墊圈沖壓模具設計-圓孔墊片【含11張CAD圖紙和文檔全套】

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凸模組件及其結構設計……………………………………………………… 20 3.1.2 凹模組件及其結構設計……………………………………………………… 22 3.1.3 定位零件的設計……………………………………………………………… 24 3.1.4 壓料與卸料零件的設計……………………………………………………… 25 3.1.5 彈簧的選用…………………………………………………………………… 25 3.2 模具整體結構的設計………………………………………………………… 27 3.2.1 對模架的基本要求…………………………………………………………… 27 3.2.2 模架形式的選擇（GB/T 2851.3）…………………………………………… 27 3.2.3 上模板的尺寸選擇（GB/T 2855.5-1990）………………………………… 28 3.2.4 下模板的尺寸選擇（GB/T 2855.5-1990）………………………………… 30 3.2.5 導柱與導套的選擇（JB/T 7645.1-1994）………………………………… 30 3.2.6 模柄的選擇（JB/T 7646.1-1994）………………………………………… 32 3.2.7 螺釘與定位削的選擇（GB/T 65-2000,GB/T 119.1-2000）……………… 33 3.3 繪制模具總裝圖及各非標的準零件圖……………………………………… 附 第四章 結 論 4.1 計算方面的總結……………………………………………………………… 34 4.2 關于零件設計的總結………………………………………………………… 34 4.3 關于模具結構設計的總結…………………………………………………… 35 第五章 參考文獻 第六章 感謝 第一章 緒論與概述 ?一：冷沖模具的發(fā)展史 模具工業(yè)可稱之為「工業(yè)產品之母」，因為除了傳統工業(yè)產品需借助「模具」，才能快速精確、或自動的生產外，目前的高科技產品也不例外。我國模具標準化工作起步較晚，模具標準件生產、銷售、推廣和應用工作也比較落后，因此，模具標準件品種規(guī)格少、供應不及時、配套性差等問題長期存在，從而使模具標準件使用覆蓋率一直較低。近年來雖然由于外資企業(yè)的介入，比例已有較大提高，但總的來說還很低。據初步估計，目前這一比例大致為40％～45％之間。而國際上一般在70％以上，其中中小模具在80％以上。由于我國模具企業(yè)的性質和所在的地區(qū)不同，模具標準件使用覆蓋率存在很大差異。三資企業(yè)要比其他企業(yè)高，南方的企業(yè)要比北方的企業(yè)高。這在廣東表現得最明顯。廣東集中了大量的三資企業(yè)，他們帶動了其他企業(yè)觀念的轉變和市場的發(fā)展，因而廣東模具企業(yè)的模具標準件使用覆蓋率要遠遠高于其他地區(qū)。 國民經濟的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了愈來愈高的要求，促使模具技術迅速發(fā)展，作為生產各種工業(yè)產品和民用產品的重要工藝裝備，模具已發(fā)展成為一門產業(yè)。20世紀80年代以來，中國模具工業(yè)的發(fā)展十分迅速。近20年來，產值以每年15%左右的迅速增長。2000年我國模具工業(yè)總產值已達280億元人民幣。在模具工業(yè)的總產值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其他各類模具約占11%。 在冷沖模具方面，代表當代模具技術水平的汽車覆蓋件模具，我國東風汽車公司模具廠、第一汽車廠模具中心等都能制造。他們在CAD/CAM/CAE的運用、加工工藝手段、沖壓件質量及模具性能方面，均以達到或接近國際先進水平。多工位連續(xù)模和多功能模具是我國重點發(fā)展的精密、高效模具品種。目前，國內以可制造具有自動沖切、疊壓、鉚合、計數、分組、轉子鐵心扭斜和安全保護等功能的鐵心精密自動疊壓多功能模具。生產電動機定、轉子雙回轉疊片的硬質合金連續(xù)模的步距精度可大2μm，壽命達到1億次以上。用于生產集成電路引線匡架的20-30工位生產電子槍零件的硬質合金連續(xù)模和生產空調器散熱片的連續(xù)模也已達到較高的水平。 二：模具工業(yè)發(fā)展的幾個階段 模具工業(yè)是隨著改革開放，在快速發(fā)展的經濟浪潮推動下得以發(fā)展壯大的。20世紀80年代初至今，模具工業(yè)整整走過了20個年頭。在這期間模具工業(yè)的發(fā)展大體可以分為三個階段。 　 1、從20世紀的年代初期到中期，北京模具工業(yè)處于封閉或半封閉狀態(tài)模具生產力比較低，技術水平也比較落后。 　 2、從20世紀80年代中期到90年代中期，模具工業(yè)處于改革開放機制轉變大好時期，隨著改革開放不斷深人，模具工業(yè)也發(fā)生了巨大變化。 3、從20世紀90年代中期到2003年，企業(yè)進人調整、重組、改制階段。 我國“十五”模具行業(yè)發(fā)展規(guī)劃提出：模具標準件要擴大品種、提高精度，達到互換。其中主要品種，如模架、導向件、推桿、彈性元件等，要實現按經濟規(guī)模大批量生產。2005年模具標準件使用覆蓋率達到60％，2010年達到70％以上（其中大型模具60％零件實現標準化）。基本滿足市場需要。模架、導向件、推桿、推管、彈性元件、標準組件、小型標準件（如標準凸凹模、澆口套、定位圈、拉鉤等）和熱流道元件是發(fā)展重點。由此可見模具標準化及模具標準件方面的任務艱巨。中國模具工業(yè)協會標準件委員會提出：標準化是基礎，專業(yè)化是方向，商品化是關鍵。這是模具標準化工作的指導思想。 三：沖壓模具的發(fā)展方向 　模具技術的發(fā)展應該為適應模具產品“交貨期短”、“精度高”、“質量好”、“價格低”的要求服務。達到這一要求急需發(fā)展如下幾項： (1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術 模具CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，普及CAD/CAM/CAE技術的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術培訓和技術服務的力度；進一步擴大CAE技術的應用范圍。計算機和網絡的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現技術資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。 (2)高速銑削加工 國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。 (3)模具掃描及數字化系統 高速掃描機和模具掃描系統提供了從模型或實物掃描到加工出期望的模型所需的諸多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統，可快速安裝在已有的數控銑床及加工中心上，實現快速數據采集、自動生成各種不同數控系統的加工程序、不同格式的CAD數據，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。 (4)電火花銑削加工 電火花銑削加工技術也稱為電火花創(chuàng)成加工技術，這是一種替代傳統的用成型電極加工型腔的新技術，它是有高速旋轉的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數控銑一樣)，因此不再需要制造復雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術的機床在模具加工中應用。預計這一技術將得到發(fā)展。 (5)提高模具標準化程度 我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發(fā)達國家一般為80%左右。 (6)優(yōu)質材料及先進表面處理技術 選用優(yōu)質鋼材和應用相應的表面處理技術來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應發(fā)展工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術。 (7)模具研磨拋光將自動化、智能化 模具表面的質量對模具使用壽命、制件外觀質量等方面均有較大的影響，研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現有手工操作，以提高模具表面質量是重要的發(fā)展趨勢。 (8)模具自動加工系統的發(fā)展 這是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動加工系統應有多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數控庫；有完整的數控柔性同步系統；有質量監(jiān)測控制系統。必須滿足產品開發(fā)在T（Time）、Q（Quality）、C（Cost）、S（Service）、E（Environment）的要求。 加強沖壓成型理論及沖壓工藝的理論研究，開展CAE技術的應用；開發(fā)和應用沖壓新工藝。才用模具先進制造工藝及設備，往數控化、高速化、復合化加工技術方向走，先進特種加工技術的應用，精密磨削、微細加工技術的應用，可以說效率和質量是制造業(yè)的永恒主題。 在模具新材料及熱、表處理方面必須提高使用性能，改善加工性能，提高壽命。模具CAD/CAM的技術方面，必須采用二、三維相結合的數字化設計技術與數字化制造技術，模具行業(yè)是最早應用CAD/CAM技術的行業(yè)之一?？焖俳洕颇＜夹g，加快模具的制造速度，降低模具生產成本，適應小批量試制。提高先進的管理模式，并行工程思想、標準化、專業(yè)化生產。 模具工業(yè)是國民經濟的基礎工業(yè)，是高技術行業(yè)。模具設計與制造技術水品的高低，是衡量一個國際產品制造水平高低的重要標志之一。國外把模具稱為“進入富裕社會的原動力”、“金屬加工中的帝王”。我國模具工業(yè)發(fā)展十分迅速，平均每年持續(xù)增長14%左右。 綜上所述，模具技術是先進制造技術的重要代表，模具工業(yè)是高新技術產業(yè)的一個重要組成部分，模具工業(yè)又是高新技術產業(yè)化的重要領域。 第二章 沖裁理論與主要計算 一、主要問題及技術要求 基本內容是利用垂直沖裁技術完成墊圈落料、沖孔的工序，保證圖中所示的尺寸正確。完成此零件的相關配件的設計和各個配件的繪圖任務，最后完成該零件的模具的設計。 墊圈的沖壓工藝：沖裁件的工藝性是指該工件在沖裁加工中的難易程度。良好的沖裁工藝性應保證材料消耗少、工序數目少、模具結構簡單且壽命長、產品質量穩(wěn)定、操作簡單等。影響沖裁件工藝性的因素很多，如沖裁件的形狀特點、尺寸大小、尺寸標準方法、精度要求和材料性能等。 由零件圖可見，該沖壓件外形簡單，精度要求不高，僅需一次沖裁加工即可成型。影響沖裁件的工藝性的因素很多，從技術和經濟兩個方面來考慮，主要有以下幾個方面： 1、 沖裁件的公差等級和斷面粗糙度 1） 普通沖裁件由外形尺寸的經濟性 公差等級一般不高于IT11級，落料件公差等級底于IT10級，沖孔件最好底于IT9級。 2） 沖裁件的斷面粗糙度與材料塑性、材料厚度、沖裁暮間隙、刃口銳鈍以及沖模結構有關。當沖裁厚度為2mm以下的金屬板料時，其斷面粗糙度Ra一般可達12.5～3.2μm. 2、 沖裁件結構形狀與尺寸 1） 沖裁件的形狀應力求簡單的規(guī)則，使排樣時廢料最少。 2） 沖裁件內、外形的轉角處要盡量避免尖角，應以圓弧過渡，減少熱處理時開裂現象，減少沖裁時尖角處的崩刃和過快磨損。如無特殊要求，在各直線或曲線的連接處允許有R﹥0.25t的圓角過渡。 3） 沖裁件形狀應盡量避免有過長的凸出懸臂和過窄的凹槽。對于軟鋼、黃銅等材料，其寬度b≥1.5t；高碳鋼或合金鋼等硬材料b≥2t,板料厚度小于1mm時按1mm考慮。 4） 為避免工件變形，沖裁件的最小孔邊距不能過小。 5） 在彎曲件或拉深件上沖孔時，孔邊與直壁之間應保持一定的距離，以免沖孔時凸模受水平推力而折斷。 6） 沖孔時因受凸模強度的限制，孔的尺寸不應太小。 該套模具有六個部分組成 1 第一部分是工作零件（凹、凸模） 它們是完成板料沖裁分離的最重要最直接的零件。凹凸模的形狀尺寸決定了零件的形狀尺寸。 2 第二部分是卸料零件 在凸模進入凹模后，凸模必須從凹模中退出來，以準備第二次沖裁，這時條料緊箍在凸模上。當凸模進一步后退時，包在凸模上的條料被彈性卸料板卸下來。這樣可以提高工作效率。 3 第三部分是定位零件 即擋料銷，它的作用是保證條料送進時有正確的位置。 4 第四部分導向零件 即導柱、導套，它的作用是保證沖裁時的間隙均勻，從而提高零件的精度和模具的壽命。 5 第五部分是基礎零件 即上模座、下模座、模柄、墊板、凸模固定板。它們的作用是固定凸模和凹模，并與壓力機的滑塊和工作臺相連。 6 第六部分是緊固零件 即內六角螺釘和圓柱銷。它們的作用是把相關的零件固定或連接起來。 3、沖裁模的工作過程 直接或間接固定在上模座的零件組成模具的上模。它通過模柄與沖床滑塊相連接，固定在下模座上的零件組成了模具的下模。并利用壓板固定在沖床的工作臺上，上模與下模通過導柱、導套導向。工作時條料靠著擋料送進定位，當上模隨滑塊下降時，卸料板先壓住板料。接著凸模沖落凹模上的板料獲得工件。這時工件卡在凹模中，廢料卡在凸模上。上?；厣?，工件由凹模鑲塊借彈性（聚氨脂橡膠）從凹模中頂出。廢料由卸料板借助彈性（聚氨脂橡膠）頂出，至此完成整個落料過程。將條料送進一個步距，進行下一次沖裁落料過程，如此往復進行。 4、沖壓模具的設計計算。 1. 排樣； 2. 沖壓力； 3. 壓力中心； 4. 模具刃口尺寸計算； 5. 確定各主要零件的外形尺寸； 6. 計算模具的閉合高度； 7. 確定所用沖床； 8. 繪制沖?？傃b圖 9. 從冷沖模標準中選取標準件，將標準編號寫入詳細表； 10. 繪制非標準零件圖。 5、技術要求：該零件材料黃銅箔H62-y，材料厚度為0.5mm，本次設計主要完成的沖孔任務，其中孔的直徑未注公差都按照IT15來要求?？椎闹行木€的公差為Φ1000+0.1。凹、凸模的制造技術要求也相對比較簡單。 二、普通沖裁的基本概述 1、 冷沖壓的概念： 冷沖壓是在常溫下利用沖模在壓力機上對板料和條料施加壓力，使其產生分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件的加工方法，它是壓力加工方法的一種，是機械制造中先進的加工方法之一。 沖裁工藝的種類很多，常用的有切斷、落料、沖孔、切邊、切口、剖切等。所以沖裁是分離工序的總稱，其中尤以落料、沖孔應用最多。在工件上沖出所需形狀的孔（沖去的為廢料）成為沖孔。 根據沖裁變形機理的不同，沖裁工藝可以分為普通沖裁和精密沖裁兩大類。所謂普通沖裁是有凹、凸模刃口之間產生剪裂縫的形式實現板料分離。而精密沖裁則是以變形的形式實現板料的分離。本次設計，所涉及到的是普通的小孔沖壓，精度較低，因此模具設計相對比較簡單。 2、關鍵問題： 1）、沖壓工序：落料 2）、材料：為黃銅箔 H62-y，具有良好的沖壓性能，適合沖裁； 3）、結構：相對簡單 4）、精度：除Φ100有要求外其余要求均為IT15級，尺寸精度較低，普通沖裁完全能滿足要求。 5）、沖壓工藝方案的確定 該零件包括落料和沖孔兩個基本工序，可以采用的沖裁工藝方案有單工序沖裁，復合沖裁和級進沖裁三種。由于零件可能生產批量比較大，因此采用單工序沖裁效率較低，且不便操作，若采用復合沖裁，不但沖出的零件精度和平直度較好，且生產效率也較高。采用級進沖裁時，生產效率高，操作方便，精度高，但其制造較困難，成本較高。 根據以上分析，該零件采用復合沖裁工藝方案。 6）、壓力中心的計算 因為此沖裁件為類似圓形的對稱零件，所以模具壓力中心以116的圓心為壓力中心。 7）、工作零件加工方法 因工作零件的形狀相對較簡單，適宜采用線切割機床、數控車床分別加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，這種加工方法可以保證這些零件各個孔的同軸度，使裝配工作簡化。 三、主要設計計算 沖壓件工藝分析： 1、冷沖壓的基本概念： 冷沖壓是先進的金屬加工方法之一。主要用于加工板料，因此又能稱為板料沖壓。冷沖壓是在常溫下，利用沖壓模在沖壓設備上對板料施加壓力，使其產生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀、尺寸和性能零件的一種壓力加工方法。對于某些非金屬材料，也可以采用沖壓工藝制造零件。 2、墊圈沖壓工藝的制定： 1）對工件進行工藝分析 設計模具時，首先應根據生產批量、零件圖及零件的技術要求進行工藝分析，判斷該沖裁件盡心沖裁加工的難易程度，對不適合沖裁或較難由沖裁來完成加工的部分，提出改造方案，與設計者協商。 結構與尺寸：由于零件結構簡單如圖，是由圓弧對稱組成的，通過查找資料《冷沖壓成形工藝與模具設計制造》表4-9和表4-11查得，孔中心與邊緣距離尺寸公差為4.5≥1.5t，最小孔徑Ф7>0.9t。均適合沖裁加工。 孔中心與邊緣距離尺寸公差 材料厚度t/mm 孔中心與邊緣距離尺寸/mm ≤50 50～120 ≤2 ±0.5 ±0.6 根據具體條件確定沖裁的最佳工藝方案： 用復合模具沖出的工件精度高于連續(xù)模，而連續(xù)模又高于單工序模。這是因為用單工序模沖壓多工序的沖裁件時，要經過多次定位和變形，產生積累誤差大，沖裁件精度較低。復合模是在同一位置一次沖出，不存在定位誤差。因此，對于精度較高的沖裁件宜用復合工序進行沖裁。綜上所述初步選定模具結構為復合模具。 (1) 精度：零件尺寸公差除Ф100要求相對比較高外，其他尺寸均為IT15級，由此可知利用普通沖裁力方式就可以達到零件圖樣要求 (2) 材料：黃銅箔H62-y，硬態(tài)，板料，由《沖壓模具及設備》中表2-3中查得抗剪強度為=412MPa，斷后伸長率δ=10% 沖壓常用金屬材料的力學性能 材料名稱 牌 號 材料的狀態(tài) 力 學 性 能 抗剪強度т/MPa 伸長率δ/% 黃 銅 H62-y 硬的 412 10 將查到的數據與零件簡圖中所標注的尺寸公差相比較，可以認為零件的精度要求能夠滿足在沖裁加工中得到保證。其他尺寸標注，生產批量等情況，也符合沖裁工藝的要求。 2）確定模具總體結構方案： （1）模具類型：根據零件沖裁工藝方案，采用復合沖裁模。 （2）操作與定位方式：因模具與復合沖裁模，因此采用手工送料方式?？紤]到精度要求較低，因此采用導料銷導向，檔料銷定距的方式 （3）卸料與出件方式：因考慮到零件厚度較薄，采用彈性卸料的方式，為了便利操作，復合模采用倒裝式，沖孔廢料采用凸模直接凹?？谕葡碌某黾绞健? （4）模架類型及精度：由于零件較薄，沖裁間隙較小，因此采用后導柱模架?？紤]到零件精度要求不高，因此采用Ⅲ級模架精度。 3）確定沖壓設備 壓力機型號初定為JB23-63 3、 模具結構的合理性分析（導柱式落料模） 這種模具的特點是：導柱與模座孔為H7/r6的過盈配合，導套與 上?？滓矠镠7/r6的過盈配合。 其主要目的是防止工作時導柱從下模座孔中拔出和導套從上模座中脫落下來。為了使導向準確和運動靈活，導柱與導套的配合采用H7/r6的間隙配合。導料銷實現正確定位，以保證沖裁時條料上的搭邊值均勻一致。 導柱沖模的導向準確可靠，保證沖裁間隙均勻穩(wěn)定，沖裁件的精度高。缺點是沖模外形尺寸輪廓較大，結構較為復雜，制造成本高。 4、 工藝與設計計算： （1）排樣設計與計算： 該零件材料厚度較薄，為圓形，因為采用直排樣，如圖2 搭邊2.6.1-圖1 板料厚度 Amin 1.55mm以下 3.1 1.55mm以上 2t ……………. (a) 圓 孔 因模具采用擋料銷與導料銷裝置，所以根據《冷沖壓工藝手冊》中2.6.1查得A=3.1mm 因此,條料寬度為 B=Dmax+2A=116+2×3.1=122.2mm 進距為: S=116+3.1=119.1mm 由于零件圖為一圓形,算得面積約為4691.6 ，一個進距一件。一個進距內的胚料面積為B×S=122.2×119.1≈145.54 因此，材料利用率為 （2）計算沖壓力與壓力中心，初選壓力機 沖裁力：根據零件圖可算出一個零件內外周邊之和L=L=766.788mm 又τ=412Mpa. t=0.5, 取k=1.3則 F=KLtτ=1.3×766.788×0.5×412=20534.83N 式中 F—沖裁力（N）； L—沖件周邊長度（mm）； t—材料厚度（mm）； τ—材料的抗剪強度（MPa）； K—考慮模具間隙的不均勻、刃口的磨損、材料力學性能與厚度的波動等因素引入的修正系數，一般取K=1.3。 卸料力：查書《沖壓模具及設備》中表4-22。 表4-22 卸料力、推件力及頂件力的系數 沖件材料 KZ KT KD 純銅、黃銅 0.02～0.06 0.03～0.09 0.03～0.09 ………………. 則 k=0.05 F=kF=0.05×205345.83≈10267.3N 推件力：根據材料厚度，查《冷沖壓工藝手冊》中表2.5（b）中得凹?？诔叽鏷=5mm 故n=h/t=5/0.5=10.查書《沖壓模具及設備》中表 表2.5（b）凹模刃口尺寸 沖裁板料厚度/mm H/mm 0.5 以下 3～5 …………….. 4-22，取k=0.07 則： F=nkF=10×0.07×205345.83=143742N 總沖壓力F=F+F+F=20534.83+10267.3+143742.1=359355.23 ≈359.4KN 應選取的壓力機公稱壓力為： P≥（1.1-1.3）F=(1.1～1.3)×359.4=395.3kN～467.2kN 式中P—壓力機的標稱壓力； F—沖裁時的總壓力。 型號 標稱壓力/kN 滑塊行程/mm 滑塊行程次數/次. min-1 最大封閉高度/mm 封閉高度調節(jié)量/mm 喉深/mm 立柱距離/mm 工作臺尺寸/mm 工作臺孔尺寸/mm 墊板尺寸/mm 模柄孔尺寸/mm 滑塊底面尺寸/mm 前后 左右 前后 左右 直徑 厚度 直徑 直徑 深度 前后 左右 JB23-63 630 100 40 400 80 310 420 570 860 310 450 400 80 50 70 360 400 因此根據《沖壓模具及設備》中表3-5選取壓力機JB23-63。  （3）計算凸凹模刃口尺寸及公差: 由于材料薄,故凸凹模采用配作加工為宜。又根據排樣圖可知，凹模加工較凸模困難，因此，選用凹模為制造基準件，故不論沖孔，落料，只計算凹模刃口尺寸，及公差，并將計算值標注在凹模圖樣上，各凸模僅按凹模各對應尺寸標注其基本尺寸，根據書《沖壓模具及設備》中表4-9查得，并注明按凹模實際刃口尺寸配雙面間隙0.025～0.035。 表4-9 沖裁模初始雙面間隙Z（一） （mm） 材料厚度 純銅、黃銅、軟鋼w=0.08%～0.2% Zmin Zmax 0.5 0.025 0.035 ………………… 1） 落料凹模刃口尺寸，按磨損情況分類計算： ①凹模磨損后增大的尺寸，按公式 計算 式中Amax—落料件的極限尺寸； △—落料件的公差； x—磨損系數。 Φ116 ②凹模磨損后不變的尺寸，按公式 計算 式中Cmin—落料件的極限尺寸； △—落料件的公差； 2） 沖孔凹模刃口尺寸，按公式計算 式中 dd1—沖孔凸、凹模刃口尺寸（mm）； dmin—沖孔凸、凹模最小極限尺寸(mm)； △—沖孔件的公差（mm） Zmin—最小合理間隙（mm） Φ86.2 Φ7 共 頁 第 35 頁 第三章 模具設計 一、 零部件的設計 工藝零件的設計 工藝零件直接參與完成沖壓工藝過程并和坯料直接發(fā)生作用。包括工作零件直接對毛坯進行加工的成型零件，定位零件用以確定加工中毛坯正確位置的零件，壓料、卸料及出件零件。 1、 凸模組件及其結構設計 (一)、凸模形式 凸凹模為原形刃口，通過臺肩方式與凸凹模固定板固定，凸模的尺寸根據刃口尺寸，卸料裝置和安裝固定要求確定，凸凹模的材料也選用GrWMn,工作部分熱處理淬硬58～62HRC。 沖孔凸模的設計與凸凹?；鞠嗤?。雖沖孔凸模直徑相對較小，但強度均能遠遠滿足要求，因此無需對最小凸模進行強度及剛度校核。 凸模固定板 用于固定凸模，固定凸模用的型孔與凸模固定部分相適應。型孔位置應與凹模型孔位置協調一致。凸模通常是壓入凸模固定板中，其配合為H7/m6。 材料采用45鋼，具體尺寸見附后零件圖。 （二）、落料凹模的外形尺寸 落料凹模設計，凹模采用矩形板狀結構，和直接通過螺釘、銷釘與沖孔凸模固定板、墊板、上模板固定的方式，考慮到凹模的磨損和沖件的質量，凹模刃口采用直刃壁結構，刃壁高取10mm 根據沖裁件板料厚度，查書《冷沖壓工藝手冊》中表2.6得： 板料厚度mm B值mm 1.6以下 24 ………………… 凹模板料厚度為B=24mm，即H=24mm。 根據書《冷沖壓工藝手冊》中2.3.2節(jié)，計算凹模輪廓尺寸得： 沿送料方向的凹模長度為： L=D+2×1.5H=116+2×1.5×24=188mm 垂直于送料方向的凹模寬度為： B=D+2×1.5H=116+2×1.5×24=188mm 根據計算得及查的的輪廓尺寸，選取與計算值相近的標準凹模板輪廓尺寸為L×B×H=200mm×200mm×24mm 凹模的材料選用GrWMn, 工作部分熱處理淬硬60～64HRC（材料熱處理選用書《沖壓模具及設備》中參考表9-3） 表9-3 沖模工作零件的材料選用及熱處理要求 類別 模具名稱 使用條件 推薦使用鋼號 代用鋼號 工作硬度/HRC 沖裁模 輕型沖裁模（料厚<2mm） 硬料箔帶 MnCrWV CrWMn 62～64（凹模） ……………………………. （三）、落料凹模的主要技術要求 落料凹模的型孔軸線與頂面應保持垂直，凹模的底面與頂面應保持平行。為了提高模具壽命與沖裁精度，凹模的底面和型孔的孔壁應光滑，表面粗糙度Ra=0.8-0.4m。 2、 定位零件的設計 沖模的定位零件用以控制原料的正確送進，以及各個毛坯的正確位置。對于該工件，我用擋料銷來控制條料的進給方向與距離，根據書《模具設計指導》表5-34來進行選擇,擋料銷 4X20 JB/T7649.5-1994 表5-34 彈簧彈頂擋料銷尺寸 d(d9) D d1 l L 基本尺寸 偏差 4 -0。030 -0。060 6 3．5 10 18 12 20 　　　　　　　　?。? 其彈簧的選擇參照書《模具設計指導》中表3-10 表3-10圓柱螺旋壓縮彈簧 d D t Ps Dxmax Dtmax H0 n P` Fs F1 F2 L 0.8 6 2.34 28.7 4.2 7.8 38 14.5 1.29 22.3 4.46 17.8 311 ………….. 選為:YA 0.8X6X38-2 左 GB/T2089-1994 根據零件的工藝分析，選用了定位銷定位零件。具體尺寸見附后零件圖。 3、 壓料、卸料零件的設計 彈性卸料裝置一般由卸料板、彈性元件（彈簧或橡皮）和螺釘組成。常用于沖裁厚度小于1.5mm的板料。卸料板與凸模之間的單邊間隙?。?.1-0.2）t，這里選用0.2t作為間隙。固定方式為利用螺釘穿過凸凹模墊板和凸凹模固定板，連接在上模座上，利用橡膠做彈性元件。 ① 選用橡膠作彈性卸料裝置： 因模具結構的因素，選用4個圓筒形的落料橡膠。則每個橡膠所承受的預壓力為： 式中FY—每個橡膠所承受的預壓力； FX—卸料力 ② 確定橡膠的橫截面積A （查書《沖壓模具及設備》中表4-35得） 壓縮量（%） 20 單位壓力p/MPa 聚氨酯橡膠 2.5 ……………….. 取 ，則： ③ 確定橡膠的橫截面尺寸：若是選用直徑為8mm 的卸料螺釘，取橡膠上螺釘過孔的直徑d=10mm，則橡膠外徑D根據： 為保證足夠的卸料力，可取D=40mm ④ 計算并校核橡膠的自由高度和h 因為 又因0.5<0.95<1.5故所選橡膠符合要求,橡膠安裝高度 式中 hy—橡膠的預壓量(mm) 聚氨酯橡膠一般取0.1h0 hm—凸凹?；蛘咄鼓５娜心チ浚话闳?～10mm 二、 模具整體結構的設計 模架是由上、下模座、模柄及導向裝置組成。 模架是整副模具的估價，模具的全部零件都固定在它上面，并且承受沖壓過程中的全部載荷。模架的上模座通過模柄與壓力機滑塊相連，下模座用螺釘壓板固定在壓力工作臺上迷。上、下模之間靠模架的導向裝置來保持其精確位置，以引導凸模的運動，保證沖裁過程中間隙均勻。模架都已經列入標準，設計模具時，會從標準中選出。 1． 對模架的基本要求 （一）、要有足夠的強度和剛度 （二）、要有足夠的精度（如上、下模座要平行，導柱、導套中心要與上、下模座垂直，模柄要與上模座垂直等） （三）、上、下模之間的導向要精確（導向件之間的間隙要很小，上、下模之間的移動應平穩(wěn)和無滯住現象） 2． 模架形式的選擇（GB/T2855.6-1990） 根據零件的實際沖裁情況，選用導套、導柱為導向裝置的模架。結合考慮到 是人工手動送料，而且該零件在沖裁時，壓力中心與零件中心幾乎重合，忽略不計，所以選用后側導柱模架。 經過標準GB/T2855.6-1990，表3-5，可以查得該標準模架的周邊尺寸。 表3-5 后側導柱模架 摘自GB/T 2855.6-1990 凹模周界 閉合高度 （參考） H 零件件號，名稱及標準編號 1 2 3 4 上模座 GB/T2855.5 下模座 GB/T2855.6 導柱 GB/T2861.1 導套 GB/T2861.6 L B 最小 最大 數量 1 1 2 2 規(guī)格 200 200 200 240 200x200x45 200x200x50 32x190 32x105x43 ………………… 3． 上模板的尺寸選擇(GB/T 2855.5-1990) 如圖所示，表3-6所示，通過標準的查詢，根據實際凹模的外形尺寸選擇相對應的上模板。材料為HT200。技術條件按 JB/T 8070-1995 、GB/T9436-1988 規(guī)定 表3-6 后側導柱上模座 摘自GB/T 2855.5-1990 凹模 周界 H L1 S A1 A2 R L2 D(H7) d2 T L B 基本尺寸 極限偏差 200 200 45 210 210 130 235 45 80 45 M14-6H 28 ………………….. 4． 下模板的尺寸選擇 如圖所示，表3-7所示，通過標準的查詢，根據實際凹模的外形尺寸選擇相對應的下模板。材料為HT200。技術條件按JB/T 8070-1995、GB9436-88規(guī)定。 表3-7 后側導柱下模座 摘自GB/T 2855.6-1990 凹模 周界 H h L1 S A1 A2 R L2 D(H7) L B 基本尺寸 極限偏差 200 200 50 40 210 210 130 235 45 80 32 -0.025 -0.050 ……………… 5、 導柱與導套的選擇 導柱與導套的結構與尺寸都能從標準中直接選取。 在選用時要注意導柱的長度應保證沖模在最低工作位置時，導柱上端面與上模頂面的距離不小于10-15mm，考慮到模具修磨后其閉合高度將減小，所以下模座底面與導柱底面的距離應為0.5-1mm。 導柱與導套之間的配合根據沖裁模的間隙的大小選用。沖裁厚度為0.5時，選用H7/h6配合的Ⅲ級精度模架。 參照標準JB/T 699-1999，導柱選擇的外形為A型滑動導柱，尺寸如表3-5。 導套選擇的外型A型滑動導套，導套選擇為外形尺寸如表3-6。技術條件按照JB/T 8070-1995的規(guī)定，熱處理為滲碳深度為0.8-1.2mm硬度為58-62HRC。材料為20鋼。 表3-5 導柱的外形尺寸 摘自JB/T 699-1999 d L 基本尺寸 極限偏差 80 0 -0.074 180 190 200 表3-6 導套的外形尺寸 摘自JB/T 7645.3-1994 d D L H l 油槽數 基本尺寸 極限偏差 基本尺寸 極限偏差 80 +0.025 0 45 +0.050 +0.034 100 38 25 2 105 43 110 48 6、 模柄的選擇 中小型模具都是通過模柄固定在壓力機滑塊上的。對于大型模具則可用螺釘，壓板直接將上模座固定在滑塊上。 模柄有剛性與浮動兩大類，這里選用剛性模柄，所謂剛性模柄是指模柄與上模座是剛性連接，不能發(fā)生相對運動。根據實際設計情況，應該選擇凸緣式模柄，這種模柄應用較為廣泛。具體尺寸可以從標準中查得。 其材料使用Q235的B型凸緣模柄，熱處理硬度為43-48HRC。 技術條件按JB/T 7653-1994的規(guī)定。 表3-10 凸緣式模柄 摘自JB/T7646.3-1994 Dd(js10) d1(m6) H h d1 D1 d2 d3 h1 基本尺寸 極限偏差 基本尺寸 極限偏差 50 -0.080 -0.240 100 0 -0.022 78 18 17 72 18 11 11 ………………  第四章 結 論 經過一個多月的畢業(yè)設計，做下來有許多的深刻體會，當然，也有不少的收獲，通過查參考資料、標準等途徑，終于把本次的畢業(yè)設計順利完成。此次設計是做一個材料為黃銅箔的墊圈沖裁模具，現在把以上所設計的模具做一個簡單的結論。 本次墊圈沖裁模具的設計較為簡單，所沖裁的零件結構并不復雜。所要計算的僅為凹、凸模沖裁刃口尺寸的計算以及沖裁力等等。對于刃口尺寸的計算，結合學習期間所學到的理論知識，以及教科書、所查資料中的例題等方法進行計算。由于零件比較薄，所以用配作加工的方法來計算的凹模的刃口尺寸， 該凹、凸模的實際應用價值比較大，如果沖裁量一般的話，壽命較長。短時間內加工速度與質量較好。 零件設計部分的工作相對沖模刃口尺寸的計算比較復雜一點，除標準件外，從每個板料都經過了詳細的設計，并且通過標準查詢，采納了最佳的數據參數。這樣既保證了每個零件都是根據該沖裁件所設計，而且還符合標準中的要求。對零件的制造減少了很多的負擔。每個零件材料都從標準中得出，有較好的使用壽命，而且加工簡單，基本可以通過數控洗削、數控車削、數控線切割等得出所需零件，精度能夠有很好的保障。零件的精度極大的影響了沖裁件的加工尺寸，所以這里的零件精度高，不容易產生廢料。 如下圖所示，簡單的零件裝配圖，圖中央黑色加粗部分及為所需沖裁的零件，同時用螺釘固定在上模座上。卸料板則通過彈簧和螺釘連接在上模座上。這里為了防止卸料板與凸模固定板碰到，所以留有間隙。凸模通過卸料板的內部孔，然后與沖裁件接觸沖件。 凹模則被固定在下模板上，螺釘穿過零件的定位板固定凹模。零件的定位板為外緣定位的方式。螺釘固定后不需要用銷釘定位。廢料則通過凹模從下模座的孔里面掉出。 該模具結構簡單，尺寸并不復雜，大部分零件均為標準件。整套模具的綜合性能較好，精度相對被沖裁件而言一般，這樣在能保證被沖裁件的精度，也保證了模具整體加工的簡單。實用性能很通俗，符合普通沖裁模具設計的慣例。  裝 配 圖  第五章 參考文獻 《實用模具設計制造手冊》許發(fā)樾 主編 機械工業(yè)出版社 《實用模具設計手冊》 陳錫棟 主編 機械工業(yè)出版社 《模具制造工藝》 黃毅宏，李明輝 主編 機械工業(yè)出版社 《冷沖壓模具設計指導》 王芳 機械工業(yè)出版社 《沖壓工藝與模具設計》 姜奎華 機械工業(yè)出版社 《沖壓工藝與模具設計》 沖壓工藝及沖模設計編寫委員會 《沖壓工藝與模具設計》 侯義馨 兵器工業(yè)出版社 《沖壓工藝與模具設計》 馬正元 韓啟主 機械工業(yè)出版社 《沖壓工藝與模具設計》 劉湘云 航空工業(yè)出版社 《沖模設計手冊》 沖模設計手冊編寫組 機械工業(yè)出版社 《模具標準應用手冊》 許發(fā)樾 機械工業(yè)出版社 《冷沖模設計》 丁松聚 機械工業(yè)出版社  第六章 感 謝 致 謝 本文是在導師學校向XXX老師的悉心指導下完成的，X老師在從選定課題到最后的論文完成的過程中，都對我進行了關鍵性的指導。導師嚴謹的治學態(tài)度、淵博的理論思想、兢兢業(yè)業(yè)的工作熱情、一絲不茍的科研作風不僅成為我今后人生道路的導航器，還將是我一生享用不盡的寶貴財富。我要感謝XXX老師，在我論文的各個階段，X老師給予了眾多無私的幫助和指導，在此我對您深表謝意并祝愿您及其家人永遠健康快樂。我要感謝我的同窗學友和師兄弟們。在論文的進展過程中，給予了大量的支持，并幫我做了大量的工作和指導。和你們在一起的三年的美好時光給我留下了珍貴的回憶和你們在一起的每一個片斷我會永遠銘記在心。同時我還要感謝模具班的同學 們，和你們在一起度過的每一天都令我難以忘懷。 回首三年的一幕幕如畫歷歷在目，而今，我將揮手告別昨日的時光，告別 和我朝夕相處的老師、同學，我唯有再一次由衷地感謝關心過我、幫助過我的人 們，并衷心祝福你們在今后的工作和生活中萬事如意！ 摘 要 本課題為傳動蓋落料模具設計的全過程，經工藝分析、工藝計算（包括1、凸凹模刃口尺寸計算；2、力的計算；3、沖裁間隙計算；4、沖裁模壓力中心的計算；5、壓力機的選取。），確定了該設計工藝流程及沖模結構形式。同時對所設計的模具分別進行了分析說明，整個過程采用AutoCAD軟件繪制模具的二維裝配圖和所有零件圖。 In order to spread to move the cover to fall the whole process of anticipate the molding tool design, this topic was analyze by craft, craft calculation( include 1, the convex and cave mold blade a size compute;2, the calculation of the dint;3, hurtle to cut the cleft calculation;4, hurtle the calculation of cut the mold pressure center;5, the selection of the pressure machine.), Making sure should design the craft process and blunt mold structure form.Carried on the analytical elucidation to the molding tool design respectively at the same time, the whole process adoption AutoCAD software draws diagram and all spare parts diagramses of the two 維s of the molding tool assemble. 關鍵詞 : 沖模設計??AutoCAD??零件圖 ?裝配圖 2006年 05月 11 號