做凸模查互換性與測量技術基礎表 2-4 查出其極限偏差為查冷沖模設計表 3-5 磨損系數(shù) 取 X=0.5則 D 凹= =(24.1-0.50.46）+（1/4）0.46 0 mm =23.87 +0.1150 mm落料凸模的尺寸按凹模尺寸配制，其雙面間隙為 0.100.14mm 重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 5 凸模、凹模及凸凹模124 彎曲工藝計算4.1 彎曲回彈值彎曲卸載后，由于中性層附近的彈性變形以及內(nèi)、外層總變形部分的恢復，使彎曲件的彎曲中心角和彎曲半徑變得和模具尺寸不一致的現(xiàn)象稱為回彈。一般情況下，凸模圓角半徑凸r取等于或略小于工件內(nèi)側(cè)的圓角半徑 r，對于工作 r 較大（r/t10） ，而且精度較高時，則應進行回彈計算并采取相應的措施。本設計中的相對彎曲半徑 r/t10 ，且彎曲角度無特殊要求，因此不考慮回彈。4.2 凸模圓角半徑 若彎曲件的內(nèi)側(cè)彎曲半徑為 r，則應取，但不能小于材料允許的最小彎曲半rr凸徑。如因工件結構上的需要，出現(xiàn) 時，則應取，然后增加一次整形工rminr凸rminr序，使整形模的。rr凸4.3 凹模圓角半徑與凹模深度凹?？趫A角半徑的大小直接影響坯料的彎曲成形。太小，彎曲時坯料拉入凹ArAr模的阻力大，厚度易拉薄，表面易擦傷。太大，會影響毛坯定位的準確性。對稱彎Ar曲時，若凹模兩邊的大小不一致，將因兩邊流動阻力不一致使坯料在彎曲過程中產(chǎn)Ar生偏移。凹模的深度應當適當。凹模太淺則坯料兩端的自由部分很長，彎曲件會彈大，直邊部分不平直。凹模太深，則浪費模具鋼材，且要求壓力機有較大的行程。由于本設計彎曲件有高度差，因此凹模深度只能根據(jù)工件的實際要求制定。4.4 彎曲模具間隙對于 U 形件，凸凹模的間隙對彎曲件回彈、表面質(zhì)量和彎曲力有很大影響。間隙愈大，回彈愈大，制件的誤差愈大；間隙過小，會使制件邊部壁厚減薄，降低凹模壽命。因此，必須根據(jù)彎曲件材料厚度、力學性能和彎曲件的高度、尺寸精度合理選擇凸、凹模的間隙。凸模和凹模單邊間隙 Z 一般按下式計算： Z=t+ct 式中：Z彎曲模凸模和凹模的單邊間隙； t板料厚度公稱尺寸； 板料厚度的上偏差； c間隙系數(shù)，可查表得到。當制件精度要求較高時，其間隙值應適當減小，取 Z=t。因為前面的設計中不考慮回彈，但為了盡量減少彎曲角的回彈值，取 Z=t。4.5 凸凹模寬度尺寸彎曲工序中，凸、凹模的寬度尺寸根據(jù)彎曲工件的標注方式不同，可根據(jù)下列情重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 5 凸模、凹模及凸凹模13況分別計算。（1）標注外形尺寸的彎曲件 應該以凹模為基準，首先設計凹模的寬度尺寸。當工件標注成雙向偏差時：凹模的寬度： 0(0.25 )ddLL當工件標注成單向偏差時：0(0.75 )ddLL在工件標注外形尺寸的情況下，凸模寬度應該按凹模寬度尺寸配置，并保證單邊間隙為 c，即0(2 )ppdLLc（2）標注內(nèi)形尺寸的彎曲件 應該以凸模為基準，首先設計凸模的寬度尺寸。當工件標注成對稱偏差時凸模寬度 0(0.25 )ppLL當工件標注成單向偏差時凸模寬度 0(0.75 )ppLL在工件標注內(nèi)形尺寸的情況下，凹模寬度尺寸應該按凸模寬度尺寸進行配制，并保證單邊間隙為 c，即 0(2 )dpdLLc式中： 彎曲凸、凹模寬度尺寸，mmpdLL、 L彎曲件外形或內(nèi)形基本尺寸，mm C彎曲模單邊間隙，mm 彎曲件尺寸公差，mm 凸、凹模制造公差，一般?。?/3-1/4）pd、由于工件標注在內(nèi)形上，因此以凹模為基準，先計算凹模寬度尺寸，基本尺寸為：30mm，板厚 3.2mm 的彎曲件未注公差為0.3，則由式：凸模寬度 = (30+0.25*0.6 )0-0.2=30.150-0.20(0.25 )ppLL凹模寬度 = (30.15+3.2*1)+20=33.35+0.200(2 )dpdLLc4.6 彎曲力的計算及壓力機選擇彎曲力是指彎曲件在完成預定彎曲時所需要的壓力機施加的壓力，是設計沖壓工藝過程和選擇設備的重要依據(jù)之一。彎曲力的大小與毛坯尺寸、零件形狀、材料的機械性能、彎曲方法和模具結構等多種因素有關，理論分析方法很難精確計算，在實際生產(chǎn)中常按經(jīng)驗公式進行計算。對于校正彎曲，其彎曲力比自由彎曲大得多，而且在彎曲過程中，兩者不重疊。因此在選擇壓力機時，以校正彎曲為依據(jù)即可。FF壓力校=FqA校式中：F校正彎曲力（KN） ； q單位面積上的校正力（MPa） ，q 值可校以按沖壓工藝及沖模設計表 4-4 取。A校正部分投影面積 mm2qA=50*3328=166400N=166KN=F校查沖壓模具簡明沖壓手冊選取 180KN 的開式可傾工作臺壓力機。重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 5 凸模、凹模及凸凹模145 凸模、凹模及凸凹模的結構設計5.1 模具材料的選擇從眾多模具材料中選出 9Mn2V 鋼，該模具鋼是一種綜合力學性能比碳素工具鋼好的低合金工具鋼，它具有較高的硬度和耐磨性，淬火時變形較小，淬透性很好。由于鋼中含有一定量的釩，細化了晶粒，減小了鋼的過熱敏感性，同時碳化物較細小和分布較均勻。9Mn2V 鋼的化學成分和物理性能分別如表 5 和表 6 所示表 5 9Mn2V 鋼化學成分（GB/T 12992000）W%CSiMnVPS0.850.950.401.702.000.100.250.0300.030表 6 臨界溫度臨界點Ac1AcmAr1Ar3溫度（近似值）730760655690 表 7 綜合性能耐磨性耐沖擊性淬火不變形性淬硬深度中等中等好淺紅硬性脫碳敏感性切削加工性差較大較好所以這里不管是凸模、凹模還是凸凹模，材料都選用 9Mn2V 鋼這里的落料凹模的熱處理硬度為 6062HRC 5.21 落料凸、凹模結構設計沖孔落料復合模的凸凹模其刃口平面與工件尺寸相同，這就產(chǎn)生了復合模的“最小壁厚”問題。沖孔落料復合模許用最小壁厚可按表 4 選取， 表 6 凸凹模最小壁厚a 數(shù)值 （單位： mm）部分如下材料厚度0.80.91.01.2最小壁厚2.32.52.73.25.2.2 確定凹模外形尺寸確定凹模外形尺寸的方法有多種，通常都是根據(jù)零件的材料厚度和排樣圖所確定重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 5 凸模、凹模及凸凹模15的凹模型孔壁間最大距離為依據(jù)，來求凹模的外形尺寸。凹模的刃口形式，考慮到本例生產(chǎn)批量較大，所以采用刃口強度較高的凹模，故采用階梯形直壁式。凹模的外形一般有矩形與圓形兩種，凹模的外形尺寸應保證凹模有足夠的強度與剛度，凹模的厚度還應考慮修模量。凹模的外形尺寸一般根據(jù)沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來確定。圖 4 落料凹模5.2.3 沖孔凸模外形尺寸1.凸模的形式采用類似直通式的形式，少了階梯形式的復雜，主要受凸?？椎挠绊?，避免出現(xiàn)最小壁厚。2.凸模的長度凸模的長度=沖孔凸模固定板的厚度+落料+超出落料、翻邊凸凹模的 2mm則凸模的長度=70mm沖孔凸模簡圖如圖 5圖 5 沖孔凸模524 凸凹模設計1.凸凹模的形式采用類似直通式的形式，少了階梯形式的復雜，主要受凸模孔的影響，避免出現(xiàn)最小壁厚。重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 5 凸模、凹模及凸凹模162.凸模的長度凸凹模的長度=沖孔凸模固定板的厚度+落料+超出落料，則凸模的長度=60 mm圖 6 凸凹模5.3 彎曲凸模凹模設計5.31 翻孔凸模如下圖圖 7 翻孔凸模5.32 翻孔凹模如下圖圖 8 翻孔凹模重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 5 凸模、凹模及凸凹模175.33 拉深翻邊凸模如下圖：圖 9 翻邊凸模5.34 拉深凹模如下圖：圖 10 翻邊凹模重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 6 主要零部件設計186 主要零部件設計6.1 模柄的設計中國模具設計大典第 4 卷，表 22.5-26 凸緣模柄（A40 JB/T7646.3-1994）選擇 B 型技術條件：按 JB/T 7653-1994 的規(guī)定材料：Q235-AF模柄簡圖如圖 7圖 11 模柄6.2 固定板設計查中國模具設計大典第 3 卷，表 22.5-19 固定板材料：45 熱處理硬度 4348HRC沖孔、翻邊凸凹模固定板的簡圖如圖：圖 12 凸凹模固定板重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 6 主要零部件設計19圖 13 落料凸模固定板圖 14 翻孔模固定板圖 15 拉深凸模固定板6.3 定位零件的設計 固定擋料銷的作用是控制送料步距，分圓形與鉤形兩種，一般裝在凹模上。定位銷的作用是提供條料的導向，以免送偏。材料：45熱處理硬度：4348HRC定位銷簡圖如圖：圖 16 定位銷重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 6 主要零部件設計206.4 出件機構的設計1.推板 1材料：45 熱處理：4348HRC落料模推件板簡圖如圖 17圖 17推件板2.推板 2材料：45 熱處理：4348HRC彎曲模推件板如圖：圖 18 推件板3 查中國模具設計大典第 3 卷，表 22.5-61 頂桿（JB/T7650.3-1994）材料：45 熱處理硬度：4348HRC落料模上頂桿的長度 L=沖孔凸模固定板厚度+上墊板厚度+空閑高度+行程距離 =40mm 上頂桿的結構簡圖如圖 19圖 19 上頂桿重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 6 主要零部件設計21下出件機構是個彈頂器，裝于下模座，由彈簧驅(qū)動。查中國模具設計大典第 3 卷，表 22.5-61 頂桿（JB/T7650.3-1994）材料：45 熱處理硬度：4348HRC彎曲模下頂桿的長度 L=沖孔、翻邊凸凹模固定板厚度+下模座厚度+翻邊高度和安全距離=50mm下頂桿的結構簡圖如圖 20圖 20 下頂桿重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 模架的選擇227 模架的選擇7.1 模架的具體類型標準模架中，應用最廣的是用導柱、導套作為導向裝置的模架。根據(jù)導柱、導套配置的不同有以下四種基本型式：對角導柱模架、后側(cè)導柱模架、中間導柱模架、四導柱模架。表 7 列舉了它們之間的功能及用途表 7 各模架功能及用途模架型式（標準號）功能及用途對角導柱模架GB/T2851.1-1990在凹模面積的對角中心線上，裝有前后導柱，其有效區(qū)在毛坯進給方向的導套間，受力平衡，上模座在導柱上運動平穩(wěn)，適用于縱向或橫向送料，使用面寬，常用于級金?；驈秃夏?。其凹模周界范圍為63mm50mm500mm500mm后側(cè)導柱模架GB/T2851.3-1990兩導柱、導套分別裝在上、下模座后側(cè)，凹模面積是導套前的有效區(qū)域，可用于沖壓較寬條料，且可用邊角料，送料及操作方便，可縱向、橫向送料。主要適用于一般精度要求的沖模，不宜用于大型模具，因有彎曲力矩，上模座在導柱上運動不平穩(wěn)。其凹模周界范圍為63mm50mm400mm250mm中間導柱模架GB/T2851.5-1990其凹模面積是導套間的有效區(qū)域，僅使用于橫向送料，常用于彎曲?；驈秃夏！＞哂袑蚓雀?，上模座在導柱上，運動平穩(wěn)的特點。其凹模周界范圍為 63mm50mm500mm500mm四導柱模架GB/T2851.7-1990模架受力平穩(wěn)，導向精度高。使用于大型制件，精度很高的沖模，以及大批量生產(chǎn)的自動沖壓生產(chǎn)線上的沖模。其凹模周界范圍為160mm250mm630mm400mm重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 模架的選擇237.2 模架的選擇7.2.1落料的模架選擇圖 21 落料模7.2.2. 成型模架選擇圖 22 翻孔模重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 模架的選擇24圖 23 翻邊模7.3 模具工作原理落料模具工作原理： 條料送進定位螺釘 6，上模 13 下行，凸模 12，凹模 7 凸凹模 21，對板料進行落料，上?；爻檀驐U推動桿 11，推桿 11 推動頂件塊 19 進行卸料翻孔模工作原理：工件送入凹模 11，上模座 5 下行壓料板 15 壓住工件，凸模 10 對工件翻孔，上?；爻?，推件塊 12 推出零件拉深模工作原理翻孔后工件入凹模 10，上模座 4 下行，凸模 9 對工件拉深彎曲。上模座 4回程，推件塊 11，推出工件，加工完成。重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 結論25結論在這次的畢業(yè)設計中，我綜合了兩年多來所學的所有專業(yè)知識，使我受益匪淺。不僅使自己的專業(yè)技能有所發(fā)揮并且掌握的更為熟練，也加強了在大學階段所學專業(yè)理論知識的鞏固。在做畢業(yè)設計的過程中，在設計和繪圖都遇到方面遇到了一些問題，經(jīng)過老師和同學的指導幫準，再加上自身不懈的努力，問題得到了及時解決。這次的畢業(yè)設計使我對冷沖壓模具設計有了一定的認識，在模具設計過程中，不僅把大學四年所學到知識加深了，還學會了查有關書籍和資料，能夠把各科靈活的運用到設計中去。這次的畢業(yè)設計不僅是對自己大學四年的考核，也是在工作之前對自身的一次全面、綜合型的測試。這為今后的工作做好了鋪墊和奠定了一定的基礎。重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 參考文獻26參考文獻1 模具設計及 CAD.高軍等編.北京：化學工業(yè)出版社.2006.82 沖壓手冊.王孝培編.北京：機械工業(yè)出版社.20003 模具結構與設計基礎.許發(fā)樾等編.北京：機械工業(yè)出版社.20024 中國模具設計大典第三卷.中國機械工程學會，中國模具設計大典編委會編.南昌：江西科學技術出版社.2003.15 沖模設計手冊.沖模設計手冊編寫組編.北京：機械工業(yè)出版社.2003.56 沖模設計應用實例.模具實用技術叢書編委會編.北京：機械工業(yè)出版社.1999.57 冷沖模設計.上海市教育委員會編.丁松聚主編.北京：機械工業(yè)出版社.2007.68 互換性與測量技術基礎.廖念創(chuàng)主編.北京：中國計量出版社.2006.19 模具設計與制造實訓教程.李學鋒主編.北京：化學工業(yè)出版社.2005.110 沖壓模具設計與制造技術.郭景儀等主編.北京：北京出版社.1991.411 模具制造工藝.柳舟通等主編.北京：科學出版社.2005.8重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 致謝27致謝幾年的艱苦跋涉，四個月的精心準備，畢業(yè)論文終于到了劃句號的時候，心頭照例該如釋重負，但寫作過程中常常出現(xiàn)的輾轉(zhuǎn)反側(cè)和力不從心之感卻揮之不去。論文寫作的過程并不輕松，工作的壓力時時襲擾，知識的積累尚欠火候，于是，我只能一次次埋頭于圖書館中，一次次在深夜奮筆疾書。第一次花費如此長的時間和如此多的精力，完成一篇具有一定學術價值的論文，其中的艱辛與困難難以訴說，但曲終幕落后留下的滋味，值得我一生慢慢品嘗。敲完最后一個字符，重新從頭細細閱讀早已不陌生的文字，我感觸頗多。雖然其中沒有什么值得特別炫耀的成果，但對我而言，是寶貴的。它是無數(shù)教誨、關愛和幫助的結果。我要感謝我的指導教師。老師雖身負教學、科研重任，仍抽出時間，不時召集我和同學督責課業(yè)，耳提面命，殷殷之情盡在諄諄教誨中。這篇論文更傾注了他的大量心血。從初稿到定稿，他不厭其煩，一審再審，大到篇章布局的偏頗，小到語句格式的瑕疵，都一一予以指出。是他傳授給我方方面面的知識，拓寬了我的知識面，培養(yǎng)了我的功底，對論文的完成不無裨益。我還要感謝學校所有教過我的老師，是你們讓我成熟成長；感謝學院的各位工作人員，他們細致的工作使我和同學們的學習和生活井然有序。謹向我的父母和家人表示誠摯的謝意。他們是我生命中永遠的依靠和支持，他們無微不至的關懷，是我前進的動力；他們的殷殷希望，激發(fā)我不斷前行。沒有他們就沒有我，我的點滴成就都來自他們。讓我依依不舍的還有各位學友和室友。在我需要幫助的時候他們伸出溫暖的雙手，鼎立相助。能和他們相遇、相交、相知是人生的一大幸事。本論文的完成遠非終點，文中的不足和淺顯之處則是我新的征程上一個個新的起點。我將繼續(xù)前行！