連接片級進(jìn)模設(shè)計【說明書+CAD】

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河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 連接片級進(jìn)模設(shè)計 第1章 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、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，2003年我國模具生產(chǎn)廠點約有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)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，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，體制和機制尚不適應(yīng)市場經(jīng)濟，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)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(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模具質(zhì)量、成本有較大影響，對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、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，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，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。 隨著時代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具工藝設(shè)計、高級鉗工及企業(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％． 從地區(qū)分布來說，以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。 2、落后和差距主要表現(xiàn)在下列幾方面 （1）供不應(yīng)求、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不夠合理。 （2）企業(yè)組織結(jié)構(gòu)都不夠合理。 （3） 工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低，技術(shù)結(jié)構(gòu)、模具產(chǎn)品水平比國際水平低，而模具生產(chǎn)周期卻要比國際水平長。 （4）技術(shù)人才嚴(yán)重不足，經(jīng)濟效益欠佳。 （5）與國際水平相比，模具企業(yè)的管理落后更甚于技術(shù)落后。 （6）專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低，協(xié)作差。 在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)，我已經(jīng)熟練地掌握了《機械制圖》、《塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計》、《模具制造技術(shù)》、《模具設(shè)計與制造專業(yè)英語》、《沖壓模具設(shè)計與制造》、《模具CAD/CAM》等專業(yè)基礎(chǔ)課的知識，對模具設(shè)計與制造有了一個系統(tǒng)的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對于模具設(shè)計這個實踐性非常強的設(shè)計課題，我們進(jìn)行了大量的實習(xí)。經(jīng)過在新飛電器集團(tuán)公司、中國一拖（洛陽）、中信重型機械制造公司等地的生產(chǎn)實習(xí)，使我對模具特別是沖壓模具的設(shè)計步驟有了一個全新的認(rèn)識，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)及工藝流程方面的知識，對于模具的制造工藝更是實現(xiàn)了零的突破。在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和工廠師傅的講解下，我親手拆裝了一些典型的模具，明確了模具的一般工作原理及加工工藝。同時，在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊和書籍，設(shè)計中，將充分利用各種相關(guān)的資料，與同學(xué)進(jìn)行充分的討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計。在設(shè)計的過程中，將有一定的困難，在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信我會圓滿地完成這次畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)。由于水平有限，且缺乏經(jīng)驗，設(shè)計中不妥之處懇請各位老師指正。 1.3 設(shè)計目的及意義 本設(shè)計題目為連接片，但對做畢業(yè)設(shè)計的畢業(yè)生有一定的設(shè)計意義，它概括了連接墊片零件的設(shè)計要求、內(nèi)容及方向。通過對該零件模具的設(shè)計，進(jìn)一步加強了設(shè)計者沖壓模設(shè)計的基礎(chǔ)，為設(shè)計更復(fù)雜的沖壓模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗。 本設(shè)計主要意義是在我們學(xué)習(xí)完模具設(shè)計與制造的所有專業(yè)課之后，總結(jié)條理以前我們所學(xué)的知識，使之成為一個系統(tǒng)的理論體系，以便于我們在以后的工作中使用。同時也讓我們對模具的設(shè)計與制造有了初步的了解，掌握了查閱資料和使用工具書以及手冊的能力。 本設(shè)計的目的是在學(xué)生畢業(yè)前夕，將通過畢業(yè)設(shè)計的實踐性環(huán)節(jié)，檢測我們?nèi)晁鶎W(xué)的知識并達(dá)到靈活使用的程度，對模具知識進(jìn)行全面的總結(jié)和應(yīng)用，提高綜合的實戰(zhàn)能力以及擴大模具領(lǐng)域的新知識。具體的要求是： 1.系統(tǒng)總結(jié)，鞏固過去所學(xué)的基礎(chǔ)課和專業(yè)課知識。 2.運用所學(xué)的知識解決模具技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的實際工程問題，以此進(jìn)行綜合知識的訓(xùn)練。 3.通過某項具體工程設(shè)計和實驗研究，達(dá)到多種綜合能力的培養(yǎng)，掌握設(shè)計和科研的基本過程和基本方法。 4.提高和運用與工程技術(shù)有關(guān)的人文科學(xué)，價值工程和技術(shù)經(jīng)濟的綜合知識。 1.4沖壓模的特點、要求 沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設(shè)計和制造有直接關(guān)系。模具設(shè)計設(shè)計與制造技術(shù)水平的高低，是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一，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。鑒于這些，模具設(shè)計要求應(yīng)根據(jù)模具結(jié)構(gòu)、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，不可片面追求生產(chǎn)效率、模具精度和使用壽命必然導(dǎo)致成本的增加。 第2章 沖裁工藝規(guī)程的編制 2.1工藝分析、排樣設(shè)計 2.1.1 沖壓零件的工藝性分析 圖示零件材料為10號鋼板，能夠進(jìn)行一般的沖壓加工，市場上也容易得到這種材料，價格適中。 外形落料的工藝性：連接片屬于中等尺寸零件，料厚3mm，外形復(fù)雜程度一般，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工藝獲得。 沖孔的工藝性：兩個相同尺寸但是不對稱的橢圓孔，尺寸精度要求一般，可采用沖孔。 此工件只有外形落料和沖孔兩個工序。圖示零件尺寸均為未注公差的一般尺寸，按慣例取IT14級，符合一般級進(jìn)沖壓的經(jīng)濟精度要求，模具精度取IT9級即可。 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)。 2.1.2 排樣樣設(shè)計 1、確定零件的排樣方案 設(shè)計模具時，條料的排樣很重要。連接片零件具有形狀簡單有點類似矩形的稱橢圓形特點，排列采用直排（圖2所示）的排樣方案可以提高材料的利用率，減少廢料。為了降低模具的制造成本，采用連續(xù)的送料方式，即連續(xù)送料，連續(xù)沖壓，條料完成第一遍沖兩個相同橢圓的小孔后，再沖第二遍落料，在第一次沖裁的間隔中沖裁出第二部分工件。 圖2： 條料的排樣 2、條料寬度、導(dǎo)尺間寬度和材料利用率的計算 查表取得搭邊值為2.5mm和2.8mm。 條料寬度的計算：擬采用無側(cè)壓裝置的送料方式，由b-Δ=〔D+2a+c1〕- Δ﹝2﹞ D—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸 a—側(cè)搭邊值 c1—導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙,取值為0.5mm 代入數(shù)據(jù)計算，取得條料寬度為58.6mm。 導(dǎo)尺間距離的計算：由s=D+2(a+c1),代入數(shù)據(jù)計算得導(dǎo)尺間距離為59.6 mm。 材料利用率的計算： 根據(jù)一般的市場供應(yīng)情況，原材料選用1000 mm×2000 mm×3 mm的冷軋薄鋼板。 每塊可剪2000mm ×60 mm規(guī)格條料7條，材料剪切利用率達(dá)94.5%。由文獻(xiàn)﹝2﹞ 材料利用率通用計算公式 = 式中 A—一個沖裁件的面積，mm2; n—一個進(jìn)距內(nèi)的沖裁件數(shù)量； B—條料寬度，mm; s—進(jìn)距， mm 得 ==78% 2.2工藝方案的確定 2.2.1工藝方案的確定 連接片零件所需的基本沖壓工序為落料和沖孔，可擬訂出以下三種工藝方案。 方案一：用簡單模分兩次加工，即落料——沖孔。 方案二：沖孔落料復(fù)合模。 方案三：沖孔落料級進(jìn)模。 采用方案一，生產(chǎn)率低，工件的累計誤差大，操作不方便，由于該工件為中批量生產(chǎn)，方案二和方案三更具有優(yōu)越性。 連接片零件內(nèi)有兩個相同的內(nèi)橢圓的孔，外形類似矩形的橢圓邊與條料邊之間的距離為3.5mm，大于此零件要求的最小壁厚（3.2mm）（1），可以采用沖孔、落料復(fù)合?；驔_孔、落料連續(xù)模。復(fù)合模模具制造難度大，并且沖壓后產(chǎn)品留在模具上，在清理模具上的物料時會影響沖壓速度，因此選用級進(jìn)模更為合理。 第3章 沖壓模結(jié)構(gòu)設(shè)計及有關(guān)計算 3．1模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定 1）正倒裝結(jié)構(gòu)：根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個工序，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。 2）送料方式：因是小批量生產(chǎn)，采用手工送料方式。 3）定位裝置：本工件在級進(jìn)模中尺寸是較大的，又是小批量生產(chǎn)，順沖時第一個工位采用始用擋料銷定位，第二個工位采用固定擋料銷定位。第一個工位設(shè)置一個始用擋料銷定位，第二工位靠固定擋料銷定位。送料時廢料孔與固定擋料銷作為粗定距，在大凸模上安裝兩個導(dǎo)正銷，利用條料上橢圓的孔做導(dǎo)正銷孔進(jìn)行導(dǎo)正，依此作為條料送進(jìn)的精確定距。 3）導(dǎo)向方式：為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于已經(jīng)采用了手工送料方式，為了提高開敞性和導(dǎo)向均勻性，采用對角導(dǎo)柱模架。 4）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2.2mm，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。 3．2沖壓力與壓力中心的計算，初選壓力機 3.2.1沖裁工序總力的計算 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。 沖連接片內(nèi)的兩個相同的橢圓孔，落外型料的力P3，向下推出第一個沖孔廢料的力P1，向下推出第一個孔廢料的力P2，向下推出工件的力P4。由剛性卸料板卸條料的廢料的力不是壓力機提供的，故不用計算在內(nèi)。 考慮到模具刃部被磨損、凸凹模間隙不均勻和波動、材料力學(xué)性能及材料厚度偏差等因素的影響，實際計算沖裁力時按下面公式： P=KLtτ﹝3﹞ 式中 P—沖裁力（kN） L—沖裁件剪切周邊長度（mm） t—沖裁件材料厚度（mm） τ—被沖材料的抗剪強度(MPa) K—系數(shù)，一般取1.3。 上式中抗剪強度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。為方便計算，可取材料的τ=0.8σb,故沖裁力表達(dá)式又可表示為：P=1.3Ltτ≈Ltσb 式中 σb—被沖材料抗拉強度(MPa)。查手冊﹝1﹞表8—7得10鋼的σb=335MPa P1=32×2.2×335=23.7kN P2=32×2.2×335=23.7kN P3=130×2.2×335=95.8kN 推件力 Pt=nKtP Kt—推件力系數(shù),由手冊查得Kt=0.055 n—同時卡在凹模的工件(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﹝2﹞表2—40可得和h=6mm,故n=3 P4=2=2.6kN P5=2=2.6kN P6=2×0.055×95.8=10.5kN 工序總力P總=P1+P2+P3+P4+P5+P6=23.7+23.7+95.8+2.6+2.6+10.5=158.9kN 3.2.2初選壓力機 查文獻(xiàn)[4]開式可傾壓力機參數(shù)初選壓力機型號為JG23-30和ＪＣ23-35，見表一。 表1：所選擇壓力機的相關(guān)參數(shù) 型號 公稱壓力/kN 滑塊行程/mm 最大封閉高度/mm 工作臺尺寸/mm 滑塊底面尺寸/mm 可傾斜角/· 封閉高度調(diào)節(jié)量/mm JG23-30 300 75 200 500×320 160×200 25 50 JC23-35 350 80 280 380×610 190×210 20 60 3.2.3壓力中心的計算 模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點。為了保證壓力機和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機的中心滑塊中心線重合。否則，沖壓時滑塊就會承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌與模具的導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會使合理的間隙得不著保證，從而影響制件的質(zhì)量和降低模具的壽命，甚至損壞模具。 此為多凸模模具的壓力中心，首先計算大凸模的壓力中心 圖3：壓力中心的計算（a） 計算其壓力中心的步驟如下： ①、按比例畫出凸模的工作部分剖面圖（見圖） ②、在任意距離處作x-x軸y-y軸 ③、 分別計算出各線段和橢圓的重心到x-x軸的距離y1, y2, y3和到y(tǒng)-y軸的距離x1, x2, x3, ④、大凸模的壓力中心到坐標(biāo)軸的距離下式確定： 到y(tǒng)-y軸的距離 x0= ==43.5mm 到x-x軸的距離 y0= ==53mm ⑤、由于其余兩個凸模為規(guī)則的凸模 ，則總的壓力中心為 圖4： 壓力中心的計算（b） 到y(tǒng)-y軸的距離 x0= ==64mm 到x-x軸的距離 y0= ==10.7mm 3.3模具主要零件和主要工作機構(gòu)的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化 3.3.1工作零部件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化（尺寸、位置、標(biāo)準(zhǔn)與示意圖） （1） 工作零部件的計算 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。這時需要分別計算和標(biāo)注凸模和凹模的尺寸和公差。 沖孔時，間隙取在凹模上，則： 凸模尺寸 dap=（d+x△）-δp0 凹模尺寸 dd=(d+x△+Zmin)0+δ 式中 Dd Dp——落料凹模和凸模的刃口尺寸，mm dp dd——沖孔凹模和凸模的刃口尺寸，mm x——磨損系數(shù)，由手冊﹝1﹞查表2-30得：IT14級時x=0.5。 Zmin——雙面間隙，mm △——工件公差，mm δ——凸模和凹模的制造公差，mm ①、沖裁兩個橢圓孔凸模、凹模刃口尺寸的計算 凸模尺寸 由手冊表2-10查得△=0.3 dap=（d+x△）-δp0 =(10.4+0.5×0.30)0-0.02 =10.550-0.02 凹模尺寸 由表2-23得Zmin=0.26 dd=(d+x△+Zmin)0+δ=(10.4+0.5×0.30+0.26)0+0.02 =10.810+0.02 ②、外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計算 因此落料件為復(fù)雜的制件，所以利用凸凹模配合法，這種方法有利于獲得最小的合理間隙，放寬對模具的加工設(shè)備的精度要求。 采用配作法，計算凹模的刃口尺寸，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尺寸在磨損過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算公式計算。 a、凹模磨損后會增大的尺寸-------第一類尺寸A 第一類尺寸：Aj=(Amax-x△)0+0.25△ b、凹模磨損后會減小的尺寸-------第二類尺寸B 第二類尺寸：Bj=(Bmax+x△)0-0.25△ c、凹模磨損后會保持不變的尺寸 第三類尺寸C 第三類尺寸：Cj=(Cmin+0.5△)60.125△ 其落料凹模的基本尺寸計算如下： 圖5： 落料凹模刃口部分尺寸 第一類尺寸：磨損后增大的尺寸： A1=(Amax-x△) 0+0.25△=(12-0.5×0.43) 0+0.25×0.43=11.790+0.22 A2=(Amax-x△) 0+0.25△=(12-0.5×0.62) 0+0.25×0.62=11.69 0+0.31 A3=(Amax-x△) 0+0.25△=(53-0.5×0.87) 0+0.250.87O=52.570+0.44 落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是11.79mm，11.69mm，52.57mm，不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)條件中注明：凸模實際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值Zmin=0.26。 圖6：落料凸模刃口部分尺寸 （2）工作零部件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化 沖橢圓孔的凸模，為了增加凸模的強度與剛度，凸模非工作部分直徑應(yīng)作成逐漸增大的多級形式如圖6所示： 圖7： 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)形式 凸模長度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定的，其凸模長度用下列公式計算： L=h1+h2+h3+h 式中 L—凸模長度， mm h1—凸模固定板高度，mm h2—卸料板高度，mm h3—導(dǎo)尺高度，mm h—附加高度，一般取15~20mm 圖8： 整體式凹模的局部結(jié)構(gòu) 整體式凹模如圖7裝于下模座上，由于下模座孔口較大因而使工作時承受彎曲力矩，若凹模高度H及模壁厚度C不足時，會使凹模產(chǎn)生較大變形，甚至破壞。但由于凹模受力復(fù)雜，凹模高度可按經(jīng)驗公式計算，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?，mm但B不小于15mm C-----凹模壁厚，mm 指刃口至凹模外形邊緣的距離； K=系數(shù)，取0.20 凹模高度H=KB=0.20×53=10.6mm 按表取標(biāo)準(zhǔn)值28mm 凹模壁厚C=1.5H = 1.5×28=40mm 凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般?。?.7~2.0）d, 圖9：凹模上的螺孔設(shè)計與選用 d 為螺孔的距離，由于凹模厚度為28mm，所以根據(jù)表2.46﹝2﹞查得螺孔選 用4×M8的螺釘固定在下模座。故選用如圖8： 螺孔到凹模外緣的最小距離a2=1.5d=1.5×8=12mm a3=1.13d≈9mm 凹模上螺孔間距由表2.47查得最小間距為40mm，最大間距為90mm。 　　　 螺孔到銷孔的距離一般取b>2d,所以b應(yīng)大于１６。 根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板200×160×28（JB/T7643.1） ①沖裁橢圓孔凸模、凹模各尺寸及其組件確定和標(biāo)準(zhǔn)化（包括外形尺寸和厚度） 小凸模長度 L=20+14+6+18=58mm 由小凸模刃口d=5.15mm查手冊﹝2﹞表2.54可知 h=3mm, D1=11mm, D=8mm, L=58 小凸模強度校核 要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應(yīng)力不超過凸模材料的許用壓應(yīng)力，即 對于圓形凸模 dmin≥ 式中 dmin—圓形凸模最小截面直徑，mm t—沖裁材料厚度，mm —沖裁材料的抗剪強度，MPa —凸模材料許用強度，?。?.0~1.6）×103MPa dmin≥==2.95mm 所以承壓能力足夠。 抗縱向彎曲力校核　對于圓形凸模（有導(dǎo)向裝置）　 　　　　　　　　　　　　　Ｌｍａｘ≤270d2/ 式中 Lmax ——允許的凸模最大自由長度，mm 　F ——沖模力,N ｄ——凸模最小截面的直徑，mm Lmax≤270d2/=270×5.152/=66.5mm 所以長度適宜。 凸模固定端面的壓力 　　　　　　　　　　q =< 式中　　　　　q—凸模固定端面的壓力，MPa F—落料或沖孔的沖裁力，N 　　　　　　—模座材料許用壓應(yīng)力，MPa q ==122MPa 凸模固定板端面壓力超過了80～90ＭＰa，為此應(yīng)在凸模頂端與模座之間加一個淬硬的墊板。矩形墊板材料可用45鋼，結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格見手冊﹝２﹞表15.60，查得200×160×10 由于采用整體式凹模，所以由外形落料凹模確定其凹模板厚度（圖6），其凹模刃口高度由表2.40查得h=6mm，β= ②外形落料凸模、凹模各尺寸及其組件的確定和標(biāo)準(zhǔn)化（包括外形尺寸和厚度） 外形凸模的設(shè)計：外形凸模用線切割機床加工成直通式凸模，用兩個M8的螺釘固定在墊板上，由于采用固定卸料板，凸模按下式計算（圖9）： L=h1+h2+h3+h 其中： h1為固定板厚度（20 mm），h2 為卸料板厚度（14mm），h3為導(dǎo)料板厚度 （6 mm）， h為附加長度，主要考慮凸模進(jìn) 入凹模的深度（1mm）及模具閉合狀態(tài)下 卸料板到凸模固定板間的安全距離（15mm～20mm）等因素。 所以：L=20+14+6+1+17=58 mm　 凸模固定板材料可用45鋼，結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格見手冊﹝２﹞表15.57可得200×160×20 圖10： 凸模長度的確定 （3）凹模組件的尺寸確定和示意圖 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，要依據(jù)計算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。 圖11： 整體式凹模的尺寸 凹模的長度選取要考慮以下因素： a)保證有足夠的安裝剛性卸料板的位置。 b)便于導(dǎo)尺發(fā)揮作用，保證送料粗定位精度。 選取凹模邊界為195mm×217mm。凹模材料選用Cr12制造，熱處理硬度為58～62HRC。 3.3.2定位裝置的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化 （1）始用擋料塊的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化（尺寸、位置、標(biāo)準(zhǔn)與示意圖） 圖12： 始用擋料銷的設(shè)計 擋料塊標(biāo)記： 4536 GB/T2866.1—81 材料：45鋼 GB/699—88 熱處理：硬度43～48HRC 技術(shù)條件：按GB2870—81 （2） 固定擋料銷的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化 固定擋料銷的設(shè)計根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件，選用此擋料銷如圖 圖13： 固定擋料銷的結(jié)構(gòu) 選用直徑φ8mm，h=4mm材料為45鋼A型固定擋料銷（JB/T7649.10—94） 根據(jù)分析選用廢料孔前端定位時擋料銷位置如圖 廢料孔前端定位時擋料銷位置 圖14： 固定擋料銷的位置 =C-()+0.1 ——擋料銷與導(dǎo)正銷的間距，mm C——連續(xù)模的步距，mm dr——導(dǎo)正銷的直徑，mm d——擋料銷頭部直徑，mm =53-()+0.1=52.85mm （3）導(dǎo)正銷的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化 導(dǎo)正銷主要用于級進(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，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。 導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)形式查手冊[2]選用如圖 圖15：導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)形式 D=d-2a D——導(dǎo)正銷直徑的基本尺寸 d——沖孔凸模直徑 2a——導(dǎo)正銷與孔徑兩邊的間隙 沖裁橢圓孔的導(dǎo)正銷 查表得h=0.6t 2a=0.05mm D=d-2a=10.15-0.05=10.10mm h=0.6×2.2=1.32mm （4）導(dǎo)料板的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化 經(jīng)查表分析得]導(dǎo)料板長度L=200mm，寬度B=32mm ，厚度h=6mm 圖16： 導(dǎo)料板的設(shè)計 3.4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＝200mm,B=160mm,閉合高度h1=220mm 材料為ZG45(ZG310-570),0I級精度的對角導(dǎo)柱模架。 導(dǎo)柱標(biāo)記：283170 GB/T2861.1—90 323170 GB/T2861.1—90 導(dǎo)套標(biāo)記：283100338 GB/T2861.6—90 323100338 GB/T2861.6—90 上模座標(biāo)記：2003160340 GB/T2855.1—90 下模座標(biāo)記：2003160345 GB/T2855.2—90 模柄標(biāo)記：A503110 JB/T 7646.1 　　　　　　　 圖17：對角導(dǎo)柱示意圖 模柄與上模座的聯(lián)接采用壓入式的結(jié)構(gòu)如圖17所示。 圖18： 壓入式的模柄 3.5卸料裝置的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化 在前面已經(jīng)確定了采用剛性卸料板，設(shè)計卸料板為一整體板。本模具的卸料板不僅有卸料作用，還具有外形凸模的導(dǎo)向作用，并能對小凸模起保護(hù)作用。卸料板的邊界尺寸經(jīng)查手冊[2]表15.28得： 卸料板長度L =200mm,寬度B=160mm厚度h0=14mm 此模具中，卸料板對沖孔落料凸模起導(dǎo)向作用，卸料板和凸模按H7/h6配合制造. 3.6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 內(nèi)六角螺釘標(biāo)記：35鋼M8365 GB70—85 螺釘標(biāo)記：35鋼M8330 GB68—76 圓柱銷釘標(biāo)記：35鋼6365 GB 119—86 止動圓柱銷標(biāo)記：35鋼436GB119—86 第4章 繪制模具總裝圖和非標(biāo)準(zhǔn)件工作圖 4.1總裝圖 前面各節(jié)已經(jīng)設(shè)計好了手柄手柄沖孔落料連續(xù)模各零件，根據(jù)前面的設(shè)計，手柄沖孔落料連續(xù)模的總裝圖如下。 圖19：連接片沖孔落料連續(xù)?？傃b圖 1-上模座 2-導(dǎo)套 3-定位銷 4-導(dǎo)柱5-下模座6-凹模板7-導(dǎo)料板8-卸料板9-凸模10-凸模固定板11-圓柱銷12-止動銷13-模柄14-螺釘15-內(nèi)六角螺釘16-落料凸模17-墊板 4.2壓力機的選擇與校核 前面已經(jīng)初選了壓力機。由8.3.5知，模座外形尺寸345×305mm,閉合高度180mm,有文獻(xiàn)[4]中，JC23—35型壓力機工作臺尺寸為610×380mm,最大閉合高度為280mm，連桿調(diào)節(jié)長度為60mm,所以在工作臺上加一35～90mm的墊板，即可安裝。模柄孔尺寸也于本副模具所選模柄尺寸相符。 4.3模具零件材料選用一覽表 表3： 模具材料的選用 19 始用擋料塊 2 45鋼 4536 GB/T2866.1—81 18 固定擋料銷 1 45鋼 φ8mm，h=4mm A型 JB/T7649.10—94 17 凸模固定板 1 45鋼 16 落料凸模 1 Cr12 15 內(nèi)六角螺釘 10 35鋼 M8365 GB70—85 14 螺釘 1 35鋼 M8330 GB68—76 13 模柄 1 Q235 A503110 JB/T 7646.1 12 止動銷 1 35鋼 436 GB119—86 11 圓柱銷 6 35鋼 6365 GB 119—86 10 凸模 1 Cr12 9 凸模 1 Cr12 8 卸料板 1 45鋼 7 導(dǎo)料板 2 6 凹模板 1 Cr12 2003160328 5 下模座 1 HT200 2003160345 GB/T2855.2—90 4 導(dǎo)柱 2 20 283170 GB/T2861.1—90 323170 GB/T2861.1—90 3 導(dǎo)正銷 2 45 2 導(dǎo)套 2 20 283100338GB/T2861.6—90 323100338 GB/T2861.6—90 1 上模座 1 HT200 2003160340 GB/T2855.1—90 序號 名稱 件數(shù) 材料 備注 4.4 模具的調(diào)試 模具裝配以后，必須在生產(chǎn)條件下進(jìn)行試沖。通過試沖可以發(fā)現(xiàn)模具設(shè)計和制造的不足，并找出原因，對模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和休整，直到模具正常工作沖出合格制件為止。 沖裁模具經(jīng)試沖合格后，應(yīng)在模具模板正面打刻編號、沖模圖號、制件號、使用設(shè)備的型號、裝配釬工工號、制造日期等，并涂油防銹后經(jīng)檢驗合格入庫。 4.5 模具調(diào)試過程中常見問題及其解決方法[5] 試沖常見故障 產(chǎn)生原因 調(diào)整方法 刃口相咬 1. 上模座、下模座、固定板、凹模、墊板等零件安裝面不平行 2. 凸模、導(dǎo)柱等零件安裝不垂直 3. 導(dǎo)柱和導(dǎo)套配合間隙過大，使導(dǎo)向不準(zhǔn) 4. 卸料板的孔位不正確或歪斜，使沖孔凸模位移 1. 修整有關(guān)零件，重裝上模或下模 2. 重裝凸?；?qū)е? 3. 更換導(dǎo)柱或?qū)? 4. 修整或更換卸料板 卸料不正常 1. 由于裝配不正確，卸料機構(gòu)不能動作，如卸料板與凸模配合過緊，或因卸料板傾斜而卡緊 2. 橡皮的彈力不足 3. 凹模和下模座的漏料孔沒有對正，廢料不能排出 4. 凹模有倒錐度造成工件堵塞 1. 修整卸料板、頂板等零件 2. 更換橡皮 3. 修整漏料孔 4. 修整凹模 第5章 總結(jié) 連接片件屬于簡單沖裁件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計算確定本制件是兩次沖裁成的，然后相應(yīng)選取各次沖裁時的壓力機。本設(shè)計主要是最后一次沖壓模具設(shè)計，需要計算沖壓時的間隙、工作零件的圓角半徑、尺寸和公差，并且還需要確定模具的總體尺寸和模具零件的結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)上面的設(shè)計繪出模具的總裝圖。 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)零件的時候才可以減少廢品的產(chǎn)生。 連接片件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡單，高度不高適合選用標(biāo)準(zhǔn)模架。要保證零件的順利加工和取件，必須有足夠的高度，因此需要改變導(dǎo)柱、導(dǎo)套的長度，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)的簡化了模具結(jié)構(gòu)。便以以后的操作、調(diào)整和維護(hù)。 連接片模具的設(shè)計，是理論知識與實踐有機的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對理論知識做了更深切貼實的闡述。也使我認(rèn)識到，要想做為一名合理的模具設(shè)計人員，必須要有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新知識新技術(shù)，樹立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識應(yīng)用到實踐中去，并堅持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國民經(jīng)濟的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 致 謝 時光如電，歲月如梭，大學(xué)三年一晃而過，而我也即將離開我們尊敬的老師、友好的同學(xué)和熟悉的校園走進(jìn)社會。在這畢業(yè)之際，作為一名工科的學(xué)生，畢業(yè)設(shè)計是一件必不可少的事。 畢業(yè)設(shè)計涉及的知識廣泛，很多都是我門的教科書上沒有的，這就需要自己到圖書館查找所需的資料。在設(shè)計中，涉及很多計算的問題，必須通過所學(xué)知識、相關(guān)的資料及自己的不斷努力才能解決。 在學(xué)校中，我們所學(xué)的主要是理論性知識，實踐性比較欠缺，而畢業(yè)設(shè)計就相當(dāng)于實戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設(shè)計，可以把我們以前學(xué)的專業(yè)知識系統(tǒng)地聯(lián)系起來，使我們既溫故又學(xué)到更多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補我們實踐經(jīng)驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。 由于資質(zhì)有限，很多知識掌握的不是很牢固，在設(shè)計的過程中難免要遇到很多問題，但經(jīng)過課程設(shè)計，使我們有了一定的餓設(shè)計的經(jīng)驗；同時在老師的悉心指導(dǎo)及同學(xué)的熱心幫助下，我克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計不斷完善。在此，我在設(shè)計中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，汲取了更系統(tǒng)的專業(yè)知識，使自己的能力得到很大程度的提高。 最后，再次感謝楊老師、于老師等在這一段時間給予無私的指導(dǎo)和幫助，并向你們致以深深的敬意！在以后的工作上，不辜負(fù)你們對我們寄予的厚望！ 參考文獻(xiàn) [1] 王孝培主編主編. 沖壓手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1988年2月 [2] 郝濱海編著. 沖壓模具簡明設(shè)計手冊[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社，2005年1月 [3] 楊玉英主編. 實用沖壓工藝及模具設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社， 2005年1月 [4] 中國機床總公司編著. 全國機床產(chǎn)品供貨目錄冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2002年6月 [5] 史鐵梁主編. 冷沖模設(shè)計指導(dǎo)[M].北京：機械工業(yè)出版社.1996年7月 [6]翟德梅主編.模具制造技術(shù)[M].河南機電高等?？茖W(xué)校 [7]王芳主編.冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1998 [8]任嘉卉主編.公差與配合手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2000 [9]李易、于成功、聞小芝主編.現(xiàn)代模具設(shè)計、制造、調(diào)試與維修實用手冊[M].北京：金版電子出版公司，2003 [10]彭建聲、秦曉剛編著.模具技術(shù)問答[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1996 [11]劉建超、張寶忠主編.沖壓模具設(shè)計與制造[M].北京:高等教育出版社,2002年11月 29