?；諆?nèi)形沖壓模具設計【級進模含NX10三維及23張CAD圖-獨家】.zip
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?；諆?nèi)形沖壓模具設計
摘 要
模具技術水平的高低是衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志之一，模具是高新技術產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，是工業(yè)生產(chǎn)的基礎裝備。模具技術是一門綜合性很強精密基礎工藝裝配技術，涉及新技術，新工藝，新材料，新設備的開發(fā)與推廣應用；是冶金，材料，計量，機電一體化等多門學科以及鑄造，鍛造，熱處理，機加工，檢測等多工種共同打造的系統(tǒng)工程。用模具生產(chǎn)制品具有高效率，高一致性，高精度，高復雜性，低消耗等特點。模具制造業(yè)以成為與高新技術產(chǎn)業(yè)為依托的產(chǎn)業(yè)。
我國模具正保持年均的比例增長，隨著改革開放所帶來的經(jīng)濟發(fā)張，我國模具總產(chǎn)值僅次于日本，美國之后。在深圳周邊及珠三角地區(qū)聚集了6000多家模具企業(yè)，從業(yè)人員超過20萬人。已連續(xù)在深圳舉辦了五屆的華南國際模具展，吸引了25個國家和地區(qū)的1000多家企業(yè)參加，是當今中國最具專業(yè)化、國際化水準的模具工業(yè)展會。廣東也即將成為世界五金工具模具中心。越來越多發(fā)達國家的模具正向我國轉(zhuǎn)移，從而加劇了該專業(yè)人口的缺乏。隨著人們生活水平的提高，人們對汽車領域，電子領域，醫(yī)療領域，辦公領域，航空領域的依附性加大，而這些行業(yè)對模具的依附性確相當?shù)拇笕?汽車的更新?lián)Q代，航空的鈑金成型，電子產(chǎn)品的塑料成型等。與發(fā)達國建相比我國模具的創(chuàng)新性不夠，一些先進技術依舊沒有掌握，模具的標準化還在完善之中，一些先進的設備依舊需要進口，而這些先進的技術設備大部分集中在國有企業(yè)，生產(chǎn)條件還依舊落后，一些小企業(yè)依舊沿用著手工操作+機械化；對大,高精密模具依舊需要進口，而自主設計的模具從使用壽命，使用性能上依舊落后余發(fā)達國家；然而在模具材料以及加工所用的大部分刀具，依舊需要進口。
展望未來，隨著時代進步，新時代人們對模具更高的要求，加工上追求：高速度，高精度，高質(zhì)量；使用上追求：高性能；當然面對這些新時代所提出的新口號，傳統(tǒng)的加工方式難以滿足模具人員的需求；隨著模具的智能化，以及現(xiàn)在流行的一些加工方式，一些專家預測模具的加工技術將會將會朝著下列一些技術發(fā)展：1.全面推進技術；2.高速銑削加工技術；3.模具掃描及數(shù)字技術化；4.電火花銑削加工技術；5.提高模具標準化程度；6.優(yōu)質(zhì)材料表面處理技術；7.模具研磨拋光自動化，智能化技術；8.模具自動加工技術；9.打印技術。將來的模具無論從使用壽命，加工性能上遠遠優(yōu)越現(xiàn)在的模具。當然對將來的模具人員的要求的整體要求也將越來越高。
此次畢業(yè)設計所做的題目是校徽內(nèi)形設計，而整個?；粘善房捎糜冢浰陀谛氯雽W的同學，或者是要離校的同學，或者是嘉賓，讓他們?yōu)樽约旱哪感Ａ粝旅利惖膽涯?，為所到的學校留下一份珍貴的回憶；這樣一來他們既有回憶的實物，當他們拿到這?；諘r又何嘗不是一件美事。此次所做的成品為金屬，因此此次所做模具為沖壓模具設計。
模具在我國被稱之為“百業(yè)之母”，德國稱之為“金屬加工中的帝王”，有的國家甚至稱之為印鈔機；我相信我們的日常生活離不開他，模具會為其他行業(yè)奠定扎實的基礎，也必將創(chuàng)造出屬于他自己真實而又巨大的價值。
關鍵詞：標志，高速度，高精度，高性能，依賴性，智能化，價值
II
ABSTRACT
Mould technology level is a measure of a country manufacturing level one of the important marks, mold is an important component of the high and new technology industry, is the foundation of industrial production equipment. Mold technology is a comprehensive very strong precision assembly technology based process, involving new technologies, new processes, new materials and new equipment development and popularization and application; Is metallurgy, materials, measurement, electromechanical integration and many disciplines such as casting, forging, heat treatment, machining, testing and other type of work together to build the system engineering. With mold production products with high efficiency, high consistency, high accuracy, high complexity, low consumption, etc. Based on mould manufacturing industry with high and new technology industry to become the industry.
Mold is to keep of the average annual growth in our country, with the reform and opening brought by the economic hair pieces, mold output in our country after Japan, after the United States. Around in shenzhen and the pearl river delta region gathered more than mould enterprise, the staff more than people. Has been held five sessions in shenzhen south China international mold exhibition, attracted countries and regions more than enterprises to participate in, is now China's most professional, the internationalization level of mould industry exhibition. Guangdong is set to become the world's hardware mold center. Mold is more and more developed countries transfer in our country, exacerbating the lack of professional population. As people living standard rise, people for automobile industry, electronics, healthcare, office areas, dependent increase, in the field of aviation and the industry's dependent for mould is quite big, such as: upgrading of automobile, aviation of sheet metal forming, electronics, plastic molding, etc. Compared with the developed countries to build our country mold innovative enough, some still don't have advanced technology, the standardization of mold is in perfect, some still need to import advanced equipment, and the most advanced technology and equipment in a state-owned enterprises, the production conditions are still lagging behind, some small companies still continue to use the manual + mechanization; For large, high precision mold still need to import, and the design of the mould from the service life, performance more than still lag behind developed countries; However in most of the tools used in the advanced materials and processing, still need to import..
Looking forward to the future, as time progress, the new age people higher requirement on mold, processing on the pursuit of: high speed, high precision, high quality; Use on the pursuit of: high performance; Of course in the face of these new slogan put forward by new era, the traditional processing way is difficult to meet the needs of mold personnel; As the mold of intelligent and popular way some processing, now some experts predict the mold processing technology will be will be some technical development toward the following: 1. Promoting technology; 2. High speed milling machining technology; 3. Die scanning and digital technology; 4. The electrical discharge milling machining technology; 5. Improve the standardization degree of the die; 6. High quality material surface treatment technology; 7. The mold polishing automation, intelligent technology; 8. Automatic mould processing technology; 9. printing. The service life of the mold in the future no matter from, processing performance is far superior mould now. Of course for the future demands of the whole mould personnel also will more and more high..
Within the topic of the graduation design do is crest shape design, and the crest can be used for finished products, presented in the new school classmate, or classmate, is to leave or be guests, let them for their Alma mater, leave the beautiful miss, for leave to school a precious memory; So they both physical memory, so when they get the crest is a beautiful thing. Do the finished product is metal, so do the mold for stamping die design.
Mold known as "the mother of all sectors in our country, Germany is called" emperor "in metal processing, some countries even called a printing press; I believe in our daily life, so he is mold will lay a solid foundation for other industry, will create his own truth and great value.
Keywords: mark, high speed, high precision, high performance, dependency, intelligence, and value.
IV
目 錄
1 沖裁件的工藝分析 1
1.1制件的沖壓工藝分析 1
1.2尺寸精度分析 1
2.工藝方案的制定 2
2.1基本工序的確定 2
2.2沖壓順序的安排 2
2.3工序組合 2
3．確定最佳工藝方案 3
4．排樣方案 4
4.1排樣的方式 4
4.2調(diào)料寬度及導料間距 5
4.3材料的利用率 7
5.模具總體結(jié)構(gòu) 8
6工藝計算 10
6.1計算沖壓力 10
6.2計算壓應力 10
6.3求解壓力中心 10
6.4凸，凹模工作部分尺寸計算 11
7選擇常用沖壓型號 17
7.1公稱壓力 17
7.2設備比較與選擇 17
8模具設計 18
8.1凸模設計 18
8.2模具柄的設計 20
8.3上模螺釘?shù)牟季?，以及彈簧的布?20
8.4導料板的布局 21
8.5下模模具螺釘?shù)牟季?22
8.6卸料所用螺釘確定 23
8.7限位支撐柱 23
8.8上模墊板 24
8.9卸料板 25
8.10凹模板 27
8.11主要的裝配關系和要求 29
8.12主要零部件的材料和熱處理 29
8.13?；諆?nèi)形沖壓模具裝配圖 30
9沖壓工藝文件 33
10沖模在壓力機上的安裝 38
10.1沖壓模具對壓力機的要求 38
10.2對沖模的要求 38
10.3導向沖模的安裝 38
總體體會 39
致 謝 40
參考文獻 42
VI
1 沖裁件的工藝分析
1.1制件的沖壓工藝分析
如圖1.1所示。
圖1.1 零件圖
零件的材料為，材料的厚度為，并且外形為圓形，其圖案部分無材料，雖然圖案部分形狀看似復雜且不規(guī)則，但整個圖案部分尺寸適中，最高精度為級，且圖案部分的尺寸游刃有余，強度合適，符合沖裁件的工藝要求。由于沖孔和落料，壓印的計算不同
我們必須明確是圖案精度高還是壓印。
1.2尺寸精度分析
從尺寸上看，整個零件外形尺寸要求不高，到達了級，圖案與壓印的尖角部分其要求較高，達到了級，與此之外其外形的兩個度角，為裝配部分其精度要求較高，又于在厚的側(cè)壁上鉆孔，孔的直徑為，故此處的技術要求較高；其余部分均按級的公差確定。
44
2.工藝方案的制定
2.1基本工序的確定
該零件的沖壓工藝有：沖孔，落料，壓印。
2.2沖壓順序的安排
根據(jù)該工件的材料厚度，尺寸大小，顯然宜用矩形條料毛坯，而模具既可做成單工序模，復合模，級進模，其沖壓工藝上可采用：
1）.先沖孔，后落料，再壓??；
2）.先壓印，后沖孔，再落料；
3）.先沖孔，后壓印，再落料；
4）.沖孔落料同時進行，再壓??；
5）.沖孔落料壓印同時進行；
2.3工序組合
1）單工序模：
a落料，沖橢圓，沖圖案，壓印共4步；
b落料，沖橢圓，沖圖案一部分，沖圖案深下部分，壓印共5步均可采用橢圓孔定位；
2）復合模：
c沖孔落料壓印同時進行（倒裝）；
3）復合模+單工序模：
d沖孔落料同時進行；再壓??；
4）級進模：
e沖定位孔，沖橢圓孔，壓印，沖圖案，落料；
f沖定位孔，沖橢圓孔，沖圖案，壓印，落料；
g沖橢圓孔，壓印，沖圖案，落料；
h沖橢圓孔，沖圖案，壓印，落料；
i沖橢圓孔，沖圖案與壓印同時進行，落料；
j沖橢圓孔加部分圖案孔，壓印，沖剩余圖案，落料；
以上方案在工藝上均可行，由于零件比較厚，且外形并不小，且生產(chǎn)批量不大，故在生產(chǎn)方式上采用一模一件進行生產(chǎn)。
3．確定最佳工藝方案
單工序模具：
b方案比a方案所加工出的產(chǎn)品的質(zhì)量更高，而且b方案中圖案沖頭的強度遠遠比a方案強，但a,b方案整體的模具較多，生產(chǎn)成本高，而且所用設備的數(shù)量也比較多。
復合模具：
c方案雖然只需要一副模具，模具自身的制造成本較低，但模具整體的強度不夠，沖頭之間的配合過于密集，且不方便于裝備與修復，所加工出的產(chǎn)品綜合質(zhì)量不會太高，其中壓印與落料凸模之間的加工裝配比較不容易，而且本套模具不容易添加定位裝置。
復合模具+單工序模具：
d方案較c方案而言模具生產(chǎn)成本增加，但模具零件的布局依然密集，而且依然存在圖案凸模的強度較低。
級進模具：
e方案模具的工步較多，模具整體的受力較均勻，零件的整體精度較高，但由于工步較長，有點浪費材料，模具比較大，生產(chǎn)成本相對而言比較高，然而圖案凹模的強度依然存在危險，而且沖頭尖角處依然存在應力集中顯現(xiàn)。
f方案與e方案存在同樣問題，但沖圖案與壓印這兩個工序順序一換，就有新的問題出現(xiàn)，當圖案被沖出型以后，圖案與壓印邊緣的距離較小，在壓印力的作用下難免會出現(xiàn)圖案受擠壓而變形的情況，從而影響外觀。
g方案較e，f方案而言，工步減少，模具自身的體積減小，經(jīng)濟效應明顯，但依然圖案凹模的強度不夠，同時需采用是用擋料銷或者側(cè)刃來進行定位，但布局不像d,c 那樣緊密。
h方案與g方案大體上沒多大區(qū)別，當壓印與沖圖案兩工序的順序一換，便出現(xiàn)與飛方案一樣的結(jié)果即圖案與壓印邊緣的距離較小，在壓印力的作用下難免會出現(xiàn)圖案受擠壓而變形的情況，從而影響外觀。
i方案較g，f方案而言其工步又減少了一步，模具的體積減少，經(jīng)濟效應更明顯，但受力太集中，雖然沖圖案與壓印同時進行，其壓印對零件的外形影響不明顯，但不方便模具的安裝，而且凸模過于集中，不方便固定，其固定板強度弱，且圖案凹模的強度依然不夠。
j方案跟i方案相比，其受力更加均勻，將圖案的一部分移到第一工步，既不影響沖橢圓沖頭的安裝，又不影響模具的使用，而且也不浪費材料，最重要的是這么一做增加既增加了圖案凸凹模的強度，又減小了圖案凸凹模的應力，還能增加圖案的精度。
綜上所述：級進模的整體方案不論是從材料上、成本上、制件的質(zhì)量上，還是模具的結(jié)構(gòu)上均比單工序模，復合單工序模要好；而在所有的級進模中j方案，更成熟更接近于完美，更能夠達到模具的所需強度，制件的精度，成本的經(jīng)濟都；故在綜合考慮采用j方案即級進模：沖橢圓孔加部分圖案孔，沖圖案加壓印，落料。
4．排樣方案
4.1排樣的方式
如圖4.1所示。
A導正銷
B側(cè)刃方式1
C側(cè)刃方式2
D少廢料排圖
圖4.1 排樣的方式圖
A種排樣需要用導料銷進行定位，還需要一個小沖頭（其強度較差）需要始用擋料銷。B與C都是側(cè)刃定位，C相對于B而言，工藝更好，相對于A言模具結(jié)構(gòu)性能使用壽命更好。D雖然節(jié)約材料，但工件的精度低，故最終選擇采用其C種排樣方式。
4.2調(diào)料寬度及導料間距
無側(cè)刃時的條料寬度
有側(cè)刃時的條料寬度
側(cè)刃與導料板之間的關系，如圖4.2所示。
圖4.2 側(cè)刃與導料板之間的關系圖
兩導料板之間距離
送料步距長長度
搭邊值和，如表4.1所示。
剪切條料公差及導料板與條料之間的間隙如表4.2所示。
和值如表4.3所示。
表4.1 搭邊a和a1的數(shù)值
圓件及圓角
矩形件邊長
矩形邊長 或圓角
材料厚度
工件間a1
沿邊a
工件間a1
沿邊a
工件間a1
沿邊a
1.8
2.0
2.2
2.5
2.8
3.0
1.2
1.5
1.8
2.0
2.2
2.5
1.0
1.2
1.5
1.8
1.8
2.0
0.8
1.0
1.2
1.5
1.5
1.8
1.0
1.2
1.5
1.8
1.8
2.0
1.2
1.5
1.8
2.5
2.0
2.2
1.5
1.8
2.0
2.2
2.2
2.5
1.8
2.2
2.2
2.5
2.5
2.8
2.2
2.5
2.5
2.8
2.8
3.2
2.5
2.8
2.5
3.2
3.2
3.5
3.0
3.5
3.5
4.0
4.0
4.5
0.6t
0.75t
0.7t
0.8t
0.9t
0.9t
對于其他材料，應將表中數(shù)值乘以一下系數(shù)：中等硬度鋼0.9；硬鋼0.8；硬黃銅；硬鋁；黃銅，紫銅；鋁；其它非金屬材料（皮革紙，纖維板）。
表4.2 剪切條料公差及導料板與條料間的間隙
料寬
料厚
△
b0
△
b0
△
b0
△
b0
0
0.4
0.1
0.5
0.2
0.7
0.4
0.9
0.6
0.5
0.6
0.8
1.0
0.6
0.2
0.7
0.3
0.9
0.5
1.1
0.7
0.7
0.8
1.0
1.2
0.8
0.3
0.9
0.4
1.1
0.6
1.3
0.8
表4.3 b1和c值
材料厚度t/mm
c
b1
1.5
0.10
2.0
0.15
2.5
0.20
4.3材料的利用率
5 模具總體結(jié)構(gòu)
(1) 模具類型：
多工位級進模。
(2) 毛坯形式及定位：
毛坯采用條料生產(chǎn)，前進方向由側(cè)刃及擋料塊定位，條料兩側(cè)由導料板進行限位，手動操作。
(3) 卸料方式：
彈性卸料，采用彈簧與螺釘，螺釘套，墊板配合使用；由于該模具為級進模毛坯在模具所要滯留的時間比較長，而且在每次的沖壓過程中，條料難免會變形，因此卸料板故意取得比較厚，故意做成了T型模式，其目的是：讓卸料板及能卸料，又能當壓料板使用，起到校平，榨壓條料的作用。
(4) 導向方式及導向零件：
對于凸凹模，模具采用了導柱導套進行導向，而導柱采用了鋼珠引導方式；對于卸料板及固定板,采用了導柱與導套配合的平面引導方式進行導向,導柱與導套的配合為。對于條料由導料板進行導向。
(5) 凸模固定方式：
凸模中除了落料凸模采用臺階式固定意外，其余凸模包括側(cè)刃均采用鉚合的方式進行固定，凸模固定板由于要裝導套，故意取得厚點。
(6) 漏料方式：
對于沖壓下的廢料及成品零件采用自然漏料，對于沖壓后的條料采用手動操作移除。
(7) 限位方式：
對于卸料板采用了限位柱進行限位，對于鉚合的壓字沖頭采用了在固定板的側(cè)壁加工螺釘孔，由螺釘進行限位及防轉(zhuǎn)。
(8) 模架：
選用標準模架，雙導柱滾動導向，對稱分布，防止側(cè)偏力，要求導柱直徑為，導柱與導套的配合為。
(9) 大致結(jié)構(gòu)和總體尺寸：
根據(jù)排樣圖，一摸一件，考慮合適的螺釘，銷孔布局區(qū)域，凹?？傮w積尺寸約為 (詳細計算見工藝計算c)。選取模架，其上模板尺，下模板尺寸，上模墊板厚度左右，上模固定板厚度(詳細計算見工藝計算d)左右，卸料版厚度左右，下模墊板厚度，導料板厚度，加上彈簧預壓初步計算，得到模具閉合后的高度在，模架外形，如圖5.1所示。
圖5.1 模架外形圖
6 工藝計算
6.1計算沖壓力
根據(jù)產(chǎn)品尺寸，計算得：
落料的沖裁長度為；
標志的沖裁長度為
旗形的沖裁長度為
橢圓的沖裁長度為
兩側(cè)刃的沖裁長度
總的沖裁長度為，取;
鋁其抗拉強度為
,取
先假設模具為彈性卸料和自然漏料結(jié)構(gòu)，來計算總沖壓力，并且計算卸料和漏料力時,不分沖裁區(qū)域（落料部分還是沖孔部分），都以總沖裁力為基數(shù)。由于沖裁不大（），這樣計算結(jié)果影響更小，更安全.
查表可得:
:,:;分別取;;
…(n取2)
;
6.2計算壓應力
根據(jù)產(chǎn)品尺寸，由繪圖軟件計算得:
壓力工件水平投影面積:
由壓應力公式,得:
6.3求解壓力中心
用中的求解周長得:橢圓圖形的刃口周長為23.923，取24，記為;
旗形圖形的刃口周長為40.524，取40.5，記為;
壓字圖形的刃口周長為47.986，取48，記為;
圖案圖形的刃口周長為121.35，取121，記為;
落料圖形的刃口周長為111.84，取112，記為;
用求解的各凸模壓力中心，如圖6.1所示。
圖6.1 求解各個凸模壓力中心圖
用求得:橢圓圖形中心坐標（,）為：
旗旗圖形中心坐標（,）為：
壓字圖形中心坐標（,）為：
圖案圖形中心坐標（,）為：
落料圖形中心坐標（,）為：
沖模壓力中心到的距離：
到的距離：
6.4凸，凹模工作部分尺寸計算
a.落料模工作部分尺寸
凹模刃口尺寸為
凸模刃口尺寸為
查表得，取,
,
.
因為，即，故不能滿足 ：
因此:
取: ,
b.沖孔模工作部分
凸模磨損后可能變小的尺寸：
凸模磨損后可能變大的尺寸：
凸模磨損后大小不變的尺寸：
當工件尺寸標注偏差形式為時:
當工件尺寸標注偏差形式為時:
當工件尺寸標注偏差形式為時：
基準件刃口尺寸計算，如表所示。
表6.1 基準件刃口尺寸計算
零件尺寸∕mm
零件公差
刃口性質(zhì)
刃口磨損尺寸變化
刃口磨損系數(shù)x
刃口尺寸公差
基準件刃口尺寸mm
0.3
沖孔凸模
變小
0.75
0.02
0.1
沖孔凸模
變小
1
0.02
0.3
沖孔凸模
變小
0.75
0.02
0.3
沖孔凸模
變小
0.75
0.02
0.3
沖孔凸模
變小
0.75
0.02
0.52
沖孔凸模
變小
0.5
0.02
0.43
沖孔凸模
變小
0.5
0.02
0.3
沖孔凸模
變小
0.75
0.02
0.52
沖孔凸模
變小
0.5
0.02
0.3
沖孔凸模
變小
0.5
0.02
0.43
沖孔凸模
變小
0.5
0.02
0.3
沖孔凸模
變小
0.75
0.02
0.3
沖孔凸模
變小
0.75
0.02
0.3
沖孔凸模
變小
0.75
0.02
0.3
沖孔凸模
不變
0.75
0.075
0.3
沖孔凸模
不變
0.75
0.09
0.25
沖孔凸模
不變
0.75
0.06
0.25
沖孔凸模
變大
0.5
0.02
0.52
沖孔凸模
變大
0.5
0.02
0.43
沖孔凸模
變大
0.5
0.02
0.43
沖孔凸模
變大
0.5
0.02
0.87
沖孔凸模
變大
0.5
0.025
0.43
沖孔凸模
變大
0.5
0.02
0.52
沖孔凸模
變大
0.5
0.02
0.52
沖孔凸模
變大
0.5
0.02
0.43
沖孔凸模
變大
0.5
0.02
此表中除尺寸和外，工件其余尺寸均取級公差，所有尺寸按“入體”原則表示，以便于刃口尺寸計算。
根據(jù)實際經(jīng)驗及相關資料數(shù)據(jù)，在落料凹模和沖孔凸模按凹凸模的實際尺寸配做時，保證其雙面間隙為均勻。
c.凹模的外形尺寸設計
凹模厚度 故H取
凹模壁厚 故c取
凹模板寬度 故B取
凹模板長度 mm 故A取
d.凸模固定板外形尺寸設計
凸模固定板厚度 mm 故取
固定板的長，寬均跟凹模一樣。 故取
故取
e.細小沖頭的抗壓強度校核
矩形沖頭：
τ－沖頭的抗壓強度();
σ－材料的剪應力;);
t－材料厚度;
a,b－矩形的短邊與長邊.
橢圓長軸長，短軸長,將橢圓近似看成長，短的矩形；所沖的材料厚度為，材料為；
得
旗形孔將其看成長,短的矩形，
沖頭的長度=凸模固定板厚度+卸料板厚度+導料板厚度+自由尺寸
故沖頭取標準長度,所校核小沖頭其最大長度分別為，遠遠大于使用要求，因此沖頭不會發(fā)生抗壓變形。
f．限位支撐住的強度校核
該模具為有導向裝置
對圓形凸模有
故我們所取長度；故滿足使用要求。
g．彈簧的選擇與計算
所選彈簧必須滿足壓力的要求，即
由于鋼絲直徑的彈簧滿足不了其要求，然而以上的彈簧其彈簧外徑太大，不利于模具強度，故采用雙層的圓柱壓縮彈簧。
雙層彈簧的最大總載荷P：
雙層彈簧中兩個彈簧的單面間隙Z:
查表得
=mm
工作圈數(shù)n:
其中
總?cè)?shù)N：
, 取
彈簧的自由長度H：
取
查表得：彈簧的
F與計算的相近，加上一些放大計算，以及出于整副模具的裝備，閉模高度的考慮，選取彈簧。
當該彈簧壓縮到尺寸H1時所能承受的負荷,曲線圖，如圖6.2所示。
圖6.2 彈簧所承受壓縮與承受負荷圖
7選擇常用沖壓型號
7.1公稱壓力
7.2設備比較與選擇
a.曲柄壓力機：
能夠進行沖裁，彎曲，拉深和擠壓得沖壓設備，承受負荷較均勻，開式曲柄壓力機其床身前面，左面和右面三個方向是敞開的，因此操作和安裝，調(diào)整模具都很方便。
b.偏心壓力機：
均為開式壓力機，與曲柄壓力機相比,具有行程不大且可以調(diào)整的特點，使沖壓生產(chǎn)率提高，適宜作沖裁，彎曲和淺拉深等沖壓工序。
c.摩擦壓力機：
其滑塊行程可調(diào)，摩擦壓力機工作超負荷時，飛輪與摩擦盤之間會打滑，不會使幾件損壞，適合于中小尺寸工件的校正，壓印和成型等沖壓工序，但生產(chǎn)率較低。
d.液壓機:
液壓機的行程是可調(diào)的，能夠在任意位置發(fā)出最大的工作力，而且工作平穩(wěn)，沒有震動，噪聲小，工作速度可調(diào)，容易達到較大的鍛造深度。
e.高速壓力機：
其沖壓速度最高可達到次,標準壓力達到以上，主要用于電子，儀表，汽車等行業(yè)的大批量生產(chǎn)。
f.數(shù)控沖?；剞D(zhuǎn)頭壓力機：
由計算機控制的高效率，高精度，高自動化板材加工設備，板料自動送進，模具自動選擇，通用性強，生產(chǎn)率高；采用步?jīng)_方式，用小沖頭沖出圓孔，方孔及任意形狀的曲線孔，但加工成本高。
綜合學校的實際情況我們選取開式壓力機，然而在開式壓力機中我們最理想的壓力機型號是,然而我們學校最為接近的是，因此我們選擇,最大閉封高度為，模柄孔尺寸為,深.電動機功率為。
8 模具設計
8.1凸模設計
落料凸模：選用標準長度，其直徑為,強度遠遠足夠，按照其相應標準做成掛臺形式，再加上外形為圓形，方便鍛造，方便于加工方便于安裝，為了避免R角，故做一個的退刀槽。
圖案凸模：圖案凸模整體形式較為復雜，其加工難度較高，如果做成臺階式其固定部分會存在應力集中，對固定板的加工也進而復雜，相應其生產(chǎn)成本會增加；如若做成掛銷式，由于該凸模所要承受的沖裁力力較大，對掛銷的要求較高，再加上整體布局的限制，會使得固定板強度變差，以及相應模架選擇會變；鉚合：其加工容易，生產(chǎn)成本低，凸模本身不易造成應力集中，故采用用鉚合。
旗形凸模、橢圓凸模：
凸模本身厚度小，然而細長，其剛度雖然遠遠滿足使用要求，但對整體而言，設計成上下一致，不是很理想，最好的設計方式應該設計成臺階式（從下而上逐漸遞增），但由于其形狀不太規(guī)則，對加工造成難度，相應成本增加；再加上模具的整個布局較為集中，造成空間太狹??；對于其固定方式：臺階式會使得固定板強度變差（固定板去除材料過多），掛銷式：不適合于整個模具的布局；綜合固定板強度，加班難易，成本高低，生產(chǎn)數(shù)量，最終選擇鉚合式。
壓印凸模：雖然整個零件上所需壓印的區(qū)域較小，但對于正個凸凹模要采用計算方式來計算而言，其工作量特以及復雜程度別大，因此在設計此凸模時，采用了利用字的大小直接雕刻的方式來生產(chǎn)凸模。在凸模的尺寸設計上，為了增大受力面積，以及凸模的強度，故特意放大了尺寸，但不影響整個模具的大小（壓印為單獨工位），在外形上我們采用了矩形與圓弧相結(jié)合的方式（也就是俗語說的腰子槽形式），其目的是：起到自身防轉(zhuǎn)的作用；其最初想法是：凸模兩邊都刻字，然后用掛銷固定，這樣可以使得凸模的兩端都能進行使用，但是在固定板上加工其孔（從固定板側(cè)壁打孔），會影響導套，螺釘?shù)奈恢?，從而使得強度不夠，如果直接緊配，在裝配時難免會損傷凸模，然而每次壓印力及沖裁力較大，在長期的使用中難免存在安全隱患其對整個模具的布局影響不大；因此選擇了只加工一面的字，此時的固定為鉚合，如果做成臺階，由于凸模外形不規(guī)則，不方便用一般的方法以及線切割對凸模加工，裝配時還要去圓角，增加人工。
側(cè)刃及側(cè)刃擋塊：
由于側(cè)刃起著切屑導向作用，其長厚比較高，考慮到整體的布局故采用鉚合的方式進行固定，其加工方式采用線切割。
各凸模部分尺寸及固定方式，如圖8.1所示。
圖8.1 各凸模部分尺寸及固定方式圖
8.2模具柄的設計
根據(jù)其模架大小，以及壓力機型號，最終選擇用直徑為模柄接頭，其下端固定部分直徑為其固定高度為，模柄的固定上采用凸緣式固定；模柄的最佳固定方式其實應該為壓入式，但為了減少加工，古采用了凸緣式，如圖8.2所示。
圖8.2 模柄圖
8.3上模螺釘?shù)牟季?，以及彈簧的布?
如圖8.3，8.4，8.5所示。
圖8.3 上模螺釘及彈簧布局圖
圖8.4 螺釘及彈簧布局圖
圖8.5 螺釘及彈簧布局圖
以上三種布局我們選擇第一種，其理由有：圖8.3整個卸料力分布均勻，不會使得卸料力傾斜。圖8.4螺釘排布遵循了最遠原則，使得誤差更小。圖8.5螺釘?shù)呐挪枷嘟徊?，使得整個的面更均勻，受力更均勻板子不易變形。圖8.4跟圖8.5布局存在卸料力集中于兩邊，螺釘排布密集，會使得模板中間部分變形嚴重。
8.4導料板的布局
如圖8.6所示。
圖8.6 導料板圖
導料板的布局仍然遵循螺釘分布最遠及交叉原則，導料板上都加工了兩個圓柱銷控，其目一方面是：為了防止在使用的途中應為受力導料板發(fā)生位移，從而使得導料板的導料準確性變差。另一方面方便于導料板安裝時好找到準確的安裝基準，方便調(diào)節(jié)導料板之間的間隙距離。
導料板上的圓柱孔，是圓錐銷的安裝孔，因為導料板已有定位基準，避免出現(xiàn)過定位，以及安裝方便，加工容易，因此做成圓柱通孔。
導料板上大圓通孔，是限位支撐柱的讓位孔，之所以沒有將左側(cè)的較少材料去除，是為了保證導料板的強度（導料板詳細尺寸見零件圖）。
8.5下模模具螺釘?shù)牟季?
如圖8.7所示。
圖8.7 下模模具螺釘布局圖
螺釘布局遵循了定位距離大，對稱的布局，此布局與上模布局不一樣，其原因有:a)下模沒有彈簧，不存在卸料力，因此布局長度距離增加。b）模具下模主要受沖擊力，而所受力集中在凹模周圍，即導料板所對應的寬度區(qū)域，因此凹模周邊所需厚度增加，且模板不會存在像是的弓形變形，因此不用在送料長度方向固定螺釘。c）由于廢料要從下模中排出，因此從上而下落料孔要增大，使得螺釘在模板寬度方向的距離增大，但又不能增加得太大，因為必須保證凹模板能夠固定且強度足夠。綜合以上因素，最終確定下模螺釘分布如上圖所示（詳細尺寸見零件圖）。
限位支撐柱螺釘?shù)拇_定，綜合了凸凹模的外形尺寸，以及上模座板，下模座板的外形尺寸，及要能起到限位作用，又不能失去強度，還不能影響人為及機械的操作。
8.6卸料所用螺釘確定
螺釘選用方案：ⅰ）.圓柱頭卸料螺釘。
ⅱ）內(nèi)六角卸料螺釘。
ⅲ）.內(nèi)六角螺釘＋卸料螺釘套＋墊圈
ⅰ與ⅱ在使用上其效果一樣，但再裝配時ⅱ所用的工具更為簡單（只需內(nèi)六角扳手，無需一字改刀），而在拆卸時ⅱ比ⅰ更容易，操作者更好受力。
ⅲ同ⅰ，ⅱ相比，優(yōu)勢在于;a.雖然數(shù)量與種類上看起來比較多，但材料來源廣，其成本低。b.在加工上無需在上模座板上加工沉臺孔，只需要通孔。c.螺釘長度不需要很長，從而在剛度與強度上更好。d.采用墊圈使得所受的力更為分散，對模板不會施加太大的力，起到了保護模板的作用。e.卸料螺釘套在確定安裝高度，以及彈簧高度時更容易策測量，從而保證了裝配的精確度，如圖8.8所示。
8.7限位支撐柱
限位支撐柱的作用：a.準確確定沖壓深度。b. 起到緩沖的作用從而分散力對上模板的作用，從而起到保護上模的作用。
限位支撐柱方形狀：ⅰ）長方體
ⅱ）一節(jié)圓柱體
ⅲ）兩節(jié)圓柱體
ⅰ不方便于加工，且在相同長度內(nèi)，所能形成的面積最小。ⅱ跟ⅲ兩者在相同長度內(nèi)所能形成的面積最大且相同，但是ⅲ比ⅱ好，其原因有雖然一節(jié)圓柱分為了兩節(jié)圓柱體，數(shù)量上增加了，安裝上多了螺釘，但是兩節(jié)圓柱損失的力量更大（碰撞損失力），先圓柱碰撞再將剩余的力量傳遞給上模板，使得上模板所受的力更小。一節(jié)圓柱直接跟模板碰撞，這樣使模板所受的力較大，如圖8.9所示。
8.8上模墊板
為了保證整個模具的排氣順暢，以及導柱導套合模過程中所產(chǎn)生的氣體順利的排出（上模導柱孔為盲孔,目的是為了保證導柱導套在干凈的環(huán)境中運動），以及方便給復位導柱導套加油潤滑，因此需在導套孔所對應的墊板位置開4個排氣槽，排氣槽深，寬；之所以沒在固定板及導套上開排氣槽，是因為：a導套與固定板需裝配好才好準確開出；b導套是淬火滲碳件其硬度較硬，對刀具的損傷較大，如圖8.10所示。
圖8.8 卸料螺釘套圖 圖 8.9限位支撐柱圖
圖8.10 上模墊板圖
8.9卸料板
ⅰ）為了不影響裝配精度，不影響凸模在固定板內(nèi)的自由移動，故特意將凸?？自谠摪迳蠁芜叿糯?.1mm，之所以沒有將單邊放的太大，是為了保證卸料板的強度，然而凸模只需要不受到卸料板的干涉就好；ⅱ）為了給導料板上的螺釘孔讓位，故意在固定板上做了較大通孔，使得在沖壓過程中不受影響；ⅲ）與此同時為了讓卸料板能夠更準確的與固定板相結(jié)合，特意在固定板上增加了4根導套，在固定板上加了4個導套，使二者配合進行導向，從兒使得兩板之間活動得來去自如，這也是為啥不在固定板的側(cè)壁上打孔，用來固定壓字凸模的重要原因（尺寸空間太小，強度不夠，會影響導套），由于有導套的存在，而上模板中有導柱盲孔，因此才在上模墊板上開了6個槽，用來排氣以及方便對導套。ⅳ）為了使沖壓材料能夠平展的在導料板里進行沖裁，不讓凸模，側(cè)刃受到影響，沖出的工件平整，同時起到壓料的作用，因此卸料辦設計成了T型（前面提到過），其主視圖，左視圖，俯視圖，及局部剖分別如圖：8.11，8.12，8.13，8.14所示。
圖8.11 卸料板主視圖
圖8.12 卸料板左視圖
圖8.13 卸料板俯視圖
圖8.14 卸料板局部剖
8.10凹模板
a.凹模的設計
落料凹模，圖案凹模，及橢圓凹模，最理想的設計及裝配方式是做鑲塊，一方面：便于加工；一方面：橢圓凸模及旗形凹模較集中，且旗形凹模尺寸較小，而且不規(guī)則，在力的作用下很容易損傷；另一方面：鑲塊與凹模板無間隙的配合，既能改善其受力狀態(tài)，增大其剛度，又便于拆裝。但是由于受生產(chǎn)量不大，為小批量生產(chǎn)，以及生產(chǎn)成本的考慮，我們最終選擇了整體式，這樣一來，既節(jié)約了材料又降低了加工成本，但存在一個弊端：不方便維修，一個工位壞了，就不能工作了。
b.凹模材料選擇及凹模板設計
凹模板整體厚度h=20mm,然而我們所需刃口深度4mm,因此凹模下端進行單邊放大，這樣有利于卸料，由于凹模板所選用材料為經(jīng)過熱處理，雖然強度夠，但該部件為受力件，因此在凹模板下面增加了淬火墊板，之所以要加淬火墊板是為了增加其硬度，不至于被凸模的沖擊力沖變形；最初也曾考錄過直接增加凹模板厚度，最終沒有采取其原因有：ⅰ.加工成本高，因為整個凹模對垂直度，平行度，平面度要求高，一般的加工難以達到其精度要求。ⅱ材料成本高，的價格遠遠比鋼搞得多，若直接增加凹模厚度，不僅增加成本還造成材料的浪費，其主視圖，右視圖，俯視圖，局部視圖分別如：8.15，8.16，8.17，8.18。
圖8.15 凹模主視圖
圖8.16 凹模左視圖
圖8.17 凹模俯視圖
圖8.18 凹模局部剖圖
8.11主要的裝配關系和要求
落料凸模與相應的固定板配合取較緊的過硬配合，圖案凸模與相應固定板取過硬配合，壓印凸模，旗形凸模，橢圓凸模均取較緊的過硬配合，另外要求圖案凸模，旗形凸模，壓印凸模，橢圓凸模尾部磨平，材料淬火之后要退火，其退火長度為，或者尾部不進行淬火處理。與此同時，固定板所設直徑為的導柱進行導向，二者配合取過硬配合，小導套與固定板之間的陪合亦取過硬配合。
8.12主要零部件的材料和熱處理
除落料凸凹模形裝尺寸規(guī)整較大之外，其余凹模及凸模的工作部分尺寸很小，要注意淬火時的變形和開裂，故材料選用這種合金鋼（材料廣泛，性能不錯），而不宜用T10A等碳素工具鋼。還要注意除落料凸模外，其余凸模淬火之后，凸模尾部都應該進行退火，以方便其固定.模柄，上模墊板，固定板，卸料板，導料板，下模墊板，上模座板，下模座板均選用鋼。上下模墊板直接承受沖擊載荷，需淬火到以上。
8.13校徽內(nèi)形沖壓模具裝配圖
主視圖，右視圖，俯視圖（去上模），仰視圖（去下模），仰視圖，分別如圖8.19，8.20，8.21，8.22，8.23所示。
圖8.19 裝配圖主視圖
圖8.20 裝配圖左視圖
圖8.21 裝配圖俯視圖（去上模）
1－墊圈 3，29－導套 4,28－導柱 7－模柄 9－上模座板 10－上模座墊板 11－落料凸模 12－固定板 13－卸料板 14－凹模 15－下模墊板 16－下模座板17－圖案凸模 18,19－壓字凸模 20－團注銷 23－拖料板 24－導料板 26－卸料螺釘套 27－彈簧 30,31－限位支撐柱 33－側(cè)刃 34－橢圓凸模 35－旗形凸模 6,36,37－圓錐銷 2,5,8，21,22,25，32，38－內(nèi)六角螺釘 39-側(cè)刃
圖8.22 裝配圖仰視圖（去下模）
圖8.23 裝配圖仰視圖
9沖壓工藝文件
沖壓工藝卡片1
沖壓一車間
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