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前 言
模具是現(xiàn)代化的生產(chǎn)重要工藝裝備，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)都越來(lái)越多地依模具來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)加工，越來(lái)越引起人們的重視，模具也趨向標(biāo)準(zhǔn)化。
隨著模具的迅速發(fā)展，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具已經(jīng)成為生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品不可缺少的重要工藝設(shè)備。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)習(xí)完所有機(jī)械課程的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，是對(duì)我綜合能力的考核，是對(duì)我所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，也是對(duì)我所學(xué)知識(shí)的回顧與檢查。
本設(shè)計(jì)主要分為兩部分，一部分是對(duì)錐形蓋進(jìn)行沖壓工藝分析與計(jì)算，一部分是對(duì)錐形蓋進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。
首先，先對(duì)零件進(jìn)行工藝分析與計(jì)算，其中包含工藝分析與設(shè)計(jì)方案的確定，確定排樣，計(jì)算沖裁力與選擇沖壓設(shè)備等。
其次，對(duì)錐形蓋進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，其中主要是模具主要零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算與模具的裝配。在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)零件的形狀并結(jié)合手冊(cè)循序漸進(jìn)的進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。這次模具設(shè)計(jì)是對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的一次實(shí)踐。由于我沒(méi)有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)所以很多東西都要依靠手冊(cè)。包括數(shù)據(jù)的選取和工藝性的確定。模具設(shè)計(jì)包括模具工作零件、定位零件、卸料及推件零件、導(dǎo)向零件和連接固定零件的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)時(shí)要使用到AUTOCAD2007，這類(lèi)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件對(duì)于提高設(shè)計(jì)的速度和質(zhì)量很有幫助，這也是當(dāng)今模具行業(yè)發(fā)展的選擇。
在近三個(gè)月的設(shè)計(jì)中，為了更好地完成任務(wù)，期間還到工廠(chǎng)進(jìn)行了實(shí)習(xí)，參觀了沖壓模具的生產(chǎn)加工過(guò)程，這加強(qiáng)了我們的感性認(rèn)識(shí)，更有利于我們完成模具設(shè)計(jì)。
對(duì)于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，應(yīng)該要達(dá)到以下目的：
綜合運(yùn)用本專(zhuān)業(yè)所學(xué)的理論與生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)行一次冷沖壓模設(shè)計(jì)的實(shí)際訓(xùn)練，從而提高我們的獨(dú)立工作能力。
鞏固復(fù)習(xí)四年以來(lái)所學(xué)的各門(mén)學(xué)科的知識(shí)，以致能融會(huì)貫通，進(jìn)一步了解從模具設(shè)計(jì)到模具制造的整個(gè)工藝流程。
掌握模具設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。
本次設(shè)計(jì)是在周愛(ài)嬌老師認(rèn)真、耐心的指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助、交流下，對(duì)模具的經(jīng)濟(jì)性、模具的壽命、生產(chǎn)周期、及生產(chǎn)成本等指標(biāo)下進(jìn)行全面、仔細(xì)的分析下而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。在此，我對(duì)他們表示衷心的感謝。
沖模是模具設(shè)計(jì)與制造專(zhuān)業(yè)的主要專(zhuān)業(yè)課程之一。它具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和綜合性，通過(guò)學(xué)習(xí)這門(mén)課程，使我對(duì)沖壓模具有了新的認(rèn)識(shí)，從中也學(xué)到了不少知識(shí)，激發(fā)了我對(duì)沖壓模具的愛(ài)好。
由于本人水平有限，缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，所以在設(shè)計(jì)中難免產(chǎn)生不足和錯(cuò)誤，望各位老師批評(píng)和指正，以使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)做到合理，同時(shí)也為我走出校門(mén)步入社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
1 沖壓工藝性分析和方案的確定
1.1 零件工藝性分析
工件錐形蓋為圖1所示的拉深件，材料08鋼，材料厚度0.5mm，大批量生產(chǎn)。
圖1 工件圖
其工藝性分析內(nèi)容如下：
1.1.1 材料分析
08鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，屬于深拉深級(jí)別鋼，具有良好的拉深成形性能。
1.1.2 結(jié)構(gòu)分析
該零件屬于旋轉(zhuǎn)體帶有凸緣的錐形件，是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單帶一個(gè)階梯的軸對(duì)稱(chēng)曲面形狀拉深件，其形狀、尺寸符合工藝性要求，所以該零件沖壓工藝性較好。零件凸緣上均布著六個(gè)?4的小孔和底孔?18，為了保證孔的位置準(zhǔn)確和精度，其加工放在拉深結(jié)束后沖裁。此外，零件口部圓角半徑均為R1，滿(mǎn)足拉深件口部圓角半徑大于或等于兩倍料厚的要求。
1.13 精度分析
零件上尺寸均為未注公差尺寸，普通拉深即可達(dá)到零件的精度要求，選精度等級(jí)為IT12，工件的所有未注明公差均由文獻(xiàn)[1]表2.10查得。
1.2 工藝方案的確定
零件的生產(chǎn)包括落料、拉深、切邊、沖孔等工序，其總體工藝過(guò)程有以下幾種：
方案一：先落料，然后拉深，再?zèng)_孔，最后切邊。采用單工序模生產(chǎn)。
方案二：先落料拉深復(fù)合，后沖孔切邊復(fù)合。采用復(fù)合模生產(chǎn)。
方案三：采用級(jí)進(jìn)?；蚨喙の蛔詣?dòng)壓力機(jī)上生產(chǎn)。
其中，方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要四副單工序模，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿(mǎn)足大批量生產(chǎn)要求。方案二需要兩副復(fù)合模，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度加大，成本高，但工件的相對(duì)位置精度及生產(chǎn)效率都較高，滿(mǎn)足大批量生產(chǎn)要求，工件精度也能滿(mǎn)足要求，操作方便。方案三中的級(jí)進(jìn)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(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。對(duì)于特別復(fù)雜或孔邊距較小的沖壓件，用簡(jiǎn)單?；驈?fù)合模沖制有困難時(shí)，可用級(jí)進(jìn)模逐步?jīng)_出。但級(jí)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。
通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較，該零件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。
2 模具總體設(shè)計(jì)
2.1 模具類(lèi)型的選擇
由沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合模沖壓。
因?yàn)榈寡b式復(fù)合模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件卸件可靠，便于操作，并為機(jī)械化出件提供了有利條件，應(yīng)用十分廣泛，所以模具類(lèi)型為倒裝式復(fù)合模。
2.2 操作與定位方式
2.2.1 操作方式
零件的生產(chǎn)批量較大，但合理安排生產(chǎn)可用手工送料方式，也能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，這樣就可以降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。
2.2.2 定位方式
因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用兩個(gè)固定擋料銷(xiāo)導(dǎo)料，無(wú)側(cè)壓裝置。控制條料的送進(jìn)步距采用固定擋料銷(xiāo)定距。而第一件的沖壓位置因?yàn)闂l料長(zhǎng)度有一定余量，可以靠操作工目測(cè)來(lái)定。
2.3 卸料、出件方式
2.3.1 卸料方式
剛性卸料與彈性卸料的比較：
剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。當(dāng)卸料板只起卸料作用時(shí)與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大，單邊間隙?。?.2～0.5）t。當(dāng)固定卸料板還要起到對(duì)凸模的導(dǎo)向作用時(shí)卸料板與 凸模的配合間隙應(yīng)該小于沖裁間隙。此時(shí)要求凸模卸料時(shí)不能完全脫離卸料板。主要用于卸料力較大、材料厚度大于2mm且模具結(jié)構(gòu)為倒裝的場(chǎng)合。
彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，主要用于料厚小于或等于2mm的板料由于有壓料作用，沖件比較平整。卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇（0.1～0.2）t,若彈壓卸料板還要起對(duì)凸模導(dǎo)向作用時(shí)，二者的配合間隙應(yīng)小于沖裁間隙。常用作落料模、沖孔模、正裝復(fù)合模的卸料裝置。
工件平直度較高，料厚為0.5mm相對(duì)較薄，卸料力不大，因?yàn)閺棄盒读夏＞弑葎傂孕读夏＞叻奖?，操作者可以看?jiàn)條料在模具中的送進(jìn)動(dòng)態(tài)，且彈性卸料板對(duì)工件施加的是柔性力，不會(huì)損傷工件表面，故可采用彈性卸料。
2.3.2 出件方式
對(duì)于復(fù)合模生產(chǎn)，應(yīng)采用上出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。
2.4 確定送料方式
因選用的沖壓設(shè)備為開(kāi)式壓力機(jī)且垂直于送料方向的凹模寬度B大于送料方向的凹模長(zhǎng)度L故采用縱向送料方式，即由前向后送料。
2.5 確定導(dǎo)向方式
方案一：采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)稱(chēng)的對(duì)角線(xiàn)上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)。常用于橫向送料級(jí)進(jìn)模或縱向送料的落料模、復(fù)合模。
方案二：采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便。因?yàn)閷?dǎo)柱安裝在后側(cè)，工作時(shí)，偏心距會(huì)造成導(dǎo)套導(dǎo)柱單邊磨損，嚴(yán)重影響模具使用壽命，且不能使用浮動(dòng)模柄。
方案三：四導(dǎo)柱模架。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大量生產(chǎn)用的自動(dòng)沖壓模架。
方案四：中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱(chēng)線(xiàn)上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。單只能一個(gè)方向送料。
根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質(zhì)量，該復(fù)合模采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式，即方案二最佳。
3 零件的工藝計(jì)算
3.1 拉深工藝計(jì)算
零件材料厚度為0.5mm，比較小，所以所有計(jì)算以毛坯直徑為準(zhǔn)。
3.1.1 確定零件修邊余量
零件的凸緣相對(duì)直徑
dFd=8632=2.69
式中 dF-凸緣直徑；d-錐形件中徑。
查文獻(xiàn)[1]表4.8得修邊余量?h=2.2mm，
所以，修正后拉深件凸緣的直徑應(yīng)為
(86+2×2.2)mm=90.4mm。
3.1.2 確定坯料尺寸D
按照“拉深前毛坯面積等于拉深后工件面積”的原則，查文獻(xiàn)[1]表4.13得到以下表面積F的計(jì)算公式:
F1=πd124=π×3224mm2=803.84mm2
S2=h22+c2=16-62+60-3222mm=17.21mm
F2=πS2d2+d12=π×17.2×60+322mm2=2485.09mm2
F3=π4d3-2r2-d22=π470-2×12-8×12mm2=341.51mm2
F4=π42πrd3-2r+8r2=π4×2π×170-2×1+8×12mm2=341.51mm2
F5=πd3h5=π×70×6-2mm2=879.20mm2
F6=π42πrd3+2r-8r2=π4×2π×170+2×1-8×12mm2=348.67mm2
F7=π4d42-d3+2r2=π490.42-70+2×12mm2=2345.71mm2
F=F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7=803.84+2485.09+803.84+341.51+879.20+348.67+2345.71mm2=8007.85mm2
D=4Fπ=4×8007.85πmm≈101mm
其中零件凸緣部分的表面積為
F凸=F7=2345.71mm2，
零件除去凸緣部分的表面積為
F‘=F1+F2+F3+F4+F5+F6=803.84+2485.09+803.84+341.51+879.20+348.67mm2=5662.14mm2。
3.1.3 判定能否一次拉深成形
因?yàn)榱慵閹б粋€(gè)階梯的錐形件，所以首先要判定錐形部分能否一次拉深成形。零件的坯料相對(duì)厚度
tD×100%=0.5101×100%=0.50%
式中 t-柸料厚度；D-柸料尺寸。
零件的相對(duì)高度
hd=16-632≈0.3
式中 h-錐形件部分的高度；d-錐底直徑。
查文獻(xiàn)[1]表4.61得hd≤0.25~0.3，符合淺錐形件拉深的條件，所以零件的錐形部分能一次拉深成形。
又因?yàn)榱慵б粋€(gè)階梯，所以要判定階梯形部分能否一次拉深成形。零件的坯料相對(duì)厚度
tD×100%=0.5101×100%=0.50%，
零件的相對(duì)高度
h?d=16?32=0.5
式中 h-工件高度；d-錐底直徑。
查文獻(xiàn)[1]表4.28得拉深次數(shù)為1次，所以零件的階梯形部分能一次拉深成形。
通過(guò)以上兩次判定可以確定零件可以一次拉深成形。
3.1.4 拉深系數(shù)
m=dD=32101=0.317
式中 d-錐底直徑；D-柸料尺寸。
3.1.5 判定是否用壓邊圈或拉深筋
由于拉深時(shí)，毛坯的變形程度不大，拉深后回彈較大，為減小回彈常使用帶平面邊圈或拉深筋的拉深模。
因?yàn)榱慵呐髁舷鄬?duì)厚度
tD×100%=0.5101×100%=0.50%，
拉深系度
m=dD=32101=0.317，
查文獻(xiàn)[1]表4.31得零件可以用壓邊圈。
3.2 落料拉深復(fù)合模工藝計(jì)算
3.2.1 落料凸、凹模刃口尺寸
根據(jù)零件形狀特點(diǎn)，刃口尺寸計(jì)算采用分開(kāi)制造法。落料尺寸為?101-0.3+0.3mm，落料凹模刃口尺寸計(jì)算如下。
查文獻(xiàn)[1]表2.36得該零件沖裁凸、凹模最小間隙Ζmin=0.040mm，最大間隙Ζmax=0.060mm，查文獻(xiàn)[3]表3-6凸模制造公差δT=0.02mm，凹模制造公差δA=0.03mm。將上述各值代入δT+δA≤Ζmax-Ζmin校驗(yàn)是否成立。經(jīng)校驗(yàn)，不等式不成立。又因?yàn)橥?、凹模制造公差?
δT≤0.4Ζmax-Ζmin=0.4×0.060-0.040mm=0.008mm，
δT≤0.6Ζmax-Ζmin=0.6×0.060-0.040mm=0.012mm，
重新取δT=0.008mm，δA=0.012mm，所以可按凸、凹模制造基本公式計(jì)算工作零件刃口尺寸凹模刃口尺寸
DA=Dmax-ΧΔ 0+δA=101.3-1×0.6 0+0.012mm=100.7 0+0.012mm
凸模刃口尺寸
DT=DA-Ζmin-δT 0=100.7-0.040-0.008 0mm=100.66-0.008 0mm
3.2.2 拉深凸、凹模尺寸計(jì)算
拉深后零件標(biāo)注內(nèi)形尺寸的直徑為70-0.3+0.3mm，由公式
Z=tmax+nt
確定拉深凸、凹模間隙值，查文獻(xiàn)[1]表4.52得間隙系數(shù)n=0.2，所以拉深凸、凹模間隙值Z=0.5+0.2×0.5mm=0.51mm，
則拉深凹模
DA=dmin+0.4?+Z 0+δA=69.7+0.4×0.6+0.51 0+0.03mm=70.45 0+0.03mm
拉深凸模
DT=dmin+0.4?-δT 0=69.7+0.4×0.6-0.03 0mm=69.94-0.03 0mm
3.2.3 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算
1、 排樣方式的選擇
方案一：有廢料排樣 沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模來(lái)保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低。
方案二：少?gòu)U料排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質(zhì)量差，模具壽命較方案一低，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
方案三：無(wú)廢料排樣 沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些，但材料利用率最高。
通過(guò)上述三種方案的分析比較，綜合考慮模具壽命和沖件質(zhì)量，該沖件的排樣方式選擇方案一為佳?？紤]模具結(jié)構(gòu)和制造成本有廢料排樣的具體形式選擇直排最佳。
2、 排樣計(jì)算
因?yàn)榱慵捎脝沃迸排艠臃绞?，所以查文獻(xiàn)[3]表3-14得零件間的搭邊值為1mm，零件與條料側(cè)邊之間的搭邊值為1.2mm，由于模具采用無(wú)側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板結(jié)構(gòu)，則條料上零件的步距為101+1mm=102mm，條料的寬度應(yīng)為
B=(Dmax+2a+Z)-? 0=(101.3+2×1.2+0.5)-0.6 0mm=104.2-0.6 0mm
式中 Dmax-條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；a-側(cè)搭邊值；?-條料寬度的單向（負(fù)向）偏差；Z-導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙。
查文獻(xiàn)[2]表3-1選用規(guī)格為0.5mm×650mm×1300mm的板料，計(jì)算裁料方式如下
采用縱裁時(shí):
每板的條數(shù) n1=650/104.2=6條
每條的工件數(shù) n2=1300/102=12件
每板的工件數(shù) n=n1×n2=6×12=72個(gè)
材料利用率為：
η=nA1BL×100%=72×π×10122/650×1300×100%=68.27%
式中 n- 一張條料上的沖裁件總數(shù)目；A1- 一個(gè)沖裁件的實(shí)際面積；B-條料寬度；L-條料長(zhǎng)度。
采用橫裁時(shí):
每板的條數(shù)： n1=1300/104.2=12條
每條的工件數(shù)： n2=650/102=6件
每板的工件數(shù)： n=n1×n2=12×6=72個(gè)
材料利用率：
η=72×π×10122/650×1300×100%=68.27%
經(jīng)計(jì)算橫裁.縱裁時(shí)板料利用率相同都為68.27%，為了便于工人的操作，選用第一種裁法。排樣圖如圖2所示。
圖2 排樣圖
3.2.4 力的計(jì)算
模具為落料拉深復(fù)合模，動(dòng)作順序是先落料后拉深，現(xiàn)分別計(jì)算落料力FZ、拉深力F拉、和壓邊力F壓。
F=ΚLtτ=1.3×π×101×0.5×300N=61813.67N≈62kN
式中 F-沖裁力；L-沖裁周邊長(zhǎng)度；t-材料厚度；Κ-系數(shù)，一般取1.3。
卸料力：FX=KXF=0.05×62kN≈3kN
頂件力：FD=KDF=0.08×62kN≈5kN
推件力：FT=nKTF=16×0.063×62kN≈62.5kN
n=ht=80.5=16
式中 F-沖裁力；n-同時(shí)梗塞在凹模內(nèi)的廢料數(shù)；h-凹模洞口的直壁高度，取8mm；t-材料厚度；KX、KD、KT-卸料力、頂件力、推件力系數(shù)，查文獻(xiàn)[1]表2.32所得。
因?yàn)榱慵捎脧椥孕读涎b置和上出料方式的沖裁，所以
FZ=F+FX+FD=62+3+5kN=70kN
F拉=πdhtσbKF=π×32×0.5×380×1.21N=23112.07N≈23kN
式中 dh-錐頂直徑；t-材料厚度；σb-材料強(qiáng)度極限，查文獻(xiàn)[2]表3-10，取380MPa；KF-系數(shù)，查文獻(xiàn)[1]表4.38得1.21
F壓=Ap=π×90.422-π×7022×3N=7709.85N≈8kN
式中 A-開(kāi)始拉深時(shí)的壓邊面積；p-單位壓邊力，查文獻(xiàn)[1]表4.47，取3MPa。
因?yàn)槔盍εc壓邊力的和小于落料力，即
F拉+F壓=23+8kN=31kN
σbc，所以要加墊板，綜合考慮，取墊板厚度H墊=10mm。
4.4.4 凸凹模固定板的設(shè)計(jì)
根據(jù)工件形狀，選用標(biāo)準(zhǔn)圓形的凸凹模固定板，綜合考慮，當(dāng)為落料拉深復(fù)合模時(shí)，取其厚度為h3=30mm；當(dāng)為沖孔切邊復(fù)合模時(shí)，取其厚度為h3=20mm。
4.4.5 壓邊圈的設(shè)計(jì)
選用剛性壓邊圈裝置，根據(jù)工件的凸緣部分，為了防止起皺，綜合考慮取壓邊圈厚度為19mm。
4.4.6 卸料螺釘?shù)倪x用
卸料板上設(shè)置2個(gè)卸料螺釘，公稱(chēng)直徑為12mm,螺紋部分為M10×50mm,卸料螺釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間，以保證卸料的正常運(yùn)動(dòng)。
4.4.7 銷(xiāo)釘?shù)倪x用
根據(jù)多方面的考慮，選用圓柱銷(xiāo)。當(dāng)為落料拉深復(fù)合模時(shí)，取其公稱(chēng)尺寸為l=55mm 和l=60mm；當(dāng)為沖孔切邊復(fù)合模時(shí)，取其公稱(chēng)尺寸為l=50mm。
4.5 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.5.1 凸模的結(jié)構(gòu)形式及其固定方法
根據(jù)零件形狀和尺寸，采用整體式凸模，直接用螺釘和銷(xiāo)釘緊固在下模座內(nèi)，緊固在下模座的部分代替了凸模固定板。
4.5.2 凸模長(zhǎng)度計(jì)算
1、當(dāng)為落料拉深復(fù)合模時(shí)， L凸=h1+h凹-?h
式中 h1-凸模固定板厚度；?h-凸模進(jìn)入凹模的深度0.5~1mm，取1mm；
所以，L=27+45-1mm=71mm。
2、當(dāng)為沖孔切邊復(fù)合模時(shí)，所沖孔為圓孔，為方便裝配和滿(mǎn)足凸模強(qiáng)度將沖孔凸孔凸模設(shè)計(jì)成階梯式，采用數(shù)控銑削床加工。
L凸1=h1+h凹；
L凸2=h1+h凹-?H
式中 h凹-凹模的高度；?H-工件的高度；
所以，
L凸1=31+51mm=81mm；
L凸2=31+51-16mm=66mm。
4.6 凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
零件外形相對(duì)復(fù)雜，根據(jù)實(shí)際情況并考慮加工，為了滿(mǎn)足凸凹模強(qiáng)度和剛性，將凸凹模設(shè)計(jì)成凸臺(tái)式，使裝配修磨方便。采用成形銑、成形磨削加工。
4.6.1 當(dāng)為落料拉深復(fù)合模時(shí)，凸凹模的總長(zhǎng)度為
L凸凹=h2+h3+h4+h
式中 h2-彈性卸料板厚度；h3-凸凹模固定板厚度；h4-橡膠安裝高度；h-增加長(zhǎng)度。它包括凸模的修磨量、凸模進(jìn)入凹模的深度0.5~1mm、凸模固定板與卸料板之間的安全距離等，一般取10~20mm；
所以，
L=15+30+18.5+15.5mm=79mm。
4.6.2 當(dāng)為沖孔切邊復(fù)合模時(shí)，凸凹模的總長(zhǎng)度為
L凸凹=h3+h5+?H+h
式中 h3-凸凹模固定板厚度；h5-廢料切邊刀刃口高度；?H-工件的高度；h-增加長(zhǎng)度。它包括凸模的修磨量、凸模進(jìn)入凹模的深度0.5~1mm、凸模固定板與卸料板之間的安全距離等，一般取10~20mm；
所以，
L=20+15+16+7mm=58mm。
4.7 模具閉合高度
1、 當(dāng)為落料拉深復(fù)合模時(shí)，
H=h上+L凸凹+H凹-?H+h下
式中 h上-上模座的高度；L凸凹-凸凹模的高度；H凹-凹模的高度；?H-工件的高度；h下-下模座的高度。
所以，
H=45+79+45-16+50mm=203mm。
2、 當(dāng)為沖孔切邊復(fù)合模時(shí)，
H=h上+H墊+H凸固+H凹+L凸凹+H刀+H凸凹板+h下
式中 H墊-墊板厚度；H凸固-凸模固定板厚度；H刀-廢料切刀刃口到切邊凹模的高度；H凸凹板-凸凹模固定板高度。
所以，
H=45+10+31+51+20+20+50mm=227mm。
4.8 模具零部件設(shè)計(jì)
4.8.1 模具采用的是后置導(dǎo)柱模架
根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，查文獻(xiàn)[2]表3-35得模架規(guī)格為：1、 當(dāng)為落料拉深復(fù)合模時(shí)，上模座 200mm×200mm×45mm，下模座 200mm×200mm×50mm，導(dǎo)柱 32mm×160mm，導(dǎo)套 32mm×105mm×43mm。
2、 當(dāng)為沖孔切邊復(fù)合模時(shí)，上模座 200mm×200mm×45mm，下模座 200mm×200mm×50mm，導(dǎo)柱 32mm×190mm，導(dǎo)套 32mm×115mm×43mm。
4.8.2 其他零部件結(jié)構(gòu)
拉深凸模將直接由連接件固定在下模座上，凸凹模由凸凹模固定板固定，兩者采用過(guò)渡配合關(guān)系。模柄采用凸緣式模柄，根據(jù)設(shè)備上模柄孔尺寸，查文獻(xiàn)[2]表3-60選用規(guī)格為 A50×100的模柄。
4.9 確定裝配基準(zhǔn)
4.9.1 落料、拉深和切邊、沖孔都應(yīng)以沖裁凸凹模為裝配基準(zhǔn)件。
首先確定凸凹模在模架中的位置，安裝凸凹模組件，確定凸凹組件在下模座的位置，然后用固定板將凸凹模和下模座夾緊。
4.9.2 沖裁模具材料的選取
查文獻(xiàn)[1]表12.6、表12.7表12.8和表12.9得
1、 凸模的材料為Cr12，凹模的材料為Cr12，熱處理硬度為58~62HRC。
2、 上、下模座選用鑄鐵型，材料采用HT200，滑動(dòng)導(dǎo)柱、導(dǎo)套的材料采用T8，熱處理硬度為58~62HRC。
3、 彈性卸料板、凸模固定板、凸凹模固定板、墊板的材料為45號(hào)鋼，墊板的熱處理硬度為40~45HRC，其它的熱處理硬度為43~48HRC 。
4、 拉深模壓邊圈材料采用T10A，熱處理硬度為58~62HRC。
5、 推件塊、模柄、打桿材料選用45號(hào)鋼，打桿的熱處理硬度為40~45HRC。
6、 緊固螺釘、銷(xiāo)釘、卸料釘材料為45號(hào)鋼，緊固螺釘、卸料釘?shù)念^部淬火，熱處理硬度為40~45HRC，銷(xiāo)釘?shù)臒崽幚碛捕葹?3~48HRC。
4.9.3 模具零件的配合
1、因?yàn)橥?、凹模間隙小于0.3mm，所以導(dǎo)柱與導(dǎo)套間采用H6/h5的間隙配合；導(dǎo)板與凸模間采用H7/h6的間隙定位配合；因?yàn)闆_裁件的內(nèi)形尺寸不大，所以推件塊內(nèi)形與凸模間為H8/f8的間隙配合。
2、導(dǎo)套、導(dǎo)柱與底座間采用H7/r6的過(guò)盈配合。
3、圓柱銷(xiāo)與銷(xiāo)孔，凸模與凸模固定板，模柄與上模座間采用H7/m6的過(guò)渡配合。
5 沖壓設(shè)備的選用與校核
5.1 落料拉深復(fù)合模壓力機(jī)設(shè)備的選用
根據(jù)以上計(jì)算，同時(shí)考慮拉深件的高度選取開(kāi)式雙柱可傾壓壓力機(jī)J23-16，其主要技術(shù)參數(shù)如下：
公稱(chēng)壓力 160kN
滑塊行程 70mm
最大閉合高度 220mm
閉合高度調(diào)節(jié)量 60mm
滑塊中心線(xiàn)到床身距離 160mm
工作臺(tái)尺寸 300mm×450mm
工作臺(tái)孔尺寸 110mm×210mm
模柄孔尺寸 ?40mm×60mm
墊板厚度 60mm
5.2 沖孔切邊復(fù)合模設(shè)備的選用
考慮零件的高度，選用開(kāi)式雙柱可傾壓壓力機(jī)J23-25，以保證沖孔切邊的順利操作，其主要技術(shù)參數(shù)如下：
公稱(chēng)壓力 250kN
滑塊行程 65mm
最大閉合高度 270mm
閉合高度調(diào)節(jié)量 55mm
滑塊中心線(xiàn)到床身距離 200mm
工作臺(tái)尺寸 370mm×560mm
工作臺(tái)孔尺寸 200mm×290mm
模柄孔尺寸 ?40mm×60mm
墊板厚度 50mm
5.3 校核模具閉合高度
模具閉合高度H應(yīng)該滿(mǎn)足
H最大-5≥H≥H最小+10
式中 H最大-壓力機(jī)的最大裝模高度；H最小-壓力機(jī)的最小裝模高度；
當(dāng)為落料拉深復(fù)合模時(shí)，220-5≥203≥220-60+10，即215>203>170，所選的壓力機(jī)J23-16滿(mǎn)足要求，可以使用。
當(dāng)為沖孔切邊復(fù)合模時(shí)，270-5≥227≥270-55+10，即265>227>225，所選的壓力機(jī)J23-25滿(mǎn)足要求，可以使用。
6 模具的工作原理
6.1 落料拉深復(fù)合模的工作原理
落料拉深復(fù)合模的總裝配圖如圖5所示。
圖5 落料拉深復(fù)合模
本模具是一套倒裝式的落料、拉深的復(fù)合模。模具的工作過(guò)程為：上模下行凸凹模17與落料凹模4接觸開(kāi)始落料。上模繼續(xù)下行凸凹模17與拉深凸模20接觸開(kāi)始拉深。工件成形后，上模上行打桿14推動(dòng)推件塊15把零件從凸凹模17中打出，落料廢料由橡膠18推動(dòng)卸料板19推出。此模具為前后送料，在送料中有擋料銷(xiāo)6限位和導(dǎo)料。
6.2 沖孔切邊復(fù)合模工作原理
沖孔切邊復(fù)合模的總裝配圖如圖6所示。
圖6 沖孔切邊復(fù)合模
本模具是一套沖孔、切邊的復(fù)合模。模具的工作過(guò)程為：上模下行沖孔凸模5和6與凸凹模4接觸開(kāi)始孔的沖制。上模繼續(xù)下行切邊凹模7與凸凹模3接觸開(kāi)始切邊?？椎膹U料沖裁力的作用小直接落下，切邊廢料則由廢料切刀3切去并直接漏出。
結(jié)論
設(shè)計(jì)是源頭，設(shè)計(jì)雖然只占模具成本的10%左右，卻決定了整個(gè)模具成本的70%--80%。所以，作者在設(shè)計(jì)時(shí)充分地考慮了模具結(jié)構(gòu)，考慮提高生產(chǎn)率，如何方便維修。
通過(guò)這次模具設(shè)計(jì)，本人在多方面都有所提高。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用本專(zhuān)業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了冷沖壓模具設(shè)計(jì)等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本的模具技能，懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了模具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計(jì)算能力、繪圖能力，熟悉了設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨(dú)立思考的能力也有了提高。
在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，體現(xiàn)出自己?jiǎn)为?dú)設(shè)計(jì)模具的能力以及綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，體會(huì)了學(xué)以致用、突出自己勞動(dòng)成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。
在此感謝我的指導(dǎo)老師：賀紅林老師，這次設(shè)計(jì)的每個(gè)細(xì)節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù)，都離不開(kāi)你的細(xì)心指導(dǎo)。同時(shí)也感謝對(duì)我?guī)椭^(guò)的同學(xué)們。
由于本人的設(shè)計(jì)能力有限，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，懇請(qǐng)老師們多多指
教,我十分的樂(lè)意接受你們的批評(píng)與指正，本人將萬(wàn)分感謝。
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致謝
隨著社會(huì)的發(fā)展，機(jī)械行業(yè)的模具專(zhuān)業(yè)在我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中成為一個(gè)越來(lái)越重要的分支。模具滲透著整個(gè)社會(huì)。不管在那個(gè)行業(yè)，都有模具的存在。日常生活中輕重工業(yè)，都離不開(kāi)模具生產(chǎn)，模具就是為了得到所需要的產(chǎn)品。要什么樣的產(chǎn)品，就可以生產(chǎn)什么樣的模具，如（塑料模具 、冷沖壓模具、壓鑄模、橡膠模 ）。而目前形勢(shì)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?
模具生產(chǎn)過(guò)程是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，生產(chǎn)模具過(guò)程中可能用到的的機(jī)器有很多種類(lèi)，如（電火花成型機(jī)、數(shù)控線(xiàn)切割、車(chē)床、銑床、刨床、磨床、鏜床等）。
四年的學(xué)習(xí)，我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、模具設(shè)計(jì)與制造有了深刻的認(rèn)識(shí)。面臨畢業(yè)期間，此次單獨(dú)設(shè)計(jì)一個(gè)模具，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。并且學(xué)到不少的書(shū)本上沒(méi)有的知識(shí)，就拿沖壓模來(lái)說(shuō)，對(duì)于影響模具壽命的因素，主要是模具的加工精度和材料的剛度，還有模具的材料，模具生產(chǎn)批量，模具結(jié)構(gòu)等。影響模具的產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素也是模具的制造精度。
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我從理論和實(shí)踐上又更進(jìn)一步的加深。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)。中國(guó)面臨世界的挑戰(zhàn)，在模具行業(yè)這方面，我希望日后能在模具這一行有所貢獻(xiàn)。
再次衷心感謝賀紅林老師和答辯組的各位老師的教誨，對(duì)我的構(gòu)思以及論文的內(nèi)容不厭其煩的進(jìn)行多次指導(dǎo)和悉心指點(diǎn)，使我在完成論文的同時(shí)也深受啟發(fā)和教育。我也在努力地積蓄著力量，盡自己的微薄之力回報(bào)母校的培育之情，爭(zhēng)取使自己的人生對(duì)社會(huì)產(chǎn)生些許積極的價(jià)值！
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