3020 課程設計-墊片復合沖壓模具的設計

3020 課程設計-墊片復合沖壓模具的設計,課程設計,墊片,復合,沖壓,模具,設計 1課程設計 -墊片復合沖壓模具的設計大 學名稱 　　墊片復合沖壓模具的設計　　　 院 　系 機電工程系 班 級 姓 名 系　主　任 教研室主任 指 導 教 師 長墊片復合沖壓模具的設計2摘要：模具是現(xiàn)代工業(yè)的重要工藝設備，隨著科學技術的不斷進步，它在國民經(jīng)濟中占有越來越重要的地位，發(fā)展前景十分廣闊。裝備制造業(yè)在 2007 年的迅速發(fā)展，尤其是汽車和電子電器產(chǎn)品的高速增長，為模具工業(yè)的發(fā)展營造了良好的市場環(huán)境。本次綜合實訓設計墊片的復合沖壓模具，從零件的工藝性分析到模具結(jié)構的設計再到工藝計算，一直到最后的模具裝配圖。關鍵詞：墊片、復合沖壓模具、設計3目 錄引言（緒論） ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1一、沖裁件的工藝性分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7二、確定沖壓工藝方案 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7三、選擇模具結(jié)構形式 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????71.模具的形式 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????42.定位裝置 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????43.卸料裝置 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????44.導向零件 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????45.模架 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4四、必要的工藝計算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????81.排樣設計與計算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????42.計算沖壓力 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????43.計算模具壓力中心 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????44.計算模具刃口尺寸 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4五、墊片復合模主要零件的設計計算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????41.落料凹模 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????42.沖孔凸模長度及強度校核 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????43.凸凹模長度確定及壁厚校核 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????44.凸凹模固定板尺寸 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????45.墊板結(jié)構與設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????46.卸料板的設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????47.模座的選擇 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4六、壓力機校核 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????41.模柄孔的校核 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????42.模具閉合高度的校核 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????43.壓力機工作臺尺寸的校核 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????44.沖裁力校核 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4七、繪制模具總裝配圖及零件圖 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14課程設計小結(jié) ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????24致謝 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4參考文獻 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????254引 言裝備制造業(yè)在 2007 年的迅速發(fā)展，尤其是汽車和電子電器產(chǎn)品的高速增長，為模具工業(yè)的發(fā)展營造了良好的市場環(huán)境。除了發(fā)展速度繼續(xù)提升外，我國模具行業(yè)在 2007 年還呈現(xiàn)出三大亮點： 一、是模具向大型、精密、復雜方向發(fā)展成果突出，如已生產(chǎn)出了單套重量達到 100 噸的巨型模具及型腔精度達到 0.5μm 的超精模具和能與 2500 次/分高速沖床相匹配的精密多工位級進模等；模具專業(yè)化和標準化程度得到進一步提高，如廣東模具企業(yè)的模具標準件使用覆蓋率大都已達到或超過了 80%等；行業(yè)結(jié)構進一步改善，如產(chǎn)品結(jié)構和進出口結(jié)構正在不斷趨向合理化等，行業(yè)正在形成一個以數(shù)字化和信息化為主要內(nèi)容的技術改造熱潮，發(fā)展后勁充足等。二、是行業(yè)骨干隊伍正快速形成，集群式生產(chǎn)方式得到進一步發(fā)展，勞動生產(chǎn)率不斷提高。模具行業(yè)目前已有 80 多家重點骨干企業(yè)，現(xiàn)在，年產(chǎn)模具5000 萬元以上的企業(yè)全行業(yè)也有 100 家左右。骨干隊伍正在起著帶動行業(yè)的作用。繼 2006 年之后，全國的模具城得到了進一步發(fā)展。模具城的產(chǎn)出要比上年增長 25%以上。模具行業(yè)全員勞動生產(chǎn)率比上年有 10%以上的提高。 三、是國際合作進一步發(fā)展，中國模具正在加速融入世界，因而也為中國模具今后的進一步發(fā)展創(chuàng)造了更為有利的條件。無論是出展出訪還是來展來訪，中國模具行業(yè) 2007 年國際合作方面的活動都要比往年更豐富，參與的企業(yè)數(shù)和人數(shù)更多，成效更加顯著。　　在中國模具工業(yè) 2007 年可喜的發(fā)展中也有隱憂。 隱憂之一是生產(chǎn)模具的原材料、人工等成本費用不斷上漲，2007 年又比上年漲了 20%左右，致使模具企業(yè)利潤空間進一步受擠壓，利潤率進一步下降，有些企業(yè)已出現(xiàn)虧損，顯得難以為繼。隱憂之二是模具人才，特別是高技能、高水平人才全行業(yè)缺乏，這已制約了模具行業(yè)的進一步發(fā)展。由于總數(shù)量的供不應求，高層次人才的正常流動現(xiàn)在已變得有一些不正常了，用人單位的用人成本也顯著增加。同時，人才素質(zhì)也亟待提高。 隱憂之三是在模具行業(yè)國內(nèi)外市場前景良好和現(xiàn)有企業(yè)大多利好的情況下，5模具行業(yè)固定資產(chǎn)投入年復一年不斷攀升，尤其是外資和民間投資更為踴躍投入，致使某些領域已呈飽和之勢和低水平的重復。大量投資的結(jié)果雖然對促進模具工業(yè)的發(fā)展有好處，但也預示著企業(yè)今后的競爭更為劇烈。競爭會不會造成今后的大調(diào)整而累及行業(yè)發(fā)展，這已引起一些業(yè)內(nèi)人士的擔憂。目前，在部分領域，尤其在中低檔市場上，競爭已造成因相互過度壓價而損害產(chǎn)品質(zhì)量的狀況。 隱憂之四是中國模具行業(yè)總體創(chuàng)新能力薄弱，綜合水平仍比國外先進水平落后許多，這對今后發(fā)展非常不利。所謂綜合水平的落后包括了技術落后、產(chǎn)品落后、管理落后及人的觀念和水平落后等。雖然我國模具行業(yè)中也不乏可與世界先進水平相媲美的企業(yè)，有些產(chǎn)品也并不比世界先進水平差，但這畢竟只是少數(shù)。就大多數(shù)而言，我們必須承認落后，而且總體來說，不是落后一點點，而是落后了許多?？傮w落后的主要表現(xiàn)是我國模具在結(jié)構、精度、效能、壽命及生產(chǎn)周期等方面以及從業(yè)人員綜合素質(zhì)與水平和全員勞動生產(chǎn)率等方面與國際先進水平相比有著較大差距。此外，當然還存在裝備及環(huán)境等方面的差距等。6模具設計一、沖裁件的工藝性分析（1）材料 Q235 是普通碳素鋼，具有良好的沖壓性能。（2）工件結(jié)構 該零件形狀簡單?？走吘噙h大于凸、凹模允許的最小壁厚，故可以考慮采用復合沖壓工序。（3）尺寸精度 零件圖上尺寸未標注公差，屬自由公差，按 IT14 級確定工件的公差，一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。二、確定沖壓工藝方案該零件（如右圖）包括落料、沖孔兩個基本工序，可以有以下三種工藝方案：方案一：先落料，后沖孔。采用單工序 模生產(chǎn)。 方案二：落料—沖孔復合沖壓，采用復 合模生產(chǎn)。方案三：沖孔—落料連續(xù)沖壓，采用級 7進模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構簡單，但需要兩道工序兩副模具，生產(chǎn)率低，難以滿足該零件的年生產(chǎn)需要。方案二只需一副模具，沖壓件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)構較方案一復雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)率也高，但模具制造、安裝較復合模復雜。通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。三、選擇模具結(jié)構形式（1）模具的形式此工件有三個孔，若采用正裝式復合模，操作很不方便；另外此工件無較高平直度要求，工件要求精度也較低，沖孔廢料由沖孔凸模沖入凹模洞口中，積聚到一定數(shù)量，由下模漏料孔排出，不必清除廢料，操作方便，應用很廣，但工作表面平直度較差，凹凸模承受的張力較大。因此凹凸模的壁厚應嚴格控制，以免強度不足。所以從操作方便、模具制造簡單等方面考慮，決定采用倒裝式復合模。（2）定位裝置 采用擋料銷縱向定位，安裝在卸料板上，并在凹模板開設讓位孔。（3）卸料裝置1.條料的卸除 采用彈性卸料板。因為是倒裝式復合模，所以卸料板安裝在下模。2.工件的卸除 采用打料裝置將工件從上模落料凹模中推下，落在模具工作面上。3.沖孔廢料的卸除 采用下模座上漏料孔排出。沖孔廢料在下模的凹凸模內(nèi)積聚到一定數(shù)量，便從下模座的漏料孔中排出。（4）導向零件 導向零件有許多，如用導板導向則在模具上安裝不便，而且阻擋操作者視線，所以不采用；若用鋼珠式導柱導套進行導向，則雖然導向精度高，壽命長，但結(jié)構比較復雜，所以不采用；針對這次加工的產(chǎn)品精度要求不高，采用滑動式導柱導套進行導向即可。而且模具在壓力機上的安裝比較簡單，操作又方便，還可降低成本。8（5）模架 若采用中間導柱模架，則導柱對稱分布，受力平衡，滑動平穩(wěn)，拔模方便，但只能一個方向送料。若采用后側(cè)導柱模架，則可三方向送料。操作者視線不被擋住，結(jié)構比較緊湊。本設計決定采用后側(cè)導柱模架。四、必要的工藝計算（1）排樣設計與計算1、單直排a、搭邊。查《沖壓模具設計與制造》 ，確定搭邊直 a、a1t = 2 mm，工件間 a1 =2.5 mm。側(cè)搭邊 a = 2mm。b、條料寬度。采用無側(cè)邊裝置，所以B=（D+2a） = （50+2.5+2.5） = 55 mm0?015.?015.?式中 ——條料寬度的單向偏差，mm，查表得 =-0.15mm??c、送料步距：S = L + a =30 +2 = 32 mmd、材料利用率利用 CAD 軟件，查得其面積為 1163.542mm2條料一個步距內(nèi)的面積為 45×34=1530 mm= 100%= 100%=76.04%?A1?5304.6?排樣圖如下：92、計算沖壓力沖裁力公式為P= P + P孔 落式中 P —— 沖裁力；P —— 沖孔沖裁力；孔P ——落料沖裁力。落（1） 沖孔沖裁力 P 孔。P = P t孔 孔 ?式中 L ——沖孔周長；t ——材料厚度，t=1mm；——材料抗拉強度，MPa，查手冊，Q235， =375~460MPa，取?=400MPa。所以 P = L t =（2 ×3×2+2 ×8）×1×400=35168N孔 孔 ?（2） 落料沖裁力 P 落。P = L t落 落 ?所以 P = L t =（ + +26×4）×1×4 00落 落 ?1802562??18023??=77605.3N（3） 卸料力 P 。卸10P = K × P卸 卸 落式中 P ——卸料力；卸K ——卸料系數(shù)，查表 K =0.04~0.05，取 K =0.04。卸 卸 卸所以 P = K × P =0.04×77605.3N=3104.212N卸 卸 落（4） 推件力 P推P = K P n推 推 孔式中 K ——推料系數(shù)，查表取 K =0.055；推 推n——同時卡在凹模洞孔內(nèi)的件數(shù)，取 n=3。所以 P = K P n=0.055×35168×3N=5802.72N推 推 孔（5） 總沖壓力 P 總。沖裁時，壓力機的壓力值必須大于或等于沖裁各工藝力的總和，即大于總的沖壓力?？偟臎_壓力根據(jù)模具結(jié)構不同計算公式不同，當采用彈壓卸料裝置和下出件的模具時，總的沖壓力為P =P+ P + P = P + P + P + P總 卸 推 孔 落 卸 推=77605.3+3104.212+35168+5802.72 N=121680.26N 122KN?初選壓力機型號為：JH23—25。該壓力機的主要參數(shù)：公稱壓力 250KN滑塊行程 75mm最大封閉高度 260mm封閉高度調(diào)節(jié)量 55mm工作臺尺寸 560×370模柄孔尺寸 40×60?3.計算模具壓力中心由于該零件關于中心對稱，所以模具的壓力中心在幾何圖形的中心點上。4.計算模具刃口尺寸落料 設工件的尺寸為 ,根據(jù)計算原則，落料以凹模為設計基準。首先0??D確定凹模尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等于工件輪廓的最小極限尺寸;將凹模11尺寸減去最小合理間隙值即得到凸模尺寸。=（ ）AD??xma??0D =（D ）TZ=（D ）axax0??沖孔 設沖孔尺寸為，根據(jù)計算原則，沖孔時以凸模為設計基準。首先確定凸模尺寸，使凸模的基準尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸；將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得到凹模尺寸。d =(d +x )Tmin?0??d =(d +z ) =(d +x +z )Ai??0Tmin??0孔心距 孔心距屬于磨損后基本不變的尺寸。在同一工步中，在工件上沖出孔距為 L 兩個孔時，其凹模型孔中心距可按下式確定。?2/?L =Ld?81?上述式中： 、D ——落料凹、凸模尺寸；ATd 、 d ——沖孔凸、凹模尺寸；D ——落料件的最大極限尺寸；maxd ——沖孔件孔的最小極限尺寸；inL、 L ——工件孔心距和凹模孔心距的公稱尺寸；——工件制造公差；?z ——最小合理間隙；minx ——磨損系數(shù)；——凸或凹模的制造公差，可按 IT6~IT7 級來選取，也?可查表選取，或取 （ ） ，4.0T??minaxZ?（ ） 。6.0?AminaxZ?為了保證初始間隙不超過 Z 即 + + , 和 選取必須滿足以minTAaxTA?下條件：+T?A?minax?12外形由落料獲得， 16 由沖孔同時得到：?查表得：Z =0.1mm,Z =0.14mm,minmax則 Z -Z =(0.14-0.1)mm=0.04mmaxi由于尺寸為自由公差，均為 IT14 級，所以×=0.5mm設凸、凹模分別按 IT6 和 IT7 級加工制造，則沖 16 孔：?d =(d +× ) =(16+0.5×0.43) =16.215 mmTmin?0??0??01.?d =( d + Z ) =(16.215+0.1) =16.315 mmAi?18.?8.?校核： +TA?minaxZ0.011+0.018 0.14-0.10.029 n i所以滿足最小壁厚 n> n 的要求。i4.凸凹模固定板尺寸凸凹模形狀為矩形 120×70,厚度取 20mm，與凸凹模過盈配合。5.墊板結(jié)構與設計理論上，確定是否需要墊板的方法如下：15條件：沖裁時，如果凸模的端部對模座的壓應力超過模座材料的許用壓應力，這時需要凸模端部與模座之間加上一塊強度較高的墊板。即下列情況需要加墊板。 y??][Y式中 ——凸模端面壓應力，MPa；y?——模座材料許用壓應力，鑄鐵約為 100MPa，鋼約為 200MPa；][YP——沖裁力，N；F——凸模上端面面積，mm ；2D——凸模上端面直徑，mm。墊板形狀和凸模固定板一致，矩形，墊板厚度一般為 3~10mm。墊板材料常用 T7 或 T8 工具鋼，熱處理硬度為 48~52HRC。墊板淬硬后兩面應磨平，表面粗糙度 R 0.32~0.63um。?本例中上模部分已有墊板。下面確定凸凹模與下模板之間是否需要墊板：本例中，由于凸凹模和固定板的配合為過盈配合，所以其表面積按固定板面積計算，很顯然不需要加墊板。因為加墊板之后與沒加之前（下表面積）沒有區(qū)別。6.卸料板的設計1）卸料板的形狀和尺寸。卸料板取矩形板，厚度為 H=10mm，卸料板材料選 A3 或（45 鋼） ，不用熱處理淬硬。2）卸料板上成形孔的設計。取彈壓卸料板與凸模的雙面間隙為0.1~0.3mm。7.模座選擇由于模板周界為 120×70mm，所以選16上模座 125×80×30 GB/T2855.5—1990下模座 125×80×30 GB/T2855.6—1990材料 HT200 GB9436—88 閉合高度最小 140mm，最大 165mm。導柱 20×130 GB/T2861.1—1990導套 20×70×28 GB/T2861.6—1990六、壓力機校核初選壓力機型號為：JH23—25.該壓力機的主要參數(shù)：公稱壓力 250KN滑塊行程 75mm最大封閉高度 260mm封閉高度調(diào)節(jié)量 55mm工作臺尺寸 560×370模柄孔尺寸 40×60?1.模柄孔的校核模柄的尺寸為 40×80，上模座厚度為 30mm，則模柄伸出上模座的高度為 50mm<60mm，因此合適。2.模具閉合高度的校核模具的閉合高度 H=30+15+10+10+10+60+30-1=164mm，而壓力機的最大封閉高度 260mm，其調(diào)節(jié)量為 55mm，則壓力機的最小閉合高度為 205mm，大于模具的閉合高度，可以在模具下模座下加墊板，所以此項也可滿足要求。3.壓力機工作臺尺寸的校核查手冊，該型號模座的外形尺寸為：194×142mm，壓力機的工作臺尺寸為560×370mm，符合每邊留出 60~100mm 的要求，用來安裝固定模具用的螺栓、墊塊和壓板，所以合適。4.沖裁力校核沖裁合格產(chǎn)品所需的沖裁力 P 為 122KN<壓力機的公稱壓力 250KN，所以總合適。綜上所述：型號為 JH23—25 的壓力機符合要求。17七、繪制模具總裝配圖及工作零件圖模具整體裝配效果圖1819設計小結(jié)通過這次課程設計使我對模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來的發(fā)展趨勢有了更深刻的了解，通過整個模具設計流程，使我掌握了沖壓模具的總體設計思路及在模具設計中經(jīng)常出現(xiàn)的一些問題、及處理方法，對設計中一些常規(guī)方法了有了進一步的了解，為以后從事模具行業(yè)打下了基礎。通過計算機輔助手段實現(xiàn)了對模具零件的三維造型，同時利用軟件完成了相關零部件的裝配過程，實現(xiàn)了模具結(jié)構的總裝配，同時，使用了 AutoCAD 完成了相關二維結(jié)構及零件圖。這次課程設計讓我鞏固了專業(yè)知識，對知識有了更深刻的認識。20致謝本次實訓即將結(jié)束，在這次實訓過程中得老師以及許多同學的幫助，老師的悉心指導，使我受益匪淺。在此，向曾經(jīng)教導過我和一直幫助關心我的老師們致以深深的敬意，同時也要感謝我的同學們在這次實訓過程中給我的幫助。21參考文獻：[1]王孝培主編. 沖壓手冊. 機械工業(yè)出版社 1990.11 [2]王一梅主編.典型實用模具圖冊.江蘇科學技術出版社 1991.8[3]模具實用技術叢書編委會主編. 沖模設計應用實例.機械工業(yè)出版社.2000.4[4]丁松聚主編.冷沖模設計. 機械工業(yè)出版社. 2001.10[5]徐政坤主編. 沖壓模具設計與制造. 化學工業(yè)出版社.2005.1[6]付宏生主編. 冷沖壓成形工藝與模具設計制造. 化學工業(yè)出版社.2005.3[7]K.Stoeckhert/G.Menning 編著.模具制造手冊. 化學工業(yè)出版社.2003.2[8]楊占堯主編.現(xiàn)代模具工手冊. 化學工業(yè)出版社.2007.7[9]高軍、李嘉平、修大鵬等編著.沖壓模具標準件選用與設計指南. 化學工業(yè)出版社.2007.2[10]楊占堯主編.沖壓模具圖冊.高等教育出版社.2008.3[11]周本凱編著.沖壓模具設計實踐. 化學工業(yè)出版社.2008.3[12]中國就業(yè)培訓技術指導中心組織編寫.模具設計師.中國勞動社會保障出版社.2008.51課程設計 -墊片復合沖壓模具的設計大 學名稱 　　墊片復合沖壓模具的設計　　　 院 　系 機電工程系 班 級 姓 名 系　主　任 教研室主任 指 導 教 師 長墊片復合沖壓模具的設計2摘要：模具是現(xiàn)代工業(yè)的重要工藝設備，隨著科學技術的不斷進步，它在國民經(jīng)濟中占有越來越重要的地位，發(fā)展前景十分廣闊。裝備制造業(yè)在 2007 年的迅速發(fā)展，尤其是汽車和電子電器產(chǎn)品的高速增長，為模具工業(yè)的發(fā)展營造了良好的市場環(huán)境。本次綜合實訓設計墊片的復合沖壓模具，從零件的工藝性分析到模具結(jié)構的設計再到工藝計算，一直到最后的模具裝配圖。關鍵詞：墊片、復合沖壓模具、設計3目 錄引言（緒論） ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1一、沖裁件的工藝性分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7二、確定沖壓工藝方案 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7三、選擇模具結(jié)構形式 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????71.模具的形式 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????42.定位裝置 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????43.卸料裝置 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????44.導向零件 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????45.模架 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4四、必要的工藝計算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????81.排樣設計與計算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????42.計算沖壓力 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????43.計算模具壓力中心 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????44.計算模具刃口尺寸 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4五、墊片復合模主要零件的設計計算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????41.落料凹模 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????42.沖孔凸模長度及強度校核 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????43.凸凹模長度確定及壁厚校核 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????44.凸凹模固定板尺寸 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????45.墊板結(jié)構與設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????46.卸料板的設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????47.模座的選擇 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4六、壓力機校核 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????41.模柄孔的校核 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????42.模具閉合高度的校核 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????43.壓力機工作臺尺寸的校核 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????44.沖裁力校核 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4七、繪制模具總裝配圖及零件圖 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14課程設計小結(jié) ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????24致謝 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4參考文獻 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????254引 言裝備制造業(yè)在 2007 年的迅速發(fā)展，尤其是汽車和電子電器產(chǎn)品的高速增長，為模具工業(yè)的發(fā)展營造了良好的市場環(huán)境。除了發(fā)展速度繼續(xù)提升外，我國模具行業(yè)在 2007 年還呈現(xiàn)出三大亮點： 一、是模具向大型、精密、復雜方向發(fā)展成果突出，如已生產(chǎn)出了單套重量達到 100 噸的巨型模具及型腔精度達到 0.5μm 的超精模具和能與 2500 次/分高速沖床相匹配的精密多工位級進模等；模具專業(yè)化和標準化程度得到進一步提高，如廣東模具企業(yè)的模具標準件使用覆蓋率大都已達到或超過了 80%等；行業(yè)結(jié)構進一步改善，如產(chǎn)品結(jié)構和進出口結(jié)構正在不斷趨向合理化等，行業(yè)正在形成一個以數(shù)字化和信息化為主要內(nèi)容的技術改造熱潮，發(fā)展后勁充足等。二、是行業(yè)骨干隊伍正快速形成，集群式生產(chǎn)方式得到進一步發(fā)展，勞動生產(chǎn)率不斷提高。模具行業(yè)目前已有 80 多家重點骨干企業(yè)，現(xiàn)在，年產(chǎn)模具5000 萬元以上的企業(yè)全行業(yè)也有 100 家左右。骨干隊伍正在起著帶動行業(yè)的作用。繼 2006 年之后，全國的模具城得到了進一步發(fā)展。模具城的產(chǎn)出要比上年增長 25%以上。模具行業(yè)全員勞動生產(chǎn)率比上年有 10%以上的提高。 三、是國際合作進一步發(fā)展，中國模具正在加速融入世界，因而也為中國模具今后的進一步發(fā)展創(chuàng)造了更為有利的條件。無論是出展出訪還是來展來訪，中國模具行業(yè) 2007 年國際合作方面的活動都要比往年更豐富，參與的企業(yè)數(shù)和人數(shù)更多，成效更加顯著?！　≡谥袊＞吖I(yè) 2007 年可喜的發(fā)展中也有隱憂。 隱憂之一是生產(chǎn)模具的原材料、人工等成本費用不斷上漲，2007 年又比上年漲了 20%左右，致使模具企業(yè)利潤空間進一步受擠壓，利潤率進一步下降，有些企業(yè)已出現(xiàn)虧損，顯得難以為繼。隱憂之二是模具人才，特別是高技能、高水平人才全行業(yè)缺乏，這已制約了模具行業(yè)的進一步發(fā)展。由于總數(shù)量的供不應求，高層次人才的正常流動現(xiàn)在已變得有一些不正常了，用人單位的用人成本也顯著增加。同時，人才素質(zhì)也亟待提高。 隱憂之三是在模具行業(yè)國內(nèi)外市場前景良好和現(xiàn)有企業(yè)大多利好的情況下，5模具行業(yè)固定資產(chǎn)投入年復一年不斷攀升，尤其是外資和民間投資更為踴躍投入，致使某些領域已呈飽和之勢和低水平的重復。大量投資的結(jié)果雖然對促進模具工業(yè)的發(fā)展有好處，但也預示著企業(yè)今后的競爭更為劇烈。競爭會不會造成今后的大調(diào)整而累及行業(yè)發(fā)展，這已引起一些業(yè)內(nèi)人士的擔憂。目前，在部分領域，尤其在中低檔市場上，競爭已造成因相互過度壓價而損害產(chǎn)品質(zhì)量的狀況。 隱憂之四是中國模具行業(yè)總體創(chuàng)新能力薄弱，綜合水平仍比國外先進水平落后許多，這對今后發(fā)展非常不利。所謂綜合水平的落后包括了技術落后、產(chǎn)品落后、管理落后及人的觀念和水平落后等。雖然我國模具行業(yè)中也不乏可與世界先進水平相媲美的企業(yè)，有些產(chǎn)品也并不比世界先進水平差，但這畢竟只是少數(shù)。就大多數(shù)而言，我們必須承認落后，而且總體來說，不是落后一點點，而是落后了許多。總體落后的主要表現(xiàn)是我國模具在結(jié)構、精度、效能、壽命及生產(chǎn)周期等方面以及從業(yè)人員綜合素質(zhì)與水平和全員勞動生產(chǎn)率等方面與國際先進水平相比有著較大差距。此外，當然還存在裝備及環(huán)境等方面的差距等。6模具設計一、沖裁件的工藝性分析（1）材料 Q235 是普通碳素鋼，具有良好的沖壓性能。（2）工件結(jié)構 該零件形狀簡單?？走吘噙h大于凸、凹模允許的最小壁厚，故可以考慮采用復合沖壓工序。（3）尺寸精度 零件圖上尺寸未標注公差，屬自由公差，按 IT14 級確定工件的公差，一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。二、確定沖壓工藝方案該零件（如右圖）包括落料、沖孔兩個基本工序，可以有以下三種工藝方案：方案一：先落料，后沖孔。采用單工序 模生產(chǎn)。 方案二：落料—沖孔復合沖壓，采用復 合模生產(chǎn)。方案三：沖孔—落料連續(xù)沖壓，采用級 7進模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構簡單，但需要兩道工序兩副模具，生產(chǎn)率低，難以滿足該零件的年生產(chǎn)需要。方案二只需一副模具，沖壓件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)構較方案一復雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)率也高，但模具制造、安裝較復合模復雜。通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。三、選擇模具結(jié)構形式（1）模具的形式此工件有三個孔，若采用正裝式復合模，操作很不方便；另外此工件無較高平直度要求，工件要求精度也較低，沖孔廢料由沖孔凸模沖入凹模洞口中，積聚到一定數(shù)量，由下模漏料孔排出，不必清除廢料，操作方便，應用很廣，但工作表面平直度較差，凹凸模承受的張力較大。因此凹凸模的壁厚應嚴格控制，以免強度不足。所以從操作方便、模具制造簡單等方面考慮，決定采用倒裝式復合模。（2）定位裝置 采用擋料銷縱向定位，安裝在卸料板上，并在凹模板開設讓位孔。（3）卸料裝置1.條料的卸除 采用彈性卸料板。因為是倒裝式復合模，所以卸料板安裝在下模。2.工件的卸除 采用打料裝置將工件從上模落料凹模中推下，落在模具工作面上。3.沖孔廢料的卸除 采用下模座上漏料孔排出。沖孔廢料在下模的凹凸模內(nèi)積聚到一定數(shù)量，便從下模座的漏料孔中排出。（4）導向零件 導向零件有許多，如用導板導向則在模具上安裝不便，而且阻擋操作者視線，所以不采用；若用鋼珠式導柱導套進行導向，則雖然導向精度高，壽命長，但結(jié)構比較復雜，所以不采用；針對這次加工的產(chǎn)品精度要求不高，采用滑動式導柱導套進行導向即可。而且模具在壓力機上的安裝比較簡單，操作又方便，還可降低成本。8（5）模架 若采用中間導柱模架，則導柱對稱分布，受力平衡，滑動平穩(wěn)，拔模方便，但只能一個方向送料。若采用后側(cè)導柱模架，則可三方向送料。操作者視線不被擋住，結(jié)構比較緊湊。本設計決定采用后側(cè)導柱模架。四、必要的工藝計算（1）排樣設計與計算1、單直排a、搭邊。查《沖壓模具設計與制造》 ，確定搭邊直 a、a1t = 2 mm，工件間 a1 =2.5 mm。側(cè)搭邊 a = 2mm。b、條料寬度。采用無側(cè)邊裝置，所以B=（D+2a） = （50+2.5+2.5） = 55 mm0?015.?015.?式中 ——條料寬度的單向偏差，mm，查表得 =-0.15mm??c、送料步距：S = L + a =30 +2 = 32 mmd、材料利用率利用 CAD 軟件，查得其面積為 1163.542mm2條料一個步距內(nèi)的面積為 45×34=1530 mm= 100%= 100%=76.04%?A1?5304.6?排樣圖如下：92、計算沖壓力沖裁力公式為P= P + P孔 落式中 P —— 沖裁力；P —— 沖孔沖裁力；孔P ——落料沖裁力。落（1） 沖孔沖裁力 P 孔。P = P t孔 孔 ?式中 L ——沖孔周長；t ——材料厚度，t=1mm；——材料抗拉強度，MPa，查手冊，Q235， =375~460MPa，取?=400MPa。所以 P = L t =（2 ×3×2+2 ×8）×1×400=35168N孔 孔 ?（2） 落料沖裁力 P 落。P = L t落 落 ?所以 P = L t =（ + +26×4）×1×4 00落 落 ?1802562??18023??=77605.3N（3） 卸料力 P 。卸10P = K × P卸 卸 落式中 P ——卸料力；卸K ——卸料系數(shù)，查表 K =0.04~0.05，取 K =0.04。卸 卸 卸所以 P = K × P =0.04×77605.3N=3104.212N卸 卸 落（4） 推件力 P推P = K P n推 推 孔式中 K ——推料系數(shù)，查表取 K =0.055；推 推n——同時卡在凹模洞孔內(nèi)的件數(shù)，取 n=3。所以 P = K P n=0.055×35168×3N=5802.72N推 推 孔（5） 總沖壓力 P 總。沖裁時，壓力機的壓力值必須大于或等于沖裁各工藝力的總和，即大于總的沖壓力?？偟臎_壓力根據(jù)模具結(jié)構不同計算公式不同，當采用彈壓卸料裝置和下出件的模具時，總的沖壓力為P =P+ P + P = P + P + P + P總 卸 推 孔 落 卸 推=77605.3+3104.212+35168+5802.72 N=121680.26N 122KN?初選壓力機型號為：JH23—25。該壓力機的主要參數(shù)：公稱壓力 250KN滑塊行程 75mm最大封閉高度 260mm封閉高度調(diào)節(jié)量 55mm工作臺尺寸 560×370模柄孔尺寸 40×60?3.計算模具壓力中心由于該零件關于中心對稱，所以模具的壓力中心在幾何圖形的中心點上。4.計算模具刃口尺寸落料 設工件的尺寸為 ,根據(jù)計算原則，落料以凹模為設計基準。首先0??D確定凹模尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等于工件輪廓的最小極限尺寸;將凹模11尺寸減去最小合理間隙值即得到凸模尺寸。=（ ）AD??xma??0D =（D ）TZ=（D ）axax0??沖孔 設沖孔尺寸為，根據(jù)計算原則，沖孔時以凸模為設計基準。首先確定凸模尺寸，使凸模的基準尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸；將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得到凹模尺寸。d =(d +x )Tmin?0??d =(d +z ) =(d +x +z )Ai??0Tmin??0孔心距 孔心距屬于磨損后基本不變的尺寸。在同一工步中，在工件上沖出孔距為 L 兩個孔時，其凹模型孔中心距可按下式確定。?2/?L =Ld?81?上述式中： 、D ——落料凹、凸模尺寸；ATd 、 d ——沖孔凸、凹模尺寸；D ——落料件的最大極限尺寸；maxd ——沖孔件孔的最小極限尺寸；inL、 L ——工件孔心距和凹?？仔木嗟墓Q尺寸；——工件制造公差；?z ——最小合理間隙；minx ——磨損系數(shù)；——凸或凹模的制造公差，可按 IT6~IT7 級來選取，也?可查表選取，或取 （ ） ，4.0T??minaxZ?（ ） 。6.0?AminaxZ?為了保證初始間隙不超過 Z 即 + + , 和 選取必須滿足以minTAaxTA?下條件：+T?A?minax?12外形由落料獲得， 16 由沖孔同時得到：?查表得：Z =0.1mm,Z =0.14mm,minmax則 Z -Z =(0.14-0.1)mm=0.04mmaxi由于尺寸為自由公差，均為 IT14 級，所以×=0.5mm設凸、凹模分別按 IT6 和 IT7 級加工制造，則沖 16 孔：?d =(d +× ) =(16+0.5×0.43) =16.215 mmTmin?0??0??01.?d =( d + Z ) =(16.215+0.1) =16.315 mmAi?18.?8.?校核： +TA?minaxZ0.011+0.018 0.14-0.10.029 n i所以滿足最小壁厚 n> n 的要求。i4.凸凹模固定板尺寸凸凹模形狀為矩形 120×70,厚度取 20mm，與凸凹模過盈配合。5.墊板結(jié)構與設計理論上，確定是否需要墊板的方法如下：15條件：沖裁時，如果凸模的端部對模座的壓應力超過模座材料的許用壓應力，這時需要凸模端部與模座之間加上一塊強度較高的墊板。即下列情況需要加墊板。 y??][Y式中 ——凸模端面壓應力，MPa；y?——模座材料許用壓應力，鑄鐵約為 100MPa，鋼約為 200MPa；][YP——沖裁力，N；F——凸模上端面面積，mm ；2D——凸模上端面直徑，mm。墊板形狀和凸模固定板一致，矩形，墊板厚度一般為 3~10mm。墊板材料常用 T7 或 T8 工具鋼，熱處理硬度為 48~52HRC。墊板淬硬后兩面應磨平，表面粗糙度 R 0.32~0.63um。?本例中上模部分已有墊板。下面確定凸凹模與下模板之間是否需要墊板：本例中，由于凸凹模和固定板的配合為過盈配合，所以其表面積按固定板面積計算，很顯然不需要加墊板。因為加墊板之后與沒加之前（下表面積）沒有區(qū)別。6.卸料板的設計1）卸料板的形狀和尺寸。卸料板取矩形板，厚度為 H=10mm，卸料板材料選 A3 或（45 鋼） ，不用熱處理淬硬。2）卸料板上成形孔的設計。取彈壓卸料板與凸模的雙面間隙為0.1~0.3mm。7.模座選擇由于模板周界為 120×70mm，所以選16上模座 125×80×30 GB/T2855.5—1990下模座 125×80×30 GB/T2855.6—1990材料 HT200 GB9436—88 閉合高度最小 140mm，最大 165mm。導柱 20×130 GB/T2861.1—1990導套 20×70×28 GB/T2861.6—1990六、壓力機校核初選壓力機型號為：JH23—25.該壓力機的主要參數(shù)：公稱壓力 250KN滑塊行程 75mm最大封閉高度 260mm封閉高度調(diào)節(jié)量 55mm工作臺尺寸 560×370模柄孔尺寸 40×60?1.模柄孔的校核模柄的尺寸為 40×80，上模座厚度為 30mm，則模柄伸出上模座的高度為 50mm<60mm，因此合適。2.模具閉合高度的校核模具的閉合高度 H=30+15+10+10+10+60+30-1=164mm，而壓力機的最大封閉高度 260mm，其調(diào)節(jié)量為 55mm，則壓力機的最小閉合高度為 205mm，大于模具的閉合高度，可以在模具下模座下加墊板，所以此項也可滿足要求。3.壓力機工作臺尺寸的校核查手冊，該型號模座的外形尺寸為：194×142mm，壓力機的工作臺尺寸為560×370mm，符合每邊留出 60~100mm 的要求，用來安裝固定模具用的螺栓、墊塊和壓板，所以合適。4.沖裁力校核沖裁合格產(chǎn)品所需的沖裁力 P 為 122KN<壓力機的公稱壓力 250KN，所以總合適。綜上所述：型號為 JH23—25 的壓力機符合要求。17七、繪制模具總裝配圖及工作零件圖模具整體裝配效果圖1819設計小結(jié)通過這次課程設計使我對模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來的發(fā)展趨勢有了更深刻的了解，通過整個模具設計流程，使我掌握了沖壓模具的總體設計思路及在模具設計中經(jīng)常出現(xiàn)的一些問題、及處理方法，對設計中一些常規(guī)方法了有了進一步的了解，為以后從事模具行業(yè)打下了基礎。通過計算機輔助手段實現(xiàn)了對模具零件的三維造型，同時利用軟件完成了相關零部件的裝配過程，實現(xiàn)了模具結(jié)構的總裝配，同時，使用了 AutoCAD 完成了相關二維結(jié)構及零件圖。這次課程設計讓我鞏固了專業(yè)知識，對知識有了更深刻的認識。20致謝本次實訓即將結(jié)束，在這次實訓過程中得老師以及許多同學的幫助，老師的悉心指導，使我受益匪淺。在此，向曾經(jīng)教導過我和一直幫助關心我的老師們致以深深的敬意，同時也要感謝我的同學們在這次實訓過程中給我的幫助。21參考文獻：[1]王孝培主編. 沖壓手冊. 機械工業(yè)出版社 1990.11 [2]王一梅主編.典型實用模具圖冊.江蘇科學技術出版社 1991.8[3]模具實用技術叢書編委會主編. 沖模設計應用實例.機械工業(yè)出版社.2000.4[4]丁松聚主編.冷沖模設計. 機械工業(yè)出版社. 2001.10[5]徐政坤主編. 沖壓模具設計與制造. 化學工業(yè)出版社.2005.1[6]付宏生主編. 冷沖壓成形工藝與模具設計制造. 化學工業(yè)出版社.2005.3[7]K.Stoeckhert/G.Menning 編著.模具制造手冊. 化學工業(yè)出版社.2003.2[8]楊占堯主編.現(xiàn)代模具工手冊. 化學工業(yè)出版社.2007.7[9]高軍、李嘉平、修大鵬等編著.沖壓模具標準件選用與設計指南. 化學工業(yè)出版社.2007.2[10]楊占堯主編.沖壓模具圖冊.高等教育出版社.2008.3[11]周本凱編著.沖壓模具設計實踐. 化學工業(yè)出版社.2008.3[12]中國就業(yè)培訓技術指導中心組織編寫.模具設計師.中國勞動社會保障出版社.2008.5