畢業(yè)設(shè)計(jì)微型電機(jī)轉(zhuǎn)子片級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)

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1、連接片多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 摘要 本次設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)微型電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子片的級(jí)進(jìn)模，因?yàn)槲⑿碗妱?dòng)機(jī)使用的轉(zhuǎn)子是由多片轉(zhuǎn)子片通過(guò)疊加的方式，才形成轉(zhuǎn)子的，因此對(duì)轉(zhuǎn)子片的需求量很大，使用普通的沖壓模的生產(chǎn)效率不是很高，級(jí)進(jìn)模具有生產(chǎn)效率高，壽命長(zhǎng)，質(zhì)量好，適用于制件的大批量生產(chǎn)，沖件質(zhì)量可靠，穩(wěn)定等特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)子片的零件圖的分析和工藝性分析，可以知道，制件的內(nèi)外尺寸較小，同軸度要求在∮0.02mm之內(nèi)。精度要求較高，產(chǎn)量較大，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。因?yàn)橹萍庑纬叽缧?，排樣是采用一模出三件的排樣方式，考慮到盡量減少步距的誤差對(duì)制件精度的影響，在沖轉(zhuǎn)子軸孔和槽形工位后，接著 下一個(gè)工位就是落外形。因?yàn)橹萍?/p>

2、的精度要求比較高，所以，對(duì)模具的導(dǎo)向精度要求就更高了，所以模具的導(dǎo)柱采用滾動(dòng)導(dǎo)向的導(dǎo)柱進(jìn)行導(dǎo)向因?yàn)榧?jí)進(jìn)模的有些零件容易損壞，所以，各個(gè)工位上的零件是采用組合形式進(jìn)行裝配和加工的。 級(jí)進(jìn)模在加工的時(shí)候，速度好高，這時(shí)模具上就必須要有自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，因?yàn)槟＞咴诠ぷ鬟^(guò)程中，只要有一次失誤，如誤送料、凸模折斷、疊片、廢料堵塞等，均會(huì)導(dǎo)致模具損壞，甚至造成設(shè)備或人身事故。所以在模具的上模導(dǎo)正孔的位置設(shè)置防止誤送料檢測(cè)報(bào)警裝置，以保證模具的安全。當(dāng)材料送進(jìn)不到位時(shí)，報(bào)警導(dǎo)正銷(xiāo)被迫回縮，推動(dòng)報(bào)警導(dǎo)桿左移，觸發(fā)報(bào)警開(kāi)關(guān)，機(jī)床立刻停止工作，避免損壞模具。 關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)子片 多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 鑲拼結(jié)構(gòu) 安

3、全檢測(cè)自動(dòng)保護(hù)裝置 目 錄 引言………………………………………………………………4 1.制件………………………………………………………………5 2.工藝分析…………………………………………………………6 3.計(jì)算壓力中心……………………………………………………8 4.各部分工藝力的計(jì)算……………………………………………8 5.壓力設(shè)備的選擇…………………………………………………9 6.主要工作部分尺寸計(jì)算…………………………………………11 7.彈性卸料裝置尺寸選擇與計(jì)算…………………………………14 8.模具的總體設(shè)計(jì)與加工…………………………

4、………………14 9.級(jí)進(jìn)模的保養(yǎng)和維修……………………………………………15 10.模具在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題的處理…………………………16 11.非標(biāo)準(zhǔn)件的加工工藝…………………………………………16 總結(jié)………………………………………………………………20 致謝………………………………………………………………21 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………22 引 言 大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)師其中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能綜合運(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

5、學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練的掌握了機(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)在學(xué)校實(shí)訓(xùn)室的實(shí)訓(xùn)，我對(duì)于模具特別是級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作工程方面的知識(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)助下和車(chē)間師傅的講解下。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。 模具是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ)

6、，中國(guó)雖然很早就開(kāi)始設(shè)計(jì)制造模具但長(zhǎng)期未形成產(chǎn)業(yè)。直到20世紀(jì)80年代后期，中國(guó)模具工業(yè)才進(jìn)入發(fā)展快車(chē)道，中國(guó)模具產(chǎn)量已位居世界第三，模具推廣應(yīng)用的領(lǐng)域也越來(lái)越大。世界模具向著很好的趨勢(shì)發(fā)展：一、模具日趨大型化。二、模具的精度將來(lái)越來(lái)越高。10年前精密模具的精度一般為5微米，現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到1—2微米。三、多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展。新型多功能復(fù)合模具除了沖壓成型零件外，還擔(dān)負(fù)疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，對(duì)鋼材的性能要求也越來(lái)越高。 隨著機(jī)械制造行業(yè)的飛速發(fā)展，模具行業(yè)在各個(gè)行業(yè)中都處在重要的地位，不管在汽車(chē)、電子、航空、船舶以及軍事武器中都離不開(kāi)模具，它已經(jīng)成為當(dāng)代杰出工程技術(shù)成就之一。

7、 尤其在經(jīng)濟(jì)全球化的形式下，各個(gè)行業(yè)都面臨著日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，如何提高企業(yè)的應(yīng)變能力和生存能力，參與國(guó)際合作與競(jìng)爭(zhēng)，都是擺在各個(gè)企業(yè)面前的重要課題。人們對(duì)模具越來(lái)越要求高度自動(dòng)化、高標(biāo)準(zhǔn)化。 為了拓展在工藝方面的知識(shí)，為了適應(yīng)社會(huì)需要，在基礎(chǔ)學(xué)習(xí)上進(jìn)行一次比較全面的設(shè)計(jì)，是為了對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力的考察，同時(shí)是對(duì)所學(xué)知識(shí)的回顧與檢查。本次設(shè)計(jì)是一副微型電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子片級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)。本次在老師細(xì)心的指導(dǎo)下，在同學(xué)的幫助下，對(duì)模具的壽命、生產(chǎn)周期、成產(chǎn)成本、經(jīng)濟(jì)性的條件下仔細(xì)分析而設(shè)計(jì)的。因我個(gè)人水平有限，因此在實(shí)際過(guò)程中難免有不合理之處，望各個(gè)老師多多批評(píng)指正。本論文是在王桂英老師精心指導(dǎo)和

8、嚴(yán)格要求下完成的。王老師那嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，以寬廣的胸懷和淵博的知識(shí)為我們樹(shù)立了榜樣。在此向她表示衷心的感謝！ 設(shè)計(jì)人： 2010年10月22日 1. 制件 轉(zhuǎn)子制件如圖1所示，材料為硅鋼片，料厚t=0.35mm生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)。 圖1 圖2（實(shí)物圖） 技術(shù)要求：①表面無(wú)刮傷、無(wú)壓印；②毛刺小于0.03mm；③表面本色處理；④制程控制

9、表面無(wú)油污，臟污。 2.工藝方案分析及確定 2.1零件的工藝性分析 該零件是微型電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，材料為硅鋼片，料厚為0.35mm。制件內(nèi)外形尺寸較小，同軸度要求在Φ0.02mm之內(nèi)，精度要求較高，產(chǎn)量大，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 從圖2可以看出，轉(zhuǎn)子上主要有一個(gè)孔和三個(gè)一樣的槽，因?yàn)檗D(zhuǎn)子在使用的時(shí)候是幾個(gè)轉(zhuǎn)子片疊加在一起使用，所以轉(zhuǎn)子的成型方法沖孔、切除多余廢料、疊加。 ①材料：該沖裁件的材料是硅鋼片是低碳鋼，也是一種硬鋼，厚度為0.35mm，較薄。硅鋼是制造電機(jī)轉(zhuǎn)子、變壓器鐵芯等的基本材料，化學(xué)成分為3%～5%的硅，0.06%的碳，0.15%的猛，0.03%的磷，0.25%的硫鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為硅

10、的1.7倍，其余的為鐵。硅鋼片的特點(diǎn)是硬而脆，表面涂有無(wú)機(jī)絕緣涂層；其抗剪強(qiáng)度為450MPa，硬化退火。 ②零件結(jié)構(gòu)：該沖裁件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有彎曲形狀，并在邊界轉(zhuǎn)角處都是由圓角R0.2、R0.4、R0.5、R1連接過(guò)度，寬度為2.8的槽是均勻分布的，比較適合沖裁。 ③③尺寸精度：零件圖的中心孔Φ2的公差為-0.01 -0.02和7530′，未注公差屬于自由尺寸，可按IT14級(jí)確定工件尺寸的公差，該產(chǎn)品是屬于圓形平板零件，最大直徑只有Φ13mm。且有R0.2、R0.4、R0.5、R1等較小的圓弧角，只有采用沖孔定位的多工位級(jí)進(jìn)模獲知復(fù)合模制造加工，才可以更好的保證零件的尺寸精度和形狀精度。

11、綜上：該零件的形狀、尺寸、精度、材料均符合沖壓工藝要求，可以采用沖壓方法加工，并且為了滿足該零件的需求量，故采用三排級(jí)進(jìn)模沖壓。三排樣可以抵消側(cè)向力，提高效率，提高材料的利用率，并且保證了制件的精度。 2.2確定沖裁件的最佳工藝制造方案 根據(jù)制件的工藝性分析，其基本工序有沖孔，落料兩種，可以用以下三種工藝方案： ①先落料，再?zèng)_孔，采用單工序模生產(chǎn)。 ②落料—沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。 ③沖孔—落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 方案①模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是需要兩道工序，兩套模具才能完成零件的加工，而且零件體積細(xì)小，夾放比較困難，生產(chǎn)效率低，難以滿足零件形狀精度和同軸度以及大批量生產(chǎn)的需

12、求，由于零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為提高生產(chǎn)效率，主要采用復(fù)合沖裁或級(jí)進(jìn)沖裁方式。方案②比較容易保證沖件精度，但是模具制造較復(fù)雜、模具成本較高、模具制造周期也比較長(zhǎng)和模具使用壽命較短。方案③生產(chǎn)效率高、尺寸精度較高、工作環(huán)境好、模具強(qiáng)度高、模具制造沒(méi)有復(fù)合模復(fù)雜等。由于沖裁材料為硅鋼片，較硬且脆，外圓形尺寸沒(méi)有要求，在能夠較好保證尺寸精度、提高模具的強(qiáng)度和使用壽命，最后確定用多工位級(jí)進(jìn)模沖裁方式進(jìn)行生產(chǎn)。 由工件尺寸可知，內(nèi)外形尺寸較小，材料較薄，易變形，為便于操作，所以級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)采用順裝式級(jí)進(jìn)模及彈性卸料、懸浮銷(xiāo)定位送料、凸摸沖孔定位和定位釘定位方式。 2.3排樣圖設(shè)計(jì) 排樣圖是多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)的

13、關(guān)鍵，它集體反映了零件在整個(gè)沖壓成形工程中，毛坯外形在條料上的截取方式及相鄰毛坯的關(guān)系。而且對(duì)材料的利用率、沖壓加工的工藝性以及模具的結(jié)構(gòu)和壽命等有著顯著的影響，故應(yīng)針對(duì)零件和零件展開(kāi)后的工藝特點(diǎn)，并綜合考慮工藝分析各個(gè)因素后，設(shè)計(jì)合理的排樣圖及具體工位安排，該零件外形尺寸比較小，若采用單排的排樣則材料的利用率低，雙排相對(duì)于單排利用率有了一些提高，但是還是沒(méi)有三排的利用率高，故采用三排的排樣方式；又為力減少制件在沖壓式的移動(dòng)和抵消彎曲力，和制件外形尺寸太小，綜合考慮采用“三列直對(duì)排法”，模具加工時(shí)“一模三件”生產(chǎn)，大大提高了生產(chǎn)效率，因此這樣的排樣比較科學(xué)合理。查文獻(xiàn)[6]表4—18取搭邊值a

14、=1.5 mm，沖切外形時(shí)工件間的搭邊連接最小寬度取1.5mm。 故：條料寬度b=37.5+2.5X2=42.5 工件與工件制件的搭邊為1.2mm 工件與邊緣的搭邊為2.5mm 步距h=13+1.2=14.2mm 綜上所述，排樣圖如下圖： 排樣圖實(shí)物 3.計(jì)算壓力中心 為了保證壓力機(jī)和模具正常地工作必須使壓力中心與壓力機(jī)滑塊中心線相重合。否則在沖壓時(shí)會(huì)是模具與壓力機(jī)滑塊歪斜，引起凸、凹模間隙不均勻和導(dǎo)向零件加速磨損，造成刃口和其他零件的損壞，甚至還會(huì)引起壓力機(jī)導(dǎo)軌磨損，影響壓力機(jī)精度。 形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱的工件，如圓形、正方形、矩形，其沖裁時(shí)的壓力中心與工件的中心重合。由于該零

15、件的落料、沖孔均為軸對(duì)稱形狀，其中心便是壓力機(jī)的壓力中心，故不必進(jìn)行壓力中心的計(jì)算。 4.各部分工藝力的計(jì)算 4.1落料力的計(jì)算 按文獻(xiàn)[7]中的公式計(jì)算：FL=KLtζb 式中 F—沖裁力（N） L—沖件周邊長(zhǎng)度（mm） t—材料厚度（mm） ζb—材料抗剪強(qiáng)度（MPa） K—考慮模具間隙的不均勻、刃口的磨損、材料力學(xué)性能與厚度的波動(dòng)等因素引入的修正系數(shù)，一般去K=1.3 對(duì)于同一種材料，其抗拉強(qiáng)度與抗剪強(qiáng)度的關(guān)系為δb=1.3ζb，故沖裁力也可以按下式計(jì)算：F=Ltδb 此零件的厚度為0.35mm的硅鋼片，查表2—3得，抗剪強(qiáng)度ζb=350～400

16、MPa，取δb=400MPa，落料力F=KLtζb=1.3X334.81X0.35X400=60935.238N≈70KN 4.2 卸料力的計(jì)算 卸料力公式：F卸=K卸xFL K卸——卸料力系數(shù)，經(jīng)查表4-22，取K卸=0.055； 則卸料力為：F卸=K卸xFL=0.055X70=3.352KN 4.3 推件力的計(jì)算 推件力公式：FT=nKFL 式中 n——同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖件數(shù)，n=h/t（h為凹?？卓诘闹比懈叨龋瑃為材料厚度）。 KT——推件力系數(shù)， F——

17、沖裁力 則頂件力FT=nKFL=5x0.063x70=22.05KN 綜上所述，選擇沖床時(shí)，總壓力：F總=FL+ F卸+ FT=70+3.352+22.05=95.402KN 5.沖壓設(shè)備的選擇 5.1沖壓設(shè)備類(lèi)型的選擇 沖壓設(shè)備類(lèi)型的選擇根據(jù)所要完成的沖壓工藝的性質(zhì)，生產(chǎn)批量的大小，沖壓件的幾何尺寸和精度要求等來(lái)選擇設(shè)備的類(lèi)型。 （1） 考慮沖壓件的大小 在中小型的沖壓件、彎曲件或拉深件的生產(chǎn)中，主要采用開(kāi)式機(jī)械壓力機(jī)，因?yàn)樗峁┝藰O為方便的操作條件，模具也容易安裝。 （2） 考慮沖壓件的生產(chǎn)批量 在大批量生產(chǎn)或形狀復(fù)雜零件的大量生產(chǎn)中，因盡量選用高速壓力

18、機(jī)或多工位自動(dòng)壓力機(jī)；在小批量生產(chǎn)中，尤其是大型厚板沖壓件的生產(chǎn)中，多采用液壓機(jī)，由于液壓機(jī)沒(méi)有固定的行程，不會(huì)因?yàn)榘辶虾穸茸兓d。 （3） 考慮壓力機(jī)設(shè)備的精度和剛度 壓力機(jī)的剛度由床身剛度、傳動(dòng)剛度和導(dǎo)向剛度3部分組成 ，如果剛度較差，負(fù)載終了和卸載終了時(shí)模具間隙會(huì)發(fā)生很大變化，影響沖壓件的精度和模具壽命，設(shè)備的精度也有類(lèi)似的問(wèn)題。 5.1沖壓設(shè)備規(guī)格的選擇 在沖壓設(shè)備的類(lèi)型選定之后，應(yīng)該進(jìn)一步根據(jù)沖壓件的大小、模具的尺寸和沖壓力來(lái)確定設(shè)備的規(guī)格。 （1） 所選壓力機(jī)的公稱壓力必須大于沖壓所需的總沖壓力，即：F沖壓機(jī)>F總。 （2） 壓力機(jī)的行程大小要適當(dāng)。 由于壓

19、力機(jī)的行程影響到模具的張開(kāi)高度，因此對(duì)于沖裁、彎曲等模具，其行程不宜過(guò)大，以免發(fā)生凸摸與導(dǎo)板分離或滾珠導(dǎo)向裝置脫開(kāi)的不良后果。 （3） 所選壓力機(jī)的閉合高度應(yīng)與沖模的閉合高度相適應(yīng)。即滿足：沖模的閉合高度介于壓力機(jī)的最大閉合高度和最小閉合高度之間的要求。 （4） 壓力機(jī)工作臺(tái)面的尺寸必須大于模具下模座的外形尺寸，并還要留有安裝固定的余地。但在過(guò)大的工作臺(tái)面上安裝過(guò)小尺寸的沖模時(shí)，對(duì)工作臺(tái)的受力條件也是不利的。 在實(shí)際生產(chǎn)中，為了防止設(shè)備的超載，可按F≥（1.6～1.8）F理論來(lái)估算壓力機(jī)的公稱壓力，所以F=1.7x95.402=162.2KN 參考文獻(xiàn)《多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)與制造》

20、附錄E2可選取開(kāi)式高速精密壓力機(jī)，規(guī)格見(jiàn)下表： 名 稱 型 號(hào) J21G—25 J21G—25A 公稱力/KN 250 公車(chē)力行程/mm 1.5 滑塊行程/mm 30 行程次數(shù)/min-1 200～250 最大裝模高度/mm 230 裝模高度調(diào)節(jié)量/mm 50 滑塊中心至機(jī)身距離/mm 210 工作臺(tái)板尺寸/mm 400x700 機(jī)身工作臺(tái)孔尺寸/mm 120x250 工作臺(tái)板厚度/mm 70 滑塊地面尺寸/mm 210x250 模柄孔尺寸/mm 40x70 立柱間的距離/mm 410 電動(dòng)機(jī) 型號(hào) YCT180—4A

21、 功率/KW 4 外型尺寸/mm 1620x1150x2400 凈重/毛重/kg 3700/4200 6.主要工作部分尺寸計(jì)算 6.1 確定沖裁間隙 沖裁間隙是指沖裁模中凸凹模刃口部分尺寸之差，其雙邊間隙用Z表示，單邊間隙用C表示，C=Z/2，沖裁間隙的大小對(duì)沖裁件的斷面質(zhì)量、沖裁力和模具壽命等影響很大，所以沖裁間隙是沖裁模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的工藝參數(shù)。 （1） 間隙對(duì)沖壓力的影響 間隙增大，材料所受的拉應(yīng)力增大，材料容易斷裂分離，沖裁力有一定程度的降低，繼續(xù)增大間隙值，會(huì)因從凸凹模刃口處產(chǎn)生的裂紋不相重合的影響，沖裁力下降變緩，間隙減小，材料不易斷裂，使沖裁力增大

22、，間隙合理時(shí)，沖裁里最小。 （2） 間隙對(duì)模具壽命的影響 間隙小，落料件或廢料往往會(huì)梗塞在凹模洞口，導(dǎo)致凹模漲裂，因此過(guò)小的間隙對(duì)模具壽命極為不利。間隙增大，可使沖裁力、卸料力等減小，從而刃口磨損減小，但是間隙過(guò)大，零件毛刺增大，卸料力增大，反而使刃口磨損加大，所以合理的間隙值可適合彌補(bǔ)模具制造精度不高和動(dòng)態(tài)間隙不均勻引起的不足，不至于啃刃口，起到延長(zhǎng)模具使用壽命的作用。 （3） 間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量的影響 ①間隙過(guò)小時(shí)，凸模刃口處的裂紋比合理間隙時(shí)向外錯(cuò)開(kāi)一段距離。當(dāng)凸模繼續(xù)下壓時(shí)，在上、下裂紋中間產(chǎn)生二次剪切，在制件斷面形成兩個(gè)光亮，而夾在中間的是撕裂面，并在斷面出現(xiàn)擠長(zhǎng)的毛刺

23、。毛刺雖有所增長(zhǎng)，但易去除，而且沖裁件的翹曲小，斷面垂直，只要中間撕裂不是很深，仍可使用。 ②間隙過(guò)大時(shí)，凸模刃口處的裂紋比合理間隙時(shí)向內(nèi)開(kāi)一段距離，材料的彎曲與拉伸增大，拉應(yīng)力增大，易產(chǎn)生剪裂紋，塑性變形階段較早結(jié)束，致使斷面光亮帶減小，圓角帶增大，所形成的厚而大的拉長(zhǎng)毛刺難以去除，制件翹曲嚴(yán)重。 ③間隙不均勻時(shí)，將制件的整個(gè)沖裁輪廓上分布著各種不同情況的斷面。由以上分析可見(jiàn)，凸凹模制件的間隙對(duì)沖件質(zhì)量、沖裁力、模具壽命等都有很大的影響。因此，在設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要確定一個(gè)合理間隙值，以提高沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度、模具壽命和減小沖裁力。 因該

24、沖件的材料為硅鋼片，厚度t=0.35mm，由文獻(xiàn)多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)與制造，查表2-3得：Zmax=0.028mm，Zmin=0.021mm, 6.2沖孔刃口的計(jì)算 沖孔工序的凸、凹模尺寸確定，可按下式確定： dp=(dmin+x△)0 -δp dd=(dp+Zmin)+δd 0=(dmin+ x△+Zmin) +δd 0 式中， dp、dd——沖孔凸、凹模刃口尺寸，單位mm； △——工件公差，單位mm； δp、δd——凸、凹模制造公差，單位mm； x——磨損系數(shù)，見(jiàn)表11 （1）制件中心孔Φ2-0.01 -0.02mm的凸、凹模的制造公差，經(jīng)查表

25、4—13后，得出， δp=0.02mm，δd=0.02mm。 由于δp+δd>Zmax-Zmin，故要采用凸模與凹模配合加工方法，以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件，先求出它的尺寸及公差，再結(jié)合凸凹模間隙配合加工出凹模；其因數(shù)查表4—14查得，磨損系數(shù)X=0.75，又有制件制造公差△=0.07mm，因此要按配作公式進(jìn)行計(jì)算，配作公式如下： dp=（dmin+xΔ）0 -Δ/4，則： dp=(dmin+x△)0 -Δ/4=（1.98+0.75X0.07）=2.030 -0.02=2+0.03 -0.02mm dd按凸模尺寸計(jì)算配制，其雙邊間隙為0.021～0.028mm

26、。 (2)制件定位孔Φ3mm，查公差表得△=0.25，x=0.5，dp=0.02，則 dp=(dmin+x△)0 -Δ/4=（3+0.5X0.25）=3.130 -0.063mm dd按凸模尺寸計(jì)算配制，其雙邊間隙為0.021～0.028mm。 （4） 槽型孔的凸、凹的尺寸的計(jì)算，槽型圖如圖下圖所示： 零件圖 根據(jù)上面的計(jì)算過(guò)程可得，對(duì)于R2.2凸模刃口尺寸為R2.280 -0.04mm；R0.5凸模刃口尺寸為R0.570 -0.03mm，R0.4凸模刃口尺寸為R0.460 -0.03mm，R1凸模刃口尺寸為R1.060 -0.03 mm。凹模尺寸按凸模實(shí)際尺寸進(jìn)行配制，保

27、證雙邊間隙在0.021～0.028。 6.3落料刃口尺寸的計(jì)算 落料工序的凸、凹尺寸，可按下式計(jì)算， Ad=（Amax-xΔ）+Δ/4 0， Ad——沖孔凸、凹模刃口尺寸，單位mm； △——工件公差，單位mm； x——磨損系數(shù)，見(jiàn)表11 落料尺寸為Φ13，△=0.43，x=0.5，則： Ad=（13-0.5x0.43）+0.43/4 0=12.79+0.11 0mm Ap按凹模實(shí)際尺寸進(jìn)行配作，保證雙邊間隙在0.021～0.028。 為了提高模具的使用壽命，降低模具的制造成本，方便模具的調(diào)試和維修，對(duì)下模中Φ2-0.01 -0.02mm和Φ3mm的沖孔以及制件落料部

28、分都采用嵌塊制造，而且為了方便模具的安裝和調(diào)試，防止凸凹模安裝錯(cuò)位，我們?cè)O(shè)計(jì)嵌塊時(shí)增加了一個(gè)R0.5和R3的圓弧角。同時(shí)，這些圓弧孔也將防止模具在高速?zèng)_裁時(shí)形成的空氣閉氣等現(xiàn)象，大大提高了沖裁件的制造質(zhì)量。 7.彈性卸料裝置尺寸選擇與計(jì)算 為沖裁前壓緊材料和沖裁完后使材料脫離凸模，我們采用了卸料裝置，此模具采用了彈壓是卸料結(jié)構(gòu)，使條料在落料過(guò)程中始終處在一個(gè)穩(wěn)定的壓力下，從而改善毛坯的穩(wěn)定性，避免材料在切向應(yīng)力的作用下起皺和滑動(dòng)的可能。在料擋板和凸模頂板制件采用彈性元件———橡皮膠。橡皮允許的承受負(fù)荷要比彈簧大，而且調(diào)整、安裝、拆卸方便，價(jià)格又便宜，是沖模中廣泛使用的彈性元件，在設(shè)計(jì)時(shí)，一

29、般不用經(jīng)過(guò)計(jì)算，其壓縮量大小，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)更換及選用。 卸料裝置主要由卸料板、卸料擋板、上模墊板、六段橡皮膠和四個(gè)卸料螺釘構(gòu)成。 如圖所示： 8.模具的總體設(shè)計(jì)與加工 8.1模具的總體設(shè)計(jì) 模具結(jié)構(gòu)主要零件有：上、下模座、落料凹模、沖孔凹模、沖孔凸模、卸料板、墊板、凸模固定板等等，根據(jù)主要工作部分尺寸，結(jié)構(gòu)以及彈性元件的尺寸，模架選取滑動(dòng)導(dǎo)柱模架。即： 上模座：258mmX189mmX35mm 45鋼 下模座：258mmX189mmX35mm 45鋼 上模墊板：163mmX78.6mmX10mm 45鋼 下模墊板：163mmX78.6mmX10mm

30、 45鋼 卸料板：258mm198mmX20mm 45鋼 導(dǎo)柱、導(dǎo)套滲碳深度0.8-1.2mm，硬度為58-62HRC。 落料凹模、凸模、沖孔凹模、沖孔凸模材料均采用硬質(zhì)合金。 8.2模具結(jié)構(gòu) 模具結(jié)構(gòu)如下： 采用導(dǎo)柱在模板四角滑動(dòng)的導(dǎo)向模架，自動(dòng)送料，彈性卸料板卸料，導(dǎo)正銷(xiāo)精定位的方法進(jìn)行沖壓，為了保持送料穩(wěn)定的進(jìn)入模具，左右方向靠浮動(dòng)導(dǎo)料銷(xiāo)的導(dǎo)料槽控制外，在進(jìn)料口由導(dǎo)料板進(jìn)行導(dǎo)向，頂針組成壓緊裝置對(duì)條料進(jìn)行壓緊，防止條料沖裁時(shí)起伏竄動(dòng)。 9.級(jí)進(jìn)模的保養(yǎng)和維修 級(jí)進(jìn)模的維護(hù)保養(yǎng)對(duì)保證正常的生產(chǎn)、提高制件的質(zhì)量、延長(zhǎng)模具的使用壽命、以及改善模具的技術(shù)狀態(tài)非常重視

31、，不容忽視。 （1） 使用時(shí)，應(yīng)了解模具的使用性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并檢查模具是否完好。 （2） 正確安裝和調(diào)整模具。 （3） 開(kāi)機(jī)前檢查模具內(nèi)有無(wú)異物，所用條料的表面質(zhì)量有無(wú)缺陷。 （4） 定期潤(rùn)滑沖模的工作表面和導(dǎo)柱、導(dǎo)套活動(dòng)的部位，以及活動(dòng)配合面。 （5） 使用完畢后要擦拭干凈，并涂上防銹油，一般導(dǎo)套上蓋紙片，防灰塵，并及時(shí)返回模具庫(kù)，放在固定的位置 （6） 模具的調(diào)運(yùn)應(yīng)穩(wěn)妥、慢起、輕放。 （7） 模具庫(kù)應(yīng)通風(fēng)良好，有良好的防護(hù)措施，專人管理。 10、模具在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題的處理 在級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)中，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)故障，給生產(chǎn)帶來(lái)不便，下面簡(jiǎn)單的介紹幾個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題的處理方法。 1

32、0.1 產(chǎn)品毛刺增大 當(dāng)模具使用一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的毛刺增大，這時(shí)要檢查凸、凹模刃口，如果發(fā)現(xiàn)刀口磨損或產(chǎn)生崩刃，要及時(shí)進(jìn)行刃磨，刃磨后要調(diào)整凸、凹模高度，若不能再刃磨時(shí)則需要更換。如果發(fā)現(xiàn)凸、凹模沒(méi)有磨損，而零件上的毛刺不均勻，則是裝配時(shí)沖裁間隙不均勻?qū)е碌模M(jìn)行對(duì)其間隙的調(diào)整。 10.2 廢料上浮 廢料上浮也是引起級(jí)進(jìn)模損壞的一大問(wèn)題。一般輪廓形狀簡(jiǎn)單的沖裁件比復(fù)雜的沖裁件易上浮，其中圓形、方形、三角形和側(cè)刃沖下的廢料最易上浮。異形復(fù)雜的廢料不易發(fā)生上浮，產(chǎn)生上浮的原因很多，要對(duì)不同原因具體分析，作相應(yīng)解決。 10.3 送料不順暢 送料不暢會(huì)影響生產(chǎn)，重則損壞模具，產(chǎn)生原因有

33、以下幾個(gè)： （1）生產(chǎn)時(shí)送料步距與設(shè)計(jì)的步距有差異,應(yīng)調(diào)整送料步距； （2）導(dǎo)料銷(xiāo)間距過(guò)大，應(yīng)增加數(shù)量； （3）條料抬起的高度不夠，凹模阻止送料，應(yīng)加大抬料釘抬起的高度； （4）導(dǎo)料銷(xiāo)與條料間隙過(guò)小，產(chǎn)生爬行，應(yīng)適當(dāng)放大間隙。 11.非標(biāo)準(zhǔn)件的加工工藝 （1）零件圖如下: 零件圖 各孔的坐標(biāo) （2）.零件結(jié)構(gòu)的工藝性分析 由零件圖可以知道，該零件主要是由直通式的孔和直通式的螺紋以及一個(gè)開(kāi)口的槽組成，圖中Φ2的導(dǎo)正孔用一般的一般的方法很難加工，需要使用特種加工進(jìn)行加工，這就曾加了加工成本，其的孔可以用普通的方法進(jìn)行加工，因?yàn)榱慵系某叽缇纫蟊容^高，在加工時(shí)要考

34、慮，所選用的加工手段能否達(dá)到所需要的精度。如粗糙度為0.8μm的孔，基本加工加工好了，還需要進(jìn)行磨削和研磨才能達(dá)到所需要的表面質(zhì)量精度。有些尺寸精度、表面質(zhì)量要求不高時(shí)、可以在熱加工之前進(jìn)行加工，有些尺寸精度、表面質(zhì)量要求較高時(shí)，可以放在熱加工之后進(jìn)行精加工。以獲得所需要的尺寸精度和表面質(zhì)量。 （3）.毛坯的選擇 材料為45#鋼，適合機(jī)械加工，從零件圖中可以看出，最終零件的尺寸為163mmX79mmX25mm，所以備料時(shí)應(yīng)該留有一定的加工余量，開(kāi)始備料的規(guī)格為170mmX88mmX32mm。毛坯為鍛件。 （4）.擬定工藝路線 擬定工藝路線時(shí)，應(yīng)該考慮以下幾點(diǎn)內(nèi)容：選定工藝基準(zhǔn)，確定加工

35、方法，安排加工順序和決定工序內(nèi)容。 4.1選定工藝基準(zhǔn)。先將毛坯的兩個(gè)面加工好，以這兩個(gè)加工好的面為粗基準(zhǔn)，確定出圖中所示坐標(biāo)為（0,0）的孔，然后以這個(gè)孔的為精基準(zhǔn)。加工其他的孔，這樣可以保證各孔的尺寸精度。 4.2確定加工方法。對(duì)于圖中大于Φ3的孔可以通過(guò)一般的機(jī)械加工方法進(jìn)行加工，圖中的Φ2的孔需要用電火花穿孔機(jī)進(jìn)行加工獲得。平面可以通過(guò)平面銑削的方法加工，加工好后進(jìn)行平面磨削，以獲得較好的表面質(zhì)量。 4.3安排加工順序。先加工平面，鉆螺紋底孔和穿絲孔，鉆螺紋孔，熱加工，線切割加工…… （5）.確定各工序的加工余量 平面精加工后，留0.1mm的磨削余量，精加工后進(jìn)行熱處理，熱處

36、理硬度為45～50HRC。熱處理后的進(jìn)行精磨，磨到規(guī)定的尺寸后進(jìn)行線切割加工，線切割加工時(shí)，留0.02mm的研磨余量，研磨可以是零件達(dá)到很高的精度要求和使用壽命。 （6）.確定機(jī)床和工具 確定個(gè)工序所使用機(jī)床和工具 銑平面的時(shí)候使用的是銑床，工具為Φ12的銑刀，使用電磁吸盤(pán)進(jìn)行定位和夾緊。 磨削平面的時(shí)候使用的是平面磨床，工具為砂輪，使用電磁吸盤(pán)進(jìn)行定位和夾緊。 線切割的時(shí)候用電火花線切割機(jī)床進(jìn)行加工，工具為Φ0.18的鉬絲，使用壓板進(jìn)行夾緊和定位。 （7）.確定主要工序的技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法 根據(jù)模具技術(shù)條件和加工裝配的工藝特點(diǎn)，確定各主要工序的技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法。進(jìn)行平面加工后

37、要檢測(cè)平面的平面度，表面質(zhì)量和尺寸精度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，線切割加工后檢測(cè)各型孔的相對(duì)位置是否正確，孔的大小是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，留的余量是否足夠。研磨時(shí)要檢測(cè)被加工的孔是否研磨到設(shè)計(jì)要求的尺寸，表面質(zhì)量，形位公差……。 （8）.不同加工工藝的經(jīng)濟(jì)性分析 方案一 工序號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 1 備 料 按尺寸170mmX88mmX70mm將毛坯鍛造成矩形 2 熱處理 退火 3 粗加工毛坯 銑削六個(gè)面，保證尺寸并留有一定的余量。 4 磨平面 磨上下兩個(gè)平面，留磨削余量0.3～0.4，磨相鄰兩側(cè)面并保證垂直度 5 鉗工劃線 劃出型孔線，固定孔及銷(xiāo)孔線 6

38、 形孔粗加工 在數(shù)控銑床上加工型孔和外形，留單邊加工余量0.15mm 7 加工余孔 加工固定孔，銷(xiāo)孔以及螺紋孔 8 熱處理 按熱處理工藝保證45～50HRC 9 磨平面 磨上下平面及基準(zhǔn)面達(dá)到設(shè)計(jì)要求 10 小孔加工 電火花鉆孔機(jī)加工Φ2的小孔 11 型孔精加工 在坐標(biāo)磨床上磨型孔，留研磨余量0.01 12 研磨型孔 鉗工研磨型孔和C型槽到達(dá)規(guī)定的技術(shù)要求 方案二 工序號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 1 備料 按尺寸170mmX88mmX70mm將毛坯鍛造成矩形 2 熱處理 球化退火 3 銑平面 銑六個(gè)平面，尺寸留0.5～0.6mm

39、的磨削余量 4 平面磨削 磨上下兩個(gè)平面，留磨削余量0.3～0.4，磨相鄰兩側(cè)面并保證垂直度 5 鉗工劃線 劃出型孔線、固定孔、銷(xiāo)孔線和穿絲孔位置 6 螺紋底孔 鉆出螺紋底孔 7 熱處理 按熱處理工藝保證45～50HRC 8 磨平面 磨上下平面留0.02的研磨余量，側(cè)面磨到指定尺寸 9 退磁 10 線切割加工 線切割機(jī)床加工各個(gè)直通式的型孔，留0.02的研磨余量 11 研磨 鉗工研磨型孔和C型槽到達(dá)規(guī)定的技術(shù)要求 12 檢驗(yàn) 方案一與方案二比較：方案一使用常用的機(jī)械加工手段，在經(jīng)濟(jì)上比較要求比較低，但是加工出來(lái)的零件的質(zhì)量沒(méi)有方案而加

40、工出來(lái)的質(zhì)量好，精度也比較的差，使用線切割加工出來(lái)的孔，可以很好的保證孔的精度尺寸和各孔之間的位置精度。但是方案一用傳統(tǒng)的機(jī)械方法加工就很難保證。 12.總結(jié) 對(duì)典型微型電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子片多工位級(jí)進(jìn)模模具的設(shè)計(jì)過(guò)程、典型轉(zhuǎn)子片的總體設(shè)計(jì)與裝配調(diào)試過(guò)程等做了簡(jiǎn)略的概述，論述了級(jí)進(jìn)模模具零件的成形原理，基本模具結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)的過(guò)程及其設(shè)計(jì)原理，并做了詳細(xì)的計(jì)算，對(duì)典型的沖壓或沖裁模具進(jìn)行了設(shè)計(jì)，其中，多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)解決了單工序沖裁的難題。本文對(duì)轉(zhuǎn)子級(jí)進(jìn)模模具各部分工藝力的計(jì)算和主要工作尺寸計(jì)算和設(shè)計(jì)。本文在設(shè)計(jì)的工程中參考了現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)的文獻(xiàn)和現(xiàn)代制造技術(shù)資料，設(shè)計(jì)結(jié)果與現(xiàn)代的生產(chǎn)要求相貼近

41、，符合企業(yè)生產(chǎn)的高效率、低成本條件，對(duì)大批量生產(chǎn)類(lèi)似零件具有一定的參考作用。 作為大學(xué)期間最后一個(gè)環(huán)節(jié)，畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我一個(gè)很好的鍛煉機(jī)會(huì)。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我更加鞏固了我的專業(yè)知識(shí)。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我達(dá)到了預(yù)期的目的：完成了老四給我出課題的相關(guān)內(nèi)容。對(duì)模具特別是沖壓模具設(shè)計(jì)有了更加深的了解和學(xué)習(xí)。也得到了很好的鍛煉，專業(yè)知識(shí)也得到了拓展和深入的了解。我相信這次設(shè)計(jì)將會(huì)對(duì)我以后的學(xué)習(xí)或者工作起到重要的作用。 13.致 謝 本文是在王桂英老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在我即將完成學(xué)習(xí)之際，衷心的感謝王老師給我的關(guān)心和幫助。王老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)

42、謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、平易近人的作風(fēng)和認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度讓我受益匪淺。從王老師處我們學(xué)到了許多的專業(yè)知識(shí)和相關(guān)的設(shè)計(jì)方法。在此，謹(jǐn)向恩師表示表示最真誠(chéng)的感謝，感謝她在百忙中給予我們的指導(dǎo)。 在論文撰寫(xiě)過(guò)程中，得到了安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院各位老師和同學(xué)的無(wú)私幫助，在此對(duì)你們表示衷心的感謝。 同時(shí)還要感謝安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，學(xué)院讓我們有了這么好的學(xué)習(xí)條件，通過(guò)三年的學(xué)習(xí)，讓我們成為有用之才，也是學(xué)院給了我們這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，讓我們?cè)谧呱瞎ぷ鲘徫恢昂煤缅憻捯幌伦约骸? 最后，也要深深地感謝父母多年來(lái)的支持和關(guān)心。 14、 參考

43、文獻(xiàn) 1、徐政坤主編： 沖壓模具及設(shè)備 機(jī)械工業(yè)出版社， 2005.1 2、楊占堯主編： 沖壓模具圖冊(cè) 高等教育出版社， 2004.7 3、王 芳主編： 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 機(jī)械工業(yè)出版社， 2006.1 4、段來(lái)根主編： 多工位級(jí)進(jìn)模與沖壓自動(dòng)化 機(jī)械工業(yè)出版社，2008.7 5、陳炎嗣主編：多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)與制造 機(jī)械工業(yè)出版社 2009.2 安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目：微型電機(jī)轉(zhuǎn)子片級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 2010～ 2011 學(xué)年第一學(xué)期 連接片多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 安

44、徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 模具3081 蔣徐浩 摘要 本次設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)微型電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子片的級(jí)進(jìn)模，因?yàn)槲⑿碗妱?dòng)機(jī)使用的轉(zhuǎn)子是由多片轉(zhuǎn)子片通過(guò)疊加的方式，才形成轉(zhuǎn)子的，因此對(duì)轉(zhuǎn)子片的需求量很大，使用普通的沖壓模的生產(chǎn)效率不是很高，級(jí)進(jìn)模具有生產(chǎn)效率高，壽命長(zhǎng)，質(zhì)量好，適用于制件的大批量生產(chǎn)，沖件質(zhì)量可靠，穩(wěn)定等特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)子片的零件圖的分析和工藝性分析，可以知道，制件的內(nèi)外尺寸較小，同軸度要求在∮0.02mm之內(nèi)。精度要求較高，產(chǎn)量較大，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。因?yàn)橹萍庑纬叽缧?，排樣是采用一模出三件的排樣方式，考慮到盡量減少步距的誤差對(duì)制件精度的影響，在沖轉(zhuǎn)子軸孔和槽形工位后，接著 下一個(gè)工位就

45、是落外形。因?yàn)橹萍木纫蟊容^高，所以，對(duì)模具的導(dǎo)向精度要求就更高了，所以模具的導(dǎo)柱采用滾動(dòng)導(dǎo)向的導(dǎo)柱進(jìn)行導(dǎo)向因?yàn)榧?jí)進(jìn)模的有些零件容易損壞，所以，各個(gè)工位上的零件是采用組合形式進(jìn)行裝配和加工的。 級(jí)進(jìn)模在加工的時(shí)候，速度好高，這時(shí)模具上就必須要有自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，因?yàn)槟＞咴诠ぷ鬟^(guò)程中，只要有一次失誤，如誤送料、凸模折斷、疊片、廢料堵塞等，均會(huì)導(dǎo)致模具損壞，甚至造成設(shè)備或人身事故。所以在模具的上模導(dǎo)正孔的位置設(shè)置防止誤送料檢測(cè)報(bào)警裝置，以保證模具的安全。當(dāng)材料送進(jìn)不到位時(shí)，報(bào)警導(dǎo)正銷(xiāo)被迫回縮，推動(dòng)報(bào)警導(dǎo)桿左移，觸發(fā)報(bào)警開(kāi)關(guān)，機(jī)床立刻停止工作，避免損壞模具。 關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)子片 多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)

46、 鑲拼結(jié)構(gòu) 安全檢測(cè)自動(dòng)保護(hù)裝置 目 錄 引言………………………………………………………………4 1.制件………………………………………………………………5 2.工藝分析…………………………………………………………6 3.計(jì)算壓力中心……………………………………………………8 4.各部分工藝力的計(jì)算……………………………………………8 5.壓力設(shè)備的選擇…………………………………………………9 6.主要工作部分尺寸計(jì)算…………………………………………11 7.彈性卸料裝置尺寸選擇與計(jì)算…………………………………14 8.模具的總體設(shè)計(jì)與加工…

47、………………………………………14 9.級(jí)進(jìn)模的保養(yǎng)和維修……………………………………………15 10.模具在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題的處理…………………………16 11.非標(biāo)準(zhǔn)件的加工工藝…………………………………………16 總結(jié)………………………………………………………………20 致謝………………………………………………………………21 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………22 引 言 大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)師其中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能綜合運(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

48、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)，我熟練的掌握了機(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)在學(xué)校實(shí)訓(xùn)室的實(shí)訓(xùn)，我對(duì)于模具特別是級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作工程方面的知識(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)助下和車(chē)間師傅的講解下。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。 模具是制

49、造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ)，中國(guó)雖然很早就開(kāi)始設(shè)計(jì)制造模具但長(zhǎng)期未形成產(chǎn)業(yè)。直到20世紀(jì)80年代后期，中國(guó)模具工業(yè)才進(jìn)入發(fā)展快車(chē)道，中國(guó)模具產(chǎn)量已位居世界第三，模具推廣應(yīng)用的領(lǐng)域也越來(lái)越大。世界模具向著很好的趨勢(shì)發(fā)展：一、模具日趨大型化。二、模具的精度將來(lái)越來(lái)越高。10年前精密模具的精度一般為5微米，現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到1—2微米。三、多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展。新型多功能復(fù)合模具除了沖壓成型零件外，還擔(dān)負(fù)疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，對(duì)鋼材的性能要求也越來(lái)越高。 隨著機(jī)械制造行業(yè)的飛速發(fā)展，模具行業(yè)在各個(gè)行業(yè)中都處在重要的地位，不管在汽車(chē)、電子、航空、船舶以及軍事武器中都離不開(kāi)模具，它已經(jīng)成為當(dāng)代杰出

50、工程技術(shù)成就之一。 尤其在經(jīng)濟(jì)全球化的形式下，各個(gè)行業(yè)都面臨著日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，如何提高企業(yè)的應(yīng)變能力和生存能力，參與國(guó)際合作與競(jìng)爭(zhēng)，都是擺在各個(gè)企業(yè)面前的重要課題。人們對(duì)模具越來(lái)越要求高度自動(dòng)化、高標(biāo)準(zhǔn)化。 為了拓展在工藝方面的知識(shí)，為了適應(yīng)社會(huì)需要，在基礎(chǔ)學(xué)習(xí)上進(jìn)行一次比較全面的設(shè)計(jì)，是為了對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力的考察，同時(shí)是對(duì)所學(xué)知識(shí)的回顧與檢查。本次設(shè)計(jì)是一副微型電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子片級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)。本次在老師細(xì)心的指導(dǎo)下，在同學(xué)的幫助下，對(duì)模具的壽命、生產(chǎn)周期、成產(chǎn)成本、經(jīng)濟(jì)性的條件下仔細(xì)分析而設(shè)計(jì)的。因我個(gè)人水平有限，因此在實(shí)際過(guò)程中難免有不合理之處，望各個(gè)老師多多批評(píng)指正。本論文是在王

51、桂英老師精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的。王老師那嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，以寬廣的胸懷和淵博的知識(shí)為我們樹(shù)立了榜樣。在此向她表示衷心的感謝！ 設(shè)計(jì)人： 2010年10月22日 2. 制件 轉(zhuǎn)子制件如圖1所示，材料為硅鋼片，料厚t=0.35mm生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)。 圖1 圖2（實(shí)物圖） 技術(shù)要求：①表面無(wú)刮傷、無(wú)壓印；②毛刺小于0.03mm；③表面本

52、色處理；④制程控制表面無(wú)油污，臟污。 2.工藝方案分析及確定 2.1零件的工藝性分析 該零件是微型電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，材料為硅鋼片，料厚為0.35mm。制件內(nèi)外形尺寸較小，同軸度要求在Φ0.02mm之內(nèi)，精度要求較高，產(chǎn)量大，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 從圖2可以看出，轉(zhuǎn)子上主要有一個(gè)孔和三個(gè)一樣的槽，因?yàn)檗D(zhuǎn)子在使用的時(shí)候是幾個(gè)轉(zhuǎn)子片疊加在一起使用，所以轉(zhuǎn)子的成型方法沖孔、切除多余廢料、疊加。 ①材料：該沖裁件的材料是硅鋼片是低碳鋼，也是一種硬鋼，厚度為0.35mm，較薄。硅鋼是制造電機(jī)轉(zhuǎn)子、變壓器鐵芯等的基本材料，化學(xué)成分為3%～5%的硅，0.06%的碳，0.15%的猛，0.03%的磷，0.25%的

53、硫鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為硅的1.7倍，其余的為鐵。硅鋼片的特點(diǎn)是硬而脆，表面涂有無(wú)機(jī)絕緣涂層；其抗剪強(qiáng)度為450MPa，硬化退火。 ②零件結(jié)構(gòu)：該沖裁件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有彎曲形狀，并在邊界轉(zhuǎn)角處都是由圓角R0.2、R0.4、R0.5、R1連接過(guò)度，寬度為2.8的槽是均勻分布的，比較適合沖裁。 ③③尺寸精度：零件圖的中心孔Φ2的公差為-0.01 -0.02和7530′，未注公差屬于自由尺寸，可按IT14級(jí)確定工件尺寸的公差，該產(chǎn)品是屬于圓形平板零件，最大直徑只有Φ13mm。且有R0.2、R0.4、R0.5、R1等較小的圓弧角，只有采用沖孔定位的多工位級(jí)進(jìn)模獲知復(fù)合模制造加工，才可以更好的保證零件的尺寸精

54、度和形狀精度。 綜上：該零件的形狀、尺寸、精度、材料均符合沖壓工藝要求，可以采用沖壓方法加工，并且為了滿足該零件的需求量，故采用三排級(jí)進(jìn)模沖壓。三排樣可以抵消側(cè)向力，提高效率，提高材料的利用率，并且保證了制件的精度。 2.2確定沖裁件的最佳工藝制造方案 根據(jù)制件的工藝性分析，其基本工序有沖孔，落料兩種，可以用以下三種工藝方案： ①先落料，再?zèng)_孔，采用單工序模生產(chǎn)。 ②落料—沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。 ③沖孔—落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 方案①模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是需要兩道工序，兩套模具才能完成零件的加工，而且零件體積細(xì)小，夾放比較困難，生產(chǎn)效率低，難以滿足零件形狀精度和同軸度

55、以及大批量生產(chǎn)的需求，由于零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為提高生產(chǎn)效率，主要采用復(fù)合沖裁或級(jí)進(jìn)沖裁方式。方案②比較容易保證沖件精度，但是模具制造較復(fù)雜、模具成本較高、模具制造周期也比較長(zhǎng)和模具使用壽命較短。方案③生產(chǎn)效率高、尺寸精度較高、工作環(huán)境好、模具強(qiáng)度高、模具制造沒(méi)有復(fù)合模復(fù)雜等。由于沖裁材料為硅鋼片，較硬且脆，外圓形尺寸沒(méi)有要求，在能夠較好保證尺寸精度、提高模具的強(qiáng)度和使用壽命，最后確定用多工位級(jí)進(jìn)模沖裁方式進(jìn)行生產(chǎn)。 由工件尺寸可知，內(nèi)外形尺寸較小，材料較薄，易變形，為便于操作，所以級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)采用順裝式級(jí)進(jìn)模及彈性卸料、懸浮銷(xiāo)定位送料、凸摸沖孔定位和定位釘定位方式。 2.3排樣圖設(shè)計(jì) 排樣圖是

56、多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它集體反映了零件在整個(gè)沖壓成形工程中，毛坯外形在條料上的截取方式及相鄰毛坯的關(guān)系。而且對(duì)材料的利用率、沖壓加工的工藝性以及模具的結(jié)構(gòu)和壽命等有著顯著的影響，故應(yīng)針對(duì)零件和零件展開(kāi)后的工藝特點(diǎn)，并綜合考慮工藝分析各個(gè)因素后，設(shè)計(jì)合理的排樣圖及具體工位安排，該零件外形尺寸比較小，若采用單排的排樣則材料的利用率低，雙排相對(duì)于單排利用率有了一些提高，但是還是沒(méi)有三排的利用率高，故采用三排的排樣方式；又為力減少制件在沖壓式的移動(dòng)和抵消彎曲力，和制件外形尺寸太小，綜合考慮采用“三列直對(duì)排法”，模具加工時(shí)“一模三件”生產(chǎn)，大大提高了生產(chǎn)效率，因此這樣的排樣比較科學(xué)合理。查文獻(xiàn)[6]表

57、4—18取搭邊值a=1.5 mm，沖切外形時(shí)工件間的搭邊連接最小寬度取1.5mm。 故：條料寬度b=37.5+2.5X2=42.5 工件與工件制件的搭邊為1.2mm 工件與邊緣的搭邊為2.5mm 步距h=13+1.2=14.2mm 綜上所述，排樣圖如下圖： 排樣圖實(shí)物 3.計(jì)算壓力中心 為了保證壓力機(jī)和模具正常地工作必須使壓力中心與壓力機(jī)滑塊中心線相重合。否則在沖壓時(shí)會(huì)是模具與壓力機(jī)滑塊歪斜，引起凸、凹模間隙不均勻和導(dǎo)向零件加速磨損，造成刃口和其他零件的損壞，甚至還會(huì)引起壓力機(jī)導(dǎo)軌磨損，影響壓力機(jī)精度。 形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱的工件，如圓形、正方形、矩形，其沖裁時(shí)的壓力中心與工件的

58、中心重合。由于該零件的落料、沖孔均為軸對(duì)稱形狀，其中心便是壓力機(jī)的壓力中心，故不必進(jìn)行壓力中心的計(jì)算。 4.各部分工藝力的計(jì)算 4.1落料力的計(jì)算 按文獻(xiàn)[7]中的公式計(jì)算：FL=KLtζb 式中 F—沖裁力（N） L—沖件周邊長(zhǎng)度（mm） t—材料厚度（mm） ζb—材料抗剪強(qiáng)度（MPa） K—考慮模具間隙的不均勻、刃口的磨損、材料力學(xué)性能與厚度的波動(dòng)等因素引入的修正系數(shù)，一般去K=1.3 對(duì)于同一種材料，其抗拉強(qiáng)度與抗剪強(qiáng)度的關(guān)系為δb=1.3ζb，故沖裁力也可以按下式計(jì)算：F=Ltδb 此零件的厚度為0.35mm的硅鋼片，查表2—3得，抗剪強(qiáng)度ζ

59、b=350～400MPa，取δb=400MPa，落料力F=KLtζb=1.3X334.81X0.35X400=60935.238N≈70KN 4.2 卸料力的計(jì)算 卸料力公式：F卸=K卸xFL K卸——卸料力系數(shù)，經(jīng)查表4-22，取K卸=0.055； 則卸料力為：F卸=K卸xFL=0.055X70=3.352KN 4.3 推件力的計(jì)算 推件力公式：FT=nKFL 式中 n——同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖件數(shù)，n=h/t（h為凹?？卓诘闹比懈叨?，t為材料厚度）。 KT——推件力系數(shù)，

60、 F——沖裁力 則頂件力FT=nKFL=5x0.063x70=22.05KN 綜上所述，選擇沖床時(shí)，總壓力：F總=FL+ F卸+ FT=70+3.352+22.05=95.402KN 5.沖壓設(shè)備的選擇 5.1沖壓設(shè)備類(lèi)型的選擇 沖壓設(shè)備類(lèi)型的選擇根據(jù)所要完成的沖壓工藝的性質(zhì)，生產(chǎn)批量的大小，沖壓件的幾何尺寸和精度要求等來(lái)選擇設(shè)備的類(lèi)型。 （4） 考慮沖壓件的大小 在中小型的沖壓件、彎曲件或拉深件的生產(chǎn)中，主要采用開(kāi)式機(jī)械壓力機(jī)，因?yàn)樗峁┝藰O為方便的操作條件，模具也容易安裝。 （5） 考慮沖壓件的生產(chǎn)批量 在大批量生產(chǎn)或形狀復(fù)雜零件的大量生產(chǎn)中，

61、因盡量選用高速壓力機(jī)或多工位自動(dòng)壓力機(jī)；在小批量生產(chǎn)中，尤其是大型厚板沖壓件的生產(chǎn)中，多采用液壓機(jī)，由于液壓機(jī)沒(méi)有固定的行程，不會(huì)因?yàn)榘辶虾穸茸兓d。 （6） 考慮壓力機(jī)設(shè)備的精度和剛度 壓力機(jī)的剛度由床身剛度、傳動(dòng)剛度和導(dǎo)向剛度3部分組成 ，如果剛度較差，負(fù)載終了和卸載終了時(shí)模具間隙會(huì)發(fā)生很大變化，影響沖壓件的精度和模具壽命，設(shè)備的精度也有類(lèi)似的問(wèn)題。 5.1沖壓設(shè)備規(guī)格的選擇 在沖壓設(shè)備的類(lèi)型選定之后，應(yīng)該進(jìn)一步根據(jù)沖壓件的大小、模具的尺寸和沖壓力來(lái)確定設(shè)備的規(guī)格。 （5） 所選壓力機(jī)的公稱壓力必須大于沖壓所需的總沖壓力，即：F沖壓機(jī)>F總。 （6） 壓力機(jī)的行程大

62、小要適當(dāng)。 由于壓力機(jī)的行程影響到模具的張開(kāi)高度，因此對(duì)于沖裁、彎曲等模具，其行程不宜過(guò)大，以免發(fā)生凸摸與導(dǎo)板分離或滾珠導(dǎo)向裝置脫開(kāi)的不良后果。 （7） 所選壓力機(jī)的閉合高度應(yīng)與沖模的閉合高度相適應(yīng)。即滿足：沖模的閉合高度介于壓力機(jī)的最大閉合高度和最小閉合高度之間的要求。 （8） 壓力機(jī)工作臺(tái)面的尺寸必須大于模具下模座的外形尺寸，并還要留有安裝固定的余地。但在過(guò)大的工作臺(tái)面上安裝過(guò)小尺寸的沖模時(shí)，對(duì)工作臺(tái)的受力條件也是不利的。 在實(shí)際生產(chǎn)中，為了防止設(shè)備的超載，可按F≥（1.6～1.8）F理論來(lái)估算壓力機(jī)的公稱壓力，所以F=1.7x95.402=162.2KN 參考文獻(xiàn)《多工位

63、級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)與制造》附錄E2可選取開(kāi)式高速精密壓力機(jī)，規(guī)格見(jiàn)下表： 名 稱 型 號(hào) J21G—25 J21G—25A 公稱力/KN 250 公車(chē)力行程/mm 1.5 滑塊行程/mm 30 行程次數(shù)/min-1 200～250 最大裝模高度/mm 230 裝模高度調(diào)節(jié)量/mm 50 滑塊中心至機(jī)身距離/mm 210 工作臺(tái)板尺寸/mm 400x700 機(jī)身工作臺(tái)孔尺寸/mm 120x250 工作臺(tái)板厚度/mm 70 滑塊地面尺寸/mm 210x250 模柄孔尺寸/mm 40x70 立柱間的距離/mm 410 電動(dòng)機(jī) 型號(hào) Y

64、CT180—4A 功率/KW 4 外型尺寸/mm 1620x1150x2400 凈重/毛重/kg 3700/4200 6.主要工作部分尺寸計(jì)算 6.1 確定沖裁間隙 沖裁間隙是指沖裁模中凸凹模刃口部分尺寸之差，其雙邊間隙用Z表示，單邊間隙用C表示，C=Z/2，沖裁間隙的大小對(duì)沖裁件的斷面質(zhì)量、沖裁力和模具壽命等影響很大，所以沖裁間隙是沖裁模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的工藝參數(shù)。 （5） 間隙對(duì)沖壓力的影響 間隙增大，材料所受的拉應(yīng)力增大，材料容易斷裂分離，沖裁力有一定程度的降低，繼續(xù)增大間隙值，會(huì)因從凸凹模刃口處產(chǎn)生的裂紋不相重合的影響，沖裁力下降變緩，間隙減小，材料不易

65、斷裂，使沖裁力增大，間隙合理時(shí)，沖裁里最小。 （6） 間隙對(duì)模具壽命的影響 間隙小，落料件或廢料往往會(huì)梗塞在凹模洞口，導(dǎo)致凹模漲裂，因此過(guò)小的間隙對(duì)模具壽命極為不利。間隙增大，可使沖裁力、卸料力等減小，從而刃口磨損減小，但是間隙過(guò)大，零件毛刺增大，卸料力增大，反而使刃口磨損加大，所以合理的間隙值可適合彌補(bǔ)模具制造精度不高和動(dòng)態(tài)間隙不均勻引起的不足，不至于啃刃口，起到延長(zhǎng)模具使用壽命的作用。 （7） 間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量的影響 ①間隙過(guò)小時(shí)，凸模刃口處的裂紋比合理間隙時(shí)向外錯(cuò)開(kāi)一段距離。當(dāng)凸模繼續(xù)下壓時(shí)，在上、下裂紋中間產(chǎn)生二次剪切，在制件斷面形成兩個(gè)光亮，而夾在中間的是撕裂面，并在

66、斷面出現(xiàn)擠長(zhǎng)的毛刺。毛刺雖有所增長(zhǎng)，但易去除，而且沖裁件的翹曲小，斷面垂直，只要中間撕裂不是很深，仍可使用。 ②間隙過(guò)大時(shí)，凸模刃口處的裂紋比合理間隙時(shí)向內(nèi)開(kāi)一段距離，材料的彎曲與拉伸增大，拉應(yīng)力增大，易產(chǎn)生剪裂紋，塑性變形階段較早結(jié)束，致使斷面光亮帶減小，圓角帶增大，所形成的厚而大的拉長(zhǎng)毛刺難以去除，制件翹曲嚴(yán)重。 ③間隙不均勻時(shí)，將制件的整個(gè)沖裁輪廓上分布著各種不同情況的斷面。由以上分析可見(jiàn)，凸凹模制件的間隙對(duì)沖件質(zhì)量、沖裁力、模具壽命等都有很大的影響。因此，在設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要確定一個(gè)合理間隙值，以提高沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度、模具壽命和減小沖裁力。 因該沖件的材料為硅鋼片，厚度t=0.35mm，由文獻(xiàn)多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)與制造，查表2-3得：Zmax=0.028mm，Zmin=0.021mm, 6.2沖孔刃口的計(jì)算 沖孔工序的凸、凹模尺寸確定，可按下式確定： dp=(dmin+x△)0 -δp dd=(dp+Zmin)+δd 0=(dmin+ x△+Zmin) +δd 0 式中， d