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河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文
石英表墊片多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)
緒 論
模具是機(jī)械、汽車、電子、通訊、家電等工業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)工藝裝備，屬于高新技術(shù)產(chǎn)品，作為基礎(chǔ)工業(yè)，模具的質(zhì)量、精度、壽命對(duì)其他工業(yè)的發(fā)展起著十分重要的作用，在國(guó)際上稱為“工業(yè)之母”。
一、冷沖壓的特點(diǎn)和應(yīng)用
冷沖壓是利用安裝在壓力機(jī)上的沖模對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需要零件的一種壓力加工方法。由于冷沖壓所用的原材料多是表面質(zhì)量好的板料或帶料，沖件的尺寸公差由沖模來(lái)保證，所以產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，互換性好，冷沖壓產(chǎn)品壁薄，質(zhì)量輕，剛度好，可以加工成形狀復(fù)雜的零件，小到鐘表的秒針，大到汽車的縱梁、覆蓋件等。
冷沖壓與其他加工方法相比，具有獨(dú)到的特點(diǎn)，所以在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門都越來(lái)越多地采用冷沖壓加工產(chǎn)品零部件，如機(jī)械制造，車輛生產(chǎn)，航天航空，電子，電器，輕工，儀表用日用品等行業(yè)。
多工位自動(dòng)模是精密、高效、壽命長(zhǎng)的模具，它適用于沖壓小尺寸，薄料，形狀復(fù)雜和大批量生產(chǎn)的沖壓零件。多工位自動(dòng)級(jí)進(jìn)模的工位數(shù)可高達(dá)幾十個(gè)，其模具能自動(dòng)送料，自動(dòng)檢測(cè)出送料誤差等。多工位自動(dòng)級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造技術(shù)和制造要求、模具的成本相對(duì)也高，同時(shí)對(duì)沖壓設(shè)備，原材料也有相應(yīng)的要求，對(duì)模具設(shè)計(jì)的合理性也提出了較高的要求。多工位自動(dòng)級(jí)進(jìn)模排樣的設(shè)計(jì)是多工位自動(dòng)級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，排樣圖的優(yōu)化與否，不僅關(guān)系到材料的利用率，制件的精度，模具制造的難易程度和使用壽命等，而且直接關(guān)系到模具各工位的協(xié)調(diào)與穩(wěn)定，當(dāng)帶料排樣圖設(shè)計(jì)完成后，也就確定了以下內(nèi)容：
?。?）模具的工位數(shù)用各工位的內(nèi)容；
?。?）被沖制工件各工序的安排及先后順序，工件的排列方式；
（3）模具的送料步距，條料的寬度和材料的利用率；
?。?）導(dǎo)料方式，彈頂器的設(shè)置和導(dǎo)正銷的安排；
?。?）模具的基本結(jié)構(gòu)。
二、冷沖壓的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
1、冷沖壓工藝方面
研究和推廣應(yīng)用旨在提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本和擴(kuò)大沖壓工藝應(yīng)用范圍和務(wù)種沖壓新工藝是沖壓技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)。目前，國(guó)內(nèi)外涌現(xiàn)并迅速運(yùn)用于生產(chǎn)的沖壓先進(jìn)工藝有精密沖壓，柔性模（軟模）成形，超塑性成形，無(wú)模多點(diǎn)成形，爆炸和電磁等高能成形，高效精密沖壓技術(shù)以及冷擠壓技術(shù)等。這些沖壓先進(jìn)技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中已經(jīng)取得并將進(jìn)一步取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。
2、沖模設(shè)計(jì)與制造方面
?。?）模具結(jié)構(gòu)與精密度正朝著兩方面發(fā)展 一方面為了適應(yīng)高速、自動(dòng)、精密、安全等大批量自動(dòng)生產(chǎn)的需要，沖模正向高效、精密、長(zhǎng)壽命、多工位、多功能方向發(fā)展；另一方面，為適應(yīng)市場(chǎng)上產(chǎn)品更新?lián)Q代迅速的要求，各種快速成形方法和簡(jiǎn)易經(jīng)濟(jì)沖模的設(shè)計(jì)與制造也得到了迅速發(fā)展。
高效、精密、多功能、長(zhǎng)壽命、多工位級(jí)進(jìn)模和汽車覆蓋件沖模的設(shè)計(jì)制造水平代表了現(xiàn)代沖模的技術(shù)水平。我國(guó)能夠設(shè)計(jì)制造出機(jī)電一體化的達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的高效、精密、長(zhǎng)壽命、多工位級(jí)進(jìn)模，工件零件精度達(dá)到2～5μm，步距精度達(dá)到2～3μm，總壽命達(dá)到1億模次以上；我國(guó)汽車行業(yè)，已具備中檔轎車成套覆蓋件沖模的生產(chǎn)能力，并在汽車試制和小批量生產(chǎn)中應(yīng)用高強(qiáng)度樹脂澆注成形覆蓋件沖模，縮短試制周期，降低成本，加速了新車型的開發(fā)。
（2）模具設(shè)計(jì)與制造的現(xiàn)代化 計(jì)算機(jī)技術(shù)，信息技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)在模具技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用，使模具設(shè)計(jì)與制造水平發(fā)生了深刻的革命性的變化，目前最為突出的是模具CAD/CAE/CAM。
模具的加工方法迅速現(xiàn)代化，各種工中心，高速銑削、精密磨削、電火花銑削加工、慢走絲線切割、現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)等已全面走向數(shù)控（NC)或計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)化，電火化銑削加工是以高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單管狀電極作三維或二維輪廓加工，類似數(shù)控銑削加工；現(xiàn)代電火花加工機(jī)床還可根據(jù)加工程序，自動(dòng)從電極庫(kù)更換電極；慢走絲線切割機(jī)的功能及自動(dòng)化程度已相當(dāng)高，目前切割速度已達(dá)300mm2/min，加工精度可達(dá)±1.5μm，表面粗糙度Ra可達(dá)0.1～0.2μm。
在模具材料及熱處理，模具表面處理等方面，國(guó)內(nèi)外都進(jìn)行了不少研制工作，并取得了很好的實(shí)際效果，沖模材料的發(fā)展方向是研制高強(qiáng)韌性冷作模具鋼，如65Nb、LD1、012Al、CG2、LM1、LM2等就是我國(guó)研制的性能優(yōu)良的沖模材料。【12】
三、本課題的主要內(nèi)容與任務(wù)
本課題對(duì)石英表墊片進(jìn)行了工藝性分析，詳細(xì)介紹了級(jí)進(jìn)模的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要成形零件的設(shè)計(jì)與制造，沖裁力的計(jì)算，壓力中心的確定，定位方式的設(shè)計(jì)，并對(duì)排樣方案作了比較與分析，確定了條料的送進(jìn)與導(dǎo)料方式及定距結(jié)構(gòu)形式。將沖壓成形加工原理、沖壓設(shè)備、沖壓工藝、沖模設(shè)計(jì)與沖模制造有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)重組和優(yōu)化，以通俗易懂的文字和豐富的圖表，系統(tǒng)地分析了石英表墊片的沖壓成形規(guī)律、成形工藝設(shè)計(jì)與模具設(shè)計(jì)及其級(jí)進(jìn)模的裝配方法。
第１章 零件的工藝性分析
１．１ 沖壓件的工藝性分析
該工件是石英表墊片，材料選用1Cr18Ni9，
工件上有三個(gè)孔φ、和選用，
精度等級(jí)為IT9級(jí)，孔與孔，孔與邊緣之間的
距離也滿足要求，最小壁厚為4mm。所有的孔
可以用高精度沖模沖出，因此，該工件可以用
冷沖壓加工完成。
１．２ 沖壓工藝方案的確定 圖1 產(chǎn)品圖
該工件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可以有以下三種方案：
方案一：先沖孔，再落料。采用單工序模生產(chǎn)。
方案二：沖孔——落料復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。
方案三：沖孔——落料級(jí)進(jìn)模沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。
方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需兩道工序兩副模具，成本高，生產(chǎn)效率低，難以滿足中批量的生產(chǎn)要求。方案二只需一副模具，工件的精度用生產(chǎn)效率都較高，但工件最小壁厚４mm，接近凸、凹模許用最小壁厚3.2mm，模具強(qiáng)度較差，制造難度較大，且沖外輪廓時(shí)孔可能會(huì)發(fā)生變形。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求。通過對(duì)以上三種方案的分析比較，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳。
第二章 主要設(shè)計(jì)計(jì)算
２．１ 排樣方式的確定及其計(jì)算
該工件的形狀具有一頭大一頭小的特點(diǎn)，但相差不大，可以采用直排也可以采用直對(duì)排兩種排樣方式，經(jīng)計(jì)算（見下表），采用直排時(shí)一個(gè)步距的材料利用率為67%，而采用直結(jié)排時(shí)為71%。設(shè)計(jì)成直對(duì)排時(shí)需要設(shè)計(jì)成隔位沖壓（隔位沖壓就是將第一遍沖壓以后的條料水平方向旋轉(zhuǎn)180°，再?zèng)_第二遍，在第一次沖裁的間隔中沖裁出第二部分工件），由于工件兩頭相差大不，一個(gè)步距的材料利用率也相差不大，為了保證工件精度及降低模具制造成本，故選擇直排的排樣方式。
設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模時(shí)必須考慮載體的
形式,載體是運(yùn)送坯件的物體,全理
選擇載體既能提高材料的利用率,
又能保證工件精度,載體形式一般分
為如下幾種:(1)邊料載體,邊料載體
是利用材料搭邊或余料沖出導(dǎo)正孔
而形成的載體,此種載體送料剛性較
好,省料,簡(jiǎn)單.(2)雙邊載體,雙邊載
實(shí)質(zhì)是一種增大了條料兩側(cè)搭邊的
寬度,以便沖導(dǎo)正工藝孔需要的載體,
這種載體主要用于t<0.2mm的薄料，工件精度較高的場(chǎng)合,但材料的利用率有所降低.(3)單邊載體,單邊載體主要用于彎曲件.(4)中間載體,中間載體常用于一些對(duì)稱彎曲成形件,利用材料不變形的區(qū)域與載體連接,成形結(jié)束后切除載體.【2】由于該制件具有一頭大一頭小的特點(diǎn),且搭邊值又小, 圖2 排樣圖
厚度較大,為了提高材料的利用率,綜合以上分析,采用中間載體,先沖出兩端外輪廓,在成形結(jié)束后切斷載體,由于該工件沖切工藝力較大,所以沖切工藝力較大的工位應(yīng)安排在中間工位,以利于使壓力中心與模具幾何中心重合?！?0】
從上圖可以看出該工件有兩種排樣圖:排樣圖1有4個(gè)工位,第一工位沖出工件上的三個(gè)孔,第二工位沖出工件兩端的一側(cè)外輪廓,第三個(gè)工位為沖出工件兩端的另一側(cè)外輪廓,第四工位切斷中間載體,完成落料;排樣圖2有5個(gè)工位,第一工位沖中間孔,做為導(dǎo)正孔,第二工位沖出工件兩端的一側(cè)外輪廓,第三工位為沖出工件兩端另一側(cè)外輪廓,第四工位沖出工件上兩端孔,第五工位切斷中間載體,完成落料.由于該工件精度要求比較高,且本身需要沖出三個(gè)孔,所以可以利用零件本身的孔直接導(dǎo)正,這樣材料的利用率較高,外形與孔的相對(duì)精度容易保證,模具加工也比較容易,因?yàn)榭椎竭吘壍木嚯x較小,而孔的精度又要求較高,沖外輪廓時(shí)孔可能會(huì)發(fā)生變形,所以本工件應(yīng)先沖出導(dǎo)正用孔,再?zèng)_外輪廓,然后沖工件兩端孔,采用排樣圖2.
表1：兩種排樣方式的材料利用率比較
項(xiàng)目
分類
項(xiàng)目
公 式
結(jié) 果
直 排
排 樣
沖裁件面積A
977.48
mm2
條料
寬度B
B=40+8+10+2×2.8+1
64.6mm
步距S
S=20+2.5
22.5mm
一個(gè)步距材料的利用率η
67%
直
對(duì)
排
排 樣
沖裁件面積A
977.48
mm2
條料
寬度B
B=40+10×2+2×2.8+1
66.6mm
步距S
S=20+16+2×2.5
41mm
一個(gè)步距材料的利用率η
71%
２．２ 步距尺寸的標(biāo)注
①——沖導(dǎo)正銷孔
?、凇獩_切一側(cè)外輪廓
?、邸獩_切另一側(cè)外輪廓
?、堋獩_兩端孔
?、荨d體切斷，零件與條料分離
查表19.1-17知搭邊a=2.8 a1=2.5
２．３ 沖壓力的計(jì)算 圖3 工位與步距的確定
本模具共有6個(gè)沖裁區(qū)，沖裁力由下式計(jì)算：F＝2.5τtL
各沖裁區(qū)只是沖裁線的長(zhǎng)度不同，材料剪切強(qiáng)度極限τ=500MPa,【1】材料厚度t=2.5mm，用上式可分別計(jì)算出各沖裁區(qū)的沖裁線長(zhǎng)度和沖裁力，見下表：
表2：壓力中心數(shù)據(jù)表
部 位
L／mm
F/N
部 位
L／mm
F/N
中間導(dǎo)正
釘孔φ8
25.12
40820
工件上
φ8的孔
25.12
40820
上端外輪廓
37.22
60482.5
工件上
φ6的孔
18.84
30615
下端外輪廓
39.5
64187.5
落料切
斷部分
89.1
144787.5
總計(jì)
234.9
381712.5
由上表計(jì)算可知：
沖裁力F＝2.5τtL=381712.5N 查表19.1-4知1Cr18Ni9的τb≥420-560
卸料力Fx＝KXF=19085.6N 查表2.6.1知 KX=0.05
沖壓工藝總力F總=F+Fx=400798N
２．４ 壓力中心的確定及相關(guān)計(jì)算
圖4 凹模型口圖
?、偃稳∫蛔鴺?biāo)系XOY
②計(jì)算各圖形之分力F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4，F(xiàn)5，F(xiàn)6及其坐標(biāo)（x1，y1……x6，y6)
?、墼O(shè)壓力中心在Ｏ＇點(diǎn)，其坐標(biāo)為xo'，yo'
?、軌毫χ行模希У淖鴺?biāo)通式為：
將上表計(jì)算各圖形沖裁力F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4，F(xiàn)5，F(xiàn)6之值代入上式，可得壓力中心的坐標(biāo)xo'與yo'之值為： xo'=82.2 yo'=82
由以上計(jì)算結(jié)果可以看出，該工件沖裁力較大，壓力中心向第四位向左偏移5mm
２．５ 工作零件刃口尺寸計(jì)算
在確定工件零件刃口尺寸計(jì)算方法之前，首先要考慮工伯零件的加工方法及模具裝配方法。由于該工件的特點(diǎn)，工件的分離采用切接的切除方式，它是在分?jǐn)嗲谐^程中，工件的圓弧與圓弧相切的切點(diǎn)的連接方式，但容量出現(xiàn)不圓滑等質(zhì)量問題，解決辦法是在第二次切除的連接處，最好修出一個(gè)微小的斜角，一般為3~5度?！?】綜合該模具的特點(diǎn)，工作零件的形狀相對(duì)復(fù)雜，適宜采用線切割機(jī)床和成形電極電火花加工落料凸模、凹模、凸模固定板及卸料板，這種加工方法可以保證這些零件各個(gè)孔的精度，使裝配工作簡(jiǎn)化，因此工作零件刃口尺寸計(jì)算就按分開加工的方法來(lái)計(jì)算，見下表：
表3：工件零件刃口尺寸的計(jì)算
尺寸及分類
計(jì)算公式
結(jié)果
備注
沖孔
查表19.1-6得沖裁雙面間隙Zmax=0.500
Zmin=0.360
落料
查表19.1-10得磨損系數(shù)X=1，模具按IT7級(jí)制造校核滿足δA+δT≤Zmax－Zmin
孔心距
LA=L±Δ／８
Ld=40±0.0075
２．６ 卸料橡膠的設(shè)計(jì)
卸料橡膠的設(shè)計(jì)計(jì)算見下表，選用的4塊橡膠板的厚度務(wù)必一致，不然會(huì)造成受力不均勻，運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作?！?2】
表4：卸料橡膠的設(shè)計(jì)計(jì)算
項(xiàng) 目
公 式
結(jié) 果
備 注
卸料板工作
行程hI
hI=h1+t+h2
5.5mm
h1為凸模凹進(jìn)卸料板的
高度1mm
橡膠工作
行程HI
HI=hI+h修
10.5mm
h修為凸模修磨量，取5mm
橡膠自由
高度H自由
H自由＝4HI
40mm
取HI為H自由的25%~30%
橡膠的預(yù)
壓縮量H預(yù)
H預(yù)=15%H自由
6mm
一般H預(yù)＝(10%~15%)H自由
每個(gè)橡膠承
受的載荷F1
F預(yù)＝F卸/4
4771.4N
選用4個(gè)圓筒形橡膠
橡膠的外徑D
45mm
d為圓筒形橡膠的內(nèi)徑，
取d=12.5mm;p=4MPa
校核橡膠自由高度H自由
0.5≤H自由/D=0.9＜1.5
滿足要求
橡膠的安裝
高度H安
H安=H自由-H預(yù)
34mm
第三章 模具總體設(shè)計(jì)
３．１ 模具類型的選擇
由沖壓工藝分析可知，采用級(jí)進(jìn)沖壓，所以模具類型為級(jí)進(jìn)模。
３．２ 定位方式的選擇
因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料板，無(wú)側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進(jìn)步距采用送料機(jī)構(gòu)初定距，導(dǎo)正銷精定距。
３．３ 卸料、出件方式的選擇
因?yàn)楣ぜ虾駷?.5mm，制件總長(zhǎng)58mm，相對(duì)較小，故可以采用彈性卸料裝置。又因?yàn)槭羌?jí)進(jìn)模生產(chǎn)，在條料的送進(jìn)過程中，工件自動(dòng)落下，便于生產(chǎn)操作和提高生產(chǎn)效率。
３．４ 導(dǎo)向方式的選擇
為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該級(jí)進(jìn)模采用對(duì)角導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。
３．５ 主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.5.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.5.1.1 沖孔凸模
因?yàn)樗鶝_的孔均為圓形，
而且都不屬于需要特別保護(hù)的 圖5 沖孔凸模
小凸模，所以沖孔凸模采用臺(tái)
階式，一方面加工簡(jiǎn)單，另一方面又便于裝配與更換。
3.5.1.2 落料凸模
由于本模具落料工藝力較大，沖壓零件的形狀較復(fù)雜，采用分段沖切的形式成形出零件的外輪廓，分段切除的連接方式采用切接的方式，在圓弧與直線的切點(diǎn)處分為兩部分，所以相應(yīng)的落料凸模也應(yīng)沿兩端外緣圓弧切點(diǎn)處分為兩個(gè)凸模，結(jié)合工件外形并考慮加工方便，將落料凸模設(shè)計(jì)成臺(tái)階式，采用成形電極的方法加工完成。
其總長(zhǎng)L可按公式2.9.2計(jì)算
L=h1+h2+h3+t+h=24+10+10+2.5+16.5=63mm
L——凸模長(zhǎng)度（mm）
h1——凸模固定板厚度（mm）
h2——卸料板厚度（mm）
h3——導(dǎo)料板厚度（mm）
t ——材料厚度（mm）
h ——增加長(zhǎng)度，取10~20mm
3.5.1.3 凹模
凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎秒娀鸹庸?，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)，將壓力中心與模柄中心重合。其輪廓尺寸可按公式2.9.3、2.9.4計(jì)算
凹模厚度 H=kb=0.2×120=24mm (查表2.9.5得k=0.2)
凹模壁厚 c=(1.5～2)H=36～48mm
取凹模厚度 H=32mm 凹模壁厚 c=40mm
凹模寬度 B=b+2c=200mm
凹模長(zhǎng)度 L取250mm（送料方向）
凹模輪廓尺寸為250mm×200mm×28mm
結(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖6 凹模
3.5.2 定位零件的設(shè)計(jì)
本模具設(shè)置導(dǎo)正銷，借用工件上中間φ8mm孔做導(dǎo)正孔，φ8mm導(dǎo)正孔的導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)如圖所示：
導(dǎo)正應(yīng)在卸料板壓緊板料之前
完成導(dǎo)正，考慮料厚和裝配后卸料
板下平面超出凸模端面1mm，所以
導(dǎo)正銷直線部分的長(zhǎng)度為1.8mm，
導(dǎo)正銷采用H7/r6安裝凸模固定板
上，導(dǎo)正銷導(dǎo)正部分與導(dǎo)正孔采用
H7/h6配合。
圖7 導(dǎo)正銷
3.5.3 導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)
導(dǎo)料板的內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，導(dǎo)料板與條料之間的間隙取0.5mm，這樣就可以確定了導(dǎo)料板的寬度，導(dǎo)料板的厚度為8mm，導(dǎo)料板采用45鋼制作，熱處理硬度為40～45HRC，用螺釘和銷釘固定在凹模上。
導(dǎo)料板的進(jìn)料端安裝有承料板，規(guī)格為200×60×4(JB/T7648.6-94)
3.5.4 卸料部分的設(shè)計(jì)
(1)卸料板的設(shè)計(jì)
卸料板的周界尺寸為180×200mm，厚度為12mm，卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為40～45HRC。
(2)卸料螺釘?shù)倪x用
卸料板上設(shè)置4個(gè)卸料螺釘，公稱直徑為12mm，螺紋部分為M10×10mm，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(lái)調(diào)整。
3.5.5 模架及其他零部件設(shè)計(jì)
該模具采用對(duì)角導(dǎo)柱模架，導(dǎo)向裝置安裝在模具的對(duì)稱線上，滑動(dòng)平穩(wěn)，導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠。以凹模周界尺寸為依據(jù)選擇模架規(guī)格為250mm×200mm
導(dǎo)柱d/mm×L/mm分別為φ32mm×160mm,φ35mm×160mm;
導(dǎo)套d/mm×L/mm分別為φ32mm×105mm×43mm,φ35mm×160mm×43mm
上模座厚度H上模取45mm，上模墊板厚度H墊取10mm，固定板厚度H固取20mm，下模座厚度H下模取50mm，那么，該模具的閉合高度為：
H閉=H上模＋H墊＋L+H+H下模-h2
?。?5+10+63+28+50-2
?。?94mm
式中L——凸模長(zhǎng)度，L＝63mm；
H——凹模厚度，H＝25mm；
h2——凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，h2＝3mm
可見該模具閉合高度小于所選壓力機(jī)J11-50的最大裝模高度（200mm)，可以使用。
第四章 模具總裝圖
通過以上設(shè)計(jì)，就可以得到模具的總裝圖（見模具總裝圖），模具部分主要由上模板、墊板、凸模（5個(gè)），凸模固定板及卸料板等組成，卸料方式采用彈性卸料，以橡膠為彈性元件。下模部分由下模座、凹模板、導(dǎo)料板、墊板等組成，沖孔廢料由漏料孔漏出，成品件在條料的送進(jìn)過程中沿斜面滑下。
在精密級(jí)進(jìn)模中不采用定位銷定位，因定位銷有礙自動(dòng)送料且定位精度低。本模具條料的定位與送料進(jìn)距控制靠導(dǎo)料板，導(dǎo)正銷和送料機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。如裝配圖所示，本副模具的自動(dòng)送料裝置是由裝在上模的斜楔27帶動(dòng)的鉤式送料裝置。其工作過程是：開始幾個(gè)工件用手工送進(jìn)，當(dāng)達(dá)到送料鉤位置時(shí)，上模下降，裝于下模的滑塊26在斜楔27的作用下向左移動(dòng)，鉸接在滑動(dòng)塊上的拉料鉤24將材料向左拉移一個(gè)步距A，此后料鉤停止不動(dòng)，上模繼續(xù)下降凸模沖下，當(dāng)上模回升時(shí)，滑動(dòng)塊26在拉簧23的作用下，向右移動(dòng)復(fù)位，使帶斜面的拉料鉤跳過搭邊進(jìn)入下一孔位完成一次送料，以此循環(huán)，達(dá)到自動(dòng)送料的目的。當(dāng)送料裝置出現(xiàn)±0.02mm左右的送進(jìn)誤差時(shí)，采用導(dǎo)正銷作精確定位，由導(dǎo)正銷上圓錐形斜面再將條料作精確定距，從而完成精確定距。
圖8 自動(dòng)送料裝置
第五章 沖壓設(shè)備的選定
通過校核，選擇單柱固定臺(tái)式壓力機(jī)J11-50能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下：
公稱壓力：500KN
滑塊行程：10~90mm
最大閉合高度：270mm
最大裝模高度：200mm
連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度：75mm
工作臺(tái)尺寸（前后×左右）：440mm×650mm
墊板尺寸（厚度×孔徑）：70mm
模柄孔尺寸：φ50mm×80mm
第六章 模具零件加工工藝
本副級(jí)進(jìn)模模具零件的加工關(guān)鍵在工作零件、固定板以及卸料板，若采用線切割與成形電極加工技術(shù)，這些零件的加工就變得相對(duì)簡(jiǎn)單了。
零件的加工工藝見附表工藝卡。
第七章 模具的裝配
根據(jù)級(jí)進(jìn)模的裝配要點(diǎn)，選凹模作為裝配基準(zhǔn)件，先裝下模，再裝上模，并調(diào)整間隙，試沖，返修。
7．1 凸模、凹模預(yù)配
7.1.1 裝配前仔細(xì)檢查各凸模形狀及尺寸以及凹模形狀，是否符合圖紙要求，尺寸精度，形狀；
7.1.2 將各凸模分別與相應(yīng)的凹?？紫嗯洌瑱z查其間隙是否加工均勻，刃口表面粗糙度應(yīng)不大于Ra1.6μm,不合適者應(yīng)重新修磨或更換。
7．2 凸模裝配
以凹模孔定位將各凸模分別壓入凸模固定板3的形孔中，其中凸模5和12用上墊板1壓緊，凸模4和7分別用螺釘緊固在固定板3上。
7．3 裝配下模
（１） 在下模座上劃中心線，按中心預(yù)裝凹模16，導(dǎo)料板20和22；
（２） 在下模座，導(dǎo)料板上，用已加工好的凹模分別確定其螺孔位置，并分別鉆孔，攻絲；
（３） 將下模座，導(dǎo)料板，凹模，下墊板裝在一起，并用螺釘緊固。
7．4 裝配上模
（１） 在已裝好的下模上放等高墊鐵，再在凹模中放入0.12mm的紙片，然后將凸模與固定板組合裝入凹模；
（２） 預(yù)裝上模座，劃出與凸模固定板相應(yīng)螺孔，銷孔位置并鉆鉸螺孔，銷孔：
（３） 用螺釘將固定板組合，上墊板1連接在一起，但不要擰緊；
（４） 將卸料板14套裝在已裝入固定板的凸模上，裝上橡膠13和卸料螺釘11，并調(diào)節(jié)橡膠的預(yù)壓量，使卸料板高出凸模下端約1mm：
（５） 復(fù)查凸、凹模間隙，并調(diào)整合適后，緊固螺釘：
（６） 安裝導(dǎo)正銷10，承料板21：
（７） 切紙檢查，合適后打入銷釘。
7．５ 沖壓模具的試沖與調(diào)整
7.5.1 調(diào)整凸模進(jìn)入凹模的深度
模具的上下模安裝到壓力機(jī)上，要調(diào)整模具閉合高度大小適應(yīng)設(shè)計(jì)要求，沖裁模凸凹模間隙合適時(shí)，為能沖下合格零件，凸模進(jìn)入凹模的深度要適當(dāng)。沖孔，落料等沖裁模具，將凸模調(diào)整進(jìn)入凹模刃口的深度為其被沖料厚的2/3或略深一些就可以了。【6】
7.5.2 調(diào)整沖裁間隙
沖裁間隙在沖裁模設(shè)計(jì)與制造中是一個(gè)很重要的技術(shù)參數(shù)，其大小和調(diào)整的均勻性，不僅會(huì)影響到?jīng)_件的質(zhì)量（尺寸精度，毛刺大小和斷面的光亮帶），模具的使用壽命和模具使用經(jīng)濟(jì)性等許多問題。沖裁間隙的調(diào)整是指沖模裝配時(shí)凸、凹模之間間隙如何做到均勻一致，本模具采用切紙法來(lái)檢驗(yàn)?！?】
7.5.3 試模
(1) 驗(yàn)證所用的設(shè)備是否正確，它包括沖壓力是否足夠和模具是否不用任何修改就能順利地裝到設(shè)備上使用；
(2) 驗(yàn)證該模具所生產(chǎn)的沖件在形狀，尺寸精度，毛刺等質(zhì)量方面是否符合設(shè)計(jì)要求；
(3) 驗(yàn)證該模具在卸料、定位、頂出件、排廢料、送出料和安全生產(chǎn)方面是否正?？煽?，能否進(jìn)行生產(chǎn)性使用；
(4) 驗(yàn)證沖壓工藝流程是否合理；
(5) 為沖模投入正常生產(chǎn)作準(zhǔn)備。
7.5.4 模具在試模過程中出現(xiàn)的問題及調(diào)整方法
7.5.4.1 送料不通暢或卡死
產(chǎn)生原因:①兩導(dǎo)料板之間的尺寸過小或有斜度；②板料裁得不規(guī)矩，寬窄不均勻；③導(dǎo)料板間隙不合理。
調(diào)整方法：①重新安裝導(dǎo)料板或修大兩導(dǎo)料板之間尺寸，做到兩導(dǎo)料板之間導(dǎo)向面相互平行，送料通暢；②控制裁板寬度；③調(diào)整導(dǎo)料板間隙，重新調(diào)整導(dǎo)料板的安裝位置。
7.5.4.2 卸不下料來(lái)
產(chǎn)生原因：①卸料裝置該動(dòng)作沒有動(dòng)作，卸料螺釘與螺釘孔配合太緊，或卸料螺釘有卡死現(xiàn)象；②卸料彈力不夠；③卸料孔不通暢，廢料卡在排料孔內(nèi)；④凹模有倒錐度。
調(diào)整方法：①重新裝配和修整擴(kuò)大螺釘孔，做到?jīng)]有卡死現(xiàn)象；②更換彈性元件，保證彈力足夠；③加大排料孔，并檢查凹模的排料孔與下模座上相應(yīng)的排料孔位置是否對(duì)正；④修整凹模。
7.5.4.3 制件有毛刺
產(chǎn)生原因：①刃口不鋒利，或刃口硬度不夠高；②凸、凹模配合間隙過大或過小，間隙不均勻。
調(diào)整方法：①刃口硬度不夠應(yīng)重新更換淬火硬度夠的凸?；虬寄?；②合理的調(diào)整凸、凹模間隙及刃磨工作部分的刃口，保持刃口鋒利，間隙均勻。
7.5.4.4 制件的形狀和尺寸不正確
產(chǎn)生原因是凸模與凹模的形狀尺寸不正確。
調(diào)整方法是修整凸?；虬寄５男螤詈统叽绮徽_的部分，再調(diào)整沖模的合理間隙。
7.5.4.5 凹模被漲裂
產(chǎn)生原因是凹?？卓谟械瑰F現(xiàn)象，上口大，下孔??；或者是沖裁間隙過小，凹模本身設(shè)計(jì)強(qiáng)度不夠。
調(diào)整方法是修整凹?？祝掀湎瑰F現(xiàn)象，更換強(qiáng)度足夠的凹模。
7.5.4.6 凸模折斷
產(chǎn)生原因：①?zèng)_裁時(shí)產(chǎn)生的側(cè)向力未抵消；②卸料板傾斜；③凸、凹模位置變化。
調(diào)整方法：①采用反側(cè)壓塊來(lái)抵消側(cè)向力；②修整卸料板或使凸模加導(dǎo)向裝置；③調(diào)整凸、凹模相應(yīng)位置。
7.5.4.7 外形與內(nèi)孔偏移
產(chǎn)生原因是導(dǎo)正銷位置不正確或者是導(dǎo)正銷過小或者導(dǎo)料板與凹模送料中心線不平行使孔偏斜。
調(diào)整方法是修正導(dǎo)正銷的位置或者修正導(dǎo)正銷或者修正導(dǎo)料板。
總 結(jié)
隨著產(chǎn)品向精密化和復(fù)雜化的發(fā)展，產(chǎn)品零件也日益復(fù)雜，級(jí)進(jìn)模的工位數(shù)隨之增加，精度要求提高，壽命要求更高，這對(duì)級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)就提出了新的要求。由于級(jí)進(jìn)模沖壓生產(chǎn)效率高，操作簡(jiǎn)單安全，模具壽命長(zhǎng)，產(chǎn)品質(zhì)量高，生產(chǎn)成本較低等特點(diǎn)，現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，各種家用電器、儀表儀器、汽車等也越來(lái)越多的走進(jìn)了千家萬(wàn)戶，而家用電器的生產(chǎn)也隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越多地采用多工位級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。
通過對(duì)石英表墊片級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)，讓我所學(xué)理論知識(shí)與實(shí)踐得到了有效的結(jié)合，更進(jìn)一步掌握了級(jí)進(jìn)模成形的基本原理，級(jí)進(jìn)模的沖壓工藝過程設(shè)計(jì)和沖模設(shè)計(jì)的基本方法；能夠運(yùn)用已學(xué)習(xí)到的知識(shí)，分析常見的產(chǎn)品質(zhì)量、工藝及模具方面的技術(shù)問題；能夠合理選用沖壓設(shè)備和設(shè)計(jì)自動(dòng)送料和自動(dòng)出件裝置；了解了沖壓成形的新工藝，新模具及其發(fā)展方向。級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)要用系統(tǒng)的觀點(diǎn)，從沖壓工藝，模具制造等多方面構(gòu)成的系統(tǒng)中確定級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)和零件方案，要重視實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的作用。一方面要切合實(shí)際，確立切實(shí)可行的模具方案，要考慮現(xiàn)有的模具制造條件，沖壓生產(chǎn)條件；另一方面，要重視新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，要從工程角度開發(fā)相應(yīng)的軟件系統(tǒng)，以提高效率，降低成本，縮短生產(chǎn)周期?！?1】
本副模具的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于排樣與工位的安排，多工位級(jí)進(jìn)模排樣的設(shè)計(jì)是多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)的重中之重，排樣圖的優(yōu)化與否，不僅關(guān)系到材料的利用率，制件的精度，模具制造的難易程度和使用壽命等，而且直接關(guān)系到模具各工位的協(xié)調(diào)與穩(wěn)定。本副模具采用了中間載體的形式，由于制件孔到邊緣的距離較小，而孔的精度又較高，沖外緣時(shí)孔可能會(huì)發(fā)生變形，所以本制件上的孔選在沖切工件外輪廓之后完成沖切，而制件外輪廓的成形又需要采用切接的分段分解形式。本副模具的另一特點(diǎn)就是落料凸模設(shè)計(jì)成異形凸模的形式，而采用現(xiàn)代化的加工方法成形電極就很容易加工出來(lái)，并能達(dá)到設(shè)計(jì)要求精度。本副模具主要解決的問題就是送料方式和定距的問題，由于排樣采用了中間載體的方式，無(wú)法設(shè)置側(cè)刃定距，所以在模具上增加了自動(dòng)拉料裝置，如何保證拉料機(jī)構(gòu)的步距就確定了制件的精度。
石英表墊片級(jí)進(jìn)模的設(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，要想做為一名合理的模具設(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(guó)民經(jīng)濟(jì)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
致 謝
涼風(fēng)習(xí)習(xí)，綠樹成蔭，在這大地萬(wàn)物都吸足了養(yǎng)分拼命抽技成長(zhǎng)的季節(jié)，我們也將帶著多年學(xué)習(xí)所吸取的養(yǎng)分投入到社會(huì)實(shí)踐中去，去體現(xiàn)自身的人生價(jià)值，實(shí)現(xiàn)人生的理想。當(dāng)然，這一切都離不開老師對(duì)我們的精心培養(yǎng)和澆灌，而這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，更系統(tǒng)地把所學(xué)專業(yè)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去，使我們所學(xué)專業(yè)知識(shí)更加牢固，更加系統(tǒng)化，能順利地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，這和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)和諄諄教誨是分不開的，在這里我衷心地感謝原老師、楊老師、翟老師、程老師、余老師對(duì)我的指導(dǎo)和幫助，是你們不辭勞苦地為我們講解了學(xué)習(xí)中遇到的各種問題，使我掌握了模具設(shè)計(jì)這個(gè)在現(xiàn)代公工業(yè)生產(chǎn)在充當(dāng)生力軍的技能知識(shí)，是你們?yōu)槲覍?shí)現(xiàn)自身的人生理想插上了堅(jiān)實(shí)的翅膀。我會(huì)帶著你們殷切的期望和百倍的熱情投入到以后的工作和生活中去，去實(shí)現(xiàn)自身的人生價(jià)值，為社會(huì)的發(fā)展做出最大的貢獻(xiàn)。
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