畢業(yè)設(shè)計（論文）墊圈沖孔落料級進(jìn)模設(shè)計（含全套圖紙）

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1、 墊圈沖孔落料級進(jìn)模設(shè)計 全套CAD圖紙，聯(lián)系QQ153893706 23 摘 要 本設(shè)計進(jìn)行了沖孔落料級進(jìn)模的設(shè)計。文中簡要概述了沖壓模具目前的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢。對產(chǎn)品進(jìn)行了詳細(xì)工藝分析和工藝方案的確定。按照沖壓模具設(shè)計的一般步驟，計算并設(shè)計了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、卸料板、擋料銷、導(dǎo)正銷等。模架采用標(biāo)準(zhǔn)模架，選用了合適的沖壓設(shè)備。設(shè)計中對工作零件和壓力機(jī)規(guī)格均進(jìn)行了必要的校核計算。此外，本模具采用始用擋料銷和固定擋料銷。落料凸模內(nèi)裝有導(dǎo)正

2、銷，保證了工件上孔和外形的相對位置準(zhǔn)確，提高加工精度。如此設(shè)計出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運行可靠和沖壓產(chǎn)品大批量生產(chǎn)的要求。 關(guān)鍵詞: 級進(jìn)模；校核；沖孔；落料 Abstract The design of the banking and punching progressive modulus design.This paper briefly outlined the Stamping Die current development status and trends.T

3、he product of a detailed analysis and the identification process.Stamping die design in accordance with the general steps to calculate and design the sets on the main mold parts,such as:punch and die.Punch plate,feet behind the sales,marketking and other derivative is.Die-standard model planes,to ch

4、oose a suitable stamping equipment.Dsign work on the parts and specifications will press for the necessary checking caculation.In addition,the die block used only with marketing materials and immovable the marketing materials.Blanking punch contents is a derivative sales,and guarantee the workpiece

5、and the shape of the holes in the relative position,imprve processing accuracy.So the structure is designed to ensure reliable operation of die stamping products and mass production requirements. Keywords: Progressive die ;Check ;Punching;Blanking 目 錄 1 緒論 1 1.1 畢業(yè)

6、設(shè)計的研究背景 1 1.2 我國模具工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展方向 1 1.3 課題研究的模具的主要特點 3 1.4 課題研究的相關(guān)技術(shù)簡介 3 1.5 課題研究的主要內(nèi)容及意義 4 1.5.1 課題研究的主要內(nèi)容 4 1.5.2 課題研究的意義 4 2 沖壓件的工藝分析 5 2.1 零件工藝性分析 5 2.2 沖裁工藝方案的確定 6 2.3 零件工藝計算 6 2.3.1 排樣計算 6 2.3.2 沖壓力計算 7 2.3.3 壓力中心計算 8 2.4 沖壓設(shè)備的選用 9 3 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計 10 3.1 模具零部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計 10 3.1.1 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 10 3

7、.1.2 卸料裝置的設(shè)計 11 3.1.3 其他零部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計 12 3.2 沖模刃口尺寸及公差的計算 13 3.2.1 沖孔部分 13 3.2.2 落料部分 14 3.3 確定各主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計及尺寸計算 15 3.3.1 凹模結(jié)構(gòu)的設(shè)計 15 3.3.3 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計及尺寸計算 16 4 壓力機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核 19 5 結(jié)論 20 致謝 21 參考文獻(xiàn) 22 1 緒論 1.1 畢業(yè)設(shè)計的研究背景 沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備

8、，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。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。 1.2 我國模具工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展方向 隨著國際交往的日益增多和外資在中國模具行業(yè)的投入日漸增加，中國模具產(chǎn)業(yè)已經(jīng)與世界模具產(chǎn)業(yè)密不可分，中國模具在世界中的地位和影響越來越重要。我國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向?qū)⒅饕性谝韵聨讉€方面： （1）模具結(jié)構(gòu)日趨大型、精密、復(fù)雜，模具壽命日益提高 一方面由于成型（形）零件日趨大型化以及高效率生產(chǎn)所要求的一模多腔（如塑封模已經(jīng)達(dá)到一

9、模幾百腔），使模具日趨大型化。另一方面，隨著零件微型化和模具結(jié)構(gòu)發(fā)展的要求（如多工位級進(jìn)模工位數(shù)的增加，其步距精度的提高），模具精度由原來的5μm提高到2～3μm，今后有些模具加工精度公差更是要求在1μm以下，這必將促進(jìn)超精密加工的發(fā)展。 （2）CAD/CAE/CAM技術(shù)在模具設(shè)計制造中的廣泛應(yīng)用 模具制造是設(shè)計的延續(xù)，推行模具設(shè)計與制造一體化可達(dá)到優(yōu)化設(shè)計的要求。實踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是當(dāng)今最合理的模具生產(chǎn)方式，即可用于建模、為數(shù)控加工提供NC程序，也可針對不同的模具類型，以相應(yīng)的基礎(chǔ)理論，通過數(shù)值模擬方法達(dá)到預(yù)測產(chǎn)品成型（形）過程的目的，改善模具結(jié)構(gòu)。從CAD/CAE

10、/CAM一體化的角度分析，其發(fā)展趨勢是集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化，其核心理念是讓用戶在統(tǒng)一的環(huán)境中實現(xiàn)CAD/CAE/CAM協(xié)同作業(yè)，以便充分發(fā)揮各單元的優(yōu)勢和攻效。 （3）快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)的推廣應(yīng)用 快速模具制造及快速成型技術(shù)（RP）是在近兩年內(nèi)迅速發(fā)展起來的，并向著高精度、更快捷的方向發(fā)展。與傳統(tǒng)的模具技術(shù)相比，該技術(shù)具有制模周期短、成本低的特點，是綜合經(jīng)濟(jì)效益較顯著的模具制造技術(shù)。近年來快速模具制造嫁接了先進(jìn)的RP及NC技術(shù)，有效滿足了一些高精度、高壽命模具的生產(chǎn)需求。具體新技術(shù)包括快速原型制造技術(shù)（RPM）、表面現(xiàn)象成形技術(shù)、澆鑄成型制模技術(shù)、冷擠壓及超塑成形制模技術(shù)等。 （

11、4）新技術(shù)在塑料模具中的推廣應(yīng)用 采用新型熱流道技術(shù)是塑料模設(shè)計制造中的一大變革，可顯著提高模具制造的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省制件的原材料和節(jié)約能源，國外模具企業(yè)已有一半用上了該項技術(shù)，有的企業(yè)甚至已達(dá)80%以上，氣體輔助注射成型也是塑料成型的一種新工藝，它具有注射壓力低、制品翹曲變形少、表面好、易于成型、壁厚差異可以較大等優(yōu)點，可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。 （5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率 模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。模具標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)進(jìn)一步增加規(guī)格、品種，發(fā)展和完善銷售網(wǎng)絡(luò)，保證供貨速度，為客戶

12、提供交貨期短、精度高、生產(chǎn)工藝性好、使用壽命長、價格低的優(yōu)質(zhì)模具標(biāo)準(zhǔn)件。 （6）開發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù) 模具材料是模具工業(yè)的基礎(chǔ)。當(dāng)前，國外模具材料系列日趨完善與細(xì)化，系列化程度已越來越高。中國是世界第一產(chǎn)鋼大國，國內(nèi)開發(fā)的高級優(yōu)質(zhì)模具鋼品種雖然不少，但推廣應(yīng)用不足，每年所需要約70萬頓模具鋼，有相當(dāng)一部分需要進(jìn)口。為了扭轉(zhuǎn)這種局面，應(yīng)根據(jù)模具對使用性能的新要求，通過調(diào)整材料部分，或借助先進(jìn)的工藝方法和工藝手段，不斷開發(fā)具有特殊使用性能的新型模具材料。 （7）高速銑削在模具加工中的推廣應(yīng)用 高速銑削具有工件溫升低、切削力小、加工平穩(wěn)、加工質(zhì)量好、加工效率高（為普通銑削加工

13、的5～10倍）及可加工硬材料（60HRC）等諸多優(yōu)點，是高精度型腔模具的重要加工手段。國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)到40000～100000r/min，快速進(jìn)給速度達(dá)到30～40m/min，換刀時間可提高到1～3s，大副度提高了加工效率，并可獲得Ra≤10μm的加工表面粗糙度，形狀精度可達(dá)10μm。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了模具加工的發(fā)展，特別是給汽車、家電行業(yè)中大型腔模具制造方面注入了新的活力。 （8）研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程 隨著三坐標(biāo)測量機(jī)、掃描儀等先進(jìn)測量儀器的應(yīng)用，現(xiàn)代檢測技術(shù)正向高速度、高精度、高適應(yīng)性、數(shù)字化、自動化方向發(fā)展。 逆向工程（RE

14、）又稱反向工程或求反工程，通過對實物或零件進(jìn)行掃描測量以及各種先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理手段獲得產(chǎn)品的幾何信息，然后充分利用CAD/CAM技術(shù)快速、準(zhǔn)確地建立產(chǎn)品的數(shù)字幾何模型，進(jìn)行數(shù)據(jù)重構(gòu)設(shè)計，最后經(jīng)過適當(dāng)?shù)墓こ谭治?、結(jié)構(gòu)設(shè)計和CAM編程，就可以加工出產(chǎn)品模具。 （9）開發(fā)成形新工藝和模具，培養(yǎng)新理念和新模式 在成形工藝方面，主要有沖壓模具功能復(fù)合化、超塑性成形、塑性精密成形技術(shù)、塑料模氣體輔助注射技術(shù)及熱流道技術(shù)、高壓注射成形技術(shù)等。另外，隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展和模具行業(yè)整體水平的提高，在模具行業(yè)出現(xiàn)了一些新的設(shè)計、生產(chǎn)、管理理念與模式，主要有：適應(yīng)模具單件生產(chǎn)特點的柔性制造技術(shù)；創(chuàng)造最佳管理

15、和效益的團(tuán)隊精神，精益生產(chǎn)；提高快速應(yīng)變能力的并行工程、虛擬制造及全球敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)制造等新的生產(chǎn)哲理；廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)件的分工協(xié)作生產(chǎn)模式；適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保要求的綠色設(shè)計與制造等。此外，大力研發(fā)模具的拋光技術(shù)和模具制造設(shè)備，可進(jìn)一步改善成型產(chǎn)品的表面質(zhì)量。 1.3 課題研究的模具的主要特點 由于本課題設(shè)計的模具為級進(jìn)模，故在這里進(jìn)行簡單的介紹。 級進(jìn)模，也叫連續(xù)模。由多個工位組成，各工位按順序關(guān)聯(lián)完成不同的加工，在沖床的一次行程中完成一系列的不同的沖壓加工。一次行程完成以后，由沖床送料機(jī)按照一個固定的步距將材料向前移動，這樣在一副模具上就可以完成多個工序，一般有沖孔，落料，折彎，切邊，

16、拉伸等等。 級進(jìn)模的主要特點有： （1）級進(jìn)模是多任務(wù)序沖模，在一副模具內(nèi)，可以包括沖裁、彎曲成型和拉伸等多種多道工序，具有很高的生產(chǎn)率； （2）級進(jìn)模操作安全； （3）易于自動化； （4）可以采用高速沖床生產(chǎn)； （5）可以減少沖床場地面積，減少半成品的運輸和倉庫占用； （6）尺寸要求較高的零件,不宜使用級進(jìn)模生產(chǎn)。 1.4 課題研究的相關(guān)技術(shù)簡介 CAD也是本課題最主要的做圖工具，這里進(jìn)行簡要介紹。 CAD是計算機(jī)輔助設(shè)計（Computer Aided Design）的簡稱，是當(dāng)今世界發(fā)展最快的技術(shù)之一。它不僅促使了生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變，同時也促進(jìn)了市場的發(fā)展。目前，CAD技術(shù)

17、已經(jīng)在許多領(lǐng)域中得到應(yīng)用，這里只討論在制造業(yè)中的應(yīng)用。 CAD技術(shù)的概念，在計算機(jī)輔助下進(jìn)行設(shè)計與傳統(tǒng)的以人為核心的設(shè)計明顯不同。根據(jù)產(chǎn)品開發(fā)計劃和對產(chǎn)品功能的要求，不再僅僅是依靠設(shè)計者個人的知識和能力去設(shè)計，而是運用包括設(shè)計者本人和存儲在計算機(jī)中的多種知識，在CAD系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫的支持下進(jìn)行工作。這種工作方式設(shè)計出的產(chǎn)品大大優(yōu)于單個設(shè)計師憑個人腦力和能力設(shè)計出的產(chǎn)品；另外，CAD輸出的結(jié)果也不僅僅是裝配圖和零件圖，還包括設(shè)計、制造過程中應(yīng)用計算機(jī)所需的各種信息。 1.5 課題研究的主要

18、內(nèi)容及意義 1.5.1 課題研究的主要內(nèi)容 （1）對墊圈進(jìn)行工藝分析，擬定工藝方案； （2）沖壓工藝計算及設(shè)計； （3）模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，零部件尺寸計算及設(shè)計； （4）用AutoCAD畫出模具裝配圖及各重要零件圖。 1.5.2 課題研究的意義 由于該沖壓模具的設(shè)計包含了產(chǎn)品的工藝分析、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計、零部件尺寸的計算以及大量CAD制圖任務(wù)等，可以讓人更深入的了解整個設(shè)計過程。對即將跨入模具行業(yè)我們，能完成一個像這樣的課題，應(yīng)該很不錯了。這個課題不僅增加了我們對模具設(shè)計整體的感性認(rèn)識，并且充分的考驗了我們所學(xué)的知識（如大量CAD制圖技術(shù)）。更重要的是通過整個設(shè)計，知道了我們該改善的地方

19、，增加了我們進(jìn)入這個行業(yè)的信心，以便更好的適應(yīng)這個行業(yè)。 2 沖壓件的工藝分析 2.1 零件工藝性分析 工件墊圈為圖2-1所示的落料沖孔件，材料為Q235鋼，材料厚度為2mm，生產(chǎn)批量為大批量。 圖2-1 墊圈工件圖 工藝性分析內(nèi)容如下： （1）材料分析 對于冷沖壓所用的材料，不僅要滿足設(shè)計的技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)，還應(yīng)當(dāng)滿足沖壓的工藝要求。主要應(yīng)該具備一下幾點：①應(yīng)當(dāng)有良好的可塑性。②應(yīng)該具備抗壓失穩(wěn)起皺的能力。③應(yīng)該具備光潔、平整、無缺陷損傷的表面狀態(tài)。④材料的厚度公差和外形尺寸公差應(yīng)該符合國家標(biāo)準(zhǔn)。Q235

20、為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，抗剪強(qiáng)度為300Mpa，具有較好的沖裁成形性能。 （2）結(jié)構(gòu)分析 零件形狀簡單、對稱，由圓弧和直線組成，對沖裁加工較為有利。但孔邊距較小，故不適合精度要求高的沖壓工序。 （3）精度分析 一般沖裁件內(nèi)外所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為IT14，該孔中心與邊緣距離尺寸公差為0.2mm。將以上精度和零件簡圖中所標(biāo)注的尺寸公差相比較，可認(rèn)為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證。由以上分析可知，該零件可以用普通沖裁的加工方法制得。三個孔的中心在同一條直線上的位置精度滿足形位公差要求。 2.2 沖裁工藝方案的確定 零件為一落料沖孔件，可提出的加工方案如下： 方案一：先落料，后沖孔，

21、采用兩套單工序模生產(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，采用級進(jìn)模生產(chǎn)。 方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需兩道工序、兩副模具，生產(chǎn)效率低，零件精度較差，在生產(chǎn)批量較大的情況下不適用。 方案二采用復(fù)合模加工，復(fù)合模的特點是生產(chǎn)率高，沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對位置精度高，沖模的輪廓尺寸較小。但復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，成本高。復(fù)合模主要用于生產(chǎn)批量大、精度要求高的沖裁件。 方案三采用級進(jìn)模加工。級進(jìn)模比單工序模生產(chǎn)率高，減少了模具和設(shè)備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。對于特別復(fù)雜或孔邊距較小的沖壓件，用簡單模或復(fù)合模沖制有困難

22、時，可用級進(jìn)模逐步?jīng)_出。但級進(jìn)模輪廓尺寸較大，制造較復(fù)雜，成本較高，一般適用于大批量生產(chǎn)小型沖壓件。 比較方案二與方案三，對于所給零件，由于兩小孔比較接近輪廓邊緣，復(fù)合模沖裁零件時受到壁厚的限制，模具結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度方面相對較難實現(xiàn)和保證，所以根據(jù)零件性質(zhì)故采用級進(jìn)模加工。 2.3 零件工藝計算 2.3.1 排樣計算 （1）排樣方案的確定 分析零件形狀，零件是一個形似平行四邊形的中心對稱圖形，故采用最節(jié)省材料的單排方案。 （2）搭邊值的確定 由表確定搭邊值，根據(jù)零件形狀兩式件間按矩形取搭邊值b=2.0mm，側(cè)邊取搭邊值a=2.2mm。 則進(jìn)距： h=22.65+2≈25mm

23、 條料寬度： 式中：B——條料的寬度，單位mm L——沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸，單位mm a——側(cè)搭邊值 C——導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙 Δ——條料寬度的單向（負(fù)向）公差 查表得：△=0.7 排樣圖如下： 圖2-2 工件排樣圖 （3）材料利用率 由于工件圖形特殊，計算較為復(fù)雜，且排樣方案為單排方案，故只計算裁板率。 查表可知，可利用10004000的板塊沖裁制件。 因為進(jìn)距為25mm,條料寬帶也為25mm，是板塊長度與寬度的因數(shù)。故裁板率為100%。 2.3.2 沖壓力計算 該模具采用鋼性卸料和下出料方式。 基本計算公式為：

24、 （2-1） 式中：L——沖裁周邊長度，單位mm t——材料厚度，單位mm ——材料抗剪強(qiáng)度，單位Mpa K——系數(shù)，一般取K=1.3 零件的材料厚度2mm，Q235鋼的抗剪強(qiáng)度取300Mpa。 （1）落料力 引用基本公式(2-1) （2）沖孔力 引用基本公式(2-1) 中心孔所需的沖孔力： 兩個小孔所需的沖孔力： 沖裁件的推件力，查表，根據(jù)凹模刃口形式，可知刃口高度h=4mm，則n=h/t=2個。故： 為避免各凸模沖裁力的最大值同時出現(xiàn)，且考慮到凸模相距很近時，避免小直徑凸模由于承受材料流動擠壓力作用而產(chǎn)生

25、傾斜或折斷故把三個沖孔凸模設(shè)計成階梯凸模形式。如圖2-3。 圖2-3 階梯凸模草圖 則沖孔落料所需的最大沖壓力為： 2.3.3 壓力中心計算 計算壓力中心的目的有：（1）使沖裁壓力中心與沖床滑塊中心重合，避免產(chǎn)生偏彎矩，減少模具導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的不均勻磨損。（2）保持沖裁工作間隙的穩(wěn)定性，防止刃口局部迅速變鈍，提高沖裁件的質(zhì)量和模具的使用壽命。（3）合理布置凹模型孔位置。 根據(jù)圖形分析，因為工件圖形對稱，故落料時的壓力中心在上；沖孔時、的壓力中心在上。如圖2-4。 圖2-4 壓力中心測定圖 設(shè)沖模壓力中心離點的距離為x，根據(jù)力矩平衡原理得：

26、 2.4 沖壓設(shè)備的選用 選用沖壓設(shè)備的公稱壓力應(yīng)大于計算出的總壓力；最大閉合高度應(yīng)大于沖模閉合高度+5mm；工作臺臺面尺寸應(yīng)能滿足模具的正確安裝。根據(jù)沖壓力的大小為的1.1～1.3倍，結(jié)合實際可選取開式雙柱可傾壓力機(jī)J23—16。 其主要技術(shù)參數(shù)如下： 公稱壓力：160kN 滑塊行程：70mm 最大閉合高度：220mm 連桿調(diào)節(jié)量：60mm 工作臺尺寸（前后mm左右mm）： 墊板尺寸（厚度mm孔徑mm）： 模柄尺寸（直徑mm深度mm）： 最大傾斜角度： 3 模具結(jié)構(gòu)的

27、設(shè)計 3.1 模具零部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計 3.1.1 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用依據(jù)為凹模的外形尺寸，所以應(yīng)首先計算凹模周界的大小。 凹模厚度的確定： 式中：——取總壓力 則系數(shù)： 凹模長度： 工件長度為： 凹模寬度的確定： 取步距為25mm，工件寬為19.8mm。 則系數(shù)為： 凹模寬度為： 所以，凹模的厚度為H=21mm（取25mm），凹模的總長為L=82mm（

28、取100mm），凹模的寬度為 B=109mm,（取120mm）。通過按標(biāo)準(zhǔn)合適的調(diào)整得到凹模外形尺寸為： 。 模具采用對角導(dǎo)柱模架，根據(jù)以上計算結(jié)果，可查得模架規(guī)格為： 上模座 下模座 導(dǎo)柱 左 右 導(dǎo)套 左 右 選擇對角模架是由排樣的形式和凸凹模的安裝位置來確定的，可以便于縱向或橫向送料，沖壓時可以防止由于偏心力矩而引起的模具傾斜。 上、下模座材料選用HT250鋼，為矩形模座，滿足外形尺寸應(yīng)比凹模相應(yīng)尺寸大40～70mm，厚度為凹模厚度的1～1.5倍等要求，以匹配模具。 采用滑動導(dǎo)柱，導(dǎo)套來保證上、下模的精確導(dǎo)向，加工方便，容易裝配。材

29、料采用20鋼，為了增加表面硬度和耐磨性,應(yīng)進(jìn)行表面滲碳處理,滲碳后的淬火硬度為HRC58～62。導(dǎo)柱的下部與下模座導(dǎo)柱孔采用過盈配合，導(dǎo)套的外徑與上模座導(dǎo)套孔采用過盈配合。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合可根據(jù)凸、凹模間隙選擇，間隙小于0.3mm時，采用H6/h5配合；間隙大于0.3mm時，采用H7/h6配合。 3.1.2 卸料裝置的設(shè)計 （1）卸料板的確定 剛性卸料裝置適用于0.5mm以上條料，而彈性卸料裝置出于卸料力的考慮只適用1.5mm以下，固選擇剛性卸料裝置。用螺釘和銷釘固定在下模上，能承受較大的卸料力，卸料安全，可靠。材料選用Q235鋼，長和寬尺寸取與凸模固定板相同的尺寸，卸料板的厚度取決于卸

30、料力的大小及卸料尺寸，一般取5～12mm，這里確定卸料板外形尺寸為，如圖3-1。 圖3-1 卸料板零件簡圖 （2）導(dǎo)料板的確定 選用材料選用T8鋼，長和寬尺寸選用典型模架組合尺寸，查冷沖模設(shè)計表，厚度H=6mm，導(dǎo)料板的外形尺寸為：，由此表還可知擋料銷高度h=3mm。 這里把導(dǎo)料板和卸料板設(shè)計為一體，內(nèi)表面粗糙度為Ra0.8，外表面粗糙度為Ra1.6。 如圖3-1導(dǎo)料板和卸料板共同組成了卸料裝置，同時也起導(dǎo)料作用。 3.1.3 其他零部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計 （1）凸模固定板的設(shè)計 材料選用Q235鋼，凸模固定板的外形尺寸取和凹模外形

31、一樣的尺寸，但還應(yīng)考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢?，其厚度取凹模厚度?.6～0.8，取0.8。落料、沖孔凸模固定板的外形尺寸為：，固定板上的凸模安裝孔與凸模采用過渡配合H7/m6。內(nèi)表面粗糙度取Ra0.8，外表面取Ra1.6。如圖3-2。 圖3-2 凸模固定板零件簡圖 （2）墊板的確定 材料45，長和寬的尺寸選用典型模架組合尺寸，墊板的外形尺寸為：。 （3）模柄的選擇 模柄的作用是將模具的上模座固定在沖床的滑塊上。在設(shè)計模柄時，模柄的長度不得大于沖床滑塊內(nèi)模柄孔的深度，模柄直徑應(yīng)與壓力機(jī)滑塊上的模柄孔徑一致。 選用帶螺紋的旋入式模柄，材料Q235，這種模柄可較好地保證模柄軸線與上模座

32、的垂直度。它與上模座孔采用H7/m6，屬于過渡配合。根據(jù)壓力機(jī)J23-16的相關(guān)參考可知，模柄的外形尺寸為：，用于小型模具。 （4）導(dǎo)正銷與擋料銷的設(shè)計 為了保證級進(jìn)模沖裁件各部分的相對位置精度，在級進(jìn)模中可采用導(dǎo)正銷與擋料銷的配合使用。工作時，始用擋料銷限定條料的初始位置，進(jìn)行沖孔。始用擋料銷在彈簧作用下復(fù)位后，條料再送進(jìn)一個部距，以固定擋料銷定位，落料時以裝在落料凸模端面上的導(dǎo)正銷進(jìn)行精定位，保證零件上的孔與外圓的相對位置精度。 設(shè)計有導(dǎo)正銷的級進(jìn)模，擋料銷的位置應(yīng)保證導(dǎo)正銷在導(dǎo)正條料過程中條料活動的可能。固定擋料銷的位置可由式計算: （3-1） 式中：c——條料

33、進(jìn)距（mm）； D——落料凸模直徑（mm）； d——擋料銷的頭部直徑（mm）； 0.1——導(dǎo)正銷往前推的活動余量（mm）。 由（3-1）式可解得：e=16.76mm。 固定擋料銷與銷孔采用H7/r6配合，導(dǎo)正銷與落料凸模采用H7/r6配合。 （5）螺釘、銷釘選擇 ①螺釘?shù)倪x擇 上模座固定螺釘選用4—M12 下模座固定螺釘選用4—M12 卸料螺釘選用4—M10 ②銷釘?shù)倪x擇 下模座連接銷釘選用2— 3.2 沖模刃口尺寸及公差的計算 3.2.1 沖孔部分 對沖孔和孔用凸、凹模分開的加工方法。

34、 表3-1 沖裁間隙分類及雙面間隙值Z （t%mm） 制件 分類 I II III 低碳鋼08F，10F，Q235，10，20 6~14 >14~20 >20~25 中碳鋼45，1Cr18Ni9Ti,4Cr13,可伐合金 7~16 >16~22 >22~30 高碳鋼T8A,T10A，65Mn鋼 16~24 >24~30 >30~36 由表3-1查得： ， 式中：——凸凹模最大初始雙向間隙（mm） ——凸凹模最小

35、初始雙向間隙（mm） 對沖孔時： ， 對沖孔時： ， 式中：——凸模下偏差，按IT6～I(xiàn)T7選取 ——凹模上偏差，按IT6～I(xiàn)T7選取 由此可知，滿足公差間隙校核條件： 查表得，則： 沖孔部分： 沖孔部分： 該尺寸極限偏差轉(zhuǎn)化為。 式中：——沖孔凸?；境叽纾╩m） ——沖孔凹?；境叽纾╩m） ——制件公差 ——磨損系數(shù)，其值與沖裁件的制造精度有關(guān)。當(dāng)沖裁件精度在IT14時，。 3.2.2 落料部分 對外輪廓的落料，由于形狀較復(fù)雜，故采用配合加工方法。

36、 落料以凹模為基準(zhǔn)，為使模具具有一定的使用壽命，應(yīng)考慮加、減備磨量。 非圓形與圓形凹模刃口尺寸計算不同之處是凹模各組成尺寸磨損后的變化情況不同，計算時要分析凹模各尺寸磨損的變化情況。磨損后增大的尺寸應(yīng)減去一個備模量；磨損后減小的尺寸應(yīng)加上一個備磨量；磨損后既不增大也不減小的尺寸可不考慮備模量。 當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)件時，凹模磨損后刃口部分尺寸都增大，因此均屬于A類尺寸。 零件圖中末注公差的尺寸由表查出其極限偏差： ， ，尺寸極限偏差需轉(zhuǎn)化為，。 查表得，則落料凹模刃口尺寸為： 該零件凸模刃口各部分尺寸按上

37、述凹模的相應(yīng)部分尺寸配制，保證雙面間隙值滿足：。 3.3 確定各主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計及尺寸計算 3.3.1 凹模結(jié)構(gòu)的設(shè)計 在3.1章節(jié)里已經(jīng)確定了凹模的外形尺寸，這里主要對凹模外形進(jìn)行選型。 常用的凹模洞口形式有三種，分別是： （1）圓柱形孔口 這種結(jié)構(gòu)工作刃口的強(qiáng)度較高，刃磨后工作部分的尺寸不變。主要用于沖制料較厚、形狀較復(fù)雜的制件。 （2）錐形孔口 這種結(jié)構(gòu)工作刃口刃磨后，工作部分的尺寸會變大。主要用于沖制精度較低、形狀較簡單的制件。 （3）具有過渡圓柱形孔口 具有圓柱形孔口的特點，并且制造方便，是生活中常用的一種結(jié)構(gòu)。 綜合考慮，選用第3種具有過渡圓柱形孔口的形式。凹

38、模孔的內(nèi)表面粗糙度為Ra0.8，外表面為Ra1.6。 冷沖模凸模、凹模或凸凹模是完成條料沖壓成形的最主要的工作零件。 凹模工作部分的硬度要求通常為60～64HRC。本次設(shè)計模具的凹模邊緣倒圓角，硬度要求為60～63HRC，材料為T10A，如圖3-3。 圖3-3 凹模零件簡圖 3.3.3 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計及尺寸計算 （1）凸模結(jié)構(gòu) 常見的凸模形式有： ①臺肩式凸模 這種凸模結(jié)構(gòu)主要用于橫斷面簡單（如圓形、方形等），裝配修模方便，具有較好的固定性和工作穩(wěn)定性的情況。故在模具中經(jīng)常采用，這里用于沖孔凸模的結(jié)構(gòu)形式。 ②直通式凸模 即凸模沿軸線方向橫斷面尺寸相同。這種凸模結(jié)構(gòu)對于

39、沖制非圓形制件非常實用。這里作為落料凸模的結(jié)構(gòu)形式。 （2）凸模的固定方式 主要有臺肩式和鉚接式固定兩打類。這里落料凸模采用鉚接式固定，沖孔凸模采用臺肩固定式。 （3）凸?；窘Y(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 臺肩固定式凸模的臺肩尺寸一般大于凸模刃口尺寸3～5mm。 凸模長度計算為： 其中初定：導(dǎo)料板厚 卸料板厚 凸模固定板厚 料厚t=2mm 式中：h——增加長度，它包括凸模的修磨量10mm，凸模進(jìn)入凹模的深度2mm，凸模固定板與卸料板之間的安全距離2mm等，一般取10～20m

40、m，這里取h=14mm。 修磨之后的實際長度為： 沖孔凸模為臺肩形式，臺肩厚度取6mm，沖大孔凸模長度為38mm。由于是階梯形式，大孔凸模長度要比小孔凸模大一個料厚，所以沖小孔凸模長度為36mm。刃口部分表面粗糙度Ra0.4，模壁表面粗糙度為Ra0.8。 落料凸模為直通式凸模，長度為44mm，螺釘?shù)跹b，鉚接深度為2mm。刃口部分表面粗糙度Ra0.8。 如圖（3-3）和圖（3-4），分別為沖孔凸模和落料凸模零件圖。 圖3-3 沖孔凸模零件簡圖 沖孔凸模的刃口部分淬火硬度為60～63HRC，刃口部分熱處理長度為10～12mm。沖孔凸模與凸模固定板采用H7/m6配合。 沖模一般需要

41、進(jìn)行預(yù)備熱處理和最終熱處理。 沖模的工作零件的預(yù)備熱處理是毛坯常采用退火、正火工藝，其主要目的是消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度以改善切削加工性能，為最終熱處理做準(zhǔn)備。 沖模工作零件的最終熱處理是在精加工前進(jìn)行淬火、低溫回火處理，以提高其硬度和耐磨性。 圖3-4 落料凸模零件簡圖 落料凸模的刃口部分淬火硬度為60～63HRC，刃口部分熱處理長度為10～12mm。鉚式凸模多用高碳鋼制造。這里兩種凸模都才用T10A材料。落料凸模與凸模固定板采用N7/h6配合。 4 壓力機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核 壓力機(jī)的閉合高度是指滑塊在下死點位置時，滑塊下端面

42、到工作臺上表面的距離。閉合高度減去墊板厚度的差值，稱壓力機(jī)的裝模高度。沒有墊板的壓力機(jī)，其裝模高度與閉合高度相等。 模具的閉合高度是指工作行程終了時，模具上模座頂面到下模座底面之間的距離。 模具的閉合高度H模具應(yīng)介于壓力機(jī)的最大裝模高度Hmax與最小裝模高度Hmin之間，否則就不能保證正常的安裝與工作。其關(guān)系為 44+25+18+40+45+8=180mm220mm(滿足閉合高度要求) 但180〈Hmin=180+10=190,應(yīng)加墊板保證正常的安裝。 工作臺面（或工作墊板）尺寸一般應(yīng)大于模具底座各邊50～70mm。 其孔眼尺寸應(yīng)大于工件或廢料尺寸，以便漏料；對于有彈頂裝置的模具，

43、工作臺孔眼尺寸還應(yīng)大于下彈頂器的外形尺寸。 開式雙柱可傾壓力機(jī)J23—16，如圖4-1。 圖4-1 開式雙柱可傾壓力機(jī) 5 結(jié)論 到今天為止，三個多月的畢業(yè)設(shè)計終于可以畫上一個句號了。在自己的努力和指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，我比較順利地完成了畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)。雖然設(shè)計中仍有很多不足，但通過這次畢業(yè)設(shè)計，我對模具設(shè)計的過程有了進(jìn)一步的了解，學(xué)到了很多對今后工作有幫助的本領(lǐng)。畢業(yè)設(shè)計不僅是對所學(xué)到的知識的一次大檢驗，更是對自己的綜合能力的考驗。比如凸模的階梯形式設(shè)計和卸料板與導(dǎo)料板的組合設(shè)計，這都是一次從未有過的接觸。主要的的收獲和體會有以下幾個方面： （1）學(xué)到了根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計相應(yīng)模具的方

44、法。模具設(shè)計的過程是創(chuàng)造性勞動的過程，其過程應(yīng)按科學(xué)程序進(jìn)行，一般包括產(chǎn)品的工藝分析、擬定設(shè)計方案、總體設(shè)計、零部件設(shè)計、技術(shù)資料整理、產(chǎn)品試制、改進(jìn)設(shè)計等過程，經(jīng)過多次改進(jìn)，才能完善和成熟。 （2）提高了綜合運用所學(xué)知識的能力。以前學(xué)習(xí)課本上的內(nèi)容，感覺都是單獨的一門，沒多大的聯(lián)系。這此畢業(yè)讓我明白了，所學(xué)的知識完全可以是一個整體。設(shè)計一整套的模具就必須用到所有的知識才能完成，缺一不可，而且還需要大量深入的了解相關(guān)知識。 （3）鞏固了計算機(jī)繪圖的能力。以前用CAD繪圖，完全是為了完成老師的任務(wù)，一個一個一個指令的摸出來的，根本沒怎么用心去畫一個圖。這次繪制了大量的圖，讓我不得不快速的掌握

45、CAD繪圖的知識，更加熟悉的運用CAD來完成零件樣圖和總裝配圖。 （4）提高了收集資料和查閱手冊的能力。收集資料是做畢業(yè)設(shè)計的前期準(zhǔn)備工作，資料是否全面、可靠，關(guān)系到整個畢業(yè)設(shè)計的進(jìn)程。查閱相關(guān)技術(shù)手冊，是設(shè)計過程中隨時要做的事。這此畢業(yè)設(shè)計就充分的鍛煉了我的這種能力。 （5）明確了設(shè)計必須結(jié)合實際。設(shè)計一套能生產(chǎn)出好的產(chǎn)品的模具，就必須從實際出發(fā)。因為產(chǎn)品必須有它的實用價值和適應(yīng)消費者的能力，否則這個產(chǎn)品就沒有生命力。 （6）鍛煉出嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡目茖W(xué)作風(fēng)?？茖W(xué)工作來不得半點虛假，在設(shè)計過程中每一個結(jié)構(gòu)、零件、材料、尺寸、公差都反映在圖紙上，每一個失誤都會帶來經(jīng)濟(jì)損失，容不得半點馬虎。因此，在

46、設(shè)計中我們必須有高度的責(zé)任心和嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度。 總得來說，經(jīng)歷這次畢業(yè)設(shè)計對一個即將踏入社會的學(xué)生來說，真的很重要。 參考文獻(xiàn) ［1］ 成虹．沖壓工藝與模具設(shè)計（第2版），2006.7 ［2］ 徐政坤．沖壓模具設(shè)計與制造．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.7 ［3］ 余銀柱．沖壓工藝與模具設(shè)計．北京：北京大學(xué)出版社，2005.11 ［4］ Koric, Seid. Journal of Materials Processing Technology. Feb2008, Vol. ［5］ 張六玲．國

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