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目錄
緒論…………………………………………………………………3
1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)…………………………………3
1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀……………………………………………3
1.1.2國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)………………………………………4
1.2國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)…………………………………5
第一章 沖裁件工藝性的工藝分析及方案的選定………………8
1.1沖裁件工藝分析………………………………………………8
1.2工藝方案的確定………………………………………………8
第二章 沖裁件的工藝計(jì)算………………………………………10
2.1排樣設(shè)計(jì)………………………………………………………10
2.2沖壓力的計(jì)算…………………………………………………12
2.3壓力中心的計(jì)算………………………………………………13
2.4計(jì)算凸凹模刃口尺寸…………………………………………14
2.41沖孔凸凹模刃口尺寸計(jì)算…………………………………14
2.42落料凸凹模刃口尺寸計(jì)算…………………………………15
第三章 模具的總體設(shè)計(jì)…………………………………………17
第四章 模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………18
4.1凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………18
4.2卸料裝置的設(shè)計(jì)………………………………………………20
4.3模架的設(shè)計(jì)……………………………………………………21
第五章 沖壓設(shè)備的選擇…………………………………………22
第六章 模具零件的加工工藝……………………………………23
第七章 模具總裝圖………………………………………………24
第八章 模具的裝配與安裝………………………………………25
8.1模具的裝配……………………………………………………25
8.2沖裁模的安裝步驟……………………………………………25
結(jié)束 ………………………………………………………………27
致謝 ………………………………………………………………29
參考文獻(xiàn) …………………………………………………………30
緒 論
近幾年來，我國模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具設(shè)計(jì)與制造水平有了較大提高，大型、精密、復(fù)雜高效和長(zhǎng)壽命模具的需求量大幅度增加，模具質(zhì)量、模具壽命明顯提高，模具交貨期較前縮短，模具CAD/CAM技術(shù)也得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。
1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀
沖壓技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空、汽車、電機(jī)、家電和通信等行業(yè)零部件的成形。由于沖壓工藝具有生產(chǎn)率高，能成形復(fù)雜零件，適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在某些領(lǐng)域已經(jīng)取代機(jī)械加工，并正逐步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。據(jù)國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)到本世紀(jì)中，機(jī)械零部件中60%的粗加工，80%的精加工要由模具來完成。因此沖壓技術(shù)對(duì)發(fā)展生產(chǎn)、增加效益、更新產(chǎn)品等方面具有重要作用。
經(jīng)調(diào)查，全國模具行業(yè)從業(yè)人員的崗位分布情況大致如下：從事模具設(shè)計(jì)，模具工藝過程實(shí)施，產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)和監(jiān)督工作的人員占總數(shù)的42%；其次是具體生產(chǎn)設(shè)備的操作，模具的制造、調(diào)試和維修，從事這類工作的是智能型操作人員，占總數(shù)的26%；三是從事生產(chǎn)組織，技術(shù)指導(dǎo)和技術(shù)管理工作的人員，占總數(shù)的14%；四是從事模具營銷工作和售后技術(shù)服務(wù)的人員，占總數(shù)的9%；五是個(gè)體、行政管理人員，占總數(shù)的9%。
從20世紀(jì)80年代初開始，工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)，已從機(jī)床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)部門，而且其產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，中國的模具工業(yè)發(fā)展十分迅速；近年來，一直以每年15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。目前，中國約有17000多個(gè)模具制造廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)60多萬；2001年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)320億元人民幣，中國模具工業(yè)的技術(shù)水平取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)模具工業(yè)提出了越來越多且越來越高的要求巨大的市場(chǎng)需求推動(dòng)著中國模具工業(yè)更快地發(fā)展。2001年中國大陸制造業(yè)對(duì)模具的市場(chǎng)需求量約為430億元人民幣；今后幾年仍將以每年10%以上的速度增長(zhǎng)。對(duì)于大型、精密、復(fù)雜高效和長(zhǎng)壽命模具需求的增長(zhǎng)將遠(yuǎn)超過每年10%的增幅。
雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足:
第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。“三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進(jìn)行之中，但總體來看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。
??? 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是15～20萬美元，有的高達(dá)25～30萬美元，與之相對(duì)的是我國相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。
?? 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。
?
1.1.2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)
巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面:????
1） 模具日趨大型化；???
? 2） 在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)；??
? 3） 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；???
? 4） 在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)；?
?? 5） 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；???
6） 發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)；???
7） 模具的精度將越來越高；?
? 8） 模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化；??
?? 9） 研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程；??
?10）開發(fā)新的成形工藝和模具。
1.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為600～650億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。?
國外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國模協(xié)在德國訪問時(shí)，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國有模具企業(yè)約5000家。2003年德國模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中（VDMA）會(huì)員模具企業(yè)有90家，這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的90%，可見其規(guī)模效益。
隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多15～20萬美元，有的達(dá)到 25～30萬美元。國外先進(jìn)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上，而我國才達(dá)到45％
沖壓技術(shù)的發(fā)展主要反映在以下5個(gè)方面：
（1）模具的計(jì)算機(jī)輔助能力設(shè)計(jì)和輔助制造技術(shù)
采用該技術(shù)，模具設(shè)計(jì)和制造效率一般可提高2-3倍，模具生產(chǎn)周期可縮短1/2-1/3。目前，已達(dá)到CAD/CAM一體化，模具圖紙只是作為檢驗(yàn)?zāi)＞咧谩?
（2）工藝分析中的板料成形模擬仿真技術(shù) （沖壓CAE）
（3）快速模具制造技術(shù)的發(fā)展
將快速成形（RPM）技術(shù)與各種常規(guī)的鑄造、粉末燒結(jié)工藝相結(jié)合而發(fā)展起來的快速模具制造技術(shù)以及低熔點(diǎn)合金模具，樹脂模具都可用于冷沖壓成形。??
（4）采用沖壓新工藝
精密沖裁、液壓成形、沖壓焊接復(fù)合工藝等特種沖壓工藝的采用，使沖壓工藝的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，沖壓制件的質(zhì)量和效率大大提高，從而使生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低。
（5）冷沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化
為了滿足大批量生產(chǎn)的需要，沖壓設(shè)備已由單工位的低速壓力機(jī)發(fā)展到多工位的高速壓力機(jī)；在高速壓力機(jī)上采用多工位的級(jí)進(jìn)模進(jìn)行沖壓加工，使冷沖壓生產(chǎn)達(dá)到高度自動(dòng)化；汽車覆蓋件可采用自動(dòng)送料、自動(dòng)取件、自動(dòng)傳送的流水線生產(chǎn)。
大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。在學(xué)校的近三年學(xué)習(xí)中，已完成了模具專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中所要求的理論課程。在畢業(yè)前夕，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，進(jìn)行已學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和應(yīng)用，提高綜合能力的培訓(xùn)及擴(kuò)大模具領(lǐng)域的新知識(shí)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)其目的在于鞏固所學(xué)知識(shí)，熟悉有關(guān)資料，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)實(shí)際工作能力。通過設(shè)計(jì)，使我在工藝性分析、工藝方案論證、工藝計(jì)算、零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、編寫技術(shù)文件和閱讀技術(shù)文獻(xiàn)等方面受到一次綜合訓(xùn)練。
畢業(yè)設(shè)計(jì)要達(dá)到的具體要求是：
1.系統(tǒng)總結(jié)，鞏固過去所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)課知識(shí)。
2.運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決模具技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的實(shí)際工程問題，以此進(jìn)行綜合知識(shí)的訓(xùn)練。
3.通過某項(xiàng)具體工程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究，達(dá)到多種綜合能力的培養(yǎng)，掌握設(shè)計(jì)和科研的基本過程和基本方法。
4.提高和運(yùn)用與工程技術(shù)有關(guān)的人文科學(xué)，價(jià)值工程和技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合知識(shí)。
我做的是冷沖壓模具設(shè)計(jì)，冷沖壓是利用安裝在壓力機(jī)上的沖模對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得需要零件（俗稱沖壓件或沖件）的一種壓力加工方法。因?yàn)樗ǔＪ窃谑覝叵逻M(jìn)行加工，所以稱為冷沖壓。
在大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、洛陽中國一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于模具特別是沖壓模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是有了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊(cè)和書籍，設(shè)計(jì)中，充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡了最大努力做畢業(yè)設(shè)計(jì)。
在設(shè)計(jì)的過程中，雖然有一定的困難，但在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)、同學(xué)間的討論和自己的努力下，自信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于我的水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)疏漏和不妥之處，敬請(qǐng)各位老師指正。
設(shè)計(jì)者：徐艷瑞
2009.05.21
第1章 沖裁件工藝性分析及方案的選定
工件名稱：襯板
生產(chǎn)批量：大批量
材 料： 30
厚 度： 1mm
圖1：工件圖
1.1沖裁件工藝分析
該零件形狀簡(jiǎn)單、對(duì)稱，是有圓弧和直線組成的。沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為IT11-IT14，孔中心與邊緣距離尺寸公差為0.5㎜。將以上精度與零件的精度要求相比較，可認(rèn)為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證，其他尺寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等情況。也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用沖壓方式進(jìn)行加工。
1.2工藝方案的確定
該零件所需的沖壓工序?yàn)槁淞虾蜎_孔，可擬定出以下三種方案：
方案一：用簡(jiǎn)單模分兩次加工，即落料-沖孔。
方案二:沖孔、落料復(fù)合模。
方案三：沖孔、落料級(jí)進(jìn)模。
方案一：模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，但需要兩道工序兩副模具，由于兩次定位使得工件的形位誤差難以保證，尺寸較小，制件的質(zhì)量較差，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求，操作也不安全，故不宜采用。
方案二：只需一副模具，由于一次成形，減少了多次定位出現(xiàn)的定位誤差，并且在模具結(jié)構(gòu)中采用彈性壓料裝置，使其制件質(zhì)量較好，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高。
方案三：也只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作較方便，工件精度也能滿足要求，但是成本較復(fù)合模高。
通過對(duì)上述三種方案分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用第二種方案進(jìn)行沖裁為好。該零件孔與外邊緣之間的最小距離大于此零件要求的最小壁厚，可以采用沖孔、落料級(jí)進(jìn)模。復(fù)合模模具的形狀精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率也高，盡管模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，模具制造并不困難。級(jí)進(jìn)模雖生產(chǎn)率也高，但零件的沖裁精度稍差，欲保證沖壓件的形狀精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷，故模具制造、安裝較符合模具復(fù)雜。通過對(duì)上述三種方案的分析比較，該零件的沖壓生產(chǎn)采用方案二的復(fù)合模為佳。
第2章 沖裁件的工藝計(jì)算
沖裁件的工藝計(jì)算是沖裁工藝設(shè)計(jì)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，本制件的工藝計(jì)算屬于簡(jiǎn)單的。其主要的內(nèi)容包括排樣設(shè)計(jì)、計(jì)算凸凹模刃口尺寸、沖壓力的計(jì)算、壓力中心的計(jì)算等。
2.1排樣設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)復(fù)合模時(shí)首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。該零件具有矩形的特點(diǎn)，直排列時(shí)材料的利用率較高，這樣可以提高材料的利用率，減少廢料。排樣圖如下圖所示：
圖2：排樣圖
查表2.9取得搭邊值為
兩工件間的搭邊值1.5 mm
側(cè)面的值為 2mm。
條料寬度的計(jì)算：
B=(62+2×2) mm=66mm
步距為：S=(44+1.5) mm=45.5mm
材料利用率的計(jì)算：
根據(jù)一般的市場(chǎng)供應(yīng)情況，原材料選用500 mm×1500mm×1 mm的冷軋薄鋼板。
每塊可剪100mm ×500 mm規(guī)格條料10條，材料剪切利用率達(dá)90%。
計(jì)算沖壓件毛坯的面積：
A=60×44=2728mm
一個(gè)步距的材料利用率
=
=2728/(66×45.5)=90
式中 A—一個(gè)沖裁件的面積，
B—條料寬度，
s—進(jìn)距，
表1----排樣及材料利用率計(jì)算
項(xiàng)目
公式
結(jié)果
備注
沖裁件的面積A
A=62×44
2728
查表2.5.2得最小搭邊值a=1.5mm
a1=2mm采用導(dǎo)料銷導(dǎo)料
條料寬度B
B=62+2×2
66mm
步距S
S=44+1.5
45.5mm
一個(gè)步距材料利用率η
η=nA/BS×100%
90%
材料的利用率η總
η=nA/LB
69.9%
2.2沖壓力的計(jì)算
該模具采用的復(fù)合模，擬選擇彈性卸料,上出件，沖壓力的計(jì)《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
《課本》P65表2.5.2
算如下, F=Ltτb
式中：F——沖裁力
L——是沖裁周邊的長(zhǎng)度，
t——材料的厚度為1mm
τb——材料的抗剪強(qiáng)度由[2]可得=255~353MP這里取300MP
K——安全系數(shù)是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動(dòng)和不均勻、刃口的磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等因素的影響而給出的修正系數(shù)。一般取1.3。
F=212×1×450=95.4
下面我們分別對(duì)卸料力、推件力和頂件力進(jìn)行計(jì)算：
沖孔時(shí)的推件力公式為： F
取直筒形刃口的凹模刃口形式，由表2.21查得，h=5mm，則n=h/t=5/1=5個(gè)。
查表2.7得 k
F×5×19.78=4.94 KN
F×5×9.04=2.26 KN
落料時(shí)的卸料力 F
查表2.7得 K
故 FKN=4.77KN
總沖壓力為：
F
=95.4+19.72+9.04+4.9+2.26+4.77
=136 KN
為了保證沖壓力足夠，一般沖裁時(shí)壓力機(jī)噸位應(yīng)比計(jì)算的沖壓力打30左右，即
F=1.3×F=KN=176KN
2.3壓力中心的計(jì)算
用解析法求模具的壓力中心的坐標(biāo)。按比例畫出工件尺寸，選用坐標(biāo)軸XOY，如圖所示。
圖3：壓力中心
因工件左右對(duì)稱，即X。故只需計(jì)算Y。將工件沖裁周邊分成L、L、L、L基本線段，求出各線段長(zhǎng)度的中心位置：
表2---壓力中心計(jì)算
基本線段的長(zhǎng)度
各段長(zhǎng)度的中心位置
L=66mm
Ymm
L=88mm
Y=22mm
L=20.1mm
Y=16mm
L=53.38mm
Y=0mm
Y==2
2.4計(jì)算凸凹模刃口尺寸
2.41沖孔凸凹模刃口尺寸的計(jì)算。
采用自由公差為IT14級(jí)精度，要同時(shí)沖４個(gè)Φ6.4的孔，還要保證孔與孔的相互位置關(guān)系均為IT14級(jí)的制造精度，凸、凹模的加工精度同樣也采取IT7級(jí)進(jìn)行加工制造。
查表2.3得間隙值Z=0.06mm Z=0.08mm
查表2.5得凸凹模制造公差： mm mm
Z- Z=0.02mm
而 ﹥Z-Z
因此采用配作法制造模具。
mm是沖孔件因此以凸模為基準(zhǔn)來配作凹模
查表2.6得IT14級(jí)時(shí)磨損系數(shù) X=0.5mm。
當(dāng)以凸模為基準(zhǔn)時(shí)，凸模磨損后部分尺寸變小，因此均屬于B類尺寸。
工件圖中未標(biāo)注公差的尺寸，均按IT14級(jí)來計(jì)算，查相關(guān)文獻(xiàn)得出其極限偏差
對(duì)于 的計(jì)算如下：
B=（B+
=（17+0.5×0.018）B
=17.009
B=（17+0.50×.018+0.060）
=17.07
對(duì)于的計(jì)算如下：
B=（6.8+0.5×0.015）
=6.81
B=（6.8+0.50.015+0.060）
=6.87
凹模刃口尺寸按凸模刃口配作，保證雙面間隙在0.01mm-0.014mm之間。
2.42落料凸凹模刃口尺寸的計(jì)算。
對(duì)外形輪廓的落料，由于外形較簡(jiǎn)單，故采用配合加工法，這種方法有利于獲得最小的合理間隙，放寬對(duì)模具的加工設(shè)備的精度要求，其凸、凹模刃口部分尺寸計(jì)算如下：
當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)件時(shí)，凹模磨損后，刃口部分都增大，因此均屬于A類尺寸。
工件圖中未標(biāo)注公差的尺寸，查相關(guān)文獻(xiàn)得出其極限偏差：。
查表2.6得IT14級(jí)時(shí)磨損系數(shù)X=0.5。
A
對(duì)于44的外形：
A=(44.62-0.5×0.62)
=44.31
A=(44.62-0.5×0.62-0.080)
=44.23
對(duì)于62的外形：
A=(62.74-0.5×0.74)
=62.37
A=(62.74-0.5×0.74-0.060)
=62.31
落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)有條件中注明；凸模實(shí)際刃口尺寸與落料凹模配制，保證雙面合理間隙值在0.01mm-0.014mm。
表3--工作零件刃口尺寸的計(jì)算
分類
尺寸
尺寸轉(zhuǎn)換
計(jì)算公式
結(jié)果
沖孔
B=（B+
B=（B+
17.009
17.07
6.81
6.87
落料
44
44
A
44.31
44.23
62
62
62.37
62.31
第3章 模具的總體設(shè)計(jì)
1）正倒裝結(jié)構(gòu)：根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個(gè)工序，因?yàn)闆_制的材質(zhì)較軟、板料較薄，所以采用正裝結(jié)構(gòu)，即沖孔凹模和落料凹模都安排在下模，模內(nèi)不會(huì)積聚工件或廢料，有利于減小凸凹模的最小壁厚。
2）送料方式：因是大批量生產(chǎn)，采用手動(dòng)送料方式，從左往右送料。
3）定位裝置：因該制件采用的是正裝復(fù)合模，因此采用導(dǎo)料銷使條料沿著導(dǎo)料銷從左向右送進(jìn)，采用擋料銷控制其送料步距。
4）卸料方式：本模具采用正裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料由上模部分的剛性卸料裝置卸出模外;條料搭邊由上模部分的彈性卸料裝置卸出模外；工件由下模部分的彈性頂出裝置頂出。
5）為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于該零件尺寸較小，且精度要求不高，所以宜采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。
第4章 模具主要工作零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.11落料凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在落料凹模內(nèi)部，由于要設(shè)置推件塊，所以凹模刃口應(yīng)采用直筒形刃口，并查表2.21，取得刃口高度h=5mm。該凹模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，宜采用整體式。
查表2.22，得k=0.2
即 凹模高度H=kb=0.2×62 mm =12.4 mm
凹模壁厚C=1.5H=1.5×12.4 mm =18.6 mm
凹模的外形尺寸的確定：凹模外形長(zhǎng)度L=(62+2×28.5) mm =100 mm
凹模外形寬度B=(44+2×18.6) mm =81mm
凹模整體尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，取為160 mm×125 mm×28 mm。
圖4：落料凹模
4.12 沖孔的凸模設(shè)計(jì)
為了使凸模加工方便，凸模應(yīng)做成等斷面的非圓形凸模。凸模固定板厚度取18 mm，凸模長(zhǎng)度根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要來確定。
L=h+h=52 mm
由于此凸模直徑較大，且長(zhǎng)度較短，剛度和強(qiáng)度足夠，所以無需對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模刃口1 mm。
圖5： 大凸模
圖6： 小凸模
4.13 凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本模具為復(fù)合沖裁模，除了沖孔凸模和落料凹模外，還有一個(gè)凸凹模。根據(jù)整體模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要，凸凹模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖所示。確定凸凹模安排在模架上的位置時(shí)，要根據(jù)計(jì)算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。
圖7： 凸凹模圖
校核凸凹模的強(qiáng)度：取凸凹模的最小壁厚為1 mm，而實(shí)際最小壁厚為5.5 mm，故符合強(qiáng)度要求。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制，并保證雙面間隙為0.01 mm -0.014 mm。凸凹模上孔中心與邊緣距離尺寸5.5 mm的公差定位（5.5±0.75）mm。
4.2 卸料裝置的設(shè)計(jì)
4.21 推件裝置的選取
因橡皮允許承受的負(fù)荷較大，且安裝調(diào)試方便，所以選用橡皮。
根據(jù)模架的基本尺寸和沖孔凸模的基本尺寸，選取橡皮的基本尺寸為：160 mm×125 mm×18 mm
4.22 頂件裝置的設(shè)計(jì)
選聚氨酯為彈性體，從相關(guān)資料中選取彈性體的規(guī)格為：
D×H=45 mm×20 mm
托板的尺寸應(yīng)與彈性體的尺寸相匹配，因此取托板的尺寸為：
L×B×H=55 mm×55 mm×6 mm
螺柱尺寸為：12 mm×48 mm
4.3 模架的設(shè)計(jì)
為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于該零件尺寸較小，且精度要求不高，所以宜采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。
模架的規(guī)格選用如下：
上模座：160 mm×125 mm×35 mm
下模座：160 mm×125 mm×40 mm
導(dǎo) 柱：B25h5 mm×150 mm
導(dǎo) 套：B25H6 mm×85 mm×33 mm
模 柄： mm×110 mm
墊 板：160 mm×125 mm×6 mm
卸料板：160 mm×125 mm×14 mm
凸模固定板：160㎜×125㎜×16㎜
模具的閉合高度：
h+h
=(35+6+6++16+16+28+0.2+14+40+18+8) mm
=187 mm
圖8：模架圖
第5章 沖壓設(shè)備的選擇
選擇型號(hào)為J23-16B的開式雙柱可傾壓力機(jī)能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下：
公稱壓力：160KN
滑塊行程：70 mm
最大閉模高度：220 mm
最大裝模高度：160 mm
連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度：60 mm
工作臺(tái)尺寸（前后×左右）：110 mm×210 mm
墊板尺寸（厚度×孔徑）：60 mm×150 mm
模柄孔尺寸： mm×60 mm
最大傾斜角度：35°
第6章 模具零件的加工工藝
本副模具零件加工的關(guān)鍵在工作零件、固定板以及卸料板，若采用線切割加工技術(shù)，這些零件的加工就變得相對(duì)簡(jiǎn)單。
凹模、固定板以及卸料板都屬于板類零件，其加工工藝比較規(guī)范。其具體加工過程是：凹模，導(dǎo)料板等零件均是需要淬硬的零件，凹模淬硬以前，在模架的上模板上進(jìn)行裝配，在凹模板上劃出各個(gè)孔的圓孔的線，并根據(jù)劃出壓力中心線，使壓力中心線與下模座中心線對(duì)正、鉆、攻螺孔，將下模座、凹模、導(dǎo)尺進(jìn)行校配，校正導(dǎo)尺間距后，鉆、鉸銷釘孔，將三板固定，鉆孔并安裝擋料銷，安裝承料板。然后，將下模全部拆開，將凸凹模熱處理淬硬（在淬硬以前要加工出傳絲孔）后，進(jìn)行線切割加工，用平面磨床磨平后重新裝配。
固定在上模座的上模部分，各凸模和凸模固定板都應(yīng)淬硬，裝配前將凸模淬硬，并完成全部加工，墊板裝配前不淬硬。
第7章 模具總裝圖
模具上模部分主要由上模座、上墊板、凸凹模、凸模固定板、卸料板、凹模等組成。卸料方式采用彈性卸料，以橡膠為彈性組件。下模部分由下模座、凹模、墊塊、下墊板、凸模固定板、推件塊等組成。
工作過程：導(dǎo)料銷和擋料銷控制條料的送進(jìn)方向和步距。上模下行，進(jìn)行沖裁，導(dǎo)柱、導(dǎo)套對(duì)上、下模的運(yùn)動(dòng)起到可靠的導(dǎo)向。沖裁過程中，彈性卸料板對(duì)板料起著壓平作用，沖裁出的工件精度高。沖裁完畢，上?；爻蹋夏２糠值膹椥孕读涎b置將卡在凸凹模外的條料廢料卸下，沖孔廢料由上模部分的剛性推件裝置卸出模外，工件由下模部分的彈性卸料裝置頂出。
特點(diǎn)：每沖裁一次，頂出一次，模內(nèi)不積聚工件，不易將凸凹模漲裂，但沖孔廢料在下模面上，清除廢料麻煩，彈性卸料板上需開設(shè)擋料銷、導(dǎo)料銷的讓位孔。
第8章 模具的裝配與安裝
8.1 模具的裝配
沖裁模具的裝配的技術(shù)要求如下：
1.上模座上平面應(yīng)與下模座下的底平面平行。
2．導(dǎo)柱與導(dǎo)套裝配后，其軸心線應(yīng)分別垂直于下模座的底平面和上模座的上平面。
3.模架的上模沿導(dǎo)柱上、下移動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)，無阻滯現(xiàn)象。
4.裝配好的沖裁模,其封閉高度應(yīng)符合圖樣規(guī)定的要求。
5.模柄裝入模架后，其軸心線對(duì)上模座上平面的垂直度公差在全長(zhǎng)范圍內(nèi)不大于0.05㎜。
6.沖裁凸模和沖裁凹模之間的配合間隙應(yīng)符合圖樣的要求，沿整個(gè)刃口輪廓應(yīng)均勻一致。
7.模具應(yīng)在生產(chǎn)的條件下試驗(yàn)，進(jìn)行零件試沖，然后調(diào)試，直到符合圖樣要求。
8.裝配好的導(dǎo)柱，其固定端面與下模座下平面應(yīng)保留1-2㎜距離。
9.沖裁凸模的中心線應(yīng)與凹模的工作平面垂直。
10.沖裁凸模和凹模的間隙應(yīng)該均勻。
11.定位裝置要保證定位準(zhǔn)確可靠，卸料、頂料裝置要?jiǎng)幼黛`活、正確，出料孔要暢通無阻，保證制件或廢料不卡在凹模內(nèi)或凸模。
8.2 沖裁模的安裝步驟
根據(jù)沖裁模裝配要點(diǎn)，選凹模作為裝配基準(zhǔn)件，先裝下模，在裝上模，并調(diào)整間隙、試沖、返修。
具體的裝配如下：
首先，凸凹模的預(yù)裝配，這個(gè)過程就是仔細(xì)檢查一下各凸模形狀及尺寸以及凹模形孔，是否符合圖紙要求的尺寸精度、形狀。并且將各凸模分別與相應(yīng)的凹?？紫嗯浜?，檢查其間隙是否加工均勻。不合適者應(yīng)重新修磨或更換。這一步也是相當(dāng)重要的，防止因?yàn)橐恍┑图?jí)的錯(cuò)誤而造成裝配的不能順利進(jìn)行。
其次，凸模的裝配，為了下一步裝配的方便，因?yàn)闆_裁模的凸模的部分比較復(fù)雜，所以要先裝配凸模的部分，即將各個(gè)凸模插入到的相應(yīng)孔內(nèi)。然后，將凸模壓入固定板凸模固定板的相應(yīng)孔內(nèi)，在墊板上鉆孔，將外型凸模固定在墊板上，在與卸料板穿在一起。然后放在一邊待用。
再次，下模的裝配，裝配的過程和前面加工過程一樣，總結(jié)起來就是要先把要裝配的各個(gè)部分定位劃線，再淬火，線切割加工。具體為，將下模部分的所用部件固定在下模座上，根據(jù)設(shè)定的零部件的相對(duì)位置定位，并根據(jù)劃出壓力中心線，使壓力中心線與下模座中心線對(duì)正、鉆、攻螺孔，將下模座、凹模、導(dǎo)尺進(jìn)行校配，校正導(dǎo)尺間距后，鉆、鉸銷釘孔，將三板固定，鉆孔并安裝擋料銷，安裝承料板。
接下來，裝配上模，在以裝好的下模上放等高的墊鐵，再在凹模中放入0.1mm的紙片，然后將凸模與固定板組合裝入凹模。下面預(yù)裝上模座，劃出與凹模固定板相應(yīng)螺孔、銷孔位置，并鉆絞螺孔、銷孔。用螺釘將固定板組合、墊板、上模座連接在一起，但不要擰緊。將卸料板套裝在已裝入固定板的凸模上，裝上橡膠和卸料螺釘，并調(diào)節(jié)橡膠的預(yù)壓量，使卸料板高出凸模下端約1mm。然后，復(fù)查凸、凹模間隙并調(diào)整合適后，緊固螺釘。切紙檢查，合適后打入銷釘。
最后，裝機(jī)試沖并根據(jù)試沖結(jié)果作相應(yīng)的調(diào)整。直到試沖合格后，將模具連同合格制件一同歸庫。
結(jié)束語
本畢業(yè)設(shè)計(jì)是我進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的，它是對(duì)我們?nèi)陙硭鶎W(xué)課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。它可以說又是一次對(duì)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)的深入和系統(tǒng)掌握。
通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我從系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了所學(xué)專業(yè)知識(shí)，同時(shí)也鞏固了先前學(xué)到的知識(shí)，同時(shí)感觸最深刻的是：所學(xué)知識(shí)只有在應(yīng)用中才能更深刻理解和長(zhǎng)時(shí)間記憶。對(duì)一些原來一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識(shí)。特別是原來所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測(cè)量、冷沖模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解，使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。同時(shí)還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)過程中要考慮的問題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費(fèi)材料，保證工件的經(jīng)濟(jì)性、加工工藝的合理性。
在設(shè)計(jì)的過程中通過沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)、模具制造簡(jiǎn)明手冊(cè)、模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)等對(duì)所要設(shè)計(jì)的問題進(jìn)行查詢，通過更多的途徑去了解我要做的設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)更具合理性。也使我學(xué)會(huì)了設(shè)計(jì)過程中對(duì)資料的查詢和運(yùn)用。通過這次設(shè)計(jì)，我更加深入地學(xué)習(xí)了冷沖壓技術(shù)工作設(shè)計(jì)的內(nèi)容。冷沖壓技術(shù)工作設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括冷沖壓工藝設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)及沖模制造三方面內(nèi)容，盡管三者的工作內(nèi)容不同，但三者之間存在著相互滲透、相互補(bǔ)充、相互依存的關(guān)系。
冷沖壓工藝設(shè)計(jì)是針對(duì)給定的產(chǎn)品圖樣，根據(jù)其生產(chǎn)批量的大小、沖壓設(shè)備的類型規(guī)格、模具制造能力及工人技術(shù)水平等具體生產(chǎn)條件，從對(duì)產(chǎn)品零件圖的沖壓工藝性分析入手經(jīng)過必要的工藝計(jì)算，制定出合理的工藝方案，最后編寫沖壓工藝卡的一個(gè)綜合分析、計(jì)算、設(shè)計(jì)過程。沖壓工藝方案的確定包括工序性質(zhì)、數(shù)量的確定，工序順序的安排，工序組合方式及工序定位方式的確定等內(nèi)容。
沖壓模具設(shè)計(jì)則是依據(jù)制定的沖壓工藝規(guī)程，在認(rèn)真考慮毛坯的定位、出件、廢料排出諸問題以及模具的制造維修方便、操作安全可靠等因素后，設(shè)計(jì)計(jì)算并構(gòu)思出與沖壓設(shè)備想適應(yīng)的模具總體結(jié)構(gòu)，然后繪制出模具總裝圖和所有非標(biāo)準(zhǔn)零件圖的整個(gè)設(shè)計(jì)繪圖過程。
歷經(jīng)近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請(qǐng)教指導(dǎo)老師有關(guān)模具方面的問題，并且和同學(xué)的探討模具設(shè)計(jì)在實(shí)際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時(shí)間里，對(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。
從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個(gè)人認(rèn)識(shí)事物所必經(jīng)的一般過程，我對(duì)模具的認(rèn)識(shí)過程亦是如此。經(jīng)過近三個(gè)月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)，為將來走上工作崗位奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
致謝
本設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過程中得到了，蘇光、楊占堯、翟德梅、原紅玲、于智宏等幾位指導(dǎo)老師的大力支持和幫助，再次表示誠摯的感謝！
感謝各位老師在三年之中的教導(dǎo)和在做設(shè)計(jì)的過程中對(duì)我的幫助。使我在大學(xué)三年里不但學(xué)到了更多知識(shí)，而且學(xué)到了怎么做人、怎么做事。在此衷心對(duì)各位老師的辛勤教導(dǎo)表示感謝。雖然我就要走出校進(jìn)入社會(huì)，但是老師對(duì)我的教導(dǎo)和幫助我想我一輩子也不會(huì)忘記！那講課的聲音在我耳邊久久回蕩，那寫字的身影在腦海里留下了深深的印記，如果還有下一次做學(xué)生我仍然選擇做您的學(xué)生！
畢業(yè)之后，我一定會(huì)努力工作的，不辜負(fù)各位老師對(duì)我們的深切期望，在這里也說一聲：老師你辛苦了。
祝各位老師，身體健康、萬事如意！
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