畢業(yè)設計（論文）-防塵罩落料拉深沖孔復合模具設計

1、畢 業(yè) 設 計(論 文)防塵罩落料拉深沖孔復合模具設計學科、專業(yè) ：機械設計制造及其自動化 學 號 ： 作 者 姓 名： 指 導 教 師： 蘭 州 交 通 大 學Lanzhou Jiaotong University摘 要本畢業(yè)論文主要是對落料拉深沖孔的復合模具做了詳細介紹。本套模具在對原來的模具充分分析了解的根底上，現(xiàn)設計出了這套復合模具。這套復合模具不但適用于現(xiàn)代的模具行業(yè)，提高了生產效率，同時對沖壓件防護罩的成型有很高的精度。這套復合模具不但可以節(jié)約沖壓的原材料，同時也為生產工廠帶來了經濟利益和生產效率，更主要的是這套模具把這幾個原本不容易合在一起的制造工藝通過特殊裝置在一套模具中實現(xiàn)了

2、。在很大的程度的提高了生產效率，而且并把原來兩套或以上的模具才能完成的工藝用這套復合模具完成了。本畢業(yè)論文主要是闡述了我國模具的現(xiàn)狀及開展趨勢、并進行了對零件的工藝性分析、沖裁力的計算、壓力機的選擇、模具總體的設計以及模具的設計計算、標準件的選取、模具裝配的設計計算等各方面的分析介紹。其中零件成型工藝分析主要是對零件的特性和使用的材料性能做了簡單的介紹，成型工藝的計算主要是為設計模具的標準件選件打下根底，通過大量的計算來確定一些標準件的選擇的尺寸和壓力機的壓力的型號確實定等。最后首先用用三維圖對整體的結構進行性了繪畫以及運動仿真，通過爆炸圖對所有的結構有了詳細的了解。于此同時也用二維軟件CAD

3、繪制出模具的總裝配圖和零件圖，并詳細的說明裝配時需要注意的事項。關鍵詞：沖壓工藝；模具；設計計算；CADABSTRACTThis thesis is mainly for blanking, deep drawing, punching compound die for graduation design.I designed this set of compound die stamping can not only save raw materials, as well as production factory brings economic benefits and the produ

4、ction efficiency, more important is the mould this several manufacturing process which was not easy together through special device is realized in a mold.To a large degree of increase the production efficiency, and the original one or more set of mold to complete the process with the composite mold

5、finished.This thesis mainly expounds the present situation and development trend of the mold, and the analysis of technology for parts, the calculation of blanking force, the choice of the press and the mold of the overall design and mold design and calculation of the design and calculation, the sel

6、ection of standard parts, mold assembly and so on various aspects of analysis are introduced. Parts forming process analysis is mainly on the characteristics of the parts and materials used in performance made simple introduction, molding process calculation is mainly lays the foundation for the des

7、ign of mold standard parts option, by a large number of calculation to determine the choice of some standard parts of the determination of the model size and the pressure of the press, etc.The first use of 3 d figure for the overall structure of the progressive painting and motion simulation, throug

8、h explosion figure have detailed understanding about the structure of all.At the same time also use 2 d CAD software to map the mold of the general assembly drawing and part drawing, and detailed clarify assembly when the matters needing attention.KEY WORDS: Stamping process；The mold；Design calculat

9、ion；CAD目 錄摘要 = 1 * ROMAN IAbstract = 2 * ROMAN II TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc420782026 第1章 緒論 PAGEREF _Toc420782026 h 1 HYPERLINK l _Toc420782027 1.1國內外模具的現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc420782027 h 1 HYPERLINK l _Toc420782030 1.2 國內外模具的開展趨勢1 HYPERLINK l _Toc420782031 1.3 課題研究的目的及論文主要內容1 HYPERLINK l _Toc4207820

10、32 1.4本章小結2 HYPERLINK l _Toc420782033 第2章 零件的工藝性分析3 HYPERLINK l _Toc420782034 2.1 零件的特性3 HYPERLINK l _Toc420782036 2.1.1 零件的工藝分析3 HYPERLINK l _Toc420782037 2.1.2 零件的材料分析4 HYPERLINK l _Toc420782039 2.2 沖壓工藝方案確實定4 HYPERLINK l _Toc420782040 2.2.1 工藝方案的擬定5 HYPERLINK l _Toc420782041 2.2.2 工序順序和組合5 HYPERL

11、INK l _Toc420782045 2.3 本章小結5 HYPERLINK l _Toc420782046 第3章 工藝參數(shù)的計算6 HYPERLINK l _Toc420782047 3.1 排樣圖確實定6 HYPERLINK l _Toc420782048 3.1.1 毛坯尺寸確實定6 HYPERLINK l _Toc420782049 3.1.2 搭邊值確實定7 HYPERLINK l _Toc420782050 3.1.3 條料寬度與導料板間距8 HYPERLINK l _Toc420782051 3.1.4 排樣及材料利用率9 HYPERLINK l _Toc420782052

12、3.2 沖裁力的計算10 HYPERLINK l _Toc420782053 3.2.1 落料工藝計算10 HYPERLINK l _Toc420782054 3.2.2 拉深工藝計算11 HYPERLINK l _Toc420782055 3.2.3 沖孔工藝計算11 HYPERLINK l _Toc420782052 3.3 沖壓設備的選擇12 HYPERLINK l _Toc420782054 3.3沖壓設備確實定13 HYPERLINK l _Toc420782058 3.4 模具壓力中心確實定13 HYPERLINK l _Toc420782058 3.5 防護罩沖壓工藝卡14 HY

13、PERLINK l _Toc420782059 3.6 本章小結14 HYPERLINK l _Toc420782060 第4章 模具設計15 HYPERLINK l _Toc420782061 4.1 模具結構15 HYPERLINK l _Toc420782061 4.2 模具的閉合高度16 HYPERLINK l _Toc420782063 4.3 導向方式的選擇16 HYPERLINK l _Toc420782066 4.4 沖模設計的平安措施 16 HYPERLINK l _Toc420782069 4.5 本章小結16 HYPERLINK l _Toc420782070 第5章 沖

14、模零件的設計17 HYPERLINK l _Toc420782073 刃口尺寸計算原那么17 HYPERLINK l _Toc420782074 5.2.凸、凹模具刃口尺寸計算17 HYPERLINK l _Toc420782076 模具結構設計21 HYPERLINK l _Toc420782073 5.3.1模具的結構圖21 HYPERLINK l _Toc420782074 5.3.2凸凹模具的設計基準23 HYPERLINK l _Toc420782073 5.3.3落料拉深凸凹模23 HYPERLINK l _Toc420782074 5.3.4拉深沖孔凸凹模24 HYPERLINK

15、 l _Toc420782073 5.3.5沖孔凸模25 HYPERLINK l _Toc420782074 5.3.6落料凹模26 HYPERLINK l _Toc420782074 5.3.7卸料裝置28 HYPERLINK l _Toc420782073 5.4沖孔凸模具的校核29 HYPERLINK l _Toc420782074 5.5螺釘?shù)膹姸刃：?0 HYPERLINK l _Toc420782071 5.6模具的工作過程31 HYPERLINK l _Toc420782077 5.7本章小結32 HYPERLINK l _Toc420782078 第6章 其他沖模零件的設計 P

16、AGEREF _Toc420782078 h 34 HYPERLINK l _Toc420782080 6.1定位零件的設計 PAGEREF _Toc420782080 h 34 HYPERLINK l _Toc420782081 6.2卸料、推件零件的設計 PAGEREF _Toc420782081 h 34 HYPERLINK l _Toc420782084 6.3模柄的設計 PAGEREF _Toc420782084 h 34 HYPERLINK l _Toc420782084 6.4凸模固定板的設計 PAGEREF _Toc420782084 h 34 HYPERLINK l _Toc

17、420782083 6.5緊固零部件的設計 PAGEREF _Toc420782083 h 35 HYPERLINK l _Toc420782085 6.6模架的設計 PAGEREF _Toc420782085 h 36 HYPERLINK l _Toc420782082 6.7導料板設計 PAGEREF _Toc420782082 h 36 HYPERLINK l _Toc420782084 6.8打桿長度計算 PAGEREF _Toc420782084 h 34 HYPERLINK l _Toc420782085 6.9本章小結 PAGEREF _Toc420782085 h 37 HYP

18、ERLINK l _Toc420782078 第7章 模具裝配 PAGEREF _Toc420782078 h 38 HYPERLINK l _Toc420782079 7.1模具裝配的內容和目的 PAGEREF _Toc420782079 h 38 HYPERLINK l _Toc420782080 7.2模具裝配的精度要求 PAGEREF _Toc420782080 h 38 HYPERLINK l _Toc420782082 7.3模架的裝配 PAGEREF _Toc420782082 h 38 HYPERLINK l _Toc420782083 7.4模具的整體裝配 PAGEREF _

19、Toc420782083 h 38 HYPERLINK l _Toc420782083 7.5本章小結 PAGEREF _Toc420782083 h 38 HYPERLINK l _Toc420782086 結論39 HYPERLINK l _Toc420782087 致謝40 HYPERLINK l _Toc420782087 參考文獻 PAGEREF _Toc420782087 h 41 HYPERLINK l _Toc420782088 附錄 PAGEREF _Toc420782088 h 42第一章 緒論1.1 國內外模具的現(xiàn)狀 在當前德國工業(yè)4.0帶動下，中國制造2025的趨勢中，

20、在此同時，毫不例外，模具行業(yè)也迎來了它的春天。在當今社會，在市場經濟的驅動下，全球化的開展模式下，對工業(yè)行業(yè)的開展起到了很大的推動作用。我國的差距主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 1.國內自配率只有80%左右。2.我國的制造周期太長，滿足不了工業(yè)上的要求。3.我國整個工業(yè)的氣氛比擬低迷，工廠的生產效率低。 4.我國工廠采用的管理水品相當?shù)穆浜螅蠖鄶?shù)還采用的是古老的傳統(tǒng)方法。在興旺國家，尤其是在德國和日本制造業(yè)水平很高，制造的精度也在全球范圍內處于領先的地位。1.2 國內外模具的開展趨勢未來在模具制造和模具材料上有科技革新后，模具行業(yè)會向超短制造時間1-3天完成一套模具，需要du /question/

21、_blank CAD以及智能化和電子信息化的相結合，模具本錢更低材料以及加工方式的改良，模具精度更高工藝的革新，朝著這幾個方面的開展。根據(jù)模具行業(yè)實際情況，我們以后應該在以下幾個方面做出重點的準備： 1.我國的法令法規(guī)應給做出明確的規(guī)定，對整個模具行業(yè)有很大的推動，在現(xiàn)在的工業(yè)4.0的根底上能對工業(yè)行業(yè)有很大的助推作用。加快體制改革，努力調整產業(yè)結構。3.我國的工業(yè)行業(yè)應給和其他的行業(yè)相結合，另外，我們應給走出去與國外的高端行業(yè)相結合來帶動我們的開展。 4.我們應給把這種學術精神帶到高等學校中，實現(xiàn)產學研相結合的模式，這樣可使的學校企業(yè)相結合的模式。 5.在現(xiàn)在的人工智能的根底上，我們應給和電

22、子信息化相結合。 6.在工業(yè)上面，我們也應給開展自己的標準，制造標準化。 7.要求人才強行業(yè)的精神。 電子信息化，機械化，計算機，3D打印等等新型行業(yè)對目前的模具行業(yè)起到了牽引帶動的作用。 1.3 課題研究的目的及論文內容本論文對防塵罩進行了沖壓的工藝分析與模具設計，詳細闡述了模具的設計過程，本論文的主要研究內容如下：1首先進行的是防護罩零件的工藝確定。 2沖壓模具的選擇，壓力機的選定。3模具的整體裝配過程分析，標準件的選取。1.4 本章小結 本章簡要介紹了模具行業(yè)目前的狀況以及開展確實，提對國內外的現(xiàn)狀進行了詳細的介紹，并對當前的國內外情況進行了比照分析。簡明扼要的介紹了課題的研究主題。第二

23、章 零件的工藝性分析在確定沖壓工藝之前，我們首先在老師給定的任務書的條件下，查閱大量的相關性的操作，我們可以借閱以前做過的內容，站在巨人的肩膀上，認真仔細的分析可靠性強的資料。工藝設計主要包括如下內容：任務要求，零件的特性，沖壓工藝方案，整體的過程的擬定這幾塊內容。2.1 零件的特性2.1.1 零件的工藝分析技術要求：1.材料：08F； 2.板厚：2mm；3.批量：大批量生產。圖2-1 防塵罩零件圖圖2-2 防塵罩三維圖采用沖壓工藝時考慮以下幾個方面：1沖裁件的精確度等級：IT10,模具精度IT8。2沖裁件的結構形狀最好對稱簡單。在模具加工的過程中可以有效地防止因為熱處理一家沖壓過程產生的尖角

24、處的開裂現(xiàn)象。同與此同時，還可以有效地減少在尖角處有效地磨損加工模具。2.1.2 零件的材料分析材料：08F 查閱?現(xiàn)代機械設計手冊? 第1卷 秦大同，謝里陽主編，第4篇機械工程材料，1.9.4優(yōu)質碳素結構鋼厚鋼板的鋼帶。表4-1-123 質碳素結構鋼厚鋼板的鋼帶。GB/T711-2021抗拉強度。 尺寸規(guī)格及允許偏差應符合GB/T709-2006。材料的物理性質和應用特性：深沖鋼，易于成型同時材料的均勻性較強，是一種碳含量非常低，并且參加了其他相關金屬元素的合金鋼。這種鋼沒有時效性，方便加工利用儲存。2.2 沖壓工藝方案確實定依據(jù)沖壓件防護罩的結構尺寸以及其他的相關要求所確定。同時也應給考慮

25、材料的物理性質。但在我們平時的加工中考慮以下幾方面： 1.首先我先對零件圖進行了詳細的分析，認真了解了它的尺寸結構，然后確定沖壓的型材。當防護罩工件的加工精度高時，我們相應的選取精度較高的模具，確定一套準確的加工工藝。2.緊接著我確定了整個沖壓過程中所采用的工序。3.最后我們可以采取額外的工序來完善加工所產生的缺陷。2.2.1 工藝方案的擬定在沖壓工藝性分析的根底上，我們應給首先發(fā)現(xiàn)工藝與模具設計的特點以及難點，通常比照每種方案各的優(yōu)缺點。 通過對零件圖的分析可知，該沖壓工藝需要三道加工工序:落料、沖孔、拉深，為了提高生產的效率，我們采用的是復合工序的復合模具。但是符合模具制造的要求精度很高，

26、整個模具的配合要求也高，這就要求模具的制造應有較高的精度,從而使得目前的工業(yè)加工模具出現(xiàn)的困難，使得整個的生產周期大大的延長了，對于整個模具行業(yè)的生產效率嚴重的滯后作用。2.2.2 工序順序和組合 根據(jù)零件圖的要求及大批量生產的要求采用落料，拉深，沖孔的工序。 依據(jù)這種加工條件，可以先確定三種工藝方案。第一種是單一工序的生產方案，第二種是落料拉深沖孔的復合模具，第三種是落料拉深沖孔的連續(xù)沖壓。 第一種方案結構簡單，需要多個模具，生產工序增多；第二種方案使用了一套模具實現(xiàn)了零件的加工，且尺寸與精度可以保證；方案三成品的防護罩精度低。故采用第二種方案。所以此模具類型定為復合式沖裁模具。2.3 本章

27、小結本文對零件的工藝、材料進行了詳細的分析，確定了工藝方案，對模具類型，操作與定位方式，卸料與出件方式，模具架類型及精度做了簡要的介紹說明。對整個的沖壓工藝有了比擬全面的認識。 工藝參數(shù)的計算3.1 排樣圖確實定該防滑罩工件為無凸緣圓筒形工件，根據(jù)數(shù)學方法可求得毛坯直徑。如圖3-1所示。其中相關的數(shù)據(jù)時：h=10mm,d=40mm,r=2mm。圖3-1防塵罩3.1.1 毛坯尺寸確實定坯料在加工后，邊緣出來毛刺，外表粗糙高，因此考慮是否增加修邊余量。修邊余量確實定過程： 確定修邊余量h：該件h=10mm,d=59mm所以h=h/d=10/59=0.169 3-1 因為h料厚=2mm故該件不需要增

28、加修邊余量。毛坯直徑的計算 毛坯直徑為： 3-2 經計算 =40mm =10mm =2mm 解 54mm 3.1.2 搭邊值確實定搭邊是指在坯料加工后排樣圖中條料所留下的工藝廢料。搭邊具有以下的作用是 保證了相鄰坯料之間的塑形變形和彎曲變形。從而提高了防護罩的加工精度，在另一方面，節(jié)省了材料。 表3-1 搭邊值確實定 單位：mm材料厚度圓形沖裁非圓形沖裁往復送料沖裁自動送料沖裁l100200l200300大于至abababababab普通鋼板沖裁件05112233.53445566887.0搭邊值的選取需要合理，不然可以引起上述的加工缺陷。搭邊值過大，材料的有效利用率將降低；搭邊值過小在加工中

29、表達不出其價值。我們在確定搭邊值時，必須考慮材料的性能以及沖件的形狀與尺寸和相關的精度、厚度、送料及擋料方式，卸料方式等。 搭邊值可以根據(jù)表3-1確定。 由模具鑄造的工件可以看出來，材料的厚度為2mm，為圓形沖裁，所以 取=1.5 =2.0搭邊值的數(shù)據(jù)詳細見3-2排樣圖。3.1.3 條料寬度與導料板間距 條料寬度與導料板間距和沖模具的送料定位方式息息相關，應根據(jù)結構的不同分別進行相應的計算。該防護罩采用的是導料板導向。 為了補償側面搭邊值，條料寬度應增加1個條料可能的擺動量值為條料和導料之間的間隙可按以下公式計算條料寬度為 (3-3) mm導料板間距離為： (3-4) mm式中 條料寬度方向沖

30、件的最大尺寸，取=49mm 側搭邊值，取 條料寬度的單向偏差，mm，見表3-2,取0.6，由條料寬度B取50100，材料厚度取12可知。 導料板和最寬條料之間見隙，mm，見表3-3。取0.5，由無側壓裝置，條料寬度B100,材料厚度t為15可知。表3-2 條料寬度偏差條料寬度材料厚度0.51122335約2020303050約5050100100150150200200300 表3-3 導料板與條料的最小間隙 單位：mm材料厚度無側壓裝置有側壓裝置條料寬度條料寬度100100200200300100100約11581511583.1.4 排樣及材料利用率合理的排樣是將考慮工件的加工質量，模具的

31、加工質量，以及生產的本錢。所以需要考慮提高材料的有效利用率，排樣使得生產加工方便，便于操作，盡量使得模具的使用壽命延長，要確保沖件的加工質量和精度的要求，根據(jù)零件的機構加工特點采用的是直排排樣。 圖3-2 排樣圖鋼板的規(guī)格選用的是2 mm800 mm3000 mm橫裁時的工件數(shù)量 n1 =3000/59=50條每個裁板上的工件數(shù)量 n2=(Ba)/s=(800-1.5)/55.5=14個 B鋼板寬度為800mm每張鋼板上的工件總數(shù)： n總=n1n2=5014=700個，算出了每張鋼板上的成型用料。 通過計算實際用于成型的材料即可得出材料的利用率。 = = 66.76%3.2 沖裁力的計算3.2

32、.1 落料工藝計算根據(jù)防護罩零件的結構以及相應的加工特點，我們選用的是復合模具。加工時，把零件從凸模具上取下來的力叫作卸料力，從凹模具內將零件順著沖裁的方向推出的力叫推件力，逆沖裁的方向頂出的力叫頂件力。計算公式如下：落料力F0=Lt 3-5 查閱?沖模設計手冊軟件版VR1.0? 目錄之常用沖壓模的設計計算-沖裁模具設計計算-設計計算向導-沖裁模具設計計算-力的計算可知。 上式中， L沖裁件的長度 t材料厚度 材料的抗剪性強度MPa考慮到沖裁的過程中壓力等等的不同，總的沖裁力在此根底上還的加30%。故0=1.3 Lt。為了便于估算，可取抗剪等于該材料強度極限b 的80%，即為 。方便計算，落料

33、力的計算還可以按照下式計算： (3-6) 3.2.2 拉深工藝計算 此模具為無壓料裝置的拉深模具，其凸凹模具間隙按下式確定Z=1.65 (3-7) 1t/D=2/540.10.3，且無凸緣，查表知：r凹=1.0t=2.02凸模具的圓角半徑等于零件的內圓角半徑。 3.確定拉深次數(shù) 1防護罩零件的拉深系數(shù)為 m總=d/D=40/54=0.741 3-8 在此計算中d，為防塵罩的外徑，D為落料毛坯直徑,具體見3.1.1毛坯尺寸確實定。2坯料的相對厚度為 t/D=3.7% 3-9由?沖壓成形工藝?由李體彬2021年編著第三章可知，拉伸的極限系數(shù) m1因為 m總=0.7410.65=m1所以零件可以一次

34、拉深成型。 防護罩采用的是一次拉深成型，那么有拉=dtb5923000.75=83367N 3-103.2.3 沖孔工藝計算沖孔力可按照前面公式3-5計算：F沖= Ltb102F卸、F推、F頂是表示卸料、推件、頂件的力。主要有材料性能、物理性能、材料厚度、模具的間隙、模具的精度、凸凹模具外表粗糙度、壓力機、人工操作過程、送料方式、導柱導套對這幾個因素產生影響。在工業(yè)中常用以下公式來計算： F卸=K卸F沖 3-11 F推=K推F沖 3-12 =F沖 3-13 查表3-4可知，材料為08AI-ZF，材料的厚度為2mm，選取0.52.5的區(qū)間,所以卸料力的系數(shù)分別為K卸=0.05，推件力的系數(shù)為K推

35、=0.06，頂尖力的系數(shù)為 K頂=0.055。因而可得 F卸 F推 表3-4 卸料力、推件力、頂件力系數(shù)材料及厚度mm)鋼鋁、鋁合金紫銅、黃銅綜上可得，復合模具總的沖壓力為F= F落+ + F沖+F卸+ F推 =208369N208369=270879N 系數(shù)1.3是考慮到實際工業(yè)生產中的一個修正系數(shù)。根據(jù)工業(yè)中的經驗一般可取K為1.3。3.3 沖壓設備確實定沖壓機的作用就是給整個沖壓模提供動力，來實現(xiàn)整個工藝流程。沖壓機的主要參數(shù)主要有由給定的工件的大小尺寸，以及精度所確定。查閱?沖模設計手冊軟件版VR1.0?目錄下-壓力機-壓力機的選擇-壓力機規(guī)格的選擇可知，選擇壓力機 JD21-100可

36、傾式壓力機。壓力機主要技術參數(shù)與規(guī)格如下：公稱壓力1000 KN ，滑塊行程130 mm，滑塊行程次數(shù)45 次/min-1 ， 最大封閉高度360mm，封閉高度調節(jié)量90 mm ， 立柱距離460 mm，工作臺板厚度 85mm，床身最大傾角 ，最小封閉高度220mm。3.4 模具壓力中心確實定模具壓力中心確實定的目的是保證整個沖壓模機構的正常工作運行。壓力機力的作用點必須要在模具的中心線上，這樣就會減少因為因為坯料的不平整所引起的加工缺陷，從而減少模具的損耗，以及保證了防護罩的加工精度，防止導柱導套的損壞，從而反過來影響壓力機的精度。由于該圓形防護罩，就是沖裁時壓力中心與零件的幾何中心重合。沖

37、模壓力中心的求法，可以采用數(shù)學上的幾何求法。該壓力中心就在圓心上。即為X0=0，Y0=0。3.5 防護罩沖壓工藝卡防護罩沖壓工藝卡工廠沖件工藝卡名產品型號零件名稱防護罩共一頁產品名稱零件型號第一頁材料牌號及規(guī)格材料技術要求毛坯尺寸/mm毛坯制件數(shù)毛坯質量輔助材料08F深沖鋼，易于成型均勻性強，合金鋼條料2803000700序號工序名稱工序內容加工工序簡圖設備工藝裝備備注1下料剪床裁板剪板機Q11-10002落料拉深落料拉深沖孔復合模壓力機JD21-100落料拉深沖孔復合模3沖孔落料拉深沖孔復合模壓力機JD21-100落料拉深沖孔復合模標記處數(shù)更改文件號簽字日期編制日期審核日期3.6 本章小結本

38、文主要首先對工件的排樣圖進行了確定，接著對零件所受的各種力進行了計算，主要包括落料力、卸料力、推件力、頂件力、沖孔力進行了詳細的計算，最后選取了壓力機和壓力中心確實定，最后確定了防護罩的沖壓工藝卡。 模具總體的設計4.1 模具結構模具的結構形式的合理確定，一定要考慮到沖壓件的結構特點、尺寸、工件精度要求、模具的磨損情況、生產批量、沖壓設備、條料大小、加工難易程度等。在滿足沖壓件質量以及精度要求的前提下，盡量減少工序和本錢，從而給模具行業(yè)帶來了經濟效益。 復合模具與級進模的區(qū)別是復合模所加工的零件的精度高，級進模的精度低。復合模在制造時，就可以做到產品的同心度、位置精度、孔距都控制在圖紙規(guī)定的范

39、圍內。而級進模那么在沖壓時，由于操作者的操作誤差，使得沖壓出來的產品的同心度、位置精度、孔徑出現(xiàn)誤差。復合模在沖壓時，所沖壓的產品需要從模具的上面取活，所以在操作時，操作者就要多了幾個動作，就不能連續(xù)沖壓；而級進模在沖壓時，那么可以連續(xù)沖壓，沖壓下來的產品、廢料，都從模具的下面漏下去，沒有停頓下來清理產品的動作。 所以，復合模還是級進模的選擇，要根據(jù)產品的精度、批量的大小等其他的具體情況而定。復合模對坯料的要求不太嚴格，也不需要持續(xù)的供料邊料角料等其他碎料都是可以利用的。模具結構如下圖：落料拉深沖孔凸凹模1-下 模 座 2-圓柱銷釘 3-拉伸4-沖孔凸凹模 5-螺釘 6-擋料銷 7-導套 8-

40、導柱 9-螺釘 10-推件塊 11-墊板 12-推板 13-螺釘 14-模柄 15-打桿 16-推板 17-沖孔凸模 18-定位銷 19-凸模固定板 20-落料拉深凸凹模 21-剛性卸料板 22-導料板 23-卸件塊 24-落料凹模 25-螺釘 26-螺釘 4.2 模具的閉合高度根據(jù)落料拉深沖孔圖凹模的結構圖可知，模具的閉合高度h是下模板厚度、上模板厚度、墊板厚度、凸凹模長度、凹模高度、凸模固定板的和。即為35+40+35+67+95+20=292mm.查所選設備的參數(shù)；壓力機的最大的閉合高度為360mm，最小閉合高度為270mm，那么模具的裝模高度應該滿足下式要求：360mm171mm220

41、mm,故滿足設計要求。 4.3 導向方式的選擇該復合模采用導柱導套的導向方式?？梢蕴岣叻雷o罩的加工精度。4.4 沖模設計的平安措施 模具在設計時就應該把保證人身平安的問題放在首要位置，它優(yōu)先于其他的一切。但是同時也應給模具滿足工序要求即可，不需要添加多余的功能；模具應當可以生產出合格成品，或半成品；模具應當以加工最簡單為設計原那么；盡量采用標準模架；盡量采用標準件。4.5 本章小結 本章主要介紹了模具總體的設計，首先寫了模具結構形式確實定，導向方式的選擇，沖模設計中應采取的平安措施。對模具的總體設計有了比擬詳細的了解。模具的設計計算 5.1. 刃口尺寸計算原那么對于沖裁來說，根據(jù)你是沖孔還是落

42、料，如果是沖孔基準選在凸模上，凹模按照間隙配做，間隙值根據(jù)你的材料種類及料厚有經驗取得。落料基準選在凹模上，凸模按照間隙配做。 為了使以凹模為基準的尺寸保持原有的精度，凹模的制造公差仍應控制在工件公差的1/4內。此時 那么各凸模刃口尺寸計算如下。 5.2 凸、凹模具刃口尺寸計算圖5-1刃口尺寸計算關系 查閱?沖模設計手冊軟件版VR1.0?目錄下-常用沖壓模的設計計算-沖裁模具設計計算-設計計算向導可得，表5-1 凸、凹模加工時的尺寸計算公式工序性質沖件尺寸凸模尺寸凹模尺寸 落料 沖孔 表格中符號的意義為： Dp，Dd落料凸，凹模刃口尺寸 dp，dd 沖孔凸，凹模刃口尺寸 D， d 落料件外徑和

43、沖孔件的根本尺寸 p，d凸凹模的制造公差，凸模按IT6，凹模按IT7詳見表5-2 Z最小最小沖裁間隙，詳見表5-3 x磨損系數(shù)，與沖件精度有關，詳見表5-42.按表中公式計算的刃口尺寸，可在圖紙上分別標注，零件精度IT10以上，X=1，工件精度IT14，X=0.5。為了保證沖模的間隙小于最大合理間隙Zmax，凸模和凹模制造公差必須 p+dZmax - Zmin即在計算中須驗證上式中選用參數(shù)關系表5-2 凸模具與凹模具制造公差公稱尺寸凸模具制造公差(-凸)凹模具制造公差(凹)181830308080120120180180260260360360500500 表5-3沖模具初始雙面間隙 mm材料

44、厚度08、10、35、09Mn、Q23516Mn40、5065MnZ最小Z最大Z最小Z最大Z最小Z最大Z最小Z最大表5-4 磨損系數(shù)部件精度IT10IT11IT13IT14X11落料刃口計算其中 D54, 0.120, Z最小0.22, X=1, g凸-0.02，g凹 D凹D-x)+g凹 (5-1) 54-1x0.120 D凸D凹-Z最小g凸 (5-2) 53.88-0.14驗證 g凸+g凹0.01Z最大-Z最小所以，符合要求。2. 拉深刃口計算其中 D40, 0.120, Z最小0.22, X=1, g凸-0.02，g凹 D凹D-x)+g凹 (5-1) 40-1x0.120 D凸D凹-Z最小

45、g凸 (5-2) 39.88-0.14驗證 g凸+g凹0.01Z最大-Z最小所以，符合要求。3沖孔尺寸計算其中d=10，=0.070，Z最小0.22，X=1，-g凸-0.032，g凹 d凸d+x)-g凸 10+0.07 d凹=(d凸+Z最小g凹 10.07+0.14驗證 g凸+g凹0Z最大-Z最小 4.沖裁模具刃口高度 取h=10mm表5-5 沖裁刃口形式及尺寸圖例特點適用場合直刃口強度好，孔口尺寸不隨刃口磨損增大尺寸h見表15形狀復雜或精度較高的零件，用于復合模具上出料洞口可采用線切割加工方法 表5-6 沖裁件刃口高度 mm料厚t0.5212244刃口高度h66-88-1010-1214 5

46、.3 模具結構設計5.3.1 模具的結構圖圖5-2 裝配圖5.3.2 凸凹模具的設計基準落料模具設計時，以落料凹模具刃口尺寸與沖件尺寸根本一致，作為設計基準尺寸，凸凹模具間隙靠減小凹模具刃口尺寸得到。沖孔模具設計時，以沖孔凸模具刃口尺寸和沖件尺寸根本一致，作為設計基準尺寸，凸凹模具間隙靠增大凹模具刃口尺寸得到。沖裁模具的凸、凹模具在沖制中均有磨損。而使沖裁間隙增大，故設計模具時，一般應依照磨損的規(guī)那么選擇最小合理間隙值。 5.3.3 落料拉深凸凹模本模具為落料拉深凸凹模，所以落料模具實際上既是落料的凸模也是拉深的凹模。不能按單一模具來設計。其長度應根據(jù)落料凸模的要求計算，壁厚根據(jù)落料凸模和刃口

47、尺寸和拉深凹模直徑計算。此處落料凸模采用有固定卸料板的凸模，長度可按效果那個是計算：式中：L-上凸凹模的長度，mm； -固定板的厚度，mm -卸料板的厚度，mm。 Y-附加長度，包括凸模人口的修磨量、凸模進入凹模的深度、凸模固定板與卸料板的平安距離。在此固定板的厚度取值為=35mm。對與卸料板沖模設計手冊，根據(jù)其料厚度t=2mm，卸料板寬度的凹模外徑相當。取其寬度為B=200，那么卸料板厚度取為=18mm。附加長度取值為Y=42.那么落料拉深凸凹模的總長度為：。落料拉深凸凹模的局部壁厚為這局部的高度取值為37mm。保證拉深件所需的深度10mm，再附加一定的長度。其余局部的壁厚取10.13mm。

48、經過計算落料拉深凸凹模的結構如下圖：圖5-3 落料拉深凸凹模5.3.4 拉深沖孔凸凹模因為本模具為復合模具，所以落料模具實際上也是拉深的凸模、沖孔的凹模。不能按單一模具來設計。拉伸沖孔凸凹模的長度根據(jù)拉深凸模的要求進行計算。根據(jù)模具結構，拉伸沖孔凸凹模的長度可由落料拉深凸凹模的拉深凹模、卸件塊長度，附加長度，底座長度相加取得。落落料拉深凸凹模的拉深凹模、卸件塊長度考慮到零件的壁厚那么為16mm。附加長度查閱?沖模設計手冊軟件版VR1.0?目錄下-常用沖壓模的設計計算-沖裁模具設計計算-設計計算可知附加長度為35mm，底座高度為16mm。由此可得拉伸沖孔凸凹模的長度為 。拉深沖孔凸凹模做沖孔凹模

49、的局部壁厚為 。 所以刃壁局部的厚度取值為14.45mm，其余局部壁厚64-12.2/2=25.9mm.經過計算拉伸沖孔凸凹模具的結構如下圖：圖5-4 拉伸沖孔凸凹模5.3.5 沖孔凸模我們查閱?最新模具標準應用手冊?楊占堯主編，第六章沖模工作零部件的標準與應用。由機械標準JB/T5826-2021，圓柱頭縮桿圓柱凸模。沖孔凸模就是在拉深沖孔凸凹模上進行沖孔。凸模即為沖孔凸模，其長度應根據(jù)模具的結構確定。當采用固定卸料板時，其凸模長度的計算公式為： 式中： 凸模長度，mm 凸模固定板的厚度，mm； 卸料板厚度 導料板厚度 增加長度，包括凸模的修磨量等，凸模進入凹模的深度0.51mm 查閱?沖模

50、設計手冊軟件版VR1.0?目錄下-常用沖壓模的設計計算-沖裁模具設計計算-設計計算知，沖孔凸模進入下拉伸沖孔凸凹模的深度取為1mm，那么h14-2-111 mm。由此可得凸模的長度為 。為增加凸模的強度，可設計成階梯式沖頭段的直徑為，此段的長度為61 mm；第二段直徑為25 mm，長度為36 mm；第三段的直徑為22mm，長度為2mm，第四段與凸模固定板配合，直徑取為32 mm，長度為6 mm。模具結構如下圖：圖5-5 沖孔凸模具5.3.6 落料凹模落料凹模具同時也是拉深沖孔凸凹模和卸件塊的固定座。 查閱?沖模設計手冊軟件版VR1.0?目錄下-常用沖壓模的設計計算-沖裁模具設計計算-設計計算知

51、，凹模壁厚由落料件的直徑為40mm，沖件料寬為54mm，料厚為t2mm，可取凹模壁厚為33mm。 凹模厚度h可根據(jù)沖裁力選取。由沖裁力為83367N，考慮到此模具為落料拉伸沖孔凸凹復合模，落料凹模的內腔必須與拉伸沖孔凸凹模的高度相匹配。可得凹模厚度為h70mm。凹模的外形尺寸，一般有矩形和圓形，本設計落料凹模為矩形。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確定。落料凹模的外形尺寸為凹模壁厚和凹模刃口尺寸的總和，考慮到本模具為復合模，凹模的內腔后期會根據(jù)拉深凸凹模的尺寸進行修改。圖5-6凹模厚度刃壁高度的計算方法，垂直于凹模平面的刃壁，其高度可按以下規(guī)那么計算： 沖件料厚t3 m

52、m，3 mm； 沖件料厚t3 mm,=t。由零件料厚為t2 mm,可得刃壁高度3 mm。其結構形式如下圖。圖5-7落料凹模具5.3.7 卸件裝置卸件裝置的作用：該卸件裝置的作用是由卸件塊的推動實現(xiàn)防護罩零件的向上卸料。工作原理是：螺栓一端通過下模座，在另一端固定在卸件塊上，在中間的螺柱上套有彈簧，在壓力機的驅動下，帶動上模座向下運動，從而推動落料拉深凹模向下運動。在完成拉伸沖孔時，卸件塊對彈簧是壓縮的，當上模座向上移動時，彈簧釋放彈力，從而將防護罩零件向上卸下。卸件塊的結構設計如下，主要考慮到了它與拉伸沖孔凸凹模的配合以及方便卸下防滑罩零件。從模具結構可以看出，其長度可由拉深凸凹模拉伸段長度與

53、防滑罩零件長度、固定在螺栓上的長度、附加長度確定?？捎邢率竭M行計算 式中： 其長度可由拉深凸凹模拉伸段長度與防滑罩零件長度、固定在螺栓上的長度取為21mm；,其中由防滑罩零件的拉深長度為10mm，固落在拉伸沖孔凸凹模上的長度為8mm，由拉伸沖孔凸凹模此段拉深長度16mm可知，=8mm,為了減輕卸件塊的重量把段設計成階梯狀，方便加工。所以=13mm。 其中，該段的外口尺寸應與落料拉深凸凹模相等，所起直徑為60mm。 固定在螺栓上的長度，mm；考慮到彈簧的單利以及螺栓的緊固性，該段的長度查閱?沖模設計手冊軟件版VR1.0?目錄下-常用沖壓模的設計計算-沖裁模具設計計算-設計計算可知為10mm； 附

54、加長度，查閱?沖模設計手冊軟件版VR1.0?目錄下-常用沖壓模的設計計算-沖裁模具設計計算-設計計算知，那么=10mm。由此可得凸模的長度為 。 圖5-8卸件塊5.4 沖孔凸模具的校核在沖壓的過程中，凸模具承受了全部壓力，但是在卸料的時候，又承受有拉應力。這種拉深和壓應力的反復交替進行。因為凸模具的截面比擬小，所以必須進行強度的校核。為了提高凸模具的強度。我應用了?沖模具設計手冊軟件版R1.0?對凸模具進行強度和長度的校核。由于凸模具的材料為T10A，它具有很好的硬度、強度，又對它進行熱處理，運用?沖模具設計手冊軟件版R1.0?進行校核計算，其結果是符合條件的。如下圖： 沖模設計手冊軟件版工作

55、界面，凸模校核界面 圖5-9 凸模強度校核由沖件材料的厚度為2mm，沖孔的直徑為10mm，抗拉強度為800Mpa，許用壓應力為500Mpa，校核的凸模的平均壓應力為640Mpa，所以校核合格。 圖5-10 凸模長度校核由材料的厚度為最大的厚度為32mm，材料的厚度為2mm，材料的抗剪切強度為150Mpa，系數(shù)c的取值為0.4，其中c=0.4，其中應用到的公式為：，校核過程如下圖。5.5 螺釘?shù)膹姸刃：寺葆斣谑褂玫倪^程中既承受橫向載荷，又承受軸向載荷，但在此中主要是軸向載荷。我們用?沖模設計手冊軟件版VR1.0?目錄下-沖壓模具常用零件設計計算-設計計算向導-螺釘，可得到其計算公式為 式中 P一

56、個螺釘?shù)脑S用負荷(KN); 螺釘?shù)淖钚≈睆?); 許用應力(MPa).緊固螺釘,其材料為35#,取=100MPa,那么許用負荷列于下表.表5-7 緊固螺釘?shù)脑S用負荷單位：kNM6 M8 M10 M12 M1625固定螺釘，P=,所以滿足強度要求。 對于卸料螺釘,取=80MPa,那么許用負荷列于下表. 表5-8 卸料螺釘?shù)脑S用負荷單位：kNM6 M8 M10 M12 M1611 對于卸料螺釘， 經過以上的校核,固定螺釘及卸料螺釘?shù)膹姸仁嵌紩M足要求的。 5.6 模具的工作過程圖5-11 裝配圖1.沖壓時條料在導尺中通過，通過落料拉深凸凹模具20和落料凹模具24進行落料。2.上模具座下降時，由落料

57、拉深凸凹模具20和拉深凸模具3完成拉深。3.當落料拉深凸凹模具20將零件拉伸到一定高度時，沖孔凸模具17對零件進行沖孔。4.沖制完成后，沖孔廢料直接落下，而零件那么有推件塊9進行推出。5.7 本章小結本章著重講述了模具的設計計算，分別介紹了沖裁間隙確實定，設計計算了凸凹模具刃口尺寸的計算，接著模具結構的設計，分別對落料拉深凸凹模、拉伸沖孔凸凹模、沖孔凸模、落料凹模進行了設計計算。接著對凸凹模的固定以及沖孔凸模為例進行了強度和長度的校核，還對螺釘進行了強度的校核。最后對整套模具的工作過程進行了簡單明了的介紹。其他沖模零件的設計6.1 定位零件的設計零件在使用、工作時，是有安裝基準、工作基準的，零

58、件的其它要素圓、平面，等對基準是有精度要求的，只有滿足要求才能正常運轉、工作。因此零件在加工時，必須要定位，必須要選擇合理的定位，才能到達圖紙尺寸公差、形位公差的精度要求，從而滿足使用。在沖壓模中用到的定位零件有擋料銷、導柱導套、緊定螺釘?shù)?。在該模具中使用的是擋料銷，擋料銷是作用是用來保證條料在運送的過程中前后定位的，保證毛坯的良好生成。6.2 卸料、推件零件的設計考慮到加工出來的防護罩零件的精度以及卸料板的平行度，使得卸料更加的流暢。在這個模具中同一型號的卸料螺釘必須保持相同的參數(shù)。還的保證螺釘孔的深度也是相同的。該卸料螺釘所選取的是圓柱頭卸料螺釘。國家標準GB/T70.2-2000可得，其

59、公稱尺寸為尺寸為1270M10。卸料裝置有剛性卸料板和彈性卸料板兩種類型。另外沖孔所產生的廢料也是廢料的一種它從下模座的孔中掉出。彈性卸料板卸料力小，沖件質量較好，平直度較高，有壓料作用，沖裁質量好。剛性卸料裝置工作時，不能將被沖材料壓住，所以工件會發(fā)生明顯的翹曲現(xiàn)象，但卸料力大。常用于較厚且精度要求不高的工件沖裁模中，適用于防塵罩模具。剛性卸料時與凸模單面間隙取0.20.5Z2配合。其外形尺寸同凹模相同，內形尺寸與凹模孔形狀根本相同，和凸模間有一定間隙，材料為45鋼。 剛性卸料板的外形尺寸與落料凹模的相同。剛性卸料板的厚度為凹模厚度尺寸的0.8倍。由此可得為56mm。推件裝置分為剛性和彈性兩

60、種，剛性推件不起壓料作用，但推件力大。在本復合模中使用的是剛性推件，其中推件裝置有打桿，推板，推桿。6.3 緊固零部件的設計在本次沖模中使用的緊固零件有螺釘和銷釘，其中螺釘既起到了緊固作用，也起到了定位的作用，在此模具中銷釘?shù)淖饔檬怯脕砉潭ㄗ饔?。其中螺釘?shù)倪x擇要考慮到所承受的強度；銷釘主要根據(jù)孔的大小選擇，滿足定位即可。根據(jù)國家標準GB3103.1-8可得螺釘?shù)男肷疃群弯N釘?shù)呐浜仙疃纫话銥楣Q直徑的1.52倍；由國家標準GB/T70.2-2000知銷釘與銷孔之間采用H7/m6配合。6.4 模柄的設計模柄的作用是把上模固定在壓力機的滑塊上，同時使模具中心通過滑塊的壓力中心。查閱?沖模具設計手冊