3398 手柄沖孔、落料級進(jìn)模設(shè)計

3398 手柄沖孔、落料級進(jìn)模設(shè)計,手柄,沖孔,落料級進(jìn)模,設(shè)計 第 1 頁 共 30 頁手柄沖孔、落料級進(jìn)模設(shè)計1 概述冷沖壓是塑性加工的基本方法之一，它是利用安裝在壓力機(jī)上的模具，在室溫下對板料施加壓力使其變形和分離，從而獲得一定形狀、尺寸的零件的加工方法。因為它主要用于加工板料零件，所以也稱板料沖壓。在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模） 。冷沖模在實現(xiàn)冷沖壓加工中是必不可少的工藝裝備，沒有先進(jìn)的模具技術(shù)，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。沖壓加工在汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀表和日用品的生產(chǎn)中，已占據(jù)十分重要的地位。1.1 冷沖壓的特點及應(yīng)用1.1.1 冷沖壓的特點(1) 能沖壓出其他加工工藝難以加工或無法加工的形狀復(fù)雜的制件。如汽車覆蓋件等。(2) 沖壓件質(zhì)量穩(wěn)定，尺寸精度高。由于沖壓加工是靠模具成型，模具制造精度高、使用壽命長，故沖壓件質(zhì)量穩(wěn)定，制件互換性好。尺寸精度一般可達(dá)到IT1014 級，最高可達(dá)到 IT16 級，有的制件不需再機(jī)械加工，便可滿足裝配和使用要求。(3) 沖壓件具有重量輕、強(qiáng)度高、剛性好和表面粗糙度小等特點。(4) 生產(chǎn)效率高，如汽車覆蓋件這樣的大型件的生產(chǎn)效率，可達(dá)每分鐘數(shù)件。(5) 材料利用率高，一般為 70%85%，因此沖壓加工能實現(xiàn)少廢料，甚至無廢料生產(chǎn)。(6) 操作簡單，便于組織加工生產(chǎn)。(7) 易于機(jī)械化與自動化生產(chǎn)。(8) 冷沖壓的缺點就是模具制造周期長、制造成本高，故不適合單件小批量生產(chǎn)。另外，冷沖壓生產(chǎn)多采用機(jī)械壓力機(jī)，由于滑塊往復(fù)運動快，手工操作時，勞動強(qiáng)度大，易發(fā)生事故，故必須特別重視安全生產(chǎn)、安全管理以及采取必要的安全技術(shù)措施。第 2 頁 共 30 頁1.1.2 冷沖壓的應(yīng)用沖壓加工的應(yīng)用范圍十分廣泛，不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬材料，在汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀表、玩具以及日常生活用品的生產(chǎn)方面，都占有十分重要的地位。另外，在國防工業(yè)生產(chǎn)中，如飛機(jī)、導(dǎo)彈、各種槍彈與炮彈的生產(chǎn)，沖壓加工也占有很大的比例。隨著汽車和家用電器等行業(yè)的飛速發(fā)展，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，對發(fā)展冷沖壓生產(chǎn)給予了高度重視。據(jù)近年來的統(tǒng)計表明，美、日等國的模具工業(yè)年產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)年產(chǎn)值的 6%12%。冷沖壓模具歷史悠久、用途廣、技術(shù)成熟，在各種模具中所占比例最大。汽車、摩托車、家電行業(yè)是模具最大的市場，占整個模具市場的 60%以上。因此沖壓工藝在我國現(xiàn)代化建設(shè)中有著非常廣闊的發(fā)展前景。1.2 冷沖壓的基本工序和沖壓工藝要求1.2.1 基本工序冷沖壓基本工序按板料的變形特點，可分為分離工序和變形工序兩大類。金屬板料在沖壓力的作用下，其應(yīng)力超過強(qiáng)度極限而沿一定的輪廓線斷裂，稱為分離工序。分離工序又可分為落料、沖孔和剪切等。金屬板料在沖壓力的作用下，其應(yīng)力超過屈服極限（但低于強(qiáng)度極限）而產(chǎn)生塑性變形，從而獲得一定形狀和尺寸要求的制件，稱為變形工序。變形工序又可分為彎曲、拉深、翻邊、脹形和旋壓等。1.2.2 沖壓工藝要求沖壓過程中，沖模是對金屬板料進(jìn)行沖壓加工以獲得合格產(chǎn)品的工具，沖模的凸模與凹模直接接觸被加工材料并相對運動使其產(chǎn)生塑性變形來得到預(yù)期的零件。因此要求沖模：（1） 應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和相應(yīng)的形狀和尺寸精度；（2） 主要零件應(yīng)有足夠的耐磨性及使用壽命；（3） 結(jié)構(gòu)應(yīng)確保操作安全，便于使用和維修；（4） 應(yīng)有使材料順利送進(jìn)、工件方便取出、定位可靠的裝置，以保證生產(chǎn)的工件質(zhì)量穩(wěn)定；（5） 要有導(dǎo)向裝置以使沖模上下運動準(zhǔn)確；第 3 頁 共 30 頁（6） 零件的加工和裝配應(yīng)盡可能簡單，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件、普通件，以縮短模具的制造周期，降低成本；（7） 結(jié)構(gòu)應(yīng)與沖壓設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)相適應(yīng)，以便牢固的安裝在沖壓設(shè)備上；（8） 應(yīng)具有與沖壓設(shè)備連接的部位和搬運吊裝部位，以適應(yīng)安裝和管理的需要。1.3 沖壓工藝新技術(shù)的發(fā)展隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，冷沖壓技術(shù)及模具不斷革新和發(fā)展，沖壓工藝新技術(shù)發(fā)展主要反映在以下 5 個方面。（1） 模具的計算機(jī)輔助設(shè)計和輔助制造技術(shù)（模具 CAD/CAM） 采用該技術(shù)，模具設(shè)計和制造的效率一般可提高 23 倍，模具生產(chǎn)周期可縮短 1/22/3。目前已達(dá)到 CAD/CAM 一體化，模具圖紙只是作為檢驗?zāi)＞咧谩＃?） 工藝分析中的板料成型模擬仿真技術(shù)（沖壓 CAE） 對于普通沖壓工藝的制定，可根據(jù)有關(guān)資料進(jìn)行工藝設(shè)計、計算；而對于復(fù)雜的曲面成型，例如汽車覆蓋件的成形，傳統(tǒng)的方法是憑設(shè)計者的經(jīng)驗，進(jìn)行對比分析，初步確定工藝方案和有關(guān)參數(shù)，然后設(shè)計實驗?zāi)＞卟⑦M(jìn)行試沖。因此，周期長、投資大、風(fēng)險大。近幾年來，國內(nèi)外已采用彈塑性有限元法，開發(fā)出板料成型過程的模擬軟件，供設(shè)計人員對工藝參數(shù)進(jìn)行修改和選擇，以預(yù)測某一工藝方案對零件成型的可行性和可能發(fā)生的質(zhì)量問題。這一虛擬成型技術(shù)，即沖壓 CAE，不僅可以節(jié)省昂貴的模具實驗費用，也可以大大縮短試制周期和提高成型件的質(zhì)量。（3） 快速模具制造技術(shù)的發(fā)展 將快速成型技術(shù)與各種常規(guī)的鑄造、粉末燒結(jié)工藝相結(jié)合而發(fā)展起來的快速模具制造技術(shù)，以及低熔點合金模具、樹脂模具都可用于冷沖壓成型。其模具的制造周期僅為常規(guī)模具切削制造的 1/51/3，而成本僅為后者的 1/41/2，在精度和壽命方面又能滿足生產(chǎn)上的使用要求，非常適合于新產(chǎn)品的開發(fā)、工藝驗證或中、小批量生產(chǎn)的需要。（4） 采用沖壓新工藝 精密沖裁、液壓成型、沖壓-焊接復(fù)合工藝等特種沖壓工藝的采用，使沖壓工藝的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，沖壓制件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率大大提高，從而使生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低。（5） 冷沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化 為了滿足大批量生產(chǎn)的需要，沖壓設(shè)備已由單工位的低速壓力機(jī)發(fā)展到多工位的高速壓力機(jī)；在高速壓力機(jī)上采用多工位的級進(jìn)模進(jìn)行沖壓加工，使冷沖壓生產(chǎn)達(dá)到高度自動化。冷沖壓工藝與模具是一門實用性很強(qiáng)的課程，在學(xué)習(xí)這門課之前，除了應(yīng)掌握機(jī)械設(shè)計、金屬學(xué)、金屬塑性加工力學(xué)等基礎(chǔ)理論課程外，還應(yīng)對沖壓生產(chǎn)實第 4 頁 共 30 頁踐有所了解，具有初步的感性認(rèn)識，這樣才能在學(xué)習(xí)中理論聯(lián)系實際，了解模具的類型 、結(jié)構(gòu)，掌握模具的設(shè)計要點和設(shè)計方法等。2.落料沖孔級進(jìn)模設(shè)計工件名稱：手柄生產(chǎn)批量：大批量材料：10 號鋼厚度：2.2mm工件簡圖：圖 12.1 工藝分析、排樣設(shè)計2.1.1 手柄沖壓的工藝性分析圖示零件材料為 10 號鋼板，能夠進(jìn)行一般的沖壓加工，市場上也容易得到這種材料，價格適中。手柄外形落料的工藝性：手柄屬于中等尺寸零件，料厚 2.2mm，外形復(fù)雜程度一般，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工藝獲得。手柄沖孔的工藝性：大小為 5mm 和 8mm 的孔，尺寸精度要求一般，可采用沖孔。第 5 頁 共 30 頁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(jìn)沖壓的經(jīng)濟(jì)精度要求，模具精度取 IT9 級即可。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)。2.1.2 排樣設(shè)計（1）確定零件的排樣方案設(shè)計模具時，條料的排樣很重要。手柄零件具有一頭大一頭小的特點，單向排列時材料的利用率低，采用對排（圖 2 所示）的排樣方案可以提高材料的利用率，減少廢料。為了避免制作兩套凸模和凹模零件，降低模具的制造成本，采用調(diào)頭沖的送料方式，即隔位沖壓，條料完成一個方向的沖壓后，將條料水平方向旋轉(zhuǎn) 1800，再沖第二遍，在第一次沖裁的間隔中沖裁出第二部分工件。（2）條料寬度、導(dǎo)尺間寬度和材料利用率的計算查表取得搭邊值為 2.5mm 和 3.5mm。送料步距如圖 2 所示B=32+16+2.5+2.5=53 mm條料寬度的計算：擬采用無側(cè)壓裝置的送料方式，由 b- =D+2a +c1 - D條料寬度方向沖裁件的最大尺寸a側(cè)搭邊值c1導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙代入數(shù)據(jù)計算，取得條料寬度為 135mm。導(dǎo)尺間距離的計算：由 s=D+2(a+c1),代入數(shù)據(jù)計算得導(dǎo)尺間距離為 136 mm。材料利用率的計算：根據(jù)一般的市場供應(yīng)情況，原材料選用 1000 mm2000 mm2.2 mm 的冷軋薄鋼板。每塊可剪 2000mm 135 mm 規(guī)格條料 7 條，材料剪切利用率達(dá) 94.5%。由一個步距的材料利用率通用計算公式： = %10BsnA式中 A一個沖裁件的面積，A 2653.66mm2;n一個進(jìn)距內(nèi)的沖裁件數(shù)量；B條料寬度，mm; s步距， mm第 6 頁 共 30 頁得 = =74.2%10356.22.2 工藝方案的確定及工藝計算手柄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：用簡單的單工序模分三次加工，即落料沖孔沖孔。方案二：沖孔落料復(fù)合模。方案三：沖孔落料級進(jìn)模。圖 2方案一：模具結(jié)構(gòu)簡單，成本低，但工件的累計誤差大，操作不方便，由于該工件為中批量生產(chǎn)，需三套設(shè)備成本高，生產(chǎn)率低。方案二：生產(chǎn)率較方案一和三都高，加工精度高，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作難度較大成本高，還有模具對壓力機(jī)噸位要求較方案一和三都高。方案三：生產(chǎn)率較方案二低，精度略低于方案二，但是模具結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜成本較低，壓力機(jī)噸位要求低，故節(jié)省能源，由于此為大批量生產(chǎn)，精度要求不高，相比較而言方案三更具有可行性，更具有優(yōu)越性。第 7 頁 共 30 頁手柄零件大端 5mm 的孔與 R16mm 的外圓及 8mm 的孔之間的距離為3.5mm，大于此零件要求的最小壁厚（3.2mm） （1） ，可以采用沖孔、落料復(fù)合?；驔_孔、落料級進(jìn)模。復(fù)合模模具制造難度大，并且沖壓后產(chǎn)品留在模具上，在清理模具上的物料時會影響沖壓速度，因此選用級進(jìn)模更為合理。2.3 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定（1）正倒裝結(jié)構(gòu)：根據(jù)上述分析，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。（2）送料方式：采用手工送料方式。（3）定位裝置：本工件在級進(jìn)模中尺寸是較大的，又是大批量生產(chǎn)，順沖時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。調(diào)頭沖時第一個工位設(shè)置一個始用擋料銷定位（和順沖時的始用擋料銷定位不在同一個位置） ，第二工位靠固定擋料銷定位。送料時廢料孔與固定擋料銷作為粗定距，在大凸模上安裝一個導(dǎo)正銷，利用條料上 5mm 和 8mm 的孔做導(dǎo)正銷孔進(jìn)行導(dǎo)正，依此作為條料送進(jìn)的精確定距。（4）導(dǎo)向方式：為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于已經(jīng)采用了手工送料方式，為了提高開敞性和導(dǎo)向均勻性，采用對角導(dǎo)柱模架。（5）卸料方式：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 2.2mm，為了保證工件有比較好的平整度，采用彈壓性卸料裝置。選用 JB/T8068.3-1995 彈壓縱向送料典型組合。2.4 沖壓力與壓力中心的計算2.4.1 沖裁工序總力的計算由工件結(jié)構(gòu)和前面所定的沖壓方案可知，本工件的沖裁力包括以下部分。沖四個 5mm 孔的力 P1、沖 8mm 孔的力 P2，落外型料的力 P3，向下推出5mm 沖孔廢料的力 P4，向下推出 8mm 孔廢料的力 P5，向下推出工件的力P6。由于彈性卸料板卸條料的廢料的力是壓力機(jī)提供的，故用計算在內(nèi)，沖裁5mm，8mm 及工件外形后卸條料的力分別為 P7、P 8、P 9?？紤]到模具刃部被磨損、凸凹模間隙不均勻和波動、材料力學(xué)性能及材料厚度偏差等因素的影響，實際計算沖裁力時按下面公式：第 8 頁 共 30 頁P=KLt式中 P沖裁力（kN）L沖裁件剪切周邊長度（mm）t沖裁件材料厚度（mm）被沖材料的抗剪強(qiáng)度 (MPa)K系數(shù)，一般取 1.3。上式中抗剪強(qiáng)度 與材料種類和坯料的原始狀態(tài)有關(guān)，可在手冊中查詢。為方便計算，可取材料的 =0.8 b,故沖裁力表達(dá)式又可表示為：P=1.3LtLt b式中 b被沖材料抗拉強(qiáng)度(MPa)。查手冊 1表 87 得 10 鋼的 b=335MPaP1=452.2335=46.29kNP2=82.2335=18.52kN由于L 3= 3601958arcsin2895216958arcsin602 =268.7mm則：P 3=268.72.2335=198.1kN推件力 Pt=nKtPKt推件力系數(shù), Kt=0.055n同時卡在凹模的工件(或廢料)數(shù),其中 n=h/th凹模刃部直壁洞口高度（mm） ，t料厚( mm)查手冊 2表 240 可得和 h=6mm, 故 n=3 如圖 3 所示：圖 3P4= =7.64kN29.4605.第 9 頁 共 30 頁P5= =3.06kN52.180.3P6=30.055198.1=32.69kN卸料力 根據(jù)經(jīng)驗公式得P =0.03P 卸P7 =0.0346.29=1.39 kNP8 =0.0318.52=0.56 kNP9 =0.03198.1=5.95 kN工序總力P=P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7+P8+P9 =46.29+18.52+198.1+7.64+3.06+32.69+1.39+0.56+5.95=314.2KN2.4.2 彈性橡膠板的計算本模具中橡膠板的工作行程由以下幾個部分組成：凸模修模量 5mm；凸模凹進(jìn)卸料板 1mm；公件厚度 2.2mm；凸模沖裁后進(jìn)入凹模 2mm；以上四項長度之和就是橡膠板的工作行程 S 工作 ；即S 工作 =（5+1+2.2+2）mm=9.2mm取壓縮量為自由高度的 0.3 則橡膠的自由高度為:H 自由 = = =30.7mm3.0工 作 29由上面計算可知：P 卸 = P7+ P8+ P9=1.39+0.56+5.95=7.9KN預(yù)壓縮量取 15%，由圖 1-17 可查出 P=0.5MPa，此時橡膠板應(yīng)具有足夠的卸料力，其卸料力的大小用式 1-2 計算橡膠板所需的面積。則A= = =15800 =158PF5.019732m2c結(jié)合模具的實際結(jié)構(gòu)，將橡膠板分成若干塊安裝。橡膠高度 H 自由 與直徑 D之比需要滿下式：0.5 5.1DH自 由橡膠板的自由高度為 30.7mm，厚度不可低于要求的尺寸，超出這個厚度時應(yīng)考慮到每加厚 1mm，就將增加相應(yīng)的工作載荷約。橡膠板的總面積為 158 ,2cm分為 4 塊，每個用螺釘安裝在一塊，每個卸料螺釘安裝一塊，中間鉆孔 13mm。四塊橡膠板的厚度無比一致，不然會造成受力不均勻，運動產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作，卸料板采用 45 鋼制造，淬火硬度為 40-45HRC。第 10 頁 共 30 頁2.4.3 初選壓力機(jī)開式可傾壓力機(jī)參數(shù)初選壓力機(jī)型號為 J23-40 和 J23-35型號公稱壓力/kN滑塊行程/mm最大封閉高度 /mm工作臺尺寸/mm滑塊底面尺寸 /mm可傾斜角/封閉高度調(diào)節(jié)量/mmJ23-40 400 100 330 700460 30 80J23-35 350 80 280 380610 190210 20 602.4.4 壓力中心的計算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(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)的中心滑塊中心線重合。否則，沖壓時滑塊就會承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌與模具的導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會使合理的間隙得不著保證，從而影響制件的質(zhì)量和降低模具的壽命，甚至損壞模具。此為多凸模模具的壓力中心，首先計算大凸模的壓力中心第 11 頁 共 30 頁圖 4a計算其壓力中心的步驟 如下：、按比例畫出凸模的工作部分剖面圖（見圖 4a）、在任意距離處作 x-x 軸 y-y 軸、 分別計算出各線段和圓弧的重心到 x-x 軸的距離 y1, y2, y3, y4 和到 y-y 軸的距離 x1, x2, x3, x4, 、大凸模的壓力中心到坐標(biāo)軸的距離下式確定：到 y-y 軸的距離x0= 4321llxl= =61.4mm94.5267.97. 64.1256.73到 x-x 軸的距離y0= 4321llyyl= =0mm94.5267.97. 016.3、由于其余三個凸模為規(guī)則的凸模 ，則總的壓力中心為第 12 頁 共 30 頁圖 4（b）到 y-y 軸的距離x0= 654321lll xxl = 07.152.07.1 04.61.9.97.58 =89.8mm到 x-x 軸的距離y0= 654321lll yyyl = 05.27.1.07.5 05.26)3()4()()6(7.)53(7.1 =-15.8mm2.5 模具主要工作零件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化（尺寸、位置、標(biāo)準(zhǔn)與示意圖）（）工作零部件的計算第 13 頁 共 30 頁由于制件結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸凹模。這時需要分別計算和標(biāo)注凸模和凹模的尺寸和公差。 沖孔時，間隙取在凹模上，則：凸模尺寸dap=（d+x） -p 0 凹模尺寸dd=(d+x+Z min)0+式中 Dd Dp落料凹模和凸模的刃口尺寸，mmdp dd沖孔凹模和凸模的刃口尺寸，mmx磨損系數(shù)，查表 2-301得：IT14 級時 x=0.5。Zmin雙面間隙，mm工件公差，mm凸模和凹模的制造公差，mm沖裁 5mm 孔凸模、凹模刃口尺寸的計算凸模尺寸 由表 2-101查得=0.3dap=（d+x） -p 0 =(5+0.50.30)0-0.02 =5.150-0.02凹模尺寸由表 2-231得 Zmin=0.26dd=(d+x+Z min)0+ =(5+0.50.30+0.26)0+0.02 =5.410+0.02沖裁 8mm 孔凸模、凹模刃口尺寸的計算凸模尺寸由表 2-10 得=0.36dap=（d+x） -p 0 =(8+0.50.36) 0-0.02 =8.18 0-0.02凹模尺寸查表 2-23 得 Zmin=0.26dd=(d+x+Z min)0+ =(8+0.50.36+0.26) 0+0.02=8.440+0.02外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計算因此落料件為復(fù)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(shè)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第 14 頁 共 30 頁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其落料凹模的基本尺寸計算如下：圖 5（a）第一類尺寸：磨損后增大的尺寸：A1=(Amax-x) =(8-0.50.43) =7.78525.0 43.0251.0A2=(Amax-x) =(16-0.50.62) =15.69 25.0 62.0516.0落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是 7.785mm，15.69mm，不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)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=0.26。圖 5（b）（2）工作零部件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化（用一個整體的凸模固定板）沖小圓孔的凸模，為了增加凸模的強(qiáng)度與剛度，凸模非工作部分直徑應(yīng)作成逐漸增大的多級形式如圖 6 所示：第 15 頁 共 30 頁圖 6凸模長度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定的，其凸模長度用下列公式計算：L=h1+h2+h3- h4式中 L凸模長度， mmh1凸模固定板高度，mmh2卸料板高度，mmh3橡膠板的厚度 ，mmh4凹進(jìn)卸料板內(nèi) 1mm圖 7 整體式凹模如圖 7 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(fù)雜，凹模高度可按經(jīng)驗公式計算，即第 16 頁 共 30 頁凹模高度 H=KB凹模壁厚 C=(1.52)H式中B-凹模孔的最大寬度，mm 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 0.20凹模高度 H=KB=0.20119=23.8mm 取標(biāo)準(zhǔn)值 28mm凹模壁厚 C=1.5H = 1.528=40mm 凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般取（1.72.0）d, 圖 8d 為螺孔的距離，由于凹模厚度為 28mm，所以根據(jù)表 2.462 查得螺孔選用4M8 的螺釘固定在下模座。故選用如圖 8： 螺孔到凹模外緣的最小距離 a2=1.5d=1.58=12mma3=1.13d9mm凹模上螺孔間距由表 2.47 查得最小間距為 40mm，最大間距為 90mm。 螺孔到銷孔的距離一般取 b2d,所以 b 應(yīng)大于。根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須考慮到裝橡膠塊的尺寸，故選用矩形凹模板的周界尺寸為 25020028。沖裁 5mm 孔凸模、凹模各尺寸及其組件確定和標(biāo)準(zhǔn)化（包括外形尺寸和厚度）小凸模長度 L=20+14-1+30.7=63.7mm由小凸模刃口d=5.15mm可知 h=3mm, D1=11mm, D=8mm, L=63.7mm小凸模強(qiáng)度校核 要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應(yīng)力不超過凸模材料的許用壓應(yīng)力，即對于圓形凸模 dmin 4t第 17 頁 共 30 頁式中 dmin圓形凸模最小截面直徑，mmt沖裁材料厚度，mm沖裁材料的抗剪強(qiáng)度，MPa凸模材料許用強(qiáng)度，?。?.01.6）10 3MPadmin = =2.95mm 所以承壓能力足夠。4t310.52抗縱向彎曲力校核對于圓形凸模（有導(dǎo)向裝置）max Fd270式中 Lmax 允許的凸模最大自由長度，mmF 沖模力,N凸模最小截面的直徑，mmLmax = =66.57mm 所以長度適宜。d27057.12選用沖孔圓凸模：JB/T8057.21995 B 5.1563.7 凸模固定端面的壓力q = AF式中q凸模固定端面的壓力，MPaF落料或沖孔的沖裁力， N模座材料許用壓應(yīng)力，MPaq = =158.5MPa9510.3凸模固定板端面壓力超過了 8090a，為此應(yīng)在凸模頂端與模座之間加一個淬硬的墊板。矩形墊板材料可用 45 鋼，結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格見 JB/T7643.31994 查得 25020010由于采用整體式凹模，所以由外形落料凹模確定其凹模板厚度（圖 7） ，其凹模刃口高度由表 2.40JB/T7643.11994 查得 h=6mm，= 20沖裁 8mm 孔凸模、凹模各尺寸及其組件確定和標(biāo)準(zhǔn)化（包括外形尺寸和厚度）凸模長度 L=20+14-1+30.7=63.7mm由凸模刃口 d=8.18mm 查得 D=12mm,D1=15mm,h=3mm,L=63.7mm選用圓凸模：JB/T8057.21995 B 8.1863.7外形落料凸模、凹模各尺寸及其組件的確定和標(biāo)準(zhǔn)化（包括外形尺寸和厚度）第 18 頁 共 30 頁外形凸模的設(shè)計：外形凸模用線切割機(jī)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-h3+h4圖 9 其中： h1為固定板厚度（20 mm），h 2為卸料板厚度（14mm），h 3考慮到凸模下端面到卸料板下端面的距離-（1mm），h4為彈性橡膠塊的厚度（30.7mm）。所以：L=20+14-1+30.7=63.7 mm凸模固定板材料可用 45 鋼，結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格見 JB/T7643.21994 可得25020020 第 19 頁 共 30 頁圖 10（3）凹模組件的尺寸確定和示意圖（用整體式凹模）凹模采用整體式凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€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。凹模的長度選取要考慮以下因素：a)保證有足夠的安裝剛性卸料板的位置。b)便于導(dǎo)尺發(fā)揮作用，保證送料粗定位精度。選取凹模 JB/T7643.11994 25020028。材料：Cr12 制造，熱處理硬度為 5862HRC 。.其它零部件設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化（1）始用擋料裝置的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化（尺寸、位置、標(biāo)準(zhǔn)與示意圖） （包括順沖和掉頭沖兩個始用導(dǎo)料銷）第 20 頁 共 30 頁淬 硬圖 11擋料塊標(biāo)記：JB/T7649.11994 7110 材 料： 45 鋼， 熱處理硬度：4348HRC 技術(shù) 條件：按 JB/T76531994 的規(guī)定。手動擋料塊位置的確定：根據(jù)條料排樣圖 2 可計算出手動擋料塊的位置如圖所示： 反 沖 手 動 擋 料 塊正 沖 手 動 擋 料 塊圖 12第 21 頁 共 30 頁（）固定擋料銷的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化固定擋料銷的設(shè)計根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件，選用此擋料銷如圖圖 13選用 JB/T7649.1094 A 型固定擋料銷 直徑 8mm，h=4mm 材料為 45 鋼根據(jù)分析選用廢料孔前端定位時擋料銷位置如圖 廢料孔前端定位時擋料銷位置=C-( )+0.1l2dr擋料銷與導(dǎo)正銷的間距，mm l圖 14C連續(xù)模的步距，mmdr導(dǎo)正銷的直徑，mmd擋料銷頭部直徑，mm第 22 頁 共 30 頁=53-( )+0.1=52.85mml281.（3）導(dǎo)正銷的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化導(dǎo)正銷主要用于級進(jìn)模上，消除擋料銷的定位誤差，以獲得較精確的工件。導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)設(shè)計，尺寸精度，材料的熱處理等可參照 JB/T7647.194 和 JB/T7647.294 選定。導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)形式查手冊 2選用如圖（選自沖壓手冊）91圖 15D=d-2aD導(dǎo)正銷直徑的基本尺寸d沖孔凸模直徑2a導(dǎo)正銷與孔徑兩邊的間隙沖裁 5mm 孔的導(dǎo)正銷 查表得 h=0.6t 2a=0.05mmD=d-2a=5.15-0.05=5.10mmh=0.62.2=1.32mm 沖裁 8mm 孔的導(dǎo)正銷查表得 h=0.6t 2a=0.07.mmD=d-2a=8.18-0.07=8.11mmh=0.62.2=1.32mm（4）導(dǎo)料板的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化（包括兩塊導(dǎo)料板的間距、外形尺寸和厚度與示意圖等）根據(jù)凹模周界?。簩?dǎo)料板 JB/T76531994 2505610第 23 頁 共 30 頁圖 16模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計.標(biāo)準(zhǔn)模架的選用（前面已經(jīng)確定為對角形模架）由凹模周界選用標(biāo)準(zhǔn)模架（包括導(dǎo)柱、導(dǎo)套、上模座、下模座、模柄的標(biāo)準(zhǔn)）選用 GB/T2851.11990 250200170210 技術(shù)條件：按 JB/T80501999 的規(guī)定。圖 17第 24 頁 共 30 頁圖 18模柄標(biāo)記：JB/T 7646.11994 A 50110 材 料：Q235A。F技術(shù)條件：按 JB/T76531994 的規(guī)定：導(dǎo)柱標(biāo)記：GB/T2861.1 1990 32160 GB/T2861.1 1990 35160 導(dǎo)套標(biāo)記：GB/T2861.6 1990 3210543 GB/T2861.6 1990 3510543 上模座標(biāo)記：GB/T2855.9 1990 25020045 下模座標(biāo)記：GB/T2855.10 1990 25020050 .卸料裝置的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化在前面已經(jīng)確定了采用剛性卸料板，設(shè)計卸料板為一整體板。本模具的卸料板不僅有卸料作用，還具有外形凸模的導(dǎo)向作用，并能對小凸模起保護(hù)作用。卸料板的邊界尺寸經(jīng)查手冊 2表 15.28 得：卸料板長度 L =250mm,寬度 B=200mm 厚度 h0=14mm此模具中，卸料板對沖孔落料凸模起導(dǎo)向作用，卸料板和凸模按 H7/h6 配合制造.聯(lián)接件的選用與標(biāo)準(zhǔn)化本模具采用螺釘固定，銷釘定位。具體講內(nèi)六角螺釘標(biāo)記：35 鋼 M865 GB7085 第 25 頁 共 30 頁GB7085 M865 35 鋼螺釘標(biāo)記：GB6876 M830 35 鋼圓柱銷釘標(biāo)記：GB 11986 665 35 鋼止動圓柱銷標(biāo)記：GB11986 46 35 鋼.總裝圖圖 19.壓力機(jī)的選擇與校核模座外形尺寸 420270mm,閉合高度 200mm,有文獻(xiàn) 4中，JC23 35 型壓力機(jī)工作臺尺寸為 610380mm,最大閉合高度為 280mm，連桿調(diào)節(jié)長度為 60mm,所以在工作臺上加一 3570mm 的墊板，即可安裝。模柄孔尺寸也于本副模具所選模柄尺寸相符。第 26 頁 共 30 頁. 模具零件材料選用一覽表22 始用擋料塊 2 45 鋼 7110 JB/T7649.1199421 固定擋料銷 1 45 鋼 8mm，h=4mm A 型 JB/T7649.109420 卸料板 1 45 鋼19 螺釘 10 35 鋼 M830 GB687618 凸模 1 Cr12 5.1563.7 JB/T8057.2199517 圓柱銷 6 35 鋼 665 GB 1198616 凸模 1 Cr12 8.1863.7 JB/T8057.2199515 止轉(zhuǎn)銷 1 35 鋼 46 GB1198614 模柄 1 Q235 A50110 JB/T 7646.113 落料凸模 1 Cr1212 固定螺釘 2 35 鋼 M640 GB/687611 凸模墊板 1 45 鋼 25020010 JB/T7643.3199410 內(nèi)六角螺釘 10 35 鋼 M865 GB70859 上模座 1 HT200 25020045 GB/T2855.119908 導(dǎo)套 2 20 3210543 GB/T2861.61990 3510543 GB/T2861.619907 凸模固定板 1 45 鋼 25020020 JB/T7643.219946 橡膠塊 45 導(dǎo)正銷 2 45 鋼4 導(dǎo)料板 2 2505610 JB/T756319943 凹模板 1 Cr12 25020028 JB/T7463.119942 導(dǎo)柱 2 20 32160 GB/T2861.1199035160 GB/T2861.119901 下模座 1 HT200 25020050 GB/T2855.21990序號 名稱 件數(shù) 材料 備注3.7 模具的裝配根據(jù)級進(jìn)模裝配要點，本副模具的裝配選凸、凹模為基準(zhǔn)件，先裝下模，再裝上模，裝配后，應(yīng)保證間隙均勻，落料凹模刃口面應(yīng)高出拉深凸模工作面5mm，第 27 頁 共 30 頁并調(diào)整間隙、試沖、返修。具體裝配如下：凸、凹模預(yù)配（1） 裝配前仔細(xì)檢查各凸模形狀及尺寸以及凹模形孔，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。不適合者應(yīng)重新修磨或更換。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，并擠緊牢固。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、凹模裝在一起，并用螺釘緊固，打入銷釘。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 的紙片，然后將凸模與固定板組合裝入凹模；（2） 預(yù)裝上模座，劃出與凸模固定板相應(yīng)螺孔、銷孔位置并鉆鉸螺孔、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） 將卸料板套裝在已裝入固定板的凸模上，裝上橡膠和卸料螺釘，并調(diào)節(jié)橡膠的預(yù)壓量，使卸料板高出凸模下端約 1mm；（5） 復(fù)查凸、凹模間隙并調(diào)整合適后，緊固螺釘；（6） 安裝導(dǎo)正銷、承料板；（7） 切紙檢查，合適后打入銷釘。試沖與調(diào)整 裝機(jī)試沖并根據(jù)試沖結(jié)果作相應(yīng)調(diào)整第 28 頁 共 30 頁設(shè)計總結(jié)通過這次畢業(yè)設(shè)計讓我們把平時在課堂上學(xué)到的理論與實際生產(chǎn)結(jié)合了起來?？此坪唵蔚牧慵胍玫?，也是需要許多工序才能完成的。我們只所以選擇使用模具來達(dá)到這樣的效果，不僅與生產(chǎn)批量有關(guān)，還與生產(chǎn)條件有關(guān)。如果是大批量生產(chǎn)的零件使用模具就很容易實現(xiàn)機(jī)械化和現(xiàn)代化。能夠保證零件的尺寸相差不大，以實現(xiàn)互換。設(shè)計是一個關(guān)鍵的工作，要查閱大量資料和統(tǒng)計計算工作，設(shè)計是個苦差事。設(shè)計的好壞直接影響到制件質(zhì)量和勞動強(qiáng)度以及生產(chǎn)成本。所以設(shè)計者應(yīng)該具備淵博的知識和大量的實踐經(jīng)驗作為基礎(chǔ)，應(yīng)該懂得生產(chǎn)的環(huán)節(jié)。這樣才能設(shè)計出好的實用的模具來。我傾注了大量的勞動和汗水在這個設(shè)計，由于缺乏經(jīng)驗與實踐。設(shè)計的十分艱辛，雖然借鑒了許多，還是有好多不明白之處。第 29 頁 共 30 頁致謝 本設(shè)計經(jīng)原紅玲講師的精心指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助才得以如期完成，在此我誠心的向他們感謝。另外還要感謝我的專業(yè)老師們，在大學(xué)三年讓我學(xué)到了扎實的專業(yè)知識和處理問題的實用方法，以及其他老師的教導(dǎo)，讓我大學(xué)期間學(xué)到了做人的道理與原則。讓我踏上社會，走上工作崗位完成了很好的過度。時光如梭，三年的大學(xué)生活轉(zhuǎn)眼過去，而我也即將離開可敬的老師和熟悉的同學(xué)朋友們，溶入到社會的大潮中去。在這之際，我們將完成最后的使命做畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計是一項非常繁雜的工作，它涉及的知識非常廣泛，由于資質(zhì)有限，很多知識掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計中遇到了很多的問題。但這并沒有成為我的絆腳石，在指導(dǎo)老師不時的精心指導(dǎo)和同學(xué)們的熱心幫助下，并通過在圖書館的仔細(xì)查閱，使我克服了一個又一個的困難，從而使我的畢業(yè)設(shè)計日趨完善。最后，再次感謝我的指導(dǎo)老師原紅玲的精心指導(dǎo)和各位老師和同學(xué)的大力幫助，使我順利完成任務(wù)，并向你們致意深深的敬意，在以后的生活中我一定努力工作，不辜負(fù)你們寄予我的厚望第 30 頁 共 30 頁參考文獻(xiàn)【1】 陳錫棟、靖穎怡主編 沖模設(shè)計應(yīng)用實例 機(jī)械工業(yè)出版社 2000【2】 郝濱海 編著 沖壓模具簡明設(shè)計手冊 化學(xué)工業(yè)出版社 2004【3】 吳伯杰 編著 沖壓工藝與模具 電子工業(yè)出版社 2005【4】 薛彥成 主編 公差配合與技術(shù)測量 機(jī)械工業(yè)出版社 2004【5】 王孝培 主編 沖壓手冊 機(jī)械工業(yè)出版社 1988【6】 楊玉英 主編 實用沖壓工藝及模具設(shè)計手冊 機(jī)械工業(yè)出版社 2005【7】 史鐵梁 主編 冷沖模設(shè)計指導(dǎo) 機(jī)械工業(yè)出版社 1996【8】 中國機(jī)床總公司編 著 全國機(jī)床產(chǎn)品供貨目錄 機(jī)械工業(yè)出版社 2002【9】 楊占堯 主編 沖壓模具圖冊 高等教育出版社 2004【10】高為國 主編 模具材料 機(jī)械工業(yè)出版社 2005【11】翟德梅 主編 模具制造技術(shù) 機(jī)專自編教材