鉸鏈的級進(jìn)模具設(shè)計(jì)【沖壓?！?

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鉸鏈的級進(jìn)模具設(shè)計(jì)摘 要進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代以來，各式各樣的五金件成為了主流。由于在生活中許多都要用到五金件，因此，五金沖壓模具將不斷發(fā)展，在近幾十年里會(huì)有突飛猛進(jìn)的成果。通過翻閱這些參考資料和文獻(xiàn)，深入了解了當(dāng)代的模具先進(jìn)制造技術(shù)和沖壓成型技術(shù)。查找整理資料后，對一些模具設(shè)計(jì)實(shí)例有了解與學(xué)習(xí)，進(jìn)一步學(xué)習(xí)了沖壓模具設(shè)計(jì)的方法，并能對模具設(shè)計(jì)的成本價(jià)格做出估算，從而對模具設(shè)計(jì)有了方向性的指導(dǎo)。通過對深入學(xué)習(xí)，對此零部件模具設(shè)計(jì)時(shí)的設(shè)計(jì)方式有了雛形。先分析零件的沖壓工藝；確定模具的總體結(jié)構(gòu)；結(jié)合零件的沖壓工藝及模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)排樣圖；根據(jù)排樣圖，計(jì)算利用率、沖載力、壓力、選用設(shè)備及刃口的尺寸。根據(jù)資料再用AutoCAD，對模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后繪出裝配圖和零件圖進(jìn)行標(biāo)注，并編制零件的加工工藝卡，使理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)綜合運(yùn)用，從而培養(yǎng)和提高了我獨(dú)立工作的能力。關(guān)鍵詞：沖壓模具，沖孔，折彎IAbstractSince the 1990s, automobile security has become the biggest concern of producers and consumers. As the seat belt in the accident is still the major means of protection, so many high-end car manufacturers gradually increased for advanced seat belt Research and Technology has invested heavily, one result is to prompt the driver to wear seatbelts seat belts prompted. Read these references and literature, in-depth understanding of the contemporary mold of advanced manufacturing technology and injection molding technology. Find collating information, and learn about some of the mold design instance, to further study the method of stamping die design, and estimates of the cost price of the mold design, mold design has been directional guidance.Through in-depth study, this part mold design belt buckle designed to take shape. First analysis of the parts stamping process; to determine the overall structure of the mold; combination of parts stamping process and the overall structure of the mold design layout plan; layout diagram to calculate utilization, red contained, pressure, selection of equipment and the size of the cutting edge. Data re-use of PRO / E, mold design, then the three-dimensional map into a two-dimensional assembly drawings and parts diagrams to label, and the preparation of parts processing card, the integrated use of theory and production of practical knowledge, so as to nurture and improved my ability to work independently.Key Words:stamping die，blanking，punchingII目 錄摘 要 .........................................................................................................................................IAbstract ......................................................................................................................................II目 錄 .......................................................................................................................................III第 1 章 緒論...............................................................................................................................11.1 課題背景及目的 ..........................................................................................................11.2 模具行業(yè)發(fā)展的研究現(xiàn)狀 ...........................................................................................11.3 模具及其功能與作用 ...................................................................................................21.3.1 課題研究的主要目標(biāo) ........................................................................................21.3.2 課題研究的主要內(nèi)容 ........................................................................................31.3.3 課題研究的主要要求 ........................................................................................31.3.4 設(shè)計(jì)課題的要求 ................................................................................................4第 2 章 沖模設(shè)計(jì)程序與步驟概述...........................................................................................42.1 沖件工藝性分析 ...........................................................................................................42.2 確定合理的沖壓工藝 ...................................................................................................42.3 進(jìn)行工藝計(jì)算 ...............................................................................................................42.4 模具總體設(shè)計(jì) ...............................................................................................................52.5 選擇沖壓設(shè)備 ...............................................................................................................52.6 模具圖樣設(shè)計(jì) ...............................................................................................................6第 3 章 拉深模及沖裁模設(shè)計(jì)...................................................................................................73.1 毛坯尺寸計(jì)算 ...............................................................................................................73.2 工藝方案的確定 ...........................................................................................................83.3 進(jìn)行工藝計(jì)算 ...............................................................................................................93.3.1 排樣 ...................................................................................................................93.3.2 搭邊 ...................................................................................................................93.3.3 條料寬度的確認(rèn) .............................................................................................103.4 沖裁間隙 .....................................................................................................................103.5 沖壓工藝力和壓力中心的計(jì)算 .................................................................................12III3.5.1 沖裁力的計(jì)算 ..................................................................................................123.5.2 卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算 ..................................................................123.5.3 壓力機(jī)公稱壓力的確定 ..................................................................................133.5.4 模具壓力中心的確定 ......................................................................................133.6 模具零件加工工藝 .....................................................................................................143.7 沖裁模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .....................................................................................................173.7.1 模具類型的選擇 ..............................................................................................173.7.2 定位方式的選擇 ..............................................................................................173.7.3 卸料、出件方式的確定 ..................................................................................183.7.4 模架的選用 .....................................................................................................193.7.5 沖壓設(shè)備的選擇 ..............................................................................................23第 4 章 零部件的設(shè)計(jì)與選用...............................................................................................244.1 支撐固定及卸料零件 .................................................................................................244.2 彈性元件 .....................................................................................................................264.3 擋料銷 .........................................................................................................................264.4 模架及其他零部件的選用 .........................................................................................27第 5 章 模具制造工藝與工藝規(guī)程.......................................................................................285.1 模具制造工藝規(guī)程 .....................................................................................................285.1.1 工藝規(guī)程的定義、內(nèi)容與特點(diǎn) ......................................................................285.1.2 工藝規(guī)程的文件形式 ......................................................................................285.2 模具制造工藝規(guī)程的技術(shù)基礎(chǔ) .................................................................................285.2.1 模具成型件的結(jié)構(gòu)工藝及其要素 ..................................................................285.2.2 工藝基準(zhǔn)的確定 ..............................................................................................285.2.3 模具成型件的加工方法與制造精度 ..............................................................285.2.4 加工方法與表面粗糙度 ..................................................................................285.3 模具零件制造工藝規(guī)程的基本內(nèi)容 .........................................................................295.3.1 模具零件毛坯和加工余量 ..............................................................................29 5.3.2 模具零件制造工序、工序尺寸與公差 ..........................................................29 第 6 章 模具的使用...............................................................................................................30 IV6.1 模具檢測 ...................................................................................................................306.2 模具使用安全 ...........................................................................................................306.3 模具使用的要求 .......................................................................................................30 第 7 章 模具總裝圖...............................................................................................................31 總結(jié)與展望...............................................................................................................................32主要參考文獻(xiàn)...........................................................................................................................33致 謝.........................................................................................................................................340第 1 章 緒論1.1 課題背景及目的這些年來，中國模具工業(yè)一直以 15%左右的增長速度快速發(fā)展。沖壓技術(shù)在機(jī)械、航空、汽車、摩托車等行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和發(fā)展方向。沖壓工藝具有生產(chǎn)率高、生產(chǎn)成本低、材料利用率高、能成形復(fù)雜零件、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在某些領(lǐng)域已取代機(jī)械加工，并正逐步擴(kuò)大其工藝范圍。因此，沖壓技術(shù)對發(fā)展生產(chǎn)、增強(qiáng)效益、更新產(chǎn)品等方面具有重要作用。當(dāng)前，世界范圍內(nèi)的制造業(yè)面對著市場激烈競爭的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，在新能源的開發(fā)方面，多國競爭更是方興未艾，產(chǎn)品的開發(fā)周期已經(jīng)從過去的 1 年縮短至半年左右，并且還將繼承縮短。沖壓模具的制造周期是影響成品上市快慢的重要因素，沖壓模具的質(zhì)量在很大程度上決定了成品本身的外觀和質(zhì)量，所以沖壓模具是決定成品開發(fā)是否成功的樞紐因素。1.2 模具行業(yè)發(fā)展的研究現(xiàn)狀模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，被稱為“工業(yè)之母” 。75％的粗加工工業(yè)產(chǎn)品零件、50％的精加工零件由模具成型，絕大部分塑料制品也由模具成型。作為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)行業(yè)，模具涉及機(jī)械、汽車、輕工、電子、化工、冶金、建材等各個(gè)行業(yè)，應(yīng)用范圍十分廣泛。 “九五”以來，發(fā)達(dá)國家紛紛將制造業(yè)轉(zhuǎn)移到我國，使我國模具工業(yè)面臨空前的發(fā)展機(jī)遇。模具已從過去的“附屬產(chǎn)品”逐漸成為“獨(dú)立”的新型產(chǎn)業(yè)，我國已成為模具生產(chǎn)大國和消費(fèi)大國。國內(nèi)各行業(yè)的高速發(fā)展，在對模具工業(yè)提出了越來越高要求的同時(shí)，也大大加速模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前，國際模具行業(yè)競爭激烈，近兩年來德國模具整體價(jià)格已下降 1／4 左右，且全球 58％的模具由德國等西歐國家生產(chǎn)，中國等亞洲國家僅占極小的比例。目前，我國有模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約兩萬家左右，2003 年我國模具工業(yè)產(chǎn)值達(dá)到 450 億元，2005 年模具產(chǎn)值預(yù)計(jì)為 600 億元。按模具總量排名，緊隨日本、美國之后，居世界第 3 位。近兩年，我國的模具技術(shù)有了很大的提高，有些已接近或達(dá)到國際水平。我國的模具行業(yè)雖也已步入了高速發(fā)展時(shí)期，但存在的問題仍然不少。1目前，中國 17000 多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)約 50 多萬。1999 年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá) 245 億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占 50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占 6%，其它各類模具約占 11%。這些年來，中國模具工業(yè)一直以 15%左右的增長速度快速發(fā)展。模具工業(yè)是我國金屬制品的支柱，多數(shù)工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)都需要模具，小到手機(jī)蓋板，大到汽車頂，新加坡車門，都需要模具作為生產(chǎn)設(shè)備。機(jī)械、汽車、電子等產(chǎn)業(yè)是模具工業(yè)的主要市場，其中汽車、摩托車行業(yè)占有模具工業(yè)一半市場。國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大的動(dòng)力。每一型號的汽車都需要幾千副模具，價(jià)值上億元；每一型號的摩托車將近千副模具，價(jià)值 1000 多萬元。隨著我國汽車、摩托車市場競爭逐漸白熱化，十幾年、幾十年不變的型號車將淘汰出局，消費(fèi)者除追求其性能更完善，配置更為優(yōu)良外，對車輛外觀也十分挑剔。為了滿足消費(fèi)者的需要，汽車、摩托車行業(yè)必須不斷地推出新產(chǎn)品、新型號。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展，加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校也在積極開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。1.3 課題研究的主要目標(biāo)和內(nèi)容1.3.1 課題研究的主要目標(biāo)1、 翻譯 1-2 篇與專業(yè)課程相關(guān)的最新英文文獻(xiàn)，文獻(xiàn)翻譯要求在 2000 字以上；2、 查閱和整理文獻(xiàn)并提交一篇反映課題內(nèi)容的文獻(xiàn)綜述，文獻(xiàn)綜述在 3000 字以上；3、按照要求結(jié)合文獻(xiàn)綜述，按時(shí)提交一份開題報(bào)告；根據(jù)選定的沖壓件進(jìn)行測繪設(shè)計(jì)， （或模擬數(shù)據(jù)） ；4、獨(dú)立完成汽車零部件沖壓模具的設(shè)計(jì)。確定沖壓工藝方案，設(shè)計(jì)合理的模具結(jié)構(gòu)；合理的選用模具材料和壓力機(jī)，具有分析解決沖壓工藝中質(zhì)量問題的能力，內(nèi)容上注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，全方位地表達(dá)模具的工作情況，模具的設(shè)計(jì)要有效地體現(xiàn)出“以應(yīng)用為目的”的特色，實(shí)用價(jià)值要高。5、完成模具總裝配圖設(shè)計(jì)、模具主要零部件的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)圖正確、實(shí)用、美觀。2選擇一至二個(gè)成型零件進(jìn)行加工制造工藝設(shè)計(jì)。6、按照開題報(bào)告的進(jìn)度計(jì)劃，獨(dú)立進(jìn)行模具設(shè)計(jì)所需的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)計(jì)算，結(jié)合個(gè)人的設(shè)計(jì)思路及相關(guān)的計(jì)算及理論依據(jù)，撰寫課題論文，做到文字通順，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，內(nèi)容精煉，講述要詳細(xì)，針對性、實(shí)用性要強(qiáng)，論文正文不少于 15000 字。7、目的：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是本（專）科教學(xué)過程最后的也是最重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能，提高分析與解決實(shí)際問題的能力；使學(xué)生得到從事實(shí)際工作所必需的基本訓(xùn)練并具備科學(xué)研究工作的初步能力。通過這一教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生可以得到科學(xué)研究素養(yǎng)、創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，因而是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的一次較為系統(tǒng)的訓(xùn)練。1.3.2 課題研究的主要內(nèi)容1）模具的設(shè)計(jì)計(jì)算；2）模具的材料選用；3）繪制模具裝配圖;4）畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書((一篇完整的畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書或畢業(yè)論文通常由題名（標(biāo)題） 、摘要、目次頁（目錄） 、引言（前言） 、正文、結(jié)論、致謝（謝辭） 、參考文獻(xiàn)和附錄等幾部分構(gòu)成（排版要求按教務(wù)處規(guī)定執(zhí)行） 。1.3.3 課題研究的主要要求要求：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)注重以下方面能力的培養(yǎng)：1、調(diào)查研究，檢索和查閱中外文獻(xiàn)和收集資料的能力；2、理論分析，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)論證、分析比較的能力；3、設(shè)計(jì)、計(jì)算和繪圖的能力；4、實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)據(jù)處理的能力；5、外文閱讀和翻譯能力；6、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力；3第 2 章 沖模設(shè)計(jì)程序與步驟概述2.1 沖件工藝性分析1）根據(jù)鎖提供的產(chǎn)品圖樣，分析沖壓檢的形狀、尺寸、精度、斷面質(zhì)量、裝配關(guān)系等要求。2）根據(jù)沖壓檢的生產(chǎn)批量，決定模具的結(jié)構(gòu)形式、選用材料。3）分析圖樣上沖壓件所用材料是否符合沖壓工藝要求。決定是否采用條料、板料、卷料還試邊角廢料。4）根據(jù)工廠現(xiàn)有設(shè)備情況以及沖壓件和沖壓件批量對設(shè)備的要求選擇合適的壓力機(jī)。5）根據(jù)工廠的制造水平及裝備情況，為模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。6）了解模具標(biāo)準(zhǔn)部件商品的供應(yīng)狀況。2.2 確定合理的沖壓工藝方案1）根據(jù)對制件所作的工藝分析，確定基本的工序性質(zhì)，如落料、沖孔、彎曲等。2）進(jìn)行工藝計(jì)算，確定工序數(shù)目，如拉深次數(shù)等。3）根據(jù)沖件生產(chǎn)批量和條件（材料、設(shè)備沖件精度）確定工序組合，如采用復(fù)合沖壓工序或連續(xù)沖壓工序。4）根據(jù)各工序的變形特點(diǎn)、尺寸要求等確定工序排列順序，如采用先沖孔后彎曲，還是先彎曲后沖孔。2.3 進(jìn)行工藝計(jì)算1）計(jì)算毛坯尺寸，合理排樣并繪制排樣圖，計(jì)算出材料利用率。2）計(jì)算沖壓力，其中包括沖裁力、彎曲力、拉深力、卸料力、推件力、壓邊力等，以確定壓力機(jī)。3）選定壓力機(jī)型號、規(guī)格。4）計(jì)算壓力中心，以免模具受偏心負(fù)荷而影響模具的使用壽命。5）計(jì)算并確定模具主要零件（凸模、凹模、凸模固定板、墊板等）的外形4尺寸以及彈性元件的自由高度。6）確定凸凹模間隙，計(jì)算凸凹模工作部分的尺寸。7）確定拉深模的壓邊圈、拉深次數(shù)、各種中間工序模具的尺寸分配，以及半成品尺寸計(jì)算等。2.4 模具總體設(shè)計(jì)2.4.1 進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定結(jié)構(gòu)件形式和標(biāo)準(zhǔn)。1）成形工作零件與標(biāo)準(zhǔn)確定 如凸模、凹模及凸凹的結(jié)構(gòu)形式是整體、組合還是鑲拼的。2）選定定位元件 如采用定位板或擋料銷或?qū)дN等。對于級進(jìn)模，還要考慮是否用始用擋料銷、導(dǎo)正銷和定距凸模（側(cè)刃）等。3）卸料與推件機(jī)構(gòu)及構(gòu)件的確定 卸料有剛性卸料和彈性卸料兩種形式。剛性卸料通常采用固定卸料板結(jié)構(gòu)形式，彈性卸料常采用彈簧或橡皮作為卸料元件。4）導(dǎo)向零件的種類和標(biāo)準(zhǔn)的確定 包括是否采用導(dǎo)向零件，采用何種形式的導(dǎo)向零件。設(shè)計(jì)中最常用的有滑動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向和滾動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向。2.4.2 模架種類及規(guī)格的確認(rèn)1）繪制模具整體結(jié)構(gòu)草圖，初步計(jì)算并確定模具閉合高度，概算模具外形尺寸。2.5 選擇沖壓設(shè)備根據(jù)工廠現(xiàn)有設(shè)備情況以及要完成的沖壓工序性質(zhì)，沖壓加工所需的變形力、變形功及模具閉合高度和輪轂尺寸等主要因數(shù)，選用壓力機(jī)的型號、規(guī)格，選用壓力機(jī)時(shí)必須滿足以下條件：1） 壓力機(jī)公稱壓力必須大于沖壓力。2） 模具的閉合高度應(yīng)在壓力機(jī)的最大閉合高度和最小閉合高度之間當(dāng)多副模具安裝在同一臺(tái)壓力機(jī)上時(shí)，多副模具應(yīng)該有同一個(gè)閉合高度。3）壓力機(jī)的滑塊行程必須滿足制件的成形要求。拉深時(shí)為了便于放料和取料，其行程必須大于拉深高度的 2-2.5 倍。54）為了便于安裝模具，壓力機(jī)工作臺(tái)面尺寸應(yīng)大于模具下模座尺寸，一般每邊大 50-70mm。臺(tái)面上的孔應(yīng)能保證制件或廢料漏卸。2.6 模具圖樣設(shè)計(jì)2.6.1 繪制模具總圖1）主視圖 常取模具的工作位置，采用剖面畫法。2）俯視圖和仰視圖 俯視圖（或仰視圖）一般是將模具的上模部分（或下模部分）拿掉，視圖只反映模具的下模俯視（或上模仰視）可見部分，這是沖模的一種習(xí)慣畫法。3）側(cè)視圖和局部視圖等視圖必要時(shí)畫出。4）制件圖 常畫在圖樣的右上角，要注明制件的材質(zhì)、規(guī)格以及制件本身的尺寸、公差及有關(guān)的技術(shù)要求。對于有數(shù)副模具沖壓成的制件，除畫出本工序成品制件圖外，上要畫出上工序的半成品圖（毛坯圖一般放在圖樣的左上角） 。5）排樣圖 對落料模、復(fù)合模和級進(jìn)模，必須在制件圖的下面畫出排樣圖。排樣圖上應(yīng)標(biāo)有料寬、步距和搭邊值。復(fù)雜和多工位級進(jìn)模的排樣圖，一般單獨(dú)繪制在一張圖樣上。6）技術(shù)要求及說明 一般在標(biāo)題欄的上方寫出該模具的沖壓力、模具閉合高度、模具標(biāo)記所選設(shè)變型號等其他要求。6第 3 章 沖裁模設(shè)計(jì)3.1 毛坯尺寸計(jì)算圖 2.1 零件圖（1）名稱：鉸鏈 材料：SUS304，厚度為 4.0mm，抗剪強(qiáng)度：400~520MPa；（2）生產(chǎn)批量：大批量；（3）結(jié)構(gòu)：彎曲件；（4）尺寸精度：制件精度為 GB/T13914-92 的 FT10 級。通過分析，此制件為簡單型冷沖件，形狀相對簡單。需要切邊、沖孔、折彎、擠圓等多道工序完成加工。在整個(gè)模具的設(shè)計(jì)工程中，模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安排的是否合理將極大的影響整副模具的使用性能。材料為 SUS304，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)構(gòu)相對簡單，工件尺寸精度不是很高，主要是折彎工序。3.2 工藝方案的確定（1）工序性質(zhì)：切邊、沖孔、折彎、擠圓。7（2）組合程度：1）單序模：沖孔、切邊、折彎、擠圓。2）級進(jìn)模：切邊、沖孔、折彎、擠圓。方案①模具結(jié)構(gòu)比較簡單，但模具比較多，生產(chǎn)效率太低，制造成本高，不適合大批量加工。方案②只需要一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度比較容易保證，由于該件的簡單，采用級進(jìn)模的方式，生產(chǎn)效率高，適合大批量生產(chǎn)。通過對上述兩種方案的比較，該件的生產(chǎn)采用第二種方案為佳，生產(chǎn)效率高，既能滿足制造要求又能符合經(jīng)濟(jì)要求。3.3 進(jìn)行工藝計(jì)算圖 3.1 毛坯圖據(jù)圖 3.1 毛坯圖所示，此工件相對簡單，尺寸上圖都已標(biāo)注。毛坯的尺寸 L 為：毛呸長度方向尺寸 L1=47.6mm寬度方向尺寸 L2=40mm；8產(chǎn)品的厚度尺寸為 4.0mm；經(jīng)過計(jì)算，該零件的毛胚尺寸為 47.6X40X4.0mm。3.3.1 排樣排樣起先是指沖裁件在條料、帶料、板料上的布置方式。排樣圖既要在冷沖壓工藝規(guī)程中反映出來，用來指導(dǎo)沖壓生產(chǎn)，又要在模具裝配里反映出來，在模具加工和裝配中起參考作用，所以畫排樣圖是冷沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)中極為重要的，且技術(shù)性很強(qiáng)的設(shè)計(jì)工作。選擇合理的排樣布局方式，是提高材料利用率、降低生產(chǎn)成本和保證工件質(zhì)量的有效措施。根據(jù)沖裁件在板料上的布置方式，排樣形式有直排、單行排、多行排、斜排、對頭直排和對頭斜排等 多種排列方式。排樣方法可分為三種，有廢料排樣、少廢料排樣、無廢料排樣。在沖壓生產(chǎn)實(shí)際中，由于零件的形狀、尺寸、精度要求、批量大小和原材料供應(yīng)等方面的影響，沒有一種固定不變的合理排樣方案。因此，決定排樣方案時(shí)應(yīng)遵循的原則是：保證在最低的材料消耗和最高的勞動(dòng)生產(chǎn)率的條件下得到符合技術(shù)條件的要求的零件，同時(shí)要考慮方便生產(chǎn)操作、沖模結(jié)構(gòu)簡單、壽命長以及車間生產(chǎn)條件和原材料供應(yīng)情況。綜合考慮我們選用直排式，有廢料排樣3.3.2 搭邊排樣中相鄰兩工件之間的余料或工件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊的作用一是補(bǔ)償定位誤差和剪板誤差；二是增加條料剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊是廢料，從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值應(yīng)愈小愈好。但過小的搭邊容易擠進(jìn)凹模，9增加刃口磨損，降低模具壽命，并且也影響沖裁件的剪切表面質(zhì)量。一般來說，搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)確定的。搭邊值為 4.2mm3.3.3 條料寬度的確定根據(jù)材料的合理利用程度，排料方法選用直排。查李奇涵主編的《沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)》P56 表 3-9，得，a=2.5， =3.0 考1a慮此制件的特殊性，取 a=2.5mm =3.0mm1a=（ 39.6+2X4.2）=48式中：B——料寬基本尺寸；——條料寬度方向制件輪廓最大尺寸；ln——側(cè)刃個(gè)數(shù)；b——側(cè)刃沖切的料邊寬度；——條料剪切公差，此處查表得 =0.1??3.4 沖裁間隙沖 裁 間 隙 是 指 沖 裁 模 的 凸 模 和 凹 模 刃 口 之 間 的 尺 寸 之 差 。 單 邊 間 隙 用 C 表 示 ，雙 邊 間 隙 用 Z 表 示 。 凸模和凹模刃口尺寸和公差直接影響工件的尺寸精度。由于凹、凸模之間存在著間隙，所以沖裁件斷面都有錐度。沖孔落料件都是測量其光亮帶部分的尺寸，而沖孔的光亮帶是凸模擠入而形成的，落料的光亮帶是落料件擠入凹模型孔形成的，故沖孔時(shí)孔的尺寸由凸模決定，落料時(shí)的外形尺寸由凹模決定。由于沖裁時(shí)凸、凹模的磨損，使凸、凹模實(shí)體尺寸變小，故在設(shè)計(jì)凸、凹模尺寸時(shí)應(yīng)考慮凸、凹模的磨損方向，使其磨損之后還能保證沖件尺寸的要求?？紤]凸、凹模制造公差的方向，確定凸、凹模的基本尺寸。1、凸、凹模制造公差： maxin,0.4,.6ZZ????????凸 凹 凸 凹＋102、刃口尺寸計(jì)算公式：（1） 、沖孔磨后變小的公式： ??0mini0bxZ?????凸 凹凸凹 凸（2） 、落料磨后變大的公式： ??max0inAZ?????凹凸凹凸 凹按以上（1） 、 （2）之法可得出：（3） 、沖孔磨后變大的公式： ??max0inZ?????凹凸凹凸 凹（4） 、落料磨后變小的公式： ??0mini0BbxZ????凸 凹凸凹 凸（5） 、C 是磨后不變的尺寸，其公式為 ??min/28C???凸 凹以上各式中： 、 、 、 ——為凸、凹?；境叽?；b凸 凹 A凹 凸、 —— 為最大、最小極限尺寸；maxin——為最小初始間隙；iZ——為工件公差；?——精度等級系數(shù)，并有：（高于）IT11 時(shí)xx=1;IT11~IT12 時(shí) x=0.75；、 ————凸、凹模制造公差。?凸 凹3、具體的計(jì)算如下：查表確定初始間隙： ;014.maxin?Z1104.max????niZ4、計(jì)算凸、凹模制造公差： m06.16.04凹凸 ?Z?3.5 沖壓工藝力和壓力中心的計(jì)算3.5.1 沖裁力的計(jì)算1.沖裁力的計(jì)算：沖裁力是沖裁過程中凸模對板料的壓力，它是隨凸模行程而變化的。對沖裁力有直接影響的因素主要有板料的力學(xué)性能、厚度與沖裁件的輪廓周長。平刃口沖裁力可按下式計(jì)算：（公式 3-12）??KLF?式中 ——沖裁力（ ） ； ——沖裁件周邊長度（ ） ；NLm——材料抗剪強(qiáng)度（ ） ——材料厚度（ ） ；?aMP?——系數(shù)，通常 。K3.1查表可知 ，抗剪強(qiáng)度按 計(jì)算，則沖裁力為：b=460~52Pab=490Pa?TKLF5.9..????2、沖孔力的計(jì)算：；4.05.173.??；n7190推推；TFK.6.??頂頂3.5.2 卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算根據(jù)沖裁件料厚查《冷沖模設(shè)計(jì)及制造》表 3-16 可得：；06.、05.、045.頂推卸 ???KKK所以： ；TF439.?卸卸3.5.3 壓力機(jī)公稱壓力的確定沖裁時(shí)，壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于沖壓力 ， 為沖裁力和與沖裁)(總F總12力同時(shí)發(fā)生的卸料力、推件力或頂出力的總和。根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)，沖壓力計(jì)算應(yīng)分別對待，即當(dāng)模具結(jié)構(gòu)采用彈壓卸料裝置和下出件方式時(shí)：（公式 3-16）準(zhǔn)卸總 F??當(dāng)模具結(jié)構(gòu)采用彈壓卸料裝置和上出件方式時(shí)：（公式 3-17）頂卸總F當(dāng)模具結(jié)構(gòu)采用剛性卸料裝置和下出件方式時(shí)：（公式 3-18）推總 ??本論題模具采用彈壓卸料裝置和下出件方式，其總壓力包括：沖裁力、卸料力和推件力。所以其總壓力為：=11.5T準(zhǔn)卸總 F??一般按公稱壓力的 80%要大于等于沖壓總壓力來選用壓力機(jī)，即（公式 3-19）總公 稱F??%80所以：預(yù)選壓力機(jī)的公稱壓力為： (KN)T30公 稱3.5.4 模具壓力中心的確定模具的壓力中心，就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。求壓力中心的方法是：采用求空間平行力系的合力作用點(diǎn)。根據(jù)力學(xué)原理，各分力對某軸力矩之和等于某合力對同軸之矩，則可得壓力中心坐標(biāo)計(jì)算公式：（公式 3-20）12310 niniFxFxx?????…（公式 3-21）12310 niniFyFyy????…據(jù)此，本設(shè)計(jì)確定零件的壓力中心如下：131）把整個(gè)刃口輪廓按基本要素劃分成 、 、… ，并計(jì)算各基本線段長度，應(yīng)為1L210產(chǎn)品為規(guī)則形狀的圖片所以壓力中心為產(chǎn)品中心3.6 模具零件加工工藝各種結(jié)構(gòu)的沖裁模，一般都是由工作零件(包括凸模、凹模)、定位零件(包括擋料銷、導(dǎo)尺等)、卸料零件( 如卸料板)、導(dǎo)向零件( 如導(dǎo)柱、導(dǎo)套)和安裝固定零件(包括上下模座、墊板、凸凹模固定板、螺釘和定位銷)等 5 種基本零件組成。采用彈性卸料板的沖裁模，其凸凹模的長度應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)確定。采用線切割機(jī)床加工，為了使模具裝配方便將落料凸凹模設(shè)計(jì)成直通式，采用彈性卸料板的沖裁模，基本結(jié)構(gòu)如圖 3.3 所示。凸凹模的長度按式 (3—2)計(jì)算：L＝30 ＋5+25＋4+4mm (公式 3—2)式中 L1──凸凹模固定板厚度，單位 mm；l2──缷料板的厚度，單位 mm；l3──導(dǎo)尺的厚度，單位 mm。圖 3.3 沖針式中的 15~20mm 包括凸凹模進(jìn)入凹模的深度、凸凹模修磨量、沖模在閉合狀態(tài)下缷料板到凸凹模固定板間的距離。一般應(yīng)根據(jù)具體結(jié)構(gòu)再加以修正。這里設(shè)計(jì)的凸凹模長度按式 (3—3)計(jì)算：L= 30+5+25+4+4 (公式 3—3)14式中 l1──凸凹模固定板厚度，單位 mm；l2──缷料板的厚度，單位 mm；t──材料厚度，單位 mm；其中，式中 h 取 15~20mm。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制，并保證雙面間隙在 0.2mm。凸凹模固定板厚度取 30mm。卸料板的厚度為 25mm， ，緩沖長度 5mm.則凸凹模長度根據(jù)公式 L＝l1＋l2 +h ，即 L=(30＋5＋25+4+4)mm ＝68mm。結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計(jì)成直通式，采用線切割機(jī)床加工，所以無需對其進(jìn)行強(qiáng)度校核。沖裁時(shí)凸凹模進(jìn)入凹模刃口 4mm。如圖 3.4 所示:圖 3.4 凹模凹模類型很多，凹模的外形有圓形和板形；結(jié)構(gòu)有整體式和鑲嵌式；刃口也有平刃和斜刃。這次設(shè)計(jì)凹模采用板形，結(jié)構(gòu)采用整體式，刃口采用平刃。凹模的固定方法，采用螺釘和銷釘將凹模固定在下模座上，保證螺釘（或沉孔）間、螺孔與銷孔間及螺孔、銷孔與凹模刃壁間的距離不能太近，不然會(huì)影響模具壽命。凹模外型尺寸按公式如下計(jì)算： 12()L??為壓力中心到最遠(yuǎn)型孔的壁間距。按照型孔的布置，凹模的外形尺寸 分別為：1L 1L平行于送料方向的凹模型孔最遠(yuǎn)壁間距離：15∥＝60mm；1L垂直于送料方向的凹模型孔最遠(yuǎn)壁間距離：⊥=60mm；1為凹模型孔到孔壁的距離：2L=60mm，2L平行于送料方向的凹模外形尺寸為：L∥ =2( ∥＋ )=2 (60+60)=120m12?判斷送料方向：所以為橫向送料。該副落料沖壓冷沖模的送料導(dǎo)向零件采用用導(dǎo)料板，可以很好的起到定位和導(dǎo)向的作用，而且結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用。由于本次設(shè)計(jì)采用級進(jìn)模，所以在卸料板上開有擋料銷的讓孔，可以很好的保證模具的運(yùn)作。如圖：163.7 沖裁模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.7.1 模具類型的選擇圖 3.7.1 級進(jìn)模3.7.2 定位方式的選擇緊固零件有：螺釘用于固定模具零件，而銷釘則起定位作用。卸料螺釘 M8 固定螺釘 M8 以及 φ8 銷釘。定位零件是指保證條料或毛坯在模具中的位置正確的零件。包括導(dǎo)料板（或?qū)Я箱N） 、擋料銷等。導(dǎo)料板對條料送進(jìn)起導(dǎo)向作用，擋料銷限制條料送進(jìn)的位置。屬于送進(jìn)導(dǎo)向的定位零件有導(dǎo)料銷、導(dǎo)料板、側(cè)壓板等；屬于送料定距的定位零件有用擋料銷、導(dǎo)正銷、側(cè)刃等；屬于塊料或工序件的定位零件有定位銷、定位板等。所以，綜合考慮，該模具應(yīng)采用擋料板結(jié)構(gòu)。3.7.3 卸料、出件方式的確定卸料板一般分為剛性卸料板和彈性卸料板兩種形式。彈性卸料板有敞開的工作空間，操作方便，生產(chǎn)效率高，沖壓前可對毛坯有預(yù)壓作用，沖壓后也可使沖壓件平穩(wěn)卸料，所以這里選用彈性卸料裝置。17圖 3.8 彈壓卸料裝置為了得到平整的工件，模具采用彈壓式卸料結(jié)構(gòu)，使條料在沖孔后可以脫離凸模，所以用橡膠為彈性元件。卸料力由矩形彈簧提供。矩形彈簧的自由高度取 55mm。因?yàn)闆_裁材料較薄，而且有彎曲成型，所以沖壓時(shí)需對零件起壓料作用，所以選用彈壓卸料裝置。卸料板厚度一般取凹模厚度的（0.7～1.0）倍，所以取為 25mm，其外形尺寸一般與凹模相同。因?yàn)樵跊_壓過程中，凸模自然會(huì)將沖件從凹模中卸下，所以這里不需要有推件與頂出裝置。卸料板采用 DF-2 制造，淬火硬度為 40~45HRC。彈壓卸料板與凸模的單邊間隙可根據(jù)沖裁模厚度按表 11-2 選用，這里工件厚度為 1，所以卸料板與凸模間隙取 0.2。表 3-1 彈壓卸料板與凸模間隙值 （mm）材料厚度 t ＜0.5 0.5~1 ＞1單邊間隙 Z 0.05 0.1 0.218圖 3.9 卸料板3.7.4 模架的選用模架是上模座、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套的組合體。有導(dǎo)柱模模架、導(dǎo)板模模架。該模具應(yīng)選擇后置導(dǎo)柱。選用滑動(dòng)導(dǎo)柱和導(dǎo)套，其結(jié)構(gòu)和尺寸都有標(biāo)注規(guī)定。導(dǎo)套內(nèi)孔有儲(chǔ)油槽，以便儲(chǔ)油潤滑，內(nèi)孔與導(dǎo)柱滑動(dòng)配合；導(dǎo)柱的兩端基本尺寸相同，公差不同。按照標(biāo)注選用時(shí)，L 應(yīng)保證導(dǎo)柱的上端面與上模座的上平面之間的距離不小于 10～15mm，以保證凸、凹模經(jīng)多次刃磨而使模具閉合高度變小后，導(dǎo)柱也不會(huì)影響模具正常工作；而下模座的下平面與導(dǎo)柱壓入端的端面之間的距離不應(yīng)小于 2～3mm，以保證下模座在壓力機(jī)工作臺(tái)上的安裝固定；導(dǎo)套的上端面與上模座上平面之間的距離應(yīng)大于 2～3mm，以便排氣和出油。導(dǎo)套的外徑和上模座采用過盈配合（H7/r6） ；導(dǎo)柱的下部與下模座導(dǎo)柱孔采用過盈配合（H7/r6） 。導(dǎo)柱、導(dǎo)套之間采用間隙配合，其配合間隙必須小于沖裁間隙，沖裁間隙小的一般按照 H6/h5 配合，沖裁間隙大的一般按照 H7/h6 配合。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，模架主要有兩大類：一類是由上模座、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)柱模架；另一類是是由彈壓導(dǎo)板、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)板模模架。模架及其組成零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，并對其規(guī)定了一定的技術(shù)條件。19導(dǎo)柱模模架按導(dǎo)向結(jié)構(gòu)形式分為滑動(dòng)導(dǎo)向和滾動(dòng)導(dǎo)向兩種。滑動(dòng)導(dǎo)向模架的精度等級分為Ⅰ級和Ⅱ級，滾動(dòng)導(dǎo)向模架的精度等級分為 0Ⅰ級和0Ⅱ級。各級對導(dǎo)柱、導(dǎo)套的配合精度、上模座上平面對下模座下平面的平行度、導(dǎo)柱軸心線對下模座下平面的垂直度等都規(guī)定了一定的公差等級。這些技術(shù)條件保證了整個(gè)模架具有一定的精度，也是保證沖裁間隙均勻性的前提。有了這一前提，加上工作零件的制造精度和裝配精度達(dá)到一定的要求，整個(gè)模具達(dá)到一定的精度就有了基本點(diǎn)保證。滑動(dòng)導(dǎo)向模架的結(jié)構(gòu)形式有 4 種：對角導(dǎo)柱模架、中間導(dǎo)柱模架、四角導(dǎo)柱模架、后側(cè)導(dǎo)柱模架。后側(cè)導(dǎo)柱模架的特點(diǎn)是導(dǎo)向裝置在后側(cè)，橫向和縱向送料都比較方便，但如果有偏心載荷，壓力機(jī)導(dǎo)向又不精確，就會(huì)造成上模歪斜，導(dǎo)向裝置和凸、凹模都容易磨損。從而影響模具壽命。此模具一般用于較小的模架。該模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，這種模架的導(dǎo)柱在模具的一邊。以 凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。查《沖壓模具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)與范例》書第 231 頁，得到以下數(shù)據(jù)：500*250*204mm，上模座厚度 h 上模取 50mm，上固定板厚度 h 固取 30mm，卸料板厚 25，下模板厚 30，下模座厚度 h 下模取 50mm，那么，該模具的閉合高度：H 閉=H 上模+H 上墊板 + H 固+L+H 卸料+H 凹+ +H 下模=204mm式中：L——固定板與卸料板閉合后的間隙，L=5.0mmH——凹模厚度，H=30mmh2——凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，h2=4mm可見該模具閉合高度小于所選壓力機(jī) J23—25 的最大裝模高度（ 265mm） ，可以使用。模座分帶導(dǎo)柱和不帶導(dǎo)柱兩種，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品要求確定是否采用帶導(dǎo)柱的模座。模座一般分為上、下模座，其形式基本相似。上、下模座的作用是直接或間接地安裝沖模的所有零件，分別與壓力機(jī)滑塊和工作臺(tái)連接，傳遞壓力。因此，必須十分重視上、下模座的強(qiáng)度和剛度。模座因強(qiáng)度不足會(huì)產(chǎn)生破壞；如果剛度不足，工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的彈性變形，導(dǎo)致模具的彈性零件和導(dǎo)向零件和導(dǎo)向零件迅速磨損，這是常見的卻又往往不為人們所重視的現(xiàn)象。設(shè)計(jì)時(shí)按標(biāo)準(zhǔn)選用模架或模座。在不能使用標(biāo)準(zhǔn)的情況下，設(shè)計(jì)沖模模座時(shí)注意20以下幾點(diǎn)。（1）模座的外形尺寸根據(jù)凹模周界尺寸和安裝要求來確定。對于圓形模座，其直徑應(yīng)比凹模板直徑大 30~70mm。對于矩形模座，其長度應(yīng)比凹模板長度大 40~70mm，而寬度可以等于或略大于凹模板寬度，但應(yīng)考慮有足夠位置來安裝導(dǎo)柱、導(dǎo)套。模座的厚度取凹模板厚度的 1.