上鉸鏈固定板的沖壓模具設計【沖裁件落料彎曲沖孔復合模含12張CAD圖帶開題報告】
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上鉸鏈固定板的沖壓模具設計【沖裁件落料彎曲沖孔復合?！吭O計著重介紹了制件的成型工藝，及模具結構設計。通過對制件的工藝分析，確定了工藝方案。并設計了一套正裝復合模具。在設計同時利用參考資料，確定了各工作零件的尺寸。并較多的考慮了模具結構的調整性、易更換性及模具成本。同時在模具設計內容中融匯了沖壓模具的不同加工方法、加工工藝及裝配工藝，對初學沖壓模具模設計者有一定的參考價值。本設計從模具設計到零部件的加工工藝以及裝配工藝等進行詳細的闡述，并應用 CAD 進行各重要零件的設計。關鍵詞：成型工藝、 結構設計、 工藝分析、 復合模具、裝配。Fixed plate with up per chains molding design The design introduced emphatically the workpiece takes shape the craft, and mold structural design. Through to the workpiece craft analysis, has determined the craft plan. And has designed set of true things compound molds. Uses the reference during the design, has determined each work components size. And many considerations mold structure adjustment, easy replacement and mold cost. Meanwhile has blended together the ramming mold different processing method in the mold design content, the processing craft and the assembly craft, to begins studies the ramming mold mold designer to have the certain reference value. This design designs from the mold to the spare part processing craft as well as the assembly craft and so on carries on the detailed elaboration, and carries on each important components using CAD the design.Key word: Takes shape the craft, the structural design, the craft analysis, the compound mold, the assembly.目錄緒 論 ……………………………………………………………………………1第 1 章 落料彎曲沖孔復合模設計 ………………………………………………61.1 原始資料 …………………………………………………………………61.2 設計內容 …………………………………………………………………6第 2 章 工件工藝性分析 …………………………………………………………72.1 工藝性 ……………………………………………………………………72.2 工件結構工藝性分析 ……………………………………………………7第 3 章 確定工藝方案 ……………………………………………………………83.1 確定工藝方案的主要原則 ………………………………………………83.2 確定工藝方案 ……………………………………………………………8第 4 章 主要設計計算 ……………………………………………………………94.1 排樣方式確定……………………………………………………………94.2 計算最小答邊值及沖見毛坯面積 ………………………………………94.3 沖壓力計算………………………………………………………………104.4 壓力中心計算……………………………………………………………114.5 彎曲力計算………………………………………………………………124.6 校正時彎曲力計算………………………………………………………134.7 彎曲中性層的確定………………………………………………………134.8 回彈量計算………………………………………………………………134.9 工作零件刃口尺寸計算…………………………………………………134.9.1 凹模刃口尺寸計算…………………………………………………144.9.2 凸模刃口計算 ………………………………………………………154.9.3 沖孔計算 ……………………………………………………………154.9.4 孔心距 ………………………………………………………………15第 5 章 凸、凹模結構設計 ………………………………………………………165.1 凸模長度計算……………………………………………………………165.2 凸模圓角半徑……………………………………………………………165.3 凹模高度計算……………………………………………………………165.4 凹模最小壁厚確定………………………………………………………175.5 橡皮的確定………………………………………………………………17第 6 章.模具總體設計 ……………………………………………………………186.1 基本結構形式 ：………………………………………………………186.2 基本尺寸 ………………………………………………………………186.3 模架 ………………………………………………………………………186.4 模柄 ………………………………………………………………………196.5 定位裝置…………………………………………………………………196.6 導料裝置…………………………………………………………………19第 7 章.壓力機型號確定及校核 …………………………………………………20第 8 章 模具工件零件的加工工藝 ………………………………………………218.1 沖裁凸、凹模技術要求及加工特點 ……………………………………218.2 凸、凹模加工的工藝方案 ………………………………………………218.3 工作零件的加工工藝方案 ………………………………………………22第 9 章 裝配…………………………………………………………………………249.1 主要組件的裝配與調試…………………………………………………249.2.總裝配……………………………………………………………………249.2.1 無導柱模具裝配 ……………………………………………………259.2.2 導柱模裝配 …………………………………………………………259.2.3 裝配步驟 ……………………………………………………………26小 結 ……………………………………………………………………………27致 謝 ……………………………………………………………………………29參考文獻 …………………………………………………………………………305緒論沖壓是使板料經分離或成形而得到的加工方法。沖壓利用沖壓模具對板料進行加工。常溫下進行的板料沖壓加工稱為冷沖壓。大學三年的學習即將結束，畢業(yè)設計是在完成大學三年的課程學習和課程、生產實習其中最后一個實踐環(huán)節(jié)，是對以前所學的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。在學校的近三年學習中，已完成了模具專業(yè)教學計劃中所要求的理論課程。在畢業(yè)前夕，通過畢業(yè)設計的實踐環(huán)節(jié)，進行已學知識的全面總結和應用，提高綜合能力的培訓及擴大模具領域的新知識。畢業(yè)設計其目的在于鞏固所學知識，熟悉有關資料，樹立正確的設計思想，掌握設計方法，培養(yǎng)實際工作能力。通過設計，使我在工藝性分析、工藝方案論證、工藝計算、零件結構設計、編寫技術文件和閱讀技術文獻等方面受到一次綜合訓練。畢業(yè)設計要達到的具體要求是：1.系統(tǒng)總結，鞏固過去所學的基礎知識和專業(yè)課知識。2.運用所學知識解決模具技術領域內的實際工程問題，以此進行綜合知識的訓練。3.通過某項具體工程設計和實驗研究，達到多種綜合能力的培養(yǎng)，掌握設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有關的人文科學，價值工程和技術經濟的綜合知識。改革開放以來，隨著國民經濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15％左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大的變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速的發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的模具之鄉(xiāng)；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。隨著我國經濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產技術得到愈來愈廣泛的應用。近年來，隨著我國經濟的騰飛和產品制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，模具制造業(yè)也相應進入了高速發(fā)展的時期。據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，1995年我國模具工業(yè)總產值約為145億，而2003年已達450億左右，年均增長14%。另據(jù)統(tǒng)計，我國（不含臺灣、香港、澳門地區(qū)）現(xiàn)有模具生產廠點已超過20000家，從業(yè)人員有60萬人，模具年產值在一億以上的企業(yè)已達十多家。可以預見，我國經濟的高速發(fā)展將對模具提出更為大量、更為迫切的需求，特別需要發(fā)展大型、精密、復雜、長壽命的模具。同時要求模具設計、制造和生產周期達到全新的水平。我國模具制造業(yè)面臨著發(fā)展的機遇，無疑也面臨著更大的挑戰(zhàn)。我做的是冷沖壓模具設計，冷沖壓是利用安裝在壓力機上的沖模對材料施加壓力，使其產生分離或塑性變形，從而獲得需要零件（俗稱沖壓件或沖件）的一種壓力加工方6法。因為它通常是在室溫下進行加工，所以稱為冷沖壓。冷沖壓與其他加工方法相比，具有獨到的特點，所以在工業(yè)生產中，尤其在大批量生產中應用十分廣泛。相當多的工業(yè)部門越來越多地采用冷沖壓加工產品零部件，如汽車、拖拉機、電器、儀表、電子、國防以及日用品等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重相當大。不少過去有鑄造、鍛造、切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在已經被質量輕、剛度好的沖壓件所代替。通過沖壓加工制造，大大提高了生產效率，降低了成本?？梢哉f如果在生產中不廣泛采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門的產品要提高生產率，提高質量，降低成本，進行產品的更新?lián)Q代是難以實現(xiàn)的。在大學三年的課程學習和課程、生產實習，我熟練地掌握了機械制圖、機械設計、機械原理等專業(yè)基礎課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學習的目的于模具設計這個實踐性非常強的設計課題，我們進行了大量的實習。經過在新飛電器有限公司、洛陽中國一拖的生產實習，我對于模具特別是沖壓模具的設計步驟有了一個全新的認識，豐富了各種模具的結構和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是有了零的突破。在指導老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時在現(xiàn)場查閱了很多相關資料并親手拆裝了一些典型的模具實體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關手冊和書籍，設計中，充分利用和查閱各種資料，并與同學進行充分討論，盡了最大努力做畢業(yè)設計。在設計的過程中，雖然有一定的困難，但在指導老師的細心指導、同學間的討論和自己的努力下，自信會完滿的完成畢業(yè)設計任務。由于我的水平有限，而且缺乏經驗，設計中難免會出現(xiàn)疏漏和不妥之處，敬請各位老師指正。設計者： 20.5.11一 冷沖壓在工業(yè)生產中的地位模具是大批生產同形產品的工具，是工業(yè)生產的主要工藝裝備。模具工業(yè)是國民經濟的基礎工業(yè)。模具可保證沖壓產品的尺寸精度。使產品質量穩(wěn)定，而在加工中不破壞產品表面。用模具生產零部件可以采用冶金廠大量生產的廉價的軋制剛板、剛帶為壞料，且在生產中不需加熱，具有生產效率高質量好重量輕、成本低且節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點，是其它加工方法所不能比擬的。使用模具已成為當代工業(yè)生產的重要手段和工藝發(fā)展方向?，F(xiàn)代制造工業(yè)的發(fā)展和技術水平的提高，很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展。7目前，工業(yè)生產中普遍采用模具成形工藝方法，以提高產品的生產率和質量。一般壓力機加工，一臺普通壓力機設備每分鐘可生產零件幾件到幾十件，高速壓力機的生產率已達到每分鐘數(shù)百件甚至上千件。據(jù)不完全統(tǒng)計，飛機汽車拖拉機電機電器儀器儀表等產品，60%左右的零件是用模具加工出來的；而自行車手表洗衣機電冰箱及電風扇等輕工產品，90%左右的零件是用模具加工出來的；至于日用五金，餐具等物品的大批量生產基本上完全靠模具來進行。顯而易見，模具作為一種專用的工藝裝備，在生產中決定性作用和重要地位逐漸為人們所共識。二 冷沖壓模具的歷史發(fā)展與現(xiàn)狀模具的出現(xiàn)可以追溯到幾千年前的陶器燒制和青銅器鑄造，但其大規(guī)模應用卻是隨著現(xiàn)代化工業(yè)的崛起而發(fā)展起來的。19 世紀，隨著軍火工業(yè)，鐘表工業(yè)，無線電工業(yè)的發(fā)展，模具開始得到廣泛應用。第二次時間大戰(zhàn)后，隨著世界經濟的飛速發(fā)展，它又成了大量生產家用電器，車，電子，儀器照相機，鐘表等零件的最佳方式。從世界范圍看，當時美國的沖壓技術走在最前列。而瑞士的精沖，德國的冷擠壓技術，蘇聯(lián)對塑性加工的研究也處于世界先進行列。20 世紀 50 年代中期以前，模具設計多憑經驗，參考已有圖紙和感性認識。根據(jù)用戶的要求制作能滿足產品要求的模具，但對所設計模具零件的機械性能缺乏了解。從 1955 到 1965 年，人們通過對模具的主要零件的機械性能和受力狀況進行數(shù)學分析，對金屬塑性加工工藝及原理進行深入探討，使得沖壓技術得到迅猛發(fā)8展。在此期間歸納出的模具設計原則，使得壓力機械，沖壓材料，加工方法，模具結構，模具材料，模具制造方法，自動化等領域面貌一新，并向實用化的方向推進。進入 20 世紀 70 年代，不斷涌現(xiàn)出各種高效率，高精度 高壽命 的多功能自動模具。其代表五十多個工位的級進模和十幾個工位的多工位傳遞模，在此期間，日本以“模具加工精度進入微米級”而走到了世界工業(yè)的最前列。叢 20 世紀 70 年代中期至今，計算機逐漸進入模具生產的設計，制造管理等各個領域；輔助進行零件圖形輸入，毛坯展開，條料排樣，確定模座尺寸和標準，繪制裝配圖和零件圖，輸出 NC 程序（用語數(shù)控加工中心和線切割編程）等工作，使得模具設計，加工精度與復雜性不斷提高，模具制造周期不斷縮短。當前國際上計算機輔助設計（CAD）和計算機輔助制造（CAM）發(fā)展趨勢是：繼續(xù)發(fā)展幾何圖形系統(tǒng)，以滿足復雜零件和模具的要求；在 CAD 和 CAM 的基礎上建立生產集成系統(tǒng)（CIMS） ；開展塑性成型模擬技術（包括物理模擬和數(shù)學模擬）的研究，以提高工藝分析和模具 CAD 的理論水平和實用性；開發(fā)智能數(shù)據(jù)庫和分布試數(shù)據(jù)庫，發(fā)展專家系統(tǒng)和智能 CAD 等。我國模具工業(yè)是 19 世紀末 20 世紀初隨著軍火和鐘表業(yè)引進的壓力機發(fā)展起來的。從那時到 20 世紀 50 年代處，模具多用作坊式生產，單憑工人經驗，用簡單的加工手段進行制造。在以后的幾十年中，隨著國民經濟的大規(guī)模發(fā)展，模具工業(yè)進步很快。當時我過大量引進蘇聯(lián)的圖紙 設備和先進經驗，其水平不低于當時工業(yè)發(fā)達的國家。此后直到 20 世紀 70 年代末，由于錯過了世界經濟發(fā)展的大浪潮，我國的模具業(yè)沒有跟上世界的發(fā)展步伐。20 世紀 80 年代末，伴隨加點 輕工 汽車生產線模具的大量進口和模具國際化的呼聲日益高漲，我國先后引進了一批現(xiàn)代化的模具加工機床。在此基礎上，參照益友的進口模具，我過成的復制了一批替代品，如汽車覆蓋件模具等。模具國際化雖然使我過的模具制造水平逐漸趕上國際先進水平，但計算機應用方面仍然存在很大差距。我國模具 CAD/CAM 技術從 20 實際 80 年代起步，長期處于低水平重復開發(fā)階段，所用軟件多為進口的圖形軟件，數(shù)據(jù)庫軟件，NC 軟件等，自主開發(fā)的軟件缺乏通用性，商品化價值不高，對許多引進的 CAD/CAM 系統(tǒng)缺乏二次開發(fā)，經濟效益不顯著。針對上述情況，國家有關部門制定了相關政策和措施。在國家產業(yè)政策和與之配套的一系列經濟政策支持和引導下。 “九五”期間外過模具工業(yè)發(fā)展迅速，模具行業(yè)產業(yè)結構有了較大改善，模具商業(yè)化水平提高了近 10%，中高檔模具占模具總量的比例有了明顯提高，模具進出口比例也逐步趨向合理。我國模具工業(yè)起步晚，基礎差，就總量來看，大型、精密、復雜長壽命模具產需矛盾仍然十分突出。為了進一步振興模具工業(yè)，國家有關部門進一步部署：全面分析我國的模具工業(yè)的現(xiàn)狀和差距。提出發(fā)展思路和建議以及政策措施。相信在政府的大力支持下，通過本行業(yè)的相關企業(yè)以及廣大模具工作者的共同努力，我國模具工業(yè)水平必將大大提高，為國家經濟建設做出更大貢獻。9第一章 落料彎曲沖孔復合模設計1.1 原始資料工件名稱：固定板工件簡圖：如圖材料：Q235料厚：0.2mm產量：大批量101.2 設計內容（1）零件工藝性分析；（2）模具主要設計計算；（3）模具總體設計；（4）模具主要零部件設計；（5）模具裝配圖的確定及工作原理；（6）工件成型出現(xiàn)的工藝質量問題及解決措施第 2 章 工件工藝性分析2.1 工藝性 沖裁件的工藝性是指工件對沖壓加工工藝的適合性。良好的工藝性體現(xiàn)在材料消耗少，工序數(shù)目少，模具結構簡單而壽命長，產品質量穩(wěn)定，操作簡單等方面。2.2 工件結構工藝性分析 此工件有落料.沖孔.彎曲三道工序，材料為 Q235，具有良好的沖壓性能，可以進行沖壓。 因為此工件需進行彎曲，而彎曲模沒有固定的結構形式，有可能設計簡單.也有]1[可能設計復雜。這需工件的材料性能.形狀.精度要求和產量進行綜合分析。此工件材料為 Q235 適合彎曲。又因此工件彎曲部分呈矩形，精度要求一般，模具結構設計相對簡單。斷面是矩形，確定工序只需一次彎曲。本工序只完成彎曲工藝。由于零件圖未注公差尺寸，屬于未注公差尺寸。在此精度取 IT12-13 級， 可滿足沖裁件的精度要求。11第 3 章 確定工藝方案3.1 確定工藝方案的主要原則概括起來主要有以下三點:（1）保證沖裁件的質量（2）經濟性原則（3）安全性原則 3.2 確定工藝方案該工件包括落料、彎曲兩個基本工序，可有以下三種工藝方案： 方案一：落料---彎曲---沖孔 單工序模方案二：落料---彎曲---沖孔 級進模方案三：落料---彎曲---沖孔 復合模方案一 模具結構比較簡單，但需兩道工序。模具成本高，生產率較低，很難滿足批量生產要求方案二 只需一副模具，生產率較高。但由于工件長度較長，送料步距較遠，超作不方便。方案三 只需一副模具，生產率高，工件精度也能滿足要求。通過對上述三種方案比較分析，該件的沖壓生產采用方案三為佳。12第 4 章 主要設計計算4.1 排樣方式確定沖裁件在條料、帶料和板料上的布置方法叫排樣。合理的排樣是提高材料利用率降低成本，保證沖件質量及模具壽命的有效措施。故排樣時應考慮如下原則：⑴提高材料利用率；⑵合理排樣方法使操作方便，勞動強度低且安全；⑶模具結構簡單，壽命長；⑷保證沖件質量和沖件對板料纖維方向的要求。條料排樣可分三種，有廢料排樣 、少廢料排樣、 無廢料排樣。由于工件形狀比較特殊，采用有廢料排樣中的直排。采用直排排樣方案.如圖13圖 24.2 計算最小搭邊值及零件毛坯面積排樣中相鄰兩個零件之間的余料或零件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊值要合理確定，搭邊值過大，材料利用率雖高，但過小時搭邊的強度和剛度不夠，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖裁件毛刺，有時甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均，損壞模具刃口，因此確定搭邊值時應考慮如下因素：①材料的力學性能，軟材料，脆材料，搭邊值要大一些；硬材料，搭邊值可小一些；②材料的厚度，材料越厚，搭邊值也越大； ③零件的形狀和尺寸，零件外形越復雜，圓角半徑越小，搭邊值越大；④排樣的形式，對排的搭邊值大于直排的搭邊值；⑤送料及擋料方式，用手工送料且有側壓裝置的搭邊值可小一些，用側刃定距比用擋料銷定距的搭邊值小一些；⑥卸料方式，彈性卸料比剛性卸料的搭邊值要小一些查表 2.5.2 最小搭邊值 ａ =2.5 ａ=2.81確定料寬 B=49+2.8+2.8=54.6mm因工件是彎曲件，所以工件展開長度： L=ｌ +ｌ + ｌ +0.6t （如圖）123L=60+3+38.5+0.6 3?=103.3mm圖 3沖壓件毛坯面積 A = 103.3 54.6 = 5640.18mm?2步距 S =103.3一個步距材料利用率 = A/BS 100%=72.87%?14A ------- 一個步距內沖壓件的實際面積B ------- 條料寬度S ------- 步距4.3 沖壓力計算因該模具采用復合模 由公式： F=KLt?b=1.3 （100 2+49 2） 3 700??= 813540N式中： F -------沖壓力L ------- 沖裁件周邊長度 t -------料厚-------材料抗剪強度?bK -------安全系數(shù) 取 1.3卸料力 F = K F =32541.6 N K ----0.04X X推件力 F = n K F =36609.3 N K ----0.45 n 取 1TT T頂件力 v F = K F =40677N K ----0.05D D式中：K 、 K 、 K 、-----卸料力、推件力、頂件力系數(shù)XDn----同時卡在凹模內的沖裁件數(shù)沖壓工藝總力 =沖裁力+卸料力+頂件力+推件力=923.38 KN4.4 壓力中心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，導致滑塊導軌與模具的導向部分不正常的磨損，還會使合理的間隙得不著保證，從而影響制件的質量和降低模具的壽命，甚至損壞模具。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圓弧的重心到 x-x 軸的距離 y1, y2, y3, y4和到 y-y 軸的距離 x1, x2, x3, x4, 15〔4〕 、分別計算每一個凸模刃口輪廓的周長 L L L ……L （見簡圖）123n計算數(shù)值看下表：圖 4表-1 壓力中心數(shù)值基本要素壓力中心的坐標值基本要素長度 L/mmx y40 -20 24.524.5 -40 12.2524.5 -40 -12.2540 -20 -24.566.65 30 -14.524.5 60 12.2560 30 24.5合計 280.5 0 22.254.5 彎曲力計算F= 0.7KBt /（r+t）=0.7*1.3*43*9*800/4.2=67080N2?b16式中：F ------彎曲力B ------彎曲件寬度t ------彎曲材料厚度r ------彎曲件內彎曲半徑-------材料的抗拉強度?bK ------安全系數(shù) 一般取 1.34.6 校正時的彎曲力計算 F =A p=20*40+40*40*校=128360N式中： F ------ 校正彎曲應力校A ------- 校正部分投影面積P ------- 單位面積校正力4.7 彎曲中性層確定根據(jù)中性層的定義，彎曲件的坯料長度應等于中性層的展開長度。中性層位置以曲率半徑,表示通常用下面經驗公式確定：＝ r + xt = 1.2+0.24*3=1.92?式中： r--------- 零件的內彎曲半徑 取 1.2t --------- 材料厚度 取 3x -----------中性層位移系數(shù) 查表 3.4.1 取 0.244.8 回彈量計算由于 r/t=1.2/3<(5～8) 所以彎曲半徑回彈值一般不大，實際生產中只考慮角度回彈，查表 3—12 Q235 回彈角度為-1～1 30°取 0°,4.9 工作零件刃口尺寸的計算凸、凹模的刃口尺寸和公差直接影響沖裁件的尺寸精度。模具的合理間隙值也靠凸17凹模刃口尺寸及公差來保證。因此正確確定凸凹模刃口尺寸和公差，是沖裁模設計中的一項重要工作。計算凸模或凹模尺寸，首先是根據(jù)凸模或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變小還是不變這三種情況，然后分別按不同的公式計算。a、凹模磨損后會增大的尺寸-------第一類尺寸 A第一類尺寸：A j=(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：B j=(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：C j=(Cmin+0.5△)?0.125△由于凹模刃口在磨損后尺寸會變大，故采用 a 類尺寸查表 2.3.3 得間隙值 Z =0.460mm Z =0.640mmminmax查表 2.4 凸凹模制造公差分別為 =0.025mm =0.035mm?凸 凹?校核 ：Z — Z = 0.640 - 0.460= 0.180maxin+ = 0.025 + 0.035 = 0.060?凸 凹滿足： Z —Z + 條料maxin??凸 凹4.9.1 凹模刃口尺寸計算因工件取 IT12 到 IT13 級 ，磨損系數(shù) X 取 0.75 對外輪廓落料，由于形狀復雜故采用配合加工法,其凸凹模刃口尺寸計算如下：當 0.5 時 x=0.5??當 0.5 時 x=0.75?由 DA=(Dmax–x△) 0A?100A=(100 – 0.75 0.30) =99.77?035. 035.49A=(49 – 0.75 0.6) =49.552. 2.20A=(20 – 0.75 0.6) =19.5505. 05.9A = (9 – 0.75 0.6) =8.552.2.6A ＝（6－0.75 0.6） ＝5.55?0.0.切料處相當于落料，應以凹模為基準。因此還應換算到凸模基準進行配研。次處為雙面剪切，與凹模之間的間隙為一般沖裁模單邊間隙的 2/3，因此 ， 18Z = =0.153mm min246.03?Z = =0.213mmax.4.9.2 凸模刃口計算查表，取 δ T=25根據(jù)公式 D =（D -Z ）Amin0??100 =（100-0.46） =99.54T025.?025.49 =（49-0.46） =48.54. .?20 =（20-0.46） =19.5402. 02.9 =（9-0.46） =8.54T.?.6 =（6-0.46） =5.5402.02.?4.9.3 沖孔計算：dT= (dmin+ x△) =(7-0.75*0.6)=7.45 mm0??02.?dA =( dT + Z ) = (dmin+ x△+ Z ) =(7.43+0.75*0.6+0.46) min?min?? 02.?=8.34 mm02.?4.9.4 孔心距:孔心距屬于磨損后基本不變的尺寸.在同一工步中,在工件上沖出孔矩為 L+△/2,當兩個孔時,其凹模型孔中心矩 Ld 可以按照下式確定:Ld= L+△/8所以:L 1=30+0.6/8=30+0.075=30.075 mmL2=15+0.6/8=15.075 mmL3=85+0.6/8=85.075 mm19第五章凸、凹模結構設計5.1 凸模長度計算凸模長度 L 應根據(jù)模具的結構確定，根據(jù)模具應用標準取凸模長度為 70mm5.2 凸模圓角半徑當工件的相對彎曲半徑 r/t 較小時，凸模圓角半徑 rT取等于工件物彎曲半徑，但不應小于最小彎曲半徑 0.175，所以凸模半徑等于 r=1.65.3 凹模高度計算根據(jù)公式：H=kb=0.3 99.77=24.94 mm?由于工件還得進行一次彎曲，凹模與上模座,不需要用固定板,因此凹模高度根據(jù)設計需要取 60 mm式中：H----- 凹模厚度k-----系數(shù) 查表 2.9.5 取 0.3b-----凹模刃口的最大尺寸5.4 凹模最小壁厚確定凹模壁厚 C=（1.5～2）H≈80 mm 根據(jù)工件尺寸即可以估算出，模周界尺寸為 260 209mm?凹模材料：由于制件大批量生產，對凹模材料強度要求較高，因此選 Cr12MoV 鋼。5.5 橡皮的確定橡皮的自由高度：20根據(jù)工件材料厚度為 3mm，沖裁時凸模進入凹模的深度取 1mm，考慮模具維修時刃磨留量 2mm，則總的工件行程，h 工件 =6mm，根據(jù)式（8-5） ，橡皮的自由高度 h 自由 = h 工件 /（0.25∽0.30）=20～24mm 取 h 自由 =24mm模具在組裝時，橡皮的預壓量為H 預 =10%～15% h 自由 =2.4～3.6mm?H 預 =3mm由此，可算出模具中安裝橡皮的空間高度尺寸為 28mm。21第六章 模具總體設計6.1 基本結構形式：6.1.1 正倒裝結構根據(jù)上述分析，本零件的沖制包含落料，彎曲等工序。而且已確定為采用復合模沖壓，因此選用正裝結構。6.1.2 送料方式：人工送料6.1.3 導向方式：由于本零件的聲產是大量生產采，為確保送料開敞性，選用后側導柱導套模架6.1.4 卸料方式：本零件沖壓工序中含落料工序，所以有落料機構，又因為零件沖壓中還有彎曲機構，所以選用彈性卸料板。6.2 基本尺寸凹模板尺寸為 280 240mm,其他模板尺寸取為凹模板平面尺寸一致。?墊板厚度 10 mm凸模固定板厚度 30 mm壓料板厚度 20 mm凹模板厚度 70mm模架模架采用中等精度，中小尺寸沖壓件的后側導柱模架（GB2855.5-81） ，從右向左送料，操作比較方便。上模座 L/mm B/mm H/mm= 280 240 45??下模座 L/mm B/mm H/mm= 280 240 50導柱 d/mm L/mm =35 210導套 d/mm L/mm D /mm = 35 115 43 從結構初算出模具的閉和高度：H 閉 = （45+10+70+50+60-1）= 234mm6.4 模柄22選壓入式模柄 （GB2826.1-81）6.5 定位裝置采用擋料銷 （GB2870-81）材料為 45 鋼6.6 導料裝置采用導料銷 材料為 45 鋼23第七章 壓力機型號確定及校核7.1 沖壓設備的選擇應注意以下幾點：⑴壓力機的噸位應當?shù)扔诨虼笥跊_裁時的總力，即 ，式中 —所選壓力機的?壓F壓F噸位， —沖裁時的總力；F⑵根據(jù)模具結構選擇壓力機類型和行程（沖程）次數(shù)，如復合模工作需從模具中間出件，最好選用可傾式壓力機。⑶根據(jù)模具尺寸大小，安裝和進出料等情況選擇壓力機臺面尺寸，如有推件時應考慮臺面孔的大小使沖后有關零件能自由通過。⑷選擇壓力機的閉合高度與模具是否匹配。⑸模柄直徑，長度尺寸是否與壓力機滑塊模柄直徑、深度尺寸相當。⑹壓力機滑塊行程應該是拉深深度的2∽2.5倍。⑺壓力機的行程次數(shù)應當保證有最高的生產效率。⑻壓力機應該使用方便和安全。為安全起見，防止設備的超載，可按公稱壓力 的原則選取壓力機。壓壓 F1.86??F由于沖壓力比彎曲力大的多， 因此 ，根據(jù)沖壓力來確定壓力機型號 查資料，選用開式雙柱可傾壓力機 J23-63該壓力機與模具設計的有關系數(shù)為： 型號J23-63公稱壓力2000KN滑塊行稱160mm最大閉合高度450 mm最大裝配高度280mm 80 250 mm?連桿調節(jié)度 130mm 工作臺尺寸 710 1120 mm?墊板尺寸 80 250 mm模柄孔尺寸 φ70 80 mm ( 直徑 深度) 最大傾角 25?經校核壓力機能滿足使用要求。24第八章 模具工件零件的加工工藝8.1沖裁模凸、凹模的技術要求及加工特點沖裁屬于分離工序，沖裁模凸、凹模帶有鋒利刃口，凸、凹模之間的間隙較小，其加工具有如下特點：①凸、凹模材質一般是工具鋼或合金工具鋼，熱處理后的硬度一般為58∽64HRC，凹模比凸模稍硬一些。②凸、凹模精度主要根據(jù)沖裁件精度決定，一般尺寸精度在IT6∽IT9，工作表面粗糙度在Ra值為1.6∽0.4μm。③凸、凹模工作端帶有鋒利刃口，刃口平直（斜刃除外） ，安裝固定部分要符合配合要求。④凸、凹模裝配后應保證均勻的最小合理間隙。⑤凸模的加工主要是外形加工，凹模的加工主要是孔（系）加工。凹模型孔加工和臺階式凸模加工常用線切割方法。8.2凸、凹模加工的工藝方案：方案一：下料→鍛造→退火→毛坯外形加工（包括外形粗加工、精加工、基面磨削）→劃線→刃口輪廓粗加工→刃口輪廓精加工→螺孔、銷孔加工→淬火與回火→研磨或拋光；方案二：下料→鍛造→退火→毛坯外形加工（包括外形粗加工、精加工、基面磨削）→劃線→刃口輪廓粗加工→螺孔、銷孔加工→淬火與回火→采用成形磨削進行刃口輪廓精加工→研磨或拋光；方案三：下料→鍛造→退火→毛坯外形加工→螺孔、銷孔、穿絲孔加工→淬火與回火→磨削加工上、下面及基準面→線切割加工→鉗工修整；具體分析：方案一，鉗工工作量大，技術要求高，適用于形狀簡單，熱處理變形小的零件；方案二，能消除熱處理變形對模具精度的影響，使凸、凹模的加工精度容易保證，25可用于熱處理變形大的零件；方案三，主要用于以線切割加工為主要工藝的凸、凹模加工，尤其適用形狀復雜，熱處理變形大的直通式凸模、凹模零件。8.3 工件零件加工方案的確定本副沖裁模具設計，模具零件加工的關鍵在工作零件。由于本副模具的工作零件形狀相對比較簡單，凸凹模，落料凹模熱處理變形大，故采用方案三；彎曲凸模和沖孔凸模形狀簡單，且熱處理變形小，故采用方案一。例如：表—2沖孔凸模II加工工藝過程、表—3凹模加工工藝過程。模具典型零件機械加工工序卡零件圖號 08 零件名稱 沖孔凸模II工序號 工序名稱 工序內容 設備1 備料 將毛坯鍛成圓棒φ18mm×80mm2 熱處理 退火3 車削 按圖車全形，單邊留0.2mm精加工余量車床4 熱處理 按熱處理工藝，淬火、回火達到58∽62HRC5 磨削 磨外圓，兩端面達到設計要求磨床6 鉗工精修 全面達到設計要求7 檢驗表—2沖孔凸模II加工工藝過程26模具典型零件機械加工工序卡零件圖號 11 零件名稱 凹模工序號 工序名稱 工序內容 設備1 備料 將毛坯鍛成長方體300mm×260mm×80mm空氣錘2 熱處理 退火3 粗刨 刨六面達到284mm×244mm×74mm，互為直角牛頭刨床4 熱處理 調質5 磨平面 磨光六面，互為直角 磨床6 鉗工劃線 劃出各孔位置線，型孔輪廓線7 銑漏料孔 達到設計要求 銑床8 加工螺釘孔、銷釘孔及穿絲孔按位置加工螺釘孔、銷釘孔及穿絲孔鉆床9 熱處理 按熱處理工藝，淬火、回火達到60∽64HRC10 磨平面 磨光上、下平面 磨床11 線切割 按圖紙切割型孔達到尺寸要求電火花線切割機床12 鉗工精修 全面達到設計要求13 檢驗表—3凹模加工工藝過程27第九章 裝配在裝配之前必須先研究圖樣，根據(jù)模具的技術要點和結構要求，確定合理的裝配次序和裝配方法。此外，還應檢查模具零件的加工質量，如凸凹模刃口尺寸等，然后按照規(guī)定的技術要求進行裝配。 裝配的次序方法如下。??99.1 主要組件的裝配與調試9.1.1 模柄的裝配 因為這副模具的模柄是從上模座的下邊向上壓入的，所以在安裝凸模固定板和墊板之前應把模柄先裝好。模柄與上模座的配合要求為 ，裝配時先在壓力機上將模柄壓入。再加工定位銷釘67mH孔或螺釘孔。然后把模柄端面突出部分銼平或磨平。安裝好模柄后用角尺檢查模柄與上模座上平面的垂直度。9.1.2 凸模裝配凸模與固定板之間的配合要求為 ，裝配時先再壓力機上將凸模壓入固定板內，檢67mH查凸模的垂直度，然后將固定板的上平面與凸模尾部一起磨平。為了保持凸模刃口鋒利，還應將凸模端面磨平9.1.3 彈壓卸料板的裝配彈壓卸料板起壓料和卸料作用。裝配時，應保證它與凸模之間具有適當?shù)拈g隙，其裝配方法是，將彈壓卸料板套在已裝入固定板的凸模內，在固定板與卸料板之間，墊上28平行墊板，并用平行夾板將它們夾緊，然后，按照卸料板上的螺孔在固定板上投窩，拆開后鉆固定板上的螺釘孔。9.2 總裝配 模具的主要組件裝配完畢后，開始進行總裝配。為了使凸模凹模易于對中，總裝配時必須考慮上下模的裝配順序，否則可能出現(xiàn)無法裝配的情況。上下模的裝配順序與模具結構有關，通常是看上下模中哪個位置所受的限制大就先裝。用另一個去調整位置，根據(jù)這個道理，一般沖裁模的上下模裝配次序按下面的原則來選擇。9.2.1 無導柱模具裝配對于無導柱模具，凸凹模間隙是在模具安裝導機床上進行調整的，上下模的裝配次序沒有嚴格要求，可以分別進行裝配。9.2.2 導柱模裝配29對于凹模裝在下模上的導柱模一般先裝下模。對于導柱復合模一般先裝上模，然后找正下模的位置，這樣可以保證上模中的卸料裝置于與模柄中心對正，否則將會出現(xiàn)無法裝配的困難。9.2.3 裝配步驟如圖所示 凸凹模裝在下模座上，為了便于操作，一般先裝下模。裝配步驟如下：a.把卸料板 16 放在凸凹模 18 上，然后把凸凹模裝在下模座 20 上。b.找正凸凹模位置后，先在下模座上投窩，加工螺紋孔；然后加工銷釘孔。裝入銷釘，擰緊螺釘。c.把已裝入固定板 7 的凸模 10、11 插入凹模內，固定板與凹模之間墊上適當高度的平行墊鐵，再把上模座 4 放在固定板上，將上模座和固定板夾緊，并再上模座上投卸料孔窩和緊固螺釘過孔窩。拆開后鉆孔。然后放入墊板，擰上緊固螺釘。d. 調整凸凹模間隙調整間隙可用透光法，即將模具翻過來，把模柄夾再虎鉗上，用手燈照射，從下模座的漏料孔中觀察間隙大小和是否均勻。調整間隙也可以用切紙法進行，即以紙當作零件，用手錘敲擊模柄，再紙上切出沖件的形狀來。根據(jù)紙樣有無毛刺和毛刺是否均勻，可以判斷間隙大小和均勻性。如果紙樣上輪廓沒有毛刺或毛刺均勻，說明間隙是均勻的。如果局部有毛刺說明間隙部均勻。調整間隙時用手錘輕輕敲擊固定板的側面，使凸模位置改變，以得到均勻間隙。e.調整間隙后加工銷釘孔，裝入銷釘。f.將彈壓卸料板 11 裝在凸凹模上，并檢查它是否能靈活得移動。g.安裝其它零件。h.試沖與調整i.打標記交付生產使用。總結本課程設計是我們進行完了三年的模具設計與制造專業(yè)課程后進行的，它是對我們三年來所學課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復習，也是一次理論與實踐的訓練。它在我們學習中占有很重要的地位。通過這次畢業(yè)設計使我從新系統(tǒng)的復習了所學專業(yè)知識同時也鞏固了先前學到了的知識，同時感觸最深刻的是：所學知識只有在應用中才能在更深刻理解和長時間記憶。對一些原來一知半解的理論也有了進一步的的認識。特別是原來所學的一些專業(yè)基礎課：30如機械制圖、模具材料、公差配合與技術測量、冷沖模具設計與制造等有了更深刻的理解，使我進一步的了解了怎樣將這些知識運用到實際的設計中。同時還使我更清楚了模具設計過程中要考慮的問題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費材料，保證工件的經濟性，加工工藝的合理性。在設計的過程中通過沖壓手冊、模具制造簡明手冊、模具標準應用手冊等重要設計的問題進行查詢，我了解了通過更多的途徑去了解我要做的設計，使設計更具合理性。也使我學會了設計過程中對資料的查詢和運用。通過這次設計，我更加深入地學習了冷沖壓技術工作設計的內容。冷沖壓技術工作設計的內容包括冷沖壓工藝設計、模具設計及沖模制造三方面內容，盡管三者的工作內容不同，但三者之間存在著相互滲透、相互補充、相互依存的關系。冷沖壓工藝設計是針對給定的產品圖樣，根據(jù)其生產批量的大小、沖壓設備的類型規(guī)格、模具制造能力及工人技術水平等具體生產條件，從對產品零件圖的沖壓工藝性分析入手經過必要的工藝計算，制定出合理的工藝方案，最后編寫沖壓工藝卡的一個綜合分析、計算、設計過程。沖壓工藝方案的確定包括工序性質、數(shù)量的確定、工序順序的安排、工序組合方式及工序定位方式的確定等內容。沖壓模具設計原則是依據(jù)制定的沖壓工藝規(guī)程，在認真考慮毛坯的定位、出件、廢料排出諸問題以及模具的制造維修方便、操作安全可靠等因素后，設計計算并構思出與沖壓設備想適應的模具總體結構，然后繪制出模具總裝圖和所有非標準零件圖的整個設計繪圖過程。歷經近三個月的畢業(yè)設計即將結束，在這次畢業(yè)設計中通過參考、查閱各種有關模具方面的資料，請教各位老師有關模具方面的問題，并且和同學的探討，模具設計在實際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時間里，對模具的認識有了一個質的飛躍。從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人學習事物所必經的一般過程，我對模具的認識過程亦是如此。經過近三個月的努力，我相信這次畢業(yè)設計一定能為三年的大學生涯劃上一個圓滿的句號，為將來的事業(yè)奠定堅實的基礎。3132致 謝本設計在設計過程中得到了原紅玲、翟德梅、楊占堯、于智宏、等幾位指導老師的大力支持和幫助，再次表示誠摯的感謝！感謝各位老師在三年之中的教導和在做設計的過程中對我的幫助。使我在大學三年里不但學到了更多知識，而且學到了怎么做人、怎么做事。在此衷心對各位老師的辛勤教導表示感謝。雖然我就要走出校進入社會，但是老師對我的教導和幫助我想我一輩子也不會忘記！那講課的聲音在我耳邊久久回蕩，那寫字的身影在腦海里留下了深深的印記，如果還有下一次做學生我仍然選擇做您的學生！畢業(yè)之后，我一定會努力工作的，不辜負各位老師對我們的深切期望，在這里也說一聲：老師你辛苦了。祝各位老師，身體健康、萬事如意！33參考文獻[1] 王孝培 主編.沖壓手冊.機械工業(yè)出版社[2] 許發(fā)越 主編.標準應用手冊.機械工業(yè)出版社[3] 郝濱海 編著.沖壓模具簡明設計手冊.化學工業(yè)出版社[4] 薛彥成 主編.公差配合與技術測量.機械工業(yè)出版社[5] 高為國 主編.模具材料.機械工業(yè)出版社[6] 王秀鳳 萬良輝 主編.冷沖壓模具設計與制造.北京航空航天大學出版社[7] 翟德梅 主編.模具制造技術[8] 中國機械工業(yè)出版社 組編.冷沖模設計及制造.機械工業(yè)出版社[9] 劉建超 張寶忠 主編.沖壓模具設計與制造.高等教育出版社[10]《沖壓加工技術手冊 》編委會編 沖壓加工技術手冊[11] 王孝培 主編. 沖壓設計資料.機械工業(yè)出版社[12] 楊玉英 主編.實用沖壓工藝及模具設計手冊.機械工業(yè)出版社