齒輪螺栓墊片沖壓成形工藝與模具設計【復合?！俊緤A角20度】【沖壓模具設計稿】

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河南機電高等?？茖W校 學生畢業(yè)設計中期檢查表 學生姓名 劉 濤 學 號 061304409 指導教師 原紅玲 選題情況 課題名稱 齒輪螺栓墊片沖壓成形工藝與模具設計 難易程度 偏難 適中 偏易 工作量 較大 合理 較小 符合規(guī)范化的要求 任務書 有 無 開題報告 有 無 外文翻譯質量 優(yōu) 良 中 差 學習態(tài)度、出勤情況 好 一般 差 工作進度 快 按計劃進行 慢 中期工作匯報及解答問題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績評定： 所在專業(yè)意見： 負責人： 2009 年 4 月 10 日 齒輪螺栓墊片沖壓成形工藝與模具設計 摘 要 本設計題目為齒輪螺栓墊片沖壓成形工藝與模具設計，體現(xiàn)了板類沖壓零件的設計要求、內容及方向，有一定的設計意義。通過對該零件模具的設計，進一步加強了設計者沖壓模具設計的基礎知識，為設計更復雜的沖壓模具做好了鋪墊并吸取了更深刻的經驗。 本設計運用沖壓成型工藝及模具設計的基礎知識，首先分析了工件的成形工藝及模具成形結構對制件質量的影響。介紹了齒輪螺栓墊片沖壓模具設計時要注意的要點，通過對制件進行工藝分析，可確定制件的成形加工用一套復合模即可。從控制制件尺寸精度出發(fā)，對齒輪螺栓墊片沖壓模具的各主要尺寸進行了理論計算，以確定各工作零件的尺寸，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：復合模；工藝分析；加工工藝。 the gear bolt pad stamps forminghandicraft and design for die Abstract The topic of this design is the gear bolt pad stamps forming handicraft and design for die.The requirement，content and direction of the design of the stamps forming plate parts are embodied on this stamping die design. The designer’s foundation knowledge of the stamping die design is reinforced and is able to design more complex stamping die through the design. This design the elementary knowledge which designs using the stamping formation craft and the die, first has analyzed the work piece formed craft and the die forming structure to the workpiece quality influence. Introduced the gear bolt filling piece stamping die design when must pay attention to the main point, through carries on the craft analysis to the workpiece, may determine the workpiece the formed processing uses set of superposable dies. Embarks from the control workpiece size precision, counter gear bolt filling piece stamping die each main dimension has carried on the theoretical calculation, by determined each work components the size, designs from the die 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 words: compound die；process analysis；processing of die parts. 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計任務書 系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設計與制造 學生姓名: 劉 濤 學 號: 061304409 設計(論文)題目： 齒輪螺栓墊片沖壓成形工藝與模具設計 起 迄 日 期: 2009年 3 月 11日~ 5月20日 指 導 教 師: 原 紅 玲 2009年 5 月 15日 畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書 1．本畢業(yè)設計（論文）課題來源及應達到的目的： 本設計題目為齒輪螺栓墊片沖壓成形工藝與模具設計，通過設計，應對沖壓工藝生產較為熟悉，能熟練使用相關設計手冊，獨立完成一套模具的設計及模具工作零件加工工藝的編制。并且能夠運用模具設計軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。 2．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內容和要求（包括原始數據、技術要求、工作要求等）： （1）了解目前國內外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀； （2）分析齒輪螺栓墊片的成形工藝并確定其工藝方案； （3）模具主要設計計算； （4）繪制模具總裝圖，并繪制零件圖； （5）得出設計結論。 設計題目：齒輪螺栓墊片沖壓成形工藝與模具設計 材料：A3鋼 厚度：1mm 生產批量：大批量 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 系部意見： 系領導： 年 月 日 河南機電高等專科學校 畢業(yè)設計說明書 畢業(yè)設計題目：齒輪螺栓墊片沖壓成形工藝與模具設計 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設計與制造 班 級 模具064 學生姓名 劉 濤 學 號 061304409 指導教師 原 紅 玲 2009年 5 月 15日 插圖清單 圖1 工件圖…………………………………………………………………………3 圖2 排樣圖…………………………………………………………………………6 圖3 落料凹模刃口部分尺寸………………………………………………………14 圖4 落料凸模刃口部分尺寸………………………………………………………14 圖5 凹模上的螺孔設計與選用…………………………………………………… 16 圖6 沖孔凸模的結構形式………………………………………………………… 17 圖7 擋料銷的位置…………………………………………………………………20 圖8 模具總裝圖……………………………………………………………………26 插表清單 表1 所選壓力機的相關參數……………………………………………………4 機 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 粗銑 工序號 零件名稱 下模座 零件號 01-01 零件重量 同時加工零件數 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 號 重 量 45鋼 設 備 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 名 稱 型 號 銑床 虎鉗 游標卡尺 安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀 長 度 走 刀 次 數 切 削 深 度 進給量 主 軸 轉 速 切 削 速 度 基 本 工 時 一次 1 銑上平面 75面銑刀 游標卡尺 0.5 2 1 200㎜/ min 800r/min 一次 1 銑下平面 75面銑刀 游標卡尺 0.5 2 1 200㎜/ min 800r/min 一次 2 銑兩端面 20立銑刀 游標卡尺 0.5 1 1 60㎜/ min1 300r/mi 一次 2 銑兩端面 20立銑刀 游標卡尺 0.5 1 1 60㎜/ min1 300r/mi 設 計 者 劉濤 指 導 教 師 原紅玲 共 1 頁 第 1 頁 表1—1 落料凹模的加工工藝過程 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 零件號 零 件 名 稱 落料凹模 工序號 工序名稱 工序內容 1 備料 將毛坯鍛壓成170×135×26 2 熱處理 退火 3 刨 刨六個面，互為直角，留單邊余量0.5 4 熱處理 調質 5 磨平面 磨六面，互為直角 6 鉗工劃線 劃出落料孔位置線及銷孔，螺紋孔線 7 加工螺紋孔、銷孔、穿絲孔 按位置加工螺紋孔、銷孔、穿絲孔 8 熱處理 淬火回火達到58～62HRC 9 磨平面 精磨上、下平面 10 線切割 按落料輪廓切割，達到尺寸要求 11 鉗工精修 全面達到設計要求 12 檢驗 表1—2 凸凹模加工工藝過程 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 零件號 零 件 名 稱 凸凹模 工序號 工序名稱 工序內容 1 備料 將毛坯鍛壓成131×79×68 2 熱處理 退火，去應力 3 銑 立銑機床銑外輪廓，留單邊余量0.5 4 熱處理 調質 5 磨平面 磨各個平面，保證上下面的平行度 6 鉗工劃線 劃出六個沖孔輪廓線 7 加工螺紋孔 按位置加工螺紋孔 8 熱處理 淬火回火達到60～64HRC 9 磨平面 精磨上、下平面 10 線切割 按落料輪廓切割，達到尺寸要求 11 擴孔 將落料孔下端擴大孔徑，保證上部 12 鉗工精修 凸凹模刃口修磨量8mm使孔尺寸達到設計要求 13 檢驗 河南機電高等?？茖W校 材料工程系模具設計與制造專業(yè) 畢 業(yè) 實 習 報 告 專業(yè)班級： 模具064 學 號： 061304409 學生姓名： 劉濤 指導老師： 原紅玲 成 績： 2009年5月 目 錄 1 緒 論 1 2 零件的工藝性分析 3 2.1 零件的總體分析 3 2.1.1外形落料的工藝性 3 2.1.2沖孔的工藝性 3 2.1.3沖裁件的孔邊距和孔間距 4 2.1.4尺寸精度 4 3 工藝方案的確定 5 4 排樣設計與計算 6 4.1確定搭邊與搭肩值 6 4.2確定零件的排樣方案 6 4.3計算送料步距和條料的寬度 7 4.4計算材料的利用率 7 5 計算沖壓力和初選壓力機 8 5.1沖裁工序總力的計算 8 5.2初選壓力機 9 5.3 確定壓力中心 10 6 模具結構形式的選擇與確定 11 6.1 模具類型的選擇 11 6.2定位方式的選擇 11 6.3導向方式的選擇 11 6.4 卸料方式 11 6.5 送料方式 11 7 模具工作零部件刃口尺寸的計算 12 7.1沖裁孔的凸、凹模刃口尺寸的計算 12 7.2外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計算 12 8 模具主要零部件設計 15 8.1工作零部件的結構設計 15 8.1.1落料凹模的設計 15 8.1.2 沖孔凸模的設計 16 8.1.3落料凸模（凸凹模）的設計 19 8.2定位裝置的設計與標準化 19 8.2.1擋料銷及導料銷的設計與標準化 19 8.2.2擋料銷與導料銷位置的確定 20 8.2.3導料銷位置的確定 20 8.3卸料裝置的設計及標準化 20 8.3.1彈性卸料板的結構形式 20 8.3.2卸料螺釘的選用 21 8.3.3卸料彈簧的設計及選用 21 8.4推件裝置的設計與標準化 22 8.4.1剛性推件裝置的設計與標準化 22 8.4.2推件塊的設計 22 8.4.3連接推桿的選用 22 8.4.4推板的設計 22 8.4.5打桿的設計 22 8.5支撐固定零件的設計與標準化 23 8.5.1模架的選用 23 8.5.2 凸模固定板的設計 23 8.6導向零件的設計與標準化 23 8.7緊固零件的設計與標準化 24 9 沖壓設備的的選用 25 10 模具總裝圖 26 結束語 27 致 謝 28 參考文獻 29 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 1 緒 論 目前，我國沖壓技術與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當的落后，主要原因是我國在沖壓基礎理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。 我國模具近年來發(fā)展很快，據不完全統(tǒng)計，2003年我國模具生產廠點約有2萬多家，從業(yè)人員約50多萬人，2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務飽滿，2004年模具產值530億元。進口模具18.13億?美元，出口模具4.91億美元，分別比2003年增長18%、32.4%和45.9%。進出口之比2004年為3.69:1，進出口相抵后的進凈口達13.2億美元，為凈進口量較大的國家。 在2萬多家生產廠點中，有一半以上是自產自用的。在模具企業(yè)中，產值過億元的模具企業(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，?模具行業(yè)結構調整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復雜、長壽命中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度快于一般模具產品；專業(yè)模具廠數量增加，能力提高較快；"三資"及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。 雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠遠不能適應國民經濟發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足: 第一，體制不順，基礎薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應市場經濟，再加上國內模具工業(yè)基礎薄弱，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方面。 ??? 第二，開發(fā)能力較差，經濟效益欠佳.我國模具企業(yè)技術人員比例低，水平較低，且不重視產品開發(fā)，在市場中經常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產值約合1萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是15～20萬美元，有的高達25～30萬美元，與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現(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．雖然國內許多企業(yè)采用了先進的加工設備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設備數控化率和CAD/CAM應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設備不配套，設備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。 ? 第四，專業(yè)化、標準化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長期以來受“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)化生產水平低，專業(yè)化分工不細，商品化程度也低。目前國內每年生產的模具，商品模具只占45%左右，其馀為自產自用。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，與國際水平相比要落后許多。模具標準化水平低，標準件使用覆蓋率低也對模具質量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關技術落后．模具材料性能、質量和品種往往會影響模具質量、壽命及成本，國產模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設備等性能差，也直接影響模具水平的提高。 設計者：劉濤 2009年5月15日 2 零件的工藝性分析 工件名稱：齒輪螺栓墊片 生產批量：大批量 材料：A3鋼 厚度：1mm 圖1 零件圖 2.1 零件的總體分析 該零件為齒輪螺栓墊片，材料為A3鋼，即為Q235的舊牌號，具有良好的塑性、韌性、冷沖壓性能，能夠進行一般的沖壓加工。零件形狀較為復雜，采用圓弧過渡，但零件對稱分布，有沖孔、落料兩個工序特征。 2.1.1外形落料的工藝性 齒輪螺栓墊片屬于中等尺寸零件，料厚1mm，外形較為復雜，采用圓弧過渡，以便于模具加工，減少熱處理開裂，減少沖裁時尖角處的崩刃和過快磨損，尺寸精度要求一般。 2.1.2沖孔的工藝性 有兩個10的孔，尺寸精度一般。 2.1.3沖裁件的孔邊距和孔間距 為避免工件變形和保證模具強度，孔邊距和孔間距不能過小。【1】其最小許可值當?。骸８鶕ぜ某叽缈傻?，所以工件的尺寸符合要求。 沖孔時因凸模強度限制孔的尺寸不應太小，否則凸模易折斷，查表2.7.3【1】知，工件上孔的直徑大于或等于0.35倍的料度即。由任務書零件圖易于看出工件的尺寸符合要求。 2.1.4尺寸精度 圖示零件的尺寸均未注公差的一般尺寸，按慣例取IT14級，尺寸精度較低，符合一般沖壓的經濟精度要求。 3 工藝方案的確定 該零件所需的基本沖壓工序為落料和沖孔，可擬訂出以下三種工藝方案。 方案一：單工序模生產。 方案二：落料沖孔復合模。 方案三：沖孔落料級進模。 采用方案一，生產率低，工件的累計誤差大，操作不方便，由于該工件為大批量生產，方案二和方案三更具有優(yōu)越性。 該零件φ10mm的孔與外圓之間的最小距離為4mm，大于此凸凹模允許的最小壁厚（2.7mm）（1），可以采用沖孔、落料復合?；驔_孔、落料連續(xù)模。但復合模模具的形位精度和尺寸精度容易保證，且生產率也高。盡管模具結構比較復雜但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。級進模雖生產率也高，但零件的沖裁精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設置導正銷導正，故模具制造、安裝較復合模復雜。通過對上述三種方按的分析比較，該零件的沖壓生產采用方按二的復合模為佳。 4 排樣設計與計算 設計復合模時，首先要設計條料排樣圖。根據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廢料和無廢料排樣，但工件的精度高，且易于保證工件外形的圓角。 4.1確定搭邊與搭肩值 搭邊和搭肩值一般是由經驗確定的，查表2.5.2【1】。取最小搭邊值為，最小搭肩值。 4.2確定零件的排樣方案 設計模具時，條料的排樣很重要。分析零件形狀可知，確定排樣方案：條料從右至左送進，落料凸模的沖壓力比較均勻，零件形狀精度容易保證。條料的排樣如圖2所示。 2 排樣方案 4.3計算送料步距和條料的寬度 按如上排樣方式，并根據工件的尺寸確定送料步距為搭肩值與工件寬度之和。即 查表2.5.3可知條料寬度單向偏差為0.50mm，由公式計算如下： 所以確定條料的寬度B為 導料板間距離（無側壓裝置） —條料寬度方向沖裁件的最大尺寸。 —搭邊值 C—導料板與條料之間的間隙（查表2.5.5） 4.4計算材料的利用率 根據一般的市場供應情況，原材料選用的冷扎薄鋼板。每塊可剪規(guī)格條料16條，材料剪切利用率達96％。 材料利用率通用公式【1】 式中A—一個沖裁剪的面積。 n— 一個步距內的沖裁件數量。 B—條料寬度。 S—步距。 材料利用率： 5 計算沖壓力和初選壓力機 5.1沖裁工序總力的計算 由工件結構和前面所定的沖壓方案可知，本模具采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖裁模?？紤]到模具刃部被磨損、凸凹模不均勻和波動、材料力學性能及材料厚度偏差等因素的影響。本模具采用普通平刃口模具沖裁，其沖裁力P按下式計算： 式中 P—沖裁力（KN）。 K—系數，一般取1.3 L—沖裁件剪切周邊長度（mm）。 t—沖裁件材料厚度（mm） —被沖材料的抗剪強度。 上式中抗剪強度與材料種類和坯料的原始狀態(tài)有關，可在手冊中查詢，為方便計算，可取材料的，故沖裁力表達式又可表示為： 查手冊【3】的 取極限值 查表2.6.1【1】卸料力系數 卸料力 推件力 —推件力系數,由手冊查得 n—同時卡在凹模的工件(或廢料)數,其中n=h/t h—凹模刃部直壁洞口高度（mm）， t—料厚( mm) 查手冊【5】表2.9.4 可得和h=6mm,故n=6/1.5＝4 工序總力 5.2初選壓力機 壓力機的公稱壓力必須大于或等于工序總力。 查手冊【2】初選開式可傾壓力機參數初選壓力機型號為J23-16和J23-25，見表一。 表一 所選擇壓力機的相關參數 型號 公稱壓力/kN 滑塊行程/mm 最大封閉高度/mm 工作臺尺寸/mm 可傾斜角/。 封閉高度調節(jié)量/mm J23-16 160 55 220 300×450 35 45 J23-25 250 65 270 370×560 30 55 5.3 確定壓力中心 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和壓力機滑塊的中心線相重合。否則沖壓時滑塊會承受偏心載荷，導致滑塊的滑軌和模具的導向部分不正常磨損，還會使合理間隙得不到保證，從而影響制件的質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左右對稱，所以模具的壓力中心在幾何圖形的中心點上。 6 模具結構形式的選擇與確定 6.1 模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用倒裝復合沖壓，所以模具類型為倒裝復合模。 6.2定位方式的選擇 因為該模具采用的是條料，所以選用導料銷和擋料銷來實現(xiàn)對沖裁條料的定位。 6.3導向方式的選擇 為了提高模具壽命和工作質量，方便安裝調整，該復合模采用后側導柱的導向方式。 6.4 卸料方式 該模具采用倒裝結構，沖孔廢料直接由沖孔凸模從凸凹模內孔推下。工件厚度為1mm，料厚相對較厚，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。 6.5 送料方式 采用手動送料。 7 模具工作零部件刃口尺寸的計算 該零件屬于無特殊要求的一般沖孔落料件，外形尺寸由落料獲得，小孔尺寸則由沖孔得到。 查表2.3.3可知 又模具的精度等級為IT14級。 查表2.2【4】 取 7.1沖裁孔的凸、凹模刃口尺寸的計算 凸模尺寸 凹模尺寸 校核： 即 滿足公差間隙條件。 7.2外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計算 此落料件為形狀較為復雜的零件，所以利用凸凹模配作法，這種方法有利于獲得最小的合理間隙，放寬對模具的加工設備的精度要求。 以落料凹模為基準件，由公差表查得工件個尺寸的公差等，確定x 采用配作法，計算凹模的刃口尺寸，首先是根據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還是變小，還是不變這三種情況，然后分別按不同的計算公式計算。 a、凹模磨損后會增大的尺寸-------第一類尺寸A 第一類尺寸： b、凹模磨損后會減小的尺寸-------第二類尺寸B 第二類尺寸： 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： 其落料凹模的基本尺寸計算如下： 第一類尺寸：磨損后增大的尺寸： 第三類尺寸：磨損后基本不變的尺寸： 圖3 落料凹模刃口部分尺寸 落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是71.63mm、16.785mm、4.775mm、19.74mm、39.69mm，不必標注公差，但要在技術條件中注明：凸模實際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值Zmin=0.100（落料凸模、凹模刃口部分尺寸分別見圖4、5） 圖4 落料凸模刃口部分尺寸 8 模具主要零部件設計 8.1工作零部件的結構設計 8.1.1落料凹模的設計 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，要依據計算的壓力中心的數據，使壓力中心與模柄中心重合。整體式凹模裝于下模座上, 凹模高度可按經驗公式計算，即 凹模高度H=Kb 凹模壁厚C=(1.5～2)H 式中b----凹模孔的最大寬度（但B不小于15mm） C-----凹模壁厚， 指刃口至凹模外形邊緣的距離 K=系數（查表2－40【5】K=0.22） 凹模高度H=Kb=0.22×71.63=15.76mm 按表取標準值H=16mm 凹模壁厚C= C=(1.5～2)H =24mm～32mm（） 凹模壁厚取32mm。 凹模寬度 凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般取（1.7～2.0）d, 圖5 凹模上的螺孔設計與選用 d為螺孔的距離，由于凹模厚度為16mm，所以根據表2.46【2】查得螺孔選用4×M8的螺釘固定在下模座。故選用如圖6 。 螺孔到凹模外緣的最小距離【6】： a2=1.5d=1.5×8=12mm a3=1.13d=1.138≈9mm 凹模上螺孔到銷孔的距離一般取b>2d,所以b應大于16。 根據上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板160×125×16（JB/T7643.1）【6】 8.1.2 沖孔凸模的設計 因為所沖的孔均為圓形，而且都不屬于需要特別保護的小凸模，所以沖孔凸模采用臺階式。一方面加工簡單，另一方面便于裝配與更換。 查表1－214【5】沖兩個孔的圓形凸?？蛇x用標準件B型式。如圖7所示。 圖6沖孔凸模的結構形式 凸模長度一般是根據結構上的需要而確定的，其凸模長度用下列公式計算： L=h1+h2+h3+h 式中 L—凸模長度， mm h1—凸模固定板高度，mm h2—卸料板高度，mm h3—導料板高度，mm h—附加高度，一般取15~20mm 沖裁10mm孔凸模尺寸及其組件確定和標準化（包括外形尺寸和厚度） 小凸模長度 L=20+14+6+18=58mm 由小凸模刃口d=11.15mm查手冊【2】表2.54可知 h=5mm, D1=16mm, D=15mm, L=58㎜。 小凸模強度校核 要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應力不超過凸模材料的許用壓應力，即 對于圓形凸模 式中 —圓形凸模最小截面直徑，mm t—沖裁材料厚度，mm —沖裁材料的抗剪強度，取140Mpa【3】 —凸模材料許用強度，取120Mpa【3】 dmin≥==4.67mm 所以承壓能力足夠。 抗縱向彎曲力校核　 對于圓形凸模（有導向裝置）　 　　　　　　　　 式中 Lmax ——允許的凸模最大自由長度，mm F ——沖模力,N ｄ——凸模最小截面的直徑，mm = =631.99mm 所以長度適宜。 凸模固定端面的壓力 　　　　　　　　　　q =< 式中　　　　q—凸模固定端面的壓力，MPa F—落料或沖孔的沖裁力，N 　　　　　 —模座材料許用壓應力（查表得120～160Mpa【3】） q ==0.91MPa 凸模固定板端面壓力小于120～160Mpa，凸模固定板承受的壓力合適。 8.1.3落料凸模（凸凹模）的設計 結合工件外形并考慮加工，外形凸模用線切割機床加工成直通式凸模，用兩個M8的螺釘固定在墊板上，凸模按下式計算： L=h1+h2+h3+h 其中： h1為固定板厚度（20 mm），h2為卸料板厚度（14mm），h3為導料板厚度（6 mm）， h為附加長度，主要考慮凸模進入凹模的深度（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=20+14+6+1+17=58 mm　 凸模固定板材料可用45鋼，結構形式和尺寸規(guī)格見手冊【5】表15.57可得160×125×20。 8.2定位裝置的設計與標準化【6】 8.2.1擋料銷及導料銷的設計與標準化 由設計結構可得該套模具所用擋料銷與導料銷的規(guī)格尺寸一樣，根據手冊【4】選用。 型號：JB/T7649.9 6×25mm 材料為45鋼的圓柱擋料銷,硬度43～48HRC 8.2.2擋料銷與導料銷位置的確定 由模具整體結構設計，導料銷及導料銷都應通過卸料板固定于模具的凸凹模上。且在模具閉合狀態(tài)下，應高出卸料板3mm【1】。 根據分析選用廢料孔后端定位時擋料銷位置如圖8 圖7 擋料銷的位置 L=D/2+C+d/2+0.1 =[72/2+74.2+6/2+0.1]mm=113.3mm 8.2.3導料銷位置的確定 導料銷位于條料的同一側，采用從右向左的送料方式，送料的方向導料銷應裝在后側。 8.3卸料裝置的設計及標準化【7】 8.3.1彈性卸料板的結構形式 模具采用倒裝結構，選用手冊【6】圖7－7（b）的卸料板形式。由表7－8查得彈性卸料板厚度為12mm。裝模具時卸料板孔與凸凹模得單邊間隙為0.10mm，在模具開啟狀態(tài)，卸料板應高出模具凸凹模工作刃口0.3～0.5mm，以便順利卸料，卸料板的工作行程為3.5mm。 8.3.2卸料螺釘的選用 采用圓柱頭卸料螺釘45鋼，熱處理硬度35～45HRC 規(guī)格 M12×90 JB/T7650.5 8.3.3卸料彈簧的設計及選用 根據模具結構初選6根彈簧，每根彈簧的卸料力為： 根據預壓力和模具結構尺寸,查手冊【5】試選彈簧的具體參數是:D=35mm, d=6mm, H0=120mm , t=14.5mm, F許=960N, H1=88.4mm, 并計算如下： ， 校核：＞ 所以所選彈簧是合適的。 彈簧的規(guī)格為： 外 徑：D=35mm 鋼絲直徑：d=6mm 自由高度：H0=120mm 裝配高度：H2=H0-△H0 =120mm－26.04mm＝93.96mm 8.4推件裝置的設計與標準化【5】 8.4.1剛性推件裝置的設計與標準化 本套模具的推件裝置所需推件力大，且為了推件平穩(wěn)可靠，應采用剛性推件裝置。其結構形式見手冊【5】 8.4.2推件塊的設計 本推件塊的端面外形應跟落料凹模的刃口形狀一致，整體外形應設計成臺階式以便與凹模配合完成推件，而在沖裁時不致與把推件塊推出滑到模外。推件塊在自由狀態(tài)下應高出凹模面0.2～0.5mm。 推件塊和凹模的配合：由于外形件的相對尺寸較大，外形形狀相對復雜，所以推件內形與凹模為間隙配合H8/f8，推薦外形與凹模為非配合關系，屬內導向。 8.4.3連接推桿的選用 為了使推件裝置推出平穩(wěn)采用3根推桿。每根推桿所承受的力為： 由手冊查取適合本裝置的推桿規(guī)格為：φ6×65mm 8.4.4推板的設計 由推出結構需要，推板適宜選用圓形即手冊的A型。 8.4.5打桿的設計 打桿選用帶肩A型打桿與推板配合以起到平穩(wěn)推件作用。 其材料45鋼 熱處理硬度43～48HRC 規(guī)格： A11×110mm JB/T7650.1 8.5支撐固定零件的設計與標準化【6】 由凹模周界L＝160mm,B=125mm，及卸料板的外形尺寸，材料選為HT200,0I級精度的后側導柱模架。技術要求按JB/T8070—1995的規(guī)定。 8.5.1模架的選用 上模座標記：160×125×40 GB/T2855.5 下模座標記：160×125×50 GB/T2855.6 模柄標記： Bφ40×90 GB/T2862.3—81（見于手冊5） 8.5.2 凸模固定板的設計 因凸凹模的尺寸較大所以直接用螺釘緊固在下模座上。 凸模固定板的設計: 為了保證安裝、固定牢靠，凸模固定板必須有一定的厚度，由經驗公式【6】計算凸模固定板厚度。 H=（1～1.5）D=（1～1.5）×11.215mm＝11.215mm～16.823mm 查手冊【6】表7-2本模具取H=16mm，其外形尺寸應與凹模的外形尺寸一致規(guī)格為160mm×125mm×16mm 8.5.3墊板的設計【6】 在本模具采用的彈性卸料裝置中，上模座中設有推板等零件的裝置和讓位空間，會使的其厚度變薄，影響其抗壓強度，所以應設一塊墊板。其規(guī)格根據凹模外形尺寸選取160mm×125mm×12mm。 8.6導向零件的設計與標準化【6】 本組模具采用的是后側導柱模座只需兩對相同型號的導柱導套。本模具沖裁間隙小應按H6/h5配合，材料選用20鋼熱處理要求滲碳深度0.8～1.2mm，硬度58～62HRC ，技術要求按JB/T8070—1995的規(guī)定。 導柱標記： B20h5×100×30 GB/T2861.2 導套標記： B20H6×45×23 GB/T2861.2 8.7 緊固零件的設計與標準化【6】 本模具采用螺釘固定，銷釘定位。其具體數據如下： 內六角圓柱頭螺釘標記：GB/T70.1 M10×70 螺釘標記：GB/T5782 M12×35 銷釘標記：GB/T11.21 8m6×80 9 沖壓設備的的選用 通過前面的設計知道，上模座厚度為40mm，上模墊板厚度為12mm，固定板厚度為16mm，凸模長度為58mm，凹模厚度為16mm，下模座厚度為50mm，凸模沖裁后進入凹模的深度為2mm。 該模具的閉合高度： 模具閉合高度159mm,根據前面初選的壓力機，選擇JC23—25型壓力機，其工作臺尺寸為370×560mm,最大閉合高度為270mm，連桿調節(jié)長度為55mm.最終經過校核，選擇JC23—25型壓力機能滿足使用要求。 其主要技術參數如下： 工稱壓力：250KN 滑塊行程：55mm 最大閉合高度270mm 最大裝模高度：250mm 連桿調節(jié)長度：55mm 工作臺尺寸（前后×左右）：360mm×560mm 墊板尺寸（厚度×孔徑）：40mm×210mm 模柄孔尺寸:φ60×75mm 最大傾斜角度：300 10 模具總裝圖 由以上設計，可得到模具的總裝圖（裝配圖見附圖）。模具上模部分主要由上模板、墊板、凸模固定板、凹模板、推件塊等組成。推件方式由剛性推件裝置憑借壓力機的壓力來完成廢料的推出。下模部分由下模座、凸凹模、卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以彈簧為彈性元件。 其工作過程是：條料在送進模具時由擋料銷限位，導料銷導向，使得條料精確定位。模具在工作時，上模部分隨壓力機下行，當上模部分與條料接觸時，卸料板起壓料作用與凹模一起作用將條料壓緊隨上模下行，壓力機滑塊繼續(xù)下行沖孔凸模進入凸凹模在壓力及刃口作用下完成沖裁。 壓力機滑塊回程，上模部分跟著一起上行，在打料桿等一系列推件裝置的作用下將制件推出凹模腔內，沖孔廢料從凸凹模型孔內落下，與此同時卸料板在彈簧恢復的作用下也將條料從凸凹模上撥落下來，完成卸料，卸料裝置復位。條料再送進一個步距等待下一次回程沖裁。 圖8模具總裝圖 結束語 齒輪螺栓墊片屬于形狀較為復雜的沖壓件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據計算確定本制件的排樣方案及沖裁力，然后選取合適的壓力機。本設計主要的設計要點是工件為外形是圓弧過渡，工件為非對稱件，必須計算好壓力中心使壓力中心與壓力機的滑塊中心相重合。最后根據上面的設計繪出模具的總裝圖。 畢業(yè)設計是大學三年學習中的最后一個實踐環(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。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。在完成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。對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，我對于模具特別是塑料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實現(xiàn)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，將充分利用和查閱各種資料，并與同學進行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設計。 在設計的過程中，難免遇到了一定的困難，但在指導老師的悉心指導和自己的努力下，相信會完滿的完成畢業(yè)設計任務。由于學生水平有限，而且缺乏經驗，設計中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正。 致 謝 首先感謝本人的導師原紅玲老師，她對我的仔細審閱了本文的全部內容并對我的畢業(yè)設計內容提出了許多建設性建議。原紅玲老師淵博的知識，誠懇的為人，她我受益匪淺，在畢業(yè)設計的過程中，特別是遇到困難時，她給了我鼓勵和幫助，在這里我向她表示真誠的感謝！ 感謝母?！幽蠙C電高等?？茖W校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學習及實踐環(huán)境，使我學到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。 感謝和我在一起進行課題研究的同窗同學，和他們在一起討論、研究使我受益非淺。 最后，我非常慶幸在三年的的學習、生活中認識了很多可敬的老師和可親的同學，并感激師友的教誨和幫助！ 參考文獻 [1]劉建超、張寶忠主編，沖壓模具設計與制造。高等教育出版社，2004年6月 [2]王孝培主編，中國模具設計大典之沖壓模具設計。江西科學技術出版社，2003年1月 [3]虞蓮蓮、曾正明主編，實用鋼鐵材料手冊。機械工業(yè)出版社，2001年2月 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