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畢業(yè)設(shè)計說明書
題 目:排氣管吊架沖壓工藝及模具設(shè)計
年級、 專業(yè):
姓 名:
學(xué) 號:
指 導(dǎo) 教 師:
完 成 時 間:
目 錄
摘 要 4
前 言 5
1、成型件的工藝分析 8
1.1.成型件零件圖 8
1.2.成型件工藝分析 9
2、成型件的工藝方案 10
2.1.沖壓該零件，需要的基本工序和次數(shù) 10
3、各工序模具結(jié)構(gòu)形式的確定 11
3.1.成型模結(jié)構(gòu)圖如下 11
4、必要的尺寸計算 13
4.1.計算毛坯尺寸 13
4.2.排樣設(shè)計與計算 15
4.2.1.排樣方法 15
4.2.2.搭邊值的確定 16
4.2.3.送料步距與條料寬度計算 16
4.2.4.材料利用率及排樣草圖 16
4.3.沖裁力、壓力機的選取及壓力中心計算 17
4.3.1.沖裁力的計算 17
4.3.2.卸料力、推件力和頂件力 17
4.4.成型模具 18
4.6.沖壓設(shè)備的選擇 19
4.7.確定模具的壓力中心 20
4.8.沖模尺寸及公差的計算 22
4.8.1.加工方法的確定 22
4.8.2.成型模 22
4.8.3.成型工作部分尺寸計算 22
6、有關(guān)模具的設(shè)計計算 23
6.1.凸、凹模刃口尺寸計算原則 23
6.2.成型模 24
6.2.1.選擇上模座和下模座 24
6.2.2.凸模、固定板，凹模 24
6.2.3.凸模校核和凹模尺寸確定 26
6.2.4.閉合高度 26
6.2.5.導(dǎo)柱、導(dǎo)套 27
6.2.6.定位銷： 27
6.2.7.螺栓選擇： 27
7、模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 28
7.1.模具類形的選擇 28
7.2.定位方式的選擇 28
7.3.卸料、出件方式的選擇 28
7.4.導(dǎo)柱、導(dǎo)套位置的確定 28
8、模具零件的加工 29
9、模具的動作原理 30
10、模具的裝配 31
10.1.模裝配 31
10.2.模裝配 31
11、結(jié)束語 32
設(shè)計心得 33
致 謝 34
參 考 文 獻 35
摘 要
畢業(yè)設(shè)計是在模具專業(yè)理論教學(xué)之后進行的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。是對所學(xué)知識的一次總檢驗，是走向工作崗位前的一次實戰(zhàn)演習(xí)。其目的是，綜合運用所學(xué)課程的理論和實踐知識,設(shè)計一副完整的模具訓(xùn)練、培養(yǎng)和提高自己的工作能力。鞏固和擴充模具專業(yè)課程所學(xué)內(nèi)容，掌握模具設(shè)計與制造的方法、步驟和相關(guān)技術(shù)規(guī)范。熟練查閱相關(guān)技術(shù)資料。掌握模具設(shè)計與制造的基本技能，如制件工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計算、加工設(shè)備選定、制造工藝、收集和查閱設(shè)計資料，繪圖及編寫設(shè)計技術(shù)文件等。
本設(shè)計主要對成型件沖壓模具進行設(shè)計。結(jié)合公司實際生產(chǎn)要求和產(chǎn)品的特點，在廠原有的設(shè)計上，對模具進行了改進設(shè)計。本設(shè)計對成型件加工工藝進行了分析，得出了最佳加工方案，在充分保證零件質(zhì)量與精度的前提下，選擇高生產(chǎn)率的加工工藝，降低生產(chǎn)成本，從而有效地節(jié)約了材料。本設(shè)計中使用計算機軟件進行了輔助設(shè)計，在保證高精度的同時簡化了傳統(tǒng)的繁瑣計算過程，使設(shè)計更為便捷。
隨著模具的迅速發(fā)展，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具已經(jīng)成為生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品不可缺少的重要工藝設(shè)備。這次畢業(yè)設(shè)計是在學(xué)習(xí)完所有機械課程的基礎(chǔ)上進行的，是對我綜合能力的考核，是對我所學(xué)知識的綜合運用，也是對我所學(xué)知識的回顧與檢查。
本次設(shè)計是在指導(dǎo)老師認真、耐心的指導(dǎo)下，對模具的經(jīng)濟性、模具的壽命、生產(chǎn)周期、及生產(chǎn)成本等指標下進行全面、仔細的分析下而進行設(shè)計的。在此, 我表示衷心的感謝他們對我的教誨.
沖模是模具設(shè)計與制造專業(yè)的主要專業(yè)課程之一。它具有很強的實踐性和綜合性，通過學(xué)習(xí)這門課程，使我對沖壓模具有了新的認識，從中也學(xué)到了不少知識，激發(fā)了我對沖壓模具的愛好。
但因本人經(jīng)驗有限，因此很難避免的存在一些不合理之處，望各位老師批評和指正，以使我的畢業(yè)設(shè)計做到合理，同時也為我走出校門步入社會打下堅實的基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞 沖壓模具；成型模；輔助設(shè)計；模具結(jié)構(gòu)
前 言
模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景。
現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場總體上供不應(yīng)求，市場需求量維持在700億至850億美元，同時，我國的模具產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機遇。近幾年，我國模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持15%的年增長率（據(jù)不完全統(tǒng)計，2005年國內(nèi)模具進口總值達到700多億，同時，有近250個億的出口），到2007年模具產(chǎn)值預(yù)計為700億元，模具及模具標準件出口將從現(xiàn)在的每年9000多萬美元增長到2006年的2億美元左右。單就汽車產(chǎn)業(yè)而言，一個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上億元，而當汽車更換車型時約有80%的模具需要更換。2005年我國汽車產(chǎn)銷量均突破550萬輛，預(yù)計2007年產(chǎn)銷量各突破700萬輛，轎車產(chǎn)量將達到300萬輛。另外，電子和通訊產(chǎn)品對模具的需求也非常大，在發(fā)達國家往往占到模具市場總量的20%之多。目前，中國17000多個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)約50多萬。1999年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值已達245億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%。
模具所涉及的工藝繁多，包括機械設(shè)計制造，塑料，橡膠加工，金屬材料，鑄造（凝固理論），塑性加工，玻璃等諸多學(xué)科和行業(yè)，是一個多學(xué)科的綜合，其復(fù)雜程度顯而易見。
隨著經(jīng)濟的發(fā)展，沖壓技術(shù)應(yīng)用范圍越來越廣泛，在國民經(jīng)濟各部門中，幾乎都有沖壓加工生產(chǎn)，它不僅與整個機械行業(yè)密切相關(guān)，而且與人們的生活緊密相連。
沖壓工藝與沖壓設(shè)備正在不斷地發(fā)展，特別是精密沖壓。高速沖壓、多工位自動沖壓以及液壓成形、超塑性沖壓等各種沖壓工藝的迅速發(fā)展，把沖壓的技術(shù)水平提高到了一個新高度。新型模具材料的采用和鋼結(jié)合金、硬質(zhì)合金模具的推廣，模具各種表面處理技術(shù)的發(fā)展，沖壓設(shè)備和模具結(jié)構(gòu)的改善及精度的提高，顯著地延長了模具的壽命和擴大了沖壓加工的工藝范圍。
由于沖壓工藝具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、成本低以及可加工復(fù)雜形狀工件等一系列優(yōu)點，在機械、汽車、輕工、國防、電機電器、家用電器，以及日常生活用品等行業(yè)應(yīng)用非常廣泛，占有十分重要的地位。隨著工業(yè)產(chǎn)品的不斷發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提高，沖壓模具作為個部門的重要基礎(chǔ)工藝裝備將起到越來越大的作用。可以說，模具技術(shù)水平已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要指標。
目前國內(nèi)模具技術(shù)人員短缺，要解決這樣的問題，關(guān)鍵在于職業(yè)培訓(xùn)。我們做為踏入社會的當代學(xué)生，就應(yīng)該掌握扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，現(xiàn)在學(xué)好理論基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計是專業(yè)課程的理論學(xué)習(xí)和實踐之后的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)。希望能通過這次設(shè)計，能掌握模具設(shè)計的基本方法和基本理論。
沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有時也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬板料。沖壓加工時，板料在模具的作用下，于其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力。當內(nèi)力的作用達到一定程度時，板料毛坯或毛坯的某個部位便會產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對應(yīng)的變形，從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的零件。
沖壓生產(chǎn)靠模具與設(shè)備完成加工過程，所以它的生產(chǎn)率高，而且由于操作簡便，也便于實現(xiàn)機械化和自動化。
利用模具加工，可以獲得其它加工方法所不能或難以制造的、形狀復(fù)雜的零件。
沖壓產(chǎn)品的尺寸精度是由模具保證的，所以質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需要再經(jīng)過機械加工便可以使用。
沖壓加工一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣大量的切削材料，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約材料。沖壓產(chǎn)品的表面質(zhì)量較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產(chǎn)的軋制板料或帶料，在沖壓過程中材料表面不受破壞。
因此，沖壓工藝是一種產(chǎn)品質(zhì)量好而且成本低的加工工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還具有重量輕且剛性好的特點。
沖壓加工在汽車、拖拉機、電機、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產(chǎn)品以及航空、航天和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要的地位。現(xiàn)代各種先進工業(yè)化國家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達的。在我國的現(xiàn)代化建設(shè)進程中，沖壓生產(chǎn)占有重要的地位。
當今，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，沖壓工藝技術(shù)也在不斷革新和發(fā)展，這些革新和發(fā)展主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
（1）工藝分析計算方法的現(xiàn)代化
（2）模具設(shè)計及制造技術(shù)的現(xiàn)代化
（3）沖壓生產(chǎn)的機械化和自動化
（4）新的成型工藝以及技術(shù)的出現(xiàn)
（5）不斷改進板料的性能，以提高其成型能力和使用效果。
本論文主要通過具體例子的方式對沖壓模具的生產(chǎn)流程進行介紹、分析、研究。通過對主滑軌零件模具設(shè)計的說明，詳細地闡述了沖壓模具生產(chǎn)的一般流程。對零件加工工藝性分析、零件的加工方式、沖壓模具的結(jié)構(gòu)組成等進行介紹并對沖壓模具生產(chǎn)中常常出現(xiàn)的缺陷進行分析研究。
步驟如下：
（1）零件成型方案確定；
（2）零件成型分析，根據(jù)模擬結(jié)果進一步提出工藝改良方案；
（3）使用UG、CAD等軟件對零件進行分析，設(shè)計模具裝配圖和零件圖；
（4）完成沖壓零件設(shè)計的文字說明。
本論文主要圍繞成型零件沖壓成形工藝及模具設(shè)計展開，綜合運用沖壓成形工藝及模具設(shè)計理論以及UG、AUTOCAD等輔助設(shè)計軟件，完成成型設(shè)計和計算，繪制模具的裝配圖和零件圖。
1、成型件的工藝分析
1.1.成型件零件圖
成型件形狀簡單，適用模具批量生產(chǎn)，零件材料08鋼，厚度t=1.2mm，產(chǎn)品材料性能分析如下：
材料材質(zhì)：08鋼
抗剪強度：260-360Mpa
抗拉強度：330-450Mpa
屈服極限：200Mpa
延伸率： 32%
彈性模數(shù)：190000
其產(chǎn)品圖如下：
圖2.1成型零件圖
1.2.成型件工藝分析
本零件是大批量生產(chǎn)件，用沖壓加工方法由于生產(chǎn)效率高和材料利用率高，可以取得較好的經(jīng)濟效益。由成型件零件圖可知，該零件為一般的成型結(jié)構(gòu)件，形狀比較簡單，需要多次成型，無凹陷或其他形狀突變，尺寸比較小，而且左右完全對稱，沖壓時受力較均勻。其尺寸精度、各處的圓角半徑均符合成型工藝要求。因此要注意保證平面度。
通過上述工藝分析，可以看出該零件作為普通的薄板件成型，尺寸精度要求不高，又屬于大量生產(chǎn)，因此可以用沖壓方法生產(chǎn)。
2、成型件的工藝方案
2.1.沖壓該零件，需要的基本工序和次數(shù)
（a）落料；
（b）成型；
根據(jù)以上這些工序，可以做出以下各種組合方案。
方案一：
（a）落料；
（b）成型；
方案二：
沖孔——成型——落料級進模；
對以上兩種方案進行比較，可以看出：
方案一，從生產(chǎn)效率、模具結(jié)構(gòu)、加工難度方面考慮，這樣的工序編排工序多，模具簡單，適合大批量生產(chǎn)。
方案二，級進模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度大，雖然適合大批量生產(chǎn)，但模具成本高。
通過以上的方案分析，根據(jù)生產(chǎn)批量來看，對于年產(chǎn)量需求10萬件的該產(chǎn)品來說采用復(fù)合模較合適。根據(jù)模具制造安裝調(diào)整的難易和成本的高低來確定, 對復(fù)雜形狀的沖裁件來說，采用復(fù)合沖裁比采用連續(xù)沖裁較為適宜，因為模具制造安裝調(diào)整較容易，且成本較低。根據(jù)操作是否方便與安全來確定，單工序模具更適合本次設(shè)計的產(chǎn)品，所以方案二更為合理。
3、各工序模具結(jié)構(gòu)形式的確定
上面的工藝方案分析和比較中，已經(jīng)選用了方案二的模具種類，選用落料模，成型模。一共2幅模具進行生產(chǎn)。由于工作量比較大，本次設(shè)計只需要設(shè)計第二次成型模。
3.1.成型模結(jié)構(gòu)圖如下
圖3.1 成型模結(jié)構(gòu)圖
成型模的卸料方法一般有二，一是彈簧銷卸料，二是可以采用打料的方法，本次設(shè)計中，由于產(chǎn)品比較小，成型的深度又小，僅僅2.8毫米，成型處都是R角，所以，成形時可以用彈簧銷頂出產(chǎn)品1-2毫米即可將產(chǎn)品頂出凹模。如此設(shè)計模具整體結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，加工方便。
4、必要的尺寸計算
4.1.計算毛坯尺寸
成型件厚度為1.0mm，因為成型成型件需要經(jīng)過落料、兩次成型，才能最后實現(xiàn)產(chǎn)品型，由于產(chǎn)品形狀簡單，成型高度也小，所以不需要單獨計算成型系數(shù)及尺寸分析，展開尺寸需要根據(jù)實際成型模具的間隙和模具結(jié)構(gòu)來調(diào)試，計算結(jié)果僅僅作為參考。
根據(jù)中性層不變的原理來計算，材料成型時塑性變形只發(fā)生在工件的圓角附近，而直邊部分除與圓角相近的過度部分有少量變形外，其余不發(fā)生塑性變形，產(chǎn)品內(nèi)側(cè)材料收到壓縮，外側(cè)材料收到拉伸，且壓縮和拉伸的變形程度都是表層最大，向中間逐漸減小。在縮短的內(nèi)側(cè)和伸長的外側(cè)之間存在著一個長度保持不變的中性層，即中性層的長度等于成型前毛坯的長度，其位置不一定是在材料的中心，如果材料厚度一定，則中性層的位置與成型半徑R的大小有密切關(guān)系。
本設(shè)計中由于產(chǎn)品材料穩(wěn)定，且材料厚度相對比較薄，所以可以按照產(chǎn)品材料的中心來計算展開尺寸，產(chǎn)品展開尺寸的計算：
在CAD測量中性層尺寸L=59.34，所以本設(shè)計中展開尺寸要稍微小點，展開尺寸與成型模具的間隙，模具結(jié)構(gòu)等都有關(guān)系，因此此尺寸目前是待定，在實際生產(chǎn)時需調(diào)節(jié)。設(shè)計落料模時選用59的尺寸。
展開圖紙如下圖所示：由于產(chǎn)品四角是棱角，在模具加工時容易出現(xiàn)產(chǎn)品應(yīng)力集中現(xiàn)象，模具容易開裂，因此這里需要增加R角，根據(jù)產(chǎn)品材料厚度及形狀，這里增加R1，具體如下圖所示：
4.2.排樣設(shè)計與計算
4.2.1.排樣方法
排樣對材料的利用率，工件的尺寸精度，生產(chǎn)率，模具制造難易程度和使用壽命有一定的影響。按材料的經(jīng)濟利用程度或廢料的多少，排樣可分為有廢料排樣與少、無廢料排樣兩大類。排樣又可分直排、斜排、對排、對頭斜排、多排、混合排等。
有廢料排樣有如下幾種形式：
（1）直排 排樣時，應(yīng)優(yōu)先選用直排，因為直排的模具最簡單。但對于三角形、角尺形等工件，采用直排會造成較大的材料浪費，可考慮選擇斜排或?qū)ε拧?
（2）斜排 斜排將時制模工作量增大。
（3）對排 選取對排省料幅度較大。比直排省料可達30%--50%。但需要注意：如果采取送料一次沖一件的方案，即用單凸模，模具結(jié)構(gòu)與直排時基本相同，模具費也相差不大，但只實用于條料，不能用卷料。
如下圖所示排樣方法：
圖4.2 直 排
采用直排料面積為4923.81。
4.2.2.搭邊值的確定
搭邊值的作用，搭邊是指排樣時零件與條料側(cè)邊這間留下的剩料。其作用是使條料定位，保證零件的質(zhì)量和精度，補償定位誤差，確保沖出合格的零件，并使條料有一定的剛度，不成型，便于送進，并能使沖模的壽命提高。為了節(jié)約材料，應(yīng)選擇合理的搭邊值，它一般與卸料板的形式，條料厚度，沖壓寬度L有關(guān)。
本設(shè)計采用彈性卸料板，條料厚度t＝1.2mm,沖壓寬度L＝85mm>50mm,查《冷沖模設(shè)計》P60知：搭邊值工件間＝2.5mm，側(cè)面＝3.0mm。
4.2.3.送料步距與條料寬度計算
條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距，用A表示。其大小為條料上兩個對應(yīng)沖裁件的對應(yīng)點之間的距離，送料步距是工件寬度的兩倍。查《沖壓工藝與模具設(shè)計》P63，條料寬度按公式計算即
式中 L──條料公稱寬度，mm；
B──垂直于送料方向的工件尺寸,mm；
──側(cè)搭邊，mm；
b ──側(cè)刃切除的料寬，mm
△──△為剪板機下料公差，△=0.5mm
條料是由板料剪裁下料而得，為保證送料順利，剪裁時的公差整帶分布規(guī)定上偏差為零，下偏差為負值條料在模具上送進時一般都有導(dǎo)向，當使用導(dǎo)料銷導(dǎo)向而又無側(cè)壓裝置時，在寬度方向也會產(chǎn)生送料誤差。所以
條料寬度 L=（85+2×3.0）=91 mm
送料步距 A=59+2.5=61.5mm
4.2.4.材料利用率及排樣草圖
通常以一個步距內(nèi)零件的實際面積與所用毛坯面積的百分率來表示：
η＝/＝(/LB)×100％
式中 ──個步距內(nèi)零件的實際面積；
──個步距內(nèi)所需毛坯面積；
L──送料步距；
B──條料寬度。
經(jīng)計算，一個步距內(nèi)的實際有效面積約為4923.81mm2 ，一個步距內(nèi)所需毛坯面積為91×61.5＝5596.5mm2
沖裁單件材料的利用率：η=87.98%
因此選用卷料，采用單排排樣，這樣的材料利用率較合宜，且操作方便。
4.3.沖裁力、壓力機的選取及壓力中心計算
4.3.1.沖裁力的計算
沖裁力是選擇壓力機的主要依據(jù)，也是設(shè)計模具所必須的數(shù)據(jù)。其沖裁力F的計算公式為：F＝KLtτ
其中F為沖裁力N；L為沖裁件的周長mm；t板料厚度mm；τ為材料的抗剪強度MPa；Ｋ為系數(shù)，常取1.3,08鋼抗剪強度260-360Mpa。
在一般情況下，材料的σb≈1.3τ，為計算方便，也可用這個式子計算
沖裁力： F＝Ltσb
落料周長為L1=277.71
落料模具的沖裁力為：F＝Ltσb＝277.71×1.3×360=129968.28N=130KN。
4.3.2.卸料力、推件力和頂件力
從凸模上卸下板料所需的力稱為卸料力；從凹模內(nèi)向下推出工件或廢料所需的力稱推件力；從凹模內(nèi)向上頂工件或廢料所需的力稱為頂件力。
、與和沖件輪廓的形狀、沖裁間隙、材料種類和厚度、潤滑情況、凹模洞口形狀因素有關(guān)。在實際生產(chǎn)中常用以下經(jīng)驗公式計算：
式中 F──沖裁力；
──卸料力系數(shù)；
──推件力系數(shù)；
──頂件力系數(shù)；
n──梗塞在凹模內(nèi)的沖件數(shù)（n＝h/t）
h──為凹模直壁洞口的高度。
、與可分別由表4.1查取。當沖裁件形狀復(fù)雜、沖裁間隙較小，潤滑較差、材料強度高時應(yīng)取較大的值；反之則應(yīng)取較小的值。
表4.1 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)
料厚/mm
0.5～2.5
0.025～0.06
0.05
0.06
取為0.04、為0.05、為0.06
=(0.04+0.06) ×130=13KN。
4.4.成型模具
(a)自由成型力
此工件U形成型時力的計算，選計算公式為
F自=4×(kbttδb)/(r+t)
=4×(1.3×85×1.2×1.2×450)/(2.8+1.2)
=71604N
=71.604KN
F自—材料在沖壓行程結(jié)束時的自由成型力
b—成型件的寬度
t—成型件厚度
r—成型件內(nèi)彎角半徑
k—安全系數(shù)
δb—材料的強度極限
δb查表=330～450,取450
壓料力的計算，F(xiàn)=0.08P=71.604×0.08=5.728KN
綜上所述，總的沖裁力為F總=130+13=143KN
成型力F總=71.604+5.728=77.332KN
4.6.沖壓設(shè)備的選擇
選擇壓力機時，要根據(jù)模具結(jié)構(gòu)來確定，當施力行程較大時（50%～60%）即沖壓時工藝力的總和不能大于壓力機公稱壓力的50%～60%。校正成型時，更要使額定壓力有足夠的富余，一般壓力機的公稱壓力要大于校正成型力的1.1～1.2倍。在此取了1.8倍，即公稱壓力
P=1.2×143=171.6KN
初選壓力機的公稱壓力為400KN，即JC23-40沖床。
所選用的壓力機公稱壓力應(yīng)大于計算出來的總沖壓力400kN；壓力機的最大裝模高度應(yīng)大于或等于150mm(沖模閉合高度+5mm)；工作臺板尺寸應(yīng)能滿足沖模的正確安裝。按上述要求可選用J23—40開式雙柱可傾壓力機。但需要在工作臺面上加設(shè)墊板。其主要技術(shù)參數(shù)為：
選擇壓力機的型號為開式雙柱可傾式壓力機：J23－40.它的主要技術(shù)參數(shù)如下：
公稱壓力 400KN
滑塊行程 80mm
滑塊行程次數(shù) 100次/min
最大裝模高度 300mm
連桿調(diào)節(jié)長度 55mm
模柄孔尺寸（直徑×深度/ mm） 50×70mm
工作臺尺寸(前后×左右) 350×450mm
電動機功率/KW 2.2KW
因為，故選擇J23-40力機，滿足要求。
4.7.確定模具的壓力中心
模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點位置。為了確保壓力機和模具正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合。否則，會使沖模和壓力機滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過大的磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。
沖模的壓力中心，可按下述原則來確定：
（１）對稱形狀的單個沖壓件，沖模的壓力中心就是沖壓件的幾何中心。
（２）工件形狀相同且分布位置對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。
（３）形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、 級進模的 壓力中心可用解析計算法求出諸力的 合力對該軸的力矩。求出合力作用點的 座標 位置 O0(x0,y０)，即為所求模具的壓力中心。
?計算公式為：
因沖壓力與沖壓周邊長度成正比， 所以式中的各沖壓力 P１、Ｐ２、Ｐ３……Pn，可分別用各沖壓周邊長度 L１、Ｌ２、Ｌ３……Ln代替，即：
由于該零件形狀大致對稱，受力基本平衡，所以壓力中心在工件中心，即模具中心。
4.8.沖模尺寸及公差的計算
4.8.1.加工方法的確定
模具制造有凸模和凹模分開加工和凸模和凹模配合加工兩種方法，凸模和凹模分開加工是指凸模和凹模分別按圖樣加工至尺寸，此種方法適用于圓形和簡單的工件；凸模和凹模配合加工可使凸模和凹模具有互換性，便于模具成批制造，但需要較高的公差等級才能保證合理間隙，模具制造困難，加工成本高。所以此方法是與加工形狀復(fù)雜或薄板制件的模具。本次設(shè)計只設(shè)計成型模，所以這里只計算成型的相關(guān)數(shù)據(jù)。
4.8.2.成型模
由于該零件折彎區(qū)域?qū)挾瘸叽鐦俗⒃谕鈧?cè)，應(yīng)以凹模為基準，先定凹模尺寸。如果考慮到模具磨損和成型件的回彈，凹模寬度尺寸應(yīng)和產(chǎn)品尺寸一致。
凸模尺寸按凹模配制，保證單邊間隙C=1.2。
4.8.3.成型工作部分尺寸計算
（1）凸模圓角半徑
由于此件圓角半徑較大，所以凸模圓角半徑可直接取產(chǎn)品尺寸R=2.8，
（2）凹模圓角半徑
凹模圓角半徑不能過小，以免增加成型力，擦傷工件表面。此工件單邊成型，屬于不對稱件，凹模圓角半徑應(yīng)取大小一致。凹模圓角半徑一般按材料厚度t來選取。本設(shè)計中取1.0t=R1.2。本設(shè)計產(chǎn)品要求為R1，所以這里只能設(shè)計成R1。
（3）凹模工作部分深度的設(shè)計計算
凹模工作部分的深度將決定板料的進模深度，同時也影響到成型件直邊的平直度，對工件的尺寸精度造成一定的影響。一般情況下，凹模工作部分深度可查相關(guān)設(shè)計資料即能滿足成型件的要求。本設(shè)計產(chǎn)品成型高度為2.8，所以凹模的深度要保證是2.8，凸模凸出卸料板的高度也要保證2.8高度。
6、有關(guān)模具的設(shè)計計算
6.1.凸、凹模刃口尺寸計算原則
間隙是影響模具壽命的各種因素中占最主要的一個。沖壓過程中，凸模與凹模和工件之間的均有磨檫，而且間隙越小，磨檫越嚴重。在實際生產(chǎn)中受到制造誤差和裝配精度的限制，凸模不可能絕對垂直于凹模平面，而且間隙也不會絕對均勻分布，合理的間隙均可使凸模、凹模側(cè)面與材料間的磨檫減小，并緩減間隙不均勻的不利影響，從而提高模具的使用壽命。
沖壓間隙對沖壓力的影響：
雖然沖壓力隨沖壓間隙的增大有一定程度的降低，但是當單邊間隙介于材料厚度 5%~20%范圍時，沖壓力的降低并不明顯（僅降低5%~10%左右）。因此，在正常情況下，間隙對沖壓力的影響不大。
沖壓間隙對斜料力、推件力、頂件力的影響：
間隙對斜料力、推件力、頂件力的影響較為顯著。間隙增大后，從凸模上斜、從凸?？卓谥型瞥龌蝽敵隽慵紝⑹×?。一般當單邊間隙增大到材料厚度的15%~25%左右時斜料力幾乎減到零。
沖壓間隙對尺寸精度的影響：
間隙對沖壓件尺寸精度的影響的規(guī)律，對于沖孔和落料是不同的，并且與材料軋制的纖維方向有關(guān)。
通過以上分析可以看出，沖壓間隙對斷面質(zhì)量、模具壽命、沖壓力、斜料力、推件力、頂件力以及沖壓件尺寸精度的 影響規(guī)律均不相同。因此，并不存在一個絕對合理的間隙數(shù)值，能同時滿足斷面質(zhì)量最佳，尺寸精度最佳，沖壓模具壽命最長，沖壓力、斜料力、推件力、頂件力最小等各個方面的要求。在沖壓的實際生產(chǎn)過程中，間隙的選用主要考慮沖壓件斷面質(zhì)量和模具壽命這兩個方面的主要因素。但許多研究結(jié)果表明，能夠保證良好的沖壓件斷面質(zhì)量的間隙數(shù)值和可以獲得較高的沖模壽命的間隙數(shù)值也是不一致的。一般說來，當對沖壓件斷面質(zhì)量要求較高時，應(yīng)選取較小的間隙值，而當對沖壓件的質(zhì)量要求不是很高時，則應(yīng)適當?shù)丶哟箝g隙值以利于提高沖模的使用壽命。
6.2.成型模
6.2.1.選擇上模座和下模座
根據(jù)選用的壓力機，根據(jù)產(chǎn)品凹模周界大小，模具閉合高度，選擇10#后側(cè)標準模架，此類模架材質(zhì)為鑄鐵HT200，根據(jù)規(guī)格標準GB2855.11—81確定上模座厚度為25，確定下模座厚度為30mm。
6.2.2.凸模、固定板，凹模
由于此產(chǎn)品成型的高度不大，所以選擇下模彈簧頂料，上模彈簧銷卸料的方法，凸模通過臺階與固定板緊配，與下模板螺釘和銷釘連接。卸料板上，采用8個定位銷固定產(chǎn)品外形，凹模上加工定位銷的讓位沉孔。與產(chǎn)品接觸的模具零件，比如凸模，凹模，卸料板，都需要選擇耐模材料，需要熱處理，本設(shè)計中選擇常見的Cr12MoV。熱處理達到硬度HRC55-58。
凸模如下圖：
凹模圖：
卸料板圖如下：
固定板圖如下：
6.2.3.凸模校核和凹模尺寸確定
6.2.3.1.確定成型凹模的高度和壁厚
查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表8—1，取系數(shù)K=0.075，則凹模的高度為30。
由于要求，因此凹模高度至少取15mm，才能滿足強度要求，根據(jù)實際可加大凹模的高度，根據(jù)凹模的高度為最小27，加上產(chǎn)品臺階高度，本設(shè)計中取30。
6.2.4.閉合高度
模具的閉合高度應(yīng)為上模座、上墊板、下模座、凸模、凹模芯、和下墊板等的厚度總和，即
H=25+20+30+25+18+8+30+1.2=157.2mm
所選壓力機的閉合高度最高300，最低220。如此壓力機需要增厚工作臺。才能滿足要求。
6.2.5.導(dǎo)柱、導(dǎo)套
導(dǎo)柱與導(dǎo)套結(jié)構(gòu)由標準中選取，尺寸由模架中參數(shù)決定。導(dǎo)柱的長度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于10-15mm，而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為0.5-1mm。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合為H7/h6,導(dǎo)套與上模座之間的配合為H7/r6，導(dǎo)柱與下模座之間的配合為R7/h5。導(dǎo)柱與導(dǎo)套材料采用20鋼，熱處理硬度為（滲碳）56-62HRC。上下模座材料采用Q235鋼。
按GB2861.2—81選d=20mm,其中導(dǎo)柱長度有150—240mm，模具閉合高度159mm，選導(dǎo)柱長度140mm。
按GB2861.6—81選D=35mm的導(dǎo)套，考慮模具的閉合高度，在此選L=65mm。
6.2.6.定位銷：
根據(jù)具體的零件厚度配合強度選擇，直徑比較小，所以采用下面的形式來做定位銷。產(chǎn)品中間有沒有孔，無法采用孔定位的方式，所以只能采用外形定位，所以本設(shè)計中選8個銷釘卡住產(chǎn)品外形，將落料好的零件準確放入定位中，然后成型。
6.2.7.螺栓選擇：
根據(jù)具體的零件厚度配合強度選擇需選取幾種內(nèi)六角螺栓，分別是M8,M6,.還有一種M6的卸料螺栓。
7、模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
7.1.模具類形的選擇
由沖壓工藝分析和設(shè)計目的、要求以及從經(jīng)濟方面考慮，本套模具屬于單工序模，工序簡單，模具結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，模具計算尺寸簡單。
7.2.定位方式的選擇
該模具活動部件采用導(dǎo)柱導(dǎo)套定位，固定部件采用銷釘定位。產(chǎn)品采用中間圓銷定位。
7.3.卸料、出件方式的選擇
根據(jù)模具沖壓的運動特點以及推件力的大小,該副模具采用彈簧頂出卸料方式比較方便，因為工件料厚為1.2mm。所以選擇倒裝成型模具結(jié)構(gòu)，利用彈簧將卸料板頂出，將產(chǎn)品放在卸料板的定位中，上模采用彈簧銷將產(chǎn)品頂出凹模。從而把產(chǎn)品頂出，即安全又可靠。
7.4.導(dǎo)柱、導(dǎo)套位置的確定
為了提高模具的壽命和工件質(zhì)量，方便安裝、調(diào)整、維修模具，該簡單模采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。其導(dǎo)柱和導(dǎo)套則根據(jù)所選定的模架按標準選取。
8、模具零件的加工
普通零件的加工是按產(chǎn)品零件圖要求全部加工完畢，再進行總裝。而模具零件的加工有些是不能按模具零件圖全部加工完畢的，要待部件組裝或整模組裝時修配或配鉆，所以模具零件圖上的形狀和尺寸是否全部加工出來，還要根據(jù)模具加工的裝配方法而定。若以凸模凹模為基準裝配時，零件圖上的導(dǎo)柱孔在零件加工時就不加工，若以四導(dǎo)柱導(dǎo)套作型腔，凸模相對位置控制基準時，則凹模及凸模固定板的導(dǎo)柱孔應(yīng)與凹?；蛲鼓９潭ò宓男涂自诟靼逯贤瑫r加工出來。
使用銑床加工一個零件時，必須先把零件的相關(guān)尺寸、材料、使用刀具、加工參數(shù)確定下來，保證加工能順利完成，同時，設(shè)計方面也要考慮到加工的難易程度，以減少加工的困難，在加工模具零件之前要慎重考慮各種細節(jié)。在買回來的模板里，要確定模板的加工基準，哪些面是基準面，這一般在訂購模板時會標明哪幾個面是經(jīng)過打磨，之后就是把加工基準定下來，當然事前必須準備好零件圖，根據(jù)零件圖來定位加工方案，如果要用到數(shù)控編程，就必須把加工原點定出來。定好加工方案后，就可以開始加工，先把工件裝夾到虎口鉗上，使用銅錘敲擊以使工件被夾緊，然后打表，在打表時要非常小心，當表很靠近工件時，不能使用加速進給，否則很容易碰壞儀器，在校平行度時，最好先來回走幾遍，觀察大概偏向，然后要小心敲擊工件，使其保持在很小的偏差范圍就行了，把兩個基準方向的平行度定好后，就要用分中器確定原點坐標，在設(shè)置坐標時要將分中器的半徑算進去，這樣才能使主軸對應(yīng)工件原點，x-y平面的坐標定下來后，就要把刀具裝到銑床上，使用半徑范圍內(nèi)的夾具把刀具夾緊，裝上道具后就是確定z方向上的原點，一般選擇工件表面為0以方便編程。之后就是加工，如果是選用數(shù)控加工，必須使程序和當前銑床的刀具起點相一致，否則加工位置就會錯誤，同時還要察看刀具路線是否會超出銑床的工作行程，防止出事故。如果程序沒錯，就可以傳到數(shù)控銑床運行。不同刀具要使用不同轉(zhuǎn)速，鉆孔要比銑槽的轉(zhuǎn)速慢，進給速度要根據(jù)觀察來手動調(diào)試，加工時要時刻觀察走刀情況，同時適當加冷卻液及掃除鐵屑，若發(fā)生事故，必須馬上停止。當程序完成后，刀具就會回原點，繼續(xù)做下一工序。
9、模具的動作原理
本模具（裝配圖如圖所示）在一次行程過程中完成制件的成型工序的全部工作：
在壓力機滑塊下行前，卸料板需要用彈簧頂?shù)胶屯鼓Ｒ粯痈?，或者更?-3毫米。
當壓力滑塊下行時，毛坯料被壓在凹模與卸料板之間，繼續(xù)下行，毛坯料被凸模中間頂出，毛坯料沿凹模R角往里拉深，到達凹模跟部時，通過凹模與凸模表面形狀，達到要求，壓力滑塊上行，產(chǎn)品在凹模里，靠凹模上的彈簧銷將產(chǎn)品頂出，卸料板靠彈簧復(fù)位。完成工作。
本次設(shè)計的成型模，在壓力機的一次行程中，經(jīng)一次送料定位，在模具的同一部位同時完成的工序,其沖裁件的相互位置精度高,對條料的定位精度也比較高，沖壓件精度高, 可以很好的保證工件的形狀和尺寸精度,模具結(jié)構(gòu)較一般,制造精度要求比較高,制造周期短,價格相對較低，節(jié)約了成本。工序較集中排除了半成品搬運時間，提高了生產(chǎn)效率。這種模具適用于生產(chǎn)批量大,精度要求高,內(nèi)外形尺寸差較大的沖裁件。這樣操作方便，生產(chǎn)效率提高很多。
所選的模架螺釘?shù)攘慵际菑臉藴始羞x取,這樣可有效的降低成本。
10、模具的裝配
根據(jù)簡單模的工作特點,先裝上模,再裝下模較為合理,并調(diào)整間隙,試沖,返修.具體過程如下:
10.1.模裝配
10.1.1檢查各將要裝配零件是否符合圖紙要求,形狀并作好劃線,定位等準備工作.
10.1.2將凸模與凸模固定板裝配,再與凹模板裝配,并調(diào)整間隙.
10.1.3的凸模及凹模與上模座,并在次檢查間隙是否合理后,打入銷釘及擰入螺絲.
10.2.模裝配
10.2.1要裝配零件是否符合圖紙要求,形狀并作好劃線,定位等準備工作.
10.2.2放在下模座上,再裝入凸凹模固定板并調(diào)整間隙,以免發(fā)生干涉及工件損壞.接著依次按順序裝入銷釘,活動擋料銷,彈頂橡膠塊及卸料板,檢查間隙等合理后擰入卸料螺釘,再擰入緊固螺釘,并再次檢查調(diào)整.
10.2.3的上下模按導(dǎo)柱,導(dǎo)套配合進行組裝,檢查間隙及其它裝配合理后裝機進行試沖并根據(jù)試沖結(jié)果作出相應(yīng)調(diào)整,直到生產(chǎn)出合格制件.
11、結(jié)束語
模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志，因為模具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。經(jīng)國務(wù)院批準，從1997年到2000年，對80多家國有專業(yè)模具廠實行增值稅返還70%的優(yōu)惠政策，以扶植模具工業(yè)的發(fā)展。所有這些，都充分體現(xiàn)了國務(wù)院和國家有關(guān)部門對發(fā)展模具工業(yè)的重視和支持。
本設(shè)計就是本著這個思想對產(chǎn)品模具進行分析設(shè)計，力求設(shè)計出技術(shù)水平高、經(jīng)濟效益好的模具，同時也圍繞著對新產(chǎn)品開發(fā)、新產(chǎn)品投入生產(chǎn)這個理念展開設(shè)計。成型件零件形狀較為簡單，所以加工工藝也不復(fù)雜。通過對零件圖的綜合分析與實習(xí)單位的實際生產(chǎn)要求，設(shè)計出了最可行的加工方案。本模具有生產(chǎn)率高、精度高的特點，加工過程又不會影響制品尺寸，這非常符合實習(xí)公司的實際生產(chǎn)要求，對單位能保持全國模具行業(yè)的領(lǐng)先地位也有一定的促進作用。
整套模具的設(shè)計過程中使用了先進的CAD/CAM技術(shù)進行輔助設(shè)計，在保證模具高精度的同時簡化了傳統(tǒng)的繁瑣計算過程，使得設(shè)計更為便捷。由此可以看到，在大型級進模、高精密、高復(fù)雜性、高技術(shù)含量先進模具的設(shè)計中，使用先進的CAD/CAE/CAM技術(shù)進行輔助設(shè)計會是一條必經(jīng)之路。
設(shè)計心得
通過本次畢業(yè)設(shè)計，在理論知識的指導(dǎo)下，結(jié)合認識實習(xí)和生產(chǎn)實習(xí)中所獲得的實踐經(jīng)驗，在老師和同學(xué)的幫助下，認真獨立地完成了本次畢業(yè)設(shè)計。在本次設(shè)計的過程中，通過自己實際的操作計算，我對以前所學(xué)過的專業(yè)知識有了更進一步、更深刻的認識，能夠把自己所學(xué)的知識比較系統(tǒng)的聯(lián)系起來。同時也認識到了自己的不足之處。到此時才深刻體會到，以前所學(xué)的專業(yè)知識還是有用的，而且都是模具設(shè)計與制造最基礎(chǔ)、最根本的知識。
本次畢業(yè)設(shè)計歷時一個月左右，從最初的領(lǐng)會畢業(yè)設(shè)計的要求，到對拿到自己手上的沖壓件的沖壓性能的分析計算，諸如對沖壓件結(jié)構(gòu)的分析，對形狀的分析等，不斷地分析計算，對要進行設(shè)計的沖壓件有了一個比較全面深刻的認識，并在此基礎(chǔ)上綜合考慮生產(chǎn)中的各種實際因素，最后確定本次畢業(yè)設(shè)計的工藝方案。然后是對排樣方式的計算，直到模具總裝配圖的繪制，用時近一個月。在這段時間里，我進行了大量的計算：從材料利用率的計算，到工序壓力的計算，再工作部分刃口尺寸及公差的計算，到各種零件結(jié)構(gòu)尺寸的計算以及主要零部件強度剛度的核算。其間在圖書館翻閱了許多相關(guān)書籍和各種設(shè)計資料。因此從某種意義上講，通過本次畢業(yè)設(shè)計的訓(xùn)練，也培養(yǎng)和鍛煉了一種自己查閱資料，獲取有價值信息的能力。
總之，通過本次畢業(yè)設(shè)計的鍛煉，使我對模具設(shè)計與模具制造的整個過程都有了比較深刻的認識和全面的掌握。使我接受了一個模具專業(yè)的畢業(yè)生應(yīng)該有的鍛煉和考查。我很感謝學(xué)校和各位老師給我這次鍛煉機會。我是認認真真的做完這次畢業(yè)設(shè)計的，也應(yīng)該認認真真的完成我大學(xué)三年里最后也是最重要的一次設(shè)計。但是由于水平有限，錯誤和不足之處再所難免，懇請各位指導(dǎo)老師批評指正，不勝感激。
致 謝
首先感謝學(xué)校及學(xué)院各位領(lǐng)導(dǎo)的悉心關(guān)懷和耐心指導(dǎo)，特別要感謝指導(dǎo)老師給我的指導(dǎo)，在設(shè)計和說明書的寫作以及實物制作過程中，我始終得到他的悉心教導(dǎo)和認真指點，使得我的理論知識和動手操作能力都有了很大的提高與進步，對模具設(shè)計與制造的整個工藝流程也有了一個基本的掌握。在他身上，時刻體現(xiàn)著作為科研工作者所特有的嚴謹求實的教學(xué)風范，勇于探索的工作態(tài)度和求同思變、不斷創(chuàng)新的治學(xué)理念。他不知疲倦的敬業(yè)精神和精益求精的治學(xué)要求，端正了我的學(xué)習(xí)態(tài)度，使我受益匪淺。
另外，還要感謝和我同組的其他同學(xué)，他們在尋找資料，解答疑惑，實驗操作、論文修改等方面，都給了我很大的幫助和借鑒。
最后，感謝所有給予我關(guān)心和支持的老師和同學(xué)使我能如期完成這次畢業(yè)設(shè)計。謝謝各位老師和同學(xué)！
感謝學(xué)校對我這兩年的培養(yǎng)和教導(dǎo)，感謝學(xué)院各位領(lǐng)導(dǎo)各位老師三年如一日的諄諄教導(dǎo)！
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