3833 支板沖壓成形工藝及模具設(shè)計

3833 支板沖壓成形工藝及模具設(shè)計,沖壓,成形,工藝,模具設(shè)計 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 1 頁1 緒論1.1 沖壓與沖壓模具的概念沖壓是塑性加工的基本方法之一。沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具對材料施力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種沖壓加工方法。由于沖壓通常是在室溫下進(jìn)行加工，所以常常稱為冷沖壓；又由于它的加工材料主要是板料，所以又稱為板料加工。沖壓不但可以加工金屬材料，還可以加工非金屬材料。在沖壓加工中，將材料加工成沖壓零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為沖壓模具或冷沖模。沖壓模具在實現(xiàn)沖壓加工中是必不可少的工藝裝備，沒有符合要求的沖壓模具，沖壓加工就無法進(jìn)行；沒有先進(jìn)的沖壓模具，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。在沖壓零件的生產(chǎn)中，合理的沖壓工藝，先進(jìn)的模具，高效的沖壓設(shè)備是必不可少的三要素，如圖 1 所示：1.2 沖壓的特點及應(yīng)用1.沖壓生產(chǎn)的特點與其它加工方法相比，沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨特的優(yōu)點。主要表現(xiàn)如下。(1)沖壓件的質(zhì)量穩(wěn)定，尺寸精度高 由于沖壓生產(chǎn)是有利于模具成形，模具制造精度高，故沖壓件質(zhì)量穩(wěn)定，制件互換性好，尺寸精度高，一般情況下，沖壓生產(chǎn)的尺寸精度可達(dá)到 IT10IT14 級，最高可達(dá)到 IT16 級，有的制件不需要再進(jìn)行機(jī)械加工，便可滿足裝配和使用要求。（2）生產(chǎn)率高，成本低 沖壓生產(chǎn)是利用沖壓模具和沖壓設(shè)備完成加工，其生沖 壓 設(shè) 備模 具 工 藝 條 件沖 壓 零 件圖 1 沖 壓 零 件 質(zhì) 量 的 影 響 因 素河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 2 頁產(chǎn)效率高，操作方便，易于實現(xiàn)機(jī)械化與自動化。對于普通壓力機(jī)，每分鐘可生產(chǎn)幾件到幾十件制件，高速壓力機(jī)每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件甚至上千件制件。沖壓件質(zhì)量輕，剛性好，強(qiáng)度高，沖壓過程耗能少，中大批量生產(chǎn)時，成本較低。（3）材料利用率高 沖壓生產(chǎn)是一種少，無切削加工的方法之一。沖壓生產(chǎn)能實現(xiàn)少廢料甚至餓無廢料生產(chǎn)，在某些情況下，邊角余料也可以充分利用（沖壓小零件），因此，材料的利用率高，一般為 70%85%。（4）易得到復(fù)雜制件 由于利用模具加工，所以可以獲得用其他加工方法所不能或難以制造的形狀復(fù)雜的零件。如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強(qiáng)度和剛度均較高。沖壓生產(chǎn)的缺點：（1）模具制造周期長，制造成本高，不適應(yīng)與小件生產(chǎn) 沖壓多采用機(jī)械壓力機(jī)，由于滑塊往復(fù)運動，手工操作時，勞動強(qiáng)度較大。易發(fā)生事故，故必須重視安全生產(chǎn)，安全管理和采取必要的安全技術(shù)措施。（2）沖壓加工生產(chǎn)產(chǎn)生振動和噪音兩種公害 這些問題并不完全是沖壓本身帶來的，主要是由于傳統(tǒng)的的沖壓設(shè)備落后造成的，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，這兩種公害會得到一定程度的解決。2 沖壓生產(chǎn)的應(yīng)用由于沖壓生產(chǎn)存在著上述諸多優(yōu)點，沖壓加工的應(yīng)用十分廣泛，在汽車，拖拉機(jī)，機(jī)電，電器，儀表玩具以及日常生活用品的生產(chǎn)方面，都占十分重要的地位。不少過去用鑄造，鍛造，切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在被剛度好，質(zhì)量輕的沖壓件代替。根據(jù)近年來的統(tǒng)計表明，在機(jī)電以及儀器，儀表生產(chǎn)中，有 60%70%的零件是采用沖壓工藝完成的。在汽車生產(chǎn)中大概有 60%70%的零件數(shù)采用沖壓工藝制成的，沖壓生產(chǎn)所占的勞動量是整個汽車行業(yè)勞動量的 25%30%.在電子產(chǎn)品中，沖壓件所占的比例也相當(dāng)大。人們?nèi)粘Ｉ钪械慕饘僦破?，沖壓件所占的比例更大，如：鋁鍋，不銹鋼餐具等，隨處都可看到?jīng)_壓制品，因此，沖壓技術(shù)應(yīng)用非常廣泛。學(xué)習(xí)，研究和發(fā)展沖壓技術(shù)，對發(fā)展我國國民經(jīng)濟(jì)和加速現(xiàn)代化工業(yè)建設(shè)具有重要意義。3 沖壓的基本工序及模具由于沖壓加工的零件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同，因而生產(chǎn)中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來，可分為分離工序和成形河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 3 頁工序兩大類；分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質(zhì)量的沖壓（俗稱沖裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。上述兩類工序，按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序，每種基本工序還包含有多種單一工序。在實際生產(chǎn)中，當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較少而公差要求較小時，若用分散的單一工序來沖壓是不經(jīng)濟(jì)甚至難于達(dá)到要求。這時在工藝上多采用集中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內(nèi)完成，稱為組合的方法不同，又可將其分為復(fù)合-級進(jìn)和復(fù)合-級進(jìn)三種組合方式。復(fù)合沖壓在壓力機(jī)的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法式。級進(jìn)沖壓在壓力機(jī)上的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完面兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。復(fù)合-級進(jìn)在一副沖模上包含復(fù)合和級進(jìn)兩種方式的組合工序。沖模的結(jié)構(gòu)類型也很多。通常按工序性質(zhì)可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復(fù)合模和級進(jìn)模等。但不論何種類型的沖模，都可看成是由上模和下模兩部分組成，上模被固定在壓力機(jī)工作臺或墊板上，是沖模的固定部分。工作時，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機(jī)滑塊帶動上模下壓，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上模回升時，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來，以便進(jìn)行下一次沖壓循環(huán)。4 沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料不斷涌現(xiàn)，因而促進(jìn)了沖壓技術(shù)的不斷革新和發(fā)展。其主要表現(xiàn)和發(fā)展方向如下。(1)沖壓成形理論及沖壓工藝方面沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。目前，國內(nèi)外對沖壓成形理論的研河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 4 頁究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成形過程應(yīng)力應(yīng)變分析、板料變形規(guī)律研究及坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進(jìn)展。特別是隨著計算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進(jìn)一步完善，近年來國內(nèi)外已開始應(yīng)用塑性成形過程的計算機(jī)模擬技術(shù)，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模擬金屬的塑性成形過程，根據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計人員可預(yù)測某一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并通過在計算機(jī)上選擇修改相關(guān)參數(shù)，可實現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計。這樣既節(jié)省了昂貴的試模費用，也縮短了制模具周期。研究推廣能提高生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本和擴(kuò)大沖壓工藝應(yīng)用范圍的各種壓新工藝，也是沖壓技術(shù)的發(fā)展方向之一。目前，國內(nèi)外相繼涌現(xiàn)出精密沖壓工藝、軟模成形工藝、高能高速成形工藝及無模多點成形工藝等精密、高效、經(jīng)濟(jì)的沖壓新工藝。其中，精密沖裁是提高沖裁件質(zhì)量的有效方法，它擴(kuò)大了沖壓加工范圍，目前精密沖裁加工零件的厚度可達(dá) 25mm，精度可達(dá) IT1617 級；用液體、橡膠、聚氨酯等作柔性凸?；虬寄５能浤３尚喂に嚕芗庸こ鲇闷胀庸し椒y以加工的材料和復(fù)雜形狀的零件，在特定生產(chǎn)條件下具有明顯的經(jīng)濟(jì)效果；采用爆炸等高能效成形方法對于加工各種尺寸在、形狀復(fù)雜、批量小、強(qiáng)度高和精度要求較高的板料零件，具有很重要的實用意義；利用金屬材料的超塑性進(jìn)行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的沖壓成形工序，這對于加工形狀復(fù)雜和大型板料零件具有突出的優(yōu)越性；無模多點成形工序是用高度可調(diào)的凸模群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進(jìn)行板料曲面成形的一種先進(jìn)技術(shù)，我國已自主設(shè)計制造了具有國際領(lǐng)先水平的無模多點成形設(shè)備，解決了多點壓機(jī)成形法，從而可隨意改變變形路徑與受力狀態(tài)，提高了材料的成形極限，同時利用反復(fù)成形技術(shù)可消除材料內(nèi)殘余應(yīng)力，實現(xiàn)無回彈成形。無模多點成形系統(tǒng)以 CAD/CAM/CAE技術(shù)為主要手段，能快速經(jīng)濟(jì)地實現(xiàn)三維曲面的自動化成形。(2)沖模是實現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件.在沖模的設(shè)計制造上,目前正朝著以下兩方面發(fā)展:一方面,為了適應(yīng)高速、自動、精密、安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展，與此相比適應(yīng)的新型模具材料及其熱處理技術(shù)，各種高效、精密、數(shù)控自動化的模具加工機(jī)床和檢測設(shè)備以及模具CAD/CAM 技術(shù)也在迅速發(fā)展；另一方面，為了適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡易沖模及其制造技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。精密、高效的多工位及多功能級進(jìn)模和大型復(fù)雜的汽車覆蓋件沖模代表了現(xiàn)代沖模的技術(shù)水平。目前，50 個工位以上的級進(jìn)模進(jìn)距精度可達(dá)到 2 微米，多功能級進(jìn)模不僅可以完成沖壓全過程，還可完成焊接、裝配等工序。我國已能自行設(shè)計制造出達(dá)到國際水平的精度達(dá) 2 5 微米，進(jìn)距精度 23 微米，總壽命達(dá) 1 億次。我國主要汽河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 5 頁車模具企業(yè)，已能生產(chǎn)成套轎車覆蓋件模具，在設(shè)計制造方法、手段方面已基本達(dá)到了國際水平，但在制造方法手段方面已基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)、功能方面也接近國際水平，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面與國外相比還存在一定差距。模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)正在不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透、交叉、融合形成了現(xiàn)代模具制造技術(shù)。其中高速銑削加工、電火花銑削加工、慢走絲切割加工、精密磨削及拋光技術(shù)、數(shù)控測量等代表了現(xiàn)代沖模制造的技術(shù)水平。高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質(zhì)量（主軸轉(zhuǎn)速一般為 1500040000r/min）,加工精度一般可達(dá) 10微米，最好的表面粗糙度 Ra1 微米），而且與傳統(tǒng)切削加工相比具有溫升低（工件只升高 3 攝氏度）、切削力小，因而可加工熱敏材料和剛性差的零件，合理選擇刀具和切削用量還可實現(xiàn)硬材料（60HRC）加工；電火花銑削加工（又稱電火花創(chuàng)成加工）是以高速旋轉(zhuǎn)的簡單管狀電極作三維或二維輪廓加工（像數(shù)控銑一樣），因此不再需要制造昂貴的成形電極，如日本三菱公司生產(chǎn)的 EDSCAN8E 電火花銑削加工機(jī)床，配置有電極損耗自動補(bǔ)償系統(tǒng)、CAD/CAM 集成系統(tǒng)、在線自動測量系統(tǒng)和動態(tài)仿真系統(tǒng)，體現(xiàn)了當(dāng)今電火花加工機(jī)床的技術(shù)水平；慢走絲線切割技術(shù)的發(fā)展水平已相當(dāng)高，功能也相當(dāng)完善，自動化程度已達(dá)到無人看管運行的程度，目前切割速度已達(dá)到300mm /min,加工精度可達(dá)1.5 微米，表面粗糙度達(dá) Ra=010.2 微米;精度磨削及拋2光已開始使用數(shù)控成形磨床、數(shù)控光學(xué)曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床及自動拋光等先進(jìn)設(shè)備和技術(shù);模具加工過程中的檢測技術(shù)也取得了很大的發(fā)展,現(xiàn)在三坐標(biāo)測量機(jī)除了能高精度地測量復(fù)雜曲面的數(shù)據(jù)外,其良好的溫度補(bǔ)償裝置、可靠的抗振保護(hù)能力、嚴(yán)密的除塵措施及簡單操作步驟，使得現(xiàn)場自動化檢測成為可能。此外，激光快速成形技術(shù)（RPM）與樹脂澆注技術(shù)在快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)中得到了成功的應(yīng)用。利用RPM 技術(shù)快速成形三維原型后，通過陶瓷精鑄、電弧涂噴、消失模、熔模等技術(shù)可快速制造各種成形模。如清華大學(xué)開發(fā)研制的“M-RPMS-型多功能快速原型制造系統(tǒng)”是我國自主知識產(chǎn)權(quán)的世界惟一擁有兩種快速成形工藝（分層實體制造 SSM 和熔融擠壓成形 MEM）的系統(tǒng)，它基于“模塊化技術(shù)集成”之概念而設(shè)計和制造，具有較好的價格性能比。一汽模具制造公司在以 CAD/CAM 加工的主模型為基礎(chǔ)，采用瑞士汽巴精化的高強(qiáng)度樹脂澆注成形的樹脂沖模應(yīng)用在國產(chǎn)轎車試制和小批量生產(chǎn)開辟了新的途徑。(3)沖壓設(shè)備和沖壓生產(chǎn)自動化方面性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件，高精度、高壽命、高效率的沖模需要高精度、高自動化的沖壓設(shè)備相匹配。為了滿足大批量高速生產(chǎn)的需要，目前沖壓設(shè)備也由單工位、單功能、低速壓力機(jī)朝著多工位、多功能、高速和數(shù)河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 6 頁控方向發(fā)展，加之機(jī)械乃至機(jī)器人的大量使用，使沖壓生產(chǎn)效率得到大幅度提高，各式各樣的沖壓自動線和高速自動壓力機(jī)紛紛投入使用。如在數(shù)控四邊折彎機(jī)中送入板料毛坯后，在計算機(jī)程序控制下便可依次完成四邊彎曲，從而大幅度提高精度和生產(chǎn)率；在高速自動壓力機(jī)上沖壓電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖片時，一分鐘可沖幾百片，并能自動疊成定、轉(zhuǎn)子鐵芯，生產(chǎn)效率比普通壓力機(jī)提高幾十倍，材料利用率高達(dá) 97%；公稱壓力為250KN 的高速壓力機(jī)的滑塊行程次數(shù)已達(dá) 2000 次/min 以上。在多功能壓力機(jī)方面，日本田公司生產(chǎn)的 2000KN“沖壓中心”采用 CNC 控制，只需 5min 時間就可完成自動換模、換料和調(diào)整工藝參數(shù)等工作；美國惠特尼公司生產(chǎn)的 CNC 金屬板材加工中心，在相同的時間內(nèi)，加工沖壓件的數(shù)量為普通壓力機(jī)的 410 倍，并能進(jìn)行沖孔、分段沖裁、彎曲和拉深等多種作業(yè)。近年來，為了適應(yīng)市場的激烈競爭，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，且其更新?lián)Q代的周期大為縮短。沖壓生產(chǎn)為適應(yīng)這一新的要求，開發(fā)了多種適合不同批量生產(chǎn)的工藝、設(shè)備和模具。其中，無需設(shè)計專用模具、性能先進(jìn)的轉(zhuǎn)塔數(shù)控多工位壓力機(jī)、激光切割和成形機(jī)、CNC 萬能折彎機(jī)等新設(shè)備已投入使用。特別是近幾年來在國外已經(jīng)發(fā)展起來、國內(nèi)亦開始使用的沖壓柔性制造單元（FMC）和沖壓柔性制造系統(tǒng)（FMS）代表了沖壓生產(chǎn)新的發(fā)展趨勢。FMS 系統(tǒng)以數(shù)控沖壓設(shè)備為主體，包括板料、模具、沖壓件分類存放系統(tǒng)、自動上料與下料系統(tǒng)，生產(chǎn)過程完全由計算機(jī)控制，車間實現(xiàn) 24 小時無人控制生產(chǎn)。同時，根據(jù)不同使用要求，可以完成各種沖壓工序，甚至焊接、裝配等工序，更換新產(chǎn)品方便迅速，沖壓件精度也高。(4)沖壓標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn)方面模具的標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn)，已得到模具行業(yè)和廣泛重視。因為沖模屬單件小批量生產(chǎn)，沖模零件既具的一定的復(fù)雜性和精密性，又具有一定的結(jié)構(gòu)典型性。因此，只有實現(xiàn)了沖模的標(biāo)準(zhǔn)化，才能使沖模和沖模零件的生產(chǎn)實現(xiàn)專業(yè)化、商品化，從而降低模具的成本，提高模具的質(zhì)量和縮短制造周期。目前，國外先進(jìn)工業(yè)國家模具標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)程度已達(dá) 70%80%，模具廠只需設(shè)計制造工作零件，大部分模具零件均從標(biāo)準(zhǔn)件廠購買，使生產(chǎn)率大幅度提高。模具制造廠專業(yè)化程度越不定期越高，分工越來越細(xì)，如目前有模架廠、頂桿廠、熱處理廠等，甚至某些模具廠僅專業(yè)化制造某類產(chǎn)品的沖裁模或彎曲模，這樣更有利于制造水平的提高和制造周期的縮短。我國沖模標(biāo)準(zhǔn)化與專業(yè)化生產(chǎn)近年來也有較大發(fā)展，除反映在標(biāo)準(zhǔn)件專業(yè)化生產(chǎn)廠家有較多增加外，標(biāo)準(zhǔn)件品種也有擴(kuò)展，精度亦有提高。但總體情況還滿足不了模具工業(yè)發(fā)展的要求，主要體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化程度還不高（一般在 40%以下），標(biāo)準(zhǔn)件的品種和規(guī)格較少，大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)件廠家未形成規(guī)模化生產(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量也還存在較多問題。另外，標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)的銷售、供貨、服務(wù)等都還有待于進(jìn)一步提高。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 7 頁2 制件的工藝性分析工件名稱：支板生產(chǎn)批量：大批量材料：20厚度：1.8mm工件簡圖見圖 2圖 22.1 制件的總體分析該零件的外形復(fù)雜程度一般，是由圓弧和直線組成的。由于沖裁件的內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為 IT11IT14 級，孔中心與邊緣的距離尺寸公差為0.5mm。將以上精度與零件的精度要求相比較，可得到該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證，其它尺寸標(biāo)注，生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求。河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 8 頁工藝性：支板屬于中等尺寸零件，料厚 1.8mm，外形復(fù)雜程度一般，尺寸精度要求如圖示，零件材料為 20 鋼，是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的塑性，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：7mm 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。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(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 9 頁3 工藝方案的確定支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(fù)合模。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔落料級進(jìn)模。采用級進(jìn)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。該零件 7 的孔與外邊緣之間的最小距離為 3.75mm，大于此零件要求的最小壁厚（Lmin=2t=21.8=3.6mm） ，可以采用沖孔落料復(fù)合模或沖孔，落料級進(jìn)模。復(fù)合模的行位精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)也高，盡管模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀復(fù)雜程度一般，所以模具的制造并不太困難；級進(jìn)模的生產(chǎn)效率也高，但零件的沖裁精度稍差，預(yù)保證沖壓件的行位精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，故模具的制造，安裝較復(fù)合模復(fù)雜。通過對上述三種方案的分析比較，該零件的沖壓生產(chǎn)采用方案二的復(fù)合模具為佳。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 10 頁4 主要工藝參數(shù)計算4.1 排樣的設(shè)計與計算設(shè)計復(fù)合模時，首先要設(shè)計條料排樣圖。排樣是指沖裁件在條料，帶料或板料的布置方式。合理的排樣應(yīng)在保證制件的質(zhì)量，有利于簡化模具的前提下，以最少的材料消耗，沖出最多數(shù)量的合格工序件。排樣的原則：a 提高材料利用率；b 便于工人操作，減輕工人勞動強(qiáng)度；c 使模具結(jié)構(gòu)簡單，模具壽命提高；d 排樣應(yīng)保證沖裁件質(zhì)量，不能只考慮材料的利用率，而不考慮沖裁件的性能。該零件具有 T 形的特點，直排時材料的利用率較低，采用直對排的排樣方案可以提高材料的利用率，減少廢料。此時雖然沒有無廢料排樣材料的利用率高，但制件的精度可以得到保證。綜上所述，支架的排樣采用有廢料排樣的直對排。制件的排樣圖如圖 3 所示：圖 3 排樣圖河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 11 頁4.1.1 確定搭邊與搭肩值搭邊的作用和影響因素作用：a 補(bǔ)償誤差；b 是凸凹模雙邊受力；c 增加條料剛度，方便條料送進(jìn)。影響因素：a 材料的力學(xué)性能；b 材料厚度；c 沖裁件的形狀和尺寸；d 送料及擋料方式；e 卸料方式。搭邊和搭肩值一般是由經(jīng)驗確定的。查表 2.9 取最小搭邊值為 a=1.8mm 和 b=2.5mm 4.1.2 計算條料的寬度 首先確定工件在條料上的排列方式，制件的形狀成山字形，采用直對排，同時可以保證材料的利用率。查手冊確定各搭邊值，查表取側(cè)搭邊值 a=2.5mm，工件間的搭邊值 b=1.8mm。有測壓裝置條料寬度的計算：B =Dmax+aL 00Dmax制件寬度方向的最大尺寸； a側(cè)搭邊值； L采用直對排時,工件在條料上與另一側(cè)邊的間距值。代入數(shù)據(jù)計算： B =42+2.5+9 =53.5 mm005.05.4.1.3 計算材料的利用率：計算材料的利用率 ：= %10/s式中 一個步距內(nèi)工件的實際面積；一個步距所需的毛坯的面積0s則 7105.346/9824.2 沖壓力的計算并初步選取壓力機(jī)的噸位4.2.1 沖裁力的計算沖裁模設(shè)計時，為了合理的設(shè)計模具和選用沖壓設(shè)備，必須合理的計算沖裁工藝力。壓力機(jī)的噸位必須大于所計算的沖裁工藝力，以適應(yīng)沖裁間隙的要求。沖裁工藝河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 12 頁力主要包括沖裁力 F、卸料力 F 、推件力 F卸 推和頂件力 F 。頂 321卸卸 推頂圖 4 卸料力、推件力、頂件力裁力的大小隨凸模進(jìn)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=KLtb沖裁力公式為 PP 孔 +P 落式中 P沖裁力P 孔 沖孔沖裁力P 落 落料沖裁力沖孔沖裁力 P 孔P 孔 K tL孔式中 K系數(shù)，查表取 K1.3沖孔周長，L3.14721.98mm孔河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 13 頁t材料厚度，t1.8mm材料抗剪強(qiáng)度，MPa，查手冊 20 鋼 440 MPa所以 P 孔 K t1.321.981.844022.6KNL孔落料沖裁力 P 落P 落 K t落式中 落料件外形周邊尺寸L落127mm落所以 P 落 KLt1.31271.8440=130KN4.2.2 卸料力、推件力及頂件了力的計算：沖裁時，材料分離前存在著彈性變形，在沖裁結(jié)束時，由于材料的彈性回復(fù)及摩擦的存在，將落料件或沖孔廢料梗塞在凹模內(nèi)，而沖裁剩下的材料則緊箍在凸模上。為使沖裁工作繼續(xù)進(jìn)行，必須將箍在凸模上的料卸下，將梗塞在凹模內(nèi)的料推出。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(jī)和模具卸料裝置或頂件裝置傳遞的，所以在選擇設(shè)備公稱壓力或設(shè)計沖裁的時候應(yīng)分別予以考慮，影響這些力的因素較多，主要有材料的力學(xué)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。現(xiàn)在按照下面的經(jīng)驗公式計算：卸料力 PxPx P 落K式中 Px卸料力卸料系數(shù)，查表 2.7 取 0.0250.06，取 0.05xKxK所以 Px0.051306.5KN 推料力 t P 孔 nttK式中 推料系數(shù),查表 2.7 取 =0.05t tKn同時卡在凹模洞孔內(nèi)的件數(shù)取直筒形刃口的凹模刃口形式，由表 2.21 查得，h=7mm，則 n=h/t=7/1.8=3 個河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 14 頁所以 =0.0522.63=3.39KNtP4.2.3 總沖壓力 總沖裁時,壓力機(jī)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(dāng)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+ =22.6+130+6.5+3.39=162.49KN總 t t4.3 壓力機(jī)的公稱壓力的確定：為了保證壓力足夠，一般沖裁時壓力機(jī)的噸位應(yīng)比計算的沖裁力大 30%左右，即P 總 =1.3162.49KN=211.2KN初選開式可傾壓力機(jī)參數(shù)壓力機(jī)型號為 J23-25查手冊選擇壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力為：250 KN 滑塊行程 ：65mm 最大閉合高度：270 mm 閉合高度調(diào)節(jié)量：55mm (標(biāo)準(zhǔn)型)工作臺尺寸(左右前后)：560mm370mm (標(biāo)準(zhǔn)型)工作臺孔尺寸(左右前后)： 290mm200mm 260mm (標(biāo)準(zhǔn)型)立柱間距離(不小于)： 270mm 模柄孔尺寸(直徑深度)： 40mm60mm 床身最大可傾角（）：30墊板尺寸：50mm4.4 壓力中心的確定河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 15 頁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)使模具的壓力中心和壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。否則沖壓時滑塊會承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊的滑軌和模具的導(dǎo)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。用解析法求模具的壓力中心的坐標(biāo)。按比例畫出工件尺寸，選用坐標(biāo)系 XOY，如圖(2-2)所示ml321my0132l.73 y6m54m4l9.1 mlrby76.3)/2(5826 36y= =19.32mm.654321654321 /lllylylyl 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。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 16 頁查表 2.3 得間隙值：Zmin = 0.108mm，Zmax = 0.144mm1） 沖孔 7mm 凸，凹模刃口尺寸的計算查表 2.5 得凸，凹模制造偏差： 凸 =0.020， 凹 =0.020校核：Zmax Zmin =（ 0.144-0.108）mm=0.036mm，而 凸 + 凹 =0.040滿足 Zmax Zmin 凸 + 凹 的條件;凸、凹模采用配做法制造。查表 2.6 得：IT14 級時磨損系數(shù) x=0.5沖孔時，間隙取在凹模上，則：凸模尺寸=(d + ) tdmin0凹模尺寸=( + Zmin)adt0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, minZmin雙面間隙，mm工件公差，mm，x磨損系數(shù)，凸模和凹模的制造公差，mm,d 凸 =（d min+x） =（7+0.50.1） =7.05 mm0 凸02.02.d 凹 =（d 凸 + Zmin） =（7.05+0.108） =7.16 mm 凹0 .0.0河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 17 頁4.5.2 外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計算因為落料件為復(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。落料時以凹模為基準(zhǔn)來配作凸模，凹模磨損后，工件的尺寸將會變大,凸凹模刃口尺寸： ；1.01.00 734)75.3() Xl（025.025.0 843).2() A（凹 .74.318.4.31() 025025.0minax ZA凹凸 （02.2.00 9675.）（凹 02.02.2.minax 6).() 凹凸 （5 模具總體設(shè)計河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 18 頁5.1 模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用沖孔落料復(fù)合方式?jīng)_壓，所以模具類型為復(fù)合模，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，采用倒裝結(jié)構(gòu)，即落料凹模安排在上模，凸凹模安排在下模部分5.2 定位方式的選擇本制件是大批量生產(chǎn)，安排生產(chǎn)可采用手工送料方式能夠達(dá)到批量生產(chǎn),且能降低模具成本,因此采用手工送料方式。由于制件的精度要求不高，制件的外形復(fù)雜程度一般，所以選用擋料銷、始用擋料銷進(jìn)定位和導(dǎo)向。5.3 導(dǎo)向方式的選擇為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。采用手工送料方式，為了提高開敞性和導(dǎo)向均勻性，采用后角導(dǎo)柱模架。5.4 卸料方式的選擇本模具采用倒裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料和工件留在凹?？锥粗?，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 1.8mm，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(shè)計6.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 19 頁6.1.1 凹模的設(shè)計凹模采用矩形板狀結(jié)構(gòu)和直接通過螺釘銷釘與下模座固定的固定方式。凹模刃口采用直壁式結(jié)構(gòu)。 凹模厚度 H 的確定（經(jīng)驗公式）：H=kb(H15mm),其中，b 為最大形孔的寬度尺寸，取 46mm,查沖壓手冊去系數(shù) k 值為 0.4，則 H=0.442=16.8mm,經(jīng)查表確定凹模的厚度尺寸為 20mm.凹模長度 L 的確定mcb10342凹模寬度 B 的確定B=工件寬+2c；B=32+234=100mm依據(jù)設(shè)計尺寸，凹模整體尺寸標(biāo)準(zhǔn)化：125mm100mm20mm.落料凹模內(nèi)設(shè)置有推件塊，所以落料凹模采用整體直壁式凹模。落料凹模的結(jié)構(gòu)圖如（3-3）所示：河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 20 頁6.1.2 沖孔凸模的設(shè)計：沖孔凸模的直徑值為 7mm.長度為呈細(xì)長狀，為保證凸模的強(qiáng)度，需對其強(qiáng)度值進(jìn)行校核。凸模制造所用材料為 9Mn2V,板料的厚度 t=1.8mm,20 鋼的剪強(qiáng)度 ；其MPa410凸模的許用壓應(yīng)力 。MPa20強(qiáng)度校核：凸模承受壓應(yīng)力 rKNApc 6.58/1.2/2根據(jù)公式 ；已知凸模直徑為 7，滿足使用mtd048.1/4要求?？箯潖?qiáng)度校核：對于有導(dǎo)向裝置的圓形凸模而言， Fdl/702ax凸模的最多自由長度；單位 mmmaxl凸模的最小直徑；單位 mmd-沖裁力；單位 NF河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 21 頁則 ，其值符合要求。 ml 3291207max 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)圖如（5-5）所示：（5-5）6.1.3 凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計模具若采用倒裝結(jié)構(gòu)，則呈柱形孔口的沖孔凹模內(nèi)將積存廢料，導(dǎo)致產(chǎn)生較大的脹力，必須要求凸凹模內(nèi)外緣的壁厚大些。查手冊得，其壁厚值最小應(yīng)為 4.4mm.而工件的實際尺寸限制凸凹模內(nèi)外緣的最大壁厚為 3.8mm;模具若采用正裝結(jié)構(gòu)，則凸凹模內(nèi)不會積存廢料，其壁厚可相對小些，對于所沖裁材料為 20 鋼的板料來說，凸凹模內(nèi)外緣間的壁厚值可取 1.5t;即為 1.51.8=2.7mm.這樣就符合零件尺寸及強(qiáng)度上的要求。凸凹模長度的計算公式： 1321hl凸凹模固定板的厚度；卸料板的厚度；2預(yù)壓橡膠塊的厚度。3h則凸凹模的長度 =20+6+18-1=43mm.l凸凹模的長度與凸凹模的橫向的尺寸大小相當(dāng)，強(qiáng)度可以滿足要求。凸凹模結(jié)構(gòu)圖如（4-4）所示：河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 22 頁（4-4）6.2 定位零件的設(shè)計:在本模具中采用的是條料，所以導(dǎo)料銷、擋料銷作為定位裝置，起導(dǎo)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(jìn)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(yīng)用作定距裝置。6.2.1 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 12河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 23 頁圖 12 固定擋料銷的結(jié)構(gòu)選用直徑 d=10 mm，d1=4 mm，h=3mm，L=13mm 材料為 45 鋼 A 型固定擋09.012.4料銷（JB/T7649.1094）6.2.2 始用擋料銷位置確定根據(jù)步距要求，模具上需要一個始用擋料銷。 由始用擋料銷剖視圖知其位置，其中 L=23.26.2.3 導(dǎo)料銷的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化擋料銷一般有兩個，設(shè)置在條料的同側(cè)，條料沿兩個導(dǎo)料銷確定的直線送進(jìn)。從右向左送料時，擋料銷裝在后側(cè)；從前向后送料時，導(dǎo)料銷裝在左側(cè)。固定導(dǎo)料銷一般設(shè)計在凹模上?；顒訐趿箱N一般設(shè)在彈壓卸料板上；導(dǎo)料螺釘一般設(shè)在固定板或下模座平面上。導(dǎo)料銷的材料一般采用 T7,T8，熱處理硬度為 4652HRC，粗糙度在 1.6m 以下，裝配時采用 H7/s6 配合。經(jīng)查有關(guān)資料可知，導(dǎo)料銷的尺寸為：6mm8mm。導(dǎo)料銷的結(jié)構(gòu)圖如圖 13 所示：河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 24 頁0.2圖 13 導(dǎo)料銷的設(shè)計6.3 導(dǎo)向裝置的設(shè)計：導(dǎo)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(dǎo)向裝置，本模具中應(yīng)用導(dǎo)柱導(dǎo)套裝置來完成導(dǎo)向6.4 卸料裝置的設(shè)計：本模具設(shè)計為以導(dǎo)料銷為送進(jìn)導(dǎo)向的沖模中使用的剛性卸料裝置。彈簧的選用：彈簧屬于標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)單個彈簧所承受的負(fù)荷為 0P河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 25 頁已知卸料力 =6.5KN=3340NxP設(shè)卸料彈簧個數(shù)為 n=4 個所以 = = =1625N0P4x65根據(jù) 的大小，從標(biāo)準(zhǔn)中初選彈簧規(guī)格為 60mm6mm70mm0Lo=h1+h2+h3+t式中 Lo彈簧的最大壓縮量，mmh1卸料板高除凸模端面的高度，一般為 1mm；h2凸模進(jìn)入凹模的深度，一般為 0.51mm；h3凸模的總修模量，一般為 420mm代入數(shù)據(jù)計算得：Lo=（1+1+19+1.8）mm=22.8mm計算預(yù)選的彈簧在預(yù)壓力 Fo 作用下的預(yù)壓縮量Ho，其公式為：Ho=（Fo/F2）Lo式中 Fo彈簧預(yù)壓力。N；F2彈簧的最大工作負(fù)荷，N；代入數(shù)據(jù)得：Ho=（1625/1725）12.8mm=12mmHo=Ho+H+H式中 Ho 彈簧的實際工作壓縮量，mm；H o彈簧預(yù)壓縮量，mm；H-卸料板的工作行程，一般為H=t+0.5，t 為板料厚度，mm；H-凸模刃磨量和調(diào)整量，可取 310mm；代入數(shù)據(jù)得：河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 26 頁Ho=（12+2.3+3）mm=17.3mm由 Lo=22.8mm117.3mm=Ho所以該彈簧滿足使用要求。6.5 連接與固定裝置的設(shè)計6.5.1 模柄的設(shè)計:本模具屬于中小型模具,采用模柄將上模固定在壓力機(jī)的滑塊上。模柄是作為上模與壓力機(jī)滑塊連接的零件。對它的基本要求是:一要與壓力機(jī)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。在本模具中選用壓入式模柄，通過凸緣與上模座連接并加止轉(zhuǎn)銷防止轉(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(yīng)垂直于模柄的軸線(垂直度不應(yīng)超過 0.02:100)。模柄在本模具選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，并根據(jù)前文壓力機(jī)的參數(shù)確定模柄的直徑和長度。其具體參數(shù)如下：d=400.050mm， L=79mm 現(xiàn)制草圖如下并標(biāo)明其具體尺寸：河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 27 頁圖 14 模柄結(jié)構(gòu)簡圖6.5.2 固定板的設(shè)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 0.60.8 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(biāo)準(zhǔn)凸模固定板尺寸為:125mm100mm28mm固定板材料一般采用 Q235 或 45 鋼，本模具選用材料 Q235。6.5.3 墊板的設(shè)計:墊板的作用是直接承受和擴(kuò)散凸模傳遞的壓力，以降低模座承受的單位壓力，防河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 28 頁止模座被壓出凹坑，影響凸模的正常工作。模具中最為常見的凸模墊板，模具是否加裝墊板，要根據(jù)模座所受的壓力大小進(jìn)行判斷，若模座所受單位壓力大于模座的材料的許用壓應(yīng)力，則需加墊板。墊板的外形尺寸可與固定板相同，其厚度一般取 310mm。墊板材料為 45 鋼，淬火硬度為 4348JRC。墊板上，下表面應(yīng)磨平，以保證平行度要求。為了便于模具裝配，墊板上的銷釘通孔直徑可比銷釘直徑增大 0.310.5mm。墊板的外形尺寸和固定板相同，厚度取 10mm。所以墊板的外形尺寸為：125mm100mm10mm6.5.4 螺釘與銷釘?shù)脑O(shè)計:模具上常用的緊固零件是螺釘和銷釘，螺釘和銷釘都是標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計模具是按標(biāo)準(zhǔn)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 M12，在根據(jù)實際要求,查標(biāo)準(zhǔn)選用 GB 70-85 M12；銷釘?shù)墓Q直徑可取與螺釘大徑相同或小一個規(guī)格,因此根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選用 GB 119-86 A12, 根據(jù)有關(guān)資料,可選取材料為45 鋼.根據(jù)定位方式及坯料的形狀與尺寸,選用合適的標(biāo)準(zhǔn)定位零件.6.5.5 卸料板的設(shè)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 10mm.因此卸料板的標(biāo)準(zhǔn)尺寸為：125mm100mm10mm6.6 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(dǎo)柱,導(dǎo)套組成導(dǎo)柱模模架及其零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，在此選用后側(cè)導(dǎo)柱模架。6.6.2 模座的確定:本模中具選用標(biāo)準(zhǔn)模架，因在前述中確定了凹模尺寸為 125100 20 ，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確定下模座尺寸為: 25020050 . 上模座尺寸為: 25020045 .導(dǎo)柱 d/mmL/mm 為 32mm190mm，導(dǎo)套 d/mmL/mm 為32mm105mm43mm。河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 29 頁7 模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核7.1 壓力機(jī)的校核河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 30 頁7.1.1 公稱壓力 根據(jù)公稱壓力的選取壓力機(jī)型號為 J23-25,它的壓力為 250KN211.2KN,所以壓力得以校核;7.1.2 滑塊行程 滑塊行程應(yīng)保證坯料能順利地放入模具和沖壓能順利地從模具中取出.這里只是材料的厚度 t=1.8,凸模沖入凹模的最大深度 4mm,即 S1=(0.8+12+4)mm=16.8mmS=65mm,所以得以校核.7.1.3 行程次數(shù) 行程次數(shù)為 45/min.因為生產(chǎn)批量為中批量,又是手工送料,不能太快,因此是得以校核.滿足使用要求。7.1.4 工作臺面的尺寸 根據(jù)下模座 LB=250mm160mm,且每邊留出 30mm50mm,即 L1B1=290mm200mm,而壓力機(jī)的工作臺面 L2B2=370 mm560mm,沖壓件和廢料從下模漏出, 故符合要求,得以校核;7.1.5 滑塊模柄孔尺寸 滑塊上模柄孔的直徑為 40mm,模柄孔深度為 60mm,而所選的模柄夾持部分直徑為40mm,長度為 56mm 故符合要求,得以校核;7.1.6 閉合高度模具的閉合高度：H 閉 =h1+h2+h3+h4+ h5+h6+h7+t 代入數(shù)據(jù)計算得H 閉 =（45+6+28+36+10+27+50+0.8）mm=202.8mm由壓力機(jī)型號知 Hmax=270mm M=55mm H1=50mmHmin=HmaxM=270-55=215mm(M 為閉合高度調(diào)節(jié)量/mm,H1 為墊板厚度/mm)由式(1-24):( HmaxH1)-5H( HminH1)+10,得(27050)-5202.8(21550)+10即 215mm202.8mm175mm ,所以所選壓力機(jī)合適,即壓力機(jī)得以校核.河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 31 頁8 繪制模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖8.1 本模具非標(biāo)零件工作圖見附圖，本模具的裝配圖如下圖 14.8.2 本模具的工作原理：河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 32 頁制成該工件采用的是復(fù)合模具結(jié)構(gòu)，根據(jù)前述分析采用復(fù)合模具的倒裝結(jié)構(gòu)，落料凹模 7，沖孔凸模 16 裝在上模，凸凹模 19 裝在下模。根據(jù)裝配圖可知，條料沿兩個導(dǎo)料銷 6 從前向后送進(jìn)，采用擋料銷 22 控制送料步距。當(dāng)條料送到指定位置時，上模在壓力機(jī)的作用下下行，首先推件塊接觸坯料，上模部分繼續(xù)下行，進(jìn)行沖裁，導(dǎo)柱，導(dǎo)套對上，下模的運動起到可靠的導(dǎo)向，凹模 7上需設(shè)置相應(yīng)的讓位孔。沖裁完畢，卡在凸凹模外的條料搭邊廢料由下模部分的彈性裝置卸下，沖孔廢料由下模部分的漏料孔落下，沖裁的工件卡在上模內(nèi)，隨上模一起回程，上行到一定位置，打桿碰到曲柄壓力機(jī)上的打料橫桿，打桿及推件塊將工件推出模外。然后，再開始下一個行程。圖 15 模具總裝圖1下模座；2卸料螺釘；3導(dǎo)柱；4凸凹模固定板；5彈簧 1；6導(dǎo)料銷；7落料凹模；8導(dǎo)套；9螺釘；10上模座；11打桿；12模柄；13銷釘；14上墊板；15凸模固定板；16凸模；17推件塊；18卸料板；19凸凹模；20銷釘；21下墊板；22螺釘;23-河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 33 頁擋料銷；24-始用擋料銷；25-彈簧 29 模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制本副模具零件主要是板類零件，形狀比較簡單，加工方便。下面以沖孔凸模和落料凹模板為例制定其加工工藝路線。下表為沖孔凸模的加工工藝過程：機(jī)械加工工藝過程卡產(chǎn)品型號 零（部）件 圖號 05機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品名稱沖孔凸模零（部）件名稱 沖孔凸模共（1）第（1）頁材料牌號9MN2V毛坯種類圓棒料毛坯外型尺寸18每個毛坯可制件數(shù) 1每臺件數(shù) 1 備注工時工序號工序名稱 工序內(nèi)容 車間工段設(shè)備工 藝 裝 備 準(zhǔn)終 單件河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 34 頁1 備料 將毛坯鍛成圓棒1565鍛造車間鍛床2 熱處理 退火 熱處理車間熱處理爐3 車削 車兩端面保持長度 61mm機(jī)械加工車間車床4 車削 將圓棒料車削成沖孔凸模外形。車外圓 7.08mm，1002.02.mm；車右端面，留磨量0.20.3機(jī)械加工車間車床5 熱處理 淬火，回火，保證硬度為5862HRC熱處理車間熱處理爐6 鉗工劃線劃出孔位置線 模具車間劃線工具7 磨外圓 磨 10 mm 及02.其端面尺寸，磨7.08 mm，留02.研磨量 0.01mm，并保證同軸度公差要求，機(jī)械加工車間外圓磨床河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 35 頁8 平磨 磨 7.08 mm02.尺寸的端面機(jī)械加工車間平面磨床9 鉗工 研磨7.08 mm 達(dá)02.到要求模具車間10 檢驗標(biāo)記記數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù)更該文件號下表為落料凹模的加工工藝過程機(jī)械加工工藝過程卡產(chǎn)品型號 零（部）件 圖號 02機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品名稱 凹模板零（部）件名稱 落料凹模共（1）第（1）頁材料牌號Cr12毛坯種類長方體毛坯外型尺寸160mm130mm30mm每個毛坯可制件數(shù) 1每臺件數(shù) 1 備注工時工序號工序名稱 工序內(nèi)容 車間工段設(shè)備工 藝 裝 備 準(zhǔn)終 單件1 備料 將毛坯鍛成長方體140mm120mm25mm鍛造車間鍛床2 熱處理 退火 熱處理 熱河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 36 頁車間 處理爐3 粗刨 刨六面達(dá)130mm110mm20mm，互為直角機(jī)械加工車間刨床4 熱處理 淬火，回火，保證硬度為6064HRC熱處理車間熱處理爐5 磨平面 磨六面，互為直角機(jī)械加工車間磨床6 鉗工劃線劃出各孔位置線，型孔輪廓線模具車間劃線工具7 線切割 切割處制件的形狀合成出機(jī)械加工車間線切割機(jī)床8 銑斜面 銑落料凹模內(nèi)斜面至要求機(jī)械加工銑床9 加工螺釘孔,銷釘孔及安裝孔按位置加工螺釘孔,銷釘孔及安裝孔等模具車間鉆床10 磨平面 磨上，下面見光，保證平行度公差要求機(jī)械加工車間平面磨床河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 37 頁11 鉗工精修全面達(dá)到設(shè)計要求模具車間鉗工工具12 檢驗標(biāo)記記數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù)更該文件號設(shè)計日期河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 38 頁結(jié)束語大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié)，是對以前所學(xué)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(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機(jī)械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對于模具設(shè)計這個實踐性非常強(qiáng)的設(shè)計課題，我們進(jìn)行了大量的實習(xí)。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(xí)，我對于冷沖模具、塑料模具的設(shè)計步驟有了一個全新的認(rèn)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(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下和在工廠師傅的講解下，我們對于模具的設(shè)計和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識。同時在實習(xí)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(guān)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(guān)手冊和書籍，更系統(tǒng)而全面了細(xì)節(jié)問題，鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設(shè)計工作者應(yīng)有的素質(zhì)。設(shè)計中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計。 在設(shè)計的過程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設(shè)計中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 39 頁致謝畢業(yè)設(shè)計是我們進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的，它是對我們?nèi)陙硭鶎W(xué)課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實踐的訓(xùn)練。它在我們的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我在溫習(xí)學(xué)過的知識的同時又學(xué)習(xí)了許多新知識，對一些原來一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識。特別是原來所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測量、冷沖模具設(shè)計與制造等有了更深刻的理解，使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識運用到實際的設(shè)計中。同時還使我更清楚了模具設(shè)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(jì)性，加工工藝的合理性。在學(xué)校中，我們主要學(xué)的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計就相當(dāng)于實戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設(shè)計可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在溫習(xí)舊知識的同時也可以學(xué)習(xí)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(bǔ)我們實踐經(jīng)驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。通過對墊板制件冷沖模的設(shè)計，我對沖裁模有了更為深刻的認(rèn)識，特別是這種沖孔落料級進(jìn)模具的設(shè)計。在模具的設(shè)計過程中也遇到了一些難以處理的問題，雖然設(shè)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(jī)構(gòu)選用、工作零件距離的調(diào)整，都可以進(jìn)行進(jìn)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(shè)計即將結(jié)束，敬請各位老師對我的設(shè)計過程作最后檢查。在這次畢業(yè)設(shè)計中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請教各位老師有關(guān)模具方面的問題，并且和同學(xué)的探討，模具設(shè)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(rèn)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(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過程，我對模具的認(rèn)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(shè)計一定能為三年的大學(xué)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(chǔ)。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 40 頁在這次設(shè)計過程中得到了老師以及許多同學(xué)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(dǎo)老師原紅玲老師在這一段時間給予無私的幫助和指導(dǎo)，并向他們致于深深的敬意，對關(guān)心和指導(dǎo)過我各位老師表示衷心的感謝!參考文獻(xiàn)河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書第 41 頁1 趙志偉等.模具發(fā)展現(xiàn)狀J.模具制造，2007,6：242 李紹林、馬長福主編.實用模具技術(shù)手冊 M.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,19983 陳錫棟、周小玉主編.實用模具技術(shù)手冊 M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20014劉建超、張寶忠主編.沖壓模具設(shè)計與制造 M.高等教育出版社，20045王孝培主編.中國模具設(shè)計大典之沖壓模具設(shè)計 M.江西科學(xué)技術(shù)出版社，20036虞蓮蓮、曾正明主編.實用鋼鐵材料手冊 M.機(jī)械工業(yè)出版社，20017寇世瑤主編.互換性與測量技術(shù) M.高等教育出版社，20048馮炳堯、韓泰榮、殷振海、蔣文森編.模具設(shè)計與制造簡明手冊 M.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，19889馮炳堯主編.模具設(shè)計與制造簡明手冊 M.上?？茖W(xué)技術(shù)出社,198510王孝培主編.沖壓手冊 M.機(jī)械工業(yè)出版社，1988