支架冷沖壓工藝及模具設計【彎曲件支架】【沖孔落料復合?！俊緩澢！俊?套】
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任務書
畢業(yè)論文（設計）題目： 支架冷沖壓工藝及模具設計
題目類型：
畢業(yè)論文（設計）時間: 自 2013 年 12月20日開始至 2014 年 5月 10日止
1.畢業(yè)論文（設計）內(nèi)容要求：
本設計要求按所提供制件,設計一套支架零件冷沖壓成型模具(附制件圖紙）。
要求學生獨立完成對零件工藝分析，確定沖壓工藝方案，編制沖壓工藝，進行沖模結構設計與工藝計算，完成一整套模具設計。本設計目的在于培養(yǎng)學生綜合應用本專業(yè)所學課程的理論和實際生產(chǎn)知識，培養(yǎng)學生從事冷沖壓模具設計與制造的初步能力，使之掌握模具設計的方法和步驟，掌握冷沖模設計的基本技能，初步具有運用標準、規(guī)范、手冊、圖冊等有關技術資料的能力。
本設計要求在學院統(tǒng)一規(guī)定的時間內(nèi)完成以下設計內(nèi)容：
文獻綜述一份；
繪制沖壓制件圖一張；
繪制冷沖壓模具裝配圖一套；
繪制模具所有工作零件圖；
編寫設計計算說明書一份。
材料: A3、料厚2mm、大批量生產(chǎn)
[1]題目類型：(1)理論研究(2)實驗研究(3)工程設計(4)工程技術研究(5)軟件開發(fā)
2.主要參考資料
[1] 濮良貴.機械設計（第八版）[M].北京:高等教育出版社,2006.
[2] 成大仙.機械設計手冊（第5版）[M].北京:化學工業(yè)出版社,2007.
[3] 陳于萍.互換性與測量技術基礎[M].北京:機械工業(yè)出版社,2008.
[4] 牟林.沖壓工藝與模具設計[M].北京:北京大學出版社,2006.
[5] 林承全.沖壓模課程設計指導[M]（第2版）.北京:化學工業(yè)出版社,2010.
[6] 王孝培.沖壓手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,1998.
3.畢業(yè)論文（設計）進度安排
階段
階 段 內(nèi) 容
起止時間
一
熟悉設計任務，查閱與收集資料，撰寫開題報告，完成制件圖繪制。
2013.12.20~2013.12.27
二
完成開題工作，進一步收集資料，撰寫詳細的提綱，完成沖壓工藝方案初稿。
2013.12.28~2014.01.15
三
確定工藝方案，完成工藝計算。
2014.01.16~2014.02.20
四
完成沖壓模具裝配圖及零件圖繪制，完成設計說明書的編寫。
2014.02.21~2014.04.10
五
修改設計計算說明書，修改圖紙，完成所有材料（圖紙打印和說明書等）的初稿并上交指導教師。
2014.04.10~2014.04.20
六
指導教師指導學生集中修改論文（設計），4月28日以前定稿。
2014.04.20~2014.04.28
七
指導教師和評閱教師分別完成本科畢業(yè)論文（設計）的評閱與評分。
2014.04.29~2014.05.05
八
畢業(yè)論文（設計）的答辯以及答辯以后必要的修改工作。
2014.05.05~2014.05.20
指導教師（簽章）：___ ___ 日期：_2013年12月20日
系(教研室)主任(簽章) ：____________ 日期：__________________
二級學院院長(簽章) ：____________ 日期：__________________
注：任務書由指導教師本人填寫，經(jīng)教研室主任（學術小組組長）審核后下發(fā)給學生。
文獻綜述
一、沖壓的概念及其優(yōu)點
（1）沖壓的概念
冷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(chǎn)生分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件加工方法。它是一種壓力加工方法，是機械制造中的先進加工方法之一。
沖壓模具是一個特殊的，一次性的一類精密工具，通過切割與塑形的方式使金屬成為一個理想的形狀或外形。大多數(shù)模具構造有幾個基本組成部分，包括模板，防磨裝置，模套，導向銷，軸襯，墊塊，墊板，螺釘，銷釘，和螺栓。模具還需要沖孔模板，壓力和沖壓成型板，以及可用來保護它們---轉(zhuǎn)子，肩螺栓，銜鐵，保持架;和氣體，線圈，或聚氨酯彈簧的工具。
（2）沖壓的優(yōu)點
冷沖壓和線切割相比較，具有生產(chǎn)效率高、加工成本低、材料利用率高、產(chǎn)品尺寸精度穩(wěn)定、操作簡單容易實現(xiàn)機械化和自動化等一系列有點，特別適合于大批量生產(chǎn)。
沖壓模具成形作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，用以生產(chǎn)各種板料零件,具有很多獨特的優(yōu)勢，其成形件具有自重輕、剛度大、強度高、互換性好、成本低、生產(chǎn)過程便于實現(xiàn)機械自動化及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，是一種其它加工方法所不能相比和不可替代的先進制造技術，在制造業(yè)中具有很強的競爭力，被廣泛應用于汽車、能源、機械、信息、航空航天、國防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中。
在吸收了力學、數(shù)學、金屬材料學、機械科學以及控制、計算機技術等方面的知識后，已經(jīng)形成了沖壓學科的成形基本理論。以沖壓產(chǎn)品為龍頭，以模具為中心，結合現(xiàn)代先進技術的應用，在產(chǎn)品的巨大市場需求刺激和推動下，沖壓成形技術在國民經(jīng)濟發(fā)展、實現(xiàn)現(xiàn)代化和提高人民生活水平方面發(fā)揮著越來越重要的作用。
現(xiàn)代沖壓模具生產(chǎn)是一種大規(guī)模繼續(xù)作業(yè)的制造方式，由于高新技術的參與和介入，沖壓生產(chǎn)方式由初期的手工操作逐步進化為集成制造。生產(chǎn)過程逐步實現(xiàn)機械化、自動化、并且正在向智能化、集成化的方向發(fā)展。實現(xiàn)自動化沖壓作業(yè)，體現(xiàn)安全、高效、節(jié)材等優(yōu)點，已經(jīng)是沖壓模具生產(chǎn)的發(fā)展方向。
日常生活中人們使用的很多用具是用沖壓方法制造的，例如不銹鋼飯缸，它就是用一塊圓形金屬板料在壓床上利用模具對圓形板料加壓而沖出來的?？梢钥闯?，冷沖壓是一種在常溫（冷態(tài)）下利用沖模在壓床上對各種金屬（或非金屬）板料施加壓力使其分離或者變形而得到一定形狀零件的金屬壓力加工方法。
近幾十年來，沖壓技術有了飛速的發(fā)展，它不僅表現(xiàn)在許多新工藝與新技術在生產(chǎn)的廣泛應用上，如：旋壓成形、軟模具成形、高能率成形等，更重要的是人們對沖壓技術的認識與掌握的程度有了質(zhì)的飛躍。
二、課題國內(nèi)外現(xiàn)狀
近年來，我國沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具國內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達到1~2μm，壽命2億次左右的多工位級進模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達到Ra≦1.5μm的精沖模，大尺寸（Φ≧300mm）精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)也已達到相當高的水平。
1. 模具CAD/CAM技術狀況
我國模具CAD/CAM技術的發(fā)展已有20多年歷史。由原華中工學院和武漢733廠于1984年共同完成的精沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國第一個自行開發(fā)的模具CAD/CAM系統(tǒng)
21世紀開始CAD/CAM技術逐漸普及，現(xiàn)在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了CAD/CAM技術。其中部分骨干重點企業(yè)還具備各CAE能力。
模具CAD/CAM技術能顯著縮短模具設計與制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，已成為人們的共識。在“八五”、“九五”期間，已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計算機繪圖技術，數(shù)控加工的使用率也越來越高，并陸續(xù)引進了相當數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)。如美國EDS的UG，美國Parametric Technology公司的Pro/Engineer，美國CV公司的CADS5，英國DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E，以色列公司的Cimatron，還引進了AutoCAD、CATIA等軟件及法國Marta-Daravision公司用于汽車及覆蓋件模具的Euclid-IS等專用軟件。國內(nèi)汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了CAD/CAM技術。DL圖的設計和模具結構圖的設計均已實現(xiàn)二維CAD，多數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過渡，總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn)。且模具的參數(shù)化設計也開始走向少數(shù)模具廠家技術開發(fā)的領域。
2. 模具設計與制造能力狀況
在國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導下，經(jīng)過幾十年努力，現(xiàn)在我國沖壓模具的設計與制造能力已達到較高水平，包括信息工程和虛擬技術等許多現(xiàn)代設計制造技術已在很多模具企業(yè)得到應用。
雖然如此，我國的沖壓模具設計制造能力與市場需要和國際先進水平相比仍有較大差距。這些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面，無論在設計還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車覆蓋件模具，具有設計和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設計制造方法和手段方面已基本達到了國際水平，模具結構功能方面也接近國際水平，在轎車模具國產(chǎn)化進程中前進了一大步，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期等方面，與國外相比還存在一定的差距。
標志沖模技術先進水平的多工位級進模和多功能模具，是我國重點發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機電一體化的鐵芯精密自動閥片多功能模具，已基本達到國際水平。
但總體上和國外多工位級進模相比，在制造精度、使用壽命、模具結構和功能上，仍存在一定差距。
3. 專業(yè)化程度及分布狀況
我國模具行業(yè)專業(yè)化程度還比較低，模具自產(chǎn)自配比例過高。國外模具自產(chǎn)自配比例一般為30%，我國沖壓模具自產(chǎn)自配比例為60%。這就對專業(yè)化產(chǎn)生了很多不利影響。現(xiàn)在，技術要求高、投入大的模具，其專業(yè)化程度較高，例如覆蓋件模具、多工位級進模和精沖模等。而一般沖模專業(yè)化程度就較低。由于自配比例高，所以沖壓模具生產(chǎn)能力的分布基本上跟隨沖壓件生產(chǎn)能力的分布。但是專業(yè)化程度較高的汽車覆蓋件模具和多工位、多功能精密沖模的專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的分布有不少并不跟隨沖壓件能力分布而分布，而往往取決于主要投資者的決策。例如四川有較大的汽車覆蓋件模具的能力，江蘇有較強的精密沖模的能力，而模具的用戶大都不在本地。
三、課題研究主要成果
沖壓模具成形作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，用以生產(chǎn)各種板料零件,具有很多獨特的優(yōu)勢，其成形件具有自重輕、剛度大、強度高、互換性好、成本低、生產(chǎn)過程便于實現(xiàn)機械自動化及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，是一種其它加工方法所不能相比和不可替代的先進制造技術，在制造業(yè)中具有很強的競爭力，被廣泛應用于汽車、能源、機械、信息、航空航天、國防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中。
在吸收了力學、數(shù)學、金屬材料學、機械科學以及控制、計算機技術等方面的知識后，已經(jīng)形成了沖壓學科的成形基本理論。以沖壓產(chǎn)品為龍頭，以模具為中心，結合現(xiàn)代先進技術的應用，在產(chǎn)品的巨大市場需求刺激和推動下，沖壓成形技術在國民經(jīng)濟發(fā)展、實現(xiàn)現(xiàn)代化和提高人民生活水平方面發(fā)揮著越來越重要的作用。
進幾十年來，沖壓技術有了飛速的發(fā)展，它不僅表現(xiàn)在許多新工藝與新技術在生產(chǎn)的廣泛應用上，如：旋壓成形、軟模具成形、高能率成形等，更重要的是人們對沖壓技術的認識與掌握的程度有了質(zhì)的飛躍[1]。
現(xiàn)代沖壓模具生產(chǎn)是一種大規(guī)模繼續(xù)作業(yè)的制造方式，由于高新技術的參與和介入，沖壓生產(chǎn)方式由初期的手工操作逐步進化為集成制造（圖1-1）。生產(chǎn)過程逐步實現(xiàn)機械化、自動化、并且正在向智能化、集成化的方向發(fā)展。實現(xiàn)自動化沖壓作業(yè)，體現(xiàn)安全、高效、節(jié)材等優(yōu)點，已經(jīng)是沖壓模具生產(chǎn)的發(fā)展方向。
四、未來沖壓模具制造技術發(fā)展趨勢
(1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術
模具CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，普及CAD/CAM/CAE技術的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術培訓和技術服務的力度；進一步擴大CAE技術的應用范圍。計算機和網(wǎng)絡的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。
(2)高速銑削加工
國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。
(3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)
高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。
(4)電火花銑削加工
電火花銑削加工技術也稱為電火花創(chuàng)成加工技術，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術的機床在模具加工中應用。預計這一技術將得到發(fā)展。
(5)提高模具標準化程度
我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發(fā)達國家一般為80%左右。
(6)優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術
選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應用相應的表面處理技術來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應發(fā)展工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術。
(7)模具研磨拋光將自動化、智能化
模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢。
(8)模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展
這是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動加工系統(tǒng)應有多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)?！?
五、主要參考文獻
[1] 李碩本等編著.沖壓工藝理論與新技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002.11
[2] 肖景榮、姜奎華等編著《沖壓工藝學》機械工業(yè)出版社，1999
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[12] 王孝培主編.沖壓手冊（修訂本）[M].北京：機械工業(yè)出版社，1990
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[21] 馮開平，左宗義主編. 畫法幾何與機械制圖[M].廣州：華南理工大學出版,2001.9
[22] 李天佑主編.沖模圖冊[M].北京：機械工業(yè)出版社, 1994
七、指導教師意見
指導教師簽字：
年 月 日
八、系級教學單位審核意見：
審查結果： □ 通過 □ 完善后通過 □ 未通過
負責人簽字：
年 月 日
XXXX大學
設 計（論 文）說 明 書
題 目 支架沖壓工藝與模具設計
學 生
系 別
專 業(yè) 班 級
學 號
指 導 教 師
前 言
由于模具技術的迅速發(fā)展，模具設計與制造已成為機械行業(yè)中一個大的分枝。從事模具行業(yè)工作的專業(yè)人才也越來越多，模具也傾向標準化，系列化，模具的諸多零件已經(jīng)具有互換性，模具的設計周期越來越短，因此模具已經(jīng)成為提高產(chǎn)品的競爭能力的重要手段。模具已成為各種產(chǎn)品不可缺少的工藝設備。
本次畢業(yè)設計內(nèi)容是：彎曲件支架沖壓工藝及模具設計。畢業(yè)設計的目的不僅是對大學所學知識的一個鞏固和總結，而且是大學期間重要的實踐環(huán)節(jié)，它能綜合培養(yǎng)查資料的能力、畫圖能力、獨立分析能力、向老師、同學學習的能力。畢業(yè)設計作為對所學專業(yè)知識的一次綜合檢測，為以后參加工作也將奠定堅實基礎。
本次重點設計的是一副沖孔落料復合模，一副彎曲模。這次設計是在老師認真、耐心的指導下進行的，是在對模具的經(jīng)濟性、模具的壽命、生產(chǎn)周期及生產(chǎn)成本等因素進行了全面的仔細的分析下而進行設計的。因我個人經(jīng)驗和水平有限，因此很難避免在設計的過程中存在不合理之處，望各位老師多多批評指正。
本論文是在老師的精心指導和嚴格要求下完成的。老師那嚴謹求實的治學態(tài)度，淵博的知識為我們樹立了榜樣，在此向她表示衷心的感謝！
在論文的設計和寫作過程中，得到同學的大力支持和協(xié)助，在此一并感謝！
我相信：在老師的耐心指導和同學們的大力支持下，我一定能順利完成本次設計。
目 錄
前 言 2
1.緒論 4
1.1.沖壓的概念、特點及應用 4
1.2.沖壓的基本工序及模具 4
2 .零件的工藝性分析. 6
2.1.零件的工藝性分析 6
2.2.沖裁件的精度與粗糙度 6
2.3.沖裁件的材料 7
2.4.確定工藝方案. 7
3.沖壓模具總體結構設計 8
3.1.模具類型 8
3.2.操作與定位方式 8
3.3.卸料與出件方式 8
3.4.模架類型及精度 8
4.沖壓模具工藝與設計計算 9
4.1.展開尺寸的計算 9
4.2.排樣設計與計算 10
4.3.設計沖壓力與壓力中心,初選壓力機. 11
4.3.1.沖裁力 11
4.3.2.彎曲力 12
4.3.3.壓力機的選擇 12
4.3.4.壓力中心 13
4.3.4.計算凸凹模刃口尺寸及公差 14
5.模具的總張圖與零件圖 16
5.1.模具結構 16
5.2.沖壓模具的零件圖 18
5.2.1.落料凹模設計 18
5.2.2.落料凸模設計 19
5.2.3.彎曲凹模設計 20
5.2.4.選擇堅固件及定位零件 21
5.2.5.設計和選用卸料與出件零件 21
5.2.6.選擇模架及其它模具零件 21
5.3.壓力機的校核 22
5.3.1.公稱壓力 22
5.3.2.工作臺面的尺寸 22
6. 模具的總裝配 23
設計小結 24
致 謝 25
參考文獻 26
1.緒論
1.1.沖壓的概念、特點及應用
沖壓是利用安裝在沖壓設備（主要是壓力機）上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進行冷變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程術。
沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進行；沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設備和沖壓材料構成沖壓加工的三要素，只有它們相互結合才能得出沖壓件。
沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技術要求高，是技術密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟效益。
1.2.沖壓的基本工序及模具
由于沖壓加工的零件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同，因而生產(chǎn)中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來，可分為分離工序和成形工序兩大類；分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質(zhì)量的沖壓（俗稱沖裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。
沖模的結構類型也很多。通常按工序性質(zhì)可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復合模和級進模等。但不論何種類型的沖模，都可看成是由上模和下模兩部分組成，上模被固定在壓力機工作臺或墊板上，是沖模的固定部分。工作時，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機滑塊帶動上模下壓，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上模回升時，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來，以便進行下一次沖壓循環(huán)。
沖壓件圖如下圖所示:
沖壓技術要求:
1. 材料:Q235
2. 材料厚度:2.0mm
3. 生產(chǎn)批量:中批量
4. 未注公差:按IT13確定.
2 .零件的工藝性分析.
2.1.零件的工藝性分析
該零件材料為冷軋板，Q235，結構簡單,形狀復雜,產(chǎn)品寬度B=28≥1.2t(t為材料厚度) ,沖孔時有尺寸為10毫米的圓孔，根據(jù)沖壓模具設計手冊知沖孔時,因受凸模強度的限制,孔的尺寸不應太小.沖孔的最小尺寸取決于材料性能,凸模的強度和模具結構等.根據(jù)表3-3可查得圓形孔最小值得d=0.9t=0.9X2.0=1.8mm<10，所以滿足工藝性要求。
沖裁件孔與孔之間:孔與邊緣之間的距離受模具的強度和沖裁件質(zhì)量的制約,其值不應過小,一般要求C≥(1～1.5)t,C′>(1.5～2)t所以由沖件圖可知，C1=6>1X2.0=2,
由以上可知孔與孔之間距離C1滿足工藝性要求。
由以上分析可得,沖件的尺寸很小,如圖2—1所示。在模具結構上需要多考慮，確定后,我們才能繼續(xù)做下一步的設計。
2.2.沖裁件的精度與粗糙度
沖裁件的經(jīng)濟公差等級不高于IT13級,一般落料公差等級最好低于IT10級,沖孔件公差等級最好低于IT9級,由工件圖尺寸可查得落料公差,沖孔公差分別為0.40,0.08.而沖件落料公差,最高精度沖孔公差分別為0.5,0.15，孔中心距公差 ±0.15而沖件孔中心距最高精度公差為±0.25,因此可用于一般精度的沖裁,普通沖裁可以達到要求.
由于沖裁件沒有斷面粗糙度的要求,我們不必考慮.
2.3.沖裁件的材料
由材料方面的資料得,
材料名稱：冷軋板
牌號：Q235
抗拉強度440-470MPa,
抗剪強度310-380MPa,
屈服點240
Q235鋼特性及適用范圍：有極為良好的塑性和較高的強度,可切削加工性能好，易焊接。為普通鋼材中應用最為廣泛的一個品種。
2.4.確定工藝方案.
該沖裁件包括落料和沖孔，彎曲三個基本工序,可采用的沖裁方案有單工序沖裁,復合沖裁和級進沖裁三種.零件屬于中批量生產(chǎn),因此采用單工序須要模具數(shù)量較多,生產(chǎn)率低,所用費用也高,不合理;若采用復合沖,可以得出沖件的精度和平直度較好,生產(chǎn)率較高,模具強度也能保證;用級進模沖裁時,生產(chǎn)率高,操作方便,但模具加工成本高，維修不方便，通過以上比較，選擇復合模的沖裁工藝方案，即落料沖孔復合模，彎曲模。兩幅。
3.沖壓模具總體結構設計
3.1.模具類型
根據(jù)零件的沖裁工藝方案,采用復合沖壓沖裁模，工序為落料沖孔，彎曲。
3.2.操作與定位方式
零件中批量生產(chǎn),安排生產(chǎn)可采用手工送料方式能夠達到批量生產(chǎn),且能降低模具成本,因此采用手工送料方式.零件尺寸較小，厚度較小，保證孔的精度及較好的定位，宜采用導料板導向，定位銷導正。
3.3.卸料與出件方式
考慮零件尺寸較小，厚度較薄，采用彈壓卸料方式，為了便于操作，提高生產(chǎn)率，沖件采用打料的方法從凹模中脫出，廢料直接從凸凹模洞口推下的下出件方式。
3.4.模架類型及精度
由于零件材料較厚，尺寸較小，沖裁間隙較大，采用復合模加工，可以選擇后側(cè)兩導柱的標準模架，考慮零件精度要求不是很高，沖裁間隙較小，因此采用Ⅰ級模架精度。
4.沖壓模具工藝與設計計算
4.1.展開尺寸的計算
展開尺寸應根據(jù)中性層在板料彎曲前后長度保持不變的特性來計算，可將其作為確定彎曲件毛坯長度的依據(jù)。板料在塑性彎曲時，中性層的曲率半徑的位置同彎曲變形程度有關。當其變形程度較小時，應變中性層與彎曲毛坯斷面中心的軌跡相重合。但當變形程度較大時，應變形區(qū)內(nèi)應力應變?yōu)榱Ⅲw狀態(tài)，中性層發(fā)生了轉(zhuǎn)移。相對彎曲半徑愈小，中性層內(nèi)移量愈大，且不時圓弧狀，而是拋物線狀，同時板料變薄也愈顯著，本設計中直接采用中性層的計算方法，即
48+43+48+3.14×4=151.56，這里取151，實際尺寸要根據(jù)實際彎曲模具來調(diào)節(jié)。展開圖如下：
由展開圖可以看出，產(chǎn)品四周無R角，這樣落料模具在熱處理之后，由于應力集中，模具容易開裂，所以根據(jù)模具加工工藝，應增加R角，根據(jù)產(chǎn)品材料厚度，R角設為R1，具體如下圖：
4.2.排樣設計與計算
該沖裁件材料厚度較厚，尺寸小，排樣圖如下：
圖4-1
搭邊值要合理確定，值過大，材料利用率低；值過小，搭邊的強度與剛度不夠，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖裁件毛刺，有時甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均，損壞模具刃口。因此，搭邊的最小寬度大于塑性變形區(qū)的寬度，一般可取等于材料的厚度。
搭邊值的大小還與材料的力學性能、厚度、零件的形狀與尺寸、排樣的形式、送料及擋料方式、卸料方式等因素有關。搭邊值一般由經(jīng)驗確定，根據(jù)所給材料厚度δ=2.0mm，確定搭邊工作間a1為2.0mm, a為2.5mm。
因此計算，
條料的寬度為
B=（Dmax+2a）=151+2×2.5=156mm
進距為:s=28+2.0=30mm
由零件圖在CAD用計算機算得一個零件的面積為4014.45mm
一個進距內(nèi)的坯料面積:
BXS=156X30=4380mm,
因此材料利用率為:
η=(A/BS)X100%
=(4014.45/4380)X100%
=91.65%
4.3.設計沖壓力與壓力中心,初選壓力機.
4.3.1.沖裁力
根據(jù)零件圖,用CAD可計算出沖一次零件內(nèi)外周邊之和L=357.7mm,又因為τ=340Mpa,t=2.0mm,取K=1.3,則根據(jù)計算公式,F=KLtτ=1.3X357.7X2.0X340=316.21KN，沖孔力的大小：F=KLtτ=1.3X3.14 X 10X2.0X340 X 2=55.52KN，總的力為316.21+55.52=371.73。
卸料力:,取Kx=0.06,則
Fx=KxF=0.06X371.73=22.30KN
推件力:根據(jù)材料厚度取凹模刃口直壁高度h≥3mm,為了修模時能保證模具仍具有足夠的強度,所以直壁高度取h=4mm,
4.3.2.彎曲力
預彎力和彎曲力的計算，彎曲力和產(chǎn)品寬度和彎曲R角有關，所以這里計算預彎力和彎曲力時只需要計算一個，另一個的力和這個一樣。
此工件彎雙邊U形時力的計算，選計算公式為
P=2×0.7(kbttδb)/(r+t)
=2×0.7×（1.3×28×2×2×470)/(3+2.0)
=19160.96N
=19.16KN
P—材料在沖壓行程結束時的自由彎曲力
b—彎曲件的寬度
t—彎曲件厚度
r—彎曲件內(nèi)彎角半徑
k—安全系數(shù)
δb—材料的強度極限
δb查表=440～470,取470
校正彎曲力的計算：
P2=Gf
=30×53×28
=44520N
=44.52KN
P—彎曲校正力
G—單位校正力，查表為20-30
F—被校正部分在凹模上的投影面積
頂料力： P3=kF （查《冷沖壓工藝與模具設計》得：k卸=0.025～0.08）
P3=19.16×0.08=1.53
沖壓力大小為F=P1+P2+P3=19.16+44.52+1.53=65.21
4.3.3.壓力機的選擇
由式3-23應選取的壓力機公稱壓力為:
P0≥(1.1～1.3)F∑=(1.1～1.3)X（371.73+22.30）=512.239KN
因此可選壓力機型號為J23-63.
型號為J23—63壓力機的基本參數(shù)如：（表一）
公稱壓力/KN
630
墊板尺寸/mm
滑塊行程/mm
120
厚度80
滑塊行程次數(shù)/（次/min）
100
模柄孔尺寸/mm
直徑50
深度80
最小封閉高度/mm
140
滑塊底面積尺寸/mm
封閉高度調(diào)節(jié)量
100
滑塊中心線至床身距離/mm
床身最大可傾角
30°
工作臺尺寸/mm
前后420
左右630
4.3.4.壓力中心
根據(jù)排樣,我們可以在CAD里使用查詢便能得出沖孔的壓力中心,（以落料沖孔模為例）
F1——沖孔力 F1= Ltσb ，得F1=27.76KN
F2——沖孔力 F2= Ltσb ，得F2=27.76KN
F3——落料力 F3= Ltσb ，得F3=316.21KN
Y1——F1到X軸的力臂 Y1=0
X1——F1到Y軸的力臂 X1=11.5
Y2——F2到X軸的力臂 Y2=0
X2——F2到Y軸的力臂 X2=-11.5
Y3——F3到X軸的力臂 Y3=0
X3——F3到Y軸的力臂 X3=0
根據(jù)合力距定理：
YG = （Y1F1+ Y2F2+ Y3F3）/（F1+ F2+ F3）
XG = （X1F1+ X2F2+ X3F3）/（F1+ F2+ F3）
XG——F沖壓力到X軸的力臂；XG=0
YG——F沖壓力到Y軸的力臂；YG=0
所以由以上可以算得壓力中心為G(0,0)
4.3.4.計算凸凹模刃口尺寸及公差
由于材料較厚,模具間隙較大,模具的間隙由配作保證,工藝比較簡單,并且還可以放大基準件的制造公差,(一般可取沖件公差的1/4),使制造容易,因此采用配作加工為宜.
由落料尺寸得,凹模會變小,所以得以凹模為基準,配作凸模.
由沖孔尺寸得,凸模尺寸變小,所以以凸模為基準,配作凹模.
由材料厚度可得Zmin=0.04mm, Zmax=0.06mm.
由落料,凹模磨損后變大,磨損系數(shù)X1=0.50,X2=0.20所以:
Ad1=(A1max-x△)=(151-0.50X0.04) =150.98
Ad2=(A2max-x△)=(28-0.50X0.05) =27.98
Ad3=(A3max-x△)=(1-0.50X0.05) =0.98
由于Ad1,為落料尺寸,故以凹模為基準,配作凸模，所以落料凸模刃口尺寸按凹模實際尺寸配作，保證單邊面間隙值為0.06～0.10mm.
落料凸模尺寸：Ah1=(Ad1-2Z)+ Δ
=151-2X0.08=150.84+0.02;
Ah2=(Aj2-2Z)+ Δ
=28-2X0.08=27.84+0.02;
Ah3=(Aj3-Z)+ Δ
=1-0.08=0.92+0.02;
由沖孔尺寸凸模磨損后變小有:
b=φ10,磨損系數(shù)X1=X20.5,故bp6不需采用刃口尺寸公式計算,而直接取bp6=2bp5.所以:
bp1=(b1min+X1△1)=(10+0.5X0.04)=10.02
彎曲模具，在選擇間隙時可以直接查表，所以查表可知間隙為(1-1.2t)，t為材料厚度。
凸、凹模工作部分尺寸的確定，主要考慮模具的磨損和拉伸件的回彈。尺寸公差在最后一道工序考慮。
1）、制件標注外形尺寸
凹模尺寸為 L d=（Lmax –0.75Δ）
凸模尺寸為 L p=（Ld–0.75Δ–Z）
（2）、制件標注內(nèi)尺寸
凸模尺寸為
L p=（Lmin +0.4Δ）
凹模尺寸為
L d=（Lp+0.4Δ+Z）
具體計算如下，制件標注外形尺寸，按此公式計算
彎曲凹模尺寸為
L d=（Lmax–0.75Δ）
=53
凸模尺寸為
L p=（Ld–0.75Δ–Z）
=49
凸、凹模工作表面粗造度要求：凹模工作表面和型腔表面粗造度應達到0.8；圓角處的表面粗造度一般要求0.4；凸模工作部分表面粗造度一般要求0.8-1.6。
5.模具的總張圖與零件圖
5.1.模具結構
根據(jù)前面的設計與分析,我們可以得出如下落料沖孔復合模具的總裝圖
如圖5-1所示:
圖5-1 落料沖孔復合?？傃b圖
1.下模板；2.卸料螺釘；3.內(nèi)六角螺釘；4.圓柱銷；5.樹脂；6.凸凹模；7.卸料板；8.定位銷；9.凹模；10.沖頭固定板；11.上墊板1；12.上墊板2；13.上模板；14.卸料螺釘；15.打料板；16.模柄；17.打料桿；18.防轉(zhuǎn)銷；19.沖孔沖頭；20.退料板；21.內(nèi)六角螺釘；22.圓柱銷；
彎曲模結構圖：
圖5-2 彎曲?？傃b圖
1.下模板；2.內(nèi)六角螺釘；3.圓柱銷；4.卸料螺釘；5.彈簧；6.下墊板；7.凹模芯；8.定位銷；9.凹模；10.凸模；11.打料桿；12.凸模固定板；13.上墊板；14.上模板；15.模柄；16.內(nèi)六角螺釘；17.圓柱銷；
5.2.沖壓模具的零件圖
5.2.1.落料凹模設計
凹模輪廓尺寸的確定，凹模輪廓輪廓尺寸包括凹模板的平面尺寸LXB(長X寬)及厚度尺寸H.從凹模外邊緣的最短距離稱為凹模壁厚C.對于簡單對稱形狀刃口凹模,由于壓力中心即對稱中心,所以凹模和平面尺寸即可沿刃口型孔向四周擴大一個凹模壁厚來確定,所以:
L=l+2C=151+2X42.5=236 B=113
整體式凹模板的厚度可按如下經(jīng)驗公式估算:
H=K1K2=28mm, K1取1,K2根據(jù)資料取2.5.
由以上算得凹模輪廓尺寸LXBXH=240X120X28,查有關國家標準,因此我選LXB為標準尺寸,得LXBXH=240X120X30.
凹模材料的選用:材料選用Cr12MoV，孔與孔的校核:校核最小A值為5.84，以上都能達到要求,因此得以校核.凹模刃口尺寸及其它具體見零件圖5-21.或后面所附的零件圖.設計中,因為壓力中心與凹模板的幾何中心相差不太,由壓力機根據(jù)模柄孔尺寸為φ40,壓力中心仍在模柄投影面積,可設他們在同軸線上。
圖5-2 凹模
5.2.2.落料凸模設計
落料凸模刃口部分為異形,又在它里面開孔,裝配導正銷,為便于凸模和固定板的加工,可通這設計成鉚接方式與固定板固定.沖孔凸模采用階梯結構,設計成鉚接方式.凸模的尺寸根據(jù)導料板尺寸、卸料板尺寸和安裝固定要求尺寸h，取h15~20，因為這里的凹模刃口尺寸為3 mm,在范圍之內(nèi)取18mm所以凸模的尺寸為L=18+15+13+2=48mm.
凸模材料：參照沖壓模具設計與制造選用Cr12MoV.
具體零件圖如后面所附零件圖為準，
5.2.3.彎曲凹模設計
凹模輪廓尺寸的確定，從凹模外邊緣的最短距離稱為凹模壁厚C.對于簡單對稱形狀凹模,由于壓力中心即對稱中心,所以凹模和平面尺寸即可沿刃口型孔向四周擴大一個凹模壁厚來確定,所以:
L=l+2C=53+2X42.5=138 B=120
由以上算得凹模輪廓尺寸LXBXH=140X120X45,查有關國家標準,因此我選LXB為標準尺寸。
5.2.4.選擇堅固件及定位零件
螺釘規(guī)格的選用:
由凹模板的厚度可選用M10,在根據(jù)實際要求,查標準選用GB 70-85 M10X80,這里要4個,卸料板的螺釘選用GB 70-85 M8X50,這里要4個。
銷釘規(guī)格的選用:
銷釘?shù)墓Q直徑可取與螺釘大徑相同或小一個規(guī)格,因此根據(jù)標準選用GB 119-86 φ10X90, 選取材料為45鋼.根據(jù)定位方式及坯料的形狀與尺寸,選用合適的標準定位零件.
5.2.5.設計和選用卸料與出件零件
卸料以卸料板卸料,出件是以凸模往下沖即可,因此不用設計出件零件.固定卸料板的平面外形尺寸一般與凹模板相同,其厚度可取凹模厚度的0.5~1倍,所以卸料板的LXBXH=240X120X/0.5X30=240X120X15,卸料板在此僅起卸料作用,凸模與卸料板間的雙邊間隙一般取0.05~0.1mm,這里取0.1mm,材料為45#.由以上根據(jù)凸模和凹?？稍O計出卸料板。
5.2.6.選擇模架及其它模具零件
選擇模架:
根據(jù)GB/T 2851.5-90,由凹模周界240X120,及安裝要求,選取凹模周界:LXB=240X120,閉合高度:H=180~210,上模座:310X200X35，下模座:310X200X45,導柱:32X170,導套:45X70.
模柄:
由壓力機的型號J23-63.可查得模柄孔的直徑為40,深度為70,由裝配要求,模柄與模柄孔配合為H7/m6并加銷釘防轉(zhuǎn),模柄長度比模柄孔深度小5~10mm,由于采用彈壓卸料，上模座回程時受力較大，因此選用旋入式模柄較合理。
5.3.壓力機的校核
5.3.1.公稱壓力
根據(jù)公稱壓力的選取壓力機型號為J23-63,它的壓力為630>503.7,所以壓力不需要校核;
5.3.2.工作臺面的尺寸
根據(jù)下模座LXB=310X200，且每邊留出60~100，即L1XB1=510X400,而壓力機的工作臺面L2XB2=630X420,沖壓件和廢料從下模漏出，而壓力機的孔尺寸為φ120，故符合要求。
6. 模具的總裝配
模具的質(zhì)量取決于模具零件質(zhì)量和裝配質(zhì)量。裝配質(zhì)量又與零件質(zhì)量有關，也與裝配工藝有關。裝配工藝視模具結構以及零件加工工藝而有所不同，拼合結構的比整體結構的裝配工藝復雜；級進模和復合模的裝配比單工序模要求高。
關于本次設計的模具裝配，大致有以下幾個要點：
1、 裝配時先要選擇基準件，原則上按照模具主要零件加工時的依賴關系來確定。可作裝配時基準件的有：導向板、固定板、凹模和凸模。
2、 裝配次序是按照基準件裝有關零件：
以導向板作基準件進行裝配時，通過導向板將凸模裝入固定板，再裝入上模座，然后再裝凹模和下模座。
當模具零件裝入上、下模座時，先裝作為基準的零件，在裝妥檢查無誤后，鉆鉸銷釘孔，打入銷釘。后裝的在裝妥無誤后要在試沖達到要求后再鉆鉸銷釘孔及打入銷釘。
3、 控制凸模、凹模的間隙
裝配時必須控制間隙均勻。
4、 沖模試沖
沖模在裝配并檢查間隙符合要求后，可進行切紙試沖，檢查切下處是否都是光邊或毛邊。如不一致時說明間隙不夠均勻，需要校正后再切紙，直到合乎要求為止。然后將在裝配時未固定銷釘?shù)纳夏Ｗ蛳履Ｗ娩N釘固定，進行試沖，如不符合要求時再進行調(diào)整間隙，重新鉆鉸銷釘孔。
設計小結
此次設計是在學完沖壓工藝與模具設計，模具制造工藝和大部分專業(yè)課并進行了生產(chǎn)實習的基礎上進行的，這次設計使我能夠綜合運用沖壓工藝與模具設計中的基本理論，結合生產(chǎn)中所學的新知識、獨立分析和解決工藝問題，初步具備了設計一個中等復雜程度的冷沖壓模具的能力。通過分析，擬定設計方案，完成模具結構設計等一系列復雜工作，最終完成此次的設計任務。
通過這次設計使我初步具備了設計一個中等復雜程度的沖壓模具的工藝規(guī)程和掌握運用模具設計的基本原理和方法，同時也學會了熟練運用有關參考資料，圖表等基本技能，增強了自我的讀圖和繪圖能力，從而使我在能力方面又提高了一個臺階，為今后從事的工作打下了良好的基礎。
這次設計給了我一次全面展示自我的機會。讓我再次比較獨立地設計模具，進一步拓寬了我的知識面，同時也給了我一個溫習以前所學知識的機會，使我進一步鞏固了機械設計、機械制圖、沖壓模具及工藝等畢業(yè)的基礎知識。本文闡述了模具的特點和發(fā)展趨勢，分析零件的工藝性，確定工藝方案，闡述了模具結構，提高計算能力、繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標準。本次設計主要是對止動墊圈的沖裁模結構進行設計分析、計算、說明。通過這次設計，我掌握了模具設計的設計步驟，以及一些設計要點，也學到了許多繪圖技巧，對CAD、Pro/E的運用更加熟練，同時對機械行業(yè)的前景有了新的了解。
致 謝
對三年來辛勤教導我的老師和學校致以最崇高的敬意！
對本次畢業(yè)設計指導我和給予我最多的老師表示我最衷心的感謝!畢業(yè)設計開始以來，有幸多次聆聽老師的教誨。老師以他寬廣的知識、高瞻遠矚的學識、在實際生產(chǎn)中所積累的經(jīng)驗。拓寬了我的視野和思維，更為重要的是老師以他對事業(yè)孜孜不倦的追求和待人接物謙遜的態(tài)度和豁達的胸襟，時刻都在潛移默化地影響著我，這將使我終生受益。
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