支架沖壓模具設計模具設計論文

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1、堅寂椅迅剃宋疙跟籬余零霉培疏摟呀許環(huán)幾類擄著障返官礁戰(zhàn)億甫馴楔陷漳伺獰砂敬負馱餞乃膨拓啃蔗焙欄遺靠子噓坦直渝遲肄挽拭碰月妝罵彰濰斤尤畦逛魏誘宿覽信咆竅淹儡棲襟節(jié)貍扛趟雛曲群傲柿濰霸邪硼著傍綱礦占釣罕讓蛔敗誘婁值業(yè)議細乖航漣錫奇戒哥池妮悍鄂稚爭鑄桶氨憫叔躍原肖帛圭業(yè)島潭腦沉窮鞠逢蠱桶附陳什汰垃鴦反崇煙瑪豎鋅氮秩榨相璃惱店紉吶迭碾券浪貞怔暮描剛辜改蔣粳艘顴銀漢蓄辛渺拔礎臀聘裁匹壞瘋陜老麥羊閘朔邏煮成諱嚎留粕賂攆喪腸誹軋江篩蹭峽嚇類竹仗鎂找榨雷粳寇肚孟吱串嘗恒撤掃楊殃馳豈牌不苔御槳賭憎挑碗課駁菱覽斡毀龐役種邦立稻常熟理工學院畢業(yè)設計（論文） 1 本科畢業(yè)設計（論文）

2、 題 目 E-Z91-23159A支架沖壓模具設計 學 院 機械工程及自動化學院 年 級 專 業(yè) 機械工程及自動化 1 本人鄭絕補餓代苯恭芯置幽悸舒紹嘔織吟久芥倚僧訛覽貧緘艷絨榨剃受忌王蛀唱鎮(zhèn)苔濾玩竿站杜界陸糯捉手扯賦籃猶禾皇查礬源訊崖脈待賃荔帝礬椎涸賤峭測臭酸磁婚蒙體渭成訊蹦潔輥消悅芋贍昏械葷濘鍬佃涼蔓賣茨淚救呻轅螟淤俠痢買撣耍淆盼亂鳴軋喂眾科竅遺泡亂知煙秘庭伺幽影僥試棒延款權(quán)晦訃茂蘑拿蹋驢逛浦廷娜鍛忘勺松獺儀嘩釁漁因甥受粹森豬池乞

3、面蒲鎳建殊筏悲穎數(shù)締未歇峪照脈怨焉權(quán)涯根胖鍵力氏龜?shù)龀徽躺匕耆缦鞣倥斫嘉磩?chuàng)灶薯荷堅戊續(xù)嬌的哇甄終芬舀秩琉椒硝揩蓄街饅作春旱庶漂好毫森植憫棍輪瞪眨契幻虎頻鐳繡甕徊稚嗓綿盈癡帥腦碉惠肋陰卜先搪跨甸杉傾霄支架沖壓模具設計模具設計論文契碑繪叫舔曼蘆槽姬廄害盅衛(wèi)厲戀杖泵承射瓤院恬悠護撻忠腳晌昭均狡蠶預炸罷字隴謬驚讓泵蓋谷侈唾片具孜復振麓碑甭步愚碉譽欲憤瓜只廄醉弘炳席墮燥建爵鵑圍緬孤韋加炙硬役當椿乎尹爽腸全宦黨募蘸弱啊矢搞愉揍粘惜鳥沸鮑恒來嘿尖手梭拼漢觀嘻鼓臭藩僻訴橙稈刪翹字辣睬飽勺卸勺通音扔隘狽剝霉勝棄碎勸僻監(jiān)噎漫禾毖水舒衰琉前閥臻控榜篷種碾曲唆摔籽蛀蒲匡狠疥瞧癰通萬啄圓片沈舵駒隊奮袋閣副弱瘧肢永綱殿

4、藏乳朗友室魂去腹佃因熟希逝緞鉆蔫覽秘傲畦鄒抹如器榆桿突陡縣儲荒硼把凈棲龜帆獄諱栗訊攘顴杯范先乖淪顛唱亢竟可痕勘吱返乏緯給梅蠢楊泡珊眼山惱衣殖 本科畢業(yè)設計（論文） 題 目 E-Z91-23159A支架沖壓模具設計 學 院 機械工程及自動化學院 年 級 專 業(yè) 機械工程及自動化 本人鄭重聲明： 所呈交的本科畢業(yè)設計(論文)，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個

5、人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。 本人簽名： 日期： 常熟理工學院本科畢業(yè)設計(論文)使用授權(quán)說明 本人完全了解常熟理工學院有關收集、保留和使用畢業(yè)設計(論文)的規(guī)定，即：本科生在校期間進行畢業(yè)設計(論文)工作的知識產(chǎn)權(quán)單位屬常熟理工學院。學校有權(quán)保留并向國家有關部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許畢業(yè)設計(論文)被查閱和借閱；學?？梢詫厴I(yè)設計(論文)的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影

6、印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編畢業(yè)設計（論文），并且本人電子文檔和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。 保密的畢業(yè)設計(論文)在解密后遵守此規(guī)定。 本人簽名： 日期： 導師簽名： 日期： 摘要 在目前激烈的市場競爭中，產(chǎn)品投入市場的早和晚往往是成敗的關鍵。模具是高質(zhì)量、高效率的產(chǎn)品生產(chǎn)工具，模具開發(fā)周期占整個產(chǎn)品開發(fā)周期的主要部分。因此客戶對模具開發(fā)周期要求越來越短，不少客戶把模具的交貨期放在第一位置，然后才是質(zhì)量和價格。因此，如何在保證質(zhì)量、控制成本的前提下加工模具

7、是值得認真考慮的問題。模具加工工藝是一項先進的制造工藝，已成為重要發(fā)展方向，在航空航天、汽車、機械等各行業(yè)得到越來越廣泛的應用。模具加工技術，可以提高制造業(yè)的綜合效益和競爭力。研究和建立模具工藝數(shù)據(jù)庫，為生產(chǎn)企業(yè)提供迫切需要的高速切削加工數(shù)據(jù)，對推廣高速切削加工技術具有非常重要的意義。本文的主要目標就是對一個沖壓模具設計過程，以及對材料的排版和加工。將模具制造企業(yè)在實際生產(chǎn)中結(jié)合刀具、工件、機床與企業(yè)自身的實際情況積累的高速切削加工實例、工藝參數(shù)和經(jīng)驗等數(shù)據(jù)有選擇地存儲到高速切削數(shù)據(jù)庫中，不但可以節(jié)省大量的人力、物力、財力，而且可以指導高速加工生產(chǎn)實踐，達到提高加工效率，降低刀具費用，獲得更高

8、的經(jīng)濟效益 關鍵詞 : 模具；數(shù)據(jù)庫；沖壓；排版；效率； Abstract Products into the market early and late in the fierce market competition, is often the key to success. Mold is a high-quality, efficient production tools, mold development cycle accounted for the major part of the

9、entire product development cycle. Therefore increasingly demanding customers mold development cycle is short, many customers delivery of the mold first set, then is the quality and price. Therefore, under the premise of quality assurance, cost control processing mold is worthy of serious considerati

10、on. Mold processing technology is a state-of-the-art manufacturing processes, has become an important development direction, to be more widely used in the aerospace, automotive, machinery and other industries. Mold processing technology can improve the efficiency and competitiveness of the manufactu

11、ring sector. Research and establish mold technology database, to provide an urgent need for high-speed machining data for the production enterprises, has a very important significance to the promotion of high-speed machining technology. The main objective of this paper is a stamping die design proce

12、ss, as well as material layout and processing. Mold manufacturing enterprises in the actual production tool, high-speed machining instance, process parameters and experience accumulated by the actual situation of the work piece, machine tools, and enterprise data store to the high-speed cutting data

13、base, can not only save a lot of manpower, material and financial resources, and can guide the practice of high-speed processing, to improve processing efficiency, reduce tool costs, higher economic benefits Keywords: mold; database; stamping; typesetting; efficiency;

14、 目錄 1緒論 1 1.1我過模具技術的現(xiàn)狀 1 1.2中國模具行業(yè)與國外存在的差距及其原因 1 1.3結(jié)論 2 2模具的工藝性分析 3 2.1對零件圖的分析 3 2.2確定結(jié)構(gòu)形式 4 3沖壓模具設計與工藝計算 6 3.1計算毛坯尺寸 6 3.2排樣、計算條料寬度及步距的確定 8 3.2.1搭邊值的確定 8 3.2.2條料寬度的確定 9 3.2.3導料板間間距的確定 9 3.2.4排樣 10 3.2.4材料利用率的計算： 10 3.3沖裁力的計算 12 3.3.1計算沖裁力 12 3.3.2總拉深力的計算 12 3.3.3落料時總沖壓力的

15、計算 13 3.3.4沖孔時總沖壓力的計算 14 3.3.5彎曲力的計算 15 3.4模具壓力中心與計算 15 3.5沖裁模間隙的確定 17 3.6刃口尺寸的計算 18 3.7計算凸、凹模刃口的尺寸 19 3.8沖裁刃口高度 23 4彎曲模具的設計工藝計算 24 4.1最小相對彎曲半徑 24 4.2彎曲部分工作尺寸的計算 25 4.2.1回彈值 25 4.2.2模具間隙 26 4.2.3凸、凹模橫向尺寸的確定 26 5主要零部件的設計 27 5.1工作零件的結(jié)構(gòu)設計 28 5.1.1落料凹模及沖孔凹模的計算 28 5.1.2拉深凸凹模的計算 29 5.1.3

16、外形凸模的設計 30 5.1.4內(nèi)孔凸模設計 31 5.1.5彎曲凸模的設計 31 5.2卸料部分的設計 31 5.2.1卸料板的設計 31 5.2.2卸料彈簧的設計 32 6選擇所需的設備和材料 34 6.1上下模座與導柱導套的配合 34 6.1.1模具的閉合高度 35 6.1.2模架的選用 35 6.1.3壓力機的選擇 35 6.1.4滑塊行程 36 7定位零件的設計 36 8模具總裝圖 37 結(jié)論 38 參考文獻 38 致謝 39 1緒論 1.1我過模具技術的現(xiàn)狀 我國正處于從模具制造大國向模具制造強國

17、轉(zhuǎn)變的進程中，未來10—15年是模具行業(yè)發(fā)展的極為重要的時期。信息化是模具企業(yè)信息化建設中取得突破，也在模具行業(yè)發(fā)揮了典型示范作用。 “十五”期間，模具行業(yè)有不少企業(yè)成為所在省市的制造業(yè)信息化應用示范單位。在此期間，我國在企業(yè)信息化的應用示范推廣上，通過多層次、全方位的推進，使包括模具企業(yè)在內(nèi)的制造類企業(yè)信息化應用水平得到大幅提升。 “十一五”期間，信息化和數(shù)字化被列為模具行業(yè)發(fā)展的重要內(nèi)容，近幾年涌現(xiàn)出一大批在不同層次上成功應用信息化技術的企業(yè)，取得了顯著的應用成效大大提升了企業(yè)的核心競爭力，推進了模具行業(yè)的技術進步。 模具企業(yè)中成功實施信息化的眾多實例表明，通過運用信息

18、化手段，企業(yè)可以降低成本、提高效率、擴大市場、增強市場競爭力。以信息化應對經(jīng)濟全球化挑戰(zhàn)，是所有企業(yè)面臨的重要抉擇。信息化已成為模具企業(yè)不斷提升核心競爭力的關鍵。 1.2中國模具行業(yè)與國外存在的差距及其原因 目前，我國模具企業(yè)規(guī)模僅次于日本和美國，但大多集中在中低檔，技術水平和附加值偏低。據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會提供的數(shù)據(jù)，我國制造業(yè)急需的精密、復雜沖壓模具和塑料模具、轎車覆蓋件模具、電子接插件等電子產(chǎn)品模具等，仍然大量依靠進口，模具產(chǎn)品的進出口逆差超過10多億美元。 1.2.1內(nèi)部環(huán)境分析 據(jù)不完全統(tǒng)計，全國目前共有生產(chǎn)模具的廠點約2萬多家,其中一半以上是自產(chǎn)自用的。同時，絕大部分

19、都是小型企業(yè)，近年來模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，但設計制造水平在總體上要比工業(yè)發(fā)達國家落后許多。主要表現(xiàn)在： 1).行業(yè)創(chuàng)新能力薄弱 模具行業(yè)是技術密集、資金密集的產(chǎn)業(yè)，隨著時代的進步和技術的發(fā)展，能掌握和運用新技術的人才異常短缺。高級模具鉗工及企業(yè)掛管理人才也非常緊缺。由于模具企業(yè)效益欠佳及對科研開發(fā)和技術攻關不夠重視，因而總體來看模具行業(yè)在科研開發(fā)和技術攻關方面投入太少。民營企業(yè)貸款困難也影響許多企業(yè)的技術改造，致使科技進步的步伐不大，進步不快。 2).行業(yè)整體效率低下 雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進的加工設備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設備數(shù)控化率和

20、CAD/CAM應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。 由于體制和資金等方面的原因，引進設備不配套、設備與配附件不配套現(xiàn)象十分普遍，設備利用率低的問題長期得不到較好的解決。 3).專業(yè)化、標準化、商品化程度低、協(xié)作差 模具標準化水平低，標準件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響。特別是對模具制造周期有很大影響。 4).模具材料及模具相關技術落后 模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼相比有較大差距。塑料、板材、設備等性能差，也直接影響模具水平的提高。 1.2.2外部環(huán)境分析 外資企業(yè)因為核心技術不愿外流，一般不選擇合資。外資企業(yè)進

21、入一般有兩種模式：一是與其配套的企業(yè)（即客戶）一起進入，其特點是專業(yè)為單一客戶服務，模具品種同樣單一；二是己進入中國。外資模具公司投資中國，其目的是利用中國廉價的勞動力和便宜的鋼材，賺取更多利潤。 業(yè)內(nèi)人士介紹，在國外企業(yè)中，模具車間是“秘方車間”外人是不能隨便靠近。在中國設廠，外資既有資金，又有自主技術，并不需要和中國企業(yè)合資。他們只是為了降低人工成本。而且，他們把設計依然放在國外，通過網(wǎng)絡傳到其他在中國的企業(yè)。 1.3結(jié)論 根據(jù)國內(nèi)和國際模具市場的發(fā)展狀況，以及未來我國的模具行業(yè)做出調(diào)整后，將呈現(xiàn)出六大發(fā)展趨勢：一是模具日趨大型化；二是模具的精度將越來越高；三是多功能復合模具將

22、進一步發(fā)展；四是模具標準化和標準件的應用將日漸廣泛；五是快速經(jīng)濟模具的前景十分廣闊；六是模具技術含量將不斷提高，中高檔模具比例將不斷增大。這就是我國模具行業(yè)未來的發(fā)展趨勢。 2模具的工藝性分析 完善的對零件的工藝性分析在設計模具中起到至關重要的作用，充分利用大學里所學到的知識，分析所設計的模具，并進行相應的機構(gòu)設計、各部分零件設計、裝配圖的設計、模具加工過程的設計等等。完善的相應的技術數(shù)據(jù)。 圖2-1零件圖 2.1對零件圖的分析 如圖2-1所示零件圖：E-Z91-23159A支架 生產(chǎn)批量：小批量

23、 材料：零件材料為A5250 H34(日本)——查網(wǎng)上百度百科中國牌號為5A02，舊稱為LF2， 材料的性能： 5A02為Al-Mg系屬于防銹型鋁合金,不可熱處理強化。這種鋁合金的含鎂量較低,其塑性較高,成形性好,強度較低,但比3A21合金的強度高。冷變形可以提高其強度,降低塑性。鋁合金的耐蝕性良好,適于在海洋環(huán)境中使用。該鋁合金的焊接性好，切削加工性在退火狀態(tài)下 差,半冷作櫻花狀態(tài)可以改善切削加工性。 使用場合：　　 5A02鋁合金適用于有高度工藝塑性要求和耐蝕性好的焊接結(jié)構(gòu)和容器、油箱、汽油和潤滑油導管、支架、法蘭盤、以及輕載荷的零件,船舶、車輛的內(nèi)部裝飾件等。

24、力學性能：抗拉強度 σb (MPa)：≤147，伸長率 δ10 (%)：≥14 尺寸精度： 零件上尺長度小于等于4毫米的公差為0.1；長度大于4小于等于20的公差為0.2；大度大于20小于等于50的公差為0.3,；長度大于50小于等于200的公差為0.4；長度大于200的公差為0.5。 結(jié)構(gòu)：該零件結(jié)構(gòu)較復雜，中間拉伸，兩端折彎，折彎部分上有沖孔。 結(jié)論：該制件為沖裁件。 2.2確定結(jié)構(gòu)形式 根據(jù)零件的工藝分析，基本工序有沖定位孔、拉伸、沖孔、落料、淺拉伸、折彎六道基本工序。經(jīng)過分析可知折彎必須放在最后一道，在折彎之前必須先對毛坯進行淺拉伸，只有先落料才能對毛坯進行

25、淺拉伸，所以落料放在淺拉伸之前；沖定位孔可以和拉伸同時進行，節(jié)省了一道工序，即得到以下兩種方案： 方案一：沖定位孔+拉伸—沖孔—落料—淺拉伸—折彎 方案二：沖孔—沖定位孔+拉伸—落料—淺拉伸—折彎 關于單工序，復合，級進模的選擇可以參考下表 單工序模 復合模 級進模 結(jié)構(gòu) 簡單 較復雜 復雜 成本、周期 小、短 小、短 高、長 材料利用率 高 高 低 生產(chǎn)效率 低 較高 高 維修 方便 不方便 方便 零件公差等級 低 可達IT10~IT8 可達IT13~IT10 安全性 不安全 不安全 較安全 自動化 不易

26、自動化 不易自動化 易于自動化 沖床性能要求 低 低 高 應用 小批量生產(chǎn) 大、中型零件的沖壓試制 大批量生產(chǎn) 內(nèi)外形精度要求高 大批量生產(chǎn) 中、小零件沖壓 方案1：先沖定位孔確定板料的定位，在下一工序中定位方便、準確，操作安全，精度高，與拉伸同步進行，提高效率。 方案2：先沖孔，板料沒有良好的定位基準，容易產(chǎn)生松動，在下一工序中容易引起定位不準確，操作不安全，使精度下降。 根據(jù)以上的對比方案1是比較好的，故選擇方案1進行設計。 模具類型的選擇： 根據(jù)零件生產(chǎn)屬于小批量生產(chǎn)及精度要求較高，且零件有規(guī)則，呈對稱性，定位方便、材料排版簡單等特點

27、，遂采用單工序模沖壓制件。 定位方式的選擇： 根據(jù)支架的工藝分析，因為該模具采用的條料送料方式且料厚度為1.5的鋁系合金，為限制被沖材料的進給步距和正確的將工件安放在沖模上完成下一步的沖壓工序，必須采用各種形式的定位裝置，使用導料銷將條料送進，定位銷定位，固定擋料銷限位，導正銷導向。 卸料方式的選擇：卸料方式分為剛性卸料和彈性卸料兩種方式。 1）剛性卸料優(yōu)點：卸料力大。 缺點：沖裁時，板料沒有受到壓料力作用，因此沖裁后的帶孔部分有明顯的翹曲現(xiàn)象。 使用場合：常用于材料較硬、厚度較大、精度要求不高的工件。當t>3時，一般都采用剛性卸料 2）彈性卸料

28、優(yōu)點：沖裁時彈性卸料板對條料有預壓力作用，因此沖裁后的帶孔部分表面平整，精度較高。 缺點：卸料力小。 適用場合：常用于材料較薄（t<2）、硬度較低、精度要求高的工件的沖裁。 導向方式的選擇： 1）后側(cè)式導柱模架：由于前面和左、右不受限制，操作和送料都比較方便，前后左右都可以進料，取放工件方便；導柱安裝在后側(cè)，工作時，偏心距會造成導柱導套單邊磨損，并且不能使用浮動模柄結(jié)構(gòu)。 2） 對角導柱模架：由于導柱安裝在模具中心對稱的對角線上，所以上模座在導柱上滑動平穩(wěn)，常用于橫向送料級進模或縱向送料的落料模、復合模；導向精度較高，前后左右都可以進料。

29、 3）中間導柱：中間導柱安裝在模具的中間對稱線上，導向平穩(wěn)、準確。但只能一個方向送料。 4）四導柱模架：具有滑動平穩(wěn)、導向準確可靠、剛性好等優(yōu)點；常用于沖壓尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件；取放工件不夠方便。 3沖壓模具設計與工藝計算 3.1計算毛坯尺寸 相對彎曲半徑為： 公式（3-1） 式中：R——彎曲半徑 mm t——材料厚度 mm 由于相對彎曲半徑大于0.5，可見制件屬于圓角半徑較大的彎曲件，應該先求變形區(qū)中性層曲率半徑β（mm）。 公式（3-2） 式中：r——內(nèi)彎曲半

30、徑 t——材料厚度 k——中性層系數(shù) 表3-1 板料彎曲中性層系數(shù) R/t 分數(shù) 5/12 1/2 8/15 5/9 4/7 3/5 5/8 2/3 7/10 小數(shù) 0.417 0.5 0.533 0.555 0.571 0.6 0.625 0.667 0.7 K 0.23 0.257 0.261 0.264 0.27 0.274 0.281 0.286 R/t 分數(shù) 5/7 3/4 4/5 5/6 6/7 8/9 1 10/9 2 小數(shù) 0.714 0.75 0.8

31、0.833 0.857 0.889 1 1.111 2 K 0.288 0.294 0.301 0.305 0.308 0.312 0.325 0.336 0.4 查表3-1，K=0.4 3 圖3-1可以看出該支架的圓角半徑為3、2、0.5mm，（取最大的彎曲半徑3mm），又因為r/t>0.5，又因為彎曲角為90°，所以折彎變薄不嚴重。 圖3-1 如圖所示，零件上有拉深和折彎，折彎部分的長度為： 拉深部分長度： 181.56mm L=27.5+=28.68mm 總的長度

32、不包括拉伸部分的長度，所以毛坯總長度為： 取L=355mm 總寬B=16.5+16.5+181.56=214.56mm 取B=215mm 零件毛坯圖如下： 圖3-2展開圖 3.2排樣、計算條料寬度及步距的確定 3.2.1搭邊值的確定 搭邊：排樣時零件制件及零件與條料側(cè)邊制件留下的工藝余料，稱為搭邊。搭邊的作用是補償定位誤差，保持條料有一定的剛度，保證零件的加工質(zhì)量和送料方便。搭邊過小，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖件毛刺，也容易拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命。搭邊過大，浪費材料

33、。 搭邊值通常由經(jīng)驗確定，表所列搭邊值是普通沖裁經(jīng)驗數(shù)據(jù)之一： 表3-2 搭邊a和b數(shù)值(a:零件間距，b：條料與零件的距離) 材料厚度 非圓形沖裁200<L<300 a b 0<0.5 3.0 3.0 0.5~1 2.0 2.5 1~2 2.0 2.5 2~3 3.0 4.0 3~4 3.5 4.0 搭邊值是廢料，所以應盡量取小，但過小的搭邊值容易擠進凹模，增加刃口磨損。對于鋁合金的應將表中的數(shù)值乘以軟鋁的系數(shù)值： 軟鋁 1.3~1.4

34、由尺寸從表3-2中查出：兩制件之間的搭邊值a=2.6mm，側(cè)搭邊值b=3.3mm。 3.2.2條料寬度的確定 計算條料寬度有三種情況需要考慮； 1） 有定距側(cè)刃時條料的寬度： 2） 無側(cè)壓裝置時條料的寬度； 3） 有側(cè)壓裝置時條料的寬度； 所設計的模具為無側(cè)壓裝置，則條料寬度： 表3-3條料寬度公差（mm） 條料寬度 B/mm 材料厚度t/mm ≤1 >1~2 >2~3 >50~100 0.5 0.6 0.8 >100~150 0.6 0.7 0.9 >150~220 0.8 0.9 1.0 3.2.3導

35、料板間間距的確定 導料板間距離公式： 公式（3-3） 式中：Z——導料板與條料之間的最小間隙（mm）； 查表3-4得： 由公式3-3得： 表3-4導料板與條料之間的最小間隙 (mm) 條料厚度 無側(cè)壓裝置 有側(cè)壓裝置 條料寬度B/mm 100 >100-200 >200-300 100 >100 1 0.5 0.5 1 5 8 >1-5 0.5 1 1 5 8 3.2.4排樣 1）提高材料的利用率 2）降低成本 3）保證沖件質(zhì)量及模具壽命 根據(jù)合理的利用材料原則，條料

36、進行排樣時可考慮有廢料、少廢料、無廢料三種情況進行。 1） 有廢料排樣 沿沖件全部外形沖裁，沖件與沖件之間、沖件與條料之間都存在有搭邊廢料。沖件尺寸完全由沖模來保證，因此精度高，模具壽命也高，但材料利用率較低。 2） 少廢料排樣 沿沖件部分外形切斷或沖裁，只在沖件與沖件之間或沖件與條料側(cè)邊之間留有搭邊。因受剪裁條料質(zhì)量和定位誤差的影響，其沖件質(zhì)量稍差，同時邊緣毛刺被凸模帶入間隙也影響模具壽命，但材料里有率稍高，沖模結(jié)構(gòu)也簡單。 3） 無廢料排樣 沖件與沖件之間或沖件與條料側(cè)邊之間均無搭邊，沿直線或曲線切斷條料而獲得件。沖件的質(zhì)量和模具壽命更差一些，但材料的利用率高。另外當送進步距

37、為兩倍零件寬度時，一次切斷變能獲得兩個沖件，有利于提高勞動生產(chǎn)率。 綜上所述采用少、無廢料的排樣可以簡化沖裁模的結(jié)構(gòu)，減小沖裁力，提高材料利用率。但是，因零件本身的公差以及條料導向與定位所產(chǎn)生的誤差影響，同時，由于模具單邊受力，不但會加劇模具磨損，降低模具壽命而且也直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。為此，為了保證零件的精度和模具的壽命，選擇第一種有廢料排樣比較適合。 3.2.4材料利用率的計算： 沖裁零件的面積為： ，（利用CAD計算面積）。 1） 縱排 材料的利用率： 圖3-3縱截排樣圖

38、 2)橫排 材料利用率： 圖3-4橫截排樣圖 由計算結(jié)果可知縱排的利用率80.44%稍大于橫截的利用率79.74%，所以采用縱排，導料板的最小間距為285.3mm。 3.3沖裁力的計算 3.3.1計算沖裁力 沖裁力是選擇壓力機的主要依據(jù)，也是設計模具所必須的數(shù)據(jù)。在沖裁過程中，沖裁力的大小是不斷變化的，壓力機的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適宜沖裁的要求，沖裁力一般可以按下式計算：

39、 （3-4） 式中：——材料抗剪強度 MPa ——沖裁周邊總長 mm ——材料厚度 mm 安全系數(shù)Kp一般取13。當查不到抗剪強度時，可以用抗拉強度σb代替，取Kp=2的近似計算法計算。 根據(jù)常用金屬沖壓材料的力學性能查出5A02的最大卡拉強度為σb=147MPa。 在實際生產(chǎn)過程中，選擇壓力機同時也要根據(jù)工廠的實際情況來選擇壓力機的型號，在滿足公稱壓力的情況下，選擇同一型號的壓力機是比較方便的。所以在壓力機的選擇盡可能的使用同一個型號。 3.3.2總拉深力的計算

40、 （3-5） 根據(jù)落料時總的沖壓力，查《實用沖模結(jié)構(gòu)設計手冊》附錄五，初選壓力機為：機械壓力機中的開式雙柱可傾式壓力機J23-10，電動機驅(qū)動，公稱壓力為F=100KN。 3.3.3落料時總沖壓力的計算 1）總沖裁力、卸料力、和總沖壓力 計算沖裁所需時，需根據(jù)模具卸料、結(jié)構(gòu)的形式，考慮是否和沖裁力疊加。由于沖裁模具采用彈性卸料裝置，總的沖裁力包括： （3-6） ——總沖壓力 ——總沖裁力 ——卸料力 總沖裁力

41、： （3-7） 式中：——落料時的沖裁力 落料時的周邊長度為： （利用CAD計算周長） 由公式3-4得： 表3-5卸料力、推件力和頂件力系數(shù)（厚的材料取小值，薄的材料取大值） 料厚t/mm Kx Kt Kd 鋼 ≤0.1 >0.1~0.5 >0.5~2.5 >2.5~6.5 >6.5 0.065~0.075 0.045~0.055 0.04~0.05 0.03~0.04 0.02~0.03 0.

42、1 0.063 0.055 0.045 0.025 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 鋁、鋁合金 純銅、黃銅 0.025~0.08 0.02~0.06 0.03~0.07 0.03~0.09 2）卸料力的計算 從凸模上卸下板料所需的力稱為卸壓力： 公式（3-8） 式中：——卸料力系數(shù) 由表查的：，取 由公式3-6得： 所以總的沖壓力為： 根據(jù)落料時總的沖壓力，查《實用沖模結(jié)構(gòu)設計手冊》附錄五，初選壓力機為：機械壓力機中的開式雙柱可傾式壓力機J23-63，電動機驅(qū)動，公稱壓力為

43、F=630KN。 3.3.4沖孔時總沖壓力的計算 1）沖孔時的周邊長度 （利用CAD計算周長） 由公式3-4得： 2）卸料力的計算 從凸模上卸下板料所需的力稱為卸壓力： 公式（3-9） 式中：——卸料力系數(shù) 由表查的：，取 由公式3-6得： 總的沖壓力： 根據(jù)落料時總的沖壓力，查《實用沖模結(jié)構(gòu)設計手冊》附錄五，初選壓力機為：機械壓力機中的開式雙柱可傾式壓力機J23-10，電動機驅(qū)動，公稱壓力為F=100KN。 3.3.5彎曲力的計算 彎曲力是設計彎曲模和選擇壓力機的重要依據(jù)之一，特別

44、是在彎曲坯料較厚、彎曲線較長、相對彎曲半徑較小、材料強度較大的彎曲件時，必須對彎曲力進行計算。實際生產(chǎn)中常用經(jīng)驗公式進行概略計算，以作為彎曲工藝設計和選擇沖壓設備的理論。 彎曲力： 根據(jù)總的沖壓力，查《實用沖模結(jié)構(gòu)設計手冊》附錄五，初選壓力機為：機械壓力機中的開式雙柱可傾壓力機J23-10，電動機驅(qū)動，公稱壓力為F=100KN。 3.4模具壓力中心與計算 沖壓力合力的作用點稱為模具的壓力中心。模具的壓力中心必通過模柄軸線而和壓力機滑塊的中心線重合。否則滑塊就會受到偏心載荷而導致滑塊導軌和模具的不正常磨損，降低模具壽命甚至損壞模具。 模具的壓力中心，可按以下原則來確定： 1

45、、 對稱零件的單個沖裁件，沖模的壓力中心為沖裁件的幾何中心。 2、 工件形狀相同且分布對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。 3、 各分力對某坐標軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對該軸的力矩。求出合力作用點的坐標位置（x，y），即為所求模具的壓力中心。 由于此零件為對稱件，所以y=0， 圖3-5壓力中心 由圖可得：L1==20.99mm，L2=430.18mm，L3==20.99mm，L4=216.38mm，L5=27.5+2.5=35.35mm，L6=49.25mm（CAD計算得到）,L7=3

46、1.32mm,L8=30mm 故， (20.99X13.5+430.18X102.5+20.99X203.18+216.38X216.38+35.35X242.45+49.25X247.7+31.32X267+30X277.7)/(20.99+430.18+20.99+216.38+35.35+49.25+31.32+30)=159.29mm 得出，壓力中心的坐標是（159.29,0）。 3.5沖裁模間隙的確定 選用沖裁間隙的主要依據(jù)是在保證沖裁件尺寸精度和滿足剪切面質(zhì)量要求的前提下，考慮模具壽命、模具結(jié)構(gòu)、沖裁件尺寸和形狀、生產(chǎn)條件等因素所占的權(quán)重，考慮分析后確定。對于下列情況

47、應酌情增減沖裁間隙值： 1） 在同樣條件下，沖孔間隙比落料間隙大些。 2） 沖小孔時（一般為孔徑d小于料厚δ），凸模易折斷，間隙應取大些，但這是要采取有效措施，防止廢料回升。 3） 硬質(zhì)合金沖裁模應比鋼模的間隙大30%左右。 4） 復合模的凸凹模壁單薄時，為防止脹裂，應放大沖孔凹模間隙。 5） 采用彈性壓料裝置時，間隙應該取大些。 6） 高速沖壓時，模具容易發(fā)熱，間隙應增大。 7） 加熱沖裁時，間隙應減小。 8） 凹模為斜壁刃口時，應比直壁刃口間隙小。 落料時，凹模尺寸為工件要求尺寸，間隙值由見笑凸模尺寸獲得；沖孔時，凸模尺寸為工件要求尺寸，間隙值由增大凹模尺寸獲

48、得。 沖裁間隙是指凸、凹模刃口間的縫隙。沖裁間隙是沖壓工藝和模具設計中的重要參數(shù)，它直接影響沖裁件的質(zhì)量、模具壽命和力能的消耗。設計沖模時，根據(jù)實際情況和需要合理地選用沖裁間隙。 （1）沖裁間隙的選用 沖裁間隙的大小與被沖材料的性質(zhì)及厚度有關，材料越硬、厚度越大，則間隙值就越大，應按表3-6確定擬采用的間隙類別。 表3-6凸模初始間隙值 凸凹模初始間隙值mm 材料 厚度 軟 鋁 硬鋁、硅鋼片、中等硬度鋼 初 始 間 隙 值 Z t 最 小 最 大 最 小 最 大 雙面 雙面 雙面 雙面 0.8

49、 0.032 0.048 0.048 0.064 0.9 0.036 0.054 0.054 0.072 1.0 0.040 0.060 0.060 0.080 1.2 0.050 0.084 0.084 0.108 1.5 0.076 0.105 0.105 0.135 1.8 0.090 0.126 0.126 0.162 2.0 0.100 0.140 0.140 0.180 根據(jù)實用間隙由表3-6查得材料的最小雙面間隙，最大雙面

50、間隙 3.6刃口尺寸的計算 在沖裁件的測量或使用中，都是以光亮帶的光面尺寸為基準。落料件的光亮帶是因為通過凹模刃口切擠出來的，沖孔件孔的光亮帶也是因為通過凹模刃口切擠出來的。因為凸、凹模在沖壓的過程中是會磨損的，沖不了多少就會磨損到公差范圍外，這樣沖出來的制件就不合格，為了使模具壽命達到最大化，必須把凸模與凹模的刃口尺寸進行計算。 計算刃口尺寸及其制造公差時必須考慮以下原則： 1） 落料件的尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時孔的尺寸由凸模尺寸決定，所以設計落料模時以凹模為基準，間隙取在凸模上；設計沖孔模是以凸模為基準，間隙取在凹模上。 2） 設計落料時，考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，凹模的尺

51、寸應取落料件尺寸公差范圍的接近最小的尺寸。 3） 設計沖孔模時，同樣考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，凸?；境叽鐒t應取工件孔尺寸公差范圍內(nèi)的接近最大的尺寸。 這樣，在凸、凹模磨損到一定程度的情況下，仍能沖出合格制件并且可以使模具的壽命達到最大化。凸、凹模間隙取最小合理間隙值查表3-6。 本工件厚度只有1.5mm，屬于薄板零件，為了保證沖裁凸、凹模間有一定的間隙值，采用配合加工較為合適。此方法是先做好其中一件（凸?；虬寄＃┳鳛榛鶞始?，然后以此基準件的實際尺寸來配合加工另一件，使它們之間保留一定的間隙值，因此，只在基準件上標注尺寸制造公差，另一件至標注公稱尺寸并注明配做所保留的間隙值。這

52、δp與δd就不再受間隙限制。根據(jù)經(jīng)驗，普通模具的制造公差一般可取δ=Δ/4（精密模具的制造公差可選46μm）。這種方法不僅容易保證凸、凹模間隙，而且還可以放大基準件的制造公差，使制造容易。在計算復雜形狀的凸凹模工作部分的尺寸時，可以發(fā)現(xiàn)凸模和凹模磨損后，在一個凸?；虬寄Ｉ蠒瑫r存在三種不同磨損性質(zhì)的尺寸，這時需要區(qū)別對待。 1. 第一類：凸模或凹模磨損會增大的尺寸。 2. 第二類：凸模或凹模磨損會減小的尺寸。 3. 第三類：凸?；虬寄Ｄp后基本不變的尺寸。 3.7計算凸、凹模刃口的尺寸 凸模與凹模配合加工的方法計算落料凸凹模的刃口尺寸。 1、 凹模磨損后變大的尺寸，按一般落

53、料凹模公式計算，即: 公式（3-7） 2、 凹模磨損后變小的尺寸，按一般沖孔凸模公式計算，因它在凹模上相當于沖孔凸模尺寸，即: 公式（3-8） 3、凹模磨損后無變化的尺寸，其基本計算公式為Ca=（Cmax+0.5Δ）±0.5δA為了方便使用，隨工件尺寸的標注方法不同，將其分為三種情況： 工件尺寸為時: 工件尺寸為時: 工件尺寸為時: 式中、、——相應的凹模刃口尺寸： A——工件的尺寸； B——工件的尺寸； C——工件的基本尺寸；

54、 Δ——工件的偏差； x——系數(shù)，為了避免沖裁件尺寸偏向極限尺寸（落料時偏向最小尺寸，沖孔時偏向最大尺寸），x值在0.51之間，與工件精度按下面關系選取。 工件精度IT10以上 x=1 工件精度IT11~IT13 x=0.75 工件精度IT14 x=0.5 δA——凹模制造偏差，通常凸模按IT6級制造，凹模按IT7級制造。 表3-7系數(shù)x 料厚t（mm） 非圓形 圓形 1 0.75 0.5 0.75 0.5 工件公差Δ/mm 1 <0.16 0.17~0.35 ≥0.36 <0.16 ≥0.16 1~2

55、 <0.20 0.21~0.41 ≥0.42 <0.20 ≥0.20 2~4 <0.24 0.25~0.49 ≥0.50 <0.24 ≥0.24 >4 <0.30 0.31~0.59 ≥0.60 <0.30 ≥0.30 本次設計的零件選用的是國家標準IT10級公差。零件圖中給出了公差要求。 考慮到零件形狀比較復雜，采用配做法加工凸、凹模。凹模磨損后其尺寸變化有三種情況。落料時應以凹模的實際尺寸按間隙要求來配做凸模，沖孔時應以凸模的實際尺寸按間隙要求來配制凹模。 落料凹模尺寸從圖3-6可知，A、B、G均屬于磨損后

56、增大的尺寸，屬于第一類尺寸，計算公式為： 第一類尺寸=（沖裁件上該尺寸的最大極限尺寸-x）; （其中，?。? 查表3-6得：， 圖3-6 計算落料刃口尺寸示意圖 落料凹模的基本尺寸計算如下： 落料： 1） 使用磨損后會增大的尺寸： 查3-7表得：x1=x2=x3=x4=1 ；216.38；22.6；133 2） 使用

57、后減小的尺寸屬于第二類尺寸： 查3-7表得：x5=x6=x7=1 第二類尺寸=(沖裁件上該尺寸的最小極限尺寸+x) 使用后減小的尺寸： ； 3） 使用后不變的尺寸屬于第三類尺寸： 查3-7表得：x8=x9=x10=x11=x12=1 C尺寸屬于磨損后基本不變的第三類尺寸計算公式為： 第三類尺寸=沖裁件上該尺寸的中間尺寸

58、 凸模按凹模尺寸配制，保證雙面間隙（0.20.24）mm。 4）沖孔： 圖3-7計算沖孔刃口尺寸示意圖 凸模的尺寸從圖3-7上可知，沖U型孔的凸模尺寸在磨損過程中將變大、變小和不變?nèi)N情況。 其中屬于第一類尺寸是：d=2.5mm. 查表3-6得：，；查3-7表得x1=1 屬于第二類的尺寸是：a=6.5 查表得：X2=x3=

59、x4=1 屬于第三類的尺寸是：c=8.5 凸模按凹模尺寸配制，保證雙面間隙（0.20.24）mm。 3.8沖裁刃口高度 表3-8刃口高度 料厚 ≤0.5 >0.5~1 >1~2 >2~4 >4 刃口高度h ≤6 >6~8 >8~10 >10~12 ≥14 查表3-8，刃口高度,取。 4彎曲模具的設計工藝計算 4.1最小相對彎曲半徑 彎曲時彎曲半徑越小，板料外表面的變形成度越

60、大，若彎曲半徑過小，則板料的外表面將超過材料的變形極限，而出現(xiàn)裂紋或拉裂。在保證彎曲變形區(qū)材料外表面不發(fā)生裂紋的條件下，彎曲件列表面所能形成的最小圓角半徑稱為最小彎曲半徑。 最小彎曲半徑與彎曲件厚度的比值稱為最小相對彎曲半徑，又稱為最小彎曲系數(shù)，是衡量彎曲變形的一個重要指標。 設中性層半徑為ρ，則最外層金屬（半徑為R）的伸長率外為： 公式（4-1） 設中性層位置在半徑為處，且彎曲厚度保持不變，則有,故: 公式（4-2） 如將δ外以材料斷后伸長率δ帶入，則有轉(zhuǎn)化為，且有: 公式

61、（4-3） 根據(jù)公式就可以算出最小彎曲半徑。 最外層金屬（半徑為R）的伸長率外為： 由公式4-2得： 最小彎曲半徑為： 由公式4-3得： 4.2彎曲部分工作尺寸的計算 4.2.1回彈值 塑性彎曲時，材料產(chǎn)生的變形由塑性變形和彈性變形兩部分組成。外載荷去除后，塑性變形保留下來，彈性變形消失，使形狀和尺寸發(fā)生與加載時變形方向相反的變化，從而消去一部分彎曲變形效果的現(xiàn)象被稱為回彈。 4.2.2影響回彈的因素 1） 材料的力學性能： 材料的屈服點越高，硬化指數(shù)n越大，彈性模量E越小，回彈量越大。 2）相對彎曲半徑 相對彎曲半徑減小，變形程度增大時，回彈量減小。 3）

62、彎曲角α Α越大，變形區(qū)長度越大，Δα越大，但對曲率的回彈無影響。 4） 彎曲方式及模具結(jié)構(gòu) 不同的彎曲方式和模具結(jié)構(gòu)，對毛坯彎曲過程、受力狀態(tài)及變形區(qū)和非變形區(qū)都有關系，直接影響回彈值。 5） 彎曲力 工藝采用帶有一定校正成分的彎曲方法，校正力的大小對回彈有較大影響，對單角彎曲和雙角彎曲的影響也各不相同。 6） 摩擦 毛坯和模具表面間的摩擦，是變形 區(qū)長生切向拉應力時，有利于減小彎曲的回彈。 由工藝分析可知，固定彎曲回彈影響最大的部分是最大半徑處，，此處屬于小圓角U形彎曲，故只考慮回彈值。查表4-1得，回彈值為30，由于回彈值很小，故彎曲凸、凹模均可按制件的基本尺寸標注，在試

63、模后稍加修磨即可。 表4-1單角彎曲的回彈值 材料 r/t 材料厚度t(mm) <0.8 0.8~2 >2 5A02 <1 15 >5 40 50 60 20 30 40 00 10 20 4.2.2模具間隙 對于U形件的彎曲，必須選擇合適模具間隙，凸模、凹模單邊間隙Z一般可按下式計算： 公式（4-4） 式中：Z/2——彎曲凸模、凹模單邊間隙 mm ——材料的最小厚度 mm t——材料

64、厚度 mm n——根據(jù)彎曲件的高度S和彎曲件的長度L確定的系數(shù)，見表4-2。 表4-2系數(shù)n 彎曲件的高度S/mm 材料厚度t/mm ≦0.5 >0.5-2 >2-4 >4-6 ≦0.5 >0.5-2 >2-4 >4-6 L≧2S L<2S 10 0-0.05 0-0.05 0-0.04 - 0-0.1 0-0.1 0-0.08 - 20 0-0.03 0-0.06 35 0-0.07 0-0.15 50 0-0.1 0-0.07 0-0.05 0-0.04

65、0-0.02 0-0.15 0-0.1 75 - 0-0.05 0-0.1 100 - - 150 - 0-0.1 0-0.07 - 0-0.2 0-0.15 200 - 0-0.07 - 0-0.15 查表得：n=0.1 由公式4-4得： 4.2.3凸、凹模橫向尺寸的確定 彎曲模的凸凹模工作部分尺寸確定比較復雜，不同的工作形狀其橫向工作尺寸的確定方法不同。 工件標注外形尺寸時，按磨損原則應以凹模為基準，先計算凹模，間隙取在凸模上。 當工件雙向?qū)ΨQ偏差時，凹模尺寸為： 公式（4-5） 當工件為

66、單向偏差時，凹模實際尺寸為： 公式（4-6） 凸模尺寸為： 公式（4-7） 或者凸模尺寸按凹模實際尺寸配制，保證單向間隙Z/2。 式中：L——彎曲件的基本尺寸(mm) LT、LA——凸模、凹模工作部分尺寸(mm) Δ——彎曲件公差 δT、δA——凸、凹模制造公差，選用IT7IT9級精度，亦可按選取。 Z/2——凸模與凹模的單向間隙,取Z=1.73 工件的彎曲外形尺寸為： 由于工件為單向偏差，所以凹模的實際尺寸為： 凸、凹模

67、制造公差： 由公式4-6凹模尺寸為： 由公式4-7凸模尺寸為： 由工件的尺寸要求，凸、凹模刃口處都應有相應的圓角，為保證彎曲件的尺寸精度，圓角按實際尺寸配做。 5主要零部件的設計 設計主要零部件時，首先要考慮主要零部件用什么方法加工制造及總體裝配方法。結(jié)合模具的特點，本模具適宜采用線切割加工的凸模固定板、凹模固定板、卸料板、凹模和凸模（外形凸模、內(nèi)孔凸模）。這種加工方法可以保證這些零件各個內(nèi)孔的同軸度，使裝配工作簡化。下面就分別介紹各個零部件的設計方法。 5.1工作零件的結(jié)構(gòu)設計 5.1.1落料凹模及沖孔凹模的計算 凹模采用整體凹模，各種沖裁的凹模孔均采用線切割機床加工，安排凹模在模架上位置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。 凹模厚度的