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1 1 緒 論 1 1 冷 沖 壓 模 具 在 工 業(yè) 生 產 中 的 地 位 模 具 是 大 批 生 產 同 形 產 品 的 工 具 是 工 業(yè) 生 產 的 主 要 工 藝 裝 備 模 具 工 業(yè) 是 國 民 經 濟 的 基 礎 工 業(yè) 模 具 可 保 證 沖 壓 產 品 的 尺 寸 精 度 使 產 品 質 量 穩(wěn) 定 而 且 在 加 工 中 不 破 壞 產 品 表 面 用 模 具 生 產 零 部 件 可 以 采 用 冶 金 廠 大 量 生 產 的 廉 價 的 軋 制 鋼 板 或 鋼 帶 為 坯 料 且 在 生 產 中 不 需 加 熱 具 有 生 產 效 率 高 質 量 好 重 量 輕 成 本 低 且 節(jié) 約 能 源 和 原 材 料 等 一 系 列 優(yōu) 點 是 其 他 加 工 方 法 所 不 能 比 擬 的 使 用 模 具 已 成 為 當 代 工 業(yè) 生 產 的 重 要 手 段 和 工 藝 發(fā) 展 方 向 現(xiàn) 代 制 造 工 業(yè) 的 發(fā) 展 和 技 術 水 平 的 提 高 很 大 程 度 上 取 決 于 模 具 工 業(yè) 的 發(fā) 展 目 前 工 業(yè) 生 產 中 普 遍 采 用 模 具 成 形 工 藝 方 法 以 提 高 產 品 的 生 產 率 和 質 量 一 般 壓 力 機 加 工 一 臺 普 通 壓 力 機 設 備 每 分 鐘 可 生 產 零 件 幾 件 到 幾 十 件 高 速 壓 力 機 的 生 產 率 已 達 到 每 分 鐘 數 百 件 甚 至 上 千 件 據 不 完 全 統(tǒng) 計 飛 機 汽 車 拖 拉 機 電 機 電 器 儀 器 儀 表 等 產 品 有 60 左 右 的 零 件 是 用 模 具 加 工 出 來 的 而 自 行 車 手 表 洗 衣 機 電 冰 箱 及 電 風 扇 等 輕 工 產 品 有 90 左 右 的 零 件 是 用 模 具 加 工 出 來 的 至 于 日 用 五 金 餐 具 等 物 品 的 大 批 量 生 產 基 本 上 完 全 靠 模 具 來 進 行 顯 而 易 見 模 具 作 為 一 種 專 用 的 工 藝 裝 備 在 生 產 中 的 決 定 性 作 用 和 重 要 地 位 逐 漸 為 人 們 所 共 識 1 2 冷沖壓模具的分類 冷沖壓模具的種類很多 按其工作特點和結構形式不同 可作如下不同的分類 1 2 1 按沖壓工藝進行分類 1 沖裁模具 沖裁模具又可分為沖孔模具 落料模具 切口模具 切斷模具 剖切模具等 2 彎曲模具 彎曲模具又可分為自由彎曲模具 矯正彎曲模具 V 型彎曲模具 U 型彎曲模具 等 3 拉伸模具 拉伸模具又可分為無凸緣筒形件拉伸模具 有凸緣筒形件拉伸模 具 錐形件拉伸模具 階梯形件拉伸模具 球面件拉伸模具 拋物面件拉伸模具 盒 形件拉伸模具等 4 成形模具 成形模具又可分為脹形模具 翻邊模具 縮口模具 校形模具等 1 2 2 按工序組合程度進行分類 A 單工序沖模 單工序沖模是在一副模具中只完成一個沖壓工序的 如落料模 沖孔模 彎曲模等 單工序沖模的結構相對簡單 又稱簡單沖模 一般適用在生產批 2 量小或新產品試制的場合 以及大型沖壓件的沖壓 如大型覆蓋件拉深成形用毛坯的 切口 切槽 下料等 單工序沖模由于結構簡單 加工相對方便 制造周期短 工藝成本相對較低 B 復合模 復合模是指在模具的一次沖壓中能順序完成幾個沖壓工序的模具 其 結構的主要特點是 具有復合型式的凸凹模 它既是落料的凸模 又是沖孔的凹模 其結構復雜 造價高 生產率適中 形位精度高 C 級進模 級進模又稱連續(xù)模 跳步模 連續(xù)模是在模具的一次沖壓中 在不同部位 按一定順序依次完成兩個或兩個以上 工序的模具 1 2 3 按上下模的導向方式分類 A 無導向沖模 無導向沖模又稱敝開模 多用于單工序沖壓 生產批量較小 或沖壓件精度要求低的情況 上 下模的相對位置由壓力機滑塊導向精度來保證 B 導柱模 導柱模是上 下模之間用導柱和導模來保證其相對位置精度的 一 般有二導柱和四導柱的布排方式 導向形式又分滑動導向和滾動導向兩種方式 使用滾動導向的模架可比滑動導向 模架提供更高的導向精度 滾動導向框架適用于精沖模具 薄料沖模和多工位級進模 等精密模具中 導柱 導套導向的模架制造技術的成熟和標準沖壓模架供應的市場商品化 使導 柱模得到廣泛的應用 大批量沖壓生產現(xiàn)場使用導柱模 有利于生產組織和操作安全 C 導板模 用導板導向的模具有兩種形式 一種是用導板 兼作卸料板 直接 為凸模導向 對小孔沖模 可以同時保護小凸模 導板孔與凸模之間配合為 H7 H6或 H8 H7 導板模在工作時 凸模不應脫開導板 固定導板模一般適用于料厚大于0 5mm 的單工序落料 沖孔或多工序跳步沖孔 落料和連續(xù)拉深等沖壓工序 導板導向可與導柱導向聯(lián)用 與導柱聯(lián)用的有導向卸料板 可保護沖小孔凸模 減小小凸模折斷的可能 使用導板導向的另一種形式多用于大型覆蓋件拉深模 整形模等 1 2 4 按導料或定位形式分類 分為固定導料銷模具 活動導料銷模具 導正銷模具 側刃定距模具等 1 2 5 按使用模具材料分類 按使用模具材料的不同 可分為金屬沖模和非金屬沖模兩類 金屬沖模包括鋼制沖模 低熔點合金沖模和鋅基合金模具等 選用碳素工具鋼 合金工具鋼制作凸 凹模的鋼制沖模 是沖壓件生產用工裝模具的主要方式 適用于 不同生產批量 非金屬沖模主要有橡膠沖模和塑料 樹脂 沖模 3 1 2 6 按生產適應性分類 根據不同生產規(guī)模的需求 可分為通用沖模和專用沖模兩種形式 通用沖模有組合沖模 通用彎曲模等 前者適用于少批量 多品種生產形式 一般生產中使用的沖模多為專用模個 即一副模具只沖壓某一種或幾種零件 1 3 鏈節(jié)模具設計 1 3 1 鏈節(jié)模具設計的設計思路 沖孔 落料是沖壓基本思路之一 它利用沖裁模在壓力及作用下 將平板坯料進 行沖孔或落料的加工方法 一般情況下 一般精度的工件采用IT8 IT7 級精的普通沖 裁模 較高精度的工件采用IT7 IT6 級精度的高級沖裁模 支件沖孔落料件是最典型的沖裁件 其工作過程很簡單 就沖孔落料 可采用單 工序模 復合模 級進模 根據計算的結果可選用的標準模架 為了保證制件的順利 加工和順利取件 模具必須有足夠高度 要改變模具的高度 只有從改變導柱導套的 高度 導柱導套的高度可根據凸模與凹模工作配合長度決定 設計時可能高度出現(xiàn)誤 差 應當邊試沖邊修改高度 1 3 2 鏈節(jié)模具設計預進度 1 了解目前國內外沖壓模具的發(fā)展狀況 所用時間20天 2 確定加工方案 所用時間5天 3 模具設計 所用時間30天 4 模具的調試 所用時間5天 在設計過程中 將有一定的困難 但有指導老師的悉心指導和自己的努力 相信 會完滿的完成畢業(yè)設計任務 由于學生水平有限 而且缺乏經驗 設計中難免有不妥 之處 肯請各位老師指正 4 2 制件工藝性分析及工藝計算 工件名稱 階梯圓筒 生產批量 大批量 材 料 10 材料厚度 0 5mm 工件簡圖 如圖2 1所示 圖2 1 工件圖 5 2 1 制件工藝分析 該階梯圓筒若分單工序則有拉深 沖孔 切邊三道工序形成 下面著重介紹沖孔 切邊兩道工序 2 1 1 沖壓件的工藝分析 該零件形狀對稱 簡單 是由圓弧和直線組成的 有圓角過渡 便于模具加工 減少沖壓時的尖角開裂現(xiàn)象 沖裁件內外形所能達到的經濟精度為 IT11 IT13 兩孔 中心距極限偏差為 0 12mm 孔中心與邊緣距離尺寸極限偏差為 0 5mm 將以上精 度與零件的精度要求相比較 可認為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證 其他尺寸標注 生產批量等情況 也均符合沖裁的工藝要求 故采用沖壓方式進行加 工 2 1 2 沖壓工藝方案的確定 該工件后續(xù)成型包括切邊和沖孔兩道基本工序 可以有以下三中方案 方案一 先切邊 后沖孔 采用單工序模生產 方案二 切邊 沖孔復合沖壓 采用復合模生產 方案三 沖孔 切邊級進沖壓 采用級進模生產 方案一模具結構簡單 但需要兩道工序 成本高而生產效率低 工件累積誤差大 操作不方便 難以滿足大批量生產的要求 所以方案二和方案三更具有優(yōu)越性 該零件 6 5mm 的孔與外緣之間的最小距離為 6 25mm 大于此零件要求的最小壁厚 1 8mm 可以采用沖孔 切邊復合模或沖孔 切邊級進模 復合模模具的形位精度和尺 寸精度容易保證 且生產效率也高 盡管模具結構比較復雜 但由于零件的幾何形狀 簡單對稱 模具制造并不困難 級進模雖生產效率也高 但零件的沖裁精度稍差 欲 保證沖壓件的形狀精度 需要在模具上設置導正銷導正 故模具制造 安裝較復合模 復雜 通過對以上三種方案的分析比較 該零件的生產采用方案二的復合模為佳 2 2 典型零件的工藝計算 2 2 1 凸 凹模刃口尺寸的計算 查表2 4的沖裁模的初始雙面間隙值為 mZ04 in mZ06 ax 2 2 1 1沖孔凸 凹模刃口尺寸的計算 沖孔 與 由于制件結構復雜 間隙要求較小 精度要求不高 所以采用5 6 2 凸模和凹模配作法制作凸 凹模 其凸 凹模刃口尺寸計算如下 查表2 5得凸 凹模制造公差 6 沖 孔5 6 m02 凸 m02 凹 4 凸凸 沖 孔2002 凸 025 凹 4m5 凸凸 校核 而Z02 minax minaxZ 均 大 于凸凸 滿足 的條件凹凸 inax 查表2 6得 IT13級時磨損系數 x 0 5 沖孔時 凸模磨損后 尺寸變小5 6 20 1 沖 孔 5 6 m58 61 05 02 2 xd 凸凸 2 沖 孔 0 7 7202 2 00 凸凸 凹模刃口尺寸按凸模刃口尺寸配作 保證雙邊間隙在0 04 0 06之間 2 2 1 2 外形落料凸 凹模刃口尺寸的計算 對外輪廓的落料 由于尺寸較多 故采用配合加工法 這種方法有利于獲得最小 合理間隙 放寬對模具的加工設備的精度要求 其凸 凹模刃口部分尺寸計算如下 以凹模為基準件配作凸模 凹模磨損后 刃口尺寸增大 工件圖中未標注公差的尺寸 查相關文獻得出其極限偏差 落料 10 m025 凸 m035 凹 63 凸凸 校核 而Z02 minax minaxZ 大 于凸凸 滿足 的條件凹凸 inax 查表2 6得 IT13級時磨損系數 x 0 5 75 105 01 03 3 0 mxd 凸凹 7 凸模刃口尺寸按凹模刃口尺寸配作 保證雙邊間隙在0 04 0 06之間 2 2 2 沖裁力的計算 由表 1 3 得 10 鋼的抗拉強度 MPab475 3 沖孔力 孔F KNtb 314 2 450 25 6 L 孔 式中 0 abMP 落料力 落F KNtb 356 71 405 137 L 落 式中 10 abMP45 沖孔時的推件力 推F 孔推推 nK 取直筒形刃口的凹模刃口形式 由表 2 21 差得 h 7mm 則 個3 1 thn 沖裁時凸模進入凹模刃口 1mm 查表 2 7 得 05 推K KN825 314 孔推推 Fn 落料時的卸料力 卸 落卸卸 K 查表 2 7 得 03 卸 故 KNFK14 2356 710 落卸卸 8 總沖壓力 KN639 1024 82 536 714 2 卸推孔落總 FF 為了保證沖壓力足夠 一般沖裁時壓力機噸位應比計算的沖壓力大 30 左右 即 KN4307 169 023 1 總總 2 2 3 壓力中心的確定 該工件結構簡單 且為一對稱件 一切對稱沖裁件的壓力中心 均位于沖裁件輪 廓幾何中心上 所以該沖裁件的壓力中心為它的幾何中心 點 如圖 2 4 所示 圖 2 2 壓力中心 由以上分析可知 該工件的沖裁力不大 其壓力中心就在它的幾何中心 2 2 4 初選壓力機 選擇開式雙柱可傾壓力機 J23 25 就能滿足使用要求 其具體參數如下 公稱壓力 160KN 9 滑塊行程 m712 最大裝模高度 180mm 最大閉合高度 0 工作臺尺寸 前后 左右 m503 模柄孔尺寸 m915 最大傾斜角度 30 2 2 5 卸料橡膠的設計 卸料橡膠采用聚氨酯 在這里選用 塊 其厚度務必一致相等 不然會造成受力4 不均勻 運動產生歪斜 影響模具的正常工作 其具體計算如下 卸料板工作行程 工h mt421 工 式中 為凸模凹進卸料板的高度1h1 為凸模沖裁后進入凹模的深度2 橡膠的工作行程 工H mh7 修工工 式中 為凸模修磨量 取修h3 橡膠自由高度 自 由H 23 28 mm自 由 30 25 工 式中 取 24mm自 由 橡膠的預壓縮量 預H 預 15自 由 m6 3 式中 一般取 預 0 自 由H 10 每個橡膠承受的載荷 1F 選用 個圓筒形橡膠 1N5 984 卸 4 橡膠的外徑 D 27 1pFdm40 式中 為圓筒形橡膠的內徑 取 d15 橡膠所產生的單位面積壓力 與壓縮量有關 查 沖壓手冊 可得paMP26 0 校核橡膠的自由高度 自 由H 5 0自 由 D 5 160 橡膠的安裝高度 安 預自 由安 H m4 20 取 1 安 2 3 模具總體設計 根據上述分析 本零件的沖壓包括沖孔和切邊兩個工序 可采用倒裝復合模具 可直接利用壓力機的橡膠塊進行推件 卸料可靠 便于操作 工件留在落料凹?？锥?內 應在凹模內設置橡膠塊 卡與凸凹模上的廢料可由卸料板推出 而沖孔廢料則可 以在下模座中開設通槽 使廢料從空洞中落下 由于在該模具中壓料是由落料凹模與 卸料板一起配合工作來實現(xiàn)的 所以卸料板還應具有壓料的作用 應選用彈性卸料板 來卸下條料廢料 因是大批量生產 采用手動送料方式 該制件采用的是倒裝復合模 為確保零件的質量及穩(wěn)定性 選用導柱 導套導向 由于該零件導向尺寸較小 且精度要求不是太高 且沖裁力較小 為方便安裝調試 該模具采用后側導柱的導向 方式 此導向方式可便與沖裁時的送料和出件 2 4 模具主要零部件的結構設計 11 2 4 1 工作零部件的結構設計 2 4 1 1 落料凹模的結構設計 由于有支撐板的作用在落料凹模內部凹模刃口采用直壁式刃口 落料凹模高度可 減小并查表 2 21 取得刃口高度 h 4mm 該模具的結構簡單 宜采用整體式 落料凹 模整體尺寸設計如圖 2 5 所示 查表 2 22 得 k 0 25 即 凹模高度 mkbH2 0120 凹模壁厚 C 639 7 5 取 m28 8 凹模外形尺寸的確定 凹模外形寬度 mB16 3021 凹模外形長度 L 所以 落料凹模整體尺寸取為 m20160 12 圖 2 3 落料凹模整體尺寸 2 4 1 2 沖孔凸模的結構設計 采用圓柱頭直桿圓凸模 凸模固定板厚度取 20mm 凸模長度根據結構上的需要 來確定 mhhL 916720 推 件 塊閉 合 后 橡 皮 高 度凸 模 固 定 板 由于此凸模長度較長 有推件塊對其進行保護作用 不會出現(xiàn)縱向失穩(wěn)的折斷 無需對其進行強度校核 沖裁時凸模進入凹模刃口 1mm 2 4 1 3 凸凹模的結構設計 本模具為復合沖裁模 除了沖孔凸模和切邊凹模外 還有一個凸凹模 根據整體 模具的結構設計需要 凸凹模的結構簡圖應如圖 2 6 所示 確定凸凹模安排在模架上 13 的位置時 要依據計算的壓力中心的數據 使壓力中心與模柄中心重合 校核凸凹模的強度 查表 2 23 得凸凹模的最小壁厚為 1 8mm 而實際壁厚為 6 25mm 故符合強度要求 凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制 并保證雙面間隙 為 凸凹模上孔中心與邊緣距離尺寸 6 25mm 的公差 應比零件所標m06 4 注的精度高 級 及定為 mm 309 56 圖 2 4 凸凹模結構 對于這些凸 凹模具的加工 有以下幾種工藝路線 1 下料 鍛造 退火 毛坯外形加工 包括外形粗加工 精加工 基面磨削 劃線 刃口輪廓粗加工 刃口輪廓精加工 鏍孔 銷孔加工 淬火與回火 研磨 或拋光 此工藝路線鉗工工作量大 適用于形狀簡單 熱處理變形小的零件 14 2 下料 鍛造 退火 毛坯外形加工 包括外形粗加工 精加工 基面磨削 劃線 刃口輪廓粗加工 鏍孔 銷孔加工 淬火與回火 采用成形磨削進行刃口 輪廓精加工 研磨或拋光 此工藝路線能消除熱處理變形對模具精度的影響 使凸 凹模的加工精度容易保證 可用于熱處理變形大的零件 3 下料 鍛造 退火 毛坯外形加工 鏍孔 銷孔 穿絲孔加工 淬火與回火 磨削加工上下面及基準面 線切割加工 鉗工修整 此工藝路線主要用于以線切割 為主要工藝的凸 凹模加工 尤其適用形狀復雜 熱處理變形大的直通式凸模 凹模 零件 通過對以上三種工藝路線方案的比較 再結合零件本身的狀況 鏈節(jié)的結構簡單 尺寸較小 第一種方案適宜做為凸 凹模的生產過程 2 4 2 卸料裝置的設計與標準化 2 4 2 1 卸料板的結構設計 卸料板的周界尺寸與落料凹模的周界尺寸相同 厚度為 其結構如圖 2 7 所m12 示 卸料板采用 45 鋼制造 淬火硬度為 HRC48 3 15 圖 2 5 卸料板結構 2 4 2 2 卸料螺釘的選用 標記 M8 91 JB T7650 5 1994 卸料板上設置 4 個卸料螺釘 卸料螺釘尾部應留有足夠的行程空間 卸料螺釘擰 緊后 應使卸料板超出凸模端面 有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來m1 調整 2 4 3 模架及其它零部件的設計 2 4 3 1 模架的選用 該模具選用后側導柱模架 這種模架的導柱在模具后側位置 沖壓時可保證零件 質量穩(wěn)定 以凹模周界尺寸為依據 選擇模架規(guī)格 由 冷沖模設計指導 可查得 閉合高度為mB160 L160 m20 18 則 上模座 m4 95 TGB 下模座 56 導柱 170628hA1 286 導套 4 HB 上模座厚度 上模墊板厚度m 上 模 mH12 墊 凸固定板厚度 支撐板厚度 20 凸 固 0 支 落料凹模厚度 凸凹模厚度 H 落 凹 6 凸 凹 下模座厚度 m45 下 模 那么模具的閉合高度為 2hHHH 下 模凸 凹落 凹支凸 固墊上 模閉 1456020124 216mm 式中 凸模沖裁后進入凹模的深度 2h mh2 16 2 4 3 2 其它零部件的選用 凸模固定板 凸模固定板的厚度一般取的 0 6 0 8 倍的凹模厚度 其外形尺寸與凹模的外形尺 寸一樣 在這里 凸模固定板的厚度為 20mm 墊板 墊板的厚度取 12mm 其外形尺寸與固定板尺寸相同 推件塊的設計 該模具中 被凸凹模推入落料凹模的沖壓件被設置在落料凹模內的推件塊推出 其尺寸分別按照凸 凹尺寸進行配做 保證單邊間隙 0 1mm 推件塊采用 Q235 鋼 熱 處理硬度為 43 48HRC 卸料板的厚度 彈壓卸料板的厚度一般比凹模厚度小些 在這里取 12mm 模柄尺寸的計算 模柄選用壓入式模柄 與模座孔采用過渡配合 可保證較高的垂直度和同軸度 使用于各種中 小型沖壓模具 其為標準件 材料為 Q235 直徑 d 40mm 高度 L 110 的 B 型壓入式模柄 標記 模柄 B50 91 JB T7646 1 上模螺釘和銷釘 螺釘 螺紋規(guī)格 d M8 公稱長度為 92mm 性能等級 8 8 級 表面氧化的 A 級 內六角圓柱螺釘 GB T70 1 M8 92 下模螺釘和銷釘 螺釘 螺紋規(guī)格 d M8 公稱長度為 54 5mm 性能等級 8 8 級 表面氧化的 A 級 內六角圓柱螺釘 GB T70 1 M8 54 5 銷釘 公稱直徑 d 8mm 公差 m6 公稱長度為 65mm 材料為鋼 經普通淬火 A 型 表面氧化處理的圓柱銷 銷 GB T 119 1 8m6 65 A 17 3 模具結構設計 本副沖裁模 模具零件加工的關鍵在工作零件 固定板以及卸料板 若采用線切 割加工技術加工 這些零件的加工就變得相對簡單 凸凹模的加工工藝過程如表 3 1 所示 表 3 1 凸凹模加工工藝過程 工序號 工序名稱 工序內容 設備 1 備料 圓形毛坯 2 熱處理 退火 消除內應力 3 銑削 銑外形 留單邊余量 0 5mm 數控銑床 4 磨平面 磨上下平面及外形面 平面磨床 5 磨外形 磨外形面 成型磨床 6 鉗工劃線 劃出各孔位置線 7 鉆孔 按位置加工出穿絲孔 鉆床 8 熱處理 淬火回火達到 58 62HRC 9 磨削 精磨上下平面及外形面 坐標磨床 10 線切割 按圖線切割 輪廓達到尺寸要求 電火花線割機 11 鉗工精修 全面達到設計要求 12 檢驗 沖孔凸模的加工工藝過程如表 3 2 所示 表 3 2 沖孔凸模加工工藝過程 工序號 工序名稱 工序內容 設備 1 備料 用軋制的圓棒料在鋸床上鋸斷 鋸床 2 鍛造 將棒料鍛成圓形毛坯 3 熱處理 退火 消除內應力 4 車床加工 車外圓 留磨余量 普通車床 5 熱處理 淬火回火達到 58 62HRC 6 磨外圓 在外圓磨床上磨外圓至要求尺寸 外圓磨床 7 鉗工精修 全面達到設計要求 8 檢驗 18 4 模具總裝 4 1 模具總裝圖 通過以上設計 可得到如圖所示的模具總裝配圖 模具上模部分由上墊板 墊板 凸模 凸模固定板以及落料凹模等組成 卸料方式才用彈性卸料 以橡膠為彈性元件 下模部分由下模座 凸凹模 凸凹模固定板 卸料板 橡膠等組成 沖孔廢料漏料孔 漏出 零件由上模打桿頂出 具體裝配圖如圖 5 1 所示 圖 5 1 裝配圖 4 2 模具工作原理 上模下行 進行沖裁 導柱 導套對上 下模的運動起到可靠的導向作用 落料凹 19 模接觸到卸料板時 對對工件起邊作用 沖孔完畢 卡在凸凹模外的搭邊廢料由下模 部分的彈性卸料裝置卸下 沖孔廢料由下模部分的漏料空落下 沖裁下的工件卡在上 模內 隨上模一起回程 上行到一定位置時 由橡膠塊作用推件塊把工件推出模外 進行下一次沖裁 4 3 模具的裝配 模具的裝配就是根據模具的結構特點和技術條件 以一定的裝配順序和方法 將 符合圖樣技術要求的零件 經協(xié)調加工組裝成滿足使用要求的模具 在裝配過程中 既要保證配合零件的配合精度 又要保證零件之間的位置精度 對于具有相對運動的 零件 還必須保證它們之間的運動精度 因此 模具裝配是實現(xiàn)沖模設計和沖壓工藝 意圖的過程 是模具制造過程中的關鍵工序 模具裝配的質量直接影響制件的沖壓質 量 模具的使用與維修和模具壽命 根據級進模的裝配要點 選凹模作為裝配基準件 先裝上模 再裝下模 并調整 間隙 試沖 返修 具體裝配如下 4 3 1 凸凹模預配 1 裝配前仔細檢查各凸模形狀以及凹模形孔 是否符合圖紙要求尺寸精度 形 狀 2 將各凸模分別與相應的凹?？紫嗯?檢查其間隙是否加工均勻 不合適者應 重新修磨或更換 4 3 2 凸模裝配 以凹?？锥ㄎ?將各凹模分別壓入凸模固定板的孔形中 并擠緊牢固 4 3 3 裝配下模 1 在下模座上劃中心線 按中心預裝凸凹模固定板 2 在下模座 凸凹模固定板 卸料板 用已加工好的凸凹模分別確定其螺孔位 置 并分別鉆孔 攻絲 3 在下模座 凸凹模固定板 橡膠 卸料板 安裝在一起 并用螺釘緊固 打 入銷釘 4 3 4 裝配上模 1 在已經調整好的下模上放等高墊鐵 再在凹模上放如 0 12 的紙片 然后將凸 模與固定板組合裝入凹模 2 預裝上模座 劃出與凸模固定板相應螺孔 銷孔位置并鉆鉸螺孔 銷孔 3 用螺釘將固定板組合 墊板 上模座連接在一起 但不要擰緊 4 復查凸 凹模間隙并調整合適后 緊固螺釘 5 切紙檢查 合適后打入銷釘 4 3 5 模具裝配特點 20 模具裝配屬單件生產 組成模具實體的零件 有些在制造過程中是按照圖紙標注 的尺寸和公差獨立的進行加工的 如落料凹模 沖孔凸模 導套和導柱 模柄等 這 類零件一般都是直接進行裝配 有些在制造過程中只有部分尺寸可以按照圖紙標柱尺 寸進行加工 需協(xié)調相關尺寸 有的在進入裝配前需采用配制或和體加工 有的需在 裝配過程中通過配制取得協(xié)調 圖紙上標柱的部分尺寸只作為參考 如模座的導套或 導柱固裝孔 多凸模固定板上的凸模固裝孔 需連接固定在一起的板件螺栓孔 銷釘 孔等 因此 模具裝配適合于采用集中裝配 在裝配工藝過程上多采用修配法和調整裝 配法來保證裝配精度 從而實現(xiàn)能用精度不高的組成零件 達到較高的裝配精度 降 低零件加工要求 4 3 6 裝配技術要求 沖裁模裝配后 應達到下述主要技術要求 1 模架精度應符合標準 JB T8050 1999 沖模模技術條件 JB T8071 1995 沖模模架精度檢查 的規(guī)定 模具的閉合高度應符合圖紙的規(guī)定 要求 2 裝配好的沖模 上模沿導柱上 下滑動應平穩(wěn) 可靠 3 凸 凹模間的間隙應符合圖紙規(guī)定的要求 分布均勻 凸?；虬寄５墓ぷ餍?程符合技術條件的規(guī)定 4 定位和擋料裝置的相對位置應符合圖紙要求 5 卸料和頂件裝置的相對位置應符合技術要求 超高量在許用規(guī)定范圍內 工 作面不允許有傾斜或單邊偏擺 以保證制件或廢料能及時卸下和順利頂出 6 緊固件裝配應可靠 螺栓螺紋旋入長度在鋼件連接時應不小于螺栓的直徑 鑄件連接時應不小于 1 5 倍螺栓直徑 銷釘與每一個零件的配合長度應大于 1 5 倍銷釘 直徑 螺栓和銷釘的端面不應露出上 下模座等零件的表面 7 落料孔或出料槽應暢通無阻 保證制件回廢料能自由排出 8 標準件應能互換 緊固螺釘和定位銷釘與其孔的配合應正常 良好 9 模具在壓力機上的安裝尺寸需符合選用設備的要求 起吊零件應符合技術要 求 10 模具應在生產的條件下進行實驗 沖出的制件應符合設計要求 4 3 7 裝配的工藝要點 在模具裝配之前 要認真研究模具圖紙 根據其結構特點和技術條件 制定合理 的裝配方案 并對提交的零件進行檢查 除了必須符合設計圖紙要求外 還應滿足裝 配工序對各類零件提出的要求 檢查無誤方可按規(guī)定步驟進行裝配 裝配過程中 要 合理選擇檢測方法及測量工具 沖模裝配工藝要點是 1 選擇裝配基準件 裝配時 先要選擇基準件 選擇基準件的原則是按照模具 21 主要零件加工時的依賴關系來確定 可以作為裝配基準件的主要有凸模 凹模 凸 凹模 導向板及固定板等 2 組件裝配 組件裝配是指模具在總裝前 將兩個以上的零件按照規(guī)定的技術 要求連接成一個組件 如模架的組裝 凸模和凹模與固定板的組裝 卸料與卸料機構 各零件的組裝等 這些組件 應按照各零件所具有的功能進行組裝 這將對整副模具 的精度起到一定的保證作用 3 總體裝配 總裝是將零件和組件結合成一副完整的模具過程 在總裝前 應 選好裝配的基準件和安排好上 下模的裝配順序 4 調整凸 凹模間隙 在裝配模具時 必須嚴格控制及調整凸 凹模間隙的均 勻性 間隙調整后 才能緊固螺釘及銷釘 調整凸 凹模間隙的方法有透光法 測量發(fā) 墊片發(fā) 涂層發(fā)等 5 檢驗 調試 模具裝配完畢后 必須保證裝配精度 滿足規(guī)定的各項技術要 求 并要按照模具驗收技術條件 檢驗模具各部分的功能 在實際生產條件下進行試 模 并按試模生產制件情況調整 修正模具 當試模合格后 模具加工 裝配才算基 本完成 沖裁模試沖時出現(xiàn)的問題和調整方法如下所示 表 3 3 沖裁模試沖時出現(xiàn)的問題和調整方法 存在問題 產生原因 調整方法 送料不暢 通或料被 卡住 1 兩導料板之間的尺寸過小或有斜 度 2 凸模與卸料板之間間隙過大 使 搭 邊翻扭 3 用側刃定距的級進模 導料板 作面與側刃不平行 或側刃與側刃 檔塊不密合 形成方毛刺 1 根據情況銼修或磨或重 裝 2 減小凸模與卸料板之間 間隙 3 重裝導料板 修整側刃 檔塊 消除間隙 制件有 毛刺 1 刃口不鋒利或淬火硬度低 2 配合間隙過大或過小 3 間隙不均勻使沖件的一邊有顯著 的 帶斜角的毛刺 刃磨刀口 使其鋒利 調 整凸 凹模之間間隙 使其 均勻一致 制件不 平 1 凹模有倒錐度 2 頂料桿和工件接觸面過小 3 導正銷與預沖孔配合過緊 將 沖件 壓出凹陷 修正擋料釘 更換頂料桿 增加與工件 接觸面積 修正導正銷 保持與導入 孔成動配 22 內孔與 外形位置 不正 成 偏拉情況 1 擋料釘位置不正 2 落料凸模上導正銷尺寸過小 3 導料板與凹模送料中心線不平 行 使孔偏斜 4 側刃定距不準 修正擋料釘 更換導正銷 修正導料板 修磨或更換側刃 卸料不 正常 1 彈簧或橡皮的彈力不足 2 凹模和下模座的漏料孔沒有校 正 料被堵死而排不出來 3 由于裝配不正確 使卸料機構不 能 正常工作 如卸料板與凸模配合 過 緊或卸料裝配有傾斜現(xiàn)象而卡緊 凸模 更換橡膠或橡皮 修正漏料孔 修正卸料板 凹模被漲 裂 凹模孔有倒錐現(xiàn)象 即上口大 下口 小 或凹刃口深度太長 積存的減數太多 脹 力太大 修正凹模刃口 消除倒 錐現(xiàn)象或減少凹模刃口長 度 使沖下的件盡快漏下 23 5 設計小結 大學三年的學習即將結束 畢業(yè)設計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié) 是對以前所學的 知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗 隨著我國經濟的迅速發(fā)展 采用模具的生產 技術得到愈來愈廣泛的應用 在完成大學三年的課程學習和課程 生產實習 我熟練 地掌握了機械制圖 機械設計 機械原理等專業(yè)基礎課和專業(yè)課方面的知識 對機械 制造 加工的工藝有了一個系統(tǒng) 全面的理解 達到了學習的目的 對于模具設計這個實踐性非常強的設計課題 我們進行了大量的實習 經過在新 飛電器有限公司 在洛陽中國一拖的生產實習 我對于冷沖模具 塑料模具的設計步 驟有了一個全新的認識 豐富和加深了對各種模具的結構和動作過程方面的知識 而 對于模具的制造工藝更是有了全新的理解 在指導老師的細心指導下和在工廠師傅的 講解下 我們對于模具的設計和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認識 同時在實習現(xiàn)場親 手拆裝了一些典型的模具實體并查閱了很多相關資料 通過這些實踐 我們熟練掌握 了模具的一般工作原理 制造 加工工藝 通過在圖書館借閱相關手冊和書籍 更系 統(tǒng)而全面了細節(jié)問題 鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設計工作者應有的素質 通過大學三年的學習 使我對模具這個專業(yè)從一無所知到現(xiàn)在熟練掌握專業(yè)知識 深入了解模具行業(yè)在工業(yè)生產的重要位置 使我更加增強了今后在工作和學習中的信 心 通過學習 我能從事簡單的沖壓工藝規(guī)程的編制 沖模設計及沖模制造工藝規(guī)程 的編制 本設計的內容為鏈節(jié)倒裝復合模具的設計 通過對模具的設計 基本掌握了對冷 沖模設計的方法及步驟 對冷沖模有了更進一步的了解和認識 對模具的制造方法和 制造過程更加熟悉 為今后的工作積累了豐富寶貴的經驗 通過這次設計 我更加深入地學習了冷沖壓技術工作設計的內容 冷沖壓技術工 作設計的內容包括冷沖壓工藝設計 模具設計及沖模制造三方面內容 盡管三者的工 作內容不同 但三者之間存在著相互滲透 相互補充 相互依存的關系 冷沖壓工藝設計是針對給定的產品圖樣 根據其生產批量的大小 沖壓設備的類 型規(guī)格 模具制造能力及工人技術水平等具體生產條件 從對產品零件圖的沖壓工藝 性分析入手經過必要的工藝計算 制定出合理的工藝方案 最后編寫沖壓工藝卡的一 個綜合分析 計算 設計過程 沖壓工藝方案的確定包括工序性質 數量的確定 工 序順序的安排 工序組合方式及工序定位方式的確定等內容 沖壓模具設計則是依據制定的沖壓工藝規(guī)程 在認真考慮毛坯的定位 出件 廢 料排出諸問題以及模具的制造維修方便 操作安全可靠等因素后 設計計算并構思出 24 與沖壓設備想適應的模具總體結構 然后繪制出模具總裝圖和所有非標準零件圖的整 個設計繪圖過程 沖模制造是根據模具結構 模具材料 尺寸精度 形位精度 工作特性和使用壽 命等項要求 綜合考慮各方面的特點 并充分發(fā)揮現(xiàn)有設備的一切特長 正確選擇加 工方法和裝配方法 選出最佳加工方案 制定出合理的沖模加工工藝規(guī)程的過程 設計中 我充分利用和查閱各種資料 并與同學進行充分討論 盡最大努力搞好 本次畢業(yè)設計 我也更認識到了模具設計是一項實踐性非常強的學科 不但要有深厚 的理論知識做基礎 吸取他人的設計經驗和勞動成果也是非常重要的 在設計的過程中 有一些的困難 但有指導老師的悉心指導和自己的努力 相信 會完滿的完成畢業(yè)設計任務 由于學生水平有限 而且缺乏經驗 設計中不妥之處在 所難免 肯請各位老師指正 25 致 謝 首先感謝本人的導師翟德梅老師 她對我的仔細審閱了本文的全部內容并對我的 畢業(yè)設計內容提出了許多建設性建議 翟老師淵博的知識誠懇的為人 使我受益匪淺 在畢業(yè)設計的過程中 特別是遇到困難時 她給了我鼓勵和幫助 在這里我向他表示 真誠的感謝 感謝母校 河南機電高等專科學校的辛勤培育之恩 感謝材料工程系給我提供 的良好學習及實踐環(huán)境 使我學到了許多新的知識 掌握了一定的操作技能 感謝和我在一起進行課題研究的同窗呂寧同學 和他在一起討論 研究使我受益 非淺 最后 我非常慶幸在三年的的學習 生活中認識了很多可敬的老師和可親的同學 并感激師友的教誨和幫助 26 參考文獻 1 楊占堯主編 沖壓模具圖冊 北京 高等教育出版社 2002 2 翟德梅主編 模具制造技術 河南機電高等?？茖W校 2001 3 原紅玲主編 沖壓工藝與模具設計 河南機電高等專科學校 2002 3 許發(fā)樾主編 實用模具設計與制造手冊 北京 機械工業(yè)出版社 2000 4 劉建超 張寶忠等編 沖壓模具設計與制造 北京 高等教育出版社 2002 5 陳錫棟 周小玉等編 實用模具技術手冊 北京 機械工業(yè)出版社 2001 6 王孝培主編 沖壓手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1990 7 翁其金主編 冷沖壓技術 北京 機械工業(yè)出版社 2000 8 李碩本主編 沖壓工藝學 北京 機械工業(yè)出版社 1982 9 薛彥成主編 公差配合與技術測量 北京 機械工業(yè)出版社 1992