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Z 形件板沖壓工藝及落料沖孔、彎曲模具設(shè)計摘 要進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代以來，各式各樣的五金件成為了主流。由于在生活中許多都要用到五金件，因此，五金沖壓模具將不斷發(fā)展，在近幾十年里會有突飛猛進(jìn)的成果。通過翻閱這些參考資料和文獻(xiàn)，深入了解了當(dāng)代的模具先進(jìn)制造技術(shù)和沖壓成型技術(shù)。查找整理資料后，對一些模具設(shè)計實例有了解與學(xué)習(xí)，進(jìn)一步學(xué)習(xí)了沖壓模具設(shè)計的方法，并能對模具設(shè)計的成本價格做出估算，從而對模具設(shè)計有了方向性的指導(dǎo)。通過對深入學(xué)習(xí)，對此零部件模具設(shè)計時的設(shè)計方式有了雛形。先分析零件的沖壓工藝；確定模具的總體結(jié)構(gòu)；結(jié)合零件的沖壓工藝及模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計排樣圖；根據(jù)排樣圖，計算利用率、沖載力、壓力、選用設(shè)備及刃口的尺寸。根據(jù)資料再用AutoCAD，對模具進(jìn)行設(shè)計，然后繪出裝配圖和零件圖進(jìn)行標(biāo)注，并編制零件的加工工藝卡，使理論和生產(chǎn)實際知識綜合運用，從而培養(yǎng)和提高了我獨立工作的能力。關(guān)鍵詞：沖壓模具，沖孔，切邊，折彎IAbstractSince the 1990s, automobile security has become the biggest concern of producers and consumers. As the seat belt in the accident is still the major means of protection, so many high-end car manufacturers gradually increased for advanced seat belt Research and Technology has invested heavily, one result is to prompt the driver to wear seatbelts seat belts prompted. Read these references and literature, in-depth understanding of the contemporary mold of advanced manufacturing technology and injection molding technology. Find collating information, and learn about some of the mold design instance, to further study the method of stamping die design, and estimates of the cost price of the mold design, mold design has been directional guidance.Through in-depth study, this part mold design belt buckle designed to take shape. First analysis of the parts stamping process; to determine the overall structure of the mold; combination of parts stamping process and the overall structure of the mold design layout plan; layout diagram to calculate utilization, red contained, pressure, selection of equipment and the size of the cutting edge. Data re-use of PRO / E, mold design, then the three-dimensional map into a two-dimensional assembly drawings and parts diagrams to label, and the preparation of parts processing card, the integrated use of theory and production of practical knowledge, so as to nurture and improved my ability to work independently.Key Words:stamping die，blanking ，cutting ，bendingII目 錄摘 要 .........................................................................................................................................IAbstract ......................................................................................................................................II目 錄 .......................................................................................................................................III第 1 章 緒論...............................................................................................................................11.1 課題背景及目的 ..........................................................................................................11.2 模具行業(yè)發(fā)展的研究現(xiàn)狀 ...........................................................................................11.3 課題研究的主要目標(biāo)和內(nèi)容 .......................................................................................21.3.1 課題研究的主要目標(biāo) ........................................................................................21.3.2 課題研究的主要要求 ........................................................................................31.4 工作任務(wù) .......................................................................................................................3第 2 章 沖模設(shè)計程序與步驟概述...........................................................................................42.1 沖件工藝性分析 ...........................................................................................................42.2 確定合理的沖壓工藝方案 ...........................................................................................42.3 進(jìn)行工藝計算 ...............................................................................................................42.4 模具總體設(shè)計 ...............................................................................................................52.5 選擇沖壓設(shè)備 ...............................................................................................................52.6 模具圖樣設(shè)計 ...............................................................................................................6第 3 章 折彎模設(shè)計...................................................................................................................73.1 毛坯尺寸計算 ...............................................................................................................73.1.1 零件的尺寸精度 ...............................................................................................73.2 工藝方案的確定 ...........................................................................................................83.3 進(jìn)行工藝計算 ...............................................................................................................83.3.1 卸料力 ...............................................................................................................93.3.2 沖裁間隙 .........................................................................................................103.4 沖壓工藝和壓力中心的計算 .....................................................................................113.4.1 沖裁力的計算 ..................................................................................................113.4.2 卸料力、推件力及頂件力的計算 ..................................................................12III3.4.3 壓力機(jī)公稱壓力的確定 ..................................................................................123.4.4 模具壓力中心的計算 ......................................................................................123.5 模具零件加工工藝 .....................................................................................................143.6 沖壓設(shè)備的選擇 .........................................................................................................15第 4 章 零部件的設(shè)計與選用...............................................................................................174.1 支撐固定及卸料零件 .................................................................................................174.2 彈性元件 .....................................................................................................................184.3 模架及其他零部件的選用 .........................................................................................18第 5 章 模具制造工藝與工藝規(guī)程.......................................................................................215.1 模具制造工藝規(guī)程 .....................................................................................................215.2 模具制造工藝規(guī)程的技術(shù)基礎(chǔ) .................................................................................215.3 模具零件制造工藝規(guī)程的基本內(nèi)容 .........................................................................22第 6 章 模具的使用...............................................................................................................23 6.1 模具檢測 ...................................................................................................................236.2 模具使用安全 ...........................................................................................................236.3 模具使用的要求 .......................................................................................................24 第 7 章 模具總裝圖...............................................................................................................24 總結(jié)與展望...............................................................................................................................27主要參考文獻(xiàn)...........................................................................................................................28致 謝.........................................................................................................................................300第 1 章 緒論1.1 課題背景及目的模具是成批和大量生產(chǎn)各種機(jī)電與家電產(chǎn)品的必備的基礎(chǔ)工藝裝備，是進(jìn)行少無切削加工的主要工具，是制造業(yè)發(fā)展的前提，是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。據(jù)近年來汽車、開關(guān)電器、農(nóng)機(jī)、儀器儀表、各類家電等制造行業(yè)的統(tǒng)計，已達(dá)到經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)規(guī)模的產(chǎn)品，其生產(chǎn)所使用的模具中，約 65%左右為冷沖模，20%左右為塑料模，壓鑄模和鍛模占 5%，其他模具合計占 10%。由此可見，冷沖模所占的比重最大，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。冷沖壓工藝與沖壓件是“一模一樣”的關(guān)系，生產(chǎn)的制件具有高精度、高復(fù)雜度、高一致性、高生產(chǎn)率、低消耗的特點。通過合理正確地設(shè)計更能有效地提高生產(chǎn)效率及材料利用率，降低生產(chǎn)成本，減輕勞動強(qiáng)度等優(yōu)勢。通過對此零件的產(chǎn)品設(shè)計，鞏固基本理論和專業(yè)知識，培養(yǎng)生產(chǎn)實際分析、解決實際問題、初步的研究思想和創(chuàng)新的能力。同時，提高設(shè)計能力和查閱資料能力，能快速地適應(yīng)以后的工作。通過這次設(shè)計，認(rèn)識到模具設(shè)計的主要性，同時了解產(chǎn)品質(zhì)量、精度、壽命等屬性和節(jié)約材料，降低成本，最重要的是提高了生產(chǎn)效率等生產(chǎn)經(jīng)驗，為走上工作崗位打好基礎(chǔ)。1.2 模具行業(yè)發(fā)展的研究現(xiàn)狀模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，被稱為“工業(yè)之母”。75％的粗加工工業(yè)產(chǎn)品零件、50％的精加工零件由模具成型，絕大部分塑料制品也由模具成型。作為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)行業(yè)，模具涉及機(jī)械、汽車、輕工、電子、化工、冶金、建材等各個行業(yè)，應(yīng)用范圍十分廣泛。 “九五”以來，發(fā)達(dá)國家紛紛將制造業(yè)轉(zhuǎn)移到我國，使我國模具工業(yè)面臨空前的發(fā)展機(jī)遇。模具已從過去的“附屬產(chǎn)品”逐漸成為“獨立”的新型產(chǎn)業(yè)，我國已成為模具生產(chǎn)大國和消費大國。國內(nèi)各行業(yè)的高速發(fā)展，在對模具工業(yè)提出了越來越高要求的同時，也大大加速模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前，國際模具行業(yè)競爭激烈，近兩年來德國模具整體價格已下降 1／4 左右，且全球 58％的模具由德國等西歐國家生產(chǎn)，中國等亞洲國家僅占極小的比例。目前，我國有模具生產(chǎn)廠點約兩萬家左右，第 1 章 緒論12003 年我國模具工業(yè)產(chǎn)值達(dá)到 450 億元，2005 年模具產(chǎn)值預(yù)計為 600 億元。按模具總量排名，緊隨日本、美國之后，居世界第 3 位。近兩年，我國的模具技術(shù)有了很大的提高，有些已接近或達(dá)到國際水平。我國的模具行業(yè)雖也已步入了高速發(fā)展時期，但存在的問題仍然不少。目前，中國 17000 多個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)約 50 多萬。1999 年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá) 245 億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)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(chǎn)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%。這些年來，中國模具工業(yè)一直以 15%左右的增長速度快速發(fā)展。模具工業(yè)是我國金屬制品的支柱，多數(shù)工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)都需要模具，小到手機(jī)蓋板，大到汽車頂，新加坡車門，都需要模具作為生產(chǎn)設(shè)備。機(jī)械、汽車、電子等產(chǎn)業(yè)是模具工業(yè)的主要市場，其中汽車、摩托車行業(yè)占有模具工業(yè)一半市場。國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大的動力。每一型號的汽車都需要幾千副模具，價值上億元；每一型號的摩托車將近千副模具，價值 1000 多萬元。隨著我國汽車、摩托車市場競爭逐漸白熱化，十幾年、幾十年不變的型號車將淘汰出局，消費者除追求其性能更完善，配置更為優(yōu)良外，對車輛外觀也十分挑剔。為了滿足消費者的需要，汽車、摩托車行業(yè)必須不斷地推出新產(chǎn)品、新型號。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展，加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校也在積極開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。1.3 課題研究的主要目標(biāo)和內(nèi)容1.3.1 課題研究的主要目標(biāo)1、 翻譯 1-2 篇與專業(yè)課程相關(guān)的最新英文文獻(xiàn)，文獻(xiàn)翻譯要求在 4000 字以上；2、 查閱和整理文獻(xiàn)并提交一篇反映課題內(nèi)容的文獻(xiàn)綜述，文獻(xiàn)綜述在 3000 字以上；3、按照要求結(jié)合文獻(xiàn)綜述，按時提交一份開題報告；根據(jù)選定的沖壓件進(jìn)行測繪設(shè)計，（或模擬數(shù)據(jù)），完成選定產(chǎn)品的 Pro/E/UG 三維造型設(shè)計；4、獨立完成汽車零部件沖壓模具的設(shè)計。確定沖壓工藝方案，設(shè)計合理的模具結(jié)構(gòu)；合理的選用模具材料和壓力機(jī)，具有分析解決沖壓工藝中質(zhì)量問題的能力，內(nèi)容2上注重理論與實踐相結(jié)合，全方位地表達(dá)模具的工作情況，模具的設(shè)計要有效地體現(xiàn)出“以應(yīng)用為目的”的特色，實用價值要高。5、完成模具總裝配圖設(shè)計、模具主要零部件的設(shè)計，設(shè)計圖正確、實用、美觀。選擇一至二個成型零件進(jìn)行加工制造工藝設(shè)計。6、按照開題報告的進(jìn)度計劃，獨立進(jìn)行模具設(shè)計所需的結(jié)構(gòu)設(shè)計、數(shù)據(jù)計算，結(jié)合個人的設(shè)計思路及相關(guān)的計算及理論依據(jù)，撰寫課題論文，做到文字通順，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，內(nèi)容精煉，講述要詳細(xì)，針對性、實用性要強(qiáng)，論文正文不少于 15000 字。7、目的：畢業(yè)設(shè)計（論文）是本（專）科教學(xué)過程最后的也是最重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。畢業(yè)設(shè)計（論文）的目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和基本技能，提高分析與解決實際問題的能力；使學(xué)生得到從事實際工作所必需的基本訓(xùn)練并具備科學(xué)研究工作的初步能力。通過這一教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生可以得到科學(xué)研究素養(yǎng)、創(chuàng)新意識和工程實踐能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，因而是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的一次較為系統(tǒng)的訓(xùn)練。1.3.2 課題研究的主要要求要求：畢業(yè)設(shè)計（論文）應(yīng)注重以下方面能力的培養(yǎng)：1、調(diào)查研究，檢索和查閱中外文獻(xiàn)和收集資料的能力；2、理論分析，進(jìn)行方案設(shè)計論證、分析比較的能力；3、設(shè)計、計算和繪圖的能力；4、實驗研究和數(shù)據(jù)處理的能力；5、外文閱讀和翻譯能力；6、計算機(jī)應(yīng)用能力；1.4 工作任務(wù)： 1、確定汽車制動底板的工藝方案2、設(shè)計汽車制動底板的模具3、模具各零件的實體造型4、模具的組裝 5、設(shè)計說明書一本第 1 章 緒論36、模具裝配圖一張(A0 或 A1)和主要部件 CAD 二維圖數(shù)張。第 2 章 沖模設(shè)計程序與步驟概述2.1 沖件工藝性分析1）根據(jù)所提供的產(chǎn)品圖樣，分析沖壓件的形狀、尺寸、精度、斷面質(zhì)量、裝配關(guān)系等要求。2）根據(jù)沖壓檢的生產(chǎn)批量，決定模具的結(jié)構(gòu)形式、選用材料。3）分析圖樣上沖壓件所用材料是否符合沖壓工藝要求。決定是否采用條料、板料、卷料還試邊角廢料。4）根據(jù)工廠現(xiàn)有設(shè)備情況以及沖壓件和沖壓件批量對設(shè)備的要求選擇合適的壓力機(jī)。5）根據(jù)工廠的制造水平及裝備情況，為模具結(jié)構(gòu)設(shè)計提供依據(jù)。6）了解模具標(biāo)準(zhǔn)部件商品的供應(yīng)狀況。2.2 確定合理的沖壓工藝方案1）根據(jù)對制件所作的工藝分析，確定基本的工序性質(zhì)，如落料、沖孔、彎曲等。2）進(jìn)行工藝計算，確定工序數(shù)目，如拉深次數(shù)等。3）根據(jù)沖件生產(chǎn)批量和條件（材料、設(shè)備沖件精度）確定工序組合，如采用復(fù)合沖壓工序或連續(xù)沖壓工序。4）根據(jù)各工序的變形特點、尺寸要求等確定工序排列順序，如采用先沖孔后彎曲，還是先彎曲后沖孔。2.3 進(jìn)行工藝計算1）計算毛坯尺寸，合理排樣并繪制排樣圖，計算出材料利用率。2）計算沖壓力，其中包括沖裁力、彎曲力、拉深力、卸料力、推件力、壓邊力等，以確定壓力機(jī)。3）選定壓力機(jī)型號、規(guī)格。4）計算壓力中心，以免模具受偏心負(fù)荷而影響模具的使用壽命。45）計算并確定模具主要零件（凸模、凹模、凸模固定板、墊板等）的外形尺寸以及彈性元件的自由高度。6）確定凸凹模間隙，計算凸凹模工作部分的尺寸。7）確定拉深模的壓邊圈、拉深次數(shù)、各種中間工序模具的尺寸分配，以及半成品尺寸計算等。2.4 模具總體設(shè)計2.4.1 進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，確定結(jié)構(gòu)件形式和標(biāo)準(zhǔn)。1）成形工作零件與標(biāo)準(zhǔn)確定 如凸模、凹模及凸凹的結(jié)構(gòu)形式是整體、組合還是鑲拼的。2）選定定位元件 如采用定位板或擋料銷或?qū)дN等。對于級進(jìn)模，還要考慮是否用始用擋料銷、導(dǎo)正銷和定距凸模（側(cè)刃）等。3）卸料與推件機(jī)構(gòu)及構(gòu)件的確定 卸料有剛性卸料和彈性卸料兩種形式。剛性卸料通常采用固定卸料板結(jié)構(gòu)形式，彈性卸料常采用彈簧或橡皮作為卸料元件。4）導(dǎo)向零件的種類和標(biāo)準(zhǔn)的確定 包括是否采用導(dǎo)向零件，采用何種形式的導(dǎo)向零件。設(shè)計中最常用的有滑動導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向和滾動導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向。2.4.2 模架種類及規(guī)格的確認(rèn)1）繪制模具整體結(jié)構(gòu)草圖，初步計算并確定模具閉合高度，概算模具外形尺寸。2.5 選擇沖壓設(shè)備根據(jù)工廠現(xiàn)有設(shè)備情況以及要完成的沖壓工序性質(zhì)，沖壓加工所需的變形力、變形功及模具閉合高度和輪轂尺寸等主要因數(shù)，選用壓力機(jī)的型號、規(guī)格，選用壓力機(jī)時必須滿足以下條件：1） 壓力機(jī)公稱壓力必須大于沖壓力。2） 模具的閉合高度應(yīng)在壓力機(jī)的最大閉合高度和最小閉合高度之間當(dāng)多副模具安裝在同一臺壓力機(jī)上時，多副模具應(yīng)該有同一個閉合高度。3）壓力機(jī)的滑塊行程必須滿足制件的成形要求。拉深時為了便于放料和第 1 章 緒論5取料，其行程必須大于拉深高度的 2-2.5 倍。4）為了便于安裝模具，壓力機(jī)工作臺面尺寸應(yīng)大于模具下模座尺寸，一般每邊大 50-70mm。臺面上的孔應(yīng)能保證制件或廢料漏卸。2.6 模具圖樣設(shè)計2.6.1 繪制模具總圖1）主視圖 常取模具的工作位置，采用剖面畫法。2）俯視圖和仰視圖 俯視圖（或仰視圖）一般是將模具的上模部分（或下模部分）拿掉，視圖只反映模具的下模俯視（或上模仰視）可見部分，這是沖模的一種習(xí)慣畫法。3）側(cè)視圖和局部視圖等視圖必要時畫出。4）制件圖 常畫在圖樣的右上角，要注明制件的材質(zhì)、規(guī)格以及制件本身的尺寸、公差及有關(guān)的技術(shù)要求。對于有數(shù)副模具沖壓成的制件，除畫出本工序成品制件圖外，上要畫出上工序的半成品圖（毛坯圖一般放在圖樣的左上角）。5）排樣圖 對落料模、復(fù)合模和級進(jìn)模，必須在制件圖的下面畫出排樣圖。排樣圖上應(yīng)標(biāo)有料寬、步距和搭邊值。復(fù)雜和多工位級進(jìn)模的排樣圖，一般單獨繪制在一張圖樣上。6）技術(shù)要求及說明 一般在標(biāo)題欄的上方寫出該模具的沖壓力、模具閉合高度、模具標(biāo)記所選設(shè)變型號等其他要求。7）列出零件明細(xì)表6第 3 章 沖模設(shè)計3.1 零件尺寸計算圖 3.1 零件圖據(jù)圖 3.1 零件圖所示，此工件相對簡單，尺寸上圖都已標(biāo)注。3.1.1 零件的尺寸精度從零件圖上可以看出，零件尺寸全部已經(jīng)全部標(biāo)出，精度等級不高，材料為 Q235，厚度為 4.0mm，生產(chǎn)批量為：大批量XXXXXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）73.1.2 展開尺寸圖 3.1 料片尺寸根據(jù)材料的性質(zhì)，確定料片圖如上圖所示：3.1.3 材料的利用率材料利用率η＝Ａ/BS×100% 式中　 A—一個沖裁件的實際面積；B—料寬度；S—料長度； η=Ａ／BS×100% 8= 5426／（61*106）×100%=84%根據(jù)計算結(jié)果知道排材料利用率為 84%，利用率很高，適合大批量生產(chǎn)。3.2 工藝方案的確定（1）工序性質(zhì)：切邊，沖孔（2）組合程度：1）單序模：切邊、沖孔、折彎。2）級進(jìn)模：沖孔、切邊、折彎等。3）復(fù)合模：切邊且沖孔、折彎。方案 1 模具結(jié)構(gòu)比較多，需要很多道工序，生產(chǎn)效率太低，不適合大批量加工。方案 2 只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度比較容易保證，由于該件的幾何簡單，采用級進(jìn)模的方式復(fù)雜了，制造費用高。方案 3 模具結(jié)構(gòu)，只要一套復(fù)合結(jié)構(gòu)，相對前兩中方案生產(chǎn)效率高，制造成本低，結(jié)構(gòu)簡單。通過對上述三種方案的比較，該件的生產(chǎn)采用第三種方案為佳，生產(chǎn)效率高，既能滿足制造要求又能符合經(jīng)濟(jì)要求。XXXXXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）93.3 進(jìn)行工藝計算3.3.1 料力圖 3.3.1 成形力3.3.2 沖裁間隙折 彎 間 隙 是 指 復(fù) 合 模 的 凸 模 和 凹 模 之 間 的 尺 寸 之 差 。 單 邊 間 隙 用 C 表 示 ， 雙邊 間 隙 用 Z 表 示 。 凸模和凹模尺寸和公差直接影響工件的尺寸精度。由于凹、凸模之間存在著間隙，所以沖裁件斷面都有錐度。折彎件都是測量其光亮帶部分的尺寸，而折彎的光亮帶是凸模擠入而形成的。由于折彎時凸、凹模的磨損，使凸、凹模實體尺寸變小，故在設(shè)計凸、凹模尺寸時應(yīng)考慮凸、凹模的磨損方向，使其磨損之后還能保證沖件尺寸的要求。考慮凸、凹模制造公差的方向，確定凸、凹模的基本尺寸。1、凸、凹模制造公差： maxin,0.4,.6ZZ????????凸 凹 凸 凹＋ ??0inA???凹凸凹凸 凹10??max0inZ?????凹凸凹凸 凹以上各式中： 、 、 、 ——為凸、凹?；境叽纾籦凸 凹 A凹 凸、 —— 為最大、最小極限尺寸；maxin——為最小初始間隙；iZ——為工件公差；?——精度等級系數(shù)，并有：（高于）IT11 時xx=1;IT11~IT12 時 x=0.75；、 ————凸、凹模制造公差。?凸 凹3、具體的計算如下：查表確定初始間隙： ;014.maxin?Z??ni4、計算凸、凹模制造公差： m084.16.04凹凸 ???Z?3.3.3 刃口尺寸的計算由公式可得：＝（ － ) 式（5-3）凹Amax?凹??0＝（ － ） ＝（ － － ） 式（5-4）凸 凹 inZ凸??maxA?minZ0凸??其中 、 ——落料凸凹?；境叽纾╩m）；凸A凹——落料件外徑的最大極限尺寸（mm）；max△——工件制造公差（mm ）；x——磨損因數(shù)；XXXXXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）11表 12 凸凹刃口尺寸 /mm工件尺寸 凹模尺寸 =( - )凹Amax?凹??0凸模尺寸 =( - - )凸Amax?inZ0凸??＝1l021.? 2.015? 02.-94＝ .5. .-65＝3l02.6? 03.6? 02.-73.4 沖壓工藝力和壓力中心的計算3.4.1 沖裁力的計算1.沖裁力的計算：沖裁力是沖裁過程中凸模對板料的壓力，它是隨凸模行程而變化的。對沖裁力有直接影響的因素主要有板料的力學(xué)性能、厚度與沖裁件的輪廓周長。平刃口沖裁力可按下式計算：（公式 3-12）??KLF?1式中 ——沖裁力（ ）； ——沖裁件周邊長度（ ）；1FNLm——材料抗剪強(qiáng)度（ ） ——材料厚度（ ）；?aMP?——系數(shù)，通常 。K3.1查表可知 ，抗剪強(qiáng)度按 計算，則沖裁力為：b=460~52Pab=490Pa?TKLF2.95..????2、沖孔力的計算：；n.12905.3?推推；6頂頂3.4.2 卸料力、推件力及頂件力的計算根據(jù)沖裁件料厚查《冷沖模設(shè)計及制造》表 3-16 可得：CA12；06.、05.、045.頂推卸 ???KKK所以： F 卸=K 卸 F1=0.045x9.2=0.41T;3.4.4 自由彎曲的彎曲力由 ， 得20.7KB=r+tb?U 20.6KB=r+tbL F上2.rtb=8.6KN式中：F-------彎曲力B-------彎曲件的寬度T-------彎曲件的厚度Qb-----材料的抗拉強(qiáng)度r--------彎曲件的內(nèi)彎曲半徑k--------安全系數(shù)，一般取 k=1.3=F下20.7KBr+tb?=3.4KN小20.6rtb=2.6KN3.4.3 壓力機(jī)公稱壓力的確定沖裁時，壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于沖壓力 ， 為沖裁力和與沖裁)(總F總力同時發(fā)生的卸料力、推件力或頂出力的總和。根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)，沖壓力計算應(yīng)分別對待，即XXXXXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）13當(dāng)模具結(jié)構(gòu)采用彈壓卸料裝置和下出件方式時：（公式 3-16）準(zhǔn)卸總 1FF??當(dāng)模具結(jié)構(gòu)采用彈壓卸料裝置和上出件方式時：（公式 3-17）頂卸總當(dāng)模具結(jié)構(gòu)采用剛性卸料裝置和下出件方式時：（公式 3-18）推總 1F??本論題模具采用彈壓卸料裝置和下出件方式，其總壓力包括：沖裁力、卸料力和推件力。所以其總壓力為：F 總=F1+F 卸+F 推=10.16T一般按公稱壓力的 80%要大于等于沖壓總壓力來選用壓力機(jī)，即（公式 3-19）總公 稱 ??%80所以：預(yù)選壓力機(jī)的公稱壓力為： (KN)130公 稱F3.4.4 模具壓力中心的確定模具的壓力中心，就是沖壓力合力的作用點。求壓力中心的方法是：采用求空間平行力系的合力作用點。根據(jù)力學(xué)原理，各分力對某軸力矩之和等于某合力對同軸之矩，則可得壓力中心坐標(biāo)計算公式：（公式 3-20）12310 niniFxFxx?????…（公式 3-21）12310 niniFyFyy????…據(jù)此，本設(shè)計確定零件的壓力中心如下：1）把整個刃口輪廓按基本要素劃分成 、 、… ，并計算各基本線段長度，應(yīng)為1L21014產(chǎn)品為規(guī)則形狀的圖片所以壓力中心為產(chǎn)品中心3.5 模具零件加工工藝各種結(jié)構(gòu)的沖裁模，一般都是由工作零件(包括凸模、凹模)、定位零件(包括擋料銷、導(dǎo)尺等)、卸料零件( 如卸料板)、導(dǎo)向零件( 如導(dǎo)柱、導(dǎo)套)和安裝固定零件(包括上下模座、墊板、凸凹模固定板、螺釘和定位銷)等 5 種基本零件組成。采用彈性卸料板的沖裁模，其凸凹模的長度應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)確定。采用線切割機(jī)床加工，為了使模具裝配方便將落料凸凹模設(shè)計成直通式，采用彈性卸料板的沖裁模，基本結(jié)構(gòu)如圖 3.3 所示。凸凹模的長度按式 (3—2)計算：L＝20＋5 ＋15+4.0+2.0=46mm (公式 3—2)式中 L1──凸凹模固定板厚度，單位 mm；l2──缷料板的厚度，單位 mm；l3──導(dǎo)尺的厚度，單位 mm。XXXXXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）15圖 3.6 沖孔凸模其中，式中 h 取 2mm。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制，并保證雙面間隙在 0.05mm。凸凹模固定板厚度取 20mm。卸料板的厚度為 15mm，緩沖長度 5mm.則凸凹模長度根據(jù)公式 L＝l1＋l2 +h ，即 L=(20+5+10+4.0+2.0)mm＝46mm。結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計成直通式，采用線切割機(jī)床加工，所以無需對其進(jìn)行強(qiáng)度校核。沖裁時凸凹模進(jìn)入凹模刃口 2mm。如圖 3.6 所示:該副復(fù)合?？梢院芎玫钠鸬蕉ㄎ缓蛯?dǎo)向的作用，而且結(jié)構(gòu)簡單實用。由于本次設(shè)計采用復(fù)合模，所以在下模板上裝有外定位，可以很好的保證模具的運作。163.6 沖壓設(shè)備的選擇1、壓力機(jī)類型的選擇（液壓機(jī) 或曲柄壓力機(jī) 或自動壓力機(jī)）（1）中、小型沖壓件 選用開式機(jī)械壓力機(jī)；（2）大量生產(chǎn)的沖壓件 選用高速壓力機(jī)或多工位自動壓力機(jī)；（3）薄板沖裁、精密沖裁 選用剛度高的精密壓力機(jī)。為使壓力機(jī)能安全工作， 選擇壓力機(jī)型號為 J15-150 式壓力機(jī)，其主要參數(shù)為 :型號 公稱壓力滑塊行程行程次數(shù)最大閉合高度閉合高度調(diào)節(jié)量工作臺尺寸墊板厚度模柄孔尺寸前后 左右 直徑深度J15-1501000KN0-200mm150min?250mm150mm400mm800mm50mm30mm30mmXXXXXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）17第 4 章 零部件的設(shè)計與選用4.1 支撐固定及卸料零件圖 4.1 卸料板184.2 彈性元件圖 4.2 彈簧XXXXXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）194.3 模架及其他零部件的選用4.3 上模座圖204.3.1 下模座圖圖 4.3.2 沖孔凸模XXXXXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）21圖 4.3.3 凹模板第 5 章 模具制造工藝與工藝規(guī)程5.1 模具制造工藝規(guī)程5.1.1 工藝規(guī)程的定義、內(nèi)容與特點1）定義和性質(zhì)將模具制造工藝過程，及其中各工序的內(nèi)容，采用表格或卡片形式規(guī)定下來的文件，稱謂模具制造工藝規(guī)程。顯然，模具制造工藝規(guī)程是組織、指導(dǎo)、控制和管理每副模具制造全過程，具有企業(yè)法規(guī)性，不能隨意刪改，若刪改須通過正常修改、變更批準(zhǔn)程序的工藝文件。當(dāng)某副模具的制造工藝過程全部完成，驗收合格，交付用戶正常使用后，該副模具的制造工藝規(guī)程，則即行廢止。其工藝文件則當(dāng)完整存檔保存，并視為企業(yè)的技術(shù)資源。2）內(nèi)容和特點 模具制造工藝規(guī)程的內(nèi)容 制訂工藝規(guī)程的依據(jù)是：模具結(jié)構(gòu)設(shè)計圖樣及其制22造技術(shù)要求和企業(yè)所擁有的加工機(jī)床、工裝，以及相關(guān)的工藝文件資料等企業(yè)資源。根據(jù)模具成形件結(jié)構(gòu)，及其型面技術(shù)要求高，須進(jìn)行精密成形加工的特點，采用CNC 機(jī)床與計算機(jī)技術(shù)組成模具 CAD/CAM、Fxms 制造技術(shù)，使實現(xiàn)設(shè)計與制造數(shù)字化、一體化生產(chǎn)：使工藝內(nèi)容實現(xiàn)高度集成化，以減少成形加工誤差。這是現(xiàn)代模具制造工藝技術(shù)的顯著特點。5.1.2 工藝規(guī)程的文件形式工藝規(guī)程的形式與模具廠的規(guī)模、技術(shù)傳統(tǒng)、管理水平，以及專業(yè)化生產(chǎn)水平有關(guān)。一般有三種形式，包括：工藝過程卡片，工藝卡片和工序卡片。5.2 模具制造工藝規(guī)程的技術(shù)基礎(chǔ) 5.2.1 模具成型件的結(jié)構(gòu)工藝及其要素1）批量生產(chǎn)的模具標(biāo)準(zhǔn)件，其制造工藝過程中的工序是相對穩(wěn)定的。而模具成形件則須依據(jù)制件（產(chǎn)品零件）的結(jié)構(gòu)要素和技術(shù)條件進(jìn)行設(shè)計，因此，每副模具的成形件都有其特殊的形狀、尺寸精度與質(zhì)量要求。并以單件生產(chǎn)方式進(jìn)行制造。2）成形件的結(jié)構(gòu)工藝性 為保證模具成形件的使用性能，尺寸、位置精度與質(zhì)量，其結(jié)構(gòu)工藝要素必須合理、正確地進(jìn)行設(shè)計，使其在加工時能滿足要求。5.2.2 工藝基準(zhǔn)的確定工藝基準(zhǔn)試工序卡中的重要內(nèi)容。工藝基準(zhǔn)試成形件在加工中的定位、測量和裝配時采用的基準(zhǔn)。所以，工藝基準(zhǔn)可分為定位基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)需力求與設(shè)計基準(zhǔn)重合，使符合基準(zhǔn)重合原則。因此，在設(shè)計成形件時，就應(yīng)該考慮設(shè)計基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)重合的原則，以減少基準(zhǔn)不重合的誤差，保證加工精度。 5.2.3 模具成型件的加工方法與制造精度由于在模具成形件加工工藝過程中，廣泛采用 NC、CNC 高效、精密數(shù)字化加工技術(shù)和廣泛采用具有精密坯件，來制造成形件，從而提高了成形件的加工精度、表面粗糙度和加工效率。5.2.4 加工方法與表面粗糙度XXXXXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）23沖件的斷面與外觀質(zhì)量，塑件、壓鑄件、玻璃制品等制件的外觀質(zhì)量，均取決于成形型面加工質(zhì)量。5.3 模具零件制造工藝規(guī)程的基本內(nèi)容5.3.1 模具零件毛坯和加工余量零件毛坯的制造，是指有原材料經(jīng)加工，轉(zhuǎn)變?yōu)楹细窳慵牡谝徊?。因此，零件毛坯的結(jié)構(gòu)要素和材料須與模具零件所要求的材料和結(jié)構(gòu)要素向符合。這樣，將使模具廠減少了粗加工工作量。供給模具廠的毛坯，則試按技術(shù)規(guī)范留有少量加工余量的坯件。5.3.2 模具零件制造工序、工序尺寸與公差1）劃分工藝階段模具成形件制造工藝過程中的工藝階段的劃分，和一般機(jī)械零件基本上相同，可分為粗加工、半精加工、精加工和精飾加工四個階段。2）確定工序內(nèi)容與加工順序的原則合理確定工序內(nèi)容與加工順序，對縮短制造工藝過程：進(jìn)行高效、精密加工：保證加工精度和表面粗糙度具有重要作用。3）工序尺寸與公差的確定 工序尺寸與公差是指在某工序所有加工內(nèi)容均完成后，工件應(yīng)達(dá)到的尺寸與公差。所以確定每道工序的尺寸與公差，則主要取決與：每道工序的加工余量和工藝基準(zhǔn)的選擇兩個因素。第 6 章 模具的使用 6.1 模具檢測不論什么模具，在使用時都要經(jīng)過檢測，對于新模具要檢測是否經(jīng)過試模，有無模具制造合格證和試模樣件，檢查樣件形狀尺寸是否符合產(chǎn)品圖樣要求。對于已經(jīng)用過的舊模具再次使用，要檢查用了多長時間，模具的整體性和各構(gòu)件是否完好無損，新舊程度，能否繼續(xù)直接用于生產(chǎn)，需不需要再做修理和維護(hù)。檢測的內(nèi)容試多方面的，但不同的模具有不同的具體內(nèi)容。246.2 模具使用安全 模具一旦制成以后應(yīng)在安全狀態(tài)下正常使用才能達(dá)到應(yīng)有的壽命。做到模具使用安全，實際上就是做到操作者的人身安全和設(shè)備安全這兩大問題的有機(jī)結(jié)合。具體地說：首先模具本身從結(jié)構(gòu)到制造質(zhì)量符合并達(dá)到模具的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，即模具質(zhì)量上是可靠的：其次模具所用的壓力機(jī)能滿足工藝上的要求：第三操作方法是合理的，這樣使用的模具就有安全保障。6.2.1 人身安全技術(shù)人身安全必須得到最充分的重視，絲毫不可含糊和放松警惕，具體措施是：1） 消除和減少危險區(qū)域。2） 防止手進(jìn)入危險區(qū)域。3） 以機(jī)械化自動化裝置代替手工操作。4） 以手工具代替手進(jìn)入危險區(qū)域。5） 若手進(jìn)入危險區(qū)域壓力機(jī)應(yīng)停止使用。6） 安全啟動壓力機(jī)，如雙手斗離開危險區(qū)時，壓力機(jī)才能啟動。7） 設(shè)置 壓力機(jī)誤動作機(jī)構(gòu)。8） 防止運輸和安裝事故，降低噪聲。 6.2.2 裝置安全技術(shù)由于大量生產(chǎn)和自動化生產(chǎn)的需要，采用自動保護(hù)裝置代替操作人員監(jiān)視沖壓過程中有關(guān)環(huán)節(jié)。6.3 模具使用要求6.3.1 模具使用與壽命對于大量生產(chǎn)，模具使用壽命長短直接影響到生產(chǎn)效率的提高和生產(chǎn)成本的降低，所以模具的壽命對使用者來說是個非常重要的指標(biāo)。模具壽命長短，首先取決于模具的設(shè)計與制造質(zhì)量，其次是使用的合理性，正確維護(hù)和保養(yǎng)。全面地評價影響模具壽命的因素試多方面的。6.3.2 定期檢查模具在使用過程中不能長期使用直到模具出了故障再做檢查，應(yīng)進(jìn)行定期XXXXXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）25檢查，并做好原始記錄，使模具在完好狀態(tài)下正常工作。6.3.3 操作制度的基本內(nèi)容操作者應(yīng)做到有序、高效、安全生產(chǎn)，應(yīng)有一系列必須遵守的操作制度。使用不同模具有不同的具體操作要求。第 7 章 模具總裝圖26XXXXXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）2728總結(jié)與展望通過這次的畢業(yè)設(shè)計學(xué)習(xí)，我學(xué)到了很多，更加扎實的掌握了有關(guān)沖壓模具設(shè)計方面的知識。培養(yǎng)了我綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能，有效的提高了分析和解決實際問題的能力。如調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)和收集資料，并進(jìn)行分析的能力；制訂設(shè)計方案或試驗方案的能力；設(shè)計、計算和繪圖能力；總結(jié)提高撰寫論文的能力。把學(xué)校里學(xué)到的理論知識很好的運用到了實踐中，基本達(dá)到能夠獨立設(shè)計一般模具的要求。這次的課程設(shè)計，讓我更加全面、系統(tǒng)的認(rèn)識和掌握沖壓模具的設(shè)計重點和要求，也綜合檢驗了大學(xué)期間所學(xué)的知識。對我來說，受益匪淺，明白了學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己的知識和綜合素質(zhì)?？傊m然這次的畢業(yè)設(shè)計結(jié)束了，但我學(xué)到了很多知識和道理，我知道這只是一個開始而已。以后人生的路還很長，我必須要對自己有更高的要求，不斷學(xué)習(xí)和進(jìn)步，努力取得更好的成績。 此次畢業(yè)設(shè)計讓我領(lǐng)悟很多，原來那種急于求成，浮躁的情緒沒有了，取而代之的是更加腳踏實地的努力工作和學(xué)習(xí)。擺正自己的心態(tài)，以積極樂觀向上的心態(tài)投入到設(shè)計當(dāng)中，突然覺得又多了一份人生的感悟。 XXXXXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）29主要參考文獻(xiàn)[1]姜奎華 主編 .沖壓工藝及模具設(shè)計.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004[2]王孝培 主編 .實用沖壓技術(shù)手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 [3]史鐵梁 主編 .模具設(shè)計指導(dǎo).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003 [4]鄭可锽 主編 .實用沖壓模具設(shè)計手冊. 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的悉心指導(dǎo)下完成的，非常感謝我的導(dǎo)師語重心長的教導(dǎo)。即將面臨畢業(yè)，心里充滿了感激和留戀。四年大學(xué)的學(xué)習(xí)，我對模具設(shè)計與制造有了深刻的認(rèn)識。此次獨立完成設(shè)計，讓我了解了很多的模具結(jié)構(gòu)、模具加工工藝、模具的用途等等。隨著社會的發(fā)展，機(jī)械行業(yè)的模具專業(yè)在我國現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中成為一個越來越重要的分支。模具滲透著整個社會。不管在那個行業(yè)，都有模具的存在。目前形勢的需要，產(chǎn)品更新?lián)Q代更快更易，所以模具行業(yè)的發(fā)展空間很大，有待我們?nèi)ヅ?，去探索，去提高。通過此次的畢業(yè)設(shè)計，我從理論和實踐上又更進(jìn)一步的加深。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的好壞直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)。目前，中國正面臨著發(fā)達(dá)國家的技術(shù)優(yōu)勢和發(fā)展中國家，價格優(yōu)勢的雙重壓力。我們更加要好好把握這個時機(jī)，更加刻苦的學(xué)習(xí)，努力提高現(xiàn)代模具行業(yè)的發(fā)展。非常感謝我的導(dǎo)師，他語重心長，細(xì)心的指導(dǎo)和循循善誘的教導(dǎo)，給予了我非常大的信心和鼓勵。他的細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)和一絲不茍的作風(fēng)，一直是我工作、學(xué)習(xí)的榜樣，不斷的激勵著我進(jìn)步。正是老師的開朗個性和寬容態(tài)度，讓我能夠順利完成這次的畢業(yè)設(shè)計，給予我無盡的啟迪和幫助，更是對我人生的一種充實?？删吹膶?dǎo)