電位器電阻片的沖孔落料連續(xù)沖壓級進模具設計【含18張CAD圖】
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電位器電阻片的沖孔落料連續(xù)沖壓級進模具設計目 錄1 緒 論…………………………………………………………………………… 11.1 國內模具的現狀和發(fā)展趨勢…………………………………………………11.2 國外模具的現狀和發(fā)展趨勢…………………………………………………31.3 電位器電阻片沖孔落料件的模具設和設計進度……………………………42 制件的工藝性分析………………………………………………………5制件的總體分析………………………………………………………………… 53 工藝方案的確定……………………………………………………………………64 主要工藝參數計算……………………………………………………………… 74.1 排樣的設計與計算…………………………………………………………74.2 沖壓力的計算并初步選取壓力機的噸位…………………………………84.3 壓力機的公稱壓力的確定……………………………………………… 114.4 壓力中心的確定………………………………………………………… 124.5 工作部分的尺寸計算 ……………………………………………………135 模具總體設計……………………………………………………………165.1 模具類型的選擇……………………………………………………… 165.2 定位方式的選擇……………………………………………………… 165.3 導向方式的選擇……………………………………………………… 165.4 卸料方式的選擇……………………………………………………… 166 模具主要零部件的設計………………………………………………… 176.1 工作零件的結構設計……………………………………………………176.2 定位零件的設計…………………………………………………………196.3 導向裝置的設計…………………………………………………………216.4 卸料裝置的設計……………………………………………………… 226.5 連接與固定裝置的設計……………………………………………… 226.6 固定板的設計………………………………………………………… 226.7 模架及組成零件的確定…………………………………………………237 模具閉合高度及壓力機有關參數的校核………………………………………248 繪制模具總裝圖和非標零件工作圖……………………………………………258.1 本模具總裝圖和非標零件工作圖見附圖…………………………… 258.2 本模具的工作原理…………………………………………………… 259 模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制……………………………………………2610 模具的安裝和調試…………………………………………………………… 3110.1 模具的安裝……………………………………………………………3110.2 模具的調試……………………………………………………………32結束語………………………………………………………………………………33致謝 …………………………………………………………………………………34參考文獻……………………………………………………………………………36３1 緒 論目前，我國沖壓技術與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當的落后，主要原因是我國在沖壓基礎理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。1.1 國內模具的現狀和發(fā)展趨勢1.1.1 國內模具的現狀我國模具近年來發(fā)展很快，據不完全統(tǒng)計，2003 年我國模具生產廠點約有 2 萬多家，從業(yè)人員約 50 多萬人，2004 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務飽滿，2004 年模具產值 530 億元。進口模具 18.13 億 美元，出口模具4.91 億美元，分別比 2003 年增長 18%、32.4%和 45.9%。進出口之比 2004 年為3.69:1，進出口相抵后的進凈口達 13.2 億美元，為凈進口量較大的國家。在 2 萬多家生產廠點中，有一半以上是自產自用的。在模具企業(yè)中，產值過億元的模具企業(yè)只有 20 多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。 近年來， 模具行業(yè)結構調整和體制改革步伐加快，主要表現為：大型、精密、復雜、長壽命中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度快于一般模具產品；專業(yè)模具廠數量增加，能力提高較快；"三資"及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠遠不能適應國民經濟發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足:第一，體制不順，基礎薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應市場經濟，再加上國內模具工業(yè)基礎薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術方面。 第二，開發(fā)能力較差，經濟效益欠佳.我國模具企業(yè)技術人員比例低，水平較低，且不重視產品開發(fā)，在市場中經常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產值約合 1 萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是 15～20 萬美元，有的高達 25～30 萬美４元，與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現現代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內許多企業(yè)采用了先進的加工設備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設備數控化率和CAD/CAM 應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設備不配套，設備與附配件不配套現象十分普遍，設備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。第四，專業(yè)化、標準化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產水平低，專業(yè)化分工不細，商品化程度也低。目前國內每年生產的模具，商品模具只占 45%左右，其馀為自產自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務，與國際水平相比要落后許多。模具標準化水平低，標準件使用覆蓋率低也對模具質量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關技術落后．模具材料性能、質量和品種往往會影響模具質量、壽命及成本，國產模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設備等性能差，也直接影響模具水平的提高。1.1.2 國內模具的發(fā)展趨勢巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經濟高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1） 模具日趨大型化； 2）在模具設計制造中廣泛應用 CAD/CAE/CAM 技術； 3）模具掃描及數字化系統(tǒng)； 4）在塑料模具中推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型和高壓注射成型技術 5）提高模具標準化水平和模具標準件的使用率； 6）發(fā)展優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術； 7）模具的精度將越來越高； 8）模具研磨拋光將自動化、智能化； ５9）研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程； 10）開發(fā)新的成形工藝和模具。1.2 國外模具的現狀和發(fā)展趨勢模具是工業(yè)生產關鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產制作表現出的高效率、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。模具生產技術水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現供不應求的局面，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值的三分之一。 國外模具總量中,大型、精密、復雜、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 年德國模具產值達 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)的產值就占德國模具產值的 90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時代的進步和技術的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術的人才如模具結構設計、模具工藝設計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術水平比較高．故人均產值也較高．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產值約合 1 萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多 15～20 萬美元，有的達到 25～30 萬美元。國外先進國家模具標準件使用覆蓋率達 70%以上，而我國才達到 45％．1.3 電位器電阻片沖孔落料件的模具設和設計進度1.3.1 電位器電阻片沖孔落料件模具設計的設計思路沖孔落料是沖壓基本工序之一，它是利用沖裁模在壓力機作用下，將平板坯料進行沖孔或落料的加工方法。一般情況下，一般精度的工件 IT8～IT7 級精度的普通沖裁模；較高精度的工件采用 IT7～IT6 級精度的高級沖裁模。只有加強沖裁件基礎理論的研究，才能提供更加準確、實用、方便的計算方法，才能正確地確定沖裁工藝參數和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決沖裁中出現的各種實際問題，從而，進一步提高制件質量。６電位器電阻片沖孔落料件工作過程很簡單就沖孔落料，可采用單工序模、復合模具或級進模具，根據計算的結果和選用的標準模架。為了保證制件的順利加工和順利取件，模具必須有足夠高度。要改變模具的高度，只有從改變導柱和導套的高度。導柱和導套的高度可根據凸模與凹模工作配合長度決定．設計時可能高度出現誤差，應當邊試沖邊修改高度。1.3.2 電位器電阻片沖孔落料件模具設計的進度1.了解目前國內外沖壓模具的發(fā)展現狀，所用時間 20 天；2.確定加工方案，所用時間 5 天；3.模具的設計，所用時間 30 天；4．模具的調試．所用時間 5 天。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，而且缺乏經驗，設計中難免有不妥之處，肯請各位老師指正。７2 沖壓件的工藝性分析工件名稱：電位器電阻片生產批量：大批量生產材料：H62料厚：0.3mm工件圖如圖 1：圖 1制件的總體分析沖裁件的工藝性是指零件在沖壓加工過程中的難易程度。它只要包括了沖裁件的形狀和尺寸以及沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度。該零件的外形復雜程度一般，都是由圓弧和直線組成的。內孔為圓孔，無尖銳的刺角，無細長的懸臂和狹槽，孔 2 與邊?緣之間的距離為 =1.5mm>t=0.3mm，滿足最小壁厚要求。圖示零件尺寸均為未注公差1b的一般尺寸，按慣例取 IT14 級，符合一般級進沖壓的經濟精度要求。通過以上的分析，可認為零件的精度要求能夠在沖壓加工中得到保障，尺寸標注、生產批量等情況也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用沖壓方式加工。８3 工藝方案的確定該零件包括：沖孔、落料兩個基本工序，可有以下三種工藝方案供選擇：方案一、先落料后沖孔，采用單工序模生產。方案二、落料-沖孔復合沖壓，采用復合模生產。方案三、沖孔-落料連續(xù)沖壓，采用級進模生產。對各種方案的分析方案一：生產率低，工件的累計誤差大，操作不方便，由于該工件為大批量生產，方案二和方案三更具有優(yōu)越性。方案二：沖壓生產率較高，壓力機一次行程內可完成兩個以上工序，實現操作機械化，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，生產率高，壓力機一次行程內可完成多個工序，實現操作機械化自動化容易，尤其適應于單機上實現自動化，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。通過以上三種方案的分析比較，并根據設計要求確定該工件的沖壓生產采用方案三為佳，并選擇級進模。4 主要工藝參數的計算９4.1 排樣的設計與計算4.1.1 確定搭邊與搭肩值并畫排樣圖設計復合模時，首先要設計條料排樣圖。根據工件的形狀選擇有廢料排樣，且為直對排的形式，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。搭邊和搭肩值一般是由經驗確定的查表而取最小搭邊值為 a=1.1mm、b=1.3mm1.31.1.3圖 2 排 樣 圖4.1.2 計算送料步距和條料的寬度按如上排樣方式，并根據工件的尺寸確定送料步距為搭肩值與工件寬度之和。即：A=D+a=16+1.1mm=17.1mm計算條料寬度： 采用無側壓裝置的送料方式，由公式：=( ）0??BcaD?2mx0??Dmax—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸a—側搭邊值 c—導料板與最寬條料之間的間隙由表 2.12 查得 C＝0.5—條料寬度的負向偏差由表查得 2.10 查得 =0.05 代入數據得??１０=（14.7+2×1.3+0.5） =17.805.?B05.?05.?所以確定條料的寬度 B 為：B=18mm4.1.3 計算材料的利用率：材料的利用率通常是以一個步距內零件的實際面積與所用毛坯面積的百分率來表：材料利用率 的計算公式為 ?= %10?BAnS式中 S—一個沖裁件的面積，mm 2;n—板料（或條料.帶料）上沖壓件的數量；B—條料（或條料.帶料）寬度，mm; A—送料步距， mm所以可得 =70.8%1.78092???所以在不考慮料頭、料尾和邊余料等材料消耗的情況下材料的利用率為 70.8，而在考慮以上因素計算一張板料總的利用率時則需要根據證章板的長寬尺寸而定，在此省略不述.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：bKLt??１１沖裁力公式為 F＝ 落孔 ?式中 F—沖裁力—沖孔沖裁力孔—落料沖裁力落（1)沖孔沖裁力 孔F孔 ?t孔KL?式中 K—系數，查表取 K＝1.3—沖孔周長，L＝3.14×2＝6.28mm孔t—材料厚度，t＝0.3mmτ—材料抗剪強度，MPa，查手冊 H62 鋼 ＝330MPa，b?=1.3τ 所以 τ=330/1.3=253.84MPa 取 τ=254MPa b?所以 =1.3×6.28×0.3×254＝622.1N孔F?t孔KL?（2）落料沖裁力 落?t落落式中 —落料件外形周邊尺寸落L＝3.14×1×2+（3.65×2+2×2）×2+3.14×4+4.23+2.5+3 落×10+3.14×1.25/4+3.14×0.75+7.85+6.26+6.48=68.95mm所以１２＝1.3×68.95×0.3×254=6830.2N落F?t落KL?4.2.2 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的料順沖裁方向推出所需的力。頂件力逆沖裁方向將料從凹模內頂出所需的力。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、凹模洞口結構、搭邊大小、潤滑情況、制件的形狀和尺寸等?，F在按照下面的經驗公式計算：（1） 落料時的卸料力 卸F落卸卸 KF??式中 —卸料力卸—卸料系數，查表 2.7 得 ＝0.02～0.06，取 ＝0.04卸 卸K卸K所以 ＝0.04×6830.2＝273.2N 卸F（2）沖孔時的推件力 推n =h / t = 4/0.3=13孔推推 Kn?h:凹模洞口的直刃壁高度 取 h=4（表 2.21 ）式中 —推料系數 ,查表 2.7 得取 =0.06推 推K所以 =13×0.06×622.1=497.68KN推F（3）頂件力 頂= ( ）頂 頂K落孔 ?１３式中 —頂件力頂F—頂件系數,查表取 =0.06頂K頂K所以 =0.06×(622.1+6830.2)N=1.7508N頂4.2.3 總沖壓力 總F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,總的沖壓力根據模具結構不同計算公式不同,當采用彈性卸料裝置和下出件的模具時,總的沖壓力為：=6830.2+622.2+273.2+497.68N=8223.18N推卸孔落總 FF??為了保證沖壓力足夠，一般沖裁時壓力機噸位應比計算的沖壓力大 30%左右即，ˊ=1.3× =1.3×8223.18=10.691KN總 總4.3 壓力機的公稱壓力的確定初選開式可傾壓力機參數壓力機型號為 J23-3.15查手冊選擇壓力機的公稱壓力為：31.5KN。 滑塊固定行 25mm (最大閉合高度)120 mm 閉合高度調節(jié)量 25mm (標準型)工作臺尺寸(左右×前后 250×160mm (標準型)工作臺孔尺寸(左右×前后) 120×90mm (標準型)立柱間距離(不小于) 120mm 模柄孔尺寸(直徑×深度) Ф25×40mm １４4.4 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，從而影響制件的質量降低模具壽命甚至損壞模具。具體計算如下：圖 3 沖裁件的壓力中心41?L5.1?x5.10?y7.3282 9203x.3y.4?L14?14?73525x9.5y1.696 72647?L17?x.1?y.28 48 896.9x6.59y7.10?L210?410?１５3.21?L9.16?x9.1?y86482 4529.13 .13x813y4?L94?.4?根據公式 nLxx?.210 nLyyL?.210得 m60?my2.160?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，而下面的小孔尺寸則是由沖孔得到。查表 2.3 而得: 015.min?Z021.max?Z- =0.021-0.015=0.006maxi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 ﹑ 如下：凸d凹沖 ?2mm 的孔沖孔時，間隙取在凹模上，則：凸模尺寸=( + χ△) 凸dmin0凸??凹模尺寸=( + )凹 凸 inZ凹??0式中： ---沖孔凸模刃口尺寸凸d１６---沖孔凹模刃口尺寸凹d---沖孔件孔的最小極限尺寸，mm, =2mmmin mind——雙面間隙， mmZ△——工件公差，mm，△=0.3mmx——磨損系數，查表得 IT14 級時 x=0.5——凸模和凹模的制造公差，mm凹凸 、 ?由表 2.5 得凸、凹模制造公差：02.?凸?02.?凹?所以 =(2+0.5×0.3) =2.15 mm凸d02.?02.?=(2.15+0.015) =2.165 mm凹.?.?校核： - =0.006mm< + =0.040mm 不滿足間隙公差條件maxZin凸?凹因此只有縮小 ， ，提高制造精度，才能保證間隙配合在合理范圍內可取凸 凹≤0.4（Zmax–Zmin）=0.4×0.006=0.0024mm凸?≤0.6(Zmax－Zmin)=0.06×0.006=0.0036mm凹故 =2.15凸d024.?=2.165凹 036.?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。１７采用配作法，計算凹模的刃口尺寸，首先是根據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。當以凹模為基準時，凹模磨損后，刃口部分尺寸有增大和減小兩部分，因此屬于A、B 兩類尺寸。A、凹模磨損后會增大的尺寸-------第一類尺寸 A第一類尺寸： =(Amax-x△) 0+0.25△ 凹A??015.06.251 97.2??????凹.0.0467.4凹B、凹模磨損后會減小的尺寸-------第二類尺寸 B第二類尺寸： =(Bmax+x△) 0-0.25△凹B??015.6.2501 497.5.2??????凹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，不必標注公差。１８5 模具總體設計5.1 模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用級進方式沖壓，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，采用正裝結構，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，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 導向方式的選擇為確保零件的質量及穩(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構，沖孔廢料和工件留在凹模孔洞中，為了簡化模具結構，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１９6.1 工作零件的結構設計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。壁厚 5mm,查表 2.9.4 確定凹模厚度為 5㎜。圖 4 整體式凹模的局部結構整體式凹模的局部結構 如圖 4 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，凹模高度可按經驗公式計算，即凹模厚度 H=kb=0.30×16=4.8mm 取 5 mm (查表 2.22 得 k=0.30) 凹模壁厚 C=（1.0～1.5）H=5 mm～7.5 mm取凹模厚度 H=5mm ，凹模壁厚 C=5 mm凹模寬度 B=b+2c=18.2 mm 取標準值 B=19 mm 凹模長度 L 取 20mm 確定凹模尺寸為 19 mm×20 mm ×5 mm6.1.2 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。凸模長度一般是根據結構上的需要而確定的，設計該模具為沖孔落料復合模，采用彈性卸料板，其凸模長度用下列公式計 算：２０L=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 φ2mm 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=10+12+0.5+14.5=37mm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 ≤minF孔 ???式中 —沖孔沖裁力,N, =622.1N孔 孔Fmin—凸模最小斷面積， , Fmin= /4=12.62m214.3d2m---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 =130 Mpa???因為 = =49.4 Mpa＜minF孔 6.12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（0.3mm），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 ２１所以：L=14+12+0.3+7.5+1+15=49.8 mm 凸模固定板材料可用 45 鋼，結構形式和尺寸規(guī)格查手冊可得 200×160×14 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?？拙捎镁€切割加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據計算的壓力中心的數據，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 Cr12 制造，熱處理硬度為58～62HRC。6.2 定位零件的設計在本模具中采用的是條料，所以選用導料銷和擋料銷來實現對沖裁條料的定位。導料銷一般設兩個，并位于條料的同一側。從左向右送料時，導料銷裝在右側，從前先后送料時導料銷裝在左側。導料銷在本模具中直接 安裝在凹模板上。在裝配圖中很容易看到。擋料銷同樣起定位的作用，用它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，其結構簡單、制造容易，在中銷模具中廣泛應用作定距；但其存在著缺點：銷孔距離凹模刃壁較近，削弱了凹模的強度。所以在本模具中選用鉤型擋料銷。這種擋料銷銷孔距離凹模刃壁較遠不會削弱凹模的強度。但為了防止鉤頭在使用的過程中發(fā)生轉動，需考慮防轉。6.2.1 始用擋料銷的設計與標準化２２淬 硬圖 5 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標準件，選用此擋料銷如圖 10圖 6 固定擋料銷的結構選用直徑 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。導正銷的結構形式，結構設計，尺寸精度，材料的熱處理等可參照 JB/T7647.1—94 和２３JB/T7647.2—94 選定。導正銷的結構形式查手冊選用如圖 11圖 7 導正銷的結構形式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查表分析得導料板長度 L=165mm，寬度 B=35mm ，厚度 h=6mm6.3 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２４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。6.5 連接裝置的設計6.5.1 模柄的設計本模具屬于中型模具,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，并根據前文壓力機的參數確定模柄的直徑和長度。6.6 固定板的設計將凸模或凹模按一定相對的位置壓入固定后，作為一個整體安裝在上模座或下模座上。在本模具中只有凸凹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的位置。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。現選用標準凸凹模固定板尺寸為:125mm×100mm×16mm固定板材料一般采用 Q235 或 45 鋼，本模具選用材料 Q235。6.6.1 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 10mm。6.6.2 螺釘與銷釘的設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)格根據沖壓力的大小、凹模厚度等確定。２５6.6.3 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 10mm。6.7 模架及組成零件的確定6.7.1 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標準化，在此選用中間導柱模架.沖壓時可以防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。6.7.2 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 19㎜×20㎜ ×5㎜ ，根據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，?28×60mm7 模具閉合高度及壓力機有關參數的校核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。２６8 模具工作原理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。２７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。9 模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制下面以落料凸模和凹模板為例制定其加工工藝路線。下表為落料凸模的加工工藝過程機械加工工藝過程卡機械加工工藝過程卡片 產品型號零（部）件圖號 09２８產品名稱落料凸模零（部）件名稱 落料凸模共（1）第（1）頁材料牌號Cr12毛坯種類圓棒料毛坯外型尺寸Φ25㎜每個毛坯可制件數 1每臺件數 1 備注工時工序號工序名稱 工序內容 車間工段設備工 藝 裝 備 準終 單件1 備料 將毛坯鍛成圓棒Φ23㎜×55㎜鍛造車間鍛床2 熱處理退火 熱處理車間熱處理爐3 車削 將圓棒料車削成落料凸模外形。車退刀槽 2×3；車外圓 Φ20；車右端面，留磨量0.3㎜機械加工車間車床4 熱處理調質 熱處理車間熱處理爐5 鉗工劃線劃出各孔位置線 模具車間劃線工具２９6 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7 熱處理按熱處理工藝，淬火回火達到58---62HRC熱處理車間熱處理爐8 磨削 精磨內，外圓，端面至尺寸，保證端面與軸線垂直機械加工車間磨床9 全面達到設計要求模具車間10 鉗工精修鉗工工具11 檢驗標記記數更改文件號簽字 日期 標記處數更該文件號設計日期審核日期標準化日期會簽日期下表為凹模板的加工工藝過程機械加工工藝過程卡機械加工工藝過程卡片 產品型號零（部）件圖號 07３０產品名稱凹模板零（部）件名稱 凹模板共（1）第（1）頁材料牌號 45毛坯種類長方體毛坯外型尺寸270×220×50每個毛坯可制件數 2每臺件數 1 備注工時工序號工序名稱 工序內容 車間工段設備工 藝 裝 備 準終 單件1 備料 將毛坯鍛成長方體130×105×20鍛造車間鍛床2 熱處理退火 熱處理車間熱處理爐3 粗刨 刨六面達125×100×17，互為直角機械加工車間刨床4 調質 熱處理車間熱處理爐5 磨平面磨六面，互為直角機械加工車間磨床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 銑漏料孔達到設計要求 機械加工車間銑床３１8 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9 熱處理按熱處理工藝，淬火回火達到60---64HRC熱處理車間熱處理爐10 磨平面精磨上，下平面11 線切割按圖切割型孔達到要求機械加工車間線切割12 鉗工精修全面達到設計要求模具車間鉗工工具13 檢驗標記記數更改文件號簽字 日期 標記處數更該文件號設計日期審核日期標準化日期會簽日期３２10 模具的安裝和調試10．1 模具的安裝總裝時，首先應根據主要零件的相互依賴關系，以及裝配方便和易于保證裝配精度要求來確定裝配基準件，例如復合模一般以凸凹模作為裝配基準件，級進模以凹模作為裝配基準件；其次，應確定裝配順序，根據各個零件與裝配基準件的依賴關系和遠近程度確定裝配順序。裝配結束后，要進行試沖，通過試沖發(fā)現問題，并及時調整和修理直至模具沖出合格零件為止。裝配前的準備10.1.1 通讀設計圖樣，了解有導柱連續(xù)模的結構特點。本模具的裝配工藝要點是：凸，凹模固定板上的型孔尺寸和位置精度的協(xié)調，要同時保證多個凸模，凹模的間隙和位置符合要求。10.1.2 查對各零件已完成裝配前的加工工序，并經檢驗合格。10.1.3 確定裝配方法和裝配順序經查對認定模具零件已加工完成，可 采用化整為零的裝配方法。３３結合模具結構特點，以凹模作裝配基準件，先將凹模裝配在下模座上，凸模與凸模固定板裝在一起，再以凹模為基準，調整好間隙，將凸模固定板安裝在上模座上，經試沖合格后，鉆鉸定位銷孔。10.1.4 裝配模柄將模柄壓入上模座后，鉆、鉸銷孔，打入止轉銷。10.1.6 裝配凹模以凹模作裝配基準件，將凹模裝配在下模座上10.1.7 裝配凸模將凸模壓入固定板中，按壓入法裝配要領，檢查其相對固定板基準面的垂直度，認定合格后，磨平固定板支撐面和刃口面。10.1.8 裝配下模將組裝好的凹模，按照設計要求位置，安裝在下模座上，緊固螺釘，鉆、鉸銷孔，裝入圓柱銷。10.1.9 裝配上模將組裝好的凸模，固定板和墊板，安裝在上模座上，緊上螺釘，用工藝定位器法控制上下模的配合間隙，使其均勻。認定均勻后，在上模相應部位鉆、鉸銷孔，打入圓銷。 10.1.10 試沖用紙試沖，觀察沖切紙邊的狀況，經調整并認定均勻后， 鉆、鉸另一組銷孔，打入圓銷。 10.1.11 試模10.2 模具的調試模具調試，因模具類型不同，結構不同，可能出現的問題也不同，調試的內容也隨之變化。模具調試的要點：⑴模具閉合高度調試。模具應與沖壓設備配合好，保證模具應有的閉合高度和開啟高３４度。⑵導向機構的調試。導柱，導套要有好的配合精度，保證模具運動平穩(wěn)，可靠。⑶凸，凹模刃口及間隙調試。刃口鋒利，間隙要均勻。⑷定位裝置的調試。定位要準確，可靠。⑸卸料及出件裝置的調試。卸料及出件要通暢，不能出現卡死現象。結束語大學三年的學習即將結束，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。隨著我國經濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產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。經過在新飛電器有限公司、在洛陽中國一拖的生產實習，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構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。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，而且缺乏經驗，設計中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正。３５致謝首先感謝本人的導師，他對我的仔細審閱了本文的全部內容并對我的畢業(yè)設計內容提出了許多建設性建議。老師淵博的知識，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設計的過程中，特別是遇到困難時，他給了我鼓勵和幫助，在這里我向他表示真誠的感謝！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，它是對我們三年來所學課程的又一次深入、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驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎。通過對支架拐件冷沖模的設計，我對沖裁模、彎曲模有了更為深刻的認識，特別是這種沖孔落料模具的設計。彎曲模的主要零件的加工一般比較復雜，多采用線切割進行加工，彎曲回彈的影響因素多，不容易從純理論的角度精確的計算出來，多需要在試模后再進行調整。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、卸件機構選用、工作零件距離的調整，都可以進行進３６一步的完善，使生產效率提高。感謝和我在一起進行課題研究的同學，和他在一起討論、研究使我受益非淺。歷經近三個月的畢業(yè)設計即將結束，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的一般過程，我對模具的認識過程亦是如此。經過近三個月的努力，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。最后，我非常慶幸在三年的的學習、生活中認識了很多可敬的老師和可親的同學，并感激師友的教誨和幫助！在這次設計過程中得到了老師以及許多同學的幫助，使我受益匪淺。在此，再次感謝各位老師特別是我的指導在這一段時間給予我無私的幫助和指導，并向他們致以深深的敬意，同時也對關心和指導過我各位老師表示衷心的感謝!參 考 文 獻【1】 、 劉建超、張寶忠主編： 沖壓模具設計與制造 高教社出版 【2】 、 王孝培 主編： 沖壓手冊， 機械工業(yè)出版社 ３７【3】 、 李碩本 主編： 沖壓工藝學， 機械工業(yè)出版社 【4】 、 丁松聚 主編： 冷沖模設計， 機械工業(yè)出版社 【5】 、 付宏生 主編： 冷沖壓成型工藝與模具設計制造 【6】 、 吳伯杰 主編 沖壓工藝與模具【7】 、 夏巨諶 李志剛主編 中國模具設計大典【8】 、 王秀鳳 萬良輝 主編 沖壓模具設計與制造【9】 、 羅益旋 主編 新沖壓新工藝新技術及模具設計實用手冊【10】 、王孝培 主編 沖 壓 手 冊