3950 自行車腳蹬內(nèi)板沖裁模設(shè)計(jì)

3950 自行車腳蹬內(nèi)板沖裁模設(shè)計(jì),自行車,腳蹬,內(nèi)板沖裁模,設(shè)計(jì) 自行車腳蹬內(nèi)板沖裁模設(shè)計(jì)1 緒 論目前，我國(guó)沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我?guó)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(guó)家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國(guó)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(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1.1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀我國(guó)模具近年來(lái)發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003年我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有2萬(wàn)多家，從業(yè)人員約50多萬(wàn)人，2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢(shì)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(zhǎng)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(guó)家。在2萬(wàn)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(guò)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(lái)， 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(zhǎng)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(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；國(guó)企股份制改造步伐加快等。雖然說(shuō)我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國(guó)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(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來(lái)發(fā)展較快，國(guó)企改革也在進(jìn)行之中，但總體來(lái)看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再加上國(guó)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(kāi)發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國(guó)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(kāi)發(fā)，在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬(wàn)美元，國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是15～20萬(wàn)美元，有的高達(dá)25～30萬(wàn)美元，與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過(guò)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(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來(lái)看裝備水平仍比國(guó)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(guó)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(wèn)題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低，帶來(lái)中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過(guò)高等問(wèn)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(zhǎng)期以來(lái)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(guó)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(guó)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(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比，無(wú)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(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)的模具工業(yè)和技術(shù)在過(guò)去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來(lái)的十年，中國(guó)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(lái)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(cè)量技術(shù)與逆向工程； 10）開(kāi)發(fā)新的成形工藝和模具。1.2　國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)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(wú)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(guó)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(kāi)發(fā)能力。近幾年，全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為600～650億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到50%以上；國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪問(wèn)時(shí)，從德國(guó)工、模具行業(yè)組織--德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國(guó)有模具企業(yè)約5000家。2003年德國(guó)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(guó)模具產(chǎn)值的90%，可見(jiàn)其規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國(guó)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(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬(wàn)美元左右，而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多15～20萬(wàn)美元，有的達(dá)到 25～30萬(wàn)美元。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上，而我國(guó)才達(dá)到45％．2 制件的工藝性分析2.1 沖壓件的工藝分析工件名稱：端蓋生產(chǎn)批量：大批量材料：08鋼厚度：2.0mm工件簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1 ?38R1042×57圖1 制件圖2.2制件的總體分析工藝性：端蓋屬于中等尺寸零件，料厚2.0mm，外形稍微復(fù)雜，該零件的尺寸精度要求能夠在沖裁加工中得到保證，其他尺寸標(biāo)注生產(chǎn)批量等情況也均符合沖裁的工藝要求，零件材料為08鋼，市場(chǎng)上容易得到這種材料，并且價(jià)格適中。分析零件外形可采用沖孔落料翻邊工藝獲得。沖孔的工藝性：φ5mm和φ18mm的孔，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和翻孔三個(gè)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(jí)，符合一般級(jí)進(jìn)沖壓的經(jīng)濟(jì)精度要求。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)。3 工藝方案的確定端蓋零件所需的基本沖壓工序?yàn)槁淞虾蜎_孔和翻孔，可擬訂出以下三種工藝方案。方案一：用簡(jiǎn)單模分三次加工，即先落料,后沖孔，再翻孔。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：先落料—沖孔，再翻孔級(jí)進(jìn)模。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案三：沖孔—落料—翻孔復(fù)合模。采用復(fù)合模生產(chǎn)。 分析各方案的優(yōu)缺點(diǎn)方案一：生產(chǎn)率低，工件的累計(jì)誤差大，操作不方便，由于該工件為大批量生產(chǎn)，方案二和方案三更具有優(yōu)越性。方案二：沖壓生產(chǎn)率較高，壓力機(jī)一次行程內(nèi)可完成兩個(gè)以上工序，實(shí)現(xiàn)操作機(jī)械化，自動(dòng)化難，制件和廢料排除較復(fù)雜，并且制造的復(fù)雜性和價(jià)格較高。方案三：只需要一副模具，生產(chǎn)率高，壓力機(jī)一次行程內(nèi)可完成多個(gè)工序，實(shí)現(xiàn)操作機(jī)械化自動(dòng)化容易，尤其適應(yīng)于單機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，沖模的制造復(fù)雜性和價(jià)格低于復(fù)合模，精度也可也得到保證。通過(guò)上述三個(gè)方案的比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三更佳。4 主要工藝參數(shù)計(jì)算4.1排樣的設(shè)計(jì)與計(jì)算沖裁件在條料帶料或板料上的布置方式，稱為沖裁件的排樣。設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模時(shí)，首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。根據(jù)工件的形狀選擇有廢料排樣，且為直排的形式，雖然材料的利用率低于少?gòu)U料和無(wú)廢料排樣，但沖裁件質(zhì)量和模具壽命都較高。端蓋零件設(shè)計(jì)為單向排列，采用直排的排樣方案（如圖2所示）圖2 排樣圖4.1.1 確定搭邊與搭肩值搭邊和搭肩值一般是由經(jīng)驗(yàn)確定的查表而取最小搭邊值為a=2.0mm和b=2.0mm 4.1.2 計(jì)算送料步距和條料的寬度 條料寬度的計(jì)算：擬采用無(wú)側(cè)壓裝置的送料方式，由B-0Δ=〔D max+2a＋C〕 0-Δ Dmax—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸a—側(cè)搭邊值 c—導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙由表查得C＝0.5代入數(shù)據(jù)計(jì)算，取得條料寬度為72.5mm。導(dǎo)料板間距離的計(jì)算：由A=B+C=Dmax+2a+2c,代入數(shù)據(jù)計(jì)算得導(dǎo)料板間距離為73mm。 4.1.3計(jì)算材料的利用率：材料利用率 ?的計(jì)算公式為 = %10?BlnA式中 A—一個(gè)沖裁件的實(shí)際面積，mm 2;n—條料上實(shí)際沖裁的零件數(shù)；B—條料（或條料.帶料）寬度，mm; L—板料（或條料.帶料）長(zhǎng)度， mm若取工件n＝20件，則料長(zhǎng)L=20D+19b+2b=20×38+19×2+2×2=802mm所以條料規(guī)格為802×72.5×2.0所以材料的利用率為?＝35％4.2沖壓力的計(jì)算并初步選取壓力機(jī)的噸位4.2.1沖裁力的計(jì)算沖裁力的大小隨凸模進(jìn)入材料的深度（凸模行程）而變化，本模具采用普通平刃口模具沖裁，其沖裁力F按下式計(jì)算：F=KLtΓb沖裁力公式為F＝F 孔 +F落式中F—沖裁力F孔 —沖孔沖裁力F落 —落料沖裁力F翻 —翻孔力1 沖孔沖裁力F 孔F孔 ＝KL孔 tτ式中 K—系數(shù)，查表取K＝1.3L孔 —沖孔周長(zhǎng)，L＝3.14×(2×5+18)＝87.92mmt—材料厚度，t＝2.0mmτ—材料抗剪強(qiáng)度，MPa，查手冊(cè)08鋼τ ＝（260 ～360）MPa，取τ＝300 MPa所以F 孔 ＝K L孔 tτ＝1.3×87.92×2×300 ＝68577.6N取P 孔 ＝68.58KN2 落料沖裁力F 落F落 ＝KL落 tτ式中 落 —落料件外形周邊尺寸L落 ＝3.14×38+3.14×10＝150.72mm所以F 落 ＝KLtτ＝1.3×150.72×2.0×300=117560N取F 落 ＝117.56KN翻孔力 F 翻F翻 ＝1.1×3.14（D-d)t×τ s＝6908N=6.91KN4.2.2 卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算：卸料力是將廢料或工件從凸凹模上刮下的力。而推件力是將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需的力。頂件力逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需的力。卸料力、推件力和頂件力是由壓力機(jī)和模具卸料裝置或頂件裝置傳遞的，所以在選擇設(shè)備公稱壓力或設(shè)計(jì)沖裁的時(shí)候應(yīng)分別予以考慮，影響這些力的因素較多，主要有材料的力學(xué)性能、厚度、模具間隙、凹模洞口結(jié)構(gòu)、搭邊大小、潤(rùn)滑情況、制件的形狀和尺寸等?，F(xiàn)在按照下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：卸料力F xFx＝ K F落式中F x—卸料力x—卸料系數(shù)，查表 xK＝0.025～0.06，取 xK＝0.05所以F x＝0.05×117.56＝5.9KN 推料力F tFt ＝ tKF孔 n式中 t—推料系數(shù),查表取 t=0.05n—同時(shí)卡在凹模洞孔內(nèi)的件數(shù),取n=10所以F t=0.05×68.58×10=34.29KN頂件力F dFd=K(F孔 ＋F 落 ）式中F d—頂件力d=頂件系數(shù),查表取 dK=0.06所以F d=0.06×(68.58+117.56)=11.2KN4.2.3 總沖壓力F 總沖裁時(shí),壓力機(jī)的壓力值必須大于或者等于沖裁各工藝力的總和,即大于總的沖壓力,總的沖壓力根據(jù)模具結(jié)構(gòu)不同計(jì)算公式不同,當(dāng)采用彈性卸料裝置和下出件的模具時(shí),總的沖壓力為F總 =F+ Fx+Ft= F孔 +F落 + Fx+Ft=68.58+117.56+6.91+5.9+34.29=233.24KN4.3 壓力機(jī)的公稱壓力的確定：初選開(kāi)式可傾壓力機(jī)參數(shù)壓力機(jī)型號(hào)為J23-25查手冊(cè)選擇壓力機(jī)的公稱壓力為：250KN 滑塊固定行65mm (最大閉合高度)270 mm 閉合高度調(diào)節(jié)量55mm (標(biāo)準(zhǔn)型)工作臺(tái)尺寸(左右×前后)560×370mm (標(biāo)準(zhǔn)型)工作臺(tái)孔尺寸(左右×前后) 290×200mm (標(biāo)準(zhǔn)型)立柱間距離(不小于) 270mm 模柄孔尺寸(直徑×深度) Ф40×60mm 4.4 壓力中心的確定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)使模具的壓力中心和壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。否則沖壓時(shí)滑塊會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊的滑軌和模具的導(dǎo)向部分不正常磨損，還會(huì)使合理間隙得不到保證，從而影響制件的質(zhì)量降低模具壽命甚至損壞模具。而本模具所沖裁的制件形狀完全對(duì)稱于相互垂直的 兩條對(duì)稱線，所以模具的壓力中心在幾何圖形的中心點(diǎn)上。4.5 工作部分的尺寸計(jì)算4.5.1計(jì)算凸凹模工作部分的尺寸（沖孔）并確定其公差：該零件在彎曲前屬于無(wú)特殊要求的一般沖孔落料件，外形尺寸由落料 獲得，而中間的小孔尺寸則是由沖孔得到。查表而知：Zmin = 0.246,Zmax = 0.360mmZmax –Zmin = 0.114mm因?yàn)槟＞叩木鹊燃?jí)為IT14級(jí) 取 磨損系數(shù)X = 0.5設(shè)凸、凹模分別按IT9、IT10級(jí)精度制造，分別計(jì)算Dt、Da如下：沖Ф 18mm的孔沖孔時(shí)，間隙取在凹模上，則：凸模尺寸 td=(dmin+ χ△)0　??凹模尺寸 ad=( t+ Zmin)??0式中： td---沖孔凸模刃口尺寸 ad---沖孔凹模刃口尺寸dmin---沖孔件孔的最小極限尺寸，mm, d min=18mmZmin——雙面間隙，mm△——工件公差，mm，△=0.43mmx——磨損系數(shù)，查表得IT14級(jí)時(shí)x=0.5δ——凸模和凹模的制造公差，mm,查表δ=0.02mm所以 td=(18+0.5×0.43) 0-0.02 =18.215 0-0.02 mma=(18.215+0.246) + 0.020=18.46+ 0.020mm校核：|δT|+|δA|= 0.02 mm +0.02 mm =0.04 mm≤Zmax –Zmin=0.114mm滿足間隙公差條件4.5.2外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算因此落料件為復(fù)雜的制件，所以利用配作法計(jì)算凸凹模刃口尺寸，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。采用配作法，計(jì)算凸凹模的刃口尺寸，首先是根據(jù)凸?；虬寄Ｄp后輪廓變化情況正確判斷出模具刃口各個(gè)尺寸在磨損過(guò)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(jì)算公式計(jì)算。a、凹模磨損后會(huì)增大的尺寸-------第一類尺寸A 第一類尺寸：A j=(Amax-x△) 0+δb、凹模磨損后會(huì)減小的尺寸-------第二類尺寸B第二類尺寸：B j=(Bmax+x△) 0-0.25△c、凹模磨損后會(huì)保持不變的尺寸 第三類尺寸C第三類尺寸：C=(C min+0.5△)60.125△Ф38增大：A a=37.69+0.030mm At=37.444 0-0.02 mm R10增大： A a=9.74+0.020mm At=9.494 0-0.02 mm R7減?。? B a=7.215 0-0.02 mm Bt=7.461+0.020mm 48不變： C a=Ct=C+-δ=48+-0.025 模具總體設(shè)計(jì)5.1 模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用級(jí)進(jìn)方式?jīng)_壓，所以模具類型為級(jí)進(jìn)模，本零件的沖壓包括沖孔和落料翻孔三個(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。5.2 定位方式的選擇本工件是中批量生產(chǎn)，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。5.3 導(dǎo)向方式的選擇為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。采用手工送料方式，為了提高開(kāi)敞性和導(dǎo)向均勻性，采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。5.4 卸料方式的選擇本模具采用正裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料和工件留在凹?？锥粗?，為了簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，可以在下模座中開(kāi)有通槽，使廢料和工件從孔洞中落下。工件厚度為2.0 mm，料厚比較薄，選用彈性卸料板來(lái)卸下條料廢料。6 模具主要零部件的設(shè)計(jì)6.1工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1.1 凹模的設(shè)計(jì)在本模具中采用螺釘和銷釘將凹模直接固定在支撐件上,凹模刃口為直壁式 ,凹模采用銷釘和螺釘固定時(shí)要保證螺釘(或沉孔)間、螺孔與銷孔間及螺孔與凹模刃壁間的距離不能太近,否則會(huì)影響模具的壽命。整體式凹模裝于下模座上，由于下模座孔口較大因而使工作時(shí)承受彎曲力矩，若凹模高度H及模壁厚度C不足時(shí)，會(huì)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(yàn)公式計(jì)算，即凹模高度H=ks凹模壁厚C=(1.5~2)H式中s----凹?？椎淖畲髮挾龋瑂不小于15mmC-----凹模壁厚，mm 指刃口至凹模外形邊緣的距離；K=系數(shù)，取0.40所以 凹模高度H=ks=0.40×68=27.2mm 查表取標(biāo)準(zhǔn)值H=30mmC=2H=60mm凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般?。?.7~2.0）dd 為螺孔的距離，由于凹模厚度為30mm, 所以根據(jù)查得螺孔選用4×M8的螺釘固定在下模座。故選用如圖3圖3凹模上的螺孔設(shè)計(jì)與選用螺孔到凹模外緣的最小距離a 2=1.5d=1.5×4=6mma3=1.13d≈5mm螺孔到銷孔的距離一般取b>2d,所以b應(yīng)大于8根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板220×190×30mm6.1.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì)：沖小圓孔的凸模，為了增加凸模的強(qiáng)度與剛度，凸模非工作部分直徑應(yīng)作成逐漸增大的多級(jí)形式如圖4所示：圖4 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)形式凸模長(zhǎng)度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定的，設(shè)計(jì)該模具為沖孔落料級(jí)進(jìn)模，采用剛性卸料板，其凸模長(zhǎng)度用下列公式計(jì)算：L=h1+h2+h3+h式中 L—凸模長(zhǎng)度， mmh1—凸模固定板高度，mmh2—卸料板高度，mmh3—導(dǎo)料板厚度，mmh—附加高度，一般取15~20mm沖裁φ5mm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(zhǎng)度 L=14+12+0.5+14.5=50mm小凸模強(qiáng)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(guò)凸模材料的許用壓應(yīng)力，即校核公式為 minFP孔≤ ???式中 F 孔 —沖孔沖裁力,N, F 孔 =12246N Fmin—凸模最小斷面積， 2m, Fmin= 214.3d/4=19.6 2mφ18的孔 Fmin= 214.3d/4=254.34 2???---凸模材料的許用壓力，Mpa,如凸模材料選用Cr12，查手冊(cè) ???=（1000～160）Mpa,取 =1200 Mpa因?yàn)?minFP孔=12246/19.6=624.8 Mpa＜ ??? minFP孔=44085.6/254.34=173.3 Mpa＜ ???所以凸模強(qiáng)度符合要求。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(jì)：外形凸模用線切割機(jī)床加工成直通式凸模，用兩個(gè)M8的螺釘固定在墊板上，由于采用彈性卸料板，凸模按下式計(jì)算L=h1+h2+t+h其中： h 1為固定板厚度（14 mm），h 2為卸料板厚度（12mm），t為材料的厚度（2.0 mm），h為附加長(zhǎng)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=14+12+2.0+1+15=44mm　凸模固定板材料可用45鋼，結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格查手冊(cè)可得220×190×25 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(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。凹模的長(zhǎng)度選取要考慮以下因素：a)保證有足夠的安裝彈性卸料板的位置。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125mm×100mm。凹模材料選用Cr12制造，熱處理硬度為58～62HRC。6.2定位零件的設(shè)計(jì):在本模具中采用的是條料，所以導(dǎo)料板，導(dǎo)正銷和擋料銷作為定位裝置，起導(dǎo)向同時(shí)起定位的作用。用擋料銷擋住搭邊或沖件輪廓，以限定條料的送進(jìn)距離。在本模具中試用固定擋料銷，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，在模具中廣泛應(yīng)用作定距裝置。6.2.1 活動(dòng)擋料銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)擋料銷的設(shè)計(jì)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件，選用此擋料銷如圖5圖5固定擋料銷的結(jié)構(gòu)選用直徑φ4mm，h=3mm材料為45鋼A型活動(dòng)擋料銷（JB/T7649.10?94）6.2.2 導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化經(jīng)查表分析得導(dǎo)料板長(zhǎng)度L=165mm，寬度B=35mm ，厚度h=6mm如圖6。 設(shè) 計(jì) 修正 量圖6導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)6.3 導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)：導(dǎo)向裝置用來(lái)保證上模相對(duì)于下模正確的運(yùn)動(dòng)，對(duì)于生產(chǎn)批量較大，零件的要求較高，壽命要求較長(zhǎng)的模具，一般都需要采用導(dǎo)向裝置，本模具中應(yīng)用導(dǎo)柱導(dǎo)套裝置來(lái)完成導(dǎo)向6.4 卸料裝置的設(shè)計(jì)：本模具設(shè)計(jì)為以導(dǎo)料板為送進(jìn)導(dǎo)向的沖模中使用的剛性卸料裝置，沖裁完畢后，卡在凸凹模外的條料搭邊廢料由下模部分的彈性卸料裝置卸下。彈簧的選用：彈簧屬于標(biāo)準(zhǔn)件①設(shè)單個(gè)彈簧所承受的負(fù)荷為 0P已知卸料力F 卸 =5878N設(shè)卸料彈簧個(gè)數(shù)為n=4個(gè)所以 0P=F卸 /4=1469N②根據(jù) 0的大小，試選79號(hào)彈簧其具體參數(shù)是彈簧外徑D=55mm，材料直徑d=9mm,節(jié)距t=14.5mm, F=2750N,極限載荷是彈簧高度為88.4mm,自由高度 0H=120mm彈簧最大許可壓縮量L max=31.6mm，彈簧預(yù)壓縮量L=16.9mm校核：卸料板工作行程t=h 1+h2=2+1+0.5=3.5 凸模刃模量和調(diào)節(jié)量h 3=6mm 彈簧實(shí)際總壓縮量L 總 =26.4由于31.6＞26.4，即L max＞L 總 所以所選彈簧是合適的6.5 連接與固定裝置的設(shè)計(jì)6.5.1模柄的設(shè)計(jì):本模具屬于中小型模具,采用模柄將上模固定在壓力機(jī)的滑塊上。模柄是作為上模與壓力機(jī)滑塊連接的零件。對(duì)它的基本要求是:一要與壓力機(jī)滑塊上的模柄孔正確配合,安裝可靠；二要與上模正確而可靠的連接。在本模具中選用旋入式模柄，通過(guò)螺紋與上模座連接并加螺絲防止轉(zhuǎn)動(dòng)。這種模柄可較好的保證軸線與上模座軸線垂直,適用與各種中、小型模具。模柄材料通常采用Q235或Q275鋼,在此選用Q235鋼.其支撐面應(yīng)垂直于模柄的軸線(垂直度不應(yīng)超過(guò)0.02:100)。6.5.2 固定板的設(shè)計(jì)將凸?；虬寄０匆欢ㄏ鄬?duì)的位置壓入固定后，作為一個(gè)整體安裝在上模座或下模座上。在本模具中只有凸模需要由固定板來(lái)固定。固定板的厚度一般取凹模厚度的0.6～0.8倍,其平面尺寸可與凹模、卸料板外形尺寸相同,需考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢谩９潭ò宓耐拱寄０惭b孔與凸凹模采用過(guò)渡配合H7/m6、H7/n6，壓裝后將凸凹模端面和固定板一起磨平。現(xiàn)選用標(biāo)準(zhǔn)凸模固定板尺寸為: 220mm×190mm×25mm固定板材料一般采用Q235或45鋼，本模具選用材料45。6.5.3 墊板的設(shè)計(jì):墊板的作用是直接承受凸模的壓力，以降低模座承受的單位壓力，防止模座被局部壓陷，影響凸模的正常工作。墊板的外形尺寸和模板相同，厚度取6mm6.5.4 螺釘與銷釘?shù)脑O(shè)計(jì):螺釘和銷釘都是標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計(jì)模具是按標(biāo)準(zhǔn)選用即可，螺釘用于固定模具零件，一般選用內(nèi)六角螺釘；銷釘起定位作用，常用圓柱銷釘，螺釘、銷釘規(guī)格根據(jù)沖壓力的大小、凹模厚度等確定。所以螺釘?shù)囊?guī)格選用M86.5.5 卸料板的設(shè)計(jì): 卸料板的邊界尺寸和固定板相同，選用材料為45鋼，厚度為20mm.6.6 模架及組成零件的確定:6.6.1 模架的選用:本模具選用由上模座,下模座,導(dǎo)柱,導(dǎo)套組成導(dǎo)柱模模架及其零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，在此選用后側(cè)導(dǎo)柱模架。6.6.2 模座的確定:本模中具選用標(biāo)準(zhǔn)模架，因在前述中確定了凹模尺寸為220㎜×190㎜ ×60㎜ ，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確定下模座尺寸為: 370㎜×320㎜×55 ㎜. 上模座尺寸為: 370㎜×320㎜×60 ㎜.導(dǎo)柱d/mm×L/mm分別為40×200mm；導(dǎo)套d/mm×L/mm分別為52×60mm7 模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核J23-25型壓力機(jī)的閉合高度要求在215mm—270mm之間，模具的閉合高度在250mm左右，模具的閉合高度符合要求。本模具的外形尺寸為200mm×220mm×165mm, 工作臺(tái)尺寸(左右×前后)560mm×370mm ，工作臺(tái)孔尺寸(左右×前后) 290mm×200mm , 可以正確安裝和正常使用。外形尺寸符合要求。經(jīng)校核 J23-25型壓力機(jī)符合此復(fù)合模設(shè)計(jì)的要求，可以被采用。8 繪制模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖8.1本模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖見(jiàn)附圖8.2本模具的工作原理：本模具為用導(dǎo)正銷定距的沖孔落料連續(xù)模。上，下模用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向。條料沿著導(dǎo)料銷從前向后送進(jìn)，活動(dòng)導(dǎo)料銷控制其送料步距，上模下行進(jìn)行沖裁，導(dǎo)柱導(dǎo)套對(duì)上下模的運(yùn)動(dòng)起導(dǎo)向作用，凹模接觸活動(dòng)擋料銷時(shí)擋料銷被壓下，上端面與板料平齊，完成沖孔落料工序，翻孔凸模繼續(xù)下行，完成翻孔工序，沖裁完畢，卡在凸凹模外的條料搭邊廢料由下模部分的彈性卸料裝置卸下，沖孔廢料由下模部分的漏料孔落下，沖裁下的工件卡在丄模內(nèi)，隨上模一起回程，上行到一定位置由剛性推件裝置推出模外。圖7模具總裝圖9 模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制模具主要零件加工工藝規(guī)程見(jiàn)附表1，附表2。10 模具的安裝和調(diào)試10.1 模具的安裝總裝時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)主要零件的相互依賴關(guān)系，以及裝配方便和易于保證裝配精度要求來(lái)確定裝配基準(zhǔn)件，例如復(fù)合模一般以凸凹模作為裝配基準(zhǔn)件，級(jí)進(jìn)模以凹模作為裝配基準(zhǔn)件；其次，應(yīng)確定裝配順序，根據(jù)各個(gè)零件與裝配基準(zhǔn)件的依賴關(guān)系和遠(yuǎn)近程度確定裝配順序。裝配結(jié)束后，要進(jìn)行試沖，通過(guò)試沖發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并及時(shí)調(diào)整和修理直至模具沖出合格零件為止。裝配前的準(zhǔn)備10.1.1 通讀設(shè)計(jì)圖樣，了解有導(dǎo)柱連續(xù)模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。本模具的裝配工藝要點(diǎn)是：凸，凹模固定板上的型孔尺寸和位置精度的協(xié)調(diào)，要同時(shí)保證多個(gè)凸模，凹模的間隙和位置符合要求。10.1.2 查對(duì)各零件已完成裝配前的加工工序，并經(jīng)檢驗(yàn)合格。10.1.3 確定裝配方法和裝配順序經(jīng)查對(duì)認(rèn)定模具零件已加工完成，可采用化整為零的裝配方法。結(jié)合模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以凹模作裝配基準(zhǔn)件，先將凹模裝配在下模座上，凸模與凸模固定板裝在一起，再以凹模為基準(zhǔn)，調(diào)整好間隙，將凸模固定板安裝在上模座上，經(jīng)試沖合格后，鉆鉸定位銷孔。10.1.4 裝配模柄將模柄壓入上模座后，鉆、鉸銷孔，打入止轉(zhuǎn)銷。10.1.6裝配凹模以凹模作裝配基準(zhǔn)件，將凹模裝配在下模座上10.1.7 裝配凸模將凸模壓入固定板中，按壓入法裝配要領(lǐng)，檢查其相對(duì)固定板基準(zhǔn)面的垂直度，認(rèn)定合格后，磨平固定板支撐面和刃口面。10.1.8裝配下模將組裝好的凹模，按照設(shè)計(jì)要求位置，安裝在下模座上，緊固螺釘，鉆、鉸銷孔，裝入圓柱銷。10.1.9裝配上模將組裝好的凸模，固定板和墊板，安裝在上模座上，緊上螺釘，用工藝定位器法控制上下模的配合間隙，使其均勻。認(rèn)定均勻后，在上模相應(yīng)部位鉆、鉸銷孔，打入圓銷。 10.1.10 試沖用紙?jiān)嚊_，觀察沖切紙邊的狀況，經(jīng)調(diào)整并認(rèn)定均勻后， 鉆、鉸另一組銷孔，打入圓銷。 10.1.11 試模10.2 模具的調(diào)試模具調(diào)試，因模具類型不同，結(jié)構(gòu)不同，可能出現(xiàn)的問(wèn)題也不同，調(diào)試的內(nèi)容也隨之變化。模具調(diào)試的要點(diǎn)：⑴模具閉合高度調(diào)試。模具應(yīng)與沖壓設(shè)備配合好，保證模具應(yīng)有的閉合高度和開(kāi)啟高度。⑵導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的調(diào)試。導(dǎo)柱，導(dǎo)套要有好的配合精度，保證模具運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，可靠。⑶凸，凹模刃口及間隙調(diào)試。刃口鋒利，間隙要均勻。⑷定位裝置的調(diào)試。定位要準(zhǔn)確，可靠。⑸卸料及出件裝置的調(diào)試。卸料及出件要通暢，不能出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。結(jié)束語(yǔ)大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。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(lái)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)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過(guò)在新飛電器有限公司、在洛陽(yáng)中國(guó)一拖的生產(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(guò)程方面的知識(shí)，而對(duì)于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)體并查閱了很多相關(guān)資料，通過(guò)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(guò)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(wèn)題，鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設(shè)計(jì)工作者應(yīng)有的素質(zhì)。設(shè)計(jì)中，充分利用和查閱各種資料,盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)的有很多不妥之處，肯請(qǐng)各位老師指正。致謝畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的，它是對(duì)我們?nèi)陙?lái)所學(xué)課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。它在我們的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我在溫習(xí)學(xué)過(guò)的知識(shí)的同時(shí)又學(xué)習(xí)了許多新知識(shí)，對(duì)一些原來(lái)一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識(shí)，時(shí)還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮的問(wèn)題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費(fèi)材料，保證工件的經(jīng)濟(jì)性，加工工藝的合理性。通過(guò)對(duì)墊板制件冷沖模的設(shè)計(jì)，我對(duì)沖裁模有了更為深刻的認(rèn)識(shí)，特別是這種沖孔落料級(jí)進(jìn)模具的設(shè)計(jì)。在模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中也遇到了一些難以處理的問(wèn)題，雖然設(shè)計(jì)中對(duì)它們做出了解決 ，但還是感覺(jué)這些方案中還是不能盡如人意，如壓力計(jì)算時(shí)的公式的選用、凸凹模間隙的計(jì)算、卸件機(jī)構(gòu)選用、工作零件距離的調(diào)整，都可以進(jìn)行進(jìn)一步的完善，使生產(chǎn)效率提高。歷經(jīng)近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，敬請(qǐng)各位老師對(duì)我的設(shè)計(jì)過(guò)程作最后檢查。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過(guò)參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請(qǐng)教各位老師有關(guān)模具方面的問(wèn)題，并且和同學(xué)的探討，模具設(shè)計(jì)在實(shí)際中可能遇到的具體問(wèn)題，使我在這短暫的時(shí)間里，對(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。從陌生到開(kāi)始接觸，從了解到熟悉，這是每個(gè)人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過(guò)程，我對(duì)模具的認(rèn)識(shí)過(guò)程亦是如此。經(jīng)過(guò)近三個(gè)月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)，為將來(lái)的事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了老師以及許多同學(xué)的幫助，我受益匪淺。在此，再次感謝各位老師在這一段時(shí)間對(duì)我的幫助和指導(dǎo)，并向他們致于深深的敬意，對(duì)關(guān)心和指導(dǎo)過(guò)我各位老師表示衷心的感謝!參 考 文 獻(xiàn)【1】 、 翟德梅 段維峰主編: 模具制造技術(shù) 化學(xué)工業(yè)出版社【2】 、原紅玲 主編 ： 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社【3】 、 孫鳳勤 閻玉林主編： 沖壓與塑壓成型設(shè)備 高等教育出版社【4】 、陳于萍 高小康主編： 互換性與技術(shù)測(cè)量 高等教育出版社【5】 、 劉建超 張寶忠主編：沖壓模具設(shè)計(jì)與制造 高教社出版 【6】 、 王孝培 主編： 沖壓手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 【7】 、 李碩本 主編： 沖壓工藝學(xué) 機(jī)械工業(yè)出版社 【8】 、 丁松聚 主編： 冷沖模設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 【9】 、 付宏生 主編： 冷沖壓成型工藝與模具設(shè)計(jì)制造 【10】 、 吳伯杰 主編 沖壓工藝與模具【11】 、 夏巨諶 李志剛主編 中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典【12】 、王孝培 主編 沖 壓 手 冊(cè)