凸圓U形件沖孔切邊沖壓成型工藝及模具設(shè)計(jì)

凸圓U形件沖孔切邊沖壓成型工藝及模具設(shè)計(jì),凸圓,沖孔,切邊,沖壓,成型,工藝,模具設(shè)計(jì) 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 工序號(hào) 零件名稱 成型凹模 零件號(hào) 零件重量 同時(shí)加工零件數(shù) 材 料 毛 坯 牌 號(hào) 硬 度 型 號(hào) 重 量 Cr12 HRC52～58 150X100X25 設(shè) 備 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 名 稱 型 號(hào) 安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀 長(zhǎng) 度 走 刀 次 數(shù) 切 削 深 度 進(jìn)給量 主 軸 轉(zhuǎn) 速 切 削 速 度 基 本 工 時(shí) 1. 備料 2. 熱處理：退火 3. 粗刨 4. 熱處理：調(diào)質(zhì) 5. 磨六面、畫線 6. 加工各種孔 7. 熱處理：退火 8. 磨平面、鉗工修整 鍛床 退火爐 刨床 外圓磨床 尺子 千分尺 10mm 800 250 30min 設(shè) 計(jì) 者 李利國(guó) 指 導(dǎo) 教 師 于智宏 共 1 頁(yè) 第 1 頁(yè) 目 錄 1緒 論 1 1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 1 1.1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀 1 1.1.2　國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì) 2 1.2　國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 3 2 U形件工藝性分析 5 2.1沖壓零件的工藝性分析 5 2.2沖壓工藝方案的選擇 6 3模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定 7 3.1模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 7 3.2沖壓力與壓力中心的計(jì)算，初選壓力機(jī) 7 3.2.1沖裁工序總力的計(jì)算 7 3.2.2初選壓力機(jī) 8 3.2.3壓力中心的計(jì)算 10 4 模具工作零件的計(jì)算 11 5 模具工作零件的設(shè)計(jì) 13 5.1 凸模設(shè)計(jì) 13 5.2 凹模的設(shè)計(jì) 15 5.3 凸凹模的設(shè)計(jì) 17 6模具標(biāo)準(zhǔn)件和零件的選取 19 6.1模具標(biāo)準(zhǔn)件 19 6.2標(biāo)準(zhǔn)件 19 6.3模柄 19 6.4廢料切刀 21 7 模具總裝圖及工作原理 22 7.1模具總裝圖 22 7.2沖孔.邊復(fù)合模的工作原理 22 結(jié)束語 23 致謝 24 參考文獻(xiàn) 25 插 圖 圖1工件圖 5 圖2 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)形式 13 圖（3）整體式凹模的局部結(jié)構(gòu) 15 圖（4）凹模上的螺孔設(shè)計(jì)與選用 16 圖（5）凹模外形 16 圖（6）凸凹模 18 圖（7）模柄 20 圖（8）廢料切刀 21 圖（9）裝配圖 22 附 表 表1 壓力機(jī)的參數(shù)表 9 沖孔切邊沖壓成型工藝及模具設(shè)計(jì) 摘要：本設(shè)計(jì)的題目是加工沖孔切邊的沖壓復(fù)合模具，通過對(duì)方案的選擇，沖壓力的計(jì)算和壓力中心確定的計(jì)算以及凸凹模刃口的計(jì)算等使本副模具基本符合沖壓要求，由于工件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用復(fù)合模一次成形就可以實(shí)現(xiàn)零件的成形。 復(fù)合模具的精度要求很高導(dǎo)向要求十分精確，在設(shè)計(jì)本副模具時(shí)遇到很大的阻力經(jīng)過對(duì)各方案的選擇最終才選擇此方案。通過近三周的拼搏，本副級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)終于完成。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇，制作凸凹模材料的選擇以及導(dǎo)向和送進(jìn)精度的確定本模具所加工出的工件滿足要求，符合市場(chǎng)的需要。 由于設(shè)計(jì)者的能力所限，設(shè)計(jì)中的不足之處還有好多例如：材料利用率方面僅57%，會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)效益有影響。根據(jù)《實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)》，本模具的沖裁力不大精度基本能保證的前提下選擇了對(duì)角導(dǎo)柱模架。相信不久本模具投入市場(chǎng)一定能帶來很好的效益服務(wù)大眾，服務(wù)社會(huì)。 關(guān)鍵詞：復(fù)合模、壓力中心. Trimming Process punching and stamping die Abstract：This design is the subject of punching Trimming the processing of stamping die, through the choice of programme, the calculation of the pressure-pressure center and determine the terms and Tuao-edge computing, such as making the mold of the basic requirements of the press, as the workpiece Simple structure, forming a composite mode can be achieved forming parts. The accuracy of die-oriented requirements of very high precision, deputy die in the design of this encounter great resistance to the programme after the final selection was chosen this option. Jin Sanzhou through the struggle, the deputy Progressive Die Design finally completed. Standards moldbase in accordance with the choice of production Tuao-oriented, and the choice of material and taken to determine the accuracy of this mold by processing the workpiece to meet the requirements, in line with the needs of the market. As designers the ability constraints, the design of the inadequacy of the many there are, for example: utilization of materials in only 57 percent have an impact on economic efficiency. According to "die for a technical manual," the mold of punching power can not guarantee the accuracy of the basic premise of the choice of derivative---Kok. I believe the market will soon die of this will certainly be able to bring the benefits of serving the public good and serve the community. Key words: transfer mold、 pressure centre。 目 錄 1緒 論 1 1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 1 1.1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀 1 1.1.2　國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì) 2 1.2　國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 3 2 U形件工藝性分析 5 2.1沖壓零件的工藝性分析 5 2.2沖壓工藝方案的選擇 6 3模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定 7 3.1模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 7 3.2沖壓力與壓力中心的計(jì)算，初選壓力機(jī) 7 3.2.1沖裁工序總力的計(jì)算 7 3.2.2初選壓力機(jī) 8 3.2.3壓力中心的計(jì)算 10 4 模具工作零件的計(jì)算 11 5 模具工作零件的設(shè)計(jì) 13 5.1 凸模設(shè)計(jì) 13 5.2 凹模的設(shè)計(jì) 15 5.3 凸凹模的設(shè)計(jì) 17 6模具標(biāo)準(zhǔn)件和零件的選取 19 6.1模具標(biāo)準(zhǔn)件 19 6.2標(biāo)準(zhǔn)件 19 6.3模柄 19 6.4廢料切刀 21 7 模具總裝圖及工作原理 22 7.1模具總裝圖 22 7.2沖孔.邊復(fù)合模的工作原理 22 結(jié)束語 23 致謝 24 參考文獻(xiàn) 25 1緒 論 目前，我國(guó)沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我?guó)在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國(guó)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(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。 1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 1.1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀 我國(guó)模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003年我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有2萬多家，從業(yè)人員約50多萬人，2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢(shì)頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿，2004年模具產(chǎn)值530億元。進(jìn)口模具18.13億?美元，出口模具4.91億美元，分別比2003年增長(zhǎng)18%、32.4%和45.9%。進(jìn)出口之比2004年為3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá)13.2億美元，為凈進(jìn)口量較大的國(guó)家。 在2萬多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有20多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。?近年來，?模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；國(guó)企股份制改造步伐加快等。 雖然說我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國(guó)尚存在以下幾方面的不足: 第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來發(fā)展較快，國(guó)企改革也在進(jìn)行之中，但總體來看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再加上國(guó)內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 ??? 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元，國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是15～20萬美元，有的高達(dá)25～30萬美元，與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 ?? 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。 ? 第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長(zhǎng)期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國(guó)內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國(guó)際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，對(duì)模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。 1.1.2　國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì) 巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面:???? 1） 模具日趨大型化；??? ? 2）在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)；?? ? 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；??? ? 4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)；? ?? 5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；??? 6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)；??? 7）模具的精度將越來越高；? ? 8）模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化；?? ?? 9）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程；?? ?10）開發(fā)新的成形工藝和模具。 1.2　國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為600～650億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。? 國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到50%以上；國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪問時(shí)，從德國(guó)工、模具行業(yè)組織--德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國(guó)有模具企業(yè)約5000家。2003年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中（VDMA）會(huì)員模具企業(yè)有90家，這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國(guó)模具產(chǎn)值的90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右，而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多15～20萬美元，有的達(dá)到 25～30萬美元。 國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上，而我國(guó)才達(dá)到45％． 2 U形件工藝性分析 名 稱：凸圓U形件 材 料：08鋼 厚 度：1mm 生產(chǎn)批量：大批 圖1工件圖 2.1沖壓零件的工藝性分析 圖示零件材料為08號(hào)鋼板，能夠進(jìn)行一般的沖壓加工，市場(chǎng)上也容易得到這種材料，價(jià)格適中。 外形切邊的工藝性：U形件屬于中等尺寸零件，料厚1mm，外形復(fù)雜程度一般，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工藝獲得。 沖孔的工藝性：φ14的孔，尺寸精度要求一般，可采用沖孔。 此工件只有外形切邊和沖孔兩個(gè)工序。圖示零件尺寸均為未注公差的一般尺寸，按慣例取IT14級(jí)，符合一般級(jí)進(jìn)沖壓的經(jīng)濟(jì)精度要求，模具精度取IT9級(jí)即可。 由以上分析可知，圖示零件具有比較好的沖壓工藝性，適合沖壓生產(chǎn)。 2.2沖壓工藝方案的選擇 根據(jù)制件的形狀分析其沖壓工藝方案可以采用以下三種方案： 第一：先切邊，后沖孔。 第二：先沖孔，后切邊。 第三：同時(shí)進(jìn)行切邊，沖孔。 方案對(duì)比：方案一與方案二的設(shè)計(jì)增加了一套模具，同時(shí)制件的精度不高，并且成本也大大增加。方案三不僅一副模具可以完成，也提高了制件的精度，同時(shí)也大大降低了制造模具的成本。 綜合以上分析，采用第三種方案進(jìn)行沖壓生產(chǎn)。 3模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定 3.1模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 1）正倒裝結(jié)構(gòu)：根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括切邊和落料兩個(gè)工序，由于制件的形狀要求，采用正裝結(jié)構(gòu)，即沖孔凹模和落料凹模都安排在下模。 2）定位裝置：本工件在復(fù)合模中尺寸是較小的，又是大批量生產(chǎn)，制件的精度要求不是太高，又由于制件的特殊性，只須凸凹模與沖孔凸模同時(shí)定位就符合要求了。 3）導(dǎo)向方式：為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于已經(jīng)采用了手工送料方式，為了提高開敞性和導(dǎo)向均勻性，采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。 4）卸料方式：本模具采用正裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料和工件留在凹?？锥粗校瑸榱撕?jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，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1 mm，料厚比較薄，為了簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)和達(dá)到可靠的卸料力，選用打料快卸料和廢料切刀。 3.2沖壓力與壓力中心的計(jì)算，初選壓力機(jī) 3.2.1沖裁工序總力的計(jì)算 由工件結(jié)構(gòu)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φ35mm孔的力P1、沖φ14mm孔的力P2， 考慮到模具刃部被磨損、凸凹模間隙不均勻和波動(dòng)、材料力學(xué)性能及材料厚度偏差等因素的影響，實(shí)際計(jì)算沖裁力時(shí)按下面公式： P=KLtτ 式中 P—沖裁力（kN） L—沖裁件剪切周邊長(zhǎng)度（mm） t—沖裁件材料厚度（mm） τ—被沖材料的抗剪強(qiáng)度(MPa) K—系數(shù)，一般取1.3。 上式中抗剪強(qiáng)度τ與材料種類和坯料的原始狀態(tài)有關(guān)，可在手冊(cè)中查詢。為方便計(jì)算，可取材料的τ=0.8σb,故沖裁力表達(dá)式又可表示為：P=1.3Ltτ≈Ltσb 式中 σb—被沖材料抗拉強(qiáng)度(MPa)。查手冊(cè)表得10鋼的σb=335MPa P1=2×17..5π×1×335=41.76kN P2=2π×7×2.2×335=16.7kN 工序總力P總=P1+P2 =41.76+16.76=58.52kN 3.2.2初選壓力機(jī) （1）壓力機(jī)類型的選定。其依據(jù)是所要完成工序的工藝性質(zhì)，批量大小，工件的幾何尺寸和精度。通用壓力機(jī)適合完成沖裁，彎曲，淺拉深等工藝。對(duì)于大型，較復(fù)雜的拉深件多采用拉深壓力機(jī)。對(duì)于批量小，厚板沖壓或工藝力的施力行程較大者多采用液壓機(jī)。對(duì)于精度 要求不大高的中小型沖壓機(jī)，盡量選用開式壓力機(jī)。這是因?yàn)殚_式壓力機(jī)具有三面敞開的 操縱空間，使用方便，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，成本低。 1.制品工序性質(zhì) 2.生產(chǎn)綱領(lǐng) 3.工件幾何尺寸 4.制件精度 5.工廠條件 由以上可知，該模具選用開式壓力機(jī)。 （2）壓力機(jī)噸位的選定。對(duì)于一般的沖孔，落料和壓印工藝，工作行程較短，不會(huì)出現(xiàn)標(biāo)稱壓力行程和許用能量不足的問題，在選用壓力機(jī)噸位時(shí)，可以只考慮標(biāo)稱壓力的選擇。在實(shí)際工作中，從模具壽命，加工精度，壓力機(jī)疲勞強(qiáng)度，維修等方面考慮，通常所選用壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力不小于總工藝力的1.25—1.35倍?？蛇x的壓力機(jī)為及可以滿足壓力的要求：J23—3.15具體的參數(shù)如下表： 表1 壓力機(jī)的參數(shù)表 J23—10壓力機(jī)參數(shù)表 公稱壓力 100KN 滑塊行程 60mm 滑塊行程次數(shù) 135次/min 最大閉合高度 180mm 最大閉合高度 120mm 封閉高度調(diào)節(jié)量 50mm 滑塊的中心線至 床身的距離 130mm 立柱距離： 180mm 連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度 25mm 墊板尺寸（厚度） 50mm 工作臺(tái)尺寸 前后 360mm 工作臺(tái)孔尺寸 前后 90mm 左右 240mm 左右×孔徑 180mm×130mm 模柄孔尺寸 30mm×40mm 最大傾斜角度 30° （3）最大裝模高度的選擇 所選用壓力機(jī)的最大裝模高度應(yīng)大于沖模的閉合高度，一般至少要大于5mm 。由于希望以縮短的連桿工作，并考慮到以后模具的修模會(huì)使模具高度減少，可以選擇最大裝模高度模具閉合高度相近的壓力機(jī)。如果壓力機(jī)裝模高度過高，當(dāng)然可以在壓力機(jī)工作臺(tái)面上加墊板。 3.2.3壓力中心的計(jì)算 模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。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)的中心滑塊中心線重合。否則，沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌與模具的導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會(huì)使合理的間隙得不著保證，從而影響制件的質(zhì)量和降低模具的壽命，甚至損壞模具。 由于此工件為中心對(duì)稱的圓形工件，所以壓力中心與工件的中心重合。 4 模具工作零件的計(jì)算 圖示零件尺寸均為未注公差的一般尺寸，按慣例取IT14級(jí)，符合一般級(jí)進(jìn)沖壓的經(jīng)濟(jì)精度要求，模具精度取IT9級(jí)即可。查有關(guān)手冊(cè)得： 沖孔時(shí)，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)，由手冊(cè)﹝1﹞查表2-30得：IT14級(jí)時(shí)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 落料時(shí)，間隙取在凹模上，則： 凸模尺寸 凹模尺寸 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)，由手冊(cè)﹝1﹞查表2-30得：IT14級(jí)時(shí)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 查沖裁模初始雙面間隙值為7.0—10.0mm, 落料： 符合要求。 沖孔：， 5 模具工作零件的設(shè)計(jì) 5.1 凸模設(shè)計(jì) 沖圓孔的凸模，為了增加凸模的強(qiáng)度與剛度，凸模非工作部分直徑應(yīng)作成逐漸增大的多級(jí)形式如圖6所示： 圖2 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)形式 凸模長(zhǎng)度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定的，其凸模長(zhǎng)度用下列公式計(jì)算： L=h1+h2+h3+h 式中 L—凸模長(zhǎng)度， mm h1—凸模固定板高度，mm h2—工件高度，mm h3—導(dǎo)尺高度，mm h—附加高度，一般取15~20mm ①?zèng)_裁φ14mm孔凸模、凹模各尺寸及其組件確定和標(biāo)準(zhǔn)化（包括外形尺寸和厚度） 凸模長(zhǎng)度 L=25+26+22+1=74mm 由小凸模刃口d=14.23mm查手冊(cè)﹝2﹞表2.54可知 h=3mm, D=21mm, L=74 凸模強(qiáng)度校核：要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應(yīng)力不超過凸模材料的許用壓應(yīng)力，即 對(duì)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(qiáng)度，MPa —凸模材料許用強(qiáng)度，?。?.0~1.6）×103MPa dmin≥==1.34mm 所以承壓能力足夠。 抗縱向彎曲力校核　對(duì)于圓形凸模（有導(dǎo)向裝置）　 　　　　　　　　　　　　?。蹋恚幔?70d2/ 式中 Lmax ——允許的凸模最大自由長(zhǎng)度，mm 　F ——沖模力,N ｄ——凸模最小截面的直徑，mm Lmax≤270d2/=270×14.232/=66.5mm 所以長(zhǎng)度適宜。 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(yīng)力，MPa q ==175.79MPa 凸模固定板端面壓力超過了80～90ＭＰa，為此應(yīng)在凸模頂端與模座之間加一個(gè)淬硬的墊板。矩形墊板材料可用45鋼，結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格見手冊(cè)﹝２﹞表15.60，查得125×100×8 5.2 凹模的設(shè)計(jì) 整體式凹模如圖7裝于上模座上，若凹模高度H及模壁厚度C不足時(shí)，會(huì)使凹模產(chǎn)生較大變形，甚至破壞。但由于凹模受力復(fù)雜，凹模高度可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，即 凹模高度H=KB 凹模壁厚C=(1.5~2)H 式中B----凹?？椎淖畲髮挾?，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0.20 凹模高度H=KB=0.20×34.69=6.94mm 按表取標(biāo)準(zhǔn)值25mm 凹模壁厚C=1.5H = 1.2×25=30mm 圖（3）整體式凹模的局部結(jié)構(gòu) 凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般取（1.7~2.0）d。 圖（4）凹模上的螺孔設(shè)計(jì)與選用 d 為螺孔的距離，由于凹模厚度為25mm，所以根據(jù)表2.46﹝2﹞查得螺孔選用4×M8的螺釘固定在上模座。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(yīng)大于１６。 根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板125×100×25（JB/T7643.1）如圖： 圖（5）凹模外形 落料凹模的長(zhǎng)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(dǎo)尺發(fā)揮作用，保證送料粗定位精度。 選取凹模邊界為125mm×100mm。凹模材料選用Cr12制造，熱處理硬度為58～62HRC。 由于采用整體式凹模，所以由外形落料凹模確定其凹模板厚度，其凹模刃口高度由表2.40查得h=6mm，β= 5.3 凸凹模的設(shè)計(jì) 沖孔，落料復(fù)合模、凹模各尺寸及其組件確定和標(biāo)準(zhǔn)化（包括外形尺寸和厚度） 凸凹模長(zhǎng)度 L=27+10+1.50=38 由凸模刃口d=34.69mm查得D=45mm, h=7.5mm,L=38mm。 圖（6）凸凹模 凸凹模固定板端面壓力超過了80～90ＭＰa，為此應(yīng)在凸模頂端與模座之間加一個(gè)淬硬的墊板。矩形墊板材料可用45鋼，結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格見手冊(cè)﹝２﹞表15.60，查得125×100×8 6模具標(biāo)準(zhǔn)件和零件的選取 6.1模具標(biāo)準(zhǔn)件 模架 墊板 凸模固定板 凸凹模固定板 上模座 下模座 導(dǎo)柱 導(dǎo)柱 導(dǎo)套 導(dǎo)套 6.2標(biāo)準(zhǔn)件 固定螺釘 固定螺釘 固定螺釘 6.3模柄 圖（7）模柄 6.4廢料切刀 d=6mm,h=10mm,L=12mm,B=5mm,H=15mm 圖（8）廢料切刀 7 模具總裝圖及工作原理 7.1模具總裝圖 1.固定螺釘 2.導(dǎo)柱 3.墊板 4.凸凹模 5.工件 6.廢料切刀 7.推件塊 8.導(dǎo)套 9.上模座 10.固定螺釘 11.推桿 12.固定螺釘 13.推桿 14.導(dǎo)桿 15.模柄 16.銷釘 17.墊板 18.凸模固定板 19.凸模 20.凹模 21.凸凹模 22.銷釘 23.下模座 圖（9）裝配圖 7.2沖孔.邊復(fù)合模的工作原理 上模部分通過模柄安裝在壓力機(jī)滑塊上，下模部分通過螺栓，壓板安裝在壓力機(jī)工作臺(tái)面上。壓力機(jī)行程一次，完成落料，沖孔一次，壓力機(jī)滑塊回程，帶動(dòng)上模部分上行，卡在凸模外的工件有推件塊推出，卡在凸凹模內(nèi)的廢料從下模部分的落料孔中落出，落料外的廢料有廢料切刀切成兩部分，有工人取出。完成一次沖壓。 結(jié)束語 深圓筒件屬于簡(jiǎn)單拉深件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計(jì)算確定本制件是多次拉深成的，然后相應(yīng)選取各次拉深時(shí)的壓力機(jī)。本設(shè)計(jì)主要是最后一次拉深模具設(shè)計(jì)，需要計(jì)算拉深時(shí)的間隙、工作零件的圓角半徑、尺寸和公差，并且還需要確定模具的總體尺寸和模具零件的結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)上面的設(shè)計(jì)繪出模具的總裝圖。 由于在零件制造前進(jìn)行了預(yù)測(cè)，分析了制件在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應(yīng)的工藝措施。因此，模具在生產(chǎn)零件的時(shí)候才可以減少?gòu)U品的產(chǎn)生。 深圓筒件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，但是高度太高不適合選用標(biāo)準(zhǔn)模架。要保證零件的順利加工和取件，必須有足夠的高度，因此需要改變導(dǎo)柱、導(dǎo)套的長(zhǎng)度，以達(dá)到要求。模具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)單，它可以相應(yīng)的簡(jiǎn)化了模具結(jié)構(gòu)。便以以后的操作、調(diào)整和維護(hù)。 深圓筒模具的設(shè)計(jì)，是理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對(duì)理論知識(shí)做了更深切貼實(shí)的闡述。也使我認(rèn)識(shí)到，要想做為一名合理的模具設(shè)計(jì)人員，必須要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)新技術(shù)，樹立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，并堅(jiān)持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 參考文獻(xiàn) [1] 楊占堯主編. 塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)[M]. 清華大學(xué)出版社. 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