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課程設計論文
題 目
連接片沖壓模設計
學生姓名
學 號
系 部
專 業(yè)
班 級
指導教師
摘 要
連接片屬于典型的沖裁件，本文在分析其工藝性的基礎上，根據(jù)生產(chǎn)要求，確定采用復合模結構。本設計主要是落料凸、凹模及沖孔凸、凹模的設計，需要計算凸凹模的間隙、工作零件的尺寸和公差。此外,還需要確定模具工藝零件和結構零件以及模具的總體尺寸，然后根據(jù)上面的設計繪出模具的總裝圖。
關鍵詞：連接片 復合模 沖孔落料
目 錄
摘 要 II
1 緒 論 1
1.1 課題研究的目的和意義 1
1.2 課題國內(nèi)外研究概況 1
1.2.1 國外模具發(fā)展概況 1
1.2.2國內(nèi)模具發(fā)展概況 2
1.3 課題研究的主要內(nèi)容 2
2 沖壓工藝設計 4
2.1 沖壓件簡介 4
2.2 沖壓的工藝性分析 5
3 連接片連續(xù)模設計 8
3.1 模具結構 8
3.2 確定其搭邊值 8
3.3 確定排樣圖 9
3.3.1 排樣方案 9
3.3.2送料步距與帶料寬度 10
3.4 材料利用率計 10
3.5 凸、凹模刃口尺寸的確定 11
3.6凸、凹模間隙值 11
3.6.1間隙對沖壓力和模具壽命的影響 11
3.6.2沖裁間隙的確定 12
3.7凸、凹模刃口分別加工的計算法 12
3.8 沖壓力計算 13
3.9 壓力機選用 14
3.10 壓力中心計算 14
3.11 主要零部件的結構設計 16
3.11.1凹模外形設計 16
3.11.2落料凸模的設計 16
3.11.3沖孔凸模的設計 17
3.11.4卸料和推件裝置的設計 17
3.11.5凸模固定板的設計 17
3.11.6墊板設計 18
3.11.7彈性元件設計 18
3.12 標準件確定 19
3.13 模具閉合高度、校驗壓力機 19
4 結論與展望 22
小結與致謝 23
參考文獻 24
連接片沖壓模具設計
摘 要： 模具是制造業(yè)的重要工藝基礎，在我國模具制造屬于專用設備制造業(yè)。本設計是連接片沖孔、落料復合模設計，沖模的結構性能直接反映了沖壓技術水平的高低。選用材料時應考慮模具的工作特性，受力情況，沖壓件材料性能，沖壓件的精度，生產(chǎn)批量以及模具材料的加工工藝性能和工廠現(xiàn)有條件等因素。沖床的選用主要是確定沖床的類型和噸位。板料冷沖壓加工是機械加工的一個重要組成部分。它應用十分廣泛。但由于傳統(tǒng)的加工存在著沖壓工藝方案選擇不合理、沖壓間隙選擇過大，壓力機不相匹配等問題。本文就以連接片沖孔、落料復合模設計主要介紹了沖壓模具設計的全過程：
1．經(jīng)工藝分析工藝計算，間隙值的選擇，確定了該設計工藝流程及沖模結構形式。
2．同時對所設計的模具分別進行了分析說明，
3．對壓力機做出了合理的選擇，
4．整個過程采用AutoCAD軟件繪制模具的二維裝配圖和用UG繪制模具的三維圖。
關鍵字：沖壓模；復合模；連接片；沖壓工藝。
1 緒 論
1.1 課題研究的目的和意義
我國把模具行業(yè)納入高新技術產(chǎn)業(yè)重點領域，另一方面，沖壓工藝廣泛應用于民用、航空航天、汽車和工藝品等領域，在產(chǎn)品組件中所占的比例也越來越大。但由于我國模具工業(yè)起步較晚，起點較低，加工制造手段落后，尤其是技術應用人才缺乏，技術水平落后，制約了該產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,已使之成為制約其他相關行業(yè)發(fā)展的“瓶頸”。 模具技術是上世紀下半葉制造業(yè)中發(fā)展最快的技術之一，由于模具的設計和制造是一個非常復雜的過程，并且是一個不斷反復的過程，目前，采用具有三維參數(shù)化特征造型功能的CAD支撐軟件，在模具設計中應用并行工程原理，實現(xiàn)模具管理、工藝分析與設計及模具結構設計的一體化是一種較有代表性也很有應用前景的模具CAD系統(tǒng)開發(fā)方法。
模具生產(chǎn)技術水平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志。模具質(zhì)量及附加值的高低，取決于模具專業(yè)人才的技術水平。隨著產(chǎn)品市場的國際化，如何降低生產(chǎn)成本以適應競爭的激烈和殘酷越來受關注，產(chǎn)品制造的批量化、集約化和標準化，就越來越顯得十分重要了。
目前，在全世界，模具快速發(fā)展，已成為大國的重要工業(yè)發(fā)展對象，各個行業(yè)都需要模具的輔助制造，所以模具對工業(yè)的發(fā)展有個不可替代的重要性。未來，模具的發(fā)展也許有將成為國家第一產(chǎn)業(yè)的可能。
1.2 課題國內(nèi)外研究概況
1.2.1 國外模具發(fā)展概況
全球主要模具生產(chǎn)國包括亞洲地區(qū)的日本、韓國與大陸，以及美洲地區(qū)的美國、歐洲地區(qū)的德國。技術先進國家如日本、美國、德國等，對于高精度與復合性模具開發(fā)，不論在設計能力或制造技術上，均有領先的地位，同時也擁有訓練精良的技術研發(fā)人才。
日本的模具產(chǎn)能約占全球的40%，居世界第一位，每年向國外出口大量模具。現(xiàn)在模具市場競爭日趨激烈，因此日本模具業(yè)也在努力降低生產(chǎn)成本。模具行業(yè)是人力成本較高的行業(yè)，日本的人力成本是中國及東南亞地區(qū)的十幾倍，而人力成本中有70%以上是非核心技術人員。
據(jù)相關研究部門調(diào)查得知，歐洲模具設計和生產(chǎn)的時間要分別比中國快44%和61%左右，但中國模具設計和生產(chǎn)的成本卻只有歐洲同行的91%，因為中國的勞動力成本低廉，對部分國外客戶有著很強的吸引力。同時，歐洲及世界各國之間的模具競爭也相應加劇，像德國近兩年半內(nèi)的模具整體價格就下降了25%左右。據(jù)統(tǒng)計,前些年全球58%的模具是由德國等西歐國家生產(chǎn)，中國等亞洲國家的比例只占到1%，但今后東歐國家的模具將會有較大幅度的增長，而亞洲國家的生產(chǎn)比例將提高至22%左右。這位教授高興地說,鑒于中國廉價勞動力成本的優(yōu)勢和整體經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展的良好勢頭，中國模具發(fā)展的前景將十分廣闊。?
??“但這并不意味著中國發(fā)展的一切都是那么的理想和完美?！眮喠ι酱笳J為，因為中國的市場過早地陷入了價格戰(zhàn)的誤區(qū),還缺乏自主創(chuàng)新的能力，沒有相應地建立起誠信可靠的市場體系,特別是有65%的歐洲客戶覺得中國模具的價格雖低但質(zhì)量不好。一種比較理想的解決方法是，加強中歐雙方的合作,由歐洲國家出訂單和圖紙，中國模具企業(yè)具體負責完成設計及加工制作，并在此過程中不斷學習歐洲先進的技術及管理理念,加快工業(yè)化的改造，努力提高企業(yè)自身的核心優(yōu)勢和競爭力。如在提高客戶滿意度方面，企業(yè)除了在價格低廉上做文章外，更重要的是要求交貨時間短，產(chǎn)品質(zhì)量好，誠信度高，盡可能讓他們了解產(chǎn)品的研發(fā)、設計及生產(chǎn)的全過程企業(yè)要明確自己的主攻方,加強相互之間的合作,及時有效地對客戶的需求作出反應。
1.2.2國內(nèi)模具發(fā)展概況
改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，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)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。
浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎的要素之一，模具制造技術現(xiàn)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG，Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應用于沖壓模的設計中。
雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設備在模具加工設備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術的普及率不高；許多先進的模具技術應用不夠廣泛等等，致使相當一部分大型、精密、復雜和長壽命模具依賴進口。
1.3 課題研究的主要內(nèi)容
本課題研究的內(nèi)容如下：
第1章為緒論，論述了本課題的研究背景和意義，總結了沖壓模具技術的發(fā)展歷史和在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢。
第2章為本次設計的任務書，介紹了設計的零件圖和設計的具體得要求，包括零件的名稱、材料和生產(chǎn)批量等等，有技術要求和設計要求。
第3章為設計的第一步，首先分析零件的工藝性，包括尺寸和精度的分析，還有材料性質(zhì)的重點分析，然后按照以上的分析初步確定設計的大體方案，從簡單模、復合模和復合模中選擇，最終選用復合模設計。最后查閱相關資料，確定模具的一些工作零件和輔助零件的設計，以至于確定模具的總體方案。
第4章為設計中的重點部分，是承接上一章工藝分析的，所以我們將進行工藝計算，有排樣的設計和計算、材料利用率的計算，沖裁力圖形設計和具體的計算，還有最重要的就是壓力機的確定和數(shù)據(jù)的校核。
第5章為設計的中心部分，有凸、凹模的間隙和凸、凹模設計的原則，還有凸、凹模的人口尺寸計算，包括基本尺寸的計算和公差的確定。
第6章為模具工作零件的具體設計，包括凹模的設計和尺寸的計算，還有凸模的長度和硬度校核，還有卸料板、導料板及標準件的設計、選用和計算，并有非標準件的零件圖形和最終的裝配草圖和裝配圖。
2 設計任務書
2.1設計題目
零件名稱：連接片
生產(chǎn)批量：12萬件
材料及厚度：Q235，1.5mm
零件圖形：
2.2設計要求
1、繪制模具總裝圖
2、繪制零件的工程圖
3、編制典型零件的加工工藝規(guī)程
3 沖裁工藝分析
沖裁件的工藝性是指從沖壓工藝方面來衡量設計是否合理。一般的講，在滿足工件使用要求的條件下，能以最簡單最經(jīng)濟的方法將工件沖制出來，就說明該件的沖壓工藝性好，否則，該件的工藝性就差。當然工藝性的好壞是相對的，它直接受到工廠的沖壓技術水平和設備條件等因素的影響。以上要求是確定沖壓件的結構，形狀，尺寸等對沖裁件工藝的實應性的主要因素。根據(jù)這一要求對該零件進行工藝分析。
3.1 幾何形狀
該沖裁件外形簡單，形狀規(guī)則，且成幾何中心對稱。
3.2 最小孔距、孔邊距
經(jīng)計算零件的孔邊距為10mm大于最小孔邊距1.5t=1.5x1.5=2.25mm、孔距為40mm明顯足夠，所以零件適合沖裁。
3.3 沖孔最小尺寸
查表3-8沖孔最小尺寸為1.3t=1.3x1.5=1.65小于ф10，即得此孔能夠沖出。
3.4 沖裁件的精度和斷面粗糙度
由于零件內(nèi)外形尺寸均未注公差，屬自由尺寸，可按IT14級確定工件尺寸公差，經(jīng)查公差表得各尺寸公差分別為：
零件外形尺寸：20 12
零件內(nèi)形尺寸：10
3.5 材料
10鋼屬于碳素鋼，查附表1可知其屈強比較小，延伸率較高，具有良好的沖壓性能。
結論：此零件適合沖裁
4 確定沖壓工藝方案
確定方案就是確定沖壓件的工藝路線，主要包括沖壓工序數(shù)，工序的組合和順序等。確定合理的沖裁工藝方案應在不同的工藝分析進行全面的分析與研究，比較其綜合的經(jīng)濟技術效果，選擇一個合理的沖壓工藝方案。
4.1 方案種類
該零件包括沖孔，落料兩個基本工序，可以采用以下三種方案：
(1)先落料再沖孔 采用單工序模生產(chǎn)
(2)落料—沖孔復合沖壓 采用復合模生產(chǎn)
(3)沖孔—落料連續(xù)沖壓 采用復合模生產(chǎn)
4.2 方案的比較與分析
方案(1)模具結構簡單，但需要兩道工序，兩套模具才能完成零件的加工，且生產(chǎn)效率較低，難以滿足零件大批量生產(chǎn)的需求，且更重要的是在第一道工序完成后，進入第二道工序必然會增大誤差，使工件精度、質(zhì)量大打折扣，達不到所需的要求，難以滿足生產(chǎn)需要。故而不選此方案。由于零件結構簡單對稱，為提高生產(chǎn)效率，主要可以應用以下兩種方案即采用復合沖壓或級進沖壓，又由于級進沖壓模具結構相對復合沖壓模具結構較大，且較為復雜些，為了便于工藝加工及節(jié)省昂貴的模具材料，
本模具采用復合沖裁方式進行生產(chǎn)，且結構緊湊，零件精度高。
4.3 方案的確定
由零件尺寸可知，查表3-28得最小壁厚δ為2.7﹤5.75mm即凸凹模壁厚大于允許的最小壁厚，所以為便于操作完全可以采用復合模結構。
復合模有兩種結構形式，正裝式復合模和倒裝式復合模?？紤]到工件成形后，如何脫模方便。正裝式復合模成形后工件留在下模，需向上推出工件，取也不方便。倒裝式復合模成形后工件留在上模，只須在上模裝一推出裝置，借助模具的合復力就可以輕松的將工件給卸下來?？紤]到工件成形后，如何脫模方便，故采用倒裝式復合模，因該制件較薄，為保證制件平整，采用彈壓卸料裝置。它還可以對沖孔小凸模起導向作用和保護作用，和定位釘定位方式。
5 沖裁工藝計算
5.1 排樣及裁板方式確定
在沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約金屬和減少廢料具有非常重要的意義，特別是在大批量生產(chǎn)中，較好地確定沖件尺寸和合理排樣是降低成本的有效措施之一。
5.1.1 排樣
排樣是指沖件在條料、帶料或`板料上布置的方法。沖件的合理布置（即材料的經(jīng)濟利用），與沖件的外形有很大關系。
根據(jù)不同幾何形狀的沖件，可得出與其相適應的排樣類型，而根據(jù)排樣的類型，又可分為少或無工藝余料的排樣與有工藝余料的排樣兩種。
零件外形近似矩形，輪廓尺寸為60x20，根據(jù)工件的形狀，確定采用無廢料排樣的方法是不可能做到；但能采用有廢料和少廢料的排樣方法?？紤]到操作方便并為了保證零件精度，排樣方式采用直排有廢料排樣。
排樣時，沖件之間以及沖件與條料側邊之間留下的余料叫搭邊。它的作用是補償定位誤差，保證沖出合格的沖件，以及保證條料有一定剛度，便于送料。
搭邊數(shù)值取決于以下因素：
①件的尺寸和形狀。
②材料的硬度和厚度。
③排樣的形式（直排、斜排、對排等）。
④條料的送料方法（是否有側壓板）。
⑤擋料裝置的形式（包括擋料銷、導料銷和定距側刃等的形式）。搭邊值一般是由經(jīng)驗再經(jīng)過簡單計算確定的。
查表3-13得搭邊參考值為：沿邊a=1.8工件間a1=1.5
由式3-12送料步距S=20+ a1即得S=20+1.5=21.5mm
又因為本模具采用無側壓裝置，查表3-14得條料寬度公式
B=（Dmax+2a+Z）
即得B=（60+2x1.8+0.5）=64.2
式中Z—導料與最寬條料之間的間隙，其值由表3-16查得
△—條料寬度偏差，其值由表3-15查得
條料排樣圖如下圖所示
5.1.2 裁板方式與利用率的計算
當一次沖裁完成以后，為了能夠順利地進行下一次沖裁，必須適時的解決出件、卸料及排除廢料等問題。選取的沖裁方式不同時，出件、卸料及排除廢料的形式也就不同。因此沖裁方式將直接決定沖裁模的結構形式，并影響沖裁件的質(zhì)量。根據(jù)不產(chǎn)品的結構和工藝性能，本副模具頂板式順出件結構。由于本模具采用順出件式模具沖裁，省去校平工序，既可滿足工件對平面度的要求，有能保證安全生產(chǎn)。
查附表3 選用的板料規(guī)格為600x1200x1.5mm
(1)橫裁：
根據(jù)板料的規(guī)格及零件的尺寸，剪切條料尺寸為64.2x600,一板料可裁條料為18條，每條可沖零件的個數(shù)為26個，即一塊板料可沖裁總的零件個數(shù)為18x26=468個
根據(jù)式3-10一塊板料的利用率為：
η=n x100%
=468 x100%
=53%
式中A0—一個制件的有效面積
A — 一塊板料的面積
n — 一塊板料秘沖制件的總個數(shù)
(2)縱裁：
剪切條料尺寸為64.2x1200,一塊板料可裁條料共9條，每條可沖零件的個數(shù)為54個，即一塊板料可沖裁總的零件個數(shù)為54x9=486個。
根據(jù)式3-10一塊板料的利用率為：
η=n x100%
=486 x100%
=55%
式中A0—一個制件的有效面積
A — 一塊板料的面積
n — 一塊板料秘沖制件的總個數(shù)
經(jīng)計算得到的橫裁與縱裁的材料利用率，相比較確定裁板方式為縱裁
5.2 沖壓力計算
5.2.1.力的計算
計算沖裁力的目的是為了確定壓力機的額定壓力，因此要計算最大沖裁力。則沖裁力可按下式計算：
F=AΓ式3-1
式中，A為剪切斷面面積，Γ為板料的抗剪強度。
考慮到刃口的磨損、間隙的波動、材料力學性能的變化、板料厚度的偏差等因素的影響，可取安全系數(shù)為1.3，并取抗剪強度τ為抗拉強度σb的0.8倍，于是在生產(chǎn)中沖裁力便可按下式計算：
F=LTσ式3-2
式中 L—沖裁輪廓的總長度(mm);
t—板料厚度(mm);
σ板料的抗拉強度(MPa)。
經(jīng)查的取σ=300
5.2.2 計算工序沖壓力
由于影響卸料力、推加力和頂件力的因素很多，根本無法準確計算。在生產(chǎn)中均采用下列經(jīng)驗公式計算：
查附表1取材料的抗拉強度τ=270Mpa
落料力Fl=KLtτ式3-10
Fl=1.3x146.04x1.5x270=51.3KN
沖孔力Fk=KLtτ式3-10
Fk=1.3x2πx8.5x1.5x270=18.7KN
卸料力Fx =K xFl式3-15
Fx=0.045x51.3=2.3KN
推件力Ft=nKtFk式3-16
Ft=6x0.055x18.7=6.2KN
式中L—沖裁時材料發(fā)生剪切變形處的周長
K—安全系數(shù)，K=1.3
K x、Kt—分別為卸料力、推件力系數(shù)，查表3-18
n—同時卡在凹模內(nèi)的廢料個數(shù)，n=（h為凹模洞口深度，t為料厚）n==6 查表3-27在此取h=6
Fz=Fl+Fk+Fx+Ft
=51.3+18.7+2.3+6.2
=78.5KN
5.3 初步預選壓力機
根據(jù)以上所計算得到的總沖壓力，查附表5初選型號為JB23-25的壓力機。
5.4 確定壓力中心
因為此圖形為對稱圖形,固它的壓力中心即重心就是此圖形的 對稱中心
5.5 彈性元件選擇計算
根據(jù)已知沖裁板厚t=1mm，沖裁力卸料力F=2.3KN
1).初選彈簧數(shù)目為6個，每個彈簧應提供預壓力即為：
F0≥ 式3-37
F0≥=384N
2).初選彈簧規(guī)格為：25mmX4.5mmX50mm查表得， 其具體參數(shù)如下：
D2=25mm,d=4.5mmt=7.85mm,F2=786N, △H0 =16.5mm,H0=50mm,n=5.5
3).計算彈簧預壓縮量△H0
△H0= （）F0 式3-38
=（）x384
=8mm
4).校核
△H=△H0+△H'+△H" 式3-39
=8+2+5
=15mm
由于16.5＞15，即△H2＞△H 式3-38
所以所選彈簧合適。
式中F0—彈簧的預壓力
Fx—卸料力
n—彈簧根數(shù)
△H2—彈簧最大許可壓縮量
△H—彈簧實際總壓縮量
△H0—彈簧預壓縮量
△H'—卸料板的工作行程，一般取△H'=t+1,t為料厚，這里取△H'=2
△H"—凸模刃磨余量，可取5—10mm
5.6 工作零件刃口尺寸計算
刃口工藝分析：結合模具及工件的形狀特點，此模具制造宜采用配作法，落料時，選凹模為設計基準件，只需要計算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模實際尺寸按要求配作；沖孔時，則只需計算凸模的刃口尺寸及制造公差，凹模刃口尺寸由凸模實際尺寸按要求配作；只是需要在配作時保證最小雙面合理間隙值查表3-33 Zmin=0.100mm(參考文獻[1])凸凹模刃口尺寸由凸模配作尺寸和凹模配作尺寸結合完成。
1).沖孔凸模
沖孔Ф8.5
由式3-9dT=(d+x△)
=(10+0.5x0.36)
=10.68
相應凹模尺寸按凸模刃口尺寸配作，保證Zmin=0.100mm
式中x—系數(shù)，在0.5~1之間，查表3-5得x=0.5
△—沖裁零件制造公差
δT—凸模的制造公差，在此取δT=
Zmin—最小初始雙面間隙，查表3-3，取Zmin=0.100mm
2).落料凹模
由式3-8DA=（Dmax-- x△）+
落外形20
DA=（20-0.5x0.52）
=19.74
落外形14
DA=（14-0.5x0.43）
相應凸模尺寸按凹模刃口尺寸配作，保證間隙Zmin=0.100mm
式中x—系數(shù)，在0.5~1之間，查表3-5得x=0.5
△—沖裁零件制造公差
δA—凹模的制造公差，在此取δA =
Zmin—最小初始雙面間隙，查表3-3，取Zmin=0.100mm
3).孔心距（凹模、凸模磨損后不變的尺寸）
由參考文獻[1]公式：CA=（Cmin+0.5△）0.5δA
CA=(39.85+0.5x0.3)0.0375
=400.0375
6 沖裁模主要零部件的結構設計
6.1 模具總體設計
根據(jù)已確定的工藝方案，分析可知模具結構可采用前后送料，擋料銷定距，導料銷定位，彈性卸料裝置卸料，下漏料方式的倒裝式?jīng)_裁，模具結構形式可采用后置導柱標準模架。
模具結構草圖，如下圖所示：
1.下模座 2.導柱 3.凸凹模固定板 4.彈簧 5.卸料板 6.落料凹模板 7.空心墊板 8.導套 9.上模座 10.螺釘 11.模柄 12.打桿 13.圓柱銷 14.凸模 15.墊板 16. 凸模固定板 17.推件塊 18.導料銷 19. 凸凹模
6.2 模具零件設計
6.2.1 工作零件設計
(1)沖孔凸模
凸模長度： Lt=h1+h2+h3
=14+12+14
=40mm
式中h1—凸模固定板厚度，一般取（0.6~0.8）凹模板厚
h2—空心墊板厚
h3—落料凹模板厚
凸模零件圖如圖所示：
(2)落料凹模
由式3-31H=ks(H≥8)
H=0.30x60
=18mm
由式3-32B=s+(2.5~4.0)H
B=60+(2.5~4.0)x18
=105~132
由式3-33 L=s1+2s2
L=20+2x30
=80mm
式中H—凹模厚度
B—垂直于送料方向的凹模寬度
L—送料方向的凹模長度
k—系數(shù)，查表3-24取k=0.30
s—垂直于送料料方向的凹模刃壁間的最大距離
s1—送料方向的凹模刃壁間的最大距離
s2—送料料方向的凹模刃壁到凹模邊緣的最小距離
查表2-41（參考文獻[3]）根據(jù)上面所算得的尺寸，確定凹模
板外形規(guī)格為125x125x18(mm)，因考慮到昂貴的模具材料的節(jié)省，將凹模板作成薄型形式并加空心墊板后實取為125x125x14(mm)其
零件圖如圖所示：
(3)凸凹模
L = h1+h2+h3
=10+34+14
=58mm
式中 h1—卸料板厚度一般取（6~12）在此取h1=10mm
h2—卸料板下平面到凸凹模固定板上平面的之間距離，根據(jù)經(jīng)驗值一般?。?5~35）mm,在此取34mm.
h3—凸凹模固定板厚度，一般?。?.6~0.8）倍凹模板厚度，在此取為14mm
凸凹模零件圖如圖所示：
6.2.2 定位零件的確定
(1)固定擋料銷
查表10-60（參考文獻[2]）擋料銷具體參數(shù)如下：
材料：45鋼 熱處理：HRC43-48
規(guī)格：A6x4x3 GB2866.11-81
(2)導料銷
查表10-60（參考文獻[2]）擋料銷具體參數(shù)如下：
材料：45鋼 熱處理：HRC43-48
規(guī)格：A6x4x3 GB2866.11-81
6.2.3 卸料零件設計
(1)卸料板
本模具采用彈性卸料裝置，卸料板厚度根據(jù)經(jīng)驗值一般取（6-12）mm在此取10mm,其周界尺寸與落料凹模同等大小。
其零件圖如圖所示：
(2)卸料螺釘
查表10-64(參考文獻[2])確定卸料螺釘相關參數(shù)如下:
材料: 45鋼 熱處理:24~28HRC
規(guī)格: 10x60 GB2867.5-81
6.2.4 推件零件設計
(1)打桿
由于零件結構的限制，其結構形式采用簡單的圓柱式打桿，其直徑按模柄孔大小確定，d=12mm打桿長度L=L1+L2+C
L=10+95+15
=120mm
式中L1—推出狀態(tài)時，打桿在墊板上平面以下的長度
L2—模柄長度
C—考慮各種誤差而加的常數(shù)，通常取C=10~15在此取15mm
打桿零件圖如圖所示：
(2)推件塊
推件塊按落料凹模配作，保證間隙在（0.5~1）mm,推件塊凸臺與空心墊板之間的間隙在此取0.5mm,推件塊長度L=L1+L2+L3
L=4+18+2
=24mm
式中L1—推件塊凸臺高，一般取（3~4 ）mm在此取為4 mm
L2—在推出狀態(tài)時，推件塊凸臺下平面到落料凹模板下平面的距離
L3—推件塊行程
其零件圖如圖所示：
6.2.5 固定板、墊板設計
(1)凸模固定板
凸模固定板厚度為（0.6~0.8）倍落料凹模板厚，即(0.6~0.8)x18=(10.8~14.4)mm在此取14mm，其周界尺寸與落料凹模同等大。
其零件圖如圖所示：
(2)凸凹模固定板
凸凹模固定板厚度為（0.6~0.8）倍落料凹模板厚，即(0.6~0.8)x18=(10.8~14.4)mm在此取14mm，其周界尺寸與落料凹模同等大。
其零件圖如圖所示：
(3)上墊板
根據(jù)下式算得結論，驗證是否需要墊板
P=Fz/A式3-42 (參考文獻[1])
=18700/(2x )
=53Mpa
查表3-34 模座材料的許用應力
得 σ在90~140MPa 之間
明顯本模具不需要墊板,但由于結構的需要,所以加一塊厚為6mm的墊板，其周界尺寸與落料凹模同等大，墊板零件圖如圖所示：
(4)空心墊板
為了節(jié)省昂貴的模具材料而作成兩部分的空心墊板，其零件圖如圖所示：
6.2.6 模架、模柄的選擇
(1)模架
隨著冷沖壓技術的發(fā)展和新型模具材料的出現(xiàn)，模具結構也發(fā)生了一定的變化，雖然模具的結構類型很多，但對其基本要求是一致的。即不僅能沖出合格的零件，適應生產(chǎn)批量的需要，而且要求操作方便，生產(chǎn)安全、壽命長、成本低，以及制造和維修方便。隨著冷沖模國家標準實施以來，在設計模具時對沖模模架的選擇一般都是按國家標準來選的。
由前面所確定的為標準的后置導柱模架,又根據(jù)凹模周界尺寸L=125mm B=125mm 初選模架125x125x(160~190)mm GB/T2851.3-90.又依模具結構草圖及以上得到的各板厚度,可知模具閉合高度H=35+6+40+58+45-1=183mm在模架最大最小閉合高度（160~190）之間。
所以所選模架合適。
(2)模柄
本模具采用壓入式模柄,又根據(jù)所初選的壓力機，從而得到的模柄孔尺寸參數(shù)，可以確定模柄相關參數(shù)如下：
材料：Q235
規(guī)格：A40x95 GB286.21-81
6.2.7 螺釘及銷釘?shù)倪x擇
(1)上模緊固螺釘
材料:45鋼
規(guī)格:GB/T65-2000 M8x65
(2)下模緊固螺釘
材料:45鋼
規(guī)格:GB/T65-2000 M8x40
(3)凸凹模緊固螺釘
材料:45鋼
規(guī)格:GB/T65-2000 M8x40
(4)上模長圓柱銷
材料:45鋼
規(guī)格:GB/T119.1 10 x60
(5)上模短圓柱銷
材料:45鋼
規(guī)格:GB/T119.1 10 x45
(6)上模短圓柱銷
材料:45鋼
規(guī)格:GB/T119.1 10 x40
(7)防轉(zhuǎn)銷
材料:45鋼
規(guī)格: 6x14
7 選定設備
壓力機對模具壽命的影響也不容被忽視。壓力機在不加載狀態(tài)下的精度稱為靜精度，加載狀態(tài)下的精度稱為動精度。
當壓力機的動精度不好時，就等于喲暖和精度不好的壓力機進行沖壓加工。由于測量動精度很困難，目前還沒有壓力機動精度的標準，生產(chǎn)廠家也只保證壓力機的靜精度。因此壓力機的動精度一般只能根據(jù)其靜精度的好壞、框架結構形式和尺寸以及對壓力機生產(chǎn)廠家的信任程度來推斷。
根據(jù)第三部分初選的壓力機，以及第四部分所得到的模具閉合高度，校核壓力機是否合適。
Hmax-5mm≥H+T≥Hmin +10mm
Hmax-T-5mm≥H≥Hmin-T+10mm
270-50-5mm≥H≥215-50+10mm
215mm≥H≥155mm
顯然前面初選的壓力機能夠滿足要求
式中 Hmax—壓力機的最大閉合高度
Hmin—壓力機的最小閉合高度
T—墊板厚度
公稱壓力/mm
25
床身兩立柱間距離/mm
270
滑塊行程/mm
65
墊板尺寸：厚度/mm
50
滑塊行程次數(shù)/（次.min-1）
105
墊板尺寸：孔徑/mm
200
最大閉合高度/mm
270
模柄孔尺寸：直徑/mm
40
連桿調(diào)節(jié)長度/mm
55
模柄孔尺寸：深度/mm
60
滑塊中心線至床身距離/mm
200
最大傾斜角/。
30
工作臺尺寸：前后/mm
370
電動機功率/kw
2.20
工作臺尺寸：左右/mm
560
壓力機主要技術參數(shù)如下表所示：
4 結論與展望
經(jīng)過為期2個月的時間終于完成畢業(yè)設計，該設計是對即將畢業(yè)的我們進行的一次全面的、徹底的檢查，通過畢業(yè)設計來檢查在這兩年多里所掌握的知識，同時也是對即將踏上工作崗位的我們進行最后一次徹底的溫習，為頂崗實習做處做好的準備。我在這次設計的課題是彈簧夾線板，在設計過程中，我也遇到了一些問題，在這些問題面前，我通過翻閱資料，自己思考，與同學探討，請教我的指導老師，通過各種方法，使得這些問題得以解決。不過在這次設計中，讓我印象最深的問題是沖裁模具的設計，包括沖裁模具的凸、凹模刃口的計算與設計，還有模具的其他零件圖的設計和最后模具的總裝圖設計，通過我的指導老師的指導，獲得了答案，之后，我又通過查閱資料對這一問題進行了鞏固。同時，我對于在模具設計的時候，它的設計流程在這次也得到了更深的認識，使我對于沖裁件如何進行分析，比如各種沖裁方法，成型零件的設計，成型零件的加工工藝，主要工藝參數(shù)的計算以及如何校核等有了進一步的理解和掌握。
這次的畢業(yè)設計即將結束，和畢業(yè)設計不一樣，它的要求更全面，它也是淮安信息職業(yè)技術學院對我們臨行前的最后一次正式的檢閱，這讓我想到以后的工作，也許在工作崗位沒有領導花費時間在檢查上面，他們要的是經(jīng)濟效益，所以我們要在工作中對自己進行定期的檢查，讓自己更加的充實，當然這不僅僅局限于專業(yè)知識方面，也是在社會上的其他各個方面都應有所了解和充實，讓自己在社會上能有一席之地！展望自己的未來，我不知道是什么樣子的，但是我知道我要以艱苦創(chuàng)業(yè)、自強不息、團結拼搏和勇于爭先的精神發(fā)揮我在崗位上的最大價值，當然我也要有我們學院的校訓的品德，即明德、尚行來時刻約束著自己。
時間總是過得很快，一轉(zhuǎn)眼，兩年多就過去了，在此之際，我要向幫助過、關心過我的所有老師及同學表示衷心的感謝，希望你們事業(yè)有成
小結與致謝
本次冷沖模畢業(yè)設計是在導師老師指導下完成的，他幫我仔細審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的設計內(nèi)容提出了許多建設性建議。老師淵博的知識，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設計的過程中，特別是遇到困難時，他給了我鼓勵和幫助，在這里我向他表示真誠的感謝！
最后感謝各位專家的批評指導。
在論文完成之際，我首先先關心和指導我的老師表示由衷的感謝并致以崇高的敬意！
參考文獻
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3. 李成凱，徐善狀，胡建新等.模具制造工藝[M]. 北京:電子科技大學出版社， 2010.
4. 韓森和，王立華，歐陽德祥.模具鉗工訓練[M]. 北京:高等教育出版社，2010.
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6. 東北大學工程圖學教學與研究中心編.畫法幾何及機械制圖[M].北京:高等教育出版社,2004.
7. 中國機械工業(yè)教育協(xié)會組編.模具CAD/CAM[M].北京:機械工業(yè)出版社,2001.
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9. 胡紀華,王建華,梁珣等.AutoCAD2006中文版標準教程[M].北京:電子工業(yè)出版社,2006.
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