支架沖孔—落料—彎曲級進模設計【說明書+CAD】

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機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零(部)件圖號 02 產(chǎn)品名稱 落料拉深沖孔復合模 零(部)件名稱 凸凹模 共( 2 )頁 第(2 )頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 金工車間 6 線切割 Cr12MoV 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每個毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 棒料 4 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 線切割機床 DK7710 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 皂化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 120 120 工步號 工步內(nèi)容 工藝裝備 主軸轉速 r·minˉ1 切削速度 m·minˉ1 進給量 mm·rˉ1 切削深度 mm 進給次數(shù) 工步工時 機動 輔助 1 穿絲孔的加工 鉆床 600 1.5 70 3 5 2 2 工件的找正 5 5 3 確定電極絲中心坐標 5 5 4 加工 1 30 15 設 計(日期) 審 核(日期) 標準化(日期) 會 簽(日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 2006.5 模具典型零件機械加工工序卡 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 1 產(chǎn)品名稱 級進模 零（部）件名稱 凸模 共（2）頁第（1）頁 材料牌號 Gr12 毛坯 種類 鍛件 毛坯外型尺寸 Ф50×50 每個毛坯可 制件數(shù) 1 每臺 件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備 工時 準終 單件 10 下料 鋸床下料 金工 G7116 專用鋸夾具 20 鍛造 鍛成方形 金工 30 時效 對鍛件進行時效退火 熱 40 線切割 根據(jù)圖紙切割到 制定的精度 模具 線切割 專用線切割 夾具 50 磨削 修磨凸模到外形尺寸和上下端尺寸達到圖紙要求 金工 磨床 專用磨夾具 60 淬火回火 對凸的要加工的部分進行熱處理 熱 70 研磨 對凸模進行進一步的修整 金工 80 檢驗 設計日期 審核日期 標準化日期 會簽 日期 標記 記數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更該文件號 2 異型凸模的加工工藝 表2-2 機械加工工藝過程卡 編寫主要工作零件加工工藝規(guī)程 1 異型凸模的加工工藝 異型凸模加工工藝過程見表1-1。 表1-1 機械加工工藝過程卡 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 1 產(chǎn)品名稱 級進模 零（部）件名稱 凹模 共（2）頁第（2）頁 材料牌號 Gr12 毛坯 種類 鍛件 毛坯外型尺寸 Ф250×150 每個毛坯可 制件數(shù) 1 每臺 件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備 工時 準終 單件 10 下料 鋸床下料 金工 G7116 專用鋸夾具 20 鍛造 鍛成方形 金工 30 時效 對鍛件進行時效退火 熱 40 線切割 根據(jù)圖紙切割到 制定的精度 模具 線切割 專用線切割 夾具 50 銑削 銑凹模落料孔 金工 銑床 專用銑夾具 60 磨削 修磨凹模到外形尺寸和上下端尺寸達到圖紙要求 金工 磨床 專用磨夾具 60 鉆孔 鉆孔mm螺紋底孔孔口倒角1×45 金工 Z3025 專用鉆夾具 70 攻絲 攻螺紋 金工 Z3025 專用鉆夾具 80 淬火回火 對凹模要加工的部分進行熱處理 熱 90 研磨 對凹模進行進一步的修整 金工 100 檢驗 設計日期 審核日期 標準化日期 會簽 日期 標記 記數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更該文件號 河南機電高等專科學校 畢業(yè)設計（論文）任務書 系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設計與制造 學生姓名: 劉樹祥 學 號: 0312122 設計(論文)題目：沖孔—落料—彎曲級進模 起 迄 日 期: 2006 年 04 月 13 日~ 05月 14日 指 導 教 師: 原紅玲 發(fā)任務書日期: 2006年 03 月 10 日  任務書填寫要求 1．畢業(yè)設計（論文）任務書由指導教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學生所在專業(yè)的負責人審查、系主管領導簽字后生效。此任務書應在畢業(yè)設計（論文）開始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學生； 2．任務書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網(wǎng)頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼； 3．任務書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學生畢業(yè)設計（論文）完成的情況相一致，若有變更，應當經(jīng)過所在專業(yè)及系主管領導審批后方可重新填寫； 4．任務書內(nèi)有關“系”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼，學生的“學號”要寫全號，請規(guī)范化填寫； 5．任務書內(nèi)“主要參考文獻”的填寫，應按照國標GB 7714—87《文后參考文獻著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性； 6．有關年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2002年4月2日”或“2002-04-02”。 畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書 1．本畢業(yè)設計（論文）課題來源及應達到的目的： 2．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）： （1）制件的工藝性分析； （2）設計方案的確定； （3）工作零部件的計算與設計； （4）其他零部件的計算及設計； （5）模具的裝配與調試； （6）設計小結。 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 系部意見： 系領導： 年 月 日 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計正文 沖孔—落料—彎曲級進模 緒論 模具作為提高生產(chǎn)率，減少材料和消耗，降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品質量和市場占有率的重要手段，已越來越受到各行業(yè)部門的重視。目前世界上模具工業(yè)的年產(chǎn)值約680億美元。我國2004年模具產(chǎn)值為530億元，模具出口4.91億美元，同時還進口18.31億美元。中國已經(jīng)成為世界上凈出口模具最多的國家。但大型多工位級進模具，精密沖壓模具，大型多型腔精密注塑模，大型汽車覆蓋件模具等雖已能生產(chǎn)，但總體技術水平不高，與國外先進國家相比，仍有很大差距。改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。 近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的速度發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速的發(fā)展。到目前為止，中國約有模具生產(chǎn)廠家2萬家，從業(yè)人員有50多萬人，全年模具產(chǎn)值高達450億元以上。 中國模具工業(yè)的發(fā)展在地域分布上存在不平衡性，東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。模具生產(chǎn)最集中的地區(qū)在珠江三角州和長江三角地區(qū)，其模具產(chǎn)值占全國的三分之二以上。 而在模具制造領域中占有重要地位的沖壓模具生產(chǎn)技術與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當落后，主要原因是我國在沖壓基礎理論及成型工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備方面與工業(yè)發(fā)達國家相比還有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家相比差距還很大。隨著工業(yè)產(chǎn)品質量的不斷提高，沖壓產(chǎn)品生產(chǎn)正呈現(xiàn)多品種、少批量、復雜、大型、精密、更新?lián)Q代速度快等特點，沖壓模具正向高效、精密、長壽名、大型化方向發(fā)展。為適應市場的變化，隨著計算機技術和制造技術的迅速發(fā)展，沖壓模具設計與制造技術正由手工設計、依靠人工經(jīng)驗和常規(guī)機械加工技術向計算機輔助設計、數(shù)控切削加工、數(shù)控電加工為核心的計算機輔助設計與制造技術轉變。近年來許多模具企業(yè)加大了用于技術進步的投資力度，技術進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、PRO/ENGINEER、等國際通用軟件。以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術已取得了很大進步，東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構和大專院校開展模具技術的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術方面取得了顯著進步；在提高模具質量和縮短模具設計制造周期等方面做出了貢獻。 未來沖壓模具的發(fā)展方向：模具技術的發(fā)展應該為適應模具產(chǎn)品交貨期短、精度高、質量好、價格低、的要求服務。達到這一要求急需發(fā)展的如下幾項： （1） 全面推廣CAD/CAM/CAE技術 模具CAD/CAM/CAE技術條件已基本成熟，各企業(yè)加大CAD/CAE/CAM技術培訓和技術服務的力度；進一步擴大CAE技術的應用范圍。計算機和網(wǎng)絡的發(fā)展正使CAD/CAE/CAM技術跨地區(qū)、跨行業(yè)、跨企業(yè)，跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。 （2）,高速銑削加工 國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并獲得了極高的表面光潔度。另外，還可以加工高硬度模塊，還具有溫升低，熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術的發(fā)展，對汽車，家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前他已向更高的敏捷性，智能化，集成化方向發(fā)展。 （3），模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或實物掃描到加工出期望的模型所需的諸多功能。大大的縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控機床及加工中心，實現(xiàn)快速采集，自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序，不同格式CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車，摩托車。 （4）電火花銑削加工 電火花銑削加工技術也稱為電火花創(chuàng)成技術，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術，它是用高速旋轉的簡單的管狀電極做三維或二維輪廓加工，因此不再需要制造復雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術的機床在模具加工中的應用，預計這一技術將得到快速的發(fā)展。 （5）提高模具的標準化程度 我國的模具標準化程度在不斷提高，估計目前我國模具的標準件使用的覆蓋率達到30%左右，而國外的達到了80%左右。 （6）優(yōu)質材料及先進的表面處理技術 選用優(yōu)質的鋼材和應用相應的表面處理技術來提高模具的壽命顯得十分必要。模具熱處理和表面的處理的發(fā)展方向是真空熱處理。模具表面處理應完善并發(fā)展先進的氣相沉積技術、等離子噴涂技術等。 （7）模具研磨拋光將智能化、自動化 模具表面的質量對模具的使用壽命、制件外觀質量等方面均有較大的影響，拋光研磨智能化、自動化替代現(xiàn)有的手工操作，以提高模具的表面質量。 （8）模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動加工系統(tǒng)應有多臺機床合理組合；并配有隨行的定位夾具，有完整的機具、刀具數(shù)據(jù)庫；完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；質量監(jiān)測系統(tǒng)。 作為一名未來的模具設計師，這次冷沖模具的設計，就是我進行真實模具前的一次演練，是我自己對三年大學生活所學知識的一次綜合應用，使我將三年所學知識連貫起來，在老師的指導下，進一步認識到自己的不足，近而加以鞏固。這次設計使我對沖壓模具有了更深刻的認識，認識到了沖壓模具的重要性，讓我對自己將要從事的工作充滿了自豪感，對自己以后的工作充滿了信心。我以后一定會盡自己最大的努力，在模具制造和設計行業(yè)作出自己的貢獻，為我國的模具事業(yè)的發(fā)展貢獻自己的力量。 由于資料收集不足，文學水平有限，在設計中難免有不足之處，懇請老師批評指正。 第1章 工藝分析、排樣設計 工件名稱：支架 生產(chǎn)批量：大批量 厚度：2mm 工件簡圖： 圖1 工件 圖示零件材料，能夠進行一般的沖壓加工，市場上也容易得到這種材料，價格適中。 支架外形落料的工藝性：支架屬于中等尺寸零件，料厚2mm，外形復雜程度一般，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工藝獲得。 支架沖孔的工藝性：大小為φ5.5mm和φ19mm和φ22mm的孔，尺寸精度要求一般，可采用沖孔。 支架彎曲的工藝性：此為支架彎曲其精度為±1，其彎曲件的材料為優(yōu)質碳素結構鋼曲服強度為420可以用一般彎曲工藝獲得。 此工件只有外形落料和沖孔和彎曲三個工序。圖示除標注公差的尺寸外零件尺寸未注公差的一般尺寸，均按慣例取IT14級，符合一般級進沖壓的經(jīng)濟精度要求，模具精度取IT9級即可。 由以上分析可知，圖示零件具有比較好的沖壓工藝性和彎曲工藝性，適合沖壓和彎曲生產(chǎn)。 毛坯的尺寸計算，該毛坯的工件展開圖如圖所示 圖2 彎曲件的展開圖 按彎曲件展開來計算，由公式中型層半徑 r=R+Kt r—中性層半徑（mm） R—彎曲內(nèi)半徑，R=2mm K—中性層位置因素，有表查K=0.31 t—材料厚度t=2mm 則中性層半徑 r=2+0.31×2=2.62mm 中性層長度l==4.1 A=40-2-2=36mm B=45-2-2=41mm L=36+41+4.1=81.1mm 固其工件的面積為S=2444+1256-95-379.94-283.39-283.39=2941.67mm 1.1 排樣設計 1.1.1 確定零件的排樣方案 設計模具時，條料的排樣很重要。支架零件具有簡單結構的特點，單向排列時材料的利用率高，，減少了廢料 1.1.2 條料寬度、導尺間寬度和材料利用率的計算 由于本工件采用少廢料排樣固側邊不需要搭邊值。 鑒于本工件的外形查表得工件間1.5mm的搭邊。 送料步距如圖2所示 B=1.5+81.1=82.6mm 條料寬度為40mm。 導尺間距離的計算：計算得導尺間距離為40 mm。 1.1.3 材料利用率的計算： 根據(jù)一般的市場供應情況，原材料選用1000 mm×2000 mm×2mm的冷軋薄鋼板。 每塊可剪2000mm ×81.1mm規(guī)格條料12條，材料剪切利用率達97.32%。由一個步距的材料利用率通用計算公式： = 式中 A—一個沖裁件的面積，A=2941.67mm2; n—一個進距內(nèi)的沖裁件數(shù)量n=1； B—條料寬度，40mm; s—步距， 82.6mm 得 ==89% 1.1.4 工藝方案的確定及工藝計算 一、工藝方案的確定 手柄零件所需的基本沖壓工序為落料和沖孔，可擬訂出以下三種工藝方案。 方案一：用簡單的單工序模分三次加工，即落料——沖孔——彎曲 方案二：沖孔落料復合模。 方案三：沖孔落料級進模。 圖3沖孔落料彎曲工件工序圖 方案一：模具結構簡單，成本低，但工件的累計誤差大，操作不方便，由于該工件為中批量生產(chǎn)，需三套設備成本高，生產(chǎn)率低。 方案二：生產(chǎn)率較方案一和三都高，加工精度高，但模具結構復雜，制作難度較大成本高，還有模具對壓力機噸位要求較方案一和三都高。 方案三：生產(chǎn)率較方案二低，精度略低于方案二，但是模具結構不太復雜成本較低，壓力機噸位要求低，故節(jié)省能源，由于此為大批量生產(chǎn)，精度要求不高，相比較而言方案三更具有可行性，更具有優(yōu)越性。 選用方案三則又有兩個不同的工藝方案（1），先落料，然后沖孔和彎曲在同一工序。（2），落料和沖孔在一個工序，然后再彎曲。采用（1）加工工件不易保證28±0.15mm的精度，而且易使沖頭磨損降低模具壽命。經(jīng)分析采用（2）比較合理以保證制件的精度對于彎曲回彈，可以用減小間隙的方法來避免或減小回彈。 第2章 模具結構形式的選擇與確定 1），正倒裝結構： 根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個工序，為方便小孔廢料和成形工件的落下，采用正裝結構，即沖孔凹模和落料凹模都安排在下模。 2），送料方式： 采用手工送料方式。 3），定位裝置： 本工件在級進模中尺寸是較大的，又是大批量生產(chǎn)，第一個工位采用始用擋料銷定位，第二個工位采用固定擋料銷定位。送料時廢料孔與固定擋料銷作為粗定距，在彎曲切斷模上安裝兩個對角導正銷，利用條料上φ5.5mm的孔做導正銷孔進行導正，依此作為條料送進的精確定距。 4），導向方式： 為確保零件的質量及穩(wěn)定性，選用導柱、導套導向。由于已經(jīng)采用了手工送料方式，為了提高開敞性和導向均勻性，采用對角導柱模架。 5），卸料方式： 本模具采用正裝結構，沖孔廢料和工件留在凹模孔洞中，為了簡化模具結構，可以在下模座中開有通槽，使廢料和工件從孔洞中落下。工件厚度為2mm，為了保證工件有比較好的平整度，采用彈壓性卸料裝置。選用 JB/T8068.3-1995 彈壓縱向送料典型組合。 2.1 沖壓力與壓力中心的計算，初選壓力機 2.1.1 沖裁工序總力的計算 由工件結構和前面所定的沖壓方案可知，本工件的沖裁力包括以下部分。 沖四個φ5.5mm孔的力P1、沖φ22mm孔的力P2，沖φ19mm的孔的力P3，落外型料的力P4，向下推出φ5.5mm沖孔廢料的力P5，向下推出φ22mm孔廢料的力P6，向下推出φ19mm孔廢料的力P7 ，向下推出工件落外型料的廢料的力P8。由彈性卸料板卸條料的廢料的力是壓力機提供的，故用計算在內(nèi)。 考慮到模具刃部被磨損、凸凹模間隙不均勻和波動、材料力學性能及材料厚度偏差等因素的影響，實際計算沖裁力時按下面公式： P=KLtτ 式中 P—沖裁力（kN） L—沖裁件剪切周邊長度（mm） t—沖裁件材料厚度（mm） τ—被沖材料的抗剪強度(MPa) K—系數(shù)，一般取1.3。 上式中抗剪強度τ與材料種類和坯料的原始狀態(tài)有關，可在手冊中查詢。為方便計算，可取材料的τ=0.8σb,故沖裁力表達式又可表示為： P=1.3Ltτ≈Ltσb 式中 σb—被沖材料抗拉強度(MPa)。查手冊[1]表8—7得10鋼的σb=335MPa P1=1.3×5.5π×2×335×4=60.16kN P2=1.3×22π×2×335=60.16kN P3=1.3×19π×2×335=51.96kN P4=1.3×142.8×2×335=124.38kN 推件力 Pt=nKtP Kt—推件力系數(shù), Kt=0.055 n—同時卡在凹模的工件(或廢料)數(shù),其中 n=h/t h—凹模刃部直壁洞口高度（mm）， t—料厚( mm) 查手冊[2]表2—40可得和h=6mm, 故n=3如圖3所示： 圖4同時卡在凹模的工件(或廢料)示意圖 P5==9.93kN P6==9.93kN P7=3×0.055×51.96=8.57kN P8=3×0.055×124.38=20.52kN 卸料力 根據(jù)經(jīng)驗公式得 P =0.03P P9 =0.03×61.16=1.8kN P10 =0.03×61.16=1.8 kN P 11=0.03×51.96=1.6kN P 12=0.03×124.38=3.7 kN 工序總力 P=P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7+P8+P9+P10+P11+P12 =61.16+61.16+51.96+124.38+9.93+9.93+8.57+20.52+1.8+1.8+1.6+3.7 =356.51KN 2.1.2 彈性橡膠板的計算 本模具中橡膠板的工作行程由以下幾個部分組成：凸模修模量5mm；凸模凹進卸料板1mm；工件厚度2mm；凸模沖裁后進入凹模2mm；以上四項長度之和就是橡膠板的工作行程S工作；即 S工作=（5+1+2+2）mm=10mm 取壓縮量為自由高度的0.3則橡膠的自由高度為: H自由===33.3mm 由上面計算可知：P卸= P9+ P10+ P11 +P12=1.8+1.8+1.6+3.7=8.9KN 預壓縮量取15%，由圖1-17可查出P=0.5MPa，此時橡膠板應具有足夠的卸料力，其卸料力的大小用式1-2計算橡膠板所需的面積。則 A===17800=178 結合模具的實際結構，將橡膠板分成若干塊安裝。橡膠高度H自由與直徑D之比需要滿下式： 0.5 橡膠板的自由高度為33.3mm，厚度不可低于要求的尺寸，超出這個厚度時應考慮到每加厚1mm，就將增加相應的工作載荷約。橡膠板的總面積為178,分為4塊，每個用螺釘安裝在一塊，每個卸料螺釘安裝一塊，中間鉆孔13mm。四塊橡膠板的厚度無比一致，不然會造成受力不均勻，運動產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作，卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為40---45HRC。 2．初選壓力機 開式可傾壓力機參數(shù)初選壓力機型號為J23-40和J23-35 型號 公稱壓力/kN 滑塊行程/mm 最大封閉高度/mm 工作臺尺寸/mm 滑塊底面尺寸/mm 可傾斜角/· 封閉高度調節(jié)量/mm J23-40 400 100 330 700×460 —— 30 80 J23-35 350 80 280 380×610 190×210 20 60 2.1.3 壓力中心的計算 模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點。為了保證壓力機和模具的正常工作，應使模具的壓力中心與壓力機的中心滑塊中心線重合。否則，沖壓時滑塊就會承受偏心載荷，導致滑塊導軌與模具的導向部分不正常的磨損，還會使合理的間隙得不著保證，從而影響制件的質量和降低模具的壽命，甚至損壞模具。 此為多凸模模具的壓力中心，首先計算大凸模的壓力中心 圖5（a）大凸模的壓力中心圖 計算其壓力中心的步驟如下： [1]、按比例畫出凸模的工作部分剖面圖（見圖5a） [2]、在任意距離處作x-x軸y-y軸 [3]、 分別計算出各線段和圓弧的重心到x-x軸的距離y1, y2, y3, y4和到y(tǒng)-y軸的距離x1, x2, x3, x4, [4]、大凸模的壓力中心到坐標軸的距離下式確定： 到y(tǒng)-y軸的距離 x0= ==6.94mm 到x-x軸的距離 y0= ==20mm [5]、由于其余六個凸模為規(guī)則的凸模 ，則總的壓力中心為 圖5（b）總的壓力中心圖 到y(tǒng)-y軸的距離 x0= = =32.9mm 到x-x軸的距離 y0= ==20mm 第3章 模具主要零件和主要工作機構的設計與標準化 3.1 工作零部件的設計與標準化 3.1.1 工作零部件的計算 由于制件結構簡單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸凹模。這時需要分別計算和標注凸模和凹模的尺寸和公差。 沖孔時，間隙取在凹模上，則： 凸模尺寸 dap=（d+x△）-δp0 凹模尺寸 dd=(d+x△+Zmin)0+δ 式中 Dd Dp——落料凹模和凸模的刃口尺寸，mm dp dd——沖孔凹模和凸模的刃口尺寸，mm x——磨損系數(shù)，查表2-30[1]得：IT14級時x=0.5。 Zmin——雙面間隙，mm △——工件公差，mm δ——凸模和凹模的制造公差，mm [1]、沖裁φ5.5mm孔凸模、凹模刃口尺寸的計算 凸模尺寸 由表2-10[1]查得△=0.16 dap=（d+x△）-δp0 =(5.5+0.75×0.16)0-0.02 =5.620-0.02 凹模尺寸 由表2-23[1]得Zmin=0.246 dd=(d+x△+Zmin)0+δ=(5.5+0.75×0.16+0.246)0+0.02 =5.870+0.02 [2]、沖裁φ22mm孔凸模、凹模刃口尺寸的計算 凸模尺寸由表2-10得△=0.28 dap=（d+x△）-δp0 =(22+0.5×0.28) 0-0.02 =22.14 0-0.02 凹模尺寸查表2-23得Zmin=0.246 dd=(d+x△+Zmin)0+δ=(22+0.5×0.28+0.246) 0+0.02=22.390+0.02 [3]、沖裁φ19mm孔凸模、凹模刃口尺寸的計算 凸模尺寸由表2-10得△=0.15 dap=（d+x△）-δp0 =(19+0.75×0.15) 0-0.02 =19.11 0-0.02 凹模尺寸查表2-23得Zmin=0.246 dd=(d+x△+Zmin)0+δ=(19+0.75×0.15+0.246) 0+0.02=19.360+0.02 [4]．沖不規(guī)則凸模、凹模刃口尺寸的計算 由圖可以看出此凸模的尺寸保證即要保證此圓弧的尺寸公差，用凸模的尺寸來保證凹模的尺寸公差。而其他面不用保證。計算如下： 沖裁φ40mm孔凸模、凹模刃口尺寸的計算 凸模尺寸由表2-10得△=0.0.34 dap=（d+x△）-δp0 =(40+0.5×0.34) 0-0.02 =40.17 0-0.02 凹模尺寸查表2-23得Zmin=0.246 dd=(d+x△+Zmin)0+δ=(40+0.5×0.34+0.246) 0+0.02=40.420+0.02 3.2 工作零部件的設計與標準化 [1]，沖小圓孔的凸模 為了增加凸模的強度與剛度，凸模非工作部分直徑應作成逐漸增大的多級形式如圖6所示： 圖6圓形沖孔凸模示意圖 凸模長度一般是根據(jù)結構上的需要而確定的，其凸模長度用下列公式計算： L=h1+h2+h3- h4 式中 L—凸模長度， mm h1—凸模固定板高度，mm h2—卸料板高度，mm h3—橡膠板的厚度 ，mm h4—凹進卸料板內(nèi)1mm 圖7 沖孔凸模刃口示意圖 [2]， 整體式凹模 如圖7裝于下模座上，由于下模座孔口較大因而使工作時承受彎曲力矩，若凹模高度H及模壁厚度C不足時，會使凹模產(chǎn)生較大變形，甚至破壞。但由于凹模受力復雜，凹模高度可按經(jīng)驗公式計算，即 凹模高度H=KB 凹模壁厚C=(1.5~2)H 式中B----凹模孔的最大寬度，mm但B不小于15mm C-----凹模壁厚，mm 指刃口至凹模外形邊緣的距離； K=系數(shù)，取0.0.50 凹模高度H=KB=0.5×40=20mm 取標準值28mm 凹模壁厚C=1.5H = 1.5×28=40mm [3]，螺釘?shù)拇_定 凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般?。?.7~2.0）d, 圖8螺孔到凹模邊界的示意圖 d 為螺孔的距離，由于凹模厚度為28mm，所以根據(jù)表2.46﹝2﹞查得螺孔選用4×M8的螺釘固定在下模座。故選用如圖8： 螺孔到凹模外緣的最小距離a2=1.5d=1.5×8=12mm a3=1.13d≈9mm 凹模上螺孔間距由表2.47查得最小間距為40mm，最大間距為90mm。 　　 　 螺孔到銷孔的距離一般取b>2d,所以b應大于１６。 根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須考慮到裝橡膠塊的尺寸，故選用矩形凹模板的周界尺寸為200×100×28。 3.2.1 沖孔凸模各尺寸及其組件確定和標準化 [1]，小凸模長度 L=20+14-1+33.3=66.3mm 由小凸模刃口d=5.5mm 小凸模強度校核 要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應力不超過凸模材料的許用壓應力，即 對于圓形凸模 dmin≥ 式中 dmin—圓形凸模最小截面直徑，mm t—沖裁材料厚度，mm —沖裁材料的抗剪強度，MPa —凸模材料許用強度，?。?.0~1.6）×103MPa dmin≥==2.68mm 所以承壓能力足夠。 抗縱向彎曲力校核　對于圓形凸模（有導向裝置）　 　　　　　　　　　　　　?。蘭ax≤ 式中 Lmax ——允許的凸模最大自由長度，mm 　F ——沖模力,N ｄ——凸模最小截面的直徑，mm Lmax≤==195.5mm 所以長度適宜。 選用沖孔圓凸模：JB/T8057.2—1995 BⅡ 5.6×66.3 凸模固定端面的壓力 　　　　　　　　　　q =< 式中　　　　　q—凸模固定端面的壓力，MPa F—落料或沖孔的沖裁力，N 　　　　　　—模座材料許用壓應力，MPa q ==633.3MPa 凸模固定板端面壓力大大超過了，為此應在凸模頂端與模座之間加一個淬硬的墊板。矩形墊板材料可用45鋼，結構形式和尺寸規(guī)格見JB/T7643.3—1994查得200×100×10 [2]，沖裁φ22mm孔凸模、凹模各尺寸及其組件確定和標準化（包括外形尺寸和厚度） 凸模長度 L=20+14-1+33.3=66.3mm 選用圓凸模：JB/T8057.2—1995 BⅡ 22.14×66.3 [3]，沖裁φ19mm孔凸模、凹模各尺寸及其組件確定和標準化（包括外形尺寸和厚度） 凸模長度 L=20+14-1+33.3=66.3mm 選用圓凸模：JB/T8057.2—1995 BⅡ 19.11×66.3 [4]，沖異型凸模、凹模各尺寸及其組件的確定和標準化（包括外形尺寸和厚度） 外形凸模的設計：外形凸模用線切割機床加工成直通式凸模，用兩個M8的螺釘固定在墊板上，由于采用彈性卸料板，凸模按下式計算： L=h1+h2-h3+h4 其中： h1為固定板厚度（20 mm），h2 為卸料板厚度（14mm），h3考慮到凸模下端面到卸料板下端面的距離-（1mm）， h4為彈性橡膠塊的厚度（33.3mm）。 所以：L=20+14-1+33.3=66.3 mm　 凸模固定板材料可用45鋼，結構形式和尺寸規(guī)格見JB/T7643.2—1994可得200×100×20 圖9凹模 3.2.2 凹模各尺寸及其組件確定和標準化 凹模組件的尺寸確定和示意圖 凹模采用整體式凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。 凹模的長度選取要考慮以下因素： a)保證有足夠的安裝剛性卸料板的位置。 b)便于導尺發(fā)揮作用，保證送料粗定位精度。 選取凹模JB/T7643.1—1994 200×100×28。材料：Cr12制造，熱處理硬度為58～62HRC。 第4章 定位裝置的設計與標準化 4.1，始用擋料裝置的設計與標準化 圖10始用擋料塊 擋料塊標記：JB/T7649.1—1994 71310 材 料： 45鋼， 熱處理硬度：43~48HRC 技術 條件：按JB/T7653—1994的規(guī)定。 手動擋料塊位置的確定： 根據(jù)條料排樣圖2可計算出手動擋料塊的位置如圖所示： 圖11始用擋料銷的位置示意圖 4.2 固定擋料銷的設計與標準化 固定擋料銷的設計根據(jù)標準件，選用此擋料銷如圖 圖12固定擋料銷 選用JB/T7649.10—94 B型固定擋料銷 直徑φ8mm，h=4mm材料為45鋼 根據(jù)分析選用彎曲前端定位時擋料銷位置如圖 圖13擋料銷位置示意圖 4.3 導正銷的設計與標準化 導正銷主要用于級進模上，消除擋料銷的定位誤差，以獲得較精確的工件。導正銷的結構形式，結構設計，尺寸精度，材料的熱處理等可參照JB/T7647.1—94和JB/T7647.2—94選定。 導正銷的結構形式查手冊[2]選用如圖（（選自沖壓手冊）91 圖14導正銷示意圖 D=d-a D——導正銷直徑的基本尺寸 d——沖孔凸模直徑 a——導正銷與孔徑兩邊的間隙 沖裁φ22mm孔的導正銷 查表得h=0.6t a=0.10mm D=d-2a=22.14—0.10=22.04mm h=0.6×2=1.2mm 沖裁φ19mm孔的導正銷查表得h=0.6t a=0.10.mm D=d-2a=19.11—0.10=19.01mm h=0.6×2=1.2mm 4.4 導料板的設計與標準化 根據(jù)凹模周界取：導料板JB/T7653—1994 250×32×10 圖15導板 第5章 標準模架的選用 由凹模周界選用標準模架（包括導柱、導套、上模座、下模座、模柄的標準和示意圖） 由于凹模尺寸為200×100×28，所以根據(jù)國標查得應選用GB/T2851.1—1990 200×100×170~210 技術條件：按JB/T8050—1999的規(guī)定。 　　　　　　　　　 圖16模架 模柄標記：應用壓力機的型號則選用JB/T 7646.1—1994 A 503110 材 料：Q235—A。F 技術條件：按JB/T7653—1994的規(guī)定： 導柱標記： GB/T2861.1 —1990 323160 GB/T2861.1 —1990 353160 導套標記： GB/T2861.6 —1990 323105343 G B/T2861.6 —1990 353105343 上模座標記：GB/T2855.9 —1990 2503200345 下模座標記：GB/T2855.10 —1990 2503200350 第6章 卸料裝置的設計與標準化 在前面已經(jīng)確定了采用剛性卸料板，設計卸料板為一整體板。本模具的卸料板不僅有卸料作用，還具有外形凸模的導向作用，并能對小凸模起保護作用。卸料板的邊界尺寸經(jīng)查手冊[2]表15.28得： 卸料板長度L =200mm,寬度B=100mm厚度h0=14mm 此模具中，卸料板對沖孔落料凸模起導向作用，卸料板和凸模按H7/h6配合制造 第7章 其余零件的選用與標準化 7.1 螺釘，銷釘?shù)拇_定 本模具采用螺釘固定，銷釘定位。具體講 內(nèi)六角螺釘標記：35鋼M8365 GB70—85 GB70—85 M8365 35鋼 螺釘標記：GB68—76 M8330 35鋼 圓柱銷釘標記：GB 119—86 6365 35鋼 止動圓柱銷標記：GB119—86 436 35鋼 7.2 裝配圖與零件圖設計 圖17總裝配圖 7.3 壓力機的選擇與校核 模座外形尺寸280×250mm,閉合高度194.3mm,有文獻[4]中，JC23—35型壓力機工作臺尺寸為610×380mm,最大閉合高度為280mm，連桿調節(jié)長度為60mm,所以在工作臺上加一35～70mm的墊板，即可安裝。模柄孔尺寸也于本副模具所選模柄尺寸相符。 第8章 模具的裝配與調試 8.1 模具的裝配： [1]，裝配凸緣模柄，保持與上模座平面垂直，在上模座和模柄上開螺釘孔，然后用螺釘固定好，裝好后同磨大平面齊平，最后用角尺檢查模柄與上模座的平行度。 [2]，將沖孔和彎曲凸模壓入凸模固定板中，壓入時應有非工作端壓入，為便于壓入，四周應修成小圓角。凸模壓入型孔少許即進行垂直度檢驗，壓入至1/3時應再作垂直度檢驗。壓入后將固定板裝配基面與凸模底面磨平，并以固定板裝配為基準，修磨凸模刃口平面，然后在凸模上開螺釘孔，用螺釘將凸模固定在下墊板上。 [3]，根據(jù)凸模把凹模加工出來后，對正用螺釘和銷釘固定，然后裝上導柱導套，然后調整凸凹模的間隙，調整間隙后再上緊螺釘和打上銷釘。 8.2 模具的調試 8.2.1 凸，凹模間隙的調試 沖模凸，凹模的間隙直接影響到制件的質量和模具的使用壽命，間隙的大小雖有一定的范圍，但是裝配時必須調整一致，才能保證沖模的裝配質量。調整間隙的方法有：透光法，切紙法，墊片法等，一般采用切紙法的。 用相當于沖板料后的厚薄均勻的紙片，放在一初步調整好的凸凹模之間用銅錘敲擊模柄，使模具閉合并沖壓出紙制品，根據(jù)所沖壓出的紙制件周圍是否切斷，有無毛刺，毛邊是否分布均勻來判斷間隙是否合適，若有以上缺點則繼續(xù)調整。 8.2.2 沖模的試沖 沖模裝配后，要在生產(chǎn)條件下進行試沖，其目的是在于檢查沖模的性能是否達到設計要求。試沖時，合格的沖件數(shù)應在20~1000件之間。試沖后，應檢驗如下問題： [1]，驗證所選壓力機是否合適，沖模能否合理的安裝到壓力機上而不用任何修改，壓力機是否有足夠的力量保證沖下制件。 [2]，驗證該模具生產(chǎn)的制件質量是否符合產(chǎn)品所要求的形狀和尺寸精度。 [3]，驗證該模具能否進行生產(chǎn)性使用。 [4]，驗證沖壓工藝安排是否合理。 [5]，為模具設計人員反饋信息，了解模具，結構設計那些不合理的地方需要改進，了解設計時的目標尺寸和實際尺寸的偏差以提高設計基準的可靠性。 [6]，為沖模投入生產(chǎn)做準備。試沖中暴露的各種問題通過修正得到解決，才能使沖模正常使用。 8.2.3 試沖過程中的調整 無論對那種沖模進行試沖，試沖前和試沖過程中的調整是不可少的。沖孔落料彎曲級進模試沖時出現(xiàn)的問題和調整方法如下： [1]，送料不暢或被卡 由于間隙過小或導料板不平整所致。 [2]，制件有毛刺 刃口不鋒利或淬火硬度低配合間隙過大或過小； 間隙不均勻所致 [3]。彎曲不到位 由于凸模的工作尺寸不精確或沒有考慮反彈； 模具零件材料選用一覽表 18 始用擋料塊 2 45鋼 71310 JB/T7649.1—1994 17 固定擋料銷 1 45鋼 8mm，h=4mm A型 JB/T7649.10—94 16 卸料板 1 45鋼 15 螺釘 10 35鋼 M8330 GB68—76 14 凸模 1 Cr12 5.15×63.7 JB/T8057.2—1995 13 止轉銷 1 35鋼 436 GB119—86 12 模柄 1 Q235 A503110 JB/T 7646.1 11 固定螺釘 2 35鋼 M6340 GB/68—76 10 凸模墊板 1 45鋼 2503200310 JB/T7643.3—1994 9 上模座 1 HT200 2503200345 GB/T2855.1—1990 8 導套 2 20 323105343 GB/T2861.6—1990 353105343 GB/T2861.6—1990 7 凸模固定板 1 45鋼 2503200320 JB/T7643.2—1994 6 橡膠塊 4 5 導正銷 2 45鋼 4 導料板 2 250356310 JB/T7563—1994 3 凹模板 1 Cr12 2503200328 JB/T7463.1—1994 2 導柱 2 20 323160 GB/T2861.1—1990 353160 GB/T2861.1—1990 1 下模座 1 HT200 2503200350 GB/T2855.2—1990 序號 名稱 件數(shù) 材料 備注 設計總結 通過這次畢業(yè)設計讓我們把平時在課堂上學到的理論與實際生產(chǎn)結合了起來?？此坪唵蔚牧慵胍玫剑彩切枰S多工序才能完成的。我們只所以選擇使用模具來達到這樣的效果，不僅與生產(chǎn)批量有關，還與生產(chǎn)條件有關。如果是大批量生產(chǎn)的零件使用模具就很容易實現(xiàn)機械化和現(xiàn)代化。能夠保證零件的尺寸相差不大，以實現(xiàn)互換。設計是一個關鍵的工作，要查閱大量資料和統(tǒng)計計算工作，設計是個苦差事。 由于以前課程設計的基礎，所以對模具設計的基本流程還不很陌生，我們拿到任務書以后，首先對制件進行工藝性分析，然后選擇加工方案，進而計算坯料的面積，接著根據(jù)制件尺寸計算出模具的工作部分尺寸，從而設計出模具的工作零件，最后根據(jù)國標選擇模架，及其他標準零部件，畫出裝配圖及部分零件圖，至此模具設計宣告結束。 雖然有過做課程設計的經(jīng)驗，但這次做畢業(yè)設計還是令我感觸頗深。在這段日子里，我?guī)缀醵荚谒奚岷蛨D書館之間來回奔波，查閱大量的工具書，因為在畢業(yè)設計中每一個公式，每一套數(shù)據(jù)都要有根據(jù)或標準可言，如果其中某一項出錯，都將會影響到下面設計的正常進行，所以馬虎不得。這使我認識到以后從事工作的嚴謹性和高度的責任感。 做畢業(yè)設計雖然很艱辛，但做什么事情都是兩面的，俗話說的好只要付出就會有回報。這次畢業(yè)設計使我將以前的所學知識系統(tǒng)的連貫了起來，好多快遺忘的東西又被拾了回來，從而更加深了對這些知識的理解。更主要的是以前在課堂上講的都是些空虛的理論知識，沒有進行過實際的、系統(tǒng)的設計練習，對所學的理論、公式運用不是很熟練，很多實際上應該很熟悉的東西到用的時候卻感到了陌生，而畢業(yè)設計給了我們這么一個鍛煉的平臺，讓我們把空洞的理論在設計中反復的運用，使我們把這些知識真正轉換為我們自己的東西，讓它在我們腦子里生根。這次在鍛煉我們設計能力的同時，也使我們積累了寶貴的設計經(jīng)驗，對我們以后從事的設計工作奠定了一定的基礎。 總之，畢業(yè)設計雖然辛苦，但是在設計中不斷的思考問題、研究問題，咨詢問題，從而一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時也汲取了更加完整的專業(yè)知識，鍛煉了我獨立設計的能力，真的使我受益匪淺。 致謝 本設計經(jīng)原紅玲老師的精心指導和同學的熱心幫助才得以如期完成，在此我誠心的向他們感謝。另外還要感謝我的專業(yè)老師們，在大學三年讓我學到了扎實的專業(yè)知識和處理問題的實用方法，以及其他老師的教導，讓我大學期間學到了做人的道理與原則。讓我踏上社會，走上工作崗位完成了很好的過度。 參考文獻 [1] 王孝培 主編.沖壓手冊.機械工業(yè)出版社 [2] 郝濱海 編著.沖壓模具簡明設計手冊.化學工業(yè)出版社 [3] 楊玉英 主編.實用沖壓工藝及模具設計手冊.機械工業(yè)出版社 [4] 薛彥成 主編.公差配合與技術測量.機械工業(yè)出版社 [5] 高為國 主編.模具材料.機械工業(yè)出版社 [6] 王秀鳳.萬良輝 主編.冷沖壓模具設計與制造.北京航空航天大學出版社 [7] 翟德梅 主編.模具制造技術 [8] 中國機械工業(yè)出版社 組編.冷沖模設計及制造.機械工業(yè)出版社 [9] 劉建超.張寶忠 主編.沖壓模具設計與制造.高等教育出版社 [10] 《沖壓加工技術手冊》編委會編 沖壓加工技術手冊 [日] 第 39 頁 共 39 頁