2988 矩形墊片復合沖壓模具的設計,矩形,墊片,復合,沖壓,模具,設計 1xx 大 學名稱 　　矩形墊片復合沖壓模具的設計 院 　系 機電工程系 班 級 姓 名 系　主　任 教研室主任 指 導 教 師 2長墊片復合沖壓模具的設計摘要：模具是現代工業(yè)的重要工藝設備，隨著科學技術的不斷進步，它在國民經濟中占有越來越重要的地位，發(fā)展前景十分廣闊。裝備制造業(yè)在 2007 年的迅速發(fā)展，尤其是汽車和電子電器產品的高速增長，為模具工業(yè)的發(fā)展營造了良好的市場環(huán)境。本次綜合實訓設計墊片的復合沖壓模具，從零件的工藝性分析到模具結構的設計再到工藝計算，一直到最后的模具裝配圖。關鍵詞：墊片、復合沖壓模具、設計3目 錄引言（緒論） ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1一、沖裁件的工藝性分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7二、確定沖壓工藝方案 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7三、選擇模具結構形式 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????71.模具的形式 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????42.定位裝置 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????43.卸料裝置 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????44.導向零件 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????45.模架 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4四、必要的工藝計算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????81.排樣設計與計算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????42.計算沖壓力 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????43.計算模具壓力中心 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????44.計算模具刃口尺寸 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4五、墊片復合模主要零件的設計計算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????41.落料凹模 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????42.沖孔凸模長度及強度校核 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????43.凸凹模長度確定及壁厚校核 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????44.凸凹模固定板尺寸 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????45.墊板結構與設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????46.卸料板的設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????47.模座的選擇 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4六、壓力機校核 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????41.模柄孔的校核 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????42.模具閉合高度的校核 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????43.壓力機工作臺尺寸的校核 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????44.沖裁力校核 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4七、繪制模具總裝配圖及零件圖 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14課程設計小結 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????24致謝 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4參考文獻 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????254引 言汽車和電子電器產品的高速增長，為模具工業(yè)的發(fā)展營造了良好的市場環(huán)境。除了發(fā)展速度繼續(xù)提升外，我國模具行業(yè)在 2007 年還呈現出三大亮點： 一、是模具向大型、精密、復雜方向發(fā)展成果突出，如已生產出了單套重量達到 100 噸的巨型模具及型腔精度達到 0.5μm 的超精模具和能與 2500 次/分高速沖床相匹配的精密多工位級進模等；模具專業(yè)化和標準化程度得到進一步提高，如廣東模具企業(yè)的模具標準件使用覆蓋率大都已達到或超過了 80%等；行業(yè)結構進一步改善，如產品結構和進出口結構正在不斷趨向合理化等，行業(yè)正在形成一個以數字化和信息化為主要內容的技術改造熱潮，發(fā)展后勁充足等。二、是行業(yè)骨干隊伍正快速形成，集群式生產方式得到進一步發(fā)展，勞動生產率不斷提高。模具行業(yè)目前已有 80 多家重點骨干企業(yè)，現在，年產模具5000 萬元以上的企業(yè)全行業(yè)也有 100 家左右。骨干隊伍正在起著帶動行業(yè)的作用。繼 2006 年之后，全國的模具城得到了進一步發(fā)展。模具城的產出要比上年增長 25%以上。模具行業(yè)全員勞動生產率比上年有 10%以上的提高。 三、是國際合作進一步發(fā)展，中國模具正在加速融入世界，因而也為中國模具今后的進一步發(fā)展創(chuàng)造了更為有利的條件。無論是出展出訪還是來展來訪，中國模具行業(yè) 2007 年國際合作方面的活動都要比往年更豐富，參與的企業(yè)數和人數更多，成效更加顯著。　　在中國模具工業(yè) 2007 年可喜的發(fā)展中也有隱憂。 隱憂之一是生產模具的原材料、人工等成本費用不斷上漲，2007 年又比上年漲了 20%左右，致使模具企業(yè)利潤空間進一步受擠壓，利潤率進一步下降，有些企業(yè)已出現虧損，顯得難以為繼。隱憂之二是模具人才，特別是高技能、高水平人才全行業(yè)缺乏，這已制約了模具行業(yè)的進一步發(fā)展。由于總數量的供不應求，高層次人才的正常流動現在已變得有一些不正常了，用人單位的用人成本也顯著增加。同時，人才素質也亟待提高。 隱憂之三是在模具行業(yè)國內外市場前景良好和現有企業(yè)大多利好的情況下，模具行業(yè)固定資產投入年復一年不斷攀升，尤其是外資和民間投資更為踴躍投5入，致使某些領域已呈飽和之勢和低水平的重復。大量投資的結果雖然對促進模具工業(yè)的發(fā)展有好處，但也預示著企業(yè)今后的競爭更為劇烈。競爭會不會造成今后的大調整而累及行業(yè)發(fā)展，這已引起一些業(yè)內人士的擔憂。目前，在部分領域，尤其在中低檔市場上，競爭已造成因相互過度壓價而損害產品質量的狀況。 隱憂之四是中國模具行業(yè)總體創(chuàng)新能力薄弱，綜合水平仍比國外先進水平落后許多，這對今后發(fā)展非常不利。所謂綜合水平的落后包括了技術落后、產品落后、管理落后及人的觀念和水平落后等。雖然我國模具行業(yè)中也不乏可與世界先進水平相媲美的企業(yè)，有些產品也并不比世界先進水平差，但這畢竟只是少數。就大多數而言，我們必須承認落后，而且總體來說，不是落后一點點，而是落后了許多?？傮w落后的主要表現是我國模具在結構、精度、效能、壽命及生產周期等方面以及從業(yè)人員綜合素質與水平和全員勞動生產率等方面與國際先進水平相比有著較大差距。此外，當然還存在裝備及環(huán)境等方面的差距等。6模具設計一、沖裁件的工藝性分析（1）材料 Q235 是普通碳素鋼，具有良好的沖壓性能。（2）工件結構 該零件形狀簡單。孔邊距遠大于凸、凹模允許的最小壁厚，故可以考慮采用復合沖壓工序。（3）尺寸精度 零件圖上尺寸未標注公差，屬自由公差，按 IT14 級確定工件的公差，一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。7二、確定沖壓工藝方案該零件（如右圖）包括落料、沖孔兩個基本工序，可以有以下三種工藝方案：方案一：先落料，后沖孔。采用單工序 模生產。 方案二：落料—沖孔復合沖壓，采用復 合模生產。方案三：沖孔—落料連續(xù)沖壓，采用級 進模生產。方案一模具結構簡單，但需要兩道工序兩副模具，生產率低，難以滿足該零件的年生產需要。方案二只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度容易保證，且生產率也高。盡管模具結構較方案一復雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。方案三也只需要一副模具，生產率也高，但模具制造、安裝較復合模復雜。通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產采用方案二為佳。三、選擇模具結構形式8（1）模具的形式此工件有三個孔，若采用正裝式復合模，操作很不方便；另外此工件無較高平直度要求，工件要求精度也較低，沖孔廢料由沖孔凸模沖入凹模洞口中，積聚到一定數量，由下模漏料孔排出，不必清除廢料，操作方便，應用很廣，但工作表面平直度較差，凹凸模承受的張力較大。因此凹凸模的壁厚應嚴格控制，以免強度不足。所以從操作方便、模具制造簡單等方面考慮，決定采用倒裝式復合模。（2）定位裝置 采用擋料銷縱向定位，安裝在卸料板上，并在凹模板開設讓位孔。（3）卸料裝置1.條料的卸除 采用彈性卸料板。因為是倒裝式復合模，所以卸料板安裝在下模。2.工件的卸除 采用打料裝置將工件從上模落料凹模中推下，落在模具工作面上。3.沖孔廢料的卸除 采用下模座上漏料孔排出。沖孔廢料在下模的凹凸模內積聚到一定數量，便從下模座的漏料孔中排出。（4）導向零件 導向零件有許多，如用導板導向則在模具上安裝不便，而且阻擋操作者視線，所以不采用；若用鋼珠式導柱導套進行導向，則雖然導向精度高，壽命長，但結構比較復雜，所以不采用；針對這次加工的產品精度要求不高，采用滑動式導柱導套進行導向即可。而且模具在壓力機上的安裝比較簡單，操作又方便，還可降低成本。（5）模架 若采用中間導柱模架，則導柱對稱分布，受力平衡，滑動平穩(wěn)，拔模方便，但只能一個方向送料。若采用后側導柱模架，則可三方向送料。操作者視線不被擋住，結構比較緊湊。本設計決定采用后側導柱模架。四、必要的工藝計算（1）排樣設計與計算91、單直排a、搭邊。查《沖壓模具設計與制造》 ，確定搭邊直 a、a1t = 8 mm，工件間 a1 =7 mm。側搭邊 a = 6mm。b、條料寬度。采用無側邊裝置，所以B=（D+2a） = （160+7+7） = 174 mm0?015.?015.?式中 ——條料寬度的單向偏差，mm，查表得 =-0.15mm??c、送料步距：S = L + a =200 +6 = 206 mmd、材料利用率利用 CAD 軟件，查得其面積為 1163.542mm2條料一個步距內的面積為 45×34=1530 mm= 100%= 100%=76.04%?A1?5304.6?排樣圖如下：2、計算沖壓力沖裁力公式為P= P + P孔 落式中 P —— 沖裁力；P —— 沖孔沖裁力；孔10P ——落料沖裁力。落（1） 沖孔沖裁力 P 孔。P = P t孔 孔 ?式中 L ——沖孔周長；t ——材料厚度，t=1mm；——材料抗拉強度，MPa，查手冊，Q235， =375~460MPa，取?=400MPa。所以 P = L t =（2 ×3×2+2 ×8）×1×400=35168N孔 孔 ?（2） 落料沖裁力 P 落。P = L t落 落 ?所以 P = L t =（ + +26×4）×1×4 00落 落 ?1802562??18023??=77605.3N（3） 卸料力 P 。卸P = K × P卸 卸 落式中 P ——卸料力；卸K ——卸料系數，查表 K =0.04~0.05，取 K =0.04。卸 卸 卸所以 P = K × P =0.04×77605.3N=3104.212N卸 卸 落（4） 推件力 P推P = K P n推 推 孔式中 K ——推料系數，查表取 K =0.055；推 推n——同時卡在凹模洞孔內的件數，取 n=3。所以 P = K P n=0.055×35168×3N=5802.72N推 推 孔（5） 總沖壓力 P 總。沖裁時，壓力機的壓力值必須大于或等于沖裁各工藝力的總和，即大于總的沖壓力?？偟臎_壓力根據模具結構不同計算公式不同，當采用彈壓卸料裝置和下出件的模具時，總的沖壓力為P =P+ P + P = P + P + P + P總 卸 推 孔 落 卸 推11=77605.3+3104.212+35168+5802.72 N=121680.26N 122KN?初選壓力機型號為：JH23—25。該壓力機的主要參數：公稱壓力 250KN滑塊行程 75mm最大封閉高度 260mm封閉高度調節(jié)量 55mm工作臺尺寸 560×370模柄孔尺寸 40×60?3.計算模具壓力中心由于該零件關于中心對稱，所以模具的壓力中心在幾何圖形的中心點上。4.計算模具刃口尺寸落料 設工件的尺寸為 ,根據計算原則，落料以凹模為設計基準。首先0??D確定凹模尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等于工件輪廓的最小極限尺寸;將凹模尺寸減去最小合理間隙值即得到凸模尺寸。=（ ）AD?xma??0D =（D ）TZ=（D ）?axax0??沖孔 設沖孔尺寸為，根據計算原則，沖孔時以凸模為設計基準。首先確定凸模尺寸，使凸模的基準尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸；將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得到凹模尺寸。d =(d +x )Tmin?0??d =(d +z ) =(d +x +z )Ai??0Tmin??0孔心距 孔心距屬于磨損后基本不變的尺寸。在同一工步中，在工件上沖出孔距為 L 兩個孔時，其凹模型孔中心距可按下式確定。?2/?L =Ld?81?上述式中： 、D ——落料凹、凸模尺寸；AT12d 、 d ——沖孔凸、凹模尺寸；TAD ——落料件的最大極限尺寸；maxd ——沖孔件孔的最小極限尺寸；inL、 L ——工件孔心距和凹?？仔木嗟墓Q尺寸；——工件制造公差；?z ——最小合理間隙；minx ——磨損系數；——凸或凹模的制造公差，可按 IT6~IT7 級來選取，也?可查表選取，或取 （ ） ，4.0T??minaxZ?（ ） 。6.0?AminaxZ?為了保證初始間隙不超過 Z 即 + + , 和 選取必須滿足以minTAaxTA?下條件：+T?A?minax?外形由落料獲得， 16 由沖孔同時得到：?查表得：Z =0.1mm,Z =0.14mm,minmax則 Z -Z =(0.14-0.1)mm=0.04mmaxi由于尺寸為自由公差，均為 IT14 級，所以×=0.5mm設凸、凹模分別按 IT6 和 IT7 級加工制造，則沖 16 孔：?d =(d +× ) =(16+0.5×0.43) =16.215 mmTmin?0??0??01.?d =( d + Z ) =(16.215+0.1) =16.315 mmAi?18.?8.?校核： +TA?minaxZ0.011+0.018 0.14-0.10.029 n i所以滿足最小壁厚 n> n 的要求。i4.凸凹模固定板尺寸凸凹模形狀為矩形 120×70,厚度取 20mm，與凸凹模過盈配合。5.墊板結構與設計理論上，確定是否需要墊板的方法如下：條件：沖裁時，如果凸模的端部對模座的壓應力超過模座材料的許用壓應力，這時需要凸模端部與模座之間加上一塊強度較高的墊板。即下列情況需要加墊板。 y??][Y式中 ——凸模端面壓應力，MPa；y?——模座材料許用壓應力，鑄鐵約為 100MPa，鋼約為 200MPa；][YP——沖裁力，N；F——凸模上端面面積，mm ；2D——凸模上端面直徑，mm。墊板形狀和凸模固定板一致，矩形，墊板厚度一般為 3~10mm。墊板材料常用 T7 或 T8 工具鋼，熱處理硬度為 48~52HRC。墊板淬硬后兩面應磨平，表面粗糙度 R 0.32~0.63um。?本例中上模部分已有墊板。16下面確定凸凹模與下模板之間是否需要墊板：本例中，由于凸凹模和固定板的配合為過盈配合，所以其表面積按固定板面積計算，很顯然不需要加墊板。因為加墊板之后與沒加之前（下表面積）沒有區(qū)別。6.卸料板的設計1）卸料板的形狀和尺寸。卸料板取矩形板，厚度為 H=10mm，卸料板材料選 A3 或（45 鋼） ，不用熱處理淬硬。2）卸料板上成形孔的設計。取彈壓卸料板與凸模的雙面間隙為0.1~0.3mm。7.模座選擇由于模板周界為 120×70mm，所以選上模座 125×80×30 GB/T2855.5—1990下模座 125×80×30 GB/T2855.6—1990材料 HT200 GB9436—88 閉合高度最小 140mm，最大 165mm。導柱 20×130 GB/T2861.1—1990導套 20×70×28 GB/T2861.6—1990六、壓力機校核初選壓力機型號為：JH23—25.該壓力機的主要參數：公稱壓力 250KN滑塊行程 75mm最大封閉高度 260mm封閉高度調節(jié)量 55mm工作臺尺寸 560×370模柄孔尺寸 40×60?1.模柄孔的校核模柄的尺寸為 40×80，上模座厚度為 30mm，則模柄伸出上模座的高度17為 50mm<60mm，因此合適。2.模具閉合高度的校核模具的閉合高度 H=30+15+10+10+10+60+30-1=164mm，而壓力機的最大封閉高度 260mm，其調節(jié)量為 55mm，則壓力機的最小閉合高度為 205mm，大于模具的閉合高度，可以在模具下模座下加墊板，所以此項也可滿足要求。3.壓力機工作臺尺寸的校核查手冊，該型號模座的外形尺寸為：194×142mm，壓力機的工作臺尺寸為560×370mm，符合每邊留出 60~100mm 的要求，用來安裝固定模具用的螺栓、墊塊和壓板，所以合適。4.沖裁力校核沖裁合格產品所需的沖裁力 P 為 122KN<壓力機的公稱壓力 250KN，所以總合適。綜上所述：型號為 JH23—25 的壓力機符合要求。七、繪制模具總裝配圖及工作零件圖模具整體裝配效果圖1819總結通過這次課程設計使我對模具行業(yè)的發(fā)展現狀及未來的發(fā)展趨勢有了更深刻的了解，通過整個模具設計流程，使我掌握了沖壓模具的總體設計思路及在模具設計中經常出現的一些問題、及處理方法，對設計中一些常規(guī)方法了有了進一步的了解，為以后從事模具行業(yè)打下了基礎。通過計算機輔助手段實現了對模具零件的三維造型，同時利用軟件完成了相關零部件的裝配過程，實現了模具結構的總裝配，同時，使用了 AutoCAD 完成了相關二維結構及零件圖。這次課程設計讓我鞏固了專業(yè)知識，對知識有了更深刻的認識。20參考文獻：[1]王孝培主編. 沖壓手冊. 機械工業(yè)出版社 1990.11 [2]王一梅主編.典型實用模具圖冊.江蘇科學技術出版社 1991.8[3]模具實用技術叢書編委會主編. 沖模設計應用實例.機械工業(yè)出版社.2000.4[4]丁松聚主編.冷沖模設計. 機械工業(yè)出版社. 2001.10[5]徐政坤主編. 沖壓模具設計與制造. 化學工業(yè)出版社.2005.1[6]付宏生主編. 冷沖壓成形工藝與模具設計制造. 化學工業(yè)出版社.2005.3[7]K.Stoeckhert/G.Menning 編著.模具制造手冊. 化學工業(yè)出版社.2003.2[8]楊占堯主編.現代模具工手冊. 化學工業(yè)出版社.2007.7[9]高軍、李嘉平、修大鵬等編著.沖壓模具標準件選用與設計指南. 化學工業(yè)出版社.2007.2[10]楊占堯主編.沖壓模具圖冊.高等教育出版社.2008.3[11]周本凱編著.沖壓模具設計實踐. 化學工業(yè)出版社.2008.3[12]中國就業(yè)培訓技術指導中心組織編寫.模具設計師.中國勞動社會保障出版社.2008.51xx 大 學名稱 　　矩形墊片復合沖壓模具的設計 院 　系 機電工程系 班 級 姓 名 系　主　任 教研室主任 指 導 教 師 2長墊片復合沖壓模具的設計摘要：模具是現代工業(yè)的重要工藝設備，隨著科學技術的不斷進步，它在國民經濟中占有越來越重要的地位，發(fā)展前景十分廣闊。裝備制造業(yè)在 2007 年的迅速發(fā)展，尤其是汽車和電子電器產品的高速增長，為模具工業(yè)的發(fā)展營造了良好的市場環(huán)境。本次綜合實訓設計墊片的復合沖壓模具，從零件的工藝性分析到模具結構的設計再到工藝計算，一直到最后的模具裝配圖。關鍵詞：墊片、復合沖壓模具、設計3目 錄引言（緒論） ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1一、沖裁件的工藝性分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7二、確定沖壓工藝方案 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7三、選擇模具結構形式 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????71.模具的形式 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????42.定位裝置 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????43.卸料裝置 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????44.導向零件 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????45.模架 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4四、必要的工藝計算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????81.排樣設計與計算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????42.計算沖壓力 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????43.計算模具壓力中心 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????44.計算模具刃口尺寸 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4五、墊片復合模主要零件的設計計算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????41.落料凹模 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????42.沖孔凸模長度及強度校核 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????43.凸凹模長度確定及壁厚校核 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????44.凸凹模固定板尺寸 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????45.墊板結構與設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????46.卸料板的設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????47.模座的選擇 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4六、壓力機校核 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????41.模柄孔的校核 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????42.模具閉合高度的校核 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????43.壓力機工作臺尺寸的校核 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????44.沖裁力校核 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4七、繪制模具總裝配圖及零件圖 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14課程設計小結 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????24致謝 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4參考文獻 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????254引 言汽車和電子電器產品的高速增長，為模具工業(yè)的發(fā)展營造了良好的市場環(huán)境。除了發(fā)展速度繼續(xù)提升外，我國模具行業(yè)在 2007 年還呈現出三大亮點： 一、是模具向大型、精密、復雜方向發(fā)展成果突出，如已生產出了單套重量達到 100 噸的巨型模具及型腔精度達到 0.5μm 的超精模具和能與 2500 次/分高速沖床相匹配的精密多工位級進模等；模具專業(yè)化和標準化程度得到進一步提高，如廣東模具企業(yè)的模具標準件使用覆蓋率大都已達到或超過了 80%等；行業(yè)結構進一步改善，如產品結構和進出口結構正在不斷趨向合理化等，行業(yè)正在形成一個以數字化和信息化為主要內容的技術改造熱潮，發(fā)展后勁充足等。二、是行業(yè)骨干隊伍正快速形成，集群式生產方式得到進一步發(fā)展，勞動生產率不斷提高。模具行業(yè)目前已有 80 多家重點骨干企業(yè)，現在，年產模具5000 萬元以上的企業(yè)全行業(yè)也有 100 家左右。骨干隊伍正在起著帶動行業(yè)的作用。繼 2006 年之后，全國的模具城得到了進一步發(fā)展。模具城的產出要比上年增長 25%以上。模具行業(yè)全員勞動生產率比上年有 10%以上的提高。 三、是國際合作進一步發(fā)展，中國模具正在加速融入世界，因而也為中國模具今后的進一步發(fā)展創(chuàng)造了更為有利的條件。無論是出展出訪還是來展來訪，中國模具行業(yè) 2007 年國際合作方面的活動都要比往年更豐富，參與的企業(yè)數和人數更多，成效更加顯著?！　≡谥袊＞吖I(yè) 2007 年可喜的發(fā)展中也有隱憂。 隱憂之一是生產模具的原材料、人工等成本費用不斷上漲，2007 年又比上年漲了 20%左右，致使模具企業(yè)利潤空間進一步受擠壓，利潤率進一步下降，有些企業(yè)已出現虧損，顯得難以為繼。隱憂之二是模具人才，特別是高技能、高水平人才全行業(yè)缺乏，這已制約了模具行業(yè)的進一步發(fā)展。由于總數量的供不應求，高層次人才的正常流動現在已變得有一些不正常了，用人單位的用人成本也顯著增加。同時，人才素質也亟待提高。 隱憂之三是在模具行業(yè)國內外市場前景良好和現有企業(yè)大多利好的情況下，模具行業(yè)固定資產投入年復一年不斷攀升，尤其是外資和民間投資更為踴躍投5入，致使某些領域已呈飽和之勢和低水平的重復。大量投資的結果雖然對促進模具工業(yè)的發(fā)展有好處，但也預示著企業(yè)今后的競爭更為劇烈。競爭會不會造成今后的大調整而累及行業(yè)發(fā)展，這已引起一些業(yè)內人士的擔憂。目前，在部分領域，尤其在中低檔市場上，競爭已造成因相互過度壓價而損害產品質量的狀況。 隱憂之四是中國模具行業(yè)總體創(chuàng)新能力薄弱，綜合水平仍比國外先進水平落后許多，這對今后發(fā)展非常不利。所謂綜合水平的落后包括了技術落后、產品落后、管理落后及人的觀念和水平落后等。雖然我國模具行業(yè)中也不乏可與世界先進水平相媲美的企業(yè)，有些產品也并不比世界先進水平差，但這畢竟只是少數。就大多數而言，我們必須承認落后，而且總體來說，不是落后一點點，而是落后了許多。總體落后的主要表現是我國模具在結構、精度、效能、壽命及生產周期等方面以及從業(yè)人員綜合素質與水平和全員勞動生產率等方面與國際先進水平相比有著較大差距。此外，當然還存在裝備及環(huán)境等方面的差距等。6模具設計一、沖裁件的工藝性分析（1）材料 Q235 是普通碳素鋼，具有良好的沖壓性能。（2）工件結構 該零件形狀簡單?？走吘噙h大于凸、凹模允許的最小壁厚，故可以考慮采用復合沖壓工序。（3）尺寸精度 零件圖上尺寸未標注公差，屬自由公差，按 IT14 級確定工件的公差，一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。7二、確定沖壓工藝方案該零件（如右圖）包括落料、沖孔兩個基本工序，可以有以下三種工藝方案：方案一：先落料，后沖孔。采用單工序 模生產。 方案二：落料—沖孔復合沖壓，采用復 合模生產。方案三：沖孔—落料連續(xù)沖壓，采用級 進模生產。方案一模具結構簡單，但需要兩道工序兩副模具，生產率低，難以滿足該零件的年生產需要。方案二只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度容易保證，且生產率也高。盡管模具結構較方案一復雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。方案三也只需要一副模具，生產率也高，但模具制造、安裝較復合模復雜。通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產采用方案二為佳。三、選擇模具結構形式8（1）模具的形式此工件有三個孔，若采用正裝式復合模，操作很不方便；另外此工件無較高平直度要求，工件要求精度也較低，沖孔廢料由沖孔凸模沖入凹模洞口中，積聚到一定數量，由下模漏料孔排出，不必清除廢料，操作方便，應用很廣，但工作表面平直度較差，凹凸模承受的張力較大。因此凹凸模的壁厚應嚴格控制，以免強度不足。所以從操作方便、模具制造簡單等方面考慮，決定采用倒裝式復合模。（2）定位裝置 采用擋料銷縱向定位，安裝在卸料板上，并在凹模板開設讓位孔。（3）卸料裝置1.條料的卸除 采用彈性卸料板。因為是倒裝式復合模，所以卸料板安裝在下模。2.工件的卸除 采用打料裝置將工件從上模落料凹模中推下，落在模具工作面上。3.沖孔廢料的卸除 采用下模座上漏料孔排出。沖孔廢料在下模的凹凸模內積聚到一定數量，便從下模座的漏料孔中排出。（4）導向零件 導向零件有許多，如用導板導向則在模具上安裝不便，而且阻擋操作者視線，所以不采用；若用鋼珠式導柱導套進行導向，則雖然導向精度高，壽命長，但結構比較復雜，所以不采用；針對這次加工的產品精度要求不高，采用滑動式導柱導套進行導向即可。而且模具在壓力機上的安裝比較簡單，操作又方便，還可降低成本。（5）模架 若采用中間導柱模架，則導柱對稱分布，受力平衡，滑動平穩(wěn)，拔模方便，但只能一個方向送料。若采用后側導柱模架，則可三方向送料。操作者視線不被擋住，結構比較緊湊。本設計決定采用后側導柱模架。四、必要的工藝計算（1）排樣設計與計算91、單直排a、搭邊。查《沖壓模具設計與制造》 ，確定搭邊直 a、a1t = 8 mm，工件間 a1 =7 mm。側搭邊 a = 6mm。b、條料寬度。采用無側邊裝置，所以B=（D+2a） = （160+7+7） = 174 mm0?015.?015.?式中 ——條料寬度的單向偏差，mm，查表得 =-0.15mm??c、送料步距：S = L + a =200 +6 = 206 mmd、材料利用率利用 CAD 軟件，查得其面積為 1163.542mm2條料一個步距內的面積為 45×34=1530 mm= 100%= 100%=76.04%?A1?5304.6?排樣圖如下：2、計算沖壓力沖裁力公式為P= P + P孔 落式中 P —— 沖裁力；P —— 沖孔沖裁力；孔10P ——落料沖裁力。落（1） 沖孔沖裁力 P 孔。P = P t孔 孔 ?式中 L ——沖孔周長；t ——材料厚度，t=1mm；——材料抗拉強度，MPa，查手冊，Q235， =375~460MPa，取?=400MPa。所以 P = L t =（2 ×3×2+2 ×8）×1×400=35168N孔 孔 ?（2） 落料沖裁力 P 落。P = L t落 落 ?所以 P = L t =（ + +26×4）×1×4 00落 落 ?1802562??18023??=77605.3N（3） 卸料力 P 。卸P = K × P卸 卸 落式中 P ——卸料力；卸K ——卸料系數，查表 K =0.04~0.05，取 K =0.04。卸 卸 卸所以 P = K × P =0.04×77605.3N=3104.212N卸 卸 落（4） 推件力 P推P = K P n推 推 孔式中 K ——推料系數，查表取 K =0.055；推 推n——同時卡在凹模洞孔內的件數，取 n=3。所以 P = K P n=0.055×35168×3N=5802.72N推 推 孔（5） 總沖壓力 P 總。沖裁時，壓力機的壓力值必須大于或等于沖裁各工藝力的總和，即大于總的沖壓力?？偟臎_壓力根據模具結構不同計算公式不同，當采用彈壓卸料裝置和下出件的模具時，總的沖壓力為P =P+ P + P = P + P + P + P總 卸 推 孔 落 卸 推11=77605.3+3104.212+35168+5802.72 N=121680.26N 122KN?初選壓力機型號為：JH23—25。該壓力機的主要參數：公稱壓力 250KN滑塊行程 75mm最大封閉高度 260mm封閉高度調節(jié)量 55mm工作臺尺寸 560×370模柄孔尺寸 40×60?3.計算模具壓力中心由于該零件關于中心對稱，所以模具的壓力中心在幾何圖形的中心點上。4.計算模具刃口尺寸落料 設工件的尺寸為 ,根據計算原則，落料以凹模為設計基準。首先0??D確定凹模尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等于工件輪廓的最小極限尺寸;將凹模尺寸減去最小合理間隙值即得到凸模尺寸。=（ ）AD?xma??0D =（D ）TZ=（D ）?axax0??沖孔 設沖孔尺寸為，根據計算原則，沖孔時以凸模為設計基準。首先確定凸模尺寸，使凸模的基準尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸；將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得到凹模尺寸。d =(d +x )Tmin?0??d =(d +z ) =(d +x +z )Ai??0Tmin??0孔心距 孔心距屬于磨損后基本不變的尺寸。在同一工步中，在工件上沖出孔距為 L 兩個孔時，其凹模型孔中心距可按下式確定。?2/?L =Ld?81?上述式中： 、D ——落料凹、凸模尺寸；AT12d 、 d ——沖孔凸、凹模尺寸；TAD ——落料件的最大極限尺寸；maxd ——沖孔件孔的最小極限尺寸；inL、 L ——工件孔心距和凹模孔心距的公稱尺寸；——工件制造公差；?z ——最小合理間隙；minx ——磨損系數；——凸或凹模的制造公差，可按 IT6~IT7 級來選取，也?可查表選取，或取 （ ） ，4.0T??minaxZ?（ ） 。6.0?AminaxZ?為了保證初始間隙不超過 Z 即 + + , 和 選取必須滿足以minTAaxTA?下條件：+T?A?minax?外形由落料獲得， 16 由沖孔同時得到：?查表得：Z =0.1mm,Z =0.14mm,minmax則 Z -Z =(0.14-0.1)mm=0.04mmaxi由于尺寸為自由公差，均為 IT14 級，所以×=0.5mm設凸、凹模分別按 IT6 和 IT7 級加工制造，則沖 16 孔：?d =(d +× ) =(16+0.5×0.43) =16.215 mmTmin?0??0??01.?d =( d + Z ) =(16.215+0.1) =16.315 mmAi?18.?8.?校核： +TA?minaxZ0.011+0.018 0.14-0.10.029 n i所以滿足最小壁厚 n> n 的要求。i4.凸凹模固定板尺寸凸凹模形狀為矩形 120×70,厚度取 20mm，與凸凹模過盈配合。5.墊板結構與設計理論上，確定是否需要墊板的方法如下：條件：沖裁時，如果凸模的端部對模座的壓應力超過模座材料的許用壓應力，這時需要凸模端部與模座之間加上一塊強度較高的墊板。即下列情況需要加墊板。 y??][Y式中 ——凸模端面壓應力，MPa；y?——模座材料許用壓應力，鑄鐵約為 100MPa，鋼約為 200MPa；][YP——沖裁力，N；F——凸模上端面面積，mm ；2D——凸模上端面直徑，mm。墊板形狀和凸模固定板一致，矩形，墊板厚度一般為 3~10mm。墊板材料常用 T7 或 T8 工具鋼，熱處理硬度為 48~52HRC。墊板淬硬后兩面應磨平，表面粗糙度 R 0.32~0.63um。?本例中上模部分已有墊板。16下面確定凸凹模與下模板之間是否需要墊板：本例中，由于凸凹模和固定板的配合為過盈配合，所以其表面積按固定板面積計算，很顯然不需要加墊板。因為加墊板之后與沒加之前（下表面積）沒有區(qū)別。6.卸料板的設計1）卸料板的形狀和尺寸。卸料板取矩形板，厚度為 H=10mm，卸料板材料選 A3 或（45 鋼） ，不用熱處理淬硬。2）卸料板上成形孔的設計。取彈壓卸料板與凸模的雙面間隙為0.1~0.3mm。7.模座選擇由于模板周界為 120×70mm，所以選上模座 125×80×30 GB/T2855.5—1990下模座 125×80×30 GB/T2855.6—1990材料 HT200 GB9436—88 閉合高度最小 140mm，最大 165mm。導柱 20×130 GB/T2861.1—1990導套 20×70×28 GB/T2861.6—1990六、壓力機校核初選壓力機型號為：JH23—25.該壓力機的主要參數：公稱壓力 250KN滑塊行程 75mm最大封閉高度 260mm封閉高度調節(jié)量 55mm工作臺尺寸 560×370模柄孔尺寸 40×60?1.模柄孔的校核模柄的尺寸為 40×80，上模座厚度為 30mm，則模柄伸出上模座的高度17為 50mm<60mm，因此合適。2.模具閉合高度的校核模具的閉合高度 H=30+15+10+10+10+60+30-1=164mm，而壓力機的最大封閉高度 260mm，其調節(jié)量為 55mm，則壓力機的最小閉合高度為 205mm，大于模具的閉合高度，可以在模具下模座下加墊板，所以此項也可滿足要求。3.壓力機工作臺尺寸的校核查手冊，該型號模座的外形尺寸為：194×142mm，壓力機的工作臺尺寸為560×370mm，符合每邊留出 60~100mm 的要求，用來安裝固定模具用的螺栓、墊塊和壓板，所以合適。4.沖裁力校核沖裁合格產品所需的沖裁力 P 為 122KN<壓力機的公稱壓力 250KN，所以總合適。綜上所述：型號為 JH23—25 的壓力機符合要求。七、繪制模具總裝配圖及工作零件圖模具整體裝配效果圖1819總結通過這次課程設計使我對模具行業(yè)的發(fā)展現狀及未來的發(fā)展趨勢有了更深刻的了解，通過整個模具設計流程，使我掌握了沖壓模具的總體設計思路及在模具設計中經常出現的一些問題、及處理方法，對設計中一些常規(guī)方法了有了進一步的了解，為以后從事模具行業(yè)打下了基礎。通過計算機輔助手段實現了對模具零件的三維造型，同時利用軟件完成了相關零部件的裝配過程，實現了模具結構的總裝配，同時，使用了 AutoCAD 完成了相關二維結構及零件圖。這次課程設計讓我鞏固了專業(yè)知識，對知識有了更深刻的認識。20參考文獻：[1]王孝培主編. 沖壓手冊. 機械工業(yè)出版社 1990.11 [2]王一梅主編.典型實用模具圖冊.江蘇科學技術出版社 1991.8[3]模具實用技術叢書編委會主編. 沖模設計應用實例.機械工業(yè)出版社.2000.4[4]丁松聚主編.冷沖模設計. 機械工業(yè)出版社. 2001.10[5]徐政坤主編. 沖壓模具設計與制造. 化學工業(yè)出版社.2005.1[6]付宏生主編. 冷沖壓成形工藝與模具設計制造. 化學工業(yè)出版社.2005.3[7]K.Stoeckhert/G.Menning 編著.模具制造手冊. 化學工業(yè)出版社.2003.2[8]楊占堯主編.現代模具工手冊. 化學工業(yè)出版社.2007.7[9]高軍、李嘉平、修大鵬等編著.沖壓模具標準件選用與設計指南. 化學工業(yè)出版社.2007.2[10]楊占堯主編.沖壓模具圖冊.高等教育出版社.2008.3[11]周本凱編著.沖壓模具設計實踐. 化學工業(yè)出版社.2008.3[12]中國就業(yè)培訓技術指導中心組織編寫.模具設計師.中國勞動社會保障出版社.2008.5