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沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書
隔離片多工位級進(jìn)模設(shè)計
學(xué)生姓名：
學(xué) 號：
年級專業(yè)及班級：
指導(dǎo)老師及職稱：
提交日期：
目 錄
摘要……………………………………………………………………………1
關(guān)鍵詞…………………………………………………………………………1
1前言……………………………………………………………………………1
2制件分析……………………………………………………………………2
2.1制件結(jié)構(gòu)分析 ………………………………………………………………2
2.2制件工藝分析 ………………………………………………………………3
3沖壓工藝方案的確定……………………………………………………………………3
3.1排樣的設(shè)計計算 …………………………………………………………………4
3.2沖壓力的計算 ………………………………………………………………5
3.2.1凸模厚度 …………………………………………………………………5
3.2.2計算沖裁力 ………………………………………………………………6
3.2.3壓包力的計算 ……………………………………………………………6
3.2.4彎曲力的計算 ……………………………………………………………6
3.2.5 制件與版料分離 …………………………………………………………7
3.3模具壓力中心的計算 ……………………………………………………………7
3.4彎曲回彈的計算 …………………………………………………………………9
4模具設(shè)計計算……………………………………………………………………9
4.1凸凹模刃口尺寸的確定 …………………………………………………………10
4.1.1 一區(qū)凸凹模的刃口尺寸確定……………………………………………10
4.1.2 二區(qū)凸凹模的刃口尺寸確定……………………………………………12
4.2彎曲凸模工作部分的尺寸計算…………………………………………………13
4.3凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ……………………………………………………………15
4.3.1 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………………………15
4.3.2 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………………………16
4.4定位、導(dǎo)向、推薦、卸料裝置的設(shè)計……………………………………………16
4.4.1 導(dǎo)正銷……………………………………………………17
4.4.2 浮動導(dǎo)桿……………………………………………………17
4.4.3 導(dǎo)向零件……………………………………………………17
4.4.4 卸料推件裝置……………………………………………………18
5模具閉合高度的計算和校核及壓力機的選擇…………………………………………18
5.1模具閉合高度的計算 ……………………………………………………………19
5.2壓力機的選擇及校核 ……………………………………………………………19
6結(jié)論………………………………………………………………………………………20
參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………21
致謝……………………………………………………………………………21
沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書
摘 要
隨著制造業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在模具設(shè)計應(yīng)滿足自動化、精密化等要求。級進(jìn)模比單工序模具和復(fù)合模更有利于實現(xiàn)沖壓件生產(chǎn)的自動化，大大的提高了生產(chǎn)率。而級進(jìn)模的好壞依然取決于模具的結(jié)構(gòu)。多工位級進(jìn)模要求具有高精度、長壽命，模具的主要工作零件常采用高強度的高合金工具鋼、高速鋼或硬質(zhì)合金等材料。模具的精加工常采用慢走絲線切割加工或成形磨削。在多工位級進(jìn)模中，常有很精細(xì)的小凸模，必須對這些小凸模進(jìn)行精確導(dǎo)向和保護(hù)。因此要求卸料板能對小凸模提供導(dǎo)向和保護(hù)功能。卸料板上相應(yīng)的孔必須采用高精度加工，其尺寸及相互位置應(yīng)準(zhǔn)確無誤。
本畢業(yè)設(shè)計是對隔離片的工藝進(jìn)行整體分析， 在這個基礎(chǔ)上設(shè)計出一付能生產(chǎn)出合格產(chǎn)品的設(shè)計計算。此級進(jìn)模工藝主要有壓包、沖孔、切彎、落料；模具設(shè)計主要包括排樣設(shè)計，凸凹模刃尺寸的設(shè)計計算、沖壓力的計算及模具壓力中心的確定、模具非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計計算、壓力機的選擇及其校核。
關(guān)鍵詞： 級進(jìn)模; 壓包; 沖孔; 切彎; 落料
前言
模具作為特殊的工藝裝備，在現(xiàn)代制造業(yè)中越來越重要。有了模具，企業(yè)有可能向社會提供品種繁多、質(zhì)優(yōu)價廉的商品，滿 足人們?nèi)找嬖鲩L的多方面的消費需要。有了模具，人們的衣、食、住、行，可直接或間接地變得豐富多彩。說具體一點，人們?nèi)粘＝佑|的發(fā)：汽車、手表、手機、電腦、空調(diào)器、電話、傳真機等，可以說一切用品，大到飛機、輪般、火車，小到一根縫衣針，都離不開用模具加工或生產(chǎn)其中某個零件。模具的廣泛應(yīng)用，不僅得到了人們普遍的認(rèn)識，同時，模具水平的高低，關(guān)系到現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步，關(guān)系到經(jīng)濟建設(shè)的速度。大力提高制造模水平，是提升模具技術(shù)檔次的關(guān)鍵。
多工位級進(jìn)模是沖壓模具中的一種，它是在單工序沖壓模具基礎(chǔ)上發(fā)展起來的多工序集成模具，在一副模具中可以完成壓包、沖孔、切彎、落料等多種沖壓工序，它可以將復(fù)雜的制件外形或型孔，經(jīng)分解變成簡單的沖壓。相對而言，多工位級進(jìn)模的單個工位的沖壓難度比單工序模要簡單多了，因而能夠?qū)?fù)雜的零件用一副級進(jìn)模沖壓而成，并且可以在無人操作的情況下進(jìn)行高速沖壓。模具可以采用優(yōu)質(zhì)、高強度、高耐磨材料制造，模具的加工采用先進(jìn)的CNC制模設(shè)備和合理工藝。因此，多工位級進(jìn)模具有高效、高精度、長壽命的特點，它已成為實現(xiàn)大生產(chǎn)、降低生產(chǎn)成本的最佳選擇。因此深受人們重視，被指定為我國“十一五”規(guī)劃中重點發(fā)展的模具之一。
多工位級進(jìn)模的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，模具制造精度要求高，在進(jìn)行模具設(shè)計時要考慮的內(nèi)容比較多，要求模具設(shè)計師的水平也高。能夠設(shè)計與制造精度、高功能、長壽命的多工位級進(jìn)模，一般需要經(jīng)驗豐富的理論與實踐相結(jié)合的模具專業(yè)人才和較為配套的先進(jìn)精密制模設(shè)備才能有保障。當(dāng)前，設(shè)計與制造多工位級進(jìn)模，國內(nèi)已有一定基礎(chǔ)，個別企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品已有較高水平，但大部分企業(yè)仍有較大差距，總量供不應(yīng)求，進(jìn)口較多。
2 制件分析
2.1 零件圖
制件名稱：隔離片
零件簡圖：如圖2.1所示
材 料：45號鋼
制件厚度：t=0.3mm
生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn)
Fig1 Parts diagram
Fig1 Parts diagram
圖2.1 制件圖
2.2 工藝性分析
零件上的二個半徑為1.5mm的凸包和和半徑為0.9mm的四個小圓凸包，為了保證強度，分別壓出。為了便于成型制件上下兩端半徑為1.5 的長遠(yuǎn)凸包。避免材料流動困難，應(yīng)先安排工序在長圓凸包外側(cè)通過凸模沖切去一小塊廢料。
3 沖壓工藝方案的確定
沖裁件的工藝性是指從沖壓工藝方面來衡量設(shè)計是否合理的，沖壓件形狀應(yīng)力求簡單，以便節(jié)省原材料，提高模具壽命，降低工件成本。分析沖壓件對沖壓工藝的適應(yīng)性，首先要判斷該沖壓件需要哪些沖壓工序，包括中間半成品的形狀尺寸和所需沖壓工序，然后按照設(shè)計中各工序的沖壓工藝性要求，對該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、精度要求、表面質(zhì)量及所用材料的沖壓性能和使用性能等進(jìn)行分析，確定該沖壓件加工的難易程度，及是否需要采取熱處理工藝措施。產(chǎn)品的沖壓藝性好，可保證材料消耗少，工序數(shù)目少，模具結(jié)果簡單，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，還能使技術(shù)準(zhǔn)備工作和生產(chǎn)的組織管理做到經(jīng)濟合理，沖壓加工的經(jīng)濟性也好。因此，工藝分析也可以說是對產(chǎn)品的沖壓工藝方案進(jìn)行技術(shù)上和經(jīng)濟上的可行性論證。對沖壓工藝性不好的零件，在保證產(chǎn)品使用要求的前提下，對產(chǎn)品圖或原材料做必要的修改。工藝分析包括技術(shù)分析和經(jīng)濟分析兩個方面。從技術(shù)方面來看，主要分析沖壓件的形狀特點、尺寸大小、精度要求及材料性能等是否適應(yīng)沖壓加工的要求；經(jīng)濟方面看，主要根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)批量，分析產(chǎn)品成本，闡明采用沖壓加工能否取得良好的經(jīng)濟效益，即分析在技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟上的合理性。綜合考慮沖裁件的質(zhì)量要求和經(jīng)濟效益。
零件形狀較復(fù)雜主要工序有沖孔，四處切彎。零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證。其它尺寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的加工要求，故采用導(dǎo)正銷定位，彈性卸料裝置，自然漏料的沖孔落料模進(jìn)行加工。為了保證凹模、卸料板、凸模固定板有足夠的強度，確保模具的使用壽命增設(shè)空工位，因為有導(dǎo)正銷做精確定位的條料排樣圖因步距積累而減小，對產(chǎn)品精度影響不大且步距為16.5㎜所以可以增設(shè)空工位。
方案一：采用復(fù)合模加，復(fù)合模比單工序模生產(chǎn)率高，減少了模具和設(shè)備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。對于特別復(fù)雜或孔邊距較小的沖壓件，用簡單?；驈?fù)合模沖制有困難時，可用級進(jìn)模逐步?jīng)_出，但級進(jìn)模輪廓尺寸較大，制造較復(fù)雜，成本較高，一般適用于大批量生產(chǎn)小型沖壓件。
方案二：采用級進(jìn)模加工。級進(jìn)模比單工序模生產(chǎn)率高，減少模具和設(shè)備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。對于特別復(fù)雜或孔邊距較小的沖壓件，用簡單?；驈?fù)合模沖制有困難時，可用級進(jìn)模逐步?jīng)_出。但級進(jìn)模輪廓尺寸較大，制造 較復(fù)雜，成本較高，一般適用于大批量生產(chǎn)小型沖壓件。
比較方案一與方案二，對于所給零件，復(fù)合模沖裁零件時受到壁厚的限制，模具結(jié)構(gòu)與強度方面相對較難實現(xiàn)和保證，所以根據(jù)零件性質(zhì)故采用級進(jìn)模加工。
3.1 排樣的設(shè)計計算
采用裁搭邊雙邊排樣方式，其排樣圖如圖3.1所示
圖3.1 排樣圖
查表2.5.2 確定工件的搭邊值
a=1.5 a1=1.2
為了保證材料具有一定的剛度和送料方便以及沖壓件的質(zhì)量，適當(dāng)擴大搭邊值
則條料料寬度： B=28m
材料的利用率： N=S/AB×100%=34% （3.1.1）
式中 S-工件的面積；
A-步距；
B-條料寬度。
3.2沖壓工藝力的計算
3.2.1計算沖裁力
沖裁力公式： P=1.3Ltτ=Ltσb （3.1.2）
式中 P-沖裁力；
L—沖裁輪廓線總長；
t —板料厚度;
τ—板料的抗剪強度;
σb —板料的抗拉強度。
此模具中有四個沖孔落料凸模區(qū)，第一區(qū)如圖3.2所示
。
圖3.2一區(qū)凸模
其外開輪廓線長度：L=25.6mm
P=1.3Ltτ=Ltσb
則P1=5376N
第二區(qū)凸模形狀如圖3.3所示：
圖3.3 二區(qū)凸模
L弧=2πrn/360°=6.2㎜
其外形輪廓線總長度L=24.1mm
P=1.3Ltτ=Ltσb
P2=5061N
第三區(qū)凸模形狀如圖3.4所示：
圖3.4 三區(qū)凸模
其外形輪廓線總長度L=9.42mm
P=1.3Ltτ=Ltσb
P3=1978.2N
第四區(qū)凸模形狀如圖3.5所示：
圖3.5 四區(qū)凸模
其外形輪廓線總長度L=46.472mm
P=1.3Ltτ=Ltσb
P2=9759.12N
3.2.3 壓包力的計算
脹形時的脹形力F(N)為：?
??????? ?F=PA? (3.2.1)
??????? ?P=1.15σz2t/d? (3.2.2)
式中 A—脹形面積（mm2);?
?? p—脹形單位壓力（MPa);?
??σz一脹形變形區(qū)真空應(yīng)力，近似計算時取σz≈σb?(材料抗拉強度）（MPa)。
因此： F1=682.48N
F2=2913.21N
3.2.4 彎曲力的計算
影響彎曲力的因素很多，若要進(jìn)行精確的計算是復(fù)雜的，這里只是進(jìn)行大略計算，不考慮校平。
彎曲力的公式為：
F彎 =0.7kbt2b /(r+t)=204.75N (3.2.3)
式中 k—彎曲系數(shù),一般取1.3；
b—彎曲件寬度，mm
t—材料厚度,mm
r—內(nèi)彎曲半徑,mm
—材料抗拉強度,MPa
3.2.5卸料力的計算
Fp=25974.76N
卸料力FQ=KFP=1558.46N (3.2.4)
查表3-17 得 K卸=0.06
P總=25974.76+1558.46=27.6KN
3.3 模具壓力中心的計算
沖裁時合力的作用點或多工序模各工序沖壓力的合力作用點，稱為模具壓力中心。如果模具壓力中心與壓力機滑快中心不一致，沖壓時會產(chǎn)生偏裁，導(dǎo)致模具及滑快與導(dǎo)軌的急劇磨損，降低模具與壓力機的使用壽命。
正確計算出沖裁時的壓力中心，并使壓力中心與模柄軸心線重合，對于制件外形尺寸大，形狀復(fù)雜，多凸模的沖裁模和連續(xù)模，正確確定其壓力中心就是顯得更為重要。若因沖件的形狀特殊，從模具結(jié)構(gòu)方面來考慮不宜使壓力中心與模柄軸心線相重合，也應(yīng)注意盡量使壓力中心不偏離所選壓力機模柄孔的投影面積范圍。
由于設(shè)計的沖裁件為是對稱圖形，其壓力中心位于輪廓圖形的幾何中心上。
3.4 彎曲回彈的計算
板料在常溫下的彎曲總是由塑性變形和彈性變形兩部分組成，所以在卸載以后彈性變形完全消失，使彎曲件的彎曲半徑與彎曲角發(fā)生改變，彎曲回彈是彎曲成形不可避免的現(xiàn)象，它將直接影響彎曲件的精度，必須加以控制。
影響回彈值的因素有很多，而且各因素之間往往又相互影響，故難以進(jìn)行精確的計算和分析，設(shè)計模具時對回彈值的確定大多按經(jīng)驗數(shù)值?；蛴嬎愫笤趯嶋H試模中進(jìn)行修正。
本制件的彎曲變形屬于大變形自由彎曲即，當(dāng)彎曲件的相對彎曲半徑r/t5—8時彎曲半徑變化的很小，可以不予考慮。在實際中只考慮角度的回彈。
彎曲角度α=900 則彎曲回彈角△α 由表3.2.1 可查得： △α=9°
4 模具設(shè)計計算
沖裁件的尺寸精度主要取決于凸凹的刃口尺寸及其公差。模具的合理間隙也是靠凸凹模的刃口尺寸及其公差來保證的，所以，正確確定凸凹模刃口尺寸及其公差是沖裁設(shè)計中的一項重要工作。
由沖裁過程所知：落料件的光面是因凹模刃口擠切材料產(chǎn)生的，而孔的光面是凸模刃口擠切材料產(chǎn)生的，落料件的大端尺寸等于或接近于凹模刃尺寸，沖孔件的小端尺寸等于或接近凸模的刃口尺寸，考慮到模具的壽命及磨損情況，在確定模具刃口及其公差時應(yīng)考慮：
落料時應(yīng)先確定凹模的刃口尺寸。凹模刃口的基本尺寸取接近或等于制件的最小極限尺寸。用以保凹模磨損在一定范圍內(nèi)，仍然能沖出合格的制件。凸模的刃口尺寸則按凹模的刃口尺寸減去一個最小的合理間隙值來確定。
沖孔時，應(yīng)先確定凸模刃口尺寸，凸模刃口的基本尺寸取接近或等于孔的最大極限尺寸，用以保證凸模在一定磨損范圍內(nèi)仍能使用，而凹模刃口的基本尺寸按凸模刃口的基本尺寸加上一個最小合理間隙值來確定。
凸模和凹模的制造公差，主要取決與沖裁件的精度和形狀，一般默放的制造精度比沖裁件的精度要高1～2級。
凸凹模的刃口計算與加工方法有關(guān)，基本上可分為兩類。
凹模與凸模分開加工。
凹模與凸模配作加工
方法一，主要使用與圓形或形狀簡單的沖裁件，采用這種方法時，要分別標(biāo)注凹模和凸模的刃口尺寸與制造公差。
方法二，指選按圖樣設(shè)計的尺寸加工好凸模或凹模的一件作為基準(zhǔn)件（一般落料時以凹模為基準(zhǔn)，沖孔時以凸模為基準(zhǔn)），然后根據(jù)基準(zhǔn)年的實際尺寸按間隙要求配作另一件。這種加工方法的特點是模具的間隙由配作保證，工藝比較簡單，不需要用公式來進(jìn)行校核，還可以放大基準(zhǔn)件的制造公差（一般可以取沖裁件公差的1/4），使制造容易，用配作加工的方法制造模具常用以復(fù)雜形狀及薄料的沖裁件，圖樣上只需標(biāo)注基準(zhǔn)件的尺寸及其公差，配作件公注基本尺寸，并注明與基準(zhǔn)件配作及應(yīng)保證的間隙值。
4.1 凸模凹模刃口尺寸的確定
4.1.1 一區(qū)凸模凹模的刃口尺寸確定
如圖4.1：
圖4.1 一區(qū)凸模刃口簡圖
刃口尺寸計算公式：
Ap=(Amin+x△）0-0.25△ (4.1.1)
式中 Ap-凸模刃口尺寸；
△-凸模的制造公差；
x -因數(shù)。
由表2.3.1得：Χ=0.75 △=0.1
A1=（10.8+0.75x0.1）0-0.25x0.4=10.8750-0.025
A2=（2+0.75x0.08）0-0.25x0.4=2.060-0.02
配作加工凹模的尺寸，其雙面間隙為2Cmax～2Cmin
查表2.2.4則可得：2Cmax=0.06，Cmin=0.04
在配作凹模尺寸時取雙面最小間隙 2C=0.04
那么凹模刃口:
A1=10.915
A2=2.1
4.1.2 二區(qū)凸模凹模的刃口尺寸確定
如圖4.2：
圖4.2 二區(qū)凸模刃口簡圖
查表得：Χ=0.75
查表3-16得：δp=0.08
R1=（1.9+0.75x0.08）0-0.25x0.4=1.960-0.02
R2=（7.4+0.75x0.08）0-0.25x0.4=7.460-0.02
A1=（5.9+0.5x0.2）0-0.25x0.4=6+-0.025
配作加工凹模的尺寸，其雙面間隙為Zmax～Zmin
則可得：Zmax=0.06，Zmin=0.04
取雙面間隙0.04㎜
那么凹模刃口:R1=2 R2=7.5
4.1.3 三區(qū)凸凹模的刃口尺寸確定
如圖4.3：
圖4.3 三區(qū)凸模刃口簡圖
因為是圓形所以采用分開加工法
Dp=（dmin+x△）0-δp=(3+0.08×0.75)0-0.006=3.060-0.006 (4.1.2)
Dd=（Dp+2cmin)+δp0=(3.06+0.04)+0.010=3.1+0.01 (4.1.3)
校核： (4.1.4)
4.1.4 四區(qū)凸模凹模的刃口尺寸確定
如圖4.4：
圖4.4 四區(qū)凸模刃口簡圖
DD=（Dmax-x△）0+δp=(14.8-0.08×0.75）+0.0180=14.740+0.018 (4.1.5)
Dp=（Dd-2cmin)0-δp=(14.74-0.04)0-0.011=14.70-0.011 (4.1.6)
校核：不符合 (4.1.7)
由此可知只有縮小δpδd提高制造精度才能保證間隙在合理范圍內(nèi)
δp=0.4x0.02=0.08
δd=0.6x0.02=0.012
4.2 彎曲凸模工作部分的尺寸計算
彎曲模的工作部分的尺寸主要是指凸凹模間隙、圓角半徑、凹模深度及凸凹模橫向?qū)挾瘸叽绲取?
U形件的彎曲必須選擇適當(dāng)?shù)拈g隙。間隙的大小對于工作質(zhì)量和彎曲力有很在的影響，間隙越小，彎曲力越大，間隙過小，又會使工件變薄，并降低凹模壽命。間隙過大，則會回彈較大，影響制件精度。
U形工件彎曲的凹凸模間隙，根據(jù)材料的厚度，彎曲件的高度和寬度（彎曲線的長度）而定，單邊間隙按如下公式確定：
c=t+nt
式中 c-彎曲時凹凸模制件的間隙；
t-材料的公稱厚度。
當(dāng)工件精度要求高時，凹凸模之間的間隙應(yīng)取小些。
查表 5-10 得間隙系數(shù)值k=0.05
則可得 c=0.315mm
凹模與凸模的寬度尺寸與工件的尺寸相關(guān)，根據(jù)工件的尺寸標(biāo)注方式不同，凹模與凸模的寬度尺寸按如下公式計算：
本制件U形彎曲按內(nèi)形尺寸標(biāo)注，在實際生產(chǎn)中，通常以凸模尺寸為基準(zhǔn)，配作凹模尺寸。則其凸、凹模計算公式為：
式中 Lp - 彎曲凸、凹模寬度尺寸；
L- 彎曲件內(nèi)形公稱尺寸；
△- 彎曲件的尺寸公差；
δp - 彎曲凸模制造公差。
則可求得：
LP=2.80-0.006
LD=3.43+0.010
LP1=2.30-0.006
LD1=2.93+0.010
確定凸模圓角半徑rp。如工件內(nèi)側(cè)的圓角半徑為r。通常取rp=r。但不能小于材料允許的最小彎曲半徑rmin。當(dāng)工件彎曲直徑小于rmin時則應(yīng)取rprmin。然后的整形工具來滿足制件的要求。此時，整形圓角半徑rp=r。
確定凹模圓角rd。工件在壓彎過程中，凸模講工件壓入凹模而形成，凹模口部的圓角半徑rd對于零件質(zhì)量有明顯的影響。小彎曲板料如果表面出現(xiàn)劃痕，如凹模兩邊圓角半徑不一致，則毛坯會產(chǎn)生偏移。凹模圓角半徑凹模圓角半徑rd的大小與彎邊厚度有關(guān)。凹模深度。凹模深度尺寸要適中，若過小，毛坯兩邊自由部分太多，彎曲件彈量大又不平直，彎曲件的質(zhì)量下降，若過大，凹模增大，則模具耗材也增多，且壓力機需要有較大的工作行程。
查表5-12 確定凹模圓角半徑rd及凹模的深度l值
rd=(3-6)t=0.9mm l=3mm
4.3 壓包凸模凹模的工作尺寸計算
已知零件的外形尺寸，則外形尺寸為凹模尺寸，凸模按和凹模單邊間隙相差0.75倍料厚計算。
4.4 模具主要零件的設(shè)計
4.4.1 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核
凸模又稱沖頭，是沖模的關(guān)鍵零件之一，凸模本身按其2作用可分為工作部分（刃口）和固定部分。
凸模的長充尺寸應(yīng)按模具的具體結(jié)構(gòu)確定，同時要考慮凸模的修磨量及固定板與卸料板之間的安全距離等因素。凸模的長度過短則不能插入凹模刃口內(nèi)對板料進(jìn)行沖切，但若凸模過長又降低其工作的穩(wěn)定性，其長度可以如下確定：L=h1+h2+h
式中 L-凸模長度，mm；
h1--凸模固定板厚度，mm；
h2-卸料板（或?qū)О澹┖穸?，mm；
h -附加長度，包括凸模的修磨量，凸模進(jìn)入凹模的深度，凸模固定板與卸料板的安全距離，一般取h=15mm～20mm。
卸料板厚h2=18mm
凸模固定板厚h1=16mm
凸模修磨量h=19mm
則: L=h1+h2+h=53mm，材料選擇Cr12Mov,熱處理后硬度為58-62。
校核公式：
dmin≥4t/1.6x103
dmin-凸模最小直徑（mm)
t-料厚(mm)
3.06≥0.525，故設(shè)計合理；
14.7≥0.525，故設(shè)計合理；
2≥0.525，故設(shè)計合理；
彎曲應(yīng)力校核有導(dǎo)向裝置的圓形凸模的校核公式：
Lmax≤85d2√Fp
式中 Lmax-允許的凸模最大自由長度(mm）；
d-凸模的最小直徑(mm)；
FP-沖裁力（N)。
經(jīng)校核均符合要求，故設(shè)計合理。
4.4.2 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計
凹模的結(jié)構(gòu)形式也較多，按外形可分為標(biāo)準(zhǔn)圓凹模和板狀凹模，按結(jié)構(gòu)分為整體式和鑲拼式，按刃口形式也有平刃和斜刃。
沖裁是凹模承受的站裁力和側(cè)向力的作用，由于凹模的結(jié)構(gòu)形式不一，受力狀態(tài)又比較復(fù)雜，在生產(chǎn)中大多用經(jīng)驗公式概略的計算凹模尺寸：
凹模厚度 Hd=Kb
凹模壁厚 c=(1.5～2)Hd
式中 K-系數(shù)；
B-沖裁件最大外形尺寸，mm。
查表 3-19 確定系數(shù)K值
K=0.35
Hd=Kb≈20
考慮到級進(jìn)模的結(jié)構(gòu)大，取Hd=20mm， C=(1.5～2)Hd=30mm
凹模板尺寸為160x125x20㎜
本模具凹模使用鑲拼結(jié)構(gòu)，使用壓入固定的方法,材料選擇Cr12Mov,熱處理后硬度為58-62。
4.4.2 凸模固定板的設(shè)計
凸模固定板采用45號鋼，在本套模具中凸模的數(shù)量為14個，因此固定板承受的載荷較大，故取固定板的厚度為16mm,其外形尺寸為160x125x16mm。
4.5定位、導(dǎo)向、卸料裝置的設(shè)計
模具上的定位零件的作用是使毛坯或裝成 品在模具上能夠準(zhǔn)確的定位，根據(jù)毛坯的形狀、尺寸及模具的結(jié)構(gòu)形式，可以選用不同的定位方式。采用導(dǎo)正銷定位，托料導(dǎo)料銷導(dǎo)向，彈壓卸料的裝置。
4.5.1 導(dǎo)正銷
導(dǎo)正銷在站裁時和其它定距組件配合，插入前工位已經(jīng)沖好的空中進(jìn)行精確定位，以減小定位誤差，保證空與外形的相對位置的沖裁要求，導(dǎo)正銷裝配在第二工位以后的落料凸?；驈棄盒读习迳希?dāng)零件上沒有適宜與導(dǎo)正銷導(dǎo)正的孔時，對于工步較多零件精度要求高的級進(jìn)模，應(yīng)在條料兩側(cè)的空位上設(shè)置工藝孔，在第一工位沖出以供導(dǎo)正銷導(dǎo)正條料用。
導(dǎo)正銷的突出量X；0.6t＜X＜1.5t,薄料取大值，擇X＝0.45；
R=（2-3)＝6-9 r=1/4D=0.75；
4.5.2 托料導(dǎo)料銷
托料導(dǎo)料裝置是具有托料和導(dǎo)料雙重作用的模具部件，在級進(jìn)模中應(yīng)用廣泛。當(dāng)上模下行時，卸料板凹坑底面首先壓縮導(dǎo)向釘，使得凹模與條料齊平并開始沖壓。當(dāng)上?；厣龝r，彈簧將托料導(dǎo)料釘推至最高位置，進(jìn)行下一步的送料導(dǎo)向。
4.5.3 導(dǎo)向零件
在大批量生產(chǎn)的情況下為了便用于裝?；蛟诰纫筝^高的情況下，模具采用導(dǎo)向裝置，以保證精確定位，提高沖件質(zhì)量及模具壽命。
導(dǎo)柱、導(dǎo)套都是圓柱形的，方便加工，容易裝配。在上下模座上分別設(shè)置四對導(dǎo)柱，導(dǎo)套對凸凹模進(jìn)行導(dǎo)向。后置導(dǎo)柱的兩導(dǎo)柱直徑相同，中間配置和對角配置的導(dǎo)柱的導(dǎo)向直徑不相同。避免合模時的錯位。
導(dǎo)柱、導(dǎo)套可直接從國家標(biāo)準(zhǔn)里面選用。導(dǎo)柱的長度應(yīng)在模具閉合后，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于10mm～15mm。而下模座底免與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為0.5mm～1mm。
4.5.4 卸料推件裝置
本模具采用彈性卸料裝置，由卸料板、彈簧卸料螺釘組成，彈壓卸料裝置裝在模具上模座。卸料板的平面外形尺寸等凹模板的外形尺寸，。
整副模具采用彈性裝置。采用彈性推件裝置時可使板料處于受壓狀態(tài)下分離，因而沖件的平直高度較高，出件平穩(wěn)無撞擊。
因為卸料板有保護(hù)精密凸模的作用，所以要在卸料板與上模座之間增設(shè)輔助導(dǎo)向機構(gòu)-小導(dǎo)柱和小導(dǎo)套。
5 模具閉合高度的計算和校核壓力機的選擇
5.1 模具閉合高度的計算
選取上模座厚度H1=40mm
選取下模座厚度H2=40mm
凸模固定板厚度H3=16mm
選取凹模板厚度H4=20mm
選取卸料板厚度H5=16mm
選取上下墊板厚度H6=8mm
模具閉合高度為:
H=175.3mm
5.2 壓力機的選 擇及校核
整副模具的總壓力F=41KN，故選擇壓力機的公稱壓力應(yīng)大于41KN。
選取J23-16型開式可傾斜式壓力機，其技術(shù)參數(shù)如下：
初選公稱壓力為160KN的壓力機，最大閉合高度為220mm，最大裝模高度180㎜而模具的閉合高度必須與壓力機的閉合高度相適應(yīng)，應(yīng)介于壓力機最大和最小閉合高度以之間，一般是可以按如下關(guān)系式確定：
H最大-5≥H模≥H最小+10 180-5≥174.8≥180-45+10，所選壓力機適合要求。
6 結(jié)論
本次多工位級進(jìn)模具的設(shè)計由于以前接觸的知識不多，所以借了許多這方面的書，吸取了以前的盲目計算的經(jīng)驗，在做整個的設(shè)計前我先對設(shè)計題目進(jìn)行了分析了解，大致確定了設(shè)計方案。在充計計算過程中，我的思想認(rèn)識也得到了一定的提高。
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致 謝
本論文是在老師的悉心指導(dǎo)和熱情關(guān)懷下完成的。從選題、撰寫到定稿，陳老師給予了我很多及時且建設(shè)性的指導(dǎo)意見，我在論文中的每一點進(jìn)步，無不凝聚著恩師的心血。值此論文完成之際，謹(jǐn)向陳老師致以深深的感謝和崇高的敬意，這段時間讓我體會到設(shè)計人員一定要認(rèn)真、仔細(xì)，做事要考慮周全，不能偷懶，更不照搬照抄，要腳踏實地才會有收獲。
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沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書
隔離片多工位級進(jìn)模設(shè)計
學(xué)生姓名：
學(xué) 號：
年級專業(yè)及班級：
指導(dǎo)老師及職稱：
提交日期：
目 錄
要……………………………………………………………………………1
關(guān)鍵詞…………………………………………………………………………1
1前言……………………………………………………………………………1
2制件分析……………………………………………………………………2
2.1制件結(jié)構(gòu)分析 ………………………………………………………………2
2.2制件工藝分析 ………………………………………………………………3
3沖壓工藝方案的確定……………………………………………………………………3
3.1排樣的設(shè)計計算 …………………………………………………………………4
3.2沖壓力的計算 ………………………………………………………………5
3.2.1凸模厚度 …………………………………………………………………5
3.2.2計算沖裁力 ………………………………………………………………6
3.2.3壓包力的計算 ……………………………………………………………6
3.2.4彎曲力的計算 ……………………………………………………………6
3.2.5 制件與版料分離 …………………………………………………………7
3.3模具壓力中心的計算 ……………………………………………………………7
3.4彎曲回彈的計算 …………………………………………………………………9
4模具設(shè)計計算……………………………………………………………………9
4.1凸凹模刃口尺寸的確定 …………………………………………………………10
4.1.1 一區(qū)凸凹模的刃口尺寸確定……………………………………………10
4.1.2 二區(qū)凸凹模的刃口尺寸確定……………………………………………12
4.2彎曲凸模工作部分的尺寸計算…………………………………………………13
4.3凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ……………………………………………………………15
4.3.1 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………………………15
4.3.2 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………………………16
4.4定位、導(dǎo)向、推薦、卸料裝置的設(shè)計……………………………………………16
4.4.1 導(dǎo)正銷……………………………………………………17
4.4.2 浮動導(dǎo)桿……………………………………………………17
4.4.3 導(dǎo)向零件……………………………………………………17
4.4.4 卸料推件裝置……………………………………………………18
5模具閉合高度的計算和校核及壓力機的選擇…………………………………………18
5.1模具閉合高度的計算 ……………………………………………………………19
5.2壓力機的選擇及校核 ……………………………………………………………19
6結(jié)論………………………………………………………………………………………20
參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………21
致謝……………………………………………………………………………21
摘 要
本畢業(yè)設(shè)計是對隔離片的工藝進(jìn)行整體分析， 在這個基礎(chǔ)上設(shè)計出一付能生產(chǎn)出合格產(chǎn)品的設(shè)計計算。此級進(jìn)模工藝主要有壓包、沖孔、切彎、落料；模具設(shè)計主要包括排樣設(shè)計，凸凹模刃尺寸的設(shè)計計算、沖壓力的計算及模具壓力中心的確定、模具非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計計算、壓力機的選擇及其校核。
關(guān)鍵詞： 級進(jìn)模; 壓包; 沖孔; 切彎; 落料
前言
模具作為特殊的工藝裝備，在現(xiàn)代制造業(yè)中越來越重要。有了模具，企業(yè)有可能向社會提供品種繁多、質(zhì)優(yōu)價廉的商品，滿 足人們?nèi)找嬖鲩L的多方面的消費需要。有了模具，人們的衣、食、住、行，可直接或間接地變得豐富多彩。說具體一點，人們?nèi)粘＝佑|的發(fā)：汽車、手表、手機、電腦、空調(diào)器、電話、傳真機等，可以說一切用品，大到飛機、輪般、火車，小到一根縫衣針，都離不開用模具加工或生產(chǎn)其中某個零件。模具的廣泛應(yīng)用，不僅得到了人們普遍的認(rèn)識，同時，模具水平的高低，關(guān)系到現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步，關(guān)系到經(jīng)濟建設(shè)的速度。大力提高制造模水平，是提升模具技術(shù)檔次的關(guān)鍵。
多工位級進(jìn)模是沖壓模具中的一種，它是在單工序沖壓模具基礎(chǔ)上發(fā)展起來的多工序集成模具，在一副模具中可以完成壓包、沖孔、切彎、落料等多種沖壓工序，它可以將復(fù)雜的制件外形或型孔，經(jīng)分解變成簡單的沖壓。相對而言，多工位級進(jìn)模的單個工位的沖壓難度比單工序模要簡單多了，因而能夠?qū)?fù)雜的零件用一副級進(jìn)模沖壓而成，并且可以在無人操作的情況下進(jìn)行高速沖壓。模具可以采用優(yōu)質(zhì)、高強度、高耐磨材料制造，模具的加工采用先進(jìn)的CNC制模設(shè)備和合理工藝。因此，多工位級進(jìn)模具有高效、高精度、長壽命的特點，它已成為實現(xiàn)大生產(chǎn)、降低生產(chǎn)成本的最佳選擇。因此深受人們重視，被指定為我國“十一五”規(guī)劃中重點發(fā)展的模具之一。
多工位級進(jìn)模的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，模具制造精度要求高，在進(jìn)行模具設(shè)計時要考慮的內(nèi)容比較多，要求模具設(shè)計師的水平也高。能夠設(shè)計與制造精度、高功能、長壽命的多工位級進(jìn)模，一般需要經(jīng)驗豐富的理論與實踐相結(jié)合的模具專業(yè)人才和較為配套的先進(jìn)精密制模設(shè)備才能有保障。當(dāng)前，設(shè)計與制造多工位級進(jìn)模，國內(nèi)已有一定基礎(chǔ)，個別企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品已有較高水平，但大部分企業(yè)仍有較大差距，總量供不應(yīng)求，進(jìn)口較多。
2 制件分析
2.1 零件圖
制件名稱：隔離片
零件簡圖：如圖1所示
材 料：45號鋼
制件厚度：t=0.3mm
生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn)
Fig1 Parts diagram
Fig1 Parts diagram
圖1 制件圖
2.2 工藝性分析
零件上的二個半徑為1.5mm的凸包和和半徑為0.9mm的四個小圓凸包應(yīng)在一工位完成，有助于提高制件的精度還使模具結(jié)構(gòu)更加的緊湊。為了便于成型制件上下兩端半徑為1.5 的長遠(yuǎn)凸包。避免材料流動困難，應(yīng)先安排工序在長圓凸包外側(cè)通過凸模沖切去一小塊廢料。
3 沖壓工藝方案的確定
沖裁件的工藝性是指從沖壓工藝方面來衡量設(shè)計是否合理的，沖壓件形狀應(yīng)力求簡單，以便節(jié)省原材料，提高模具壽命，降低工件成本。分析沖壓件對沖壓工藝的適應(yīng)性，首先要判斷該沖壓件需要哪些沖壓工序，包括中間半成品的形狀尺寸和所需沖壓工序，然后按照設(shè)計中各工序的沖壓工藝性要求，對該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、精度要求、表面質(zhì)量及所用材料的沖壓性能和使用性能等進(jìn)行分析，確定該沖壓件加工的難易程度，及是否需要采取熱處理工藝措施。產(chǎn)品的沖壓藝性好，可保證材料消耗少，工序數(shù)目少，模具結(jié)果簡單，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，還能使技術(shù)準(zhǔn)備工作和生產(chǎn)的組織管理做到經(jīng)濟合理，沖壓加工的經(jīng)濟性也好。因此，工藝分析也可以說是對產(chǎn)品的沖壓工藝方案進(jìn)行技術(shù)上和經(jīng)濟上的可行性論證。對沖壓工藝性不好的零件，在保證產(chǎn)品使用要求的前提下，對產(chǎn)品圖或原材料做必要的修改。工藝分析包括技術(shù)分析和經(jīng)濟分析兩個方面。從技術(shù)方面來看，主要分析沖壓件的形狀特點、尺寸大小、精度要求及材料性能等是否適應(yīng)沖壓加工的要求；經(jīng)濟方面看，主要根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)批量，分析產(chǎn)品成本，闡明采用沖壓加工能否取得良好的經(jīng)濟效益，即分析在技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟上的合理性。綜合考慮沖裁件的質(zhì)量要求和經(jīng)濟效益。
零件形狀較復(fù)雜主要工序有沖孔，四處切彎。零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證。其它尺寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的加工要求，故采用導(dǎo)正銷定位，彈性卸料裝置，自然漏料的沖孔落料模進(jìn)行加工。為了保證凹模、卸料板、凸模固定板有足夠的強度，確保模具的使用壽命增設(shè)空工位，因為有導(dǎo)正銷做精確定位的條料排樣圖因步距積累而減小，對產(chǎn)品精度影響不大且步距為16.5㎜所以可以增設(shè)空工位。
方案一：采用復(fù)合模加，復(fù)合模比單工序模生產(chǎn)率高，減少了模具和設(shè)備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。對于特別復(fù)雜或孔邊距較小的沖壓件，用簡單?；驈?fù)合模沖制有困難時，可用級進(jìn)模逐步?jīng)_出，但級進(jìn)模輪廓尺寸較大，制造較復(fù)雜，成本較高，一般適用于大批量生產(chǎn)小型沖壓件。
方案二：采用級進(jìn)模加工。級進(jìn)模比單工序模生產(chǎn)率高，減少模具和設(shè)備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。對于特別復(fù)雜或孔邊距較小的沖壓件，用簡單?；驈?fù)合模沖制有困難時，可用級進(jìn)模逐步?jīng)_出。但級進(jìn)模輪廓尺寸較大，制造 較復(fù)雜，成本較高，一般適用于大批量生產(chǎn)小型 沖壓件。
比較方案一與方案二，對于所給零件，復(fù)合模沖裁零件時受到壁厚的限制，模具結(jié)構(gòu)與強度方面相對較難實現(xiàn)和保證，所以根據(jù)零件性質(zhì)故采用級進(jìn)模加工。
3.1 排樣的設(shè)計計算
采用裁搭邊雙邊排樣方式，其排樣圖如圖2所示
圖2 排樣圖
查表2.5.2 確定工件的搭邊值
a=1.5 a1=1.2
為了保證材料具有一定的剛度和送料方便以及沖壓件的質(zhì)量，本次取 a=3.5 a1=1.7
則 條料料寬度 B=28m 歩距 l=1.7+14.8=16.5mm
材料的利用率： N=S/AB×100%=34%
式中 S-工件的面積；
A-步距；
B-條料寬度。
3.2沖壓工藝力的計算
3.2.1計算沖裁力
P=1.3Ltτ=Ltσb
式中 P-沖裁力；
L—沖裁輪廓線總長；
t —板料厚度;
τ—板料的抗剪強度;
σb —板料的抗拉強度。
此模具中有四個沖孔落料凸模區(qū)，第一區(qū)如圖3所示：
圖3一區(qū)凸模
其外開輪廓線長度：L=25.6mm
P=1.3Ltτ=Ltσb
則P1=5376N
第二區(qū)凸模形狀如圖4所示：
圖4 二區(qū)凸模
L弧=2πrn/360°=6.2㎜
其外形輪廓線總長度L=24.1mm
P=1.3Ltτ=Ltσb
P2=5061N
第三區(qū)凸模形狀如圖5所示：
圖5 三區(qū)凸模
其外形輪廓線總長度L=9.42mm
P=1.3Ltτ=Ltσb
P2=1978.2N
第四區(qū)凸模形狀如圖6所示：
圖6 四區(qū)凸模
其外形輪廓線總長度L=46.472mm
P=1.3Ltτ=Ltσb
P2=9759.12N
3.2.3 壓包力的計算
脹形時的脹形力F(N)為：?
??????? ?F=PA?
??????? ?P=1.15σz2t/d?
式中 A—脹形面積（mm2);?
?? p—脹形單位壓力（MPa);?
??σz一脹形變形區(qū)真空應(yīng)力，近似計算時取σz≈σb?(材料抗拉強度）（MPa)。
因此： F1=682.48N
F2=2913.21N
3.2.4 彎曲力的計算
影響彎曲力的因素很多，若要進(jìn)行精確的計算是復(fù)雜的，這里只是進(jìn)行大略計算，不考慮校平。
彎曲力的公式為：
F彎 =0.7kbt2b /(r+t)=204.75N
式中 k—彎曲系數(shù),一般取1.3；
b—彎曲件寬度，mm
t—材料厚度,mm
r—內(nèi)彎曲半徑,mm
—材料抗拉強度,MPa
3.2.5卸料力的計算
Fp=25974.76N
卸料力FQ=KFP=1558.46N
查表3-17 得 K卸=0.06
P總=25974.76+1558.46=27.6KN
3.3 模具壓力中心的計算
沖裁時合力的作用點或多工序模各工序沖壓力的合力作用點，稱為模具壓力中心。如果模具壓力中心與壓力機滑快中心不一致，沖壓時會產(chǎn)生偏裁，導(dǎo)致模具及滑快與導(dǎo)軌的急劇磨損，降低模具與壓力機的使用壽命。
正確計算出沖裁時的壓力中心，并使壓力中心與模柄軸心線重合，對于制件外形尺寸大，形狀復(fù)雜，多凸模的沖裁模和連續(xù)模，正確確定其壓力中心就是顯得更為重要。若因沖件的形狀特殊，從模具結(jié)構(gòu)方面來考慮不宜使壓力中心與模柄軸心線相重合，也應(yīng)注意盡量使壓力中心不偏離所選壓力機模柄孔的投影面積范圍。
由于設(shè)計的沖裁件為是對稱圖形，其壓力中心位于輪廓圖形的幾何中心上。
3.4 彎曲回彈的計算
板料在常溫下的彎曲總是由塑性變形和彈性變形兩部分組成，所以在卸載以后彈性變形完全消失，使彎曲件的彎曲半徑與彎曲角發(fā)生改變，彎曲回彈是彎曲成形不可避免的現(xiàn)象，它將直接影響彎曲件的精度，必須加以控制。
影響回彈值的因素有很多，而且各因素之間往往又相互影響，故難以進(jìn)行精確的計算和分析，設(shè)計模具時對回彈值的確定大多按經(jīng)驗數(shù)值?；蛴嬎愫笤趯嶋H試模中進(jìn)行修正。
本制件的彎曲變形屬于大變形自由彎曲即，當(dāng)彎曲件的相對彎曲半徑r/t5—8時彎曲半徑變化的很小，可以不予考慮。在實際中只考慮角度的回彈。
彎曲角度α=900 則彎曲回彈角△α 由表3.2.1 可查得： △α=9°
4 模具設(shè)計計算
沖裁件的尺寸精度主要取決于凸凹的刃口尺寸及其公差。模具的合理間隙也是靠凸凹模的刃口尺寸及其公差來保證的，所以，正確確定凸凹模刃口尺寸及其公差是沖裁設(shè)計中的一項重要工作。
由沖裁過程所知：落料件的光面是因凹模刃口擠切材料產(chǎn)生的，而孔的光面是凸模刃口擠切材料產(chǎn)生的，落料件的大端尺寸等于或接近于凹模刃尺寸，沖孔件的小端尺寸等于或接近凸模的刃口尺寸，考慮到模具的壽命及磨損情況，在確定模具刃口及其公差時應(yīng)考慮：
落料時應(yīng)先確定凹模的刃口尺寸。凹模刃口的基本尺寸取接近或等于制件的最小極限尺寸。用以保凹模磨損在一定范圍內(nèi)，仍然能沖出合格的制件。凸模的刃口尺寸則按凹模的刃口尺寸減去一個最小的合理間隙值來確定。
沖孔時，應(yīng)先確定凸模刃口尺寸，凸模刃口的基本尺寸取接近或等于孔的最大極限尺寸，用以保證凸模在一定磨損范圍內(nèi)仍能使用，而凹模刃口的基本尺寸按凸模刃口的基本尺寸加上一個最小合理間隙值來確定。
凸模和凹模的制造公差，主要取決與沖裁件的精度和形狀，一般默放的制造精度比沖裁件的精度要高1～2級。
凸凹模的刃口計算與加工方法有關(guān)，基本上可分為兩類。
凹模與凸模分開加工。
凹模與凸模配作加工
方法一，主要使用與圓形或形狀簡單的沖裁件，采用這種方法時，要分別標(biāo)注凹模和凸模的刃口尺寸與制造公差。
方法二，指選按圖樣設(shè)計的尺寸加工好凸模或凹模的一件作為基準(zhǔn)件（一般落料時以凹模為基準(zhǔn)，沖孔時以凸模為基準(zhǔn)），然后根據(jù)基準(zhǔn)年的實際尺寸按間隙要求配作另一件。這種加工方法的特點是模具的間隙由配作保證，工藝比較簡單，不需要用公式來進(jìn)行校核，還可以放大基準(zhǔn)件的制造公差（一般可以取沖裁件公差的1/4），使制造容易，用配作加工的方法制造模具常用以復(fù)雜形狀及薄料的沖裁件，圖樣上只需標(biāo)注基準(zhǔn)件的尺寸及其公差，配作件公注基本尺寸，并注明與基準(zhǔn)件配作及應(yīng)保證的間隙值。
4.1 凸模凹模刃口尺寸的確定
4.1.1 一區(qū)凸模凹模的刃口尺寸確定
如圖6：
圖6 一區(qū)凸模刃口簡圖
Ap=(Amin+x△）0-0.25△
式中 Ap-凸模刃口尺寸；
△-凸模的制造公差；
x -因數(shù)。
由表2.3.1得：Χ=0.75 △=0.1
A1=（10.8+0.75x0.1）0-0.25x0.4=10.8750-0.025
A2=（2+0.75x0.08）0-0.25x0.4=2.060-0.02
配作加工凹模的尺寸，其雙面間隙為2Cmax～2Cmin
查表2.2.4則可得：2Cmax=0.06，Cmin=0.04
在配作凹模尺寸時取雙面最小間隙 2C=0.04
那么凹模刃口:
A1=10.915
A2=2.1
4.1.2 二區(qū)凸模凹模的刃口尺寸確定
如圖七：
圖7 二區(qū)凸模刃口簡圖
查表得：Χ=0.75
查表3-16得：δp=0.08
R1=（1.9+0.75x0.08）0-0.25x0.4=1.960-0.02
R2=（7.4+0.75x0.08）0-0.25x0.4=7.460-0.02
A1=（5.9+0.5x0.2）0-0.25x0.4=6+-0.025
配作加工凹模的尺寸，其雙面間隙為Zmax～Zmin
則可得：Zmax=0.06，Zmin=0.04
取雙面間隙0.04㎜
那么凹模刃口:R1=2 R2=7.5
4.1.3 三區(qū)凸凹模的刃口尺寸確定
如圖八：
圖8 三區(qū)凸模刃口簡圖
因為是圓形所以采用分開加工法
Dp=（dmin+x△）0-δp=(3+0.08×0.75)0-0.006=3.060-0.006
Dd=（Dp+2cmin)+δp0=(3.06+0.04)+0.010=3.1+0.01
校核：
4.1.4 四區(qū)凸模凹模的刃口尺寸確定
圖9 四區(qū)凸模刃口簡圖
DD=（Dmax-x△）0+δp=(14.8-0.08×0.75）+0.0180=14.740+0.018
Dp=（Dd-2cmin)0-δp=(14.74-0.04)0-0.011=14.70-0.011
校核：不符合
由此可知只有縮小δpδd提高制造精度才能保證間隙在合理范圍內(nèi)
δp=0.4x0.02=0.08
δd=0.6x0.02=0.012
4.2 彎曲凸模工作部分的尺寸計算
彎曲模的工作部分的尺寸主要是指凸凹模間隙、圓角半徑、凹模深度及凸凹模橫向?qū)挾瘸叽绲取?
U形件的彎曲必須選擇適當(dāng)?shù)拈g隙。間隙的大小對于工作質(zhì)量和彎曲力有很在的影響，間隙越小，彎曲力越大，間隙過小，又會使工件變薄，并降低凹模壽命。間隙過大，則會回彈較大，影響制件精度。
U形工件彎曲的凹凸模間隙，根據(jù)材料的厚度，彎曲件的高度和寬度（彎曲線的長度）而定，單邊間隙按如下公式確定：
c=t+nt
式中 c-彎曲時凹凸模制件的間隙；
t-材料的公稱厚度。
當(dāng)工件精度要求高時，凹凸模之間的間隙應(yīng)取小些。
查表 5-10 得間隙系數(shù)值k=0.05
則可得 c=0.315mm
凹模與凸模的寬度尺寸與工件的尺寸相關(guān)，根據(jù)工件的尺寸標(biāo)注方式不同，凹模與凸模的寬度尺寸按如下公式計算：
本制件U形彎曲按內(nèi)形尺寸標(biāo)注，在實際生產(chǎn)中，通常以凸模尺寸為基準(zhǔn)，配作凹模尺寸。則其凸、凹模計算公式為：
式中 Lp - 彎曲凸、凹模寬度尺寸；
L- 彎曲件內(nèi)形公稱尺寸；
△- 彎曲件的尺寸公差；
δp - 彎曲凸模制造公差。
則可求得：
LP=2.80-0.006
LD=3.43+0.010
LP1=2.30-0.006
LD1=2.93+0.010
確定凸模圓角半徑rp。如工件內(nèi)側(cè)的圓角半徑為r。通常取rp=r。但不能小于材料允許的最小彎曲半徑rmin。當(dāng)工件彎曲直徑小于rmin時則應(yīng)取rprmin。然后的整形工具來滿足制件的要求。此時，整形圓角半徑rp=r。
確定凹模圓角rd。工件在壓彎過程中，凸模講工件壓入凹模而形成，凹?？诓康膱A角半徑rd對于零件質(zhì)量有明顯的影響。小彎曲板料如果表面出現(xiàn)劃痕，如凹模兩邊圓角半徑不一致，則毛坯會產(chǎn)生偏移。凹模圓角半徑凹模圓角半徑rd的大小與彎邊厚度有關(guān)。凹模深度。凹模深度尺寸要適中，若過小，毛坯兩邊自由部分太多，彎曲件彈量大又不平直，彎曲件的質(zhì)量下降，若過大，凹模增大，則模具耗材也增多，且壓力機需要有較大的工作行程。
查表5-12 確定凹模圓角半徑rd及凹模的深度l值
rd=(3-6)t=0.9mm l=3mm
4.3 壓包凸模凹模的工作尺寸計算
已知零件的外形尺寸，則外形尺寸為凹模尺寸，凸模按和凹模單邊間隙相差0.75倍料厚計算。
4.4 模具主要零件的設(shè)計
4.4.1 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核
凸模又稱沖頭，是沖模的關(guān)鍵零件之一，凸模本身按其2作用可分為工作部分（刃口）和固定部分。
凸模的長充尺寸應(yīng)按模具的具體結(jié)構(gòu)確定，同時要考慮凸模的修磨量及固定板與卸料板之間的安全距離等因素。凸模的長度過短則不能插入凹模刃口內(nèi)對板料進(jìn)行沖切，但若凸模過長又降低其工作的穩(wěn)定性，其長度可以如下確定：L=h1+h2+h
式中 L-凸模長度，mm；
h1--凸模固定板厚度，mm；
h2-卸料板（或?qū)О澹┖穸?，mm；
h -附加長度，包括凸模的修磨量，凸模進(jìn)入凹模的深度，凸模固定板與卸料板的安全距離，一般取h=15mm～20mm。
卸料板厚h2=18mm
凸模固定板厚h1=16mm
凸模修磨量h=19mm
則: L=h1+h2+h=53mm，材料選擇Cr12Mov,熱處理后硬度為58-62。
校核公式：
dmin≥4t/1.6x103
dmin-凸模最小直徑（mm)
t-料厚(mm)
3.06≥0.525，故設(shè)計合理；
14.7≥0.525，故設(shè)計合理；
2≥0.525，故設(shè)計合理；
有導(dǎo)向裝置的圓形凸模的校核公式：
Lmax≤85d2√Fp
式中 Lmax-允許的凸模最大自由長度(mm）；
d-凸模的最小直徑(mm)；
FP-沖裁力（N)。
經(jīng)校核均符合要求，故設(shè)計合理。
4.4.2 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計
凹模的結(jié)構(gòu)形式也較多，按外形可分為標(biāo)準(zhǔn)圓凹模和板狀凹模，按結(jié)構(gòu)分為整體式和鑲拼式，按刃口形式也有平刃和斜刃。
沖裁是凹模承受的站裁力和側(cè)向力的作用，由于凹模的結(jié)構(gòu)形式不一，受力狀態(tài)又比較復(fù)雜，在生產(chǎn)中大多用經(jīng)驗公式概略的計算凹模尺寸：
凹模厚度 Hd=Kb
凹模壁厚 c=(1.5～2)Hd
式中 K-系數(shù)；
B-沖裁件最大外形尺寸，mm。
查表 3-19 確定系數(shù)K值
K=0.35
Hd=Kb=0.3x14.8=4.44mm
考慮到級進(jìn)模的結(jié)構(gòu)大，取Hd=20mm， C=(1.5～2)Hd=40mm
凹模板尺寸為160x125x20㎜
本模具凹模使用鑲拼結(jié)構(gòu)，使用壓入固定的方法,材料選擇Cr12Mov,熱處理后硬度為58-62。
4.4.2 凸模固定板的設(shè)計
凸模固定板采用45號鋼，在本套模具中凸模的數(shù)量為14個，因此固定板承受的載荷較大，故取固定板的厚度為16mm,其外形尺寸為160x125x16mm。
4.5定位、導(dǎo)向、卸料裝置的設(shè)計
模具上的定位零件的作用是使毛坯或裝成 品在模具上能夠準(zhǔn)確的定位，根據(jù)毛坯的形狀、尺寸及模具的結(jié)構(gòu)形式，可以選用不同的定位方式。
4.5.1 導(dǎo)正銷
導(dǎo)正銷在站裁時和其它定距組件配合，插入前工位已經(jīng)沖好的空中進(jìn)行精確定位，以減小定位誤差，保證空與外形的相對位置的沖裁要求，導(dǎo)正銷裝配在第二工位以后的落料凸?；驈棄盒读习迳?，當(dāng)零件上沒有適宜與導(dǎo)正銷導(dǎo)正的孔時，對于工步較多零件精度要求高的級進(jìn)模，應(yīng)在條料兩側(cè)的空位上設(shè)置工藝孔，在第一工位沖出以供導(dǎo)正銷導(dǎo)正條料用。
導(dǎo)正銷的突出量X；0.6t＜X＜1.5t,薄料取大值，擇X＝0.45；
R=（2-3)＝6-9 r=1/4D=0.75；
4.5.2 托料導(dǎo)料銷
托料導(dǎo)料裝置是具有托料和導(dǎo)料雙重作用的模具部件，在級進(jìn)模中應(yīng)用廣泛。當(dāng)上模下行時，卸料板凹坑底面首先壓縮導(dǎo)向釘，使得凹模與條料齊平并開始沖壓。當(dāng)上模回升時，彈簧將托料導(dǎo)料釘推至最高位置，進(jìn)行下一步的送料導(dǎo)向。
4.5.3 導(dǎo)向零件
在大批量生產(chǎn)的情況下為了便用于裝?；蛟诰纫筝^高的情況下，模具采用導(dǎo)向裝置，以保證精確定位，提高沖件質(zhì)量及模具壽命。
導(dǎo)柱、導(dǎo)套都是圓柱形的，方便加工，容易裝配。在上下模座上分別設(shè)置四對導(dǎo)柱，導(dǎo)套對凸凹模進(jìn)行導(dǎo)向。后置導(dǎo)柱的兩導(dǎo)柱直徑相同，中間配置和對角配置的導(dǎo)柱的導(dǎo)向直徑不相同。避免合模時的錯位。
導(dǎo)柱、導(dǎo)套可直接從國家標(biāo)準(zhǔn)里面選用。導(dǎo)柱的長度應(yīng)在模具閉合后，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于10mm～15mm。而下模座底免與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為0.5mm～1mm。
4.5.4 卸料推件裝置
本模具采用彈性卸料裝置，由卸料板、彈簧卸料螺釘組成，彈壓卸料裝置裝在模具上模座。卸料板的平面外形尺寸等凹模板的外形尺寸，。
整副模具采用彈性裝置。采用彈性推件裝置時可使板料處于受壓狀態(tài)下分離，因而沖件的平直高度較高，出件平穩(wěn)無撞擊。
因為卸料板有保護(hù)精密凸模的作用，所以要在卸料板與上模座之間增設(shè)輔助導(dǎo)向機構(gòu)-小導(dǎo)柱和小導(dǎo)套。
5 模具閉合高度的計算和校核壓力機的選擇
5.1 模具閉合高度的計算
選取上模座厚度H1=40mm
選取下模座厚度H2=40mm
凸模固定板厚度H3=16mm
選取凹模板厚度H4=20mm
選取卸料板厚度H5=16mm
選取上下墊板厚度H6=8mm
模具閉合高度為:
H=175.3mm
5.2 壓力機的選 擇及校核
整副模具的總壓力F=27.6KN，故選擇壓力機的公稱壓力應(yīng)大于27.6KN。
選取J23-16型開式可傾斜式壓力機，其技術(shù)參數(shù)如下：
初選公稱壓力為160KN的壓力機，最大閉合高度為220mm，最大裝模高度180㎜而模具的閉合高度必須與壓力機的閉合高度相適應(yīng)，應(yīng)介于壓力機最大和最小閉合高度以之間，一般是可以按如下關(guān)系式確定：
H最大-5≥H模≥H最小+10 180-5≥174.8≥180-45+10，所選壓力機適合要求。
通過這次畢業(yè)設(shè)計實習(xí)，我有如下幾方面的感觸：
首先，在這次畢業(yè)設(shè)計實習(xí)中，通過自已的努力和請教老師和同學(xué)，我收獲很大，不但比較系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了以前所學(xué)習(xí)的所有關(guān)于沖壓工藝學(xué)，機械制圖以及相關(guān)制圖軟件操作的知識而且加深了對以前那些枯燥公式的理解。
其次，以前我總是以為我什么東西都懂了，但到了實際設(shè)計過程中才發(fā)現(xiàn)自已是那么的膚淺，所以設(shè)計過程中我逐漸克服了自己眼高手低的缺點。通過此次實習(xí)，所學(xué)習(xí)的知識運用到實際中解決實際生產(chǎn)中的問題，增強了我的理論聯(lián)系實際的觀念，提高自己理論聯(lián)系實際的能力。理論是對實際操作的一個提煉和升華，是一個被理想化了的實際操作的模型，將實際操作簡單化了。而實際操作卻是比理論更復(fù)雜的，因為在實際過程中會遇到許許多多人為因素和社會因素。比如理論上只要一部機器各個機構(gòu)或者部件滿足所需的運動要求和力學(xué)性能，那么這樣的設(shè)計方案就是可行的。但是在實際生產(chǎn)上情況卻遠(yuǎn)要復(fù)雜得多。我們不但要會學(xué)習(xí)知識，更要會將所學(xué)的知識運用到實際工作中，那樣才能學(xué)以致用，才能造福自己和別人。
此外，通過這次設(shè)計我也深刻認(rèn)識到學(xué)習(xí)方法的重要性，正所謂“磨刀不誤砍柴工”，在實習(xí)上我首先借鑒了許多前人的經(jīng)驗教訓(xùn)——先做什么，再做什么，不做什么，做設(shè)計不能盲目，對我們工程人員來講做事要有縝密的計劃，因為一招不慎，滿盤皆輸，如若重頭再來既浪費時間又浪費精力，我們可以多參考一些作品查閱資料，與自己接觸過的一些行對比，吸取精華，去除糟粕，可以學(xué)會許多東西。但設(shè)計，一下要有自己的想法，人也要有自己鮮明的個性，久了就形成了自己的風(fēng)格，風(fēng)格的養(yǎng)成與一個人的藝術(shù)素養(yǎng)有直接關(guān)系。能有自己的設(shè)計理念，設(shè)計風(fēng)格就不一樣，這樣設(shè)計出來的東西就有了獨特的靈魂。
6 結(jié)論
本次多工位級進(jìn)模具的設(shè)計由于以前接觸的知識不多，所以借了許多這方面的書，吸取了以前的盲目計算的經(jīng)驗，在做整個的設(shè)計前我先對設(shè)計題目進(jìn)行了分析了解，大致確定了設(shè)計方案。在充計計算過程中，我的思想認(rèn)識也得到了一定的提高。
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致 謝
本論文是在老師的悉心指導(dǎo)和熱情關(guān)懷下完成的。從選題、撰寫到定稿，陳老師給予了我很多及時且建設(shè)性的指導(dǎo)意見，我在論文中的每一點進(jìn)步，無不凝聚著恩師的心血。值此論文完成之際，謹(jǐn)向陳老師致以深深的感謝和崇高的敬意，這段時間讓我體會到設(shè)計人員一定要認(rèn)真、仔細(xì)，做事要考慮周全，不能偷懶，更不照搬照抄，要腳踏實地才會有收獲。