L型工件沖壓模具設計【沖孔、落料級進?！俊菊f明書+CAD】

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附表1： 本科畢業(yè)設計任務書 信息與機電工程系 填寫時間： 2015 年 1 月 3 日 課題名稱 L型工件沖壓模具設計 學生姓名 專業(yè)、學號 機械 畢業(yè)設計 基本要求、重點需要 研究的問題 基本要求：大批量生產(chǎn)；要求設計一副沖壓模具，裝配圖0號圖紙一張以及所有非標準件的零件圖。 重點研究的問題：根據(jù)工藝分析選定模具種類，確定模具結構型式；確定模具的壓力中心；確定模具閉合高度；凸、凹模和墊板等零件的強度校核。 計劃 進度 安排 00～01周 進一步熟悉有關章節(jié)的內(nèi)容，繪制工件的零件圖 02～05周 根據(jù)工藝分析選定模具種類，確定模具結構型式；確定模具的壓力中心；確定模具閉合高度；凸、凹模和墊板等零件的強度計算；選擇沖壓設備 06～11周 校核模具與壓力機的有關尺寸和有關零件的強度及剛度，繪制模具的結構草圖；繪制模具的裝配圖和零件圖；整理設計說明書 應收集 的資料 及主要 參考文獻 賈俐俐主編的《沖壓工藝與模具設計》，人民郵電出版社 張正修主編的《實用沖模結構設計手冊》，化學工業(yè)出版社 陳炎嗣主編的《沖壓模具實用結構圖冊》，機械工業(yè)出版社 指導教師（簽名）： 職稱： 系（教研室）主任（簽名）： 分管院長（簽章）： 附表2: 本科畢業(yè)設計開題報告 設計題目： L型工件沖壓模具設計 專業(yè)年級： 11級機械設計制造及其自動化 學 號： 姓　 名： 指導教師、職稱： 2015年 4 月 25 日 1、 本設計課題的目的意義，主要及擬解決的關鍵性問題（附參考文獻） 本次選題沖壓件為L型工件，是一種非常常見、應用非常普遍的零件。用沖壓的加工方法進行加工具有重要意義。 主要及擬解決的關鍵問題：選擇合適的模具結構類型；解決各工序刃口的設計；進行強度校核； 2、 本設計課題的主要設計、預期設計結果 主要設計內(nèi)容： 根據(jù)工藝分析選定模具種類，確定模具結構型式；確定模具的壓力中心；確定模具閉合高度；凸、凹模和墊板等零件的強度計算。 預期設計結果: 通過工藝分析、科學計算、認真作圖等工序設計出基本符合要求的模具。 3、 設計方法和步驟 １、收集沖壓工藝與模具設計、沖壓模具設計實例、結構圖冊和設計手冊等資料； ２、根據(jù)給定要求，進行設計參數(shù)的計算； ３、選用沖壓設備； ４、運用AutoCAD工具進行設計； ５、撰寫設計說明書。 4、 設計工作的總體安排及進度 00～01周 進一步熟悉有關章節(jié)的內(nèi)容，繪制工件的零件圖 02～05周 根據(jù)工藝分析選定模具種類，確定模具結構型式；確定模具的壓力中心；確定模具閉合高度；凸、凹模和墊板等零件的強度計算以及彈簧、橡皮等彈性零件的計算和選用；選擇沖壓設備 06～11周 校核模具與壓力機的有關尺寸和有關零件的強度及剛度，繪制模具的結構草圖；繪制模具的裝配圖和零件圖；整理設計說明書 五、指導教師審查意見： 簽字：　　　　　　 年　月　日 六、系(教研室)審查意見： 簽字：　　 年　月　日 七、學院審查意見： 分管院長簽章： 年　月　日 說明書 設計題目： L型工件沖壓模具設計 專業(yè)年級： 機械設計制造及其自動化2011級 學 號： 116708005 姓　　名： 指導教師、職稱： 2015 年 05 月 27 日 目錄 摘要 I Abstract II 1 引言 - 3 - 1.1本設計的目的與意義 - 1 - 1.2沖壓模具在國內(nèi)外發(fā)展概況及存在問題 - 1 - 1.3課題應解決的主要問題、指導思想和應達到的技術要求 - 2 - 2產(chǎn)品的結構分析和構成 - 2 - 2.1產(chǎn)品設計 - 3 - 2.2制作圖及產(chǎn)品基本要求 - 3 - 2.3沖裁件的工藝分析 - 4 - 2.4確定工藝方案 - 4 - 3.計算沖裁力、壓力中心和選用壓力機 - 5 - 3.1排樣方式的確定及材料利用率的計算 - 6 - 3.2計算沖裁力、卸料力 - 7 - 3.3壓力機的選用 - 8 - 3.4確定模具壓力中心 - 9 - 3.5沖裁模間隙與凸凹模刃口尺寸及公差的計算 - 10 - 4.設計需要的模具 - 12 - 4.1確定模具的結構 - 13 - 4.2橡膠的選用 - 14 - 4.3模柄的尺寸選用 - 16 - 4.4凸模的外形尺寸 - 17 - 4.5凸模強度校核 - 18 - 4.6落料凹模尺寸的計算 - 18 - 4.7定位零件 - 19 - 4.8卸料裝置 - 19 - 4.9模具的閉合高度 - 19 - 結束語 - 19 - 參考文獻 - 20 - 致謝 - 22 - 摘要 本設計壓模進行了沖孔、落料級進模的設計。文中簡要概述了沖具目前的發(fā)展狀況和趨勢。對產(chǎn)品進行了詳細工藝分析和工藝方案的確定。按照沖壓模具設計的一般步驟，計算并設計了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、墊板、凸凹模、卸料板、擋料銷。模架采用標準模架，選用了合適的沖壓設備。設計中對工作零件和壓力機規(guī)格均進行了必要的校核計算。如此設計出的結構可確保模具工作運行可靠和沖壓產(chǎn)品大批量生產(chǎn)的需要。 關鍵詞：沖孔 落料 模具 復合模 沖壓 Abstract The design of the punching and blanking multiple modulus design. This paper briefly outlined the Stamping Die current development status and trends. The product of a detailed analysis and the identification process. Stamping die design in accordance with the general steps to calculate and design the sets on the main mold parts, such as : punch and die, Punch plate, plate, Die plate and dump plates I. feet behind the salesand marketing is. Die-standard model planes, to choose a suitable stamping equipment. So the structure is designed to ensure reliable operation of die stamping products and mass production requirements. Key words : Punching Drawing Blanking Mould & Die Progressive Die Stamping 1 引言 1.1本設計的目的與意義 隨著制造業(yè)的快速發(fā)展，將我國由“制造業(yè)大國”轉變?yōu)椤爸圃鞓I(yè)強國”的呼聲越來越高。要實現(xiàn)這個大的轉變，一定離不開沖壓技術的改進提升。因為在發(fā)達國家，沖壓產(chǎn)品的數(shù)量遠遠高于傳統(tǒng)機床生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量，甚至可以用沖壓產(chǎn)品在機器中所占的比例來衡量一個國家制造業(yè)的發(fā)展水平。 沖壓獲得的產(chǎn)品一般無需進行切削加工，所以是一種節(jié)約能源的無（少）切削加工方法。相當多的工業(yè)部門越來越多地采用沖壓加工零部件，如航空航天、機械制造、醫(yī)療、儀器儀表等行業(yè)?？梢哉f，如果不采用沖壓工藝，，許多部門要提高生產(chǎn)率、提高質量、降低成本簡直是難以實現(xiàn)的。沖壓生產(chǎn)便于實現(xiàn)自動化，生產(chǎn)率高，將來定會越來越受到重視！ 本次模具設計是以08鋼為坯料的復合沖裁模。本套模具結構緊湊，制造精度一班，零件是L型工件（大孔孔徑20mm,小孔孔徑10mm，中孔孔徑15mm）,其圓角半徑17.5mm。主要制造工藝過程是落料、沖孔、切邊四大工序，最終生產(chǎn)出需要的工件。通過本次設計，鍛煉了設計沖壓件的工藝過程和比較復雜的沖模的能力；鍛煉了運用已學基礎知識，分析和解決生產(chǎn)中常見的產(chǎn)品質量、工藝以及模具方面的問題的能力；了解了沖壓成型新工藝、新模具及其發(fā)展方向。這次設計是對之前所學知識的一次綜合運用和考驗。相信本次設計對以后自己從事沖壓工藝與模具設計有很大的幫助。 1.2沖壓模具在國內(nèi)外發(fā)展概況及存在問題 由于我國的模具行業(yè)起步較晚，，與國外相比，仍然有很大的差距，如產(chǎn)需矛盾、企業(yè)結構不合理、產(chǎn)品水平低下等。此外模具行業(yè)的整體裝備水平也存在相對落后、利用率低下的現(xiàn)象。 隨著近年來我國模具行業(yè)的快速發(fā)展，已經(jīng)取得一些突破，如模具的加工方法迅速現(xiàn)代化、代表沖壓生產(chǎn)新趨勢的沖壓柔性制造單元（FMC）和沖壓柔性制造系統(tǒng)（FMS）在我國也已開始使用、一些國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)普及二位CAD、并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、Euclid-IS等國際通用軟件。 當前模具結構與精度朝著兩個方面發(fā)展。一方面為了實現(xiàn)大批量自動化生產(chǎn)的需要，沖模正向多工位、多用途、高效方向發(fā)展；另一方面，為了適應市場的需求跟上時代潮流，現(xiàn)在產(chǎn)品更新?lián)Q代越來越快，各種快速成型方法和經(jīng)濟模具的設計和加工制造得以快速發(fā)展。 隨著時代的進步，模具的設計與制造也更加現(xiàn)代化。我國不但能夠消化、應用國外的有關軟件，一些企業(yè)甚至開始自行研發(fā)模具CAD/CAE/CAM軟件。 總之，為了更好的與國際接軌，我們應該著力發(fā)展以下幾個方面 (1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術 （2高速銑削加工 (3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) （4)提高模具標準化程度 (5)模具自動加工系統(tǒng) 整合各種資源，最大程度是實現(xiàn)多目標全局綜合優(yōu)化。優(yōu)化將從單一的成形環(huán)節(jié)向整個生產(chǎn)制造全過程發(fā)展 (6)重視復合化成形技術的發(fā)展 存在的問題：我國沖壓模具在數(shù)量，質量，技術和研發(fā)能力方面與國民經(jīng)濟發(fā)展需求和發(fā)達國家相比仍有較大差距。一些關鍵核心技術仍然要靠從國外進口，同時還面臨外國技術壟斷的尷尬局面。 1.3課題應解決的主要問題、指導思想和應達到的技術要求 本次課題設計來自于實際的生產(chǎn)和生活，具有重要的現(xiàn)實意義和應用價值。綜合運用所學基礎知識和技能，能夠熟悉模具開發(fā)、設計的思路和過程，提高搜索信息和查閱資料的能力，有利于養(yǎng)成獨立思考的習慣，提高分析和解決問題的能力，檢驗一段時期來的學習效果，提高理論聯(lián)系實際的能力，為進入社會大家堅實的基礎。 基本要求和主要內(nèi)容：零件所用的材料是08鋼。用到的沖壓工序有落料、沖孔和切邊。大批量生產(chǎn)；根據(jù)要求設計合適的模具，以此提高產(chǎn)品質量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益。裝配圖0號圖紙一張以及所有非標準件的零件圖。 根據(jù)工藝分析選定模具種類，確定模具結構型式；確定模具的壓力中心；確定模具閉合高度；凸、凹模和墊板等零件的強度計算。 解決問題：選擇合適的模具結構類型，解決各工序刃口的設計。 2產(chǎn)品的結構分析和構成 2.1產(chǎn)品設計 產(chǎn)品外觀圖如下2-1所示 圖2-1 零件圖 2.2制作圖及產(chǎn)品基本要求 該產(chǎn)品名為L型工件；其產(chǎn)品所用材料為08鋼；為大批量生產(chǎn)；所用材料厚度為2mm 工件尺寸如下圖所示: 產(chǎn)品整體要求光滑，所以在加工過程中不產(chǎn)生裂痕或起皺。表面粗糙度Ra12.5。標注尺寸公差去IT14級精度。 2.3沖裁件的工藝分析 L型工件所用的材料為08剛，標準:GB/T 699-1988 材料特性及使用范圍：08剛為極軟的碳素鋼，強度、硬度很低，而塑性和任性極高，具有良好的深沖、拉延等加工性能、焊接性能。 其力學性能： 抗拉強度σb (MPa)：≥295 屈服強度σs (MPa)：≥175 伸長率 δ5 (％)：≥30斷面 斷面收縮率 ψ (％)：≥60 硬度：未熱處理<131HB 符合沖裁要求。由于工件相對簡單，只有落料、沖孔兩個工序。將其外形視為落料需要沖的孔只有如圖的四個。未標注尺寸公差為默認公差IT14，尺寸精度要求較低，普通沖裁即可滿足要求。 2.4確定工藝方案 該工件的加工工程包括落料、沖孔兩個基本工序，可以運用如下三種工藝方案： 方案一：采用單工序模 方案二：采用級進模 方案三：采用復合膜 單工序模的分析：單工序模只有一個工位，在沖床的一次行程中，只能完成一種沖壓基本工序的沖模。工件為大批量生產(chǎn)若用單工序模效率低下，所以不宜用單工序模。另外單工序模精度不太高，也達不到生產(chǎn)要求，由此來看采用級進?；驈秃夏?。 級進模的分析：是一種工位多、效率高的沖模。整個沖件的成形是在連續(xù)過程中逐步完成的。但是由于本次L型工件需要沖的孔較多，且是在幾個不同的位置，所以要好控制沖裁孔與外形相對位置精度就需要嚴格控制送料步距，為此常用兩種不同的類型：側刃定距的彈壓導板級進模和用導正銷定位的級進模。從整體來看級進模需要多個工位沒有復合模效率高，而且級進模輪廓尺寸較大，制造較復雜，成本較高。 復合模的分析：是在壓力機的一次工作行程中，在模具同一部位同時完成數(shù)道分離工序的模具。它不存在定位時的定位誤差。優(yōu)點是：生產(chǎn)率高，不受送料誤差的影響，沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對位置精度較高，沖模的輪廓尺寸較小，適合應用于大批量、高精度生產(chǎn)。復合模有正裝和倒裝兩種類型，各有自己的優(yōu)點和缺點。正裝復合模適于沖制工件上孔與外形尺寸較小的工件，對于料厚較小的薄件能達到平整要求，尺寸精度較高。倒裝復合模沖孔廢料在凸凹模上有積累，需要安裝自動撥料裝置。值得注意的是凸凹模壁厚太薄會導致凸凹模分裂，所以可以采用正裝復合模來提高凸凹模強度。 經(jīng)過以上分析比較工件的沖壓選用正裝復合模。 3.計算沖裁力、壓力中心和選用壓力機 3.1排樣方式的確定及材料利用率的計算 根據(jù)t=1.5mm，可以得知搭邊值為a=1.8，=2.0。 一個步距內(nèi)的材料利用率為： 式中： A——一個步距內(nèi)沖件的面積 B——條料寬度 S——一個步距內(nèi)條料的面積 一張條料的材料利用率為： 式中： n——一張板料上沖件總數(shù)目（mm） A——沖裁件面積（mm） B——條料寬度（mm） L——板材長度（mm） 設計沖壓模具時，先要設計條料排樣圖，從工件形狀等因素綜合分析，采用直排式比較好，如圖所示: 圖3-1 排樣圖 利用CAD計算出其沖裁件面積為： 下偏差=1.0mm條料寬度B== 54.6 步距A= 32+2.0=34mm 一個步距的材料利用率為87.5%。 3.2計算沖裁力、卸料力 由表查得=260~360MPa，取=310Mpa 由表查得：脫卸系數(shù)K1=0.05 推出系數(shù)K2=0.06 沖裁總壓力的確定： 沖孔周邊尺寸：L=78+60+36+24+42+π18=265.12 沖孔的沖裁力為F沖孔=1.3L t=1.3×265.12×300×1.5=15509N 式中t——沖裁厚度 —材料的抗剪強度 落料:L1=78+60+36+24+42+π18=296.52mm 落料力 F落料=1.3×296.52×300×1.5=173464N F=F沖孔+F落料=15509+173464=188973N 由《沖壓模具簡明設計手冊》表2.10，取故 =0.0045×15509=69790N=69KN （3-6） 《沖壓模具簡明設計手冊》取=0.055 故 F推=0.055×173464=9540.52N 總壓力=F++F推=342.93KN 3.3壓力機的選用 壓力機選用的標準為: （1）壓力機的行程的多少，應該能保證成行零件的取出與毛坯的放進。 （2）壓力機工作臺面的尺寸應大于沖模的平面尺寸，且還須留有安裝固定的余地，但是過大的工作平面上安裝小尺寸的沖模對工作臺的受力是不利的。壓力機工作臺面的尺寸大于壓力機滑塊底面積, 壓力機滑塊底面積必須大于模具的尺寸,所以只須考慮壓力機滑塊底面積的大小. （3）所選的壓力機的封閉高度應與沖模的封閉高度相適用。 模具的閉合高度H0是指上模在最低的工作位置時，下模座的底面到上模座的頂面的距離。壓力機的閉合高度H是指滑塊在下死點時，工作臺面到滑塊下端面的距離。大多數(shù)壓力機，其連桿長短能調(diào)節(jié)，也即壓力機的閉合高度可以調(diào)整，故壓力機有最大閉合高度Hmax和最小閉合高度Hmin。 設計模具時，模具閉合高度H0得數(shù)值應滿足下式 Hmax-5mm≥H0≥Hmin+10mm 無特殊情況H0應取上限值，即最好取在：H0≥Hmin+1/3L，這是為了連桿調(diào)節(jié)過長，羅紋接觸面積過小而被壓壞。如果模具閉合高度實在太小，可以在壓床臺面上加墊板。 表3-1 壓力機的參數(shù)表: 型號 參數(shù) 公稱力/kN 450 標稱行程/mm 3.2 滑塊行程/mm 120 滑塊行程次數(shù)/次.min-1 80 最大封閉高度/mm 270 封閉高度調(diào)節(jié)/ mm 60 滑塊中心線至床身距離/ mm 225 工作臺尺寸/（前后/mm×左右/mm） 440×810 工作臺孔尺寸/mm 150 模柄孔尺寸/（直徑/mm×深度/mm） 50×60 電動機功率/kW 5.5 即選取型號為J23- 16的開式固定臺壓力機。 3.4確定模具壓力中心 沖模對工件施加的沖壓力合力的中心稱為沖壓壓力中心。要使沖壓模具正常地工作，必須使壓力中心與模柄的中心線相重合，否則會使沖模壓力機滑塊歪斜，引起凸、凹模間隙不均，使導向零件加速磨損，降低模具的壽命，甚至會引起壓力機導軌的磨損加重，損壞壓力機。 壓力中心的確定原則：　　　　 （1） 簡單形狀工件的壓力中心：具有中心對稱的工件，其壓力中心與重心重合。凡是質量分布均勻,具有中心對稱形狀的沖栽件,其壓力中心與重心相重合。此時的壓力中心均位于工件輪廓圖形的幾何中心。 （2）形狀復雜的零件，多孔沖模，級進模的壓力中心可用解析法求出沖模壓力中心。以拍樣圖左下角為坐標原點建立坐標軸（橫軸為x軸、豎軸為Y軸） 為了使壓力機和模具能夠平穩(wěn)、正常的工作作業(yè)，應當讓模具的壓力中心與壓力機滑塊的中心線相重合。 本工件壓力中心與幾何中心不重合，所以要算出其壓力中心。 X0= Y0= 式中 X1、X2、····Xn——各圖形沖裁力的X軸坐標； Y1、Y2、····Yn——各圖形沖裁力的Y軸坐標； X0==150.51mm Y0= =51.87mm 壓力中心的坐標為：（150.51，51.87） 3.5沖裁模間隙與凸凹模刃口尺寸及公差的計算 在復合模中，凸凹模的刃口尺寸和公差，直接關系到?jīng)_裁件的尺寸精度。另外，模具的合理間隙也需要靠凸凹模尺寸和公差來保證。所以設計合理的間隙值和凸凹模刃口尺寸關系到復合模設計的成敗。 沖裁工件中含有圓角、毛刺、光面、毛面四個部分。經(jīng)過實踐發(fā)現(xiàn)落料件的光亮帶處于大端尺寸，沖孔件的光亮帶處于小端尺寸。落料件的大端（光面）尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸。 計算原則是： １．設計落料模先確定凹模刃口尺寸。以凹模為基準，間隙取在凸模上，即沖裁間隙通過減小凸模刃口尺寸來取得。 設計沖孔模先確定凸模刃口尺寸。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來取得。 ２．根據(jù)沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設計落料模時，凹模基本尺寸應取接近或等于工件的最小極限尺寸； 設計沖孔模時，凸?；境叽鐒t取接近或等于工件孔的最大極限尺寸。模具磨損預留量與工件制造精度有關。 用x、表示，其中為工件的公差值，x為磨損系數(shù)，其值為0.5~1.0，根據(jù)工件制造精度進行選?。汗ぜ菼T10以上x=1；工件精度IT11~IT13，x=0.75;工件精度IT14，x=0.5. ３．沖裁（設計）間隙一般選用最小合理間隙值（Zmin）。 選擇模具刃口制造公差時，要考慮工件精度與模具精度的關系，即要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較工件精度高2~4級。對于形狀簡單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按IT6~IT7級來選??；對于形狀復雜的刃口制造偏差可按工件相應部位公差的1/4來選取；對于刃口磨損后無變化的制造偏差值可取工件相應部位公差值的1/8來選取。 工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差原則上都應按“入體”原則標注為單向公差。 凸、凹模刃口尺寸的計算與加工方法有關，基本可以分為三類： 1）A類 隨模具刃口的磨損，零件尺寸逐漸增大，如圖中尺寸A 2）B類 隨模具刃口的磨損，零件尺寸逐漸減小，如圖中尺寸B 3）C類 隨模具刃口的磨損對零件尺寸基本無影響，如圖中尺寸C 分開加工時凹模與凸模的間隙純靠加工精度保證，多用于圓形制件的加工。故采用凸模于凹模分別加工的方法加工。因為沖裁件的尺寸公差為默認公差IT14級。所以我們應該將凹模的精度比制件高兩級為IT12級。由表查得： 凹模和凸模的最大間隙=0.240mm 工件公差=0.62 磨損系數(shù)X=0.5 落料： 刃口初始用間隙值查<<沖壓工藝與模具設計>>表2.5 Zmin=0.246mm Zmax=0.360mm 查的標準公差值=0.016mm =0.025mm == (3-15) == (3-16) 校核：Zmax -?Zmin =0.114mm+=0.041，滿足間隙公差條件 同理，落料模尺寸； = = 校核：Zmax -?Zmin =0.114mm+=0.034，滿足間隙公差條件 4.設計需要的模具 4.1確定模具的結構 模具的連接與固定零件有模柄、固定板、墊板、銷釘、螺釘?shù)?。這些模具的連接與固定零件有模柄、固定板、墊板、銷釘、螺釘?shù)冗@些零件大多有國家準，設計時可按國家標準選用。 模具的零部件，根據(jù)在模具中的功能和特點，可以分成兩類： ⑴工藝零件：這類零件直接參與完成工藝過程并和毛坯直接發(fā)生作用。 ⑵結構零件：這類零件不直接參與完成工藝過程，也不和毛坯直接發(fā)生作用。 根據(jù)以上分析出的工藝方案，模具結構應采用前后送料、擋料銷定距、彈性卸料裝置正裝式?jīng)_裁結構形式。模架應該用中間導柱的模架。鑒于工件料厚為2mm，相對較薄，卸料力也較小，可采用彈性卸料裝置，復合模生產(chǎn)。 由于本次加工制作的工件尺寸較小，所以這次我們選用中小型的模具即可滿足要求。 零件名稱 選用材料牌號 熱處理 硬度HRC 上、下模座 HT200 模柄 Q275 導柱 15 58~62 導套 15 58~62 凸、凹模固定板 Q275 打料桿 Q235 卸料板 Q235 導尺 45 淬火 擋料銷 T8A 淬火 52~56 導正銷、定位銷 T8A 淬火 52~56 墊板 T8A 淬火 54~58 螺釘 45 頭部淬火 43~48 銷釘 45 淬火 43~48 推桿 45 淬火 43~48 頂桿 45 淬火 43~48 推板 45 淬火 43~48 頂件塊 45 淬火 43~48 凸模 T8A 淬硬 58~62 凹模 T8A 淬硬 60~64 對于凸模和凹模材料的選用主要滿足以下幾點：凸模和凹模材料要有一定的硬度，而且材料的耐磨性要高，進行沖裁時才能達到要求。 4.2橡膠的選用 橡膠在模具中多應用于彈頂機構和卸料裝置中。 常用橡膠的力學性能如表3-3 牌號 伸長率（）/% 永久變形（）/% 1120 250 35 1130 300 35 1140 350 35 1250 400 30 3001 250 25 表3-3 (1)橡膠產(chǎn)生的壓力P： P=Fq 式中 F——橡膠的橫截面積 q——與橡膠壓縮量有關的單位壓力，一般情況下我們?nèi)=2~2Mpa 橡膠高度之計算。我們在選擇它，除了需要滿足工藝方面的要求和模具結構方面設計要求外，橡膠能夠承受的最大壓縮量為其正常情況下高度的35%~45%，也就是 h1=(0.35~0.45)H （2）橡膠預壓縮量h預為： h預=（0.1~0.15）H 其工作的量程h工=h1-h預=（0.25-0.3）H （3）截面尺寸的計算 如果一直P、q，則截面面積F=P/q D= 根據(jù)以上分析，對于卸料裝置選擇用牌號為1140的橡膠較為可靠，而對于推薦裝置則選用牌號為1250的橡膠較為可行。 4.3模柄的尺寸選用 類型及應用場合： 旋入式：圖10a）所示，通過螺紋與上模座連接，為防止松動，常用防轉螺釘緊固。這種模柄裝拆方便，但模柄軸線與上模座的垂直度較差，多用于有導柱的小型沖模。 壓入式：圖10b）所示，它與模座孔采用過渡配合H7/m6，并加銷釘防轉這種模柄可較好保證軸線與上模座的垂直度。適用于各種中、小型沖模，生產(chǎn)中最常用。 凸緣式：圖10c）所示，用3~ 4個螺釘固定在上模座的窩孔內(nèi)，模柄的凸緣與上模座的窩孔采用H7/n6過渡配合。多用于較大型的模具。 槽型模柄和通用模柄：圖10d）、e）所示，均用于直接固定凸模，也稱為帶模座的模柄，它更換凸模方便，主要用于簡單模。 模柄的選用：首先應根據(jù)模具的大小及零件精度等方面的要求，確定模柄的類型，然 后根據(jù)所選壓力機的模柄孔尺寸確定模柄的規(guī)格。選擇模柄時模柄安裝直徑d和長度L，應與滑塊模柄孔尺寸相適應。模柄直徑取與模柄孔相等，采用間隙配合H7/n6，模柄長度不得大于壓力機滑塊里模柄孔的深度一般小5mm~10mm。根據(jù)選擇的壓力機型號尺寸，模柄選擇壓入式模柄5055 總長 50mm長 54mm長 52mm長 64mm長 105 mm 55 mm 37 mm 3 mm 10 mm 其他連接零件的選取 墊板厚度?。?2mm 材料：45鋼 凸模固定板厚度?。?4mm 材料：45鋼 卸料板厚度?。?0mm 材料：HT200 4.4凸模的外形尺寸 對采用彈性卸料板的沖裁模，其凸模的長度應根據(jù)模具的具體結構確定。這里需要考慮凸模固定板厚度，卸料板厚度，導板厚度，凸模進入凹模深度，以及由凸模修模量和在模具閉合狀態(tài)下固定板與卸料板間的安全距離等因素需要增加的長度h取19mm（一般h取15～20mm） 其中初定： 凸模固定板 卸料板厚 導尺厚度 24mm 20mm 3mm 則L＝24＋20＋3＋19=66mm 總長 9mm圓柱長 13圓柱長 15mm圓柱長 刃口偏差(mm) 66mm 42mm 20mm 4mm 上0 下0.02 4.5凸模強度校核 在一般情況下，凸模的剛度和強度是足夠的，不必進行強度校核。但是對于特別細長的凸模或凸模的截面尺寸很小而沖裁的板料厚度較厚時，則必須進行承壓能力和抗縱彎曲能力的校核。其目的是檢查其凸模的危險斷面尺寸和自由長度是否滿足要求，以防止凸模縱向失穩(wěn)和折斷。 1） 凸模壓應力校核 對圓形有導向凸模承壓強度校核公式： (4-2) 式中 ---沖壓材料的抗剪強度（MPa） ---凸模材料的許用壓應力（MPa） 材料為Cr12MoV，許用壓應力為1.2×103Mpa，抗剪強度為1 N/mm2 d=4mm 因此凸模承壓能力滿足要求。 4.6落料凹模尺寸的計算 凹模高度 H=Kb (mm) 凹模壁厚 c=(1.5~2)H (30~40mm) 對于多孔凸模，刃與刃之間的距離，應滿足強度要求，可按復合模的凸凹模最小壁厚進行設計。查《沖壓工藝與模具設計》表2.27復合模的凸凹模最小壁厚：當t=2時，凹模的最小壁厚為4.9mm. 式中b---沖壓件最大外形尺寸 K---系數(shù) 凹模高度H取30mm 凸凹模的材料選用：根據(jù)沖裁零件加工強度，變形抗力大，模具承受載荷增加，刃口部位磨損加快，且生產(chǎn)批量為大批量，則考慮選用合金含量高，耐磨性好的材料。凸模為Cr12MoV，凹模為T10A。 Cr12MoV鋼有高淬透性，可用來制造斷面較大，形狀復雜，經(jīng)受較大沖擊負載的各種模具，熱處理硬度為HRC61～63。 4.7定位零件 為了保證模具正常工作和沖出合格沖裁件，必須保證坯料或工序件對模具的工作刃口處于正確的相對位置，即必須定位。 條料在模具送料平面中必須有兩個方向的限位：一是在與送料方向垂直的方向上限位，保證條料沿正確的方向送進，稱為條料橫向定位或送進導向；二是在送料方向上的限位，控制條料一次送進的距離（步距），稱為條料縱向定位或送料定距。對于塊料或工序件的定位，基本上也是在兩個方向上的限位。 1)條料橫向定位裝置：采用導料板進行導料，經(jīng)行橫向定位。 2)條料縱向定位裝置：第一工位采用定位孔保證定位。 4.8卸料裝置 卸料板載級進模中是一個非常重要的零件，不僅卸料，還起導正凸模，平壓材料的作用。卸料可分為剛性和彈性卸料裝置兩種形式，依模具結構來選擇。本次設計中為級進模，易采用彈性卸料裝置。彈性卸料裝置卸料力較小，所得質量較好，平直度較高采用外螺紋式卸料螺釘。 4.9模具的閉合高度 模具的閉合高度H模 是指模具在最低工作位置時，上、下模之間的距離。為使模具正常工作，模具閉合高度必須與沖床的閉合高度相適應。[2]應介于沖床最大和最小閉合高度之間: H最大-5≥H模≥H最小+10 H模 =50+12+24+20+19+3+30+60=217mm 結束語 畢業(yè)設計即將結束，在徐洪煙老師的指導和同學的幫助下，我理解了模具設計的總體思路，提高了我查閱文獻的能力、計算與分析能力、CAD制圖能力等。 拿到題目后，積極搜集資料，讓我對沖壓復合膜模有了更全面的了解。凸、凹模刃口計算，需要基本尺寸和公差等級耐心的去查找的。二維圖CAD的繪制讓我對軟件的操作更加熟練，掌握的更加全面。當然，導師也指出了我繪圖中沒注意到的問題，我一次一次的修改、又懂得了不少繪圖的細節(jié)。 通過模具設計把大學期間學習的《沖壓工藝與模具設計》、《AutoCAD 2007計算機繪圖實用教程》、《機械制圖》、《互換性與測量技術》、《機械制造工藝學》等結合了起來。此次設計不足之處是沒有制作沖壓動畫，還有很多細節(jié)做得不是足夠好。雖然我的設計還有許多不足之處，但我看到自己認真去做設計還是很開心的，因為這個設計過程是自己一步一步走過來的，考察了我對所學知識的運用。 - 21 - 參考文獻 [1] 劉朝福. 沖壓模具設計師速查手冊. 北京: 化學工業(yè)出版社，2010.220—230. [2] 賈俐俐. 沖壓工藝與模具設計. 北京: 江西：人民郵電出版社，2008.26—257. [3] 馮炳堯. 模具設計與制造簡明手冊. 上海：上?？茖W技術出版社，1985.35—70. [4] 涂光祺. 沖模技術. 北京：機械工業(yè)出版社，2010.93—108. [5] 王伯平. 互換性與測量技術基礎. 北京：機械工業(yè)出版社，2008.17—100. [6] 楊占堯. 沖壓模具典型結構圖例. 北京：北京工業(yè)出版社，2008.96—120. [7] 大連理工大學工程圖學教研室. 機械制圖.北京：高等教育出版社，2007.275—282. [8] 王新華. 沖模結構圖冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2003.15—45. [9] 張愛梅. AutoCAD2007計算機繪圖實用教程.北京：高等教育出版社，2007.117—135. [10] 薛啟翔. 沖壓模具設計結構圖冊. 北京：北京工業(yè)出版社，2005.130—330. [11] 黃衛(wèi)東.賀用興. Pro/ENGINEER Windfire 5.0. 北京：北京大學出版社，2011. 272—282. 致謝 大學生活即將結束。回顧幾年來的學習和工作，首先要感謝的是各位尊敬的老師們對我們的不倦的教導、殷切的關懷和幫助。 在此次畢業(yè)設計中，我的指導老師給予了精心的指導。從課題的選擇、方案的確定到設計的最后完成都給予了我悉心的指導。他淵博的學術知識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和待人以誠的寬廣胸懷使我受益匪淺，必將對我以后的學習和工作產(chǎn)生巨大的影響。在此向他致以誠摯的謝意！ 在幾年的學習工作中，圖書館和實驗室及實習工廠為我們提供了諸多方便的條件，在此衷心的向各位老師表示感謝。感謝全體老師和同學們的熱情幫助和支持！ 最后，特別感謝我的父母和家人在我的求學生涯中給予我的鼓勵和愛護，是他們的大力支持使我順利完成學業(yè)，感謝所有關心過我的朋友們！