止動(dòng)件的沖裁復(fù)合模設(shè)計(jì),止動(dòng)件,復(fù)合,設(shè)計(jì) 摘 要本論文介紹了止動(dòng)件的沖裁復(fù)合模設(shè)計(jì)的全過程。對模具設(shè)計(jì)進(jìn)行了全面的介紹和分析，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了模具的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)包括沖裁壓力、沖裁刃口尺寸以及材料利用率的計(jì)算。確定各主要的零件結(jié)構(gòu)尺寸、設(shè)計(jì)并繪制排樣圖、零件圖以及裝配圖等一系列的工作。關(guān)鍵詞：止動(dòng)件；沖壓；復(fù)合模目 錄前 言11止動(dòng)件設(shè)計(jì)21.1沖裁件分析21.1.1 產(chǎn)品分析21.1.2材料分析22 沖裁件的分析32.1沖裁件的工藝性32.2材料利用率32.2.1材料利用率的基本內(nèi)容32.2.2材料利用率的計(jì)算公式32.3材料搭邊值的計(jì)算32.3.1排樣方式32.3.2最小搭邊值的計(jì)算33凸、凹模的刃口尺寸計(jì)算及沖裁壓力計(jì)算53.1凸、凹模的刃口尺寸計(jì)算53.1.1凸、凹模的刃口尺寸計(jì)算原則53.1.2凸、凹模的刃口尺寸計(jì)算公式53.2沖裁壓力63.2.1沖裁壓力的計(jì)算63.2.2降低沖裁力的措施64模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及選擇74.1選擇模具結(jié)構(gòu)74.1.1復(fù)合模74.1.2正裝與倒裝復(fù)合模的選擇74.2凹模板74.2.1凹模板的尺寸計(jì)算74.2.2凹模板尺寸圖84.3凸模84.3凸凹模95模具總圖及孔的放置105.1螺紋孔和銷孔的放置105.2裝配圖11總 結(jié)12致 謝13附錄14參考文獻(xiàn)15前 言幾千年前，模具就已經(jīng)被我們的祖先用來制造青銅器，說明我國在模具上的水平已經(jīng)領(lǐng)先國外了。經(jīng)過幾千年的沉淀，模具的種類越來越多，對我們的生活影響越來越大，在汽車、航空、電子、日常用品等產(chǎn)品中發(fā)揮了重要的作用。在數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的今天，冷沖模開發(fā)的三個(gè)層面已經(jīng)高度集成緊密的融合在一起。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的種類和數(shù)量越來越多，沖壓行業(yè)仍是蒸蒸日上，對各種不同種類的沖壓人才的需求持續(xù)增長，所以我們身上的責(zé)任也越來越重。我們學(xué)的模具有兩種分為：塑料模具和沖壓模具。沖壓模具的形式很多。根據(jù)工藝分類可分為：沖裁模、拉伸模、彎曲模、成形模；根據(jù)工序組合可分為：單工序模、級(jí)進(jìn)模、復(fù)合模。塑料模成型加工方法不同，可分為：注塑模、傳遞模、壓鑄模、擠出模、中空吹塑模和熱成型模具。而我這次設(shè)計(jì)的就是沖壓模中的復(fù)合模。冷沖模模具設(shè)計(jì)是為模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)學(xué)生在學(xué)完技術(shù)基礎(chǔ)、基礎(chǔ)理論課和專業(yè)課的基礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)的環(huán)節(jié)。綜合了材料力學(xué)、塑性力學(xué)、機(jī)械原理與設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝等多科學(xué)的應(yīng)用，這是一門應(yīng)用型和理論性很強(qiáng)的課程。其目的是：讓我們具體應(yīng)用和理解課程及有關(guān)模具的理論知識(shí)及生產(chǎn)知識(shí)， 了解沖壓模模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法和步驟；培養(yǎng)設(shè)計(jì)能力；結(jié)合生產(chǎn)和使用等條件，獨(dú)立地完成模具總體結(jié)構(gòu)及其零部件的設(shè)計(jì)。熟練掌握手工繪圖的能力和AutoCAD、UG等軟件的應(yīng)用能力，熟悉了解有關(guān)國家（部頒）標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等，加強(qiáng)對模具設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。1止動(dòng)件設(shè)計(jì)1.1沖裁件分析1.1.1 產(chǎn)品分析如圖1-1所示沖裁零件，產(chǎn)品名稱：止動(dòng)件材料:Q235，厚度:t=2mm，適合大批量生產(chǎn)。圖1-1 沖裁零件1.1.2材料分析沖裁變形的零件應(yīng)該具有較好的塑性、一定的硬度和剛性。如果零件的塑性太差，剪切過程時(shí)間短，會(huì)得不到足夠的光亮帶，從而大大使沖裁質(zhì)量和精度變差；硬度太低，會(huì)使零件的平整度變差，而且會(huì)產(chǎn)生材料附著，但是硬度太高塑性差，還影響模具的壽命；零件剛度太差，不便于送料、取件。因此選用Q235。2 沖裁件的分析2.1沖裁件的工藝性沖裁件的工藝工藝性能是指沖裁件對沖裁工藝的適應(yīng)性，所以零件的材質(zhì)、形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸及公差等對沖裁工藝要求的符合程度，良好的沖裁工藝可以顯著的降低零件的生產(chǎn)成本。2.2材料利用率2.2.1材料利用率的基本內(nèi)容排樣時(shí)，在保證制件質(zhì)量的前提下，主要考慮如何提高材料的利用率（沖裁件的實(shí)際面積 與用了的材料的面積之比），利用率越大，制造的沖裁件就越多。2.2.2材料利用率的計(jì)算公式材料利用率的計(jì)算公式：=A /Bs100 %A表示沖裁件的實(shí)際面積；B表示條料的的寬度；s表示沖裁時(shí)條料在模具上每次送進(jìn)的距離，它的值為兩個(gè)沖裁件間對應(yīng)點(diǎn)之間的距離。如圖2-1得，材料利用率：A /Bs100 %5320/（7578）%89.7 %2.3材料搭邊值的計(jì)算2.3.1排樣方式在對沖裁件進(jìn)行排樣時(shí)，要根據(jù)零件的形狀尺寸精度要求生產(chǎn)率結(jié)構(gòu)和壽命以及操作安全方便等因素來進(jìn)行。這樣會(huì)使綜合經(jīng)濟(jì)效益提高。因?yàn)榇藳_裁件適合批量生產(chǎn)。排樣時(shí)為了避免材料的浪費(fèi)，因此選擇直排。這種排樣方式是有廢料排樣，模具根據(jù)工件外形進(jìn)行沖裁，工件旁邊都留有搭邊。這樣既能保證沖裁質(zhì)量，也能是沖裁件的壽命延長。2.3.2最小搭邊值的計(jì)算如圖2-1所示排樣圖根據(jù)參考文獻(xiàn)1表2-19最小搭邊值來進(jìn)行計(jì)算。圖2-1排樣圖 a=2.2 a1=2.8t=2 L=78 B=75所以最小搭邊值為2.5。3凸、凹模的刃口尺寸計(jì)算及沖裁壓力計(jì)算3.1凸、凹模的刃口尺寸計(jì)算3.1.1凸、凹模的刃口尺寸計(jì)算原則因?yàn)橥?、凹模之間存在間隙，所以沖裁件旁邊都是帶有錐度的，且落料件的尺寸等于凹模的尺寸，沖孔件的尺寸等于凸模尺寸。沖裁過程中，凸、凹模要與沖裁零件或廢料會(huì)發(fā)生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，從而使間隙變得越來越大。因此，在確定凸、凹模刃口尺寸時(shí)，必須遵循下述原則：沖孔模先確定凸模的刃口尺寸，其標(biāo)稱尺寸應(yīng)取接近或等于制件的最大極限尺寸，保證凸模磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格的孔。刃口的基本尺寸要根據(jù)沖裁性質(zhì)、刃口磨損的方向和最小的間隙尺寸來確定，保證沖裁件在磨損之后還能達(dá)到所需的公差要求。凸、凹模的刃口公差尺寸應(yīng)該根據(jù)凸、凹模的結(jié)構(gòu)、加工方法以及沖裁間隙來確定。3.1.2凸、凹模的刃口尺寸計(jì)算公式根據(jù)刃口尺寸計(jì)算原則，得到刃口尺寸的計(jì)算公式為：落料 Dd=(Dmax-x)+d 0Dp=(Dmax-x-Zmin)0 -p沖孔 Dd=(dmin+x)0 -pdd=(dmin+x+Zmin)+d 0式中Dd、Dp 落料凹、凸模的刃口尺寸（mm） dp、dd沖孔凸、凹模刃口尺寸（mm） Dmax落料的最大尺寸（mm） dmin沖孔的最小尺寸（mm） 沖裁件的公差（mm，如果沖裁件是任意尺寸，按IT14級(jí)精度處理） Zmin最小間隙（mm） p、d凸凹模的刃口公差（mm）x磨損系數(shù)，x值在0.51之間，它與沖裁件的精度有關(guān)，可按下列關(guān)系選擇：沖裁件精度較高（IT10）時(shí)：x=1;沖裁件精度一般（IT11IT13）時(shí)：x=0.75；沖裁件精度較低（IT14以下）時(shí)：x=0.5。落料（30+0.24 +0.11)由參考文獻(xiàn)1表2-3得知，Zmin=0.10,Zmax=0.14.所以x=0.5。確定刃口尺寸公差，由參考文獻(xiàn)1表2-7得知凸、凹模的刃口尺寸公差p=0.02mm ,d=0.03mm。將上述得到的數(shù)值代入得刃口尺寸為： Dd=（36.24-0.50.04）+0.03 0=36.2+0.03 0 mmDp=（36.22-0.10）0 -0.02=36.10 -0.02 mm沖孔（220 -0.02）由參考文獻(xiàn)1表2-7得知刃口磨損系數(shù)x=0.75.確定刃口尺寸公差，得知刃口尺寸公差為p=0.02mm，d=0.02mm。將上述所得數(shù)值代入得到刃口尺寸為：dp=（22+0.750.12）0 -0.02 =22.090 -0.02 mmdd=（22.09+0.10）+0.02 0 =22.19+0.02 0mm3.2沖裁壓力3.2.1沖裁壓力的計(jì)算沖裁力是凸模沖穿板件時(shí)所需的壓力，通常指沖裁力的最大值。沖裁力的影響因素有很多，比如材料的厚度、剛度模具、間隙大小等。所以沖裁力可按下式計(jì)算：F=KLtb式中F指沖裁力；L指沖裁件長度;T指材料厚度;b指材料抗剪強(qiáng)度；K指的是一些不確定因素，一般取K=1.3抗剪強(qiáng)度由參考文獻(xiàn)1附錄1 所得：即F=1.378230461651N3.2.2降低沖裁力的措施在零件加工時(shí)，沖裁力較大會(huì)對零件生產(chǎn)造成不必要的影響。所以要采取一些措施：凸模階梯布置、加熱沖裁、斜刃沖裁。 4模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及選擇4.1選擇模具結(jié)構(gòu)4.1.1復(fù)合模復(fù)合模是一種多工序沖模，在壓力機(jī)的一次行動(dòng)中模具的同一個(gè)工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上不同沖壓工序。復(fù)合模的主要特征是：至少有一個(gè)具有雙重作用的工作零件，就是凸凹模。4.1.2正裝與倒裝復(fù)合模的選擇復(fù)合模分為正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模。區(qū)別在于正裝式復(fù)合模落料凹模裝在下模時(shí)，正裝復(fù)合模沖出的工件表面平整 ，精度較高。倒裝復(fù)合模是為落料凹模裝在上模時(shí)，倒裝復(fù)合模對凸凹模的最小壁厚有要求，不能太小，其最小壁厚值與材料和板料厚度有關(guān)。因此選用倒裝式復(fù)合模更為合理。4.2凹模板4.2.1凹模板的尺寸計(jì)算沖裁件凹模板的輪廓尺寸包括凹模板的長度（L）、寬度（B）、和厚度（H）。其中尺寸L和B的確定有幾下幾個(gè)因素：凹模刃壁到凹模板的距離（w1、w2、w3、w4）一般取凹模板厚度的1.52倍。凹模板的幾何中心應(yīng)盡量與沖裁壓力中心重合。凹模板厚度可按以下公式確定，但不能小于15mm。H=KS2（15mm）式中H凹模板厚度；S2凹模寬度方向最大距離；K考慮板料厚度的影響系數(shù)可按表4-1查取。表4-1系數(shù)K值S2/mm材料厚度t/mm0.5123350501001002002000.30.20.150.10.350.220.180.120.420.280.20.150.50.350.240.180.60.420.30.22根據(jù)表4-1得K=0.2,因此凹模板厚度為：H=0.2136=27.2mm即w1=w2=w3=w4=13.6mm因此得出L=167mm，B=163mm。根據(jù)凹模板的尺寸我們可以凸模固定板、導(dǎo)料板凸模墊板的長、寬都與凹模板相同，高度分別為40mm、10mm、15mm。因?yàn)閷?dǎo)柱、導(dǎo)套以及上下模座都是與凹模配做的，因此選用單側(cè)導(dǎo)柱模架。4.2.2凹模板尺寸圖 如圖4-1凹模板。尺寸未注公差I(lǐng)T14。圖4-1凹模板4.3凸模凸模長度計(jì)算。凸模長度主要根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，并考慮修模、裝配、操作安全等需要來確定。由于是沖裁復(fù)合模，因此選用彈性卸料。計(jì)算公式為： L=h1+h2+ha式中L指凸模長度（mm）；h1凸模固定板厚度（mm）；h2卸料板厚度（mm）；ha導(dǎo)料板厚度（mm）；因此根據(jù)公式得L=40+10+15=65,為了防止凸模與凹模固定板相碰損壞模具，因此留有1mm的間隙，即凸模長度為64mm。 圖4-2凸模4.3凸凹模復(fù)合模中即作為落料凹模又是沖孔凸模的零件就是凸凹模。當(dāng)凸凹模在模具的上模是則稱為正裝復(fù)合模，反正就是倒裝復(fù)合模。由于本套模具凸凹模在下模，因此選用倒裝復(fù)合模。如圖4-3為凸凹模，尺寸未注公差I(lǐng)T14。圖4-3凸凹模5模具總圖及孔的放置5.1螺紋孔和銷孔的放置表5-1螺孔銷孔的最小布置尺寸簡圖螺釘孔M6M8M10M12M16M20M24A淬火10121416202530不淬火8101113162025B淬火78910121317C淬火5不淬火3銷釘孔46810121620D淬火791112151620不淬火4678101316由于工作零件較大，因此選用了M24和M10型號(hào)的螺釘，銷孔則選用了8。為了可以增加凸模與上模座的可靠性及穩(wěn)定性，所以采用了4個(gè)螺釘。而銷釘?shù)拈L度則是根據(jù)連接模具之間的厚度決定的。5.2裝配圖圖5-1裝配圖1-下模座；2-導(dǎo)柱；3-彈簧；4-導(dǎo)套；5-推件塊；6-圓柱銷；7-模柄；8-螺釘；9-上墊板；10-凸模；11-擋料銷；12-凸凹模；13-卸料板；14-卸料螺釘；15-圓柱銷；16-螺釘；17-下墊板；18-凸凹模固定板；19-凹模板；20-推桿；21-凸模固定板；22-上模座板?？?結(jié)這次的課題我選擇的是止動(dòng)件沖裁復(fù)合模。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)我感慨良多，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我更加了解到模具加工在實(shí)際生產(chǎn)中的重要地位。不僅使自己的專業(yè)技能有所發(fā)揮并且掌握的更加熟練，也加強(qiáng)了所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)的鞏固。系統(tǒng)地鞏固了如：冷沖模具設(shè)計(jì)與項(xiàng)目實(shí)踐、模具加工工藝、機(jī)械制圖等許多課程。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，首先要考慮的就是零件是否符合沖裁的條件。從零件的材料看，我選擇了Q235，這個(gè)材料十分適合沖壓加工。而且沖裁件的剛性較好。在沖壓的工藝方案選擇時(shí)，我選擇了倒裝復(fù)合模，這樣的模具結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)效率高。在設(shè)計(jì)中，我還運(yùn)用了UG 3D繪圖軟件和CAD2D制圖軟件，雖然這些老師之前都教過，但是我總是不熟練，正好通過這次的機(jī)會(huì)，練習(xí)了一把，讓自己的制圖水平有了提高。做畢業(yè)設(shè)計(jì)就會(huì)遇到難題，比如凸凹模的設(shè)計(jì)、 刃口尺寸的計(jì)算。有許多的專業(yè)術(shù)語我都不認(rèn)識(shí)。不懂就問是我們從小被老師教育的，畢業(yè)設(shè)計(jì)怎么能少得了同學(xué)們和老師的幫助呢？在同學(xué)們和老師的悉心的指導(dǎo)下，我克服了一個(gè)又一個(gè)難題，如果沒有他們的幫助，我是不能這么順利的完成這份畢業(yè)設(shè)計(jì)的。而且在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，特別是模具在實(shí)際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時(shí)間里，對模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。使我對沖壓模具設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，主要零件的設(shè)計(jì)，主要工藝參數(shù)的計(jì)算，模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及零部件的設(shè)計(jì)等都有了進(jìn)一步的理解和掌握。模具在當(dāng)今社會(huì)生活中運(yùn)用得非常廣泛，掌握模具的設(shè)計(jì)方法對我們以后的工作和發(fā)展有著十分重要的意義。總之，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，是我自己認(rèn)真的結(jié)果，也是我為以后架起“工作”的關(guān)鍵一步，檢驗(yàn)了我大學(xué)幾年學(xué)習(xí)的成果，文中上述所有內(nèi)容主要是在講述模具設(shè)計(jì)的過程，利用對零件圖形的工藝分析，設(shè)計(jì)出適合加工零件的模具，以及達(dá)到生產(chǎn)要求，提高生產(chǎn)效率，零件的沖裁工藝性分析、模具結(jié)構(gòu)的確定是模具設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，只要合理就可以保證其加工精度及其各項(xiàng)指標(biāo)要求。通過這次止動(dòng)件沖裁復(fù)合模設(shè)計(jì)，讓我增加了不少專業(yè)方面的知識(shí)，提高了動(dòng)腦、動(dòng)手的能力。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)也存在著許多不足之處，希望各位指導(dǎo)老師批評出來，只有這樣，我才能發(fā)現(xiàn)自己的不足，才能去完善。致 謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我知道了團(tuán)隊(duì)重要性。謝謝大家的幫助。時(shí)光荏苒，如白駒過隙，又似流雨煙云，不知不覺，大學(xué)三年就這樣結(jié)束了?；厥淄?，一切都?xì)v歷在目，就如發(fā)生在昨日。謝謝大家陪我走過了那些光彩有落寞的青春，那孤單卻不可缺失的歲月，謝謝你們的包容，幫助和陪伴。除了謝謝同學(xué)之外還要感謝的就是老師了，記得剛上大一時(shí)，我們還對大學(xué)的新生活懵懵懂。而你就像人生道路上的一盞明燈，幫我指明方向。在我們無能為力時(shí)，您就會(huì)伸出援助之手幫我們渡過難關(guān)。你教會(huì)了我們很多，讓我們少走了很多彎路，也讓我們知道社會(huì)的險(xiǎn)惡?？傊?，真的謝謝您！附錄 止動(dòng)件沖裁復(fù)合模3D圖參考文獻(xiàn)1 丁友生，鄒吉權(quán).冷沖模具設(shè)計(jì)與項(xiàng)目實(shí)踐. 浙江：浙江大學(xué)出版社，2007.2 王秀鳳, 張永冷.沖壓模具設(shè)計(jì)與制造. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社20073 劉庚武 . 冷沖壓模具設(shè)計(jì). 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2005.4 王芳. 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.5 趙文珍. 機(jī)械實(shí)用手冊. 北京：科學(xué)出版社，2006.6 夏祖印，張能武機(jī)械加工實(shí)用手冊安徽：安徽科技出版社，19947 梅伶模具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20008 李雙義冷沖壓模具設(shè)計(jì)北京：清華大學(xué)出版社，19999 劉靖巖冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)廣州：輕工業(yè)出版社，200510 李發(fā)致. 模具先進(jìn)制造技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.15