過電墊片級進模具設計

過電墊片級進模具設計,過電,墊片,模具設計 北華航天工業(yè)學院繼續(xù)教育學院本科畢業(yè)設計（論文） 摘 要 此次畢業(yè)設計的題目是電器開關過電片連續(xù)沖壓模設計。工件有落料，沖孔，壓彎工序。材料H68黃銅是本次畢業(yè)設計所選用的材料。 本次設計工件的形狀是對稱的，0.5mm是它的厚度，在工藝分析的基礎上，確定適合的工序方案，通過選擇對比本次設計采取的級進模進行沖裁。模架部分可以采用標準零件尺寸，工藝零件部分根據(jù)工件的具體尺寸和工藝分析逐一進行繪制，板料部分具體尺寸可以根據(jù)凹模尺寸進行敲定。最終進行裝配，繪制整張裝配圖。 本次論文通過分析、研究設計電器開關過電片，深入了解對沖壓模具的認識。通過畢業(yè)設計，我提高了搜尋資料提取所需資源的能力，對于模具的設計方面有了更深刻的認識。論證了電器開關過電片在設計上和實際生產(chǎn)中的合理性和可執(zhí)行性。 關鍵詞：級進模；沖壓工藝；模具設計；工藝性 I 北華航天工業(yè)學院繼續(xù)教育學院本科畢業(yè)設計（論文） Abstract The topic of this graduation project is the design of a continuous stamping die for an electrical switch. The workpiece has blanking, punching, and bending processes. Material H68 brass is the selected material for this graduation project. The shape of the workpiece in this design is symmetrical, and 0.5mm is its thickness. On the basis of process analysis, a suitable process plan is determined, and the progressive die adopted in this design is selected for blanking. Standard part sizes can be used for the mold base part, the process parts are drawn one by one according to the specific size of the workpiece and process analysis, and the specific size of the sheet material part can be finalized according to the size of the die. Finally, the assembly is carried out and the entire assembly drawing is drawn. In this paper, through the analysis, research and design of a certain electrical switch over-current sheet, in-depth understanding of the stamping die. Through the graduation project, I have improved my ability to search for information and extract the required resources, and have a deeper understanding of mold design. It demonstrates the rationality and practicability of a certain electrical switch overcurrent sheet in design and actual production. Keywords: progressive die; stamping process; die design; manufacturability II 目 錄 摘 要 I Abstrat II 緒 論 1 第1章 電器開關過電片工藝分析 3 1.1工藝分析 3 1.1.1 材料分析 3 1.1.2 零件結構的分析 3 1.1.3 尺寸精度 4 1.1.4 毛坯尺寸 4 1.2 制定沖裁方案 5 1.3 模具總體結構的確定 6 1.3.1 模具類型選擇設計 6 1.3.2 送料方式分析設計 6 1.3.3 定位方式分析 6 1.3.4 卸料、出件方式分析 6 1.3.5 導向方式分析 7 第2章 工藝參數(shù)計算 8 2.1 排樣方式的選擇 8 2.1.1排樣和搭邊值設計運算 8 2.1.2步距設計運算 8 2.1.3 條料寬度設計運算 9 2.1.4 材料利用率設計運算 9 2.2 沖壓力設計運算 9 2.2.1沖裁力設計運算 9 2.2.2彎曲力的計算 10 2.2.3 卸料力和推件力設計運算 10 2.2.4 總沖壓力設計運算 11 2.3 壓力機噸位分析 12 2. 4 壓力中心 12 2. 5 刃口尺寸設計 13 2.5.1 沖裁間隙 13 2.5.2刃口尺寸大小設計 14 2.5.3彎曲模設計運算 17 第3章 模具主要零部件的計算 18 3.1 凹模設計運算 18 3.1.1 凹模外形設計運算 18 3.1.2 凹模固定螺孔和定位銷孔大小與間距 19 3.1.3 凹模精度和材料設計分析 19 3.2 凸模設計運算 20 3.2.1 凸模結構分析 20 3.2.2 凸模高度尺寸大小的設計 20 3.2.3 凸模材料分析 21 3.2.4 凸模精度分析 21 3.2.5 凸模強度設計運算 23 3.4 彎曲模設計 24 3.4.1 彎曲凹模設計 25 3.4.2彎曲凸模鑲塊 26 3.3 卸料板的設計 26 3.3.1 卸料板外型設計 26 3.3.2 卸料板材料分析 27 3.3.3 卸料板整體精度設計分析 27 3.3.4 彈性零件設計 28 3.4 固定板分析設計 28 3.5 墊板設計 29 3.5.1 墊板分析 29 3.5.2墊板受力分析 30 3.6 其他零件設計 30 3.6.1 定位零件 30 3.6.2導料浮頂裝置 30 3.7上下模座、模柄分析設計 31 3.7.1 上下模座分析設計 31 3.7.2 模柄的選用 31 3.7.3 螺釘、銷釘設計 32 3.8 總裝配圖 33 3.8.1模具裝配圖 33 3.8.2模具工作原理 33 第4章 沖壓設備的校核與選定 35 4.1 沖壓設備的校核與選用 35 4.2部分零件加工工藝 36 4.2.1沖孔凸模加工工藝 36 4.2.2落料凹模加工工藝 36 結 論 38 參考文獻 39 致 謝 40 附錄一 41 附錄二 47 緒 論 模具，是工業(yè)生產(chǎn)上用來注塑、吹塑、沖壓、壓鑄或鍛壓成型、冶煉、沖壓等方法得到想要的物品的不一樣模子。簡單來說，模具是一種工具，是用于制作成型所需物品的，這種工具由各種不同構造的零件組成，不一樣的模具由不一樣的零件組成。它是通過改變模具的構造以改變物品的外觀型狀。有“工業(yè)之母”的稱號。 當今中國的模具產(chǎn)業(yè)越來越成為人們關注的重點，這與相關工業(yè)技術的快速發(fā)展，裝備技術的逐漸成熟密不可分。國際之間的交流也日益變得密切，模具產(chǎn)業(yè)也隨之自然變得愈來愈重要，更多此類的人才被吸引進來，但同時也面臨著新的挑戰(zhàn)。技術的發(fā)展對相關產(chǎn)業(yè)的要求不斷提高，在機械工業(yè)、汽車制造業(yè)、家電產(chǎn)品制造業(yè)、建筑工業(yè)等相關領域，使用模具來制造產(chǎn)品的機會也增加了很對，同時對模具制造技術要求也隨之不斷提高，這就要求設計人員的專業(yè)基礎過硬，生產(chǎn)實踐經(jīng)驗充分，能夠根據(jù)產(chǎn)品的形狀結構來完成設計要求，使得設計生產(chǎn)出來的模具產(chǎn)品性能良好，使用壽命更長，在使用時效率更高。作為中國獨立的大型工業(yè)，模具的發(fā)展勢頭逐漸增強，現(xiàn)已成為國家基礎產(chǎn)業(yè)的支柱。世界上最大的制造業(yè)大國中國，模具行業(yè)將取得長足發(fā)展，其經(jīng)濟發(fā)展將迅速增長。 由于國家模具工業(yè)起步較晚，中國的模具設計技術相對較差。 盡管在“ 95”時代實現(xiàn)了增速發(fā)展。但因為起步比較晚，在模具設計與制造方面與其他發(fā)達國家還是相形見絀，我國模具在技術上和創(chuàng)新上還是有很長的一段路要走，需要做的進步還有很大的空間。需要有更多的人技術型科研型人才進入這個行業(yè)中，需要有更多的人了解到這一基礎項目的重要性，這也是一項高科技 制造更多受歡迎的產(chǎn)品。 目前，與發(fā)達國家相比，中國的沖壓技術仍在落后的階段。 在國外許多高新技術已經(jīng)很普遍，我國就存在機械老化問題。我國的模具方面的人才也有缺失，不過按照現(xiàn)在國家對技術人才的需求，各大高校、技校造就越來越多的人才來彌補這一塊。近幾年，我們國家在沖裁模具設計這一塊有了很大的提升，我們可以依靠自己設計出高質量的模具[5]。在現(xiàn)在，沖壓模具的設計和使用成為可以衡量一個國家科技實力的一項指標，經(jīng)濟、科技以及生產(chǎn)的三個方面的發(fā)展都被模具各個方面的發(fā)展所牽動著、影響著[6-7]。根據(jù)資料來看，近年來國際商貿(mào)模具的買賣中沖壓模具所占的比例最高，其次是注塑模具，而其他類型模具的只占極小的一部分[1-3]。在現(xiàn)在這個競爭力極強的社會中，想要高質量的模具設計，就得要有卓越的模具設計人員和技術，用合理的方案設計出高質量的模具[4]。從利用人類的經(jīng)驗和傳統(tǒng)的機械化技術轉變?yōu)楹诵牡挠嬎銠C輔助設計和制造（CAD / CAM）技術。比如CAE的出現(xiàn)和發(fā)展，沖壓毛坯的成形已經(jīng)完全可以直接運用現(xiàn)代計算機的技術來對沖壓成形工藝的過程和對沖壓毛坯的設計過程進行科學的分析和模擬。UG/proE這些新的三維造型軟件和軟件在制圖行業(yè)里的廣泛應用，讓技術人員的工作便利化，簡單化，程序化，規(guī)范化，模具生產(chǎn)周期得到了大大降低。 （1）在校學習了很多專業(yè)理論知識，通過本次課題可以對所學知識進行總結復盤，明確自己還存在的困惑點，掌握產(chǎn)品開發(fā)一般所需的過程。 （2）在進行過電墊片沖壓成型工藝與模具設計時，需要大量的查閱資料，所以可通過本次設計提高自身查閱設計工具資料的能力。在設計時最重要是的是需要用到CAD、solidworks繪制二維圖以及三維圖，可提高自己靈活使用軟件語言的能力，通過圖紙的繪制熟練掌握機械制圖的繪制方法和技巧。 （3）沖壓模具在現(xiàn)實生活中的應用越來越廣，市場前景非常好，通過本次過電墊片級進模具設計，探索塑沖壓模具的開發(fā)過程，更了解沖壓模具市場，為之后的工作打下基礎。  第1章 電器開關過電片工藝分析 本次設計是過電墊片級進模具設計，電器開關過電片零件如圖1-1所示。 圖1-1 零件圖 生產(chǎn)量：大批量生產(chǎn)； 材料：H68黃銅； 材料厚度：0.5mm； 未注公差：IT14。 1.1工藝分析 1.1.1 材料分析 塑料制品的材料具有一定的物理和化學特性,材料的每一種特性都對制品的成型有一定影響。有下面的例子：對于材料的相關使用方面，其本省應該具備相關剛度，抗性等，能夠在實際的使用中在各環(huán)境中都展示其抗逆性。綜合這些因素，我們本次的設計中決定選取的為H68型號的黃銅材料，這種材料通常有較強的導電性能，被廣泛使用。在沖壓時，我們應該關注它的成型性能，還有材料的穩(wěn)定性和其他因素。一般情況下這種原材都滿足我們的設計條件，其相關參數(shù)和性能等都在此類制造生產(chǎn)中滿足，所以是最佳之選。 1.1.2對于零件結構的分析 因為這個沖壓件設計的二維圖可以得出，這個工件能夠分為沖孔、沖部分廢料邊、彎曲和落料這些步驟，在實際的制造中，我們要對其中的一些步驟進行詳細的設計，這樣才可以滿足成型與制造要求。 1.1.3 尺寸精度 通常在剛剛拿到一個物體時，我們并沒其準確地尺寸大小，為了便于設計分析制造，所以我們應該對相關外形尺寸進行一個設計，本課題中的制品我們決定將其制造模具的相關精度設計為IT7，相關公差取IT14較為合適一些，借此進行下述分析。 由于我們本次制造的過電片產(chǎn)品的自身屬性所決定，其相關性質都在于模具角度的尺寸精度容易控制，對于其模具的加工方式也較為方便。因為這個沖壓件其加工要求本身就很多，然后要求加工的薄厚尺寸大小為0.5毫米，那么經(jīng)過分析，我們決定其加工選為落料形式即可。 （1）壓凹工藝性：分析零部件的外形后，我們能夠得知其整體外形為彎折狀的，由此我們可以的出來在加工時需要對其進行此工藝處理。 （2）沖孔工藝性：因為零部件外形上面還有兩個形狀為圓的兩個孔，需要先進行上步分析的工藝，其次方才能夠到此步工藝。 （3）開口沖壓工藝性：由于前兩部工藝制造出來的制品還不能滿足要求，少了開口的相關工藝，因此在本步工藝中，我們需要對它進行一個余料的沖壓去除，使得它滿足設計需求。 （4）彎曲工藝性：由于制品本身結構為彎折的成分，那么此步工藝很有必要進行，只要工藝合理就能夠符合。 1.1.4 毛坯尺寸 由上述分析與設計過程，我們能夠知道其內(nèi)倒角大小為R=1毫米較為合適一些。那么對于展開料尺寸大小的設計可以由下表1.1得出： 表1.1系數(shù)K r/t 0～0.5 0.5～0.8 0.8～2 2～3 3～4 4～5 k 0.16～0.25 025～0.30 0.30～0.35 0.35～0.40 0.40～0.45 0.45～0.50 已知r/t=1/0.5=2 從上述所列出的可以看出K為0.35。 那么進一步就能夠得出中性層相關倒角的尺寸大小設計運算如下所示: 那么具體的設計毛坯展開圖如圖1-2所示。 圖1-2 毛坯展開圖 1.2 制定沖裁方案 一般此方案設計對于模具設計開始之前是一個重要的分析準備工作，可以說如果在沒有進行工藝方案的確定那模具后期的工序數(shù)目，工序順序，以及沖裁方案就無從確定了。因此在設計開始之前我們通過對于本次設計的工藝分析要制定幾個方案設計，經(jīng)過各方面的考量選擇一種比較合適的沖裁方案，用于我的此次設計。 由制品零件的相關設計圖和上述的一些分析，我們可以得知如果想要得到本設計的零部件產(chǎn)品，那么就要在工藝過程中包含以下幾個：比如沖孔，彎曲，落料等操作，那么有這些條件我們就可以設計出如下的三個方案： 方案一：再此方案中我們決定采取模類型為單工序的，那么具體的工藝規(guī)程為落料，在對相關圓孔進行制造沖孔工藝，然后在進行零件的彎折，那么一共算下來需要有幾部分彎曲類的模具。 方案二：在此方案里面，我們對前面兩個操作選擇使用相關結合類的模具來進行制造，最后一個彎曲的工藝我們也采用模，具體的應該是單工序形式的。 方案三：在此方案中我們在制造工件的時候都使用到了模，那就是級進模，這種模通?？梢载灤┱麄€沖壓成型的工序里面。 對比分析： 方案一：此方案中，我們可以看到整個制造過程里面需要進行多次換模的操作，通常這樣的操作會使得制品的性能結構達不到相關要求。 方案二：這種方案也是同樣的道理，由于來回折騰，工序繁所，導致在實際的設計加工制造時對產(chǎn)品本事的質量造成損壞，對于原先的制造要求不能達到，同時經(jīng)濟性也不是很好，所以不符合。 方案三：這種方案和前面兩種相比較下，就會顯得很方便，在實際的工程制造操作時，它僅僅會用到一個模，在這個上面就能夠對整個加工進行控制，能夠制造出符合設計需求的制品。這樣做的話還會在很大程度上使得制造經(jīng)濟性得到保證，避免了浪費和制造時的繁瑣程序而對產(chǎn)品造成破壞等現(xiàn)象的出現(xiàn)。滿足實際上大批量進行生產(chǎn)的需要，而且能夠節(jié)約時間以及人工的成本，也既是可以較為顯著的提升加工的生產(chǎn)效率。 1.3 模具總體結構的確定 1.3.1 模具類型選擇設計 由上述的相關設計分析，我們可以得知最終選取的第三種方案進行成型制造，這種方案中選擇了級進形式的模進行生產(chǎn)加工，一般情況下我們在設計制造這種模的時候不會花費過多的材料和金錢，不會造成太多的浪費，而且其外形方面也不較簡單，在后期的時候中能后長期制造。 1.3.2 送料方式分析設計 在一個生產(chǎn)過程中，如果工序多的話，那么就要對其進行一個自動化的設計，這樣的話在最開始的原料運輸方面就可以節(jié)省很多時間，而且在后續(xù)的相關操作中還可以減少繁雜操縱，對于整個工藝設備的生產(chǎn)周期進行縮短。 1.3.3 定位方式分析 我們知道此設計沖壓生產(chǎn)所應用的原料設定為帶料形式，帶料形式進行的送進是依靠導料銷來進行完成的，在實際的共歐中，如果想要把物料從一個地方運到另一個地方，那么就需要對位置做好控制，在之后的所有工序進行時我們都選擇導正銷來輔助這個工作進行。并且可以依據(jù)自動送料機構的設計將板料進行壓緊。 1.3.4 卸料、出件方式分析 由上述的設計，我們能夠得知在此方式的選擇上為彈性的板，其優(yōu)點是成本比較低，結構比較簡單，它的工作過程是在于凸模成功沖裁以后，可以依據(jù)彈性橡膠本身具備彈力來使得凸模以及沖裁材料實現(xiàn)分離。 由上面分析我們得知使用了彈簧板，那么在工作時候，當模具沒有被打開的時候，彈簧也就是出在一個收縮的狀態(tài)，相反那么當它打開的時候，后者也就由收縮狀態(tài)變?yōu)樯扉L狀態(tài)，使得卸料件沿著設備向下運送。 1.3.5 導向方式分析 中間導柱節(jié)省材料，適用于對稱部件。后導柱的是最常用的框架。設計時更靈活，零件的進給和移除比較簡單，進給和移除簡單。  第2章 工藝參數(shù)計算 2.1 排樣方式的選擇 排樣方式指的是沖壓件位于板料或是條料上所需要運用得布置方式，一般來說合理的布置形式可以起到節(jié)約材料的作用，從而節(jié)省生產(chǎn)支出。此步驟通常在沖壓設計時候十分關鍵，排樣的方式不僅僅影響到本身的空間合理安排，最重要的是會使得整個制造過程變得復雜或者簡單。那么，考慮到這些，我們在實際的排布上應該多加思考，不能因為這點而導致后面整個過程無法進行。 排樣時考慮的條件或問題有很多，包括生產(chǎn)能力等[4]。那么從我們此次設計選擇方案來考慮，級進行時的模具在實際的制造加工過程中會有很多問題，那么就容易使原料使用合理。因此，綜上我們決定還是借助排樣來從另一方面進行緩解。我們決定選擇雙排的形式比較合理，這種排布會使得物料使用得當，不至于產(chǎn)生過多的廢料。 從我們的制品本身考慮，因為它的外形結構為彎曲的，那么我們考慮選擇直對的形式進行排布，這樣做的話能夠令相關位置受載荷合理。常用的幾種方法如圖2-1所示。 圖2-1 排樣的方法 2.1.1排樣和搭邊值設計運算 通過查閱相關材料和文獻，我們可以得知，最小搭邊大小選擇為0.8mm、1.0mm。然后綜合考慮后續(xù)工序，進行相關取整工作。 2.1.2步距設計運算 它的相關定義是由于沖壓進行生產(chǎn)過程當中，工件或者條料進行每次進給產(chǎn)生的距離大小，是加工生產(chǎn)完成一個工件之后進行接下來的沖壓生產(chǎn)的時候向前進行位移的距離大小，對于它的尺寸大小的設計運算，我們可以取工作中前進一個步的時候具體的相鄰制品距離大小。 那么步距的設計運算公式如下： (2.1) 式中 ： 這里的S表示為沖裁步距； 這里的L表示為在送料方位上毛坯所取尺寸的最大值； 這里的b表示為沿進料方向取得的搭邊值。 這里可以依據(jù)這個沖壓件具有的外形輪廓可以得到，等到坯料進行工作時進的料方位上，板料的外部其最長為L=6.7毫米, 我們還能夠知道搭邊調整大小尺寸是2.3mm，那么就有： 2.1.3 條料寬度設計運算 它的相關設計運算表達式為： (2.2) 那么由相關材料和文獻我們可以得知其中相關參數(shù)大小，那么寬為： B=(2×23.25+4.5+2×1)-0.50=mm 2.1.4 材料利用率設計運算 沖裁件的現(xiàn)實的面積與原來利用板料面積的比例[2]， 具體的設計運算公式為： (2.3) 這里面： A—為工件面積，那么由計算機輔助軟件我們能夠得知為：119.5mm2 η=nA/BS×100% =2×119.5/53×9×100% =50.1% 則利用率為50.1%。 2.2 沖壓力設計運算 2.2.1沖裁力設計運算 具體設計可以按照如下的式子進行： 還可以根據(jù)下面式子來設計運算： 在這里面：——制品的周長（mm）； —— 材料厚尺寸大小（mm）; —— 相關抗減強度大?。ǎ?； ——通常選取=1.3。 ——，此設計中我們選取=450Mpa比較合適一些 結果如下表2.1 表2.1 各工位情況 工位 類別 周長（mm） 第一工位 沖導正孔 18.8 第二工位 導正孔長圓孔 35.5 第四工位 切廢料 51.1 第九工位 沖孔 28.3 第十一工位 落料 49 那么總沖裁力就是： 2.2.2彎曲力的計算 對于U形工件我們可以按照如下的式子進行設計，帶入數(shù)據(jù)得出：其中，b=5mm. r=1mm.k取1.3 b=5mm. r=1mm.k取1.3 2.2.3 卸料力和推件力設計運算 沖裁動作完畢之后，我們就要將一些剩下的殘渣廢棄原料從設備上面分離下來，那么把它卸載下來所需要的力就是卸料力，把它推出來的力就是推件力。如圖2-2所示 圖2-2 卸料推件力 卸料力以及推料力一共對于板料或者是條料所具備的尺寸、其所需的厚度和其重量有關，還會與模具所具備的刃口間隙值的大小有關聯(lián)。相對合理的卸料力以及推件力大小能夠提高生產(chǎn)的質量與生產(chǎn)工作效率所以設計運算為： n 其次，對于推件力我們在進行設計運算的時候，通常由模具口制品的具體多少來決定，那么就有： n=h/t=2.5/0.5=5 由相關材料和蚊香我們可以得知： 由上面的分析就會設計運算出兩個力分別為： F卸=0.045×41.2KN=1.9KN F推=5×0.005×41.2KN=11.4KN 2.2.4 總沖壓力設計運算 總沖壓力如下： 2.3 壓力機噸位分析 我們知道，那么壓力機型號可以初選為J23-16，相關值大小如表2.1所示。 表2.1 開式壓力機參數(shù) 型號 J23-16 J23-25 J23-35 J23-63 公稱壓力/KN 160 250 350 630 滑塊行程/mm 55 65 100 120 最大閉合高度/mm 220 270 290 360 閉合高度調節(jié)/mm 45 55 60 70 滑塊中心線至床身 距離/mm 160 200 200 300 滑塊底面尺寸/mm 前后 180· 220 220 300 左右 200 250 250 260 模柄孔尺寸/mm 直徑 40 40 40 50 深度 60 60 60 80 2.4壓力中心 我們在此次設計中可以把它分成幾份，然后再進行合力的運算。通常對于簡單的外形結構物體，壓力中心就在幾何中心上，那么我們分別設計，首先由下面的相關設計式子。 選坐標XOY。如圖2-3所示。 圖2-3 壓力中心設計 2.5 刃口尺寸設計 2.5.1 沖裁間隙 這里的凸模以及凹模間其存在得間隙可以變成為刃口得間隙，所用的板料或者材料具備的厚度不同那么對于刃口得間隙值也會不同，所以應該合理得確定刃口得間隙值。如圖2-4中所示，Z通常是取正的雙邊間隙大小。 圖2-4沖裁間隙圖 由相關文獻我們可以查表2.2得材料的間隙大小應該是0.04，0.06。 表2.2雙邊間隙 材料 厚度 08、10、20、35、 09Mn、Q235 16Mn 40、50 65Mn Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax 小于0.5 極小間隙（或無間隙） 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.5 1.75 2.0 2.1 2.5 0.040 0.048 0.064 0.072 0.092 0.100 0.126 0.132 0.220 0.246 0.260 0.260 0.060 0.072 0.092 0.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.360 0.380 0.500 0.040 0.048 0.064 0.072 0.090 0.100 0.132 0.170 0.220 0.260 0.280 0.380 0.060 0.072 0.092 0.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.380 0.400 0.540 0.040 0.048 0.064 0.072 0.090 0.100 0.132 0.170 0.220 0.260 0.280 0.380 0.060 0.072 0.092 0.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.380 0.400 0.540 0.040 0.048 0.064 0.064 0.090 0.090 0.060 0.072 0.092 0.092 0.126 0.126 2.5.2刃口尺寸大小設計 （1）確定原則 凸、凹模刃口尺寸公差的選擇和計算，是一個很的重要的環(huán)節(jié)，會明顯的影響到?jīng)_生產(chǎn)技術經(jīng)濟效果那么具體的確定可以見下面表中所列出來的，對于比較合理的刃口間隙值以及較為合理的凸模、凹模刃口應用的尺寸公差，便于增加在模具制造時候得加工精度以及其所需工件的質量。這里的模具其對于刃口得計算應當有對應的要求和規(guī)定，可以依據(jù)凸模以及凹模在于沖壓加工的生產(chǎn)制作過程當中的變化取得相對應的規(guī)律，以此來輔助模具刃口來進行相應計算其中一種方法是凸凹模的分機法，另一種方法是配合法。 通過相關材料和文獻，我們可以知道配合方式通常會令相關設計變得比較方便，那么在經(jīng)濟性方面也會變得較為合理一些。那么綜合以上的分析我們決定選擇配作式設計運算凸凹模刃口大小 （1）由于模在常規(guī)制造時總是不停地變大，我們通常將它叫做這里稱作第一類尺寸A --- Aj=(Amax-x△) （2）那么變小時叫作第一類尺寸B Bj=(Bmin+x△) （3）若不變的話叫作第一類尺寸C 由相關材料和文獻我們可以得知： 如果精度大于IT10 那么 x=1 IT1-IT13 x=0.75 IT14 x=0.5 由相關材料和文獻，我們能夠知道像本設計中一樣，制品的外形尺寸復雜時采用方法為凹凸模配作法。這種處理方法的優(yōu)點是，制配工藝相對簡單，尺寸標注簡單，保證了間隙。 沖頭刃口設計式子可見下： 減小長度大小為 增大的長度大小為 不變的長度大小為 Cj=(Cmin+) (1) 工位 1：沖導正孔凸模刃口大小設計，直徑3mm： 由下面的式子我們能夠進行設計運算: 計算， D＝（3+0.5×0.25）＝3.1250-0.02mm (2)工位2 長圓孔凸模刃口； 由下面的式子我們能夠進行設計運算: ， A1=（1.5+0.05×0.25）＝1.625mm (3)工位4 切廢料凸模刃口： 由下面的式子我們能夠進行設計運算: ， A2=(9+0.5×0.36)0-0.09=9.15mm A3=(5+1×0.30)=5.14mm (4)工位10 落料凸模刃口： 由下面的式子我們能夠進行設計運算: A2=(6.7+0.5×0.36)=6.52mm 由相關材料和文獻，這里我們可以取 x=0.5。 A類尺寸大?。?、、、 B類：、 C類： 那么通過設計可以得到相關零件尺寸如表2.3所示： 表 2.3 工作零件刃口尺寸設計 類型 尺寸 計算 結果 A B C Cj=(Cmin+) 2.5.3彎曲模設計運算 由相關材料和文獻，我們可以帶入數(shù)據(jù)得出間隙： 由文獻我們可以查出上面式子的值，那么就有：。 在我們進行設計運算的時候應該將凹模作為標準，將凸模作為匹配。必須確保調整凸模和模之間的間隙，查表[1] 由于我們在對此制品進行彎折工作的時候只有一次進行，那么我們在設計的時候要將彎曲半徑那一部分的沖頭大小尺寸進行一個設計，具體結構如圖2-5所示【3】。 圖2-5 彎曲示意圖  第3章 模具主要零部件的計算 在我們通常進行相關的其它部件的設計運算時，通常由相關材料與文獻，加上國標所規(guī)定的一些，在實際的設計工作中，我們通常會將其它零部件，比如座板，卸料板等借助凹模來進行設計，因此要對凹模先進行設計分析。在后面的零部件設計時候，我們要借助他們本身的設計意圖和在設備中充當?shù)墓ぷ?，如果我們的設計和所要制造的產(chǎn)品有之間關系的時候，那么對于一些需要參考相關設計標準的就需要進行查閱相關材料和文獻進行選擇設計，一般這樣做的話，不僅會讓小尺寸設計合理得當，同時還會讓整體的工作周期得到縮短，那么接下來我們就要進行相關零部件的詳細設計運算討論。 3.1 凹模設計運算 3.1.1 凹模外形設計運算 這部分的設計通常都和制品的外形相關尺寸大小有關系，那么當我們有工件的厚度尺寸，由相關材料和文獻，就能夠進行一下一些公式選取和設計運算; 凹模板厚大小設計公式為： (3.1) 凹模板孔和邊相隔的尺寸大小設計公式為： c≥1.5H （3.2） 那么就能夠得出來凹模其長度尺寸大小為： (3.3) 那么其凹模寬度尺寸大小為： (3.4) 在這里面我們由相關材料和文獻可以取得b2=50； K的取值一般我們由表3.1條件進行選擇【2】。 表3.1系數(shù)K 材料料寬s/mm 材料厚度t/mm ≤1 >1～3 >3～6 ≤50 0.30～0.40 0.35～0.50 0.45～0.60 >50～100 0.20～0.30 0.22～0.35 0.30～0.45 >100～200 0.15～0.20 0.18～0.22 0.22～0.30 >200 0.10～0.15 0.12～0.18 0.15～0.22 那么本設計的K=0.4。 根據(jù)上述相關式子我們可以得知凹模具體設計可為： 厚度尺寸大小為： H=Kb2 =0.4×50 =20（mm） 再由上述相關設計公式我們可以算出凹模壁厚尺寸大小為： c>1.5H =1.5×20=30mm 寬度的尺寸大小設計運算為： L=b1+2c= 50+2×30=110 最后我們再根據(jù)其它因素與模具本身的外形結構設計進行取整工作后具體為：L×B×H=160mm×110mm×30mm 3.1.2 凹模固定螺孔和定位銷孔大小與間距 相關的孔系通常我們在進行模具設計的時候，并不是隨意選取的，要滿足一些要求，如： 1、A在實際的設計中要為螺孔的尺寸大小的1.4倍左右較為合適一些 2、D在實際的設計中要為銷孔的尺寸大小的2倍左右較為合適一些 3、C在實際的設計中要為螺孔的尺寸大小的1.3倍左右較為合適一些， 3.1.3 凹模精度和材料設計分析 通常情況下，對于這部分的設計我們應該加以重視，不僅僅因為它是設計和制造產(chǎn)品的核心部件，而且它可以使得制品在完成后滿足相關的性能和表面光滑度要求等，那么由相關的材料和文獻，我們可以得知選取Cr12的原料來制造比較合適一些，這是由于此材料一般強度比較好，可以經(jīng)得住使用。其相關設計如圖3-1所示。 圖3-1 凹模 3.2 凸模設計運算 3.2.1 凸模結構分析 通常設計人員進行相關的其它部件的設計運算時，通常由相關材料與文獻，加上國標所規(guī)定的一些，在實際的設計工作中要對凸模先進行設計分析。在后面的零部件設計時候，我們要借助他們本身的設計意圖和在設備中充當?shù)墓ぷ?，如果我們的設計和所要制造的產(chǎn)品有之間關系的時候，就要考慮到其在工作時候的抗振性能與工作時候的合理性，在后期的使用中不會發(fā)生經(jīng)常損壞的情況。綜合上述的相關設計分析，我們可以將其結構設計為直柱式的，接下來再利用臺階固定【1】。 3.2.2 凸模高度尺寸大小的設計 其相關的外形結構大小如圖3-2所示。 圖3-2 凸模高度尺寸 從上圖中我們能夠得到一些參數(shù)取值，具體的高度由下面式子進行運算： L=h1+h2+H (3.5) 由相關材料和文獻我們可以得出上面式子中的各個值的大小，那么將它們帶進去，有：L=20+30+2.5=52.5(mm) 3.2.3 凸模材料分析 由于此次設計要求模具屬性比較好，能夠長期進行沖壓工作，我們應該加以重視，不僅僅因為它是設計和制造產(chǎn)品的核心部件，而且它可以使得制品在完成后滿足相關的性能和表面光滑度要求等，那么由相關的材料和文獻，我們可以得知選取Cr12的原料來制造比較合適一些，對于它的硬度條件可以選擇設計在HRC58～62HRC范圍里面比較合適。 3.2.4 凸模精度分析 由相關材料和文獻，加上實際的設計經(jīng)驗和設計要求，我們可以取得表面粗糙度為Ra0.8um。精度選取IT7。 （1）沖導正孔凸模結構如圖3-3所示。 圖3-3 沖孔凸模 （2）沖長圓孔凸模，相關尺寸設計如圖3-4所示。 圖3-4 沖長圓孔凸模 （3）切廢料凸模，相關尺寸大小設計如圖3-5所示。 圖3-5 切邊凸模 （4）沖孔凸模，相關的尺寸大小長度如圖3-6所示。 圖3-6 沖孔凸模 3.2.5 凸模強度設計運算 （1）壓應力校核運算 由相關材料和文獻，我們可以查得由如下的校核關系式。 Ps≤[δ壓] 這里面 p——沖裁力最大值 s——刃口的面積大小取值 還有P=LTτ 那么根據(jù)上述的相關分析我們有Ps =0.8×450=360MPa。因此，導正孔凸模的周長大小為9.4毫米。沖長圓孔周長大小應該為17.7毫米。 沖孔周長大小應該為13.1毫米。 1）沖導正孔凸模設計運算表達式我們可以見下面所示： L=9.42mm s=7.16 帶入公式有 PS=LTτS=9.42×0.5×360/7.16=236.8mp≤δ壓 2）沖長圓孔凸模設計運算表達式我們可以見下面所示： L=17.7mm s=15.6 帶入公式有 PS=LTτS=17.7×0.5×360/15.6=204.2Mpa≤δ壓 3)沖孔凸模設計運算表達式我們可以見下面所示： L=13.1mm S=15.9 帶入公式有 PS=LTτS=13.1×0.5×360/15.9=143.8MPa≤δ壓 由上述的校核分析運算，我們可以知道滿足相關設計要求。 （2） 失穩(wěn)力校核運算 由于凸模有卸料板導向，由相關材料和文獻，我們可以得出下面的設計運算式子為 lmax=π8 Ed3tτ 這里面 τ取360Mpa（黃銅H68）。 由可以得知尺寸大小為?3的孔是此模具上面大小最小的一個，由校核設計要求，我們可以知道它滿足的話即可，所以有 lmax=π8 Ed3tτ=π8 21000×30.5×3603=69mm 因此69mm＞52.5mm，滿足要求，校核通過。 3.4 彎曲模設計 對于級進彎曲它的相關的工藝性有如下的幾點要求應該： （1）首先我們應該考慮彎曲的時候，倒角的設計尺寸大小，通常會要求其不應該太大。 （2）其次，設計時還要注意直邊一側的高度尺寸大小要合適一些，不能過短。 （3）對于相關孔的分布，它們之間的距離大小要合理 （4）一般情況下我們知道在制品進行一個彎曲作用的時候，其外形結構會隨之改變，那么在設計時要注意設計為對稱的比較好一些。 設計彎曲模時應該有一些一些條件： （1）首先在設計的時候要注意對制品原材料放進模具里面的時候為止放置要準確，否則達不到設計標準和相關要求 （2）在每個步驟進行時，我們要及時進行相關校核工作，如果不合理，及時調整 （3）當設備在工作的時候，我們應該考慮相關安全性，防止意外發(fā)生。 3.4.1 彎曲凹模設計 1） 第一凹模的圓角半徑就不應該太小，內(nèi)側里面半徑應該作為凸模的圓角半徑的參考值。本設計中我們應該取凸凹模間隙比較合適一些。 2） 通常在實際的設計中，我們?nèi)芜呴g隙為z/2比較合理。 3） 那么由上述相關分析設計我們可以算得間隙為下面表達式。 （6-1） 這里面： n由相關材料和文獻我們可以取0.05。 那么就有如下結果：。 由相關材料和分析我們知道R彎曲≥時滿足，那么，凸模圓角尺寸大小設計就和彎曲的地方一致，如圖7.7中所示。 從以下圖中列出我們能夠得知,當制品進行制造加工時候，要有一個彎曲的操作，當做完此步驟時，還要再次進行，經(jīng)過這兩步工作就會得到這樣的形狀，由相關材料和文獻，加上設計需求。那么凹模寬度尺寸大小可以設計為23.4mm，我們固定彎曲的深度設計為5.7mm。 由上述相關的分析，彎曲凹模結構如圖3-7所示： 圖3-7彎曲凹模 3.4.2彎曲凸模鑲塊 在進行這部分的設計時，我們首先應該對相關零部件外形結構與模具本身的選擇性進行分，那么我們決定嵌套形式比較合適一些。從下圖中我們還可以得出，應該在固定端的底下位置處考慮設計臺肩。由相關材料和文獻，我們能夠得知所設計的這個臺肩高度尺寸大小應該為3毫米較為合理，那么它的寬度尺寸大小通常由凹模的相對尺寸厚度大小決定，其次我們還要注意其他特殊情況，比如本設計中制品的外形結構，那么綜合之下決定寬度為22.3毫米較為合適。彎曲凸模結構如圖3-8所示。 圖3-8 彎曲凸模 3.3 卸料板的設計 3.3.1 卸料板外型設計 由上述的相關討論，我們知道在設計的模具設計過程中，沖裁動作完畢之后，我們就要將一些剩下的殘渣廢棄原料從設備上面分離下來，那么把它卸載下來所需要的力就是卸料力，那么進行這個力作用的零部件選擇為彈性形式的卸料板。那么對于相關間隙大小我們?nèi)?.1mm較為合適一些。具體數(shù)值見下表3.1; 表3.1 卸料板與凸凹模間隙 材料厚度t 0.5 0.5～1 ＞1 單面間隙C ＜0.05 0.1 0.15 在實際的設計運算中，通常我們在計算卸料板的尺寸大小時候，要在之前首先得出相關模具的大小，那么計算出來的板在尺寸大小上面只有厚度不太一致。接下來我們查閱相關材料和文獻，就能夠設計出來板的長、寬尺寸大小。再由相關材料和文獻，以及上述的分析與設計要求，還可以知道板的厚度尺寸大小一般為凸模厚尺寸大小的1倍左右即可。根據(jù)實際的制品進行分析，那么因為我們的制品尺寸不大，那么板的厚度尺寸大小最終取為16mm比較符合要求，那么就有：卸料板：160mm×110mm×16mm 3.3.2 卸料板材料分析 通常情況下，對于這部分的設計我們應該加以重視，不僅僅因為它是設計和制造產(chǎn)品的核心部件，而且它可以使得制品在完成后滿足相關的性能和強度要求等，那么由相關的材料和文獻，我們可以得知選取45號鋼作為它的材料比較合適。其次，我們所選擇的這種材料一般在熱處理后就會顯示出來比較好的綜合力學性能。 3.3.3 卸料板整體精度設計分析 我們對外部的粗糙度設置為R3.2即可，但是里面的相關精度會對后面的制造步驟有一定的影響，那么我們由相關材料和文獻可以取其為Ra1.6；其次，我們設計其他相關零部件的時候，比如孔和銷，那么還知道這些零部件通常有著導向銷確定位置不發(fā)生改變作用，通常設計的時候要求相關精度要比較好，那么我們可以設置其表面粗糙度大小為Ra3.2【3】。卸料板結構如圖3-9所示。 圖3-9 卸料板 3.3.4 彈性零件設計 通過查閱相關材料和文獻： 1） 首先在數(shù)量的設計上應該為4根比較合適，其主要承受的卸料力大小為1.9KN 2） 其中平均下來每根所分的為： F預≥F卸 /n=1500/4=475N 3）查閱相關材料和文獻我們得知，有如下關系預壓力P預＞475，那么在選擇時要考慮其強度大小是否滿足，那么初選39-42號彈簧，它的最大工作負荷為F1=600N>475N 3）校驗足S1≧S總，由相關材料和文獻，加上本設計的具體要求，我們可以得到： 其中： 修模量在（2～6）mm范圍內(nèi)比較合適 S允許≥F總=F預+F工作 +S修 模 由相關材料和文獻，加上本設計的具體要求，我們可以得到：選取42號彈簧。它的相關參數(shù)見下面所列出來的： 外徑尺寸大小：D=16mm 彈簧材料的直徑尺寸大?。? 自由高度大?。? 裝配時候的高度尺寸大小為35mm： 3.4 固定板分析設計 固定板顧名思義就是在模具設計時，相關重要的零部件固定座，那么在設計時就要綜合考慮，首先就要將要將其表面厚尺寸大小設計大一點，如此一來，在安裝零部件的時候就比較可靠。那么由相關材料和文獻，加上本設計的具體要求，我們可以得到：凸模固定板厚度大小設計式為： H固=（0.6～0.8）H凹 (7-6) 由下面的公式我們就能知道凸模固定板厚度大小為： H凸固=（0.6～0.8）H凹 =（0.6～0.8）×30 = 18～24（mm） 所以可以設計出固定板厚度20mm。如圖3-10所示 圖3-10 固定板二維圖 3.5 墊板設計 3.5.1 墊板分析 對于此部分的設計我們要知道它的作用就是在模具進行工作時，可以對其產(chǎn)生的一些較大的作用力進行一個緩沖和消除作用，由相關材料和文獻，加上本設計的具體要求，我們可以得到：墊板厚度大小為10mm ，其他尺寸為160mm×110 mm×10mm。墊板結構如圖3-11所示 圖3-11 墊板 3.5.2墊板受力分析 墊板承受力校核 σ=FS=4FπD2≤[σ] 由上述相關分析有沖裁力F=41.2KN，那么總面積應該是 S=S彎曲+S沖孔+S沖導正孔+S切邊+S長圓孔 =424+15.9×2+7.14×2+15.6×2+89.1×2 =679mm2 帶入可以求出來： σ=FS=41.2×1000679=60.6Mpa≤[σ] 在這里面有[σ]=220MPa，滿足。 3.6 其他零件設計 3.6.1 定位零件 導料板：通常這個零部件需要進行一個橫的方向上進行定位，那么其具體的設置應該長于模具的側邊。那么由相關材料和文獻我們可以對厚度設計6mm，其中它的材料選擇45鋼較為合適一些。通過分析，我們可以得到如下的設計尺寸大?。?90mm×28.5mm×6mm，導料板結構如圖3-12所示。 圖3-12 導料板 3.6.2導料浮頂裝置 如下圖所示，這種浮頂裝置是人們常用的一種，在本次的設計中，考慮到相關制品的尺寸和外部結構，我們決定把浮頂桿的具體形狀設計為圓形的，最后將這部分結構設置于不進行制品的成型工作部分。浮頂裝置如圖3-13所示。 圖3-13浮頂器 3.7上下模座、模柄分析設計 3.7.1 上下模座分析設計 對于此部分的設計，相關的架子我們設計為后側導柱，那么由相關材料和文獻，加上本設計的具體要求。 3.7.2 模柄的選用 根據(jù)模柄的機構不同，可以將模柄分為以下幾類： （1） 壓入式：這樣的形式我們通?？紤]到其具有一定的設計精度，那么通常用在不大的外形結構中，性能比較好 （2） 凸緣式：這樣的形式我們通常使用在模具尺寸外形比較大的形式里面，對于相關拆除工作也很方便裝拆 （3） 旋入式：這樣的形式我們通常在模具上面進行拆除和安裝較為簡便，但是不好的一點就是其定位準確度不是很好 （4