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分 類 號
密 級
寧邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
控制柜連接板沖壓模具設(shè)計(jì)
所在學(xué)院
專 業(yè)
班 級
姓 名
學(xué) 號
指導(dǎo)老師
年 月 日
目 錄
第1章 緒論 1
1.1 課題背景及目的 1
1.2模具行業(yè)發(fā)展的研究現(xiàn)狀 1
1.3課題設(shè)計(jì)思路 1
1.4課題研究的主要目標(biāo)和內(nèi)容 3
第2章 沖模設(shè)計(jì)程序與步驟概述 5
2.1沖件工藝性分析 5
2.2工藝方案的確定 5
2.3進(jìn)行工藝計(jì)算 5
2.4模具總體設(shè)計(jì) 5
2.5選擇沖壓設(shè)備 5
2.6模具圖樣設(shè)計(jì) 5
第3章控制柜連接板沖壓模具設(shè)計(jì) 5
3.1設(shè)計(jì)要點(diǎn) 6
3.1毛坯尺寸計(jì)算 6
3.2拉深高度的計(jì)算 7
3.2.1 拉深力 7
3.2.2 有凸緣及凸緣寬度 7
3.3 拉深方向的選擇 7
3.4沖裁間隙 9
3.5工作零件刃口尺寸的計(jì)算 10
3.6沖壓工藝力和壓力中心的計(jì)算 11
3.6.1沖裁力的計(jì)算 11
3.6.2卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算 11
3.6.3壓力機(jī)公稱壓力的確定 11
3.6.4模具壓力中心的確定 12
3.7模具零件加工工藝 13
3.8沖裁模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17
3.8.1模具類型的選擇 17
3.8.2定位方式的選擇 18
3.8.3卸料、出件方式的確定 20
3.8.4 模架的選用 22
3.8.5沖壓設(shè)備的選擇 25
第4章 零部件的設(shè)計(jì)與選用 26
4.1工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 26
4.2支撐固定及卸料零件 28
4.3彈性元件 29
4.4擋料銷 29
4.5模架及其他零部件的選用 30
第5章 模具制造工藝與工藝規(guī)程 31
5.1模具制造工藝規(guī)程 30
5.1.1工藝規(guī)程的定義、內(nèi)容與特點(diǎn) 17
5.1.2工藝規(guī)程的文件形式 17
5.2模具制造工藝規(guī)程的技術(shù)基礎(chǔ) 30
5.2.1模具成型件的結(jié)構(gòu)工藝及其要素 17
5.2.2工藝基準(zhǔn)的確定 17
5.2.3模具成型件的加工方法與制造精度 17
5.2.4加工方法與表面粗糙度 17
5.3模具零件制造工藝規(guī)程的基本內(nèi)容 30
5.3.1模具零件毛坯和加工余量 17
5.3.2模具零件制造工序、工序尺寸與公差 17
第6章 模具的使用 31
6.1模具檢測 30
6.2模具使用安全 30
6.3模具使用的要求 30
第7章 模具總裝圖 31
總結(jié)與展望 33
主要參考文獻(xiàn) 35
致 謝 36
第1章 緒論
第1章 緒論
1.1 課題背景及目的
這些年來，中國模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展。沖壓技術(shù)在機(jī)械、航空、汽車、摩托車等行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和發(fā)展方向。
沖壓工藝具有生產(chǎn)率高、生產(chǎn)成本低、材料利用率高、能成形復(fù)雜零件、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在某些領(lǐng)域已取代機(jī)械加工，并正逐步擴(kuò)大其工藝范圍。因此，沖壓技術(shù)對發(fā)展生產(chǎn)、增強(qiáng)效益、更新產(chǎn)品等方面具有重要作用。
當(dāng)前，世界范圍內(nèi)的汽車制造業(yè)面對著市場激烈競爭的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，在新能源汽車的開發(fā)方面，多國競爭更是方興未艾，汽車新車型的開發(fā)周期已經(jīng)從過去的1年縮短至半年左右，并且還將繼承縮短。汽車沖壓模具的制造周期是影響新車型上市快慢的重要因素，汽車沖壓模具的質(zhì)量在很大程度上決定了汽車本身的外觀和質(zhì)量，所以沖壓模具是決定汽車新車型開發(fā)是否成功的樞紐因素。
1.2模具行業(yè)發(fā)展的研究現(xiàn)狀
?模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，被稱為“工業(yè)之母”。75％的粗加工工業(yè)產(chǎn)品零件、50％的精加工零件由模具成型，絕大部分塑料制品也由模具成型。作為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)行業(yè)，模具涉及機(jī)械、汽車、輕工、電子、化工、冶金、建材等各個行業(yè)，應(yīng)用范圍十分廣泛。 “九五”以來，發(fā)達(dá)國家紛紛將制造業(yè)轉(zhuǎn)移到我國，使我國模具工業(yè)面臨空前的發(fā)展機(jī)遇。模具已從過去的“附屬產(chǎn)品”逐漸成為“獨(dú)立”的新型產(chǎn)業(yè)，我國已成為模具生產(chǎn)大國和消費(fèi)大國。國內(nèi)各行業(yè)的高速發(fā)展，在對模具工業(yè)提出了越來越高要求的同時，也大大加速模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前，國際模具行業(yè)競爭激烈，近兩年來德國模具整體價格已下降1／4左右，且全球58％的模具由德國等西歐國家生產(chǎn)，中國等亞洲國家僅占極小的比例。目前，我國有模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約兩萬家左右，2003年我國模具工業(yè)產(chǎn)值達(dá)到450億元，2005年模具產(chǎn)值預(yù)計(jì)為600億元。按模具總量排名，緊隨日本、美國之后，居世界第3位。近兩年，我國的模具技術(shù)有了很大的提高，有些已接近或達(dá)到國際水平。我國的模具行業(yè)雖也已步入了高速發(fā)展時期，但存在的問題仍然不少。
目前，中國17000多個模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，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(dá)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%。這些年來，中國模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展。模具工業(yè)是我國金屬制品的支柱，多數(shù)工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)都需要模具，小到手機(jī)蓋板，大到汽車頂，新加坡車門，都需要模具作為生產(chǎn)設(shè)備。機(jī)械、汽車、電子等產(chǎn)業(yè)是模具工業(yè)的主要市場，其中汽車、摩托車行業(yè)占有模具工業(yè)一半市場。國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大的動力。每一型號的汽車都需要幾千副模具，價值上億元；每一型號的摩托車將近千副模具，價值1000多萬元。
隨著我國汽車、摩托車市場競爭逐漸白熱化，十幾年、幾十年不變的型號車將淘汰出局，消費(fèi)者除追求其性能更完善，配置更為優(yōu)良外，對車輛外觀也十分挑剔。為了滿足消費(fèi)者的需要，汽車、摩托車行業(yè)必須不斷地推出新產(chǎn)品、新型號。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展，加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校也在積極開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。
1.3課題設(shè)計(jì)思路
圖1.1設(shè)計(jì)思路
1.4課題研究的主要目標(biāo)和內(nèi)容
1、獨(dú)立完成零部件沖壓模具的設(shè)計(jì)。確定沖壓工藝方案，設(shè)計(jì)合理的模具結(jié)構(gòu)；合理的選用模具材料和壓力機(jī)，具有分析解決沖壓工藝中質(zhì)量問題的能力，內(nèi)容上注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，全方位地表達(dá)模具的工作情況，模具的設(shè)計(jì)要有效地體現(xiàn)出“以應(yīng)用為目的”的特色，實(shí)用價值要高。
2、完成模具總裝配圖設(shè)計(jì)、模具主要零部件的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)圖正確、實(shí)用、美觀。選擇一至二個成型零件進(jìn)行加工制造工藝設(shè)計(jì)。
3、按照開題報(bào)告的進(jìn)度計(jì)劃，獨(dú)立進(jìn)行模具設(shè)計(jì)所需的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)計(jì)算，結(jié)合個人的設(shè)計(jì)思路及相關(guān)的計(jì)算及理論依據(jù)，撰寫課題論文，做到文字通順，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，內(nèi)容精煉，講述要詳細(xì)，針對性、實(shí)用性要強(qiáng)，論文正文不少于10000字。
4、目的：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是本（專）科教學(xué)過程最后的也是最重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和基本技能，提高分析與解決實(shí)際問題的能力；使學(xué)生得到從事實(shí)際工作所必需的基本訓(xùn)練并具備科學(xué)研究工作的初步能力。通過這一教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生可以得到科學(xué)研究素養(yǎng)、創(chuàng)新意識和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，因而是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的一次較為系統(tǒng)的訓(xùn)練。
第2章 沖模設(shè)計(jì)程序與步驟概述
2.1沖件工藝性分析
1）根據(jù)鎖提供的產(chǎn)品圖樣，分析沖壓檢的形狀、尺寸、精度、斷面質(zhì)量、裝配關(guān)系等要求。
2）根據(jù)沖壓檢的生產(chǎn)批量，決定模具的結(jié)構(gòu)形式、選用材料。
3）分析圖樣上沖壓件所用材料是否符合沖壓工藝要求。決定是否采用條料、板料、卷料還試邊角廢料。
4）根據(jù)工廠現(xiàn)有設(shè)備情況以及沖壓件和沖壓件批量對設(shè)備的要求選擇合適的壓力機(jī)。
5）根據(jù)工廠的制造水平及裝備情況，為模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
6）了解模具標(biāo)準(zhǔn)部件商品的供應(yīng)狀況。
2.2 確定合理的沖壓工藝方案
1）根據(jù)對制件所作的工藝分析，確定基本的工序性質(zhì)，如切邊、沖孔、彎曲等。
2）進(jìn)行工藝計(jì)算，確定工序數(shù)目，如折彎次數(shù)等。
3）根據(jù)沖件生產(chǎn)批量和條件（材料、設(shè)備沖件精度）確定工序組合，如采用復(fù)合沖壓工序或連續(xù)沖壓工序。
4）根據(jù)各工序的變形特點(diǎn)、尺寸要求等確定工序排列順序，如采用先沖孔后彎曲，還是先彎曲后沖孔。
2.3 進(jìn)行工藝計(jì)算
1）計(jì)算毛坯尺寸，合理排樣并繪制排樣圖，計(jì)算出材料利用率。
2）計(jì)算沖壓力，其中包括沖裁力、彎曲力、拉深力、卸料力、推件力、壓邊力等，以確定壓力機(jī)。
3）選定壓力機(jī)型號、規(guī)格。
4）計(jì)算壓力中心，以免模具受偏心負(fù)荷而影響模具的使用壽命。
5）計(jì)算并確定模具主要零件（凸模、凹模、凸模固定板、墊板等）的外形尺寸以及彈性元件的自由高度。
6）確定凸凹模間隙，計(jì)算凸凹模工作部分的尺寸。
7）確定拉深模的壓邊圈、拉深次數(shù)、各種中間工序模具的尺寸分配，以及半成品尺寸計(jì)算等。
2.4 模具總體設(shè)計(jì)
2.4.1進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定結(jié)構(gòu)件形式和標(biāo)準(zhǔn)。
1）成形工作零件與標(biāo)準(zhǔn)確定 如凸模、凹模及凸凹的結(jié)構(gòu)形式是整體、組合還是鑲拼的。
2）選定定位元件 如采用定位板或擋料銷或?qū)дN等。對于級進(jìn)模，還要考慮是否用始用擋料銷、導(dǎo)正銷和定距凸模（側(cè)刃）等。
3）卸料與推件機(jī)構(gòu)及構(gòu)件的確定 卸料有剛性卸料和彈性卸料兩種形式。剛性卸料通常采用固定卸料板結(jié)構(gòu)形式，彈性卸料常采用彈簧或橡皮作為卸料元件。
4）導(dǎo)向零件的種類和標(biāo)準(zhǔn)的確定 包括是否采用導(dǎo)向零件，采用何種形式的導(dǎo)向零件。設(shè)計(jì)中最常用的有滑動導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向和滾動導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向。
2.4.2模架種類及規(guī)格的確認(rèn)
1）繪制模具整體結(jié)構(gòu)草圖，初步計(jì)算并確定模具閉合高度，概算模具外形尺寸。
2.5 選擇沖壓設(shè)備
根據(jù)工廠現(xiàn)有設(shè)備情況以及要完成的沖壓工序性質(zhì)，沖壓加工所需的變形力、變形功及模具閉合高度和輪轂尺寸等主要因數(shù)，選用壓力機(jī)的型號、規(guī)格，選用壓力機(jī)時必須滿足以下條件：
1） 壓力機(jī)公稱壓力必須大于沖壓力。
2） 模具的閉合高度應(yīng)在壓力機(jī)的最大閉合高度和最小閉合高度之間當(dāng)
多副模具安裝在同一臺壓力機(jī)上時，多副模具應(yīng)該有同一個閉合高度。
3）壓力機(jī)的滑塊行程必須滿足制件的成形要求。拉深時為了便于放料和取料，其行程必須大于拉深高度的2-2.5倍。
4）為了便于安裝模具，壓力機(jī)工作臺面尺寸應(yīng)大于模具下模座尺寸，一般每邊大80-100mm。臺面上的孔應(yīng)能保證制件或廢料漏卸。
2.6 模具圖樣設(shè)計(jì)
2.6.1繪制模具總圖
1）主視圖 常取模具的工作位置，采用剖面畫法。
2）俯視圖和仰視圖 俯視圖（或仰視圖）一般是將模具的上模部分（或下模部分）拿掉，視圖只反映模具的下模俯視（或上模仰視）可見部分，這是沖模的一種習(xí)慣畫法。
3）側(cè)視圖和局部視圖等視圖必要時畫出。
4）制件圖 常畫在圖樣的右上角，要注明制件的材質(zhì)、規(guī)格以及制件本身的尺寸、公差及有關(guān)的技術(shù)要求。對于有數(shù)副模具沖壓成的制件，除畫出本工序成品制件圖外，上要畫出上工序的半成品圖（毛坯圖一般放在圖樣的左上角）。
5）排樣圖 對落料模、復(fù)合模和級進(jìn)模，必須在制件圖的下面畫出排樣圖。排樣圖上應(yīng)標(biāo)有料寬、步距和搭邊值。復(fù)雜和多工位級進(jìn)模的排樣圖，一般單獨(dú)繪制在一張圖樣上。
6）技術(shù)要求及說明 一般在標(biāo)題欄的上方寫出該模具的沖壓力、模具閉合高度、模具標(biāo)記所選設(shè)變型號等其他要求。
7）列出零件明細(xì)表
2.6.2繪制非標(biāo)零件圖
2.6.3編制相關(guān)技術(shù)文件
2.6.4審核
31
第2章 本章標(biāo)題
第3章 沖模設(shè)計(jì)
2.1沖件工藝性分析
圖2.1 零件圖
（1）名稱：控制柜連接板 材料： 10F，厚度為3.0mm，抗剪強(qiáng)度：400~520MPa；
（2）生產(chǎn)批量：大批量；
（3）結(jié)構(gòu)：折彎件；
（4）尺寸精度：制件精度為IT11-12級。
通過分析，此制件為簡單型折彎件，形狀相對簡單。需要沖孔、切邊、折彎、等多道工序完成加工。在整個模具的設(shè)計(jì)工程中，模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安排的是否合理將極大的影響整副模具的使用性能。材料為10F，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)構(gòu)相對簡單，工件尺寸精度不是很高，主要是折彎工序。
2.2工藝方案的確定
（1）工序性質(zhì)：沖孔、切邊、折彎。
（2）組合程度：1）單序模：落料、沖孔、折彎。
2）級進(jìn)模：沖孔、切邊、折彎。
方案①模具結(jié)構(gòu)比較多，需要很多道工序，生產(chǎn)效率太低，不適合大批量加工。
方案②只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度比較容易保證，由于該件的幾何不是很簡單，采用級進(jìn)模的方式，制造費(fèi)用高，但適合大批量生產(chǎn)。
通過對上述兩種方案的比較，該件的生產(chǎn)采用第二種方案為佳，生產(chǎn)效率高，既能滿足制造要求又能符合經(jīng)濟(jì)要求。
2.3進(jìn)行工藝計(jì)算
據(jù)圖所示，此工件相對簡單，尺寸上圖都已標(biāo)注。毛坯的尺寸L為：
毛呸長度方向尺寸L1=160mm；
寬度方向尺寸L2=47=120mm；
產(chǎn)品的厚度尺寸為2.0mm；
經(jīng)過計(jì)算，該零件的毛胚尺寸為160X120X2.0mm。
2.3.4沖裁間隙
沖裁間隙是指沖裁模的凸模和凹模刃口之間的尺寸之差。單邊間隙用C 表示，雙邊間隙用Z表示。凸模和凹模刃口尺寸和公差直接影響工件的尺寸精度。
由于凹、凸模之間存在著間隙，所以沖裁件斷面都有錐度。沖孔落料件都是測量其光亮帶部分的尺寸，而沖孔的光亮帶是凸模擠入而形成的，落料的光亮帶是落料件擠入凹模型孔形成的，故沖孔時孔的尺寸由凸模決定，落料時的外形尺寸由凹模決定。
由于沖裁時凸、凹模的磨損，使凸、凹模實(shí)體尺寸變小，故在設(shè)計(jì)凸、凹模尺寸時應(yīng)考慮凸、凹模的磨損方向，使其磨損之后還能保證沖件尺寸的要求。
考慮凸、凹模制造公差的方向，確定凸、凹模的基本尺寸。
1、凸、凹模制造公差：
2、刃口尺寸計(jì)算公式：
（1）、沖孔磨后變小的公式：
（2）、落料磨后變大的公式：
按以上（1）、（2）之法可得出：
（3）、沖孔磨后變大的公式：
（4）、落料磨后變小的公式：
（5）、C是磨后不變的尺寸，其公式為
以上各式中：、、、 ——為凸、凹?；境叽?；
、 —— 為最大、最小極限尺寸；
——為最小初始間隙；
——為工件公差；
——精度等級系數(shù)，并有：（高于）IT11時x=1;IT11~IT12時x=0.75；
、 ————凸、凹模制造公差。
3、具體的計(jì)算如下：
查表確定初始間隙：
4、計(jì)算凸、凹模制造公差：
由此可得：
即
2.3.5沖壓工藝力和壓力中心的計(jì)算
沖裁力的計(jì)算
1.沖裁力的計(jì)算：
——系數(shù)，通常。
查表可知，抗剪強(qiáng)度按計(jì)算，則沖裁力為：
2、沖孔力的計(jì)算：
；
；
；
卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算
根據(jù)沖裁件料厚查《冷沖模設(shè)計(jì)及制造》表3-16可得：
壓力機(jī)公稱壓力的確定
沖裁時，壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于沖壓力，為沖裁力和與沖裁力同時發(fā)生的卸料力、推件力或頂出力的總和。根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)，沖壓力計(jì)算應(yīng)分別對待，即
當(dāng)模具結(jié)構(gòu)采用彈壓卸料裝置和下出件方式時：
（公式3-16）
當(dāng)模具結(jié)構(gòu)采用彈壓卸料裝置和上出件方式時：
（公式3-17）
當(dāng)模具結(jié)構(gòu)采用剛性卸料裝置和下出件方式時：
（公式3-18）
本論題模具采用彈壓卸料裝置和下出件方式，其總壓力包括：沖裁力、卸料力和推件力。所以其總壓力為
一般按公稱壓力的80%要大于等于沖壓總壓力來選用壓力機(jī)，即
（公式3-19）
所以：預(yù)選壓力機(jī)的公稱壓力為：
模具壓力中心的確定
模具的壓力中心，就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。求壓力中心的方法是：采用求空間平行力系的合力作用點(diǎn)。
根據(jù)力學(xué)原理，各分力對某軸力矩之和等于某合力對同軸之矩，則可得壓力中心坐標(biāo)計(jì)算公式：
（公式3-20）
（公式3-21）
據(jù)此，本設(shè)計(jì)確定零件的壓力中心如下：
1）把整個刃口輪廓按基本要素劃分成、、…，并計(jì)算各基本線段長度，應(yīng)為產(chǎn)品為規(guī)則形狀的圖片所以壓力中心為產(chǎn)品中心
2.3.6模具零件加工工藝
各種結(jié)構(gòu)的沖裁模，一般都是由工作零件(包括凸模、凹模)、定位零件(包括擋料銷、導(dǎo)尺等)、卸料零件(如卸料板)、導(dǎo)向零件(如導(dǎo)柱、導(dǎo)套)和安裝固定零件(包括上下模座、墊板、凸凹模固定板、螺釘和定位銷)等5種基本零件組成。
采用彈性卸料板的沖裁模，其凸凹模的長度應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)確定。采用線切割機(jī)床加工，為了使模具裝配方便將落料凸凹模設(shè)計(jì)成直通式，采用彈性卸料板的沖裁模，基本結(jié)構(gòu)如圖3.3所示。凸凹模的長度按式 (3—2)計(jì)算：
L＝30＋20＋15+15mm (公式3—2)
式中 L1──凸凹模固定板厚度，單位mm；
l2──缷料板的厚度，單位mm；
l3──導(dǎo)尺的厚度，單位mm。
圖3.3凸模
式中的包括凸模進(jìn)入凹模的深度、凸凹模修磨量、沖模在閉合狀態(tài)下缷料板到凸模固定板間的距離。一般應(yīng)根據(jù)具體結(jié)構(gòu)再加以修正。
這里設(shè)計(jì)的凸凹模長度按式 (3—3)計(jì)算：
L=30+15+20+15 (公式3—3)
式中 l1──凸凹模固定板厚度，單位mm；
l2──缷料板的厚度，單位mm；
t──材料厚度，單位mm；
其中，式中h取15~20mm。
凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制，并保證雙面間隙在0.1mm。
凸凹模固定板厚度取30mm。卸料板的厚度為38mm，，緩沖長度5mm.則凸模長度根據(jù)公式L＝l1＋l2 +h，即L=(30＋38＋22)mm＝80mm。
2.4模具總體設(shè)計(jì)
2.4.1模具類型的選擇
圖3.5 級進(jìn)模模具結(jié)構(gòu)
2.4.2定位方式的選擇
緊固零件有：螺釘用于固定模具零件，而銷釘則起定位作用。卸料螺釘M8固定螺釘M8以及φ8銷釘。定位零件是指保證條料或毛坯在模具中的位置正確的零件。包括導(dǎo)料板（或?qū)Я箱N）、擋料銷等。
2.4.3卸料、出件方式的確定
卸料板一般分為剛性卸料板和彈性卸料板兩種形式。彈性卸料板有敞開的工作空間，操作方便，生產(chǎn)效率高，沖壓前可對毛坯有預(yù)壓作用，沖壓后也可使沖壓件平穩(wěn)卸料，所以這里選用彈性卸料裝置。
圖3.4 彈壓卸料裝置
為了得到平整的工件，模具采用彈壓式卸料結(jié)構(gòu)，使條料在沖孔后可以脫離凸模，所以用橡膠為彈性元件。卸料力由聚酯橡膠提供。聚酯橡膠的自由高度取10mm。因?yàn)闆_裁材料較厚，而且有彎曲成型，所以沖壓時需對零件起壓料作用，所以選用彈壓卸料裝置。卸料板厚度一般取凹模厚度的（0.8～1.0）倍，所以取為38mm，其外形尺寸一般與凹模相同。
因?yàn)樵跊_壓過程中，凸模自然會將沖件從凹模中卸下，所以這里不需要有推件與頂出裝置。
卸料板采用P20制造，淬火硬度為40~45HRC。彈壓卸料板與凸模的單邊間隙可根據(jù)沖裁模厚度按表11-2選用，這里工件厚度為2，所以卸料板與凸模間隙取0.1。
表3-1彈壓卸料板與凸模間隙值 （mm）
材料厚度t
＜0.5
0.5~1
＞1
單邊間隙Z
0.05
0.1
0.15
2.4.4 模架的選用
模架是上模座、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套的組合體。有導(dǎo)柱模模架、導(dǎo)板模模架。該模具應(yīng)選擇后置導(dǎo)柱。
選用滑動導(dǎo)柱和導(dǎo)套，其結(jié)構(gòu)和尺寸都有標(biāo)注規(guī)定。導(dǎo)套內(nèi)孔有儲油槽，以便儲油潤滑，內(nèi)孔與導(dǎo)柱滑動配合；導(dǎo)柱的兩端基本尺寸相同，公差不同。按照標(biāo)注選用時，L應(yīng)保證導(dǎo)柱的上端面與上模座的上平面之間的距離不小于10～15mm，以保證凸、凹模經(jīng)多次刃磨而使模具閉合高度變小后，導(dǎo)柱也不會影響模具正常工作；而下模座的下平面與導(dǎo)柱壓入端的端面之間的距離不應(yīng)小于2～3mm，以保證下模座在壓力機(jī)工作臺上的安裝固定；導(dǎo)套的上端面與上模座上平面之間的距離應(yīng)大于2～3mm，以便排氣和出油。
導(dǎo)套的外徑和上模座采用過盈配合（H7/r6）；導(dǎo)柱的下部與下模座導(dǎo)柱孔采用過盈配合（H7/r6）。導(dǎo)柱、導(dǎo)套之間采用間隙配合，其配合間隙必須小于沖裁間隙，沖裁間隙小的一般按照H6/h5配合，沖裁間隙大的一般按照H7/h6配合。
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，模架主要有兩大類：一類是由上模座、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)柱模架；另一類是是由彈壓導(dǎo)板、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)板模模架。模架及其組成零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，并對其規(guī)定了一定的技術(shù)條件。
導(dǎo)柱模模架按導(dǎo)向結(jié)構(gòu)形式分為滑動導(dǎo)向和滾動導(dǎo)向兩種。
滑動導(dǎo)向模架的精度等級分為Ⅰ級和Ⅱ級，滾動導(dǎo)向模架的精度等級分為0Ⅰ級和0Ⅱ級。各級對導(dǎo)柱、導(dǎo)套的配合精度、上模座上平面對下模座下平面的平行度、導(dǎo)柱軸心線對下模座下平面的垂直度等都規(guī)定了一定的公差等級。這些技術(shù)條件保證了整個模架具有一定的精度，也是保證沖裁間隙均勻性的前提。有了這一前提，加上工作零件的制造精度和裝配精度達(dá)到一定的要求，整個模具達(dá)到一定的精度就有了基本點(diǎn)保證。
滑動導(dǎo)向模架的結(jié)構(gòu)形式有4種：對角導(dǎo)柱模架、中間導(dǎo)柱模架、四角導(dǎo)柱模架、后側(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，但如果有偏心載荷，壓力機(jī)導(dǎo)向又不精確，就會造成上模歪斜，導(dǎo)向裝置和凸、凹模都容易磨損。從而影響模具壽命。此模具一般用于較小的模架。
該模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，這種模架的導(dǎo)柱在模具的一邊。以 凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。查《沖壓模具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)與范例》書第231頁，得到以下數(shù)據(jù)：
140*140*215mm，上模座厚度h上模取35mm，上模墊板厚度h墊取10mm，上固定板厚度h固取20mm，卸料板厚15，中墊板厚20，下固定板厚20，下模座厚度h下模取40mm，那么，該模具的閉合高度：
H閉=H上模+H墊+ H固+L+H卸料+H凹+ H墊+H下模
=273mm
式中：L——運(yùn)動長度，L=7mm
H——凹模厚度，H=40mm
h2——凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，h2=2mm
可見該模具閉合高度小于所選壓力機(jī)J33—50的最大裝模高度（365mm），可以使用。
模座分帶導(dǎo)柱和不帶導(dǎo)柱兩種，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品要求確定是否采用帶導(dǎo)柱的模座。模座一般分為上、下模座，其形式基本相似。上、下模座的作用是直接或間接地安裝沖模的所有零件，分別與壓力機(jī)滑塊和工作臺連接，傳遞壓力。因此，必須十分重視上、下模座的強(qiáng)度和剛度。模座因強(qiáng)度不足會產(chǎn)生破壞；如果剛度不足，工作時會產(chǎn)生較大的彈性變形，導(dǎo)致模具的彈性零件和導(dǎo)向零件和導(dǎo)向零件迅速磨損，這是常見的卻又往往不為人們所重視的現(xiàn)象。
設(shè)計(jì)時按標(biāo)準(zhǔn)選用模架或模座。在不能使用標(biāo)準(zhǔn)的情況下，設(shè)計(jì)沖模模座時注意以下幾點(diǎn)。
（1）模座的外形尺寸根據(jù)凹模周界尺寸和安裝要求來確定。對于圓形模座，其直徑應(yīng)比凹模板直徑大30~70mm。對于矩形模座，其長度應(yīng)比凹模板長度大40~70mm，而寬度可以等于或略大于凹模板寬度，但應(yīng)考慮有足夠位置來安裝導(dǎo)柱、導(dǎo)套。模座的厚度取凹模板厚度的1.0~1倍，根據(jù)受力情況，上模座厚度可比下模座厚度小5~10mm。對于大型非標(biāo)準(zhǔn)模座，還必須根據(jù)實(shí)際情況需要，按鑄件工藝性要求和鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。
（2）所設(shè)計(jì)的模座必須與所選的壓力機(jī)工作臺和滑塊的有關(guān)尺寸相適應(yīng)，并進(jìn)行必要的校核，如下模座尺寸應(yīng)比壓力機(jī)工作臺孔或墊板孔尺寸每邊大40~50mm等。
（3）模座材料根據(jù)工藝力的大小和模座的重要性選用，模座選用Q235結(jié)構(gòu)鋼。
（4）模座的上、下表面的平行度應(yīng)達(dá)到要求，平行度公差一般為4級。
（5）上、下模座的導(dǎo)柱與導(dǎo)套安裝孔的位置尺寸必須一致，其孔距公差要求在±0.02mm以下。模座的導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝孔的軸線應(yīng)與模座上、下面的垂直，安裝滑動式導(dǎo)柱和導(dǎo)套時，垂直度公差一般為4級。
上、下模座已有國家標(biāo)準(zhǔn)，除特殊類型外，盡可能按標(biāo)準(zhǔn)選取。標(biāo)準(zhǔn)可查書《沖壓模具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)與范例》中表9-46中間導(dǎo)柱模架。具體見上模座CAD圖、上模座三維圖、下模座CAD圖、上模座三維圖所示
上模座三維圖
、
下模座三維圖
2.5選擇沖壓設(shè)備
1、壓力機(jī)類型的選擇（液壓機(jī) 或曲柄壓力機(jī) 或自動壓力機(jī)）
（1）中、小型沖壓件 選用開式機(jī)械壓力機(jī)；
（2）大量生產(chǎn)的沖壓件 選用高速壓力機(jī)或多工位自動壓力機(jī)；
（3）薄板沖裁、精密沖裁 選用剛度高的精密壓力機(jī)。
為使壓力機(jī)能安全工作，
選擇壓力機(jī)型號為JC23-15式壓力機(jī)，其主要參數(shù)為:
公稱壓力：830KN
滑塊行程：60mm
最大封閉高度：365mm
最大封閉高度調(diào)節(jié)量:80mm
工作臺墊板孔尺寸：250
模柄孔尺寸：40X60m
墊板厚度：90mm
第4章 零部件的設(shè)計(jì)與選用
4.1支撐固定及卸料零件
圖4.4卸料螺柱
4.2彈性元件
圖4.5矩形彈簧
總結(jié)與展望
第5章 模具制造工藝與工藝規(guī)程
5.1模具制造工藝規(guī)程
5.1.1工藝規(guī)程的定義、內(nèi)容與特點(diǎn)
1）定義和性質(zhì)
將模具制造工藝過程，及其中各工序的內(nèi)容，采用表格或卡片形式規(guī)定下來的文件，稱謂模具制造工藝規(guī)程。
顯然，模具制造工藝規(guī)程是組織、指導(dǎo)、控制和管理每副模具制造全過程，具有企業(yè)法規(guī)性，不能隨意刪改，若刪改須通過正常修改、變更批準(zhǔn)程序的工藝文件。
當(dāng)某副模具的制造工藝過程全部完成，驗(yàn)收合格，交付用戶正常使用后，該副模具的制造工藝規(guī)程，則即行廢止。其工藝文件則當(dāng)完整存檔保存，并視為企業(yè)的技術(shù)資源。
2）內(nèi)容和特點(diǎn)
模具制造工藝規(guī)程的內(nèi)容 制訂工藝規(guī)程的依據(jù)是：模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
圖樣及其制造技術(shù)要求和企業(yè)所擁有的加工機(jī)床、工裝，以及相關(guān)的工藝文件資料等企業(yè)資源。
根據(jù)模具成形件結(jié)構(gòu)，及其型面技術(shù)要求高，須進(jìn)行精密成形加工的特點(diǎn)，采用CNC機(jī)床與計(jì)算機(jī)技術(shù)組成模具CAD/CAM、Fxms制造技術(shù)，使實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與制造數(shù)字化、一體化生產(chǎn)：使工藝內(nèi)容實(shí)現(xiàn)高度集成化，以減少成形加工誤差。這是現(xiàn)代模具制造工藝技術(shù)的顯著特點(diǎn)。
5.1.2工藝規(guī)程的文件形式
工藝規(guī)程的形式與模具廠的規(guī)模、技術(shù)傳統(tǒng)、管理水平，以及專業(yè)化生產(chǎn)水平有關(guān)。一般有三種形式，包括：工藝過程卡片，工藝卡片和工序卡片。
5.2模具制造工藝規(guī)程的技術(shù)基礎(chǔ)
5.2.1模具成型件的結(jié)構(gòu)工藝及其要素
1）批量生產(chǎn)的模具標(biāo)準(zhǔn)件，其制造工藝過程中的工序是相對穩(wěn)定的。而模具成形件則須依據(jù)制件（產(chǎn)品零件）的結(jié)構(gòu)要素和技術(shù)條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此，每副模具的成形件都有其特殊的形狀、尺寸精度與質(zhì)量要求。并以單件生產(chǎn)方式進(jìn)行制造。
2）成形件的結(jié)構(gòu)工藝性 為保證模具成形件的使用性能，尺寸、位置精度與質(zhì)量，其結(jié)構(gòu)工藝要素必須合理、正確地進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其在加工時能滿足要求。
5.2.2工藝基準(zhǔn)的確定
工藝基準(zhǔn)試工序卡中的重要內(nèi)容。工藝基準(zhǔn)試成形件在加工中的定位、測量和裝配時采用的基準(zhǔn)。所以，工藝基準(zhǔn)可分為定位基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。
工藝基準(zhǔn)需力求與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，使符合基準(zhǔn)重合原則。因此，在設(shè)計(jì)成形件時，就應(yīng)該考慮設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)重合的原則，以減少基準(zhǔn)不重合的誤差，保證加工精度。
5.2.3模具成型件的加工方法與制造精度
由于在模具成形件加工工藝過程中，廣泛采用NC、CNC高效、精密數(shù)字化加工技術(shù)和廣泛采用具有精密坯件，來制造成形件，從而提高了成形件的加工精度、表面粗糙度和加工效率。
5.2.4加工方法與表面粗糙度
沖件的斷面與外觀質(zhì)量，塑件、壓鑄件、玻璃制品等制件的外觀質(zhì)量，均取決于成形型面加工質(zhì)量。
5.3模具零件制造工藝規(guī)程的基本內(nèi)容
5.3.1模具零件毛坯和加工余量
零件毛坯的制造，是指有原材料經(jīng)加工，轉(zhuǎn)變?yōu)楹细窳慵牡谝徊?。因此，零件毛坯的結(jié)構(gòu)要素和材料須與模具零件所要求的材料和結(jié)構(gòu)要素向符合。這樣，將使模具廠減少了粗加工工作量。供給模具廠的毛坯，則試按技術(shù)規(guī)范留有少量加工余量的
坯件。
5.3.2模具零件制造工序、工序尺寸與公差
1）劃分工藝階段
模具成形件制造工藝過程中的工藝階段的劃分，和一般機(jī)械零件基本上相同，可分為粗加工、半精加工、精加工和精飾加工四個階段。
2）確定工序內(nèi)容與加工順序的原則
合理確定工序內(nèi)容與加工順序，對縮短制造工藝過程：進(jìn)行高效、精密加工：保證加工精度和表面粗糙度具有重要作用。
3）工序尺寸與公差的確定
工序尺寸與公差是指在某工序所有加工內(nèi)容均完成后，工件應(yīng)達(dá)到的尺寸與公差。所以確定每道工序的尺寸與公差，則主要取決與：每道工序的加工余量和工藝基準(zhǔn)的選擇兩個因素。
第6章 模具的使用
6.1模具檢測
不論什么模具，在使用時都要經(jīng)過檢測，對于新模具要檢測是否經(jīng)過試模，有無模具制造合格證和試模樣件，檢查樣件形狀尺寸是否符合產(chǎn)品圖樣要求。對于已經(jīng)用過的舊模具再次使用，要檢查用了多長時間，模具的整體性和各構(gòu)件是否完好無損，新舊程度，能否繼續(xù)直接用于生產(chǎn)，需不需要再做修理和維護(hù)。
檢測的內(nèi)容試多方面的，但不同的模具有不同的具體內(nèi)容。
6.2模具使用安全
模具一旦制成以后應(yīng)在安全狀態(tài)下正常使用才能達(dá)到應(yīng)有的壽命。做到模具使用安全，實(shí)際上就是做到操作者的人身安全和設(shè)備安全這兩大問題的有機(jī)結(jié)合。具體地說：首先模具本身從結(jié)構(gòu)到制造質(zhì)量符合并達(dá)到模具的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，即模具質(zhì)量上是可靠的：其次模具所用的壓力機(jī)能滿足工藝上的要求：第三操作方法是合理的，這樣使用的模具就有安全保障。
6.2.1 人身安全技術(shù)
人身安全必須得到最充分的重視，絲毫不可含糊和放松警惕，具體措施是：
1） 消除和減少危險區(qū)域。
2） 防止手進(jìn)入危險區(qū)域。
3） 以機(jī)械化自動化裝置代替手工操作。
4） 以手工具代替手進(jìn)入危險區(qū)域。
5） 若手進(jìn)入危險區(qū)域壓力機(jī)應(yīng)停止使用。
6） 安全啟動壓力機(jī)，如雙手斗離開危險區(qū)時，壓力機(jī)才能啟動。
7） 設(shè)置 壓力機(jī)誤動作機(jī)構(gòu)。
8） 防止運(yùn)輸和安裝事故，降低噪聲。
6.2.2 裝置安全技術(shù)
由于大量生產(chǎn)和自動化生產(chǎn)的需要，采用自動保護(hù)裝置代替操作人員監(jiān)視沖壓過程中有關(guān)環(huán)節(jié)。
6.3模具使用要求
6.3.1 模具使用與壽命
對于大量生產(chǎn)，模具使用壽命長短直接影響到生產(chǎn)效率的提高和生產(chǎn)成本的降低，所以模具的壽命對使用者來說是個非常重要的指標(biāo)。模具壽命長短，首先取決于模具的設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量，其次是使用的合理性，正確維護(hù)和保養(yǎng)。全面地評價影響模具壽命的因素試多方面的。
6.3.2 定期檢查
模具在使用過程中不能長期使用直到模具出了故障再做檢查，應(yīng)進(jìn)行定期檢查，并做好原始記錄，使模具在完好狀態(tài)下正常工作。
6.3.3 操作制度的基本內(nèi)容
操作者應(yīng)做到有序、高效、安全生產(chǎn)，應(yīng)有一系列必須遵守的操作制度。使用不同模具有不同的具體操作要求。
第7章 模具的總裝圖
圖5.1模具總裝圖
圖5.3俯視圖
圖5.2模具三維裝配圖
總結(jié)與展望
通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，我學(xué)到了很多，更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)沖壓模具設(shè)計(jì)方面的知識。培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能，有效的提高了分析和解決實(shí)際問題的能力。如調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)和收集資料，并進(jìn)行分析的能力；制訂設(shè)計(jì)方案或試驗(yàn)方案的能力；設(shè)計(jì)、計(jì)算和繪圖能力；總結(jié)提高撰寫論文的能力。把學(xué)校里學(xué)到的理論知識很好的運(yùn)用到了實(shí)踐中，基本達(dá)到能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)一般模具的要求。
這次的課程設(shè)計(jì)，讓我更加全面、系統(tǒng)的認(rèn)識和掌握沖壓模具的設(shè)計(jì)重點(diǎn)和要求，也綜合檢驗(yàn)了大學(xué)期間所學(xué)的知識。對我來說，受益匪淺，明白了學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己的知識和綜合素質(zhì)。
總之，雖然這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，但我學(xué)到了很多知識和道理，我知道這只是一個開始而已。以后人生的路還很長，我必須要對自己有更高的要求，不斷學(xué)習(xí)和進(jìn)步，努力取得更好的成績。
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我領(lǐng)悟很多，原來那種急于求成，浮躁的情緒沒有了，取而代之的是更加腳踏實(shí)地的努力工作和學(xué)習(xí)。擺正自己的心態(tài)，以積極樂觀向上的心態(tài)投入到設(shè)計(jì)當(dāng)中，突然覺得又多了一份人生的感悟。
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附 錄
致 謝
本論文是在導(dǎo)師XX的悉心指導(dǎo)下完成的，非常感謝我的導(dǎo)師語重心長的教導(dǎo)。即將面臨畢業(yè)，心里充滿了感激和留戀。四年大學(xué)的學(xué)習(xí)，我對模具設(shè)計(jì)與制造有了深刻的認(rèn)識。此次獨(dú)立完成設(shè)計(jì)，讓我了解了很多的模具結(jié)構(gòu)、模具加工工藝、模具的用途等等。隨著社會的發(fā)展，機(jī)械行業(yè)的模具專業(yè)在我國現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中成為一個越來越重要的分支。模具滲透著整個社會。不管在那個行業(yè)，都有模具的存在。目前形勢的需要，產(chǎn)品更新?lián)Q代更快更易，所以模具行業(yè)的發(fā)展空間很大，有待我們?nèi)ヅ?，去探索，去提高?
通過此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我從理論和實(shí)踐上又更進(jìn)一步的加深。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)。目前，中國正面臨著發(fā)達(dá)國家的技術(shù)優(yōu)勢和發(fā)展中國家，價格優(yōu)勢的雙重壓力。我們更加要好好把握這個時機(jī)，更加刻苦的學(xué)習(xí)，努力提高現(xiàn)代模具行業(yè)的發(fā)展。
非常感謝我的導(dǎo)師，他語重心長，細(xì)心的指導(dǎo)和循循善誘的教導(dǎo)，給予了我非常大的信心和鼓勵。他的細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)和一絲不茍的作風(fēng)，一直是我工作、學(xué)習(xí)的榜樣，不斷的激勵著我進(jìn)步。正是老師的開朗個性和寬容態(tài)度，讓我能夠順利完成這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，給予我無盡的啟迪和幫助，更是對我人生的一種充實(shí)。
可敬的導(dǎo)師、可親的同學(xué)和朋友給了我許多幫助，非常感謝，在這里請接受我誠摯的謝意！