2549 墊板的沖壓成形工藝及模具設計

2549 墊板的沖壓成形工藝及模具設計,墊板,沖壓,成形,工藝,模具設計 河南機電高等專科學校學生畢業(yè)設計中期檢查表學生姓名 呂凱旋 學 號 061304410 指導教師 原紅玲課題名稱 墊板的沖壓級進模設計難易程度 偏難 適中 偏易選題情況工作量 較大 合理 較小任務書 有 無開題報告 有 無符合規(guī)范化 的要求外文翻譯質(zhì)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： 年 月 日墊板的沖壓工藝及模具設計摘 要墊板——沖孔落料級進模設計。通過分析制件的工藝性可確定制件的成形加工需要一副模具完成。在一副連續(xù)模中，可以完成包括沖裁，彎曲，拉伸和成形等多道沖壓工序。相對其他冷沖壓模具結(jié)構(gòu)而言，它具有以下一些優(yōu)點：①工件加工精度較好，尺寸精度較高，并且模具壽命較長； ②生產(chǎn)效率高，凸凹模不受到最小壁厚的限制。但需考慮的問題是：模具零部件加工制造比較困難，成本較高，并且受條料外形尺寸的精度限制較大。本設計運用了沖裁工藝及模具設計的基礎知識。首先，分析了板材的性能要求，為選去模具的類型做了準備，同時，也為凸，凹模的材料有了依據(jù)。后分析沖裁件的特征，確定了模具設計參數(shù)，選擇其他零件及卸料裝置。也為凸，凹模尺寸的計算有了根據(jù)。還有零件的加工工藝。關鍵詞：連續(xù)模 工藝性能 凸凹模 模具制造Plate of the stamping process and die designAbstract： Pad:The support turns the piece- the blunt bore falls to anticipate just progressive die design.The craft that passes the analysis system piece can make sure to make the piece to take shape to process to need one molding tools to complete.one progressive die should complete blanking, bending,deawing and forming and so on. Opposite and other cold hurtle to press the molding tool structure but speeches, it has following some advantageses: The ① work piece is together the stalk degree is better, the size accuracy is higher and the mold’s worktime longger; The ② produces the efficiency high, the convex and cave mold is not subjected to the thick restrict of minimum wall. But need the problem of the consideration is:The molding tool zero partses process the manufacturing more difficulty, the cost is higher, and be subjected to the anticipates the shape size of accuracy limit bigger.This design made use of to hurtle foundation knowledge of blanking craft and The piercing die design. First, Analyzed the function request of the plank material, did preparation for the type that chooses to the die, is also convex, in the meantime, the material of punch and cavitydie had a basis.Analyze to hurtle a characteristic of cut the piece behind, make sure the molding tool design parameter, choose other spare partses and unload to anticipate device.Is also convex, the calculation of the cave mold size had a basis.Still there is spare parts to process a craft.Keyword:progressive die craft function The convex and cave mold molding tool manufacturing插表清單表 1 最小搭邊值……………………………………………………………………4表 2 卸料力、推件力、頂件力系數(shù)………………………………………………6河南機電高等專科學校畢業(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 : 呂凱旋 學 號: 061304410 設計(論文) 題目：墊板的沖壓成形工藝及模具設計起 迄 日 期: 2009 年 3 月 11 日~ 5 月 15 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(chǎn)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(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）：（1）了解目前國內(nèi)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(jié)論。 設計題目：墊板的沖壓工藝及模具設計材料：A3 鋼 厚度：0.5mm生產(chǎn)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 日插圖清單圖 1 工件圖…………………………………………………………………………2圖 2 排樣圖…………………………………………………………………………4圖 3 落料凹模刃口部分尺寸………………………………………………………12圖 4 落料凸模刃口部分尺寸………………………………………………………15圖 5 整體式凹模的局部結(jié)構(gòu)………………………………………………………20圖 6凹模上的螺孔設計與選用…………………………………………………… 23圖 7 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)形式……………………………………………………… 25圖 8 整體式凹模的尺寸…………………………………………………………26圖 9 始用擋料銷的設計………………………………………………………… 27圖 10 固定擋料銷的結(jié)構(gòu)………………………………………………………… 28圖 11 導正銷的結(jié)構(gòu)形式………………………………………………………… 28圖 12 導料板的設計……………………………………………………………… 29圖 13 模具 裝圖……………………………………………………………………31河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書第 1 頁 共 32 頁1 緒論模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè),是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備.先進國家的模具工業(yè)已擺脫從屬地位,發(fā)展為獨立的行業(yè).我國1998年3月在《國務院關于當前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定》模具被列為機械工業(yè)技術改造序列的第一位,生產(chǎn)和基本建設序列第二位,把發(fā)展模具工業(yè)擺在發(fā)展國民經(jīng)濟的重要位置.目前,我國沖壓模具在產(chǎn)值占模具總產(chǎn)值的40%以上,處于主導地位.沖壓是一種先進的少無切削加工方法,具有節(jié)能省材,效率高,產(chǎn)品質(zhì)量好,重量輕,加工成本低等一系列優(yōu)點,在汽車,航空航天,儀器儀表,家電,電子,通訊,軍工,日用品等產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛的應用.據(jù)統(tǒng)計,薄板成型后,制造了相當于原材料的12倍的附加值,在國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值中,與其相關的產(chǎn)品占四分之一,在現(xiàn)代汽車工業(yè)中,沖壓件的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的59%.隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術得到愈來愈廣泛的應用。在完成大學三年的課程學習、生產(chǎn)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(jīng)過在新飛、洛陽中國生產(chǎn)實習，我對于冷沖模具、塑料模具的設計步驟有了一個全新的認識，豐富和加深了對各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導老師的細心指導下和在工廠師傅的講解下，我們對于模具的設計和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認識。同時在實習現(xiàn)場親手拆裝了一些典型的模具實體并查閱了很多相關資料，通過這些實踐，我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過在圖書館借閱相關手冊和書籍，更系統(tǒng)而全面了細節(jié)問題。鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設計工作者應有的素質(zhì)。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，將有一定的困難，但有指導老師的悉心指導和自己的努力，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(jīng)驗，設計中難免有不妥之處，肯請各位老師指正。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 2 頁 共 32 頁2 制件的工藝性分析工件名稱：墊板生產(chǎn)批量：大批量河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書第 3 頁 共 32 頁材料：A3厚度：0.5mm工件簡圖見圖 1圖 1 制件圖制件的總體分析工藝性：墊板屬于中等尺寸零件，料厚 0.5mm，外形復雜程度一般，尺寸精度要求一圖示零件材料為 A3 鋼，能夠進行一般的沖壓加工，市場上也容易得到這種材料，價格適中。因此零件外形可采用落料工藝獲得。沖孔的工藝性：φ4.5mm 的孔，尺寸精度要求一般，可采用沖孔。此工件只有外形落料和沖孔兩個工序。圖示零件尺寸均為未注公差的一般尺寸，按慣例取 IT14 級，符合一般級進沖壓的經(jīng)濟精度要求。由以上分析可知，圖示零件具有比較好的沖壓工藝性，適合沖壓生產(chǎn)。河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書第 4 頁 共 32 頁3 工藝方案的確定墊板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：用簡單模分兩次加工，即先落料,后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料——沖孔復合模。采用復合模生產(chǎn)。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 5 頁 共 32 頁方案三：沖孔——落料級進模。采用級進模生產(chǎn)。分析各方案的優(yōu)缺點方案一：生產(chǎn)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(chǎn)，方案二和方案三更具有優(yōu)越性。方案二：沖壓生產(chǎn)率較高，壓力機一次行程內(nèi)可完成兩個以上工序，實現(xiàn)操作機械化，自動化難，制件和廢料排除較復雜，另外復合模制造的復雜性和價格較高。方案三：只需要一副模具，生產(chǎn)率高，壓力機一次行程內(nèi)可完成多個工序，實現(xiàn)操作機械化自動化容易，尤其適應于單機上實現(xiàn)自動化，沖模的制造復雜性和價格低于復合模，精度也可也得到保證。通過上述三個方案的比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三更佳。4 主要工藝參數(shù)計算4.1 排樣的設計與計算設計級進模時，首先要設計條料排樣圖。根據(jù)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，但工件的精度高墊板零件設計為單向排列，采用直排的排樣方案（如圖 2 所示）河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 6 頁 共 32 頁圖 2 排樣圖4.1.1 確定搭邊與搭肩值搭邊和搭肩值一般是由經(jīng)驗確定的查表而取最小搭邊值為 a=1.0mm 和 b=1.2mm 表 1 最小搭邊值圓形或圓角 r＞2t 的工件矩形邊長 L＜50mm 的工件矩形邊長 L≥50mm 或圓角 r≤2t 的工件材料厚度t工件間 a 側(cè)面 a 工件間 a 側(cè)面 a 工件間 a 側(cè)面 a＜0.25 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.00.25～0.5 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.50.5～0.8 1.0 1.2 1.5 1.8 1.8 2.00.8～1.2 0.8 1.0 1.2 1.5 1.5 1.81.2～1.6 1.0 1.2 1.5 1.8 1.8 2.0河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 7 頁 共 32 頁4.1.2 計算送料步距和條料的寬度 條料寬度的計算：擬采用無側(cè)壓裝置的送料方式，由B-0Δ= 〔D max+2a＋C〕 0-Δ Dmax—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸a—側(cè)搭邊值 c—導料板與最寬條料之間的間隙由表查得 C＝0.5代入數(shù)據(jù)計算，取得條料寬度為 31.9mm。導料板間距離的計算：由 s=D+2(a+c1),代入數(shù)據(jù)計算得導料板間距離為 32.4mm。 4.1.3 計算材料的利用率：材料利用率 的計算公式為 ?= %10?BlnA式中 A—一個沖裁件的面積，mm 2;n—板料（或條料.帶料）上沖壓件的數(shù)量；B—條料（或條料.帶料）寬度，mm; L—板料（或條料.帶料）長度， mm若取工件 n＝20 件，則料長L=20D+19b+2b=20×29+19×1+2×1=601mm所以條料規(guī)格為 601×31.9×0.5所以材料的利用率為河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 8 頁 共 32 頁＝＝66％?2203.14(5)10%6.9???4.2 沖壓力的計算并初步選取壓力機的噸位4.2.1 沖裁力的計算沖裁力的大小隨凸模進入材料的深度（凸模行程）而變化，本模具采用普通平刃口模具沖裁，其沖裁力 F 按下式計算：F=KLtΓb沖裁力公式為 P＝P 孔 +P 落式中 P—沖裁力P 孔 —沖孔沖裁力P 落 —落料沖裁力表 2 卸料力、推件力、頂件力系數(shù)料厚/mm K 卸 K 推 K 頂≤0.1 0.06～0.09 0.1 0.14＞0.1～0.5 0.04～0.07 0.065 0.08＞0.5～2.5 0.025～0.06 0.05 0.06＞2.5～6.5 0.02～0.05 0.045 0.05鋼＞6.5 0.015～0.04 0.025 0.03純銅、黃銅 0.02～0.06 0.03～0.09鋁、鋁合金 0.03～0.08 0.03～0.07河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 9 頁 共 32 頁① 沖孔沖裁力 P 孔P 孔 ＝K tτL孔式中 K—系數(shù)，查表取 K＝1.3—沖孔周長，L＝3.14×4.5＝14.13mm孔t—材料厚度，t＝0.5mmτ—材料抗剪強度，MPa，查手冊 A3 鋼 τ＝（370～460）MPa，取 τ＝400 MPa所以 P 孔 ＝K tτ＝1.3×14.13×0.5×400＝3673.8NL孔取 P 孔 ＝3.68KN② 落料沖裁力 P 落P 落 ＝K tτL落式中 —落料件外形周邊尺寸落＝3.14×29－12＋3.14×6＝97.9mm落所以 P 落 ＝KLtτ＝1.3×97.9×0.5×400=25454N取 P 落 ＝25.5KN4.2.2 卸料力、推件力及頂件了力的計算：卸料力是將廢料或工件從凸凹模上刮下的力。而推件力是將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需的力。頂件力逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需的力。卸料力、推件力和頂件力是由壓力機和模具卸料裝置或頂件裝置傳遞的，所以在選擇設備公稱壓力或設計沖裁的時候應分別予以考慮，影響這些力的因素較多，主要有材料的力學性能、厚度、模具間隙、凹模洞口結(jié)構(gòu)、搭邊大小、潤滑情況、制件的形狀和尺寸等?，F(xiàn)在按照下面的經(jīng)驗公式計算：卸料力 Px河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書第 10 頁 共 32 頁Px＝ P 落K式中 Px—卸料力—卸料系數(shù)，查表 ＝0.04～0.05，取 ＝0.045xKxK所以 Px＝0.045×25.5＝1.15KN 推料力 t＝ P 孔 nttK式中 —推料系數(shù),查表取 =0.055t tn—同時卡在凹模洞孔內(nèi)的件數(shù),取 n=10所以 =0.055×3.68×10=2.024KNt頂件力 dP= (P 孔 ＋P 落 ）K式中 —頂件力d=頂件系數(shù),查表取 =0.06dK所以 =0.06×(3.68+25.5)=1.7508KNd4.2.3 總沖壓力 P總沖裁時,壓力機的壓力值必須大于或者等于沖裁各工藝力的總和,即大于總的沖壓力,總的沖壓力根據(jù)模具結(jié)構(gòu)不同計算公式不同,當采用彈性卸料裝置和下出件的模具時,總的沖壓力為=P+ Px+ = P 孔 +P 落 + Px+ =3.68+25.5+1.15+2.024=32.36KN總 t t4.3 壓力機的公稱壓力的確定：初選開式可傾壓力機參數(shù)壓力機型號為 J23-6.3查手冊選擇壓力機的公稱壓力為：63KN 滑塊固定行 35mm (最大閉合高度)150 mm 閉合高度調(diào)節(jié)量 35mm (標準型)工作臺尺寸(左右×前后)200×310mm 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書第 11 頁 共 32 頁(標準型)工作臺孔尺寸(左右×前后) 160×140mm (標準型)立柱間距離(不小于) 150mm 模柄孔尺寸(直徑×深度) Ф25×40mm 4.4 壓力中心的確定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(zhì)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完全對稱于相互垂直的 兩條對稱線，所以模具的壓力中心在幾何圖形的中心點上。4.5 工作部分的尺寸計算4.5.1 計算凸凹模工作部分的尺寸（沖孔）并確定其公差：該零件在彎曲前屬于無特殊要求的一般沖孔落料件，外形尺寸由落料 獲得，而中間的小孔尺寸則是由沖孔得到。查表而知：Zmin = 0.06max = 0.04mmZmax –Zmin = 0.02mm因為模具的精度等級為 IT14 級 取 X = 0.5設凸、凹模分別按 IT9、IT10 級精度制造，分別計算 Dt、Da 如下：沖 ?4.5mm 的孔沖孔時，間隙取在凹模上，則：凸模尺寸=(d + χ△) tdmin0　??凹模尺寸河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書第 12 頁 共 32 頁=( + Zmin)adt??0式中： ---沖孔凸模刃口尺寸t---沖孔凹模刃口尺寸add ---沖孔件孔的最小極限尺寸，mm, d =4.5mmmin minZmin——雙面間隙，mm△——工件公差，mm，△=0.3mmx——磨損系數(shù)，查表得 IT14 級時 x=0.5δ——凸模和凹模的制造公差，mm,查表 δ=0.02mm所以 =(4.5+0.5×0.3) 0-0.02 =4.65 0-0.02 mmtd=(4.65+0.04) 0.020 mma校核：|δT|+|δA|= 0.02 mm +0.02 mm =0.04 mm＞Zmax –Zmin=0.02mm 不滿足間隙公差條件因此：只有縮小 δT，δA，提高制造精度，才能保證間隙配合在合理范圍內(nèi)可取 δT≤0.4（Zmax–Zmin）=0.4×0.02=0.08mmδA≤0.6(Zmax－Zmin)=0.6×0.02=0.012mm故： =4.65 mmtd08.?= mma012.694?4.5.2 外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計算因此落料件為復雜的制件，所以利用凸凹模配合法，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。采用配作法，計算凹模的刃口尺寸，首先是根據(jù)凹模磨損后輪廓變化情況正河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書第 13 頁 共 32 頁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：A j=(Amax-x△) 0+0.25△ b、凹模磨損后會減小的尺寸-------第二類尺寸 B第二類尺寸：B j=(Bmax+x△) 0-0.25△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：C j=(Cmin+0.5△)? 0.125△圖 3 落料凹模刃口部分尺寸河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 14 頁 共 32 頁圖 4 落料凸模刃口部分尺寸由手冊表查得:尺寸 29mm 的工件制造公差為 0.52mm尺寸 3mm 的工件制造公差為 0.25m第一類尺寸：磨損后增大的尺寸：A1=(Amax－x△) 0+0.25△ =（29－0.5×0.52） = mmá0.52?74813.0?A2=(Amax－x△) 0+0.25△ =(3－0.5×0.25)= mm6.0落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是 28.74mm,2.875mm, 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=0.02mm. （落料凸模、凹模刃口部分尺寸分別見圖 3,4）河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 15 頁 共 32 頁5 模具總體設計5.1 模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用級進方式?jīng)_壓，所以模具類型為級進模，本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個工序，為方便小孔廢料和成形工件的落下，采用正裝結(jié)構(gòu)，即沖孔凹模和落料凹模都安排在下模。5.2 定位方式的選擇本工件是中批量生產(chǎn)，第一個工位采用始用擋料銷定位，第二個工位采用固定擋料銷定位。送料時始用擋料銷與固定擋料銷作為粗定距，在大凸模上安裝一導正銷，利用條料上 φ4.5 mm 的孔做導正銷孔進行導正，依此作為條料送進的精確定距。5.3 導向方式的選擇河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 16 頁 共 32 頁為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導柱、導套導向。采用手工送料方式，為了提高開敞性和導向均勻性，采用對角導柱模架。5.4 卸料方式的選擇本模具采用正裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料和工件留在凹模孔洞中，為了簡化模具結(jié)構(gòu)，可以在下模座中開有通槽，使廢料和工件從孔洞中落下。工件厚度為 0.5 mm，料厚比較薄，選用彈性卸料板來卸下條料廢料。6 模具主要零部件的設計6.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設計6.1.1 凹模的設計在本模具中采用螺釘和銷釘將凹模直接固定在支撐件上,凹模刃口為直壁式 ,凹模采用銷釘和螺釘固定時要保證螺釘(或沉孔)間、螺孔與銷孔間及螺孔與凹模刃壁間的距離不能太近,否則會影響模具的壽命。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 17 頁 共 32 頁圖 5 整體式凹模的局部結(jié)構(gòu)整體式凹模的局部結(jié)構(gòu) 如圖 5 所示。整體式凹模裝于下模座上，由于下模座孔口較大因而使工作時承受彎曲力矩，若凹模高度 H 及模壁厚度 C 不足時，會使凹模產(chǎn)生較大變形，甚至破壞。但由于凹模受力復雜，凹模高度可按經(jīng)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?？椎淖畲髮挾龋琺m 但 B 不小于 15mmC-----凹模壁厚，mm 指刃口至凹模外形邊緣的距離；K=系數(shù)，取 0.40所以 凹模高度 H=KB=0.40×31.9=13mm 查表取標準值 H=16mmC=2H=32mm凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般取（1.7~2.0）dd 為螺孔的距離，由于凹模厚度為 16mm, 所以根據(jù)查得螺孔選用 4×M8 的螺釘固定在下模座。故選用如圖 6圖 6 凹模上的螺孔設計與選用螺孔到凹模外緣的最小距離 a2=1.5d=1.5×4=6mma3=1.13d≈5mm螺孔到銷孔的距離一般取 b>2d,所以 b 應大于 8根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板 125×100×16mm河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 18 頁 共 32 頁6.1.2 沖孔凸模的設計：沖小圓孔的凸模，為了增加凸模的強度與剛度，凸模非工作部分直徑應作成逐漸增大的多級形式如圖 7 所示：圖 7 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)形式凸模長度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定的，設計該模具為沖孔落料級進模，采用剛性卸料板，其凸模長度用下列公式計算：L=h1+h2+h3+h式中 L—凸模長度， mmh1—凸模固定板高度，mmh2—卸料板高度，mmh3—導料板厚度，mmh—附加高度，一般取 15~20mm沖裁 φ4.5mm 孔凸模、凹模各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=14+12+0.5+14.5=50mm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，即校核公式為 ≤minFP孔 ???式中 P 孔 —沖孔沖裁力,N, P 孔 =3680NFmin—凸模最小斷面積， , Fmin= /4=15.92214.3d2m河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 19 頁 共 32 頁---凸模材料的許用壓力，Mpa,如凸模材料選用 Cr12，???查手冊 =（1000～160）Mpa,取 =1200 Mpa???因為 = =231.5 Mpa＜minFP孔 9.153680所以凸模強度符合要求。外形落料凸模、凹模各尺寸及其組件的確定和標準化（包括外形尺寸和厚度）外形凸模的設計：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，由于采用彈性卸料板，凸模按下式計算L=h1+h2+t+h其中： h 1為固定板厚度（14 mm），h 2為卸料板厚度（12mm），t為材料的厚度（0.5 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=14+12+0.5+7.5+1+15=50 mm凸模固定板材料可用 Cr12MOV，結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格查手冊可得 200mm×160mm 凹模組件的尺寸確定和示意圖凹模采用整體式凹模，各沖裁的凹模孔均采用線切割加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。 （圖 8）圖 8 整體式凹模的尺寸河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書第 20 頁 共 32 頁凹模的長度選取要考慮以下因素：a)保證有足夠的安裝彈性卸料板的位置。b)便于導尺發(fā)揮作用，保證送料粗定位精度。選取凹模邊界為 125mm×100mm。凹模材料選用 Cr12MoV 制造，熱處理硬度為60～64HRC。6.2 定位零件的設計:在本模具中采用的是條料，所以導料板，導正銷和擋料銷作為定位裝置，起導向同時起定位的作用。用擋料銷擋住搭邊或沖件輪廓，以限定條料的送進距離。在本模具中試用固定擋料銷，其結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，在模具中廣泛應用作定距裝置。6.2.1 始用擋料銷的設計與標準化河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 21 頁 共 32 頁淬 硬圖 9 始用擋料銷的設計擋料銷標記： 45? 6 GB/T2866.1—81（圖 9）材料：45 鋼 GB/699—88熱處理：硬度 43～48HRC技術條件：按 GB2870—816.2.2 固定擋料銷的設計與標準化固定擋料銷的設計根據(jù)標準件，選用此擋料銷如圖 10圖 10 固定擋料銷的結(jié)構(gòu)選用直徑 φ4mm，h=3mm 材料為 45 鋼 A 型固定擋料銷（JB/T7649.10—94）6.2.3 導正銷的設計與標準化導正銷主要用于級進模上，消除擋料銷的定位誤差，以獲得較精確的工件。導正銷的結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)設計，尺寸精度，材料的熱處理等可參照 JB/T7647.1—94 和河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 22 頁 共 32 頁JB/T7647.2—94 選定。導正銷的結(jié)構(gòu)形式查手冊選用如圖 11圖 11 導正銷的結(jié)構(gòu)形式D=d-a式中 D——導正銷直徑的基本尺寸d——沖孔凸模直徑a——導正銷與沖孔凸模直徑的差值沖裁 φ4.5mm 孔的導正銷 查表得 h=0.6t 2a=0.04mmD=d-a=4.65-0.04=4.61mmh=0.6×0.5=0.3mm 6.2.4 導料板的設計與標準化經(jīng)查表分析得導料板長度 L=165mm，寬度 B=35mm ，厚度 h=6mm 如圖 12。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 23 頁 共 32 頁設 計 修正 量圖 12 導料板的設計6.3 導向裝置的設計：導向裝置用來保證上模相對于下模正確的運動，對于生產(chǎn)批量較大，零件的要求較高，壽命要求較長的模具，一般都需要采用導向裝置，本模具中應用導柱導套裝置來完成導向。6.4 卸料裝置的設計：本模具設計為以導料板為送進導向的沖模中使用的剛性卸料裝置。彈簧的選用：彈簧屬于標準件①設單個彈簧所承受的負荷為 0P已知卸料力 =1.15KN=1150NxP設卸料彈簧個數(shù)為 n=4 個所以 = = =287.5N04x15河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 24 頁 共 32 頁②根據(jù) 的大小，從標準中初選彈簧規(guī)格為 25mm×4mm×55mm0P其具體參數(shù)是 D=25mm，d=4mm,t=6.4mm, =533N, △ =14.7MM, 2F2H=55mm,n=7.7mm,f=1.92mm0H③計算△ ：△ = △ = ×14.7=7.9mm00H2F53.87④設△ =2mm, △ =4mm/ /則△H=△ +△ +△ =7.9+2+4=13.9mm0//由于 14.7＞13.9，即△ ＞△H2H所以所選彈簧是合適的6.5 連接與固定裝置的設計6.5.1 模柄的設計:本模具屬于中小型模具,采用模柄將上模固定在壓力機的滑塊上。模柄是作為上模與壓力機滑塊連接的零件。對它的基本要求是:一要與壓力機滑塊上的模柄孔正確配合,安裝可靠；二要與上模正確而可靠的連接。在本模具中選用旋入式模柄，通過螺紋與上模座連接并加螺絲防止轉(zhuǎn)動。這種模柄可較好的保證軸線與上模座軸線垂直,適用與各種中、小型模具。模柄材料通常采用 Q235 或 Q275 鋼,在此選用 Q235 鋼.其支撐面應垂直于模柄的軸線(垂直度不應超過 0.02:100)。模柄在本模具選用標準尺寸，并根據(jù)前文壓力機的參數(shù)確定模柄的直徑和長度?，F(xiàn)制草圖如下并標明其具體尺寸：6.5.2 固定板的設計將凸?；虬寄０匆欢ㄏ鄬Φ奈恢脡喝牍潭ê?，作為一個整體安裝在上模座或下模座上。在本模具中只有凸模需要由固定板來固定。固定板的厚度一般取凹模厚度的 0.6～0.8 倍,其平面尺寸可與凹模、卸料板外形尺寸相同,需考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢?。固定板的凸凹模安裝孔與凸凹模采用過渡配河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 25 頁 共 32 頁合 H7/m6、H7/n6，壓裝后將凸凹模端面和固定板一起磨平。現(xiàn)選用標準凸模固定板尺寸為: 125mm×100mm×16mm固定板材料一般采用 Q235 或 45 鋼，本模具選用材料 45 鋼6.5.3 墊板的設計:墊板的作用是直接承受凸模的壓力，以降低模座承受的單位壓力，防止模座被局部壓陷，影響凸模的正常工作。墊板的外形尺寸和模板相同，厚度取 6mm6.5.4 螺釘與銷釘?shù)脑O計:螺釘和銷釘都是標準件，設計模具是按標準選用即可，螺釘用于固定模具零件，一般選用內(nèi)六角螺釘；銷釘起定位作用，常用圓柱銷釘，螺釘、銷釘規(guī)格根據(jù)沖壓力的大小、凹模厚度等確定。所以螺釘?shù)囊?guī)格選用 M86.5.5 卸料板的設計: 卸料板的邊界尺寸和固定板相同，選用材料為 45 鋼，厚度為 14mm.6.6 模架及組成零件的確定:6.6.1 模架的選用:本模具選用由上模座,下模座,導柱,導套組成導柱模模架及其零件已經(jīng)標準化，在此選用對角導柱模架。6.6.2 模座的確定:本模中具選用標準模架，因在前述中確定了凹模尺寸為 125㎜×100㎜ ×16㎜ ，根據(jù)標準確定下模座尺寸為: 200㎜×180㎜×45 ㎜. 上模座尺寸為: 200㎜×180㎜×35 ㎜.導柱 d/mm×L/mm 分別為 ?18×100mm，?18×100mm；導套 d/mm×L/mm 分別為?28×60mm，?28×60mm河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書第 26 頁 共 32 頁7 模具閉合高度及壓力機有關參數(shù)的校核J23-6.3 型壓力機的閉合高度要求在 115mm—185mm 之間，模具的閉合高度在152mm 左右，模具的閉合高度符合要求。本模具的外形尺寸為 200mm×220mm×165mm, 工作臺尺寸(左右×前后)200mm×310mm ，工作臺孔尺寸(左右×前后) 160mm×140mm , 可以正確安裝和正常使用。外形尺寸符合要求。經(jīng)校核 J23-6.3 型壓力機符合此連續(xù)模設計的要求，可以被采用。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 27 頁 共 32 頁8 繪制模具總裝圖和非標零件工作圖8.1 本模具總裝圖和非標零件工作圖見附圖8.2 本模具的工作原理：本模具為用導正銷定距的沖孔落料連續(xù)模。上，下模用導柱導套導向。沖孔凸模 1與落料凸模 9 之間的距離就是送料步距 s. 條料送進時由固定擋料銷 3 進行初定位，由兩個安裝在落料凸模上的導正銷 2 進行精定位。導正銷與落料凸模的配合為 H7/r6，其連接應保證在修磨凸模時的裝拆方便，因此，落料凸模安裝導正銷的孔是個通孔。為保證首件的正確定距，在此級進模中，采用始用擋料銷 18，它安裝在導料板中間。在河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 28 頁 共 32 頁條料上沖制首件時，用手推始用擋料銷，使它從導料板中伸出來抵住條料的前端即可沖第一件上的孔，以后各次沖裁時就都由固定擋料銷 3 控制送料步距作粗定位。條料送進時由固定擋料銷進行定位，而有導料板保證送料沿正確的方向送進。當條料送到指定位置時，上模在壓力機的作用下進行沖壓。當沖壓完成時，沖孔廢料和制件依次落入不同的凹模洞中，上模上行回程，完成一此沖裁過程，然后，再開始下一個行程。圖 13 模具總裝圖河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 29 頁 共 32 頁9 結(jié)束語大學三年的學習即將結(jié)束，畢業(yè)設計是其中最后一個實踐環(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(jīng)濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)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(chǎn)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(jīng)過在新飛電器有限公司、在洛陽中國一拖的生產(chǎn)實習，我對于冷沖模具、塑料模具的設計步驟有了一個全新的認識，豐富和加深了對各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導老師的細心指導下和在工廠師傅的講解下，我們對于模具的設計和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認識。同時在實習現(xiàn)場親手拆裝了一些典型的模具實體并查閱了很多相關資料，通過這些實踐，我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過在圖書館借閱相關手冊和書籍，更系統(tǒng)而全面了細節(jié)問題，鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設計工作者應有的素質(zhì)。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，將有一定的困難，但有指導老師的悉心指導和自己的努力，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(jīng)驗，設計中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正。河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書第 30 頁 共 32 頁致謝畢業(yè)設計是我們進行完了三年的模具設計與制造專業(yè)課程后進行的，它是對我們?nèi)陙硭鶎W課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復習，也是一次理論聯(lián)系實踐的訓練。它在我們的學習中占有重要的地位。通過這次畢業(yè)設計使我在溫習學過的知識的同時又學習了許多新知識，對一些原來一知半解的理論也有了進一步的的認識。特別是原來所學的一些專業(yè)基礎課：如機械制圖、模具材料、公差配合與技術測量、冷沖模具設計與制造等有了更深刻的理解，使我進一步的了解了怎樣將這些知識運用到實際的設計中。同時還使我更清楚了模具設計過程中要考慮的問題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費材料，保證工件的經(jīng)濟性，加工工藝的合理性。在學校中，我們主要學的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設計就相當于實戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設計可是把我們以前學的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在溫習舊知識的同時也可以學習到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補我們實踐經(jīng)驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎。通過對墊板制件冷沖模的設計，我對沖裁模有了更為深刻的認識，特別是這種沖孔落料級進模具的設計。在模具的設計過程中也遇到了一些難以處理的問題，雖然設計中對它們做出了解決 ，但還是感覺這些方案中還是不能盡如人意，如壓力計算時的公式的選用、凸凹模間隙的計算、卸件機構(gòu)選用、工作零件距離的調(diào)整，都可以進行進一步的完善，使生產(chǎn)效率提高。歷經(jīng)近三個月的畢業(yè)設計即將結(jié)束，敬請各位老師對我的設計過程作最后檢查。在這次畢業(yè)設計中通過參考、查閱各種有關模具方面的資料，請教各位老師有關模具方面的問題，并且和同學的探討，模具設計在實際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時間里，對模具的認識有了一個質(zhì)的飛躍。從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人學習事物所必經(jīng)的一般過程，我對模具的認識過程亦是如此。經(jīng)過近三個月的努力，我相信這次畢業(yè)設計一定能為三年的大學生涯劃上一個圓滿的句號，為將來的事業(yè)奠定堅實的基礎。在這次設計過程中得到了老師以及許多同學的幫助，我受益匪淺。在此，再次感謝各位老師特別是我的指導老師原紅玲老師在這一段時間給予無私的幫助和指導，并河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書第 31 頁 共 32 頁向他們致于深深的敬意，對關心和指導過我各位老師表示衷心的感謝河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書第 32 頁 共 32 頁參 考 文 獻[1] 賈俐俐、 擠壓工藝及模具.北京:機械工業(yè)出版社,2004.3[2] 李紹林、馬長福主編.實用模具技術手冊[M].上?？茖W技術出版社，1998 [3] 陳錫棟、周小玉主編.實用模具技術手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001[4] 楊占堯、沖壓模具圖冊．北京:高等教育出版社,2008，3[5] 寇世瑤、機械制圖．北京:高等教育出版社,2004，7[6] 司乃鈞、許德珠主編.熱加工工藝基礎.高等教育出版社，1995 [7] 原紅玲、沖壓工藝及模具設計. 北京：機械工業(yè)出版社，2008，8 [8] 司乃鈞、機械加工工藝基礎．北京:高等教育出版社,2001，12[9] 許德珠、機械工程材料．北京:高等教育出版社, 2001，6[10] 翟德梅、段維峰主編.模具制造技術.化學工業(yè)出版社，2005，6 [11] 孔風勤、閻亞林主編.沖壓及塑壓成形設備. 北京:高等教育出版社,2003[12] 王曉江、模具設計與制造專業(yè)英語．北京：機械工業(yè)出版社，2001，1[13] 李紹林、馬長福主編.實用模具技術手冊[M].上?？茖W技術出版社，1998[14] 陳錫棟、周小玉主編.實用模具技術手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001