壓機室罩的沖壓工藝與模具設(shè)計【沖孔落料復(fù)合模含12張CAD圖】
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1目 錄第 1 章 緒 論 ...........................................................................................................................21.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 ..............................................21.1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 .....................................................21.1.2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 .................................................41.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 ..............................................61.3 壓機室罩的沖壓工藝及模具設(shè)計方面 ....................................61.3.1 壓機室罩的沖壓工藝的設(shè)計思路 ......................................61.3.2 壓機室罩的沖壓工藝與模具設(shè)計的進(jìn)度 ................................7第 2 章 壓機室罩工藝性分析 ...................................................................................................72.1 沖壓件的工藝分析 ......................................................72.2 沖壓件的排樣設(shè)計 ......................................................82.2.1 排樣方案的確定 ....................................................82.2.2 條料寬度、導(dǎo)尺間寬度和材料利用率的計算 .............................92.3 工藝方案的確定 .......................................................102.4 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定 .............................................102.5 壓力中心和壓力機的選用 ...............................................112.5.1 沖裁工序總力的計算 ................................................112.5.2 初選壓力機 ........................................................122.5.3 壓力中心的計算 ....................................................13第 3 章 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .....................................................................................................133.1 工作零部件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化（尺寸、位置、標(biāo)準(zhǔn)與示意圖） .................133.1.1 工作零部件的計算 ..................................................133.1.2 工作零部件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化 ..........................................173.2 定位裝置的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化 ...............................................203.2.1 固定擋料塊的設(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） .......................................................213.2.2 固定導(dǎo)料銷的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化 ..........................................213.2.3 導(dǎo)料板的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化 ..............................................223.3 模架的選用 ...........................................................22 23.4 卸料裝置的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化 ...............................................243.5 壓機室蓋沖孔落料連續(xù)?？傃b圖 .........................................24結(jié) 束 語 ...................................................................................................................................27致 謝 .........................................................................................................................................28參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................................29 3第 1 章 緒 論模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，因為模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。隨著我國加入WTO，我國模具工業(yè)的發(fā)展將面臨新的機遇和挑戰(zhàn)。1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀近年來，我國沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá) 50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達(dá)到 1～2μm，壽命 2億次左右的多工位級進(jìn)模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達(dá)到 Ra≤1.5μm 的精沖模，大尺寸（φ≥300mm）精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。 1、模具 CAD/CAM 技術(shù)狀況 我國模具 CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展已有 20 多年歷史。由原華中工學(xué)院和武漢 733 廠于1984 年共同完成的精神模 CAD/CAM 系統(tǒng)是我國第一個自行開發(fā)的模具 CAD/CAM 系統(tǒng)。由華中工學(xué)院和北京模具廠等于 1986 年共同完成的冷沖模 CAD/CAM 系統(tǒng)是我國自行開發(fā)的第一個沖裁模 CAD/CAM 系統(tǒng)。上海交通大學(xué)開發(fā)的冷沖模 CAD/CAM 系統(tǒng)也于同年完成。20 世紀(jì) 90 年代以來，國內(nèi)汽車行業(yè)的模具設(shè)計制造中開始采用 CAD/CAM 技術(shù)。國家科委 863 計劃將東風(fēng)汽車公司作為 CIMS 應(yīng)用示范工廠，由華中理工大學(xué)作為技術(shù)依托單位，開發(fā)的汽車車身與覆蓋模具 CAD/CAPP/CAM 集成系統(tǒng)于 1996 年初通過鑒定。在此期間，一汽和成飛汽車模具中心引進(jìn)了工作站和 CAD/CAM 軟件系統(tǒng)，并在模具設(shè)計制造中實際應(yīng)用，取得了顯著效益。1997 年一汽引進(jìn)了板料成型過程計算機模擬CAE 軟件并開始用于生產(chǎn)。 21 世紀(jì)開始 CAD/CAM 技術(shù)逐漸普及，現(xiàn)在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了 CAD/CAM 技術(shù)。其中部分骨干重點企業(yè)還具備各 CAE 能力。模具 CAD/CAM 技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計與制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，已成為人們的共識。在“八五” 、九五“期間，已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計算機繪圖技術(shù)，數(shù)控加工的使用率也越來越高，并陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量 CAD/CAM 系統(tǒng)。如美國 EDS 的 UG，美國Parametric Technology 公司 Pro/Engineer，美國 CV 公司的 CADSS，英國 DELCAM 公司的 DOCT5，日本 HZS 公司的 CRADE 及 space-E, 以色列公司的 Cimatron 還引進(jìn)了AutoCAD CATIA 等軟件及法國 Marta-Daravision 公司用于汽車及覆蓋件模具的Euclid-IS 等專用軟件。國內(nèi)汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了 CAD/CAM 技術(shù)/DL 圖 4的設(shè)計和模具結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計均已實現(xiàn)二維 CAD，多數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過渡，總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn)。且模具的參數(shù)化設(shè)計也開始走向少數(shù)模具廠家技術(shù)開發(fā)的領(lǐng)域。 在沖壓成型 CAE 軟件方面，除了引進(jìn)的軟件外，華中科技術(shù)大學(xué)、吉林大學(xué)、湖南大學(xué)等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件，并已在生實踐中得到成功應(yīng)用，產(chǎn)生了良好的效益。 快速原型（RP）傳統(tǒng)的快速經(jīng)濟(jì)模具相結(jié)合，快速制造大型汽車覆蓋件模具，解決了原來低熔點合金模具靠樣件澆鑄模具，模具精度低、制件精度低，樣樣制作難等問題，實現(xiàn)了以三維 CAD 模型作為制模依據(jù)的快速模具制造，它標(biāo)志著 RPM 應(yīng)用于汽車身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。 圍繞著汽車車身試制、大型覆蓋件模具的快速制造，近年來也涌現(xiàn)出一些新的快速成型方法，例如目前已開始在生產(chǎn)中應(yīng)用的無模多點成型及激光沖擊和電磁成型等技術(shù)。它們都表現(xiàn)出了降低成本、提高效率等優(yōu)點。 2、模具設(shè)計與制造能力狀況 在國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下，經(jīng)過幾十年努力，現(xiàn)在我國沖壓模具的設(shè)計與制造能力已達(dá)到較高水平，包括信息工程和虛擬技術(shù)等許多現(xiàn)代設(shè)計制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到應(yīng)用。 雖然如此，我國的沖壓模具設(shè)計制造能力與市場需要和國際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。這一些主要表現(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)計和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計制造方法和手段方面基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)周期等方面，與國外相比還存在一定的差距。標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級進(jìn)模和多功能模具，是我國重點發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機電一體化的鐵芯精密自動閥片多功能模具，已基本達(dá)到國際水平。但總體上和國外多工位級進(jìn)模相比，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，仍存在一定差距。 汽車覆蓋件模具制造技術(shù)正在不斷地提高和完美，高精度、高效益加工設(shè)備的使用越來越廣泛。高性能的五軸高速銑床和三軸的高速銑床的應(yīng)用已越來越多。NC、DNC技術(shù)的應(yīng)用越來越成熟，可以進(jìn)行傾角加工超精加工。這些都提高了模具面加工精度，提高了模具的質(zhì)量，縮短了模具的制造周期。 模具表面強化技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用。工藝成熟、無污染、成本適中的離子滲氮技術(shù)越來越被認(rèn)可，碳化物被覆處理（TD 處理）及許多鍍（涂）層技術(shù)在沖壓模具上的應(yīng)用日益增多。真空處理技術(shù)、實型鑄造技術(shù)、刃口堆焊技術(shù)等日趨成熟。激光切割和激光焊技術(shù)也得到了應(yīng)用。 5雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低;CAD/CAE/CAM 技術(shù)的普及率不高;許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具依賴進(jìn)口。1.1.2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢巨大的市場需求將推動我國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1、全面推廣 CAD/CAM/CAE 技術(shù)模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進(jìn)步，普及 CAD/CAM/CAE 技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大 CAD/CAM 技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進(jìn)一步擴大 CAE 技術(shù)的應(yīng)用范圍。計算機和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使 CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。2、高速銑削加工國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。3、模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的 CAD 數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程” 。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。4、電火花銑削加工電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術(shù)的機床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計這一技術(shù)將得到發(fā)展。5、提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度 6我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國外發(fā)達(dá)國家一般為 80%左右。6、優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積(TiN、TiC 等)、等離子噴涂等技術(shù)。7、模具研磨拋光將自動化、智能化模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢。8、模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展這是我國長遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。1.2國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場年交易總額為 600～650 億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例占到 50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004 年中國模協(xié)在德國訪問時，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國模具產(chǎn)值達(dá) 48 億歐元。其中（VDMA）會員模具企業(yè)有 90 家，這 90 家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的 90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術(shù)的人才如模具結(jié) 7構(gòu)設(shè)計、模具工藝設(shè)計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高。故人均產(chǎn)值也較高。我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多 15～20 萬美元，有的達(dá)到 25～30 萬美元。國外先進(jìn)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70%以上，而我國才達(dá)到 45％。1.3 壓機室罩的沖壓工藝及模具設(shè)計方面1.3.1 壓機室罩的沖壓工藝的設(shè)計思路沖孔和落料是沖裁工藝中最常見的兩種基本工序。沖孔是利用沖孔模在壓力機作用下，將材料沿封閉曲線相互分離，封閉曲線以外的部分作為沖裁件；落料則是將封閉曲線以內(nèi)的部分作為沖裁件。1.3.2 壓機室罩的沖壓工藝與模具設(shè)計的進(jìn)度1.了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間 10 天；2.確定加工方案，所用時間 5 天；3.模具的設(shè)計，所用時間 30 天；4．模具的調(diào)試．所用時間 5 天．工件名稱：壓機室罩生產(chǎn)批量：中批量材料：Q235厚度：0.6mm工件簡圖見圖 1 8圖 1 壓機室罩第 2 章 壓機室罩工藝性分析2.1沖壓件的工藝分析圖示零件材料為 Q235 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。外形落料的工藝性：壓機室罩屬于大型尺寸零件，料厚 0.6mm，外形較復(fù)雜，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工藝獲得。沖孔的工藝性：4×φ6 的孔和中間的排空，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 618±0.5 屬于 IT12 級，其余為未注公差的一般尺寸，按慣例取 IT14 級，符合一般沖壓的經(jīng)濟(jì)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)。2.2沖壓件的排樣設(shè)計 92.2.1 排樣方案的確定設(shè)計模具時，條料的排樣很重要。采用有廢料直排的排樣方式，如圖所示圖 2 條料的排樣2.2.2 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 1.8mm 和 2.0mm。條料寬度的計算：擬采用無側(cè)壓裝置的送料方式，由B-Δ =〔D+2a+c 1〕 - Δ ﹝2﹞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 203.5mm。導(dǎo)尺間距離的計算：由 A=D+2(a+c1),代入數(shù)據(jù)計算得導(dǎo)尺間距離為 204 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 750 mm×1000mm×0.6 mm 的冷軋薄鋼板。每塊可剪 750mm ×203.5 mm 規(guī)格條料 4 條，材料剪切利用率達(dá) 81.4%。由文獻(xiàn)﹝2﹞ 材料利用率通用計算公式 10= ?%10?BsnA式中 A—一個沖裁件的面積，mm 2;n—一個進(jìn)距內(nèi)的沖裁件數(shù)量；B—條料寬度，mm; s—進(jìn)距， mm得 =（1×101898）÷（203.5×637.3）×100％＝75%?2.3工藝方案的確定壓機室罩零件所需的基本沖壓工序為落料和沖孔，或沖孔和切邊，因此可擬訂出以下三種工藝方案。方案一：用單工序模分四次加工，即沖孔——沖孔——切邊——切邊。方案二：沖孔落料復(fù)合模。方案三：沖孔落料級進(jìn)模。 采用方案一，生產(chǎn)率低，工件的累計誤差大，操作不方便，由于該工件為中批量生產(chǎn)，方案二和方案三更具有優(yōu)越性?？梢圆捎脹_孔、落料復(fù)合?；驔_孔、落料連續(xù)模。由于零件尺寸較大，空較多，形狀左右對稱，因此用復(fù)合模較好。2.4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，為方便沖孔廢料和成形工件的落下，采用倒裝結(jié)構(gòu)。2）送料方式：因是中批量生產(chǎn)，采用手動送料方式。3）定位裝置：采用導(dǎo)料銷和擋料銷對條料進(jìn)行定位。 113）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，為了提高導(dǎo)向均勻性，采用中間導(dǎo)柱模架。4）卸料方式：本模具采用倒裝結(jié)構(gòu)，采用剛性推件裝置把卡在凹模中的沖件推下。2.5壓力中心和壓力機的選用2.5.1 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。沖中間排空的力 P1、沖 4×φ6mm 孔的力 P2，落外型料的力 P3，向下推出中間排空廢料的力 P4，向下推出 4*φ6mm 孔廢料的力 P5，向下推出工件的力 P6。由剛性卸料板卸條料的廢料的力不是壓力機提供的，故不用計算在內(nèi)。考慮到模具刃部被磨損、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：P=KLtτ ﹝3﹞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）τ—被沖材料的抗剪強度(MPa)K—系數(shù)，一般取 1.3。Q235 鋼的 τ=350MPaP1=1.3×4593.6×0.6×350=1254.05kNP2=1.3×75.36×0.6×350=20.57kNP3=1.3×0.6×350×2340=638.82kN 12推件力 P t=nKtPKt—推件力系數(shù),由手冊查得 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 2—40 可得和 h=5mm,故 n=9P4=9×0.055×1254.05=620.76kNP5=9×20.57×0.055=10.17kNP6=9×0.055×638.82=316.23kN工序總力 P 總 =P1+P2+P3+P4+P5+P6=2861 kN2.5.2 初選壓力機初選閉式可傾壓力機參數(shù)初選壓力機型號為 JG31-315B見表一。表一 所選擇壓力機的相關(guān)參數(shù)型號公稱壓力/kN滑塊行程/mm最大裝模高度/mm工作臺尺寸/mm滑塊底面前后尺寸/mm裝模高度調(diào)節(jié)量/mmJG31-315 3150 400 5001120×11201020 2502.5.3 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。為了保證壓力機和模具的正常工作， 13應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機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。此零件左右對稱，上下也基本上對稱，所以該模具的壓力中心就取在零件的幾何中心上。第 3 章 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1工作零部件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化（尺寸、位置、標(biāo)準(zhǔn)與示意圖）3.1.1 工作零部件的計算沖小孔的凸凹模結(jié)構(gòu)簡單，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△） -δp 0凹模尺寸dd=(d+x△+Z min)0+δ式中 D d 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)，由手冊得：IT14 級時 x=0.5。Zmax=0.720 mmZmin=0.048mm Zmax -Zmin=0.672 mm△——工件公差，0.36mm帶入數(shù)據(jù)得 dap=（6+0.5×0.36） 0-0.4×Zmax –Zmin=6.180-0.2628 mmdd=(6.18+0.048)0+0.4032 14落外形凸、凹模和沖中間排空的凸凹模用配作法制作，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△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△)60.125△其落料凹模的基本尺寸計算如下：第一類尺寸：磨損后增大的尺寸：A1=(Amax-x△) 0+0.25△ =(635.5-0.5×2) 0+0.25×2=634.50+0.5A2=(Amax-x△) 0+0.25△ =(597.5-0.5×1.75) 0+0.25×1.75=596.625 0+0.4375A3=(Amax-x△) 0+0.25△ =(577.5-0.5×1.75) 0+0.25×1.75=576.6250+0.4375 A4=(Amax-x△) 0+0.25△ =(20-0.5×0.52) 0+0.25×0.52=19.740+0.13A5=(Amax-x△) 0+0.25△ =(183-0.5×1.15) 0+0.25×1.15=182.4250+0.2875A6=(Amax-x△) 0+0.25△ =(199-0.5×1.15) 0+0.25×1.15=198.4250+0.2875第三類尺寸：磨損后不變的尺寸：C7=(Cmin+0.5△)60.125△=(617.5+0.5×1.75) ±0.125×1.75=618.375±0.2188C8=(Cmin+0.5△)60.125△=(5+0.5×0.3) ±0.125 ×0.3=5.15±0.0375 15C9=(Cmin+0.5△)=(136.5+0.5×1) ±0.125×1=137±0.125中間排空凸模的基本尺寸計算如下：第二類尺寸：磨損后減小的尺寸：B10=(Bmax+x△) 0-0.25△ =（10+0.5×0.43） 0-0.25×0.43=10.2150-0.1075第三類尺寸：磨損后不變的尺寸：C11=(Cmin+0.5△)60.125△=（20+0.5×0.52）60.125×0.52=20.2660.065C12=(Cmin+0.5△)60.125△=（24+0.5×0.52）60.125×0.52=24.2660.065C13=(Cmin+0.5△)60.125△=（80+0.5×0.87）60.125×0.87=80.43560.1088C14=(Cmin+0.5△)60.125△=（49+0.5×0.62）60.125×0.62=49.3160.0775 16落料凸模的基本尺寸與凹模相同，沖孔凹模的基本尺寸與凸模相同，分別是 634.5mm， 618.375mm,596.625mm,576.625mm,19.74mm,182.425mm,198.425mm, 5.15mm,137mm,10.215mm,20.26mm,24.26mm,80.435mm,49.31mm,不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)條件中注明:保證最小雙面合理間隙值 Zmin=0.048 mm。最小雙面合理間隙值Zmin=0.048 mm。落料凹模如上圖所示. 17落料凸模刃口部分尺寸3.1.2 工作零部件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化1）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(yīng)作成逐漸增大的多級形式如圖 6 所示：圖 6 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)形式L=h1+h 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+h式中 L—凸模長度， mmh1—凸模固定板高度，取 40mm 18h2—卸料板高度，取 14mmh—附加高度，一般取 15~20mm，取 18mm h3—凹模高度，mm本模具導(dǎo)尺與卸料板為一整體，所以L=20+30+70+10=130mm2）沖中間排空凸模將其設(shè)計成逐漸增大的多級形式，采用線切割機床加工，其結(jié)構(gòu)如圖所示。3）整體式凹模如圖裝于上模座上，由于上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 19模受力復(fù)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 0.10凹模高度 H=KB=0.10×635=63.5mm 按表取標(biāo)準(zhǔn)值 70mm凹模壁厚 C=1.5H = 1.5×70=105mm 凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般取（1.7~2.0）d, 圖 8 凹模上的螺孔設(shè)計與選用d 為螺孔的距離，由于凹模厚度為 70mm，所以根據(jù)表 2.46﹝2﹞ 查得螺孔選用 4×M12的螺釘固定在上模座。故選用如圖 8： 螺孔到凹模外緣的最小距離 a2=1.5d=1.5×12=18mma3=1.13d≈14mm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 b>2d,所以 b 應(yīng)大于 24。根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板 440×875×70 20安排凹模在模架的位置時要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。4）凸凹模凸凹模采用整體式結(jié)構(gòu)，因為凸凹模上的孔較多，為了防止淬火變形，除了采用工作部分局部淬火外，材料也用局部淬火變形較小的 Cr12MoV 模具鋼，其結(jié)構(gòu)如上圖所示3.2定位裝置的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化3.2.1 固定擋料塊的設(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） 淬 硬始用擋料銷的設(shè)計 21擋料塊標(biāo)記： 4536 GB/T2866.1—81（圖 11）材料：45 鋼 GB/699—88熱處理：硬度 43～48HRC技術(shù)條件：按 GB2870—813.2.2 固定導(dǎo)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固定擋料銷的結(jié)構(gòu)選用直徑 φ20mm，h=15mm 材料為 45 鋼 A 型固定擋料銷（JB/T7649.10—94）3.2.3 導(dǎo)料板的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化經(jīng)查表分析得]導(dǎo)料板長度 L=875mm，寬度 B=440mm ，厚度 h=40mm 如圖 15。導(dǎo)料板的設(shè)計3.3模架的選用由凹模周界可以選取標(biāo)準(zhǔn)模架。 22凹模周界Ｌ＝875mm,B=440mm材料為 ZG45(ZG310-570),0I 級精度的中間導(dǎo)柱模架。如圖 16。導(dǎo)柱標(biāo)記：603320 GB/T2861.1—90633320 GB/T2861.1—90導(dǎo)套標(biāo)記：603160378 GB/T2861.6—90633160378 GB/T2861.6—90上模座標(biāo)記：11003500380 GB/T2855.1—90下模座標(biāo)記：110035003100 GB/T2855.2—90模柄如圖 23中間導(dǎo)柱示意圖模柄與上模座的聯(lián)接采用凸緣式的結(jié)構(gòu)如圖 17 所示。凸緣式的模柄3.4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 =200mm,寬度 B=160mm 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 24內(nèi)六角螺釘標(biāo)記：35 鋼 M12365 GB70—85螺釘標(biāo)記：35 鋼 M12330 GB68—763.5壓機室蓋沖孔落料連續(xù)模總裝圖前面各節(jié)已經(jīng)設(shè)計好了壓機室蓋沖孔落料連續(xù)模各零件，根據(jù)前面的設(shè)計，壓機室蓋沖孔落料連續(xù)模的總裝圖如圖 18。圖 18 壓機室蓋沖孔落料連續(xù)?？傃b圖1-上模座 2-打桿 3-模柄 4-螺釘 5-凸模 6-限位螺釘 7-墊板 8-凸模 9-凸模固定板 10-推件塊 11-落料凹模 12-卸料板 13-凸凹模 14-下模座 15-導(dǎo)套 16-導(dǎo)柱 17-導(dǎo)料銷 18-擋料銷 19-彈簧 20-卸料螺釘8.3.8 模具零件材料選用一覽表表二 模具材料的選用 2519 彈簧 2 45 鋼18 擋料銷 1 45 鋼17 導(dǎo)料銷 1 45 鋼16 導(dǎo)柱 1 Cr1215 導(dǎo)套 10 35 鋼14 下模座 1 35 鋼13 凸凹模 1 Q23512 卸料板 1 35 鋼11 落料凹模 6 35 鋼10 推件塊 1 Cr129 凸模固定板 1 Cr128 凸模 1 45 鋼7 墊板 26 限位螺釘 1 Cr125 凸模 1 HT2004 螺釘 2 203 模柄 2 452 打桿 2 201 上模座 1 HT200序號 名稱 件數(shù) 材料 26結(jié) 束 語此次畢業(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)課程之后進(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)計使我從新系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了所學(xué)專業(yè)知識同時也鞏固了先前學(xué)到了的知識，同時感觸最深刻的是：所學(xué)知識只有在應(yīng)用中才能在更深刻理解和長時間記憶。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。在設(shè)計的過程中通過沖壓手冊、模具制造簡明手冊、模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊等隊要設(shè)計的問題進(jìn)行查詢，我了解了通過更多的途徑去了解我要做的設(shè)計，使設(shè)計更具合理性。也使我學(xué)會了設(shè)計過程中對資料的查詢和運用。通過這次設(shè)計，我更加深入地學(xué)習(xí)了冷沖壓技術(shù)工作設(shè)計的內(nèi)容。冷沖壓技術(shù)工作設(shè)計的內(nèi)容包括冷沖壓工藝設(shè)計、模具設(shè)計及沖模制造三方面內(nèi)容，盡管三者的工作內(nèi)容不同，但三者之間存在著相互滲透、相互補充、相互依存的關(guān)系。冷沖壓工藝設(shè)計是針對給定的產(chǎn)品圖樣，根據(jù)其生產(chǎn)批量的大小、沖壓設(shè)備的類型規(guī)格、模具制造能力及工人技術(shù)水平等具體生產(chǎn)條件，從對產(chǎn)品零件圖的沖壓工藝性分析入手經(jīng)過必要的工藝計算，制定出合理的工藝方案，最后編寫沖壓工藝卡的一個綜合分析、計算、設(shè)計過程。沖壓工藝方案的確定包括工序性質(zhì)、數(shù)量的確定，工序順序的安排，工序組合方式及工序定位方式的確定等內(nèi)容。沖壓模具設(shè)計則是依據(jù)制定的沖壓工藝規(guī)程，在認(rèn)真考慮毛坯的定位、出件、廢料排出諸問題以及模具的制造維修方便、操作安全可靠等因素后，設(shè)計計算并構(gòu)思出與沖壓設(shè)備想適應(yīng)的模具總體結(jié)構(gòu)，然后繪制出模具總裝圖和所有非標(biāo)準(zhǔn)零件圖的整個設(shè)計繪圖過程。歷經(jīng)長時間的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，在這次畢業(yè)設(shè)計中通過參考、查閱各種有關(guān)模 27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)過近長時間的努力，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)。致 謝時光如電，歲月如梭，大學(xué)三年一晃而過，而我也即將離開我們尊敬的老師、友好的同學(xué)和熟悉的校園走進(jìn)社會。在這畢業(yè)之際，作為一名工科的學(xué)生，畢業(yè)設(shè)計是一件必不可少的事。畢業(yè)設(shè)計涉及的知識廣泛，很多都是我們教科書上沒有的，這就需要自己到圖書館查找所需的資料。在設(shè)計中，涉及很多計算的問題，必須通過所學(xué)知識、相關(guān)的資料及自己的不斷努力才能解決。在學(xué)校中，我們所學(xué)的主要是理論性知識，實踐性比較欠缺，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，可以把我們以前學(xué)的專業(yè)知識系統(tǒng)地聯(lián)系起來，使我們既溫故又學(xué)到更多新的知識；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(chǔ)。由于資質(zhì)有限，很多知識掌握的不是很牢固，在設(shè)計的過程中難免要遇到很多問題，但經(jīng)過課程設(shè)計，使我們有了一定的設(shè)計的經(jīng)驗；同時在我的指導(dǎo)老師程芳老師的悉心指導(dǎo)及同學(xué)的熱心幫助下，我克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計不斷完善。在此，我在設(shè)計中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，汲取了更系統(tǒng)的專業(yè)知識，使自己的能力得到很大程度的提高。最后，再次感謝程老師等在這一段時間給予無私的指導(dǎo)和幫助，并向你們致以深深的敬意！在以后的工作上，不辜負(fù)你們對我們寄予的厚望！ 28參考文獻(xiàn)[1]王孝培主編.沖壓手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社.1988.[2]王芳主編.冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)[M].北京:機械工業(yè)出版社.2003.[3]翟德梅主編.模具制造技術(shù)[ M].河南機電高等?？茖W(xué)校 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