2546 墊板沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)
2546 墊板沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì),墊板,沖壓,成形,工藝,模具設(shè)計(jì)
河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 1 頁(yè) 共 31 頁(yè)1 緒 論模具行業(yè)概況：模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè),是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備.先進(jìn)國(guó)家的模具工業(yè)已擺脫從屬地位,發(fā)展為獨(dú)立的行業(yè).日本工業(yè)界認(rèn)為: “模具工業(yè)是其它工業(yè)的先行工業(yè),是創(chuàng)造富裕社會(huì)的動(dòng)力”.美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為:“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石”。在我國(guó).1998年3月在《國(guó)務(wù)院關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》模具被列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位,生產(chǎn)和基本建設(shè)序列第二位,把發(fā)展模具工業(yè)擺在發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要位置.目前,我國(guó)沖壓模具在產(chǎn)值占模具總產(chǎn)值的40%以上,處于主導(dǎo)地位.沖壓是一種先進(jìn)的少無(wú)切削加工方法,具有節(jié)能省材,效率高,產(chǎn)品質(zhì)量好,重量輕,加工成本低等一系列優(yōu)點(diǎn),在汽車,航空航天,儀器儀表,家電,電子,通訊,軍工,日用品等產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用.據(jù)統(tǒng)計(jì),薄板成型后,制造了相當(dāng)于原材料的12倍的附加值,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值中,與其相關(guān)的產(chǎn)品占四分之一,在現(xiàn)代汽車工業(yè)中,沖壓件的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的59%.隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過(guò)在新飛電器有限公司、在洛陽(yáng)中國(guó)一拖生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于冷沖模具、塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富和加深了對(duì)各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過(guò)程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下和在工廠師傅的講解下，我們對(duì)于模具的設(shè)計(jì)和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識(shí)。同時(shí)在實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體并查閱了很多相關(guān)資料，通過(guò)這些實(shí)踐，我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過(guò)在圖書館借閱相關(guān)手冊(cè)和書籍，更系統(tǒng)而全面了細(xì)節(jié)問(wèn)題。鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設(shè)計(jì)工作者應(yīng)有的素質(zhì)。設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中難免有不河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 2 頁(yè) 共 31 頁(yè)妥之處，肯請(qǐng)各位老師指正。墊 片 成 形 工 藝 及 模 具 設(shè) 計(jì) 的 進(jìn) 度1.了解目前國(guó)內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時(shí)間 10 天；2.確定加工方案，所用時(shí)間 8 天；3.模具的設(shè)計(jì)，所用時(shí)間 40 天；4．模具的調(diào)試．所用時(shí)間 5 天。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中難免有不妥之處，肯請(qǐng)各位老師指正。設(shè)計(jì)者：陶玉梅河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 3 頁(yè) 共 31 頁(yè)2 制件的工藝性分析工件名稱：墊板生產(chǎn)批量：大批量材料：A3厚度：0.5mm工件簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖 1圖 1 制件圖制件的總體分析：工藝性：墊板屬于中等尺寸零件，料厚 0.5mm，外形復(fù)雜程度一般，尺寸精度要求無(wú)，圖示零件材料為 A3 鋼，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。此工件只有外形落料和沖孔兩個(gè)工序。零件外形可采用落料工藝獲得。沖孔的工藝性：φ4.5mm 的孔，尺寸精度要求一般，可采用沖孔。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。由以上分析可知，圖示零件具有較好的沖壓工藝性，適合沖壓生產(chǎn)。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 4 頁(yè) 共 31 頁(yè)3 工藝方案的確定墊板零件所需的基本沖壓工序?yàn)槁淞虾蜎_孔，可擬訂出以下三種工藝方案。方案一：用簡(jiǎn)單模分兩次加工，即先落料,后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料——沖孔復(fù)合模。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔——落料級(jí)進(jìn)模。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。分析各方案的優(yōu)缺點(diǎn)方案一：生產(chǎn)率低，工件的累計(jì)誤差大，操作不方便，由于該工件為大批量生產(chǎn)，方案二和方案三更具有優(yōu)越性。方案二：沖壓生產(chǎn)率較高，壓力機(jī)一次行程內(nèi)可完成兩個(gè)以上工序，實(shí)現(xiàn)操作機(jī)械化，自動(dòng)化難，制件和廢料排除較復(fù)雜，另外復(fù)合模制造的復(fù)雜性和價(jià)格較高。方案三：只需要一副模具，生產(chǎn)率高，壓力機(jī)一次行程內(nèi)可完成多個(gè)工序，實(shí)現(xiàn)操作機(jī)械化自動(dòng)化容易，尤其適應(yīng)于單機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，沖模的制造復(fù)雜性和價(jià)格低于復(fù)合模，精度也可也得到保證。通過(guò)上述三個(gè)方案的比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三更佳。河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 5 頁(yè) 共 31 頁(yè)4 主要工藝參數(shù)計(jì)算4.1排樣的設(shè)計(jì)與計(jì)算設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模時(shí)，首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。根據(jù)工件的形狀選擇有廢料排樣，且為直排的形式，雖然材料的利用率低于少?gòu)U料和無(wú)廢料排樣，但工件的精度高墊板零件設(shè)計(jì)為單向排列，采用直排的排樣方案（如圖 2 所示） 圖 2 排樣圖4.1.1 確定搭邊與搭肩值搭邊和搭肩值一般是由經(jīng)驗(yàn)確定的查表而取最小搭邊值為 a=1.0mm 和 b=1.2mm 4.1.2 計(jì)算送料步距和條料的寬度 條料寬度的計(jì)算：擬采用無(wú)側(cè)壓裝置的送料方式，由B-0Δ= 〔D max+2a〕 Dmax—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸a—側(cè)搭邊值 代入數(shù)據(jù)計(jì)算，取得條料寬度為 31.4mm。導(dǎo)料板間距離的計(jì)算：由 s=D+2(a+c1),代入數(shù)據(jù)計(jì)算得導(dǎo)料板間距離為 32.4mm。 4.1.3 計(jì)算材料的利用率河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 6 頁(yè) 共 31 頁(yè)查工具書可得所用板料規(guī)格為 500x1000x0.3,生產(chǎn)時(shí)條料規(guī)格為 31.4x1000x0.3。材料利用率 的計(jì)算公式為 ?= %10?BlnA式中 A—一個(gè)沖裁件的面積，mm 2;n—板料（或條料.帶料）上沖壓件的數(shù)量；B—條料（或條料.帶料）寬度，mm; L—板料（或條料.帶料）長(zhǎng)度， mm根據(jù)所選的板料長(zhǎng)度、工件尺寸、搭邊值可知:n=33所以材料的利用率為＝＝66.4％?%104.31)5(2???4.2沖壓力的計(jì)算并初步選取壓力機(jī)的噸位4.2.1 沖裁力的計(jì)算沖裁力的大小隨凸模進(jìn)入材料的深度（凸模行程）而變化，本模具采用普通平刃口模具沖裁，其沖裁力 F 按下式計(jì)算：F=KLtΓb沖裁力公式為 P＝P 孔 +P 落式中 P—沖裁力P 孔 —沖孔沖裁力P 落 —落料沖裁力① 沖孔沖裁力 P 孔河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 7 頁(yè) 共 31 頁(yè)P(yáng) 孔 ＝K tτL孔式中 K—系數(shù)，查表取 K＝1.3—沖孔周長(zhǎng)，L＝3.14×4.5＝14.13mm孔t—材料厚度，t＝0.5mmτ—材料抗剪強(qiáng)度，MPa，查手冊(cè) A3 鋼 τ＝（370～460）MPa，取 τ＝400 MPa所以 P 孔 ＝K tτ＝1.3×14.13×0.5×420＝3857.4NL孔取 P 孔 ＝3.9KN② 落料沖裁力 P 落P 落 ＝K tτL落式中 —落料件外形周邊尺寸落＝3.14×29x35.4/360＋3.14×6=81.95+18.84＝100.79mm落所以 P 落 ＝KLtτ＝1.3×100.79×0.5×420=27515.6N取 P 落 ＝27.5KN4.2.2 卸料力、推件力及頂件了力的計(jì)算卸料力是將廢料或工件從凸凹模上刮下的力。而推件力是將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需的力。頂件力逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需的力。卸料力、推件力和頂件力是由壓力機(jī)和模具卸料裝置或頂件裝置傳遞的，所以在選擇設(shè)備公稱壓力或設(shè)計(jì)沖裁的時(shí)候應(yīng)分別予以考慮，影響這些力的因素較多，主要有材料的力學(xué)性能、厚度、模具間隙、凹模洞口結(jié)構(gòu)、搭邊大小、潤(rùn)滑情況、制件的形狀和尺寸等?，F(xiàn)在按照下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：卸料力 PxPx＝ P 落K式中 Px—卸料力河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 8 頁(yè) 共 31 頁(yè)—卸料系數(shù)，查表 ＝0.045xKxK所以 Px＝0.045×27.5＝1.24KN 推料力 t＝ P 孔 ntt式中 —推料系數(shù),查表取 =0.065tKtKn—同時(shí)卡在凹模洞孔內(nèi)的件數(shù),取 n=8所以 =0.065×3.9×8=2.028KNt4.2.3 總沖壓力 P總沖裁時(shí),壓力機(jī)的壓力值必須大于或者等于沖裁各工藝力的總和,即大于總的沖壓力,總的沖壓力根據(jù)模具結(jié)構(gòu)不同計(jì)算公式不同,當(dāng)采用彈性卸料裝置和下出件的模具時(shí),總的沖壓力為=P+ Px+ + Px =3.9+27.5+1.9+2.0=35.3KN總 t4.3 壓力機(jī)的公稱壓力的確定初選開(kāi)式可傾壓力機(jī)參數(shù)壓力機(jī)型號(hào)為 J23-6.3查手冊(cè)選擇壓力機(jī)的參數(shù)如表一： 公稱壓力 63KN最大閉合高度 150 mm閉合高度調(diào)節(jié)量 35mm河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 9 頁(yè) 共 31 頁(yè)工作臺(tái)尺寸 200×310mm工作臺(tái)孔尺寸 160×140mm模柄孔尺寸 Ф25×40mm4.4 壓力中心的確定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)使模具的壓力中心和壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。否則沖壓時(shí)滑塊會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊的滑軌和模具的導(dǎo)向部分不正常磨損，還會(huì)使合理間隙得不到保證，從而影響制件的質(zhì)量降低模具壽命甚至損壞模具。而本模具所沖裁的制件形狀完全對(duì)稱于相互垂直的 兩條對(duì)稱線，所以模具的壓力中心在幾何圖形的中心點(diǎn)上。4.5 工作部分的尺寸計(jì)算4.5.1 計(jì)算沖孔凸、凹模工作部分的尺寸并確定其公差該零件屬于無(wú)特殊要求的一般沖孔落料件，外形尺寸由落料獲得，而中間的小孔尺寸則是由沖孔得到。查表而知：Zmin = 0.04, Zmax = 0.06mmZmax –Zmin = 0.02mm基本尺寸小于或等于 18 時(shí)，δT=0.020，δA=0.020基本尺寸小于或等于 30 時(shí)，δT=0.020，δA=0.025由板料厚度級(jí)零件的形狀 可得 X = 0.5設(shè)凸、凹模分別按 IT9、IT10 級(jí)精度制造，分別計(jì)算 da 如下：沖 ?4.5mm 的孔河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 10 頁(yè) 共 31 頁(yè)沖孔時(shí)，間隙取在凸模上，則：凹模尺寸=(dmax-χ△) td0 ??式中：---沖孔凹模刃口尺寸addmax ---沖孔件孔的最大極限尺寸，mm, d =4.5mmmin minZmin——雙面間隙，mm△——工件公差，mm，△=0.3mmx——磨損系數(shù)，x=0.5δ——凸模和凹模的制造公差，mm,查表 δ=0.02mm所以 =(4.8-0.5×0.3) +0.020 =4.65 +0.020 mmad校核：|δT|+|δA|= 0.02 mm +0.02 mm =0.04 mm＞Zmax –Zmin=0.02mm，不滿足間隙公差條件，因此只有縮小 δT、δA，提高制造精度，才能保證間隙配合在合理范圍內(nèi)可取 δA≤0.6(Zmax－Zmin)=0.6×0.02=0.012mm=4.65 +0.0120 ad落料凸模的基本尺寸與凹模相同，基本尺寸為 4.65, 不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)條件中注明：凸模實(shí)際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值Zmin=0.04mm. （落料凸模、凹模刃口部分尺寸分別見(jiàn)圖 3、4）4.5.2 落料凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算因此落料件為復(fù)雜的制件，所以利用凸凹模配合法，這種方法有利于獲得最小的合理間隙，放寬對(duì)模具的加工設(shè)備的精度要求。采用配作法，計(jì)算凹模的刃口尺寸，首先是根據(jù)凹模磨損后輪廓變化情況正確判斷出模具刃口各個(gè)尺寸在磨損過(guò)程中是變大還是變小，還是不變這三種情況，然后分別按不同的計(jì)算公式計(jì)算。a、凹模磨損后會(huì)增大的尺寸-------第一類尺寸 A第一類尺寸：A j=(Amax-x△) 0+0.25△ 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 11 頁(yè) 共 31 頁(yè)b、凹模磨損后會(huì)減小的尺寸-------第二類尺寸 B第二類尺寸：B j=(Bmax+x△) 0-0.25△c、凹模磨損后會(huì)保持不變的尺寸 第三類尺寸 C第三類尺寸：C j=(Cmin+0.5△)?0.125△圖 3 落料凹模刃口部分尺寸圖 4 落料凸模刃口部分尺寸河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 12 頁(yè) 共 31 頁(yè)由手冊(cè)表查得:尺寸 29mm 的工件制造公差為 0.52mm尺寸 3mm 的工件制造公差為 0.25m第一類尺寸：磨損后增大的尺寸：A1=(Amax－x△) 0+0.25△ =（29－0.5×0.52） = mmá0.52?74813.0?A2=(Amax－x△) 0+0.25△ =(3－0.5×0.25)= mm6.0落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是 28.74mm,2.875mm, 不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)條件中注明：凸模實(shí)際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值Zmin=0.04mm. （落料凸模、凹模刃口部分尺寸分別見(jiàn)圖 3、4）河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 13 頁(yè) 共 31 頁(yè)5 模具總體設(shè)計(jì)5.1 模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用級(jí)進(jìn)方式?jīng)_壓，所以模具類型為級(jí)進(jìn)模，本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個(gè)工序，為方便小孔廢料和成形工件的落下，采用正裝結(jié)構(gòu)，即沖孔凹模和落料凹模都安排在下模，采用下出料方式。5.2 定位方式的選擇本工件是大批量生產(chǎn)，第一個(gè)工位采用始用擋料銷定位，第二個(gè)工位采用固定擋料銷與導(dǎo)正銷共同定位。送料時(shí)始用擋料銷與固定擋料銷作為粗定距，在落料凸模上安裝一個(gè)導(dǎo)正銷，利用條料上 φ4.5 mm 的孔做定位孔進(jìn)行內(nèi)形定位，依此作為條料送進(jìn)的精確定距。5.3 導(dǎo)向方式的選擇為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。采用手工送料方式，為了提高開(kāi)敞性和導(dǎo)向均勻性，采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。5.4 卸料方式的選擇本模具采用正裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料和工件留在凹模孔洞中，為了簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，可以在下模座中開(kāi)有通槽，使廢料和工件從凹模孔洞中落下?？ㄔ诼淞贤鼓Ｉ系臈l料由彈性卸料板卸下。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 14 頁(yè) 共 31 頁(yè)6 模具主要零部件的設(shè)計(jì)6.1工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1.1 凹模的設(shè)計(jì)在本模具中采用螺釘和銷釘將凹模直接固定在支撐件上,凹模刃口為直壁式 ,凹模采用銷釘和螺釘固定時(shí)要保證螺釘(或沉孔)間、螺孔與銷孔間及螺孔與凹模刃壁間的距離不能太近,否則會(huì)影響模具的壽命。圖 5 整體式凹模的結(jié)構(gòu)整體式凹模的局部結(jié)構(gòu) 如圖 5 所示。整體式凹模裝于下模座上，由于下模座孔口較大因而使工作時(shí)承受彎曲力矩，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（不小于 8mm）凹模壁厚 C=(1.5~2)H送料方向上凹模長(zhǎng)度 L=s1+ks2式中 B----垂直送料方向凹模刃口間的最大距離，mm 但 B 不小于 15mmC-----凹模壁厚，mm 指刃口至凹模外形邊緣的距離L-----送料方向上凹模長(zhǎng)度s1-------送料方向上凹模刃口間的最大距離s2-------送料方向上凹模刃口至凹模邊緣的最小距離河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 15 頁(yè) 共 31 頁(yè)K=系數(shù)，取 0.40所以 凹模高度 H=KB=0.40×29=11.6mm 查表取標(biāo)準(zhǔn)值 H=16mmC=2H=32mmL=29+0.4×20=37mm凹模的外形尺寸確定：125mm×100mm×16mm凹模與凹模固定板采用過(guò)盈配合，無(wú)需設(shè)計(jì)凹模上用來(lái)固定的螺釘之間以及螺釘與外緣間的距離 。6.1.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì)沖小圓孔的凸模，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 6 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，設(shè)計(jì)該模具為沖孔落料級(jí)進(jìn)模，采用剛性卸料板，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， mmh1—凸模固定板高度，mmh2—卸料板高度，mm河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 16 頁(yè) 共 31 頁(yè)h3—橡膠的高度，mm沖裁 φ4.5mm 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）小凸模長(zhǎng)度 L=16+14+10=40mm小凸模強(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(guò)凸模材料的許用壓應(yīng)力，即校核公式為 ≤minFP孔 ???式中 P 孔 —沖孔沖裁力,N, P 孔 =3680NFmin—凸模最小斷面積， , Fmin= /4=15.92m214.3d2m---凸模材料的許用壓力，Mpa,如凸模材料選用 Cr12，查??手冊(cè) =（1000～160）Mpa,取 =1200 Mpa????因?yàn)?= =231.5 Mpa＜minFP孔 9.153680??所以凸模強(qiáng)度符合要求。外形落料凸模、凹模各尺寸及其組件的確定和標(biāo)準(zhǔn)化（包括外形尺寸和厚度）外形凸模的設(shè)計(jì)：外形凸模用線切割機(jī)床加工成直通式凸模，用兩個(gè) 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(jì)算L=h1+h2+h3其中： h 1為固定板厚度（16 mm），h 2為卸料板厚度（14mm），h 3為橡膠的（10mm）長(zhǎng)度態(tài)下 所以：L=16+14+10=40mm 凸模固定板材料可用 45 鋼，結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格查手冊(cè)可得 125×100×16 。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(shí)，要依據(jù)計(jì)算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。 （圖 7）河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 17 頁(yè) 共 31 頁(yè)圖 7 整體式凹模的尺寸凹模的長(zhǎng)度選取要考慮以下因素：a)保證有足夠的位置安放卸料板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。6.2定位零件的設(shè)計(jì) 在本模具中采用的是條料，所以導(dǎo)料板，導(dǎo)正銷和固定擋料銷作為定位裝置，起導(dǎo)向同時(shí)起定位的作用。用擋料銷擋住搭邊或沖件輪廓，以限定條料的送進(jìn)距離。在本模具中試用固定擋料銷，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，在模具中廣泛應(yīng)用作定距裝置。6.2.1 始用擋料銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 18 頁(yè) 共 31 頁(yè)圖 8 始用擋料銷的設(shè)計(jì)擋料銷標(biāo)記： 45?6 GB/T2866.1—81（圖 8）材料：45 鋼 GB/699—88熱處理：硬度 43～48HRC技術(shù)條件：按 GB2870—816.2.2 固定擋料銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化固定擋料銷的設(shè)計(jì)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件，選用此擋料銷如圖 9河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 19 頁(yè) 共 31 頁(yè)圖 9 固定擋料銷的結(jié)構(gòu)選用直徑 φ4mm，h=3mm 材料為 45 鋼 A 型固定擋料銷（JB/T7649.10—94）6.2.3 導(dǎo)正銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化導(dǎo)正銷主要用于級(jí)進(jìn)模上，消除擋料銷的定位誤差，以獲得較精確的工件。導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)形式查手冊(cè)選用如圖 10圖 10 導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)形式D=d-a式中 D——導(dǎo)正銷直徑的基本尺寸d——沖孔凸模直徑河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 20 頁(yè) 共 31 頁(yè)a——導(dǎo)正銷與沖孔凸模直徑的差值沖裁 φ4.5mm 孔的導(dǎo)正銷 查表得 h=0.6t 2a=0.04mmD=d-a=4.65-0.04=4.61mmh=0.6×0.5=0.3mm 6.2.4 導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化經(jīng)查表分析得導(dǎo)料板長(zhǎng)度 L=140mm，寬度 B=30mm ，厚度 h=6mm 如圖 11。圖 11 導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)6.3 導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)導(dǎo)向裝置用來(lái)保證上模相對(duì)于下模正確的運(yùn)動(dòng)，對(duì)于生產(chǎn)批量較大，零件的要求較高，壽命要求較長(zhǎng)的模具，一般都需要采用導(dǎo)向裝置，本模具中應(yīng)用導(dǎo)柱導(dǎo)套裝置來(lái)完成導(dǎo)向，選用對(duì)角式導(dǎo)柱模架。6.4 卸料裝置的設(shè)計(jì)本模具設(shè)計(jì)了彈性卸料板，使用橡膠作為彈性元件。彈性卸料版兼有壓料作用，河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 21 頁(yè) 共 31 頁(yè)由于板料只有 0.3mm，用剛性的卸料裝置已毀壞板料，故選用彈性卸料裝置。彈性元件的計(jì)算如下：1、 確 定 自 由 高 度9.21030.25~.3ILHhm????自 修 ?！獩_ 模 工 作 行 程 （ ） 對(duì) 沖 裁 模 而 言 ，I 1ILt??——預(yù) 留 的 修 模 量 。 根 據(jù) 模 具 設(shè) 計(jì) 壽 命 一 般 取h修 模 ??4~6m2、 確 定 和L預(yù) H裝??0.1~.5(0.9215)m???預(yù) 自87?預(yù)裝 自——橡 皮 的 預(yù) 壓 縮 量L預(yù)——沖 模 裝 配 好 以 后 橡 皮 的 高 度H裝3、 確 定 橡 皮 橫 截 面 積 ??2Am21.247690FKNAqMpa??預(yù)——所 需 的 彈 壓 力 （ ）預(yù)——橡 皮 在 預(yù) 壓 縮 狀 態(tài) 下 的 單 位 壓 力 :約 為q ??0.26~.5Mpa6.5 連接與固定裝置的設(shè)計(jì)6.5.1 模柄的設(shè)計(jì)本模具屬于中小型模具,采用模柄將上模固定在壓力機(jī)的滑塊上。模柄是作為上模與壓力機(jī)滑塊連接的零件。對(duì)它的基本要求是:一要與壓力機(jī)滑塊上的模柄孔正確配合,安裝可靠；二要與上模正確而可靠的連接。在本模具中選用壓入式模柄，通過(guò)它與模柄孔采用過(guò)渡配合。這種模柄可較好的河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 22 頁(yè) 共 31 頁(yè)保證垂直度和同軸度,適用與各種中、小型模具。模柄材料通常采用 Q235 或 Q275 鋼,在此選用 Q235 鋼.其支撐面應(yīng)垂直于模柄的軸線(垂直度不應(yīng)超過(guò) 0.02:100)，壓入上模座后應(yīng)將底面磨平。模柄在本模具選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，并根據(jù)前文壓力機(jī)的參數(shù)確定模柄的直徑和長(zhǎng)度?，F(xiàn)制草圖如下并標(biāo)明其具體尺寸，如圖 12：圖 12 模柄結(jié)構(gòu)及尺寸6.5.2 固定板的設(shè)計(jì)將凸?；虬寄０匆欢ㄏ鄬?duì)的位置壓入固定后，作為一個(gè)整體安裝在上模座或下模座上。在本模具中只有凸模需要由固定板來(lái)固定。固定板的厚度一般取凹模厚度的 0.6～0.8 倍,其平面尺寸可與凹模、卸料板外形尺寸相同,需考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢谩９潭ò宓耐拱寄０惭b孔與凸凹模采用過(guò)渡配合 H7/m6、H7/n6，壓裝后將凸凹模端面和固定板一起磨平。現(xiàn)選用標(biāo)準(zhǔn)凸模固定板尺寸為: 125mm×100mm×16mm固定板材料一般采用 Q235 或 45 鋼，模具選用材料 45 鋼。6.5.3 墊板的設(shè)計(jì)墊板的作用是直接承受凸模的壓力，以降低模座承受的單位壓力，防止模座被局部壓陷，影響凸模的正常工作。墊板的外形尺寸和模板相同，厚度取 6mm河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 23 頁(yè) 共 31 頁(yè)6.5.4 螺釘與銷釘?shù)脑O(shè)計(jì)螺釘和銷釘都是標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計(jì)模具是按標(biāo)準(zhǔn)選用即可，螺釘用于固定模具零件，一般選用內(nèi)六角螺釘；銷釘起定位作用，常用圓柱銷釘，螺釘、銷釘規(guī)格根據(jù)沖壓力的大小、凹模厚度等確定。所以螺釘?shù)囊?guī)格選用 M8、M10.6.5.5 卸料板的設(shè)計(jì) 卸料板的邊界尺寸和固定板相同，選用材料為 45 鋼，厚度為 14mm.6.6 模架及組成零件的確定6.6.1 模架的選用本模具選用由上模座,下模座,導(dǎo)柱,導(dǎo)套組成導(dǎo)柱模模架及其零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，在此選用對(duì)角導(dǎo)柱模架。6.6.2 模座的確定本模中具選用標(biāo)準(zhǔn)模架，因在前述中確定了凹模尺寸為 80㎜×80㎜ ×16㎜ ，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確定下模座尺寸為: 125㎜×100㎜×35㎜.上模座尺寸為: 125㎜×100㎜×30 ㎜.導(dǎo)柱 d/mm×L/mm 分別為 ?22×100mm；導(dǎo)柱 d/mm×L/mm 分別為 ?25×100mm；導(dǎo)套 d/mm×L/mm 分別為 ?22×80×28mm；導(dǎo)套 d/mm×L/mm 分別為 ?25×80×28mm；模柄：?33×78mm；墊板厚度：125㎜×100㎜×6 ㎜模具的閉合高度：H 閉= hhhh???墊 板 卸 料 板 導(dǎo) 料 板上 模 座 凸 模 落 料 凹 模 下 模 座 橡 膠=30+6+40+16+14+35+6+10河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 24 頁(yè) 共 31 頁(yè)=157mm河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 25 頁(yè) 共 31 頁(yè)7 模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核J23-6.3 型壓力機(jī)的閉合高度要求在 115mm—185mm 之間，模具的閉合高度在157mm，模具的閉合高度符合要求；本模具的外形尺寸為 200mm×220mm×165mm；工作臺(tái)尺寸(左右×前后)200mm×310mm ；工作臺(tái)孔尺寸(左右×前后) 160mm×140mm；工作臺(tái)尺寸滿足使用要求。J23-6.3 型壓力機(jī)的沖壓力為 63KN， 為 35.3KN，滿足使用要求；P總J23-6.3 型壓力機(jī)模柄孔尺寸為 φ25，所選模柄尺寸為 φ25，滿足使用要求。經(jīng)校核 J23-6.3 型壓力機(jī)符合此連續(xù)模設(shè)計(jì)的要求，可以被采用。河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 26 頁(yè) 共 31 頁(yè)8 繪制模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖8.1模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖見(jiàn)附圖8.2模具的工作原理本模具為用導(dǎo)正銷定距的沖孔落料連續(xù)模。上，下模用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向。沖孔凸模4 與落料凸模 14 之間的距離就是送料步距. 條料送進(jìn)時(shí)由固定擋料銷 20 進(jìn)行初定位，由兩個(gè)安裝在落料凸模上的導(dǎo)正銷 15 進(jìn)行精定位。 ，壓力機(jī)上行進(jìn)行首件沖裁時(shí)為保證首件的正確定距，在此級(jí)進(jìn)模中，采用始用擋料銷 21，它安裝在導(dǎo)料板中間。原理：條料沿導(dǎo)料板 17 送進(jìn)，在條料上沖制首件時(shí)，用手推始用擋料銷，使它從導(dǎo)料板中伸出來(lái)抵住條料的前端即可沖第一件上的孔，壓力機(jī)上行，條料繼續(xù)送進(jìn)，導(dǎo)正銷 15 與擋料銷 20 配合使用，控制送料步距，壓力機(jī)下行完成沖裁。當(dāng)沖壓完成時(shí)，沖孔廢料和制件依次落入不同的凹模洞中，上模上行回程，完成一此沖裁過(guò)程，然后，再開(kāi)始下一個(gè)行程。圖 13 模具總裝圖河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 27 頁(yè) 共 31 頁(yè)234220211A-19181761541109 5678AA20420321241,6132BB河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 28 頁(yè) 共 31 頁(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的，它是對(duì)我們?nèi)陙?lái)所學(xué)課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。它在我們的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我在溫習(xí)學(xué)過(guò)的知識(shí)的同時(shí)又學(xué)習(xí)了許多新知識(shí)，對(duì)一些原來(lái)一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識(shí)。特別是原來(lái)所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測(cè)量、冷沖模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解，使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。同時(shí)還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮的問(wèn)題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費(fèi)材料，保證工件的經(jīng)濟(jì)性，加工工藝的合理性。在學(xué)校中，我們主要學(xué)的是理論性的知識(shí)，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次演練。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來(lái)，使我們?cè)跍亓?xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí)；這不但提高了我們解決問(wèn)題的能力，開(kāi)闊了我們的視野，在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)墊板制件冷沖模的設(shè)計(jì)，我對(duì)沖裁模有了更為深刻的認(rèn)識(shí)，特別是這種沖孔落料級(jí)進(jìn)模具的設(shè)計(jì)。在模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中也遇到了一些難以處理的問(wèn)題，雖然設(shè)計(jì)中對(duì)它們做出了解決 ，但還是感覺(jué)這些方案中還是不能盡如人意，如壓力計(jì)算時(shí)的公式的選用、凸凹模間隙的計(jì)算、卸件機(jī)構(gòu)選用、工作零件距離的調(diào)整，都可以進(jìn)行進(jìn)一步的完善，使生產(chǎn)效率提高。歷經(jīng)近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，敬請(qǐng)各位老師對(duì)我的設(shè)計(jì)過(guò)程作最后檢查。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過(guò)參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請(qǐng)教各位老師有關(guān)模具方面的問(wèn)題，并且和同學(xué)的探討，模具設(shè)計(jì)在實(shí)際中可能遇到的具體問(wèn)題，使我在這短暫的時(shí)間里，對(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。從陌生到開(kāi)始接觸，從了解到熟悉，這是每個(gè)人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過(guò)程，我對(duì)模具的認(rèn)識(shí)過(guò)程亦是如此。經(jīng)過(guò)近三個(gè)月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)，為將來(lái)的事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了老師以及許多同學(xué)的幫助，我受益匪淺。在此，再次感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師原紅玲老師在這一段時(shí)間給予無(wú)私的幫助和指導(dǎo)，并河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 29 頁(yè) 共 31 頁(yè)向他們致于深深的敬意，對(duì)關(guān)心和指導(dǎo)過(guò)我各位老師表示衷心的感謝!河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 30 頁(yè) 共 31 頁(yè)致 謝首先感謝本人的導(dǎo)師原紅玲老師，她仔細(xì)審閱了本文的全部?jī)?nèi)容并對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。原紅玲老師知識(shí)淵博、為人誠(chéng)懇、細(xì)心、耐心。她對(duì)我的教導(dǎo)使受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，特別是遇到困難時(shí)，她給了我許多鼓勵(lì)和幫助，在這里我向她表示真誠(chéng)的感謝！感謝母校——河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識(shí)，掌握了一定的操作技能。感謝和我在一起進(jìn)行課題研究的同窗同學(xué)，和他們?cè)谝黄鹩懻?、研究使我受益匪淺。我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識(shí)了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了老師以及同學(xué)的幫助，我受益匪淺。在此，再次感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師原紅玲老師在這一段時(shí)間給予無(wú)私的幫助和指導(dǎo)，并向她致以深深的敬意，對(duì)關(guān)心和指導(dǎo)過(guò)我各位老師表示衷心的感謝河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第 31 頁(yè) 共 31 頁(yè)參 考 文 獻(xiàn)[1]趙志偉等.模具發(fā)展現(xiàn)狀［J］ 。模具制造，2007，6：2～4。[2]李紹林、馬長(zhǎng)福主編.實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)[ M]。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1998。[3]陳錫棟、周小玉主編.實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)[ M]。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001。[4]沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組編著.沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)[ M]。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000。 [5]原紅玲主編.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)[ M]。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008，19～121。 [6]王秀鳳，張永春主編.冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造[ M]。北京;北京航空航天大學(xué)出版社，2008。 [7]《模具手冊(cè)》編寫組.模具制造手冊(cè)[ M]。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992。
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