沖裁模具設計

畢業(yè)設計說明書沖裁模具設計 學生姓名： 學號： 學 院： 專 業(yè)： 指導教師： 2012年5月T形件級進沖裁模的設計摘 要模具工業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)的基礎產(chǎn)業(yè)，是我國現(xiàn)代工業(yè)的基礎產(chǎn)業(yè)之一，對我國國民經(jīng)濟的持續(xù)快速健康發(fā)展起著支柱的作用。發(fā)展世界領先的模具加工制造技術和擴大模具工業(yè)的規(guī)模經(jīng)濟效益已經(jīng)成為我國發(fā)展現(xiàn)代工業(yè)的一個推動點之一。模具工業(yè)在現(xiàn)代市場經(jīng)濟中的作用日益受到了人們的廣泛關注，越來越多的行業(yè)都日益把業(yè)務延伸到模具上來。例如現(xiàn)代經(jīng)濟中的汽車、飛機、高速列車制造、建筑設備、電器、五金等各類各行業(yè)幾乎都相應地派生出了自己專門的模具生產(chǎn)部門，建立了相應的行業(yè)模具生產(chǎn)制造基地，起著越來越重要的作用。隨著美國次貸危機引起的經(jīng)濟危機后的經(jīng)濟的日漸復蘇，國際國內(nèi)市場的日益好轉(zhuǎn)及市場對模具需求的進一步擴大，模具工業(yè)進入快速發(fā)展的階段，市場將會進一步的拓展，模具生產(chǎn)制造規(guī)模和從業(yè)人員會進一步的擴張，國際國內(nèi)的企業(yè)交流合作也會不斷擴大。但同時隨著國際市場競爭的進一步激烈，我國模具工業(yè)的發(fā)展也面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。我國模具工業(yè)從起步到飛躍發(fā)展，歷經(jīng)了半個多世紀，近幾年來我國模具技術有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。大型、精密、復雜、高效和長壽命模具又上了新臺階。大型復雜沖模以汽車覆蓋件模具為代表，我國主要汽車模具企業(yè)。用模具生產(chǎn)所表現(xiàn)出來的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其它加工方法所不能比擬的。隨著消費結構和產(chǎn)業(yè)結構的加快升級，必將對先進模具制造技術和先進生產(chǎn)裝備提出更高的要求。本課題設計就是一無導柱式?jīng)_孔落料級進模具。全稱T形件沖孔落料沖裁級進模具。在設計過程中，通過了解和掌握沖壓模具材料的選取以及裝配的有關知識，主要完成了模具的工作零件、定位零件、導向零件和裝配零件的設計，并利用AutoCAD軟件進行二維圖形及裝配過程的設計。在設計的過程中，掌握了沖壓模具的基本設計過程和設計要領，并了解了沖壓模具的成型原理，及AutoCAD和二維圖形軟件的實體建模、裝配建模、制圖基礎、工作過程圖形設計等各個環(huán)節(jié)的基本操作規(guī)則及運用方法。關鍵詞：沖壓模具 ，T形件， 二維圖形， AutoCAD西安交通大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)論文目 錄1前言 12沖裁模具的工藝分析 22.1沖裁件工藝分析 2 2.2工藝方案確定2 2.3沖裁變形過程2 2.4沖裁間隙3 2.5模具大致沖裁過程 43模具設計計算 4 3.1排樣 4 3.2搭邊值的確定 5 3.3條料寬度的確定 6 3.4材料利用率的計算 6 3.5沖壓力計算 7 3.51沖裁力 7 3.52沖裁時的推料力 7 3.53沖壓力的計算 83.6確定模具壓力中心 83.7沖模刃口尺寸及公差 83.71沖孔部分 83.72落料部分 93.8各零件結構尺寸的確定與材料選取103.81凹模外形尺寸的確定 103.82凸模長度LP的確定 113.83 模具各部分零件的選取 113.9導向定位零件 154沖壓設備選取 175模具裝配18 5.1設計并繪制總圖、選取標準件18 5.2組裝根據(jù)級進模的特點18 5.3試模196繪制零件圖（見后所附模具手繪零件圖）7結論20參考文獻致謝西安交通大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)論文 前 言模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要基礎工業(yè)之一。模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎工藝裝備，是一種高附加值的高精密集型產(chǎn)品，也是高新技術產(chǎn)業(yè)化的重要領域，其技術水平的高低已經(jīng)成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具是生產(chǎn)各種產(chǎn)品的重要工藝裝備，它以其特定的形狀通過一定的方式使原材料成型。采用模具生產(chǎn)零部件，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、成本低、節(jié)省能源和原材料等一系列優(yōu)點，在鑄造、鍛造、沖壓、塑料、橡膠、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等生產(chǎn)行業(yè)中得到了廣泛的應用，成為當代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。模具工業(yè)對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展，起著越來越重要的作用。模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎工藝裝備，模具工業(yè)是機械工業(yè)和高新技術產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。在現(xiàn)代機械制造業(yè)中，模具工業(yè)已成為國民經(jīng)濟中一個非常重要的行業(yè)。許多新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)在很大程度上依賴于模具的設計和制造技術，特別是在汽車、輕工、電子和航天等領域中尤為重要。模具制造能力的強弱和水平的高低，已經(jīng)成為衡量一個國家機械制造水平的重要標志之一。它關系著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益的提高，直接影響了國民經(jīng)濟中許多行業(yè)的發(fā)展。模具產(chǎn)品的設計加工制造技術水平的高低，反映了一個國家的工業(yè)產(chǎn)品和技術水平的高低我國的沖壓模技術研究,大約起步于20 世紀60 年代。經(jīng)過近50 多年的發(fā)展,技術水準有了較大的進步。特別是近10 年來技術水準有了很大的提高,大型、精密、復雜、高效、長壽命模具有了新的突破。特別是摩托車、汽車行業(yè)的快速發(fā)展,推動了沖壓模技術和沖壓模具生產(chǎn)快速發(fā)展。目前,汽車發(fā)動機缸罩、蓋板、變速器殼體、機油濾清器座、摩托車發(fā)動機缸體、箱體、制動器、輪轂等鋁合金沖壓模具,化油器合金沖壓模具,自動扶梯沖壓模等,我國均能自主生產(chǎn),使汽車、摩托車上鋁合金、鋅合金配套件的沖壓模大部分實現(xiàn)了國產(chǎn)化。2 沖裁模具的工藝分析2.1 沖裁件工藝分析由于本零件T形件為左右對稱結構，選用的沖壓材料為寬38.2mm厚3mm的45#板料制件，進行批量生產(chǎn)。圖2.1 零件2.2 工藝方案的確定該零件形狀簡單、對稱，是由圓弧和直線組成的由表查得，沖裁件內(nèi)外所能達到的經(jīng)濟精度為IT14，孔中心與邊緣距離尺寸公差為0.2mm將以上精度與零件簡圖中所標注的尺寸公差相比較，可認為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證其它尺寸標注、生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用利用導正銷進行定位、剛性卸料裝置、自然漏料方式的沖孔落料模進行加工。方案一采用復合模加工。復合模的特點是生產(chǎn)率高，沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對位置精度高，沖模的輪廓尺寸較小。但復合模結構復雜，制造精度要求高，成本高。復合模主要用于生產(chǎn)批量大、精度要求高的沖裁件。方案二采用級進模加工。級進模比單工序模生產(chǎn)率高，減少了模具和設備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。對于特別復雜或孔邊距較小的沖壓件，用簡單?；驈秃夏_制有困難時，可用級進模逐步?jīng)_出。但級進模輪廓尺寸較大，制造較復雜，成本較高，一般適用于大批量生產(chǎn)小型沖壓件。比較方案一與方案二，對于所給零件，由于兩復合模沖裁零件時受到壁厚的限制，模具結構與強度方面相對較難實現(xiàn)和保證，所以根據(jù)零件性質(zhì)故采用級進模加工。2.3 沖裁變形過程1）當凸凹模間隙正常時，其沖裁過程大致可以分為三個階段：彈性變形階段，塑性變形階段，斷裂分離階段。2）對普通沖裁零件的斷面做進一步分析，我們可以發(fā)現(xiàn)這樣的規(guī)律：零件的斷面與零件的表面并非完全垂直，而是帶有一定的錐度，除光亮帶以外，其余均粗糙，并帶有毛刺和塌角。而較高質(zhì)量的沖裁件斷面應該是：光亮帶較寬，約占整個斷面的1/3以上，塌角、斷裂帶、毛刺和錐度都很小，整個沖裁件表面無折彎現(xiàn)象。沖裁斷面質(zhì)量隨不同材料的性能不同而變化。一般塑性差的材料，斷裂傾向嚴重。光亮帶、塌角及毛刺均較小，且斷面大部分是斷裂帶。塑性好的材料與其相反，其光亮帶所占比例較大，塌角毛刺均較大，而斷裂帶較小。對于同一種材料而言，光亮帶、斷裂帶、塌角和毛刺四部分在斷面上所占比例也不是固定的，與材料本身的厚度，沖裁間隙，模具結構，沖裁速度及刃口鋒利程度等因素有關，其中影響最大的是沖裁間隙。2.4 沖裁間隙1)沖裁間隙是指沖裁的凸模與凹模刃口之間的間隙，凸模與凹模每一側的間隙成為單邊間隙，兩側間隙之和稱為雙邊間隙。沖裁間隙的數(shù)值等于凹模刃口尺寸與凸模刃口尺寸之差。2)當沖裁間隙合理時能夠使材料在凸凹模刃口處產(chǎn)生的上下裂紋相互重合于同一位置，沖裁件質(zhì)量較為滿意。 間隙過小時，光亮帶增加塌角毛刺均減小，但過小則會在凸模刃口處產(chǎn)生裂紋與在凹模人口出產(chǎn)生的下裂紋向外錯開一段距離。上下裂紋中的材料被二次剪切，斷面質(zhì)量變差。若間隙過大，則會使裂紋向里錯開一段距離。此外沖裁間隙對沖裁件尺寸，沖壓力，模具壽命都有影響。3)由圖紙可知凸凹模單邊間隙為0.03mm，所以由此可得出凹模尺寸。間隙選取原則除了沖裁間隙之外，在沖裁過程中，凸凹模的刃口尺寸及制造公差直接影響沖裁件尺寸精度。并且合理的沖裁間隙也要依靠凸凹模刃口尺寸的準確性來保證。在確定刃口尺寸及制造公差時應遵循以下原則：1）落料尺寸決定于凹模尺寸，沖孔尺寸決定于凸模尺寸；2）根據(jù)磨損規(guī)律，設計落料模時，凹模基本尺寸應取之間尺寸公差范圍內(nèi)的最小值；設計沖孔模時，凸?；境叽鐒t應取制件尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸；3）不管是落料還是沖孔，在初始設計模具時，沖裁間隙一般采用最小合理間隙值；4）沖裁模刃口尺寸的制造偏差方向，原則上是單項入體原則，即凹模（內(nèi)表面）刃口尺寸制造偏差取正值，凸模（外表面）刃口尺寸制造偏差取負值。5）根據(jù)加工方法不同，可分為互換加工法和配合加工法。25模具沖裁大致過程由于本模具為無導柱式落料沖裁模具，所以在條料的沖裁過程中，其定位保持需要有其他模式代替。本模具的基本沖裁過程是：條料在首次送進時第一個限位由始用擋料銷來確定其第一步距，然后落料凸模進行首次沖壓，給條料上沖孔，然后凸模歸位。始用擋料銷由彈簧自動彈出。然后條料繼續(xù)送進，直到送至沖裁凹模的擋銷停止，此過程為第二送料步距。然后落料凸模再次沖裁，凸模上的導正銷進入第一次所沖的孔中 以達到導正的目的，為模具正確沖裁提供正位。然后落料、卸料、在最后條料繼續(xù)送進，重復以上工作狀態(tài)。3 模具設計的計算3.1 排樣排樣：沖裁件在板料或條料上的布置方法。沖裁件的排樣與材料的利用率有密切關系,對零件的成本很大,因此應設法在有限的材料面積上沖出最多數(shù)量的制件。排樣的選擇，沖裁排樣有兩種方法 ： 1）從廢料角度來分可以分為有廢料排樣、少廢料排樣和無廢料排樣。2）按制件在材料上的排樣形式來分，可以分為直排、斜排、對排、混合排、多樣排和沖裁搭邊法。注：因為直排能在有限的材料上沖出較多的這種沖裁件,所以選用直排。因生產(chǎn)批量大為了簡化沖裁模結構，便于制造和定位。如圖3.1。圖3.1 排樣3.2 搭邊值的確定搭邊主要指沖裁時制件與制件之間、制件與條料邊緣之間的余料. 搭邊值雖是廢料，但在沖壓工藝上起著很大的作用。首先，搭邊能夠補償定位誤差，保證沖出合格的制件；其次，能保持具有一定的剛行，便于送料；再者能起到保護模具的作用，以免模具過早地磨損而報銷。搭邊值的大小決定于制件的形狀、材料、料厚及板料的下料方法。搭邊值太小材料利用率較高，但給定位和送料造成很大困難，同時制件精度也不易保證，搭邊太大，材料利用率降低。所以搭邊值的選擇是很重要的由表3.1確定搭邊值，一般由經(jīng)驗確定。表3.1 搭邊值表料 厚baba0.30.51.01.52.02.53.03.54.05.01.41.01.21.41.61.82.02.22.53.02.31.82.02.22.52.83.03.23.54.01.41.01.21.41.61.82.02.22.53.02.31.82.02.22.52.83.03.23.54.0根據(jù)零件形狀兩式件間按矩形取搭邊值: b=2mm，側邊取搭邊值: a=3mm則，進距：h=32+1.0=33mm3.3 條料寬度的確定1）有側壓裝置 B=( Lmax+2a1).1）無側壓裝置 B=(Lmax+2a1+C).Lax 制件垂直于送料方向的最大極限尺寸； 條料達到寬度公差；a1 側面搭邊值；C 送料保證間隙：B100，C=0.51.0;B100, C=1.01.5 表3.2條料寬度公差條料寬度 h 材料厚度t112233550501001001501502202203000.40.50.60.70.80.50.60.70.80.90.70.80.91.01.10.91.01.11.21.3查表3.2得：=0.2 條料寬度B-=(34.94+21.28+0.7)-0.7=38.23.4 材料利用率的計算一個進距的材料利用率為：=SS0100%=SAB100%=S/(Bh)100%=883/（38.224.94100%）92%A在送料方向，排樣圖中相鄰兩個制件對應點的距離24.94mm；B條料寬度38.2mm；S一個步距內(nèi)制件的實際面積=883mm2；3.5 沖壓力計算3.5.1 沖裁力 式中F沖裁力（N）；L沖裁件周邊長度（mm）；K系數(shù)，取K=1.3；T材料厚度（mm）;材料抗剪強度（MPa）。查表可知該材料的抗剪強度為440560Mpa，所以選取=550MPa,根據(jù)工件尺寸可知t=0.5mm，所以得到?jīng)_壓力即沖裁力。 3.5.2 沖裁時的推料力K推推料力系數(shù) n同時卡在凹模口內(nèi)的沖裁件表3.3卸料力、推件力及頂件力的系數(shù)材料種類板料厚度/mmK卸K推K頂鋼0.1>0.10.5>0.52.5>2.56.5>6.50.060.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0650.0500.0450.0250.140.080.060.050.03黃銅、紫銅0.020.060.030.09鋁、鋁合金0.0250.080.030.07查沖壓工具手冊的：K推=0.045故 F推=nK推F=57.760.04510=25.99KN3.5.3 沖壓力的計算:1）采用彈性卸料和上出料方式時，總沖壓力為：F=F+F卸+F頂2）采用剛性卸料和下出料方式時，總沖壓力為：F=F+F推3）采用彈性卸料和下出料方式時，總沖壓力為：F=F+F推+F卸此模具采用剛性卸料下出料方式所以總壓力為：F+F推=57.76+37.5=95.26KN3.6 確定模具壓力中心按比例畫出零件形狀(如圖2.1)，選定坐標系xoy，因該零件為左右對稱，即x0=0，故只需計算y0，將工件沖裁周邊分成基本線段，求出各段長度及各段重心位置：3.7 沖模刃口尺寸及公差3.7.1 沖孔部分刃口尺寸計算方法及演算過程不再贅述，僅將計算結果列于表3.4中。沖模刃尺寸計算工件外形落料時，以凹模為基準，凸模尺寸按相應的凹模實際尺寸配制，保證雙面間隙為0.250.36mm。計算沖孔模刃口尺寸時以凸模為基準，凹模尺寸按凸模實際尺寸配制，雙面間隙為0.250.36mm。表3.4 沖裁性質(zhì)工作尺寸凹模尺寸注法凸模尺寸注法落料32-0.1627-0.1312-0.116-0-755.6-0.7531.6+0.1826.7+0.1611.7+0.135.8+0.114.8+0.11凸模尺寸按實際尺寸配置，保證雙邊間隙 0.250.36mm沖孔10+0.36+0。5凹模尺寸按凹模實際尺寸配置，保證雙邊間隙0.250.36mm3.65-0.08圖3.2 沖孔凸模3.7.2 落料部分對外輪廓的落料，由于形狀較復雜，故采用配合加工方法。當以凹模（如圖3.3）為基準件時，凹模磨損后刃口部分尺寸都增大，因此均屬于A類尺寸。圖3.3 凹模零件圖中末注公差的尺寸由表查出其極限偏差：尺寸極限偏差轉(zhuǎn)化為查磨損系數(shù)表（如表3.5）得表3.5 磨損系數(shù)X材料厚度t/mm非圓形圓形10.750.50.70.5制件公差1<0.160.170.350.360.160.16>12<0.200.210.410.420.200.20>24<0.240.250.490.500.240.24>4<0.300.310.590.600.300.30則： 該零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相應部分尺寸配制，保證雙面間隙值。3.8 各主要零件結構尺寸的確定與材料選取和加工方法3.8.1 凹模外形尺寸的確定刃口尺寸及制造公差的確的原則:設計落料模時,以凹模為基準,間隙取在凸模上,沖裁間隙通過減小凸模刃口的尺寸來取得;設計沖孔模時以凸模為基準間隙取在凹模上沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸的尺寸來取的。因為此沖裁件為沖孔件所以以凸模為基準,間隙取在凹模上。凸模厚度H的確定： 凹模長度L的確定： W1=1.2H=54.7；工件b=35 L=b+2W1=35+254.7=144.4mm凹模寬度B的確定：B=步距+工件寬+2W2?。翰骄?24.94；工件=34.94；W2=1.5HB2=24.94+34.94+268.4=196.64 mm3.8.2 凸模長度LP的確定凸模長度因根據(jù)沖模的整體結構來確定。一般情況下,在滿足使用要求的前提下,凸模越短,其強度越高,材料越省。凸模長度計算為：導料板厚度: 卸料板厚度: h2=16mm凸模固定板厚度: h3=10mm墊板厚度：h4=10mm凸模修磨量:(1520)mm, 則： Lp=6+16+10+10+18=603.83模具各部分零件的選取1)凹模材料的選取本模具為級進沖裁模，所沖零件為厚度3mm寬度為 的條形材料需中批量生產(chǎn)。當沖壓件的生產(chǎn)批量很大時，模具的工作零件凸模和凹模的材料應選取質(zhì)量高、耐磨性好的模具鋼。對于模具的其它工藝結構部分和輔助結構部分的零件材料，也要相應地提高。在批量不大時，應適當放寬對材料性能的要求，以降低成本。比較材料種類45鋼的經(jīng)濟適用性能用于此模具落料凹模的制作時比較經(jīng)濟的。45號鋼化學成分：含碳（C）量是0.420.50%，Si含量為0.170.37%，Mn含量0.500.80%，Cr含量<=0.25%。熱處理：正火850，淬火840，回火600. 45號鋼為 優(yōu)質(zhì)碳素結構用鋼 ,硬度不高易切削加工,模具中常用來做 模板,梢子,導柱等,但須熱處理 。 1. 45號鋼淬火后沒有回火之前，硬度大于HRC55（最高可達HRC62）為合格。 實際應用的最高硬度為HRC55（高頻淬火HRC58）。 調(diào)質(zhì)處理后零件具有良好的綜合機械性能，廣泛應用于各種重要的結構零件，特別是那些在交變負荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類和刃口沖裁磨損等。由于表面硬度較低，不耐磨?？捎谜{(diào)質(zhì)表面淬火提高零件表面硬度。熱處理后用一般的加工方法進行余量的去除。表面粗糙度控制在1.2-3.2之間?？捎媚ゴ策M行表面粗糙度的加工控制。2）卸料板的材料選取此模具中卸料板需承受一定的沖擊力但也僅僅只是 受卸料時的沖擊力所以在選擇材料上也既要經(jīng)濟考慮磨具成本也要保證所選材料可以正常有效的工作。在比對多種材料后Q235A材料的基本性能和經(jīng)濟成本和本磨具比較適用。下面是Q235A材料的基本資料以及用途性能。Q235A韌性和塑性較好，有一定的伸長率，具有良好的焊接性能和熱加工性。Q235A一般在熱軋狀態(tài)下使用，用其軋制的型鋼、鋼筋、鋼板、鋼管可用于制造各種焊接結構件、橋梁及一般機器零件，如螺栓、拉桿、鉚釘、套環(huán)和連桿、等。 表示方法 ：由Q+數(shù)字+質(zhì)量等級符號+脫氧方法符號組成。它的鋼號冠以“Q”，代表鋼材的屈服點，后面的數(shù)字表示屈服點數(shù)值，單位是MPa例如Q235表示屈服點（s）為235 MPa的碳素結構鋼。 必要時鋼號后面可標出表示質(zhì)量等級和脫氧方法的符號。質(zhì)量等級符號分別為A、B、C、D。脫氧方法符號：F表示沸騰鋼；b表示半鎮(zhèn)靜鋼：Z表示鎮(zhèn)靜鋼；TZ表示特殊鎮(zhèn)靜鋼，鎮(zhèn)靜鋼可不標符號，即Z和TZ都可不標。例如Q235-AF表示A級沸騰鋼。 專門用途的碳素鋼，例如橋用鋼 編輯本段物理性能化學成份 碳 C ：0.22% 硅 Si：0.35% 錳 Mn：1.4% 硫 S ：0.050% 磷 P ：0.045% 鉻 Cr：允許殘余含量0.030% 鎳 Ni：允許殘余含量0.030% 銅 Cu：允許殘余含量0.030% 注：脫氧方法:F、Z 力學性能 抗拉強度 b (MPa)：370500 屈服強度 s (MPa)：16時:235; >1640時:225; >4060時: 215; >60100 時: 215; > 100150 時: 195; >150時: 185 伸長率 5 (%)：40時:26;>4060時:25;>60100時:24;>100150時:22;>150200時:21; 冷彎（彎180）：【縱向】鋼厚度16時，彎心直徑d=a；鋼厚度>16100時，彎心直徑 d=2a； 【橫向】鋼厚度16時，彎心直徑d=1.5a；鋼厚度>16100時，彎心直徑d=2.5a； 4 ）主要零件熱處理規(guī)范及金相組織 熱處理規(guī)范：熱軋。 金相組織：鐵素體+珠光體。 卸料版的加工表面粗糙度也控制在1.63.2 之間。Q235A材料經(jīng)處理后也可以用一般加工方法對其去除余量。表面粗糙度的控制就用磨床就能得到有要求。5）落料凸模的選取 落料凸模在此模具的工作中要承受一定的刃口磨損量，所以在選取時要注意其硬度和耐磨度。綜合比較各材料性能和經(jīng)濟適用性 選45鋼總體來看比較合理45號鋼化學成分：含碳（C）量是0.420.50%，Si含量為0.170.37%，Mn含量0.500.80%，Cr含量<=0.25%。熱處理：正火850，淬火840，回火600. 容易加工淬火，,但須熱處理 。 45號鋼淬火后沒有回火之前，硬度大于HRC55（最高可達HRC62）為合格。 實際應用的最高硬度為HRC55（高頻淬火HRC58）。 調(diào)質(zhì)處理后零件具有良好的綜合機械性能，廣泛應用于各種重要的結構零件，特別是那些在交變負荷下工作的，由于本身硬度不高所以可用調(diào)質(zhì)表面淬火提高零件表面硬度。便可達到設計要求。6）孔沖頭的材料選取。在本模具中凸模上有兩個沖頭對材料進行沖孔定位。材料厚度為3mm所以此沖頭對其本身剛度有要求，45號鋼廣泛用于機械制造，這種鋼的機械性能很好。但是這是一種中碳鋼，淬火性能并不好， 45號鋼可以淬硬至HRC4246。所以如果需要表面硬度，又希望發(fā)揮45鋼優(yōu)越的機械性能，常將45鋼表面滲碳淬火，這樣就能得到需要的表面硬度。還可以采用調(diào)質(zhì)后滲氮的熱處理工藝以提高其韌性和耐沖擊性能綜合其經(jīng)濟適用性所以選取45鋼為沖頭材料。7）導向板材料選取，在本模具中導向板不起任何承載力作用所以對其要求并不是很高在模具材料中選Q235A還是比較經(jīng)濟適用的在保證模具可加工性的同時又降低了模具成本，并且提高了模具的易加工性。材料Q235A在上面對其性能材質(zhì)都已經(jīng)進行過分析，所以用其做導向板挺合適。8）下模板的材料選用，下模板主要在模具中主要作用就是固定落料凹模，將凹模部分所有零件都以其為基板然后緊固在一起 在本模具中將落料凹模和導向板還有卸料版統(tǒng)一固定在了下模板上。還有就是方便將模具固定在工作臺面上，所以對下模板的材料要求也是不高的 在綜合考慮各材料的經(jīng)濟適用性和結構用途性能后還是覺得Q235A材料最為合適。完全符合本模具設計要求。9）凸模固定板的材料選取，凸模固定板在本模具中起到固定凸模的作用于凸模的固定方式為臺階固定，在模具運行沖壓時要承受一定的反沖壓力，所以材料必須得具有一定剛性。在比較各種材料性能后45鋼的性能如下45#性能：最常用的中碳調(diào)質(zhì)鋼，強度較高，有較好的強韌性配合，小型件采用調(diào)質(zhì)處理，大型件宜采用正火處理用途：主要用于制造強度高的運動零件，如蒸汽透平機葉輪、壓縮機活塞、軸、齒輪、齒條、蝸桿等，焊接件焊接前需預熱，焊后消除應力退火，鑒于此所以本模具的凸模固定板適用45鋼材料制作即能滿足模具機械性能和設計要求同時也能保證模具制造的成本。下模板的表面粗糙度控制在1.23.2熱處理后可用一般加工方法進行加工 表面粗糙度可用磨床加工保證。10）前擋板的材料選取。在本模具中前擋板的作用可以說是用于擋料限位，在模具一次進料時可以確定材料的一次進給距離，此零件在本模具中并無太大承載力，所以在對其材料的選取上應盡量考慮其成本，綜合分析各種模具材料后Q235A材料是比較合適的一是能滿足設計要求和模具對其的強度要求 二是成本低。并且易加工。所以前擋板的才來哦選取為Q235A。11)模柄的材料選取。模柄在沖裁模中是在壓力機上安裝的來給模具提供沖壓力。并且凸模部分都要固定在其上進行工作。所以對模柄的材料選取上要求材料必須有較好的強度和剛度。在以上分析中45號鋼在處理后能滿足其要求。45號鋼化學成分：含碳（C）量是0.420.50%，Si含量為0.170.37%，Mn含量0.500.80%，Cr含量<=0.25%。熱處理：正火850，淬火840，回火600. 容易加工淬火，,但須熱處理 。 45號鋼淬火后沒有回火之前，硬度大于HRC55（最高可達HRC62）為合格。 實際應用的最高硬度為HRC55（高頻淬火HRC58）。 調(diào)質(zhì)處理后零件具有良好的綜合機械性能，廣泛應用于各種重要的結構零件，特別是那些在交變負荷下工作的，由于本身硬度不高所以可用調(diào)質(zhì)表面淬火提高零件表面硬度。45#性能：最常用的中碳調(diào)質(zhì)鋼，強度較高，有較好的強韌性配合，小型件采用調(diào)質(zhì)處理，大型件宜采用正火處理便可達到設計要求。用途：主要用于制造強度高的運動零件，如蒸汽透平機葉輪、壓縮機活塞、軸、齒輪、齒條、蝸桿等，焊接件焊接前需預熱，焊后消除應力退火，鑒于此所以本模具的凸模固定板適用45鋼材料制作即能滿足模具機械性能和設計要求同時也能保證模具制造的成本。3.9 導向 定位零件 模具上定位零件的作用是使條料在模具上能有正確的位置。定位零件有兩種條料在模具中的定位有兩個內(nèi)容:1)在送料方向上的定位,用來控制送料的進距；2）在送料方向垂直方向上的定位,通常稱為送進導向,如圖3.4定位板。3）本模具不僅在與送料方向垂直的方向上有定位并且也在與送料方向相同的方向上有限位。在模具沖裁凹模上的擋銷。 圖3.4 定位板3）此模具就是在與送料方向垂直的方向上來對料進行位置的導正，而且同時還在送料方向上用擋銷進行步距的控制。從而達到級進的效果。4）在沖裁凹模上使用擋銷來確定步進距離，圖見后繪零件圖。4沖壓設備選取模具的大小，所需的行程。1、模具的沖壓總力：決定設備的噸位是否滿足工藝要求。2、模具的輪廓尺寸（長、寬、高度）：長、寬尺寸用來核定工作臺及墊板的允許安裝空間是否足夠；模具的閉模高度用來核定壓力設備的裝模高度；另外，應特別注意后側導柱模架的模具，其后側寬度值可以核定開式設備的喉深尺寸；最后，有的模具上模長寬尺寸小于下模，還應校核上模的長寬尺寸是否在滑塊下底面的安裝尺寸范圍內(nèi)。3、模具的開模行程：核定壓力設備的滑塊運動行程是否足夠。4、模具的模柄尺寸及漏料孔尺寸：用來核定設備滑塊模柄孔尺寸和工作臺墊板中心孔尺寸是否匹配?？词欠衽c所選設備上的輔助裝置或附屬系統(tǒng)相匹配，例如，設計為液壓頂出制件的模具，設備應配備能完成頂出動作的液壓系統(tǒng)；設計為剛性壓料裝置的拉延模具，就應該在設備上具有能完成壓料和拉深兩種動作的雙動特點，如果設計為自動送料的模具，設備也應考慮使用自動壓力機等等。也就是說，模具設計類型應該和所選設備的工藝特點相匹配。先用沖床的公稱壓力應大于計算出的總壓力F總=95.26KN；最大閉合高度應大于沖模閉合高度+5mm；工作臺臺面尺寸應能滿足模具的正確安裝。按上述要求，結合工廠實際，可稱用J23.16開式雙柱可傾壓力機。并需在工作臺面上配備墊塊，墊塊實際尺寸可配制。雙柱可傾壓力機J23.16參數(shù)：公稱壓力：160KN滑塊行程：100mm最大閉合高度：185mm工作臺尺寸（前后mm左右mm）：300mm450mm墊板尺寸（厚度mm孔徑mm）：10mm9mm模柄尺寸（直徑mm深度mm）：30mm70mm 最大傾斜角度：30o壓力機的類型有很多，根據(jù)沖裁可以分出不同的壓力機其適用范圍當然也是不同的，具體見下圖。機床類型 沖孔落料 拉伸 落料拉伸 立體成形 彎曲 型材彎曲 冷擠 整形校平小行程曲軸壓力機 中行程曲軸壓力機 大行程曲軸壓力機 雙動拉伸壓力機 曲軸高速自動壓力機 摩擦壓力機 o o o o o o 偏心壓力機臥式壓力機 0 0 0液壓機 0 自動彎曲機 經(jīng)上述分析，模具總比和高度為185屬于小行程所以可選用小行程完成沖孔落料的工步。壓機型號 工程壓力/kN 橫桿斷面尺寸/mm 橫桿孔尺寸/mm 橫桿孔距滑塊下距離J23-16 160 3515 7020 62mmJ23-40 400 50 12 90 25 70mmJc23-63 630 60 25 110 35 85mmJ23-80 800 70 30 130 35 80mmJ11-100 1000 50 20 95 23 90mm經(jīng)上述計算的得知沖裁力的理論值是200.4KN在選用壓力機時要使工程壓力是實際壓力的1.3倍以上所以壓力機的工程壓力是200.4X1.3因此選用壓力為400KN的壓力機。5 模具的裝配5.1 設計并繪制總圖、選取標準件按已確定的模具形式及參數(shù)，從冷沖模標準中選取標準模架，繪制總圖，按模具標準，選取所需的標準件，查清標準件代號及標記，寫在總圖明細表內(nèi)，并將各零件標出統(tǒng)一代號。部分零件尺寸：上模座：80mm60mm16mm 下模座：140mm120mm16mm 墊板：80mm60mm10mm 導向板：100mm21.1mm6mm凸模固定板：80mm60mm10mm 凹模：80mm60mm12mm 模柄：30mm70mm卸料板：80mm60mm16mm5.3組裝根據(jù)級進模的特點先裝上模,再裝下模較為合理,并調(diào)整間隙,試沖,返修.具體過程如下:上模裝配仔細檢查各將要裝配零件是否符合圖紙要求,形狀并作好劃線,定位等準備工作。先將凸模與凸模固定板裝配,再與凹模板裝配,并調(diào)整間隙。把已裝配好的凸模及凹模與上模座,并在次檢查間隙是否合理后,打入銷釘及擰入螺絲。注：固定板上的四個螺紋孔與墊板和上模板相配。下模裝配仔細檢查各將要裝配零件是否符合圖紙要求,形狀并作好劃線,定位等準備工作。先將凸凹模放在下模座上,再裝入凸凹模固定板并調(diào)整間隙,以免發(fā)生干涉及工件損壞。接著依次按順序裝入銷釘,活動擋料銷,彈頂橡膠塊及卸料板,檢查間隙等合理后擰入卸料螺釘,再擰入緊固螺釘,并再次檢查調(diào)整。將經(jīng)調(diào)整后的上下模按導柱,導套配合進行組裝,檢查間隙及其它裝配合理后裝機進行試沖并根據(jù)試沖結果作出相應調(diào)整,直到生產(chǎn)出合格制件。注：卸料板的孔與下模板還有導向板配鉆配鉸落料凸模在上模座中的固定方式的選擇為臺階式固定，之所以選用臺階式固定是因為在模具沖裁過程中落料凸模要收到很強的沖擊力和沖擊反力，若選用其他的固定方式比如螺釘銷子表面直接固定要好的多，在模具長期工作中在沖擊力的作用下要使凸模的正確位置和所有相對尺寸不發(fā)生變化所以使用臺階式固定 5.3 試模模具調(diào)試的目的：鑒定模具的質(zhì)量；幫助確定產(chǎn)品的成形條件和工藝規(guī)程； 幫助確定成形零件毛坯形狀、尺寸及用料標準； 幫助確定工藝和模具設計中的某些尺寸；通過調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，積累經(jīng)驗，有助于進一步提高模具設計和制造水平。 沖裁模的調(diào)試沖裁模調(diào)試要點：模具閉合高度調(diào)試；導向機構的調(diào)試；凸、凹模刃口及間隙調(diào)試；定位裝置的調(diào)試。6 繪制部分零件圖模柄、導向板、導料板、落料凸模、墊板、卸料版、沖裁凹模、支撐板、切邊凸模五個零件圖樣見后所繪零件圖。7結論 結論這次設計是我們參加工作前的最后一次設計。完成它就是對我們四年來所學知識的一次系統(tǒng)應用，為我將來參加實踐工作做好鋪墊，是我們對自身所學的一次檢驗，讓我們受益良多。通過這次模具設計，本人在多方面都有所提高。通過這次畢業(yè)設計，綜合運用本專業(yè)所學課程的理論和生產(chǎn)實際知識進行一次冷沖壓模具設計工作的實際訓練從而培養(yǎng)和提高學生獨立工作能力，鞏固與擴充了冷沖壓模具設計等課程所學的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設計的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設計的基本的模具技能懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了模具的基本結構，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標準，同時各科相關的課程都有了全面的復習，獨立思考的能力也有了提高。在做畢業(yè)設計的過程中，在設計和繪圖都遇到方面遇到了一些問題，經(jīng)過老師和同學的指導幫準，再加上自身不懈的努力，問題得到了及時解決。這次的畢業(yè)設計使我從中學到了許多東西，同時認識到了自己的不足。我運用所學的專業(yè)知識，以與專業(yè)相關聯(lián)的課程為出發(fā)點，設計了零件的工藝、編制了零件的加工工序，并熟悉了這兩年來所學過的軟件AUTO CAD和PRO/E。在設計思想中盡可能體現(xiàn)了我所學的、掌握的和了解的知識?？傊?，通過此次的畢業(yè)設計，是我很清晰的找出了自己這兩年來所學知識的種種漏洞，并得以改正，使我對于自身專業(yè)又有了全新的認識，為我之后的學習和工作奠定了堅實的基礎。參 考 文 獻1 張正修沖模實用典型結構圖集北京：機械工業(yè)出版社，2009：1-1472 楊占堯. 沖壓工藝編制與模具設計制造. 北京：人民郵電出版社，2010：13-76.3 楊占堯. 沖壓模具圖冊. 北京：高等教育出版社，2008：74-77. 4 楊占堯. 沖壓模具標準及應用手冊. 北京：化學工業(yè)出版社，2010：97-279.5 徐政坤. 沖壓模具設計與制造. 北京：化學工業(yè)出版社，2003：9-186.6 王伯平.互換性與測量技術基礎M.北京：機械工業(yè)出版社，2006：22-257 機械設計手冊編委會.機械設計手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，2004：197-245.8 鄭可煌.實用沖壓模具設計手冊M.北京：航空工業(yè)出版社, 1990：7-419 郭景儀.沖壓模具設計與制造技術M.北京：北京出版社，2000：30-4010 馮炳堯.模具設計與制造簡明手冊.上海：上海科學技術出版社，1985.67-73.11 張玉.幾何量公差與測量技術.遼寧：東北大學出版社,2003.5-36.12 嚴壽康.沖壓工藝及沖模設計.北京：國防工業(yè)出版社,1993：45-87.13 王立人.沖孔模設計指導.北京：北京理工大學出版社，2009：48-94.14 陳永濱，陳炳明.沖壓模具設計基礎M.北京：機械工業(yè)出版社，2004：2-16 致 謝踉踉蹌蹌地忙碌了兩個月，我的畢業(yè)設計課題也終將告一段落。不積跬步何以至千里，本設計能夠順利的完成，主要歸功于我的指導老師趙老師的認真負責。同時還有各專業(yè)課老師的全力幫助，使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設計中得以體現(xiàn)。正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)設計工作順利完成，在此向趙老師和全體專業(yè)課老師表示由衷的謝意。感謝他們一直以來的辛勤栽培。在畢業(yè)設計即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到畢業(yè)設計的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！時間過得飛快，一轉(zhuǎn)眼之間已經(jīng)到了大學的最后的日子。經(jīng)過近三個月的不懈努力，在即將完成論文之際，大學生涯已過去三載，遙想入學當時，恍如隔日，不免感嘆時光易逝，韶華難追。面對順利完成的論文，我滿懷欣喜，回想求學之路，快樂而艱辛，在這大學生涯即將結束之際，謹對多年來給予我關心與支持的良師益友和親人們致以最誠摯的謝意！在本次畢業(yè)設計過程中，李宗良老師對該論文從選題、構思、資料收集到最后定稿的各個環(huán)節(jié)給予細心指引與教導，使我對沖壓模具方面的知識有了深刻的認識，使我得以最終完成畢業(yè)設計，在此表示衷心感謝。劉老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、豐富淵博的知識、敏銳的學術思維、精益求精的工作態(tài)度、積極進取的科研精神以及誨人不倦的師者風范是我終生學習的楷模。在三年的大學生涯里，還得到眾多老師的關心支持和幫助，在此謹向老師們致以衷心的感謝和崇高的敬意! 感謝你們！我尊敬的老師第 24 頁 共 23 頁