740 自行車腳蹬內(nèi)板沖孔翻孔落料級進(jìn)模設(shè)計【全套15張CAD圖+文獻(xiàn)翻譯+說明書】

740 自行車腳蹬內(nèi)板沖孔翻孔落料級進(jìn)模設(shè)計【全套15張CAD圖+文獻(xiàn)翻譯+說明書】,全套15張CAD圖+文獻(xiàn)翻譯+說明書,740,自行車腳蹬內(nèi)板沖孔翻孔落料級進(jìn)模設(shè)計【全套15張CAD圖+文獻(xiàn)翻譯+說明書】,自行車,腳蹬,沖孔,翻孔落料級進(jìn)模,設(shè)計,全套,15,cad,文獻(xiàn),翻譯,說明書 自行車腳蹬內(nèi)板級進(jìn)模設(shè)計 目 錄 摘 要 3 前 言 4 自行車腳蹬內(nèi)板 5 1 沖壓件的工藝性 7 1.1沖壓件的工藝性分析 7 1.2工藝方案的確定 7 2 排樣方案的設(shè)計 8 2.1排樣 8 2.2條料寬度和導(dǎo)料板間距的確定 8 2.3材料利用率 9 3沖裁工藝力及壓力中心的計算 11 3.1沖裁力的計算 11 3.2翻孔的計算 12 3.3整形力的計算 15 3.4壓力中心的計算 16 4 壓力機(jī)的選擇 16 5 模具中主要尺寸的計算 17 6 編制工藝卡片 22 7 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 24 8 模具主要零部件的設(shè)計 25 8.1定位方式的選擇 25 8.2卸料、出件方式的選擇 25 8.3導(dǎo)向方式的選擇 26 9 模具的裝配、調(diào)試和檢測 29 9.1模具的裝配 29 9.2沖裁模具的調(diào)試 30 9.3模具的檢測 30 10 模具材料的選用要求和選擇原則 32 10.1冷沖模材料的選用要求 32 10.2 材料的選用原則 33 致 謝 34 參考文獻(xiàn) 35 摘 要 本設(shè)計是沖孔翻孔落料級進(jìn)模的設(shè)計，沖壓模具主要是將板料分離或成形而得到制件的加工方法。設(shè)計零件為自行車腳蹬內(nèi)板，是普通的厚板沖壓件，尺寸精度要求不高，主要是翻孔整形問題。因為模具的生產(chǎn)主要是大批量的生產(chǎn)，而且模具可以保證沖壓產(chǎn)品的尺寸精度和產(chǎn)品質(zhì)量，模具的設(shè)計與制造主要考慮到模具的設(shè)計能否滿足工件的工藝性設(shè)計，能否加工出合格的零件，以及后來的維修和存放是否合理等。在本次設(shè)計中的自行車腳蹬內(nèi)板中，不僅要考慮要使做出的零件能滿足工作要求，還要保證它的使用壽命。 其次設(shè)計中還要考慮到它的實際工作環(huán)境和必須完成的設(shè)計任務(wù)，模架采用對角型模架，凹模采用組合凹模，這樣可以采用線切割等數(shù)控設(shè)備來一次完成全部的工序加工，在設(shè)計中我要考慮到很多關(guān)于我所設(shè)計模具的知識，包括它的使用場合、外觀要求等，從這里可以知道模具設(shè)計是一項很復(fù)雜的工作，所以在設(shè)計要不斷的改進(jìn)直到符合要求。 關(guān)鍵詞?：翻孔;工藝性;級進(jìn)模 前 言 在本次設(shè)計中我所設(shè)計的是自行車腳蹬內(nèi)板沖孔翻孔落料模，此模具為小型大批量生產(chǎn)，因此對模具的壽命和精密度要求都很高，所以在設(shè)計的任務(wù)主要是模具類型的選擇和工作部分的制造，模具制造時的材料選擇，在滿足模具工作負(fù)載的前提下盡量采用價格低廉的材料，多采用先進(jìn)的模具材料，這樣不僅能設(shè)計和制造出合格的模具，也能充分的利用現(xiàn)代科技為工業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)支持。 結(jié)合我國近年來模具的發(fā)展歷史，雖然在設(shè)計制造方法和手段方面已基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國際水平，在轎車模具國產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期等方面，與國外相比還存在一定的差距。所以我所設(shè)計的模具要考慮到更多的方面，結(jié)合我國的實際國情，多方考察找到適合自己特點的地方，這樣不僅可以設(shè)計出合格的模具產(chǎn)品，還能提高自己的能力。? 標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級進(jìn)模，是我國重點發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機(jī)電一體化的鐵芯精密自動閥片多功能模具，已基本達(dá)到國際水平。近年來隨著數(shù)控技術(shù)的不斷推進(jìn)和高技能人才的不斷出現(xiàn)，我國的模具市場整體上還能滿足大多數(shù)企業(yè)的需求，但是很多的關(guān)鍵技術(shù)和國外相比起來還是有很大差距的，這就要求我在引進(jìn)國外模具的同時要更大程度的把技術(shù)也引進(jìn)過來。 但總體上和國外的多工位級進(jìn)模相比，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，我還有相當(dāng)長的一段路要走，這就要求模具設(shè)計人員在工作中要刻苦努力，不斷創(chuàng)新，打造屬于自己的品牌，所以需要我們更多的去努力去奮斗！ 自行車腳蹬內(nèi)板 工件名稱:自行車腳蹬內(nèi)板 生產(chǎn)批量:大批量 材料:Q215-F,厚1.5mm 零件圖如下圖所示: 圖1 自行車腳蹬內(nèi)板 1 沖壓件的工藝性 1.1沖壓件的工藝性分析 該零件為自行車腳蹬內(nèi)板，是自行車腳蹬結(jié)構(gòu)的組成零件之一，尺寸不大，外形簡單對稱，由圓弧和直線組成，無懸壁和狹槽，厚度一般，零件外形尺寸無公差要求。工件外形和兩個?5.5mm的孔，屬于落料、沖孔工序。中間帶有凸臺的孔，可以采用兩種方法沖壓。第一種是先作淺拉深，然后沖底孔。在進(jìn)行拉深時，圓錐部位的材料一部分是從底面流動得來的，另一部分要從主板上流動而來，對于后者若要為材料流動留有余量，就要增加工件排樣的步距，從而造成材料消耗增加。第二種方法是先沖預(yù)孔，再進(jìn)行沖壓，這屬于翻孔工序。翻孔時材料流動的特點是預(yù)孔周圍的材料沿圓周方向伸長，使材料變薄；而在徑向材料長度幾乎沒有變化，即材料在徑向沒有伸長，因而不會引起主板上的材料流動。工件對?19mm和?22.5mm部位有公差要求，而且不允許有圓角，因此該部位要有整形工序。 通過以上分析，可以看出該零件為普通的厚板沖壓件，尺寸精度要求不高，主要是翻孔整形問題，可采用沖壓方法生產(chǎn)。 表1 Q215－F的力學(xué)性能 材料名稱 牌號 材料的狀態(tài) 抗剪強(qiáng)度 抗拉強(qiáng)度 屈服點 伸長率 普通 Q215－F 未經(jīng)退火的 265~333 333~412 216 26~31 碳素鋼 由上表可知，Q215－F為普通碳素鋼，其屈強(qiáng)比小，延伸率較高，具有良好的沖壓性能。 1.2工藝方案的確定 方案一：先沖孔，后翻邊和落料，采用單工序模生產(chǎn)； 方案二：先沖孔翻邊后落料復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)； 方案三：沖孔—翻邊落料級進(jìn)沖壓，采用級進(jìn)模生產(chǎn)。 方案一采用單工序模，降低了沖裁力和提高模具壽命，同時模具結(jié)構(gòu)簡單，打操作也方便，但增加了模具成本，生產(chǎn)效率低；方案二采用復(fù)合模組合沖壓，節(jié)省了工序和設(shè)備，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，刃磨和修理比較困難，且上下料操作也不方便。 綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)效率，可以看出，在大批量生產(chǎn)條件下，同時為了避免多次沖壓的定位誤差，采用方案三級進(jìn)模沖壓比較合理。 2 排樣方案的設(shè)計 2.1排樣 排樣是指制件在條料、板料上的布置方法，合理的排樣能夠減少廢料，提高材料利用率。 沖裁排樣按有無廢料可分為：①有廢料排樣；②少廢料排樣；③無廢料排樣。 按制件在條料上的排列方式可分為；直排、斜排、對排、混合排、多排、沖裁搭邊幾種。 由于該零件中間大，兩頭小，采用直排方式材料利用率低，同時為了補(bǔ)償定位誤差和下料誤差，綜合考慮采用斜排有廢料的排樣方式。 查表2可得搭邊值：a1=1.2mm，a=1.3mm 表2 最小搭邊值表 條料厚度 圓形工件 矩形工件L<50 矩形工件L>50 t/mm a a1 a a1 a a1 -0.25 1.2 1.0 1.5 1.2 1.8-2.6 1.5-2.5 0.25-0.5 1.0 0.8 1.2 1.0 1.5-2.5 1.2-2.2 0.5-1.0 0.8 1.0 1.0 1.2 1.8-2.6 1.5-2.5 1.0-1.5 1.3 1.2 1.5 1.2 2.2-3.2 1.8-2.8 1.5-2.0 1.5 1.3 1.8 1.5 2.4-3.4 2.0～3.0 本模具采用無側(cè)壓裝置，條料與導(dǎo)料板間間隙最小值為1mm。 2.2條料寬度和導(dǎo)料板間距的確定 條料寬度：B 0 -△=（Dmax+2a+Z） 0 -△ 側(cè)面導(dǎo)板距離： Dmax+2a+2Z Dmax——條料寬度方向沖裁件的最大尺寸； a ——側(cè)搭邊值； △——條料寬度偏差； Z ——條料與導(dǎo)料板間間隙最小值。 =mm 查表3可知條料寬度偏差△＝0.6 表3 條料寬度偏差 條料寬度B 材料厚度t ~1 1~2 2~3 3~4 ~50 0.4 0.5 0.7 0.9 50~100 0.5 0.6 0.8 1.0 100~150 0.6 0.7 0.9 1.0 150~220 0.7 0.8 1.0 1.2 220~300 0.8 0.9 1.1 1.3 所以可得＝60.6 0 －0.6mm A=60.6+1=61.6mm 步距S： 2.3材料利用率 一塊條料的材料利用率： —— 一個制件的有效面積； —— 一塊板料的面積； —— 一塊板料所沖制件的總數(shù)。 查附表3選用板料規(guī)格為850*1800*1.5，采用豎裁，剪切條料尺寸為 60.6*1800，一塊板料可裁條料為14，每條可沖零件的個數(shù)為52，每塊板料可沖零件728個，則每塊板料的材料利用率為： 2.4工位安排 該采用下圖的排樣方式,共分5個工位 第一工位:沖的工藝孔 第二工位:翻邊 第三工位:沖底孔;整形 第四工位:沖2個 孔 第五工位：落料,工件從底孔中漏出。 由以上分析可以得知，該模具的動作過程為：先沖出翻邊時用的工藝孔，然后翻邊，沖孔、整形和落料，模具的動作需要在不同的工位上完成不同的動作，所以模具的定位要絕對正確，只有這樣才能保證送進(jìn)步距的精確，沖制出合格的產(chǎn)品，所以在級進(jìn)模中最重要的設(shè)計工作就是送料裝置的設(shè)計和制造。通過上面的計算可以得出該工件的排樣圖如圖2所示。 圖2排樣圖 翻邊凸模必須有圓角，工件的部位有公差要求,而且不允許有圓角,因此該工位要有整形工序，整形和 孔的沖裁兩道工序在一個工位上完成。 模具使用條料,用手工送進(jìn),沒有設(shè)置定位裝置。第二個翻邊以后,板料下面形成明顯凸包。手工送料時,放在下一工位的凹模中即可。第二和第五工位的凸模設(shè)有導(dǎo)正銷進(jìn)行精確定位，在第一和第二工位個設(shè)置一個始用擋料銷、供條料開始送進(jìn)的第一、第二工位使用。 3沖裁工藝力及壓力中心的計算 3.1沖裁力的計算 該模具采用平刃口模具進(jìn)行沖裁，其理論沖裁力F（N） 可按下式計算： 式中： 沖裁件周長mm； 材料厚度mm； 材料抗剪強(qiáng)度Mpa 但選擇設(shè)備時，需要考慮刃口磨損和材料厚度及力學(xué)性能波動等因素，實際沖裁力可能增大，所以應(yīng)?。? 因為在該模具中需要沖壓的部位主要有外形，兩個直徑為的孔、直徑為的孔和直徑為的工藝孔，因此通過計算可得到其周長分別為：162.7mm 、17.27mm、59.66mm、47.1mm 材料厚度 mm 材料抗剪強(qiáng)度 故： 3.2翻孔的計算 翻邊的計算有：①計算翻邊前的毛坯孔徑；②變形程度計算；③翻邊力的計算 。根據(jù)工件圖計算翻邊前毛坯孔徑，稱為底孔孔徑，底孔周邊材料在翻邊時材料沒有徑向流動。在分析它的橫截面時，可把它看作彎曲。既如圖3.1紅線所示的部位。翻邊后移動到實線位置，而其長度不變，前后兩部分中心線長度相等。這與彎曲材料展開的計算是相同的。計算時應(yīng)按點劃線的圓弧和直線，通過幾何關(guān)系計算其長度，先計算BC段長，先用做圖法求出點劃線上的B點、C點的位置。在直角三角形BDC中，用勾股定理計算BC長。具體計算可以參照圖3。 圖3 工藝孔的確定圖 有以上分析，EC應(yīng)是AB和BC的和。 因此，計算出底孔所需的直徑為： 考慮到翻邊后還有沖裁孔，故留有余量，將工藝孔定為.校核變形程度。材料翻邊過程是底孔沿著圓周方向被拉伸長的過程，其變形量不應(yīng)超過材料的伸長率，否則會出現(xiàn)裂紋。用變形前、后圓周長之比，表示變形程度。在翻邊計算中稱其為翻邊系數(shù)m，即： 式中 ——————翻邊前的孔徑（mm）； ——————翻邊后的孔徑（mm）。 按表4可知允許的m值為0.72，因此計算出的值比m大，即設(shè)計合理。翻邊時不會出現(xiàn)裂紋。 表4 一些材料的翻邊系數(shù) 退火材料 翻邊系數(shù) K Kmin 白鐵皮 ０.７０ ０.６５ 黃銅t＝０.５-６mm ０.６８ ０.６２ 鋁t＝０.５-５mm ０.７０ ０.６４ 硬鋁 ０.８９ ０.８０ 軟鋼t＝０.２５-２mm ０.７２ ０.６８ 翻邊力的計算采用以下公式： 式中，——翻邊力（N）； ——板料厚度，t=1.5mm； ——翻邊前孔徑（mm）； ——翻邊后孔徑（mm）； ——材料屈服點。 在計算翻邊力時，翻邊孔徑取實際孔徑值與翻邊所需孔徑相比縮小1.92mm，則也應(yīng)縮小1.92mm，翻邊后的實際孔徑應(yīng)為17.08mm。故將d=15mm，D=17.08mm代入上式中，則： 翻邊凸凹模間隙的計算：在平面毛坯上沖孔的翻邊和先拉深后沖孔后沖孔的翻邊所用的凸、凹模間隙值可按表5選取。 表5 翻邊時的凸、凹模間隙值表 材料厚度 ０.５ ０.７ ０.８ １.０ １.２ １.５ ２.０ 平毛坯翻邊 ０.４５ ０.６ ０.７ ０.８５ １.０ １.３ １.７ 拉深后翻邊 ０.４ ０.５ ０.６ ０.７５ ０.９ １.１ １.５ 當(dāng)翻邊時內(nèi)孔有尺寸精度要求時，尺寸精度有凸模保證，此時應(yīng)按下式來計算凸、凹模的尺寸： 式中，———————— 凸、凹模直徑 ———————— 凸、凹模公差 —————————豎孔內(nèi)徑公差 如果對翻邊豎孔的外徑精度要求較高時，凸、凹模之間應(yīng)取小間隙，以便凹模對直壁外側(cè)產(chǎn)生擠壓作用，從而控制其外形尺寸。 在該模具中 3.3整形力的計算 整形壓力的計算與校正壓力相同，采用下式計算： 式中， —— 整形力（N）； —— 單位整形力（Mpa）； ——工件整形面積(mm2)。 關(guān)于單位整形力的選擇與彎曲校正以及校平工藝的校平力不同，整形力是使整形局部的壓強(qiáng)超過材料的抗壓強(qiáng)度，而產(chǎn)生變形，但是最后作用在校平面上的壓強(qiáng)必須低于材料的抗壓強(qiáng)度。綜合以上因素，p值取150Mpa。事實上，校平力的大小取決于模具在壓力機(jī)上安裝時對壓力機(jī)的調(diào)整，而調(diào)整壓力機(jī)的依據(jù)是否符合要求。 故得該工件的整形壓力為： 3.4壓力中心的計算 通過以上計算，得出各步的沖壓力分別是： 第一工位：孔沖裁，沖裁力為20818.5N； 第二工位：翻邊沖孔力為2587N； 第三工位：孔沖裁和整形，沖裁力總合力為44853.55N； 第四工位：兩個孔沖裁，沖壓力為22900.2N； 第五工位：外形落料，沖壓力為107870.1N。 多工位模各工序沖壓力的合力作用點稱為模具壓力中心。模具壓力中心應(yīng)與壓力機(jī)滑塊軸線重合，以免滑塊受偏心載荷而損壞導(dǎo)軌及模具。 通過解析法可求得： ＝59.324 由于零件沖壓處于同一水平線上，故y0相同，通過計算得出壓力中心位于第3工位中心線左側(cè)28.68mm處。 4 壓力機(jī)的選擇 確定壓力機(jī)的規(guī)格須遵循如下原則： ① 壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力必須大于沖壓工藝力； ② 壓力機(jī)滑塊行程應(yīng)滿足制件在高度上能獲得所需尺寸，并在沖壓工序完成后能順利地從模具上取出來； ③ 壓力機(jī)的行程次數(shù)應(yīng)符合生產(chǎn)率的要求； ④ 壓力機(jī)的閉合高度、工作臺面尺寸、滑塊尺寸、模柄孔尺寸等都要能滿足模具的正確安裝要求，對于曲柄壓力機(jī)，模具的閉合高度與壓力機(jī)的裝模高度之間要符合以下公式： H ——模具的閉合高度； ——壓力機(jī)的最大閉合高度； ——壓力機(jī)的最小閉合高度； T ——墊板厚度 通過計算可得總沖壓力： 由于生產(chǎn)批量大，且制件尺寸不大，因此選用操作方便、生產(chǎn)效率高的開式雙柱可傾壓力機(jī)，又考慮到壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力，所以可選J23－25沖壓設(shè)備進(jìn)行沖壓生產(chǎn)，其主要技術(shù)參數(shù)如下所示： 表6 開式雙柱可傾壓力機(jī)主要技術(shù)規(guī)格表 型號 J23－25 公稱壓力/t 25 滑塊行程/mm 65 最大閉合高度/mm 270 工作臺尺寸（前后/mm x左右/mm） 模柄孔尺寸（直徑/mm x深度/mm） 墊板尺寸（厚度/mm x孔徑/mm） 5 模具中主要尺寸的計算 在確定工件零件刃口尺寸計算方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法。結(jié)合該模具的特點，工作零件的形狀相對比較簡單，適宜采用線切割機(jī)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孔的同軸度，使裝配工作簡化。因此工作零件刃口尺寸計算就分開加工的方法計算。 由工件圖可知，該工件屬于無特殊要求的一般沖裁件。有兩個的圓和的孔組成可由沖孔來獲得，有關(guān)沖孔獲得查表7得。 表7 初始雙面間隙值表 材料厚度 t/mm 08、10、35 09M2、Q215 Q345 40、50 65Mn Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin 0.5 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.060 0.6 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.7 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.092 0.8 0.072 0.104 0.072 0.104 0.072 0.104 0.064 0.092 0.9 0.090 0.126 0.090 0.126 0.090 0.126 0.090 0.126 1.0 0.100 0.140 0.100 0.140 0.100 0.140 0.090 0.126 1.2 0.126 0.180 0.132 0.180 0.132 0.180 - - 1.5 0.132 0.240 0.170 0.240 0.170 0.240 - - 1.75 0.220 0.320 0.220 0.320 0.220 0.320 - - 2.0 0.246 0.360 0.260 0.380 0.260 0.380 - - 由于所有尺寸都未表注公差，查沖裁件外徑與內(nèi)孔尺寸公差表5.2得: 基本尺寸， 可轉(zhuǎn)換成。 沖裁凸、凹分別加工時，其工作部分尺寸的計算公式 表8 凸凹模工作尺寸計算公式 工序性質(zhì) 沖件尺寸 凸模尺寸 凹模尺寸 落料 沖孔 表中： ——— 分別為落料凸、凹模的刃口尺寸（mm） ——— 分別為沖孔凸、凹模的刃口尺寸（mm） 、 ——— 分別為凸、凹模的制造公差 ——— 制件的制造公差（mm） ——— 最小合理間隙值（mm） x ——— 磨損系數(shù) 表9 沖裁件和拉深件未注公差尺寸的偏差表 基本尺寸 尺寸的類型 包容表面 被包容表面 孔中心距 ≤３ +0.25 -0.25 ±0.15 3-6 +0.30 -0.30 6-10 +0.36 -0.36 ±0.215 10-18 +0.43 -0.43 18-30 +0.52 -0.52 ±0.31 30-50 +0.62 -0.62 50-80 +0.74 -0.74 ±0.435 80-120 +0.87 -0.87 120-180 +1.00 -1.00 ±0.575 180-250 +1.15 -1.15 表10 圓形或方形件沖裁時凸模、凹模的制造公差表 公稱尺寸 凸模制造公差 凹模制造公差 ≤18 ０.０２０ ０.０２０ >18-３０ ０.０２０ ０.０２５ >30-８０ ０.０２０ ０.０３０ >80-１２０ ０.０２５ ０.０３５ >120-１８０ ０.０３０ ０.０４０ 表11系數(shù)x 材料厚度 非圓形沖件 圓形沖件 t/mm 1 0.75 0.5 0.75 0.5 沖件公差Δ/mm <1 <0.16 0.17-0.35 >0.36 <0.16 >0.16 1-2 <0.20 0.21-0.41 >0.42 <0.20 >0.20 2-4 <0.24 0.25-0.49 >0.50 <0.24 >0.24 4-5 <0.30 0.31-0.59 >0.60 <0.30 >0.30 沖孔：因為該工件為一般精度零件，查表 10可得其制件公差為，查表11可得凸凹模的制造公差 ，查表9可得該工件中所需的凸凹模初始間隙為： 磨損系數(shù):x取0.5。 沖孔：沖制該孔時所需的磨損系數(shù)x取0.5，凸凹模的制造公差為 制件公差 孔心距：查表5.2可得 落料：凸凹模的制造公差為，其他參數(shù)如沖孔時一樣。 6 編制工藝卡片 （廠名） 沖壓工藝卡 產(chǎn)品型號 零部件名稱 自行車腳蹬內(nèi)板 共 頁 產(chǎn)品名稱 零部件型號 第 頁 材料牌號及規(guī)格 材料技術(shù)要求 坯料尺寸 每個坯料可制零件數(shù) 毛坯重量 輔助材料 Q215-F 條料 52件 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 加工簡圖 設(shè)備 工藝裝備 工時 0 下料 剪板 1 沖孔 沖工藝孔 J23-25 沖孔模 2 翻孔 翻底孔 J23－25 翻孔模 3 沖孔 沖底孔兼整形 J23-25 沖孔模 4 沖孔 沖兩個孔 J23-25 沖孔模 5 落料 沖裁整個零件 J23－25 落料模 6 檢驗 按零件圖樣對工件進(jìn)行檢查 繪制日期 審核日期 會簽日期 標(biāo)記 處數(shù) 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 7 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 模具類型主要分為三種分別是：單工序模、復(fù)合模和級進(jìn)模。 單工序模又稱簡單沖裁模，是指在壓力機(jī)一次行程內(nèi)只完成一種沖裁工序的模具，如落料模、沖孔模、切斷模切口模等。 復(fù)合模是指在一次壓力機(jī)的行程中在模具的同一工位上同時完成兩道或兩到以上不同沖裁工序的模具。復(fù)合模是一種多工序沖裁模，它在結(jié)構(gòu)上的主要特征是有一個或幾個具有雙重作用的工作零件——凸凹模，如落料沖孔復(fù)合模中有一個既能作落料凸模又能作沖孔凹模的凸凹模。 級進(jìn)模是在沖壓過程中，在一個工位上只完成一個工序的沖壓。效率較高，由沖壓工藝分析可知，該模具采用級進(jìn)沖壓，所以模具類型為級進(jìn)模。 模架選用對角導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架，可承受較大的沖壓力。為時防止裝模上模座誤轉(zhuǎn)裝配，將模架中兩對導(dǎo)柱與導(dǎo)套制作成粗細(xì)不等： 導(dǎo)柱分別為 導(dǎo)套分別為 上模座厚度取，即 上模墊板厚度取，即 固定卸料板厚度，即 下固定板厚度取，即 下模墊板厚度取，即 下模座厚度取，即 由上述數(shù)據(jù)可以知道本壓力機(jī)已滿足了該零件沖壓生產(chǎn)的需要。 8 模具主要零部件的設(shè)計 8.1定位方式的選擇 定位方式的選擇通俗的說既是選擇定位零件。定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上有正確的位置，定位零件的結(jié)構(gòu)形式很多，用于對條料進(jìn)行定位的定位零件有擋料銷、導(dǎo)料銷、導(dǎo)料板、側(cè)壓裝置、導(dǎo)正銷、側(cè)刃等，用于對工序進(jìn)行定位的定位零件有定位銷、定位板等。 定位零件基本上都已標(biāo)準(zhǔn)化，可根據(jù)坯料和工序件形狀、尺寸、精度及模具的結(jié)構(gòu)形式與生產(chǎn)效率要求等選用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。 因為該模具采用是條料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料板，無側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進(jìn)步距采用擋料銷初定距，導(dǎo)正銷精定距。而第一件的沖壓位置因為條料長度有一定余量，可以靠操作工目測來確定。 8.2卸料、出件方式的選擇 卸料與出件裝置的作用是當(dāng)沖模完成一次沖壓之后，把沖件或廢料從模具工作零件上卸下來，以便沖壓工作繼續(xù)進(jìn)行。通常，把沖件或廢料從凸模上卸下來稱為卸料。 卸料裝置按卸料的方式分為固定卸料裝置﹑彈性卸料裝置和廢料切刀三種。 固定卸料裝置 , 固定卸料裝置僅由固定卸料板構(gòu)成，一般安裝在下模的凹模上；彈性卸料裝置由卸料板、卸料螺釘和彈性元件（彈簧或橡膠）組成；彈性卸料裝置可安裝于上?；蛳履?，依靠彈簧或橡膠的彈力來卸料，卸料力不太大但沖壓時可兼起壓料作用，故多用于沖裁料薄及平面度要求較高的沖件；廢料切刀是在沖裁過程中沖裁廢料切斷成數(shù)塊，從而實現(xiàn)卸料的一種卸料零件。 出件裝置的作用是從凹模內(nèi)卸下沖件或廢料。我通常把超過上模內(nèi)的出件裝置稱為推件裝置；把裝在下模內(nèi)的稱為頂件裝置。 綜合考慮該模具的結(jié)構(gòu)和使用方便，以及工件料厚為1.5mm，相對較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。 又因為是級進(jìn)模生產(chǎn)，所以采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。 8.3導(dǎo)向方式的選擇 常用的模架有：滑動式導(dǎo)柱導(dǎo)套模架、滾動式導(dǎo)柱導(dǎo)套模架，模架有上、下模座和導(dǎo)向零件組成，是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定它的上面，并承受沖壓全過程的全部載荷。模具上模座和下模座分別與沖壓設(shè)備的滑塊和工作臺固定。上、下模間的精度由導(dǎo)柱、導(dǎo)套的導(dǎo)向來實現(xiàn)。 對角模架：由于導(dǎo)柱安裝在模具的中心對稱的對角線上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動平穩(wěn)，常用于橫向送料級進(jìn)?；蚩v向送料的落料模、級進(jìn)模； 后側(cè)導(dǎo)住模架：由于前面和左右不受限制，送料和操作比較方便，因?qū)ё“惭b在后側(cè)，工作時偏心距會造成導(dǎo)柱導(dǎo)套單邊磨損，并且不能用浮動模柄結(jié)構(gòu)； 中間導(dǎo)柱模架：導(dǎo)柱安裝在模具的對稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)，準(zhǔn)確，但只能在一個方向送料； 四導(dǎo)柱模架：具有平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點，常用于沖壓尺寸較大或精度較高的沖壓件； 滾軸式導(dǎo)柱導(dǎo)套模架的導(dǎo)向精度高，使用壽命長，主要用于高精度、高壽命的精密模具及薄材料的沖裁模具。 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇，為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該級進(jìn)模采用對角導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。 模具上模部分主要由上模板、墊片、凸模、凸模固定板及卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以彈簧為彈性元件。下模部分由下模座、凹模板、導(dǎo)料板等組成。沖孔廢料和成品件均由漏料孔漏出。 條料送經(jīng)時采用活動擋料銷作為粗定距，在落料凸模上安裝兩個導(dǎo)正銷利用條料上的孔作導(dǎo)正銷孔進(jìn)行導(dǎo)正，以此作為條料送進(jìn)的精確定距。操作時完成第一步?jīng)_壓后，把條料抬起向前移動，用落料孔套在活動擋料銷上，并向前推緊，沖壓時凸模上的導(dǎo)正銷再作精確定距?；顒訐趿箱N位置的設(shè)定比理想的幾何位置向前偏移0.2mm，沖壓過程中粗定位完成后，當(dāng)導(dǎo)正銷作精確定位時，由導(dǎo)正銷上圓錐形斜面再將條料向后拉回約0.2mm而完成精確定距。用這種方法定距，精確可達(dá)到0.02mm。 通過以上設(shè)計，可得到如圖4所示的模具裝配圖。 圖4 裝配圖 第二工位的翻邊凸模工作部分尺寸，如圖5所示，導(dǎo)正銷的直邊部位，高度為1.2mm。 圖5 翻邊凸凹模 圖中凸凹模的尺寸是由零件圖尺寸計算得出的。圓角尺寸R2mm是翻邊工藝的需要；此處若設(shè)計為尖角，將使材料難以流動，導(dǎo)致板料發(fā)生撕裂；圓角值選的過大，會給下一步的整形增加難度，故選用R=2mm。 凹模的側(cè)壁設(shè)計為直邊，如果凹模設(shè)計為與凸模相配合的形狀，在下止點使凸、凹模相接觸，從而起到校正的作用。則凸、凹模之間的距離就要相當(dāng)精確。而第三工位是整形，兩個工位的凸模高度調(diào)整若有誤差，就會使其中一個不起作用，因此第二工位設(shè)計為凸、凹?！安唤佑|”。由于在凹模的圓角處材料沒有徑向流動，對圓角的大小沒有要求，故此處按零件的要求，設(shè)計圓角取值為R=1.5mm。 第三工位整形，凸、凹模尺寸按零件要求設(shè)計 ,整形凸模對制件最后尺寸影響很大.板料材質(zhì)的力學(xué)性能每批都有差異,影響到工件的回彈不一樣.遇到這種情況,按照工件尺寸和公差要求,作幾個不同規(guī)格的凸模,以便供生產(chǎn)選用,保證工件的精度。 凹模板有兩部分組成，第一至第四工位共用一塊凹模板，各凹模部分分別設(shè)置凹模鑲套，第五工位落料凹模單獨為一部分。 凸模固定板、卸料板、凹模板均采用線切割機(jī)床來加工，使其各型孔之間的定位尺寸精度有保證。 9 模具的裝配、調(diào)試和檢測 9.1模具的裝配 根據(jù)級進(jìn)模裝配要點，選凹模作為裝配基準(zhǔn)件，先裝下模，再裝上模，并調(diào)整間隙、試沖、返修，具體裝配見表12。 表12 級進(jìn)模的裝配表 序號 工序 工藝說明 1 凸、凹模預(yù)配 （1）裝配前仔細(xì)檢查各凸模形狀以及凹模形孔，是否符合圖紙要求尺寸精度、形狀。 （2）將各凸模分別與相應(yīng)的凹?？紫嗯?，檢查其間隙是否加工均勻。不合適則應(yīng)重新修磨或更換。 2 凸模裝配 以凹?？锥ㄎ唬瑢⒏魍鼓７謩e壓入凸模固定板的形孔中，并擰緊牢固 3 裝配下模 （1） 在下模座上劃中心線，按中心預(yù)裝凹模、導(dǎo)料板； （2） 在下模座、導(dǎo)料板上，用已加工好的凹模分別確定其螺孔位置，并分別鉆孔，攻絲 （3） 將下模座、導(dǎo)料板、凹模、活動擋料銷、彈簧裝在一起，并用螺釘緊固，打入銷釘 4 裝配上模 （1） 在已裝好的下模上放等高墊鐵，再在凹模中放入0.12mm片，然后將凸模與固定板的組合裝入凹模； （2） 預(yù)裝上模座，劃出與凸模固定板相應(yīng)螺孔。銷孔位置并鉆絞螺孔、銷孔； （3） 用螺釘將固定板組合、墊板、上模座連接在一起，但不要擰緊； （4） 將卸料板套裝入固定板的凸模上，裝上橡膠和卸料螺釘，調(diào)節(jié)橡膠的預(yù)壓量，使卸料板高出凸模下端約1mm；復(fù)查凸、凹模間隙并調(diào)整合適后，緊固螺釘； （5） 安裝導(dǎo)正銷、承料板； 9.2沖裁模具的調(diào)試 模具裝配以后，必須在生產(chǎn)條件下進(jìn)行試沖。通過試沖可以發(fā)現(xiàn)模具設(shè)計和制造的不足，并找出原因給與糾正。并能夠?qū)δ＞哌M(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修理，直到模具正常工作中沖出合格的制件為止。 沖裁模具經(jīng)試沖合格后，應(yīng)在模具模座正面打上編號、沖模圖號、制件號、使用壓力機(jī)型號、制造日期等。并涂油防銹后經(jīng)檢驗合格入庫。 在模具制造中，模具零件的檢驗與模具裝配試模后的驗收是模具加工過程中的重要工藝環(huán)節(jié)。模具零件加工及裝配質(zhì)量好壞，對模具的使用壽命有著較大的影響。加強(qiáng)模具裝配后及模具零件加工各工序間質(zhì)量檢驗，是確保模具質(zhì)量的重要手段。因此，模具生產(chǎn)單位在生產(chǎn)過程中，要健全模具零件及模具裝配前后的檢驗與驗收制度。即根據(jù)本廠產(chǎn)品要求和工藝水平，編制切合實際的質(zhì)量檢驗規(guī)程。實行以檢驗人員專職檢驗與生產(chǎn)工人自檢互檢相互結(jié)合的檢驗方法，嚴(yán)格按圖樣技術(shù)條件和有關(guān)工藝文件進(jìn)行必要的檢查。在檢驗中，除了進(jìn)行工序間的檢驗和裝配后的驗收外，還加強(qiáng)各工序?qū)嶋H操作的檢查，以督促執(zhí)行工藝規(guī)定，防止廢品的產(chǎn)生。 9.3模具的檢測 模具的檢驗與驗收和設(shè)計、制造一樣是模具制造中不可分割的部分，在模具生產(chǎn)中起著積極的作用，是滿足現(xiàn)代模具制造業(yè)發(fā)展的需要。同時，在檢測技術(shù)對于模具制造質(zhì)量的提高、延長模具的壽命和能生產(chǎn)出高效、優(yōu)質(zhì)制品零件，有著十分重要的意義。模具的檢測主要是檢查在設(shè)計、制造或裝配中出現(xiàn)的缺陷，并在交付客戶前做最后的驗證，保證模具的合格性和安全性并能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，模具零件加工及裝配質(zhì)量好壞，對模具的使用壽命有著較大的影響。 加強(qiáng)模具裝配后及模具零件加工各工序間質(zhì)量檢驗，是確保模具質(zhì)量的重要手段。因此，模具生產(chǎn)單位在生產(chǎn)過程中，要健全模具零件及模具裝配前后的檢驗與驗收制度。只有這樣才能保證模具的合格性和安全性并能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。其具體方法可詳細(xì)查12所示。 表13 模具中常見缺陷和調(diào)整方法表 缺陷 產(chǎn)生原因 調(diào)整方法 沖件毛刺過大 1.刃口不鋒利或淬火硬度不夠 2．間隙過大或過小，間隙不均勻 1．修磨刃口使其鋒利 2．重新調(diào)整間隙，使其均勻 沖件不平整 1．凸模有倒錐，沖件從孔中通過時被壓彎 2．頂出件與頂出器接觸零件面積 1．修磨凹?？?，去除導(dǎo)錐現(xiàn)象 2．更換頂出桿，加大與零件的接觸面積 尺寸超差和形狀不準(zhǔn)確 凸模、凹模形狀及尺寸精度差 修整凸模、凹模形狀及尺寸，使其達(dá)到形狀及尺寸精度要求 凹模被脹裂 1．凹?？子械瑰F度形象 2．凹?？變?nèi)卡住廢料 1．修磨凹?？祝瑰F現(xiàn)象 2．修抵凹?？赘叨? 凸、凹模刃口相咬 1.上、下模座，固定板、凹模、墊板等零件安裝基面不平行 2.凸模、導(dǎo)柱、導(dǎo)套與安裝基面不垂直 1．調(diào)整有關(guān)兩件重新安裝 2．重新安裝凸、凹模，使之對正 3．調(diào)整其垂直度重新安裝 4．更換導(dǎo)柱、導(dǎo)套 送料不暢通，有時被卡死 1．兩導(dǎo)料板之間的尺寸過小或有斜度 2．凸模與卸料板之間的間隙太大，致使搭邊翻轉(zhuǎn)而堵塞 1．粗修或重新調(diào)整裝配導(dǎo)料板 2．減小凸模與導(dǎo)料板之間的配合間隙，或重新調(diào)整澆注卸料板孔 3．重新調(diào)整裝配導(dǎo)料板，使之平行 10 模具材料的選用要求和選擇原則 利用模具生產(chǎn)制品零件，其模具質(zhì)量的好壞，壽命的長短，直接關(guān)系到產(chǎn)品制造精度、性能和成本。是提高勞動生產(chǎn)率、降低消耗、創(chuàng)造效益，盡快使產(chǎn)品占領(lǐng)市場的重要性條件。而模具的質(zhì)量、使用壽命、制造精度及合格率很大程度上取決于設(shè)計時對模具材料的選用、熱處理工藝要求、模具零件配合精度及公差等級的選擇和表面質(zhì)量要求。 10.1冷沖模材料的選用要求 冷沖模材料應(yīng)具有的性能： 冷沖模包括沖裁模、彎曲模、拉深模、成形模和冷擠壓模等。冷沖模在工作中承受沖擊、拉深、壓縮彎曲、疲勞磨擦等機(jī)械的作用。模具常常發(fā)生脆斷、堆塌、磨損、啃傷和軟化等形成的失效。因此，作為冷沖模主要材料的鋼材，應(yīng)具有的性能。 1. 應(yīng)具有較高的變形抗力：主要抗力指標(biāo)包括淬火、回火抗壓強(qiáng)度、彎強(qiáng)度等。其中硬度是模具注意重要的抗力指標(biāo)，高的硬度是保持模具耐磨性的必要條件。工作零件熱處理后的硬度在60HRC強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度才能保證模具具有較高的變形能力。 2. 應(yīng)具有較高的斷裂抗主要抗力指標(biāo)有材料的抗沖擊性能抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度 斷裂抗力和沖擊載荷下抵抗模具裂紋產(chǎn)生一個特性，也是作為防止斷裂的一個重要依據(jù)。其基體中碳含量越高沖擊韌性越高。故對韌性的要求應(yīng)依據(jù)載荷較大的冷沖鐓及剪切模易受偏心彎曲載荷細(xì)長凸?；蛴袘?yīng)力集中的模具，都需要有較高的韌性。 3. 應(yīng)具有較高的耐磨性和抗疲勞性能：對于在一定條件下工作的模具鋼，為了提高耐磨性，需要在硬度高的基體上均勻分布有大量細(xì)小硬的碳化物 相同硬度下，提高鋼的性能是模具在交變應(yīng)力條件下產(chǎn)生的疲勞破壞，如模具長期使用有刮痕凹槽等。 4. 應(yīng)具有較好的冷、熱加工工藝性：鋼材的加工性能包括可鍛性、可加工性、淬透性、淬硬性較小的脫碳敏感性和較小變形傾向等，以方便模具的加工，易于成形及防止熱處理后變形等。 10.2 材料的選用原則 1.要選擇滿足模具零件工作要求的最佳綜合性能的材料：要選擇滿足模具零件工作要求的最佳綜合性能的材料； 2.要針對模具的失效形式選用鋼材，鋼材的失效是影響模具壽命的主要因素包括： ⑴為防模具開裂，要選用韌性好的材料； ⑵為防磨損，應(yīng)選用合金元素高的材料； ⑶對于大型沖模應(yīng)選用淬透性好的材料； ⑷為保持鋼材硬度能力，要選用耐回火性高的含鉻、鉬合金鋼； ⑸為防熱處理變形，對于形雜的零件應(yīng)選用含碳量高、淬透性好的高合金材料。 3.要根據(jù)制品批量大小，以最低的成本的選材原則選用； 對于需沖壓數(shù)量較多模具，一般采用優(yōu)質(zhì)合金鋼，而數(shù)量少的則采用碳素鋼，以降低成本。 4．要根據(jù)沖模零件的作用選擇； 凸模凹模鋼材選用，對于數(shù)量不多或厚度不大的可采用有色金屬或黑色金屬，而對于支撐板、卸料零件、導(dǎo)向件應(yīng)選用一般鋼材。 5．要根據(jù)沖模精密程度選用。 在制造小型精密模具而又復(fù)雜時可選用優(yōu)質(zhì)合金鋼制作，而對于比較簡單，形狀、精度有要求不高的模具應(yīng)選用比較便宜的碳鋼或低合金鋼。 致 謝 參考文獻(xiàn) ［1］ 張超英.沖壓模具與制造.［Ｍ］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社2003.6 ［2］ 羅學(xué)科.模具識圖與制圖.［Ｍ］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2003.6 ［3］ 韓洪濤.機(jī)械制造技術(shù).［Ｍ］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2003.7 ［4］　萬本善.實用沖模結(jié)構(gòu)圖解與沖壓新工藝詳圖及常用數(shù)據(jù)速查速用手冊. ［Ｍ］.北京：科大電子出版社 2004.8 ［5］ 李銘杰.沖模設(shè)計應(yīng)用實例.［Ｍ］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2003.8 ［6］ 王立剛.沖模設(shè)計手冊.［Ｍ］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2002.5 ［7］ 郭書彬.最新沖壓新工藝新技術(shù)與沖模設(shè)計圖集及典型疑難實例應(yīng)用手冊.［Ｍ］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2003.9 ［8］王芳.冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo).［Ｍ］. 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