方插片沖壓模具設計-諧振窗倒裝式復合模【三維UG】【含全套CAD圖紙】【沖壓模具設計稿】

喜歡就充值下載吧。資源目錄里展示的全都有，下載后全都有，CAD圖紙均為可自行編輯，有疑問咨詢QQ:1304139763 ====================== 喜歡就充值下載吧。資源目錄里展示的全都有，下載后全都有，CAD圖紙均為可自行編輯，有疑問咨詢QQ:1304139763 ======================

畢業(yè)設計（論文）任務書 設計(論文)題目 方插片沖壓模具設計 學生姓名 學號 1009040114 起迄日期 2013.2.20~2013.5.20 指導教師 王鑫 1. 畢業(yè)設計（論文）的目的： 通過本次畢業(yè)設計使學生掌握模具設計的過程，培養(yǎng)學生的模具設計能力及創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學生熟練使用AutoCAD等軟件進行計算機繪圖，會查閱相關設計資料及手冊。 2. 畢業(yè)設計（論文）任務的內容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、圖表要求以及工作要求等）： 1）開題報告一份（文獻綜述、調研報告、方案論證、完成課題基本思路及進程計劃等） 2）畢業(yè)設計說明書一份（1萬字以上）及光盤 3）畢業(yè)設計圖紙不少于 A0 1張 3. 畢業(yè)設計（論文）進度計劃： 起迄日期 工 作 內 容 2013.2.20-3.6 熟悉畢業(yè)設計任務，完成開題報告 2013.3.7-4.10 完成三維實體造型及模具總圖的設計 2013.4.11-4.30 完成模具零件圖的結構設計 2013.5.1-5.12 撰寫畢業(yè)設計說明書 2013.5.13-5.20 準備答辯 系（院）審查意見： 系 (院)負責人 年 月 日 說明：畢業(yè)設計任務書由指導教師根據(jù)課題的具體情況填寫，經系(院)負責人簽字后生效。此任務書在畢業(yè)設計開始前一周內填寫并發(fā)給學生。 編號： 畢業(yè)設計說明書 題 目： 方插片沖壓模具設計 院 （系）： XXXXXXXV 專 業(yè)： XXXXXXXV 學生姓名： XXXXXXXV 學 號： XXXXXXXV 指導教師： XXXXXXXV 職 稱： XXXXXXXV 題目類型： 理論研究 實驗研究 工程設計 工程技術研究 軟件開發(fā) X年 X月 X日 xxxxxxxxxx 大學畢業(yè)設計報告用紙 第 1 頁 共 38 頁 1 摘 要 模具是制造業(yè)的重要工藝基礎，在我國模具制造屬于專用設備制造業(yè)。近年來， 模具增長十分迅速，高效率、自動化、大型、微型、精 密、高壽命的模具在整個模 具產量中所占的比重越來越大。 本設計是沖孔、落料復合模設計，沖模的結構性能直接反映了沖壓技術水平的高 低。選用材料時應考慮模具的工作特性，受力情況，沖壓件材料性能，沖壓件的精度， 生產批量以及模具材料的加工工藝性能和工廠現(xiàn)有條件等因素。沖床的選用主要是確 定沖床的類型和噸位。板料冷沖壓加工是機械加工的一個重要組成部分。它應用十分 廣泛。本文就以方插片落料、沖孔復合模設計主要介紹了沖壓模具設計的全過程，此 次要完成的主要工作如下： 1.經工藝分析工藝計算，間隙值的選擇，確定了該設計工藝流程及沖模結構形 式。 2.同時對所設計的模具分別進行了分析說明。 3.對壓力機做出了合理的選擇。 4.整個過程采用 AutoCAD 軟件繪制模具的二維裝配圖和個別零件圖。 5.還要采用 UG 軟件畫出模具的三維零件圖和裝配圖。 關鍵字：沖裁模；沖裁工藝；零件工藝；凸模；凹模；凸凹模；模架 xxxxxxxxxx 大學畢業(yè)設計報告用紙 第 2 頁 共 38 頁 2 1.1 模具的概述 .......................................................3 1.1.1 模具的特點 .................................................4 1.1.2 設計在學習模具的作用 .......................................4 1.2 沖壓技術概述 .....................................................4 1.3 沖壓技術的發(fā)展趨勢 ...............................................5 2 沖裁與工件的工藝分析 .......................................6 2.1 沖裁的概述 .......................................................6 2.2 沖裁的工藝性 .....................................................7 2.3 沖裁變形階段 .....................................................7 2.4 工件材料的分析 ...................................................8 2.5 工件工藝性的分析 .................................................9 2.6 確定沖裁工藝方案 .................................................9 3 模具結構型式的確定 ........................................10 3.1 簡單模（單工序模） ..............................................10 3.2 連續(xù)模（級進模） ................................................10 3.3 復合模 ..........................................................10 3.3.1 倒裝式復合模 ..............................................11 3.3.2 正裝式復合模 ..............................................11 4 各部分工藝力計算 ..........................................12 4.1 排樣設計： ......................................................12 4.2 沖裁力 ..........................................................14 4.3 卸料力 ..........................................................14 4.4 推件力 ..........................................................14 4.5 頂件力 ..........................................................15 4.6 總沖壓力 ........................................................15 4.7 壓力中心 ........................................................15 5 凸、凹模結構及工作部分主要尺寸計算 ........................15 5.1 落料凸、凹模刃口尺寸及公差的計算 ................................15 52 沖孔凸、凹模刃口尺寸及公差的計算 ...............................16 5.3 沖孔凸模的設計 ..................................................17 xxxxxxxxxx 大學畢業(yè)設計報告用紙 第 3 頁 共 38 頁 3 5.3.1 凸模的結構設計的三原則 ....................................17 5.3.2 凸模的長度尺寸計算 ........................................17 5.4 凹模設計 ........................................................18 5.5 凸凹模的設計 ....................................................19 6 模具其它零件設計 ..........................................20 6.1 定位零件 銷釘?shù)脑O計 ..........................................21 6.2 卸料、推料及壓料零件 卸料裝置的設計 ..........................22 6.2.1 固定卸料裝置的形式 ........................................22 6.2.2 固定卸料板的固定方式 ......................................22 6.3 卸料、推料及壓料零件 推件器置的設計 ..........................22 6.3.1 推件器的結構形式 ..........................................23 6.3.2 推件器的尺寸與公差 ........................................23 6.3.3 推件器的極點位置 ..........................................23 6.4 卸料、推料及壓料零件 打桿、頂板和頂桿的設計 ..................24 6.5 夾持及支持零件 上、下模座的設計 ..............................24 6.6 夾持及支持零件 模柄的類型及選擇 ..............................24 6.6 夾持及支持零件 墊板 ..........................................26 6.7 夾持及支持零件 凸模固定板 ....................................26 6.8 導向零件 導套、導柱 ..........................................27 6.9 緊固及其他零件 ..................................................28 6.10 各零件的材料 ...................................................29 7 壓力設選擇 ................................................30 8 模具的裝配 ................................................31 8.1 模架的選擇 ......................................................31 8.2 復合模的裝配 ....................................................33 8.2.1 裝配技術要求 ..............................................33 8.2.2 裝配順序為 ................................................33 8.3 凸、凹模間隙的調整 ..............................................34 設計總結 .....................................................35 致 謝 .......................................................36 參考文獻 .....................................................37 xxxxxxxxxx 大學畢業(yè)設計報告用紙 第 4 頁 共 38 頁 4 1 緒 論 1.1 模具的概述 從模具設計和制造角度來看，我們可以從以下幾個方面對模具進行了解。 （1）對模具的全面要求是：能產生出在尺寸精度、外觀、物理性等各方面都須 滿足使用要求是公有制品，模具的使用要求效率高、自動化操作簡便；制造要求結構 合理、制造容易、成本低廉。 （2）模具影響產品的質量：首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分形 面、進澆口和脫模方式等對產品的尺寸精度和形狀精度級產品的物理性能、機械性能、 內應力大小、外觀質量、表面光潔度凹痕、燒焦等都有十分重要的影響。其次，在加 工過程中，模具結構對操作難易程度的影響。在大批量生產中盡量減少開模、合模的 過程和取產品過程中的手工勞動，常用自動開合模自動頂出機構，還要保證產品能夠 自動從模具中脫出。要采用結構合理而簡單的模具，以降低成本。 1.1.1 模具的特點 （1）高效率、自動化 大量采用各種高效率、自動化的模具結構。高速自動化的成型機械配合以先進的 模具，對提高產品質量、提高生產率，降低成本起了很大作用。 （2）大型、超小型及高精度 由于產品應用的擴大，于是出現(xiàn)了各種大型、精密和高壽命的成型模具，有各種 高強度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變形小、導熱性優(yōu)異的制模材料。 （3）標準化 開展標準化工作，不僅大大提高了生產模具的效率，改善了質量，降低了成本。 1.1.2 設計在學習模具的作用 通過學習課本知識，了解了常用材料在個種成型過程中對模具的工藝要求，各種 模具的結構特點及設計計算的方法，以達到設計一般模具的要求。掌握一般機械加工 的知識，金屬材料的選擇和熱處理，了解模具結構的特點，跟具不同模具加工新工藝。 1.2 沖壓技術概述 沖壓是在常溫下利用沖模在壓力機上對材料施加壓力，使其產生變形或分離，從 而獲得一定形狀、尺寸和性能對零件加工方法。它是壓力加工方法的一種，是機械制 造中先進的加工方法之一。 xxxxxxxxxx 大學畢業(yè)設計報告用紙 第 5 頁 共 38 頁 5 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，簡稱冷沖模。冷沖模在現(xiàn)實冷沖壓加工中心是必不可少 的工藝裝備，沒有先進的模具技術，先進的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。 冷沖壓工藝與其他加工方法相比，有以下特點： （1）用冷沖壓加工方法可以得到形狀復雜、用其他加工方法難加工的工件，如 薄殼零件等。 （2）冷沖壓件的尺寸精度是由模具保證的，因此，尺寸穩(wěn)定，互換性好。 （3）材料利用率高，工件重量輕、剛性好、強度高，沖壓過程耗能少，故工件 的成本較低。 （4）操作簡單，勞動強度低易于實現(xiàn)機械化和自動化，生產效率高。 （5）沖壓加工中所用的模具結構一般比較復雜，生產周期長，成本高。因此單 件、小批量生產采用沖壓工藝受到一定限制，沖壓工藝多用于成批、大量生產。近年 來發(fā)展的簡易沖壓模、組合沖模、鋅基合金沖壓等為單件、小批量生產采用沖壓工藝 創(chuàng)造了條件。 目前，采用冷沖壓工藝獲得沖壓制品，在汽車、拖拉機、電機電器、儀器儀表及 各種電子產品和人們日常生活用品中都占有十分重要的地位。在汽車制造業(yè)中有 6070%的零件是采用沖壓工藝制成的，如汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋 爐的汽包、容器的殼體、電機、電器的鐵芯硅鋼片等產品。在電機儀器儀表生產中有 6070%的零件是采用沖壓工藝制成的，如儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機械、 生活器皿等產品。 沖壓件與鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強的特點。沖壓可制出其他方法難 于制造的帶有加強筋、肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性。由于采用精密模具， 工件精度可達微米級，且重復精度高、規(guī)格一致，可以沖壓出孔窩、凸臺等。 冷沖壓模具包括沖裁、彎曲、拉深、成形等各種單工序模和由這些基本工序組成 的復合模、級進模等各種模具。沖壓是高效的生產方法，采用復合模，尤其是多工位 級進模，可在一臺壓力機上完成多道沖壓工序，實現(xiàn)由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、 精整的全自動生產。生產效率高，勞動條件好，生產成本低，一般每分鐘可生產數(shù)百 件。模具的精度和結構直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響 沖壓件成本和質量的重要因素。模具設計和制造需要較多的時間，這就延長了新沖壓 件的生產準備時間。 1.3 沖壓技術的發(fā)展趨勢 進入 90 年代以來，高新技術全面促進了傳統(tǒng)成形技術的改造及先進成形技術的 形成和發(fā)展。21 世紀的沖壓技術將以更快的速度持續(xù)發(fā)展，發(fā)展的方向將更加突出 “精、省、凈”的需求。 xxxxxxxxxx 大學畢業(yè)設計報告用紙 第 6 頁 共 38 頁 6 沖壓成形技術將更加科學化、數(shù)字化、可控化?？茖W化主要體現(xiàn)在對成形過程、 產品質量、成本、效益的預測和可控程度。成形過程的數(shù)值模擬技術將在實用化方面 取得很大發(fā)展，并與數(shù)字化制造系統(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)展到覆蓋件等復雜形狀零件成形，從而真正進入實用階段。 注重產品制造全過程，最大程度地實現(xiàn)多目標全局綜合優(yōu)化。優(yōu)化將從傳統(tǒng)的單 一成形環(huán)節(jié)向產品制造全過程及全生命期的系統(tǒng)整體發(fā)展。 對產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。以便從產品初 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。 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模式及 市場多樣化、個性化需求的發(fā)展趨勢，加強企業(yè)對市場變化的快速響應能力。 重視復合化成形技術的發(fā)展。以復合工藝為基礎的先進成形技術不僅正在從制造 毛坯向直接制造零件方向發(fā)展，也正在從制造單個零件向直接制造結構整體的方向發(fā) 展。 深入研究沖壓變形的基本規(guī)律、各種沖壓工藝的變形理論、失穩(wěn)理論與極限變形 程度等；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)的質量問題，從而優(yōu)化沖壓工藝方案，使塑 性變形理論逐步起到對生產過程的直接指導作用。 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。 在模具設計與制造中，開發(fā)并應用計算機輔助設計和制造系統(tǒng)（CAD/CAM） ，發(fā)展 高精度、高壽命模具和簡易模具（軟模、低熔點金模具等）制造技術以及通用組合模 具、成組模具、快速換模裝置等，以適應沖壓產品的更新?lián)Q代和各種生產批量的要求。 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。 精沖與半精沖、液壓成形、旋壓成形、爆炸成形、電水成形、電磁成形、超塑成 形等技術得到不斷發(fā)展和應用，某些傳統(tǒng)的沖壓加工方法將被它們所取代，產品的沖 壓加工趨于更合理、更經濟。 xxxxxxxxxx 大學畢業(yè)設計報告用紙 第 7 頁 共 38 頁 7 2 沖裁與工件的工藝分析 2.1 沖裁的概述 設計模具時，由成型的工件而定所要設計的模具，在此我的工件是方插片，結構 簡單，對稱，是典型的沖裁件所以選用沖裁模具。 沖裁是利用模具將板料沿一定的封閉輪廓形狀產生分離的一種沖壓工序，安照不 同的工藝手段和效果，他可以分成落料、沖孔、剪切、切口、切邊、剖切、修整裁切 以及精密沖裁等工序，其中以落料和沖孔應用最多。落料是為了獲得一定尺寸和外形 輪廓的工件，使工件沿封閉輪廓從板料上分離的沖壓工序，沖孔是為了得到工件的內 孔，使廢料沿封閉輪廓從板料或工序件上分離的一種沖壓工序。落料和沖孔的性質完 全相同，但沖裁目的不同。 2.2 沖裁的工藝性 沖裁加工是用沖模對材料施加剪切力，使材料發(fā)生剪切變形，并使破壞分離的剪 切加工，沖裁加工的本質是材料的剪切破壞在實際加工中的應用。還要充分考慮對沖 裁件的形狀結構、尺寸大小、尺寸偏差、行位公差與尺寸基準等是否符合沖裁加工經 濟合理的工藝要求。沖裁件的工藝性是否合理，它對沖件的質量、模具壽命和生產效 率的影響都非常大。 沖裁件的形狀和尺寸要求有以下幾個方面； （1）沖裁件的形狀應盡可能對稱、簡單和便于實現(xiàn)無廢料的排樣。 （2）沖裁件的外形，無廢料沖裁或鑲拚結構以外，應避免尖銳的清角。在各直 線的連接處，應具有適宜的圓角相連。 沖裁時： 當 90時，R0.25t ，但 R0.25mm； 當 <90時，R0. 5t，但 R0. 5mm。 沖孔時： 當 90時，R0.3t ，但 R0.3mm； 當 <90時，R0. 6t，但 R0.6mm。 （3）沖裁件的凸出或凹入部分的寬度和深度一般情況下應該不小于 1.5t，同時 應避免有狹長的切口和過窄的切槽。 （4）如果用條料剪切兩端帶圓弧的工件，其圓弧半徑 R 應大于條料寬度 B 的一 半，否則沖裁件會產生臺肩。 （5）盡可能避免沖裁寬度小于 3 倍材料厚度的狹長零件。必要時可用金屬絲壓 扁的方法代替，但這時的沖裁件兩邊允許有自然圓弧。 （6）沖孔時，孔的最小尺寸與孔的形狀、材料的力學性能和材料的厚度均有關。 xxxxxxxxxx 大學畢業(yè)設計報告用紙 第 8 頁 共 38 頁 8 （7）工件的沖孔邊緣離外形輪廓的最小距離隨工件與孔的形狀不同而有一定的 限制，當沖孔邊緣與工件外形輪廓邊緣不平行時，最小距離應該不小于 t；平行 時則應該不小于 1.5t。 （8）在彎曲或拉深件上沖孔時，孔的尺寸除應符合上述原則外，其孔壁與工件 直壁之間應該保持一定距離。如果距離太小時，則在沖孔時會時凸模因受水平側向推 力的作用而被折斷。 2.3 沖裁變形階段 當采用相應的模具間隙沖裁金屬板料時，沖裁作用包含了拉伸、彎曲和剪切等綜 合變形過程。整個板料沖裁過程通常可以劃分為彈性變形、塑性變形和斷裂分離三個 階段。 （1）彈性變形階段： 當沖頭接觸板料后，開始壓縮板料，板使料產生輕微的彈 性變形。這時沖頭略擠入板料，板料的下面略擠入凹?？?，隨著沖頭繼續(xù)壓入，板料 內的應力達到彈性極限，此時沖頭下的板略有彎曲，凹模上的板略微上翹，此階段為 彈性變形階段。沖裁間隙越大，彎曲和上翹越嚴重。 （2）塑性變形階段： 沖頭繼續(xù)下壓，板料變形區(qū)的應力將繼續(xù)增大。當板料變 形區(qū)的應力達到屈服直線時，便開始進入塑性變形階段，板料在沖頭和凹模的刃口間 的變形區(qū)產生剪切塑形變形。隨沖頭擠入板料深度的增大，塑性變形程度逐漸增大， 變形區(qū)材料硬化加劇，沖裁變形力不斷增大，直到刃口附近側面材料由于拉應力的作 用出現(xiàn)細小裂紋，材料開始被破壞時，沖裁力達到最大，塑性變形趨于結束。由于有 沖裁間隙，故在這個階段中除了剪切變形外，沖裁區(qū)還伴隨著發(fā)生金屬的彎曲和拉伸 變形。間隙越大，彎曲和拉伸變形越大。 （3）分離階段： 隨著沖頭繼續(xù)下壓，已形成的上下微裂紋不斷向材料內部延伸， 當上、下裂紋重合時，板料便被剪斷分離。隨后沖頭將分離的材料推入凹模洞口，被 沖入孔的材料在落料時為制件，沖孔時為廢料。留在凹模面上的材料在沖孔時為制件， 落料時為廢料。 2.4 工件材料的分析 選定模具后，首先要了解被加工材料的力學性能。材料的力學性能是進行模具設 計時各種計算的主要依據(jù)。故在分析零件沖壓成形工藝前必須要了解和掌握材料的一 些力學性能，以便設計。現(xiàn)將方插片的件材料為 08 號鋼的力學性能主要參數(shù)及其概 念敘述如下： （1）抗剪強度 b：材料受到剪切作用，開始產生斷裂時的應力值，單位是 MPa。取 b = 260360MPa。 （2）抗拉強度 b：材料受到拉深作用，開始產生斷裂時的應力值，單位是 MPa。b = 230450MPa。 xxxxxxxxxx 大學畢業(yè)設計報告用紙 第 9 頁 共 38 頁 9 （3）伸長率 ：在材料性能實驗時，試件由拉伸試驗機拉斷后，對接起來測量 長度，其伸長量與原長度之比稱為伸長率，其數(shù)值用“”表示，其數(shù)值越大表示材 料的塑性越好。經查表可得，材料為 08 號鋼的伸長率 =32。 （4）屈服比 s/b：是材料的屈服強度與抗拉強度之比，其值越小，表示材 料允許的塑性變形區(qū)越大，在拉深工序中，材料的屈服比較小時，所需的壓邊力和所 需克服的摩擦力相應的減小，有利于提高成形極限。 （5）屈服點 s：材料開始產生塑性變形時的應力值，單位是 N/mm 。彎曲、拉 2 深、成形等工序中，材料都是在達到屈服強度時進行塑性變形而完成該工序的成形的。 經查表取 s = 200 MPa。 （6）彈性模量 E。材料在彈性范圍內，表示受力與變形的指標，彈性模量大， 表示材料受力后變形較小，或者說，產生一定的變形需要較大的力。E =186 x 10 MPa。 3 注：應力是材料單位面積上所受的內力，單位是 N/mm ，用 Pa 表示。 2 10 Pa=1MPa；1MPa = 1N/mm ；10 Pa = 1GPa。 6 2 9 綜上所述，方插片的材料 08 號鋼的力學性能分析，主要是為了便于模具設計中 各參數(shù)的計算，故在后序的模具設計中各參數(shù)的計算均以上面所取的數(shù)值進行計算。 2.5 工件工藝性的分析 該工件為方插片，結構簡單，對稱，是典型的沖裁件。有沖孔又有落料，可用落 料沖孔復合模具。如工件圖 2-1 圖 2-1 方插片工件圖 中間是沖孔，R4.2 是沖孔的尺寸，C2 是過度方角。外尺寸 43X43 的方料。 2.6 確定沖裁工藝方案 根據(jù)實際情況提出各種可能的沖壓工藝方案，內容包括工序性質，工序數(shù)目，工 序順序及組合方式等，有時同一種沖壓零件也可能存在多個可行的方案，通常每種方 xxxxxxxxxx 大學畢業(yè)設計報告用紙 第 10 頁 共 38 頁 10 案各有優(yōu)缺點，應從產品質量生產效率，設備占用情況，模具制造的難易程度和模具 的使用壽命的高低，生產成本，操作方便與安全程度等方面進行綜合分析、比較，確 定出適合于現(xiàn)有生產條件的最佳方案，故在一定的條件下，以最簡單的方法，最快的 速度，最少的勞動量，最少的費用，可靠的加工出符合圖樣各項要求的零件，在保證 加工質量的前提下，選擇經濟合理的工藝方案。 （1）按工件包括落料、沖孔兩個基本工序，可以有一下 3 種工藝方案： 方案一：先沖孔，后落料。采用單工序模生產。 方案二：沖孔-落料級進沖壓。采用級進模生產。 方案三：采用落料-沖孔同時進行的復合模生產。 （2）方案的比較： 方案一：模具結構簡單，制造方便，但需要兩道工序、兩副模具，成本相對較高， 生產效率低，且更重要的是在第一道工序加工完成后，進入第二道工序必然會增大誤 差，使工件精度、質量大打折扣，達不到所需要的要求，難以滿足生產的需要。所以 不采用此方案。 方案二：級進模式是一種多工位、效率高的加工方法。但級進模輪廓尺寸較大， 制造復雜，成本較高，一般適用于大批量、小型沖壓件。采用此方案使加工難度提高， 因此也排出此方案。 方案三：只需要一套模具，工件的精度及生產效率要求都能滿足，模具輪廓尺寸 較小，模具的制造成本不高。所以本方案用先沖孔后落料的方案。 （3）方案的確定： 綜上所述，本次模具采用沖孔-落料復合模具。 3 模具結構型式的確定 按照模具的動作方式、工序的復合程度來分，模具的結構形式可以分成簡單模 （單工序模） 、連續(xù)模（級進模） 、和復合模等幾種。如下： 3.1 簡單模（單工序模） 壓力機一次行程中只能完成一個沖裁工序的模具稱為單工序?；蚝唵文！＿@種模 具的結構形式比較簡單，易于加工及修磨。但生產效率比較低，并且操作也不安全， 適用于小批量生產。 3.2 連續(xù)模（級進模） 在依次排列不同公步的凸模下面連續(xù)送進坯料，使得壓力機的一次行程中，在模 具的不同部位同時完成數(shù)道工序的模具稱為連續(xù)?；蚣夁M模。由于沖制件的各部分在 xxxxxxxxxx 大學畢業(yè)設計報告用紙 第 11 頁 共 38 頁 11 幾個工步逐步沖出，每次送料時都可能有定位誤差，因此不能保持各部分相對位置的 一致性，至使沖壓件的尺寸精度要有所降低。因此使用連續(xù)模可以減少模具和設備的 數(shù)量，提高生產效率，而且容易實現(xiàn)生產自動化。但是，這比簡單模結構復雜、制造 麻煩，且成也本高。 3.3 復合模 壓力機的一次行程中，在模具的同一工位上，材料無須進給移動，就能同時完成 數(shù)道不同的沖壓工序，這種結構形式的模具稱為復合模。它是在集中排列的凸模下不 改變毛坯的位置而將數(shù)道工序同時完成，不受送料誤差的影響，因此它能保持沖壓工 序、沖件各部分輪廓尺寸及相對位置的準確一致。復合模對料條定位精度的要求比連 續(xù)模的低，模具輪廓尺寸也比連續(xù)模的要小，但這種模具的加工精度要求比較高，它 還可以充分利用短料，適宜于沖制薄料，也適宜沖制脆性或軟質的材料。但其模具結 構形式比較復雜，工作部分的強度也較差，模具的壽命較低，操作起來也不如連續(xù)模 方便安全。 按凸凹模在模具上的位置不同，復合?？梢苑譃榈寡b式復合模和正裝復合模。 3.3.1 倒裝式復合模 倒裝式復合模是將凸凹模裝在下模部分。此時，凸凹模對沖裁外形輪廓來說是沖 裁凸模的作用；而對于內部的孔來說，則又是起沖孔凹模的作用，它通過凸凹模固定 板固定在下模座上。條料的卸料通過彈性卸料裝置（橡膠）向上推出，廢料從凸凹模 上的漏料孔內排出，沖壓件則在壓力機回程時由頂桿或頂板通過剛性件推件裝置自上 模內推出，下落至模具的工作面上。但在沖裁過程中并沒有使用沖壓件起壓緊的作用。 這種結構形式的模具制造簡單，操作方便，生產效率高，生產時也比較安全，模 具周圍清潔。但所得到的沖壓件平整度較差。 3.3.2 正裝式復合模 正裝式復合模是將凸凹模裝在上模部分，與倒式復合模的模具上下部分的位置做 了對調：將沖孔凸模和凹模置于下模，而把凸凹模放在上模。沖件由彈頂器自裝在下 模部分的凹模內頂出至模具的工作面上，廢料則在壓力機回程時從凸凹模內通過推桿 自上而下被擊落，并和工件一起匯集于模具的工作面上。這時需要及時清除，操作不 如倒裝復合模方便，且不安全。這種結構形式的模具受力情況比倒裝式的要好。在沖 壓過程中，板料被凸凹模和裝在下模的彈性頂件器壓緊，故沖出的沖壓件較平整，尺 寸精度也較高，適用于平整度較高的薄料零件的沖制。 這種模具結構緊湊，也較簡單。凹模用螺釘和銷釘與下模座緊固、定位沖孔凸模 固定板被緊固、定位在下模板上，因而可以確保沖壓件外形輪廓與孔的相對位置精度。 xxxxxxxxxx 大學畢業(yè)設計報告用紙 第 12 頁 共 38 頁 12 通過以上沖裁工藝分析與模具設計的分析而確定，我的模具是選用沖孔-落料的 復合模具。 分析該工件成型后脫模的方便性，正裝式復合模具成型后工件留在下模，需向上 推出工件，取件不方便。倒裝式復合模成型后工件留在上模，只需在上模裝一副推件 裝置，故采用倒裝式復合模。如圖 3-1 所示： 圖 3-1 倒裝沖孔-落料復合模1234打 桿模 柄567墊 板 銷 釘凸 模 固 定 板 導 套推 件 板頂 板 凸 凹 模 彈 簧 擋 料 釘8卸 料 板90內 六 角 螺 釘 落 料 凹 模 彈 簧234導 柱5上 模 板 沖 孔 凸 模卸 料 橡 膠 6下 模 版凸 凹 模 固 定 板 內 六 角 螺 釘銷 釘內 六 角 螺 釘頂 桿 卸 料 螺 釘內 六 角 螺 釘 4 各部分工藝力計算 4.1 排樣設計： 排樣是沖裁件在條料或板料上的布置方式。合理的排樣和選擇適當?shù)拇钸呏?，?xxxxxxxxxx 大學畢業(yè)設計報告用紙 第 13 頁 共 38 頁 13 降低成本和保證制件質量及模具壽命的有效措施。 （1）排樣方法的確定。根據(jù)工件的形狀，確定采用無廢料排樣的方法不可能做 到，但能采用有廢料和少廢料的排樣方法。粗畫排樣圖，如圖 4-1 所示： 圖 4-1 粗畫的排樣圖 （2）確定搭邊值。工件材料厚度為 1.5mm，材料 08 鋼，查表（冷沖壓工藝與模 具設計課本 22 頁，表 2-7） ，取最小搭邊值：工件間 a=1.0，側面 a=1.2。 考慮到工件的尺寸較大，在沖壓過程中須在兩邊設置壓邊值，則 a=1.2；為方便 計算取 a=1.5。 （3）確定條料步距。模具每次沖裁一次，條料在模具上前進的距離稱為送料進 距或步距。當單個進距內沖載一個零件時，送料進距的大小為上兩個零件對應點之間 的距離。 所以： 步距 A=D+a=43+1.2=44.2mm (4.1) 式中 A 一一送料進距，單位 mm； D 一一平行于送料方向的沖裁件寬度，單位 mm； a一一沖裁件之間的搭邊值。 （4）條料寬度 B。沖裁前通常須安要求將板料裁剪為適當寬度的條料。為保證 送料順利，不因條料過寬而發(fā)生卡死現(xiàn)象，條料下料公差規(guī)定為負偏差。條料在模具 上送進時，一般都有導料裝置，有時還要使用側壓裝置。 所以： 調料寬度 B=（L+2a+b0） =(43+2X1.5+0.5) =46.5 (4.2)05.05. 式中 B 一一調料寬度，單位 mm； L 一一 沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸，單位 mm； xxxxxxxxxx 大學畢業(yè)設計報告用紙 第 14 頁 共 38 頁 14 a一一沖裁件與條料側邊之間的搭邊值，單位 mm；查表同上 b0一一條料與導料板之間的間隙，查表（冷沖壓工藝與模具設計課本 23 頁，表 2-9） 。 一一條料下料時的下偏差，查表（冷沖壓工藝與模具設計課本 23 頁， 表 2-8） 。 （5）條料的利用率。 =（S T/S 總）X100= （43X43 ）/（46.5X44.2） X100=72.35 (4.3) （5）畫出排樣圖。根據(jù)以上質料畫出排樣圖。如圖 4-2 所示： 圖 4-2 排樣圖 4.2 沖裁力 沖裁力是沖裁過程中凸模對材料的壓力。它是隨凸模行程而變化的。通常所說的 沖裁力是指沖裁力的最大值。它是選用壓力機、模具設計以及強度校核的重要依據(jù)。 一般用下列經驗公式計算： 沖裁力 (4.4) LtFb 式中 F沖裁力(N) 零件周長（mm） ， 材料的抗拉強度極限（MPa）b 板料厚度（mm）t 由之前 2.3 零件材料的分析所得 b 取中間值 b=400 MPa 因此 =43X43X0.8X400= 60288N60 KN (4.5)btrF)( 4.3 卸料力 卸料力的計算公式可按下式： F 卸=K 卸 F 得 (4.6) 式中 K 卸卸料力系數(shù)。查表（冷沖壓工藝與模具設計課本 26 頁，表 2- 11） ，得 0.0250.06，在此取 K 卸=0.04, F沖裁力。 xxxxxxxxxx 大學畢業(yè)設計報告用紙 第 15 頁 共 38 頁 15 F 卸=K 卸 X F=0.04X60=2.8 KN (4.7) 4.4 推件力 卸料力的計算公式可按下式： F 推=nK 推 F 得 (4.8) 式中 K 推推料力系數(shù)。查表（冷沖壓工藝與模具設計課本 26 頁，表 2- 11） ，得 K 推=0.05, F沖裁力。 n卡料數(shù)：落料凹模刃口高度 h 取 4mm，凹模孔內卡料數(shù) n=h/t=4/0.8=5 F 推=nXK 推 XF=5X0.05X60=15 KN (4.9) 4.5 頂件力 頂件力的計算公式可按下式：F 頂=K 頂 X F (4.10) 式中 頂件力系數(shù)；查表（冷沖壓工藝與模具設計課本 26 頁，表 2-頂K 11） ，得 K 頂=0.06； F沖裁力。 = K 頂 X F = 0.06 60=3.6 KN (4.11)頂 4.6 總沖壓力 落料采用彈性卸料和下出料方式，總沖壓力為： F 總= F+ F 卸+F 推=60+2.8+15=77.8 KN (4.12) 4.7 壓力中心 本零件的形狀是對稱零件，其壓力中心位于刃口輪廓圖形的幾何中心上，不用再 計算了。 5 凸、凹模結構及工作部分主要尺寸計算 5.1 落料凸、凹模刃口尺寸及公差的計算 工件厚度是 1.5mm，落料部分是 43X43。計算時工件是以未標注公差的極限值計 算， （模具設計指導書 266 頁，表 7-11）可得公差為負偏差 43 ，及由互換法加工074. 得： 由式 落料凹模: (5.1)dXDd 0)max( 落料凸模: (5.2) inZdp 式中 、 落料凸、凹模刃口尺寸（mm）dDp D 零件孔徑公稱尺寸（mm） 零件公差(mm) xxxxxxxxxx 大學畢業(yè)設計報告用紙 第 16 頁 共 38 頁 16 最小合理間隙(mm)minZ 、 凹、凸模制造偏差。dp 依據(jù)（冷沖壓工藝與模具設計課本 60 頁，表 2-23）得：凸、凹模制造公差， 分別為+0.030、-0.020。pd、 依據(jù)（冷沖壓工藝與模具設計課本 58 頁，表 2-20）得：間隙 Z 極限值， Zmin、Zmax 分別是 0.072、0.104。 依據(jù)（冷沖壓工藝與模具設計課本 60 頁，表 2-22）得：X 是 0.75 有 =（43-0.5X0.74） =42.63 (5.3)dXDd 0)max( 03.03. =（42.63-0.072） =42.558 (5.4)inZdp 2.2. 校合: + Zmax-Zmin (5.5)p 0.03+0.02=0.050.104-0.072=0.032 不符合 =0.4（Zmax-Zmin）=0.4X0.032=0.013 (5.6)d =0.6（Zmax-Zmin）=0.6 X0.032=0.019 (5.7)p 所以： =42.63dD019. =42.558p3. 52 沖孔凸、凹模刃口尺寸及公差的計算 對于圓行或-簡單規(guī)則形狀的沖裁件,采用凸凹模分別加工的方法,沖孔時,由于零 件孔尺寸為 4.2 、L=10 直徑 4.2 計算時工件是以未標注公差的極限值計算，3.0045. （模具設計指導書 266 頁，表 7-11） ，則首先確定基準件凸模刃口尺寸 ,再加上pd 便是凹模刃口尺寸。由互換法加工得： minZ (5.8)0)min(ppd (5.9)dpZ 式中 沖孔凸、凹模刃口尺寸pd d 零件孔徑公稱尺寸（mm） 零件公差(mm) 最小合理間隙(mm)minZ 、 凹、凸模制造偏差。dp 也同上面查表而得：凸、凹模制造公差，R5.5 的 分別為+0.030、-3.0pd、 0.022， L=10 的 分別為+0.0325 、-0.022，045.pd、 間隙 Z 極限值，Zmin、Zmax 分別是 0.072、0.104， 4.2 、L=10 的 X 分別為 0.5、0.5。3.0045. 對 4.2 有：3.0 =（4.2+0.5X0.3） =4.35 0)min(ppd02.02. xxxxxxxxxx 大學畢業(yè)設計報告用紙 第 17 頁 共 38 頁 17 (5.10) =（4.2+0.072） =4.272 (5.11)dpdZ0min)( 02.02. 對 L=10 有： 045. =（10+0.75X0.3） 10.034 ipp02.02. (5.14) =（10.034+0.072） 10.106 (5.15)dpdZ0in)( 0.0. 5.3 沖孔凸模的設計 凸模的結構形式，主要根據(jù)沖裁件的形狀和尺寸而定，并結合加工及裝配工藝等 生產實際確定。雖然生產中實際使用的凸模結構形式很多，但按其截面形狀可分為圓 形和非圓形；按其刃口形狀可以分為平刃凸模和斜刃凸模；根據(jù)其結構可以分為整體 式、鑲拼式、階梯式、直通式、帶護套式和快換式等；根據(jù)其固定方式不同分為臺肩 固定、螺釘固定、掛銷固定、壓板固定、鉚釘固定、粘結劑澆注法固定等。 凸模固定應該是既要保證凸模生產時可靠和良好的穩(wěn)定性，還要使凸模更換和維 修方便。 5.3.1 凸模的結構設計的三原則 為了保證凸模能夠正常工作，設計任何結構形式的凸模都滿足如下三原則。 （1）精確定位 凸模安裝到固定板上以后，在工作過程中其軸線或母線不允許發(fā)生任何方向的移 位否則將造成沖裁間隙不均勻，降低模具壽命，嚴重時可造成啃模。 （2）防止拔出 回程時，卸料力對凸模產生拉伸作用。凸模的結構應能防止凸模從固定板中拔出 來。 （3）防止轉動 對于工作段截面為圓形的凸模，當然不存在防轉的問題?？墒菍τ谝恍┙孛姹容^ 簡單的凸模，例如長圓形、半圓形、矩形等，為了使凸模固定板上安裝凸模的型孔加 工容易，常常將凸模固定段簡化為圓形。這時就必須保證凸模在工作過程中不發(fā)生轉 動，否則將啃模。 以上三條原則主要是從凸模安裝固定方法考慮的。在設計各種凸模的時，應注意 都要滿足這三條原則。 方插片的凸模，是線切割割出的則線切割凸凹模的尺寸應該為： =dmax0.01mm pd （5.22） 所以直徑 4.2 ： =4.50.01,3.0pR 所以 L=10 ： =10.0450.01。 45. pd xxxxxxxxxx 大學畢業(yè)設計報告用紙 第 18 頁 共 38 頁 18 （5.23） 割出凸模再精加工研磨到計算出的尺寸。 5.3.2 凸模的長度尺寸計算 （1）凸模工作部分的尺寸計算，參見前面的主要工藝參數(shù)的計算。其他部分結 構寸的計算如下： 凸模長度 L 應根據(jù)模具的結構確定。凸模長度應該為： L=h +h +h 12 （5.24） 式中 h ---伸入固定板厚度（mm）1 h ---落料凹模厚度（mm）2 h ---附加長度（mm） L=h +h +h=7+20+1=28mm 12 （5.25） 一般情況下，凸模的強度是足夠的，不必作強度效核，但是，在凸模特別細長 或凸模的斷面尺寸很小而坯料厚度較大的情況下，必須進行效核，對于本題的凸模并 不特別細長，所以不須進行強度效核。 凸模外形形狀如下圖 5-1 凸模所示: 圖 5-1 凸模 凸模的外形尺寸已標準化，用以上方法求得的外形尺寸應向接近的標準尺寸靠攏。 故凸模尺寸、強度和剛度足夠，一般不再進行強度和剛度的核算。 （2）凸模的結構形式： 凸模的固定方法用過盈配合與下固定板固定，采用螺釘固定。具體的固定方法見 xxxxxxxxxx 大學畢業(yè)設計報告用紙 第 19 頁 共 38 頁 19 裝配圖。 5.4 凹模設計 為階梯型刃口凹模，刃口厚度較大，對推件器的導向性好，如圖 5-2 所示 當 t0.5mm 時，h=35mm， 當 t0.55mm 時，h=510mm， 當 t510mm 時，h=1015mm。 圖 5-2 方插片的 t=0.8mm，所以我取 h=10，如圖 5-3 落料凹模所示： 圖 5-3 落料凹模 5.5 凸凹模的設計 凸凹模就是落料的凸模和沖孔的凹模一起總稱。沖孔的凹模也用上面所說的階梯 型刃口，卻有不同，沖孔的凹模是為了方便廢料從孔處掉落，則階梯孔比單邊刃口尺 寸大 0.51mm。而取 h=8mm。如圖 5-4 凸凹模所示： xxxxxxxxxx 大學畢業(yè)設計報告用紙 第 20 頁 共 38 頁 20 圖 5-4 凸凹模 6 模具其它零件設計 根據(jù)沖壓件的形狀、大小、精度和不同的工藝要求，以及生產量、經濟性等不同 要求，模具的結構形式和復雜程度個不同，但其結構組成是很有規(guī)律性的。對功能齊 全的受工送料模具來說，根據(jù)模具的作用情況，所以的零件可以分為工藝零件、傳動 零件和輔助結構零件三大類。 （1）工藝零件 這類零件直接參與完成沖壓工序及雨材料和沖壓件相互接觸，它們對完成工藝過 程起主要做用，直接使板料金屬產生流動、造成塑形變形或引起材料分離。其中包括： 、工作零件 直接完成工作要求的一定變形或造成材料分離的零件，如凸模、 凹模、凸凹模及凸模和凹模的拼塊及鑲塊等，前面以分析了在這就不說了。 、定位零件 用以確定加工中材料和毛坯正確位置的零件，它有很多種，如導 料銷、擋料銷、定位板、導料版等。 、卸料、推料及壓料零件 用于夾持毛胚或在沖壓完成后進行及卸料的零件。 在某種情況下，也能起限位的、校整和幫助和提高沖壓件精度的作用，如卸料板、壓 邊圈、頂件器、打桿、頂板、頂桿、廢料切刀及模具安裝在一起送料、送件裝置等。 （2）傳動零件 使板料進給送料或使模具工作部分產生某種特定的運動方向，使壓力機的垂直上 下運動變成工藝過程中所需運動方向的零件，如凸輪、楔塊、滑板、鉸鏈連接頭等。 xxxxxxxxxx 大學畢業(yè)設計報告用紙 第 21 頁 共 38 頁 21 在此我的沒有用到就不說明了。 （3）輔助結構零件 這類零件不直接參與完成工藝過程，也不和毛坯料直接發(fā)生作用。只在模具結構 中有安裝夾持及裝配的作用，對模具完成工藝過程起保證作用或對模具功能起完善與 鋪助作用。其中包括： 、導向零件： 作為上模在工作時運動定向，保證模具上下部分正確的相對位置的零件。如導柱、 導套、導板等。沖模工作時，除了由壓力機滑塊對上模與下模進行導向以外，還可單 獨設置導向裝置進行導向，其主要作用如下： a、模具在壓力機上安裝調整比較的方便。 b、沖制的工件質量穩(wěn)定，沖裁間隙始終保持一致而不易發(fā)生變化，因此工件有 較好的互換性。 c 、沖模不易損壞，故模具的壽命比無導向沖模高。 、夾持及支持零件： 用以安裝工藝零件及傳遞工作壓力，并將模具安裝固定到壓力機上的零件。如 模柄、上（下）模座、墊板、凸（凹）模固定板等 、緊固零件及其他零件： 連接緊固工藝零件與輔助零件，及將模具固定到壓力機臺面上的零件。如螺釘、 銷釘、彈簧、橡皮等 6.1 定位零件銷釘?shù)脑O計 沖壓加工時，條料或坯料在沖模內處于正確的位置，稱為定位。 定位的基本形式有如下三種類型： （1）導向定位 （2）接觸定位 （3）形狀定位 在此設計模具中選用接觸定位。 我的模具采用彈簧擋料銷釘也做導料銷。如圖 6-1 彈簧擋料銷和圖 6-2 彈簧擋料 銷釘在裝配圖中結構所示： xxxxxxxxxx 大學畢業(yè)設計報告用紙 第 22 頁 共 38 頁 22 圖 6-1 彈簧擋料銷釘 圖 6-2 銷釘在裝配圖中結構 圖 6-10 中，a=24mm，彈簧長度為 20mm，而板的厚度也為 20mm,加上銷釘臺階 厚度 2mm 則彈簧本身是壓縮狀態(tài)，就不用在下面板上開槽裝彈簧。 6.2 卸料、推料及壓料零件卸料裝置的設計 卸料裝置的功用是在一次沖裁結束之后，將條料或工件與落料凸?；驔_孔凸模脫 離，以便進行下一次沖裁。在這里只介紹固定卸料板裝置。 6.2.1 固定卸料裝置的形式 （1）整體式卸料板：結構簡單，但裝配調整不便。 （2）分體式卸料板：導料板裝配方便，應用較多。 （3）懸臂式卸料板：用于窄長件的沖孔或切口后的卸料。 （4）拱橋十卸料板：用于空心件或彎曲件沖底孔后的卸料。 6.2.2 固定卸料板的固定方式 （1）卸料板和凸凹模固定板用卸料螺釘緊固到下模座上，卸料螺釘數(shù)量為 4 個。 其結構簡單。 （2）卸料板只連接到凸凹模上，凸凹模再由凸凹模固定板單獨連接到下模座上， 螺釘 46 個，銷釘要 2 個。其結構復雜些，應注意，在下模座與凸凹模固定板定位 銷對應處，應鉆直徑稍大于銷直徑的通孔，以便拆卸料板時頂出銷釘。 xxxxxxxxxx 大學畢業(yè)設計報告用紙 第 23 頁 共 38 頁 23 如下圖 6-3 卸料板所示： 圖 6-3 卸料板 6.3 卸料、推料及壓料零件推件器置的設計 復合模出件均為逆出件，沖入凹模內的工件需由出件裝置反向推出或頂出。倒裝 復合模的出件裝置在上模，也稱為推件裝置，順裝復合模的出件裝置在下模，也稱為 頂件裝置。 推件裝置一般由推件板、打桿、頂板、頂桿組成。在回程，當滑塊內的打桿橫梁 撞擊到床身兩側的限為螺釘時，便產生推件力，并通過打桿、頂板、頂桿傳至推件板。 類似的裝置如果用于順裝復合模就是排除沖孔廢料的打料裝置。 6.3.1 推件器的結構形式 為了防止推件板從凹模內脫出，其結構形式一般采用凸緣式的。這種結構是普遍 采用的結構。對于圓截面的推件板，這種整體凸緣結構具有結構簡單、容易加工的優(yōu) 點。對于非圓截面的，特別是不規(guī)則截面的推件板，工藝性就很差。則采用分體式的 結構。故在此采用圓截面推件板。 6.3.2 推件器的尺寸與公差 推件板是出件裝置中最重要的零件。其截面形狀與凹凸模很相似，其外形與凹 模有配合關系，其內形又與凸模有配合關系，因此加工難度較大。工作時，推件板應 平穩(wěn)，避免卡死。為此，推件板與凹模和凸模應取小間隙的配合。間隙取得過大反而 容易卡死。推件板與凹模和凸模的配合有如下三種方式： （1）推件板的外形與凹模、內形與凸模均按 H8/h7 小間隙配作。 xxxxxxxxxx 大學畢業(yè)設計報告用紙 第