【正文】 與總體設(shè)計(jì) 工作零件的設(shè)計(jì) 凸模設(shè)計(jì) （ 1） 凸模形式。凸模的形式與一般級(jí)進(jìn)模相似，凸模要有足夠的剛度和強(qiáng)度，便于更換，結(jié)構(gòu)工藝性要好，以便制造，熱處理，檢測(cè)及安裝。凸模可分為直通式和加強(qiáng)式（臺(tái)階式）兩種，直通式凸模加工容易，可采用線切割加工；而加強(qiáng)式凸模強(qiáng)度和穩(wěn)定性較好，可采用 成形磨削等方法加工，但多工位級(jí)進(jìn)模中凸模數(shù)量較多，再加上導(dǎo)正銷等零件的安裝需要占據(jù)位置，使得凸模的安裝空間受到一定的限制，小凸模容易損壞，為方便更換，所以以快換式固定。本設(shè)計(jì)中落料、沖孔、拉深的凸模都是圓形，對(duì)于圓形凸模廣泛采用臺(tái)階式結(jié)構(gòu)。所以本設(shè)計(jì)采用臺(tái)階式凸模。結(jié)構(gòu)形式如下： （ 2）凸模長(zhǎng)度的確定。凸模的長(zhǎng)度是根據(jù)沖模的整體結(jié)構(gòu)來確定 [6]，用下式進(jìn)行凸模長(zhǎng)度的計(jì)算： L=H1+H2+H3+Y （ 41） 式中： L——凸模長(zhǎng)度 (mm)； H1——凸模固定板厚 度 (mm)； H2——卸料板的厚度 (mm)； H3——導(dǎo)料板的厚度 (mm)； Y——附加的長(zhǎng)度，包括條料厚度、凸模進(jìn)入凹模的深度，固定板與卸料板的安全距離等。 所以根據(jù)已知數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)要求，沖孔凸模的尺寸為 118mm，拉深凸模的長(zhǎng)度為 114mm，落料凸模的尺寸為 86mm。 （ 3）凸模材料。模具刃口要有較高的耐磨性，并能承受沖裁時(shí)的沖擊力，因此應(yīng)有高的硬度與適當(dāng)?shù)捻g性。對(duì)于復(fù)雜的中型模具和精密的大型模具常采用9SiCr、 9Mn2V、 CrWMn、 Cr12MoV[7]等 。 各凸模零件圖 詳見附錄 ， 以直徑為 20mm凸模為 例制作機(jī)械加工工藝過程卡 見附錄 。 凹模設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 21 凹模的外形一般有兩種形狀：矩形和圓形。凹模尺寸根據(jù)工作、裝配及強(qiáng)度的需要來確定，凹模刃口要求有較高的強(qiáng)度，修磨后尺寸不變，本設(shè)計(jì)中凹模外形選用矩形形式， 計(jì)算式如下： H=KL (42) c=(~2)H (43) 式中： H——凹模厚度 (mm)； c——凹模壁厚 (mm)； L——沖裁件的最大外形尺寸 (mm)； K——系數(shù)，考慮板料厚度的影響。 因凹模沖裁輪廓超過 50mm，需乘以修正系數(shù)。查中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典圖，修正系數(shù)為 ,凹模厚度為 40mm，所以凹模厚度 H=40=60mm,凹模壁厚 c=(~2)? 60=(90120)mm，所以取 H=60mm， c=100mm，長(zhǎng)度 寬度為500mm315mm，材料選用 45 鋼，淬火 HRC50~62。凹模零件圖 見 附錄。 定位零件 彈簧彈頂擋料銷、導(dǎo)正銷 級(jí)進(jìn)模將零件加工內(nèi)容安排在多個(gè)工位上順次完成，要求前后工位上工序件的沖切刃口能準(zhǔn)確匹配和連接，這就要求工序件在每一工位都能準(zhǔn)確定位。級(jí)進(jìn)模有多個(gè)工位，在首次沖壓時(shí)必須用擋料銷擋料，用以保證條料送進(jìn)時(shí)的步距準(zhǔn)確，抵住材料的搭邊，起定位作用，此處選用彈簧彈頂擋料裝置。完成第一道工序后，第二工位用導(dǎo)正銷導(dǎo)正，為了保證被導(dǎo)正定位的條料在正常送進(jìn)情況下導(dǎo)正銷與導(dǎo)正孔有最大偏心時(shí)，仍能得到導(dǎo)正，導(dǎo)正銷直徑 d≥4t，先定 d=8mm，沖導(dǎo)正孔凸模的計(jì)算看式 213，導(dǎo)正銷 采用凸模形式采用凸模式，導(dǎo)正銷直接安裝在固定板上，采用 H7/h6 與固定板配合 。擋料銷、導(dǎo)正銷材料選用 45 鋼。 最終確定導(dǎo)正銷的直徑 ： D= (44) = 2 = 式中： D——導(dǎo)正銷的直徑 (mm)； dp——沖導(dǎo)正孔凸模的直徑 (mm)。 第四章 模具主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)與總體設(shè)計(jì) 22 彈簧彈頂擋料銷，導(dǎo)正銷結(jié)構(gòu)形式如下： 1擋料銷； 2彈簧 圖 41 彈簧彈頂擋料銷裝置 圖 42 導(dǎo)正銷 導(dǎo)料板 采用條料或帶料沖裁時(shí)，一般選用導(dǎo)料板（導(dǎo)尺）或?qū)Я箱N來導(dǎo)正材料的送進(jìn)方向。導(dǎo)料板常用于單工序模和級(jí)進(jìn)模，導(dǎo)料銷多用于有彈性卸料板的單工序模，所以此處選導(dǎo)料板，導(dǎo)料板與條料的間隙，取 ～ ，導(dǎo)料板的厚度一般為材料厚度的 ～ 4 倍。故取導(dǎo)料板的厚度為 6mm。 卸料與出件零部件 卸料板 卸料板有剛性卸料板和彈性卸料板，主要作用是把材料從凸模上卸下，有時(shí)也做壓料板以防材料變形或幫助送料導(dǎo)向和保護(hù)凸模等。由于剛性卸料板 送料操作不方便，特別適用于卸料力較大的簡(jiǎn)單沖模，所以此處選彈性卸料板，具有卸料和壓料的雙重作用，提高了工件的平面度。彈性卸料板與凸模的單邊間隙在（ ～ ） t（ t 為材料厚度），取單邊間隙為 。彈性卸料板厚度在（ 5～15） mm 之間取值，取為 10mm。 此設(shè)計(jì)為一般沖壓，材料選用碳素工具鋼，淬火硬度 40～ 45HRC。 彈頂器和 頂件裝置 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 23 頂件裝置利用裝于下模部分的彈頂器將工件從下模頂出。此處的彈頂器是聚氨酯彈性體，與彈簧一樣，聚氨酯也用于卸料、壓料和推件等工作，是沖模中常用的彈性元件，其許用 負(fù)荷比彈簧大，安裝調(diào)整也方便，卸料時(shí)選四塊聚氨酯彈性體，卸料力 F 卸 =，所以每塊所承受的力為 F=，查中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典 [8]表 得聚氨酯直徑 D=60mm， 自由高度 H=32， 預(yù)壓縮量 h==32=，預(yù)壓縮后的直徑 D1=78mm,頂件時(shí)選用三塊彈頂器， ?頂F N，所以每塊所受的力為 ，所選規(guī)格為直徑 D=45m，自由高度 H= 25mm,壓縮量為 25=，壓縮 后直徑 D1=58mm，以卸料時(shí)彈性體為例，結(jié)構(gòu)如下： 圖 43 聚氨酯彈性體 凸、凹模固定板 凸、凹模固定板主要用于凸模、凹模等零件的固定。其厚度一般取凹模厚度的 ～ 倍，材料一般用 Q235A 或 45 鋼制造。 墊板 墊板的作用主要是承受和分散凸模壓力或凹模壓力，防止過大的沖壓力在上下模板上壓出凹坑，影響模具的正常工作。墊板形狀與凸、凹模固定板相同，厚度一般取 4～ 12mm，此處取墊板厚度為 10mm，材料 45 鋼，硬度 43～ 48HRC。 緊固連接件 第四章 模具主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)與總體設(shè)計(jì) 24 沖模中使用的緊固連接件有螺釘 、螺栓、銷、螺母等，應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中沒有的規(guī)格的可自行設(shè)計(jì)，圓柱頭內(nèi)六角螺釘是沖模上常用的緊固件，主要承受拉應(yīng)力。它的特點(diǎn)是可施加較大的擰緊力矩，連接強(qiáng)度較高，螺釘頭部能埋入零件內(nèi)，使得模具結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀。螺釘規(guī)格和數(shù)量一般按照經(jīng)驗(yàn)選用，螺釘?shù)闹睆娇筛鶕?jù)被緊固件的厚度選取，螺釘?shù)臄?shù)量可根據(jù)被緊固件的外形尺寸及其受力大小確定。螺釘?shù)牟贾帽M可能對(duì)稱，以使零件受力均衡。本設(shè)計(jì)中選取的規(guī)格為工作部分直徑為 24mm，長(zhǎng)度為 115mm。 銷的作用是定位，防止零件之間發(fā)生錯(cuò)移，保證位置精度，其直徑可按經(jīng)驗(yàn)確 定，數(shù)目不得少于兩個(gè)，且分布在緊固螺釘?shù)膶?duì)稱方向上。此設(shè)計(jì)中選擇銷的直徑為 10mm，長(zhǎng)度為 95mm。 模柄和 模架的選擇 模柄是把上模部分安裝在壓力機(jī)滑塊上的零件。模柄的安裝時(shí)的垂直度對(duì)導(dǎo)向裝置的使用壽命和配合精度有影響，所以根據(jù)需要選擇結(jié)構(gòu)形式合適的模柄，模柄的結(jié)構(gòu)有壓入式模柄、凸緣式模柄、浮動(dòng)式模柄，本設(shè)計(jì)采用 模柄采用壓入式，材料用 Q235 鋼 ，硬度 43～ 48HRC。 多工位連續(xù)模的模架應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度。連續(xù)模的上、下模座應(yīng)選用抗振性能良好的材料制造，一般選用鑄鋼，如 ZG270～ 500，工作時(shí) 模架運(yùn)動(dòng)必須平穩(wěn)，大型模具應(yīng)采用六導(dǎo)柱或四角導(dǎo)柱模架。在普通壓力機(jī)上工作的小型模具，可以選用對(duì)角導(dǎo)柱模架，模架的導(dǎo)向裝置及精度等級(jí)和模具的沖裁間隙、零件精度要求和模具的復(fù)雜程度有關(guān)，沖裁間隙小于 的模具，應(yīng)選用滾動(dòng)導(dǎo)向裝置，沖裁間隙在 ～ 之間時(shí)，選用 H6/h5 配合的滑動(dòng)模架，沖裁間隙大于 時(shí)，宜選用 H7/h6 配合模架，此設(shè)計(jì)中選用滑動(dòng)對(duì)角導(dǎo)柱模架。 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 25 表 所選的對(duì)角導(dǎo)柱模架參數(shù) 凹模周界 閉合高度 H 零件名稱、件號(hào)及標(biāo)準(zhǔn)編號(hào) 1 2 3 4 上模座 GB/ 下模座 GB/ 導(dǎo)柱 GB/ 導(dǎo)套 GB/ 數(shù)量 L B 最小 最大 1 1 2 2 500 315 275 320 規(guī)格 50031555 50031555 45260 4514053 模具總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 模具總裝配圖是裝配、安裝及拆繪模具零件圖的依據(jù)，能更清楚的表達(dá)模具的主要結(jié)構(gòu)形狀、工作原理、各零件之間的裝配關(guān)系及固定連接方式。模具視圖一般為主視圖和俯視圖兩個(gè)，主視圖應(yīng)標(biāo)明模具的閉 合高度，裝配圖的右上角畫出零件圖與排樣圖 [9]，還應(yīng)有標(biāo)題欄、明細(xì)表等。 由以上設(shè)計(jì)得到圖 44的模具裝配圖。模具上模部分部分主要由模柄、上模座、墊板、凸模、凸模固定板、墊板、彈頂器、卸料板等組成。條料從右方送進(jìn)，第一工位為落料，第二工位為拉深，第三工位為沖孔，下模部分由下模座、凹模、凹模墊板等組成，有排廢料斜口。 模具總裝配圖二維如圖 44， 三維如圖 45，三維爆炸如圖 46，剖視圖可以更清楚的看到內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如圖 47： 第四章 模具主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)與總體設(shè)計(jì) 26 圖 44 二維裝配圖 圖 45 三維裝配圖 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 27 圖 46 爆炸圖 圖 47 剖視圖 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 28 第五章 小結(jié) 通過本次設(shè)計(jì)，主要完成了如下內(nèi)容 : 對(duì)沖壓件進(jìn)行工藝性分析，確定沖壓工藝方案。 計(jì)算毛坯尺寸，判斷能否一次拉成及是否壓邊，確定排樣方式。 沖裁凸模與凹模刃口尺寸的計(jì)算。拉深凸模與凹模圓角半徑確定和工作部分的尺寸計(jì)算。 沖裁力、卸料力、推件力、頂件力和拉深工藝力的計(jì)算及壓力中心的確定，根據(jù)所需壓力和設(shè)計(jì)要求選擇壓力機(jī)。 模具主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和總體設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)中應(yīng)用 AutoCAD繪制模具的總體裝配圖及主要零件圖來表達(dá)模具的整體結(jié)構(gòu)，利 用 UG 繪制各零件三維立體圖及總裝配圖并生成爆炸圖。 做完本設(shè)計(jì)，可以對(duì)冷沖壓模具有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，注意到了設(shè)計(jì)中的某些細(xì)節(jié)問題，對(duì)模具結(jié)構(gòu)及工作原理有了一定的了解。在選擇模具材料時(shí)，應(yīng)盡量選擇耐磨性好的材料，加工模具是要保證模具的精度，像這樣，既保證了模具的使用壽命，又保證了精度，才能加工出質(zhì)量合格的制件，此外對(duì)設(shè)計(jì)時(shí)方案的合理選用，設(shè)計(jì)中盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件，熟練使用繪圖軟件，可縮短模具的設(shè)計(jì)周期。 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 29 參考文獻(xiàn) [1] 李煥芳 .冷沖壓模具發(fā)展現(xiàn)狀 [J],2022 年第 15 期 . 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[9] 周本凱 .冷沖壓模具設(shè)計(jì)精要 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2022. 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 30 附錄 附錄 A 沖直徑 Ф20孔的凸模零件圖 附錄 B 沖直徑 附錄 C 拉深凸模零件圖 附錄 D 落料凸模零件圖 附錄 E 凹模零件圖 附錄 F 二維裝配圖 附錄 G 凸模機(jī)械加工工藝卡 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 31 致謝 四年的學(xué)習(xí)生活轉(zhuǎn)眼即逝，四年學(xué)習(xí)生活中有快樂也有艱辛，自己也變得慢慢成熟，對(duì)過去四年日子里曾給予過我鼓勵(lì)、幫助的朋友們我滿懷感謝，從來不曾忘記 ，所經(jīng)歷的許多將讓我更加珍惜將來的生活。 三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了，在這過程中有不一樣的心情，有時(shí)出現(xiàn)一片豁然開朗的天空，有時(shí)陷入困難的漩渦中。在這首先要感謝老師對(duì)我的指導(dǎo)和督促，老師給我指出了正確的設(shè)計(jì)方向，使我加深了對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的理解，同時(shí)也避免了在設(shè)計(jì)過程中少走彎路，老師的督促使我一直把畢業(yè)設(shè)計(jì)放在心里，保證按質(zhì)按量的完成。要感謝機(jī)械班的兄弟們，大家相互學(xué)習(xí)，相互間不保留自己知道的，在做設(shè)計(jì)的過程