22型車門墊板沖裁模設(shè)計(jì)與制造【說明書+CAD】

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模具主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，其內(nèi)容包含了凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、定位零件、彈性卸料裝置、橡膠的選用、導(dǎo)柱與導(dǎo)套、模柄與模架的選取等重要零部件的設(shè)計(jì)加工方法和加工注意要點(diǎn)。這樣更有利于加工人員的一線操作，使其通俗易懂加工方便。 本次設(shè)計(jì)不僅讓我熟悉了課本所學(xué)的知識(shí)，而且讓我做到所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中，更讓我了解了沖壓模具設(shè)計(jì)的全過程和加工實(shí)踐中應(yīng)注意的要點(diǎn)。使我從畢業(yè)設(shè)計(jì)中更好理解了模具。 關(guān)鍵詞：沖孔、落料、級(jí)進(jìn)模 前 言 冷沖壓技術(shù)在汽車、拖拉機(jī)、自行車、儀器表及家用電器等零部件制造中占有重要地位。冷沖壓加工方式具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品一致性好、適于大批量生產(chǎn)等特點(diǎn)。在當(dāng)今的制造業(yè)中，模具設(shè)計(jì)制造已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)。冷沖模設(shè)計(jì)制造在整個(gè)模具制造中有它自己的特點(diǎn)和難點(diǎn)。沖壓是使板料經(jīng)分離或成形而得到制件的加工方法。沖壓利用沖壓模具對(duì)板料進(jìn)行加工，常溫下進(jìn)行的板料沖壓加工稱為冷沖壓。模具是大批生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備，模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。 模具可保證沖壓產(chǎn)品的尺寸精度，是產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，而且在加工中不破壞產(chǎn)品表面。用模具生產(chǎn)零件可以采用冶金廠大量生產(chǎn)的廉價(jià)的扎制鋼板或鋼帶為壞料，且在生產(chǎn)中不需要加熱，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、重量輕、成本低且節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點(diǎn)，是其他加工方法所不能比擬的。使用模具已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向，現(xiàn)代制造工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，很大程度取決于模具工業(yè)的發(fā)展。 目前，工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用模具成形工藝方法，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。一般壓力機(jī)加工，一臺(tái)普通壓力機(jī)設(shè)備每分鐘可生產(chǎn)零件幾件到幾十件，高速壓力機(jī)的生產(chǎn)效率已達(dá)到每分鐘數(shù)百件甚至上千件。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，飛機(jī)、汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀器、儀表等產(chǎn)品，有60﹪左右的零件是利用模具加工出來的；而自行車、手表、洗衣機(jī)、電冰箱及電風(fēng)扇等輕工業(yè)產(chǎn)品，90﹪左右的零件是利用模具生產(chǎn)出來的；至于日常用五金、餐具等物品的大批量生產(chǎn)基本上完全靠模具來進(jìn)行。顯而易見，模具作為一種專用的工藝裝備，在生產(chǎn)中的決定性作用和重要地位逐漸被人們所共識(shí)。 1 沖裁件的工藝性分析工藝方案的確定 工件如圖1.1所示零件是22型客車車門墊板，材料為Q235，厚度t=4mm，大批量生產(chǎn)，設(shè)計(jì)沖裁模。 圖1.1 22型客車車門墊板 沖壓件的工藝性是指沖壓件對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)性。在一般情況下，對(duì)沖壓件工藝性影響最大的幾何形狀尺寸和精度要求。良好的沖壓工藝性應(yīng)能滿足材料較省、工序較少、模具加工較容易、壽命較高、操作方便及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等要求。 1. 沖裁件的形狀應(yīng)能符合材料合理排樣，減少廢料。 2. 沖裁各直線或曲線的連接處，宜有適當(dāng)?shù)膱A角。 3. 沖裁件凸出或凹入部分寬度不宜太小，并應(yīng)避免過長(zhǎng)的懸臂與窄槽。 4. 腰圓形沖裁件，如允許圓弧半徑，則R應(yīng)大于料寬的一半，即能采用少廢料排樣；如限定圓弧半徑等于工件寬度之半，就不能采用少廢料排樣，否則會(huì)有臺(tái)肩產(chǎn)生。 5. 沖孔時(shí)，由于受到凸模強(qiáng)度的限制，孔的尺寸不宜過小。 6. 沖裁件的孔與孔之間，孔與邊緣之間的距離，受到模具強(qiáng)度的限制，不能太小。 在彎曲件或拉深件上沖孔時(shí)，其孔壁與工件之間的距離不能過小。  沖壓工藝方案的確定，可依據(jù)表1.1 表1.1 沖壓方案的確定 項(xiàng)目 單工序模 級(jí)進(jìn)模 復(fù)合模 無導(dǎo)柱 有導(dǎo)柱 沖壓精度 低 較低 較高，相當(dāng)于IT10~IT13 高，相當(dāng)于IT8~IT11 制件平整程度 不平整 一般 不平整，有時(shí)要校平 因壓料較好，制件平整 制件最大尺寸和材料厚度 不受限制 300mm以下厚度達(dá)6mm 尺寸〈250mm厚度在0.1~6之間 尺寸〈300mm厚度常在0.05m~3mm 沖模制造的難度程度及價(jià)格 容易、價(jià)格低 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的裝配采用先進(jìn)工藝后不難 簡(jiǎn)單形狀制件的級(jí)進(jìn)模比復(fù)合模具制造難度低，價(jià)格亦較低 形狀復(fù)雜的制件用復(fù)合模比級(jí)進(jìn)模制造難度低，相對(duì)價(jià)格低 生產(chǎn)率 低 較低 可用自動(dòng)送料出料裝置，效率較高 工序組合后效率高 使用高速?zèng)_床的可能性 只能單沖不能連沖 有自動(dòng)送料裝置可以連沖，但速度不能太高 使用于高速?zèng)_床高達(dá)400次/分以上 由于有彈性緩沖器，不宜用高速，不宜連沖 材料要求 可用邊角料 條料要求不嚴(yán)格 條料或卷料要求嚴(yán)格 除用條料外，小件可用邊角料，但生產(chǎn)率低 生產(chǎn)安全性 不安全 手在沖模過程區(qū)不安全 比較安全 手在沖模工作區(qū)不安全，要有安全裝置 沖模安裝調(diào)整與操作 調(diào)整麻煩操作不便 安裝、調(diào)整較容易、操作方便 安裝、調(diào)整較容易，操作簡(jiǎn)單 安裝、調(diào)整比級(jí)進(jìn)模更容易，操作簡(jiǎn)單 分析表1.1采用：?jiǎn)喂ば蚰＞呓Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序兩副模具才能完成，且生產(chǎn)效率低難以滿足該工件大,工件屬于大批量生產(chǎn)，為了提高生產(chǎn)效率并保證內(nèi)孔與外行的位置精確，不宜采用單工序模。又因?yàn)楣ぜ钫嶢處的尺寸為6.5mm，不能滿足復(fù)合模（8.5mm）的要求，所以也不宜采用復(fù)合模。 綜合考慮，該工件模具采用由定位銷的連續(xù)模，彈性卸料，自然漏料。為增強(qiáng)模具的強(qiáng)度，在中間留一空工位。 2 模具的技術(shù)要求及材料選用 2.1模具的技術(shù)要求 利用模具生產(chǎn)制品零件，其模具質(zhì)量的好壞，壽命的長(zhǎng)短，直接關(guān)系到產(chǎn)品制造精度、性能和成本。是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低消耗、創(chuàng)造效益，盡快使產(chǎn)品占領(lǐng)市場(chǎng)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(jì)時(shí)對(duì)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(jí)的選擇和表面質(zhì)量要求。 2.2 模具材料的選用及要求 2.2.1 冷沖模材料的選用 1. 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(gè)特性，也是作為防止斷裂的一個(gè)重要依據(jù)。其基體中碳含量越高沖擊韌性越高。故對(duì)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(zhǎng)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(duì)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(zhǎng)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。 2.2.2材料的選擇原則 （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(duì)模具失效形式選用鋼材：鋼材的失效是影響模具壽命的主要因素包括： 1）為防模具開裂，要選用韌性好的材料 2）為防磨損，應(yīng)選用合金元素高的材料 3）對(duì)于大型沖模應(yīng)選用淬透性好的材料 4）為保持鋼材硬度能力，要選用耐回火性高的含鉻、鉬合金鋼 5）為防熱處理變形，對(duì)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(duì)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、凹模具應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)的鋼材制作，對(duì)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(duì)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(shí)可選用優(yōu)質(zhì)合金鋼制作，而對(duì)于比較簡(jiǎn)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。 3 沖裁件的排樣 在沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約和減少廢料具有重要的意義，在模具設(shè)計(jì)中，排樣設(shè)計(jì)是一項(xiàng)極為重要的、技術(shù)性很強(qiáng)的設(shè)計(jì)工作，排樣的合理與否直接影響到材料的利用率、制件質(zhì)量、生產(chǎn)率與成本以及模具壽命等，所以排樣工作的好壞是左右沖裁經(jīng)濟(jì)效益的重要因素之一。 沖裁所產(chǎn)生的廢料分為兩種，一是工件的各種內(nèi)孔產(chǎn)生的廢料，它取決于工件的形狀，一般不能改變，稱為設(shè)計(jì)廢料；二是由于工件之間的搭邊和工件與條料側(cè)面的搭邊、板料的料頭、料尾而產(chǎn)生的廢料，它取決于沖壓方式和排樣方式，稱為工藝廢料， 提高材料利用率最主要的途徑是合理排樣使工藝廢料盡量小，另外在滿足工件使用要求的前提下，適當(dāng)?shù)母淖児ぜ慕Y(jié)構(gòu)形狀也可以提高材料的利用率。 常用的排樣方法有三種： 1.有廢料排樣：指沿工件全部外形沖裁，工件與工件、工件與條料邊緣都留有搭邊，此種排樣的缺點(diǎn)是材料利用率低，但有了搭邊就能保證沖裁件的質(zhì)量，模具壽命也高。 2.少廢料排樣：指模具只沿著工件部分外形輪廓沖裁，只有局部搭邊的存在。 3.無廢料排樣：指工件與工件之間及工件與條料側(cè)邊之間均無搭邊的存在，模具刃口沿條料順序切下，直接獲得工件。 少、無廢料排樣的缺點(diǎn)是工件質(zhì)量差，模具壽命不高，但這兩種排樣可以節(jié)省材料，還具有簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)、降低沖裁力和提高生產(chǎn)率等優(yōu)點(diǎn)。并且工件須具有一定的形狀才能采用少、無廢料排樣。上述三類排樣方法，按工件的外形特征主要分為直排、斜排、直對(duì)排、斜對(duì)排、混合排、多行排等形式。 根據(jù)本零件的特點(diǎn)，采用無廢料排樣，排樣如圖3.1所示。條料寬度 圖3.1 排樣圖 沖裁所產(chǎn)生的廢料分為兩種，一是工件的各種內(nèi)孔產(chǎn)生的廢料，它取決于工件的形狀，一般不能改變，稱為設(shè)計(jì)廢料；二是由于工件之間的搭邊和工件與條料側(cè)面的搭邊、板料的料頭、料尾而產(chǎn)生的廢料，它取決于沖壓方式和排樣方式，稱為工藝廢料。 提高材料利用率最主要的途徑是合理排樣使工藝廢料盡量小，另外在滿足工件使用要求的前提下，適當(dāng)?shù)母淖児ぜ慕Y(jié)構(gòu)形狀也可以提高材料的利用率。 沖裁所產(chǎn)生的廢料分為兩種，一是工件的各種內(nèi)孔產(chǎn)生的廢料，它取決于工件的形狀，一般不能改變，稱為設(shè)計(jì)廢料；二是由于工件之間的搭邊和工件與條料側(cè)面的搭邊、板料的料頭、料尾而產(chǎn)生的廢料，它取決于沖壓方式和排樣方式，稱為工藝廢料，提高材料利用率最主要的途徑是合理排樣使工藝廢料盡量小，另外在滿足工件使用要求的前提下，適當(dāng)?shù)母淖児ぜ慕Y(jié)構(gòu)形狀也可以提高材料的利用率。 4 模具設(shè)計(jì)計(jì)算 4．1 計(jì)算總壓力P 1.計(jì)算總壓力P 沖裁力的計(jì)算： 沖孔力：[10]式3.1 切斷力：文獻(xiàn)[10]式3.2 卸料力的計(jì)算：[10]3.3 查文獻(xiàn)[4]表3.1， 推料力的計(jì)算： 取洞口直壁高度 查文獻(xiàn)[4]表3.1， 則推料力為： 總沖壓力： 4．2 壓力中心的計(jì)算 模具壓力中心是指沖壓合力的作用點(diǎn)位置，為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心和壓力機(jī)的壓力中心相重合。對(duì)于帶有模柄的沖壓模，壓力中心應(yīng)通過模柄的軸心線，否則會(huì)使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過大的磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。 沖模的壓力中心，可按下述原則來確定： 1．對(duì)稱形狀的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。 2．工件形狀相同且分布位置對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心向重合。 3．形狀復(fù)雜的零件、多凸模的壓力中心可用解析計(jì)算法求出。 按比例劃出沖裁輪廓線（兩個(gè)孔、一個(gè)切斷單邊），并建立直角坐標(biāo)x-y，如圖4.1所示，計(jì)算各部分長(zhǎng)度和各部分重心的坐標(biāo)。 圖4.1 壓力中心分析圖 由公式 則： 取壓力中心坐標(biāo)為（193、38）。 4．3 零件的外形尺寸、彈性元件自由高度 計(jì)算各主要零件的外形尺寸，以及所用彈性元件自由高度計(jì)算： 1. 凹模厚度：,采用大孔尺寸b=115mm。 查文獻(xiàn)[4]表2.25得，則 考慮在同一模上還需同時(shí)沖裁另一個(gè)孔和切斷，取凹模厚度 凹模的壁厚 綜合考慮工件尺寸、凹模刃口輪廓至邊緣的距離C和固定凹模用的螺釘、銷釘之間的距離等，分析圖如圖4.2所示，取凹模外形輪廓尺寸為： 圖4.2 凹模外形尺寸分析圖 2. 凸模固定板：凸模固定板的外形尺寸與卸料外形尺寸相同，其厚度 3. 墊板及采用：墊板的外形與凸模固定板一致，當(dāng)凸模與上模板接觸的壓力超過模板材料的許用壓力時(shí)，則采用墊板，其厚度在3~10mm取值。 沖小矩形孔時(shí)的承壓情況分析，如圖4.3所示． 承壓應(yīng)力 模板材料取鑄鐵，由文獻(xiàn)[4]表2.34得 由上面分析，需要采用墊板，取墊板厚度 圖4.3 小凸模 4. 卸料裝置的彈性元件――橡皮的自由高度確定． 取模具開啟時(shí)卸料板高出凸模1mm，沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模深度去1mm，考慮模具刃磨余量為2mm，由題可知材料厚度為4mm，所以橡皮的工作行程為： 　　　　　　　 橡膠的自由厚度． 橡膠的預(yù)壓縮量. 橡膠在模具中的安裝空間高度為 5.凸，凹模工作部分尺寸確定――采用配合加工方法。 沖孔：以凸模為基準(zhǔn)配置凹模，計(jì)算結(jié)果見表4.1． 表4.1沖孔凸，凹模刃口尺寸（mm） 工作尺寸 凸模尺寸 凹模尺寸 沖孔Ⅰ 凹模按凸模配作,并保證雙邊間隙為 沖孔Ⅱ 切料相當(dāng)于落料,應(yīng)該以凹模為基準(zhǔn)配制凸模,但凹模具不是整體,所以仍以凸模為基準(zhǔn)配制凹模.切料為單邊剪切,凸模與擋鐵貼靠后與凹模具之間的間隙為一般沖裁單邊間隙的,因此,. 凹模磨損后工件尺寸變大的有,由公式 凹模按凸模配制,并保證單邊間隙為. 4．4 計(jì)算側(cè)壓力 計(jì)算側(cè)壓力 由于切斷是單側(cè)沖裁,所以在凸模的另一側(cè)設(shè)計(jì)一個(gè)擋塊來平衡側(cè)壓力,同時(shí),擋塊也起到定位作用.側(cè)壓力的計(jì)算如下: . 則： 設(shè)計(jì)擋塊時(shí)應(yīng)按側(cè)壓力核算擋塊的壓應(yīng)力以及確定螺釘?shù)拇笮『蛿?shù)量。 5 模具總體設(shè)計(jì) 1．模具的類型的選擇： 由沖壓工藝分析可知，采用級(jí)進(jìn)沖壓，所以模具類型為連續(xù)復(fù)合模。 2．定位方式的選擇 為保證條料的正確送進(jìn)和毛坯在模具中的正確位置，沖裁出外行完整的合格零件，模具設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮條料或毛坯的定位。正確位置是依靠定位零件來保證的。由于毛坯形式和模具結(jié)構(gòu)不同，所以定位零件的種類很多。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)毛坯形式、模具結(jié)構(gòu)、零件公差大小、生產(chǎn)效率等進(jìn)行選擇。定位包含控制送料步距的擋料和垂直方向的導(dǎo)料等。 （1）擋料銷 擋料銷的作用是擋住條料搭邊或沖壓輪廓以限制條料的送進(jìn)距離。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中常見的擋料銷有三種形式：固定擋料銷、活動(dòng)擋料銷和始用擋料銷。固定擋料銷安裝在凹模上，用來控制條料的進(jìn)距，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。由于安裝在凹模上，安裝孔可能會(huì)造成凹模強(qiáng)度的削弱，常用的結(jié)構(gòu)有圓形和鉤形擋料銷?；顒?dòng)擋料銷常有于倒裝復(fù)合模中。始用擋料銷用于級(jí)進(jìn)模中開始定位。 （2）導(dǎo)正銷 導(dǎo)正銷通常與擋料銷配合使用在級(jí)進(jìn)模中，以減少定位誤差，保證孔與外形的相對(duì)位置尺寸要求。當(dāng)零件上有適宜于導(dǎo)正銷安裝在落料凸模上。當(dāng)零件上沒有適宜于導(dǎo)正銷正用的孔時(shí)，對(duì)于工步數(shù)較多時(shí)、零件精度較高的級(jí)進(jìn)模，應(yīng)在條料兩側(cè)的空位處設(shè)置工藝孔，以拱導(dǎo)正銷導(dǎo)正條料使用，此時(shí)，導(dǎo)正銷固定在凸模固定板上或彈壓卸料板上。 （3）側(cè)刃 在級(jí)進(jìn)模中，常采用側(cè)刃控制條料步距，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的，側(cè)刃實(shí)質(zhì)上是裁切邊料凸模，通過側(cè)刃的兩側(cè)刃口，切除條料兩側(cè)邊緣部分材料，形成一臺(tái)階。條料切去部分邊料后，寬度才能夠繼續(xù)送入到凹模，送進(jìn)的距離為切去的長(zhǎng)度，當(dāng)材料送到切料后形成的臺(tái)階時(shí)，側(cè)刃擋塊阻止了材料繼續(xù)送進(jìn)只有通過模具下一次的工作，新的送料步長(zhǎng)才能形成。 （4）定位板和定位釘 定位板和定位釘是為單個(gè)毛坯定位的元件，以保證前后工序相對(duì)位置精度或工件的內(nèi)孔與外輪廓的位置精度要求。 （5）送料方向的控制 條料的送料方向是條料靠著一側(cè)導(dǎo)料板，沿著設(shè)計(jì)的送料方向?qū)蛩土希瑸槭箺l料靠緊一側(cè)的導(dǎo)料板，保證送料的精度，可采用側(cè)壓裝置。 3．推件零件的設(shè)計(jì) （1）卸料零件 設(shè)計(jì)卸料零件的目的，是將沖裁后卡在凸模上或凸凹模上，或凸模上的制件或廢料卸掉，保證下次沖壓時(shí)正常進(jìn)行，常用的卸料方式有以下幾種： 1）剛性卸料 剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)，常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料，當(dāng)卸料板只起卸料作用時(shí)與凸模的間隙隨著材料厚度的增加而增大，單面間隙取，當(dāng)固定卸料板還要起到對(duì)凸模的導(dǎo)向作用時(shí)，卸料板與凸模的配合間隙應(yīng)小于沖裁間隙，此時(shí)要求卸料后凸模不能完全脫離卸料板，保證凸模與卸料板配合大于。 常用的固定卸料板有一些幾種：卸料與導(dǎo)料為一體的整體式卸料板；卸料板與導(dǎo)料板分開的組合式卸料板，在沖裁中應(yīng)用最廣泛；用于窄長(zhǎng)零件的沖孔或切口卸件的懸臂式卸料板；在沖孔底部用來卸空心件或彎曲的拱形卸料板。 2）彈性卸料板 彈性卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，主要用于沖裁料厚在以下的板料，由于有壓料作用，沖裁比較平整。彈壓卸料與彈性元件、卸料螺釘組成彈性卸料裝置，卸料板與凸模的配合的單邊間隙選擇，若彈壓卸料板還要起到對(duì)凸模的導(dǎo)向作用，二者的配合應(yīng)小于沖裁間隙。彈性元件的選擇應(yīng)滿足卸料力和沖模結(jié)構(gòu)要求。 （2）頂件裝置 推件和頂件的作用是，將制件從凹模中推出來（凹模在上模）或頂出（凹模在寫模）。推件力是通過壓力機(jī)的橫梁作用在一些傳力元件上，使推件力傳遞到推件板上將制品（或廢料）推出凹模。推板的形狀和推桿的位置應(yīng)根據(jù)被推材料的尺寸和形狀來確定。設(shè)計(jì)在下模的彈性頂件裝置，通過凸模下壓使彈性元件在沖壓時(shí)儲(chǔ)存能量，模具回程時(shí)頂件器的彈性元件釋放能量，頂件塊將廢料從凹模中頂出。 模具采用固定卸料，剛性打件，并利用裝在壓力機(jī)工作臺(tái)下的標(biāo)準(zhǔn)緩沖提供壓邊力。 （3）導(dǎo)向方式的選擇 常用的模架有：滑動(dòng)式導(dǎo)柱導(dǎo)套模架、滾動(dòng)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(tái)固定。上、下模間的精度由導(dǎo)柱導(dǎo)套的導(dǎo)向來實(shí)現(xiàn)。 對(duì)角模架：由于導(dǎo)柱安裝在模具的中心對(duì)稱的對(duì)角線上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)，常用于橫向送料級(jí)進(jìn)?；蚩v向送料的落料模、復(fù)合模。 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(shí)偏心距會(huì)造成導(dǎo)柱導(dǎo)套單邊磨損，并且不能用浮動(dòng)模柄結(jié)構(gòu)。 中間導(dǎo)柱模架：導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)，準(zhǔn)確，但只能在一個(gè)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(diǎn)，常用于沖壓尺寸較大或精度較高的沖壓件。 滾動(dòng)式導(dǎo)柱導(dǎo)套模架的導(dǎo)向精度高，使用壽命長(zhǎng)，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(jí)進(jìn)模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。模具選用中間導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架，可承受較大的沖壓力。為防止裝模時(shí)，上模無轉(zhuǎn)裝配，將模架中兩對(duì)導(dǎo)柱與導(dǎo)套制作成粗細(xì)不等以上計(jì)算基本是按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定的,在繪制總裝圖,選標(biāo)準(zhǔn)件,繪制零件圖時(shí)可靈活調(diào)整。 根據(jù)結(jié)構(gòu)圖初算閉合高度。 根據(jù)凹模的外形尺寸,確定下模板的外形尺寸為。 6 主要零、部件的設(shè)計(jì) 該模采用手工送料,切斷凸模面積大 ,直接用螺釘與圓柱銷固定在上模板上；沖孔凸模用固定板固定；凹模直接用螺釘與圓柱銷固定在下模板上。 縱向定位用擋塊,橫向定位用定位銷；上、下模采用導(dǎo)柱,導(dǎo)套導(dǎo)向。凸凹模如圖6.1 圖6.1 沖孔凸模 圖6.2 沖孔凸模 6.3 切斷凹模 圖6.4 凹模 7 設(shè)備的選定、總裝圖、非標(biāo)準(zhǔn)零件圖 7.1設(shè)備的選定 總沖壓力 閉模高度 下模板外形尺寸: 由表7.1可選型號(hào)為的閉式壓力機(jī),但需要在工作臺(tái)面上加設(shè)墊板。 表7.1閉式單點(diǎn)壓力機(jī)技術(shù)規(guī)格 型號(hào) JA31-160B J31-250 J31-315 公稱壓力 1600 2500 3150 滑塊行程 160 315 315 滑塊行程次數(shù) 32 20 20 最大封閉高度 375 490 490 封閉高度調(diào)節(jié)量 120 200 200 工作臺(tái)尺寸 前后 790 950 1100 左右 710 100 1100 導(dǎo)軌距離 590 900 930 滑塊底面尺寸（前后） 560 850 960 拉伸行程 150 160 拉伸墊壓力 壓緊 400 500 頂出 70 76 7.2繪制模具總裝圖 總裝圖如圖7.1,圖中零件明細(xì)見表7.2 圖7.1 裝配圖 表7.2 序號(hào) 代號(hào) 名稱 材料 熱處理 1 上模板 HT200 2 導(dǎo)套 20 滲碳0.8-1.2mm 58-62HRC 3 20 滲碳0.8-1.2mm 58-62HRC 4 5 切斷凸模 T8A 50-60HRC 6 45 40-45HRC 7 45 40-45HRC 8 模柄 Q235 9 45 35-40HRC 10 墊板 45 40-45HRC 11 凸模固定板 45 12 卸料橡膠 橡皮 13 卸料板 Q235 14 凹模 T8A 58-62HRC 15 35 28-38HRC 16 下模板 HT200 17 沖孔凸模 T8A 56-60HRC 18 沖孔凸模 T8A 56-60HRC 19 Q235 20 21 擋鐵 45 22 35 28-38HRC 7.3模具輔助零件 表7.3 模具輔助零件的材料選用及熱處理 零件名稱 選用材料 熱處理 硬度HRC 上模座、下模座 HT20~40HT25~47、ZG25、ZG35A3、A5 模柄 A3、A5 凸模固定板、凸、凹模固定板 A3、A5 側(cè)面導(dǎo)板 45 淬火 43~48 導(dǎo)柱 20 滲碳0.8~1 58~62 導(dǎo)套 20 淬火 58~60 導(dǎo)正銷、定位銷 T7、T8 淬火 52~56 擋料銷、擋料板 45 淬火 45~48 墊板、定位板 45、T7A 淬火 43~48 螺母、墊圈 A3 固定螺栓、螺釘 A3、45 銷釘 45 淬火 45~48 頂桿 推桿 45 淬火 43~48 工作零件的加工工藝 表7.4 凸凹模的加工工藝過程 工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 1 備料 將毛坯鍛成長(zhǎng)方體 2 熱處理 退火 3 刨削 按圖刨削外形 4 熱處理 調(diào)質(zhì) 5 磨端面 工作端留單邊余量.3 6 劃線 劃出輪廓線 7 銑 銑床輪廓 8 熱處理 按熱處理工藝，淬回火，達(dá)到 9 磨削 精磨內(nèi)、外面、到尺寸，保證端面與軸線垂直 10 鉗工精修 全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求 11 檢驗(yàn) 8 模具的裝配 模具的裝配是指將組成模具的各已經(jīng)加工好的非標(biāo)準(zhǔn)零件和所有標(biāo)準(zhǔn)零件，以一定的裝配順序和方法，經(jīng)協(xié)調(diào)加工，組裝成一個(gè)滿足使用要求的整體。模具的裝配是模具制造過程中的重要工序，它直接影響工件的沖壓質(zhì)量、模具的使用和壽命。本模具為沖孔—落料級(jí)進(jìn)模其裝配一般按下面的步驟進(jìn)行： （1）裝配壓入式模柄，垂直上模座端面，裝后同磨大端面齊平。 （2）將拉深凸模裝在下模座上，并相對(duì)下模座底面垂直。同磨端面平齊后，作止動(dòng)螺釘孔，并安裝止動(dòng)螺釘。 （3）以頂件塊定心，將凹模裝在下模座上，經(jīng)調(diào)整與沖孔凸模同軸后，用平行夾板夾緊，做螺釘孔和銷釘，并擰緊螺釘，配入適當(dāng)過盈的定位銷。 （4）將凸凹模裝在固定板上，并保持垂直，同磨大的；端面齊平。 （5）用平行夾板將上凸凹模的固定板與上模座加緊后合模，使導(dǎo)柱緩慢進(jìn)入導(dǎo)套。在凸凹模的外圓對(duì)正凹模后，配作螺釘和和螺釘過孔，并擰入螺釘?shù)灰o。用輕輕敲打固定板的方法進(jìn)行細(xì)致的調(diào)整，待凸凹模和凹模的間隙均勻后，配作凸凹模固定板和上模座的銷孔，并配入相應(yīng)過盈量的銷釘。 （6）加工頂件塊時(shí)，外圓按凹模的孔實(shí)配，內(nèi)孔按拉深凸模的外圓實(shí)配，保持要求的間隙。裝配后，頂件塊的頂面須高于凹模而沖孔凸模的頂面不得高于凹模。 （7）安裝固定擋料銷和卸料板，按凹模板上的孔套在凸凹模外圓上應(yīng)于凹模中心保持一致。在用平行夾板夾緊的情況下，按凹模上的螺孔引作卸料板上的螺釘過孔，并以螺釘固緊，其他零件的裝配均符合要求后打標(biāo)記。 9 模具的檢驗(yàn)與驗(yàn)收 9.1 模具檢驗(yàn)的作用及內(nèi)容 9.1.1模具檢驗(yàn)的作用 在模具制造中，模具零件的檢驗(yàn)與模具裝配試模后的驗(yàn)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(duì)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(yàn)，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(yàn)與驗(yàn)收制度。即根據(jù)本廠產(chǎn)品要求和工藝水平，編制切合實(shí)際的質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)程。實(shí)行以檢驗(yàn)人員專職檢驗(yàn)與生產(chǎn)工人自檢互檢相互結(jié)合的檢驗(yàn)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(yàn)中，除了進(jìn)行工序間的檢驗(yàn)和裝配后的驗(yàn)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。 模具的檢驗(yàn)與驗(yàn)收，和設(shè)計(jì)、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(shí)，在檢測(cè)技術(shù)對(duì)于模具制造質(zhì)量的提高、延長(zhǎng)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。 序號(hào) 質(zhì)量管理及檢測(cè)內(nèi)容 說明 1 組織質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)模具生產(chǎn)過程全面檢查與監(jiān)控 1.模具原材料的質(zhì)量檢驗(yàn) 模具零件加工后質(zhì)量檢驗(yàn)，主要包括零件的形狀、尺寸精度及表面質(zhì)量、硬度及形位精度。 2.具裝配后前后的檢驗(yàn)。 3.模具試模后的驗(yàn)收。 4.具內(nèi)在質(zhì)量的無損探傷檢測(cè)。 5.具包裝、運(yùn)輸質(zhì)量檢驗(yàn)。 2 組織對(duì)加工設(shè)備及共裝卡具檢查 1. 檢查加工設(shè)備運(yùn)行情況及加工精度。 2. 檢驗(yàn)共裝卡具工作及精度狀況。 3 組織產(chǎn)品質(zhì)量分析 1. 進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量分析。 2. 提出提高產(chǎn)品質(zhì)量措施。 3. 提出改進(jìn)方案、意見。 4 組織質(zhì)量教育與技術(shù)教育 1. 對(duì)操作者進(jìn)行質(zhì)量全面管理教育，以提高操作者責(zé)任心。 2. 對(duì)操作者進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，以提高操作者技術(shù)水平。 5 組織維護(hù)、保養(yǎng)量器具 對(duì)在檢測(cè)過程中、所使用的量具、量?jī)x等進(jìn)行保管、維護(hù)，并提出定期鑒定的申請(qǐng)。 6 組織對(duì)模具的整體驗(yàn)收 9.1.2 模具檢測(cè)的內(nèi)容 模具生產(chǎn)過程的檢測(cè)，是模具質(zhì)量管理及控制的重要環(huán)節(jié)，其內(nèi)容如下： 9.2 模具的檢測(cè)方法 模具的檢測(cè)方法如表9.2 表9.2 檢測(cè)方法 檢測(cè)方法 檢測(cè)說明 特點(diǎn) 平臺(tái)檢測(cè)法 平臺(tái)檢測(cè)法是在檢驗(yàn)臺(tái)上利用某些通用量具和輔助測(cè)量具，對(duì)模具零件檢測(cè)，是一種最普遍使用的檢測(cè)方法，它主要用來幾種形狀比較簡(jiǎn)單的零件或樣板，可以得到較高的測(cè)量精度。 1.采用的是通用工具，其量具簡(jiǎn)單、設(shè)備成本低、對(duì)周圍環(huán)境無特殊要求，檢測(cè)范圍較低。 2.量精度主要取決于平臺(tái)極其使用的 測(cè)量工具精度和方法。 3.測(cè)量速度慢，誤差需經(jīng)分析計(jì)算，較復(fù)雜。 儀器檢測(cè)法 儀器測(cè)量法是使用二維尺寸測(cè)量?jī)x進(jìn)行平面測(cè)量或采用三維尺寸測(cè)量?jī)x對(duì)復(fù)雜型面尺寸精度曲線測(cè)量，測(cè)量方法直接，并直接讀取誤差。 1.測(cè)量精度高，多為對(duì)零件直接測(cè)量，誤差計(jì)算方法簡(jiǎn)單，有的可直接讀取讀數(shù)。 2.工件一般不需夾緊，檢測(cè)速度快，但儀表投資大，成本高，而且檢測(cè)受環(huán)境影響大。 結(jié)束語 通過近一個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我更加明白了模具的含義，要想生產(chǎn)出一套合格的模具是多么的不容易，模具的精度直接關(guān)系產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。真正理解了模具是工業(yè)之母的含義。模具生產(chǎn)的工藝水平及科技含量的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家科技與產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益、新產(chǎn)品的開發(fā)能力，決定著一個(gè)國(guó)家制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)的沖壓模具設(shè)計(jì)制造能力與市場(chǎng)需要和國(guó)際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。這些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面，無論在設(shè)計(jì)還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車覆蓋件模具，具有設(shè)計(jì)和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn)，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計(jì)制造方法和手段方面已基本達(dá)到了國(guó)際水平，模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國(guó)際水平，在轎車模具國(guó)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(guó)外相比還存在一定的差距。 從一開始的從指導(dǎo)張老師接到題目，然后投入了大量的時(shí)間收集資料到開始正式進(jìn)入正規(guī)的設(shè)計(jì)階段、理清順序先干什么、接下來干什么、到最后讓張老師檢查，指出問題再在一塊修改無不投入了巨大的心血。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我對(duì)自己的專業(yè)知識(shí)有了更深一步的了解。當(dāng)初自己的選折是明智的、對(duì)本專業(yè)的未來充滿了希望。畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)階段非常重要的東西，它是對(duì)你大學(xué)期間所學(xué)專業(yè)知識(shí)的考察，對(duì)你各項(xiàng)綜合素質(zhì)的檢驗(yàn)。他你如何處理新事物的出現(xiàn)，組織協(xié)調(diào)能力、團(tuán)隊(duì)精神等各項(xiàng)綜合素質(zhì)的考驗(yàn)。設(shè)計(jì)過程中用到了很多以前上課時(shí)學(xué)的知識(shí)，這樣通過設(shè)計(jì)又讓我們學(xué)到許多新的知識(shí)，而且對(duì)課本上所學(xué)知識(shí)有了更深的理解。也許你在學(xué)習(xí)課本上的知識(shí)不是那么的明白，但是通過畢業(yè)設(shè)計(jì)自己動(dòng)手去計(jì)算，這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，你就理解了。也許可能會(huì)用到?jīng)]有學(xué)過知識(shí)，通過自學(xué)研究順利解決。再我看來這是讓我們明白許多知識(shí)是可以自學(xué)都能得到的。要想在本專業(yè)有更高的追求，僅僅靠課本所學(xué)的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。上課老師教你的知識(shí)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、引領(lǐng)你怎么學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)。這樣你可以在今后的學(xué)習(xí)工作中需要運(yùn)用知識(shí)，你可以通過查資料來解決。能知道用到那些公式、參數(shù)、系數(shù)等等你會(huì)從相關(guān)的工具書查到。這也許是最大的收獲，就目前而言，要想在本專業(yè)或相關(guān)行業(yè)有所作為、發(fā)展的話，必須從頭開始。這就是畢業(yè)設(shè)計(jì)給我的感受，我會(huì)超著這個(gè)方向努力下去……. 致 謝 時(shí)間飛逝而過，轉(zhuǎn)眼間從開始搞畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)一個(gè)月了。論文停筆之際，心中感慨萬千。文中有許多的不足和缺憾令我不能釋懷。如果能夠再深入一些、再完善一些，該多好!論文雖然結(jié)束，但學(xué)問永無止境，該課題才剛剛邁開第一步，還有待進(jìn)一步的深入研究。 光陰似箭，轉(zhuǎn)眼間就要告別這段令人難忘的美好時(shí)光。想想現(xiàn)在好象才剛剛從大一軍訓(xùn)中過來，怎么一切都那么的快，就要面臨畢業(yè)。心中有依戀、有遺憾，但更多的是慶幸和感激，因?yàn)槿陙淼玫侥敲炊鄮熼L(zhǎng)和學(xué)友的無私教導(dǎo)和幫助 經(jīng)過半月的緊張而又忙碌的搜集整理和半月的精心設(shè)計(jì)、計(jì)算、整體設(shè)計(jì)、修改、定稿，整整一個(gè)月的時(shí)間總算沒有白費(fèi)，我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)作品終于有所成效了。在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，得到了我的指導(dǎo)導(dǎo)師張九強(qiáng)老師的悉心指教，而且得到其他幾位老師的關(guān)心和幫助，在此一并謹(jǐn)致謝忱。 通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我學(xué)到了許多知識(shí)，比如說模具整體的設(shè)計(jì)過程和你設(shè)計(jì)模具的實(shí)用性，你所設(shè)計(jì)的模具的最終目的是用模具來生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，其中還包括許多課本上學(xué)不到的知識(shí)。無論工作學(xué)習(xí)還是做什么事都是一樣，在你接到一個(gè)新事物第一步該怎么做，怎么去安排一個(gè)合理的順序是非常重要的。大學(xué)是教你知識(shí)的地方，但我認(rèn)為她更是教你如何去學(xué)東西，教你的是方法，教你的是如何做人的這樣一個(gè)向社會(huì)過渡的人生大舞臺(tái)。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，也使得我明白了團(tuán)隊(duì)精神是多么的重要。更加培養(yǎng)了我的齊心協(xié)力、努力創(chuàng)新，自始至終，都抱著一顆堅(jiān)定的信念,即如何做能使其工件更加美觀、精度更高、工作效率最高的心態(tài)。指導(dǎo)老師為此也為我們的這次畢業(yè)設(shè)計(jì)做出了很好的評(píng)價(jià)。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中用到了很多以前上課時(shí)學(xué)的知識(shí)，尤其是老師上課教給我們的一些分析問題、解決問題的思想在這次項(xiàng)目中都得到了很好的印證，使我在這些方面能夠很快的領(lǐng)會(huì)。 為此，再次感謝張老師這么天在設(shè)計(jì)過程中給予的幫助。感謝他為我指點(diǎn)論文中存在的不足。嚴(yán)格按照撰寫規(guī)定為我修改論文中的不足，無論什么問題他都認(rèn)真思考、幫助查資料。同時(shí)感謝我們這組的成員在這次設(shè)計(jì)中給予我的幫助！ 參考文獻(xiàn) ［1］ 李銘杰．《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》．機(jī)械工業(yè)出版社， 2003.8 ［2］ 羅學(xué)科．《模具識(shí)圖與制圖》．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)》．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2003.7 ［4］ 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