不銹鋼傳動(dòng)座沖壓工藝分析及模具設(shè)計(jì)（太原）
不銹鋼傳動(dòng)座沖壓工藝分析及模具設(shè)計(jì)（太原）,不銹鋼,傳動(dòng),沖壓,工藝,分析,模具設(shè)計(jì),太原
不銹鋼傳動(dòng)座沖壓工藝分析及模具設(shè)計(jì)
摘要：本設(shè)計(jì)主要介紹冷沖壓模具級(jí)進(jìn)模模具的有關(guān)設(shè)計(jì)，級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)主要步驟有： 分析工件的工藝性、確定工藝方案、（工序性質(zhì)與數(shù)量的確定、工序順序的確定、工序組合方式的確定）、確定模具總體結(jié)構(gòu)方案（模具類型、操作與定位方式、卸料與出料方式、模架類型及精度）、進(jìn)行有關(guān)工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算（排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算、計(jì)算沖壓力與壓力中心、計(jì)算凸、凹模刀刃尺寸及公差）、設(shè)計(jì)、選用模具零部件，繪制模具總裝草圖（確定凹凸模具結(jié)構(gòu)形式計(jì)算凹模輪廓尺寸及凸模結(jié)構(gòu)尺寸、選擇定位零件、設(shè)計(jì)選用卸料與出件零件、選擇模架，并確定其他模具零件的結(jié)構(gòu)尺寸或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格、繪制模具 總裝草圖校核壓力機(jī)）、繪制模具總裝圖和零件圖（模具總裝圖的繪制、模具零件圖的繪制）確定模具零件加工工藝過程、確定模具裝配工藝過程、編寫有關(guān)技術(shù)文件。
關(guān)鍵詞：級(jí)進(jìn)模 工藝方案 壓力中心
The analysis of stamping technology and die design of steel transmission
Abstract: This design mainly introduces the design of cold stamping progressive die,progressive die design main steps: analysis process, determine the process,the workpiece (process to determine the nature and quantity determination,sequence determination, process combination mode), determine the mold overall structure scheme (die type, operation and positioning method,discharge and the frame type and feeding method, accuracy), related technology and design (design and calculation, layout and calculate the stamping force and center of pressure, convex, concave die blade calculation of dimension and tolerance), design, selection of die parts, drawing die assembly sketch (determine the concavo convex mould structure calculated die contour size and punch structure size, select the positioning parts, design and selection of discharge and the parts, select the mold, and other mold parts structure size or standard specification, drawing die assembly drawings checking Press), draw up the mold assembly drawing and parts drawing (final assembly drawing, mold part drawing) determined the mold parts processing process, determined the mold assembly process, and prepare the relevant technical documents.
Keywords: progressive die Process plan The center of pressure
目 錄
1 前言 ..................................................................... 1
1.1模具發(fā)展現(xiàn)狀 ............................................................ 1
1.2模具工業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀 .................................................... 2
1.3 模具工業(yè)配套材料，標(biāo)準(zhǔn)件結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀 ........................................ 2
1.4模具工業(yè)產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀 ................................................ 3
1.5模具的發(fā)展趨勢(shì) .......................................................... 4
2 模具工藝分析及工藝方案的確定 ............................................. 5
2.1 沖壓成形工藝分析 ....................................................... 5
2.1.1 明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集相關(guān)資料 ........................................... 5
2.2 零件工藝性分析 ......................................................... 6
3 沖裁工藝方案的確定 ....................................................... 7
3.1 零件的工藝分析 ......................................................... 7
3.2 模具整體結(jié)構(gòu)的確定 ..................................................... 7
4 各工序尺寸和力的設(shè)計(jì)與計(jì)算 .............................................. 9
4.1 毛坯計(jì)算 .............................................................. 9
4.2拉深次數(shù)的確定 ......................................................... 9
4.3排樣設(shè)計(jì) ............................................................... 10
4.4 計(jì)算沖壓力 ............................................................ 12
4.4.1沖裁力的計(jì)算 ......................................................... 12
4.4.2拉深力的計(jì)算 ......................................................... 14
4.4.3翻孔力的計(jì)算 ......................................................... 15
4.5 壓力機(jī)的選型 .......................................................... 15
4.6 模具安裝及閉合高度校核 ................................................ 16
4.7 計(jì)算模具壓力中心 ...................................................... 18
4.8 計(jì)算凸凹模工作部分尺寸并確定其制造公差 ................................ 18
4.8.1拉深刃口尺寸計(jì)算 ..................................................... 18
4.8.2沖裁刃口尺寸計(jì)算 ..................................................... 19
I
5 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ........................................................ 21
5.1工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................. 21
5.2 定位零件的設(shè)計(jì) .................................................... 24
5.3模架設(shè)計(jì) ........................................................... 25
6 模具經(jīng)濟(jì)性分析 ...................................................... 26
結(jié)論 .................................................................. 27
參考文獻(xiàn) .............................................................. 29
致謝 .................................................................. 30
附錄A?............................................................... 31
I
·
太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
1 前言
1.1模具發(fā)展現(xiàn)狀
隨著我國(guó)模具工業(yè)的迅猛發(fā)展，模具零件的標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化和商品化工作，已具有較高的水平，取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。中國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化工作是從“全國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)”1983年成立以后開始的。目前中國(guó)已有約2萬家模具生產(chǎn)單位，模具生產(chǎn)有了很大發(fā)展，組織專家對(duì)模具標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制定、修訂和審查，共發(fā)布了90多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，其中沖模標(biāo)準(zhǔn)22項(xiàng)、塑料模標(biāo)準(zhǔn)20余項(xiàng)。這些標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布、實(shí)施，推動(dòng)了模具行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展，產(chǎn)生了很大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。模標(biāo)準(zhǔn)件的研究、開發(fā)和生產(chǎn)正在全面深入展開，無論是產(chǎn)品類型、品種、規(guī)格，還是產(chǎn)品的技術(shù)性能和質(zhì)量水平都有明顯的提高。
近年來，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，模具市場(chǎng)的總趨勢(shì)是平穩(wěn)向上的。汽車、摩托車行業(yè)是模具的最大市場(chǎng)。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日益廣泛。在今后的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中模具標(biāo)準(zhǔn)件必將成為一種十分活躍而又高速發(fā)展的產(chǎn)品。從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的角度看，我國(guó)模具工業(yè)必將伴隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的來臨而發(fā)生深刻的變革，模具結(jié)構(gòu)的典型化、零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)化的專業(yè)化生產(chǎn)和商品化供應(yīng)，也是今后發(fā)展的必然趨勢(shì)。因而深信模具標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)的發(fā)展前景是非常樂觀而美好的。
但是，必須清醒地看到，目前我國(guó)模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度和應(yīng)用水平還比較低，樂觀地估計(jì)不足30%，與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家(70-80%)相比，尚有較大的差距。每年尚需從國(guó)外進(jìn)口相當(dāng)數(shù)量的模具標(biāo)準(zhǔn)件，其費(fèi)用約占年模具進(jìn)口額的3-8%。國(guó)產(chǎn)模具標(biāo)準(zhǔn)件在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、科技開發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量等方面，還存在不少問題。諸如，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)混亂，功能元件少且技術(shù)含量低，適用性差；技改力度小、設(shè)備陳舊、工藝落后、專業(yè)化水平低、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定；專業(yè)人才缺乏，管理跟不上、生產(chǎn)效率低、交貨周期長(zhǎng)；生產(chǎn)銷售網(wǎng)點(diǎn)分布不均，經(jīng)營(yíng)品種規(guī)格少，供應(yīng)不足；某些單位為了爭(zhēng)奪市場(chǎng)，不講質(zhì)量，以次充好，偽劣商品充斥市場(chǎng)。還有不計(jì)成本、盲目降價(jià)、擾亂市場(chǎng)的現(xiàn)象，是需要認(rèn)真研究，丞待解決的?？梢姀拈L(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的角度看，模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件方面之艱巨任務(wù)和美好前景。正如中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)件委員會(huì)提出的模具標(biāo)準(zhǔn)化工作的指導(dǎo)思想：標(biāo)準(zhǔn)化是基礎(chǔ)，專業(yè)化是方向，商品化是關(guān)鍵。
1.2模具工業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀
我國(guó)模具工業(yè)目前技術(shù)水平參差不齊，懸殊較大。從總體上來講，與發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家及港臺(tái)地區(qū)先進(jìn)水平相比，還有較大的差距。在采用CAD/CAM/CAE/CAPP等技術(shù)設(shè)計(jì)與制造模具方面，無論是應(yīng)用的廣泛性，還是技術(shù)水平上都存在很大的差距。在應(yīng)用CAD技術(shù)設(shè)計(jì)模具方面，僅有約10%的模具在設(shè)計(jì)中采用了CAD，距拋開繪圖板還有漫長(zhǎng)的一段路要走；在應(yīng)用CAE進(jìn)行模具方案設(shè)計(jì)和分析計(jì)算方面，也才剛剛起步，大多還處于試用和動(dòng)畫游戲階段；在應(yīng)用CAM技術(shù)制造模具方面，一是缺乏先進(jìn)適用的制造裝備，二是現(xiàn)有的工藝設(shè)備（包括近10多年來引進(jìn)的先進(jìn)設(shè)備）或因計(jì)算機(jī)制式（IBM微機(jī)及其兼容機(jī)、HP工作站等）不同，或因字節(jié)差異、運(yùn)算速度差異、抗電磁干擾能力差異等，聯(lián)網(wǎng)率較低，只有5%左右的模具制造設(shè)備近年來才開展這項(xiàng)工作；在應(yīng)用CAPP技術(shù)進(jìn)行工藝規(guī)劃方面，基本上處于空白狀態(tài)，需要進(jìn)行大量的標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)工作；在模具共性工藝技術(shù)，如模具快速成型技術(shù)、拋光技術(shù)、電鑄成型技術(shù)、表面處理技術(shù)等方面的CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用在我國(guó)才剛起步。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的軟件開發(fā)，尚處于較低水平，需要知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的積累。我國(guó)大部分模具廠、車間的模具加工設(shè)備陳舊，在役期長(zhǎng)、精度差、效率低，至今仍在使用普通的鍛、車、銑、刨、鉆、磨設(shè)備加工模具，熱處理加工仍在使用鹽浴、箱式爐，操作憑工人的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)備簡(jiǎn)陋，能耗高。設(shè)備更新速度緩慢，技術(shù)改造，技術(shù)進(jìn)步力度不大。雖然近年來也引進(jìn)了不少先進(jìn)的模具加工設(shè)備，但過于分散，或不配套，利用率一般僅有25%左右，設(shè)備的一些先進(jìn)功能也未能得到充分發(fā)揮。 缺乏技術(shù)素質(zhì)較高的模具設(shè)計(jì)、制造工藝技術(shù)人員和技術(shù)工人，尤其缺乏知識(shí)面寬、知識(shí)結(jié)構(gòu)層次高的復(fù)合型人才。中國(guó)模具行業(yè)中的技術(shù)人員，只占從業(yè)人員的8%~12%左右，且技術(shù)人員和技術(shù)工人的總體技術(shù)水平也較低。1980年以前從業(yè)的技術(shù)人員和技術(shù)工人知識(shí)老化，知識(shí)結(jié)構(gòu)不能適應(yīng)現(xiàn)在的需要；而80年代以后從業(yè)的人員，專業(yè)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)匱乏，動(dòng)手能力差，不安心，不愿學(xué)技術(shù)。近年來人才外流不僅造成人才數(shù)量與素質(zhì)水平下降，而且人才結(jié)構(gòu)也出現(xiàn)了新的斷層，青黃不接，使得模具設(shè)計(jì)、制造的技術(shù)水平難以提高。
1.3 模具工業(yè)配套材料，標(biāo)準(zhǔn)件結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀
近10多年來，特別是“八五”以來，國(guó)家有關(guān)部委已多次組織有關(guān)材料研究所、大專院校和鋼鐵企業(yè)，研究和開發(fā)模具專用系列鋼種、模具專用硬質(zhì)合金及其他模具加工的專用工具、輔助材料等，并有所推廣。但因材料的質(zhì)量不夠穩(wěn)定，缺乏必要的試驗(yàn)條件和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，規(guī)格品種較少，大型模具和特種模具所需的鋼材及規(guī)格還有缺口。在鋼材供應(yīng)上，解決用戶的零星用量與鋼廠的批量生產(chǎn)的供需矛盾，尚未得到有效的解決。另外，國(guó)外模具鋼材近年來相繼在國(guó)內(nèi)建立了銷售網(wǎng)點(diǎn)，但因渠道不暢、技術(shù)服務(wù)支撐薄弱及價(jià)格偏高、外匯結(jié)算制度等因素的影響，目前推廣應(yīng)用不多。模具加工的輔助材料和專用技術(shù)近年來雖有所推廣應(yīng)用，但未形成成熟的生產(chǎn)技術(shù)，大多仍還處于試驗(yàn)摸索階段，如模具表面涂層技術(shù)、模具表面熱處理技術(shù)、模具導(dǎo)向副潤(rùn)滑技術(shù)、模具型腔傳感技術(shù)及潤(rùn)滑技術(shù)、模具去應(yīng)力技術(shù)、模具抗疲勞及防腐技術(shù)等尚未完全形成生產(chǎn)力，走向商品化。一些關(guān)鍵、重要的技術(shù)也還缺少知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)。我國(guó)的模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)，80年代初才形成小規(guī)模生產(chǎn)，模具標(biāo)準(zhǔn)化程度及標(biāo)準(zhǔn)件的使用覆蓋面約占20%，從市場(chǎng)上能配到的也只有約30個(gè)品種，且僅限于中小規(guī)格。標(biāo)準(zhǔn)凸凹模、熱流道元件等剛剛開始供應(yīng)，模架及零件生產(chǎn)供應(yīng)渠道不暢，精度和質(zhì)量也較差。
1.4模具工業(yè)產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀
我國(guó)的模具工業(yè)相對(duì)較落后，至今仍不能稱其為一個(gè)獨(dú)立的行業(yè)。我國(guó)目前的模具生產(chǎn)企業(yè)可劃分為四大類：專業(yè)模具廠，專業(yè)生產(chǎn)外供模具；產(chǎn)品廠的模具分廠或車間，以供給本產(chǎn)品廠所需的模具為主要任務(wù)；三資企業(yè)的模具分廠，其組織模式與專業(yè)模具廠相類似，以小而專為主；鄉(xiāng)鎮(zhèn)模具企業(yè)，與專業(yè)模具廠相類似。其中以第一類數(shù)量最多，模具產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的70%以上。我國(guó)的模具行業(yè)管理體制分散。目前有19個(gè)大行業(yè)部門制造和使用模具，沒有統(tǒng)一管理的部門。僅靠中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)籌規(guī)劃，集中攻關(guān)，跨行業(yè)，跨部門管理困難很多。模具適宜于中小型企業(yè)組織生產(chǎn)，而我國(guó)技術(shù)改造投資向大中型企業(yè)傾斜時(shí)，中小型模具企業(yè)的投資得不到保證。包括產(chǎn)品廠的模具車間、分廠在內(nèi)，技術(shù)改造后不能很快收回其投資，甚至負(fù)債累累，影響發(fā)展。 雖然大多數(shù)產(chǎn)品廠的模具車間、分廠技術(shù)力量強(qiáng)，設(shè)備條件較好，生產(chǎn)的模具水平也較高，但設(shè)備利用率低。我國(guó)模具價(jià)格長(zhǎng)期以來同其價(jià)值不協(xié)調(diào)，造成模具行業(yè)“自身經(jīng)濟(jì)效益小，社會(huì)效益大”的現(xiàn)象?！案赡＞叩牟蝗绺赡＞邩?biāo)準(zhǔn)件的，干標(biāo)準(zhǔn)件的不如干模具帶件生產(chǎn)的。干帶件生產(chǎn)的不如用模具加工產(chǎn)品的”之類不正常現(xiàn)象存在，極大地挫傷了模具企業(yè)（包括模具車間和分廠）職工的積極性。這也是模具行業(yè)留不住人才，青年技術(shù)人員和青年工人不愿學(xué)技術(shù)的原因之一。
1.5模具的發(fā)展趨勢(shì)
1．模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展
（1）模具軟件功能集成化。模具軟件功能的集成化要求軟件的功能模塊比較齊全，同時(shí)各功能模塊采用同一數(shù)據(jù)模型，以實(shí)現(xiàn)信息的綜合管理與共享，從而支持模具設(shè)計(jì)、制造、裝配、檢驗(yàn)、測(cè)試及生產(chǎn)管理的全過程，達(dá)到實(shí)現(xiàn)最佳效益的目的。如英國(guó)Delcam公司的系列化軟件就包括了曲面/實(shí)體幾何造型、復(fù)雜形體工程制圖、工業(yè)設(shè)計(jì)高級(jí)渲染、塑料模設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)、復(fù)雜形體CAM、藝術(shù)造型及雕刻自動(dòng)編程系統(tǒng)、逆向工程系統(tǒng)及復(fù)雜形體在線測(cè)量系統(tǒng)等。集成化程度較高的軟件還包括：Pro/ENGINEER、UG和CATIA等。國(guó)內(nèi)有上海交通大學(xué)金屬塑性成型有限元分析系統(tǒng)和沖裁模CAD/CAM系統(tǒng)；北京北航海爾軟件有限公司的CAXA系列軟件；吉林金網(wǎng)格模具工程研究中心的沖壓模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)等。
（2）模具設(shè)計(jì)、分析及制造的三維化。傳統(tǒng)的二維模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已越來越不適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)和集成化技術(shù)要求。模具設(shè)計(jì)、分析、制造的三維化、無紙化要求新一代模具軟件以立體的、直觀的感覺來設(shè)計(jì)模具，所采用的三維數(shù)字化模型能方便地用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的CAE分析、模具可制造性評(píng)價(jià)和數(shù)控加工、成形過程模擬及信息的管理與共享。如Pro/ENGINEER、UG和CATIA等軟件具備參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)等特點(diǎn)，從而使模具并行工程成為可能。國(guó)內(nèi)有華中理工大學(xué)研制的同類軟件HSC3D4.5F及鄭州工業(yè)大學(xué)的Z-mold軟件。面向制造、基于知識(shí)的智能化功能是衡量模具軟件先進(jìn)性和實(shí)用性的重要標(biāo)志之一。如Cimatron公司的注塑模專家軟件能根據(jù)脫模方向自動(dòng)產(chǎn)生分型線和分型面，生成與制品相對(duì)應(yīng)的型芯和型腔，實(shí)現(xiàn)模架零件的全相關(guān)，自動(dòng)產(chǎn)生材料明細(xì)表和供NC加工的鉆孔表格，并能進(jìn)行智能化加工參數(shù)設(shè)定、加工結(jié)果校驗(yàn)等。
模具軟件應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì) 隨著模具在企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)、合作、生產(chǎn)和管理等方面的全球化、國(guó)際化，以及計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)使得在模具行業(yè)應(yīng)用虛擬設(shè)計(jì)、敏捷制造技術(shù)既有必要，也有可能。
2.模具檢測(cè)、加工設(shè)備向精密、高效和多功能方向發(fā)展
模具檢測(cè)設(shè)備的日益精密、高效、精密、復(fù)雜、大型模具的發(fā)展，對(duì)檢測(cè)設(shè)備的要求越來越高?，F(xiàn)在精密模具的精度已達(dá)2～3μm，目前國(guó)內(nèi)廠家使用較多的有意大利、美國(guó)、日本等國(guó)的高精度三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，并具有數(shù)字化掃描功能。
2 模具工藝分析及工藝方案的確定
2.1 沖壓成形工藝分析
如圖所示的制件為大批量生產(chǎn)，材料為素304，材料厚度為1.5mm。
圖1-1 工件圖
2.1.1 明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集相關(guān)資料
沖壓工藝設(shè)計(jì)應(yīng)在研究設(shè)計(jì)任務(wù)，分析設(shè)計(jì)題目，了解原始數(shù)據(jù)和工作條件，明確設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求的條件下，收集﹑調(diào)查﹑研究并掌握有關(guān)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的原始資料的基礎(chǔ)上的基礎(chǔ)上進(jìn)行，做到有目的的設(shè)計(jì)，避免盲目性。工藝設(shè)計(jì)的原始資料主要包括如下內(nèi)容：
（1）沖壓件的產(chǎn)品圖及技術(shù)要求 零件圖如設(shè)計(jì)任務(wù)書中所示的零件圖。技術(shù)條件應(yīng)明確合理。由此可對(duì)拉深件的結(jié)構(gòu)，尺寸大小，精度要求以及裝配關(guān)系，實(shí)用性能等有全面了解，以便制定工藝方案，選擇模具類型和確定模具精度。
（2）生產(chǎn)類型 生產(chǎn)類型是企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)程度的分類，一般分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)、、小批量生產(chǎn)，該零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。
（3）生產(chǎn)組織形式 生產(chǎn)類型不相同，零件和產(chǎn)品的組織形式，采用的技術(shù)措施和達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果會(huì)不同。
（4）工藝裝備 大批量的的采用專用夾具，標(biāo)準(zhǔn)附件，標(biāo)準(zhǔn)刀具和萬能量具，靠劃線和試切法達(dá)到精度要求。
2.2 零件工藝性分析
零件工藝性是指零件在加工過程中的難易程度。良好的工藝性能使得加工時(shí)材料消耗少、工序少、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易制造、壽命長(zhǎng)和操作簡(jiǎn)單。在模具設(shè)計(jì)時(shí)，首先要根據(jù)產(chǎn)品樣圖審核其工藝性，在使用許可的情況下，盡量采用形狀簡(jiǎn)單、對(duì)稱，有利于提高材料的利用率，有利于排樣的設(shè)計(jì)。
（1）材料分析
材料名稱：素304。304不銹鋼是一種通用性的不銹鋼，它廣泛地用于制作要求良好綜合性能（耐腐蝕和成型性）的設(shè)備和機(jī)件。304不銹鋼具有優(yōu)良的不銹耐腐蝕性能和較好的抗晶間腐蝕性能。
抗拉強(qiáng)度 σb (MPa)≥520
條件屈服強(qiáng)度 σ0.2 (MPa)≥205
伸長(zhǎng)率 δ5 (%)≥40
斷面收縮率 ψ (%)≥60
硬度：≤187HB;≤90HRB;≤200HV
(2) 結(jié)構(gòu)分析:零件結(jié)構(gòu)為圓筒形，對(duì)拉深成形較為有利。
(3) 精度分析：零件上有3個(gè)尺寸標(biāo)注了公差要求，由公差表查得其公差分別屬于IT11，IT12，所以普通沖壓可以達(dá)到零件的精度要求。對(duì)于未注公差尺寸按IT14精度等級(jí)查補(bǔ)。
3 沖裁工藝方案的確定
3.1 零件的工藝分析
根據(jù)零件的工藝分析其基本工序有沖工藝切口、拉深、沖底孔、翻邊、擴(kuò)口，落料多道工序?？梢圆捎脝喂ば蚰；蚣?jí)進(jìn)模進(jìn)行生產(chǎn)，前者模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要多道工序、多套模具才能完成零件的加工生產(chǎn)，而且零件體積較小，夾放比較困難，生產(chǎn)效率比較低下，難以滿足零件形狀精度以及大批量生產(chǎn)的需要。由于零件結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，為提高生產(chǎn)率，經(jīng)綜合考慮，采用多工位級(jí)進(jìn)模來加工。由于制件兩端均有擴(kuò)口，故需另外設(shè)計(jì)一個(gè)單工序擴(kuò)口模具。
級(jí)進(jìn)模具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1）一套級(jí)進(jìn)模可以完成沖裁、彎曲、成形、拉深等多道工序。壓力機(jī)每次沖程可沖制一個(gè)工件或工序件，還可以使用高速壓力機(jī)，因此具有比復(fù)合模更高的勞動(dòng)生產(chǎn)率。
2）使用級(jí)進(jìn)模沖壓可以減少設(shè)備、模具數(shù)量和車間面積，省去了半成品的轉(zhuǎn)運(yùn)和存儲(chǔ)。
3）級(jí)進(jìn)模使用卷料或帶料，送料、出料等都容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。自動(dòng)化級(jí)進(jìn)模的沖壓過程中人體部位不必進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，操作安全。
4）級(jí)進(jìn)模的各工序分散在各個(gè)工位，模具強(qiáng)度較高、壽命較長(zhǎng)。
3.2 模具整體結(jié)構(gòu)的確定
工藝分析之后，要確定零件的沖壓工藝方案，就要選擇沖裁模具的類型及總體結(jié)構(gòu)形式。因此，首先要了解沖裁模具的結(jié)構(gòu)組成與功能。
（1）沖裁模的分類
按工序性質(zhì)分：落料模、沖孔模、切斷模、切邊模等。
按工序組合程度分：?jiǎn)喂ば蚰?、?jí)進(jìn)模、復(fù)合模等。
按導(dǎo)向方式分：開式模、導(dǎo)板模、導(dǎo)柱模等。
按專業(yè)化程度分：通用模、專用模、自動(dòng)模、組合模、簡(jiǎn)易模等。
2）沖裁模的組成
任何一副沖裁模都是由上模和下模兩部分組成。上模一般通過模柄固定在壓力機(jī)的滑塊上，并隨滑塊作上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)；下模同坐下模座固定在壓力機(jī)的工作臺(tái)或墊板上。
a.確定模架類型及導(dǎo)向方式
級(jí)進(jìn)模具采用對(duì)角導(dǎo)柱模架，這種模架的導(dǎo)柱在模具對(duì)角位置，沖壓時(shí)可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。導(dǎo)柱導(dǎo)向可以提高模具壽命和工作質(zhì)量，方便安裝調(diào)整。
擴(kuò)口模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。
b.定位方式的選擇
級(jí)進(jìn)模具，該沖件采用的坯料是條料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料板，無側(cè)壓裝置；采用始用擋料銷進(jìn)行初始定位；采用固定擋料擋料。
c.卸料、出件方式的選擇
因?yàn)樵摴ぜ虾?.3mm，尺寸較小，所以卸料力也較小，擬選擇彈性卸料、下出件方式。
4 各工序尺寸和力的設(shè)計(jì)與計(jì)算
4.1 毛坯計(jì)算
拉深件毛坯尺寸確定的正確與否，直接影響拉深變形的生產(chǎn)過程以及生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。在沖壓生產(chǎn)中，材料的費(fèi)用占成本的，可見確定合理的拉深件坯料尺寸至關(guān)重要。
拉深件的坯料形狀和尺寸是以沖件形狀和尺寸為基礎(chǔ)，按體積不變?cè)瓌t和相似原則確定。體積不變?cè)瓌t，即對(duì)于不變薄拉深，假設(shè)變形前后料厚不變，拉深前坯料表面積與拉深后制件表面積近似相等，得到坯料尺寸；相似原則，即拉深前坯料的形狀與制件的斷面形狀相似，其坯料的周邊必須是光滑的曲線連接。對(duì)于形狀復(fù)雜的拉深件，利用相似原則僅能初步確定坯料形狀，必須通過多次拉深，反復(fù)修改，才能最終確定坯料形狀，因此，拉深件的模具設(shè)計(jì)一般是先設(shè)計(jì)拉深模，坯料形狀尺寸確定后再設(shè)計(jì)落料模。
由于金屬板料受板平面方向性和模具幾何形狀等因素的影響，會(huì)造成拉深件口部不整齊，因此在多數(shù)情況下采取加大工序件高度或凸緣寬度的辦法，拉深后再經(jīng)過切邊工序以保證零件質(zhì)量。
根據(jù)制件尺寸查得修邊余量
毛坯直徑尺寸
4.2拉深次數(shù)的確定
經(jīng)計(jì)算分析確定需要三次拉深， 拉深系數(shù)為m1=0.55 m2=0.75 m3=0.77,各次拉深高度，直徑及圓角如圖所示：
一次拉深
二次拉深
三次拉深
圖3-1 拉深說明
4.3排樣設(shè)計(jì)
在批量生產(chǎn)中，材料費(fèi)用約占沖壓零件成本的60%以上，因此材料的經(jīng)濟(jì)利用具有重要意義。合理的排樣可以提高材料的利用率，降低零件成本。衡量排樣經(jīng)濟(jì)利用具有重要意義。合理的排樣可以提高材料的利用率，降低零件成本。衡量排樣經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)是材料利用率。一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率可用下式計(jì)算：
(3.1-1)
式中：——材料利用率；
F——一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積,；
F0——一個(gè)步距內(nèi)所用材料面積，包括沖裁件面積與廢料面積,；
A——步距（相鄰兩個(gè)制件對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的距離）,；
B——條料寬度，；
排樣原則：
①提高材料利用率
②排樣方法應(yīng)使工人操作方便、安全，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
③使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命高。
④保證制件質(zhì)量。對(duì)于彎曲件的落料，在排樣時(shí)還應(yīng)考慮板料的纖維方向。
根據(jù)材料利用程度，排樣方法分為有廢料、少?gòu)U料、無廢料3種。根據(jù)制件在條料上的布置形式，分為直排、斜排、對(duì)排、混合排、多排等形式。
(1) 有廢料排樣法
有廢料排樣留有搭邊，所以制件質(zhì)量和模具壽命較高，但材料利用率降低。有廢料排樣法常用語制件形狀復(fù)雜，尺寸精度要求較高的零件。
(2) 少?gòu)U料排樣法
少?gòu)U料排樣的材料利用率有所提高。少?gòu)U料排樣法常用于某些尺寸要求不太高的零件。
(3) 無廢料排樣法
無廢料排樣就是無工藝搭邊的排樣，制件有切斷供需獲得。這種排樣方法，材料利用率最高，用于尺寸要求不高的零件，它對(duì)制件形狀結(jié)構(gòu)要求嚴(yán)格。
采用少、無廢料排樣時(shí)，材料利用率高，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降低了沖裁力。但是，因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差的影響，沖裁件公差等級(jí)較低。同時(shí)，因模具單邊受力，會(huì)加劇模具的磨損，降低模具壽命。
分析工件的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，選擇有廢料直排形式。
查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2-7，搭邊值取
a=1.8mm
a1=2mm
條料寬度B=44.67+22=48.67mm
步距 A=44.67+1.8=46.47mm
計(jì)算求得沖裁件面積F=1567.19mm
材料利用率：一個(gè)步距的材料利用率=70%
排樣圖如圖所示：
圖3-2 排樣圖
Fig.3-2 layout plan
工位1：切口
工位2：一次拉深
工位3：二次拉深
工位4：三次拉深
工位5：沖孔
工位6：翻邊整形
工位7：落料
4.4 計(jì)算沖壓力
沖壓力是選擇沖壓設(shè)備的重要依據(jù)，也是設(shè)計(jì)模具所必須的數(shù)據(jù)。在沖壓過程中，沖壓力是沖裁力、卸料力、推件力和頂件力的總稱。
4.4.1沖裁力的計(jì)算
沖裁力是沖裁過程中凸模對(duì)板料施加的壓力，它是隨凸模切入材料的深度而變化的。
?沖裁力：
式中：K——沖裁力系數(shù)，查表取1.3。
L——沖裁周邊總長(zhǎng)，mm；
t——材料厚度，mm；
——材料抗拉強(qiáng)度，MPa。
②卸料力
板料經(jīng)沖裁后，從凸模上刮下材料所需的力，稱為卸料力。
（3.2-2）
式中：——卸料力系數(shù)
查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2-18取K=0.05，，
③推件力
板料從凹模內(nèi)向下推出制件或廢料所需的力，稱為推件力。
（3.2-3）
式中：——推件力系數(shù)
n——積聚在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量（=4）；h為直壁刃口部分的高，mm；t為材料的厚度，mm。
切口
F1=60627.21N
沖孔
47020.19N
落料
F7=70507.63N
4.4.2拉深力的計(jì)算
1）首次拉深
查表得：抗拉強(qiáng)度、修正系數(shù)、頂件力系數(shù)。
拉深力：
頂件力：
F2=53643.36N
2）二次拉深
拉深力：
頂件力：
F3=44702.8N
2）三次拉深
拉深力：
頂件力：
F4=36220.73
4.4.3翻孔力的計(jì)算
（3.2-6）
式中：——材料屈服強(qiáng)度，MPa；
t——材料厚度，mm。
F=1.13=2072.4N
沖壓工藝總力：F=F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7
=60627.21+53643.36+44702.8+36220.73+47020.19+2072.4+70507.63
=314.79KN
4.5 壓力機(jī)的選型
壓力機(jī)的類型分為：
1) 中、小型沖壓件 選用開式機(jī)械壓力機(jī)。
2) 大、中型沖壓件 選用雙柱閉式機(jī)械壓力機(jī)。
3) 導(dǎo)板?；蛞髮?dǎo)套不離開導(dǎo)柱的模具 選用偏心壓力機(jī)。
4) 大量生產(chǎn)的沖壓件 選用調(diào)整壓力機(jī)或多工位自動(dòng)壓力機(jī)。
5) 校直、整形和溫?zé)釘D工序 選用摩擦壓力機(jī)。
6) 薄板沖裁、精密沖裁 選用剛度高的精密壓力機(jī)。
7) 大型、形狀復(fù)雜的拉深件 選用雙動(dòng)或三動(dòng)壓力機(jī)。
8) 小批量生產(chǎn)中的大型厚板件的成形工序 多采用液壓壓力機(jī)。
為保證沖裁力足夠，一般沖裁、彎曲時(shí)壓力機(jī)的噸位應(yīng)比計(jì)算得沖壓力大30%左右，拉深時(shí)壓力機(jī)的噸位應(yīng)比計(jì)算出的拉深力大60%~100%。擬選用標(biāo)稱壓力為630KN的壓力機(jī)。
沖壓設(shè)備的選擇主要是根據(jù)沖壓工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量大小、沖壓件的幾何形狀、尺寸及精度要求等因素來確定的。沖壓生產(chǎn)中常用的沖壓設(shè)備種類很多，選用沖壓設(shè)備時(shí)主要因考慮下述因素。
1沖壓設(shè)備的類型和工作形式是否適用于應(yīng)完成的工序，是否符合安全生產(chǎn)和環(huán)保的要求。
2沖壓設(shè)備的壓力和功率是否滿足應(yīng)完成工序的需求。
3沖壓設(shè)備的裝模高度、工作臺(tái)尺寸、行程等是否適合完成工序所用的模具。
4沖壓設(shè)備的行程次數(shù)是否滿足生產(chǎn)效率的要求等。
模具閉合高度應(yīng)略小于壓力機(jī)的連桿調(diào)節(jié)到最短距離時(shí)，由壓力機(jī)墊板上平面到滑塊底平面的距離。
Hmax-5mm≥H≥Hmin+10mm
壓力機(jī)型號(hào)為J23-63,其相關(guān)參數(shù)為：
型號(hào)：J23-63
公稱力 /KN：630
公稱力行程/mm：8.5
滑塊行程 /mm：120
行程次數(shù) /min：50
最大裝模高度 /mm：270
裝模高度調(diào)節(jié)量 /mm：80
滑塊中心至機(jī)身距離 /mm：260
工作臺(tái)板尺寸（前后左右） /mm：480710
工作臺(tái)板厚度 /mm：90
滑塊底面尺寸（前后左右） /mm：280320
4.6 模具安裝及閉合高度校核
模具的安裝: 模具安裝的一般注意事項(xiàng)有：檢查壓力機(jī)上的打料裝置，將其暫時(shí)調(diào)整到最高位置，以免在調(diào)整壓力機(jī)閉合高度時(shí)被壓彎；檢查模具的閉合高度與壓力機(jī)的閉合高度是否合理；檢查下模頂桿和上模打料桿是否符合壓力機(jī)的打料裝置的要求（大型壓力機(jī)則應(yīng)檢查氣墊裝置）；模具安裝前應(yīng)將上下模板和滑塊底面的油污和滑塊底面的油污揩拭干凈，并檢查有無遺物，防止影響正確安裝和發(fā)生意外事故。 模具安裝的次序如下：
（1）根據(jù)沖模具的閉合高度調(diào)整壓力機(jī)滑塊的高度，使滑塊在下極點(diǎn)時(shí)其底平面與工作臺(tái)面之間的距離大于沖模的閉合高度。
（2）先將滑塊升到上極點(diǎn)，沖模放在壓力機(jī)工作臺(tái)面規(guī)定位置，再將滑塊停在下極點(diǎn)，然后調(diào)節(jié)滑塊的高度，使其底平面與上模座上平面接觸。帶有模柄的沖模，應(yīng)使模柄進(jìn)入模柄孔，并通過滑塊上的壓塊和螺釘將
模柄固定住: 對(duì)于無模柄的大型沖模，一般用螺釘?shù)葘⑸夏Ｗo固在壓力機(jī)滑塊上，并將下模座初步固定在壓力機(jī)臺(tái)面上（不擰緊螺釘）。
將壓力機(jī)滑塊上調(diào)3～5mm,開動(dòng)壓力機(jī)，穿行程1～2次，將滑塊停于下極點(diǎn)，固定住下模座。
進(jìn)行試沖，并逐步調(diào)整滑塊到所需的高度。如上模有頂桿，則應(yīng)將壓力機(jī)上的制動(dòng)螺釘調(diào)整到需要的高度。
閉合高度的校核 壓力機(jī)的閉合高度可通過調(diào)節(jié)連桿長(zhǎng)度在一定范圍內(nèi)變化。當(dāng)連桿調(diào)至最短（對(duì)偏心壓力機(jī)的行程應(yīng)調(diào)到最?。?，滑塊底面到工作臺(tái)上平面之間的距離，為壓力機(jī)的最大閉合高度；當(dāng)連桿調(diào)至最長(zhǎng)（對(duì)偏心壓力機(jī)的行程應(yīng)調(diào)到最大），滑塊處于下止點(diǎn)，滑塊底面到工作臺(tái)上平面之間的距離，為壓力機(jī)的最小閉合高度。
壓力機(jī)的裝模高度是指壓力機(jī)的閉合高度減去墊板厚度的差值。沒有墊板的壓力機(jī)，其裝模高度等于壓力機(jī)的閉合高度。 模具的閉合高度是指沖模在最低工作位置時(shí)，上模座上平面至下模座下平面之間的距離。 模具閉合高度與壓力機(jī)裝模高度的關(guān)系。理論上為： Hmin-H1≤H≤Hmax-H1 （3-5）
也可寫成：Hmax-M-H1≤H≤Hmax-H1 （3-6） 式中：
H——模具閉合高度； Hmin——壓力機(jī)的最小閉合高度；
Hmax——壓力機(jī)的最大閉合高度； H1——墊板厚度； M——連桿調(diào)節(jié)量；
Hmin-H1——壓力
機(jī)的最小裝模高度； Hmax-H1——壓力機(jī)的最大裝模高度； 由于縮短連桿對(duì)其剛度有利，同時(shí)在
修模后，模具的閉合高度可能要減小。因此一般模具的閉合高度接近于壓力機(jī)的最大裝模高度。所以在實(shí)用上為 Hmin-H1+10mm≤H≤Hmax-H1-5mm （3-7）
代入數(shù)據(jù)符合裝模要求。 根據(jù)預(yù)壓力F 預(yù)和模具結(jié)構(gòu)尺寸，由表選出 D=45，材料直徑d=1.0mm，節(jié)距 t=10mm h0=90mm H1=62.5mm S總=2.80 模架選用后側(cè)導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架，∵ L=400mm。
上模座：L/mm3B/mm3H/mm=4003200345 GB2855.5-81 HT200
下模座：L/mm3B/mm3H/mm=4003200355 GB2855.5-81 HT200
由續(xù)表7.30查得
上模座尺寸：L1=410mm S=465mm A1=210mm A2=273mm R=55mm L2=520mm 基本尺寸為55mm
下模座尺寸：h=55mm L1=410mm S=465mm A1=210mm A2=273mm R=55mm L2=520mm 基本尺寸為55mm
導(dǎo)柱：d/mm3L/mm=353180 A35h53180 GB286.11-81
導(dǎo)套：d/mm3L/mm3D/mm=353105350 A35h63105350
模架的閉合高度：270～390mm
墊板厚度：10mm
凸模固定板厚度：20mm
卸料板厚度：14mm
模具的閉合高度：200mm
4.7 計(jì)算模具壓力中心
按比例畫出排樣零件形狀，選定坐標(biāo)系xOy，如圖所示。將工件按工序分成幾個(gè)部分基本線段，分別額求出各段長(zhǎng)度及各段的重心位置：
圖3-3 壓力中心計(jì)算
Fig.3-3 Pressure center calculation
由圖可知，壓力分布關(guān)于X軸對(duì)稱，所以y0=0.
最終確定壓力中心為（126.01，0）
4.8 計(jì)算凸凹模工作部分尺寸并確定其制造公差
4.8.1拉深刃口尺寸計(jì)算
查[2]表4.51得拉深模的單邊間隙
取
以凸模為基準(zhǔn)，確定凸模尺寸，與按IT9選取。
4.8.2沖裁刃口尺寸計(jì)算
查[1]表2-19取模具初始雙面間隙，
因?yàn)橹萍葹镮T14級(jí)，；、按IT6級(jí)來選取。
1）切口：
校核，即，不滿足間隙公差條件，只有縮小、，提高制造精度，才能保證間隙在合理范圍內(nèi)。
取
故，
2）沖12孔直徑：
校核，即，不滿足間隙公差條件，只有縮小、，提高制造精度，才能保證間隙在合理范圍內(nèi)。
取
故，
3）落料：
尺寸4
校核，即，不滿足間隙公差條件，只有縮小、，提高制造精度，才能保證間隙在合理范圍內(nèi)。
取
故，
直徑29
校核，即，不滿足間隙公差條件，只有縮小、，提高制造精度，才能保證間隙在合理范圍內(nèi)。
取
故，
5 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.1工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.1.1 凹模的設(shè)計(jì)計(jì)算
1 材料及熱處理
由于沖裁需要大批量生產(chǎn)，但工件精度要求一般，初選9Mn2V鋼。9Mn2V沖壓模具畢業(yè)設(shè)計(jì)鋼屬于低合金工具鋼，淬透性，耐磨性，淬火變形均比碳素工具鋼要好。它是在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上主要用Mn來合金，以提高鋼材ude淬透性，同時(shí)加入Si或V。9Mn2V鋼油粹時(shí)的臨界直徑為40mm，在170℃硝鹽中淬火的臨界直徑也有30～40mm，如果不一定要求模具整體淬透，油淬時(shí)尺寸可放寬。 9Mn2V可用于制造冷沖模，落料模，彎曲模等?？纱嫣妓毓ぞ咪搲A浴淬火及部分代替含Cr合金工具鋼，它的耐磨性優(yōu)于T10，和CrWMn相近，若T10鋼的耐磨能力為1，則9Mn2V的為6.5，CrWMn的為7.9。所以用后兩者代替目前廣泛采用的T10，不僅可以減少熱處理變形，還可提高模具壽命，對(duì)于中小型模具可采用9Mn2V。 凹模硬度 60～64 HRC 熱處理 淬火
2 凹模輪廓尺寸計(jì)算：
凹模厚度 HKb=0.24×44.67=10.72mm
取H=30mm
（K—凹模的厚度系數(shù)） b—凹模刃口的最大尺寸，mm）
凹模壁厚 c=(1.5~2)H=(1.5~2)×30=45~60 取凹模壁厚c=45mm
凹模長(zhǎng)度 L=l+2c=315.66+2×45=405.66mm
凹模寬度 B=b+2c=44.67+2×30=104.67mm
凹模的輪廓尺寸為 405.66×104.67×30
取標(biāo)準(zhǔn)化值400×200×30
②導(dǎo)料板
查表2-15，獲取導(dǎo)料板厚度H=4.7mm（插值法）
③卸料板
該模具選用T型彈性卸料板，卸料板厚度
④墊板厚度10mm，墊板400mm×200mm×10mm
⑤凸模固定板
其厚度一般取凹模厚度的70%-80%，凸模固定板：400mm×200mm×20mm
⑥各凸模長(zhǎng)度：結(jié)合工件外形并考慮加工，采用線切割機(jī)床加工，，凸模總長(zhǎng)L可參考公式（彈壓卸料裝置） （3.6-1）
式中：L——凸模長(zhǎng)度，mm；
——凸模固定板厚度，mm；
——卸料板厚度，mm；
t——材料厚度，mm；
h——附加長(zhǎng)度，mm，包括凸模的修磨量、凸模進(jìn)入凹模的深度0.5~1mm、凸模固定板與卸料板之間的安全距離等。
沖孔凸模長(zhǎng)度：
擴(kuò)口凸模
5.2 定位零件的設(shè)計(jì)
導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)
導(dǎo)料板的內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模平齊，導(dǎo)料板與條料之間的間隙取0.5mm（查表2-10），這樣就可確定導(dǎo)料板的寬度；導(dǎo)料板的厚度按表2-15選擇。導(dǎo)料板材料為45鋼，熱處理硬度為40~45HRC，用螺釘和銷釘固定在凹模上。
5.3模架設(shè)計(jì)
以凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。（查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》231頁）得到上模座厚度45mm，下模座厚度55mm。
6 模具經(jīng)濟(jì)性分析
模具的經(jīng)濟(jì)性涉及到成本的高低供應(yīng)是否充分，加工過程是否復(fù)雜、成品率的高低以及同一產(chǎn)品中使用金屬或鋼材型號(hào)的多少等。在我國(guó)當(dāng)前情況下，考慮以鐵代鋼和以鑄代鍛還是符合經(jīng)濟(jì)性要求的，故選擇一般碳鋼和鑄鐵能滿足要求的，就不要選用合金鋼。對(duì)一些只要求表面性能高的零件，可選用廉價(jià)鋼種，然后進(jìn)行表面強(qiáng)化處理來達(dá)到。另外，在考慮材料經(jīng)濟(jì)性時(shí)，切記不宜單純以單價(jià)來比較材料的好壞，而應(yīng)以綜合效益來評(píng)價(jià)材料的經(jīng)濟(jì)性高低。
冷沖壓的優(yōu)點(diǎn)很多，冷沖壓也稱板料沖壓，是塑性加工的一種基本方法。冷沖壓有許多優(yōu)點(diǎn)，技術(shù)上
a.在材料消耗不大的情況的前提下，制造出的零件重量輕、剛度好、精度高。由于在沖壓過程中材料的表面不受破壞，使得制件的表面質(zhì)量較好，外觀光滑美觀。并且經(jīng)過塑性變形后，金屬內(nèi)部的組織得到改善，機(jī)械強(qiáng)度有所提高。
b.在壓力機(jī)的簡(jiǎn)單沖擊作用下，一次工序即可完成由其他加工方法所不能或難以制造完成的較復(fù)雜形狀零件的加工。
c.制件的精度較高，且能保證零件尺寸的均一性和互換性。不需進(jìn)一步的機(jī)械加工即可滿足一般的裝配和使用要求。
同樣，在經(jīng)濟(jì)上更有其它加工方式不能比擬的優(yōu)勢(shì)：
a.原材料是冶金廠大量生產(chǎn)的廉價(jià)的軋制板材或帶材。
b.采用適當(dāng)?shù)臎_壓工藝后，可大量節(jié)約金屬材料，可以實(shí)現(xiàn)少切屑和無切屑的加工方法。材料利用率一般可達(dá)75%-85%，因而制件成本相應(yīng)的比較低。
c.節(jié)約能源。沖壓時(shí)可不需加熱，也不像切削加工那樣將金屬切成碎屑而需要消耗很大的能量。
d.生產(chǎn)率高。每一分鐘一臺(tái)沖壓設(shè)備可以生產(chǎn)零件從幾件到幾十件。目前的高速?zèng)_床生產(chǎn)率則沒分鐘高達(dá)數(shù)百件甚至一千件以上。
此套模具材料多采用碳鋼和鑄鐵，碳鋼和碳鋼為工業(yè)廣泛應(yīng)用材料，性能優(yōu)秀且成本不高，因此此套模具有很好的經(jīng)濟(jì)性。適用于大批量生產(chǎn)，效率高，可滿足工藝性。
結(jié)論
本文分別設(shè)計(jì)了一套包含切口，拉深，沖孔，翻邊，整形，落料工序的級(jí)進(jìn)模具和一套擴(kuò)口單工序模具。
設(shè)計(jì)內(nèi)容為傳動(dòng)座多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)，通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料書籍，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一整套模具，但是，又不完全依賴于設(shè)計(jì)參考書，具體問題具體分析，根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)的調(diào)整。 在設(shè)計(jì)過程中充分的考慮了模具精度、生產(chǎn)率、模具工藝性及成本等因素，最終設(shè)計(jì)出合適的總體結(jié)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)。模具結(jié)構(gòu)采用典型的結(jié)構(gòu)能保證模具結(jié)構(gòu)的剛度、精度及壽命要求；便于加工且容易保證精度要求；本設(shè)計(jì)由沖裁件工藝性分析、模具結(jié)構(gòu)的選擇、模具的相關(guān)參數(shù)的計(jì)算、壓力機(jī)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)件的選擇及裝配圖、零件圖的繪制等章節(jié)組成。
從整個(gè)設(shè)計(jì)過程來看，該設(shè)計(jì)采用多工位級(jí)進(jìn)模，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，加工簡(jiǎn)單，操作方便，通過連續(xù)切口，拉深，沖孔，翻邊，整形，落料等幾道工序一次成形，工作效高，零件成形質(zhì)量好，大大提高了生產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本，滿足了生產(chǎn)需求，而且該設(shè)計(jì)思路可擴(kuò)展推廣到其它類似零件的產(chǎn)品模具設(shè)計(jì)中
圖5-1級(jí)進(jìn)模具裝配圖
圖5-2擴(kuò)口模具裝配圖
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致 謝
首先感謝母校，是她給我一個(gè)難得的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，讓我在即將畢業(yè)之際學(xué)到了很多知識(shí)，經(jīng)過這幾個(gè)月的緊張的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我在理論和動(dòng)手能力上都有了進(jìn)一步的提高。
我的畢業(yè)設(shè)計(jì)主要在原濤老師指導(dǎo)下,讓我對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)性的復(fù)習(xí),并根據(jù)設(shè)計(jì)要求查閱有關(guān)資料。在設(shè)計(jì)過程中受到老師無微不至的關(guān)心與耐心指導(dǎo)，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)得以順利的進(jìn)展。在老師幫助下我解決了很多以前解決不了的問題,在此我向您表示衷心的感謝！同時(shí)也要感謝各位老師和同學(xué)，是你們讓我的學(xué)習(xí)和生活充滿樂趣，感謝你們！謝謝!
作為一名即將完成學(xué)業(yè)，離開學(xué)校生活的我，我要感謝母校，是她給我創(chuàng)造了一個(gè)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，創(chuàng)造了美好的學(xué)習(xí)生活環(huán)境，讓我在這里學(xué)到了很多知識(shí)；感謝各位老師，是他們傳授給我的知識(shí)；感謝各位同學(xué)和朋友，是他們讓我的學(xué)習(xí)和生活充滿樂趣，感謝你們！
經(jīng)過這次設(shè)計(jì)，提高了我很多的能力，比如實(shí)驗(yàn)水平、分析問題的能力、合作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等。在這期間凝結(jié)了很多人的心血，在此表示衷心的感謝。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設(shè)計(jì)。
在設(shè)計(jì)期間原老師幫助我收集文獻(xiàn)資料，理清設(shè)計(jì)思路，指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)方法，提出有效的改進(jìn)方案。導(dǎo)師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕田L(fēng)、誨人不
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