優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 QQ97666224 方孔扳手沖壓模具設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 方孔扳手沖壓模具設(shè)計(jì) 系 部 現(xiàn)代制造工程系 專(zhuān) 業(yè) 名 稱 模具設(shè)計(jì)與制造 班 方孔扳手沖壓模具設(shè)計(jì) 摘 要 本套模具是方孔扳手，材料為 Q235 鋼，厚度 t=2mm。 采用倒裝復(fù)合模來(lái)加工零件。此種模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，工作過(guò)程相對(duì)單工序模具更安全可靠。而后在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要依次計(jì)算毛坯尺寸，計(jì)算出沖裁時(shí)的沖壓力、卸料力、推件力 ，然后確定模具的壓力中心，根據(jù)前面所計(jì)算出的內(nèi)容選擇壓力 機(jī)和確定沖模的閉合高度，再確定模具的凸、凹模形狀和尺寸，最后設(shè)計(jì)出擋料銷(xiāo)、卸料板、推件裝置、彈性元件、導(dǎo)柱、導(dǎo)套和模柄等模具的主要零部件，同時(shí)畫(huà)出詳細(xì)的零件圖及裝配圖，從而完成整套模具的設(shè)計(jì)工作。 關(guān)鍵詞 ： 方孔扳手 ； 沖壓 ；模具設(shè)計(jì) I 目 錄 1 緒論 . 1 1.1 模具發(fā)展的現(xiàn)狀及趨勢(shì) . 1 1.2 相關(guān)模具制造 . 1 2 材料分析和模具結(jié)構(gòu)的確定 . 2 2.1 工藝分析 . 2 2.2 工藝方案的確定 . 2 2.3 毛坯形狀，尺寸和下料方式的確定 . 3 2.4 排樣和材料的利用率 . 4 2.5 沖模結(jié)構(gòu)的確定 . 5 3 主要數(shù)據(jù)的計(jì)算 . 7 3.1 各部分工藝力計(jì)算 . 7 3.1.1 落料力 的計(jì)算 . 7 3.1.2 卸料力 的計(jì)算 . 7 3.1.3 推件力的計(jì)算 . 7 3.2 工作部分尺寸計(jì)算 . 8 3.2.1 落料刃口尺寸計(jì)算 . 8 3.2.2 沖孔凸模與凹模刃口尺寸的計(jì)算 . 9 3.3 凸模凹模主要尺寸的計(jì)算 . 10 3.4 凸模強(qiáng)度的校核 . 13 3.4.1 凸模承壓能力的效核 . 13 3.4.2 抗縱向彎曲應(yīng)力的效核 . 14 4 主要工作部分的形式選擇 . 15 4.1 凸模固定形式的選擇 . 15 4.2 凹模的選擇 . 15 4.2.1 凹模結(jié)構(gòu)形式的選擇 . 15 4.2.2 凹模刃口形式的選擇 . 15 4.3 凸凹模的選擇 . 16 II 5 沖裁設(shè)備的選擇與驗(yàn)算 . 17 5.1 沖裁設(shè)備的選擇 . 17 5.2 沖裁功的驗(yàn)算 . 18 5.3 壓力中心的確定 . 19 5.4 閉模高度的計(jì)算 . 19 6 其它零件的設(shè)計(jì)與選擇 . 21 6.1 彈性元件的計(jì)算 . 21 6.2 定位零件的設(shè)計(jì) . 21 6.3 卸料裝置的設(shè)計(jì) . 22 6.4 推件裝置的設(shè)計(jì) . 23 6.5 凸凹模固定板的設(shè)計(jì) . 24 6.6 墊板選用 . 24 6.7 導(dǎo)柱導(dǎo)套的布置和選用 . 25 6.8 模柄的選用 . 26 6.9 模具主要零件的材料的選用 . 26 7 模架選擇 . 28 8 模具工作原理及總裝圖 . 29 8.1 模具的工作原理 . 29 8.2 模具總裝圖 . 299 結(jié)論 . 31 致謝 . 32 參考文獻(xiàn) . 33 II 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 QQ97666224 1 1 緒論 1.1 模具發(fā)展的現(xiàn)狀及趨勢(shì) 在當(dāng)下的現(xiàn)代化生產(chǎn)中，模具已經(jīng)發(fā)展成為了我國(guó)的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一，其成型具有自重輕、剛度大、強(qiáng)度高、互換性好、成本低、生產(chǎn)過(guò)程便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。 模具制造工藝是一門(mén)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男枰夹g(shù)的課程。任何模具零件的工藝路線和所采用的工藝方法生產(chǎn)條件密切相關(guān)，在處理工藝技術(shù)問(wèn)題時(shí)一定要理論聯(lián)系實(shí)際。對(duì)于同一個(gè)加工零件，在不同的生產(chǎn)條件下可能采用不同的工藝路線和工藝方法達(dá)到工作的技術(shù)要求。 CAD/CAE/CAM 的廣泛應(yīng)用，顯示了用信息技術(shù)帶動(dòng)和提升模具行業(yè)的優(yōu)越性。 在 CAD 的應(yīng)用反面，已經(jīng)超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級(jí)階段，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NC 編程和 CAD/CAM 的集成提供了保證。 1.2 相關(guān)模具制造 （ 1）模具的制造：指在相應(yīng)的制造裝備工藝和條件下，直接對(duì)模具構(gòu)件的材料（一般為金屬材料）進(jìn)行加工，以改變其尺寸、相對(duì)位置和形狀；使之成為符合要求的構(gòu)件，再將這些構(gòu)件經(jīng)配合、定位并固定裝配成模具的過(guò)程。這一過(guò)程，是通過(guò)按照各種工藝和工藝過(guò)程管理、工藝順序進(jìn)行加工、裝配來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 （ 2）模具制造技術(shù)：就是運(yùn) 用各類(lèi)生產(chǎn)工藝裝備和加工技術(shù)，生產(chǎn)出各種特定形狀和加工作用的模具，并使其應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中和一系列工程應(yīng)用技術(shù)。它包括：產(chǎn)品零件的分析技術(shù)、模具的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)、模具的質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)、模具的裝配、調(diào)試技術(shù)和模具的使用、維護(hù)技術(shù)等。 （ 3）模具的制造過(guò)程：模具制造過(guò)程可分為模具與制造工藝設(shè)計(jì)，生產(chǎn)準(zhǔn)備和加工，裝配、試模三個(gè)階段。生產(chǎn)管理部門(mén)，車(chē)間進(jìn)行。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 QQ97666224 2 2 材料分析和模具結(jié)構(gòu)的確定 圖 2-1 零件圖 工件名稱：方孔扳手 生產(chǎn)批量：大批生產(chǎn) 材 料： Q235 材料厚度： 2mm 2.1 工藝分析 該零件是長(zhǎng)方形的軸對(duì)稱工件，總體上結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。沖裁件為 Q235 鋼板，是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的可沖壓性能 ， 沖裁件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但內(nèi)外有尖銳角；零件圖上尺寸均未標(biāo)注偏差，屬未注公差尺寸，可按 IT4 精度等級(jí)確定工件尺寸的公差： 67 0-0.74、 8+0.360、 87 0-0.87、 200-0.52、 250-0.52。 2.2 工藝方案的確定 在沖裁工藝分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的基礎(chǔ)上， 根據(jù)沖裁件的特點(diǎn)確定工藝方案。工藝方案分為沖裁工序的組合和沖裁順序的安排。 方案一：采用單工序模具，即先落料后沖孔，需兩套模具； 方案二：采用復(fù)合模具，即一次完成落料沖孔工序，只需要一套模具； 方案三：采用級(jí)進(jìn)模具，即先沖孔再落料，只需要一套模具。 三種方案的比較見(jiàn)表 2-1 所示： 3 表 2-1 三種方案的比較 模具種類(lèi) 比較項(xiàng)目 單工序模 復(fù)合模 級(jí)進(jìn)模 沖件精度 較低 高 一般 生產(chǎn)效率 較低 較高 高 生產(chǎn)批量 適合大、中、小批量 適合大批量 適合大批量 模具復(fù)雜程度 較易 較復(fù) 雜 復(fù)雜 模具成本 較低 較高 高 模具制作精度 較低 較高 高 模具制造周期 較快 較長(zhǎng) 長(zhǎng) 模具外形尺寸 較小 中等 較大 沖壓設(shè)備能力 較小 中等 較大 工作條件 一般 較好 好 由于這樣一個(gè)工件按單工序模具來(lái)加工，則需兩個(gè)工序，即需要兩套模具，兩臺(tái)設(shè)備，模具制造費(fèi)用大，生產(chǎn)效率低，且不容易保證尺寸精度，操作不便，也不夠安全。所以方案一不合理。若采用模具級(jí)進(jìn)則模具制造難度加大，工件的尺寸也不容易保證，生產(chǎn)效率也不高，所以方案三也不合理。而采用復(fù)合模制沖件時(shí)，由于這個(gè)工件的結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜而且 軸對(duì)稱，復(fù)合模的成本不是太高，制造的難度也不大，容易保證尺寸的精度，操作也方便，安全性好，生產(chǎn)效率高。綜上分析，沖裁件尺寸精度不高，尺寸不大，形狀不復(fù)雜，定位要求不高。根據(jù)材料厚度（ 2mm）特點(diǎn)：沖模有較高的生產(chǎn)率，生產(chǎn)批量大，沖裁件的平直度要求不高，所以綜合考慮，對(duì)以上三種模具特點(diǎn)的比較后，方案二比較合理。所以采用方案二的復(fù)合模。 2.3 毛坯形狀，尺寸和下料方式的確定 由于該工件是不規(guī)則圖形，最大尺寸是落料的長(zhǎng)度，且生產(chǎn)批量大，所以為了送料方便快速，坯料可以用條料，寬度應(yīng)比工件的最大寬度大兩個(gè)單邊搭邊值 ，兩沖裁件也應(yīng)留一個(gè)最小的搭邊值，以保證沖裁出完整的工件，避免殘缺工件的產(chǎn)生。提高坯料的利用率，提高生產(chǎn)效率和工件質(zhì)量。 條料寬度的尺寸計(jì)算與條料送進(jìn)時(shí)模具上有無(wú)側(cè)壓裝置及是否有側(cè)刃有關(guān)，本套模具中沒(méi)有側(cè)壓和側(cè)刃裝置，則條料寬度的計(jì)算按下式： 4 adb 2 （ 2-1） 式中： b -條料的寬度（ mm） ； d -工件的最 大寬度 d =87mm； a -沖裁時(shí)留的最小搭邊值 a =2mm； 則 :b=87mm+22mm=91mm 條料的送料步距按下式： 1adh （ 2-2） 式中： h -送料步距（ mm） ； 1a -最小搭邊值（ mm） 1a =2mm； 則 ： h=25mm+2mm=27mm 2.4 排樣和材料的利用率 排樣的方法有：有廢料排樣，少?gòu)U料排樣和無(wú)廢料排樣三種，一般沖裁時(shí)產(chǎn)生的廢料分兩種，一種是沖孔的廢料和材料尾部余料，這種廢料的產(chǎn)生與排樣無(wú)關(guān)，而只與零件的結(jié)構(gòu)有關(guān)，稱之為結(jié)構(gòu)廢料；另一種是料頭、前、中、側(cè)面的搭邊，與搭邊選用及工藝方法有關(guān)，稱之為工藝廢料。所以要提高材料的利用率就要合理排樣，盡可能地減少工 藝廢料。工件的排樣如下圖 2-2 所示： 圖 2-2 排樣圖 由于工件的形狀和結(jié)構(gòu)的限制這里采用有廢料排樣的方法，排樣時(shí)為保證工件的質(zhì)量要求而留有搭邊值，其值在前面已經(jīng)查出。那么材料的利用率按式： = %100/1 BAnF （ 2-3） 5 式中 ： -條料的材料利用率； n-條料上沖件總數(shù)，此 取 n 37； F1-工件實(shí)際面積（ mm）； A-條料長(zhǎng)度（ mm）此取 A 1000mm； B-條料寬度 （ mm） B 91mm。 則： =371691/100091100%=72.4% 2.5 沖模結(jié)構(gòu)的確定 首先從上面我們已經(jīng)確定這是一套復(fù)合模，分析這個(gè)沖件可知，它是一個(gè)不規(guī)則圖形形且是軸向?qū)ΨQ的沖件，而且最大尺寸可直接通過(guò)落料得到，內(nèi)孔的沖裁又會(huì)產(chǎn)生廢料，所以總體上應(yīng)將落料的凹模固定在上模座上，而沖孔的凹模固定在下模座上，這樣先完成落料，再隨著模具的 繼續(xù)動(dòng)作完成沖孔，而沖孔產(chǎn)生的廢料可以通過(guò)與沖孔凹模相通的通孔直接排出模具外。又由于條料只有 2mm，較薄，而且沖壓件較小，質(zhì)量要求一般，屬于普通沖裁，所以可以用彈性卸料裝置進(jìn)行卸料，同時(shí)可以利用彈性裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)沖裁前凸凹模與卸料板的壓力來(lái)完成壓料動(dòng)作，以保證工件的平整度。又由于毛坯以條料的形式送進(jìn)模具，生產(chǎn)量又大，所以可用兩個(gè)導(dǎo)料銷(xiāo)和一個(gè)擋料銷(xiāo)來(lái)完成條料送進(jìn)時(shí)的正確定位和均勻正確的送料步距，同時(shí)由于沖件結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，沖件又小，所以用手動(dòng)送料即可。在上下模座的導(dǎo)向方式上，考慮到?jīng)_件的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，尺寸精度要求較一般 ，而且是大量的生產(chǎn)，應(yīng)盡量能提高模具的使用壽命，可以用導(dǎo)柱和導(dǎo)套配合的形式來(lái)完成上下模正確的沖裁定位。再根據(jù)下面的倒、順裝復(fù)合模的比較，最后確定，整套模具采用倒裝的形式。 具體特點(diǎn)的比較如下表 2-2： 表 2-2 倒、順裝復(fù)合模的比較 比較項(xiàng)目 倒裝復(fù)合模 順裝復(fù)合模 工作零件 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 采用頂桿、頂桿自上模（凹模）內(nèi)推出，下落到模具工作面上 采用彈頂器自下模（凹模）內(nèi)頂出至模具工作面上 沖裁件 的平整度 較差 較好 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 QQ97666224 6 廢料排除 廢料凸模內(nèi)積聚到一定程度后，便從下模部分的漏料孔或排出槽排出 廢料不在凸凹模積聚。壓力機(jī)回程時(shí)及從凸凹模內(nèi)推出 凸凹模的強(qiáng)度和壽命 凸凹模承受的漲力太大，凸凹模的最小壁厚應(yīng)嚴(yán)格控制，否則會(huì)漲裂 受力情況比倒裝復(fù)合模好，但 凸凹模的內(nèi)形尺寸易磨損增大，壁厚可比倒裝的薄 生產(chǎn)操作 廢料自漏料孔中排出，有利于清理模具的工作面，生產(chǎn)操作較安全 廢料自上而下?lián)袈洌凸ぜ黄饏R聚在模具工作面上，對(duì)生產(chǎn)操作不利 適應(yīng)性 沖裁件平整要求不高，凸凹模強(qiáng)度足夠時(shí)采用。凸凹模尺寸較大時(shí)， 可直接固定要下模上，不用固定板 適用于薄料的生產(chǎn)，平整度要求較高，以及壁厚較小，強(qiáng)度較差的凸凹模 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 QQ97666224 7 3 主要數(shù)據(jù)的計(jì)算 3.1 各部分工藝力計(jì)算 由于本工件的材料較薄，且工件的尺寸較小，所需的沖裁力不大，一般沖裁設(shè)備即可滿足所用的力，不需要采取降低沖裁力的措施，采用平刃沖裁即可。以下沖裁力的計(jì)算按平刃沖裁時(shí)的式子進(jìn)行計(jì)算。 3.1.1 落料力的計(jì)算 落料力計(jì)算： LtF 3.1落（ 3-1） 式中： F 落 -落料力（ N）； L-工件外輪廓周長(zhǎng) L=392mm； T-材料厚度 t=2mm； -材料抗剪強(qiáng)度 查表 得 ： MPa450 。 則： F=1.31992392=203KN 3.1.2 卸料力計(jì)算 落卸卸 FKF （ 3-2） 式中： 卸K-卸料力因數(shù)，卸K=0.05。 則： F=0.05（ 203+33） =11.8KN 3.1.3 推件力的計(jì)算 推件力： 按式 3-3： 切推推 FnKF （ 3-3） 式中： 推K-推件力因數(shù)，其值由書(shū)中查得推K=0.55； N-工件在凹模內(nèi)的個(gè)數(shù)，取 n=1； 則： F 推 =30.055（ 203+33） =39KN 當(dāng)采用剛性卸料和下出件的模具（如剛性卸料的單工序?；蚣?jí)進(jìn)模等）時(shí)： 推總 FFF （ 3-4） 當(dāng)采用彈壓卸料和下出件的模具（如彈壓卸料的單工序模、級(jí)進(jìn)?；蛏夏們?yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 QQ97666224 8 性推料的倒裝復(fù)合模等）時(shí)： 卸推總 FFFF （ 3-5） 用倒裝復(fù)合模沖裁時(shí)，卸F與落料有關(guān)，推F與沖孔有關(guān)。 當(dāng)采用彈壓卸料和上出件的模具（如上模彈壓卸料、下模彈頂出件的單工序或上模剛性推料的正裝復(fù)合模等）時(shí)： 卸頂總 FFFF （ 3-6） 此時(shí)，卸F與落料有關(guān)，單工序模的頂F與落料力有關(guān)，正裝復(fù)合模中與沖孔力及落料力都有關(guān)。 而本零件則采 用彈性卸料和下出件的模具，則采用式 3-6。 故由上數(shù)值計(jì)算得 總的沖裁力 ： 總F=287KN 3.2 工作部分尺寸計(jì)算 3.2.1 落料刃口尺寸計(jì)算 沖裁件的尺寸精度主要決定于模具的刃口尺寸精度，凸模與凹模刃口尺寸和公差，直接影響沖裁件的尺寸精度，模具的合理間隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度來(lái)保證。正確確定模具刃口尺寸及其制造公差，是設(shè)計(jì)沖裁模主要任務(wù)之一。 圖 3-1 凹 模刃口圖 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 QQ97666224 9 落料模設(shè)計(jì)時(shí)，以落料凹模刃口尺寸與沖件尺寸基本一致，作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)尺寸，凸、凹模間隙靠減小凸模刃口尺寸得到。由于模具在沖裁過(guò)程中不斷被磨損，致使凹模刃口尺寸逐漸增大，故設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選用接近或等于工件的最小極限尺寸作為凹模刃口尺寸。 在選擇凸、凹模刃口尺寸公差時(shí)，應(yīng)依照沖件的精度要求，以經(jīng)濟(jì)合理為原則。一般模具精度應(yīng)比沖件精度要求至少高兩個(gè)級(jí)別。 按書(shū)中表得沖裁模刃口雙面間隙， Zmin=0.246， Zmax=0.360。 工件的未注公差尺寸按 IT14 級(jí) 凹模磨損后變大的尺寸： A1 A3 A4 刃口尺寸計(jì)算公式： AA=（ AMAX-X） +A0 式中： AA-相應(yīng)的凹模刃口尺寸； AMAX-工件的最大極限尺寸； -工件公差； 查表得： X1=X2=X4=0.5 A1A=（ 87-0.50.87） 1/40.87=86.565+0.2175mm A3A=（ 25-0.50.52） 1/40.52 =24.74+0.13mm A4A=（ 20-0.50.5） 1/40.52=19.74+0.13mm 凹模磨損后不變化的尺寸： A2A 刃口尺寸計(jì)算公式： CA=（ C-0.5） +-0.5A CA2=（ 67-0.50.74） +-0.50.741/4mm =66.63+-0.0925mm 查表得 : Zmin=0.246mm Zmax=0.360mm 凸模刃口尺寸按凹模實(shí)際尺寸配制，保證雙面間（ 0.246 0.360） mm。 3.2.2 沖孔凸模與凹模刃口尺寸的計(jì)算： 凸模與凹模刃口 尺寸和公差，直接影響沖裁件的尺寸精度，模具的合理間隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及公差來(lái)保證。因此確定凸凹模刃口尺寸及公差，是沖裁模設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。 沖四方孔用的凹模刃口尺寸應(yīng)根據(jù)凸模的實(shí)際尺寸及最小合理間隙 Zmin配制 .故在凹模上只標(biāo)注基本尺寸，不標(biāo)注偏差，同時(shí)在圖樣技術(shù)要求上注明 :優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 QQ97666224 10 凹模刃口尺寸按凸模實(shí)際尺寸配制，保證雙面間隙值為 Zmin- Zmax。 圖 3-2 凸模刃口圖 凸模磨損后變小的尺寸： 8mm 刃口尺寸計(jì)算公式： bT=（ bmin+X ） 0-T 式中： bT-相應(yīng)的凸模刃口尺寸 ; bmin -工件孔的最小極限尺寸 ; -工件公差 查表得： X=0.75 bT=（ 8+0.750.36） 0-1/40.36mm =8.270-0.90 mm 查表得： Zmin=0.246mm； Z max=0.360mm 凹模刃口尺寸按凸模實(shí)際尺寸配制 ， 保證雙面間隙（ 0.246 0.360） mm 3.3 凸模凹模主要尺寸的計(jì)算 （ 1）沖孔凸模： 因?yàn)樗鶝_的孔為方孔，而且都不屬于需要特別保護(hù)的小凸模， 所以沖孔凸模采用臺(tái)階式，一方面加工簡(jiǎn)單，另一方面又便于裝配與更換 . 凸模長(zhǎng)度按下公式計(jì)算： L=h1+h2+h3 式中： h1-凸模固定板的長(zhǎng)度 h1=26mm； h2 - 落料凹模板的厚度 h2=28mm； h3-增加長(zhǎng)度，即凸模的修磨量 h3=mm； L=26+28+6=60mm 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 QQ97666224 11 凸模如圖 3-3 所示： 圖 3-3 沖孔凸模 （ 2）凹模重要尺寸的計(jì)算： 該零件屬于無(wú)特殊要求的沖孔、落料 件。外輪廓由落料獲得，孔由沖孔獲得。凹模的外形一般有矩形和圓形兩種。凹模的外形尺寸應(yīng)保證有足夠的強(qiáng)度、剛度和修磨量。凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來(lái)確定的。 凹模厚度： H=kb=0.2887=24.36mm 式中： b-凹模刃口的最大尺寸 K-系數(shù)，可查表的 k=0.28 凹模壁厚： c=（ 1.5-2） ， H=（ 60-80） mm 取凹模厚度： H=28mm， 凹模壁厚 c=40mm 凹模寬度： B=b+2c=25+240=105mm 凹模長(zhǎng)度： L=b+2c=87+24=167 mm， L 取 200mm（垂直送料方向） 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 QQ97666224 12 凹模輪廓尺寸為： 200mm105mm28mm 結(jié)構(gòu)如圖 3-4 所示： 圖 3-4 落料凹模 （ 3）凸凹模的計(jì)算： 凸凹模的外形由本套模具所設(shè)計(jì)的零件圖樣外形確定。凸凹模的外形尺寸應(yīng)保證有足夠的強(qiáng)度、剛度和修磨量，一般根據(jù)被沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來(lái)確定的，與落料凹模配合確定，其內(nèi)孔尺寸與沖孔凸模配合確定。 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。 表 3-1 凸凹模的最小壁厚 材料厚度t/mm 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.5 最小壁厚 mm 1.4 1.8 2.3 2.7 3.2 3.6 4.0 4.4 4.9 5.2 5.8 材料厚 t/mm 2.8 3.0 3.2 3.5 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 最小壁厚 mm 6.4 6.7 7.1 7.6 8.1 8.5 8.8 9.1 9.4 9.7 10 凸凹模內(nèi)外刃口間 壁厚校核：根據(jù)沖裁件結(jié)構(gòu)凸凹模內(nèi)外刃口最小壁厚為優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 QQ97666224 13 4.9mm，該壁厚為 4.9mm 即可，本設(shè)計(jì)中凸凹模的壁厚為 6mm，故該凸凹模的側(cè)壁強(qiáng)度要求足夠。 在這里所說(shuō)的凸凹模是指落料凸模和沖孔凹模，其尺寸可根據(jù)沖孔凸模和落料凹模的一些尺寸來(lái)進(jìn)行確定，具體尺寸見(jiàn)下圖 3-5 所示： 圖 3-5 凸凹模 3.4 凸模強(qiáng)度的校核 3.4.1 凸模承壓能力的效核： 要使凸模正常工作，必須使凸模最小 斷面的壓應(yīng)力不超過(guò)凸模材料的許用壓應(yīng)力，按下式 3-11 計(jì)算： 對(duì)于圓形凸模 ： td 4min （ 3-11） 式中： -凸模最小斷面的壓應(yīng)力； 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 QQ97666224 14 mind-圓形凸模最小截面的直徑 ； -沖裁材料厚度； -沖裁材料抗剪強(qiáng)度； -凸模材料的許用壓應(yīng)力， 對(duì)于 T8A、 T10A、 Cr12MoV、 GCr15 等工具鋼，淬火硬度為 HRC58 62時(shí)，其可以選取 =（ 1.0 1.6） 103MPa 凸模有特殊導(dǎo)向時(shí)，可取 =（ 2 3）103MPa ； 則： 1000240244 即 92.14 ，滿足要求，所以符合凸模設(shè)計(jì)要求。 3.4.2 抗縱向彎曲應(yīng)力的效核 凸模沖裁時(shí)，可視為壓桿。當(dāng)凸模細(xì)長(zhǎng)時(shí)，必須根據(jù)歐拉公式進(jìn)行縱向彎曲應(yīng)力的效核。 對(duì)于方形凸模按下式 3-12 計(jì)算： FdL /270 2max （ 3-12） 式中： maxL-允許的凸模最大自由長(zhǎng)度； F-沖裁力； d-凸模最小截面的直徑； 則 ： mmL 60max mm22.16011740/08.13270 2 即 mmmm 22.16060 ，滿足要求，所以符合凸模的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)要求。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 QQ97666224 15 4 主要工作部分的形式選擇 4.1 凸模固定形式的選擇 凸模的固定形式有：采用凸模固定板固定、與上模板直接固定和采用低溶點(diǎn)合金或環(huán)氧樹(shù)脂澆注固定三種，各自的特點(diǎn)的比較如下表 4-1 所示： 表 4-1 固定形式的特點(diǎn)比較 固定形式 固定方法 特點(diǎn) 凸模固定板固定 一般采用 H7/p6 過(guò)渡配合，圓形凸模則采用凸肩固定 定位精度高，牢靠，但固定孔精度高，加工困難 與上模板直接連接 采用螺釘，銷(xiāo)釘直接把凸模固定在上模板上 適用于大型凸模的 固定 低熔點(diǎn)合金澆注固定 或環(huán)氧樹(shù)脂澆注固定 使低熔點(diǎn)合金或氧樹(shù)脂溶化，像粘結(jié)劑一樣固定在凸模上 適用于沖裁 0.32mm 的板料 由于本工件是大批量的生產(chǎn)，且內(nèi)孔有一定的精度要求，模具采用的是復(fù)合模，則從上表的比較中可選用凸模固定板固定的形式固定凸模。 4.2 凹模的選擇 4.2.1 凹模結(jié)構(gòu)形式的選擇 凹模的結(jié)構(gòu)形式有整體式和組體式兩種，兩種結(jié)構(gòu)形式的比較如下表 4-2所示： 表 4-2 凹模兩種結(jié)構(gòu)形式的比較 結(jié)構(gòu)形式 制作方法 固定方法 特點(diǎn) 整體式凹模 其外形按毛坯和工件的形狀制作 采用螺釘和銷(xiāo)釘直接固定在模板上 制造簡(jiǎn)單，但工作部分與非工作部分都由優(yōu)質(zhì)鋼制造，損壞后全部更換，浪費(fèi)材料，成本高 組合式凹模 凹模工作部分與非工作部分開(kāi)制造，非工作部分用普通鋼制造，凹模以過(guò)渡配合壓裝在凹模固定板內(nèi) 采用螺釘和銷(xiāo)釘把凹模固定板緊固在模板上 節(jié)約貴重的模具材料，且當(dāng)凹模損壞后是易維修更換，適用于沖制大、中型工件上的小孔 由于工件是大批量的生產(chǎn)，而且整體尺寸較小，則根據(jù)上面的比較表可選用整體式的凹模結(jié)構(gòu)。 4.2.2 凹模刃口形式的選擇 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 QQ97666224 16 凹模的刃口形式有直壁形、錐形和凸臺(tái)式三種，這幾種形式比較如下表 4-3所示： 表 4-3 凹模刃口形式的比較 刃口形式 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 直壁形 刃口強(qiáng)度高且刃磨后孔中尺寸不隨修磨而變化，制造方便 孔內(nèi)易積工件或廢料，增大了凹模的脹力，推件力，孔壁易損 錐形 凹模加工容易，不易積存工件或廢料，對(duì)孔壁摩擦力和壓力小 刃口強(qiáng)度較差且刃磨以后孔口尺寸隨修磨變大 凸臺(tái)式 可以用錘敲打凸臺(tái)斜面以調(diào)整模具間隙，直到試出滿意的沖件 僅適用于沖0.3mm 以下的 軟金屬與非金屬材料，凹模的硬度一般不高于 HRC35 38 在本套復(fù)合模中，由于是大批量生產(chǎn)，凹模會(huì)有一定程度的磨損，則根據(jù)上面的比較表選用的錐形刃口形式。 4.3 凸凹模的選擇 凸凹模的結(jié)構(gòu)大到分為整體式和鑲拼式的兩種，鑲拼式結(jié)構(gòu)適合于大，中型和形狀復(fù)雜，局部容易損壞的整體凸模式或凹模，而此處所需的凸凹模形狀較復(fù)雜，所以選用鑲拼式來(lái)加工凸凹模。為了滿足凸凹模的強(qiáng)度要求，應(yīng)滿足凸凹模的最小壁厚 即： tm （ 4-1） m-最小壁厚值（ mm）； t-材料的厚度（ mm）； 則： mmm 2 而工件內(nèi)孔邊緣與外邊緣相差， 7mm2mmt，所以凸凹模強(qiáng)度滿足要求。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 QQ97666224 17 5 沖裁設(shè)備的選擇與驗(yàn)算 5.1 沖裁設(shè)備的選擇 壓力機(jī)的精度低，會(huì)造成模具壽命低，工件精度低等不良后果。壓力機(jī)的精度分無(wú)負(fù)荷狀態(tài)的靜精度和負(fù)荷狀態(tài)下的動(dòng)精度兩種。對(duì)沖壓加工來(lái)說(shuō)，實(shí)際需要的是動(dòng)精度。 平行度不好，彎曲加工時(shí)造成彎曲角的 波動(dòng)，拉深加工時(shí)造成壓邊力不均勻和凸、凹模間隙不均勻等后果。垂直度不好，需要長(zhǎng)加工距離的彎曲拉深加工，在加工行程的各點(diǎn)造成凸、凹模中心錯(cuò)移。綜合間隙過(guò)大會(huì)助長(zhǎng)過(guò)沖現(xiàn)象發(fā)生，因此希望其為必要的最小限度。 為安全起見(jiàn)，防止設(shè)備超載，可按公稱壓力 F 壓 （ 1.6 1.8） F 總 的原則選取壓力機(jī)。由于該工件屬于小件，沖裁精度一般而且是大批量生產(chǎn)，在考慮壓力機(jī)是應(yīng)以機(jī)械壓力機(jī)為主，而機(jī)械壓力機(jī)加工速度比液壓壓力機(jī)快的多，按公稱壓力總壓 FF )8.16.1(選取壓力機(jī)，查表 5-1： 表 5-1 開(kāi)式雙柱可 傾壓力機(jī)技術(shù)規(guī)格 型號(hào) J23- 3.15 J23- 6.3 J23- 10 J23- 16 J23- 16B J23- 25 JC23 -25 公稱壓力 /KN 31.5 63 100 160 160 250 350 滑塊行程 /mm 25 35 45 55 70 65 80 滑塊行程次數(shù) （ 次 /mm） 200 170 145 120 120 55 50 最大封閉高度 /mm 120 150 180 220 220 270 280 封閉高度調(diào)節(jié)量 /mm 25 35 35 45 60 55 60 滑塊中 心線至床身距離/mm 90 110 130 160 160 200 205 立柱距離 /mm 120 150 180 220 220 270 300 工作臺(tái)尺寸 /mm 前后 160 200 240 300 300 370 380 左右 250 310 370 450 450 560 610 工作臺(tái)孔尺寸/mm 前后 90 110 130 160 110 200 200 左右 120 160 200 240 210 290 290 直徑 110 140 170 210 160 260 260 墊板尺寸 /mm 厚度 30 30 35 40 60 50 60 直徑 150 模柄孔尺寸 /mm 直徑 25 30 30 40 40 40 50 優(yōu)秀畢業(yè) 設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 QQ97666224 18 深度 40 55 55 60 60 60 70 滑塊底面尺寸/mm 前后 90 180 190 左右 100 200 210 床身最大可傾角 o45 o45 o35 o35 o35 o30 o20 可選取公稱壓力為 350kN 的壓力機(jī) 3523Jc ，其技術(shù)參數(shù)為： 公稱壓力： kN350 滑塊行程： mm80 最大封閉高度： mm280 封閉高度調(diào)節(jié)量： mm60 滑塊中心線至床身距離： mm205 電動(dòng)機(jī)功率： 2.2KW 最大傾斜角度： 20 工作臺(tái)尺寸：前后 mm380 ；左右 610mm 工作臺(tái)孔徑：前后 mm200 ：左右 mm290 ：直徑 mm260 模柄孔尺寸： mmmm 7050 機(jī)床總質(zhì)量： kg1780 5.2 沖裁功的驗(yàn)算 為了使壓力機(jī)的每次行程功不超過(guò)額定數(shù)值，從而保證壓力機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速及保證電動(dòng)機(jī)不超載，必須進(jìn)行沖裁功的驗(yàn)算： 分析工件的結(jié)構(gòu)及要求可知，易采用平刃沖裁： A=mpt/1000 （ 5-1） 式中 ： A-平刃沖裁功 （ N m）； P-平刃沖裁時(shí)的總沖裁力 P=265kN； t-材料厚度 t=2mm； m-系數(shù)，一般取值 m=0.63 則： A=0.63265kN2mm/1000=274.32N m 310151上模板 2導(dǎo)套 3導(dǎo)柱 4下模 圖 6-6 導(dǎo)柱、導(dǎo)套裝模關(guān)系圖 6.8 模柄的選用 本模具屬于小形沖模，采用壓入式標(biāo)準(zhǔn)核模柄，上模座與孔采用 H7/m6的過(guò)渡配合，并加銷(xiāo)釘防轉(zhuǎn)。 6.9 模具主要零件的材料的選用 模具中各零件的材料選取和要求可參照下表進(jìn)行選用如下表 6-2 所示： 表 6-2 模具材料選用一覽表 零件名稱 選用材料 熱處理 HRC 上、下模座 HT20-40 導(dǎo)柱 20 滲碳 60 64 導(dǎo)套 20 滲碳 58 62 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 QQ97666224 27 凸模 78A/T8A 58 62 凹模 78A/T10A 58 62 模柄 A3 擋料銷(xiāo) 45 42 48 銷(xiāo)、螺釘、螺栓 45 43 48 固定、墊板、確定 A3/A5 淬火 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 QQ97666224 28 7 模架選擇 該模具主要由上、下模座、落料凹模、凸模墊板、凸模固定板、凸凹模固定板、卸料板、推件塊等零件構(gòu)成。根據(jù)落料凹模的外形尺寸及橡膠尺寸，參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可選擇 1 級(jí)精度。采用標(biāo)準(zhǔn)中間導(dǎo)柱模架 GB/T285.15-1990。 凹模周界： 200 mm125 mm 上模座： 45 mm 下模座： 55 mm 導(dǎo)柱： 50 mm230 mm、 55 mm230 mm 導(dǎo)套： 50 mm130 mm43 mm、 55 mm130 mm43 mm 其他零件 ： 下模座墊板： 200 mm125 mm20 mm 凸凹模固定板： 200 mm125 mm26 mm 卸料板： 200 mm125 mm20 mm 橡膠塊厚度： 20 mm 凸凹模厚度： 26 mm +20 mm +20 mm =66 mm 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 QQ97666224 29 8 模具工作原理及總裝圖 8.1 模具的工作原理 條料由卸料板上面送入，依靠導(dǎo)料銷(xiāo)和擋料銷(xiāo)來(lái)定位，上模下行 ，卸料板與推件塊壓緊板料。上模下行，橡膠塊被壓縮，然后在落料凹模和落料凸模完成落料工作，同時(shí)中部的沖孔凸模和凸凹模完成沖孔。上?；厣读习鍖l料從凸凹模上卸下，推件塊把零件從落料凹模內(nèi)推出，完成卸料，結(jié)構(gòu)廢料從凸凹?？卓趦?nèi)落下，至此整個(gè)沖壓工序結(jié)束。 8.2 模具總裝圖如下： 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 QQ97666224 30 1-導(dǎo)柱 2-導(dǎo)套 3-上模座 4-緊固螺釘 5-打桿 6-模柄 7-推件板 8-銷(xiāo)釘 9-連接推桿 10-螺釘 M6 11-凸模墊板 12-凸模 13-落料凹模 14-卸 料板 15-橡膠塊 16-凸凹模固定板 17-下模座 18-卸料螺釘 19-凸凹模緊固銷(xiāo) 20-凸凹模墊板 21-內(nèi)六角螺釘 M12 22-內(nèi)六角螺釘 M20 23-凸凹模 24-推件塊 25-凸模固定板 圖 8-1 模具裝配圖 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 QQ97666224 31 結(jié) 論 這次設(shè)計(jì)的是一套倒裝復(fù)合模，雖然說(shuō)它的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，但這是我對(duì)模具設(shè)計(jì)的第一次嘗試，也是第一次如此全面的應(yīng)用幾年來(lái)所學(xué)到的知識(shí)、技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)，因此最終完成此次設(shè)計(jì)時(shí)，有一種疲累后的愜意和一絲絲的成就感。 在剛開(kāi)始做這套模具的時(shí)候，不知道從何處下手，從各類(lèi)資料的得到的答案也各不相同。 這一度讓我無(wú)所適從、不知該如何是好，但是我想要做好一套模具就必須要有一個(gè)好的設(shè)計(jì)思路，于是，我把各種方案做了一個(gè)比較，發(fā)現(xiàn)它們有一個(gè)共同的地方，那就是需要根據(jù)具體的工件要求制定具體的設(shè)計(jì)方案。這樣在我明確了設(shè)計(jì)方法之后，首先把設(shè)計(jì)的思路定了下來(lái)，然后沿著這個(gè)思路一步一步的做了下去。在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，又碰到了許許多多的問(wèn)題，有許多都涉及到了新的知識(shí)和具體的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于這些問(wèn)題，有些是和同學(xué)討論后查資料得到解決，有些則不得不通過(guò)請(qǐng)教老師得到答案。 這次復(fù)合沖裁模的設(shè)計(jì)，可以說(shuō)是我畢業(yè)前參加工作的預(yù)練，也是對(duì) 我所學(xué)知識(shí)的最后一次大檢查，使我在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中得到鍛煉，并且熟