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目 錄
前言………………………………………………………………………1
.
摘要………………………………………………………………………2.
第一章 零件工藝性分析及確定工藝方案……………………………3
. 零件工藝分析………………………………………………………3
第1.2節(jié) 工藝方案確定……………………………………………4
第1.3節(jié) 排樣確定…………………………………………………4
第二章 工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………5
第2.1節(jié) 模具的設(shè)計(jì)和加工………………………………………5
第2.2節(jié) 沖裁力的計(jì)算……………………………………………6
第2.3節(jié) 計(jì)算各主要零件的尺寸…………………………………8
第2.4節(jié) 定位零件的設(shè)計(jì)…………………………………………17
第三章 模具的裝配 …………………………………………………21
第四章 結(jié)論與展望 …………………………………………………….24
結(jié)束語…………………………………………………………………… 25
謝鳴 ………………………………………………………………………26
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………… 27
前 言
沖壓加工在汽車、電子、電器、儀表、航空和航天產(chǎn)品及日用品生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。20多年來，我國工業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)品更新?lián)Q代快。 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造的課程設(shè)計(jì)的目的是陪養(yǎng)學(xué)生對(duì)沖壓工藝規(guī)程編 制方法、掌握應(yīng)用現(xiàn)代化設(shè)計(jì)手段和運(yùn)用CAD/CAM軟件設(shè)計(jì)中等復(fù)雜程度的沖壓模具、編制模具零件的加工工藝和程序并能數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。
沖壓件的生產(chǎn)過程一般都是從原材料剪切下料開始的，經(jīng)過各種工序和其他必要的輔助工序加工出圖紙要求的零件，對(duì)于某些組合沖壓和精度要求較高的沖壓件，還需要經(jīng)過切削、焊接或鉚接等加工才能完成。進(jìn)行沖壓模具設(shè)計(jì)與制造就是根據(jù)已有的生產(chǎn)條件，綜合考慮影響生產(chǎn)過程順利進(jìn)行的各方面的因素，合理安排零件生產(chǎn)工序，最優(yōu)的選用并確定各工藝參數(shù) ，合理設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)、選擇加工方法和設(shè)備等。本次設(shè)計(jì)的是一副落料-沖孔-拉深-切邊復(fù)合模，這次設(shè)計(jì)是在老師認(rèn)真、耐心的指導(dǎo)下進(jìn)行的，是在對(duì)模具的經(jīng)濟(jì)、模具的壽命、生產(chǎn)周期及生產(chǎn)成本等因素進(jìn)行了全面的仔細(xì)的分析下而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。由于初次設(shè)計(jì)，水平有限，畢業(yè)設(shè)計(jì)中不妥和錯(cuò)誤之處在所難免，還請(qǐng)老師同學(xué)多提寶貴意見，以便得以修正，以臻完善，則不盛感激。
設(shè)計(jì)者:
內(nèi) 容 提 要
這次設(shè)計(jì)的是一次成型的落料-沖孔-拉深-切邊復(fù)合模。通過學(xué)習(xí)了沖壓與模具設(shè)計(jì)等相關(guān)專業(yè)書之后，我自己自行設(shè)計(jì)的一套集落料-沖孔-拉深-切邊的模具。本次設(shè)計(jì)的目的不是檢驗(yàn)產(chǎn)品是否能夠使用，而是掌握如何來設(shè)計(jì)模具，了解模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在，因?yàn)楸救耸堑谝淮卧O(shè)計(jì)模具，所以這次論文是基于我的經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)和在指導(dǎo)老師以及同學(xué)的幫助下完成的，從零件工藝的分析到確定工藝方按，然后到模具設(shè)計(jì)步驟，最后裝配成一套模具。針對(duì)凸凹模，復(fù)合模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用基于參數(shù)化的自動(dòng)和交互設(shè)計(jì)相結(jié)合的方法對(duì)凸凹模進(jìn)行了設(shè)計(jì)。為實(shí)現(xiàn)凸凹模結(jié)構(gòu)的CAD系統(tǒng)商品化，適用化奠定了基礎(chǔ)。
Summary:This time design of model once of fall to anticipate- hurtle the bore- pull deep- slice the compound mold in side.Passed to study to wash to press after designing with molding tool the related profession in etc. book, myself design by oneself a set of to gather to fall to anticipate- hurtle the bore- pull deep- slice the molding tool of the side.
The purpose of this design is not a key to examine the product whether can use, but control how come to design the molding tool, understand the molding tool design place, because oneself design the molding tool for the first time, so this time the thesis is a help to base on my experience with the foundation with at guide teacher and classmates to descend to complete of, analyze the certain craft from the spare parts craft the square press, then arrive the molding tool the design the step, assembling finally a set of molding tools.Aim at the convex and cave mold, the construction characteristics of the compound mold, adopt according to the auto that parameter turn with hand over to designed the method that combine together to proceed the design to the convex and cave mold with each other
第 1 章
零件工藝分析及確定工藝方案
零件毛坯尺寸
2
9
35
40
12
R2
R2
圖1
第1.1節(jié) 零件工藝分析
沖裁的工藝性是從沖壓件工藝方面來衡量設(shè)計(jì)是否合理。在滿足工件零件使用要求的條件下，能夠以最經(jīng)濟(jì)最簡(jiǎn)單的方法沖出來就說明工藝性好。但是工藝性的好壞是相對(duì)的，它直接受到工廠的沖壓技術(shù)和設(shè)備等因素的影響。尺寸公差無特殊要求，所以按IT14級(jí)選取，利用普通沖裁方式可達(dá)到圖樣要求。由于外形簡(jiǎn)單，形狀規(guī)則，適宜于沖裁加工。材料為Q235，熱處理40-45HRC.零件的毛坯形式，采用板料，經(jīng)下料后直接沖裁。
第1.2節(jié) 確定工藝方案：
確定方案就是確定沖壓件的加工路線，合理的工藝方案應(yīng)在不同的工藝分析進(jìn)行全面的分析與研究比較與其經(jīng)濟(jì)效果，然后選擇合理的工藝方案。零件屬于大批生產(chǎn)，工藝性好。若采用落料后拉深在再?zèng)_孔，則效率太低，而且質(zhì)量不易保證。若采用級(jí)進(jìn)模，則難以控制送料步距，而影響沖件的尺寸精度。在此沖件中，能保證凸凹模的最小壁厚故采用順裝復(fù)合模。
復(fù)合模主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
1. 沖件精度較高，不受送料誤差影響，內(nèi)外形相對(duì)位置一致性好。
2. 沖件表面較為平整。
3. 適宜沖裁薄件，也適宜沖裁脆性或軟質(zhì)材料。
4. 可充分利用短料或邊角余料。
5. 沖模面積較小。
在選擇工藝方面還考慮了下面的原素:如果先沖孔再拉深,很有可能出現(xiàn)拉深后所沖的孔會(huì)因拉深而變形,又考慮到拉深后原板料可能因所受力有所變化而產(chǎn)生邊緣變形,出現(xiàn)何葉形狀,所以最后加了一道工序切邊,故此沖裁件采用落料拉深沖孔切邊復(fù)合模為合理，設(shè)計(jì)方案為分別對(duì)凸模組件和凹模組件進(jìn)行了定位和固緊。使裝配容易和裝配精度容易得到保證。
第1.3節(jié) 排樣的確定
排樣的目的與作用：
沖裁件在板料、條料或帶料上的布置方法稱為排樣法，簡(jiǎn)稱排樣。排樣的結(jié)果表明要畫出排樣圖。排樣是否合理，直接影響到材料的利用率，零件質(zhì)量、生產(chǎn)率、模具的結(jié)構(gòu)，與壽命及生產(chǎn)操作方式與安全。因此，沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)中，排樣是一項(xiàng)極為重要的、技術(shù)性很強(qiáng)的工作。
按材料的經(jīng)濟(jì)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(duì)排、對(duì)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(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用直排，因?yàn)橹迸诺哪＞咦詈?jiǎn)單。但對(duì)于三角形、角尺形等工件，采用直排會(huì)造成較大的材料浪費(fèi)，可考慮選擇斜排或?qū)ε拧?
2. 斜排，斜排將時(shí)制模工作量增大?？蛇_(dá)15%，因此，如果節(jié)省材料不超過5%，用斜排是意義不大的。
3. 對(duì)排，選取對(duì)排省料幅度較大。比直排省料可達(dá)30%--50%。但需要注意如下問題：
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(shí)基本相同，模具費(fèi)也相差不大，但只實(shí)用于條料，不能用卷料。因此在沖完一行程后，需要調(diào)頭沖另一行，沖加一行時(shí)就，條料的鋼度很差，給送料造成了困難，有時(shí)根本無法送料，操作者普遍不愿意采用這種方案，，因此，只有在生產(chǎn)量為大的的情況下，且調(diào)頭沖時(shí)能保證有足夠的鋼度時(shí)才考慮采用這種方案。如果采取一次沖兩件的方案，既用雙凸模，則模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜了，模具長度增大了，因而模具費(fèi)用增加了。可以用通過計(jì)算盈虧平衡點(diǎn)，對(duì)各方案進(jìn)行比較，并作出選擇。
4. 多排，采用多排是為了省料，但省料很有限。
5混合排，如果將一種零件落料后的廢料作為另一種工件的原材料，當(dāng)然也可以提高材料的利用效率。但這種排樣對(duì)于小型件既不方便又不安全。而采用混合排是只有兩種零件的板厚與材質(zhì)相同，并在設(shè)計(jì)人員的細(xì)心安排之下才有可能實(shí)現(xiàn)。
第2章 工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算
第2.1節(jié) 模具的設(shè)計(jì)與加工
模具是在pro/Engineer2002平臺(tái)上設(shè)計(jì)的，采用三維參數(shù)建模技術(shù)，利用該軟件的裝配動(dòng)能進(jìn)行干涉和間隙檢查，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤并進(jìn)行修正。這樣大大
提高了數(shù)控加工的效率?？s短了生產(chǎn)周期。確定毛坯直經(jīng)D,因r1=r2=r, 所以得
D=(df*df+4dH-3.44dr)1/2=(40*40+4*35*9-3.44*35*2) 1/2=55.7mm
修邊余量的確定
因工件的高H=9mm和工件的相對(duì)高度H/D=0.16都不大，拉深后工件口部較齊而修邊量不大。但考慮到下面的原因:拉深后原板料可能因所受力有所變化,受力不勻恒而產(chǎn)生邊緣變形,出現(xiàn)何葉形狀,致使工件不平整而不合格,所以最后加了一道工序切邊,我們通過增加一點(diǎn)落料的長度,(lp=44)在拉深后把毛坯邊緣切掉一部分而成。
拉深系數(shù)和拉深次數(shù)的確定：
毛坯的相對(duì)厚度T/D*100%=3.5%
查表4-5得第一次拉深系數(shù)為0.7-0.8取m=0.7
該零件的總拉深系數(shù)m=d/D=0.875m>m可知道該零件可一次拉深，其拉深系數(shù)為m=0.55查表4-11
第2.2節(jié) 沖裁力的設(shè)計(jì)
根據(jù)式（2-4）落料時(shí)沖裁力F= ltσ=3.14*22*2*450=62172N
沖孔時(shí)沖裁力F1=LTσ = 3.14*10*1*450 = 14130N
拉深時(shí)拉深力F2 = πDTσ（由表4-19）
查表（4-20），K = 1所以F = 3.14*35*1*450*1 = 49455N
拉深時(shí)壓邊力：F3=π/[D-(d1+2Rd)]p查表（4-27）：p = 3Mpa
第2.2.1. rp 和rd對(duì)拉深過程的影響
凸模圓角半徑rp與凹模圓角半徑rd值對(duì)拉深時(shí)允許的變形程度有較大的影響，而且凸模半徑rp的值影響超過了凹模半徑rd值。因?yàn)閾趿习屣枬Mrd區(qū)后，rp區(qū)對(duì)拉深過程的影響就很小了，而rd區(qū)卻影響拉深的全過程。被拉入凹模板料不斷流經(jīng)rd區(qū)，不僅受到磨察阻力，而且受到兩次反復(fù)折彎所產(chǎn)生的彎曲阻力，而且受到兩
次反復(fù)折彎所產(chǎn)生的彎曲阻力。如果rd值過小，將使筒壁處承受應(yīng)力σ的峰值增大，即必須取較大拉深系數(shù)。
第2.2.2. rp和rd的合理值
當(dāng)rd(4—6)t時(shí)，隨—值的增大，允許的rd值可減小，但減小不大。而當(dāng)rd 4t時(shí)，隨—值的減小，而mmin值將迅速增大。因此凹模圓角半徑rp的合理值應(yīng)當(dāng)不小于4t，t為板料厚度。從降低筒壁處的拉應(yīng)力來考慮，rd越大越好，但也不能太大，一方面當(dāng)rd > 6t時(shí)再繼續(xù)增大rd值對(duì)提高變形程度沒有多大意義；另一方面去過大的rd的拉深系數(shù)板料將過早地失去壓邊，有可能出現(xiàn)拉深后期起皺。如果將壓邊
圈對(duì)應(yīng)rd區(qū)制成圓弧形，可避免因rd過大造成拉深后期起皺，并可提高變形程度。
第2.2.3. rp和rd值的確定
除前面所述凸模圓角半徑rp和凹模圓角半徑rd的合理值外，還應(yīng)當(dāng)考慮材料種類、板料厚度、變形程度及拉深次數(shù)等因數(shù)的影響。rp和rd值除影響拉深的變形程度，還影響拉深工件的質(zhì)量。rp或rd值應(yīng)盡可能取工件要求的圓角半徑值。如果工件圖上所標(biāo)注的圓角半徑小于rp或rd的合理值，拉深模的rp和rd仍然須取合理值，待拉深后在用整形方法使圓角半徑達(dá)到圖樣要求。
查表（4-7）凹模圓角半徑r = (8—5)t取5mm所以
F壓=A*Fq=3.14*84*3MP = 791N
總的沖裁力為：F = F 1+F2+F 3=62172+49455+791=112418N
推件力F 推= NKF =1*0.05*142006.5 = 5621N
落料卸料力F落 = KF =5621N
查表K = 0.05,又因?yàn)榇斯ぜ榱藦棄盒读享槼黾?所以此沖裁件的總壓力為：F總 = F 沖+F推 + F卸 = 112418 + 5621*2 = 123660N
沖壓設(shè)備的選擇：
壓力機(jī)的噸位應(yīng)當(dāng)?shù)扔跊_裁時(shí)的總力即F s> F,且Fs>=(0.7~0.8)F
該模具的總壓力F = 123.66KN
閉合高度：H = 175mm
根據(jù)所需的總壓力來看，必須用160KN開式雙柱壓力機(jī)，該壓力機(jī)的主要技術(shù)要求規(guī)格為：
最大沖壓力： 160KN
滑塊行程 55mm
連桿調(diào)節(jié)量 40
最大裝模高度 220
模柄孔尺寸 40*50
工作臺(tái)尺寸 300*450
因此根據(jù)沖壓力合閉高度，工作臺(tái)尺寸等數(shù)據(jù)選定該設(shè)備是合適的。
壓力中心的確定：
模具的壓力中心必須通過模柄軸線而和壓力機(jī)的滑塊中心線重合，以使平穩(wěn)工作，減少導(dǎo)向磨損，提高模具及壓力機(jī)的壽命。由于落料拉深沖孔的凸?；蛲拱寄６加惺切D(zhuǎn)且同心，所以中心就是該旋轉(zhuǎn)體的同心。
第2.3節(jié) 沖裁模的主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
各主要零部件尺寸的確定
2.3.1沖孔凸模
為了保證凸模能夠正常工作，設(shè)計(jì)任何結(jié)構(gòu)形式的凸模都必須滿足如下三個(gè)原則：
1) 精確定位 凸模安裝到固定板上以后，在工作過程中其軸線或母線不 允許發(fā)生任何方向的移位，否則將造成沖裁間隙不均勻，降低模具壽命，嚴(yán)重時(shí)造成啃模。
2) 防止拔出 回程時(shí)，卸料力對(duì)凸模產(chǎn)生拉深作用。凸模的結(jié)構(gòu)應(yīng)能防止凸模從固定板中拔出。
3) 防止轉(zhuǎn)動(dòng)
沖孔凸模各尺寸的計(jì)算
工件孔尺寸：12mm
如圖所示
查表（2-12）凸模的制造公差為δ = 0.02
查表（8-14） = 036
查表（2-13），X = 0.5根據(jù)表（2-11），d = (d + X)則d = (10+0.5*0.36)
(1)彈壓卸料方式的凸模長度計(jì)算：L = h1 + h4 + h5 – 0.2
式中 h1----凸模固定板厚度（mm）;
h4----彈壓卸料板厚度（mm）;
h5----預(yù)壓狀態(tài)下卸料橡皮（mm），h5 = (0.85-0.9)H，H為自由狀態(tài)下橡皮的厚度，公式中的0.2mm為凸模端面縮進(jìn)卸料板的距離。則L = 16 + 14 + 15 = 75mm
2.3.2 凸模強(qiáng)度的校核
凸模強(qiáng)度校核包括縱向彎曲能力兩方面的內(nèi)容。
(1) 凸?？箟耗芰π：?凸模能正常工作，其最小截面承受的壓力必須小于凸模材料允許的壓應(yīng)力[σ]:σ = F/A <= [σ]
對(duì)于圓形凸模，F(xiàn) = π dtτ代入上式可得：d >= 4tτ/ [τ]
式中 σ----凸模最小截面的壓應(yīng)力（MPa）；
F----沖裁力（N）；
d----凸模最小直徑（mm）；
A----凸模最小截面積（mm2）；
t----板料厚度（mm）；
τ----板料抗剪強(qiáng)度（MPa）；
[σ]----凸模材料許用應(yīng)力（MPa）；
2.3.3 凸?？v向抗彎曲能力的校核
沖裁時(shí)凸?？v向抗彎曲能力桿件軸向的壓力的歐拉公式進(jìn)行計(jì)算。凸模無導(dǎo)向時(shí)，相當(dāng)于一端固定，另一端自由的杠桿，由歐拉公式可解得凸模不發(fā)生失穩(wěn)彎曲的最大長度L為 L <= πEJ/4nF
式中 E----凸模彈性的彈性模量，一般模具鋼可取E = 2.2*105MPa
J----凸模最小截面慣性矩（mm）；
n----彎曲安全系數(shù)；
F----沖裁力（N）；
對(duì)于圓形凸模，J = πd/ 64取n = 3代入E值，由上式可得原形凸模無導(dǎo)向時(shí)最大允許長度為L <= 95d/F。
2.3.4下凸凹模設(shè)計(jì)：
如圖所示
凸凹模的厚度H = Kb = 0.35*55 = 19.25取H = 20
此凸凹模是起沖孔落料凹模和拉深作用.所以沖孔凹模尺寸：
查表（2-2）：δ = 0.02查表（8-14） = 0.36
查表（2-13）：X = 0.5
根據(jù)表（2-11）：d = (d+X)
則d = (10+0.5*0.36+0.1) = 10.18
第3.4.5拉深凸模：
查表（3-34）δ = 0.04
查表（4-33）：D = (26 -0.4*0.62) = 25.75
查表（8-14）： = 0.62
則D = (26+ 0.4*0.36),該凸凹模的材料為12Cr
第3.4.6上凸凹模設(shè)計(jì)：
如圖所示
凸凹模起落料凸模和凹模拉深的作用落料凸模：
查表（2-12）：δ = 0.02
查表（8-14）： = 0.17
查表（2-13）： X = 0.5
查表（2-19）： Z = 0.1Z = 0.14
根據(jù)表（2-11）：d = (D-X-Z ) = (44.5-0.5*0.62-0.06) =44.13
第3.4.7拉深凹模：
查表（4-34）：δ = 0.07
查表（8-14）： = 0.62
根據(jù)表（4-33）：D = (d+ 0.4 +Z )
根據(jù)單面間隙 Z/2 = t+ct t =t +
查表（3-31）： C = -0.2 則Z = 3.02
凹模圓角半徑rp = (10-6)t取r = 6t = 6mm
落料凹模設(shè)計(jì)：
查表（2-12） δ = 0.3
查表（8-14） = 0.37
查表（2-13） X = 0.5
查表（2-11）D = (D –X )則 D = 44.5-0.5*0.37) =44.13
凸模固定板：
凸模固定板厚度 H = (0.63—0.8)H = 12—18，取H 為16
此凸模固定板的材料為45鋼
如圖所示
第2.4 節(jié) 切邊模的設(shè)計(jì)
為了使工件平整,無荷葉狀花邊,第一次落料尺寸比毛坯長4mm,切邊模就是要把這部分切掉.
凹模的設(shè)計(jì)尺寸:如圖所示:
第2.6節(jié) 上墊板的采用與尺寸：
是否采用墊板，以承壓面較小的凸模進(jìn)行計(jì)算，沖孔圓孔的凸模陰沉壓面的尺寸。
如圖所示：
按式2-10，其承壓應(yīng)力為
σ = F / A = (3.14*10*1*450)/(3.14*10/4) = 180MPa
由表2-39可得鑄鐵模σ為90—140MPa
因?yàn)棣? <= [σ]所以必須采用墊板，墊板厚度取8mm
壓邊圈：
采用壓邊圈與不采用壓邊圈裝置的條件，而采用壓邊裝置的目的是為了防止變形區(qū)板料在拉深過程中起皺。當(dāng)板料相對(duì)厚度t/D.較大時(shí)，變形程度較小時(shí)，可不采用壓邊裝置，而t/D<1.5，所以要采用壓邊裝置。前面已校核過，該拉深過程中可用壓邊圈，在拉深凸模上必須用頂件裝置，該裝置在拉深時(shí)能同時(shí)起到壓邊圈的作用。本裝置類型是采用橡膠墊。
如圖所示
壓邊力的計(jì)算：
計(jì)算壓邊力是為了確定壓邊力表的壓力，選用橡皮墊時(shí)則主要是為了確定橡皮的預(yù)壓量。
FQ = AFq(N)
式中 A ----初始有效壓邊面積（mm2）；
Fq ----單位壓邊力（N）。
初始有效壓邊面積A是指拉深開始與壓邊圈和凹模都接觸的那部分毛坯面積。單位壓邊力Fq是單位面積上防止起皺所需要最小壓邊力。
推件器的設(shè)計(jì)：
該推件器裝于上模，推件力且可靠，其 推件力通過打桿-推桿-打料板推出工件。
推桿選用2個(gè)且分布均勻長短一致的桿。推板裝置在上模板的孔內(nèi)，為了保證凸模
支承剛度和強(qiáng)度，放推板的孔不能全挖孔，推板和打料板的形狀均用圓板料，其材料用45號(hào)鋼。
凸凹模固定板的設(shè)計(jì)：
此固定板是用來固定凸凹模的，固定板的厚度H = 0.8H = 10.5取整數(shù)12mm
并用螺釘固定在下模座上。
模座的選用：從該送料方式以及操作方便，模具結(jié)構(gòu)等方面考慮，可選用后側(cè)導(dǎo)柱模架（GB/285113-90）
凹模周界：
查表2—41周界D = 113mm 閉合高度 H = 175 ，可查得上模座（GB/ T2855.5）R的尺寸為：125*125*30，下模座（Gb/T2855.6）的尺寸為125*125*35
導(dǎo)柱（GB/T2861.1）：22*110
導(dǎo)套（GB/T2861.6）：22*80*28
選用1級(jí)精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架，模架為鑄鐵125*125*150Gb2851.3
卸料橡皮的自由高度：
由于橡膠允許承受的負(fù)荷較大，而且安裝調(diào)整比較靈活方便，因此，它用作為此模具中的特性卸料裝置。根據(jù)工件材料厚度為1mm，沖裁時(shí)凸模深度取1mm，考慮模具維修時(shí)刃磨留量2mm，再考慮開啟時(shí)卸料高出凸模1mm，拉深時(shí)上模下移9mm，落料比下凸凹模高出1mm，則總的工件行程15mm，橡膠的自由高度為30mm.
第2.6節(jié) 定位零件的設(shè)計(jì)
本模具是采用手工送料的復(fù)合模具，沖孔凸模用固定板壓配固定，采用H7/m6配合，刃口部分熱處理硬度為58-62HRC，尾部回火至40-50HRC.
凸模的長度應(yīng)根據(jù)沖模的具體結(jié)構(gòu)確定，且應(yīng)留修磨量，凹模及凸模用螺釘和銷釘
固定，熱處理硬度為58-62HRC，尾部回火至40-50HRC沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模深度為1mm，凸模的長度應(yīng)根據(jù)沖模的具體結(jié)構(gòu)確定，凹模及凸模分別用螺釘固定好。
沖模的定位裝置用以保證正確的送及料在沖模中的正確位置，本模具采用固定擋料銷限定條料的送料距離，采用圓形擋料銷，圓柱銷高出工作臺(tái)2mm.
卸料零件的設(shè)計(jì)：
落料卸料裝置采用橡皮卸料，零件采用打料桿卸料。
1. 卸料螺釘?shù)脑O(shè)置
1）.卸料螺釘?shù)奶攸c(diǎn)
模具國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種卸螺釘，即圓柱卸料螺釘與圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘。其特點(diǎn)為：
C. 螺紋長度雖短但與光桿段有臺(tái)階，可保證旋入彈壓卸料后不易輕松。
D. 螺紋長度是指光桿段長度且有公差要求，便于保證彈壓卸料板工作平面與凹模面平行。
E. 螺釘材料為45號(hào)鋼且要求熱處理硬度為35-40HRC，以便保證螺釘有足夠的強(qiáng)度，能夠承受卸料過程中反復(fù)作用的拉應(yīng)力。
卸料螺釘?shù)脑O(shè)置形式：
如圖所示采用模座為通孔形式，很容易保證卸料板與模座平行。
卸料螺釘長度的計(jì)算：
L = h2 + h3 + h0 (mm)
式中 h2----模座沉孔處實(shí)體厚度（mm），對(duì)于鑄鐵模座，h2 >d ,對(duì)于鋼板模座，h2的3/4為卸料螺釘直徑的公稱尺寸；
h3 ----固定板厚度（mm）；
h0----預(yù)壓后彈性元件的高度（mm）；
導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)：
導(dǎo)向零件可保證模具沖壓時(shí)，上下模精度的位置關(guān)系，用兩個(gè)后側(cè)導(dǎo)柱或?qū)讓?dǎo)向，導(dǎo)柱安裝在下模座，導(dǎo)套安裝在上模座上，分別采用過盈配合，用滑動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)套N型導(dǎo)柱導(dǎo)套的材料為T8，并淬火HRC58--62。如圖所示
模柄的選用：
采用凸緣式模柄，以便在上模座開出較大的空間，容納推件裝置或打料裝置的打板，用4個(gè)螺釘固定在上模座上。
第2.7節(jié) 模具成本的分析：
模具生產(chǎn)成本是指企業(yè)為了生產(chǎn)和銷售模具支付費(fèi)用的總和，模具生產(chǎn)成本包括原材料費(fèi)用、外夠件費(fèi)用設(shè)備折舊費(fèi)用、經(jīng)營開支等。
影響模具生產(chǎn)成本的主要因素有：
1. 模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和模具功能的高低，現(xiàn)代科技的發(fā)展使得模具向高精度、高性能多功能自動(dòng)化方向發(fā)展，相應(yīng)使得模具生產(chǎn)成本提高。
2. 模具精度的高低，
3. 模具的精度和剛度，.
4. 模具生產(chǎn)成本也高，
5. 模具精度和剛度與客觀需要的產(chǎn)品制件的要求生產(chǎn)批量的要求相適應(yīng)。
6. 模具材料的選擇，
7. 模具費(fèi)用中,料費(fèi)用在模具生產(chǎn)成本中約占25%-30%，特別是因模具工作零件材料類別的不同，相差較大。所以應(yīng)該正確地選擇模具取各種措施充分發(fā)揮設(shè)備的效能，提高設(shè)備的使用效能。
8. 模具加工設(shè)備， 向高效、高精度、高自動(dòng)化多功能發(fā)展,這些模具的成本相應(yīng)提高。但是，這些是維持和發(fā)展模具生產(chǎn)所必須的，. 應(yīng)該充分發(fā)揮設(shè)備的效能提高設(shè)備的使用性能。
9. 模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度和企業(yè)生產(chǎn)的專門化程度，這些都是制約模具成本
生產(chǎn)周期的重要因素，應(yīng)通過模具工業(yè)體系的改革有計(jì)劃有步驟地解決。模具的成本是模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的問題，在沖壓設(shè)備中生產(chǎn)中，既要保證產(chǎn)品的質(zhì)量，完成所需的產(chǎn)品數(shù)量，有要降低模具的制造費(fèi)用，這樣才能使得整個(gè)冷沖壓的成本得到降低。模具生產(chǎn)成本包括生產(chǎn)銷售模具支付費(fèi)用的總和。本模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，凸模，凸凹模具均采用Cr12，其材料較貴，卸料板，固定板是45號(hào)鋼。在市場(chǎng)上他們的價(jià)格較貴。因此，此模具的成本較貴。
第3章 模具的裝配
模具裝配過程是按照技術(shù)要求和各個(gè)零件間的相互關(guān)系，將合格的零件連接固定為組件、部件，直至裝配 成合格的模具，模具裝配的內(nèi)容包括：選擇裝配基準(zhǔn)、組件裝配、調(diào)整、修配、研磨拋光，檢驗(yàn)和試沖等環(huán)節(jié)。通過裝配達(dá)到模具各項(xiàng)精度指標(biāo)和要求，通過模具裝配和試沖也將考核制件等工作的正確性和合理性。
技術(shù)要求：
本技術(shù)要求在實(shí)施過程中可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整。
1. 各類沖壓模具的裝配均應(yīng)符號(hào)裝配技術(shù)要求。
2. 標(biāo)準(zhǔn)模架， 非標(biāo)準(zhǔn)模架的裝配技術(shù)要求要符號(hào)沖模模架技術(shù)條件（GB.T2854-90）和沖模模架精度檢查標(biāo) 準(zhǔn)。
3. 所有的頂桿腿桿牌子料螺釘，凡在同組內(nèi)的應(yīng)等長，其相對(duì)誤差得大于0.05mm.
4. 模具上下模座，
5. 上模座柄的推桿孔，除圖樣上有標(biāo)注外，一律應(yīng)在模座的坐標(biāo)中心，其允許偏差對(duì)于有導(dǎo)向模架的不 大于1mm,模具裝配后刃口應(yīng)優(yōu)質(zhì)銳利，其沖裁間隙應(yīng)在最小合理間隙并保持四周均勻。
6. 裝配后的沖壓模具其卸料板，推件板，頂板均應(yīng)露現(xiàn)在凹模面凸模頂端，其值為0.5mm.下模座的漏料孔除圖樣表明外，其孔形應(yīng)與凹?？紫嗨?， 其尺寸按凹模底面孔尺寸每邊放大2mm.
7. 所有圓柱銷在壓入時(shí)必須正常， 不得有用重錘猛擊或咬壞銷孔現(xiàn)象。
8. 裝配后的模具外觀要整齊。
要 點(diǎn)：
選擇裝配基準(zhǔn)孔，裝配前首先確定裝配基準(zhǔn)件，根據(jù)模具主要零件的相互依賴關(guān)系，以及裝配方便和易保證裝配精度要求，確定裝配基準(zhǔn)件。依據(jù)模具類型不同，符號(hào)模以凸凹模為裝配基準(zhǔn)件，導(dǎo)板模以導(dǎo)板為基準(zhǔn)件等。
(1) 確定裝配順序，根據(jù)各個(gè)零件和裝配基準(zhǔn)件的依賴關(guān)系和遠(yuǎn)近程度確定裝配順序。先裝配零件要有利于后續(xù)零件的定位和固定，不得影響后續(xù)零件的裝配。
(2) 控制沖裁間隙，裝配時(shí)要嚴(yán)格控制凸凹模件的沖裁間隙，保證間隙均勻。
(3) 位置正確，動(dòng)作無誤，模具內(nèi)各個(gè)活動(dòng)部件必須保證位置尺寸要求正確，活動(dòng)部位動(dòng)作要靈活可靠。
(4) 試沖 試沖是模具裝配的重要環(huán)節(jié)，通過試沖發(fā)現(xiàn)問題，并采取措施排除故障。
沖模裝配是沖模制造的關(guān)鍵工序。其裝配質(zhì)量的好壞，將直接影響沖件質(zhì)量，沖模的技術(shù)狀態(tài)和使用壽命。檢查上模各個(gè)零件尺寸是否能滿足裝配技術(shù)條件要求，打料系統(tǒng)各個(gè)零件尺寸是否合適，動(dòng)作是否靈活等。模具裝配完畢，必須滿足規(guī)定的裝配的裝配精度。如卸料板的工作正確性，導(dǎo)向零件的工作正確性。
裝配的順序如下：
1 組件的裝配
1 將凸緣試模柄裝配于上模座內(nèi)。
2）將凸模裝配于凸模固定板內(nèi)為凸模組件。
3）將凸凹模裝入凸凹模板內(nèi)為凸凹模組件。
2 確定裝配基準(zhǔn)件
以凸凹模為基準(zhǔn)件，首先確定凸凹模在模架中的位置。
1） 配時(shí)選凸凹模為基準(zhǔn)，先將下凸凹模，凹模與凸凹模固定板及凹模板組合件固定于下模座，其中心位置應(yīng)符合圖樣要求，然后加工下模座漏料孔。確定凸凹模組件在下模座上的位置后用平行夾板將凸凹模組件和下模座夾緊，在下模座上劃出漏料孔線。
2）加工下模座漏料孔。
3）安裝固定凸凹模組件，將凸凹組件在下模座重新找正定位，用平行板夾緊，鉆鉸銷孔和螺孔，上螺釘并擰緊螺釘，調(diào)整凸凹模間隙，保證間隙均勻。
第3.1節(jié) 安裝上模部分
1）檢查上模座各個(gè)零件是否滿足裝配精度要求。
2）安裝上模、調(diào)整沖裁間隙。
3）鉆孔、鉸孔上模銷孔和螺孔。
安裝彈壓卸料部分
1） 安裝彈壓卸料板套在凸凹模上，彈壓卸料板和凸凹模組件端面墊上平行墊塊，保證彈壓卸料上端面與凸凹模上平面的裝配位置尺寸，用平行夾板將彈壓卸料板和下模夾緊。然后在鉆床上同鉆卸料螺釘孔，坼掉平行夾板。最后將下模各板卸料螺釘孔加工到規(guī)定尺寸。
2） 裝卸料橡皮和定位螺釘，在凸凹模組件上和彈壓卸料上分別安裝橡皮和位螺釘。
3） 自檢，按照沖模技術(shù)條件進(jìn)行總的裝配檢驗(yàn)。
4） 檢驗(yàn)。
5） 試沖，通過試沖發(fā)現(xiàn)問題，并采取相應(yīng)的措施排除故障。位置正確，動(dòng)作無誤，模具內(nèi)各個(gè)活動(dòng)部件必須保證位置尺寸要求正確，活動(dòng)配合部位動(dòng)作靈活可靠。
采用基于參數(shù)化的自動(dòng)和交互設(shè)計(jì)相結(jié)合的方法對(duì)凸凹進(jìn)行設(shè)計(jì)，既可以大大的提高凸凹模CAD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效率，又可以充分利用設(shè)計(jì)人員的自主靈活性，對(duì)凸凹模的復(fù)合模結(jié)構(gòu)CAD的系統(tǒng)走向商品化，實(shí)用化起到了良好的促進(jìn)作用。
復(fù)合模的優(yōu)點(diǎn)是：
結(jié)構(gòu)緊湊，生產(chǎn)效率高。工件內(nèi)外形的同軸度偏差可達(dá)±0.02 mm---0.04mm,特別適合薄料（料厚t可小到0.05mm）的沖裁。模具對(duì)進(jìn)料的要求沒有連續(xù)模那樣嚴(yán)格，即對(duì)不規(guī)則的邊角材料也能用，但由于復(fù)合模的結(jié)構(gòu)教復(fù)雜，構(gòu)件之間具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的占多數(shù)，此外制造精度較高，加工難度大，自動(dòng)連續(xù)送料較困難，而且工件形式也要受到凸凹模強(qiáng)度的限制，因此，對(duì)某些狹窄區(qū)域的工件就不能使用復(fù)合模生產(chǎn).
復(fù)合模設(shè)計(jì)要注意的幾個(gè)問題：
1. 復(fù)合模的關(guān)鍵是凸凹模零件設(shè)計(jì)，凸凹模的壁厚由于強(qiáng)度要求，最小壁厚一般為a = (2—3)t，對(duì)于黑色的金屬和硬質(zhì)合金材料也可取到1.5t.
2. 小間隙薄料沖裁復(fù)合模，應(yīng)采用浮動(dòng)式模柄，使之可自動(dòng)微調(diào)，避免因?qū)蚓日`差所生產(chǎn)的不良影響，保證模具安全提高模具使用壽命。
3. 復(fù)合工序的先后順序配合應(yīng)有利于成型和模具制造及維修。
4. 注意模具各部位的配合與精度要求，一般情況是：
凸凹模，凸模和凹當(dāng)采用窩座定位配合時(shí)，嵌入深度一般可采用5---10mm.
頂桿，模柄采用雙邊間隙為0.05mm..的間隙配合，
頂件器與凹?？字g采用0.05mm的單邊間隙，頂件器在頂件終了時(shí)突出凹模端面0.4mm.
5. 在凸凹模設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意其加工性，裝配性以及維修，忍磨等方面的要求。
結(jié) 論 與 展 望
隨著機(jī)械制造行業(yè)的飛速發(fā)展，模具行業(yè)在各個(gè)行業(yè)中都在重要的領(lǐng)先地位，不管在汽車、電子、航空、船舶以及在軍事武器中都離不開模具。它都成為當(dāng)代最杰出的工程技術(shù)成就之一。尤其是全球化的經(jīng)濟(jì)的形成，使各個(gè)行業(yè)都面臨著日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，如何提高企業(yè)的應(yīng)變能力和生存能力，參與國際合作與競(jìng)爭(zhēng)，是擺在各個(gè)企業(yè)面前的的重要課題。人們?cè)絹碓綄?duì)模具要求高精度的自動(dòng)化、高標(biāo)準(zhǔn)化來改變這些局面。
目前，在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中，自動(dòng)操作的模具加工特別受到業(yè)內(nèi)人士的青睞。因?yàn)樗軌虮ＷC產(chǎn)品質(zhì)量以及減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且生產(chǎn)效率非常的高。但是這種模具的造價(jià)比較高。加上能夠用這些高精密的機(jī)械又需求相應(yīng)的人才。所以在短時(shí)間內(nèi)很難達(dá)到。
本文闡述了模具的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)，在這次設(shè)計(jì)中，能夠領(lǐng)略到了模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在，以及一些設(shè)計(jì)要點(diǎn)。同時(shí)能夠掌握了模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)步驟。所以我覺得這次畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲很大，意義深遠(yuǎn)，我會(huì)努力把經(jīng)歷變成以后工作的經(jīng)驗(yàn)的。通過自己親手設(shè)計(jì)的一套模具，對(duì)自己以后更加深入的研究具有深遠(yuǎn)的意義。
眾所周知，一個(gè)國家的標(biāo)準(zhǔn)化水平，在一定程度上能反映出這個(gè)國家的綜合水平。為了盡快的提高我國模具工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化與商品化水平，適應(yīng)工業(yè)不斷的發(fā)展，中國模具工業(yè)學(xué)會(huì)專設(shè)模具標(biāo)準(zhǔn)化委員，廣大模具技術(shù)工作者應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際工作為促進(jìn)我國模具工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化水平作出自己的貢獻(xiàn)。
結(jié) 束 語
畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和技能解決實(shí)際問題的能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是我在大學(xué)階段具有的智力的一次總檢驗(yàn)，而且是我受到集中培養(yǎng)和綜合訓(xùn)練設(shè)計(jì)能力（包括實(shí)際動(dòng)手能力、查閱文獻(xiàn)與撰寫論文能力）創(chuàng)新能力的一次十分難得的機(jī)會(huì)。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是對(duì)冷沖模的設(shè)計(jì)，包括工藝方案分析及確定、工藝計(jì)算、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算等內(nèi)容。盡管有老師的精心指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助，由于我能力有限，設(shè)計(jì)方面還存在一些缺陷，而且時(shí)間有限，還待以后繼續(xù)研究。
通過這次設(shè)計(jì)我深深體會(huì)到，設(shè)計(jì)不是一件輕而易舉的事情。光利用我們從書本上學(xué)到的一些知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)還不夠，需要一定的實(shí)踐動(dòng)手能力，充分掌握各種機(jī)械的結(jié)構(gòu)、性能，應(yīng)具備一定創(chuàng)新意識(shí)，不能照抄照搬；還需查閱一定數(shù)量的資料，并且查找資料也有技巧，如果你不會(huì)查，那么我想在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)要完成任務(wù)是相當(dāng)困難的。對(duì)改造方案的選擇要進(jìn)行比較可行性論證，怎樣才能達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的效果。學(xué)會(huì)理論與實(shí)際相結(jié)合，從而設(shè)計(jì)出比較合理的方案。
謝 鳴
本次設(shè)計(jì)過程中，由于我個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)和水平有限，因此很難免在設(shè)計(jì)中存在某些不合理之處，希望各位老師及同學(xué)多多指正。本論文是在莫亞武老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的。莫老師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，待人以誠的寬廣胸懷以及淵博的知識(shí)為我們樹立了榜樣，是做學(xué)問的楷模。在此向他表示忠心的感謝！
在論文的設(shè)計(jì)寫作過程中，得到好多同學(xué)、尤其是同宿舍同學(xué)的大力支持和幫助，在此一并感謝！
編 者 唐國定
二00五年五月于邵陽
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 丁聚松主編、冷沖模設(shè)計(jì)、北京、機(jī)械工業(yè)出版社、1995。
[2] 王 方主編、冷沖模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)、北京、機(jī)械工業(yè)出版社、1995。
[3] 〈模具制造手冊(cè)〉編寫組編、模具制造手冊(cè)—模具手冊(cè)之五。
[4] 〈模具制造手冊(cè)〉編寫組編、模具制造手冊(cè)—模具手冊(cè)之六。
[5] 溫松明主編、〈互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)〉、長沙、湖南大學(xué)出版社出版、1996。
[6] 馮炳堯主編、模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)、上海、上海科技出版社、1998年7月第2版。