畢業(yè)論文設(shè)計(jì)墊圈成型形方案擬定及模具設(shè)計(jì)與制造

1、畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)題 目 墊圈 成型（形）方案擬定及模具設(shè)計(jì)與制造系 機(jī) 電 工 程 系 專(zhuān) 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué)生姓名 班級(jí) 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 職稱(chēng) 完成日期 2011年 12 月 日湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院前言 模具是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中重要的工藝裝備,它在各種生產(chǎn)行業(yè),特別是沖壓和塑料成行加工中,應(yīng)用極為廣泛。我國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值中,沖壓模具的產(chǎn)值約占50?，F(xiàn)代模具技術(shù)的發(fā)展,在很大程度上依賴(lài)于模具標(biāo)準(zhǔn)化的程度,優(yōu)質(zhì)模具材料的研究,先進(jìn)的模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù),專(zhuān)用的機(jī)床設(shè)備及高水平的生產(chǎn)技術(shù)管理等等,但其中模具設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的一個(gè)方面。沖壓模具設(shè)計(jì)包括沖壓工藝設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩方面。沖壓工藝設(shè)計(jì)是對(duì)沖

2、壓件的生產(chǎn)過(guò)程,包括工藝方案、工序安排、工序尺寸,使用的設(shè)備及模具類(lèi)型,以及各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等作綜合性的總體規(guī)劃,而模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)則是按照沖壓工藝設(shè)計(jì)的要求,設(shè)計(jì)所需模具的具體結(jié)構(gòu),繪制出模具裝配圖和模具零件圖。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)遵循理論聯(lián)系實(shí)踐，體現(xiàn)實(shí)用性、綜合性和先進(jìn)性，激發(fā)了學(xué)生自我創(chuàng)新意識(shí)的原則，在總結(jié)自己對(duì)模具專(zhuān)業(yè)知識(shí)了解的基礎(chǔ)上編寫(xiě)而成的。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是基礎(chǔ)理論部分較全面，工藝部分簡(jiǎn)明扼要，語(yǔ)言敘述通熟易懂。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)較系統(tǒng)得介紹了冷沖壓沖裁模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論和方法，客觀地分析了沖壓成型理論，冷沖壓工藝、冷沖壓模具、沖壓設(shè)備，內(nèi)容詳實(shí)，實(shí)踐性強(qiáng)。本次沖壓畢業(yè)設(shè)計(jì)是在上次沖壓課程設(shè)計(jì)

3、的基礎(chǔ)上,做出一套更完整的設(shè)計(jì),要有模具工作零件的設(shè)計(jì)和加工過(guò)程,且要達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)。目錄一、沖壓件的工藝分析1、沖裁件的工藝性分析2、零件形狀及工藝性二、確定沖壓件的工藝方案 1、工序性質(zhì)、工序數(shù)的確定及工序順序的安排 2、確定沖壓模具的結(jié)構(gòu)形式三、沖壓工藝計(jì)算 1、凸、凹模間隙值的確定及凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 2、凸、凹模及凸凹模的結(jié)構(gòu)形式和外形尺寸的確定3、沖裁力及沖裁功的計(jì)算四、壓力中心的計(jì)算五、排樣設(shè)計(jì)六、工作零件的設(shè)計(jì)七、沖模閉合高度的確定八、沖裁模其他零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)九、卸料與推件零件的設(shè)計(jì)十、凸模固定板與墊板的設(shè)計(jì)十一、導(dǎo)向零件設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)十二、壓力機(jī)的選擇十三、模具總裝配圖十四

4、、設(shè)計(jì)總結(jié)十五、參考文獻(xiàn)一、沖壓件的工藝分析 沖壓件的工藝性是指沖壓件對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)性，即設(shè)計(jì)的沖壓件在材料、結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸大小及公差和尺寸基準(zhǔn)等個(gè)方面是否符合沖壓件加工的工藝要求。所謂沖裁性好是指能用普通沖裁方法，在模具壽命和生產(chǎn)率較高，成本較低的情況下得到的質(zhì)量合格的沖裁件。因此，沖裁件結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、精度等級(jí)、材料及厚度等是否符合沖裁的工藝要求，對(duì)沖裁件質(zhì)量、模具的壽命和生產(chǎn)率有很大影響。 產(chǎn)品零件圖是編制和分析沖壓工藝方案的重要依據(jù)。首先可以根據(jù)產(chǎn)品的零件圖紙，分析研究沖壓件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、精度要求，以及所用材料的機(jī)械性能、沖壓成形性能和使用性能等對(duì)沖壓加工難易程度的影響

5、，分析產(chǎn)生回彈、畸變、翹曲、歪扭、偏移等質(zhì)量問(wèn)題的可能性。特別要注意零件的極限尺寸（如最小孔間距、窄槽的最小寬度、沖孔的最小尺寸、最小彎曲半徑、最小拉深圓角半徑等），以及尺寸公差、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)等是否適合沖壓工藝的要求。 （1）沖裁件的工藝性分析 該沖裁件的厚度是1.2mm，材料是黃銅H62。 黃銅H62主要用于成形零部件的制作，抗剪強(qiáng)度=255Mpa,斷后伸長(zhǎng)率35%,熱處理變形小，此材料具有良好的塑性及較高的彈性,沖裁性較好,可以沖裁加工.根據(jù)表2-6可查得圓形孔最小值得d=0.35t=0.35×1.2=0.42，所以滿足工藝性要求。從零件圖樣上看，除直徑4.5的孔外，其它尺寸沒(méi)有公差

6、要求，故精度不高。為降低沖壓成本獲得最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，可將精度看做IT14級(jí)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)公差GBT1800-1998。從而可以知道此工件對(duì)模具的精度要求不是很高，這減少了模具的制造難度。 （2）斷面的粗糙度 斷面的粗糙度取決于沖裁間隙和工件材料的塑性、剛性。沖裁件的斷面有四個(gè)特征分別是;圓角帶、光亮帶、斷裂帶、毛刺。沖裁件的斷面粗糙度一般為Ra12.550m,最高可達(dá)Ra6.3m，根據(jù)查表該零件的斷面粗糙度為Ra12.5m。（2） 沖裁件的形狀及工藝性 （1 ）最該零件為黃銅H62結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形狀對(duì)稱(chēng)，沖孔時(shí)尺寸為。 （2）最小圓角半徑 該沖裁件的最小半徑允許值根據(jù)表查的計(jì)算得出為0.3mm。（3

7、）沖裁件孔的最小尺寸 沖裁件的尺寸受到凸模強(qiáng)度的限制，不能太小，沖孔的最小尺寸根據(jù)查表得為1.2mm。該零件的最小凸模為4.5mm，能滿足凸模強(qiáng)度要求。（4）最小孔邊距 ，孔與邊緣之間的距離不能太小，否則模具強(qiáng)度不夠或使沖裁件變形，一般取2t，但不得小于34 mm。該零件的最小孔邊距5.25mm，按取值能滿足模具的強(qiáng)度。二、確定沖壓件的工藝方案 在沖裁工藝性分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)沖裁件的特點(diǎn)確定沖裁工藝方案。確定工藝方案首先要考慮的問(wèn)題是確定沖裁的工序數(shù)、沖裁的組合以及沖裁工序的安排。沖裁工藝數(shù)一般容易確定，關(guān)鍵是確定沖裁工序的組合與沖裁工序的順序。1、工序性質(zhì)、工序數(shù)的確定及工序順序的安排 工序

8、性質(zhì)是指沖壓件所需的工序種類(lèi)，如分離工序中的沖孔、落料、切邊，成形工序中的彎曲、翻邊、拉深等。工序性質(zhì)的確定主要取決于沖壓件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸精度，同時(shí)需要考慮工件的變形性質(zhì)和具體的生產(chǎn)條件。在一般情況下，可以從工件圖上直觀地確定出沖壓工序的性質(zhì)。如平板狀零件的沖壓加工，通常采用沖孔、落料等沖裁工序。彎曲件的沖壓加工，常采用落料、彎曲工序。拉深件的沖壓加工，常采用落料、拉深、切邊等工序。 2、確定沖裁件的工藝方案該工件的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，只有沖孔和落料工序?？梢杂幸韵氯N方案：（1） 方案一、先沖孔再落料，采用簡(jiǎn)單工序模生產(chǎn)（2） 方案二、沖孔與落料復(fù)合，采用復(fù)合模生產(chǎn)（3） 方案三、先沖孔再落料連

9、續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)單工序模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模比較比較項(xiàng)目單工序模復(fù)合模級(jí)進(jìn)模沖壓精度較低較高一般沖壓生產(chǎn)率低，壓力機(jī)一次行程內(nèi)只能完成一個(gè)工序較高，壓力機(jī)一次行程內(nèi)可完成兩個(gè)以上工序高，壓力機(jī)在一次行程內(nèi)能完成兩個(gè)以上工序生產(chǎn)通用性通用性好，適合在多工位壓力機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化通用性較差，僅適合于大批量生產(chǎn)通用性較差，僅適合中小型零件的大批量生產(chǎn)沖模制造復(fù)雜性和價(jià)格結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造周期短，價(jià)格低復(fù)雜性和價(jià)格較高低于復(fù)合模實(shí)現(xiàn)操作機(jī)械化，自動(dòng)化的可能性較易，尤其適合于在多工位壓力機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化難，制件和廢料排除較復(fù)雜，可實(shí)現(xiàn)部分機(jī)械化容易，尤其適應(yīng)于單機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化連續(xù)模與復(fù)合模的性能比較項(xiàng) 目連續(xù)模

10、復(fù)合模工件情況尺寸精度可達(dá)IT1310級(jí)可達(dá)IT98級(jí)工件形狀可加工復(fù)雜零件，如寬度極小的異性件、形狀與尺寸要受模具結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度的限制較高，工件的平整性一般較好工件料厚066mm0053mm工藝性能操作性能方便方便，用卸料板卸料安全性比較安全比較安全生產(chǎn)率可采用高生產(chǎn)率高速壓力機(jī)不宜高速?zèng)_裁條料寬度要求嚴(yán)格要求不嚴(yán)格模具制造形狀簡(jiǎn)單的工作比復(fù)合模容易可利用邊角余斜形狀復(fù)雜工作比連續(xù)模容易本沖裁件來(lái)說(shuō)，需要沖孔落料多副模具，工件精度不高，需要大量的模具和沖壓設(shè)備。并且會(huì)出現(xiàn)定位誤差。因此，不慮使用。級(jí)進(jìn)模具與復(fù)合模具比單工序模具生產(chǎn)率高，產(chǎn)品精度較高，便于操作和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。就本沖裁件來(lái)說(shuō)，尺寸中等

11、，精度等級(jí)較低，形狀簡(jiǎn)單，且為中、大批量生產(chǎn)。對(duì)材料要求不高，因此可用復(fù)合模具來(lái)生產(chǎn)。3、確定壓模具的結(jié)構(gòu)形式1.復(fù)合模的特點(diǎn)復(fù)合模能在壓力機(jī)一次行程內(nèi)，完成落料、沖孔及拉深等數(shù)道工序。在完成這些工序的過(guò)程中，沖件材料無(wú)需進(jìn)給移動(dòng)。復(fù)合模具有以下主要特點(diǎn)：1） 沖件精度較高，不受送料誤差影響，內(nèi)外形相對(duì)位置一致性好。2） 沖件表面較為平整。3） 適宜沖薄料，也適宜沖脆性或軟質(zhì)材料。4） 可從充分利用短料和邊角余料。5） 沖模面積較小。之前已經(jīng)確定本套模具選用復(fù)合模具來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，復(fù)合模的結(jié)構(gòu)可分為正裝復(fù)合模和倒裝復(fù)合模，將落料凹模裝在下模的稱(chēng)為正裝復(fù)合模，將落料凹模裝在上模的稱(chēng)為到裝復(fù)合模。正倒

12、裝復(fù)合模的比較如下表1所示： 表1正倒裝復(fù)合模具的比較模具形式倒裝式復(fù)合模正裝復(fù)合模工作零件的裝配位置凸模在上模部分在下模部分凹模在上模部分在下模部分凸凹模在下模部分在上模部分出件方式采用頂板、頂桿自上模內(nèi)推出，下落至工作面上采用彈頂自下模內(nèi)頂出至模具工作面上對(duì)沖壓件的平整度平整度較低較好，對(duì)簿件能達(dá)到平整度要求廢料的排除廢料在凸凹模內(nèi)積聚到一定程度后從下模漏料孔排出廢料不在凸凹模內(nèi)積存凸凹模的強(qiáng)度和壽命凸凹模承受的孔力較大，為增加其強(qiáng)度凸凹模的最小壁厚應(yīng)嚴(yán)格控制，壽命較高受力情況比倒裝模好，但凸凹模的尺寸易磨損增大，壽命較短生產(chǎn)操作廢料自漏料孔排出有利于 清理模具的工作面，較安全廢料自上而下

13、出料和工件一起，匯集模具工作面上一起操作，不安全。適應(yīng)性對(duì)沖壓件平整度要求不高，凸凹模強(qiáng)度足夠時(shí)采用適于落料沖裁，平整度要求高，壁厚較小，強(qiáng)度較差正裝復(fù)合模它的優(yōu)點(diǎn)在于頂件塊、卸料板均是彈性的，條料與沖裁件都同時(shí)在壓平狀態(tài)下沖裁，適用于沖制材質(zhì)較軟或板料較薄的沖裁件，還可以沖制孔邊距較小的沖裁件。本例零件厚度為1.2mm，材質(zhì)是較軟的黃銅H62，對(duì)沖孔的精度要求較高，零件孔邊距較小。宜采用正裝復(fù)合模結(jié)構(gòu)。三、沖壓工藝計(jì)算 1.定沖裁間隙 沖裁間隙不僅對(duì)沖裁件的質(zhì)量起著決定性的作用以外，而且對(duì)模具的壽命也有較大的影響，所以沖裁間隙一定取得合理。 沖裁間隙是指沖裁凸模和凹模之間工作部分的尺寸之差

14、Z = D - d如無(wú)特殊說(shuō)明，沖裁間隙一般指雙邊間隙。 考慮到此沖壓件的精度要求為IT14級(jí)，且料厚t=1.2材料為黃銅H62其凸、凹模的間隙值可查沖裁模初始雙面間隙表可知Z min=0.072 mm max=0.096mm. 2.凹凸模的刃口尺寸計(jì)算 .計(jì)算凸凹模刃口尺寸配合加工一般分為以下3類(lèi)：第一類(lèi)：凸?；虬寄Ｔ谀p后會(huì)增大的尺寸。第二類(lèi);凸?；虬寄Ｔ谀p后會(huì)減小的尺寸。第三類(lèi);凸模或凹模在磨損后基本不變的尺寸。3類(lèi)尺寸的確定方法如下：第1類(lèi)尺寸=（沖裁件上該尺寸的最大極限尺寸）第2類(lèi)尺寸=（沖裁件上該尺寸的最小極限尺寸+）第3類(lèi)尺寸=沖裁件上該尺寸的中間尺寸查表2-14的磨損系數(shù)x=

15、0.75對(duì)零件圖中未標(biāo)注公差的尺寸，由有關(guān)設(shè)計(jì)資料查出極限偏差為A類(lèi)尺寸 凸模：、 、 、 B類(lèi)尺寸 凹模：、 、 、 凸模 凹模 沖裁力的計(jì)算1. 沖裁力的計(jì)算沖裁是使板料沿沖切面分離，但實(shí)現(xiàn)分離必須通過(guò)凸、凹模獨(dú)愛(ài)材料施加足夠的外力，通常稱(chēng)為沖裁里。沖裁力是選用壓力機(jī)噸位的主要依據(jù)，也是模具強(qiáng)度、剛度設(shè)計(jì)校核所必需的數(shù)據(jù)。 （1）公式計(jì)算法 對(duì)于普通平刃口凸、凹模的沖裁，其沖裁力F可按下式計(jì)算：F=KLt式中，F(xiàn)-沖載力（N): L-沖裁輪廓線長(zhǎng)度（mm): t-板料厚度（mm); -材料抗剪強(qiáng)度（MPa); K-考慮刃口磨損鈍化，沖裁間隙不均勻，材料力學(xué)性能與厚度尺寸波動(dòng)等因素而增加的安

16、全系數(shù)，取K=1.3 L=3.14×15+（24-15）×2=65（mm) t=1.2 沖孔力 卸料力 查表2-25得=005 則 推件力 查表2-28凹模洞口主要參數(shù)h=6 N=h/t=6/1.2=5 查表2-25 推件力系數(shù)在0.030.09 取0.08 (3)頂件力 查表2-25得選擇沖裁時(shí)的總壓力 （5）壓力機(jī)的選擇 1.壓力機(jī)的的噸位應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥跊_裁時(shí)的總壓力。 式中，所選壓力機(jī)的噸位 沖才時(shí)的總壓力 2.根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)選擇壓力機(jī)的類(lèi)型和行程次數(shù)。 3.根據(jù)模具的尺寸大小、安裝和進(jìn)出料等情況選擇壓力機(jī)的臺(tái)面大小，如有推件時(shí)，應(yīng)考慮臺(tái)面孔的大小使沖后的有關(guān)零件能自

17、由下落。 4.選擇壓力機(jī)的閉合高度與模具是否匹配。 5.模柄直徑、長(zhǎng)度、尺寸是否與壓力機(jī)的滑塊模柄直徑、深度尺寸相當(dāng)。 6.壓力機(jī)滑塊的行程應(yīng)該是拉深深度的2-2.5倍 7.壓力機(jī)的行程次數(shù)應(yīng)當(dāng)保證有最高的生產(chǎn)效率。 8.壓力機(jī)應(yīng)該使用方便和安全。綜合上面所述和沖裁總壓力的計(jì)數(shù)選用： 選用通用 壓力機(jī)。主要參數(shù)如下。公稱(chēng)壓力：60KN 滑塊行程：50mm 最大閉合高度165mm: 閉合高度調(diào)節(jié):25mm 滑塊中心線至床身距離：110mm 工作臺(tái)尺寸：315mmX200mm 墊板厚度：4mm 模柄尺寸：30mmX50mm 漏料孔： 70mmX110mm。四、壓力中心的計(jì)算該工件尺寸，形狀對(duì)稱(chēng)，因

18、此該工件的壓力中心在工件輪廓的幾何中心上，即： X=0 Y=0五、排樣設(shè)計(jì) 沖壓件在條料上的布置方法稱(chēng)為排樣。同一個(gè)沖壓件，可以有多種排樣方法，但不同的排樣方法，在材料利用率、操作方便性、模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、模具使用壽命，以及制件質(zhì)量等方面就會(huì)有不同的影響。5.1排樣原則1>提高村料利用率。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)保證沖裁件的質(zhì)量。5.2 排樣方法 根據(jù)條料上材料是否被全部利用，有無(wú)廢料產(chǎn)生，排樣方法可以分為以下幾種：1、有廢料排料法 是在各沖裁件之間都有工藝余料存在。沖裁是沿著沖裁件的封閉輪廓進(jìn)行。所以沖裁

19、件的質(zhì)量較好，模具壽命較長(zhǎng)，但材料利用率低。 2、少?gòu)U料排樣法 利用條料側(cè)邊或前一個(gè)已沖的輪廓線作為代沖輪廓的一部分，此時(shí)，只需在模具其余的待切部分輪廓線處留出搭邊，這種排樣方法稱(chēng)為少?gòu)U料排樣法。 3、無(wú)廢料排樣法 是在各沖裁件之間沖裁件與條料側(cè)邊之間均不留搭邊，這種排樣方法的沖裁件實(shí)際是直接由切條獲得。 采用少、無(wú)廢料的排樣可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力提高材料利用率。但是因條料本身的寬度公差以及條料導(dǎo)向與定位產(chǎn)生的誤差直接影響沖裁件尺寸，而使沖裁件的精度降低。同時(shí)，采用少、無(wú)廢料排樣時(shí)，沿封閉輪廓線的沖裁常使模具單面受力而加快磨損，降低模具壽命，也會(huì)直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。就本產(chǎn)品而言，采

20、用少?gòu)U料排樣的排樣方法，來(lái)提高材料的利用率，減少生產(chǎn)成本.確定排樣方式如下圖： 采用斜排少?gòu)U料排樣方 5.3確定搭邊值搭邊的作用1 補(bǔ)償條料的剪裁誤差、送料步距誤差以及補(bǔ)償因條料與導(dǎo)料板之間的間隙所造成的送料歪斜誤差。若沒(méi)有搭邊則可能發(fā)生工伯缺角、缺邊或尺寸超差等廢品。2 使凸、凹模刃口雙邊受力。3 有些模具的自動(dòng)送料裝置是通過(guò)牽拉已沖過(guò)的廢料將條料拖向模具的。對(duì)于利用廢料上的搭邊條料的自動(dòng)送料模具，搭邊可使廢料的則度提高，以保證條料的連續(xù)送進(jìn)。4 4.搭邊的數(shù)值搭邊值的大小十分重要，應(yīng)合理確定。若搭邊過(guò)大就浪費(fèi)材料，搭邊太小則起不到應(yīng)有的作用。過(guò)小的搭邊還可能因剛性不足而被拉入凸模和凹模的間

21、隙，使模具容易磨損，甚至損壞模具刃口。搭邊的合理數(shù)值就是保證沖裁質(zhì)量、保證模具較大壽命、保證自動(dòng)送料準(zhǔn)確到位條件下允許的最小值。搭邊的合數(shù)值主要決定于材料厚度、材料種類(lèi)、沖裁件的大小以及沖裁件的輪廓形狀等。一般說(shuō)來(lái)，板料愈厚，材料愈軟以及沖裁件尺寸愈大，形狀愈復(fù)雜，則搭邊值也應(yīng)愈大。本產(chǎn)品屬于黃銅H62，材料厚度為1.2mm，按表查得，表5-1 搭邊值和側(cè)邊值的數(shù)值材料厚度t（mm)圓件及類(lèi)似圓形制件矩形或類(lèi)似矩形制件長(zhǎng)度50矩形或類(lèi)似矩形制件長(zhǎng)度50工件間a側(cè)邊a1 工件間a側(cè)邊a1工件間a側(cè)邊 a111.51.01.21.21.51.82.82.23.2確定搭邊值：a=1 =1.2； 條料

22、寬度：B=(17+2×1.2+0.5)=20 式中D沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸 a沖裁件與條料側(cè)邊之間的搭邊 板料剪裁時(shí)的下偏差 步距： A=D+a=15mm+1=16mm 式中D 平行于送料方向的沖裁件寬度 a沖裁件之間的搭邊值一個(gè)進(jìn)距的材料利用率為 式中n條料上實(shí)際沖裁的零件數(shù) L條料的長(zhǎng)度 B條料的寬度 S一個(gè)零件的實(shí)際面積 計(jì)算沖裁件的面積 5.3.6板料的剪裁條料是從板料剪裁而得。條料寬度一經(jīng)決定，就可以裁板。軋制的板料一般都是長(zhǎng)方形，所以就有縱裁（沿長(zhǎng)邊裁，也就是沿輾制纖維方向裁）和橫裁（沿短邊裁）兩種方法。因?yàn)榭v裁的裁板次數(shù)少，沖壓時(shí)調(diào)換條料的次數(shù)少，工人操作方便，

23、生產(chǎn)率高，所以在通常情況下應(yīng)盡可能縱裁。但在以下情況應(yīng)考慮橫裁：（1）板料縱裁后的條料太長(zhǎng)，受沖壓車(chē)間壓力機(jī)排列的限制，移動(dòng)不便時(shí)；（2）條料太重，超過(guò)12kg時(shí)（工人勞動(dòng)強(qiáng)度太高）；（3）橫裁的板料利用率顯著高于縱裁時(shí)；（4）縱裁不能滿足彎曲件坯料對(duì)纖維方向的要求時(shí)。 綜上所述，沖壓此零件的條料剪裁選用縱裁。六、工作零件的設(shè)計(jì) 6.1凸模的設(shè)計(jì) 沖裁凸模又稱(chēng)沖頭，凸模本身按部位作用不同又可以分為工作部分（即刃口）和固定部分。 1.凸模的結(jié)構(gòu)形式采用A型圓凸模如圖6-12.凸模的長(zhǎng)度（1）凸模的長(zhǎng)度計(jì)算 凸模長(zhǎng)度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要確定的，圖示結(jié)構(gòu)是使用固定卸料板時(shí)的凸模長(zhǎng)度，可由下式計(jì)算：

24、 L=+Y式中凸模固定板厚度卸料板厚度導(dǎo)料板厚度Y附加長(zhǎng)度（mm）查沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)指南，表5-5復(fù)合模矩形厚凹模典型組合尺寸（GB-2873.1-81)凸模固定板厚度12mm,卸料板厚度10mm,導(dǎo)料板厚度10mm.，附加長(zhǎng)度10mmL長(zhǎng)設(shè)為42mm凸模零件圖如下如圖6-1 （2）凸模強(qiáng)度校核在一般情況下，凸模的強(qiáng)度是足夠的，不必進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。但是，對(duì)細(xì)長(zhǎng)的凸?；虬寄?。凸模斷面尺寸較小，而毛坯厚度又比較大的情況下，必須進(jìn)行承受壓能力和抗縱向彎曲能力兩力方面的校核。a.壓應(yīng)力校核 對(duì)于圓形凸模 式中 凸模最小斷面的壓力應(yīng)力（Mpa）. 凸模最小直徑（mm） T-沖裁材料厚度（mm） 凸模

25、材料的許用壓應(yīng)力（Mpa）?？?.5 =18.8（mm）故18.8（mm）（3）凸模材料的確定模具刃口要高的耐磨性，并能承受沖裁時(shí)的沖擊力。因此，凸模材料應(yīng)有高的硬度與適當(dāng)?shù)捻g性。就本零件的凸模來(lái)說(shuō)可選用T10A為材料來(lái)制造。其熱處理的硬度取HRC5862.（4）凸模工作部分的表面粗糙度為0.4um ，固定部分的粗糙度為0.8um。6.3凹模的設(shè)計(jì) 凹模的刃口形式1.可采用直筒形刃口，該刃口直壁下面的擴(kuò)大部分可使凹模加工簡(jiǎn)單，可用于裝有頂出裝置的模具。 凹模外形尺寸 1）確定凹模的幾何中心。凹模的幾何中心一般也是模柄的中心。要求凹模的幾何中心與壓力中心重合。如受模具結(jié)構(gòu)限制或工件的精度低、沖裁

26、間隙大時(shí)，可允許凹模的幾何中心與壓力中心稍有偏離，能不但超出模柄的投形面積的范圍。否則應(yīng)采用置偏模柄的辦法，使模柄中心與壓力中心重合。 沖裁時(shí)凹模承受沖裁力和側(cè)向擠壓力的作用。由于凹模結(jié)構(gòu)形式個(gè)固定方法不同，受力情況又比較復(fù)雜，目前還不能理論方法確定凹模輪廓尺寸。在生產(chǎn)中，通常根據(jù)沖裁的板料厚度和沖件的輪廓尺寸，或凹?？卓谌斜陂g距離，按經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定，如圖2.9.7所示。凹模的外形一般有矩形與圓形兩種。凹模的外形尺寸應(yīng)保證凹模有足夠的強(qiáng)度與剛度。凹模的厚度還應(yīng)包括使用期內(nèi)的修磨量。凹模的外形尺寸一般是根據(jù)材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來(lái)確定的。查表凹模外形尺寸得 凹模壁厚C=30m

27、m 凹模厚度H=22mm 查沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)指南，附表5-3凹模周界凹模板的外型尺寸為長(zhǎng)80mm ，寬80mm，高22mm 故L×B×H=80×80×22 mm 圖6-3凹模的固定 采用直接連接的方法來(lái)固定凹模，其特點(diǎn)有：用螺釘、銷(xiāo)釘直接緊固凹模，緊固可靠，應(yīng)用廣泛。 凹模淬火后螺釘、銷(xiāo)釘孔易變形、給裝配造成困難。L 凹模的主要技術(shù)要求 凹模的型孔軸線與頂面應(yīng)保持垂直，凹模的底面與頂面應(yīng)保持平行。 為了提高模具的壽命與沖裁精度，凹模的頂面和孔型的孔壁應(yīng)光滑，表面粗糙度R0.80.4um， 底面與銷(xiāo)孔的表面粗糙度R1.60.8um.凹模的材料與凸模一

28、樣，考慮到凹模比凸模的工作條件更為不利，凹模的熱處理硬度應(yīng)高于凸模，可取HRC6064.6.3.凸凹模的結(jié)構(gòu)形式和外形尺寸凸凹模是復(fù)合模中同時(shí)具有落料凸模和沖孔凹模作用的工作零件。它的內(nèi)外緣均為刃口，內(nèi)外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸。從強(qiáng)度方面考慮，其壁厚應(yīng)受最小值限制。凸凹模的最小壁厚與模具結(jié)構(gòu)有關(guān)：當(dāng)模具為正裝結(jié)構(gòu)時(shí)，內(nèi)孔不積存廢料，脹力小，最小壁厚可以小些；凸凹模的零件圖如下e 額七、沖模閉合高度的確定沖模的閉合高度是指滑塊在下死點(diǎn)即模具在最低工作位置時(shí)，上模座上平面與下模座下平面之間的距離H。沖模的閉合高度必須與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng)。壓力機(jī)的裝模高度是指滑塊在下死點(diǎn)位置時(shí)，滑塊下端

29、面至墊板上平面間的距離。當(dāng)連桿調(diào)至最短時(shí)為壓力機(jī)的最大裝模高度Hmax；連桿調(diào)至最長(zhǎng)時(shí)為最小裝模高度Hmin。沖模的閉合高度H應(yīng)介于壓力機(jī)的最大裝模高度Hmax和最小裝模高度Hmin之間，其關(guān)系式為： Hmax5mmHHmin10mm 165-5H145+10若模具的閉合高度大于壓力機(jī)的最大裝模高度，則該模具不能用該壓力機(jī)。反之模具的閉合高度小于最小裝模高度，則可以加磨平的墊板。經(jīng)過(guò)查表，確定模具的閉合高度H=L+L+L+L+L =32+42+8+70-1 =151mm 165-5H=151145+10 所以符合要求八、沖裁模其他零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 沖裁模零件及模架已有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或部分標(biāo)準(zhǔn)，模架產(chǎn)

30、品標(biāo)準(zhǔn)（GB/T2851.17GB/T2852.14）共10個(gè)，與標(biāo)準(zhǔn)模架相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)零件（GB/T2855.114、GB/T2856.18、GB/T2861.116）共38個(gè)。設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)零件及其組合。1、定位零件的設(shè)計(jì)沖模的定位裝置用以保證材料的正確送進(jìn)及在沖模中的正確位置。使用條料時(shí)，保證條料送進(jìn)導(dǎo)向的零件有導(dǎo)料板、導(dǎo)料銷(xiāo)等。保證條料進(jìn)距的零件有擋料銷(xiāo)、定距側(cè)刃等。在級(jí)進(jìn)模中保證工件孔與外形相對(duì)位置使用導(dǎo)正銷(xiāo)。單個(gè)毛坯定位則用定位銷(xiāo)或定位板。定位零件的設(shè)計(jì)原則：1）定位至少應(yīng)有三個(gè)支撐點(diǎn)，及兩個(gè)導(dǎo)向點(diǎn)和一個(gè)定距點(diǎn)。2）定位的方向和位置必須與人們的操作習(xí)慣相適應(yīng)。3）某些非軸對(duì)

31、稱(chēng)外形的毛坯定位時(shí)應(yīng)有防范措施。4）連續(xù)模具應(yīng)設(shè)置初始定位和最終定位。5）為保證毛坯在送進(jìn)初期和沖壓過(guò)程中定位的穩(wěn)定性，有時(shí)必須考慮毛坯夾緊措施。（2）定位方式的選擇該模具采用的是條料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷(xiāo)無(wú)側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進(jìn)步距采用擋料銷(xiāo)來(lái)定距。（1） 固定擋料銷(xiāo) 標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的固定擋料銷(xiāo)如圖所示，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，廣泛用于沖制中、小型沖裁件的擋料定距；其缺點(diǎn)是銷(xiāo)孔離凹模刃壁較近，削弱了凹模的強(qiáng)度。在部頒標(biāo)準(zhǔn)中還有一種鉤形擋料銷(xiāo)，圖，這種擋料銷(xiāo)的銷(xiāo)孔距離凹模刃壁較遠(yuǎn)，不會(huì)削弱凹模強(qiáng)度。但為了防止鉤頭在使用過(guò)程發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，需考慮防轉(zhuǎn)。（2）活動(dòng)擋料銷(xiāo)   

32、60; 標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的活動(dòng)擋料銷(xiāo)有：彈簧彈頂擋料裝置；扭簧彈頂擋料裝置；橡膠彈頂擋料裝置；回帶式擋料裝置?；貛綋趿涎b置的擋料銷(xiāo)對(duì)著送料方向帶有斜面，送料時(shí)搭邊碰撞斜面使擋料銷(xiāo)跳起并越過(guò)搭邊，然后將條料后拉，擋料銷(xiāo)便擋住搭邊而定位。即每次送料都要先推后拉，作方向相反的兩個(gè)動(dòng)作，操作比較麻煩。采用哪一種結(jié)構(gòu)形式擋料銷(xiāo)，需根據(jù)卸料方式、卸料裝置的具體結(jié)構(gòu)及操作等因素決定。回帶式的常用于具有固定卸料板的模具上；其它形式的常用于具有彈壓卸料板的模具上。活動(dòng)擋料銷(xiāo)裝于卸料板上，銷(xiāo)子要倒角或做JKOJK出斜面，便于條料通過(guò)。 擋料銷(xiāo)料銷(xiāo)采用標(biāo)準(zhǔn)件根據(jù)GB/t7649.10-1994，采用固定導(dǎo)料銷(xiāo)。查資料后選

33、用直徑為6的固定擋料銷(xiāo)。擋料銷(xiāo)零件圖如下：（3）導(dǎo)料裝置 材料的送給方向只要靠條料旁邊的導(dǎo)料銷(xiāo)、導(dǎo)料板來(lái)控制，在導(dǎo)料銷(xiāo)、導(dǎo)料板的作用下條料按這設(shè)計(jì)的方向送給。此次設(shè)計(jì)選用導(dǎo)料銷(xiāo)為導(dǎo)料裝置 ，選用直徑6為的導(dǎo)料銷(xiāo) 九、卸料與推件零件的設(shè)計(jì)1、卸料裝置 （1）剛性卸料裝置常見(jiàn)結(jié)構(gòu)形式：常裝于下模的凹模上。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，卸料力大，卸料動(dòng)作可靠。應(yīng)用：厚料、硬料以及工件精度要求不高的場(chǎng)合。設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 卸料板孔與凸模之間的單邊間隙一般為（0.10.5），若兼作導(dǎo)板， H7/h6間隙配合。卸料板一般采用Q235制造，兼作導(dǎo)板時(shí)宜用45鋼。尺寸確定：卸料板外形尺寸與凹模周界相同，厚度?。?.81）凹模高度

34、。（2）彈性卸料裝置常見(jiàn)結(jié)構(gòu)形式：由卸料板、卸料螺釘和彈性元件組成特點(diǎn)：卸料力較小，卸料動(dòng)作平穩(wěn)，先壓料后沖裁，故沖件切斷面質(zhì)量和平直度好。應(yīng)用：軟料、薄料以及沖件質(zhì)量要求較高的場(chǎng)合。設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 卸料板孔與凸模之間的單邊間隙一般為（0.10.2）， 若兼作導(dǎo)板， H7/h6間隙配合。 彈性卸料板在自由狀態(tài)下應(yīng)高出凸模刃口面0.51mm。 卸料板的材料同剛性卸料板。尺寸確定：卸料板外形尺寸與凹模周界相同，厚度取1015mm。（3）廢料切刀 常見(jiàn)結(jié)構(gòu)形式：裝于下模 工作原理：將廢料切斷成數(shù)塊料。特點(diǎn)及應(yīng)用：帶凸緣拉深件的切邊模大型件（使用板狀毛坯）的倒裝式落料模。設(shè)計(jì)要點(diǎn)：切刀數(shù)量視零件的形狀尺寸

35、為24個(gè)均布， 廢料切刀與凸模刃口的高度差h一般為3倍料厚。 此次設(shè)計(jì)選用彈性卸料裝置2.出件裝置（1）彈性推件裝置常見(jiàn)結(jié)構(gòu)形式：類(lèi)似剛性推件裝置，彈性元件代替打桿。 特點(diǎn)及應(yīng)用：推件力較小，但力量均勻，推件平穩(wěn)，沖壓時(shí)能起壓料作用，用于薄料和平面度要求較高的場(chǎng)合。設(shè)計(jì)要點(diǎn)：推件塊在自由狀態(tài)下應(yīng)高出凹模刃口面0.20.5mm，其他設(shè)計(jì)要點(diǎn)同剛性推件裝置。（3）彈性頂件裝置常見(jiàn)結(jié)構(gòu)形式：裝于下模，由彈頂器、頂桿和頂件塊組成。特點(diǎn)及應(yīng)用：壓料，用于薄料、零件平直度要求高等不適于采用推件方式的模具中。設(shè)計(jì)要點(diǎn)：開(kāi)模狀態(tài)下頂件塊應(yīng)高出凹模刃口0.20.5mm。合模狀態(tài)下頂件塊背后應(yīng)留510mm的修模量

36、。頂件塊與凹模為間隙配合H8/f7。3橡皮的選用 冷沖模中所選用的的橡皮一般為聚氨脂橡膠。 橡膠允許承受的負(fù)荷比彈簧大，且安裝方便，調(diào)整也方便，成本低。為了保證橡膠的正常使用，不至于過(guò)早損壞，應(yīng)控制其允許的最大壓縮量S總。一般取自由高度H自由的35%45%而橡膠的預(yù)壓縮量S預(yù)一般取H自由的10%15%。 橡膠的高度H與直徑D之比必須在0.51.5范圍內(nèi)。如果超過(guò)1.5，應(yīng)將橡膠分成若干段，在其間墊圈，并使每段橡膠的值T13在上述的范圍內(nèi)。橡膠斷面面積的確定：一般是憑經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，并根據(jù)模具空間大小合理布置。同時(shí)在橡膠裝上模具后周?chē)粲凶銐虻目障段恢?，以允許橡膠壓縮時(shí)斷面的脹大。根據(jù)工件材料厚為1

37、.2mm,沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模深度取1mm，考慮模具維修時(shí)的刃磨留量2mm，考慮開(kāi)啟時(shí)卸料板高出凸模1mm，則總的工作行程H工作=7mm，則橡膠的高度H自由=2732mm.取H=30mm。模具在組裝時(shí)橡皮的預(yù)壓量為：H=10%15%×32=3.04.5mm 取H=3mm由此可算出模具中安裝橡膠皮的空間高度尺寸為25mm。十、凸模固定板與墊板的設(shè)計(jì)1、凸模固定板 凸模固定板顧名思義就是用于凸模的固定安裝板，是用來(lái)固定凸模的，它有幾個(gè)作用，一是固定凸模保證其能垂直于模具的平面，保證在工作時(shí)能夠垂直的用于沖壓、沖孔、沖裁、落料。另外保證幾個(gè)沖頭之間的相對(duì)位置，不會(huì)發(fā)生相對(duì)的移動(dòng)。在沖壓時(shí)，不

38、被拔下來(lái)，還有通過(guò)凸模固定板和上模板連接，通過(guò)模柄固定于沖床的滑塊的安裝孔中，進(jìn)行沖壓工作。凸模固定板的外形及長(zhǎng)寬尺寸一般與凹模外形和尺寸一致。且凸模固定板與凸模一般采用H7/m6過(guò)渡配合。其尺寸厚度為： 式中： 凹模的厚度 ( mm)。所以 H=（0.60.8）×22=13.217.6 （mm）取凸模固定板H= 14(mm)凸凹模固定板H=20(mm)2、墊板的設(shè)計(jì)沖模在工作時(shí)，凸模要承受很大的沖裁力，這個(gè)力通過(guò)凸模的固定端傳遞到上模座。如果作用在模座上的力大于其許用應(yīng)力時(shí)，就會(huì)在模板上壓出凹坑，從而影響凸模的正確位置。為了避免模座的損壞，在凸模固定板和上模座之間加裝一塊淬硬的墊板

39、。在復(fù)合模的凸凹模固定板與模座之間，因?yàn)橥瑯拥脑蛞残枰友b一塊墊板。設(shè)計(jì)時(shí)，一般根據(jù)需要在國(guó)標(biāo)中選取標(biāo)準(zhǔn)的墊板型號(hào)。一般墊板的的形狀和尺寸大小與凸模板相同。材料選用 T8 鋼，熱處理的淬火硬度為48 52HRC，上下表面的粗糙度為Ra0.8 以下。墊板厚度取4mm。十一、導(dǎo)向零件設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)1、模架的選擇模架就屬于結(jié)構(gòu)零件，它主要作用：定位,固定的作用，導(dǎo)正凸模、凹模的間隙。模架除了提高精度外,裝模也變的很方便,避免了因沖床精度引起的質(zhì)量問(wèn)題。模架主要由四部分構(gòu)成：上模座，下模座，導(dǎo)柱，導(dǎo)套。沖模模架已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)沖模模架主要有兩大類(lèi)：一類(lèi)是由上下模座和導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)柱模架；另一類(lèi)是由彈

40、壓導(dǎo)板、下模座和導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)板模架?？紤]到該副模具的結(jié)構(gòu)和制件的尺寸精度，應(yīng)選用導(dǎo)柱模模架。其導(dǎo)柱模架又分為對(duì)角導(dǎo)柱模架、中間導(dǎo)柱模架、四角導(dǎo)柱模架和后側(cè)導(dǎo)柱模架。4.1.1 角導(dǎo)柱模架、中間導(dǎo)柱模架、四角導(dǎo)柱模架角導(dǎo)柱模架、中間導(dǎo)柱模架、四角導(dǎo)柱模架的共同特點(diǎn)是導(dǎo)向零件都是安裝在模具的對(duì)稱(chēng)線上，滑動(dòng)平穩(wěn)，導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠。不同的是，對(duì)角導(dǎo)柱模架工作面的橫向（左右方向）尺寸一般大于縱向（前后方向）尺寸，故常用于橫向送料的級(jí)進(jìn)模、縱向送料的復(fù)合?；騿喂ば蚰＃恢虚g導(dǎo)柱模架只能縱向送料，一般用于復(fù)合模和單工序模；四導(dǎo)柱模架常用于精度要求較高或尺寸較大沖件的沖壓及大批量生產(chǎn)用的自動(dòng)模。4.1.2 后

41、側(cè)導(dǎo)柱模架后側(cè)導(dǎo)柱模架的特點(diǎn)是導(dǎo)向裝置在后側(cè)，橫向和縱向送料都比較方便，但如有偏心載荷，壓力機(jī)導(dǎo)向又不精確，就會(huì)造成上模偏斜，導(dǎo)向零件和凸、凹模都容易磨損，從而影響模具壽命，一般用于較小的沖模。因?yàn)樵撝萍毫χ行脑趯?duì)稱(chēng)線上，其無(wú)偏心載荷，之間精度要求也不是很高且制件較小，所以由模具成本等因素考慮該副模具模架選用后側(cè)導(dǎo)柱模架。大致結(jié)構(gòu)如圖7所示。該模具采用滑動(dòng)后側(cè)導(dǎo)柱模架，以凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。圖7 模架2、導(dǎo)向零件導(dǎo)向零件是作為上模在工作時(shí)的運(yùn)動(dòng)定向,保證模具上.下部分正確的相對(duì)位置的零件.它用于提高模具精度.減少壓力機(jī)對(duì)模具精度的不良影響,同時(shí)還可以節(jié)省模具的調(diào)整時(shí)間以及提高制件的精度和模具壽命.最常用的導(dǎo)向裝置是導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)形式和導(dǎo)板導(dǎo)向形式的.導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)又可分為光滑的圓柱導(dǎo)向和滾珠導(dǎo)向裝置兩種.導(dǎo)柱.導(dǎo)套的裝配方式有以下幾種:1. 最常用的裝配方式是將導(dǎo)柱裝在下模座,導(dǎo)套則裝在上模座上,分別采用過(guò)盈配合.2. 為模具工作部分刃磨方便起見(jiàn),可以將中心一側(cè)導(dǎo)柱裝在下模座上,而將另一側(cè)的導(dǎo)柱裝在上模座上.3. 在采用彈壓卸料板的結(jié)構(gòu)形式時(shí),可以采用將導(dǎo)柱裝在上模座上,而將導(dǎo)套裝在下模座上.4. 為便于加工并保證導(dǎo)柱和導(dǎo)套的