油泵調(diào)節(jié)墊片沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)【沖孔落料復(fù)合?！俊菊f(shuō)明書(shū)+CAD】
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河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
1 緒論
進(jìn)入21世紀(jì)，制造技術(shù)發(fā)展迅猛，模具技術(shù)作為現(xiàn)代制造技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用。模具作為重要的生產(chǎn)裝備和工藝發(fā)展方向，在現(xiàn)代工業(yè)的規(guī)模生產(chǎn)中日益發(fā)揮著重大作用。通過(guò)模具進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)具有優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、節(jié)材、成本低等顯著特點(diǎn)，因而在機(jī)械、電子、輕工、家電、通信、軍事和航空航天等領(lǐng)域的產(chǎn)品生產(chǎn)中獲得了廣泛應(yīng)用，作用不可替代，模具被贊為“金鑰匙”、“制造業(yè)之母”、“進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力”等。利用模具成形零件的方法，實(shí)質(zhì)上是一種少無(wú)切削、多工序重合的生產(chǎn)方法。采用模具成形加工零件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝，可以提高生產(chǎn)率，保證零件質(zhì)量，節(jié)約原材料，降低生產(chǎn)成本，從而獲得很高的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，70%以上的汽車(chē)、拖拉機(jī)、電機(jī)電器、儀器儀表零件，80%以上的塑料制品，85%以上的計(jì)算機(jī)、電子行業(yè)產(chǎn)品的零件，都是采用模具成形的方法來(lái)生產(chǎn)。因此，利用模具生產(chǎn)零件的方法已經(jīng)成為工業(yè)上進(jìn)行成批或大量生產(chǎn)的主要技術(shù)手段，它對(duì)于保證制品的質(zhì)量、縮短產(chǎn)品研發(fā)周期、加速產(chǎn)品的更新?lián)Q代等都具有重要意義。
在我國(guó)，隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是20世紀(jì)80年代以來(lái)，產(chǎn)品的更新?lián)Q代迅速加快，品種數(shù)量迅速增加。這使模具的需求量相應(yīng)增加，質(zhì)量要求也越來(lái)越高，從而使模具技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用日趨重要。顯然，模具技術(shù)落后，制造周期長(zhǎng)，質(zhì)量低劣，必將影響生產(chǎn)發(fā)展和產(chǎn)品的更新?lián)Q代，使產(chǎn)品喪失競(jìng)爭(zhēng)力。
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)的模具制造技術(shù)是隨著現(xiàn)代化工業(yè)建設(shè)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。20世紀(jì)50年代以前，我國(guó)的工業(yè)基礎(chǔ)非常薄弱，大部分工業(yè)品不能自行生產(chǎn)，因而所需要的模具很少，也談不上模具工業(yè)和模具技術(shù)，國(guó)內(nèi)只能仿制一些簡(jiǎn)單的模具，且主要依靠鉗工個(gè)人技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
解放后，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)所需要的模具日益增多，模具制造水平處于參照外國(guó)模具圖樣進(jìn)行加工，并且多為單工序模具、簡(jiǎn)單的復(fù)合模具、少工序和較低精度的級(jí)進(jìn)模具和機(jī)外脫模的塑料壓縮模具。隨著國(guó)際經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作交流的發(fā)展，國(guó)外的模具技術(shù)書(shū)刊、模具設(shè)計(jì)手冊(cè)、模具制造資料等相繼介紹到我國(guó)，對(duì)指導(dǎo)和促進(jìn)模具技術(shù)的發(fā)展起到了重要作用，同時(shí)制造模具的一些專(zhuān)用加工設(shè)備如大型仿形銑床、坐標(biāo)鏜床等的引進(jìn)，為制造大型模具打下了物質(zhì)基礎(chǔ)。到1956年，制造模具開(kāi)始采用成形磨削加工，模具結(jié)構(gòu)采用拼塊方式，初步解決了模具鉗工手工作業(yè)和熱處理變形問(wèn)題。這對(duì)于提高模具質(zhì)量和精度、縮短制造周期起到了重要作用。
20世紀(jì)50年代末，電火花加工技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于模具生產(chǎn)，這種方法可以把模具型腔、型面的精加工放在熱處理之后，避免了熱處理變形對(duì)精度的影響，使模具制造技術(shù)水平又有一個(gè)較大的提高。尤其是1963年，國(guó)內(nèi)研制成功電火花線切割加工機(jī)床，從而可以加工更為復(fù)雜、精密的沖裁模等，大大減少了模具鉗工的手工作業(yè)，并應(yīng)用于塑料模、壓鑄模和其他成形模具的型孔加工。這一技術(shù)的應(yīng)用和普及是我國(guó)模具制造技術(shù)發(fā)展的又一重要里程碑。
改革開(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展及相關(guān)學(xué)科的技術(shù)進(jìn)步，推動(dòng)了模具制造技術(shù)及模具工業(yè)的迅猛發(fā)展，模具無(wú)論是從品種、數(shù)量還是精度方面，都有了大幅度的發(fā)展，模具對(duì)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的影響也越來(lái)越大，模具制造業(yè)也成了現(xiàn)代工業(yè)中一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的重要分支。模具標(biāo)準(zhǔn)化工作是代表模具工業(yè)和模具技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志。到目前為止，已經(jīng)制定了沖壓模、塑料模、壓鑄模和模具基礎(chǔ)技術(shù)等50多項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、近300個(gè)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)，基本滿足了國(guó)內(nèi)模具生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的需要。模具的商品化程度也大大提高，從“八五”期間的20%提高到目前的40%左右。一些先進(jìn)、精密和高自動(dòng)化程度的模具加工設(shè)備，如數(shù)控仿形銑床、數(shù)控加工中心、精密坐標(biāo)磨床、連續(xù)軌跡數(shù)控坐標(biāo)磨床、高精度低損耗數(shù)控電火花成型加工機(jī)床、慢走絲精密電火花線切割機(jī)床、精密電解加工機(jī)床、三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、擠壓研磨機(jī)等模具加工和檢測(cè)用的精密高效設(shè)備，由過(guò)去依靠進(jìn)口到逐步自行設(shè)計(jì)制造，使模具加工工藝手段登上了一個(gè)新臺(tái)階，同時(shí)為先進(jìn)加工工藝的推廣奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。特別是模具成型表面的特種加工工藝的研究和發(fā)展，使模具加工的精度和表面粗糙度都有很大的改善。特種加工工藝設(shè)備的改進(jìn)和提高，使模具加工自動(dòng)化程度和效率都大大提高。模具新材料的應(yīng)用，以及熱處理和表面處理技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，使模具壽命大幅度提高。快速成型技術(shù)在模具制造上的應(yīng)用，是近20年以來(lái)模具制造技術(shù)的又一重大發(fā)展。快速成型技術(shù)是綜合了機(jī)械工程、CAD、數(shù)控機(jī)床激光技術(shù)和材料科學(xué)技術(shù)的一種全新的制造工藝，應(yīng)用于模具制造，可以使模具設(shè)計(jì)和制造更加快速、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用，對(duì)于多品種、小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)及新產(chǎn)品敏捷開(kāi)發(fā)具有重要意義。
我國(guó)模具制造技術(shù)水平，從過(guò)去只能制造簡(jiǎn)單模具發(fā)展到了可以制造大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具。例如在沖壓模具方面，我國(guó)設(shè)計(jì)和制造的電機(jī)定轉(zhuǎn)子硅鋼片硬質(zhì)合金多工位自動(dòng)級(jí)進(jìn)模和電子、電氣行業(yè)用的50余工位的硬質(zhì)合金多工位自動(dòng)級(jí)進(jìn)模，都達(dá)到了國(guó)際同類(lèi)模具產(chǎn)品的技術(shù)水平。凹模鑲件重復(fù)定位精度＜0.005mm,步距精度＜0.005mm,模具成型表面粗糙度為Ra0.4~0.1μm，零件可以互換，模具壽命達(dá)1億沖次。級(jí)進(jìn)沖裁技術(shù)和疊鉚原理相結(jié)合，在高速?zèng)_床上使用，具有自動(dòng)沖切、疊壓、鉚合、扭角、計(jì)數(shù)分組和安全保護(hù)功能。在塑料模具方面，能設(shè)計(jì)和制造汽車(chē)保險(xiǎn)杠及整體儀表盤(pán)大型注射模，大型彩色電視機(jī)、洗衣機(jī)和電冰箱等多種精密、大型注射模。例如天津市通信廣播公司模具廠設(shè)計(jì)和制造的汽車(chē)保險(xiǎn)杠模具重達(dá)10余噸、模具尺寸精度可達(dá)10μm、型腔表面粗糙度為Ra0.1μm，型芯表面粗糙度為Ra3.2μm、模具壽命達(dá)30萬(wàn)次以上，達(dá)到國(guó)際同類(lèi)模具產(chǎn)品的技術(shù)水平。
我國(guó)模具制造行業(yè)近十余年來(lái)的年工業(yè)產(chǎn)值，持續(xù)以15%的增長(zhǎng)速度在迅速遞增，已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中一個(gè)舉足輕重的工業(yè)分支。
1.1.2國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，因而，促成了沖壓技術(shù)的不斷革新和發(fā)展。
（1）沖壓成形理論及沖壓工藝
沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)沖壓成形理論的研究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成形過(guò)程應(yīng)力應(yīng)變分析、板料變形規(guī)律研究及配料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的發(fā)展，特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進(jìn)一步完善，近年來(lái)我國(guó)已開(kāi)始應(yīng)用塑性成形過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，即利用有限元等數(shù)值分析方法模擬金屬的塑性成形過(guò)程。據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計(jì)人員可預(yù)測(cè)某一工藝方案成形的工藝性及可能出現(xiàn)的工藝問(wèn)題，并通過(guò)在計(jì)算機(jī)上有選擇的修改有關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
（2）沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造
沖壓模具是實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件。在沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造上，目前正朝著以下兩方面發(fā)展：一方面，為了適應(yīng)高速、自動(dòng)、精密、安全等現(xiàn)代化生產(chǎn)需要，沖壓模具正向高效率、高精度、高壽命、自動(dòng)化及多工位方向發(fā)展。在我國(guó)，工位數(shù)達(dá)50甚至更多的級(jí)進(jìn)模、壽命達(dá)億次的硬質(zhì)合金模、精度和自動(dòng)化程度相當(dāng)高的沖壓模具都已經(jīng)應(yīng)用在生產(chǎn)中，同時(shí)，由于這樣的沖壓模具對(duì)加工、裝配、調(diào)整、維修要求很高，因此，各種高效、精密，數(shù)控、自動(dòng)化的模具加工機(jī)床和檢測(cè)設(shè)備也正在迅速發(fā)展；另一方面，為了產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制小批量生產(chǎn)的需要，鋅合金沖壓模具、聚氨酯橡皮沖壓模具、薄板沖壓模具、鋼帶沖壓模具、組合沖壓模具等各種簡(jiǎn)易沖壓模具及其制造工藝也得到了迅速發(fā)展。
（3）模具材料模具材料及熱處理與表面處理工藝對(duì)模具加工質(zhì)量和壽命的影響很大，世界各主要工業(yè)國(guó)在此方面的研究取得了較大的進(jìn)步，并開(kāi)發(fā)了許多新的鋼種，其硬度可達(dá)HRC58～70,而變形只有普通鋼的1/2～1/5。如火焰淬火鋼可局部硬化，且無(wú)脫碳；我國(guó)研制的65Hb、LD和CD等新鋼種，具有熱加工性能好、熱處理變形小、抗沖擊性能佳等特點(diǎn)。與此同時(shí)，還發(fā)展了一些新的熱處理和表面處理工藝，主要有：氣體軟氮化、離子氮化、滲硼、表面涂金、化學(xué)氣象沉積、物理跡象沉積、激光表面處理等。這些方法能提高模具工作表面的耐磨性、硬度和耐腐蝕性，使模具壽命大大延長(zhǎng)。
（4）沖壓模具的標(biāo)準(zhǔn)化和專(zhuān)業(yè)化
模具的標(biāo)準(zhǔn)化和專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)，已得到模具行業(yè)的高度重視，這是由于模具標(biāo)準(zhǔn)化是組織模具專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)的前提，而模具的專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)是提高模具質(zhì)量、縮短模具制造周期、低成本的關(guān)鍵。我國(guó)已頒布了冷沖壓術(shù)語(yǔ)、冷沖模零部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，沖壓模具的專(zhuān)業(yè)化正處在積極組織和實(shí)施中，但總的來(lái)說(shuō)，我國(guó)沖壓模具的標(biāo)準(zhǔn)化和專(zhuān)業(yè)化水平還處于較低水平。
（5）沖壓模具CAD/CAE/CAM技術(shù)
模具CAD/CAE/CAM技術(shù)是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，它以計(jì)算機(jī)軟件的形式為用戶提供一種有效的輔助工具，使工程技術(shù)人員能借助計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及成本等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)從而顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。隨著功能強(qiáng)大的專(zhuān)業(yè)軟件和高效集成制造設(shè)備的出現(xiàn)，以三維造型為基礎(chǔ)、基于并行工程的模具CAD/CAE/CAM技術(shù)正成為發(fā)展方向，它能實(shí)現(xiàn)制造和裝配的設(shè)計(jì)、成形過(guò)程的模擬和數(shù)控加工過(guò)程的防真，還可對(duì)模具可制造性進(jìn)行評(píng)價(jià)，使模具設(shè)計(jì)與制造一體化、智能化。
(6)沖壓設(shè)備和沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化
性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件。高精度、高壽命、高效率的沖模需要高精度、高自動(dòng)化的壓力機(jī)與之匹配。為了滿足大批量高速生產(chǎn)的需要，目前沖壓設(shè)備也由單工序、單功能、低速朝著多工位、多功能、高速和數(shù)控方面發(fā)展，加之機(jī)械手乃至機(jī)器人的大量使用，使沖壓生產(chǎn)效率得到了大幅度的提高。
沖壓生產(chǎn)的自動(dòng)化是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和改善勞動(dòng)條件的有效措施。由于冷沖壓操作簡(jiǎn)單，坯料和工序件形狀比較規(guī)則，，一致性好，因此，容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化。沖壓生產(chǎn)的自動(dòng)化包括：原材料的運(yùn)輸、沖壓工藝過(guò)程及檢測(cè)、沖模的更換與安裝、廢料處理等各個(gè)環(huán)節(jié)，但最基本的是壓力機(jī)自動(dòng)化和沖壓模具自動(dòng)化。適用與各種條件下自動(dòng)操作的通用裝置和檢測(cè)裝置有：帶料、條料或工序件的自動(dòng)送料裝置，自動(dòng)出件與理件裝置，送料位置和加工檢測(cè)裝置，安全保護(hù)裝置等，都是實(shí)現(xiàn)普通壓力機(jī)和沖壓模具子自動(dòng)化的基本裝置。
（7）快速模具制造技術(shù)
由于傳統(tǒng)模具制作過(guò)程復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)、費(fèi)用高，因此，目前基于快速成型技術(shù)的快速模具制造技術(shù)已經(jīng)成為一個(gè)新的發(fā)展方向和研究熱點(diǎn)。
目前，快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)主要有低熔點(diǎn)合金制模技術(shù)、鋅基合金制模技術(shù)、噴涂成形制模技術(shù)等。采用快速模具制造技術(shù)，能簡(jiǎn)化模具制造工藝，縮短制模周期，降低模具生產(chǎn)成本，在工業(yè)生產(chǎn)中取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
1.2國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要和產(chǎn)品更新?lián)Q代不斷加快，對(duì)模具制造提出了越來(lái)越高的要求，模具制造質(zhì)量提高、生產(chǎn)周期縮短已經(jīng)成為該行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)?？v觀模具制造業(yè)近十余年來(lái)的發(fā)展道路，其主要發(fā)展方向可以歸納為如下幾個(gè)方面。
1.2.1模具生產(chǎn)的專(zhuān)業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷提高
多年來(lái)的模具制造實(shí)踐表明，要使模具技術(shù)高速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)是關(guān)鍵，目前美國(guó)模具專(zhuān)業(yè)化程度已超過(guò)90%，日本也超過(guò)了75%。而我國(guó)模具專(zhuān)業(yè)化程度還處在25%左右。
實(shí)現(xiàn)模具專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)，前提是要模具標(biāo)準(zhǔn)化，這樣可使專(zhuān)業(yè)模具生產(chǎn)廠減少30%～50%的制造工作量，降低成本50%。有了模具的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，才可能采用專(zhuān)用的先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)，建立專(zhuān)門(mén)的機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)線，才可能采用高精度的、專(zhuān)用的質(zhì)量檢測(cè)手段，從而實(shí)現(xiàn)提高模具質(zhì)量、縮短生產(chǎn)周期、降低制造成本的目標(biāo)。
1.2.2模具粗加工技術(shù)向高速加工發(fā)展
以高速銑削為代表的高速切血加工技術(shù)代表了模具零件外形表面粗加工發(fā)展的方向。高速銑削可以大大改善模具表面的質(zhì)量狀況，并大大提高加工效率和降低加工成本。例如IN-GERSOLL公司生產(chǎn)的VHM型超高速加工中心的切削進(jìn)給速度為76m∕min;主軸轉(zhuǎn)速為45000r∕min；瑞士SIP公司生產(chǎn)的AFX立式精密坐標(biāo)鏜床的主軸轉(zhuǎn)速為30000r∕min；日本森鐵工廠生產(chǎn)的MV-40型立式加工中心，其轉(zhuǎn)速達(dá)40000r∕min。另外，毛坯下料設(shè)備出現(xiàn)了高速鋸床、陽(yáng)極切割和激光切割等高速、高效率加工設(shè)備，還出現(xiàn)了高速磨削設(shè)備和強(qiáng)力磨削設(shè)備等。
1.2.3成形表面的加工向精度、自動(dòng)化方向發(fā)展
成形表面的加工向計(jì)算機(jī)控制和高精度加工方向發(fā)展。數(shù)控加工中心、數(shù)控電火花成形加工設(shè)備、計(jì)算機(jī)控制連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床和配有CNC裝修設(shè)備與精密測(cè)量裝置的成形磨削加工設(shè)備等的推廣使用，是提高模具制造技術(shù)水平的關(guān)鍵。
1.2.4光整加工技術(shù)向自動(dòng)化方向發(fā)展
當(dāng)前模具成形表面的研磨、拋光等光整加工仍然以手工業(yè)為主，不僅花費(fèi)工時(shí)多，而且勞動(dòng)強(qiáng)度大、表面質(zhì)量低。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家正在研制有計(jì)算機(jī)控制、帶有磨料磨損自動(dòng)補(bǔ)償裝置的光整加工設(shè)備，可以對(duì)復(fù)雜型面的三維曲面進(jìn)行光整加工，并開(kāi)始在模具加工上使用，大大提高了光整加工的質(zhì)量和效率。
1.2.5反響制造工程制模技術(shù)的發(fā)展
以三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)和快速成型制造技術(shù)為代表的的反向制造工程制模技術(shù)是一種以復(fù)制為原理的制造技術(shù)。它是模具制造技術(shù)上的又一重大發(fā)展，對(duì)模具制造具有重要影響。這種技術(shù)特別適用于多品種、少批量、形狀復(fù)雜的模具制造，對(duì)縮短模具制造周期，進(jìn)而提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力有重要意義。
1.2.6模具CAD/CAM技術(shù)將有更快的發(fā)展
模具CAD/CAM技術(shù)在模具設(shè)計(jì)和制造上的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯，它是模具技術(shù)的又一次革命，普及和提高模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用是模具制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
1.2.7研制和發(fā)展模具用材料
模具材料是影響模具壽命、質(zhì)量、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本的重要方面。沒(méi)有充足的、高質(zhì)量的、品種系列齊全的模具用材料，模具工業(yè)要趕上世界先進(jìn)水平就只能是紙上談兵。加速研發(fā)急需的模具新鋼種，如高強(qiáng)韌、高耐磨新型優(yōu)質(zhì)模具鋼，大力發(fā)展硬質(zhì)合金模具材料已經(jīng)勢(shì)在必行。
1.3油泵調(diào)節(jié)墊片模具設(shè)計(jì)與制造方面
1.3.1油泵調(diào)節(jié)墊片模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路
此工件形狀、結(jié)構(gòu)都比較簡(jiǎn)單，而且上下對(duì)稱(chēng)，生產(chǎn)批量為大批量，用簡(jiǎn)單模分兩次加工，就生產(chǎn)批量來(lái)說(shuō)有些費(fèi)時(shí)，用級(jí)進(jìn)模加工要設(shè)導(dǎo)正銷(xiāo)，模具加工、安裝較復(fù)雜，用復(fù)合模加工既能保證精度，還能保證生產(chǎn)效率，所以采用復(fù)合模加工。設(shè)計(jì)此模具時(shí)，要設(shè)計(jì)好模具的工作零部件，其它的零件根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的需要添加即可，但必須要保證模具工作時(shí)的正常運(yùn)行.
1.3.2油泵調(diào)節(jié)墊片模具設(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20天；
2.確定加工方案，所用時(shí)間5天；
3.模具的設(shè)計(jì)，所用時(shí)間30天；
4．模具的調(diào)試．所用時(shí)間5天．
設(shè)計(jì)者：楊占濤
2 零件的工藝性分析
工件名稱(chēng)：油泵調(diào)節(jié)墊片
生產(chǎn)批量：大批量
材料：H62
厚度：0.2mm
圖1 零件圖
2.1 零件的總體分析
該零件形狀簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)，是有圓弧和直線組成的。具有良好的塑性、韌性、冷沖壓性能，能夠進(jìn)行一般的沖壓加工。零件形狀較為復(fù)雜，采用圓弧過(guò)渡，但零件對(duì)稱(chēng)分布，有沖孔、落料兩個(gè)工序特征。
2.1.1外形落料的工藝性
油泵調(diào)節(jié)墊片屬于中等尺寸零件，料厚0.2mm，外形較為復(fù)雜，采用圓弧過(guò)渡，以便于模具加工，減少熱處理開(kāi)裂，減少?zèng)_裁時(shí)尖角處的崩刃和過(guò)快磨損，尺寸精度要求一般。
2.1.2沖孔的工藝性
有三個(gè)9和一個(gè)Φ46帶肩的孔，沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為IT14級(jí)，孔中心與邊緣距離尺寸公差為±0.5mm。
2.1.3沖裁件的孔邊距和孔間距
為避免工件變形和保證模具強(qiáng)度，孔邊距和孔間距不能過(guò)小?！?】其最小許可值當(dāng)取：C≥(1～1.5)t。根據(jù)工件的尺寸可得 t=0.2，所以工件的尺寸符合要求。
沖孔時(shí)因凸模強(qiáng)度限制孔的尺寸不應(yīng)太小，否則凸模易折斷，查表2.7.3【1】知，工件上孔的直徑大于或等于0.35倍的料度即。由任務(wù)書(shū)零件圖易于看出工件的尺寸符合要求。
2.1.4尺寸精度
圖示零件的尺寸均未注公差的一般尺寸，按慣例取IT14級(jí)，尺寸精度較低，符合一般沖壓的經(jīng)濟(jì)精度要求。
3 工藝方案的確定
該零件所需的沖壓工序?yàn)槁淞虾蜎_孔，可擬定出以下三種工藝方案：
方案一：用簡(jiǎn)單模分兩次加工，既落料—沖孔。
方案二：沖孔、落料復(fù)合模。
方案三：沖孔、落料級(jí)進(jìn)模。
采用方案一，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。
該零件Φ9的孔與外緣之間的最小距離(10 mm)和Φ46與Φ9兩孔的最小距離(3.5 mm)大于此零件要求的最小壁厚(1.0 mm)，可以采用沖孔、落料復(fù)合?；驔_孔、落料級(jí)進(jìn)模。復(fù)合模具的形位精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率也高，盡管模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱(chēng)，模具制造并不困難。級(jí)進(jìn)模雖生產(chǎn)率也高，但零件的沖裁精度稍差，欲保證沖壓件的行位精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷(xiāo)導(dǎo)正，故模具制造、安裝較復(fù)合模復(fù)雜。通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較，該零件的沖壓生產(chǎn)采用方案二的復(fù)合模為佳。
4 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算
設(shè)計(jì)復(fù)合模時(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，且易于保證工件外形的圓角。
4.1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2.5.2【1】。取最小搭邊值為1.8mm，最小搭肩值2.5mm。
4.2確定零件的排樣方案
設(shè)計(jì)模具時(shí)，條料的排樣很重要。分析零件形狀可知，確定排樣方案：條料從右至左送進(jìn)，落料凸模的沖壓力比較均勻，零件形狀精度容易保證。條料的排樣如圖2所示。
圖2 排樣方案
4.3計(jì)算送料步距和條料的寬度
按如上排樣方式，并根據(jù)工件的尺寸確定送料步距為搭肩值與工件寬度之和。
即:寬度:B=60+2×2.5=65mm
步距：S=95mm +1.8mm=96.8mm
4.4計(jì)算材料的利用率
根據(jù)一般的市場(chǎng)供應(yīng)情況，原材料選用400mm×2000mm×0.2mm的冷軋黃銅板，每塊可剪成66mm×1000mm規(guī)格的條料6條.
計(jì)算沖壓件毛坯的面積：A=2×(20
9.55+93.34+39.25+727.13+1020+200)mm2=4578.54 mm2
材料利用率通用公式【1】
式中A—一個(gè)沖裁剪的面積。
n— 一個(gè)步距內(nèi)的沖裁件數(shù)量。
B—條料寬度。
S—步距。
材料利用率：η=×100%
=4578.54/（65×96.8）×100%
=73%
5 計(jì)算沖壓力和初選壓力機(jī)
5.1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，本模具采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖裁模?？紤]到模具刃部被磨損、凸凹模不均勻和波動(dòng)、材料力學(xué)性能及材料厚度偏差等因素的影響。本模具采用普通平刃口模具沖裁，其沖裁力P按下式計(jì)算：
式中 P—沖裁力（KN）。
K—系數(shù)，一般取1.3
L—沖裁件剪切周邊長(zhǎng)度（mm）。
t—沖裁件材料厚度（mm）
—被沖材料的抗剪強(qiáng)度。
上式中抗剪強(qiáng)度與材料種類(lèi)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，故沖裁力表達(dá)式又可表示為：
落料力：F落=Ltδb
=248×0.2×450=23.32KN
沖孔力：F孔= Ltδb
=153.16×0.2×450=13.784KN
K推—推件力系數(shù),由手冊(cè)查得K推=0.06
n—同時(shí)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(cè)【5】表2.9.4 可得和h=4mm,故n=4/0.2＝20
推件力：F推=nK推F孔=20×0.06×13.784KN=16.54KN
查表2.6.1【1】卸料力系數(shù)K卸=0.06
卸料力：F卸=K卸F落=0.06×23.32KN=1.40KN
總沖壓力為： F總=F落+F孔+F推+F卸
=23.32+13.784+16.54+1.40=55.04KN
為了保證沖壓力足夠，一般沖裁時(shí)壓力機(jī)噸位應(yīng)比計(jì)算的沖壓力大30%，既F總=1.3×F總=1.3×55.04=71.56KN
5.2初選壓力機(jī)
壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力必須大于或等于工序總力。
查手冊(cè)【2】初選開(kāi)式可傾壓力機(jī)參數(shù)初選壓力機(jī)型號(hào)為J23-80和J23-100，見(jiàn)表一。
表一 所選擇壓力機(jī)的相關(guān)參數(shù)
型號(hào)
公稱(chēng)壓力/kN
滑塊行程/mm
最大封閉高度/mm
工作臺(tái)尺寸/mm
可傾斜角/。
封閉高度調(diào)節(jié)量/mm
J23-100
1000
130
480
710×1080
30
100
J23-80
800
130
380
540×800
30
90
5.3 確定壓力中心
用解析法求模具的壓力中心坐標(biāo).按比例畫(huà)出工件尺寸,選用坐標(biāo)系XOY,如下圖所示
因工件左右對(duì)稱(chēng),即Xc=0.故只需求出Yc.將工件沖裁周邊分成L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8,L9,L10,L11基本線段,求出各段長(zhǎng)度的重心位置:
L1=40mm Y1=0
L2=15.7mm Y2=5mm
L3=58mm Y3=24.5mm
L4=39.94mm Y4=50.71mm
L5=67.64mm Y5=72.85mm
L6=28.97mm Y6=92.48mm
L7=28.26mm Y7=75mm
L8=136.6mm Y8=45.32mm
L9=4mm Y9=20mm
L10=12.56mm Y10=16.45mm
L11=56.52mm Y11=10mm
Yc=L1Y1+L2Y2+L3Y3……+L9Y9+L10Y10+
L11Y11/L1+L2+L3+……+L9+L10+L11=
0+15.7*5+58*24.5*……+4*20+12.56
*16.45+56.52*10/40+15.7+58+……+
4+12.56+56.52=41.57mm 圖3壓力中心
6 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定
6.1 模具類(lèi)型的選擇
由沖壓工藝分析可知，采用倒裝復(fù)合沖壓，所以模具類(lèi)型為倒裝復(fù)合模。
6.2定位方式的選擇
因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，所以選用導(dǎo)料銷(xiāo)和擋料銷(xiāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)沖裁條料的定位。
6.3導(dǎo)向方式的選擇
為了提高模具壽命和工作質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該復(fù)合模采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。
6.4 卸料方式
該模具采用倒裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料直接由沖孔凸模從凸凹模內(nèi)孔推下。工件厚度為0.2mm，料厚相對(duì)較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。
6.5 送料方式
采用手動(dòng)送料。
7 模具工作零部件刃口尺寸的計(jì)算
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，小孔尺寸則由沖孔得到。
查表2.3得間隙值：Zmin=0.010mm Zmax=0.014mm
7.1沖孔3×Φ9mm凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算
由于制件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開(kāi)加工的方法制作凸凹模，其凸凹模刃口尺寸計(jì)算如下：
查表2.5得凸凹模制造公差：δ凸= 0.020mm δ凹=0.020mm
校核： Zmax-Zmin=0.014-0.010=0.004 mm
而δ凸+δ凹=0.020mm+0.020mm=0.040mm
滿足Zmax-Zmin≥δ凸+δ凹的條件
查表2.6得：IT14級(jí)的磨損系數(shù)x=0.5
按式（2.5） d凸=（dmin+x△）
d凸=（9+0.5×0.36）=9.18mm
d凹=(d凸+Zmin) =(9.18+0.01) =9.19mm
7.2沖孔Φ46帶凸肩的凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算
由于制件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以采用配合加工法,這種方法有利于獲得最小合理間隙,放寬對(duì)模具的加工設(shè)備的精度要求,其凸模刃口尺寸計(jì)算如下：
當(dāng)以凸模為基準(zhǔn)件時(shí),凸模磨損后,刃口部分尺寸減小,因此應(yīng)屬于B類(lèi)尺寸.
工件圖中未標(biāo)注公差尺寸,查相關(guān)文獻(xiàn)得其極限偏差: Φ460+0.62 mm, 8 0+0.36mm,290+0.52mm
查表2.6得磨損系數(shù)X為:當(dāng)X≥0.36時(shí),X=0.5
當(dāng)X≤0.36時(shí),X=0.75
按公式Bj=(Bmin+X△)0-△/4
46凸=(46+0.5×0.62) 0-0.25×0.62mm=46.310-0.16mm
8凸=(8+0.5×0.36) 0-0.25×0.3mm6=8.180-0.09mm
29凸=(29+0.5+0.52) 0-0.25×0.52mm=29.260-0.13mm
落料凹模的基本尺寸與凸模相同,分別是46.31mm,8.18mm,29.26mm,不必標(biāo)注公差,但要在技術(shù)要求中注明:凹模的實(shí)際刃口尺寸與落料凸模配制,保證最小雙面合理間隙值Zmin=0.010mm.
7.3外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算
此落料件為形狀較為復(fù)雜的零件，所以利用凸凹模配作法，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。
以落料凹模為基準(zhǔn)件，由公差表查得工件個(gè)尺寸的公差等，確定x
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(lèi)尺寸A
第一類(lèi)尺寸：
b、凹模磨損后會(huì)減小的尺寸-------第二類(lèi)尺寸B
第二類(lèi)尺寸：
c、凹模磨損后會(huì)保持不變的尺寸 第三類(lèi)尺寸C
第三類(lèi)尺寸：
其凸、凹模刃口部分尺寸計(jì)算如下:
當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)件時(shí),凹模磨損后,刃口部分尺寸增大,因此應(yīng)屬于A類(lèi)尺寸.
工件圖中未標(biāo)注公差尺寸,查相關(guān)文獻(xiàn)得其極限偏差: R130-0.43 mm,R300-0.52mm,R100-0.36mm,600-0.74mm,950-0.87mm,440-0.62mm
查表2.6得磨損系數(shù)X為:當(dāng)X≥0.36時(shí),X=0.5
當(dāng)X≤0.36時(shí),X=0.75
按公式Aj=(Amax+X△)+ △/04
R13凹=(13-0.5×0.43)0+0.25×0.43=12.790+0.11
R30凹=(30-0.5×0.52)0+0.25×0.52=29.74+00.130
R10凹=(10-0.5×0.36)0+0.25×0.36=9.820+0.090
60凹=(60-0.5×0.74)0+0.25×0.74=59.820+0.19
44凹=(44-0.5×0.62) 0+0.25×0.62=43.690+0.16
95凹=(95-0.5×0.87) 0+0.25×0.87=94.570+0.22
圖4落料凹模刃口部分尺寸
落料凸模的基本尺寸與凹模相同,分別是12.79mm,29.74mm,9.82mm,59.82mm,43.69mm,94.57mm,不必標(biāo)注公差,但要在技術(shù)要求中注明:凸模的實(shí)際刃口尺寸與落料凸模配制,保證最小雙面合理間隙值Zmin=0.010mm
對(duì)凹模磨損后其尺寸大小不變. 工件圖中未標(biāo)注公差尺寸,查相關(guān)文獻(xiàn)得其極限偏差: 30+0.62mm,34+0.62mm,40+0.62mm
按公式Cj=(Cmin+△/2)+ △/8
31凹=(31-0.62+1.24/2)+1.24/8=31+0.16
34凹=(34-0.62+1.24/2)+1.24/8=34+0.16
40凹=(40-0.62+1.24/2)+1.24/8=40+0.16
8 模具主要零部件設(shè)計(jì)
8.1工作零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
8.1.1落料凹模的設(shè)計(jì)
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。整體式凹模裝于上模座上, 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?？椎淖畲髮挾龋ǖ獴不小于15mm）
C-----凹模壁厚， 指刃口至凹模外形邊緣的距離
K=系數(shù)（查表2－40【5】K=0.20）
凹模高度H=kb=0.20×95mm=19mm
凹模壁厚C=1.5H=1.5×19mm=28.5mm
凹模的外形尺寸的確定：凹模外形長(zhǎng)度L=(95+2×28.5)mm=152mm
凹模外形寬度B=（60+2×28.5）mm=117mm
凹模整體尺寸標(biāo)準(zhǔn)化： 取為 180mm×150mm×35mm
凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般?。?.7～2.0）d,
圖5 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35mm，所以根據(jù)表2.46【2】查得螺孔選用4×M12的螺釘固定在上模座。故選用如圖5 。
螺孔到凹模外緣的最小距離【6】：
a2=1.5d=1.5×12=18mm
a3=1.13d=1.1312≈13.56mm
凹模上螺孔到銷(xiāo)孔的距離一般取b>2d,加上凹模板的設(shè)計(jì)，所以b應(yīng)大于24。
根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板180×150×35（JB/T7643.1）【6】
8.1.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì)
（1） 沖孔φ9凸模設(shè)計(jì) 為了增加凸模的強(qiáng)度與剛度，凸模應(yīng)做成臺(tái)階式凸模。如下圖所示。所以選用a形圓凸模，凸模固定板厚度取凹模厚度的0.6—0.8倍，故取凸模固定板厚度為15mm。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—卸料板高度，mm
h3—導(dǎo)料板高度，mm
h—附加高度，一般取15~20mm
L=h凸模固定板+h落料凹模=（15+19）mm=34mm
圖6 凸模
φ9凸模強(qiáng)度校核：經(jīng)查有關(guān)文獻(xiàn)得Q235板料的抗剪強(qiáng)度為 τ=412Mpa，凸模材料選用優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼（淬火），其直徑為d=9.18mm。凸模材料的許用壓應(yīng)力【δy】=1800Mpa根據(jù)公式（2.45）dmin≥得：
==0.18mm
因?yàn)? d=9.18mm
既： d≥ 故設(shè)計(jì)合理
由于此凸模長(zhǎng)度較短，無(wú)需對(duì)此凸模進(jìn)行彎曲應(yīng)力校核，強(qiáng)度足夠，沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模刃口1mm。
凸模固定板材料可用45鋼，結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格見(jiàn)手冊(cè)【5】表15.57可得180×150×15。
（2）沖孔Φ46帶肩凸模設(shè)計(jì) 由于此凸模為異形凸模，為使凸模加工方便，將此凸模做成等斷面，稱(chēng)為直通式凸模，其固定方式采用N7/h6鉚接固定。凸模固定板厚度取15mm，凸模長(zhǎng)度根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要來(lái)確定：
L=h凸模固定板+h落料凹模=（15+19）mm=34mm
由于此凸模直徑較大，且長(zhǎng)度較短，剛度和強(qiáng)度足夠，所以無(wú)需對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模刃口1mm。
圖7 異性凸模
8.1.3凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本模具為復(fù)合沖裁模，除了沖孔凸模和落料凹模外，還有一個(gè)凸凹模。根據(jù)整體模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要，凸凹模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖應(yīng)如下圖所示。確定凸凹模安排在模架上的位置時(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。
校核凸凹模的強(qiáng)度：查表2.23得凸凹模的最小壁厚為≤1.4mm，而實(shí)際最小壁厚為3.5mm，故符合強(qiáng)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0.010-0.014mm。凸凹模上孔中心與邊緣距離尺寸10mm的公差，應(yīng)比零件所標(biāo)注的精度高3-4級(jí)，既為（10±0.15）mm。
圖8 凸凹模
8.2定位裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化【6】
8.2.1擋料銷(xiāo)及導(dǎo)料銷(xiāo)的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
由設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可得該套模具所用擋料銷(xiāo)與導(dǎo)料銷(xiāo)的規(guī)格尺寸一樣，根據(jù)手冊(cè)【4】選用。
型號(hào)：JB/T7649.9 6×25mm
材料為45鋼的圓柱擋料銷(xiāo),硬度43～48HRC
8.2.2擋料銷(xiāo)與導(dǎo)料銷(xiāo)位置的確定
由模具整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，導(dǎo)料銷(xiāo)及導(dǎo)料銷(xiāo)都應(yīng)通過(guò)卸料板固定于模具的凸凹模上。且在模具閉合狀態(tài)下，應(yīng)高出卸料板3mm【1】。
根據(jù)分析選用廢料孔后端定位時(shí)擋料銷(xiāo)位置如下圖
圖9 擋料銷(xiāo)位置
8.2.3導(dǎo)料銷(xiāo)位置的確定
導(dǎo)料銷(xiāo)位于條料的同一側(cè)，采用從右向左的送料方式，送料的方向?qū)Я箱N(xiāo)應(yīng)裝在后側(cè)。
8.3卸料裝置的設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)化【7】
8.3.1彈性卸料板的結(jié)構(gòu)形式
模具采用倒裝結(jié)構(gòu)，選用手冊(cè)【6】圖7－7（b）的卸料板形式。由表7－8查得彈性卸料板厚度為12mm。裝模具時(shí)卸料板孔與凸凹模得單邊間隙為0.10mm，在模具開(kāi)啟狀態(tài)，卸料板應(yīng)高出模具凸凹模工作刃口0.3～0.5mm，以便順利卸料，卸料板的工作行程為3.5mm。
8.3.2卸料螺釘?shù)倪x用
采用圓柱頭卸料螺釘45鋼，熱處理硬度35～45HRC
規(guī)格 M8×90 JB/T7650.6-1994
8.3.3卸料板橡膠設(shè)計(jì)
卸料板橡交設(shè)計(jì)計(jì)算表一。選用4塊橡膠的厚度務(wù)必一致，不然會(huì)造成受力不均勻，影響模具的正常工作。
表二 卸料板橡膠的設(shè)計(jì)
項(xiàng)目
公式
結(jié)果
備注
卸料板的工作行程h工
H=h1+h+h2
1.7mm
h為凸模凹進(jìn)卸料板的高度1mm
h2凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度
橡膠的工作行程H工
H工=h工+h修mm
8.7 mm
h修為凸模修模量
橡膠的自由高度H自由
H自由=4 h工
34.8mm
取H工為H自由高度的25%
橡膠的預(yù)壓縮量H預(yù)
H預(yù)=15%H自由
5.2mm
一般H預(yù)=（10%～15%）H自由
每個(gè)橡膠承受的載荷F1
F1=F卸/4
350 N
選用4個(gè)圓筒形橡膠
橡膠的外徑D
D=
30.5 ㎜
此為圓筒的內(nèi)徑，取
d=8.5㎜,P=0.5 MPa
校核橡膠的高度
0.5
滿足要求
橡膠的安裝高度H按
H安=H自由—H預(yù)
29.6㎜
聚氨酯橡膠：表8—47聚氨酯橡膠尺寸（冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)）也可選標(biāo)準(zhǔn)件：D=35㎜ d=8.5㎜ H=40㎜
由表8—50查得內(nèi)孔d與相應(yīng)的卸料螺釘尺寸d=8.5 配用螺釘d=8（JB/T7650.6—90）
注螺釘長(zhǎng)度L需視模具結(jié)構(gòu)要求而定。
8.4推件裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化【5】
8.4.1剛性推件裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
本套模具的推件裝置所需推件力大，且為了推件平穩(wěn)可靠，應(yīng)采用剛性推件裝置。其結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)手冊(cè)【5】
8.4.2推件塊的設(shè)計(jì)
本推件塊的端面外形應(yīng)跟落料凹模的刃口形狀一致，整體外形應(yīng)設(shè)計(jì)成臺(tái)階式以便與凹模配合完成推件，而在沖裁時(shí)不致與把推件塊推出滑到模外。推件塊在自由狀態(tài)下應(yīng)高出凹模面0.2～0.5mm。
推件塊和凹模的配合：由于外形件的相對(duì)尺寸較大，外形形狀相對(duì)復(fù)雜，所以推件內(nèi)形與凹模為間隙配合H8/f8，推薦外形與凹模為非配合關(guān)系，屬內(nèi)導(dǎo)向。
8.4.3連接推桿的選用
為了使推件裝置推出平穩(wěn)采用3根推桿。每根推桿所承受的力為：
F推/3=16.54×103 = 5513N
由手冊(cè)查取適合本裝置的推桿規(guī)格為:φ12×65mm JB/T7650.3
8.4.4推板的設(shè)計(jì)
由推出結(jié)構(gòu)需要，推板適宜選用三角形即手冊(cè)的C型（JB/T7650.4）。
8.4.5打桿的設(shè)計(jì)
打桿選用帶肩A型打桿與推板配合以起到平穩(wěn)推件作用。
其材料45鋼 熱處理硬度43～48HRC
規(guī)格： A8×90mm JB/T7650.1-1994
8.5支撐固定零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化【6】
由凹模周界L＝180mm,B=150mm，及卸料板的外形尺寸，材料選為HT200,0I級(jí)精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架。技術(shù)要求按JB/T8070—1995的規(guī)定。
8.5.1模架的選用
上模座標(biāo)記：200×160×50 GB/T2855.5
下模座標(biāo)記：200×160×60 GB/T2855.6
模柄標(biāo)記：Cφ60×90 GB/T2862.3—81（見(jiàn)于手冊(cè)5）
8.5.2墊板的設(shè)計(jì)【6】
在本模具采用的彈性卸料裝置中，上模座中設(shè)有推板等零件的裝置和讓位空間，會(huì)使的其厚度變薄，影響其抗壓強(qiáng)度，所以應(yīng)設(shè)一塊墊板。其規(guī)格根據(jù)凹模外形尺寸選取180mm×150mm×12mm。
8.6導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化【6】
本組模具采用的是后側(cè)導(dǎo)柱模座只需兩對(duì)相同型號(hào)的導(dǎo)柱導(dǎo)套。本模具沖裁間隙小應(yīng)按H6/h5配合，材料選用20鋼熱處理要求滲碳深度0.8～1.2mm，硬度58～62HRC ，技術(shù)要求按JB/T8070—1995的規(guī)定。
導(dǎo)柱標(biāo)記： B20h5×100×32 GB/T2861.1
導(dǎo)套標(biāo)記： B20H6×50×43 GB/T2861.6
8.7 緊固零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化【6】
本模具采用螺釘固定，銷(xiāo)釘定位。其具體數(shù)據(jù)如下：
內(nèi)六角圓柱頭螺釘標(biāo)記:GB/T7001-2000 M12×70 M12×35
銷(xiāo)釘標(biāo)記：GB/T119.1-2000 10×80
9 沖壓設(shè)備的的選用
通過(guò)前面的設(shè)計(jì)知道，上模座厚度為50mm，上模墊板厚度為12mm，固定板厚度為15mm，凸模長(zhǎng)度為34mm，凹模厚度為35mm，下模座厚度為60mm，凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度為2mm。
該模具的閉合高度：
H=h上模座+h墊板+h凸模固定板+h落料凹模+t+h卸料板+h橡膠+h下模座-h2
=50mm+12mm+15mm+35mm+0.2mm+12mm+29.6mm+60mm-2mm
=211mm
模具閉合高度195mm,根據(jù)前面初選的壓力機(jī)，選擇JC23—100型壓力機(jī)，其工作臺(tái)尺寸為710×1080mm,最大閉合高度為480mm，連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度為100mm.最終經(jīng)過(guò)校核，選擇JC23—100型壓力機(jī)能滿足使用要求。
其主要技術(shù)參數(shù)如下：
工稱(chēng)壓力：1000KN
滑塊行程：130mm
最大閉合高度480mm
最大裝模高度：380mm
連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度：100mm
工作臺(tái)尺寸（前后×左右）：710mm×1080mm
墊板尺寸（厚度×孔徑）：180mm×150mm
模柄孔尺寸:φ60×75mm
最大傾斜角度：300
10 模具總裝圖
圖10裝配圖
1. 下模座2. 卸料螺釘3. 導(dǎo)柱4. 凸凹模固定板5. 橡皮6. 彈簧7. 推薦塊8. 凹模9. 導(dǎo)套10. 墊板11. 上模座12. 螺釘13.螺釘14. 模柄15. 打桿16. 推板17. 推桿18. 銷(xiāo)釘19. 凸模固定板20. 凸模21. 凸模22. 卸料板23. 凸凹模24. 螺釘25. 銷(xiāo)釘26. 導(dǎo)料銷(xiāo) 27.擋料銷(xiāo)
由以上設(shè)計(jì)，可得到模具的總裝圖（裝配圖見(jiàn)附圖）。模具上模部分主要由上模板、墊板、凸模固定板、凹模板、推件塊等組成。推件方式由剛性推件裝置憑借壓力機(jī)的壓力來(lái)完成廢料的推出。下模部分由下模座、凸凹模、卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以橡皮為彈性元件。
其工作過(guò)程是：條料在送進(jìn)模具時(shí)由擋料銷(xiāo)限位，導(dǎo)料銷(xiāo)導(dǎo)向，使得條料精確定位。模具在工作時(shí)，上模部分隨壓力機(jī)下行，當(dāng)上模部分與條料接觸時(shí)，卸料板起壓料作用與凹模一起作用將條料壓緊隨上模下行，壓力機(jī)滑塊繼續(xù)下行沖孔凸模進(jìn)入凸凹模在壓力及刃口作用下完成沖裁。
壓力機(jī)滑塊回程，上模部分跟著一起上行，在打料桿等一系列推件裝置的作用下將制件推出凹模腔內(nèi)，沖孔廢料從凸凹模型孔內(nèi)落下，與此同時(shí)卸料板在彈簧恢復(fù)的作用下也將條料從凸凹模上撥落下來(lái)，完成卸料，卸料裝置復(fù)位。條料再送進(jìn)一個(gè)步距等待下一次回程沖裁。
結(jié)束語(yǔ)
油泵調(diào)節(jié)墊片屬于形狀較為復(fù)雜的沖壓件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計(jì)算確定本制件的排樣方案及沖裁力，然后選取合適的壓力機(jī)。本設(shè)計(jì)主要的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是工件為外形是圓弧過(guò)渡，工件為非對(duì)稱(chēng)件，必須計(jì)算好壓力中心使壓力中心與壓力機(jī)的滑塊中心相重合。最后根據(jù)上面的設(shè)計(jì)繪出模具的總裝圖。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)三年學(xué)習(xí)中的最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。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(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)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、洛陽(yáng)中國(guó)一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于模具特別是塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富了各種模具的結(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實(shí)現(xiàn)了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書(shū)館借閱了許多相關(guān)手冊(cè)和書(shū)籍，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，難免遇到了一定的困難，但在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力下，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)中不妥之處在所難免，肯請(qǐng)各位老師指正。
致 謝
首先感謝本人的導(dǎo)師原紅玲老師，她對(duì)我的仔細(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。原紅玲老師淵博的知識(shí)，誠(chéng)懇的為人，她我受益匪淺，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)電高等專(zhuān)科學(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)谝黄鹩懻摗⒀芯渴刮沂芤娣菧\。
最后，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！
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