276 四墊圈復(fù)合模

276 四墊圈復(fù)合模,墊圈,復(fù)合 1目 錄一、設(shè)計(jì)多墊圈復(fù)合模的出發(fā)點(diǎn)………………………………………… 2二、多墊圈復(fù)合模沖壓的工藝分析……………………………………… 41、材料…………………………………………………………………42、尺寸精度……………………………………………………………43、沖壓工藝分析………………………………………………………4三、沖壓工藝方案的制定………………………………………………… 61、單墊圈、多墊圈復(fù)合模的比較……………………………………62、主要難題及解決方法………………………………………………6四、沖壓工藝的計(jì)算……………………………………………………… 8（一） 、排樣計(jì)算……………………………………………………………8（二） 、計(jì)算各工序壓力、選擇壓力機(jī)……………………………………10（三） 、復(fù)合模的凸、凹模的計(jì)算…………………………………………111、凸、凹模的刃口計(jì)算………………………………………………112、凸凹模的設(shè)計(jì)………………………………………………………13（四） 、彈簧的選用和計(jì)算…………………………………………………14五、選擇壓力機(jī)型號(hào)……………………………………………………… 16六、主要零部件結(jié)構(gòu)與尺寸的選擇和確定……………………………… 17七、繪制模具總裝圖……………………………………………………… 21八、繪制主要非標(biāo)準(zhǔn)零部件圖…………………………………………… 23九、結(jié)束語(yǔ)………………………………………………………………… 24參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………… 252一 、 設(shè) 計(jì) 多 墊 圈 復(fù) 合 模 的 出 發(fā) 點(diǎn)因冷沖壓能得到形狀較復(fù)雜的制件，且加工精度高，尺寸穩(wěn)定，互換性好，在大量生產(chǎn)條件下，制件成本低，生產(chǎn)效率高，易于自動(dòng)化。所以隨著我國(guó)工業(yè)的現(xiàn)代化，冷沖壓工藝正越來(lái)越多地被采用，并在使用中得到不斷發(fā)展。在沖壓生產(chǎn)中，沖裁所使用的模具稱(chēng)為沖裁模。它是沖壓生產(chǎn)中不可缺少的工藝設(shè)備，良好的模具結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)工藝方案的可靠保證。常用的沖裁模典型結(jié)構(gòu)主要有單工序沖裁模、復(fù)合模、連續(xù)模。由這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目《多墊圈復(fù)合模》可知需要設(shè)計(jì)一付加工墊圈的模具。墊圈常用于各種儀器儀表，更可起到防震、絕緣的作用，且年產(chǎn)量高?？紤]到單工序沖裁生產(chǎn)效率低、難以滿(mǎn)足該零件的年產(chǎn)量要求，故考慮采用復(fù)合沖裁與連續(xù)沖裁。復(fù)合沖裁是沖床在一次行程中，板料在沖模內(nèi)經(jīng)過(guò)一次定位，能夠同時(shí)完成兩種或兩種以上不同工序的沖壓過(guò)程。對(duì)于該零件采用復(fù)合模能保證沖壓件的形位精度和尺寸精度，且生產(chǎn)效率也高。連續(xù)沖裁是在一套沖模里，把同一個(gè)沖壓件的幾個(gè)工序排列成一定順序。加工時(shí)，沖床每次行程，條料在沖模里依次移動(dòng)一個(gè)位置。在不同的位置（簡(jiǎn)稱(chēng)工位）上，分別進(jìn)行工件所要求的不同工步（即連續(xù)沖壓工序中每一3單獨(dú)的工序） ，除最初幾次沖程外，以后每次沖程都可以完成一個(gè)沖壓件。對(duì)于該零件采用連續(xù)沖裁雖能滿(mǎn)足其生產(chǎn)效率，但零件的材料為橡膠，質(zhì)軟，采用連續(xù)沖裁難以保證沖壓件的形位精度和尺寸精度，而且其模具制造、安裝較復(fù)合模要復(fù)雜。通過(guò)對(duì)單工序模、復(fù)合模、連續(xù)模的比較分析，決定采用復(fù)合模形式比較合適。而這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)出一付能一次沖出多個(gè)墊圈的復(fù)合模，其主要是因?yàn)槟硰S生產(chǎn)的墊圈用處廣泛，規(guī)格繁多，每年的墊圈單件產(chǎn)量多在百萬(wàn)以上。由于廠家競(jìng)爭(zhēng)激烈，產(chǎn)品面臨著殘酷的考驗(yàn)。為此，必須在內(nèi)部通過(guò)優(yōu)化加工工藝，提高材料利用率、生產(chǎn)效率等來(lái)降低成本。首先，在指導(dǎo)老師的建議下，將各種墊圈的規(guī)格大小進(jìn)行了分類(lèi)比較。然后設(shè)想能否在單沖墊圈的基礎(chǔ)上，一模同時(shí)沖壓出多個(gè)各種規(guī)格的產(chǎn)品。以達(dá)到既能提高工作效率，又能提高材料的利用率。在查閱了大量的文獻(xiàn)資料后，初步掌握了模具的設(shè)計(jì)方法，由于時(shí)間倉(cāng)促，水平有限，整個(gè)設(shè)計(jì)必然有許多不足之處，這有待于今后在工作、學(xué)習(xí)中的不斷更正和改進(jìn)。4二、多 墊 圈 復(fù) 合 模 沖 壓 的 工 藝 分 析1、材料：該零件的材料為人造橡膠，厚度為 2mm，年產(chǎn)量百萬(wàn)以上。常用于各種儀表、儀器等。2、 尺寸精度：因?yàn)椴牧闲再|(zhì)，所取的凸凹模的間隙應(yīng)偏小，故模具零件的加工精度較高。所以可以初定最大外圓尺寸 Φ50 0-0.1mm、及最小內(nèi)孔尺寸 Φ12 0+0.070 均為 IT10 級(jí)。3、沖壓工藝性分析：在排列出的各種規(guī)格墊圈中，在最不影響產(chǎn)品質(zhì)量情況下及在符合產(chǎn)品所允許的公差范圍里，選出厚度一樣（均為 2mm） 、材料相同的墊圈，將其內(nèi)外結(jié)構(gòu)、尺寸進(jìn)行整理如圖所示：原 墊 圈 的 尺 寸 調(diào) 整 后 的 墊 圈 尺 寸 從 圖 中 可 以 看 出 ， 尺 寸 經(jīng) 過(guò) 調(diào) 整 后 ， 墊 圈 的 內(nèi) 外 圈 關(guān) 系 正 好 是 相 互 套裁 的 。 墊 圈 甲 （ 外 徑 為 Φ 50） 的 孔 徑 為 墊 圈 乙 （ 外 徑 Φ 36） 的 外 徑 ， 墊5圈 乙 的 孔 徑 為 墊 圈 丙 （ 外 徑 Φ 26） 的 外 徑 ， 墊 圈 丙 的 孔 徑 為 墊 圈 丁 （ 外 徑Φ 16） 的 外 徑 。 這 正 符 合 一 模 同 時(shí) 沖 壓 下 四 個(gè) 墊 圈 的 條 件 。 從 其 普 遍 的 墊圈 性 質(zhì) 和 客 戶(hù) 的 要 求 來(lái) 說(shuō) ， 略 作 尺 寸 改 動(dòng) 并 不 影 響 產(chǎn) 品 的 使 用 ， 也 不 影 響產(chǎn) 品 的 質(zhì) 量 。 所 以 如 果 將 原 來(lái) 的 一 次 沖 一 模 改 進(jìn) 為 一 次 沖 出 四 模 ， 不 僅 可使 材 料 的 利 用 率 成 倍 的 提 高 ， 生 產(chǎn) 效 率 更 能 大 幅 度 地 提 高 四 倍 。 并 節(jié) 省 了人 工 、 電 耗 等 。 經(jīng) 濟(jì) 效 益 十 分 可 觀 。6三 、 沖 壓 工 藝 方 案 的 制 定1、 方 案 的 制 定 ：沖壓墊圈工序較簡(jiǎn)單，基本工序是沖孔、落料。該廠原來(lái)都是以單墊圈形式開(kāi)制的復(fù)合模，現(xiàn)在多以用多墊圈復(fù)合模。為了更清晰了解這兩種復(fù)合模沖壓成型產(chǎn)品的優(yōu)劣性，下面列表將它們進(jìn)行比較：從上述列表中可以看出，多墊圈復(fù)合模在關(guān)鍵兩項(xiàng)——材料利用率和生產(chǎn)效率的對(duì)比上遙遙領(lǐng)先于單墊圈復(fù)合模。從某種意義上來(lái)講，該模具滿(mǎn)足了單件產(chǎn)品需求量巨大的情況。同時(shí)使本廠的競(jìng)爭(zhēng)力大大提高。所以，采用多墊圈復(fù)合模沖制零件。2、 主要難題及解決方法。（1） 主要難題：由于該零件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，整個(gè)沖制過(guò)程并不存在什么問(wèn)題。但是該復(fù)合模由多付凸凹模組合而成，所以如何將凸凹模中的產(chǎn)品一次比 較 項(xiàng) 目 單 墊 圈 復(fù) 合 模 多 墊 圈 復(fù) 合 模材料的利用率 K=31% K=61%每一次沖得產(chǎn)品 1 件 4 件產(chǎn)品質(zhì)量 佳 佳調(diào)整單件批量 容易 不易模具開(kāi)制成本估價(jià) 2000 元/付×4=8000 元 8000 元/付模具壽命 長(zhǎng) 長(zhǎng)模具維護(hù) 簡(jiǎn)單 較難沖壓操作 簡(jiǎn)單 簡(jiǎn)單7卸出來(lái)成為一個(gè)主要難題。（2） 解決方法：如下圖所示是凸凹模與卸料板的關(guān)系。圖 1 圖 2由圖 1、2 中可看出，凸凹模是尾部相互固定組合而成。而卸料板也必須與其同步而行，一起動(dòng)作，才能成功卸料。所以，需要在組合凸凹模上以穿孔機(jī)穿孔，然后經(jīng)由線切割割出腰圓長(zhǎng)槽，用銷(xiāo)子 8 將卸料圈串合起來(lái)。就能成功使卸料板、凸凹模成為一體在腰圓槽里上下同時(shí)動(dòng)作，以達(dá)到一次將沖壓的四片墊圈卸出來(lái)的目的。9—打 棒銷(xiāo) 子 4、 5、 6、 7卸 料 板、 、 3凸 凹 模 4、 5、 6凸 凹 模1、 2、 3卸 料 板 18四 、 沖 壓 工 藝 的 計(jì) 算模具設(shè)計(jì)，牽涉面廣，要了解模具的加工工藝，不然設(shè)計(jì)出的模具無(wú)法加工就失敗了。首先要確定凸凹模的間隙，沖裁模凸模的橫斷面一般都小于凹?？住Ｍ拱寄Ｖg應(yīng)有適當(dāng)?shù)目障?，但間隙的大小牽涉范圍很多。間隙過(guò)小時(shí)，會(huì)使沖裁后的落料件尺寸增大，沖孔件尺寸縮??；間隙過(guò)大時(shí)，會(huì)使沖裁結(jié)束后的落料件尺寸縮小，沖孔件尺寸增大。間隙大小還對(duì)模具壽命有影響。當(dāng)間隙增大時(shí)，模具壽命有明顯增長(zhǎng)。同時(shí)，間隙的大小還和工件平直、沖裁面毛刺大小等密切相關(guān)。故應(yīng)考慮墊片的產(chǎn)品性質(zhì)，主要要求為：產(chǎn)品要平直、無(wú)毛刺。產(chǎn)品材料為人造橡膠，適宜選偏小間隙，查表后可確定其雙邊間隙為 0.08mm。其次，要計(jì)算凸、凹模的尺寸大小、沖裁件的排樣方式和了解被加工零件的沖裁力、卸料力、推料力等，還要根據(jù)計(jì)算出來(lái)的沖壓力選擇壓力機(jī)。了解該壓力機(jī)的開(kāi)閉合高度，安裝板的大小等，才能考慮模具的總厚度是多少并確定模架。根據(jù)沖壓零件的材料、批量來(lái)定模具凸凹模的材料，淬火硬度等。（一） 、排樣計(jì)算為了合理利用材料，并盡可能的節(jié)省材料，應(yīng)對(duì)沖裁件進(jìn)行合理地排樣。1、板料規(guī)格的確定：零件材料為人造橡膠，厚度為 2mm，選用2mm×500mm×500mm。2、方案的確定：方案一：采用單排法1）查表得搭邊值 a=2mm，a 1=1.5mm 則9B=D＋2a=50＋2×2=54mm2）確定步距 ss=D＋a 1=50＋1.5=51.5mm3）裁板條數(shù) n1=Bb/B=500/54=9 條，余 14mm；每條沖零件個(gè)數(shù) n2=（L b－ a1）/s= （500－1.5）/51.5=9 個(gè)，余 35mm；每板沖零件總個(gè)數(shù) n 總 =n1×n2=9×9=81 個(gè)板料的利用率為η 總 =[n 總 ×π( R2－r 2)/LbBb]×100%=[81×3.14×(252－6 2)/500×500]×100%=60%方案二：采用多排。1）如圖所示，根據(jù)相關(guān)幾何知識(shí)可知B=D＋2a=[(50＋ 1.5)sin60＋50] ＋2×2=44.6＋ 50＋4=98.6mm2）步距 s=D＋a 1=50＋1.5=51.5mm3）裁板條數(shù) n1=Bb/B =500/98.6=5 條，余7mm；每條沖零件個(gè)數(shù) n2=（L b－a 1）/s=（500 －1.5） /51.5=9 個(gè)余 35mm；每板沖零件總個(gè)數(shù) n 總 =2n1×n2=90 個(gè)10板料利用率為η 總 =[n 總 ×π( R2－r 2)/LbBb]×100%=[90×3.14×(252－6 2)/500×500]×100% =66.6%由上述可知，采用單排的板料利用率為 60%，采用多排的板料利用率可提高到 66%。很明顯，多排方式是能達(dá)到提高材料利用率的要求，所以采用多排方式。（二） 、計(jì)算各工序壓力、選擇壓力機(jī)該產(chǎn)品只需沖孔、落料復(fù)合沖壓一道工序，并根據(jù)復(fù)合模的結(jié)構(gòu)能一次沖出四個(gè)墊圈。已知產(chǎn)品材料為人造橡膠，厚度為 2mm，查表得 τ=50N/mm 2四墊圈沖裁力 P 沖 =KLtτ=1.3×(50＋36＋26＋16＋12) ×3.14×2×50=57148N人造橡膠的 K 卸 系數(shù)根據(jù)材料性質(zhì)并查表得 K 卸 =0.01四墊圈卸料力 P 卸 =K 卸 P 沖=0.01×57148=571.48N同理得,K 頂 =0.015四墊圈頂料力 P 頂 =K 頂 P 沖=0.015×57148=857.22N多墊圈復(fù)合模結(jié)構(gòu)主要是采用彈性卸料裝置和上出料方式的沖裁工藝力,11故P 總 =P 沖 ＋P 卸 ＋P 頂=57148＋571.48＋857.22=58576.7N=58.5767.×103N=59KN按現(xiàn)有規(guī)格選用 100KN 壓力機(jī)比較適宜。但是考慮到模具結(jié)構(gòu)，為了能滿(mǎn)足模具最大封閉閉合高度，選用 160KN 壓力機(jī)才更適宜。（三） 、復(fù)合模的凸、凹模刃口計(jì)算1、復(fù)合模的凸、凹模刃口計(jì)算1）沖孔部分：凸凹模中的凹模部分和沖孔凸模部分，可采用分開(kāi)加工。如圖所示，該零件的材料為人造橡膠，厚度t=2mm。屬于一般的沖孔、落料件。Φ12 0+0.070mm 由沖孔獲得。查雙邊間隙表得，Z min=0.0615mm,Zmax=0.09mm 則 Zmax－Z min=0.09－0.0615=0.0285mm零件精度 IT10 以上，χ=1。按照模具制造精度高于沖裁件精度 3～4 級(jí)的原則，設(shè)凸、凹模按 IT5 級(jí)制造，沖孔 Φ12 0+0.070mm，查表得,δ 凸 =δ 凹=0.008mm。d 凸 =(d＋χΔ) 0－δ 凸 =(12mm＋1×0.070) 0－0.008 =12.070－0.008 mmd 凹 =(d＋χΔ＋Z min)0＋δ 凹 =(12mm＋1×0.070＋0.0615) 0+0.008=12.13150+0.008mm校核：δ 凸 ＋δ 凹 ≤Z max－Z minδ 凸 ＋δ 凹 =0.008＋0.008=0.016mm<0.0285mm12故凸、凹模刃口尺寸可確定。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)要求，可確定凸模以臺(tái)肩固定的方式固定。因是采用彈性卸料板的小凸模，可確定凸模長(zhǎng)度為：L=h1＋h 2＋δ＋h式中 L—凸模長(zhǎng)度h1—凸模固定板厚度（20mm）h2—卸料板厚度（15mm）δ—材料厚度（2mm）h—附加長(zhǎng)度，它包括凸模的修模量，凸模進(jìn)入凹模的深度，凸模固定板與卸料板之間的安全距離。一般取 h=15～20mm。故總長(zhǎng)度 L=20＋15＋2＋ 15=52mm 即確定的凸模長(zhǎng)度為 52mm。詳細(xì)凸模尺寸見(jiàn)零件圖第 9 頁(yè)。2）落料部分：圓形落料凹模和凸凹模中的凸模部分，亦采用分開(kāi)加工。Φ50 0－0.1 mm 由落料獲得。查表得，δ 凹 =0.011mm，δ 凸 =0.011mm。D 凹 =(D－χΔ) 0+δ 凹 =(50－1×0.1) 0+0.011=49.90+0.011mmD 凸 =(D－χΔ－Z min)0－δ 凸 =(50－1×0.1－0.0615) 0－0.011=49.83850－0.011 mm 校核：δ 凸 ＋δ 凹 =0.011＋0.011=0.022mm ≤0.0285mm所以凸、凹模尺寸可確定。該復(fù)合模的凹模刃口為直筒形，用螺釘固定在上模座上,因此它屬于倒裝復(fù)合模。13根據(jù)模具結(jié)構(gòu)要求，確定凹模壁厚為 35mm。其實(shí)際尺寸可參看零件圖第 4 頁(yè)。另外，因?yàn)樵撃＞叩乃母锻拱寄Ｖg尺寸有互借關(guān)系，所以按其名義尺寸進(jìn)行制造。2、凸、凹模的設(shè)計(jì)該模具為同時(shí)沖出四個(gè)墊圈的復(fù)合模。這四個(gè)墊圈的尺寸是相互套裁的。用復(fù)合模沖出四個(gè)墊圈（這四個(gè)墊圈尺寸按由大到小分別以甲、乙、丙、丁命名） ，理應(yīng)在同一位置上要布置八套凸、凹模。由于其中有三個(gè)是套裁的，需要五付凸、凹模。這副模具進(jìn)一步展示了復(fù)合模在同一位置布置多套凸、凹模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。這副模具的凸、凹模的布置方法是：上模部分裝有凸凹模 2（它的外切刃口是墊圈甲的沖孔凸模同時(shí)又是墊圈乙的落料凸模，它的內(nèi)刃口是墊圈乙的沖孔凹模同時(shí)又是墊圈丙的落料凹模）和墊圈甲的落料凹模 3、凸凹模18（它的外切刃口是墊圈丙的沖孔凸模同時(shí)又是墊圈丁的落料凸模，它的內(nèi)刃口是墊圈丁的沖孔凹模） 。下模部分裝有凸凹模 7（它的外切刃口是墊圈甲的落料凸模 ，它的內(nèi)刃口是墊圈甲的沖孔凹模同時(shí)又是墊圈乙的落料凹模）和墊圈丁的沖孔凸模 11 以及凸凹模 14（它的外切口是墊圈乙的沖孔凸模同時(shí)又是墊圈丙的落料凸模，它的內(nèi)刃口是墊圈丙的沖孔凹模同時(shí)又是墊圈丁的落料凹模） 。沖裁后，由上模推下的是墊圈甲、丙，還有墊圈丁的沖孔廢料，由下模頂出（在下模座下裝有彈頂裝置）的是墊圈乙和墊圈丁。關(guān)于其卸料方式已在上文中提及，就不再詳細(xì)介紹。14（四） 、彈簧的選用和計(jì)算1）卸料力前面已算出，總卸料力 F 卸 =571.48N，根據(jù)模具結(jié)構(gòu)估計(jì)擬選用 4 個(gè)彈簧，計(jì)算每個(gè)彈簧擔(dān)負(fù)卸料力約為F 預(yù) =F 卸 /n=571.48/4=142.87N即每個(gè)彈簧所承受的負(fù)荷力為 142.87N。2）由裝配結(jié)構(gòu)尺寸，求得彈簧自由高度H0＞凸模固定板厚度＋彈簧壓縮量＋凸模自由高度H0＞20＋1.25＋15=36.25mm根據(jù) F 預(yù) 的大小，從圓柱螺旋壓縮彈簧表中可初選彈簧規(guī)格為外徑D=16mm，鋼絲直徑 d=2.5mm，自由高度 H0=50mm，彈簧最大工作載荷下的總變形量 H 許 =17.5mm，有效圈數(shù) n=9.5，最大工作載荷 F 許 =292N。3）求出彈簧的預(yù)壓縮量：H 預(yù) =F 預(yù) H 許 /F 許15=142.87×17.5/292=8.56mm則總壓縮量為：H 總 =H 預(yù) ＋H 工作 ＋H 修磨=8.56＋ 2＋1＋ 5=16.56mm總壓力 F 總 =F 預(yù) H 總 / H 預(yù) =142.87×16.56/8.56=276.4N4）檢查所選彈簧的性能要求，即總壓縮量 H 總 =16.56mm＜最大許可壓縮量 H 許=17.5mm總壓力 F 總 =276.4N＜最大工作負(fù)荷 F 許 =292N說(shuō)明所選彈簧合適最后選彈簧規(guī)格為：16mm×2.5mm×50mm16五 、 選 擇 壓 力 機(jī) 型 號(hào)因?yàn)槟＞唛]合高度：H 閉 =上模座厚＋下模座厚＋落料凹模厚＋沖孔凸模長(zhǎng)度＋上墊板＋下墊板－落料凹模與凸模的刃面高度差＋板料厚度=40＋45 ＋52 ＋52＋10＋10－1＋2=210mm根據(jù)設(shè)備載荷情況和模具的閉合高度，可選用 J23-16 型壓力機(jī)，該壓力機(jī)的最大裝模高度為 220mm，最小裝模高度為 160mm。模具閉合高度滿(mǎn)足 Hmin＋10≤H 閉 ≤H max－5，故認(rèn)為合適。17六 、 主 要 零 部 件 結(jié) 構(gòu) 與 尺 寸 的 選 擇 和 確 定雖然為了能簡(jiǎn)化模具設(shè)計(jì)制造工作，縮短周期，提高質(zhì)量，節(jié)約材料，降低成本，應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，但考慮到模具結(jié)構(gòu)的特殊性和合理性，還是不得不對(duì)零件某些方面進(jìn)行必要的修改以滿(mǎn)足技術(shù)要求。1）擋料銷(xiāo)：限定條料或卷料送進(jìn)距離的定位銷(xiāo)件?？紤]到該模具為帶有彈性卸料板的倒裝復(fù)合模，采用彈壓式活動(dòng)擋料銷(xiāo)。此種擋料銷(xiāo)裝在彈壓卸料板上，沖壓時(shí)被壓入卸料板孔內(nèi)，上?；爻虝r(shí)由彈簧、簧片將其頂起，以待下一次沖程時(shí)定位用。卸料板的擋料銷(xiāo)孔和擋料銷(xiāo)采用 H8/d9 基孔制間隙配合。2）卸料裝置：卸料裝置的型式較多，它包括固定卸料板、活動(dòng)卸料板、彈壓卸料板和廢料切刀等幾種。本模具采用彈壓卸料板作為卸料裝置。卸料板一般采用 Q235 或 Q255 鋼制造；在這里的卸料板宜用 45 鋼制造，熱處理硬度為 28～30HRC 。表面粗糙度應(yīng)達(dá)到 Ra1.6～0.8μm。詳細(xì)尺寸見(jiàn)零件圖第 11 頁(yè)。183）模柄選擇：中、小型沖模通過(guò)模柄將上模固定在壓力機(jī)的滑塊上。由壓力機(jī)型號(hào)可知模柄孔直徑為 40mm，深度為 60mm，選旋入式模柄，通過(guò)螺紋與上模座連接，為防止松動(dòng)，常用防轉(zhuǎn)螺釘緊固。選模柄規(guī)格為A40×90 GB2862.2—81·Q235，其旋入部分為 30mm。因?yàn)樵趶?fù)合模的上模座中要加工打板孔 15mm，所以旋入部分為 40mm（模架厚度）－15mm（打板孔深）=25mm 。即模柄的旋入部分要在原有基礎(chǔ)上再車(chē)去 5mm，此時(shí)模柄總長(zhǎng)度 H=85mm。實(shí)際模柄規(guī)格為 A40mm×85mm。4）打料推桿尺寸：推桿直徑根據(jù)打料力選 Φ12mm。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，推桿的長(zhǎng)度為 L 桿 ＞模柄總長(zhǎng)=85mm所以 L 桿 =120mm。5）凸凹模固定板：根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)，取固定板厚度為 20mm。凸凹模固定板上的凸凹模安裝孔與凸凹模采用 M7/h6 基軸制過(guò)渡配合，凸凹模壓裝后端面要與固定板一起磨平。固定板的上、下表面粗糙度為 Ra1.6～0.8μm，另19一非基準(zhǔn)面可適當(dāng)降低要求。固定板材料用 45 鋼制造，無(wú)需熱處理淬硬。6）墊板：墊板的作用是直接承受和擴(kuò)散凸模傳遞的壓力，以降低模座所受的單位壓力，防止模座被局部壓陷。該模具因?yàn)樯舷履Ｗ植贾拱寄?，為降低模座所受的單位壓力，均需加上墊板。墊板外形尺寸詳見(jiàn)零件圖第 2、8 頁(yè)。其厚度取 10mm。墊板材料為 45 鋼，淬火硬度為 43～48HRC。墊板上、下表面應(yīng)磨平，表面粗糙度為 Ra1.6～0.8μm，以保證平行度要求。7）模架的選取：常用的標(biāo)準(zhǔn)模架是由上托、底座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套等零件組成。按導(dǎo)柱的數(shù)量、在模架上固定位置的不同，可分為十二種。一般采用兩個(gè)導(dǎo)柱的模架。后側(cè)導(dǎo)柱模架可用于沖裁寬度大的條料，送料及操作比較方便。但由于導(dǎo)柱裝在一側(cè)，沖壓時(shí)容易產(chǎn)生偏心力矩，使模具偏斜，影響模具壽命與工件質(zhì)量。因而適用于中等復(fù)雜程度及公差等級(jí)要求一般的中、小型工件。中間導(dǎo)柱模架在沖壓時(shí)不會(huì)因偏心距而引起模具的偏斜，有利于延長(zhǎng)壽命，至于其缺點(diǎn)為條料寬度受導(dǎo)柱間的距離的限制，在對(duì)本工件加工中并不重要，所以本模具采用中間導(dǎo)柱形式。由凹模周界尺寸 D=50mm＋2×35mm=120mm，選 I 級(jí)精度的中間導(dǎo)柱圓形模架。20模架規(guī)格：160mm×（180～220）mm I [GB/T2851.6—1990《沖模滑動(dòng)導(dǎo)向模架 中間導(dǎo)柱圓形模架》]8）螺釘：選 M10mm 螺釘，其長(zhǎng)度根據(jù)模具結(jié)構(gòu)定。9）圓柱銷(xiāo)：選 Φ8mm 來(lái)固定凹模，選 Φ6mm 來(lái)連接卸料板，長(zhǎng)度由模具結(jié)構(gòu)定。21七、繪 制 模 具 總 裝 圖原理說(shuō)明：本模具為多墊圈復(fù)合模。該模具一次沖出四只橡膠墊圈，具有生產(chǎn)效率高和少?gòu)U料的特點(diǎn)。模具由凸模 11、凹模 3 和凸凹模 2、7、14、18 等組成。頂板 5、12、圓銷(xiāo) 6 和彈壓卸料板 13 一起組成下頂件器，借彈簧 24 之力將工件頂出。頂板 15、16、17 與圓銷(xiāo) 4 連在一起組成上頂件器，借打棒 20 之力將工件和廢料打下。2223八 、 繪 制 主 要 非 標(biāo) 準(zhǔn) 零 部 件 圖（ 見(jiàn) 圖 紙 第 2～ 18 頁(yè) ）24十、結(jié) 束 語(yǔ)歷時(shí)兩個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，其目的在于綜合運(yùn)用本專(zhuān)業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)行一次設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高獨(dú)立工作的能力，鞏固和擴(kuò)充課堂上所學(xué)到的知識(shí)，掌握一般設(shè)計(jì)的方法和步驟等基本技能，進(jìn)一步熟練計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。沖壓模具是冷沖壓工藝必不可少的工藝裝備，沖壓模具設(shè)計(jì)的好壞，水平的高低，將直接影響產(chǎn)品質(zhì)量、成本、生產(chǎn)效率與操作者的安全。復(fù)合模是沖壓模具的一種，它對(duì)提高生產(chǎn)效率、降低成本、提高質(zhì)量和實(shí)際沖壓自動(dòng)化等方面有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。這付多墊圈復(fù)合模的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，模具制造精度高，這對(duì)模具設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，需要考慮的方面很多，尤其是模具各部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在本次設(shè)計(jì)得到了指導(dǎo)老師的幫助和支持，特在此表示衷心的感謝！由于水平有限，此模具設(shè)計(jì)難免存在著一些缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指教。25參 考 文 獻(xiàn)高鴻庭、劉建超主編：《冷沖模設(shè)計(jì)及制造》 ，機(jī)械工業(yè)出版社華玉培、李恒權(quán)主編：《冷沖壓及模具設(shè)計(jì)》 ，山東科學(xué)技術(shù)出版社丁松聚主編：《冷沖模設(shè)計(jì)》 ，機(jī)械工業(yè)出版社陳劍鶴主編：《冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》 ，機(jī)械工業(yè)出版社王芳主編：《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 ，機(jī)械工業(yè)出版社王孝培主編：《沖壓設(shè)計(jì)資料》 ，機(jī)械工業(yè)出版社南京機(jī)械高等專(zhuān)科學(xué)?！愑谄贾骶帲骸痘Q性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》 ，機(jī)械工業(yè)出版社《冷沖壓模具設(shè)計(jì)》 ，上海市儀表電訊工業(yè)局《冷沖壓模具設(shè)計(jì)》 ，第四機(jī)械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)化研究所《機(jī)械制圖》 ，高等教育出版社《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 ，江蘇科學(xué)出版社《沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ，機(jī)械工業(yè)出版社1目 錄一、設(shè)計(jì)多墊圈復(fù)合模的出發(fā)點(diǎn)………………………………………… 2二、多墊圈復(fù)合模沖壓的工藝分析……………………………………… 41、材料…………………………………………………………………42、尺寸精度……………………………………………………………43、沖壓工藝分析………………………………………………………4三、沖壓工藝方案的制定………………………………………………… 61、單墊圈、多墊圈復(fù)合模的比較……………………………………62、主要難題及解決方法………………………………………………6四、沖壓工藝的計(jì)算……………………………………………………… 8（一） 、排樣計(jì)算……………………………………………………………8（二） 、計(jì)算各工序壓力、選擇壓力機(jī)……………………………………10（三） 、復(fù)合模的凸、凹模的計(jì)算…………………………………………111、凸、凹模的刃口計(jì)算………………………………………………112、凸凹模的設(shè)計(jì)………………………………………………………13（四） 、彈簧的選用和計(jì)算…………………………………………………14五、選擇壓力機(jī)型號(hào)……………………………………………………… 16六、主要零部件結(jié)構(gòu)與尺寸的選擇和確定……………………………… 17七、繪制模具總裝圖……………………………………………………… 21八、繪制主要非標(biāo)準(zhǔn)零部件圖…………………………………………… 23九、結(jié)束語(yǔ)………………………………………………………………… 24參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………… 252一 、 設(shè) 計(jì) 多 墊 圈 復(fù) 合 模 的 出 發(fā) 點(diǎn)因冷沖壓能得到形狀較復(fù)雜的制件，且加工精度高，尺寸穩(wěn)定，互換性好，在大量生產(chǎn)條件下，制件成本低，生產(chǎn)效率高，易于自動(dòng)化。所以隨著我國(guó)工業(yè)的現(xiàn)代化，冷沖壓工藝正越來(lái)越多地被采用，并在使用中得到不斷發(fā)展。在沖壓生產(chǎn)中，沖裁所使用的模具稱(chēng)為沖裁模。它是沖壓生產(chǎn)中不可缺少的工藝設(shè)備，良好的模具結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)工藝方案的可靠保證。常用的沖裁模典型結(jié)構(gòu)主要有單工序沖裁模、復(fù)合模、連續(xù)模。由這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目《多墊圈復(fù)合模》可知需要設(shè)計(jì)一付加工墊圈的模具。墊圈常用于各種儀器儀表，更可起到防震、絕緣的作用，且年產(chǎn)量高。考慮到單工序沖裁生產(chǎn)效率低、難以滿(mǎn)足該零件的年產(chǎn)量要求，故考慮采用復(fù)合沖裁與連續(xù)沖裁。復(fù)合沖裁是沖床在一次行程中，板料在沖模內(nèi)經(jīng)過(guò)一次定位，能夠同時(shí)完成兩種或兩種以上不同工序的沖壓過(guò)程。對(duì)于該零件采用復(fù)合模能保證沖壓件的形位精度和尺寸精度，且生產(chǎn)效率也高。連續(xù)沖裁是在一套沖模里，把同一個(gè)沖壓件的幾個(gè)工序排列成一定順序。加工時(shí)，沖床每次行程，條料在沖模里依次移動(dòng)一個(gè)位置。在不同的位置（簡(jiǎn)稱(chēng)工位）上，分別進(jìn)行工件所要求的不同工步（即連續(xù)沖壓工序中每一3單獨(dú)的工序） ，除最初幾次沖程外，以后每次沖程都可以完成一個(gè)沖壓件。對(duì)于該零件采用連續(xù)沖裁雖能滿(mǎn)足其生產(chǎn)效率，但零件的材料為橡膠，質(zhì)軟，采用連續(xù)沖裁難以保證沖壓件的形位精度和尺寸精度，而且其模具制造、安裝較復(fù)合模要復(fù)雜。通過(guò)對(duì)單工序模、復(fù)合模、連續(xù)模的比較分析，決定采用復(fù)合模形式比較合適。而這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)出一付能一次沖出多個(gè)墊圈的復(fù)合模，其主要是因?yàn)槟硰S生產(chǎn)的墊圈用處廣泛，規(guī)格繁多，每年的墊圈單件產(chǎn)量多在百萬(wàn)以上。由于廠家競(jìng)爭(zhēng)激烈，產(chǎn)品面臨著殘酷的考驗(yàn)。為此，必須在內(nèi)部通過(guò)優(yōu)化加工工藝，提高材料利用率、生產(chǎn)效率等來(lái)降低成本。首先，在指導(dǎo)老師的建議下，將各種墊圈的規(guī)格大小進(jìn)行了分類(lèi)比較。然后設(shè)想能否在單沖墊圈的基礎(chǔ)上，一模同時(shí)沖壓出多個(gè)各種規(guī)格的產(chǎn)品。以達(dá)到既能提高工作效率，又能提高材料的利用率。在查閱了大量的文獻(xiàn)資料后，初步掌握了模具的設(shè)計(jì)方法，由于時(shí)間倉(cāng)促，水平有限，整個(gè)設(shè)計(jì)必然有許多不足之處，這有待于今后在工作、學(xué)習(xí)中的不斷更正和改進(jìn)。4二、多 墊 圈 復(fù) 合 模 沖 壓 的 工 藝 分 析1、材料：該零件的材料為人造橡膠，厚度為 2mm，年產(chǎn)量百萬(wàn)以上。常用于各種儀表、儀器等。2、 尺寸精度：因?yàn)椴牧闲再|(zhì)，所取的凸凹模的間隙應(yīng)偏小，故模具零件的加工精度較高。所以可以初定最大外圓尺寸 Φ50 0-0.1mm、及最小內(nèi)孔尺寸 Φ12 0+0.070 均為 IT10 級(jí)。3、沖壓工藝性分析：在排列出的各種規(guī)格墊圈中，在最不影響產(chǎn)品質(zhì)量情況下及在符合產(chǎn)品所允許的公差范圍里，選出厚度一樣（均為 2mm） 、材料相同的墊圈，將其內(nèi)外結(jié)構(gòu)、尺寸進(jìn)行整理如圖所示：原 墊 圈 的 尺 寸 調(diào) 整 后 的 墊 圈 尺 寸 從 圖 中 可 以 看 出 ， 尺 寸 經(jīng) 過(guò) 調(diào) 整 后 ， 墊 圈 的 內(nèi) 外 圈 關(guān) 系 正 好 是 相 互 套裁 的 。 墊 圈 甲 （ 外 徑 為 Φ 50） 的 孔 徑 為 墊 圈 乙 （ 外 徑 Φ 36） 的 外 徑 ， 墊5圈 乙 的 孔 徑 為 墊 圈 丙 （ 外 徑 Φ 26） 的 外 徑 ， 墊 圈 丙 的 孔 徑 為 墊 圈 丁 （ 外 徑Φ 16） 的 外 徑 。 這 正 符 合 一 模 同 時(shí) 沖 壓 下 四 個(gè) 墊 圈 的 條 件 。 從 其 普 遍 的 墊圈 性 質(zhì) 和 客 戶(hù) 的 要 求 來(lái) 說(shuō) ， 略 作 尺 寸 改 動(dòng) 并 不 影 響 產(chǎn) 品 的 使 用 ， 也 不 影 響產(chǎn) 品 的 質(zhì) 量 。 所 以 如 果 將 原 來(lái) 的 一 次 沖 一 模 改 進(jìn) 為 一 次 沖 出 四 模 ， 不 僅 可使 材 料 的 利 用 率 成 倍 的 提 高 ， 生 產(chǎn) 效 率 更 能 大 幅 度 地 提 高 四 倍 。 并 節(jié) 省 了人 工 、 電 耗 等 。 經(jīng) 濟(jì) 效 益 十 分 可 觀 。6三 、 沖 壓 工 藝 方 案 的 制 定1、 方 案 的 制 定 ：沖壓墊圈工序較簡(jiǎn)單，基本工序是沖孔、落料。該廠原來(lái)都是以單墊圈形式開(kāi)制的復(fù)合模，現(xiàn)在多以用多墊圈復(fù)合模。為了更清晰了解這兩種復(fù)合模沖壓成型產(chǎn)品的優(yōu)劣性，下面列表將它們進(jìn)行比較：從上述列表中可以看出，多墊圈復(fù)合模在關(guān)鍵兩項(xiàng)——材料利用率和生產(chǎn)效率的對(duì)比上遙遙領(lǐng)先于單墊圈復(fù)合模。從某種意義上來(lái)講，該模具滿(mǎn)足了單件產(chǎn)品需求量巨大的情況。同時(shí)使本廠的競(jìng)爭(zhēng)力大大提高。所以，采用多墊圈復(fù)合模沖制零件。2、 主要難題及解決方法。（1） 主要難題：由于該零件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，整個(gè)沖制過(guò)程并不存在什么問(wèn)題。但是該復(fù)合模由多付凸凹模組合而成，所以如何將凸凹模中的產(chǎn)品一次比 較 項(xiàng) 目 單 墊 圈 復(fù) 合 模 多 墊 圈 復(fù) 合 模材料的利用率 K=31% K=61%每一次沖得產(chǎn)品 1 件 4 件產(chǎn)品質(zhì)量 佳 佳調(diào)整單件批量 容易 不易模具開(kāi)制成本估價(jià) 2000 元/付×4=8000 元 8000 元/付模具壽命 長(zhǎng) 長(zhǎng)模具維護(hù) 簡(jiǎn)單 較難沖壓操作 簡(jiǎn)單 簡(jiǎn)單7卸出來(lái)成為一個(gè)主要難題。（2） 解決方法：如下圖所示是凸凹模與卸料板的關(guān)系。圖 1 圖 2由圖 1、2 中可看出，凸凹模是尾部相互固定組合而成。而卸料板也必須與其同步而行，一起動(dòng)作，才能成功卸料。所以，需要在組合凸凹模上以穿孔機(jī)穿孔，然后經(jīng)由線切割割出腰圓長(zhǎng)槽，用銷(xiāo)子 8 將卸料圈串合起來(lái)。就能成功使卸料板、凸凹模成為一體在腰圓槽里上下同時(shí)動(dòng)作，以達(dá)到一次將沖壓的四片墊圈卸出來(lái)的目的。9—打 棒銷(xiāo) 子 4、 5、 6、 7卸 料 板、 、 3凸 凹 模 4、 5、 6凸 凹 模1、 2、 3卸 料 板 18四 、 沖 壓 工 藝 的 計(jì) 算模具設(shè)計(jì)，牽涉面廣，要了解模具的加工工藝，不然設(shè)計(jì)出的模具無(wú)法加工就失敗了。首先要確定凸凹模的間隙，沖裁模凸模的橫斷面一般都小于凹模孔。凸凹模之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)目障叮g隙的大小牽涉范圍很多。間隙過(guò)小時(shí)，會(huì)使沖裁后的落料件尺寸增大，沖孔件尺寸縮??；間隙過(guò)大時(shí)，會(huì)使沖裁結(jié)束后的落料件尺寸縮小，沖孔件尺寸增大。間隙大小還對(duì)模具壽命有影響。當(dāng)間隙增大時(shí)，模具壽命有明顯增長(zhǎng)。同時(shí)，間隙的大小還和工件平直、沖裁面毛刺大小等密切相關(guān)。故應(yīng)考慮墊片的產(chǎn)品性質(zhì)，主要要求為：產(chǎn)品要平直、無(wú)毛刺。產(chǎn)品材料為人造橡膠，適宜選偏小間隙，查表后可確定其雙邊間隙為 0.08mm。其次，要計(jì)算凸、凹模的尺寸大小、沖裁件的排樣方式和了解被加工零件的沖裁力、卸料力、推料力等，還要根據(jù)計(jì)算出來(lái)的沖壓力選擇壓力機(jī)。了解該壓力機(jī)的開(kāi)閉合高度，安裝板的大小等，才能考慮模具的總厚度是多少并確定模架。根據(jù)沖壓零件的材料、批量來(lái)定模具凸凹模的材料，淬火硬度等。（一） 、排樣計(jì)算為了合理利用材料，并盡可能的節(jié)省材料，應(yīng)對(duì)沖裁件進(jìn)行合理地排樣。1、板料規(guī)格的確定：零件材料為人造橡膠，厚度為 2mm，選用2mm×500mm×500mm。2、方案的確定：方案一：采用單排法1）查表得搭邊值 a=2mm，a 1=1.5mm 則9B=D＋2a=50＋2×2=54mm2）確定步距 ss=D＋a 1=50＋1.5=51.5mm3）裁板條數(shù) n1=Bb/B=500/54=9 條，余 14mm；每條沖零件個(gè)數(shù) n2=（L b－ a1）/s= （500－1.5）/51.5=9 個(gè)，余 35mm；每板沖零件總個(gè)數(shù) n 總 =n1×n2=9×9=81 個(gè)板料的利用率為η 總 =[n 總 ×π( R2－r 2)/LbBb]×100%=[81×3.14×(252－6 2)/500×500]×100%=60%方案二：采用多排。1）如圖所示，根據(jù)相關(guān)幾何知識(shí)可知B=D＋2a=[(50＋ 1.5)sin60＋50] ＋2×2=44.6＋ 50＋4=98.6mm2）步距 s=D＋a 1=50＋1.5=51.5mm3）裁板條數(shù) n1=Bb/B =500/98.6=5 條，余7mm；每條沖零件個(gè)數(shù) n2=（L b－a 1）/s=（500 －1.5） /51.5=9 個(gè)余 35mm；每板沖零件總個(gè)數(shù) n 總 =2n1×n2=90 個(gè)10板料利用率為η 總 =[n 總 ×π( R2－r 2)/LbBb]×100%=[90×3.14×(252－6 2)/500×500]×100% =66.6%由上述可知，采用單排的板料利用率為 60%，采用多排的板料利用率可提高到 66%。很明顯，多排方式是能達(dá)到提高材料利用率的要求，所以采用多排方式。（二） 、計(jì)算各工序壓力、選擇壓力機(jī)該產(chǎn)品只需沖孔、落料復(fù)合沖壓一道工序，并根據(jù)復(fù)合模的結(jié)構(gòu)能一次沖出四個(gè)墊圈。已知產(chǎn)品材料為人造橡膠，厚度為 2mm，查表得 τ=50N/mm 2四墊圈沖裁力 P 沖 =KLtτ=1.3×(50＋36＋26＋16＋12) ×3.14×2×50=57148N人造橡膠的 K 卸 系數(shù)根據(jù)材料性質(zhì)并查表得 K 卸 =0.01四墊圈卸料力 P 卸 =K 卸 P 沖=0.01×57148=571.48N同理得,K 頂 =0.015四墊圈頂料力 P 頂 =K 頂 P 沖=0.015×57148=857.22N多墊圈復(fù)合模結(jié)構(gòu)主要是采用彈性卸料裝置和上出料方式的沖裁工藝力,11故P 總 =P 沖 ＋P 卸 ＋P 頂=57148＋571.48＋857.22=58576.7N=58.5767.×103N=59KN按現(xiàn)有規(guī)格選用 100KN 壓力機(jī)比較適宜。但是考慮到模具結(jié)構(gòu)，為了能滿(mǎn)足模具最大封閉閉合高度，選用 160KN 壓力機(jī)才更適宜。（三） 、復(fù)合模的凸、凹模刃口計(jì)算1、復(fù)合模的凸、凹模刃口計(jì)算1）沖孔部分：凸凹模中的凹模部分和沖孔凸模部分，可采用分開(kāi)加工。如圖所示，該零件的材料為人造橡膠，厚度t=2mm。屬于一般的沖孔、落料件。Φ12 0+0.070mm 由沖孔獲得。查雙邊間隙表得，Z min=0.0615mm,Zmax=0.09mm 則 Zmax－Z min=0.09－0.0615=0.0285mm零件精度 IT10 以上，χ=1。按照模具制造精度高于沖裁件精度 3～4 級(jí)的原則，設(shè)凸、凹模按 IT5 級(jí)制造，沖孔 Φ12 0+0.070mm，查表得,δ 凸 =δ 凹=0.008mm。d 凸 =(d＋χΔ) 0－δ 凸 =(12mm＋1×0.070) 0－0.008 =12.070－0.008 mmd 凹 =(d＋χΔ＋Z min)0＋δ 凹 =(12mm＋1×0.070＋0.0615) 0+0.008=12.13150+0.008mm校核：δ 凸 ＋δ 凹 ≤Z max－Z minδ 凸 ＋δ 凹 =0.008＋0.008=0.016mm<0.0285mm12故凸、凹模刃口尺寸可確定。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)要求，可確定凸模以臺(tái)肩固定的方式固定。因是采用彈性卸料板的小凸模，可確定凸模長(zhǎng)度為：L=h1＋h 2＋δ＋h式中 L—凸模長(zhǎng)度h1—凸模固定板厚度（20mm）h2—卸料板厚度（15mm）δ—材料厚度（2mm）h—附加長(zhǎng)度，它包括凸模的修模量，凸模進(jìn)入凹模的深度，凸模固定板與卸料板之間的安全距離。一般取 h=15～20mm。故總長(zhǎng)度 L=20＋15＋2＋ 15=52mm 即確定的凸模長(zhǎng)度為 52mm。詳細(xì)凸模尺寸見(jiàn)零件圖第 9 頁(yè)。2）落料部分：圓形落料凹模和凸凹模中的凸模部分，亦采用分開(kāi)加工。Φ50 0－0.1 mm 由落料獲得。查表得，δ 凹 =0.011mm，δ 凸 =0.011mm。D 凹 =(D－χΔ) 0+δ 凹 =(50－1×0.1) 0+0.011=49.90+0.011mmD 凸 =(D－χΔ－Z min)0－δ 凸 =(50－1×0.1－0.0615) 0－0.011=49.83850－0.011 mm 校核：δ 凸 ＋δ 凹 =0.011＋0.011=0.022mm ≤0.0285mm所以凸、凹模尺寸可確定。該復(fù)合模的凹模刃口為直筒形，用螺釘固定在上模座上,因此它屬于倒裝復(fù)合模。13根據(jù)模具結(jié)構(gòu)要求，確定凹模壁厚為 35mm。其實(shí)際尺寸可參看零件圖第 4 頁(yè)。另外，因?yàn)樵撃＞叩乃母锻拱寄Ｖg尺寸有互借關(guān)系，所以按其名義尺寸進(jìn)行制造。2、凸、凹模的設(shè)計(jì)該模具為同時(shí)沖出四個(gè)墊圈的復(fù)合模。這四個(gè)墊圈的尺寸是相互套裁的。用復(fù)合模沖出四個(gè)墊圈（這四個(gè)墊圈尺寸按由大到小分別以甲、乙、丙、丁命名） ，理應(yīng)在同一位置上要布置八套凸、凹模。由于其中有三個(gè)是套裁的，需要五付凸、凹模。這副模具進(jìn)一步展示了復(fù)合模在同一位置布置多套凸、凹模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。這副模具的凸、凹模的布置方法是：上模部分裝有凸凹模 2（它的外切刃口是墊圈甲的沖孔凸模同時(shí)又是墊圈乙的落料凸模，它的內(nèi)刃口是墊圈乙的沖孔凹模同時(shí)又是墊圈丙的落料凹模）和墊圈甲的落料凹模 3、凸凹模18（它的外切刃口是墊圈丙的沖孔凸模同時(shí)又是墊圈丁的落料凸模，它的內(nèi)刃口是墊圈丁的沖孔凹模） 。下模部分裝有凸凹模 7（它的外切刃口是墊圈甲的落料凸模 ，它的內(nèi)刃口是墊圈甲的沖孔凹模同時(shí)又是墊圈乙的落料凹模）和墊圈丁的沖孔凸模 11 以及凸凹模 14（它的外切口是墊圈乙的沖孔凸模同時(shí)又是墊圈丙的落料凸模，它的內(nèi)刃口是墊圈丙的沖孔凹模同時(shí)又是墊圈丁的落料凹模） 。沖裁后，由上模推下的是墊圈甲、丙，還有墊圈丁的沖孔廢料，由下模頂出（在下模座下裝有彈頂裝置）的是墊圈乙和墊圈丁。關(guān)于其卸料方式已在上文中提及，就不再詳細(xì)介紹。14（四） 、彈簧的選用和計(jì)算1）卸料力前面已算出，總卸料力 F 卸 =571.48N，根據(jù)模具結(jié)構(gòu)估計(jì)擬選用 4 個(gè)彈簧，計(jì)算每個(gè)彈簧擔(dān)負(fù)卸料力約為F 預(yù) =F 卸 /n=571.48/4=142.87N即每個(gè)彈簧所承受的負(fù)荷力為 142.87N。2）由裝配結(jié)構(gòu)尺寸，求得彈簧自由高度H0＞凸模固定板厚度＋彈簧壓縮量＋凸模自由高度H0＞20＋1.25＋15=36.25mm根據(jù) F 預(yù) 的大小，從圓柱螺旋壓縮彈簧表中可初選彈簧規(guī)格為外徑D=16mm，鋼絲直徑 d=2.5mm，自由高度 H0=50mm，彈簧最大工作載荷下的總變形量 H 許 =17.5mm，有效圈數(shù) n=9.5，最大工作載荷 F 許 =292N。3）求出彈簧的預(yù)壓縮量：H 預(yù) =F 預(yù) H 許 /F 許15=142.87×17.5/292=8.56mm則總壓縮量為：H 總 =H 預(yù) ＋H 工作 ＋H 修磨=8.56＋ 2＋1＋ 5=16.56mm總壓力 F 總 =F 預(yù) H 總 / H 預(yù) =142.87×16.56/8.56=276.4N4）檢查所選彈簧的性能要求，即總壓縮量 H 總 =16.56mm＜最大許可壓縮量 H 許=17.5mm總壓力 F 總 =276.4N＜最大工作負(fù)荷 F 許 =292N說(shuō)明所選彈簧合適最后選彈簧規(guī)格為：16mm×2.5mm×50mm16五 、 選 擇 壓 力 機(jī) 型 號(hào)因?yàn)槟＞唛]合高度：H 閉 =上模座厚＋下模座厚＋落料凹模厚＋沖孔凸模長(zhǎng)度＋上墊板＋下墊板－落料凹模與凸模的刃面高度差＋板料厚度=40＋45 ＋52 ＋52＋10＋10－1＋2=210mm根據(jù)設(shè)備載荷情況和模具的閉合高度，可選用 J23-16 型壓力機(jī)，該壓力機(jī)的最大裝模高度為 220mm，最小裝模高度為 160mm。模具閉合高度滿(mǎn)足 Hmin＋10≤H 閉 ≤H max－5，故認(rèn)為合適。17六 、 主 要 零 部 件 結(jié) 構(gòu) 與 尺 寸 的 選 擇 和 確 定雖然為了能簡(jiǎn)化模具設(shè)計(jì)制造工作，縮短周期，提高質(zhì)量，節(jié)約材料，降低成本，應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，但考慮到模具結(jié)構(gòu)的特殊性和合理性，還是不得不對(duì)零件某些方面進(jìn)行必要的修改以滿(mǎn)足技術(shù)要求。1）擋料銷(xiāo)：限定條料或卷料送進(jìn)距離的定位銷(xiāo)件。考慮到該模具為帶有彈性卸料板的倒裝復(fù)合模，采用彈壓式活動(dòng)擋料銷(xiāo)。此種擋料銷(xiāo)裝在彈壓卸料板上，沖壓時(shí)被壓入卸料板孔內(nèi)，上?；爻虝r(shí)由彈簧、簧片將其頂起，以待下一次沖程時(shí)定位用。卸料板的擋料銷(xiāo)孔和擋料銷(xiāo)采用 H8/d9 基孔制間隙配合。2）卸料裝置：卸料裝置的型式較多，它包括固定卸料板、活動(dòng)卸料板、彈壓卸料板和廢料切刀等幾種。本模具采用彈壓卸料板作為卸料裝置。卸料板一般采用 Q235 或 Q255 鋼制造；在這里的卸料板宜用 45 鋼制造，熱處理硬度為 28～30HRC 。表面粗糙度應(yīng)達(dá)到 Ra1.6～0.8μm。詳細(xì)尺寸見(jiàn)零件圖第 11 頁(yè)。183）模柄選擇：中、小型沖模通過(guò)模柄將上模固定在壓力機(jī)的滑塊上。由壓力機(jī)型號(hào)可知模柄孔直徑為 40mm，深度為 60mm，選旋入式模柄，通過(guò)螺紋與上模座連接，為防止松動(dòng)，常用防轉(zhuǎn)螺釘緊固。選模柄規(guī)格為A40×90 GB2862.2—81·Q235，其旋入部分為 30mm。因?yàn)樵趶?fù)合模的上模座中要加工打板孔 15mm，所以旋入部分為 40mm（模架厚度）－15mm（打板孔深）=25mm 。即模柄的旋入部分要在原有基礎(chǔ)上再車(chē)去 5mm，此時(shí)模柄總長(zhǎng)度 H=85mm。實(shí)際模柄規(guī)格為 A40mm×85mm。4）打料推桿尺寸：推桿直徑根據(jù)打料力選 Φ12mm。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，推桿的長(zhǎng)度為 L 桿 ＞模柄總長(zhǎng)=85mm所以 L 桿 =120mm。5）凸凹模固定板：根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)，取固定板厚度為 20mm。凸凹模固定板上的凸凹模安裝孔與凸凹模采用 M7/h6 基軸制過(guò)渡配合，凸凹模壓裝后端面要與固定板一起磨平。固定板的上、下表面粗糙度為 Ra1.6～0.8μm，另19一非基準(zhǔn)面可適當(dāng)降低要求。固定板材料用 45 鋼制造，無(wú)需熱處理淬硬。6）墊板：墊板的作用是直接承受和擴(kuò)散凸模傳遞的壓力，以降低模座所受的單位壓力，防止模座被局部壓陷。該模具因?yàn)樯舷履Ｗ植贾拱寄?，為降低模座所受的單位壓力，均需加上墊板。墊板外形尺寸詳見(jiàn)零件圖第 2、8 頁(yè)。其厚度取 10mm。墊板材料為 45 鋼，淬火硬度為 43～48HRC。墊板上、下表面應(yīng)磨平，表面粗糙度為 Ra1.6～0.8μm，以保證平行度要求。7）模架的選?。撼Ｓ玫臉?biāo)準(zhǔn)模架是由上托、底座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套等零件組成。按導(dǎo)柱的數(shù)量、在模架上固定位置的不同，可分為十二種。一般采用兩個(gè)導(dǎo)柱的模架。后側(cè)導(dǎo)柱模架可用于沖裁寬度大的條料，送料及操作比較方便。但由于導(dǎo)柱裝在一側(cè)，沖壓時(shí)容易產(chǎn)生偏心力矩，使模具偏斜，影響模具壽命與工件質(zhì)量。因而適用于中等復(fù)雜程度及公差等級(jí)要求一般的中、小型工件。中間導(dǎo)柱模架在沖壓時(shí)不會(huì)因偏心距而引起模具的偏斜，有利于延長(zhǎng)壽命，至于其缺點(diǎn)為條料寬度受導(dǎo)柱間的距離的限制，在對(duì)本工件加工中并不重要，所以本模具采用中間導(dǎo)柱形式。由凹模周界尺寸 D=50mm＋2×35mm=120mm，選 I 級(jí)精度的中間導(dǎo)柱圓形模架。20模架規(guī)格：160mm×（180～220）mm I [GB/T2851.6—1990《沖?；瑒?dòng)導(dǎo)向模架 中間導(dǎo)柱圓形模架》]8）螺釘：選 M10mm 螺釘，其長(zhǎng)度根據(jù)模具結(jié)構(gòu)定。9）圓柱銷(xiāo)：選 Φ8mm 來(lái)固定凹模，選 Φ6mm 來(lái)連接卸料板，長(zhǎng)度由模具結(jié)構(gòu)定。21七、繪 制 模 具 總 裝 圖原理說(shuō)明：本模具為多墊圈復(fù)合模。該模具一次沖出四只橡膠墊圈，具有生產(chǎn)效率高和少?gòu)U料的特點(diǎn)。模具由凸模 11、凹模 3 和凸凹模 2、7、14、18 等組成。頂板 5、12、圓銷(xiāo) 6 和彈壓卸料板 13 一起組成下頂件器，借彈簧 24 之力將工件頂出。頂板 15、16、17 與圓銷(xiāo) 4 連在一起組成上頂件器，借打棒 20 之力將工件和廢料打下。2223八 、 繪 制 主 要 非 標(biāo) 準(zhǔn) 零 部 件 圖（ 見(jiàn) 圖 紙 第 2～ 18 頁(yè) ）24十、結(jié) 束 語(yǔ)歷時(shí)兩個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，其目的在于綜合運(yùn)用本專(zhuān)業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)行一次設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高獨(dú)立工作的能力，鞏固和擴(kuò)充課堂上所學(xué)到的知識(shí)，掌握一般設(shè)計(jì)的方法和步驟等基本技能，進(jìn)一步熟練計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。沖壓模具是冷沖壓工藝必不可少的工藝裝備，沖壓模具設(shè)計(jì)的好壞，水平的高低，將直接影響產(chǎn)品質(zhì)量、成本、生產(chǎn)效率與操作者的安全。復(fù)合模是沖壓模具的一種，它對(duì)提高生產(chǎn)效率、降低成本、提高質(zhì)量和實(shí)際沖壓自動(dòng)化等方面有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。這付多墊圈復(fù)合模的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，模具制造精度高，這對(duì)模具設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，需要考慮的方面很多，尤其是模具各部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在本次設(shè)計(jì)得到了指導(dǎo)老師的幫助和支持，特在此表示衷心的感謝！由于水平有限，此模具設(shè)計(jì)難免存在著一些缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指教。25參 考 文 獻(xiàn)高鴻庭、劉建超主編：《冷沖模設(shè)計(jì)及制造》 ，機(jī)械工業(yè)出版社華玉培、李恒權(quán)主編：《冷沖壓及模具設(shè)計(jì)》 ，山東科學(xué)技術(shù)出版社丁松聚主編：《冷沖模設(shè)計(jì)》 ，機(jī)械工業(yè)出版社陳劍鶴主編：《冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》 ，機(jī)械工業(yè)出版社王芳主編：《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 ，機(jī)械工業(yè)出版社王孝培主編：《沖壓設(shè)計(jì)資料》 ，機(jī)械工業(yè)出版社南京機(jī)械高等專(zhuān)科學(xué)?！愑谄贾骶帲骸痘Q性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》 ，機(jī)械工業(yè)出版社《冷沖壓模具設(shè)計(jì)》 ，上海市儀表電訊工業(yè)局《冷沖壓模具設(shè)計(jì)》 ，第四機(jī)械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)化研究所《機(jī)械制圖》 ，高等教育出版社《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 ，江蘇科學(xué)出版社《沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ，機(jī)械工業(yè)出版社