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河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
緒 論
目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。
1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
1.1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀
我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003年我國模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有2萬多家，從業(yè)人員約50多萬人，2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿，2004年模具產(chǎn)值530億元。進(jìn)口模具18.13億?美元，出口模具4.91億美元，分別比2003年增長18%、32.4%和45.9%。進(jìn)出口之比2004年為3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá)13.2億美元，為凈進(jìn)口量較大的國家。
在2萬多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有20多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。?近年來，?模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。
雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足:
第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進(jìn)行之中，但總體來看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。
??? 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是15～20萬美元，有的高達(dá)25～30萬美元，與之相對(duì)的是我國相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。
?? 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。
? 第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，對(duì)模具制造周期影響尤甚。
第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進(jìn)口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。
1.1.2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢
巨大的市場需求將推動(dòng)中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面:????
1） 模具日趨大型化；???
? 2）在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)；??
? 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；???
? 4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)；?
?? 5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；???
6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)；???
7）模具的精度將越來越高；?
? 8）模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化；??
?? 9）研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程；??
10）開發(fā)新的成形工藝和模具。
1.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場年交易總額為600～650億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。?
國外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例占到50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國模協(xié)在德國訪問時(shí)，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國有模具企業(yè)約5000家。2003年德國模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中（VDMA）會(huì)員模具企業(yè)有90家，這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的90%，可見其規(guī)模效益。
隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多15～20萬美元，有的達(dá)到 25～30萬美元。國外先進(jìn)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上，而我國才達(dá)到45％．
1.3 活門沖孔落料級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)與制造方面
1.3.1 活門沖孔落料級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路
沖裁是沖壓工藝的最基本工序之一，它是利用模具使板料沿著一定的輪廓形狀產(chǎn)生分離的一種沖壓工序。它包括落料、沖孔、切邊、修邊、切舌、剖切等工序，其中落料和沖孔是最常見的兩種工序。沖裁在沖壓加工中應(yīng)用極廣。它既可直接沖出成品零件，還可以對(duì)已成形的工件進(jìn)行再加工。普通沖裁加工出來的制件的精度不高，一般情況下，沖裁件的尺寸精度應(yīng)在IT12級(jí)以下，不宜高于IT10級(jí)。
只有加強(qiáng)沖裁變形基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)算方法，才能正確地確定沖裁工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決沖裁變形中出現(xiàn)的各種實(shí)際問題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。
該活門件是典型的沖壓件，該模具工作過程很簡單就是沖孔和落料，根據(jù)零件圖的結(jié)構(gòu)和尺寸精度以及材料的性能確定完成該沖件所需要的模具類型.因此，綜合考慮各種因素后采用復(fù)合模。根據(jù)計(jì)算的結(jié)果和選用的標(biāo)準(zhǔn)模架，判斷此次沖裁能不能采用標(biāo)準(zhǔn)的模架。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(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度,改變導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度的同時(shí),還要注意保證導(dǎo)柱和導(dǎo)套的強(qiáng)度. 導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度可根據(jù)沖裁凸凹模與落料凹模工作配合長度決定．設(shè)計(jì)時(shí)可能高度出現(xiàn)誤差，應(yīng)當(dāng)邊試沖邊修改高度。
1.3.2 活門件模具設(shè)計(jì)的進(jìn)度
1.了解目前國內(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．
沖孔落料級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)
工件名稱: 活 門
生產(chǎn)批量:批量生產(chǎn)
材 料: 45
厚 度: 2.5mm
工件簡圖:見圖1
圖1 活門
1 工藝性分析
圖示零件材料為45鋼，適合一般的沖壓加工。此工件只有落料和沖孔兩個(gè)工序，結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡單，只有一個(gè)內(nèi)孔。圖示零件的尺寸全部為未注公差的一般尺寸，一般按IT14級(jí)取，尺寸精度較低，普通沖裁完全可以滿足要求。
由以上分析可知，圖示零件具有比較好的沖壓工藝性，適合沖壓生產(chǎn)。
2 沖壓工藝方案的確定
該工件包括落料和沖孔兩個(gè)基本工序，可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)。
本方案的模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序兩套模具，成本高而且生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)的要求。
方案二：落料—沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。
本方案只需要一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都高，由于查模具手冊可知材料厚度為2.5mm時(shí)凸、凹模的許用的最小壁厚為5.8mm,由圖形可知孔邊距小于凸、凹模許用最小壁厚，用方案二模具強(qiáng)度較差，制造難度大，并且沖壓后成品留在模具上，在清理模具上的物料時(shí)會(huì)影響沖壓的速度，操作不方便。
方案三：沖孔—落料級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。
本方案也只需要一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求。
通過對(duì)比以上方案可知，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案三較好。
3 排樣設(shè)計(jì)
3.1 確定零件的排樣方案
設(shè)計(jì)模具時(shí)，首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。活門零件外形接近矩形只有沖孔，所以結(jié)構(gòu)比較簡單，只需要直排就可以。直排（圖2所示）的排樣方案材料的利用率已經(jīng)很高。
圖2
3.2條料寬度、導(dǎo)料板間距離和材料利用率的計(jì)算
查表取得側(cè)搭邊值為3mm，工件見搭邊值為3m。
條料寬度的計(jì)算：擬采用無側(cè)壓裝置的送料方式，由圖2 條料的排樣
可知：
條料寬度：B=（100+2x3）mm=106mm
步距：S=（70+3）mm=73mm
材料利用率的計(jì)算：
根據(jù)一般的市場供應(yīng)情況，原材料選用1500 mm×750 mm×1mm的冷軋薄鋼板。
每塊可剪106mm ×1500 mm規(guī)格條料7條，材料剪切利用率達(dá)98.93%。
由autocad軟件可知沖裁件的面積：
A=6684.51mm2
一個(gè)步距的材料利用率：
=(1×6684.51)/(106×73)×100% =86.4%
4 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定
4.1正倒裝結(jié)構(gòu)
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。
4.2送料方式
因是大批量生產(chǎn)，但工件簡單，所以采用手動(dòng)送料方式比較好，能夠使模具制造簡單。
4.3定位裝置
本工件在級(jí)進(jìn)模中尺寸是較小的，又是大批量生產(chǎn)，沖時(shí)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定位。送料時(shí)始用擋料銷與固定擋料銷作為粗定距，在凸凹模上安裝兩個(gè)導(dǎo)正銷，利用條料上φ10mm半圓孔做導(dǎo)正銷孔進(jìn)行導(dǎo)正，依此作為條料送進(jìn)的精確定距。
4.4導(dǎo)向方式
為了提高模具壽命和工作質(zhì)量，便于安裝調(diào)整，該級(jí)進(jìn)模采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。
4.5卸料方式
本模具采用正裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料和工件留在凹?？锥粗?，為了簡化模具結(jié)構(gòu)，可以在下模座中開有通槽，使廢料和工件從孔洞中落下。工件厚度為2.5mm，料厚比較厚，為了簡化模具結(jié)構(gòu)和達(dá)到可靠的卸料力，選用剛性卸料板來卸下條料廢料。
5 沖壓力與壓力中心的計(jì)算
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，本工件的沖裁力包括以下部分。
沖兩個(gè)φ10mm導(dǎo)正銷孔與工件上孔的力F1、落外型料的力F2，向下推出沖孔廢料的力F3，向下推出工件的力F4。由剛性卸料板卸條料的廢料的力不是壓力機(jī)提供的，故不用計(jì)算在內(nèi)。
考慮到模具刃部被磨損、凸凹模間隙不均勻和波動(dòng)、材料力學(xué)性能及材料厚度偏差等因素的影響，實(shí)際計(jì)算沖裁力時(shí)按下面公式：
F=KLtτ
K—系數(shù)，一般取1.3。
上式中抗剪強(qiáng)度τ與材料種類和坯料的原始狀態(tài)有關(guān)，可在手冊中查詢。為方便計(jì)算，可按下式估算沖裁力表達(dá)式又可表示為：F=1.3Ltτ≈Ltσb式中
σb—被沖材料抗拉強(qiáng)度(MPa)。
查手冊取45鋼的抗拉強(qiáng)度為650Mpa。
圖3
L1=（2×34+2πR）mm=99.4mm
L2=308.94mm（用autocad的查詢功能）
F1=L1×2.5×650=161.53kN
F2=308.94×2.5×650=502.03kN
F= F1+ F2=663.56kN
推件力 Ft=nKtP
Kt—推件力系數(shù),由手冊查得Kt=0.05
查手冊可得h=7.5mm,故n=3
F3=3×0.05×663.56=99.53kN
卸料力 FX=KXF
KX—卸料力系數(shù),由手冊查得KX=0.03
F4=0.03×663.56=19.90kN
工序總力F總=F1+F2+F3+F4=161.53+502.03+99.53+19.90=783.0kN
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%左右,即 F總′=1.3×783=1017.90kN
5.2 初選壓力機(jī)
查手冊 開式可傾壓力機(jī)參數(shù)初選壓力機(jī)型號(hào)為J23-125見表一。
表一 所選擇壓力機(jī)的相關(guān)參數(shù)
型號(hào)
公稱壓力/kN
滑塊行程/mm
最大閉和高度/mm
工作臺(tái)尺寸/mm
墊板尺寸（厚度）
可傾斜角/·
封閉高度調(diào)節(jié)量/mm
J23-125
1250
145
480
710×1080
100
25
110
5.3 壓力中心的計(jì)算
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)使模具的壓力中心與壓力機(jī)的壓力中心滑塊中心線重合。否則沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌與模具的導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會(huì)使合理的間隙得不到保證，從而影響制件的質(zhì)量和降低模具的壽命，嚴(yán)重的可能損壞模具。
該模具的結(jié)構(gòu)的制造壓力中心與模柄中心線重合。若選用坐標(biāo)系XOY，即xc＝0，yc＝0（L1的圓心）。
圖4
用autocad的查詢命令可知該模具的壓力中心為x=-77.23,y=30.92。
由以上計(jì)算可以得出模具的壓力中心以便裝模時(shí)與壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。
6 模具主要零件
6.1 工作零部件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
(1)凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算
由于制件結(jié)構(gòu)簡單精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸凹模。這時(shí)需要分別計(jì)算和標(biāo)注凸模和凹模的尺寸和公差。由于零件未標(biāo)注公差在此均按IT13級(jí)算。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，刃口尺寸采用配作法加工。
由手冊得間隙值 Zmin=0.38mm Zmax=0.54mm。
1) 落料凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算。
由于形狀較復(fù)雜，幫采用配合加工方法，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，其凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算如下： 當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)件時(shí)，凹模磨損后，刃口部分尺寸都增大?！?
工件圖中沒有標(biāo)注公差的尺寸，查相關(guān)文獻(xiàn)得出其極限偏差：
mm，mm，mm， mm，mm， mm 。 查手冊得磨損系數(shù)x為：
當(dāng)0.50 時(shí)，x =0.5； 當(dāng)0.50 時(shí)，x =0.75；
按式：Aj=(Amax－x△) 0+0.25△
落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別為119.60mm、99.60mm、17.27mm、70mm、20mm、10mm，不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)條件中注明：凸模實(shí)際刃口尺寸與凹模配制，保證最小雙面合理間隙值Z=0.38mm。
2) 沖孔凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算。
由于形狀較復(fù)雜，幫采用配合加工方法，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，其凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算如下： 當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)件時(shí)，凹模磨損后，刃口部分尺寸都增大。
工件圖中沒有標(biāo)注公差的尺寸，查相關(guān)文獻(xiàn)得出其極限偏差：
mm ,mm, mm。
查手冊得磨損系數(shù)x為：
當(dāng)0.50 時(shí)，x =0.5； 當(dāng)0.50 時(shí)，x =0.75；
按式：Aj=(Amax－x△) 0+0.25△
沖孔凸模的基本尺寸與凹模相同，分別為43.70mm、9.67mm、4.85mm,不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)條件中注明：凸模實(shí)際刃口尺寸與凹模配制，保證最小雙面合理間隙值Z=0.38mm。
（２）工作零部件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
1）落料凸模
結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計(jì)為直通式，采用銑床加工。其總長L可按下列公式計(jì)算：
L=h1+h2+h3+h=(45+35+10+1)=91mm
式中：h1—凸模固定板厚度（mm）；
h2—卸料板厚度（mm）；
h3—導(dǎo)料板厚度（mm）；
h—自由高度（mm）。
具體結(jié)構(gòu)如圖5所示：
圖5
2）沖孔凸模
因?yàn)樗鶝_的孔類似為圓形，而且都不屬于需要特別保護(hù)的小凸模，所以沖孔凸模采用直通式，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換。沖孔的凸模結(jié)構(gòu)如圖6所示：
圖6
3) 凹模
凹模采用整體式凹模，安排凹模在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄重合。其輪廓尺寸計(jì)算如下：
凹模高度H=Kb=0.22×100=22mm
凹模壁厚c=1.5H = 33mm
凹模寬度B=b+2c=(100+2×33)=166mm,
凹模長度L取300mm，
式中b---凹模刃口的最大尺寸(mm)
c---凹模壁厚(mm) 指刃口至凹模外形邊緣的距離；
K=系數(shù)，取0.22
凹模整體尺寸標(biāo)準(zhǔn)化,取為：300mm×240mm×60mm。
凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般?。?.7~2.0）d。
圖7 整體式凹模的局部結(jié)構(gòu) 圖8 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60mm，所以根據(jù)手冊查得螺孔選用4×M14的螺釘固定在下模座。故選用如圖7：
螺孔到凹模外緣的最小距離a2=1.5d=1.5×18=27mm
a3=1.13d≈20mm
凹模上螺孔間距由手冊查得最小間距為75mm，最大間距為150mm。
螺孔到銷孔的距離一般取b>2d,所以b應(yīng)大于15。
根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板300mm×240mm×60mm。
6.2 定位裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
（1）始用擋料銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化（尺寸、位置、標(biāo)準(zhǔn)與示意圖）
擋料銷標(biāo)記： 4536 GB/T2866.1—81 （圖9）
材 料：45鋼 GB/699—88
熱處理：硬度43～48HRC
技術(shù)條件：按GB2870—81
圖9始用擋料銷的設(shè)計(jì)
（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10
圖10 固定擋料銷的結(jié)構(gòu)
根據(jù)分析選用廢料孔前端定位時(shí)擋料銷位置如圖11其確定如下 ：
=C/2+d/2+1.5=73/2+24/2+1.5=50mm
圖11 固定擋料銷的位置
（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J(rèn)B/T7647.1—94和JB/T7647.2—94選定。
（4）導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
導(dǎo)料板的內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模平齊，導(dǎo)料板與條料之間的間隙取2mm，這樣就可確定了導(dǎo)料板的寬度，導(dǎo)料板的厚度查表取6～10mm。導(dǎo)料板采用45鋼制作，熱處理硬度為43～48HRC，用螺釘和銷釘固定在凹模上。
經(jīng)分析得導(dǎo)料板長度L=360mm，寬度B=65mm ，厚度h=10mm。
6.3 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用
由凹模周界可以選取標(biāo)準(zhǔn)模架。
凹模周界Ｌ＝300mm,B=240mm
材料為Cr12,0I級(jí)精度的對(duì)角導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱導(dǎo)套H6/h7配合。
導(dǎo)柱：B65h6×210mm GB/T2861.1—90
導(dǎo)套：B65H6×110mm GB/T2861.6—90
上模座：480mm×360mm×60mm GB/T2855.1—90
下模座：480mm×360mm×60mm GB/T2855.2—90
模柄：φ55mm×110mm JB/T 7646.1
模柄與上模座的聯(lián)接采用壓入式的結(jié)構(gòu)如圖12所示。
圖12 壓入式的模柄
6.4 卸料部件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
（1）卸料板的設(shè)計(jì)
卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為35mm。在前面已經(jīng)確了采用剛性卸料板，設(shè)計(jì)卸料板為一整體板。
卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為43～48HRC。
（2）卸料螺釘?shù)倪x用1、卸料板上設(shè)置4個(gè)卸料螺釘，公稱直徑為14mm，螺紋部分為M14×106mm。卸料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出凸模端面1mm,有誤差時(shí)通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。
2、聯(lián)接件的選用與標(biāo)準(zhǔn)化
本模具采用螺釘固定，銷釘定位。具體講
開槽圓柱頭螺釘：45鋼M14×145 GB70—85
螺釘：45鋼M10×20 GB68—76
圓柱銷釘：45鋼20×105 GB 119—86
止動(dòng)圓柱銷：45鋼10×20 GB119—86
7 模具裝配與調(diào)試
7.1安裝總述
對(duì)于導(dǎo)柱級(jí)進(jìn)模裝配，應(yīng)以凸凹模作為裝配基準(zhǔn)件。先將裝有凸凹模的固定板用螺栓和銷釘安裝、固定在指定的模座的相應(yīng)位置上；再按凸凹模的內(nèi)形裝配、調(diào)整沖孔凸模固定板的相對(duì)位置，使沖孔凸、凹模間的間隙趨于均勻，用螺釘固定；然后再以凸凹模的外形為基準(zhǔn)，裝配、調(diào)整落料凹模相對(duì)凸凹模的位置，調(diào)整間隙，用螺釘固定。
再安裝其它的零件。
安裝順序：
1、組件裝配
模架的組裝，模柄的裝入，凸模及凸凹模在固定板上的組裝
2、總裝配
先裝上模，再以上模為基準(zhǔn)裝下模
3、調(diào)整凸凹模的間隙
4、安裝其它輔助零件
5、檢查、試件
7.2模具裝配過程
裝配過程：
序號(hào)
工序
工藝說明
1
檢查零件及組件
檢查沖模各零件及組件是否符合圖樣要求，并檢查凸凹模間隙的均勻程度，各輔助零件是否配齊
2
裝配上模
1、先將模架組裝好，即墊板放入上模座下，止動(dòng)銷與模柄的組合體放入上模座里并固定。
2、把落料凹模、沖孔凸模裝入上模固定板中，再將其磨平。沖孔凸模固定在固定板上，并保證其垂直度，打入銷釘。
3、墊板、凸模固定板和上模座用開槽圓柱頭螺釘固定連接，用凸凹模對(duì)沖孔凸模和落料凹模初找正其位置，進(jìn)行調(diào)整，緊固螺釘。
4、按凸模固定板上的螺紋孔配作上模各零件的螺紋過孔。
5、拆開后分別進(jìn)行擴(kuò)孔、鉸孔，然后再用螺釘連接起來，用壓板壓緊，鉆銷孔，打入銷釘。
3
裝配下模
1、在下模座和卸料板，凸凹模裝在下模固定板上，保證其同軸度。
2、將其凸凹模、導(dǎo)料板、下模座、卸料板的組合體安裝，用螺釘固定。
3、合上沖模，使凸凹模的間隙均勻，進(jìn)行調(diào)整。緊固螺釘，用壓板壓緊，鉆銷孔，打入銷釘。
4、安裝鋼性卸料板，卸料螺釘，進(jìn)行調(diào)整使彈性卸料板與下模座平行。
5、安裝其它零件。
4
試沖與調(diào)整
1、切紙?jiān)嚊_
2、裝機(jī)試沖
8 活門沖孔落料連續(xù)?？傃b圖
前面各節(jié)已經(jīng)設(shè)計(jì)好了活門沖孔落料連續(xù)模各零件，根據(jù)前面的設(shè)計(jì)，活門沖孔落料連續(xù)模的總裝圖如圖13。
圖13
1 模柄 2 上模座 3 銷釘 4 墊板 5 凸模固定板 6 落料凸模 7 導(dǎo)套 8 導(dǎo)正銷 9 導(dǎo)柱 10卸料板 11 導(dǎo)料板 12 開槽圓柱頭螺釘 13 固定擋料銷 14 凹模板 15 下模座 16 始用擋料銷 17 彈簧 18 銷釘 19 螺釘 20托料板21 沖孔凸模 22開槽圓柱頭螺釘 23止動(dòng)銷
9 壓力機(jī)的校核
前面已經(jīng)初選的壓力機(jī)中，J23-125型壓力機(jī)工作臺(tái)尺寸為710×1080mm,最大閉合高度480mm，連桿調(diào)節(jié)長度為110mm,最大裝模高度為350mm，而上面知道的模具閉合高度為280mm，故可安裝。
結(jié)束語
該制件屬于典型的沖裁件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計(jì)算確定該制件的沖裁力及模具刃口尺寸，然后選取相應(yīng)的壓力機(jī)。本設(shè)計(jì)主要是落料凸、凹模及沖孔凸、凹模的設(shè)計(jì)，需要計(jì)算凸凹模的間隙、工作零件的尺寸和公差。此外,還需要確定模具工藝零件和結(jié)構(gòu)零件以及模具的總體尺寸，然后根據(jù)上面的設(shè)計(jì)繪出模具的總裝圖。
由于在零件制造前進(jìn)行了預(yù)測，分析了制件在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應(yīng)的工藝措施。因此，模具在生產(chǎn)零件的時(shí)候才可以減少廢品的產(chǎn)生。
活門沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡單，但是其尺寸相對(duì)較大不適合選用標(biāo)準(zhǔn)模架。要保證零件的順利加工和取件，模具必須有足夠的長度，因此需要改變上、下模座的長度，以達(dá)到要求。模具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡單，它可以相應(yīng)的簡化模具結(jié)構(gòu)。便于以后的操作、調(diào)整和維護(hù)。
活門沖孔落料模具的設(shè)計(jì)，是理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對(duì)理論知識(shí)做了更深切貼實(shí)的闡述。也使我認(rèn)識(shí)到，要想做為一名合格的模具設(shè)計(jì)人員，必須要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)新技術(shù)，樹立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，并堅(jiān)持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國民經(jīng)濟(jì)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
致 謝
首先感謝本人的導(dǎo)師杜偉老師，他幫我仔細(xì)審閱了本文的全部內(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。杜偉老師淵博的知識(shí)，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，特別是遇到困難時(shí)，他給了我鼓勵(lì)和幫助，在這里我向他表示真誠的感謝！
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。
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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