【正文】 力的目的是為了合理地選用壓力機(jī)和為設(shè)計(jì)模具提供重要依據(jù)。 查《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)》表 313， 314 得： K 卸 =~， K 推 =~，濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文 16 K 頂 =~ 取 K 卸 =， K 推 =， K 頂 =， 則：凸模卸料力 P 卸 1= 12KN= 凸凹模卸料力 P 卸 2= 435KN= 凹模推件力 P 推 = 435= 凸凹模頂件力 P 頂 = 12= 壓力中心 分析 模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)形式適用于中小型沖壓件及尺寸精度要求比較高的模具 （ 2） 組合式凹模 組合式凹模工作部分和非工作部分是分別制造的。 圖 凸模刃口形式 3．凹模結(jié)構(gòu)尺寸的確定 沖裁時(shí)凹模承受沖裁力和側(cè)向力的作用，由于凹模的結(jié)構(gòu)形式不一，受力狀態(tài)又比較復(fù)雜，目前還不可能用理論計(jì)算法確定凹模尺寸，在生產(chǎn)中大都采用下列經(jīng)驗(yàn)公式概略的計(jì)算凹模尺寸。 本次設(shè)計(jì)為了便于裝配，選用第一種形式的凸模。凸模長度可按計(jì)算結(jié)果根據(jù)國標(biāo)的長度系列選取。固定卸料板固定在凹模上面，卸 料力大，但無壓料作用，多用于厚料沖裁模，凸模與卸料板單面有 ~。導(dǎo)板不僅有卸料功能，更重要的是對(duì)凸模導(dǎo)向保護(hù)，因而提高了模具的精度和壽命 當(dāng)沖件材料厚度＞ ～ 3mm 時(shí)，導(dǎo)板孔與凸模配合為 H7/h6 廢料切刀也是卸 料的一種形式，它是利用沖裁時(shí)凹模下壓廢料于切刀刃 口上，將廢料切斷，從而達(dá)到卸料的目的。 為了保證有足夠的卸料 力，以便使制件和廢料能順利地從凸、凹模上卸下來，在設(shè) 計(jì)沖模時(shí)，必須恰當(dāng)?shù)剡x用彈簧和橡膠的尺寸。 （ 1） 固定擋 料銷 其結(jié)構(gòu)簡單，常用的為圓頭形式，一般裝在凹模上，適用于帶固定卸料板和彈性卸料板的沖模中。導(dǎo)正銷可裝落料凸模上，也可裝在固定板上。 （ 3）套筒式導(dǎo)向 這種導(dǎo)向十分精確，導(dǎo)柱和套筒有很大的接觸面，磨損較慢，使用時(shí)間長，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且工作空間太小操作不便，只有在沖制鐘表等精密小零件時(shí)才使用。但由于導(dǎo)柱導(dǎo)套偏置，易引起單邊磨損，不適于浮動(dòng)模柄的模具。 1．上下模板 模板分上模板和下模板，整個(gè)模具的各個(gè)零件都直接或間接地固定在上下模板上，因此它是整個(gè)模具的基礎(chǔ)。墊板的外形尺寸與凹模周界尺寸一致，其厚度尺寸可參照 周界尺寸按國標(biāo)確定，一般為 3～ 10mm。若采用浮動(dòng)模柄，沖 床滑塊的運(yùn)動(dòng)誤差不會(huì)影響上、下模的導(dǎo)向，但導(dǎo)柱與導(dǎo)套不能脫離。 銷 釘 選 用 圓 柱 銷 ， 共 有 2 個(gè) Φ 16 90GB/T1191986 圓 柱 銷 、 2 個(gè)Φ 16 70GB/T1191986 圓柱銷、 2個(gè) Φ 12 100GB/T1191986 圓柱銷。這是 CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）的主要思想。 PRO/E 軟件簡介 1985 年， PTC 公司成立于美國波士頓，開始參數(shù)化建模軟件的研究。全相關(guān)性鼓勵(lì)在開發(fā)周期的任一點(diǎn)進(jìn)行修改，卻沒有任何損失，并使并行工程成為可能，所以能夠使開發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮其作用。數(shù)據(jù)管理模塊的開發(fā)研制，正是專門用于管理并行工程中同時(shí)進(jìn)行的各項(xiàng)工作，由于使用了 Pro/ENGINEER獨(dú)特的全相關(guān)性功能，因而使之成為可能。 此次設(shè)計(jì)綜合了大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，將所學(xué)知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系在一起。馬海健老師在學(xué)術(shù)上治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、工作認(rèn)真、對(duì)學(xué)生要求嚴(yán)格；在生活中平易近人、善解人意，成為我的良師益友，對(duì)我的課題的順利完成幫助巨大。重要的，在本次設(shè)計(jì)中比較系統(tǒng)地學(xué)會(huì)了模具的在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用，知道了為什么要學(xué)習(xí)它，怎樣去學(xué)習(xí)它，以及如何具體的把它應(yīng)用于實(shí)踐中，加深了對(duì)先進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力的理解。高級(jí)的功能支持大型復(fù)雜裝配體的構(gòu)造和管理，這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制。這些特征是一些普通的機(jī)械對(duì)象，并且可以按預(yù)先設(shè)置很容易的進(jìn)行修改。經(jīng)過 10 余年的發(fā)展， Pro/ENGINEER 已經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。 CAD/CAM 系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 現(xiàn)有的或正在開發(fā)的 CAD/CAE/CAM 系統(tǒng)可分為三種類型。發(fā)達(dá)國家競相推出其成熟的商品化軟件，對(duì) CAD、 CAE 和 CAM 技術(shù)在各自領(lǐng)域的發(fā)展起到了相當(dāng)重要的促進(jìn)作用。鏍釘主要連接沖模中各零件，使其成為整體，而銷釘則起固定作用。 固定板主要用于小型凸、凹模等工作零件的固定。模座分為導(dǎo)柱（套）和不帶導(dǎo)柱（套）兩種。 ③ 對(duì)角導(dǎo)柱模架：其兩個(gè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套布置于模具的對(duì)角線上，不但受力均衡，且能實(shí)現(xiàn)縱橫兩個(gè)方向送料。 2．模架 模架由模座、導(dǎo) 柱、導(dǎo)套及模柄等零件組成。帶側(cè)刃的沖裁模操作方便，送料步距正確，易于實(shí)現(xiàn)沖壓自動(dòng)化，但浪費(fèi)材料。 （ 3） 自動(dòng)擋料銷 當(dāng)采用這種擋料銷時(shí)，無需將料抬起或后拉，只要沖裁后將料往前推，便自動(dòng)擋料，故能連續(xù)送料沖壓。 在選用橡膠卸料或頂件時(shí)，應(yīng)根據(jù)卸料力和要求的壓縮量校核橡膠的工作壓力和許可的壓縮量，看能否滿足沖壓工藝的需要。 本次設(shè)計(jì)的卸料裝置選用無導(dǎo)向彈壓卸料板，推件裝置選用有導(dǎo)向彈性推件板。 常見的卸料板結(jié)構(gòu)形式見表 43。 本次設(shè)計(jì)為倒裝復(fù)合模，凸模的長度根據(jù)固定板、凹模來計(jì)算，其中 H 固 =24mm， H 凹 =35mm，為了減小沖裁力，沖裁時(shí)應(yīng)先沖孔，則須凸模略長一點(diǎn)，選定此距離為 4mm，則凸模的長度為 L=24+35+4=63mm。下端為工作部分，中間的圓柱部分用以與固定板配合（安裝），最上端的臺(tái)肩承受向下拉的卸料力 沖圓孔凸模，用以沖裁（包括落料、沖孔） 直通式 凸模，便于線切割加工，如凸模斷面足夠大，可直接用螺釘固定 各種非圓形凸模用以沖裁（包括落料、沖孔） 斷面細(xì)弱的凸模，為了增加強(qiáng)度和剛度，上部放大 凸模受力大，而凸模相對(duì)來說強(qiáng)度、剛度薄弱 凸模一端放長，在沖裁前，先伸入凹模支承，能承受側(cè)向力 單面沖壓的凸模 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文 19 整體的凸 模結(jié)構(gòu)上部斷面大，可直接與模座固定 單面沖壓的凸模 凸模工作部分組合式 節(jié)省貴重的工具鋼或硬質(zhì)合金 組合式凸模，工作部分輪廓完整，與基體套接定位 圓凸模。 形狀復(fù)雜或制件尺寸較大時(shí)，凹模壁厚 C 應(yīng)取較大值，且 C≥ 30~40mm；一般凹模厚度 H 不得小于 15mm。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文 17 （ 3） 鑲拼式凹模 拼鑲式凹模常用于一些大型或形狀復(fù)雜的凹模，以利于加工；對(duì)于個(gè)別部位容易損壞的凹模，也常常采用局部拼鑲，以便于更換修理。否則，沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會(huì)使合理間隙得不到保證，從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。用平刃口沖裁模沖裁時(shí)，其沖裁力可按下式計(jì)算 P 沖 =KL tτ 0 式中： P 沖 —— 沖裁力， N； K—— 系數(shù)，是考慮到模具刃口磨損，間隙不均勻，材料機(jī)械性能及厚度的波動(dòng)等實(shí)際因素而給出的修正量，一般取 K=； L—— 沖裁件的周長， mm； t—— 材料的厚度， mm； τ 0—— 材料的抗剪強(qiáng)度， MPa 。 配合加工法在加工時(shí)先按零件的尺寸和公差，計(jì)算出沖孔凸?；蚵淞习寄５某叽?，并制造出來，然后以此為基準(zhǔn)件，配制沖孔凹?；蚵淞贤鼓＃手恍枰ＷC最小間隙即可。 （ 2）沖孔時(shí)，先確定凸模刃口尺寸。由于模具在使用過程中會(huì)逐步磨損，設(shè)計(jì)和制造新模具時(shí)應(yīng)采用最小合理間隙。 綜上所述： 材料： Q235 普通碳素鋼，有較好的沖壓性能，有參考文獻(xiàn) [2]附表 12 黑色金屬的力學(xué)性能 查得：σ b為 440~470Mpa 取σ b為 450Mpa。 （ 3） 沖裁件的外形或內(nèi)形的轉(zhuǎn)角處，要避免尖角出現(xiàn)，應(yīng)以圓弧過渡，以便于模具加工，減少熱處理或沖壓時(shí)在尖角處斷裂的現(xiàn)象，同時(shí)可以防止尖角部位的刃口磨損過快而使模具壽命降低。 （ 4）選擇沖壓設(shè)備：根據(jù)沖裁工序的性質(zhì)確定設(shè)備的類型，并根據(jù)沖裁 工藝力和零件尺寸，選擇沖壓設(shè)備的噸位。 沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度 （ 1）金屬?zèng)_裁件的內(nèi)、外形的經(jīng)濟(jì)精度不高于 IT11 級(jí)。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文 9 本次設(shè)計(jì)分為兩大部分：沖裁件工藝性分析及工藝方案確定、加工工藝設(shè)計(jì) 及模具零部件設(shè)計(jì)。分離工序是在沖壓過程中使沖壓件與坯料沿一定的輪廓線相互分離，同時(shí)沖壓件分離斷面的質(zhì)量也要滿足一定的要求；成形工序是使沖壓坯料在不破壞的條件下發(fā)生塑性變形，并轉(zhuǎn)化成所要求的成品形狀，同時(shí)也應(yīng)滿足尺寸公差等方面的要求。一般為 70~85%。例如，從儀器儀表小型零 件到汽車駕駛室、 縱梁等大型零件，均由沖壓加工完成。 現(xiàn)代沖壓加工發(fā)展趨勢如下： （ 1）深入研究沖壓變形的基本規(guī)律、各種沖壓工藝的變形理論 、失穩(wěn)理論與極限變形程度等；應(yīng)用有限元、邊界元等技術(shù)，對(duì)沖壓過程進(jìn)行數(shù)字模擬分析，以預(yù)測某一工藝過程中坯料對(duì)沖壓的適應(yīng)性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，從而優(yōu)化沖壓工藝方案，使塑性變形理論逐步起到對(duì)生產(chǎn)過程的直接指導(dǎo)作用。如卸料板、壓邊圈、頂件器、肥料切刀及與模具安裝在一起的送料、送件裝置等。對(duì)功能齊全的手工送料模具來說，根據(jù)其模具的作用情況，模具零件又可分為工藝零件、傳動(dòng)零件和輔助結(jié)構(gòu)零件三種。即： 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文 6 模具成本 =（模具制造費(fèi) +維修保養(yǎng)費(fèi)） /（制造總生產(chǎn)數(shù)） 模具成本與模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、模具材料、加工精度和加工方法等都有關(guān)。在整個(gè)使用過程中，沖孔的尺寸和形狀變化極小，可放心地進(jìn)行生產(chǎn)。在生產(chǎn)實(shí)際中，模具的作用在于保證沖件的質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低成本等。其制造具有以下特點(diǎn)： （ 1）形狀復(fù)雜，加工精度高，因此需要應(yīng)用各種先進(jìn)的加工方法（如數(shù)控銑、數(shù)控電加工、坐標(biāo)鏜、成型磨、坐標(biāo)磨等）才能保證加工質(zhì)量。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文 4 第 1 章 模具綜述 、模具的地位 沖壓工藝在機(jī)電產(chǎn)品制造行業(yè)中應(yīng)用廣泛，而沖模是是實(shí)現(xiàn)沖壓工藝的主要工藝裝備，在制造行業(yè)中占有及其重要的地位。 彈簧和橡膠的選用與計(jì)算 .......................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 卸料結(jié)構(gòu)關(guān)系尺寸計(jì)算 ............................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 本設(shè)計(jì)共計(jì)五個(gè)章節(jié)：第一章為模具綜述及其作用；第二章為冷沖壓概述及方案的選擇 ；第三章為沖裁工藝設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算，包括分析工序組成、沖裁件排樣設(shè)計(jì)、凸凹模刃口尺寸計(jì)算、沖裁工藝力計(jì)算等；第四章為模具零部件設(shè)計(jì)，包括凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、坯料在模具中的定位設(shè)計(jì)、卸 料裝置設(shè)計(jì)、導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)、模架設(shè)計(jì)；第五章為 PRO/E三維技術(shù)簡介。盡管采取了一些措施，如模架標(biāo)準(zhǔn)化、毛坯專用化、零件商品化等，適當(dāng)集中模具制造中的部分內(nèi)容，使其帶有批量生產(chǎn)的特點(diǎn)，但是 對(duì)于整個(gè)模具制造過程，尤其對(duì)工作零件的制造仍然屬于單件生產(chǎn)。當(dāng)內(nèi)力的作用達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，板料毛坯的某個(gè)部分便會(huì)產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對(duì)應(yīng)的變形，從而獲得滿足一定性能要求及符合所需尺寸及形狀的制品；另一方面，通過模具的作用，可以保證上下模之間的正確導(dǎo)向，并使坯料穩(wěn)固地壓緊與精確的定位，從而沖制出達(dá)到一定精度要求的沖件。 （ 2）操作性能良好 將模具安裝到?jīng)_床上時(shí)，其方法要簡便，調(diào)整工作量要少，操作時(shí)送料時(shí)定位要快速、準(zhǔn)確可靠，出料順暢自如。 （ 5）模具成本低 模具的成本應(yīng)該應(yīng)該是生產(chǎn)單件（或千件）時(shí)所發(fā)生的模具費(fèi)用。但其模具的結(jié)構(gòu)組成是很有規(guī)律性的。在某種情況下，也能起到限位，校正和幫助提高沖件精度的作用。 沖壓加工的應(yīng)用范圍十分廣泛，不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬材料，在汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、玩具以及日常生活用品的生產(chǎn)方面，都占有十分重要的地位。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)論文 8 冷沖壓的特點(diǎn) （ 1）能沖壓出其他加工工藝無法加工的形狀復(fù)雜的制件。 （ 5）材料利用率高。 冷沖壓基本工序 沖壓工藝大致可分為分離工序和成形工序（又分彎曲、拉深、成形）兩大類。 復(fù)合模結(jié)構(gòu)緊湊，生產(chǎn)效率高，工件精度高，特別是工件內(nèi)孔對(duì)外形的位置精度容易保證，并且這類模具對(duì)條料的要求低，邊角余料也可以進(jìn)行沖壓。 工件上的凸起和凹槽寬度不應(yīng)小于板料厚度 t 的兩倍。 （ 3）確定模具類型與結(jié)構(gòu)形式：根據(jù)確定的工藝方案、沖裁件的形狀特點(diǎn)、精度要求、生產(chǎn)類型、模具制造條件及操作習(xí)慣等確定沖模的類型及結(jié)構(gòu)形式。 （ 2） 沖裁件的凸出懸臂和凹槽的寬度不宜太小，以免凸模折斷。 （ 2） 沖裁件的斷面粗糙度一般為 Ra=~50μ m,最高可達(dá) Ra= m。因此設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要選擇一個(gè)合理的間隙，考慮到模具制造中的偏差及使用中的磨損，生產(chǎn)中通常是選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，這個(gè)范圍的最小值稱為最小合理間隙 Zmin，最 大值稱為最大合理間隙 Zmax。凸模刃口的基本尺寸則按凹模刃口基本尺寸減小一個(gè)最小合理間隙值來確定。模具制造公差小，造成模具制造困難，成本提高，特別是單件小批生產(chǎn)時(shí)，采