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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）附件
題 目： 端蓋級(jí)進(jìn)模
專 業(yè)： 材料成型級(jí)控制工程
學(xué) 號(hào)： 12104111
姓 名： 羅震
指導(dǎo)教師： 李雅
機(jī)械與運(yùn)載學(xué)院
沈陽工學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題申報(bào)表
課題名稱
端蓋級(jí)進(jìn)模
課題來源
老師提供
課題類型
課題簡(jiǎn)介：（主要內(nèi)容、進(jìn)行方式、工作量大小及準(zhǔn)備程度、現(xiàn)有技術(shù)和物質(zhì)條件、時(shí)間安排、預(yù)期成果）
申報(bào)人姓名： 羅震 日期： 年 月 日
學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作領(lǐng)導(dǎo)小組意見：
組長(zhǎng)簽字： 年 月 日
說明：課題類型（1）A——工程設(shè)計(jì)；B——技術(shù)開發(fā)；C——軟件工程；D——理論研。（2）X——真實(shí)課題；Y——模擬課題；Z——虛擬課題。（1）、（2）均要填寫，如AY、DX等。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
課題名稱
端蓋級(jí)進(jìn)模
專業(yè)
材料成型及控制工程
姓名
羅震
學(xué)號(hào)
12104111
主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料、進(jìn)度安排等：
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
教研室主任簽字： 年 月 日
系主任簽字： 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
課題名稱
端蓋級(jí)進(jìn)模
課題來源
老師提供
課題類型
指導(dǎo)教師
李雅
開題報(bào)告內(nèi)容：（調(diào)研資料準(zhǔn)備情況，設(shè)計(jì)的目的、要求、思路與預(yù)期成果；工作任務(wù)分解，各階段完成的內(nèi)容及時(shí)間分配；完成設(shè)計(jì)（論文）所具備的條件、存在的問題等。）
指導(dǎo)教師意見：
指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日
課題類型（1）A——工程設(shè)計(jì)；B——技術(shù)開發(fā)；C——軟件工程；D——理論研。（2）X——真實(shí)課題；Y——模擬課題；Z——虛擬課題。（1）、（2）均要填寫，如AY、DX等。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）學(xué)生自查表
（中期教學(xué)檢查用）
學(xué)生姓名
羅震
專業(yè)
材料成型及控制工程
學(xué)號(hào)
12104111
指導(dǎo)教師
李雅
職稱
工作進(jìn)度
已完成的內(nèi)容：
待完成的內(nèi)容：
已完成百分比：
存在問題：
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
指導(dǎo)教師畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)審表
課題名稱：
序號(hào)
評(píng)審項(xiàng)目
指標(biāo)
滿分
評(píng)分
1
工作量、工作態(tài)度
按期完成規(guī)定的任務(wù)，難易程度和工作量符合教學(xué)要求；工作努力，遵守紀(jì)律；工作作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)；善于與他人合作。
20
2
調(diào)查論證
根據(jù)課題任務(wù)，能獨(dú)立查閱文獻(xiàn)資料和從事其它有關(guān)調(diào)研，能較好的書寫出開題報(bào)告，有收集、綜合和正確利用各種信息的能力。
10
3
設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)方案、分析與技能
綜合分析科學(xué)，方案設(shè)計(jì)合理，數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、處理正確，推導(dǎo)正確，計(jì)算準(zhǔn)確，論證充分；結(jié)構(gòu)合理、工藝可行；圖樣繪制與技術(shù)要求符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。
40
4
設(shè)計(jì)說明書
論文質(zhì)量
條理清楚、文理通順、用語符合技術(shù)規(guī)范，圖表完整、正確、書寫格式規(guī)范。
20
5
創(chuàng)新
能利用最新技術(shù)手段，有重大改進(jìn)或獨(dú)特見解；有一定應(yīng)用價(jià)值。
10
總分
評(píng)語：
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
評(píng)閱教師畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)審表
課題名稱：
序號(hào)
評(píng)審項(xiàng)目
指標(biāo)
滿分
評(píng)分
1
課題完成量
能按期完成任務(wù)書規(guī)定的任務(wù)，課題達(dá)到教學(xué)基本要求。難易程度、工作量大小合適。
20
2
調(diào)查論證
根據(jù)課題任務(wù)，能獨(dú)立查閱文獻(xiàn)資料和從事其它有關(guān)調(diào)研，能較好的書寫出開題報(bào)告，有收集、綜合和正確利用各種信息的能力。
10
3
設(shè)計(jì)、計(jì)算
論證、推導(dǎo)
綜合分析科學(xué)，方案設(shè)計(jì)合理，數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、處理正確，推導(dǎo)正確，計(jì)算準(zhǔn)確，論證充分；結(jié)構(gòu)合理、工藝可行；圖樣繪制與技術(shù)要求符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。
40
4
設(shè)計(jì)說明書
條理清楚、文理通順、用語符合技術(shù)規(guī)范，圖表完整、正確、書寫格式規(guī)范。
20
5
創(chuàng)新點(diǎn)
能利用最新技術(shù)手段，有重大改進(jìn)或獨(dú)特見解；有一定應(yīng)用價(jià)值。
10
總分
評(píng)語：
評(píng)閱組負(fù)責(zé)人簽字： 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯申請(qǐng)表
申請(qǐng)時(shí)間： 年 月 日
課題名稱
端蓋級(jí)進(jìn)模
專業(yè)
材料成型級(jí)控制工程
姓名
羅震
學(xué)號(hào)
12104111
已完成情況：
指導(dǎo)教師：
年 月 日
評(píng)閱教師：
年 月 日
備注：
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯評(píng)審表
課題名稱：
序號(hào)
評(píng)審項(xiàng)目
指標(biāo)
滿分
評(píng)分
1
報(bào)告內(nèi)容
思路清新；語言表達(dá)準(zhǔn)確，概念清楚，論點(diǎn)正確；實(shí)驗(yàn)方法科學(xué)，分析歸納合理；結(jié)論有應(yīng)用價(jià)值。
40
2
報(bào)告過程
準(zhǔn)備工作充分，時(shí)間符合要求。
10
3
創(chuàng)新
對(duì)前人工作有改進(jìn)或突破，或有獨(dú)特見解。
10
4
答辯
回答問題有理論依據(jù)，基本概念清楚。主要問題回答準(zhǔn)確、深入。
40
總分
評(píng)語：
對(duì)申請(qǐng)?jiān)u優(yōu)或答辯不合格的補(bǔ)充說明：
答辯委員會(huì)（小組）負(fù)責(zé)人： 年 月 日
沈陽工學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?cè)u(píng)定表
論文題目
學(xué)生姓名
學(xué)號(hào)
指導(dǎo)教師姓名
職稱
設(shè)計(jì)（論文）說明書頁數(shù)
圖紙張數(shù)
加工零件數(shù)
有、無產(chǎn)品模型
評(píng)分項(xiàng)目
標(biāo)準(zhǔn)得分
權(quán)重
折合得分
指導(dǎo)教師評(píng)分
評(píng)閱組評(píng)分
答辯組評(píng)分
綜合得分
論文評(píng)定等級(jí)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)意見：
機(jī)械與運(yùn)載學(xué)院答辯委員會(huì)負(fù)責(zé)人：
年 月 日
沈陽工學(xué)院
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）答辯記錄表
答辯日期：20 年 月 日 答辯地點(diǎn)：
學(xué)院（或系）
專業(yè)
學(xué)生姓名
學(xué)號(hào)
成績(jī)
論文（設(shè)計(jì)）題目
指導(dǎo)教師
答辯紀(jì)錄： （用簡(jiǎn)明語言記錄答辯過程，答辯委員會(huì)提出的問題及學(xué)生回答情況）
提出問題：
回答摘要：
答辯組組長(zhǎng)簽名：
答辯委員會(huì)記錄人（簽字）：
沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
摘 要
本文主要研究端蓋級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)及其制造工藝。本論文應(yīng)用專業(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)的基本技能，懂得怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，通過對(duì)比和結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需要，明白了單工序模、復(fù)合模、級(jí)進(jìn)模各個(gè)優(yōu)勢(shì)所在，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。結(jié)構(gòu)采用級(jí)進(jìn)模，能更簡(jiǎn)單的實(shí)施自動(dòng)化操作。另外，級(jí)進(jìn)模凹模采用鑲件，能使在實(shí)際生產(chǎn)中更易換模、維修、保養(yǎng)，從而使得提升工作效率。主要工序包括：a拉深，b沖孔，c翻邊，d壓印，e落料。本設(shè)計(jì)分別論述了產(chǎn)品工藝分析，沖壓方案的確定，工藝計(jì)算，模板及零件設(shè)計(jì)等問題。
關(guān)鍵詞：沖裁工藝；級(jí)進(jìn)模；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)
Abstract:
This text main research design and manufacture process of the progressive die for the cover. This thesis applied professional curriculum theory and the actual production of knowledge, to cultivating and improving students' ability to work independently with doing a cold stamping mould design in practical training work, consolidated and expanded the course content of cold stamping mould design, grasps the methods and steps of cold stamping mould design, Master design basic skills of cold stamping mould, know how to analysis the parts manufaturability, determine the process. Through the comparison and combined with the actual production needs, understand the advantage of procedure, composite modulus, progressive die, understand the basic structure of mould, improve the ability of calculating and drawing, familiar with the specifications and standards, comprehensive review each subjects those related knowledge in the same time, and improving my independent thinking ability. Structure determine use progressive die which can make automation simple. And female die use insert, make mould changing, maintenance and maintain easier, then improve the work efficiency during the actual production. The main processes including that drawing，punching，flanging，pressure seal and blanking. The product process analysis, determine the stamping scheme, process calculation, templates design, parts design are discussed respectively in design.
Keywords : Blanking craft；Progressive die；CAD
目錄
1 緒論 1
1.1沖壓模的簡(jiǎn)介 1
1.2級(jí)進(jìn)模國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 2
2 總體計(jì)算 4
2.1零件圖 4
2.2研究方案確定 6
2.3 排樣圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算 9
2.4 材料利用率、沖裁力及壓力機(jī)的選擇 12
2.5模具刃口尺寸計(jì)算 17
3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 24
3.1設(shè)計(jì)原則 24
3.2凸凹模原則 24
3.3模架及其他零件設(shè)計(jì)、選用 25
4 模具裝配工藝 28
4.1沖裁模裝配的技術(shù)要求 28
4.2 模具總裝 28
4.3 凸、凹模間隙的調(diào)整 29
5 零件的工藝方案 30
6 典型零件制造工藝 31
6.1凹模板的加工工藝 31
6.2圓形凸模加工工藝 31
7 結(jié)論 32
參 考 文 獻(xiàn) 33
致 謝 34
IV
沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
1 緒論
1.1沖壓模的簡(jiǎn)介
沖壓是在利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)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，在機(jī)械制造中屬于一種高效的加工方式。
沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡(jiǎn)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(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實(shí)現(xiàn)。冷沖模技術(shù)的先進(jìn)程度幾乎決定了沖壓工藝的先進(jìn)程度。是否能產(chǎn)出“一模一樣”的制件，是否能達(dá)到精度要求，是否能實(shí)現(xiàn)沖壓工藝都決定于先進(jìn)的沖模。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。
與機(jī)械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)如下。
(1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。這是因?yàn)闆_壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來完成加工，普通壓力機(jī)的行程次數(shù)為每分鐘可達(dá)幾十次，高速壓力要每分鐘可達(dá)數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個(gè)沖件。
（2）沖壓時(shí)由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量,而模具的壽命一般較長(zhǎng),所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。
（3）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強(qiáng)度和剛度均較高。
（4）沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。
沖壓加工于其它方法相比，具有高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其它加工方法所不能比擬的。但模具是技術(shù)密集型產(chǎn)品，其制造屬單件小批量生產(chǎn)，具有難加工、精度高、技術(shù)要求高、生產(chǎn)成本高的特點(diǎn)。冷沖模具的結(jié)構(gòu)組成有的可能復(fù)雜而且加工難度很大，模具往往很昂貴，但利用模具生產(chǎn)制件的操作卻很簡(jiǎn)單，
1
單件制件生產(chǎn)周期極短。所以制件的成本可以很低。而且沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時(shí)一個(gè)復(fù)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(shù)要求高，是技術(shù)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(diǎn)才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。
沖壓在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來越多地采用沖壓法加工產(chǎn)品零部件，如汽車、農(nóng)機(jī)、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當(dāng)?shù)拇螅賱t60%以上，多則90%以上。不少過去用鍛造=鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說，如果生產(chǎn)中不諒采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、快速進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實(shí)現(xiàn)的。
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。
上述兩類工序，按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序，每種基本工序還包含有多種單一工序。
在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較少而公差要求較小時(shí)，若用分散的單一工序來沖壓是不經(jīng)濟(jì)甚至難于達(dá)到要求。這時(shí)在工藝上多采用集中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內(nèi)完成，稱為組合的方法不同，又可將其分為復(fù)合-級(jí)進(jìn)和復(fù)合-級(jí)進(jìn)三種組合方式。
復(fù)合沖壓——在壓力機(jī)的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時(shí)完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法式。
級(jí)進(jìn)沖壓——在壓力機(jī)上的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完面兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。
復(fù)合-級(jí)進(jìn)——在一副沖模上包含復(fù)合和級(jí)進(jìn)兩種方式的組合工序。
沖模的結(jié)構(gòu)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(fù)合模和級(jí)進(jìn)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(jī)工作臺(tái)或墊板上，是沖模的固定部分。工作時(shí)，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機(jī)滑塊帶動(dòng)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(shí)，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(jìn)行下一次沖壓循環(huán)。
1.2級(jí)進(jìn)模國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
1.國(guó)外現(xiàn)狀與發(fā)展：
CAD/CAE/CAM、PRO/E、UG等軟件的成為級(jí)進(jìn)模制造普遍應(yīng)用的技術(shù)。一些國(guó)家還開發(fā)了級(jí)進(jìn)模專用的3D設(shè)計(jì)軟件，應(yīng)用這些軟件不僅可完成2D設(shè)計(jì)，同時(shí)可獲得3D模型，為CAD/CAM的集成提供了保證。應(yīng)用3D設(shè)計(jì)，還可以在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行裝配干涉的檢查，保證設(shè)計(jì)和工藝的合理性。此外，CAE技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，可用來模擬金屬變形過程，分析應(yīng)力應(yīng)變的分布，預(yù)測(cè)破裂、起皺、回彈等缺陷。
在設(shè)計(jì)上采用了先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念。如為了便于模具設(shè)計(jì)與計(jì)算，各道工序均以一個(gè)統(tǒng)一的基準(zhǔn)點(diǎn)為中心，以坐標(biāo)尺寸的方式標(biāo)注尺寸。選定基準(zhǔn)點(diǎn)后，產(chǎn)品上任何一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)尺寸，都能準(zhǔn)確地計(jì)算出來。各工序的模具尺寸以該基準(zhǔn)點(diǎn)為中心，用坐標(biāo)尺寸標(biāo)注，給模具設(shè)計(jì)與制造帶來方便。此外，將各工序的加工內(nèi)容、尺寸要求、加工部位、沖壓方向、壓力中心及相互關(guān)系等，用一張圖表示出來，稱為加工要領(lǐng)圖。有了加工要領(lǐng)圖，對(duì)各道工序的關(guān)系就可一目了然，不僅便于模具設(shè)計(jì)，而且對(duì)模具加工和調(diào)整也方便。
國(guó)外各模具生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)自身的生產(chǎn)能力、經(jīng)驗(yàn)等，制定了自己的標(biāo)準(zhǔn)。它包括設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化，模具零件和模具結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化。模具企業(yè)的生要任務(wù)是設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)和零件，并加工凸、凹模等主要零件，進(jìn)行裝配調(diào)試等。其他模具零件均可作為標(biāo)準(zhǔn)件在市場(chǎng)上采購(gòu)。有些模具企業(yè)，模具零件的粗加工、半精加工，也由相對(duì)固定的協(xié)作廠家去完成。因此，模具設(shè)計(jì)、生產(chǎn)周期大大縮短。
2.國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀與發(fā)展：
標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的精密多任務(wù)位級(jí)進(jìn)模，具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、精度高、壽命長(zhǎng)和生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)，是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的精密沖模。
從精密多任務(wù)位級(jí)進(jìn)模的沖制件來看，包括電機(jī)鐵芯片級(jí)進(jìn)模、空調(diào)器翅片級(jí)進(jìn)模、集成電路引線框架級(jí)進(jìn)模、電子連接器級(jí)進(jìn)模、彩管電子槍零件級(jí)進(jìn)模、汽車零件級(jí)進(jìn)模、家電零件級(jí)進(jìn)模等?？梢哉f，沖制件覆蓋了電子、通訊、汽車、機(jī)械、電機(jī)電器、儀器儀表和家電等產(chǎn)品范疇。
從當(dāng)前國(guó)內(nèi)制造的精密多任務(wù)位級(jí)進(jìn)模的水平分析，在模具的技術(shù)含量、制造精度、使用壽命和制造周期等方面均獲得了明顯進(jìn)步。其中，部分高檔優(yōu)質(zhì)模具的總體水平與國(guó)際同類模具水平相當(dāng)。
標(biāo)識(shí)沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具，是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機(jī)電一體化的鐵芯精密自動(dòng)閥片多功能模具，已基本達(dá)到國(guó)際水平。但總體上和國(guó)外多工位級(jí)進(jìn)模相比，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，仍存在一定差距。
高強(qiáng)度板和不等厚板的沖壓模具及大型多工位級(jí)進(jìn)模、連續(xù)模今后將會(huì)有較快的發(fā)展。多功能、多工位級(jí)進(jìn)模中發(fā)展重點(diǎn)是高精度、高效率和大型、高壽命的級(jí)進(jìn)模。精沖模中發(fā)展重點(diǎn)是厚板精沖模大型精沖模，并不斷提高其精度。為了提高沖壓模具的壽命，模具表面的各種強(qiáng)化超硬處理等技術(shù)也是發(fā)展重點(diǎn)。
在信息化帶動(dòng)工業(yè)化發(fā)展的今天，在經(jīng)濟(jì)全球化趨向日漸加速的情況下，我國(guó)沖壓模具必須盡快提高水平。通過改革與發(fā)展，采取各種有效措施，在沖壓模具行業(yè)全體職工的共同努力奮斗之下，我國(guó)沖壓模具也一定會(huì)不斷提高水平，逐漸縮小與世界先進(jìn)水平的差距。
在科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下，不斷提高自主開發(fā)能力、重視創(chuàng)新、堅(jiān)持改革開放、走新型工業(yè)化道路，將速度效益型的增長(zhǎng)模式逐步轉(zhuǎn)變到質(zhì)量和水平效益型軌道上來，我國(guó)的沖壓模具的水平也必然會(huì)更上一層樓。
2 總體計(jì)算
2.1零件圖
如圖2-1、2-2、2-3所示。
圖2-1 零件圖
圖2-2 零件俯視圖
圖2-3 正等側(cè)視圖
工藝分析：
生產(chǎn)批量：大批量；自動(dòng)送料；材料：SECC-SV，塑性稍差于08F鋼材，但與10鋼基本類同；厚度：0.6mm。如圖所示，此零件需要經(jīng)過拉深，沖孔，落料等工序完成。其塑性條件適合在不采用中間退火等熱處理工序時(shí)實(shí)現(xiàn)連續(xù)拉深的沖壓生產(chǎn)。
2.2研究方案確定
2.2.1方案設(shè)計(jì)：
方案一：使用單工序沖裁模加工，拉深、沖孔、翻邊、壓印等逐一進(jìn)行。
單工序模具有操作簡(jiǎn)單，加工零件尺寸穩(wěn)定，成本低廉等特點(diǎn)。壓力機(jī)在一次行程中完成一道工序的沖裁。此零件需要經(jīng)過多次拉深，并且還有沖孔，翻邊，沖裁等工藝，生產(chǎn)工序多，使用的模具相對(duì)多，會(huì)使總成本增加。單工序模適于簡(jiǎn)單零件的中小批量生產(chǎn)，故排除方案一。
方案二：使用復(fù)合沖裁模進(jìn)行加工，先沖孔落料，后拉深沖裁成型。
復(fù)合?？梢栽趬毫C(jī)的一次行程中，在同一位置同時(shí)完成幾道工序。在同一位置上合理布置凹凸模，能使其同時(shí)完成沖孔及落料的工序。根據(jù)復(fù)合模加工成型的零件來看，一般都是平面零件，這就導(dǎo)致在沖孔落料此零件之后，需要再找另一副模具，來使零件拉深成型，并且此時(shí)定位要求高，零件加工困難，很容易產(chǎn)生廢品，使加工成本增加。所以排除方案二。
方案三：使用級(jí)進(jìn)模進(jìn)行加工，不同工序依次加工。
級(jí)進(jìn)模是壓力機(jī)在一次行程中，依次在幾個(gè)不同的位置上同時(shí)完成多道工序的沖模。級(jí)進(jìn)模適合于加工結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，需要大批量生產(chǎn)的零件。使用級(jí)進(jìn)模進(jìn)行加工，需要控制沖裁件的孔與外形的相對(duì)位置精度，這就要求嚴(yán)格控制送料步距。
此零件加工需要完成多次拉深，整形、沖孔、翻邊、壓印、落料等需要多道工序，而級(jí)進(jìn)?？梢砸来卧趲讉€(gè)不同的位置上逐步加工工件，使用一副多工位級(jí)進(jìn)模可以在壓力機(jī)一次行程中加工完成需要的零件，所以選用方案三。
2.2.2方案分析：
根據(jù)以上方案設(shè)計(jì)結(jié)論，最后選用級(jí)進(jìn)模進(jìn)行零件的加工。為了避免因先沖孔后拉深，導(dǎo)致孔尺寸被破壞的情況發(fā)生。故決定加工順序依次為拉深，沖孔，中心孔翻邊，標(biāo)記壓印，最后成型落料。這在最大程度上保證了孔的大小，位置，精度要求。且不影響條料輸送，滿足了自動(dòng)送料的要求。
具體設(shè)計(jì)步驟：
1）計(jì)算所需的毛坯直徑，確定送料步距和條料寬度
2）計(jì)算總拉伸系數(shù)，確定拉深次數(shù)，具體工位計(jì)算
3）選擇適合的排樣方式，繪制排樣圖
4）計(jì)算拉深力、沖裁力、壓邊力等,計(jì)算壓力中心
5）進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.2.3工藝計(jì)算
首先按單工序拉深的計(jì)算方法及沖件的尺寸計(jì)算所需的毛坯直徑：
（2-1）
計(jì)算得：D=26mm
表2-1凸緣拉深件的修邊余量
凸緣直徑
凸緣的相對(duì)直徑
1.5以下
>1.5～2
>2～2.5
>2.5
25
1.8
1.6
1.4
1.2
>25～50
2.5
2.0
1.8
1.6
>50～100
3.5
3.0
2.5
2.2
>100～150
4.3
3.6
3.0
2.5
>150～200
5.0
4.2
3.5
2.7
>200～250
5.5
4.6
3.8
2.8
>250
6
5
4
3
經(jīng)查表得：
得：
則：
（2-2）
式中，——制件中線直徑；
——制件實(shí)際毛坯直徑。
即:
表2-2連續(xù)拉深的極限總拉伸系數(shù)[]
材料
強(qiáng)度極限
/MPa
伸長(zhǎng)率
(%)
極限總拉伸系數(shù)[]
不帶推件裝置
帶推件裝置
材料厚度mm
材料厚度t=1.2～2mm
08F
300～400
28～40
0.40
0.32
0.16
黃銅H62、H68
300～400
28～40
0.35
0.29
0.2～0.24
軟鋼
80～110
22～25
0.38
0.30
0.18
經(jīng)查表得：極限總拉伸系數(shù)[]=0.16
則：
極限總拉伸系數(shù)[]<
采用帶料連續(xù)拉深。
表2-3帶凸緣筒形件第一次拉深的最大相對(duì)高度
凸緣相對(duì)直徑
毛坯相對(duì)厚度
>0.06～2
>0.2～0.5
>0.5～1
>1～1.5
>1.5
1.1
0.45～0.52
0.50～0.62
0.57～0.70
0.60～0.80
0.75～0.90
>1.1～1.3
0.40～0.47
0.45～0.53
0.50～0.60
0.56～0.72
0.65～0.80
根據(jù)相對(duì)厚度及凸緣相對(duì)直徑
得出：
查表得：
需采用有切口的帶料連續(xù)拉深工藝。
因該拉深件的筒壁直邊及凸緣與底部的過渡R尺寸較小，應(yīng)通過后面工位的沖壓工序來達(dá)到這一要求，因而設(shè)置了二次拉深加整形工序。
2.3 排樣圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算
2.3.1 排樣的設(shè)計(jì)原則
1）提高材料利用率。
2）使工人操作方便、安全，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
3）使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、模具壽命較高。
4）排樣應(yīng)暴政沖裁件的質(zhì)量。
排樣設(shè)計(jì)的工作內(nèi)容包括選擇排樣方法；確定搭邊的數(shù)值；計(jì)算條料寬度及送料步距；畫出排樣圖。有必要時(shí)還應(yīng)核算材料的利用率。
2.3.2 排樣圖的計(jì)算
排樣采用以自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)送進(jìn)為粗定位，以拉深凸模為各拉深工序間的定距尺寸。該沖件采用有切口的帶料連續(xù)拉深工藝。在工藝切口沖切工位后，即安排了拉深工序，經(jīng)一次拉深后，在其后的工位上設(shè)置了第二次拉深及整形工序，對(duì)直壁及凸緣與底部連接的過渡R逐步整修到位。在整形后，再分別用三個(gè)工位進(jìn)行底部沖孔、翻邊、標(biāo)記壓印，最后為外形的整體落料工序。
搭邊值要合理確定。從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值越小越好，但搭邊小于一定數(shù)值后，對(duì)模具壽命和剪切表面質(zhì)量都不利。搭邊值過小，作用在模具側(cè)表面上的法向力沿著落料毛坯周長(zhǎng)的分布不均勻，造成模具刃口磨損；同時(shí)在沖裁時(shí)，搭邊被拉斷，使零件產(chǎn)生毛刺，有時(shí)還會(huì)拉入凸模和凹模間隙中，損壞模具刃口，降低模具壽命。搭邊值過大，材料利用率低。搭邊值大小的有關(guān)因素如下：
1)與材料的機(jī)械性能有關(guān)，硬材料的搭邊值可小些，軟材料、脆性材料的搭邊值要大一些；
2)與材料厚度有關(guān)，厚材料的搭邊值應(yīng)取大些；
3)與零件的形狀與尺寸有關(guān)，零件的形狀復(fù)雜，且有尖突及尺寸大時(shí)，搭邊值要取大些；
4)與送料及擋料方式有關(guān)，有側(cè)壓扳導(dǎo)向的手工送料，其搭邊值可以小些。
另外，排樣方式、有無壓料機(jī)構(gòu)對(duì)搭邊值均有影響。一般搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)確定的。
送料步距的確定：
條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距。每個(gè)步距可以沖出一個(gè)零件，也可以沖出幾個(gè)零件。送料步距的大小應(yīng)為條料上兩個(gè)對(duì)應(yīng)沖裁件的對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的距離。每次只沖一個(gè)零件的步距A的計(jì)算公式為：
（2-3）
式中 D———平行于送料方向的沖裁件寬度（mm）；
a———沖裁件之間的搭邊值（mm）；
條料寬度的確定：
在排樣方式和搭邊數(shù)值確定以后，就可以確定條料的寬度。為了保證最小的搭邊，必須考慮條料的單向（負(fù)向）公差，其計(jì)算公式（參照文獻(xiàn)[9]）如下
有側(cè)壓裝置時(shí)，條料寬度為：
（2-4）
無側(cè)壓裝置時(shí)，條料寬度為：
（2-5）
式中 B———條料寬度（mm）；
D———垂直于送料方向的沖裁件尺寸（mm）；
a———側(cè)搭邊的最小值（mm）；
Δ———條料寬度的單向（負(fù)向）偏差值（mm），見表2-4和表2-5
Z———導(dǎo)尺與最寬條料之間的最小間隙（mm），其值見表2-6。
有側(cè)刃裝置時(shí)，條料寬度為：
（2-6）
式中 B———條料寬度（mm）；
L———沖裁件垂直于送料方向的尺寸（mm）；
n———側(cè)刃數(shù)；
b———側(cè)刃裁切的寬度（mm），見表2-7；
———側(cè)搭邊值（mm）。
表2-4 條料寬度偏差 Δ（ｍｍ）
條料寬度B/mm
材料厚度t/mm
～1
1～2
2～3
3～5
～50
～0.04
～0.5
～0.7
～0.9
50～100
～0.5
～0.6
～0.8
～1.0
150～200
～0.6
～0.7
～0.9
～1.1
200～220
～0.7
～0.8
～1.0
～1.2
220～300
～0.8
～0.9
～1.1
～1.3
表2-5 條料寬度偏差 Δ（ｍｍ）
條料寬度B/mm
材料厚度t/mm
0.5
>0.5～1
>1～2
20
～0.05
～0.08
～0.10
>20～30
～0.08
～0.10
～0.15
>30～50
～0.10
～0.15
～0.20
表2-6 送料最小間隙Ｚ（ｍｍ）
導(dǎo)向方式
無側(cè)壓裝置
有側(cè)壓裝置
條料寬度
100以下
100～200
200～300
100以下
100以上
材料
厚度
（mm）
～0.5
0.5
0.5
1.0
5.0
8.0
0.5～1
0.5
0.5
1.0
5.0
8.0
1～2
0.5
1.0
1.0
5.0
8.0
2～3
0.5
1.0
1.0
5.0
8.0
3～4
0.5
1.0
1.0
5.0
8.0
4～5
0.5
1.0
1.0
5.0
8.0
表2-7?。庵担ǎ恚恚?
材料厚度t/mm
金屬材料
非金屬材料
1.5
1.5
2
>1.5～2.5
2.0
3
>2.5～3
2.5
4
經(jīng)查表得：a=1.0mm，a’=1.2mm
則：
條料寬度為整數(shù)，料寬為32mm，步距為29mm。
2.3.3 排樣圖
如圖2-4所示
圖2-4
排樣共8個(gè)工位：
1.沖工藝切口 2..第一次拉深 3.第二次拉深 4.整形 5.沖小孔及翻邊預(yù)孔 6.翻邊 7.標(biāo)記壓印 8.沖件外形落料。
2.4 材料利用率、沖裁力及壓力機(jī)的選擇
在沖壓生產(chǎn)中，零件的材料費(fèi)用占制造成本的60％以上，所以材料的經(jīng)濟(jì)利用是一個(gè)極其重要的問題。
沖裁件在板料（條料或帶料）上的布置方法稱為沖裁工作的排樣法，通常叫做排樣。排樣的目的在于合理利用原材料，并盡可能節(jié)約材料。材料利用率是衡量排樣經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)。它是指零件的實(shí)際面積，與每個(gè)零件所占板料面積S 的百分比，即:
（2-7）
式中 ———材料利用率；
S1———零件的實(shí)際面積（）；
S2———沖裁此零件所占用的板料面積，包括零件實(shí)際面積與廢料面積（）?！?
值越大，說明廢料越少，材料利用率就越高。
從上式可以看出，若減少?gòu)U料面積，就可以提高材料利用率。沖裁時(shí)產(chǎn)生的廢料分為工藝廢料與結(jié)構(gòu)廢料兩種。搭邊和余量屬于工藝廢料，它取決于排樣形式及沖壓方式；結(jié)構(gòu)廢料是由零件本身的形狀特點(diǎn)決定的，一般不能改變。
故經(jīng)計(jì)算：
通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值，它是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)之一。
沖裁力 F 一般按下式計(jì)算：
（2-8）
式中 F———沖裁力（N）；
L———沖裁周邊長(zhǎng)度（mm）；
t———材料厚度（mm）；
———材料抗剪強(qiáng)度（MPa）；
K———系數(shù)。
系數(shù) K 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 K =1.3。
在一般情況下，材料的，為方便計(jì)算，也可用下式計(jì)算沖裁力：
（2-9）
沖裁周長(zhǎng)L=59.72mm
因SECC為連續(xù)電鍍鋅冷軋鋼板，故抗拉強(qiáng)度為270-390MPa，取390MPa
=59.72×0.6×390 =13974.48N
拉深力的公式為：
（2-10）
式中 ——拉深力（Mpa）；
K——拉深系數(shù)，通常取K＝0.7～0.9；
L——拉深件斷面周長(zhǎng)（mm）；
t——材料厚度（mm）；
——材料抗拉強(qiáng)度（Mpa）。
=0.9×15π×0.6×390
=9924.29N
整形力的計(jì)算為：
（2-11）
式中 ——校平力（N）；
A——校平投影面積（）；
——單位校平力()
沖孔力的計(jì)算為：
（2-12）
（2-13）
則總的沖孔力：
翻邊力的計(jì)算為：
1）翻邊的工藝計(jì)算
翻遍高度H的表達(dá)式：
（2-14）
或
（2-15）
許可的最大翻邊高度：
（2-16）
當(dāng)工件要求高度時(shí)，就不能直接由平板毛坯翻邊成形，這時(shí)可以采用先拉深，再在拉深底部沖孔翻邊。
如圖所示2-5。
圖2-5 在拉深件底部沖孔后翻邊
在拉深件底部沖孔翻邊時(shí)，應(yīng)先決定翻邊所能達(dá)到的最大高度h，然后根據(jù)翻邊高度h及工件高度H來確定拉深高度h’。翻邊高度為：
（2-17）
（2-18）
得出：
若以極限翻邊系數(shù)代入上式中的，即可求得其極限翻邊高度為：
（2-19）
其預(yù)沖孔直徑d應(yīng)為：
（2-20）
式中 D——豎邊部分的中徑（mm）
r——豎邊轉(zhuǎn)角處的內(nèi)徑（mm）
t——料條厚度（mm）
其拉深高度h’應(yīng)為：
（2-21）
翻邊時(shí)，豎邊口部變薄現(xiàn)象較為嚴(yán)重。
2）翻邊力的計(jì)算
翻邊力F(N)一般不大，需要時(shí)可按下式計(jì)算：
（2-22）
式中 D——翻邊后直徑（mm）
d——翻邊預(yù)沖孔直徑（mm）
t——材料厚度(mm)
——材料的屈服點(diǎn)(MPa)
由上式，得：
壓印力的計(jì)算為：
（2-23）
式中 ——壓印力(N)
A——壓印投影面積()
——單位壓印力()
切口力的計(jì)算為：
（2-24）
（2-25）
則：
總壓力能夠滿足整形所需。
壓力機(jī)的選擇：
聯(lián)系到該模具的尺寸，而且是企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)，故壓力機(jī)型號(hào)選擇偏大些。
壓力機(jī)型號(hào)為J23-40
標(biāo)稱壓力：400 KN
公稱力行程：4KN
滑塊行程：100 mm
行程次數(shù)：50 次/min
最大閉合高度：230 mm
閉合高度調(diào)節(jié)量：60mm
滑塊中心線至床身距離：230mm
工作臺(tái)尺寸：前后×左右=380×630 mm×mm
工作臺(tái)孔尺寸：?150 mm
工作臺(tái)厚度：75mm
模柄孔尺寸： ?40 mm
床身最大可傾角：20°
電機(jī)功率：3KW
機(jī)身兩立柱間距離：280 mm
外形尺寸：1400×1000×2300 mm×mm×mm
2.5模具刃口尺寸計(jì)算
2.5.1 拉深
凸、凹模圓角半徑
首次拉伸凹模圓角半徑可按下式計(jì)算
（2-26）
式中 ——首次拉深凹模圓角半徑(mm)
D——毛坯直徑(mm)
d——凹模內(nèi)徑(mm)
t ——工件料厚(mm)
以后各次拉深的凹模圓角半徑，可按下式確定
（2-27）
首次拉深凸模圓角半徑按下式確定
（2-28）
以后各次拉深凸模圓角半徑為
（2-29）
式中、為各工序件的外徑
對(duì)于中間各次拉深工序，一般情況可取
計(jì)算得：
最后一次拉深凸模圓角半徑應(yīng)等于零件的圓角半徑，但不得小于（2~3）t。如果零件的圓角半徑要求小于（2~3）t時(shí)，則凸模圓角半徑仍?。?~3）t，最后用一次整形工序來得到零件要求的圓角半徑。
圖2-5 拉深尺寸
工件要求內(nèi)形尺寸，以凸模尺寸為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。
凸模尺寸：
（2-30）
凹模尺寸：
（2-31）
式中 D——圓筒形件直徑(mm)
——拉伸件公差(mm)
Z——凸凹模雙面間隙(mm)
、——凸凹模制造偏差
經(jīng)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》查表
得：=0.02 ，=0.04
另外
（2-32）
式中 n——見習(xí)系數(shù)
t——為材料厚度
經(jīng)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》查表1-6-43
得：Z=0.6
第一次拉深
第二次拉深
2.5.2 整形
采用光面模校平或齒形模校平，后者局部材料要產(chǎn)生明顯塑性變形。整形后圓角R的尺寸滿足要求即可，故采用光面模校平。
圖2-6 整形尺寸
2.5.3 沖孔
采用周圍四孔，中間一預(yù)沖孔同時(shí)加工。
圖2-7 沖孔尺寸
凸模刃口尺寸：
（2-33）
凹模刃口尺寸：
（2-34）
式中 、——沖孔凸模和凹模的直徑尺寸(mm)
d——沖孔的公稱尺寸(mm)
——沖裁件公差值
——凸凹模選定的最小雙面間隙(mm)
x——磨損系數(shù)，沖裁件公差等級(jí)為IT10 X=1;IT11~13 X=0.75;IT14 X=0.5
、——凸凹模制造偏差
經(jīng)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》查表
得：=0.048，=-0.02，=+0.02，x=0.75。
預(yù)沖孔
（2-35）
式中 D——豎邊部分的中徑
r——豎邊轉(zhuǎn)角處的內(nèi)徑
t——料條厚度
經(jīng)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》查表
得：=0.048，=-0.02，=+0.02，x=0.75。
2.5.4 翻邊
選擇底部拉深沖預(yù)孔后翻邊。
如圖2-8所示。
圖2-8 翻邊尺寸
經(jīng)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》查表
得：翻邊凸凹模單邊間隙為0.5
故
2.5.5 壓印
壓印時(shí)，材料厚度會(huì)發(fā)生變化，擠壓處的材料會(huì)形成鼓凸或花紋。選擇在封閉的模腔中進(jìn)行壓印。
如圖2-9所示。
圖2-9 壓印尺寸
壓印尺寸隨凸模尺寸磨損而變小，凸模尺寸：
2.5.6 落料
表2-8 凸凹模雙面間隙值
板料
厚度
08、10、35、09Mn、Q235
<0.5
極小間隙
0.5
0.040
0.060
0.6
0.048
0.072
查表得：=0.048mm ，=0.072mm
第一類：凸?；虬寄Ｔ谀p后會(huì)增大的尺寸；
第二類：凸?；虬寄Ｔ谀p后會(huì)減小的尺寸；
第三類：凸模或凹模在磨損后基本不變的尺寸。
如圖2-10所示。
圖2-10 落料尺寸
（2-36）
（2-37）
（2-38）
對(duì)凹模來說：A、C為第一類尺寸，B為第三類尺寸。
，， 。
按凹模實(shí)際尺寸配作，保證雙面間隙值為0.048~0.072mm。
3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1設(shè)計(jì)原則
級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則：
（1）.盡量選用成熟的模具結(jié)構(gòu)或標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。
（2）.模具要有足夠的剛性，以滿足壽命和精度的要求。
（3）.結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、實(shí)用，要具有合理的經(jīng)濟(jì)性。
（4）.能方便地送料，操作要簡(jiǎn)便安全，出件容易。
（5）.模具零件之間定位要準(zhǔn)確可靠，連接要牢固。
（6）.要有利于模具零件的加工。
（7）.模具結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的沖壓設(shè)備要協(xié)調(diào)。
（8）.模具容易安裝，易損件更換方便。
3.2凸凹模原則
凹模的基本類型見表3.1
表3.1 凹模的基本類型
整體凹模
不適宜用于多工位級(jí)進(jìn)模，但是由于設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，一些工位數(shù)不多的或工位數(shù)較多而只是純沖裁的級(jí)進(jìn)模會(huì)選用
鑲套式凹模
為了小的工作型孔的加工方便，容易更換和刃磨，在整體凹?；蚱渌问桨寄５木植啃涂孜恢描偳短籽b凹模
拼合式型孔凹模
為滿足凹模型孔加工精度這一要求，用于某些不易加工的凹模型孔
分段拼合凹模
解決各工位型孔間的間距精度，將模具的凹模分成若干段，每段中的型孔數(shù)不一，然后將這幾段凹模的結(jié)合面研和鑲?cè)氚寄Ｍ馓祝ɑ驀颍﹥?nèi)，構(gòu)成的一個(gè)整體凹模，較多采用
綜合拼合凹模
是上述各種拼合鑲?cè)虢Y(jié)構(gòu)的綜合，多用于沖裁彎曲級(jí)進(jìn)模，沖裁成型級(jí)進(jìn)模
綜合考慮，所設(shè)計(jì)的級(jí)進(jìn)模凹模除沖孔、落料工位的凹模外，其他凹模采用鑲套式凹模，在實(shí)際生產(chǎn)中凹模尺寸不會(huì)改變，能更簡(jiǎn)單、有效率地更換、維護(hù)或維修模具。
如圖3-1所示。
圖3-1 凹模
凸模設(shè)計(jì)
凸模的基本類型有如下：
（1）直通式凸模，其工作部分和固定部分的形狀與尺寸做成一樣。這類凸模可以采用成型磨削、線切割等方法進(jìn)行加工，加工容易，但固定板型孔的加工較復(fù)雜。這種凸模的工作端應(yīng)進(jìn)行淬火，淬火長(zhǎng)度約為全長(zhǎng)的1/3。另一端處于軟狀態(tài)，便于與固定板鉚接。為了鉚接，其總長(zhǎng)度應(yīng)增加1mm。直通式凸模常用于非圓形斷面的凸模。
（2）臺(tái)階式凸模，工作部分和固定部分的形狀與尺寸不同。固定部分多做成圓形或矩形。這時(shí)凸模固定板的型孔為標(biāo)準(zhǔn)尺寸孔，加工容易。工作部分可采用車削、磨削（對(duì)于圓形）或采用仿形刨加工，最后用鉗工進(jìn)行精修（對(duì)于非圓形），加工較難。對(duì)于圓形凸模，廣泛采用這種臺(tái)階式結(jié)構(gòu)，冷沖模標(biāo)準(zhǔn)中制訂了這類凸模的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)形式與尺寸規(guī)格。對(duì)于非圓形凸模，若其固定部分采用了圓形結(jié)構(gòu)，則其余固定板配合時(shí)必須采用防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，使其在圓周方向有可靠定位。
根據(jù)本案設(shè)計(jì)，選擇圓形沖孔所需凸模為臺(tái)階式凸模。
如圖3-2所示。
圖3-2 凸模
3.3模架及其他零件設(shè)計(jì)、選用。
凹模尺寸確定后，參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選?。?
滾動(dòng)四導(dǎo)柱模架：315mmx200mmx180mm-210mm
上模座：315mmx200mmx50mm
下模座：315mmx200mmx65mm
滾動(dòng)導(dǎo)柱：32h5x195mm
導(dǎo)套：32H6x125mm
鋼球保持圈：32x76mm
3.3.1模柄的類型及選擇
中小型模具一般都用模柄將上模與壓力機(jī)滑塊相連接。設(shè)計(jì)模具時(shí)，選擇模柄的類型要考慮模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和使用要求，模柄工作斷的直徑應(yīng)與所選定的壓力機(jī)滑塊孔的直徑相一致。下面分別介紹幾種常見的標(biāo)準(zhǔn)模柄形式。
（1）旋入式模柄
旋入式模柄，通過螺紋與上模座連接，上端兩平行面供扳手旋緊用。騎縫螺釘用于防止模柄轉(zhuǎn)動(dòng)。
（2）壓入式模柄
壓入式模柄，固定段與上模座孔采用H7/h6過渡配合，并加騎縫銷釘
防止轉(zhuǎn)動(dòng)。裝配后模柄軸線與上模座垂直度比旋入式模柄號(hào)。
（3）凸緣式模柄
凸緣模柄，在上模座加工出容納模柄大凸緣的沉孔，與凸緣為H7/h6配合，并用3個(gè)或4個(gè)內(nèi)六角螺釘進(jìn)行固定。由于沉孔底面的表面粗糙度較差，與上模座的平行度也較差，所以裝配后模柄的垂直度遠(yuǎn)不如壓入式的模柄。因此在能應(yīng)用壓入式模柄時(shí)，不應(yīng)采用凸緣模柄。這種模柄的優(yōu)點(diǎn)在于凸緣的厚度一半不到模座厚度的一半，模座凸緣以下部分仍可加工出形孔，以便容納推件裝置的頂板采用螺紋模柄的小型模具也可以這樣應(yīng)用，但螺紋連接段的長(zhǎng)度要比上模座厚度小些。
（4）浮動(dòng)模柄
模柄與上模座不是剛性連接，允許模柄在工作過程中產(chǎn)生少許傾斜。采用浮動(dòng)模柄，可避免壓力機(jī)滑塊由于導(dǎo)向精度不高對(duì)模具導(dǎo)向裝置產(chǎn)生不利影響，減少對(duì)模具導(dǎo)向件的磨損，延長(zhǎng)其使用壽命，使模具導(dǎo)向裝置長(zhǎng)期保持良好的導(dǎo)向精度。浮動(dòng)模柄主要用于滾動(dòng)導(dǎo)向模架，在壓力機(jī)導(dǎo)向精度不高時(shí)，選用一級(jí)精度滑動(dòng)導(dǎo)向模架也可采用。但選用浮動(dòng)模柄的模具必須使用行程可調(diào)沖床，保證在工作過程中導(dǎo)柱和導(dǎo)套不脫離。否則，在回程上模有可能與浮動(dòng)模柄移位，嚴(yán)重時(shí)甚至可將上模甩出去，輕者損壞模具，重者可能造成人員傷害。
（5）通用模柄
將快換凸模插入模柄孔內(nèi)，配合為H7/h6，再用螺釘從模柄側(cè)面將其固緊，防止卸料時(shí)拔出，就組成了通用沖孔模的上模。
根據(jù)以上模具的比較，在此設(shè)計(jì)中，我選用壓入式模柄。結(jié)構(gòu)如圖所示：
如圖3-3所示。
圖3-3 模柄
3.3.2緊固件的選擇
沖模上的緊固件包括連接螺釘和定位銷頂。受力較大的連接螺釘一般都采用內(nèi)六角螺釘，其特點(diǎn)是用45號(hào)鋼制造，并淬火達(dá)35-40HRC，因此可承受較大的拉應(yīng)力。受力不大的小螺釘可以采用普通圓柱頭螺釘，但一般不用半球頭螺釘，其一字槽容易擰壞。此次設(shè)計(jì)采用M8號(hào)螺釘。
3.3.3定位銷
定位銷定采用普通圓柱銷，可以承受一定的切應(yīng)力。
3.3.4模具的閉合高度
模具的閉合高度(H模具) 是指模具在最低工作位置時(shí)上模座的上平面與下模座的下平面之間的高度（如圖3-2）。
如圖3-4所示。
圖3-4 閉合高度示意圖
根據(jù)閉合高度示意圖，我設(shè)計(jì)的模具的閉合高度為：
模具閉合高度＝上模座高度＋上墊板高度＋沖孔凸模高度＋凹模鑲塊的直壁高度＋下墊板高度＋下模座高度
上模座厚度：50mm
上墊板厚度：10mm
沖孔凸模長(zhǎng)度：65mm
凹模鑲塊的直壁高度：25mm
下墊板高度：10mm
下模座厚度：65mm
模具閉合高度＝50+10+65+25+10+65＝225mm
4 模具裝配工藝
4.1沖裁模裝配的技術(shù)要求
（1）裝配好的沖模，其閉合高度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。
（2）模柄裝入上模座后，其軸心線對(duì)上模座上平面的垂直度誤差，在全長(zhǎng)范圍內(nèi)不大于0.05mm。
（3）導(dǎo)柱和導(dǎo)套裝配后，其軸心線應(yīng)分別垂直度于下模座的底平面和上模座的上平面。
（4）上模座的上平面應(yīng)和下模座的底平面平行。
（5）裝入模架的每對(duì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合間隙值應(yīng)符合規(guī)定要求。
（6）裝配好的模架，其上模座沿導(dǎo)柱上、下移動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)，無阻滯現(xiàn)象。
（7）裝配后的導(dǎo)柱，其固定端面與下模座下平面應(yīng)保留1~2mm距離，選用B型導(dǎo)套時(shí)，裝配后其固定端面低于上模座上平面1~2mm。
（8）凸模和凹模的配合間隙應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，沿整個(gè)刃口輪廓應(yīng)均勻一致。
（9）定位裝置要保證定位正確可靠。
（10）卸料及頂件裝置靈活、正確、出料孔暢通無阻，保證制件及廢料不卡在沖模內(nèi)。
（11）模具應(yīng)在產(chǎn)生的條件下進(jìn)行試驗(yàn)，沖出的制件應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。
模架的裝配
4.2 模具總裝
以凹模作為裝配基件，其裝配順序?yàn)椋?.裝配模架；2.裝配凹模組件（凹模及導(dǎo)料板）和凸模組件（凸模及其固定板、墊板）；3.將凸、凹模組件用螺釘和銷釘安裝固定在指定模座的相應(yīng)位置上；4.以凹模為基準(zhǔn)，將凸模組件初步固定在凹模模座上，調(diào)整凸模組件及凹模的位置，使凸模刃口和凹模刃口分別與凸凹模的內(nèi)、外刃口配合，并保證配合間隙均勻后固緊凸模組件與凹模；5.試沖檢查合格后，將凸模組件、凹模和相應(yīng)模座一起鉆鉸銷孔；6.卸開上、下模，安裝相應(yīng)的定位、卸料、導(dǎo)料零件，再重新組裝上、下模，并用螺釘和定位銷緊固。
安裝完成后檢查模具裝配是否準(zhǔn)確：
擦清壓力機(jī)滑塊底面、工作臺(tái)或墊板平面以及沖模上下模座的頂面和底面。
將沖模置于壓力機(jī)工作臺(tái)或墊板上，移至近似工作位置。
觀察工件或廢料能否漏下。
用手扳動(dòng)飛輪或利用壓力機(jī)的寸動(dòng)位置，使壓力機(jī)滑塊逐步降至下止點(diǎn)。在滑塊下降過程中移動(dòng)沖模，以便模柄進(jìn)入滑塊中的模柄孔內(nèi)。
調(diào)節(jié)壓力機(jī)至近似的閉合高度。
安裝固定下模的壓板、墊塊和螺栓，但不擰緊。
緊固下模，確保上模座頂面與滑塊頂面緊貼無隙。
緊固下模，逐次交替擰緊。
調(diào)整閉合高度，使凸模進(jìn)入凹模。
回升滑塊，在各滑動(dòng)部分加潤(rùn)滑劑，確保導(dǎo)套上部出氣槽暢通。
以紙片試沖，觀察毛刺以判斷間隙是否均勻。滑塊寸動(dòng)或由手扳飛輪移動(dòng)。
刃口加油，用規(guī)定材料試沖若干件，檢查沖件質(zhì)量。
安裝、測(cè)試送料和出料裝置。材料應(yīng)人工逐步送進(jìn)。
再次試沖。
安裝安全裝置。
4.3 凸、凹模間隙的調(diào)整
沖模中凸、凹模之間的間隙大小及其均勻程度是直接影響沖件質(zhì)量和模具使用壽命的主要因素之一，因此，在制造沖模時(shí)，必須要保證凸、凹模間隙的大小及均勻一致性。通常，凸、凹模間隙的大小是根據(jù)設(shè)計(jì)要求在凸、凹模加工時(shí)保證，而凸、凹模之間間隙的均勻性則是在模具裝配時(shí)保證的。
沖模裝配時(shí)調(diào)整凸、凹模間隙的方法很多，需根據(jù)沖模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、間隙值的大小和裝配條件來確定。
總裝圖如圖4-1所示。
圖4-1總裝配圖
5 零件的工藝方案
在機(jī)械制造中，采用各種機(jī)械加工方法將毛坯加工成零件，再將這些零件裝配成機(jī)器。為了使上述制造過程滿足“優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本”的要求，首先要指定零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程和機(jī)器的裝配工藝規(guī)程，然后按照所制定的工藝規(guī)程來進(jìn)行機(jī)械加工和裝配。由于零件的工藝過程可以是多種多樣的，工藝人員的任務(wù)是從現(xiàn)有生產(chǎn)條件出發(fā)，制定出一個(gè)切合實(shí)際的最優(yōu)工藝過程，并將其有關(guān)內(nèi)容用文件的形式規(guī)定下來。規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為機(jī)械加工工藝規(guī)程。
機(jī)械加工工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件。按照工藝規(guī)程進(jìn)行生產(chǎn)，才能保證達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的要求。合理的工藝規(guī)程在編制后應(yīng)邀滿足下述要求：
1.零件所需的工序數(shù)量要盡量少，并且要減少或不再采用其他加工方法加工。
2.零件各工序所采用的設(shè)備結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單、壽命要長(zhǎng)。
3.工序中所占用的設(shè)備要少，盡可能采用生產(chǎn)機(jī)械化與自動(dòng)化。
4.生產(chǎn)準(zhǔn)備周期要短，所需材料要少，成本要低廉。
5.零件的生產(chǎn)工藝流程要合理，做到安全生產(chǎn)。
6.制出的零件應(yīng)符合技術(shù)要求，并且尺寸精度要高，表面質(zhì)量要好。
7.盡量采用技術(shù)等級(jí)不高的工人生產(chǎn)，以降低成本。
指定機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則是：在一定的生產(chǎn)條件下，以最低的成本，按計(jì)劃規(guī)定的速度，可靠地加工出圖紙要求的零件。在編制工藝規(guī)程時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：
1.技術(shù)上的先進(jìn)性
在編制工藝規(guī)程時(shí)，應(yīng)盡量采用新工藝、新技術(shù)、先進(jìn)設(shè)備和新材料，以獲得較高的生產(chǎn)率，但不應(yīng)加大操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，而應(yīng)依靠設(shè)備的先進(jìn)性來保證。
2.經(jīng)濟(jì)上的合理性
在一定的生產(chǎn)條件下，可能有幾種能保證零件技術(shù)要求的加工工藝方案，此時(shí)應(yīng)全面考慮，應(yīng)根據(jù)工序數(shù)量、機(jī)械加工難易程度、通過核算或分析選擇經(jīng)濟(jì)效益最佳的加工方案，以使零件減少工序及降低成本。同時(shí)，加工精度要求不高的零件，盡量不使用高精度的加工設(shè)備。
3.創(chuàng)造必要的良好工作條件
在編制工藝規(guī)程時(shí)，必須保證操作人員有良好而安全的工作條件，并保證所加工的零件的質(zhì)量合格及減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
6 典型零件制造工藝
6.1凹模板的加工工藝
凹模板材料為45鋼，其加工工藝如下：
1 備料。
2 鍛造，退火。
3 用銑床銑出六個(gè)平面。
4 用磨床磨六個(gè)平面，刃磨基準(zhǔn)面，保證平行度≤0.01，垂直度≤0.01。
5 在螺紋孔、銷孔、導(dǎo)柱孔等中心線的地方滑線。
6 鉆螺紋孔、銷孔、導(dǎo)柱孔等和穿絲孔。
7 熱處理58～62HRC。
8 用磨床磨基準(zhǔn)面，保證平行度≤0.008，垂直度≤0.008。
9 電火花線切割。
10 研光各形孔以滿足要求。
11 用磨床磨小導(dǎo)柱孔的圓角。
12 鉗工去毛刺。
13 檢驗(yàn)。
6.2圓形凸模加工工藝
凸模材料為T10A，其加工工藝如下：
1 備料。
2 鍛造，退火。
3 車削，留0.3mm預(yù)磨量。
4 淬火 58～62HRC。
5 外圓磨削。
6 鉗工拋光去毛刺倒角。
7 檢驗(yàn)。
7 結(jié)論
該模具主要由沖裁與拉深兩大部分組成。級(jí)進(jìn)沖模的凸模導(dǎo)向精度是由卸料板的導(dǎo)向精度來保證的，除模架導(dǎo)柱外，卸料板和凸模固定板之間還設(shè)置了內(nèi)導(dǎo)柱，并分別在卸料板和凹模板內(nèi)設(shè)置了內(nèi)導(dǎo)套，來保證導(dǎo)向精度和連續(xù)平穩(wěn)的沖壓。
拉深級(jí)進(jìn)模中，凸模兼具了對(duì)帶料導(dǎo)向定位的作用，因此不再設(shè)置其他導(dǎo)正機(jī)構(gòu)。此工件的總體卸料力比較小，因此采用在上模部分設(shè)置彈簧的方式來進(jìn)行卸料。
端蓋沖件為淺拉深件，采用了整體式結(jié)構(gòu)的卸料板，沖孔工位使用了有定位功能兼具保護(hù)作用的導(dǎo)向套，在上模的翻邊凹模內(nèi)設(shè)置了卸料彈頂桿以防止翻邊后工件粘附在翻邊凹模內(nèi)。
采