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XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 1 目 錄 摘 要 .........................................................3 第 1 章 連接墊片沖壓件的工藝分析 ...............................4 第 2 章 連接墊片沖壓工藝方案的確定 .............................6 第 3 章 主要的設(shè)計(jì)與計(jì)算 .......................................7 3.1 排樣方式的確定及其計(jì)算 .................................9 3.2 沖壓力的計(jì)算 ..........................................10 3.3 壓力中心的確定及相關(guān)計(jì)算 ..............................12 3.4 工作零件刃口尺寸計(jì)算 ..................................11 3.5 推件彈簧的設(shè)計(jì) ........................................15 第 4 章 模具的總體設(shè)計(jì) .........................................14 4.1 定位方式的選擇 ........................................14 4.2 卸料、出件方式的選擇 ..................................14 4.3 導(dǎo)向方式的選擇 ........................................14 第 5 章 主要零部件的設(shè)計(jì) ...................................15 4.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................15 4.2 定位零件的設(shè)計(jì) ........................................15 4.3 導(dǎo)板、卸料部件的設(shè)計(jì) ..................................17 4.4 模架及其它零部件的設(shè)計(jì) ................................17 第 6 章 模具的總裝圖 ..........................................21 XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 2 第 7 章 模具零件加工工藝 ......................................22 第 8 章 模具的裝配設(shè)計(jì) ........................................26 結(jié) 論 ........................................................29 參考文獻(xiàn) ......................................................30 致 謝 ........................................................31 XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 3 摘要 級(jí) 進(jìn) 模 也 叫 連 續(xù) 模 ， 連 續(xù) 模 在 標(biāo) 準(zhǔn) 術(shù) 語(yǔ) 已 經(jīng) 取 消 由 多 個(gè) 工 位 組 成 ， 各 工 位 按 順 序 關(guān) 聯(lián) 完 成 不 同 的 加 工 ， 在 沖 床 的 一 次 行 程 中 完 成 一 系 列 的 不 同 的 沖 壓 加 工 。 一 次 行 程 完 成 以 后 ， 由 沖 床 送 料 機(jī) 按 照 一 個(gè) 固 定 的 步 距 將 材 料 向 前 移 動(dòng) ， 這 樣 在 一 副 模 具 上 就 可 以 完 成 多 個(gè) 工 序 ， 一 般 有 沖 孔 ， 落 料 ， 折 彎 ， 切 邊 ， 拉 伸 等 等 。 隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，各種產(chǎn)品的更新?lián)Q代越來(lái)越快，而模具的更 新?lián)Q代也越來(lái)越快。模具的設(shè)計(jì)在工業(yè)高速發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)，級(jí)進(jìn)模的也應(yīng)用得越 來(lái)越廣泛了，尤其是適用于高速高效的自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中。因此我們模具專(zhuān)業(yè)的學(xué) 生在學(xué)完金屬材料學(xué)、機(jī)械制造基礎(chǔ)、模具設(shè)計(jì)與制造等基本知識(shí)，以及掌握 CAD、Pro/e、UG 等有關(guān)軟件后，要做到對(duì)軟件的靈活運(yùn)用和對(duì)所學(xué)知識(shí)能綜合運(yùn) 用，作為學(xué)模具方面的學(xué)生也更應(yīng)該努力的掌握級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)這方面的技能。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)就是旨在調(diào)動(dòng)所學(xué)創(chuàng)造的結(jié)晶。在一個(gè)多月的時(shí)間里，不斷的揣摩， 不斷的思考，運(yùn)用一切能夠運(yùn)用的東西：到圖書(shū)館查資料，網(wǎng)上查資料，再弄不明 白的就問(wèn)同學(xué)問(wèn)老師，直到搞明白為止。弄好之后，也不敢怠慢，就拿給老師修改， 爭(zhēng)取做到更好。在這過(guò)程中也鍛煉了自己的能力??！ XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 4 第 1 章沖壓件的工藝分析 圖 1.1 連接墊片零件圖 技術(shù)要求： 材料： Q196 材料厚度：1mm 生產(chǎn)批量:大批量 未注公差：按 IT14 級(jí)確定 （1） 零件的工藝性分析 該零件是用 Q196 結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，雖然有些形狀不對(duì)稱(chēng)，但該零件只有沖孔和 落料兩個(gè)工序，而 Q196 有就有良好的沖壓性能，適合沖裁。由于零件要沖出 8 的孔、一個(gè) 12 的孔、孔與邊緣之間的距離也滿(mǎn)足要求，孔與孔之間的距離也要 滿(mǎn)足要求。最小壁厚為 6.3mm。 根據(jù)課本沖壓模具設(shè)計(jì)與制造一書(shū)得知：由于受凸模的強(qiáng)度限制，所沖出的孔 XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 5 不能太小?？椎某叽缛Q于材料的性能、凸模的強(qiáng)度、模具結(jié)構(gòu)。根據(jù)資料可以差 得最小孔 d=0.9t=0.92=1.8mm6mm,所以滿(mǎn)足工藝要求。 沖裁件孔與孔之間；孔與邊緣之間的距離受模具強(qiáng)度與材料的質(zhì)量的制約， 其值一般不宜過(guò)小，一般要求 C（11.5）t； （1.52）t。由以上可知孔C 與孔之間的距離滿(mǎn)足要求。 （2）沖裁件的精度和粗糙度 沖裁件的經(jīng)濟(jì)精度為不高于 IT14，一般的落料的公差等級(jí)最好低于 IT14，沖孔件 的公差等級(jí)最好低于 IT10 級(jí)。有資料公差表可得落料公差 0.20；沖孔公差為未注公差 IT14。落料公差最高 0.50，沖孔公差最高 0.15。同理滿(mǎn)足要求，因此可以用一般精度 的沖裁可以滿(mǎn)足要求，由于工件沒(méi)有斷面粗糙度的要求，這粗糙度我們不予考慮。 （3）沖裁件的材料分析 Q196，沖壓模具設(shè)計(jì)大典可知：抗剪強(qiáng)度 =300Mpa，斷后延長(zhǎng)率 35%，此材 料有良好的塑性和較高的彈性，沖裁性能較好，可以沖裁加工。 XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 6 第 2 章 連接墊片沖壓工藝方案的確定 確定方案就是確定沖壓件的工藝路線(xiàn)，主要包括沖壓工序數(shù)，工序的組合和順序 等。確定合理的沖裁工藝方案應(yīng)在不同的工藝分析進(jìn)行全面的分析與研究，比較其綜 合的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果，選擇一個(gè)合理的沖壓工藝方案。 該沖裁件包括沖孔與落料兩個(gè)基本工序，可采用的沖裁方案有單工序沖裁、復(fù)合 沖裁、連續(xù)沖裁三種方案。 第一種方案單工序沖裁，零件屬于大批量生產(chǎn)，難以滿(mǎn)足大批量的生產(chǎn)要求，而 且采用單工序沖裁則需要兩副單工序模具，而且生產(chǎn)率、工件的精度都較低，所需的 費(fèi)用成本高，不合理。 第二種方案采用復(fù)合沖裁，只有一副模具，生產(chǎn)成本較低，可得到精度與平直度 較好的工件，生產(chǎn)率較高，但孔邊距則較小，板材厚度較小，模具強(qiáng)度不一定能夠得 到保證。而且制造的難度也較大，并且沖裁后的成品件留在模具上，在清理模具上的 物料時(shí)會(huì)影響沖壓速度，操作也不方便。 而第三種方案采用級(jí)連續(xù)模沖裁，先沖孔，在落料，生產(chǎn)率高，操作方便，工件 的精度也較高。而且通過(guò)合理的設(shè)計(jì)可以達(dá)到較好的零件質(zhì)量和避免模具強(qiáng)度不夠的 問(wèn)題，并且還只有一副模具，節(jié)約了生產(chǎn)成本。 綜上所述，根據(jù)以上三種方案的分析對(duì)比，可得該工件采用連續(xù)沖裁這個(gè)方案為 最佳。 XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 7 第 3 章 主要的設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.1 排樣方式的確定及其計(jì)算 級(jí)進(jìn)模排樣概述 現(xiàn)代沖壓技術(shù)的迅速發(fā)展，使形狀復(fù)雜的沖壓件，特別是一些按傳統(tǒng)沖壓工藝要多副 沖模分序沖制的中小型復(fù)雜的沖壓件，越來(lái)越多地采用多工位級(jí)進(jìn)模成形，以提高沖 件質(zhì)量和效率，降低沖件生產(chǎn)成本。但設(shè)計(jì)與制造這類(lèi)多工位級(jí)進(jìn)模難度大，技術(shù)要 求高，而排樣圖設(shè)計(jì)則首當(dāng)其中。只有設(shè)計(jì)出合理的排樣圖才有可能順利完成這類(lèi)級(jí) 進(jìn)模設(shè)計(jì)與制造。級(jí)進(jìn)模沖件的排樣設(shè)計(jì)是級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)及其重要組成部分， 影響到級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)選型及制模工藝性，制模周期與模具費(fèi)、沖件質(zhì)量及材料利用率以 及沖件生產(chǎn)成本，是一項(xiàng)綜合性技術(shù)很強(qiáng)的設(shè)計(jì)工作。 1. 級(jí)進(jìn)模沖件排樣要點(diǎn) 級(jí)進(jìn)模沖件排樣與單沖模相比要復(fù)雜的多，其排樣要保證連續(xù)沖壓工藝順利實(shí)施并獲 取盡可能高的材料利用率，操作安全，效率高，影響因素多，要求高。其步驟與要點(diǎn) 如下： （1）通過(guò)對(duì)沖件詳盡的工藝分析后，就沖件連續(xù)沖壓一模成形的可行性進(jìn)行研究并提 出多個(gè)沖壓工藝方案進(jìn)行對(duì)比，從中選優(yōu)后實(shí)施排樣。 （2）沖件的形狀、尺寸及精度直接影響到連續(xù)沖壓工藝及工步順序，排樣時(shí)要考慮連 續(xù)沖壓的工藝性、沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需要，在工步順序與工位安排上注意以下各點(diǎn)： a.沖件上群孔中對(duì)孔距精度要求在)IT10 級(jí)以上或孔距公差值小于 0.01mm 的孔均應(yīng)在 一個(gè)或相鄰兩個(gè)工位上沖出。 b.沖件上孔壁、孔邊小于料厚 t 不足 2mm，應(yīng)分步在兩個(gè)工位上沖出，以增強(qiáng)凹模強(qiáng)度 及凸模在其固定板上的安裝位置。 c.對(duì)于群孔同軸度、位置度要求很高，允差小于 0.01mm，可將有關(guān)孔一次沖出或在相 鄰兩工位上沖出。 d.如沖件外形和展開(kāi)毛坯尺寸公差很小，可考慮整體落料而后成形；如沖裁件局部凸 臺(tái)或凹口尺寸要求嚴(yán)可用多工位分切后拼合。 e.對(duì)于產(chǎn)量大的小型復(fù)雜形狀成形沖件，應(yīng)盡量采用級(jí)進(jìn)模，以提高沖件質(zhì)量與效率。 f.尺寸精度要求)IT10 級(jí)以上的高精沖件，排樣時(shí)應(yīng)盡量減少工步，防止工位數(shù)多，送 料積累誤差大，降低沖壓精度。 g.具有復(fù)雜的多向彎曲、側(cè)向成形與切口等要橫向施力沖壓的沖件應(yīng)考慮在平面沖孔、 切口后以及落料之前，采用楔傳動(dòng)橫向沖壓，以提高精度與效率。 （3）考慮沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需要和沖壓變形所需位置的要求，設(shè)置必要的空擋工位，加 大凸模在固定板上的安裝位置；原材料打扁減薄增大覆蓋的凹模表面積，加大凹模壁 部等。 2. 級(jí)進(jìn)模沖件的排樣類(lèi)型及方法 根據(jù)級(jí)進(jìn)模沖壓工藝特點(diǎn)、工位間送進(jìn)方式、排樣有無(wú)搭邊及切除工藝廢料方法等可 將級(jí)進(jìn)模沖件排樣歸納為以下幾種類(lèi)型及排布方法。 （1）分切組合排樣。 XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 8 各工位分別沖切和成形沖件的一部分，各工位相對(duì)獨(dú)立，互不相干，其相對(duì)位置由模 具控制，最后組合成完整合格的沖件，見(jiàn)圖 1a、圖 1b。 （2）拼切組合排樣。 沖件的內(nèi)孔與外形，甚至是一個(gè)完整的任意形狀沖裁線(xiàn)，都用幾個(gè)工位分開(kāi)沖切，最 后拼合成完整的沖件，雖與分切組合類(lèi)似，但卻不盡相同。其各工位拼切組合，沖切 刃口相互關(guān)聯(lián)，接口部位要重合，增加了制模難度。 （3）裁沿邊排樣。 用沖切沿邊的方法獲取沖件側(cè)邊的復(fù)雜外形即裁沿邊排樣。當(dāng)沖切沿邊在送料方向上 的長(zhǎng)度 L 與進(jìn)距 S 相等時(shí)，即 L=S 時(shí)，則可取代側(cè)刃并承擔(dān)對(duì)送進(jìn)原材料切邊定距的 任務(wù)。通稱(chēng) 這類(lèi)側(cè)邊凸模為成形側(cè)刃。由于 JB/T-76481-標(biāo)準(zhǔn)側(cè)刃品種少且尺寸規(guī)格有限，最大切 邊長(zhǎng) 僅 40.2mm。當(dāng)送料間距 S40.2mm 時(shí)，便只能用非標(biāo)準(zhǔn)側(cè)刃了。采用標(biāo)準(zhǔn)側(cè)刃的另一個(gè) 缺點(diǎn)是要靠在原材料側(cè)邊切除一定寬度的材料形成長(zhǎng)度等于送料進(jìn)距的切口，對(duì)送進(jìn) 原材料定位，增加了工藝廢料，使 值下降 2%3%。用側(cè)邊凸模裁沿邊，既能完成沖 件側(cè)邊外廓任意復(fù)雜外形的沖裁，又可實(shí)現(xiàn)對(duì)送進(jìn)原材料進(jìn)距限位，取代標(biāo)準(zhǔn)側(cè)刃， 一舉多得。 （4）裁搭邊排樣。 對(duì)于細(xì)長(zhǎng)的薄料沖裁件，與搭邊連接的部位有復(fù)雜的待沖切外廓的長(zhǎng)沖件，可避免細(xì) 長(zhǎng)沖裁件扭曲變形、卸件困難等特點(diǎn)。比較典型的沖件是儀表指針、手表秒針等，采 用上述裁搭邊排樣，效果很好。為了制模方便，有時(shí)將搭邊放大，便于落料，而作為 搭邊留在原材料上的沖件，最后才切開(kāi)分離出來(lái)。 （5）沿邊與搭邊組合沖切排樣。 通過(guò)分工位逐步?jīng)_切沿邊與搭邊獲取成形沖件展開(kāi)毛坯并沖壓成形的排樣稱(chēng)之為沿邊 與搭邊獲取成形沖件展開(kāi)毛坯并沖壓成形的排樣稱(chēng)之為沿邊與搭邊組合沖切排樣。諸 工位沖去的是工藝廢料，沖件留在原材料上逐步成形至最后工位分離出模。 （6）套裁排樣。 用大尺寸沖裁件內(nèi)孔的結(jié)構(gòu)廢料，在同一副級(jí)進(jìn)模的專(zhuān)設(shè)工位上沖制相同材料更小尺 寸的沖件，即套裁排樣。一般情況下是先沖內(nèi)孔中的小尺寸沖件，大尺寸沖件往往最 后工位上落料沖出。由于上下工位無(wú)搭邊套料，同軸度要求高，送料進(jìn)距偏差要小才 能保證套裁沖件尺寸與形位精度。 （7）拼裁排樣。 利用沖件的工藝廢料或與沿邊相連的結(jié)構(gòu)廢料相互拼合沖制相同材料的沖件即拼裁排 樣。與套裁排樣的區(qū)別在于，拼裁是盡量利用工藝廢料或多余的沿邊與搭邊及由于沖 件復(fù)雜的外形，凸凹差異大而產(chǎn)生的外沿結(jié)構(gòu)廢料，沖制材質(zhì)相同的多種沖件。排樣 時(shí)，充分利用沖件外形凸、凹部分，相互摻叉嵌入拼合排布，使原材料得到充分利用。 設(shè)計(jì)連續(xù)模，首先就要設(shè)計(jì)條料排樣圖。連接墊片厚度一般，但尺寸相對(duì)較大， 可以采用橫排和直排比較合理。而直排時(shí)材料的利用率低，應(yīng)采用橫排如圖 3.1 所示 的排樣方法?？梢燥@著的減少?gòu)U料。查教科書(shū)沖壓模具設(shè)計(jì)與制造，搭邊值是由經(jīng)驗(yàn) 確定的。矩形件的邊長(zhǎng) L50mm、t=1mm 時(shí)，查表得最小的搭邊值：工件間的距離 XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 9 =1.8mm,側(cè)面的距離 a=1.5mm。1a 圖 3.1 連接墊片排樣圖 條料的寬度為 B=82mm 步距為 s=45mm，經(jīng)過(guò) CAD 查詢(xún)得 A=1248.5mm 則一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率為 = （3.1）%10BhnA 式中 A沖裁件面積（包括沖出小孔在內(nèi)） （mm 2） ； n一個(gè)步距內(nèi)的沖件數(shù)目； B條料寬度（mm） ； s步距（mm）. 計(jì)算可得 =67.7% 由此可得圖 3 的排樣還算合理，材料利用率較高。 3.2 沖壓力的計(jì)算 該模具采用連續(xù)模，擬選彈性卸料、下出件的方式，沖壓力的相關(guān)計(jì)算如下： 落料沖裁 XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 10 落料沖裁力 F：K=1.3, L=184mm ,=300Mpa F=KLt=1.3246.62.0300=143520N 卸料力 : =0.04,xxK = F=0.04143520=5740NF 推件力 Ft: n=3, =0.055t Ft=n F=30.055143520=23680Nt 沖孔沖裁 沖 8 的孔沖裁力 ：K=1.3，L=25.12mm,=300Mpa1F =1.325.12300=9797N1 沖 12 的孔沖裁力 ：K=1.3，L=37mm,=300pa2 =31.337300=11809N 2F 沖壓工藝總力 :z =F+ + + + =143520+23680+5740+9797+11809=194546Ntx12 3.3 壓力中心的確定及相關(guān)計(jì)算 為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心線(xiàn) 相重合。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)是合理間隙 得不到保證，從而影響制件質(zhì)量和模具的使用壽命甚至損壞。 經(jīng) PRO.E 分析得模具的壓力中心 C（7.83，3.16） 。由以上結(jié)果可以看出，該工件的沖 裁力不大，壓力中心偏移坐標(biāo)原點(diǎn)較小，為了便于模具的加工和裝配，模具中心仍需 按原點(diǎn)。且該點(diǎn)在壓力機(jī)模柄投影面積范圍內(nèi)，符合要求。 3.4 工作零件刃口尺寸計(jì)算 該連續(xù)模分為沖孔和落料兩個(gè)工序，刃口的設(shè)計(jì)業(yè)分兩種方法。 1）沖孔工序刃口尺寸的計(jì)算。 凸、凹模間隙值的確定采用分別加工法： XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 11 凸、凹模間隙對(duì)沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度、模具壽命以及沖裁力、卸料力、推 件力等有較大的影響,所以應(yīng)選擇合理的間隙。沖裁間隙主要按制件質(zhì)量要求，根據(jù)經(jīng) 驗(yàn)數(shù)字來(lái)采用。由 H62（黃銅） 、t=2,查沖壓模具設(shè)計(jì)與制造表 2.3.2 得 =0.06mmminZ =0.08mmax =0.08-0.08=0.02mmmin 沖孔要沖 8、12。 1）沖 8 孔： 沖孔的精度為 IT14，所以取 x=0.5；則凸凹模分別按 IT6、IT7 的精度制造加工。由 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 查得 =0.008， =0.010TA 則： 000min .8.8()(8.52)1TTdx .1.i 6AA 校核計(jì)算： + ，即是：TaxZmin 0.008+0.010=0.0180.02，滿(mǎn)足公差間隙的條件。 2）12 的孔： 沖孔的精度為 IT14，所以取 x=0.5；則凸凹模分別按 IT6、IT7 的精度制造加工。由 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 查得 =0.008， =0.012TA 則： 000min .8.8()(12.5)12.TTdx .12i 6AA 校核計(jì)算： + ，即是：TaxZmin 0.008+0.012=0.020.04，滿(mǎn)足公差間隙的條件。 3）8 孔與 12 孔與的距離： 4） 157.10.25.0(7.102)8dL m R14 的圓弧的定位尺寸1.3..(.3)d 5）其他尺寸 000min .8.9()28.52.1TTdx XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 12 0.90.9min0()286286AATd000min .7.7()16.5)1.TTdx0.90.9in0(6AA 00min .7.6()21.5)21.TTdx0.140.4in0(66 AA 3.5 推件彈簧的設(shè)計(jì) 彈簧屬標(biāo)準(zhǔn)件，在模具中應(yīng)用最多的是圓柱螺旋壓縮彈簧和碟形彈簧。彈簧選用 的原則： a.所選彈簧必須滿(mǎn)足預(yù)壓力的要求： nFx/0 式中： 彈簧預(yù)壓狀態(tài)的壓力（ N） ；0F 卸料力（N） ；x n---- 彈簧的數(shù)量。 b.所選彈簧必須滿(mǎn)足最多許可壓縮量的要求： ；H2 0H 式中： 彈簧的最大許可壓縮量（mm） ；2 彈簧的實(shí)際壓縮總量（mm）; 彈簧預(yù)壓縮量（mm）0H 卸料板的工作行程（mm）,一般取 =t+1,t 為板厚度； H XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 13 凸模的刃磨量和調(diào)整量，一般取 5-10mm。H 所以根據(jù)模具的安裝位置和選擇四導(dǎo)柱模架，可選 4 個(gè)彈簧則每個(gè)彈簧的預(yù)壓力 為： NnFx215/80/0 查有關(guān)彈簧的規(guī)格，初選彈簧規(guī)格為：TF 301635,經(jīng)驗(yàn)證，所選彈簧符合要求。 XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 14 第 4 章 模具的總體設(shè)計(jì) （1）定位方式的選擇 應(yīng)為該模具采用的是條料，控制條料的送進(jìn)方式采用導(dǎo)料板，無(wú)側(cè)壓裝置。控制 條料送進(jìn)步距采用擋料銷(xiāo)初定距，導(dǎo)正銷(xiāo)精定距，而第一件的沖壓位置應(yīng)為條料的長(zhǎng) 度有余量，可以靠操作工目測(cè)而定。 （2）卸料和出件方式的選擇 應(yīng)為工件料厚味 1mm,經(jīng)計(jì)算卸料力也不大，故可以采用彈性卸料方式。出件方式， 應(yīng)為是級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)，所以可以采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。 （2） 導(dǎo)向方式的選擇 中間導(dǎo)柱模架：省料，導(dǎo)向精度較高；不能左右進(jìn)料 四角導(dǎo)柱模架：導(dǎo)向精度高，前后左右都可以進(jìn)料；取放工件不夠方便 對(duì)角導(dǎo)柱模架：導(dǎo)向精度較高，前后左右都可以進(jìn)料；取放工件不夠方便 后側(cè)導(dǎo)柱模架：導(dǎo)向精度較高，前后左右都可以進(jìn)料，取放工件方便，導(dǎo)柱阻力不對(duì) 稱(chēng) 為了便于提高模具的使用壽命和工件的精度質(zhì)量，該級(jí)進(jìn)模采用四導(dǎo)柱的導(dǎo)向方 式。 XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 15 第 5 章 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1、工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1)落料凸模 結(jié)合工件的外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計(jì)成直通式，并采用線(xiàn)切割機(jī)床加 工，3 個(gè) M8 螺釘固定在凸模墊板上，并與凸模固定板的配合按間隙配合 H6m5.其總 長(zhǎng) 可按公式計(jì)算： 20+14+2+28=64mmhtL21 具體結(jié)構(gòu)如圖 5.1 所示： 圖 5.1 落料凸模 XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 16 2）沖孔凸模 沖圓形孔，8 的孔和兩個(gè) 6 的孔，且孔都是不需要特別保護(hù)的小凸模，所以所 沖孔凸模采用臺(tái)階式，一方面加工簡(jiǎn)單，一方面有便于裝配和更換。其中沖 8 的凸 模結(jié)構(gòu)如 5.2 所示。 圖 5.2 8 沖孔凸模 沖兩個(gè) 的孔凸模的結(jié)構(gòu)如下圖 5.3 所示。 圖 5.3 12 沖孔凸模 3）凹模的設(shè) 凹模采用整體設(shè)計(jì)，各沖裁的凹模孔均采用線(xiàn)切割加工機(jī)床加工，安排凹模在模 架上的位置，要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄大概重合。查沖壓模具 設(shè)計(jì)大典的凹模的相關(guān)計(jì)算： XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 17 凹模的厚度 H=kb=0.3580=28mm 凹模的壁厚 c=(1.52)H=50.466.8mm 取凹模的厚度 H=20mm 凹模壁厚 5.3mm 凹模的寬度 L=b+2c=(70+210)mm=90mm 凹模的長(zhǎng)度 B 取 90mm（送料方向） 凹模輪廓尺寸為 110mm80mm30mm，結(jié)構(gòu)如下圖 5.5 所示。 圖 5.5 凹模零件圖 2、定位零件的設(shè)計(jì) 落料凹模下部設(shè)置兩個(gè)導(dǎo)正銷(xiāo)，分別借用工件上 8 mm 和 12mm 兩個(gè)孔作為導(dǎo) 正孔，8 mm、12mm 導(dǎo)正銷(xiāo)導(dǎo)正孔的導(dǎo)正銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)分別如圖 5.6、5.7 所示導(dǎo)正應(yīng)在 卸料板壓緊之前完成導(dǎo)正，考慮料厚和裝配后卸料板下平面超出凸模的端面 1mm ,所以 導(dǎo)正銷(xiāo)直線(xiàn)部分的長(zhǎng)度為 1.8mm.導(dǎo)正銷(xiāo)采用 H7/r6 安裝在落料凸模端面，導(dǎo)正銷(xiāo)導(dǎo)正 部分與導(dǎo)正孔采用 H7/h6 配合。 XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 18 圖 5.6 8 mm 導(dǎo)正銷(xiāo) 圖 5.7 10mm 導(dǎo)正銷(xiāo) 4）導(dǎo)料板、卸料部件的設(shè)計(jì) 導(dǎo)料板的內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模平齊，導(dǎo)料板與條料間的間隙取 1mm.這樣 就可以確定導(dǎo)料板的寬度，導(dǎo)料板的厚度按模具設(shè)計(jì)大典上表查得擋料銷(xiāo)的高度 h=3mm,導(dǎo) 料板的厚度 H=6mm。導(dǎo)料板采用 45 鋼制作，熱處理的硬度 4045HRC。 XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 19 卸料板的設(shè)計(jì)，卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為 16mm。卸料板 采用 45 鋼制作，淬火硬度 4045HRC。螺釘?shù)倪x用設(shè)置四個(gè)卸料螺釘，公稱(chēng)直徑為 12mm,螺紋部分為 M1010mm。卸料螺釘擰緊后應(yīng)使卸料板超出凸模端面 1mm。 5）模架及其他零部件的設(shè)計(jì) 該模具采用四導(dǎo)柱模架，導(dǎo)向精度比較高，沖壓時(shí)可以防止由于偏心力矩而引起 的模具歪斜。以凹模的周界尺寸為依據(jù)選擇模架。 圖 5.8 模架示意圖 表 5-1 標(biāo)準(zhǔn)模架截表 查表得模架選擇 200160160220 GB/T 2851.790。導(dǎo)柱選擇 28170， 導(dǎo)套選擇 2810038。 上模座厚度 取 40mm,上模墊板的厚度 取 20mm,固定板的厚度 25mm,下模座上 模H墊H XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 20 的厚度 取 45mm,那么模具的閉合高度：下 模H mh190)4536104HL2 下 模墊上 模閉 式中： L凸模的長(zhǎng)度，L=64mm； H凹模的厚度，H=35mm； 凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度， =2mm。2h 2h 可見(jiàn)該模具閉合高度小于所選壓力機(jī)的最大裝模高度，設(shè)計(jì)合理，可以使用。 XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 21 第 6 章 模具總裝圖 通過(guò)以上的設(shè)計(jì)，可得到 6.1 所示的模具總裝圖。 XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 22 圖 6.1 模具總裝圖 第 7 章 模具零件的加工工藝 7.1 凸模大型芯工藝規(guī)程 7.1.1 零件的工藝分析 從零件圖可知我們所加工的工件為軸桿類(lèi)零件。對(duì)于外圓柱面，我們可以采用車(chē)削加 工 。而精加工我們可以采用磨削的方式進(jìn)行加工。切斷的話(huà)，我們可以用線(xiàn)切割切斷 以保證其加工精度。 7.1.2 毛坯選擇 采用自由鍛造的棒料。鍛造毛坯需經(jīng)過(guò)退火或正火處理后才可以使用。 7.1.3 技術(shù)要求 1 保證加工的尺寸精度。 2 保證形狀和位置精度，端面應(yīng)該平行，凸模的端面應(yīng)該與中心線(xiàn)垂直。 3 表面光潔。凸模零件成型的面表面粗糙度 Ra 為 0.8um,其余表面 Ra 為 3.2um。 4 凸模工作部分要有較高的硬度，耐磨性，及良好的韌性。凸模工作部分表面硬度打 58-62HRC。工作部分采用局部淬火哦。 XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 23 7.1.4 熱處理 1 凸模毛坯在加工前，采用退火熱處理，其目的是消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，改善機(jī)械加 工性能，為最終熱處理做準(zhǔn)備。 2 凸模零件的最終熱處理是在精加工前進(jìn)行淬火，低溫回火，以提高其硬度和耐磨性。 圖 7-1 沖孔凸模 產(chǎn)品型 號(hào) 零件 圖號(hào) JPC-003 機(jī)械加 工工藝 過(guò)程卡 片 產(chǎn)品名 稱(chēng) 零件 名稱(chēng) 沖孔 凸模 共 1 頁(yè) 第 1 頁(yè) 材料 牌號(hào) 毛 坯 種 類(lèi) 自 由 鍛 棒 料 毛坯外 形尺寸 15X65 mm 每件 毛坯 數(shù) 毛 坯 單 重 凈 重 工序號(hào) 工序名 稱(chēng) 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 加工 設(shè)備 備注 0 生產(chǎn)準(zhǔn) 備 領(lǐng)料 15X65mm 圓棒料 5 車(chē)削 1 車(chē)端面，打中 心孔 棒料外圓 臥式 車(chē)床 10 車(chē)削 粗車(chē)外圓留精加 工余量 0.3mm 中心孔 臥式 車(chē)床 15 熱處理 熱處理淬火，低 溫回火 58-62HRC 20 精磨 磨外圓，使其成 中心孔 臥式 XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 24 型表面的粗糙度 達(dá)到 Ra0.8um 磨床 25 線(xiàn)切割 去除小端中心孔， 并切斷 線(xiàn)切 割機(jī) 30 檢驗(yàn) 7.2 落料凹模加工工藝規(guī)程 7.2.1 零件的工藝分析 從零件圖可知我們所加工的工件為箱體類(lèi)零件。對(duì)于工件形狀，我們可以采用銑削加 工的形式加工出來(lái)。而精加工我們可以采用線(xiàn)切割的方式進(jìn)行加工。 7.2.2 毛坯選擇 采用自由鍛造的棒料。鍛造毛坯需經(jīng)過(guò)退火或正火處理后才可以使用。 7.2.3 技術(shù)要求 1 保證加工的尺寸精度。 2 保證形狀和位置精度，端面應(yīng)該平行，凸模的端面應(yīng)該與中心線(xiàn)垂直。 3 表面光潔。凸模零件成型的面表面粗糙度 Ra 為 0.8um,其余表面 Ra 為 3.2um。 4 凸模工作部分要有較高的硬度，耐磨性，及良好的韌性。凸模工作部分表面硬度打 58-62HRC。工作部分采用局部淬火哦。 7.2.4 熱處理 1 凸模毛坯在加工前，采用退火熱處理，其目的是消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，改善機(jī)械加 工性能，為最終熱處理做準(zhǔn)備。 2 凸模零件的最終熱處理是在精加工前進(jìn)行淬火，低溫回火，以提高其硬度和耐磨性。 XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 25 圖 7-2 落料凹模 產(chǎn)品型 號(hào) 零件 圖號(hào) JPC-004機(jī)械加 工工藝 過(guò)程卡 片 產(chǎn)品名 稱(chēng) 零件 名稱(chēng) 落料凹 模 共 1 頁(yè) 第 1 頁(yè) 材料 牌號(hào) 毛 坯 種 類(lèi) 自 由 鍛 棒 料 毛坯外 形尺寸 115X90X34mm 每件 毛坯 數(shù) 毛 坯 單 重 凈 重 工序號(hào) 工序名 稱(chēng) 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 加工 設(shè)備 備注 0 生產(chǎn)準(zhǔn) 備 領(lǐng)料 115X90X35mm 長(zhǎng)方體料 XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 26 5 銑削 1 銑端面 立式 銑床 10 銑削 粗銑工件形狀，留精 加工余量 0.3mm 數(shù)控 銑床 15 熱處理 熱處理淬火，低溫回 火 58-62HRC 17 鉆孔 鉆床 20 線(xiàn)切割 線(xiàn)切割，使其成型表 面的粗糙度達(dá)到 Ra0.8um 線(xiàn)切 割機(jī) 25 精磨 使其高度符合設(shè)計(jì)要 求 磨床 30 檢驗(yàn) 第 8 章裝配工藝的設(shè)計(jì) 一、制定裝配工藝過(guò)程的基本原則 1、保證產(chǎn)品的裝配質(zhì)量，以延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命； 2、合理安排裝配順序和工序，盡量減少鉗工手工勞動(dòng)量，縮短裝配周期，提高裝配效 XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 27 率； 3、盡量減少裝配占地面積； 4、盡量減少裝配工作的成本。 二、制訂裝配工藝規(guī)程的步驟 1、研究產(chǎn)品的裝配圖及驗(yàn)收技術(shù)條件： （1）審核產(chǎn)品圖樣的完整性、正確性； （2）分析產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝性； （3）審核產(chǎn)品裝配的技術(shù)要求和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)； （4）分析和計(jì)算產(chǎn)品裝配尺寸鏈。 2、確定裝配方法與組織形式： （1）裝配方法的確定：主要取決于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的尺寸大小和重量，以及產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)。 （2）裝配組織形式： 1）固定式裝配：全部裝配工作在一固定的地點(diǎn)完成。適用于單件小批生產(chǎn)和體積、重 量大的設(shè)備的裝配。 2）移動(dòng)式裝配：是將零部件按裝配順序從一個(gè)裝配地點(diǎn)移動(dòng)到下一個(gè)裝配地點(diǎn)，分別 完成一部分裝配工作，各裝配點(diǎn)工作的總和就是整個(gè)產(chǎn)品的全部裝配工作。適用于大 批量生產(chǎn)。 3、劃分裝配單元，確定裝配順序： （1）將產(chǎn)品劃分為套件、組件和部件等裝配單元，進(jìn)行分級(jí)裝配； （2）確定裝配單元的基準(zhǔn)零件； （3）根據(jù)基準(zhǔn)零件確定裝配單元的裝配順序。 4、劃分裝配工序： （1）劃分裝配工序，確定工序內(nèi)容（如清洗、刮削、平衡、過(guò)盈連接、螺紋連接、校 正、檢驗(yàn)、試運(yùn)轉(zhuǎn)、油漆、包裝等）； XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 28 （2）確定各工序所需的設(shè)備和工具； （3）制定各工序裝配操作規(guī)范：如過(guò)盈配合的壓入力等； （4）制定各工序裝配質(zhì)量要求與檢驗(yàn)方法； （5）確定各工序的時(shí)間定額，平衡各工序的工作節(jié)拍。 5、編制裝配工藝文件。 三 合理的裝配方法： 1、直接裝配法，這種裝配方法簡(jiǎn)單，耗時(shí)少，便于零件的互換。它適用于大批 量的生產(chǎn)工程中，對(duì)于多工位級(jí)進(jìn)模效果尤為顯著。 2、配做裝配法，相對(duì)應(yīng)直接裝配法而言，這種方法則就依賴(lài)模具鉗工的操作技能 和實(shí)踐水平保證模具裝配精度的方法。不僅耗時(shí)較多，而且對(duì)鉗工的水平要求較高。 綜上所述，根據(jù)級(jí)進(jìn)模的裝配要點(diǎn)，覺(jué)得選用直接裝配法。 3、合理的裝配順序，級(jí)進(jìn)模裝配可以采用凹模作為裝配基準(zhǔn)。所以根據(jù)零件的批 量，模具結(jié)構(gòu)的要求，設(shè)計(jì)中采用以凹模為基準(zhǔn)件的直接裝配法。以凹模為基準(zhǔn)，先 裝下模，后裝上模，并調(diào)整間隙、試沖、返修。并根據(jù)試模后的產(chǎn)品再做相應(yīng)的調(diào)整。 直到做成符合要求的制品。 四 技術(shù)要求： 裝配的技術(shù)要求直接影響到模具的精度和使用壽命，模具裝配的技術(shù)要求主要包 括：模具的尺寸，安裝尺寸和體裝配精度兩大方面。如凸凹模的安裝技術(shù)要求有： 1、模外露出部分的銳角應(yīng)倒鈍，安裝面應(yīng)光滑平整螺釘、銷(xiāo)釘?shù)阮^部不能高出安 裝基準(zhǔn)面，并無(wú)明顯毛刺與擊傷等痕跡。 2、模具的閉合高度，安裝在壓力機(jī)是的各部分配合尺寸要合理，應(yīng)符合選用設(shè)備 的規(guī)格要求。 3、裝配好的模具應(yīng)該有模具編號(hào)與零件產(chǎn)品圖號(hào)。大小沖模應(yīng)設(shè)有起吊孔。 4、裝配后，應(yīng)該保證個(gè)零件間相對(duì)位置的精度。 5、模具的所有活動(dòng)部位，應(yīng)保證位置準(zhǔn)確，間隙適當(dāng)?shù)脑瓌t，運(yùn)動(dòng)可靠，運(yùn)動(dòng)平 穩(wěn)。 6、模具的緊固零件，應(yīng)保證緊固和牢靠，不得出現(xiàn)松動(dòng)和脫落。 7、所選用的模架應(yīng)該滿(mǎn)足制件所需的技術(shù)要求。 8、坯料在沖壓過(guò)程中定位要準(zhǔn)確、可靠、安全。 XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 29 9、各凸模應(yīng)垂直于固定板安裝基面。 總結(jié) 通過(guò)三個(gè)多月對(duì)連接墊片級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)，我級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)方法與流程有了一個(gè) 比較全面的了解。在這個(gè)不斷設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)、再設(shè)計(jì)的反復(fù)操作過(guò)程中，我們潛移默 化地學(xué)習(xí)到了一種科學(xué)的設(shè)計(jì)思路和方法，這對(duì)我們以后的工作態(tài)度和方法將產(chǎn)生 積極的影響。特別是在利用現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)上，我有了很多的自己的設(shè)計(jì)思想。 XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 30 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，遇到了很多的問(wèn)題，尤其是在沖壓工藝的設(shè)計(jì)、卸料機(jī)構(gòu)的 設(shè)計(jì)以及成型零件的計(jì)算等方面，費(fèi)了很多周折，也走了很多彎路。而在裝配圖的 繪制中，又遇到了前面設(shè)計(jì)上的很多結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤，對(duì)細(xì)節(jié)的反復(fù)修改較多。經(jīng)過(guò)很長(zhǎng) 時(shí)間的思考和查閱資料，才成功地完成了本套模具的設(shè)計(jì)過(guò)程。 當(dāng)然，本模具的設(shè)計(jì)也存在了很多的問(wèn)題，在實(shí)際中也許并沒(méi)有辦法正常運(yùn)作。 畢竟是在學(xué)校做畢業(yè)設(shè)計(jì)，難免會(huì)存在各種各樣的問(wèn)題。 在模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，很多時(shí)候都是依靠同學(xué)們的幫助和老師的指導(dǎo)，才能順 利地繼續(xù)往下設(shè)計(jì)，在這里要感謝同學(xué)的幫助，也向各位指導(dǎo)老師表示衷心的感謝！ 參 考 文 獻(xiàn) 1. 鄭 家 賢 .沖 壓 模 具 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) .北 京 化 工 業(yè) 出 版 社 .2007.6. XXXX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 31 2. 陳 言 秋 .沖 壓 模 具 設(shè) 計(jì) 要 點(diǎn) 與 圖 例 .機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 .1999.7 3. 陳 孝 康 .陳 炎 嗣 ， 周 興 隆 .實(shí) 用 模 具 技 術(shù) 手 冊(cè) .中 國(guó) 輕 工 業(yè) 出 版 社 .2001.1 4. 周 炳 堯 .模 具 設(shè) 計(jì) 與 制 造 簡(jiǎn) 明 手 冊(cè) .上 海 科 學(xué) 技 術(shù) 出 版 社 .1996.6 5. 廖 念 釗 .互 換 性 與 技 術(shù) 測(cè) 量 .中 國(guó) 計(jì) 量 出 版 社 。 1991.10 6. 中 國(guó) 機(jī) 械 工 業(yè) 協(xié) 會(huì) 熱 處 理 分 會(huì) .熱 處 理 工 程 師 手 冊(cè) .機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 .1999.5 7. 黃 圣 杰 .PRO/EGNGINEER3.0 高 級(jí) 開(kāi) 發(fā) 實(shí) 例 .電 子 工 業(yè) 出 版 社 .2002.2 8. 嚴(yán) 烈 .PRO/ENGINEER2000iNC 加 工 實(shí) 例 寶 典 .冶 金 工 業(yè) 出 版 社 .2001.6 9. 林 清 安 .PRO/ENGINEER 2.0 模 具 設(shè) 計(jì) .北 京 大 學(xué) 出 版 社 2001.8 10.林 清 安 .PRO/ENGINEER 2.0 零 件 設(shè) 計(jì) 實(shí) 務(wù) .北 京 大 學(xué) 出 版 社 .2001.4 11.鐘 建 琳 . PRO/ENGINEER 3.0 零 件 造 型 實(shí) 用 教 程 .機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 2001.10 12.林 程 .吳 志 成 .張 紅 . PRO/ENGINEER 2.0 范 例 教 程 .2000.12 13.柳 迎 春 .PRO/ENGINEER3.0 曲 面 設(shè) 計(jì) .北 京 大 學(xué) 出 版 社 .2002