3646 限位板沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)

3646 限位板沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì),限位,沖壓,成形,工藝,模具設(shè)計(jì) 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書11 緒論模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè),是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。先進(jìn)國(guó)家的模具工業(yè)已擺脫從屬地位,發(fā)展為獨(dú)立的行業(yè)。日本工業(yè)界認(rèn)為 : “模具工業(yè)是其它工業(yè)的先行工業(yè),是創(chuàng)造富裕社會(huì)的動(dòng)力”。美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為:“ 模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石”。在德國(guó)，模具被冠以 “金屬加工業(yè)中的帝王”之稱。在我國(guó)，1998年3月在《國(guó)務(wù)院關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中模具被列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位,生產(chǎn)和基本建設(shè)序列第二位 ,把發(fā)展模具工業(yè)擺在發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要位置。目前,我國(guó)沖壓模具在產(chǎn)值方面占模具總產(chǎn)值的 40%以上,處于絕對(duì)主導(dǎo)地位。沖壓成形是一種先進(jìn)的少、無切削加工方法,具有節(jié)能省材、效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、重量輕、加工成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)。在汽車、航空航天、儀器儀表、家電、電子、通訊、軍工、日用品等產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì),薄板成型后,制造了相當(dāng)于原材料12倍的附加值,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值中,與其相關(guān)的產(chǎn)品占四分之一；在現(xiàn)代汽車工業(yè)中,沖壓件的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的59%。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)得到愈來愈廣泛的應(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)，我熟練地掌握了機(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)對(duì)實(shí)踐性要求非常高的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、在洛陽(yáng)（中國(guó)）一拖、中信重型礦山機(jī)械廠等的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于冷沖模具、塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富和加深了對(duì)各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過程方面的知識(shí)，并且對(duì)模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下和在工廠師傅的講解下，我們對(duì)于模具的設(shè)計(jì)和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識(shí)。同時(shí)在實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體并翻閱了很多相關(guān)的資料，通過這些實(shí)踐，我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過在圖書館借閱相關(guān)手冊(cè)和書籍，更系統(tǒng)而全面了細(xì)節(jié)問題。鍛煉了縝密的思維，使我們初步具備了設(shè)計(jì)工作者應(yīng)有的能力。設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書2在設(shè)計(jì)的過程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會(huì)圓滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于本人水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中難免有不妥之處，誠(chéng)請(qǐng)各位老師指正。1.1、國(guó)內(nèi)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書31.1.1國(guó)內(nèi)外模具的現(xiàn)狀近些年來，中國(guó)模具工業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展.我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持 13%的年增長(zhǎng)率（據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2004 年國(guó)內(nèi)模具進(jìn)口總值達(dá)到 600 多億，同時(shí)，有近 200 個(gè)億的出口） ，到 2005 年模具產(chǎn)值預(yù)計(jì)為 600 億元，模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的每年 9000 多萬(wàn)美元增長(zhǎng)到 2005 年的 2 億美元左右。單就汽車產(chǎn)業(yè)而言，一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元，而當(dāng)汽車更換車型時(shí)約有 80%的模具需要更換。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占 50%，塑料模具約占 33%，壓鑄模具約占 6%，其它各類模具約占 11%。另外，標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)的銷售、供貨、服務(wù)等都還有待于進(jìn)一步提高。它的現(xiàn)狀可以簡(jiǎn)要用幾句話來描述：一是已進(jìn)入模具生產(chǎn)大國(guó)之列，但還不是模具強(qiáng)國(guó)。進(jìn)入新世紀(jì)以來，我國(guó)模具銷售額以年平均 20%左右的速度增長(zhǎng)， 2006 年模具銷售額達(dá)到 720 億元人民幣，居日本、美國(guó)之后第三位；模具出口突破了 10 億美元。我國(guó)模具生產(chǎn)廠、點(diǎn)達(dá)到了約 3 萬(wàn)家，從業(yè)人員近 100 萬(wàn)人。這些都說明我國(guó)模具工業(yè)有了相當(dāng)?shù)囊?guī)模。但是，我國(guó)現(xiàn)在每年還要從境外進(jìn)口高達(dá) 20 多億美元的模具，這些大都是國(guó)內(nèi)尚不能生產(chǎn)的高中檔模具。國(guó)內(nèi)中高檔模具的自配率只占 50%左右；大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命等技術(shù)含量較高的模具只占到模具總產(chǎn)量的 30%左右。我國(guó)模具行業(yè)全員勞動(dòng)生產(chǎn)率還比較低，平均只有 15 萬(wàn)元 /人·年左右；我國(guó)模具商品化率還只有 50%多（發(fā)達(dá)國(guó)家已達(dá) 70%以上） ；模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率也較低，只有 50%左右；模具生產(chǎn)專業(yè)化水平還較低。這些都說明我國(guó)的模具工業(yè)還不夠強(qiáng)大，我國(guó)還不是模具強(qiáng)國(guó)。二是模具產(chǎn)品水平有了很大提高，但差距還很大。近些年來，中國(guó)模具的設(shè)計(jì)和制造水平有了很大提高，CAD/CAE/CAM 等計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)、高速加工技術(shù)、熱流道技術(shù)、氣輔技術(shù)、逆向工程等新技術(shù)得到廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)在，中國(guó)已能生產(chǎn)精度達(dá)到 2 微米的多工位級(jí)進(jìn)模，壽命可達(dá) 3 億沖次以上。個(gè)別企業(yè)生產(chǎn)的多工位級(jí)進(jìn)模已可在 2000 次/分的高速?zèng)_床上使用，精度可達(dá) 1 微米。在大型塑料模具方面，中國(guó)已能生產(chǎn) 43 英寸大屏幕彩電和 65 英寸背投式電視的塑殼模具、10 公斤大容量洗衣機(jī)全套塑料件模具以及汽車保險(xiǎn)杠、整體儀表板等塑料模具等。在精密塑料模具方面，中國(guó)已能生產(chǎn)照相機(jī)和手機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書4輪模具及精度達(dá) 5 微米的 7800 腔塑封模具等。在大型精密復(fù)雜壓鑄模方面，國(guó)內(nèi)已能夠獨(dú)立自主生產(chǎn)出自動(dòng)扶梯整體踏板壓鑄模、汽車后橋齒輪箱壓鑄模以及汽車發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的鑄造模具等。在汽車覆蓋件模具方面，國(guó)內(nèi)已能夠生產(chǎn)出中檔新型轎車所需的覆蓋件模具。子午線輪胎活絡(luò)模具、鋁合金和塑料門窗異型材擠出成形模、精鑄或樹脂快速成形拉延模等，也已達(dá)到相當(dāng)高的水平，制造出來的模具可與進(jìn)口模具媲美。我國(guó)生產(chǎn)的最大模具單套重量已超過 100 噸。但是，我國(guó)模具的制造從總體上看，產(chǎn)品還只是以中低檔為主，中高檔模具很多還要依賴進(jìn)口；企業(yè)雖然重視推廣應(yīng)用新技術(shù)，但這些新技術(shù)應(yīng)用的水平還不夠高。我國(guó)模具產(chǎn)品水平總體上與發(fā)達(dá)國(guó)家相差有 10～15 年的差距。三是模具骨干企業(yè)隊(duì)伍已經(jīng)形成，但還不夠壯大。經(jīng)過十多年的快速發(fā)展，我國(guó)模具企業(yè)骨干隊(duì)伍已經(jīng)形成。它們一般都有較好的生產(chǎn)裝備，生產(chǎn)都已達(dá)到了一定的規(guī)模，技術(shù)水平較高，產(chǎn)品水平也達(dá)到了一定的高度，而且產(chǎn)品有了自己的特點(diǎn)。在各個(gè)模具行業(yè)骨干企業(yè)隊(duì)伍中也涌現(xiàn)出了本行業(yè)的龍頭企業(yè)。2006 年中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)各行業(yè)的 50 家模具企業(yè)授予了第一批“重點(diǎn)骨干模具企業(yè)”的稱號(hào)。中國(guó)模具骨干企業(yè)隊(duì)伍目前還在成長(zhǎng)之中，各方面都有待進(jìn)一步提高，技術(shù)待進(jìn)步，管理待加強(qiáng)，產(chǎn)品有待更加適應(yīng)市場(chǎng)的需求。這就是我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展的簡(jiǎn)要狀況。當(dāng)前，我國(guó)制造業(yè)的快速發(fā)展，特別是受汽車制造業(yè)發(fā)展的拉動(dòng)，國(guó)內(nèi)模具市場(chǎng)不斷擴(kuò)大；跨國(guó)集團(tuán)到我國(guó)進(jìn)行模具國(guó)際采購(gòu)不斷增加，而且國(guó)際上將模具制造逐漸向我國(guó)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)十分明顯。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料不斷涌現(xiàn)，因而促進(jìn)了沖壓技術(shù)的不斷革新和發(fā)展。由此展望未來，中國(guó)模具工業(yè)將會(huì)有一個(gè)持續(xù)快速發(fā)展的機(jī)遇期。我們要很好地把握住這個(gè)機(jī)遇期，使我國(guó)模具工業(yè)有一個(gè)很大的提高。面對(duì)這種形勢(shì)，中國(guó)模具行業(yè)當(dāng)前的任務(wù)是：推進(jìn)改革，調(diào)整結(jié)構(gòu)，開拓市場(chǎng)，苦練內(nèi)功，提升水平，上新臺(tái)階。企業(yè)不但要做大，更要做強(qiáng)，產(chǎn)品生產(chǎn)要更專、更精，企業(yè)管理要更加有效率。數(shù)字化、信息化制造是裝備制造業(yè)現(xiàn)代化的必由之路，也是現(xiàn)代模具制造業(yè)實(shí)現(xiàn)升級(jí)、提高的重要途徑。模具企業(yè)在自身發(fā)展的過程中已經(jīng)逐漸體會(huì)到企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、信息化制造的必要性、重要性和緊迫性。現(xiàn)在，在模具行業(yè)中正在逐步形成新一輪的企業(yè)信息化、數(shù)字化改造的熱潮。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書51.1.2 國(guó)內(nèi)外模具的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)入 90 年代以來，高新技術(shù)全面促進(jìn)了傳統(tǒng)成形技術(shù)的改造及先進(jìn)成形技術(shù)的形成和發(fā)展。（1）21 世紀(jì)的沖壓技術(shù)將以更快的速度持續(xù)發(fā)展，發(fā)展的方向?qū)⒏油怀觥熬?、省、凈”的需求。?）沖壓成形技術(shù)將更加科學(xué)化、數(shù)字化、可控化。科學(xué)化主要體現(xiàn)在對(duì)成形過程、產(chǎn)品質(zhì)量、成本、效益的預(yù)測(cè)和可控程度。成形過程的數(shù)值模擬技術(shù)將在實(shí)用化方面取得很大發(fā)展，并與數(shù)字化制造系統(tǒng)很好地集成。人工智能技術(shù)、智能化控制將從簡(jiǎn)單形狀零件成形發(fā)展到覆蓋件等復(fù)雜形狀零件成形，從而真正進(jìn)入實(shí)用階段。（3）注重產(chǎn)品制造全過程，最大程度地實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)全局綜合優(yōu)化。優(yōu)化將從傳統(tǒng)的單一成形環(huán)節(jié)向產(chǎn)品制造全過程及全生命期的系統(tǒng)整體發(fā)展。（4）對(duì)產(chǎn)品可制造性和成形工藝的快速分析與評(píng)估能力將有大的發(fā)展。以便從產(chǎn)品初步設(shè)計(jì)甚至構(gòu)思時(shí)起，就能針對(duì)零件的可成形性及所需性能的保證度，作出快速分析評(píng)估。（5）沖壓技術(shù)將具有更大的靈活性或柔性，以適應(yīng)未來小指量多品種混流生產(chǎn)模式及市場(chǎng)多樣化、個(gè)性化需求的發(fā)展趨勢(shì)，加強(qiáng)企業(yè)對(duì)市場(chǎng)變化的快速響應(yīng)能力。（6）重視復(fù)合化成形技術(shù)的發(fā)展。以復(fù)合工藝為基礎(chǔ)的先進(jìn)成形技術(shù)不僅正在從制造毛坯向直接制造零件方向發(fā)展，也正在從制造單個(gè)零件向直接制造結(jié)構(gòu)整體的方向發(fā)展。加入 WTO 以后，中國(guó)的汽車工業(yè)、航空航天工業(yè)等支柱產(chǎn)業(yè)必將有大的發(fā)展。我國(guó)的沖壓行業(yè)既充滿發(fā)展的機(jī)遇，又面臨進(jìn)一步以高新技術(shù)改造傳統(tǒng)技術(shù)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)事業(yè)將向沖壓成形技術(shù)的發(fā)展提出更多更新更高的要求。我國(guó)的板料加工領(lǐng)域必須加強(qiáng)力量的聯(lián)合，加強(qiáng)技術(shù)的綜合與集成，加快傳統(tǒng)技術(shù)從經(jīng)驗(yàn)向科學(xué)化轉(zhuǎn)化的進(jìn)程。加速人才培養(yǎng)，提升技術(shù)創(chuàng)新能力，提高沖壓技術(shù)隊(duì)伍的整體素質(zhì)和生產(chǎn)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力.1.2 限位板模具設(shè)計(jì)與制造方面河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書61.2.1 限位板模具設(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。限位板是典型的沖壓件，該模具工作過程很簡(jiǎn)單就是沖壓、落料、拉深，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不采用復(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(zhǎng)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。1.2.2 限位板沖壓模具設(shè)計(jì)的進(jìn)度1.了解目前國(guó)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．河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書72 零件工藝性分析2.1 零件的工藝性分析零件簡(jiǎn)圖：如圖 1 所示；零件名稱：限位板；生產(chǎn)批量：大批量；材料：A3； 厚度：3mm.河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書8圖 1.限位板（1）材料該零件的材料為 A3 鋼，即為 Q235 的舊牌號(hào)，其沖壓性能較好。（2）零件結(jié)構(gòu)該制件僅有沖孔、落料兩個(gè)工序特征，形狀簡(jiǎn)單，沒有極限沖裁特征，成形容易，適合沖裁。（3）尺寸精度零件圖上的尺寸 30 ，經(jīng)查公差表知其屬于 IT11 級(jí)精度，其它尺寸均未標(biāo)注?24.01?尺寸偏差，屬未注公差尺寸，經(jīng)查相關(guān)資料，可按 IT14 級(jí)確定工件尺寸的公差。經(jīng)查公差表，各尺寸公差為：44 ，53 0.37，18 ，3 。062.??04.?025.結(jié)論：可以沖裁加工。2.2 確定工藝方案該零件包括沖孔、落料兩個(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)。方案二：落料-沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔-落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但它需兩道工序，兩副模具，生產(chǎn)效率比較低，難以滿足該零件的產(chǎn)量要求。方案二只需要一副模具，沖壓件的精度容易保證，而且生產(chǎn)效率也高，盡管該模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，模具制造并不困難。方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)效率也很高，但零件的沖壓精度稍差，欲保證沖壓件的形位精度，還需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，故該模具制造、安裝較復(fù)合河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書9模復(fù)雜。綜上分析，沖裁件尺寸精度要求不高，尺寸不大，形狀不復(fù)雜，但產(chǎn)量較大，根據(jù)材料厚度較厚（3mm）的特點(diǎn)，為保證孔位精度，沖模有較高的生產(chǎn)率，實(shí)行工序集中的工藝方案，該制件的沖壓采用方案二為最佳。2.3 排樣設(shè)計(jì)該零件具有 T 形的特點(diǎn)，選用直排列方案時(shí)材料的利用率比較低，若采用直對(duì)排（見圖 2 所示）的排樣方案可以提高材料的利用率，減少?gòu)U料。查有關(guān)圖表，確定搭邊值。根據(jù)零件形狀，兩工件間的搭邊值：b=0.8t=0.8×3mm=2.4mm工件與條料邊緣的搭邊值：a=0.9t=0.9×3mm=2.7mm進(jìn)料步距為： s=2×(44+2.4)mm=92.8mm條料寬度為： B =(89.9+2×2.7) mm=95.3 mm0??08.?08.?材料利用率：η= ×100% A=2862.75mmBsnA2η= ×100%= ×100%=64.74%s8.923576?河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書10圖 2.排樣圖2.4 工藝計(jì)算2.4.1 沖裁力計(jì)算，初選壓力機(jī)（1）落料力F =Lt1b?=(260.23×3×450)N=351.31×10 N3（2）沖孔力F =Lt2b?=(94.25×3×450)N=127.24×10 N3（3）落料時(shí)的卸料力F =K F卸 卸 1查有關(guān)圖表取 K =0.04，故卸河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書11F =0.04×351.31×10 N=14.05×10 N卸 33（4）沖孔時(shí)的推件力F =nK F推 推 2由于要設(shè)置推件塊，所以凹模刃口應(yīng)采用直筒形刃口，查相關(guān)圖表得，刃口高度h=8mm, K =0.045，則 n=h/t=8mm/6≈1 個(gè)推F =1×0.045×127.24×10 N=5.73×10 N推 33選擇沖床時(shí)的總壓力為F =F +F +F +F =498.33KN總 12卸 推應(yīng)選取的壓力機(jī)公稱壓力為 P ≥(1.1～1.3)F0總=(1.1～1.3)×498.33KN=(548.2～647.8)KN因此可選壓力機(jī)型號(hào)為 J23-80。2.4.2 壓力中心計(jì)算按照比例畫出零件形狀，選定坐標(biāo)系 xOy。如圖 3 所示。因零件圖左右對(duì)稱，即x =0。故需要計(jì)算 y 將工件沖裁周邊分成 l , l ,…, l 基本線段，求出各段長(zhǎng)度及cc 126各段的重心位置。l =56mm y =011l =56.52mm y =9mm22l =30mm y =18mm33l =70mm y =35.5mm44l =69.08mm y =53+ =67.01mm552/sin?河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書12l =94.2mm y =53mm66y = =35.01mm c621ll?? ?圖3.壓 力中心2.4.3 刃口尺寸計(jì)算依據(jù)復(fù)合模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，刃口尺寸最好采用配合加工的方法。沖制30 孔尺寸，以凸模為基準(zhǔn)；外形落料以凹模具為基準(zhǔn)。?24.01?查有關(guān)圖表知：Z =0.46mm Z =0.64mm。尺寸 30 的磨損系數(shù)為min max?24.01?X=0.75；53 0.37、44 、18 的磨損系數(shù)均為 X=0.5。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)， 、 一般取?062.?043.? 凸?凹Δ/4。（1）凸模磨損后減小的尺寸，按公式 B =（B+XΔ） 凸 0凸??B =（B+XΔ+Z ） 計(jì)算凹 min凹??030 B =（B+XΔ）?24.01?凸 0凸??=（30+0.75×0.13） mm03.?=30.10 mm03.?B =（B+XΔ+Z ）凹 min凹??0=（30+0.75×0.13+1.08） mm03.?河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書13=31.18 mm03.?53 0.37 B =（B+XΔ）?凸 0凸??=（53+0.5×0.74） mm019.?=53.37 mm019.?B =（B+XΔ+Z ）凹 min凹??0=（53+0.5×0.74+1.08） mm19.0?=54.45 mm19.0?（2）凹模磨損后增大的尺寸，按公式 A =(A-XΔ) 凹 凹??0A =(A -XΔ-Z ) 計(jì)算凸 maxin0凸??44 A =(A-XΔ) 062.?凹 凹??0=（44-0.5×0.62） mm16.0?=43.69 mm16.0?18 A =(A -XΔ-Z )043.?凸 maxin0凸??=（18-0.5×0.62-1.08） mm01.?=16.61 mm01.?河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書143 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如前所述，該模具采用復(fù)合模結(jié)構(gòu)。制件結(jié)構(gòu)有一個(gè)孔，采用正裝復(fù)合模，則沖孔廢料、制件、落料廢料均落在凹模表面，將導(dǎo)致清楚困難而降低生產(chǎn)效率、增大勞動(dòng)強(qiáng)度；同時(shí)，由制件功能可知，其平直度有一定要求，需采用上壓料結(jié)構(gòu)，由此應(yīng)設(shè)計(jì)倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)。為保證制件較高的位置公差要求，上、下模之間采用后側(cè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套的精確導(dǎo)向定位（標(biāo)準(zhǔn)模架） ，各工作零件的安裝位置要求較高，主要靠加工精度保證。條料采用手動(dòng)送料，進(jìn)入模具內(nèi)依靠導(dǎo)料銷保證送進(jìn)導(dǎo)向，定位銷保證定距精度。沖裁完成后，沖孔廢料由漏料孔從下模漏出；制件則有上模剛性頂件裝置頂出落在下模表面；落料廢料（即條料）再由安裝于下模的彈性卸料裝置從凸凹模上剝落。因是大批量生產(chǎn)，采用手動(dòng)送料方式，從右往左送料。因該制件采用的是倒裝復(fù)合模，所以直接用擋料銷和導(dǎo)料銷即可。為保證零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于該零件導(dǎo)向尺寸較小，且精度要求不是太高，所以宜采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。3.2 主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.2.1 凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括以下幾方面：（1）落料凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在落料凹模內(nèi)部，由前面設(shè)計(jì)可知，凹模刃口選用直筒形刃口，刃口高度 h=8mm。該凹模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，宜采用整體式。見圖 4 所示。查相關(guān)圖表，得 k=0.30即 凹模高度 H=kb河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書15=0.30×75mm=22.5mm凹模壁厚 C=1.5H=1.5×22.5mm=33.75mm圖 4.凹模結(jié)構(gòu)凹模的外形尺寸的確定: 凹模外形長(zhǎng)度 L=(75+2×33.75)mm=142.5mm凹模外形寬度 B=(74+2×33.75)mm=141.5mm凹模整體尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，取為 160mm×160mm×36mm。（2）沖孔 30 凸模設(shè)計(jì)?24.01?該凸模外形尺寸較大，能夠保證其強(qiáng)度和剛度，凸模工作部分直徑不必制成逐漸增大的多級(jí)形式，所以選用 B 形圓凸模。見圖 5 所示。凸模固定板厚度取 28mm，凸模長(zhǎng)度根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要來確定L=h +h凸 模 固 定 板 落 料 凹 模河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書16=（28+22.5）mm=50.5mm (取 60mm)圖 5.凸模結(jié)構(gòu)由于此凸模直徑較大，且長(zhǎng)度較短，剛度和強(qiáng)度足夠，所以無需對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模刃口 1mm。（3）凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本模具為復(fù)合沖裁模，除了沖孔凸模和落料凹模外，還有一個(gè)凸凹模。根據(jù)整體模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要，凸凹模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖應(yīng)如圖 6 所示。確定凸凹模安排在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。校核該凸凹模的強(qiáng)度：查相關(guān)圖表得凸凹模的最小壁厚為 6.7mm,而實(shí)際最小壁厚為 6.9mm。故符合強(qiáng)度要求。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制，并且保證雙面間隙為 0.46～0.64mm。凸凹模上孔中心與邊緣距離尺寸 53mm 的公差，應(yīng)比零件所標(biāo)住的精度高 3～4 級(jí)，即定為（53 0.1）mm。?河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書17圖 6.凸凹模的結(jié)構(gòu)3.2.2 卸料彈簧的設(shè)計(jì)根據(jù)模具結(jié)構(gòu)初選六根彈簧，每根彈簧的預(yù)壓力為F ≥F /n0卸=(14.05×10 /6) N=2342N3根據(jù)預(yù)壓力和模具結(jié)構(gòu)尺寸，初選彈簧為 10×95×130 GB/T2089-80，其最大工作負(fù)荷 F =2870N>2342N。雖然彈簧的最大工作負(fù)荷符合要求，但其彈簧太長(zhǎng)，會(huì)使模j具的高度增加，所以選用最大工作負(fù)荷為 3500N 范圍內(nèi)的彈簧。試選彈簧 10×75×140 GB/T2089-80，校驗(yàn)彈簧最大許可壓縮量 L >彈簧實(shí)際總max壓縮量 L 。彈簧 10×75×140 GB/T2089-80 的具體參數(shù)是：彈簧中徑 D =75mm,材料總 2直徑 d=10mm，自由高度 h =1400mm,節(jié)距 t=26.5mm,F =3500N。0 j彈簧最大許可壓縮量 L =66.4mmmax彈簧預(yù)壓縮量 L = L'jF0ax河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書18= ×66.4mm=44.43mmN35024校核：卸料板工作行程 t+h +h =（3+1+0.5）mm=4.5mm12凸模刃磨量和調(diào)節(jié)量 h =6mm3彈簧實(shí)際總壓縮量 L = L +t+h +h +h =(44.43+4.5+6)mm=54.93mm總 '123由于 66.4>54.93，即 L > L ，所以所選彈簧是合適的。max總彈簧 10×75×140 GB/T2089-80 的規(guī)格為：中徑：D =75mm2鋼絲直徑：d=10mm自由高度：h =140mm0裝配高度：H = h - L2'=(140-44.43)mm=95.57mm彈簧的窩座深度：h= h - L +h +t+1-h -h0max卸 料 板 凸 凹 模 修 模=（140-66.4+16+2+1-65-6mm=21.6mm彈簧的外露高度：H = H - h- h32卸 料 板 窩 深=（95.57-21.6-6mm=67.97mm3.2.3 模架的設(shè)計(jì)模架各零件標(biāo)記如下：上模座：250mm×250mm×50mm河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書19下模座：250mm×250mm×65mm導(dǎo)柱：B35h5×200mm×55mm導(dǎo)套：B35H6×125mm×48mm模柄： 60mm×70mm?墊板厚度：160mm×160mm×12mm卸料板厚度：160mm×160mm×16mm凸模固定板厚度：160mm×160mm×28mm模具的閉合高度：H =h +h +h +h +t+ h +h +h閉 上 模 座 墊 板 凸 模 固 定 板 落 料 凹 模 卸 料 板 彈 簧 外 露 下 模 座=(50+12+28+36+3+16+67.97+65)mm=277.97mm≈278mm3.3 沖壓設(shè)備的選擇選擇型號(hào)為 J23-80 的開式雙柱可傾壓力機(jī)能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力：800KN滑塊行程：130mm最大閉合高度：380mm最大裝模高度：290mm連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度：90mm工作臺(tái)尺寸（前后×左右）：540mm×800mm河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書20墊板尺寸（厚度×孔徑）：100mm× 200mm?模柄孔尺寸: 60mm×80mm?最大傾斜角度：30°3.4 繪制模具總裝圖河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書211-導(dǎo)套 2 -擋料銷 3 -上模座 4 -螺釘 5-推桿 6-模柄 7-推板 8-推銷 9-墊板 10-螺釘 11、21-銷釘 12-凸模固定板 13-推件塊 14-凹模 15-凸模 16-卸料板 17-導(dǎo)柱 18-下模座 19-凸凹模 20-彈 簧 22-螺釘 23-卸料螺釘 24-導(dǎo)料銷河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書22結(jié)束語(yǔ)限位板屬于典型的沖裁件，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(cè)，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?gòu)U品的產(chǎn)生。限位板沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，且其尺寸相對(duì)較小，適合選用標(biāo)準(zhǔn)模架。模具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)單，它可以相應(yīng)的簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，便于以后的操作、調(diào)整和維護(hù)。限位板沖裁模具的設(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，要想成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(guó)民經(jīng)濟(jì)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書23致 謝首先感謝本人的導(dǎo)師原紅玲老師，她幫我仔細(xì)審閱了該設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容并且提出了許多寶貴性建議。原紅玲老師淵博的知識(shí)，誠(chéng)懇的為人，使我受益匪淺，在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，特別是遇到困難時(shí)，原紅玲老師給了我鼓勵(lì)和幫助，在這里我向她表示真誠(chéng)的感謝！由于資質(zhì)有限，很多知識(shí)掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計(jì)中難免會(huì)遇到很多難題，在有課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上以及原老師的多次指導(dǎo)和同學(xué)們的熱心幫助下，我克服了一個(gè)又一個(gè)的難題，以至我的畢業(yè)設(shè)計(jì)日趨完善。畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然很辛苦，但是在設(shè)計(jì)中不斷思考問題、研究問題、咨詢問題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時(shí)也汲取了更完整的專業(yè)知識(shí)，鍛煉了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，使我受益匪淺。我相信這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)我以后的工作一定有很大的幫助，而且也鍛煉了我吃苦耐勞的能力，這些都給我在這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)的社會(huì)里生存提供了很大的幫助。感謝母?！幽蠙C(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，我非常慶幸在這三年的學(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！河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書24參考文獻(xiàn)[1] 原紅玲.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2008.8[2] 曹立文,王東,丁海娟,郭世清.實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:人民郵電出版社,2007.10 [3] 楊占堯.沖壓模具圖冊(cè).北京:高等教育出版社,2008.3[4] 寇世瑤.機(jī)械制圖.北京:高等教育出版社,2004.7[5] 王小彬.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).北京:電子工業(yè)出版社,2006.3[6] 王秀鳳.冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2005.4[7] 歐陽(yáng)波儀.現(xiàn)代冷沖模設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)例.北京:北京化學(xué)工業(yè)出版社,2006.5[8] Williams. D.J. : Advanced tool materials in the drawing of metals. Shceet Metal.Ind. ,Nov. 1983 [9]Kondo K.Parametric and Interactive Geometric Modeler Formechanical.Computer-Aeded Design.1990(10)