齒座沖壓工藝分析及模具設(shè)計

1、洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 齒座沖壓工藝分析及模具設(shè)計摘 要本論文對齒座進行了沖壓模具設(shè)計。根據(jù)對齒座沖壓工藝的分析比較，擬定了二套齒座的加工工藝方案，并進行了優(yōu)化分析，確定了先落料沖孔在彎曲成形的工藝方案。本設(shè)計主要內(nèi)容：根據(jù)對齒座零件沖裁件的分析選取合適的排樣；根據(jù)工藝分析確定模具的選取那種復(fù)合模具結(jié)構(gòu)；根據(jù)對工件所受沖裁力、頂件力、卸料力的計算，確定總的沖壓力；根據(jù)計算確定工件壓力中心；根據(jù)沖裁件設(shè)計工藝零件和選擇合適結(jié)構(gòu)零件；最后選取合適的壓力機。本論文闡述了落料沖孔倒裝復(fù)合模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計及工作原理。該套模具的優(yōu)點沖孔廢料能直接從凸凹模內(nèi)落下，而沖裁件能被推件板從落料凹模推下，采用彈

2、性卸料裝置結(jié)構(gòu)簡單節(jié)省成本，生產(chǎn)率高等。關(guān)鍵詞：沖壓，復(fù)合模具，落料，沖孔 THE STAMPING PROCESS ANALYSIS AND DIE DESIGN FOR GEAR HOLDER ABSTRACTIn this thesis, the gear holder was stamping die design. According to the gear holder stamping process analysis and comparison, developed two sets of gear holder processing programs, and optimi

3、zed analysis to determine the first blanking punching in the bending process scheme. Design of the main content: Based on the gear seat parts blanking analysis to select the appropriate nesting; according to the technical analysis to determine the selection of the kind of complex mold structure; suf

4、fered under blanking force on the work piece, the top member force, unloading force calculations to determine the type of machine; according to the calculation to determine the work piece center of pressure; design process based on blanking parts and select the appropriate structural parts.This pape

5、r describes the flip composite blanking punching mold design and working principle. The advantages of this mold punching waste can be directly from the punch and die within the falling, blanking option board can be pushed from the blanking die and easier to push the lead to go down with flexible unl

6、oading device structure is simple cost savings and high productivity.KEY WORDS: stamping，composite mold，blanking，punching目錄前言1第1章 概 論31.1課題的任務(wù)31.2國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢31.2.1 國內(nèi)外現(xiàn)狀31.2.2 模具發(fā)展的趨勢41.3國內(nèi)沖壓行業(yè)存在的問題及應(yīng)對措施5第2章 工件的沖壓工藝性分析72.1 零件設(shè)計圖72.2沖裁件的工藝分析82.3沖裁件的工藝方案和模具結(jié)構(gòu)類型92.3.1 沖裁件的工藝方案92.3.1 落料沖孔模具結(jié)構(gòu)的選擇102.4 沖裁件

7、的排樣設(shè)計102.4.1 排樣方案102.4.2 材料利用率的計算和排樣方案的確定112.5 沖模壓力中心的確定122.6 沖裁時的壓力計算142.6.1 沖裁力的計算142.6.2 卸料力和推件力的計算152.6.3 壓力機所需總沖壓力的計算152.7 模具的凸、凹模刃口尺寸計算162.7.1 凸凹模刃口尺寸計算原則162.7.2 凸、凹模加工時的工作部分尺寸162.8卸料橡皮的設(shè)計計算17第3章 沖裁模具的結(jié)構(gòu)與設(shè)計193.1 落料凹模的設(shè)計193.1.1 凹模洞口形狀的選擇193.1.2 凹模的外形尺寸193.1.3凹模的固定方式203.2凸凹模的設(shè)計213.2.1凸凹模的設(shè)計213.2

8、.2凸凹模的固定方式213.3 沖孔凸模的設(shè)計223.3.1凸模的設(shè)計223.3.2凸模的固定方式23第4章 模具零部件的選用與設(shè)計244.1 沖模模架的型號與選擇244.2 下模座的零件尺寸244.3 上模座的零件尺寸254.4 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的選取254.4.1 導(dǎo)柱264.4.2 導(dǎo)套264.5模柄的設(shè)計274.6頂件裝置284.7模具其他零件設(shè)計與選擇294.8緊固定位零件的選擇29第5章 沖壓模具壓力機的選擇315.1壓力機的選擇原則315.2 沖模壓力機的選擇31結(jié)論32謝 辭33參考文獻34附錄35外文資料翻譯365前言模具工業(yè)是我國國民經(jīng)濟的一種新的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，據(jù)統(tǒng)計，金屬類零件粗加

9、工的75%、金屬類零件精加工的50%和塑料成型零件的90%是使用模具加工完成的，被稱為“工業(yè)之母”、“皇冠工業(yè)”的模具加工制造業(yè)是高新技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，因而模具工業(yè)被稱為先進制造技術(shù)的重要組成部分之一。模具工業(yè)的發(fā)展水平代表著一個國家工業(yè)水平和產(chǎn)品開發(fā)能力高低。其中，沖壓是模具工業(yè)中最重要的加工方法之一。沖壓的使用范圍十分廣泛，根據(jù)統(tǒng)計在電子產(chǎn)品中，沖壓零件（包括鈑金零件）的數(shù)量約占零件總數(shù)的85%左右，而在全世界有60%-70%鋼材是板材，而大部分是經(jīng)過沖壓制成成品。沖壓加工在拖拉機、汽車、自行車、家用電器、儀器儀表、辦公機械等機械工業(yè)和國防工業(yè)以及日常生活用品的生產(chǎn)方面，占據(jù)著十分重要的地位

10、1。從上世紀(jì)90年代開始，我國許多院校和科研機構(gòu)如華中科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)和北京機電研究院等相繼開展了級進CAD/CAM系統(tǒng)的研究和開發(fā)。華中科技大學(xué)模具技術(shù)國家重點實驗室、上海交通大學(xué)模具CAD國家工程研究中心、北京機電研究院精沖技術(shù)國家工程研究中心和鄭州工業(yè)大學(xué)橡塑模具國家工程研究中心等，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)、冷沖模和精沖模CAD軟件、模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)，快速成形（RP）和快速制模技術(shù)。新型模具材料等方面都取得了顯著地進步和多項成果2。今后模具CAD/CAE/CAM系統(tǒng)必將是今天最好的設(shè)計理念、最新的成形理論與最高水平的制造方法相結(jié)合的產(chǎn)物，其特點最終反

11、映在專業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化四個方面。 此次設(shè)計是在史東才史老師的指導(dǎo)下，查閱諸多參考資料和專業(yè)文獻的前提下按照學(xué)校的規(guī)范完成的。本次畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容是以齒座的落料沖孔倒裝復(fù)合模設(shè)計的。設(shè)計的主要部分包括齒座沖壓工藝分析、沖壓工序的合理安排、沖裁件所受力和壓力中心的確定、條料的選取和沖裁件的排樣、模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具主要工藝零件和結(jié)構(gòu)零件的選取和設(shè)計、壓力機的類型等。感謝對本次設(shè)計中指導(dǎo)和提出各種意見的史老師和各位同學(xué)。由于本人的能力有限，本次設(shè)計中有不當(dāng)或者錯誤之處，望大家多多批評指正，我會在以后的工作和學(xué)習(xí)中不斷完善和提高自己的專業(yè)設(shè)計水平。 第1章 概 論1.1課題的任務(wù)主要任

12、務(wù)：對齒座的沖壓工藝分析比較、選則合適的工序中所用的模具類型并設(shè)計合理的模具，使該套模具能滿足生產(chǎn)需要。齒座沖壓模具設(shè)計要經(jīng)過落料、沖孔、彎曲三步基本工序，中等生產(chǎn)批量，通過工藝分析比較確定可采用落料沖孔復(fù)合模來生產(chǎn)，這樣沖壓件的形位精度和尺寸易于保證，且生產(chǎn)效率也高。也是檢驗對所學(xué)相關(guān)課程理論、技能的理解程度；培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的良好作風(fēng)。1.2國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.2.1 國內(nèi)外現(xiàn)狀幾年來，我國轎車市場發(fā)展十分迅猛，2002年在轎車銷售超過100萬輛的基礎(chǔ)上，2003年則向200萬輛人關(guān)邁進，達到了197萬輛。然而，在轎車熱迅速升溫的同時，不得不尷尬地面對這樣的現(xiàn)實市場上熱銷的絕人多數(shù)車型

13、是直接從國外引進的。由于國內(nèi)轎車覆蓋件模具設(shè)計制造能力從總體上看還比較薄弱，為了生產(chǎn)這些車型，各人汽車公司不得不耗資幾億、十幾億元采購海外模具。與國外汽車公司相比，由于生產(chǎn)規(guī)模比較小，這就造成單車均攤的模具成本遠高于國外車，這也是造成國產(chǎn)車整車制造成本居高不下的主要原因之一。目前，雖然國內(nèi)模具商在轎車內(nèi)覆蓋件模具設(shè)計制造方面已小有能力，并可承接整車廠的部分模具開發(fā)項目，但對于有很高型面精度和表面質(zhì)量要求的外覆蓋件，特別是中高檔轎車的外覆蓋件，整車廠很少會將這類模具交由國內(nèi)開發(fā)。目前，國外汽車公司為了降低模具開發(fā)、制造成本，縮短生產(chǎn)周期，將除轎車外覆蓋件之外的部分轎車沖壓件的模具都交由專業(yè)模具公

14、司設(shè)計和制造，這些公司都有很強的開發(fā)能力，并在某些零件的模具制造方面擁有獨到的優(yōu)勢。但作為整車廠，考慮到新車型開發(fā)過程中的保密，對諸如翼子板、行李箱蓋、車門、側(cè)圍、車頂、前蓋等敏感零部件的模具，則都由自己的模具制造部門來設(shè)計和制造。1.2.2 模具發(fā)展的趨勢我國從上世紀(jì)90年代開始，華中科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)和北京機電研究院等相繼開展了級進模CAD/CAM系統(tǒng)的研究和開發(fā)。如華中科技大學(xué)模具技術(shù)國家重點實驗室在AutoCAD軟件平臺上開發(fā)出基于特征的級進模CAD/CAM系統(tǒng)HMJC，包括板金零件特征造型、基于特征的沖壓工藝設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)件及典型結(jié)構(gòu)建庫工具和線切割自動編

15、程5個模塊。上海交通大學(xué)為瑞士法因托（Finetool）精沖公司開發(fā)成功精密沖裁級進模CAC/CAM系統(tǒng)。西安交通大學(xué)開發(fā)出多工位彎曲級進模CAD系統(tǒng)等。近年來，國內(nèi)一些軟件公司也競相加入了級進模CAD/CAM系統(tǒng)的開發(fā)行列，如深圳雅明軟件制作室開發(fā)的級進模系統(tǒng)CmCAD、富士康公司開發(fā)的用于單沖模與復(fù)合模的CAD系統(tǒng)Fox-CAD等4。展望國內(nèi)外模具CAD/CAE/CAM技術(shù)的發(fā)展，本世紀(jì)的科學(xué)技術(shù)正處于日新月異的變革之中，通過與計算機技術(shù)的緊密結(jié)合，人工智能技術(shù)、并行工程、面向裝配、參數(shù)化特征建模以及關(guān)聯(lián)設(shè)計等一系列與模具工業(yè)相關(guān)的技術(shù)發(fā)展之快，學(xué)科領(lǐng)域交叉之廣前所未見。今后10年新一代模

16、具CAD/CAE/CAM系統(tǒng)必然是當(dāng)今最好的設(shè)計理念、最新的成形理論和最高水平的制造方法相結(jié)合的產(chǎn)物，其特點將反映在專業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化四個方面。目前模具技術(shù)的發(fā)展趨勢將集中在以下幾個方面：模具CAD/CAE/CAM正向集成化，三維化，智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展；模具檢測，加工設(shè)備向精密，高效和多功能方向發(fā)展；快速經(jīng)濟制造模具技術(shù)的廣泛應(yīng)用；模具材料及表面處理技術(shù)的研究；模具研磨拋光將向自動化，智能化方向發(fā)展；模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用日漸廣泛；壓鑄模，擠壓模及粉末鍛模比例增加；還有模具工業(yè)新工藝，新理念新模式。在成型工藝方面，主要是沖壓模具功能復(fù)合化，模具加工系統(tǒng)自動化等。另一方面，隨著先進制造技術(shù)

17、的不斷發(fā)展和整體制造水平的提高，在模具行業(yè)提出新的設(shè)計生產(chǎn)管理理念與模式。主要有：適應(yīng)模具單件生產(chǎn)特點的柔性制造技術(shù)；創(chuàng)造最佳管理和效益的團隊精神；提高快速應(yīng)變能力的并行工程，虛擬制造及全球敏捷制造，網(wǎng)絡(luò)制造等新的生產(chǎn)哲理；廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)件通用件的分工協(xié)作生產(chǎn)模式；適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保要求的綠色設(shè)計與制造等及時了解模具技術(shù)發(fā)展的動向。1.3國內(nèi)沖壓行業(yè)存在的問題及應(yīng)對措施問題一：機械化、自動化程度相對發(fā)達國家較低。在美國，有70%的沖壓生產(chǎn)線為多工位壓力機，而日本國內(nèi)也有32%的沖壓生產(chǎn)線為多工位壓力機。在我國，這種代表當(dāng)今國際水平的大型多工位壓力機的應(yīng)用卻為數(shù)不多；中小企業(yè)中設(shè)備普遍較落后，能

18、源材料的利用率較低，且存在著的環(huán)境污染；液壓成形，尤其是內(nèi)高壓成形，設(shè)備投資大，國內(nèi)難以起步。問題二：生產(chǎn)集中化程度比較低。在我國的許多汽車集團中存在著大而全的問題，形成了封閉式內(nèi)部配套流水線，從而各個企業(yè)中沖壓件種類繁多，導(dǎo)致生產(chǎn)集中度低，規(guī)模小，易造成產(chǎn)能的浪費，使產(chǎn)能不能得到充分利用，并且難以滿足專業(yè)化分工生產(chǎn)的發(fā)展，市場競爭力弱。問題三：沖壓板材自給率不足，并且存在著品種規(guī)格不配套，沒有形成規(guī)范行的板材規(guī)格類型批號，標(biāo)準(zhǔn)化程度低。目前，我國汽車薄板只能滿足60%左右，而高檔轎車用鋼板，如高強度板、合金化鍍鋅板、超寬板(1650mm以上)等都依賴進口。問題四：沖壓行業(yè)中專業(yè)人才缺乏。業(yè)內(nèi)

19、掌握先進設(shè)計分析技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的高素質(zhì)人才遠遠不能滿足沖壓行業(yè)飛速發(fā)展的需要，尤其是摩托車行業(yè)中具備沖壓知識和技術(shù)和技能的專業(yè)人才更為缺乏且大量外流。另外，眾多合資公司由外方進行工程設(shè)計，掌握設(shè)計權(quán)、投資權(quán)，我方?jīng)_壓技術(shù)人員難以真正掌握沖壓工藝的真諦。措施：1）加速技術(shù)改造；應(yīng)加速發(fā)展數(shù)字化柔性成形技術(shù)、液壓成形技術(shù)、高精度復(fù)合化成形技術(shù)以及適應(yīng)新一代輕量化車身結(jié)構(gòu)的型材彎曲成形技術(shù)及相關(guān)設(shè)備。同時改造國內(nèi)舊設(shè)備，使其發(fā)揮新的生產(chǎn)能力。2）走專業(yè)化道路；3）所用的材料應(yīng)與行業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展；4）提高行業(yè)人員素質(zhì)。這是一項迫在眉睫的任務(wù)，又是一項長期而系統(tǒng)的任務(wù)。振興我國沖壓行業(yè)需要大批高水平的科技

20、人才，大批熟悉國內(nèi)外市場、具有現(xiàn)代管理知識和能力的企業(yè)家，大批掌握先進技術(shù)、工藝的高級技能人才。要舍得花大力氣，有計劃、分層次地培養(yǎng)。洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第2章 工件的沖壓工藝性分析2.1 零件設(shè)計圖設(shè) 計 題 目：齒座沖壓工藝分析及模具設(shè)計；零 件 名 稱：齒座；該零件信息圖如圖2-1。圖2-1 齒座材 料：Q235-A；厚 度：t=3.0；批 量：中等批量；研究內(nèi)容：對工藝方案中其中一序進行模具設(shè)計，含裝配結(jié)構(gòu)圖設(shè)計、整機的運動參數(shù)計算、相關(guān)零部件結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇、校核及尺寸計算等；根據(jù)裝配圖，進行各個零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪出全部零件結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙；查閱和專業(yè)相關(guān)的英文資料，并按要求翻譯成中文

21、；按照要求的畢業(yè)設(shè)計說明書內(nèi)容、格式及要求，撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書；繪圖要求：、完成一張零號圖紙的模具裝配圖設(shè)計，同時繪出圖紙總量不少于二張零號圖紙的零件圖紙，要求尺寸完整，公差及表面粗糙度標(biāo)注合理、正確，符合制圖標(biāo)準(zhǔn)；零件圖應(yīng)包含一張1號圖幅用計算機繪制的圖，或者至少有折合1號圖幅以上的手工繪制圖；2.2沖裁件的工藝分析齒座展開圖如圖2-2圖2-2 齒座展開圖沖裁件材料: Q235-A是普通碳素鋼，具有較好的可沖壓性能.零件結(jié)構(gòu):該沖裁件結(jié)構(gòu)對稱簡單，比較適合沖裁.尺寸精度:齒座零件圖上所有未注公差的尺寸，屬自由尺寸，可查表 1按工IT12級確定沖裁件尺寸的公差.表2-1沖裁件內(nèi)外形所能達到的經(jīng)

22、濟精度材料厚度t/mm基本尺寸/mm3366101018185001IT12IT13IT1112IT14IT12IT13IT1123IT14IT12IT1335IT14IT12IT13孔心距:35沖裁件外形: 長135.82 寬80結(jié)論：該零件適合沖壓。2.3沖裁件的工藝方案和模具結(jié)構(gòu)類型2.3.1 沖裁件的工藝方案該零件包括落料、沖孔、彎曲三個基本工序，可以采用以下兩種工藝方案:方案一：先落料，后沖孔，最后彎曲采用單工序模生產(chǎn)如圖2-3；.1）落料 2）沖孔 3）彎曲圖2-3 方案一方案二：落料和沖孔復(fù)合沖裁，再彎曲采用復(fù)合模和單工序模生產(chǎn)如圖2-4；.1）落料沖孔 2）彎曲圖2-4 方案二

23、方案一：模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要三道工序、三套模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)效率較低，難以滿足零件中批量生產(chǎn)的需求.由于零件結(jié)構(gòu)簡單，為提高生產(chǎn)效率，主要應(yīng)采用復(fù)合沖裁或級進沖裁方式。方案二：需要兩套模具，先采用復(fù)合模具使沖裁件的形位精度和尺寸便于保證，且生產(chǎn)效率也高。盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。 故對以上兩種方案的比較選擇第二種方案，通過比較選擇落料沖孔工序中所用模具作為本次設(shè)計要設(shè)計的模具落料沖孔復(fù)合模。 2.3.1 落料沖孔模具結(jié)構(gòu)的選擇復(fù)合模的結(jié)構(gòu)有兩種形式：倒裝復(fù)合模和正裝復(fù)合模。倒裝復(fù)合模的主要優(yōu)點即廢料能從壓力機臺面落下，而沖裁件從上模推下

24、，比較容易引出去，故操作安全方便，由于倒裝復(fù)合模易于安裝送料裝置，生產(chǎn)率高全；正裝復(fù)合模的主要優(yōu)點是頂件板，卸料板均是彈性的，條料與沖裁件同時受到壓平作用，所以對于較軟、較薄的沖裁件能達到平整要求，沖裁件的精度也較高。通過查表4和對該套落料沖孔復(fù)合模的分析及綜合上述兩種結(jié)構(gòu)的的優(yōu)點，該套模具采用倒裝復(fù)合模具。2.4 沖裁件的排樣設(shè)計2.4.1 排樣方案根據(jù)齒座沖裁件的外形排樣有兩種方案：圖2-5 方案一沖裁件排樣圖方案一：對頭梯形直排；由沖裁件的尺寸查表2,確定搭邊值a和a兩工件間的搭邊:a=2.5mm; 工件邊緣搭邊:a=2.8mm; 步距A=218mm:通過比較及對沖裁件和條料分析取a=3

25、mm；a=3.0mm；A=218mm如圖2-5所示。圖2-6 方案二沖裁件排樣圖方案二：直排梯形；由沖裁件的尺寸查表2,確定搭邊值a和a兩工件間的搭邊:a=2.5mm; 工件邊緣搭邊:a=2.8mm; 步距A=218mm:通過比較及對沖裁件和條料分析取a=3.0mm；a=3.2mm；A=139mm如圖2-6所示。2.4.2 材料利用率的計算和排樣方案的確定材料利用率通常是以一個歩踞內(nèi)零件的實際面積與所用毛坯的百分率來表示,公式2為： （3-1）式中： 一個歩踞內(nèi)零件的實際面積； 一個歩踞內(nèi)所需毛坯面積；A 送料歩踞；B條料寬度；方案一： = 15517.78；A = 218mm；B = 86m

26、m；由公式(3-1)則=100%=82.77%方案二： = 7758.89；A = 139mm；B = 86mm；由公式(3-1)則=100% = 64.91%綜上所述知 ，故方案一的材料利用率高，選擇方案一的對頭梯形直排的排樣方式為本次設(shè)計的排樣方案。2.5 沖模壓力中心的確定在圖2-7中7、8號孔是對稱形狀故沖孔時各孔沖裁力的作用點在其幾何中心。把整個輪廓分成4個線段和2個圓弧，其中4個線段長度及其重心位置如圖2-7所示。建立如圖2-7中所示的正交坐標(biāo)系，由于沖裁件的形狀是對稱的故=0 。知圓弧的重心的計算公式3為： （3-2）式中： b弦長； S弧長； R圓弧半徑； Z重心到圓心的距離。

27、圖2-7 落料沖孔復(fù)合模時壓力中心的確定由圖知s = 49.30；b = 49.17；R = 197.5，則由可知兩段圓弧的重心近似的認為在其弧長中心如圖2-7所示。查 3知沖裁件輪廓壓力中心的坐標(biāo)為：到x-x軸的距離到y(tǒng)-y軸的距離由圖知2孔的壓力中心的坐標(biāo)為：孔7到y(tǒng)-y軸的距離孔7到x-x軸的距離孔8到y(tǒng)-y軸的距離 孔8到x-x軸的距離 各個凸模的沖裁邊的周長：查 3知整個沖裁件的壓力中心的坐標(biāo)為：到x-x軸的距離 到y(tǒng)-y軸的距離綜上所述整個沖裁件的壓力中心坐標(biāo)為 ；。故沖模的壓力中心位置如圖2-8所示。圖2-8 落料沖孔復(fù)合模時壓力中心的位置 2.6 沖裁時的壓力計算2.6.1 沖

28、裁力的計算對于沖裁力的計算查式2知：對于普通平刃口的沖裁，其沖裁力F可按下式計算 （3-3）式中： F沖裁力（N）； L沖裁件周長（mm）； t板料厚度（mm）； 材料的抗剪強度（MPa）； K系數(shù)。k系數(shù)考慮到實際生產(chǎn)中，模具間隙的波動和不均勻，刃口的磨損，板料力學(xué)性能和厚度波動等因素的影響而給出的修正系數(shù)，一般取K=1.3。查表2 沖壓常用金屬材料的力學(xué)性能一表知：=304-373MPa 取=340MPa由圖2-2知：落料時L=358；t=3.0則=1.33583.0340 = 474708 N 沖孔時L=88；t=3.0則=1.3883.0340 = 116688 N2.6.2 卸料力和

29、推件力的計算根據(jù)所選用的的模具結(jié)構(gòu)類型，該套模具中有從凸模上卸下板料的卸料力和從凹模內(nèi)向下推出廢料的推件力。根據(jù)式2知： 卸料力: （3-4） 推件力: （3-5）式中： F 沖裁力（落料力或沖孔力）； 卸料力系數(shù)； 推件力系數(shù)； n 梗塞在凹模內(nèi)的沖件說，其中n=h/t； h 凹模直壁口的高度。當(dāng)沖裁件的的形狀復(fù)雜、沖裁間隙較小，潤滑較差、板材強度高時取較大值；反之則取較小值2。查表2卸料力、推件力和頂件力系數(shù)一表知 =0.045；=0.02。由板厚t = 3 ，h = 15則：n = 15 / 3 = 5則 卸料力； 推件力： 2.6.3 壓力機所需總沖壓力的計算由于采用彈壓卸料裝置和下出

30、廢料裝置： （3-6） = 474708 + 116688 + 9494 + 26255 = 627145N 628 KN故理論所需的沖壓力約為628KN。2.7 模具的凸、凹模刃口尺寸計算2.7.1 凸凹模刃口尺寸計算原則沖裁件的尺寸精度取決于凸、凹模刃口部分的尺寸。沖裁的合理間隙也要靠凸、凹模刃口部分的尺寸來實現(xiàn)和保證?？紤]落料與沖孔的區(qū)別：落料件的尺寸取決于凹模，凹模是設(shè)計基準(zhǔn)因此應(yīng)先決定凹模尺寸，用減小凸模尺寸來保證合理間隙；沖孔件的尺寸取決于凸模，凸模是設(shè)計基準(zhǔn)因此沖孔模應(yīng)先決定凸模尺寸，用增大凹模尺寸來保證合理間隙6。 考慮凸模和凹模的磨損：凸模磨損后會減小沖孔件的尺寸；凹模磨損后

31、會增大落料件的尺寸。為了提高募集壽命，在制造新模具時應(yīng)把凹模尺寸做得趨向于落料件的最小極限尺寸，把凸模尺寸做得趨向于沖孔件的最大極限尺寸2。 制造模具時有兩種常用的方法來保證合理間隙：一種是分別加工法。這種方法主要用于沖裁件的形狀簡單，間隙較大的模具或用精密設(shè)備加工凸模和凹模的模具。另一種是單配加工法。這種方法多用于沖裁件的形狀復(fù)雜，間隙較小的模具2。根據(jù)沖裁件的外形輪廓及零件的批量，該模具制造方法：落料時選擇單配加工法來保證凸模和凹模的合理間隙；沖孔時選擇分別加工法來保證凸模和凹模的合理間隙。2.7.2 凸、凹模加工時的工作部分尺寸工件由于未注公差，一般取精度IT12級：查知磨損系數(shù)2x=0

32、.75；查表2知： 查表10知： =0. 30；=0.30；=0.25；=0. 25；=0. 18；由表2查的： = 0.46mm = 0.64mm對于采用分別加工的凸模和凹模，應(yīng)保證下述關(guān)系2：落料時以凹模尺寸為基準(zhǔn)計算刃口尺寸，凸模和凹模單配加工時工作部分尺寸計算公式查 2如下：沖孔時以凸模尺寸為基準(zhǔn)計算刃口尺寸，凸模和凹模分別加工時工作部分尺寸計算公式查2如下：故能滿足分別加工時的要求落料凸模的基本尺寸與落料凹模的基本尺寸相同 ；。但不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)條件中注明：凸模實際尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值Zmin=0.460mm。2.8卸料橡皮的設(shè)計計算卸料板的工作行程：h

33、 = +=3+2=5mm式中 為凸凹模沖裁后進入凹模的深度2mm； 為板料厚度3.0mm。橡膠工作行程： h = 5mm橡膠的自由高度: H =4 4 h =20mm橡膠的預(yù)壓縮量： =15% H 3.0mm 彈性卸料裝置中選用4個橡皮，有章節(jié)2.6.2知則單個橡皮的工作負荷為。由以上數(shù)據(jù)查表2聚氨酯橡膠彈性體尺寸及附錄A 壓縮量與工作負荷（N）參照表，選用的橡膠的基本尺寸如下：D=60mm、H=25mm、d=16.5mm、 =78mm。該橡皮的型號：聚氨酯彈性體6016.525 JB/T7650.9-1995；材料：澆注型聚氨酯橡膠；硬度：（邵氏A）7585。第3章 沖裁模具的結(jié)構(gòu)與設(shè)計3.

34、1 落料凹模的設(shè)計3.1.1 凹模洞口形狀的選擇凹模的洞口形狀由直壁式、斜壁式、凸臺式三種形式，通過比較三種形式的洞口結(jié)合沖裁件的形狀，選擇直壁式開口如圖3-1所示圖3-1 落料凹模洞口形狀 3.1.2 凹模的外形尺寸根據(jù) 2知凹模的外形一般有矩形和圓形兩種，根據(jù)沖裁件的輪廓選擇矩形的形式；凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來確定的。 凹模厚度 ； 凹模壁厚 ；式中： b 沖裁件的最大外形尺寸； K 系數(shù)，考慮材料厚度的影響。可查表2。由圖2-2 b =135.8；t=3.0；查表2知K=0.24。落料凹模的厚度 H = 0.24135.8 =32.6mm 取H =

35、40 mm。 落料凹模的壁厚 c = （1.52）40 = （60 80）mm 取c =68.mm。落料凹模如圖3-2所示。圖3-2 落料凹模3.1.3凹模的固定方式1 墊板 2 上模座 3定位銷 4固定板 5螺栓 6凹模圖3-3 落料凹模的固定落料凹模采用六個螺栓對稱式分布壓緊，兩個圓柱銷定位的方式固定凹模，如上圖3-3所示。3.2凸凹模的設(shè)計3.2.1凸凹模的設(shè)計根據(jù)查表6知 最小壁厚a=6.7;最小直徑 D =28；經(jīng)分析設(shè)計凸凹?；拘螤畛叽缛鐖D3-4所示圖3-4 凸凹模3.2.2凸凹模的固定方式將凸凹模壓入固定板內(nèi)，采用H7/m6配合，用六個螺栓對稱式分布壓緊和利用固定板定位如圖3-

36、5。1 下模座 2螺栓 3 固定板 4 彈性體 5 凸凹模 6定位銷 7 墊板圖3-5 落料凹模固定3.3 沖孔凸模的設(shè)計3.3.1凸模的設(shè)計沖11X11的方孔的正方形凸模，根據(jù)2選臺階式凸模，選用T10A為凸模材料。根據(jù)國標(biāo)( GB2863.12-81 ),刃口部分熱處理硬度為5862HRC,尾部回火至4050 HRC。其長度L根據(jù)凸模固定板厚度和凹模厚度之和決定即，查2知凸模長度的計算公式：式中： 凸模固定板的厚度； 落料凹模的厚度。圖3-6 沖孔凸模L = 25 + 40 =65沖孔凸模如圖3-6所示3.3.2凸模的固定方式將凸模壓入固定板內(nèi)，采用H7/m6配合，用六個螺栓壓緊，兩個定位

37、銷定位固定板。固定板定位的方式如圖3-7。 1 墊板 2 上模座 3定位銷 4沖孔凸模 5 螺栓 6 固定板圖3-7 沖孔凸模定位22 第4章 模具零部件的選用與設(shè)計4.1 沖模模架的型號與選擇通過分析選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架，查表3知：凹模周界 L=315mm、B=250、閉合高度h=240285mm上模座（GB2855.5-81） 315 250 50 1個下模座（GB2855.6-81） 315 250 60 1個導(dǎo) 柱（GB2861.5-81） 230 2個導(dǎo) 套（GB2861.6-81） 125 48 2個以上為模架的基本尺寸4.2 下模座的零件尺寸圖4-1 下模座零件圖尺寸23查表3知下模

38、座的基本尺寸，根據(jù)定位，壓緊裝配設(shè)計下模座的零件尺寸如圖4-1。4.3 上模座的零件尺寸查表310-31知上模座的基本尺寸，根據(jù)定位，壓緊裝配設(shè)計上模座的零件尺寸上模座的零件圖尺寸如圖4-2。圖4-2 上模座零件圖尺寸4.4 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的選取4.4.1 導(dǎo)柱根據(jù)導(dǎo)柱的基本尺寸L =230mm，結(jié)合實際選擇A型導(dǎo)柱，查表3知導(dǎo)柱的基本尺寸如圖4-3。圖4-3 導(dǎo)柱零件圖尺寸4.4.2 導(dǎo)套根據(jù)導(dǎo)柱的基本尺寸125 X 48mm，結(jié)合導(dǎo)柱選擇A型導(dǎo)套柱，查壓表3知導(dǎo)套的基本尺寸如圖4-4圖4-4 導(dǎo)套零件圖尺寸4.5模柄的設(shè)計模柄的作用是把上模固定在壓力機上，同時使模具中心通過滑塊的壓力心。中小型

39、模具通過模柄將上模固定在壓力機滑塊上的。模柄的結(jié)構(gòu)形式：由壓入式模柄、旋入式模柄、凸緣模柄、浮動模柄四種結(jié)構(gòu)，并已標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)模具的大小、上模結(jié)構(gòu)及所選模架的類型、精度等選取模柄的結(jié)構(gòu)類型，再根據(jù)壓力機滑塊上模柄孔尺寸確定模柄的尺寸規(guī)格，一般模柄直徑應(yīng)與模柄孔直徑相等，模柄長度應(yīng)比模柄孔深度小510mm。查 表3（GB2826.2-81）知模柄的基本尺寸為：d = 60； = M42 X 3；H = 110；h = 40；S = 50； = 38.5； = 17；b = 4.5；C = 2.沖孔模具的模柄結(jié)構(gòu)如圖4-5所示。圖4-5 模柄零件圖基本尺寸4.6頂件裝置把沖壓成的制件或廢料從凹模中

40、推出的零件稱為推件塊。在沖壓結(jié)束時，利用打桿直接在壓力機的打桿橫梁作用下，撞擊推件塊，將凹模里的制件或廢料推出。這種結(jié)構(gòu)的特點是推件力大，便于出件，尤其對于沖制薄料制件，要求制件平整，沖一下就應(yīng)推出一件。推件塊與凹模之間的配合間隙不可太大，要求推件塊與凹模的配合間隙小于推件塊與凸模的配合間隙；自由狀態(tài)下的推件塊應(yīng)高出凹模面0.20.5mm。由于采用倒裝復(fù)合模結(jié)構(gòu)，經(jīng)分析采用頂件裝置推件板、打桿、推板分別如圖4-6、圖4-7圖4-8所示。圖4-6 推板件零件圖圖4-7 打桿零件圖圖4-8 推板零件圖4.7模具其他零件設(shè)計與選擇根據(jù)倒裝復(fù)合模形式特點: 結(jié)合凹模板尺寸并查標(biāo)準(zhǔn)JB/T-6743.1

41、-94，確定其它模具零件基本尺寸列于表4-2。根據(jù)模具壓緊、定位安裝的需要，查表3，結(jié)合實際需要設(shè)計零件圖具體尺寸，以上零件圖紙見圖紙。表4-2 部分零件基本尺寸表序號名稱長×寬×厚（mm）材料數(shù)量1沖孔凸模墊板272×246×2045鋼12沖孔凸模固定板272×246×2545鋼13卸料板272×246×1545鋼14凸凹模固定板272×246×3045鋼15下墊板272×246×2045鋼14.8緊固定位零件的選擇 上模座、沖孔凸模墊板、沖孔凸模固定板和落料凹模之間使用六

42、個圓柱頭內(nèi)六角螺釘壓緊和兩個圓柱銷定位。螺釘型號：螺釘 GB70-76 M161103；銷釘型號：銷10n6120 GB119-763。下模座、橡皮和卸料板之間使用四個卸料螺釘。螺釘型號：卸料螺釘 16100 GB2867.6-813。下模座、凸凹模墊板、凸凹模固定板和凸凹模之間使用六個圓柱頭內(nèi)六角螺釘壓緊和兩個圓柱銷定位。螺釘型號：螺釘 GB70-76 M16703；銷釘型號：銷10n6100 GB119-763。模柄與上模座之間使用一個平端開口緊定螺釘防止模柄相對上模座轉(zhuǎn)動。螺釘型號：螺釘 GB73-85M61011。 第5章 沖壓模具壓力機的選擇5.1壓力機的選擇原則選擇壓力機時其理論總

43、沖壓力必須小于公稱壓力；所選則的壓力機的行程大小必須大于該套模具的沖壓行程；該壓力機工作臺面的工作尺寸必須大于模具下模座的外形極限尺寸，且還要留有安裝固定的距離。否則在過大的工作臺面上安裝過小尺寸的沖模時，對工作臺的受里條件也是不利的等。、5.2 沖模壓力機的選擇查表3根據(jù)=628KN選擇開式，壓力機型號：jC23-63。JC3-63型壓力機主要參數(shù):公稱壓力 630kN； 滑塊行程 120mm； 行程次數(shù) 50n/min； 最大封閉高度 360mm；封閉高度調(diào)節(jié)量 80mm；立柱間距 350mm；喉深 260mm；工作臺尺寸 前后 480mm 左右 710mm；墊板尺寸 厚度 90mm 孔直

44、徑 250mm；模柄孔尺寸 直徑 30mm 深度 80mm；最大傾斜角度 45；電動機功率 0.75KW；最大傾斜角度 45° 31 結(jié)論本論文對所給的工件齒座從毛坯到成型的成形過程進行了全面細致的研究分析，結(jié)合一些實際情況，根據(jù)設(shè)計要求對齒座沖壓成形過程中的落料沖孔這一復(fù)合工序進行了模具設(shè)計。該套模具為倒裝落料沖孔復(fù)合模具。模架選擇后側(cè)導(dǎo)柱式。在沖裁后，為了完成推件和卸料，在上模部分裝有推桿、推板、打桿和推件板組成的剛性推件系統(tǒng)，而在下模部分則裝有卸料版、卸料螺釘和彈性體組成的彈性卸料系統(tǒng)。沖孔凸模和凸凹模采用固定板固定和定位，一方面結(jié)構(gòu)簡單，另一方面便于安裝檢修。另外，模柄采用旋

45、入式的。該套模具結(jié)構(gòu)靈活、可靠、簡單，并能保證產(chǎn)品的質(zhì)量，零部件加工相對容易，生產(chǎn)效率高。對此類零件的模具設(shè)計有一定的參考價值。在本齒座沖壓工藝分析及模具設(shè)計設(shè)計研究過程中仍然存在許多不足之處，有一些問題還待于進一步深入，具體如下：1. 純理論做出來的東西缺乏實際生產(chǎn)經(jīng)驗，對一些說據(jù)和零件的選用上可能不是很合理，有一定的局限性；2. 與沖壓模具相關(guān)的一些知識了解還不太清楚，可能影響了在設(shè)計過程中的準(zhǔn)確性；經(jīng)過這次設(shè)計，我認識到自己的理論知識和實際經(jīng)驗遠遠不夠，在今后需要更加努力，力求作到解決方法簡單化，系統(tǒng)化與解決結(jié)果最優(yōu)化的統(tǒng)一。洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文謝 辭又要到了離別的時候了，忙綠了近三

46、個月的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)完成，也代表著我們美好的大學(xué)時光就要會上圓滿的句號?；貞浗哪甑娜兆?，我有過失敗與迷茫，也有過成功與積極進取。四年的學(xué)習(xí)和生活，使我有了豐富的知識、尊敬的長者、知心的朋友，他們將是伴我一生中最寶貴的人和物。此次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)完成了，但是我發(fā)現(xiàn)還有很多的知識技巧自己沒有掌握，可也在史東才史老師和同學(xué)的幫助下我順利的完成了畢業(yè)設(shè)計。本次畢業(yè)設(shè)計即是我們專業(yè)知識綜合運用，也是我們進入社會之前理論與實踐的一次結(jié)合，更是大學(xué)里的第一次系統(tǒng)的、全面的設(shè)計實踐，同時也是大學(xué)里的最后一次對我們?nèi)肼毲暗淖詈笠淮闻嘤?xùn)。，通過本次畢業(yè)設(shè)計，讓我受益匪淺，也體會到了學(xué)無止境。在這次設(shè)計中，我得到了史東

47、才老師的精心指導(dǎo)和各位老師同學(xué)的熱心幫助和鼎力支持。謹此我表示衷心的感謝祝福！從課題定下來開始，史老師每周都會抽出時間全心全意的指導(dǎo)幫助我們，每次他都非常的認真給我們查找修改我們設(shè)計中一些錯誤和不足，偶爾會對我們犯一些低級錯誤而不滿意，可每次他都很有耐心的為我們講解我們的錯誤之處。這不正是體現(xiàn)了史老師對工作那種一絲不茍的態(tài)度和和嚴謹?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)，而他那豐富的科研經(jīng)驗和敏捷的思維方式更是讓我敬佩不已，這些都將是我人生道路上一筆寶貴的財富。因此，我由衷的感謝學(xué)校給了我一次寶貴的實踐機會、學(xué)習(xí)機會和提高機會！同時，非常感謝輔導(dǎo)員在我四年的學(xué)習(xí)生活中給予的指導(dǎo)，也感謝此次答辯中審閱我論文的畢業(yè)答辯老師們

48、！但由于本人水平有限，疏漏之處在所難免，敬請各位老師們批評指正！ 45參考文獻1 付宏生. 冷沖壓成形工藝與模具設(shè)計制造. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2005 2 丁松聚. 冷沖模設(shè)計. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2012 3 王孝培. 沖壓手冊. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2003 4 北京意達利技術(shù)開發(fā)有限責(zé)任公司. 沖壓模具設(shè)計與制造過程仿真.北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 20075 周本凱. 冷沖壓模具設(shè)計精要. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2009.96 王芳. 冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo). 北京: 機械工業(yè)出版社, 1999.107 許發(fā)樾. 模具設(shè)計應(yīng)用實例. 北京: 機械工業(yè)出版社, 199

49、9.68 李天佑. 沖模圖冊.北京: 機械工業(yè)出版社,19949 李碩本. 沖壓工藝學(xué).北京: 機械工業(yè)出版社,198210 陳炎嗣. 沖模圖冊.北京：機械工業(yè)出版社11 王昆等. 機械設(shè)計、機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計.北京：高等教育出版社,199512 肖景容. 姜奎華.沖壓工藝學(xué).北京：機械工業(yè)出版社,200213 王立人等. 沖壓模具設(shè)計指導(dǎo).北京：北京理工大學(xué)出版社,2009.814 薛啟翔. 沖壓工藝設(shè)計工序圖集.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,200915 朱江峰等. 沖壓模具設(shè)計與制造.北京：北京理工大學(xué)出版社,200916 成大先. 機械設(shè)計手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,201017 王新華等.

50、 沖壓結(jié)構(gòu)圖冊.北京: 機械工業(yè)出版社,200318 周大攜等. 沖壓結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造.北京: 機械工業(yè)出版社,200619 姜國權(quán). 沖壓工藝與模具設(shè)計.北京: 機械工業(yè)出版社,200520 沖模設(shè)計手冊編寫組. 沖壓設(shè)計手冊.北京: 機械工業(yè)出版社,200021 鄭家賢. 手沖工藝與模具設(shè)計實用技術(shù).北京: 機械工業(yè)出版社,200522 李雙義等. 冷沖模具設(shè)計.北京: 清華大學(xué)出版社,200223 胡亞民. 精鍛模具圖冊.北京: 機械工業(yè)出版社,2005附錄 齒座沖壓模具中配合要求 附表應(yīng)用范圍配合性質(zhì)定位銷與定位銷孔的配合過渡配合H7/n6導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合（II級精度）間隙配合H7/f6

51、凸凹模與固定板的配合過渡配合H7/m6沖孔凸模與固定板的配合過渡配合H7/m6導(dǎo)套與上模座的配合過盈配合H7/r6導(dǎo)柱與下模座的配合過盈配合H7/r6外文資料翻譯基于混合泵的真空壓力持續(xù)控制系統(tǒng)的理論研究和實驗李錦云，杜景民，付小云,李寶仁（音譯）華中科技大學(xué)，機械工程學(xué)院 中國武漢 430074.摘要：采用混合泵作為真空壓力源的新型真空壓力連續(xù)控制系統(tǒng)，在本文中作出闡述。系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的發(fā)展，實現(xiàn)了系統(tǒng)特性和工作點之中的關(guān)系，基于理論的具有針對性的仿真分析研究通過采用一種模糊 PID 計算機控制器，對系統(tǒng)特性的試驗分析得出了結(jié)論。 仿真實驗結(jié)果表明，基于混混合泵的真空壓力連續(xù)控制系統(tǒng)具有良好的動態(tài)和靜態(tài)性能，對不同的系統(tǒng)參數(shù)都有良好的強度和滿意的適合性。依此結(jié)果，系統(tǒng)能夠成功地得到高精度的快速的反應(yīng)信號同樣，系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型分析也被實驗結(jié)果所證明。關(guān)鍵詞：混合泵，真空壓力連續(xù)控制, PID模糊控制，半實物飛行高度仿真0 簡介大氣條件在導(dǎo)彈的飛行過程中是一個重要的影響因素。通過對導(dǎo)彈半實物飛行高度仿真技術(shù)的研究，可以掌握飛行條件和特點，避免發(fā)生危險，并確保飛行穩(wěn)定。在此思想基礎(chǔ)上，這種可以實施連續(xù)控制壓力的真空精度高，響應(yīng)速度快的真空壓力連續(xù)控制系統(tǒng)將被分析介紹。研究該系統(tǒng)的目的是為了實施導(dǎo)彈的