2646 防塵墊圈沖壓成形工藝及模具設(shè)計2,防塵,墊圈,沖壓,成形,工藝,模具設(shè)計 河南機電高等?？茖W(xué)校學(xué)生畢業(yè)設(shè)計中期檢查表學(xué)生姓名 張海時 學(xué) 號 061304438 指導(dǎo)教師 蘇光課題名稱 防塵墊圈沖壓成形工藝及模具設(shè)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(wù)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(xué)習(xí)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(fù)責(zé)人： 年 月 日端蓋沖壓成形工藝及模具設(shè)計摘要：設(shè)計著重介紹了制件的成型工藝，及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計。通過對制件的工藝分析，確定了工藝方案。并設(shè)計了一套倒裝復(fù)合模具。在設(shè)計同時利用參考資料，確定了各工作零件的尺寸。并較多的考慮了模具結(jié)構(gòu)的調(diào)整性、易更換性及模具成本。同時在模具設(shè)計內(nèi)容中融匯了沖壓模具的不同加工方法、加工工藝及裝配工藝，對初學(xué)沖壓模具模設(shè)計者有一定的參考價值。本設(shè)計從模具設(shè)計到零部件的加工工藝以及裝配工藝等進行詳細(xì)的闡述，并應(yīng)用CAD進行各重要零件的設(shè)計。關(guān)鍵詞： 翻邊模 復(fù)合模Lamp screen pressing formed technology and mold design Abstract: The design introduced emphatically the workpiece takes shape the craft, and mold structural design. Through to the workpiece craft analysis, has determined the craft plan. And has designed set of true things compound molds. Uses the reference during the design, has determined each work components size. And many considerations mold structure adjustment, easy replacement and mold cost. Meanwhile has blended together the ramming mold different processing method in the mold design content, the processing craft and the assembly craft, to begins studies the ramming mold mold designer to have the certain reference value. This design designs from the mold to the spare part processing craft as well as the assembly craft and so on carries on the detailed elaboration, and carries on each important components using CAD the design.Key words: the turn down dims mold the compound mold.河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設(shè)計與制造 學(xué) 生 姓 名 : 張海時 學(xué) 號: 061304438 設(shè)計(論文) 題目： 防塵墊圈沖壓成形工藝及模具設(shè)計 起 迄 日 期: 2009 年 3 月 20 日~ 6 月 8 日 指 導(dǎo) 教 師: 蘇光 2009 年 3 月 20 日畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書1．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題來源及應(yīng)達(dá)到的目的：該課題來源于生產(chǎn)實踐。在完成該課題之后，應(yīng)對沖壓工藝生產(chǎn)較為熟悉，能熟練掌握相關(guān)設(shè)計手冊的使用，能獨立完成一套模具的設(shè)計及模具工作零件加工工藝的編制，能夠運用模具設(shè)計軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。2．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：（1）了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀；（2）沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝分析；（3）墊片沖裁模設(shè)計，并編寫設(shè)計說明書一份；（4）繪制模具總裝圖二張，并畫出所有零件的零件圖；（5）編制主要零件加工工藝過程卡。厚度：3mm 材料：45 鋼 生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn)所在專業(yè)審查意見：負(fù)責(zé)人： 年 月 日系部意見：系領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日機 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 粗銑 工序號 02零件名稱 卸料板 零件號 00-10零件重量 同時加工零件數(shù) 1材 料 毛 坯牌 號 硬 度 型 號 重 量45 鋼設(shè) 備名 稱 型 號夾 具名 稱輔 助工 具銑床 虎鉗 游標(biāo)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(zhuǎn) 速 切 削速 度 基 本工 時一次 1 銑上平面 75 面銑刀?游標(biāo)卡尺 0.5 2 1 200㎜/ min800r/min一次 1 銑下平面 75 面銑刀 游標(biāo)卡尺 0.5 2 1 200㎜/ min800r/min一次 2 銑兩端面 20 立銑刀?游標(biāo)卡尺 0.5 1 1 60㎜/ min1300r/mi一次 2 銑兩端面 20 立銑刀 游標(biāo)卡尺 0.5 1 1 60㎜/ 300r/mimin1設(shè) 計 者 張海時 指 導(dǎo) 教 師 蘇光 共 頁 第 頁零件號 零 件 名 稱 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 00—11 凸凹模工序號 工 序 名 稱 工序內(nèi)容 車間 設(shè)備 量 具 工 時1234567891011備料熱處理刨熱處理磨平面鉗工劃線加工螺釘孔、安裝孔加工中心熱處理磨平面鉗工精修鋸床下料 Φ120㎜×150㎜退火刨六面，互為直角，留單邊余量 0.5調(diào)質(zhì)磨 6 面，互為垂直，留單邊余量 0.1劃出個孔的位置線安劃線位置加工螺釘孔和銷孔，并攻螺紋按編制程序銑削主要成型部位，包括沖裁凸模、落料凹模按熱處理工藝，淬火回火達(dá)到 58～62HRC按圖紙要求，鉗工精修拋，全面達(dá)到設(shè)計下料車間熱處理車間模具車間熱處理車間模具車間模具車間模具車間熱處理車間模具車間模具車間模具車間鋸床刨床磨床銑床熱處理爐磨床線切割鋼尺硬度測量儀游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺硬度測量儀0.5210522512222編制 張海時 校對 蘇光 審核 批準(zhǔn) 河南機電高等?？茖W(xué)校畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書畢業(yè)設(shè)計題目：防塵墊圈沖壓成形工藝及模具設(shè)計系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 班 級 模具 064 學(xué)生姓名 張海時 學(xué) 號 061304438 指導(dǎo)教師 蘇光 2009 年 5 月 15 日目 錄1、緒論……………………………………………………………………12、設(shè)計依據(jù)、原始數(shù)據(jù)…………………………………………………63、零件沖壓加工工藝分析………………………………………………73、1 沖裁件結(jié)構(gòu)工藝性……………………………………………73、2 沖裁件的精度和斷面粗糙度…………………………………84、確定零件沖壓工藝方案………………………………………………94、1 方案比較………………………………………………………94、2 確定方案………………………………………………………95、排樣設(shè)計 ……………………………………………………………115、1 導(dǎo)正孔 ………………………………………………………115、2 確定條料的寬度 ……………………………………………115、3 排樣的方式 …………………………………………………115、4 材料的經(jīng)濟利用 ……………………………………………12 6、沖裁工藝力的計算 …………………………………………………146、1 沖裁力 ………………………………………………………146、2 卸料力 、推件力 和頂件力的計F卸 推算……………………156、3 沖壓設(shè)備的選擇 ……………………………………………166、4 模具壓力中心的確定 ………………………………………187、零件沖壓工藝計算 …………………………………………………197、1 凸、凹模間隙值的確定………………………………………197、2 凸、凹模刃口尺寸的確定……………………………………19結(jié)論 ……………………………………………………………………26致謝 ……………………………………………………………………29參考文獻 ………………………………………………………………31河南機電高等專科學(xué)校畢 業(yè) 設(shè) 計 評 語學(xué)生姓名：張 海 時 班級: 模具 064 學(xué)號： 061304438 題 目： 防 塵 墊 圈 沖 壓 成 形 及 模 具 設(shè) 計 綜合成績： 指導(dǎo)者評語：張海時同學(xué)基本上能按照任務(wù)書要求完成防塵墊圈沖壓成形工藝及模具設(shè)計，工作量充足，模具結(jié)構(gòu)一般可行，但存在錯誤，零件圖公差標(biāo)注、技 術(shù)要求不夠全面，說明書較完整，基本上符合規(guī)范性要求。建議成績評定為及格，修改后可以提交答辯。指導(dǎo)者(簽字) ： 年 月 日畢 業(yè) 設(shè) 計 評 語評閱者評語：張海時同學(xué)畢業(yè)設(shè)計題目來源于生產(chǎn)實踐，工作量達(dá)到要求，基本上能按照規(guī)范性要求書寫設(shè)計說明書，零件圖標(biāo)注、技術(shù)要求不夠全面，裝配圖模具結(jié)構(gòu)總體可行，但存在錯誤。建議成績評定為及格，修改后可以提交答辯。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(fù)責(zé)人( 簽字)： 年 月 日河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 1 -1.緒 論目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)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(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢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(wù)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(dá) 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(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 2 -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(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)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(chǔ)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(yīng)市場經(jīng)濟，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)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(shù)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(shù)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(dá)國家大多是15～20 萬美元，有的高達(dá) 25～30 萬美元，與之相對的是我國相當(dāng)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(shè)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(shè)備數(shù)控化率和 CAD/CAM 應(yīng)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(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)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。河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 3 -第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)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(xì)，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，其馀為自產(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(wù)，與國際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)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(guān)技術(shù)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(shè)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(shù)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(dá)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(shù)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(shè)計制造中廣泛應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)； 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)； 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 4 -4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)； 5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)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(shù)； 7）模具的精度將越來越高； 8）模具研磨拋光將自動化、智能化； 9）研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)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(guān)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(shù)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(biāo)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(yīng)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。 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 5 -國外模具總量中,大型、精密、復(fù)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(dá) 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(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具工藝設(shè)計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)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(dá)國家大多 15～20 萬美元，有的達(dá)到 25～30 萬美元。國外先進國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70%以上，而我國才達(dá)到 45％．河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 6 -2、設(shè)計依據(jù)、原始數(shù)據(jù)圖 1-1 空調(diào)機墊片零件圖空調(diào)機墊片，材料：45 號鋼，厚度 3mm，生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)。河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 7 -3、零件沖壓加工工藝分析沖裁件的工藝性是指沖裁件對沖裁工藝的適應(yīng)性。一般情況下，對沖裁件工藝性影響最大的是幾何形狀、尺寸和精度要求。良好的沖裁工藝性應(yīng)能滿足材料較省、工序較少、模具加工較易、壽命較高、操作方便及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等要求。1、沖裁件結(jié)構(gòu)工藝性（1）沖裁件孔的最小尺寸 模具凸模的強度受沖裁件上孔的尺寸的影響，所以沖裁件上的孔不能太小，查《冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)書 》表 2-2，沖裁空調(diào)機墊片時，沖孔的最小尺寸為 1.3t=0.39mm，該零件的孔遠(yuǎn)比0.39mm 大，所以凸模的強度不受沖裁件上孔的尺寸的影響。（2）最小孔距、孔邊距 沖裁件的孔與孔、孔與邊緣之間的距離 a(見圖2-1)不能太小，否則模具強度不夠或使沖裁件變形，一般 a≥2t，但是不得小于 3～4mm。該零件最小孔邊距 a=75.50mm>2t=6mm。因為模具強度足夠，故不用分開沖小孔。圖 2-15.0河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 8 -2、沖裁件的精度和斷面粗糙度（1）精度 零件圖 1-1 所示防塵墊圈零件其外形相對比較簡單，形狀規(guī)則，適合沖裁加工。但零件尺寸公差要求較高，按 IT14 級選取，利用普通沖裁方式可達(dá)到圖樣要求。查《冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)書 》表 2-3，該沖裁件內(nèi)形尺寸公差為 0.20mm，外形尺寸公差為 0.40mm；表 2-4，孔中心距公差為±0.25（2）斷面粗糙度 查《冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)書》表 2-5，材料厚度 t=3mm，得斷面粗糙度=25 m。aR?河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 9 -4、確定零件沖壓工藝方案該零件的外形簡單，形狀規(guī)則，材料為 45 鋼板，厚度t=3mm， =600MPa。由于生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)。而且成型工藝只有沖孔b?和落料兩個工序，所以設(shè)計關(guān)鍵是設(shè)計模具工作零件的結(jié)構(gòu)，保證模具使用壽命。1、方案比較方案一：采用單工序模，對于該零件，沖模的結(jié)構(gòu)簡單、制造周期短，價格低，而且通用性好，比較容易在實現(xiàn)自動化，但是壓力機一次行程內(nèi)只能完成一個工序，生產(chǎn)效率不太高。方案二：采用復(fù)合模，壓力機一次行程內(nèi)可以完成兩個或者兩個以上工序，生產(chǎn)效率高，適合大批量零件生產(chǎn)，沖件精度較高，不受送料誤差影響，內(nèi)外形相對位置一致性好，適宜沖薄料，但是很難實現(xiàn)自動化，只能實現(xiàn)部分自動化，而且制造復(fù)雜性和價格都比單工序模高。方案三：采用級進模，壓力機一次行程內(nèi)可以完成多個工序，生產(chǎn)效率高，沖件精度高，適合中小型零件的大批量零件生產(chǎn)，容易實現(xiàn)自動化，較難保證內(nèi)外形相對位置一致性。模具強度高，耐磨性能要好，級進模制造復(fù)雜性和價格要比復(fù)合模低。 2、確定方案比較以上方案，決定采用復(fù)合模沖裁該零件，由于生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，而且具有操作方便、安全制造方便，維修容易等特點，模具強度較河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 10 -高，壽命較長。采用側(cè)刃定距保證定位.該零件屬于小型零件，而且產(chǎn)量是大批量生產(chǎn)。從模具的制造復(fù)雜性和價格還有生產(chǎn)效率等方面考慮，所以決定采用復(fù)合模沖裁該零件。河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 11 -5、排樣設(shè)計1、導(dǎo)正孔利用中間的孔作為導(dǎo)正孔2、確定條料的寬度條料寬度的確定原則是：最小條料寬度要保證沖裁時工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(dǎo)料板之間送進，并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙。因此，在確定條料寬度時必須考慮到模具的結(jié)構(gòu)中是否采用側(cè)壓裝置和側(cè)刃，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)分別進行計算。因為此級進?？紤]采用的是自動送料方式，所以設(shè)計時采用側(cè)刃裝置，和采用側(cè)壓裝置，所以計算條料寬度時，無按以下式計算： B=〔D+2 +nb〕 (mm)a0??式中： B 為條料寬度的基本尺寸；D 為條料寬度方向零件輪廓的最大尺寸(mm)條料下料剪切公差(mm) ，?查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表 2.5.3。得 =0.9mm， =0.5mm。cB=〔114+2x2.5+1〕 (mm)=120 (mm)。09.?09.?3、 排樣的方式根據(jù)以上分析，排樣圖見圖 4-4 所示。河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 12 -圖 4-44、 材料的經(jīng)濟利用 沖壓件大批量生產(chǎn)成本中，毛坯材料費用占 60%以上，排樣的目的就在于合理利用原材料。衡量排樣經(jīng)濟性、合理性的指標(biāo)是材料的利用率。 其計算公式如下：一個進距內(nèi)的材料利用率 = X100% = X100% ?Ｆ ０Ｆ ??Ａ ＢＦ河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 13 -式中 F 為工件的實際面積；為所用材料面積，包括工件面積與廢料面積；Ｆ ０A 為送料進距； B 條料寬度。得 = X100% = =46.3%???Ａ ＢＦ ??36520479?所以一個進距內(nèi)的材料利用率為 46.3%河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 14 -6、沖裁工藝力的計算1、沖裁力計算沖裁力的目的是為了合理地選擇壓力機和設(shè)計模具，壓力機的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的要求。沖裁力的大小主要與材料力學(xué)性能、厚度及沖裁件分離的輪廓長度有關(guān)。平刃口模具沖裁時，沖裁力 F（N）可按下式進行計算FKLt??式中 L—沖裁件周邊長度（mm） ；t —材料厚度（mm） ；—材料抗剪強度（M Pa） ；?K—系數(shù)。 （考慮到模具刃口的磨損，模具間隙的波動，材料力學(xué)性能的變化及材料厚度偏差等因素，一般取 K=1.3）一般情況下，材料的 ，為計算方便，也可用下式計算沖裁力1.3b???F（N） bLt式中 —材料的抗拉強度（ MPa） 。b此制件所需的沖裁力 由沖孔力、落料力兩部分組成。沖查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表 8-1 得 =600 M Pab?= （ ）F??bL321?=2mm*600MPa*(357.96mm+329.07mm+517.47mm)=216.81kN所以此制件所需的沖裁力 =216.81kN。F河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 15 -2、卸料力 、推件力 和頂件力的計算F卸 推當(dāng)上模完成一次沖裁后，沖入凹模內(nèi)的制件或廢料因彈性擴張而梗塞在凹模內(nèi)，模面上的材料因彈性收縮而會緊箍在凸模上。為了使沖裁工作連續(xù)，操作方便，必須將套在凸模上的材料刮下，將梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料向下推出或向上頂出。從凸模上刮下材料所需的力，稱為卸料力；從凹模內(nèi)向下推出制件或廢料所需的力，稱為推料力。從凹模內(nèi)向上頂出制件所需的力，稱頂件力。如圖 4-5 所示。圖 4-5 工藝力示意圖、 、 是由壓力機和模具的卸料、推料、頂件裝置獲得的。影F卸 推 頂響這些力的因素主要有材料的力學(xué)性能、材料厚度、模具間隙、凸、凹模表面粗糙度、零件形狀和尺寸以及潤滑情況等。要準(zhǔn)確計算這些力是困難的，實際生產(chǎn)中常用下列經(jīng)驗公式計算=卸F沖卸K=推 沖推n=頂 沖頂式中 ----沖裁力（k N）沖F—系數(shù)，查《冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)書》表 2-20 得，K卸 推、河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 16 -卸料力、推件力和頂件力系數(shù)， =0.035， =0.040；K卸 推—梗塞在凹模直壁內(nèi)的制件或廢料數(shù)量，n=h/t。查表 2-22，取nh=9，得 =3。= =0.035*216.81kN=7.59kN卸F沖卸K= =3*0.040*216.81kN=3.22kN推 沖推n所以此制件所需的卸料力、推件力和頂件力分別為 7.59 k N、3.22kN。3、沖壓設(shè)備的選擇（1） 、壓力機的噸位應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥跊_裁時的總力?！輭篎總式中 為所選壓力機的噸位。壓為沖裁時的總力?？倹_壓力 的計算總= + + 總F沖 卸 推F=216.81kN+7.59kN+3.22kN=227.62kN查《冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)書》表 8-10 得，完成該制件所需的沖壓力為 250kN。（2） 初步選擇壓力機 由《冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)書》表 8-10 查得，選壓力機為開式雙柱可傾壓力機，型號為 J23-25，其參數(shù)如表 1-1 所示。河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 17 -表 1-1型號 J23-25公稱壓力/kN 250滑塊行程/㎜ 65滑塊行程次數(shù)/（次/min） 55最大封閉高度/㎜ 270封閉高度調(diào)節(jié)量/㎜ 55滑塊中心線至床身距離/㎜ 200床身兩立柱間距離/㎜ 270前后 370工作臺尺寸/㎜左右 560前后 200左右 290工作臺孔尺寸/㎜直徑 260厚度 50墊板尺寸/㎜直徑直徑 40模柄孔尺寸/㎜深度 60前后滑塊底面尺寸/㎜左右最大傾斜角度/（°） 30河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 18 -4、模具壓力中心的確定沖裁力合力的作用點稱為沖模壓力中心。為了保證壓力機和沖模正常平穩(wěn)的工作，必須使沖模的壓力中心與壓力機滑塊中心重合。該零件壓力中心分析圖如圖 4-6 所示。圖 4-6 壓力中心分析圖按下列公式求壓力中心的坐標(biāo)值（ ， ）：xoy0Lxno???21yno21得73.462.519806.2914.75.96.1*7*0325*6.37 ???xo河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 19 -取整數(shù)為 437。 。0?yo7、零件沖壓工藝計算1、凸、凹模間隙值的確定凸、凹模間隙對沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度、模具壽命以及沖裁力、卸料力、推件力等有較大影響，所以必須選擇合理的間隙。沖裁間隙數(shù)值主要按制件質(zhì)量要求，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)值來選用。查《冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)書》表 2-9，該沖裁件為 45 鋼板，板料厚度為 3mm，故沖裁模初始雙邊間隙=0.27mm， =0.33mm。minzmaxz2、凸、凹模刃口尺寸的確定1、確定凸、凹模刃口尺寸的原則：a、落料模先確定凹模刃口尺寸，其標(biāo)稱尺寸應(yīng)取接近或等于制件的最小極限尺寸，以保證凹模磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格制件，凸模刃口的標(biāo)稱尺寸應(yīng)比凹模小一個最小合理間隙。b、沖孔模先確定凸模刃口尺寸，其標(biāo)稱尺寸應(yīng)取接近或等于制件的最大極限尺寸，以保證凸模磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格的孔。凹模刃口的標(biāo)稱尺寸應(yīng)比凸模大一個最小合理間隙。c、選擇模具刃口制造公差時，要考慮工件精度與模具精度的關(guān)系，既要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較工件精度高 2～3 級。工件尺寸公差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差，所謂“入體”原則是指標(biāo)注工件尺寸公差時應(yīng)向材料實體方向單向標(biāo)注，即：落料河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 20 -件上偏差為零，下偏差為負(fù)；沖孔件上偏差為零，下偏差為負(fù)。2、凸、凹模配合加工時的工作部分尺寸對于沖裁復(fù)雜形狀沖件的模具或薄板零件的模具，為了保證沖裁凸、凹模間有一定的間隙值，其凸、凹模常采用配合加工方法。凸、凹模工作部分尺寸計算：其落料件按凹模磨損后尺寸增大、減小和不變的規(guī)律三種；沖孔件按凸模磨損后尺寸增大、減小和不變的規(guī)律三種。計算公式見《冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)書》表 2-14。第一類尺寸：落料凹模或沖孔凸模磨損后尺寸將會增大，計算公式為：=( -x△) Ajmax??25.0第二類尺寸：落料凹?；驔_孔凸模磨損后尺寸將會減小，計算公式為：=( +x△) Bjin025.??第三類尺寸：凹?；蛲鼓Ｄp后尺寸基本不變，計算公式為：=( +0.5△) ±Cjmin1.式中 △為零件的公差(mm)；因沖裁件尺寸公差要求較高，精度按IT11 選取。X 為磨損系數(shù)，其值在 0.5～1 之間，按表 2-13 選取。該零件精度為 IT11，故 x=0.75（1）設(shè)計凸模、凹模的刃口尺寸沖裁該空調(diào)機墊片零件用級進模來完成，工序分為三步，所以有三對凸、凹模，三對凸、凹模都采用配合加工的方法來制造。第一對凸、凹模的圖形如圖 4-1 所示：空調(diào)機墊片零件的基本尺寸 凹模刃口尺寸 凸模刃口尺寸圖 4-1河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 21 -第一步工序為沖孔，選凸模為設(shè)計基準(zhǔn)件，只需計算凸模刃口尺寸及制造公差，凹模刃口尺寸由凸模的實際尺寸按間隙要求配做。由《冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)書》表 2-8 查得，沖裁模初始雙邊間隙=0.270mm， =0.330mm。由表 2-12 查得：尺寸為 60mm 時，minzmaxz=0.020mm; 尺寸為 13.1mm 時, =0.020mm。由表 2-13 查得：?p ?pX=0.75。根據(jù)第二類尺寸， =( +x△) ，又工件的公差△=0.1，故沖孔Bjmin025.??凸模的基本尺寸計算如下：1= (60+0.75x0.1) mm=60.08 mma025.?025.?b1=(13.1+0.75x0.1) mm=13.18 mm. .沖孔凸、凹模的尺寸如圖 4-2 所示。沖孔凹模的尺寸（按凹模實際尺寸配做， 沖孔凸模的尺寸河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 22 -保證雙面間隙值為 0.270～0.330mm） 圖 4-2第二對凸、凹模的圖形如圖 4-3 所示：空調(diào)機墊片零件的基本尺寸 凹模刃口尺寸 凸模刃口尺寸圖 4-3第二步工序為沖孔，選凸模為設(shè)計基準(zhǔn)件，只需計算凸模刃口尺寸及制造公差，凹模刃口尺寸由凸模的實際尺寸按間隙要求配做。其計算同上，A2=B1， 2= b1 a（2） 、計算凹模外形尺寸：凹模厚度：按公式 H=Kb(≥15mm)凹模壁厚：按公式 C=（1.5～2）H(≥30mm)式中 b 為沖裁件的最大外形尺寸；b=114mm。K 為系數(shù)，考慮板料厚度的影響，查表 2-24，得 K=0.24。河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 23 -則 H=Kb=0.24*114=27.36mm但考慮到要增加凹模強度來提高模具壽命，所以凹模的厚度要適當(dāng)增加，故取 30mm。C=（1.5～2）H=45～60mm根據(jù)零件尺寸即可以估算凹模的外形尺寸；長度 X 寬度為 500mmX315mm。（3） 、凸模固定板的厚度：厚度一般取凹模厚度的 0.6～0.8 倍。H1=0.8H=0.8X30mm=24mm。（4） 、卸料板的厚度：厚度一般取凹模厚度的 0.8～1.0 倍。H2=0.8H=0.8X30mm=24mm。（5） 、凸模墊板的采用和厚度：是否采用墊板，以凸模的承壓面進行計算，按以下公式計算：=?AF式中 F 為沖裁力。A 為凸模的承壓面（按最小的凸模的承壓面計算） 。則 = = =100.6MPa。?215680N查《冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)書》表 2-39 得鑄鐵模板的[ ]為 90～140MPa。?p在 之間，為了安全起見，因此須采用墊板，墊板厚度取 8mm。?p（6） 、橡膠彈性體自由高度：根據(jù)零件材料厚度為 3mm，沖裁時凸模進入凹模深度取 1mm， ， ，彈簧的自由高度 =60mm。h自 由（7） 、計算凸模外形尺寸：河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 24 -凸模形長度 L=24+21+24-1=68mm，考慮模具維修時刃磨留量 2mm，三個凸模的長度一樣都為取 70mm。凸模長度確定后一般不需要作強度核算。8） 、模具總體設(shè)計 有了上述各步計算所得的數(shù)據(jù)及確定方案便可以對模具進行總體設(shè)計并畫出草圖，如-圖 4-6 所示。從結(jié)構(gòu)圖初算出閉合高度：=（60+8+70+30+75-1）=242mmH模根據(jù)凹模的外形尺寸，確定下模板的外形尺寸為 500mmX315mm。9） 、模具的主要零部件的設(shè)計 本模具是采用自動送料的級進模，三個凸模用固定板固定，凹?？芍苯佑寐葆斉c圓柱銷固定而且在橫向的定位上增設(shè)一個定位銷。卸料裝置采用彈性的，導(dǎo)向裝置采用導(dǎo)柱導(dǎo)套，定位零件用側(cè)刃定位和自動送料，用始用擋料銷作首次定位條料，模柄用浮動模柄。10)、選定設(shè)備 此模具的總沖壓力： =227.62kNF總閉合高度： =242mmH模外廓尺寸： 500mmX315mm。選 J23-25 壓力機，根據(jù)所要的總沖壓力 =227.62kN總F來看，要用 250kN 的壓力機。此壓力機的主要技術(shù)參數(shù)規(guī)格為：最大沖壓力 250kN滑塊行程 65mm連桿調(diào)節(jié)量 55mm 最大裝模高度 270mm 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 25 -工作臺尺寸 370mmX560mm因此根據(jù)沖壓力、閉合高度、外廓尺寸等數(shù)據(jù)，所以選擇 J23-25 壓力機是合適的。結(jié)論畢業(yè)設(shè)計作為三年大學(xué)學(xué)習(xí)中極為重要的一部分，是衡量一個學(xué)生專業(yè)課水平的重要標(biāo)志。畢業(yè)設(shè)計是我們所學(xué)課程的一次系統(tǒng)而深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，是一次理論聯(lián)系實踐的訓(xùn)練，也是我們步入工作前的一次檢驗。就我個人而言，通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我學(xué)習(xí)到了許多知識，對模具的設(shè)計與制造有了極為深刻的認(rèn)識，是一次由理論向?qū)嵺`的飛躍，回顧一個多月的設(shè)計生活，讓我感慨頗深，主要體會有以下幾點：河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 26 -1、扎實的基礎(chǔ)課，專業(yè)課是模具設(shè)計的基礎(chǔ)由于以前所學(xué)的課程難免有些理解不深，遺忘等，而本次設(shè)計又或多或少的用到了這些知識，從而迫使我認(rèn)真扎實的學(xué)習(xí)了以前的課程，并加深了對這些課程的理解、真正有一種溫故而知新的感覺，如機械制圖中的各種線型的特點應(yīng)用，材料力學(xué)中的應(yīng)力校核，熱處理中各種材料與熱處理性能，公差配合與測量技術(shù)中公差的正確選用，模具的加工與制造技術(shù)。塑料模具的設(shè)計與制造步驟，模具材料的正確選用等。2、理論與實踐相結(jié)合的重要性以前的學(xué)習(xí)中，基本上是純理論的學(xué)習(xí)，雖然有金工實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)等實踐的體味，但卻停留在表面上，沒有進行過真正的設(shè)計，從而使理論與實踐嚴(yán)重脫節(jié)，而現(xiàn)在我們是在經(jīng)歷了金工實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)后的一次真正的練兵。我認(rèn)真回顧了以前所見所學(xué)的塑料模知識，在腦海里反復(fù)了思考了塑料模的步驟，然后開始到圖書館查資料作設(shè)計。在作設(shè)計的過程中，我才真正感覺到眼高手低的含義，同時也“窺一斑而知全豹” ，自己的學(xué)習(xí)中的不足和薄弱環(huán)節(jié)暴露無遺，但是在老師們的幫助下以及自己的努力下，我終于克服了重重困難，使設(shè)計得以順利的進行。通過向老師們請教，我了解到設(shè)計要面向企業(yè)，面向市場的原則，畢業(yè)設(shè)計正是對實踐能力的一次強有力的訓(xùn)練，是我們獨立工作的前湊，將對我們以后的工作產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。3、對模具設(shè)計中的安全性，經(jīng)濟性加深了認(rèn)識河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 27 -在設(shè)計工作中，要不斷對安全性進行分析，從操作者的角度進行設(shè)計，在設(shè)計中，需要考慮到模具的成本問題，經(jīng)濟效益是工業(yè)生產(chǎn)的前提，成本的高直接決定了產(chǎn)品的競爭力，故在設(shè)計中盡可能的選用標(biāo)準(zhǔn)件。4、電腦成為設(shè)計中重要的輔助工具。由于工件形狀復(fù)雜，在設(shè)計中計算塑件的體積出現(xiàn)了很大的難度，后經(jīng)蘇老師指點迷津，通過 Pro/E 繪圖和計算才得以解決。另外在繪零件和裝配圖時采用電腦也更方便快捷。采用電腦處理，精度高，方便快捷，在本次設(shè)計時，要求機械繪圖，電子文檔文本，從而對 AUTOCAD 的學(xué)習(xí)有了很大的進展，對 WORD，WPS 等各種文字處理工具有了更為熟練的操作，而模具 CAD 技術(shù)已成為該行業(yè)的發(fā)展趨勢，電腦終將成為設(shè)計的必備工具，這對提高學(xué)生的綜合素質(zhì)著極為重要的現(xiàn)在意義。5、設(shè)計態(tài)度直接決定著設(shè)計質(zhì)量畢業(yè)設(shè)計一般時間都足夠，但足夠的時間不一定都能設(shè)計出優(yōu)秀的模具。這就除了能力水平的問題外，極為重要的一點便是態(tài)度問題，作為學(xué)生必須要態(tài)度謙虛、工作認(rèn)真、勤學(xué)好問、實事求是，才能正確對待設(shè)計，才有可能取得設(shè)計的圓滿成功?？傊?，通過畢業(yè)設(shè)計使我對模具的設(shè)計與制造有了更深的認(rèn)識，得到了許多有益的啟示，這對畢業(yè)后的過渡轉(zhuǎn)變有極重要的影響。在以后的工作中，我將繼續(xù)保持謙虛謹(jǐn)慎的工作作風(fēng)，揚長避短，多與人交流，提高自己的個人素質(zhì)和技能積累經(jīng)驗，誠實守信，爭取在事業(yè)上更上一層樓，河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 28 -芝麻開花—節(jié)節(jié)高。致謝時光如電，歲月如梭，三年的大學(xué)生活即將結(jié)束，而我也即將離開可敬的老師和熟悉的同學(xué)踏入不是很熟悉的社會中去。在這畢業(yè)之際，作為一名工科院校的學(xué)生，做畢業(yè)設(shè)計是一件必不可少的事情。畢業(yè)設(shè)計是一項非常繁雜的工作，它涉及的知識非常廣泛，很多都是書上沒有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設(shè)計計算，這些都要靠自己運用自己的思維能力去解決，可以說，沒有一定的毅力和耐心是很難完成這樣復(fù)雜的工作。河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 29 -在學(xué)校中，我主要學(xué)的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計就相當(dāng)于實戰(zhàn)前的一次總演練。畢業(yè)設(shè)計不但把我以前學(xué)的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，也使我在溫習(xí)舊知識的同時也可以學(xué)習(xí)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(chǔ)。由于本人資質(zhì)有限，很多知識掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計中難免要遇到很多難題，在有課程設(shè)計的經(jīng)驗及老師的不時指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計日趨完善。畢業(yè)設(shè)計雖然很辛苦，但是在設(shè)計中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時也汲取了更完整的專業(yè)知識，鍛煉了自己獨立設(shè)計的能力，使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗對我以后的工作一定有很大的幫助，而且也鍛煉我的吃苦耐勞的精神，讓我在這個競爭的社會里有立足之地。最后，我衷心感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師蘇光老師在這一段時間給予我無私的幫助和指導(dǎo)，并向你們致意崇高的敬意，以后到社會上我一定努力工作，不辜負(fù)你們給予我的知識和對我寄予的厚望！河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 30 -河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 31 -8、參考文獻1、 《冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)書》 王芳 主編 機械工業(yè)出版社 19992、 《沖壓工藝與模具設(shè)計》 原紅玲主編 高等教育出版社 20083、 《沖壓模具圖冊》 楊占堯主編 高等教育出版社 2008