散熱片零件沖壓工藝及模具設計【沖孔落料復合模含15張CAD圖帶卡片】
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充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙第 1 頁 共 33 頁散熱片零件沖壓工藝及模具設計【沖孔落料復合模】摘 要沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力，使其產生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。沖壓模具在冷沖壓加工中，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） 。沖壓模具是沖壓生產必不可少的工藝裝備，是技術密集型產品。沖壓件的質量、生產效率以及生產成本等，與模具設計和制造有直接關系。模具設計與制造技術水平的高低，是衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志之一，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。關鍵詞： 凸模 凹模 壓力機噸位 充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙第 2 頁 共 33 頁Abstract：A complete press tool for cutting two holes in work material at one stoke of the press, as classified and standardized by a large manufacture.Any complete press tool, consisting of a pair of mating member for producing pressworked parts ,including all supporting and actuating elements of the tool ,is a die .pressworking terminology commonly defines the female part of any complete press tool as a die.A punch holder mounted to the upper shoe holds two round punches which are guided by bushings inserted in the stripper.A compound die performs only cutting operations which are completed during a single press stroke. A compound die can produce pierced blanks to close flatness and dimensional tolerances. A characteristic of compound die is the inverted position of the blanking punch and blanking die. The die is fastened to the upper shoe and the blanking punch is mounted on the lower shoe. The blanking punch also functions as the piercing die ,having a tapered hole in it and in the lower shoe for slug disposal.. Key word: Raised mold Concave mold Press tonnage充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙第 3 頁 共 33 頁目 錄1 緒 論………………………………………………………………11.1 模具的現狀和發(fā)展趨勢…………………………………………11.1.1 國內模具的現狀………………………………………………11.1.2 國內模具的發(fā)展趨勢…………………………………………41.2 國外模具的現狀和發(fā)展趨勢……………………………………51.3 散熱片零件的沖壓工藝及模具設計與制造方面……………61.3.1 散熱片零件的沖壓工藝的設計思路…………………………61.3.2 散熱片模具設計的設計思路…………………………………61.3.3 散熱片模具設計的進度………………………………………72 散熱片沖壓工藝的分析…………………………………………82.1 工件工藝性分析與方案確定……………………………………82.1.1 沖裁件工藝性分析……………………………………………82.1.2 工藝方案的確定：……………………………………………92.2 排樣設計…………………………………………………………92.2.1 確定零件的排樣：……………………………………………92.2.2 條料寬度、導尺間寬度和材料利用率的計算………………102.3 模具結構形式的選擇與確定……………………………………102.4 沖壓力與壓力中心的計算，初選壓力機………………………112.4.1 沖裁工序總力的計算 …………………………………………112.4.2 初選壓力機……………………………………………………122.4.3 壓力中心的計算………………………………………………133 模具主要零件和主要工作機構的設計與標準化………………143.1 工作零部件的設計與標準化……………………………………143.1.1 工作零部件的計算……………………………………………143.1.2 工作零部件的設計與標準化…………………………………163.2 定位裝置的設計與標準化………………………………………213.2.1 活動擋料銷的設計與標準化…………………………………193.2.2 導料銷的設計與標準化………………………………………203.3 聯(lián)接件的選用與標準化…………………………………………203.4 卸料裝置與推件裝置的設計與標準化…………………………203.5 彈簧的選用與計算………………………………………………21充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙第 4 頁 共 33 頁3.6 支承零件的設計與標準化………………………………………223.6.1 模座……………………………………………………………223.6.2 模柄……………………………………………………………223.6.3 模架……………………………………………………………233.6.4 固定板…………………………………………………………243.6.5 墊板……………………………………………………………244 模具的安裝與調試…………………………………………………254．1 模具的裝配 ……………………………………………………254．2 模架裝配…………………………………………………………264．3 總裝與調試問題的預測…………………………………………265 結束語………………………………………………………………28致謝……………………………………………………………………29參考文獻………………………………………………………………30充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙第 5 頁 共 33 頁1 緒 論模具生產技術水平的高低，已成為衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志，因為模具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。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 模具的現狀和發(fā)展趨勢1.1.1 國內模具的現狀國內模具行業(yè)的發(fā)展現狀及市場前景現代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場總體上供不應求，市場需求量維持在 700 億至 850 億美元，同時，我國的模具產業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機遇。近幾年，我國模具產業(yè)總產值保持 15%的年增長率（據不完全統(tǒng)計，2005 年國內模具進口總值達到 700 多億，同時，有近 250 個億的出口），到 2007 年模具產值預計為700 億元，模具及模具標準件出口將從現在的每年 9000 多萬美元增長到 2006 年的 2 億美元左右。單就汽車產業(yè)而言，一個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上億元，而當汽車更換車型時約有 80%的模具需要更換。2005 年我國汽車產銷量均突破 550 萬輛，預計 2007 年產銷量各突破 700 萬輛，轎車產量將達到 300 萬輛。另外，電子和通訊產品對模具的需求也非常大，在發(fā)達國家往往占到模具市場總量的 20%之多。目前，中國17000 多個模具生產廠點，從業(yè)人數約 50 多萬。1999 年中國模具工業(yè)總產值已達 245億元人民幣。工業(yè)總產值中企業(yè)自產自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產值中，沖壓模具約占 50%，塑料模具約占 33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占 11%。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單套重量達 50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具內也能生產了。精度達到 1~2μm，壽命 2億次左右的多工位級進模國內已有多家企業(yè)能夠生產。表面粗糙度達到 Ra≤1.5μm 的精沖模，大尺寸（φ≥300mm）精沖模及中厚板精沖模國內也已達到相當高的水平。 1、 模具 CAD/CAM 技術狀況 我國模具 CAD/CAM 技術的發(fā)展已有 20 多年歷史。由原華中工學院和武漢 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)。充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙第 6 頁 共 33 頁由華中工學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)。上海交通大學開發(fā)的冷沖模 CAD/CAM 系統(tǒng)也于同年完成。20 世紀 90 年代以來，國內汽車行業(yè)的模具設計制造中開始采用 CAD/CAM 技術。國家科委 863 計劃將東風汽車公司作為 CIMS 應用示范工廠，由華中理工大學作為技術依托單位，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了工作站和 CAD/CAM 軟件系統(tǒng)，并在模具設計制造中實際應用，取得了顯著效益。1997 年一汽引進了板料成型過程計算機模擬CAE 軟件并開始用于生產。 21 世紀開始 CAD/CAM 技術逐漸普及，現在具有一定生產能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了 CAD/CAM 技術。其中部分骨干重點企業(yè)還具備各 CAE 能力。 模具 CAD/CAM 技術能顯著縮短模具設計與制造周期，降低生產成本，提高產品質量，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，數控加工的使用率也越來越高，并陸續(xù)引進了相當數量 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。國內汽車覆蓋件模具生產企業(yè)普遍采用了CAD/CAM 技術/DL 圖的設計和模具結構圖的設計均已實現二維 CAD，多數企業(yè)已經向三維過渡，總圖生產逐步代替零件圖生產。且模具的參數化設計也開始走向少數模具廠家技術開發(fā)的領域。 在沖壓成型 CAE 軟件方面，除了引進的軟件外，華中科技術大學、吉林大學、湖南大學等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識產權的軟件，并已在生實踐中得到成功應用，產生了良好的效益。 快速原型（RP）傳統(tǒng)的快速經濟模具相結合，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，實現了以三維 CAD 模型作為制模依據的快速模具制造，它標志著 RPM 應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，近年來也涌現出一些新的快速成型方法，例如目前已開始在生產中應用的無模多點成型及激光沖擊和電磁成型等技術。它們都表現出了降低成本、提高效率等優(yōu)點。 2、模具設計與制造能力狀況 在國家產業(yè)政策的正確引導下，經過幾十年努力，現在我國沖壓模具的設計與制造能力已達到較高水平，包括信息工程和虛擬技術等許多現代設計制造技術已在很多模具企業(yè)得到應用。 充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙第 7 頁 共 33 頁雖然如此，我國的沖壓模具設計制造能力與市場需要和國際先進水平相比仍有較大差距。這一些主要表現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，具有設計和制造難度大，質量和精度要求高的特點，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設計制造方法和手段方面基本達到了國際水平，模具結構周期等方面，與國外相比還存在一定的差距。 標志沖模技術先進水平的多工位級進模和多功能模具，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，已基本達到國際水平。 但總體上和國外多工位級進模相比，在制造精度、使用壽命、模具結構和功能上，仍存在一定差距。 汽車覆蓋件模具制造技術正在不斷地提高和完美，高精度、高效益加工設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用已越來越多。NC、DNC技術的應用越來越成熟，可以進行傾角加工超精加工。這些都提高了模具面加工精度，提高了模具的質量，縮短了模具的制造周期。 模具表面強化技術也得到廣泛應用。工藝成熟、無污染、成本適中的離子滲氮技術越來越被認可，碳化物被覆處理（TD 處理）及許多鍍（涂）層技術在沖壓模具上的應用日益增多。真空處理技術、實型鑄造技術、刃口堆焊技術等日趨成熟。激光切割和激光焊技術也得到了應用。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)達國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設備在模具加工設備中的比重比較低;CAD/CAE/CAM 技術的普及率不高;許多先進的模具技術應用不夠廣泛等等，致使相當一部分大型、精密、復雜和長壽命模具依賴進口。模具的發(fā)展是體現一個國家現代化水平高低的一個重要標志，就我國而言，經過了這幾十年曲折的發(fā)展，模具行業(yè)也初具規(guī)模，從當初只能靠進口到現在部分進口已經跨了一大步，但還有一些精密的沖模自己還不能生產只能通過進口來滿足生產需要。隨著各種加工工藝和多種設計軟件的應用使的模具的應用和設計更為方便。隨著信息產業(yè)的不斷發(fā)展，模具的設計和制造也越來越趨近于國際化。現在模具的計算機輔助設計和制造（CAD/CAM）技術的研究和應用。大大提搞了模具設計和制造的效率。減短了生產周期。采用模具 CAD/CAM 技術，還可提高模具質量，大大減少設計和制造人員的重復勞動，使設計者有可能把精力用在創(chuàng)新和開發(fā)上。尤其是 pro/E 和 UG 等軟件的應用更進一步推動了模具產業(yè)的發(fā)展。。數控技術的發(fā)展使模具工作零件的加工趨進于自動化。電火花和線切割技術的廣泛應用也對模具行業(yè)起到了飛越發(fā)展。模具的標準化程度在國內外現在也比較明顯。特別是對一些通用件的使用應用的越來越多。其大大的提高了它們的互換性。加強了各充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙第 8 頁 共 33 頁個地區(qū)的合作。對整個模具的行業(yè)水平的提高也起到了重要的作用。1.1.2 國內模具的發(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)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。2)模具掃描及數字化系統(tǒng)高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或實物掃描到加工出期望的模型所需的諸多功能，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控銑床及加工中心上，實現快速數據采集、自動生成各種不同數控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的 CAD 數據，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)得到成功應用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。3)全面推廣 CAD/CAM/CAE 技術模具 CAD/CAM/CAE 技術是模具設計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，普及 CAD/CAM/CAE 技術的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大 CAD/CAM 技術培訓和技術服務的力度；進一步擴大 CAE 技術的應用范圍。計算機和網絡的發(fā)展正使 CAD/CAM/CAE技術跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現技術資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。4)電火花銑削加工電火花銑削加工技術也稱為電火花創(chuàng)成加工技術，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術，它是有高速旋轉的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數控銑一樣)，因此不再需要制造復雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術的機床在模具加工中應用。預計這一技術將得到發(fā)展。5)提高模具標準化程度我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發(fā)達國家一般為 80%左右。充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙第 9 頁 共 33 頁6)優(yōu)質材料及先進表面處理技術選用優(yōu)質鋼材和應用相應的表面處理技術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發(fā)展工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC 等)、等離子噴涂等技術。7)模具研磨拋光將自動化、智能化模具表面的質量對模具使用壽命、制件外觀質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有手工操作，以提高模具表面質量是重要的發(fā)展趨勢。8)模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展這是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動加工系統(tǒng)應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、刀具數控庫；有完整的數控柔性同步系統(tǒng)；有質量監(jiān)測控制系統(tǒng)。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(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％．充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙第 10 頁 共 33 頁1.3 散熱片零件的沖壓工藝及模具設計與制造方面1.3.1 散熱片零件的沖壓工藝的設計思路沖壓加工與其它加工方法相比,無論在技術方面,還是在經濟方面,都具有許多獨特的優(yōu)點.如:沖壓在少,無切屑加工方法之一,是一種省能,低耗,高效的加工方法,因而制品的成本較低.沖壓件的尺寸公差由模具保證,具有一模一樣的特征,所以產品質量穩(wěn)定,沖壓可以壁薄,重量輕,形狀復雜,表面質量好,剛性好的工件.冷沖壓生產靠壓力機和模具完成加工過程,其生產效率高,操作方便,易于機械化與自動化,用普通壓力機進行沖壓加工,每分鐘可達幾十件,用高速壓力機生產,每分鐘可達數百件或千件以上.1.3.2 散熱片模具設計的設計思路沖裁是沖壓基本工序之一，它是利用沖壓模在壓力機作用下，將平板坯料沿一定的輪廓線產生分離的一種沖壓工序。根據變形機理的不同，沖裁可分為普通沖裁和精密沖裁，常用的沖裁有落料，沖孔，切口，切斷，剖切等。其中以落料沖孔應用最多，落料是沿工件的外形封閉輪廓線沖切，沖下部分為工件，沖孔是沿工件的內形封閉輪廓線沖切，沖下部分為廢料。1.3.3 散熱片模具設計的進度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．充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙第 11 頁 共 33 頁2 散熱片沖壓工藝的分析2.1 工件工藝性分析與方案確定2.1.1 沖裁件工藝性分析充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙第 12 頁 共 33 頁圖 1 零件圖 零件名稱：散熱片材料：T2料厚：2mm數量：大批量生產未注公差尺寸按 IT13 級精度制造該零件形狀簡單，對稱，是由圓弧和直線組成的，沖裁件內外形所能達到經濟精度為 IT11～IT14，孔中心與邊緣距離尺寸公差為±0.5mm，將以上精度與零件的精度要求相比較，可認為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證，其他未注尺寸，生產批量等情況也均符合沖裁的工藝要求，故可采用沖壓方式進行加工。外形落料的工藝性：散熱片屬于中等尺寸零件，料厚 2mm，外形復雜程度一般，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：內孔尺寸精度要求一般，可采用沖孔。2.1.2 工藝方案的確定：該零件所需要的沖壓工序為落料和沖孔，可擬定出以下三種工藝方案：方案一：用簡單模分兩次加工，即落料——沖孔方案二：沖孔，落料復合模方案三：沖孔,落料級進模采用方案一，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。散熱片零件的外輪廓及內孔之間的最小距離為 8mm，大于此零件要求的最小壁厚（4.9mm） ，可以采用沖孔、落料復合?；驔_孔、落料級進模。復合模模具的形位精度和尺寸精度容易保證，且生產率高，盡管模具結構比較復雜.級進模生產率也高，但零件的沖裁精度稍差，與保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設置導正銷導正，故模具制造，安裝較復合模并不復雜。通過對上述三種方案的分析比較，散熱片的沖壓生充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙第 13 頁 共 33 頁產采用方案二沖孔落料復合模更為合理。2.2 排樣設計2.2.1 確定零件的排樣：設計復合模時，首先要設計條料排樣圖，由于散熱片零件外形矩形，形狀較復雜，可采用直排排樣的方法，可提高生產率。如下圖二為零件的排樣圖。圖 2 排樣圖2.2.2 條料寬度、導尺間寬度和材料利用率的計算查文獻[1]中表 2.9 取得搭邊值 a1=2.0mm，側面 a=2.2mm。計算條料寬度：B=54+2×2.2=58.4mm步距： S=42+2.0 =44.0mm材料利用率的計算：計算沖壓件毛坯的面積：A=42×54-4×（6×10+4×6）-12×2×6=1788mm 2一個步距的材料利用率： =?%10?BsnA式中 A—一個沖裁件的面積，mm 2;n—一個步距內的沖裁件數量；充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙第 14 頁 共 33 頁B—條料寬度，mm; s—進距， mm得 =1788／（58.4×44.2）×100%=69.27%?2.3 模具結構形式的選擇與確定1）正倒裝結構：根據上述分析，本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個工序，且孔邊距較大，可采用正裝式復合模結構，即沖孔凹模在下模和落料凹模安排在上模。2）送料方式：因是大批量生產，采用手動送料方式。從右往左送料。3）定位裝置：因散熱片制件采用倒裝式復合模，且制件外形較復雜，所以沖裁時所以直接用擋料銷和導料板即可。4）導向方式：為確保零件的質量及穩(wěn)定性，選用導柱、導套導向。由于散熱片導向尺寸較小，且精度要求不是很高，所以宜采用后側導柱模架。5）卸料方式：本模具采用倒裝結構，工件留在凹模孔洞中，應在凹?？字性O置推件塊，直接利用壓力機的打桿裝置進行卸件，卸料可靠，便于操作；卡在凸凹模上的廢料可由卸料板推出；而沖孔廢料則可以在下模座中開設通槽，使沖孔廢料從孔洞中落下。同時在該模具中壓料是由落料凸模與卸料板一起配合來實現的，所以卸料板還應具有壓料的作用，應選用彈性卸料板來卸下條料廢料。2.4 沖壓力與壓力中心的計算，初選壓力機2.4.1 沖裁工序總力的計算由工件結構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 φ4mm 孔的力 P 沖 ，落外輪廓料的力 P 落 ，向下推出 φ4mm 沖孔廢料的力 P 卸 ，向下推出工件的力 P 推 。由于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?？紤]到模具刃口部分被磨損、凸凹模間隙不均勻和波動、材料力學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=KLtτb充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙第 15 頁 共 33 頁式中 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，一般取 1.3。上式中抗剪強度 τ 與材料種類和坯料的原始狀態(tài)有關，可在手冊中查詢。為方便計算，可取材料的 τ=0.8σ b,故沖裁力表達式又可表示為：P=1.3Ltτ≈Ltσ b式中 σ b—被沖材料抗拉強度(MPa)。查手冊得 T2 鋼的 σ b=300MpaP 沖=3×12.56×2×300=22.608kNP 落=336×2×300=201.6 kN卸件力 P 卸 =nK 卸 PK 卸 —推件力系數,由手冊查得 Kt=0.05n—同時卡在凹模的工件(或廢料)數,其中n=h/th—凹模刃部直壁洞口高度（mm） ，t—料厚( mm)查文獻[1]中表 2—40 可得和 h=6mm,故 n=3，又由于模具同時沖三個孔，即n=3×3=9P 卸=9×0.05×22.608=10.17 kNP 推=1×0.05×201.6=10.08 kN工序總力P 總 =P 沖 +P 落 +P 卸 +P 推 =22.608+201.6+10.17+10.08=244.458 kN充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙第 16 頁 共 33 頁2.4.2 初選壓力機查文獻[4]開式可傾壓力機參數初選壓力機型號為 J23-25 和ＪＣ23-35，見表一。表一 所選擇壓力機的相關參數型號 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/·封閉高度調節(jié)量/mmJ23-25 250 65 270 370×560 30 55JC23-35 350 80 280 380×610 190×210 20 60比較兩種類型的壓力機，選擇壓力機型號為 JC23-35,可滿足沖壓要求。2.4.3 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，應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，導致滑塊導軌與模具的導向部分不正常的磨損，還會使合理的間隙得不著保證，從而影響制件的質量和降低模具的壽命，甚至損壞模具。由于壓圈為中心對稱圖形，故壓力中心為壓圈的中心，不需要詳細計算。3 模具主要零件和主要工作機構的設計與標準化充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙第 17 頁 共 33 頁3.1 工作零部件的設計與標準化（尺寸、位置、標準與示意圖）3.1.1 工作零部件的計算1)沖孔凸、凹模刃口尺寸的計算由于制件結構簡單精度要求不高，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dT=（d min+x△） -δt 0凹模尺寸dA=( dT +Zmin)0+δa式中 d A dT ——沖孔凹模和凸模的刃口尺寸，mmx——磨損系數，由手冊﹝1﹞查表 2-30 得：IT14 級時 x=0.5。Zmin——雙面間隙，mm△——工件公差，mmδ——凸模和凹模的制造公差，mm沖裁 φ4mm 孔凸模、凹模刃口尺寸的計算凸模尺寸 由手冊查得△=0.36dT=（d min +x△） -δt 0 =(4+0.5×0.36)0-0.004 =4.180-0.004凹模尺寸由表 2-23 得 Zmin=0.04dA=( dT +Zmin)0+δa =(4.18+0.04)0+0.006 =4.220+0.006校核：|δt|+|δa|=0.01,Z max-Zmin=0.02|δt|+|δa|≤Z max-Zmin所以：滿足間隙公差條件。2）外形落料凹模刃口尺寸的計算因為落料件為復雜的制件，且尺寸較多，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。充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙第 18 頁 共 33 頁采用配作法，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。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△其落料凹模的基本尺寸計算如下圖 3 落料凹模刃口部分尺寸第一類尺寸：磨損后增大的尺寸：A1=(Amax-x△) 0+0.25△ =(2-0.5×0.74) 0+0.25×0.74=2.630+0.185第二類尺寸：磨損后增大的尺寸：B1=(Bmax+x△) 0+0.05△ =(54+0.5×0.52) 0+0.25×0.52=54.260+0.13B2=(Bmax+x△) 0+0.25△ =(34+0.5×0.30) 0+0.25×0.30=34.150+0.075B3=(Bmax+x△) 0+0.25△ =(42+0.5×0.30) 0+0.25×0.30=42.150+0.075B4=(Bmax+x△) 0+0.05△ =(6+0.5×0.52) 0+0.25×0.52=6.260+0.13B5=(Bmax+x△) 0+0.25△ =(30+0.5×0.30) 0+0.25×0.30=30.150+0.075充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙第 19 頁 共 33 頁B6=(Bmax+x△) 0+0.25△ =(22+0.5×0.30) 0+0.25×0.30=22.150+0.075第三類尺寸：磨損后保持不變的尺寸：C1= C+ 0.125△=5 +0.125△=5+0.125×0.25=5+0.03125C2= C+ 0.125△=12 +0.125△=12+0.125×0.25=12+0.03125C3= C+ 0.125△=14 +0.125△=14+0.125×0.25=14+0.03125落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是2.63mm，54.26mm，34.15mm，42.15mm，6.26mm，30.15mm，22.15mm，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=0.04。3.1.2 工作零部件的設計與標準化1）沖孔凸模的設計沖 φ4mm 內孔的凸模，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四所示：圖 4 沖孔凸模的結構形式凸模長度一般是根據結構上的需要而確定的，由于采用彈性卸料板，其凸模長度用下列公式計算： L=h 1+h2+t+h式中 L—凸模長度， mm充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙第 20 頁 共 33 頁h1—凸模固定板高度，mmh2—凹模高度，mmt—材料厚度，mmh—附加高度，一般取 15～20mmL=12+16+2+20=50模具刃口要有高耐磨性，高硬度與適當的韌性。凸模形狀簡單，選用 T10A 材料制造。凸模熱處理的硬度為 58～62HRC。凸模強度剛度的校核，目的是檢查其凸模的危險斷面尺寸和自由長度是否滿足要求，以防止凸?？v向失穩(wěn)和折斷。凸模校核采用以下公式：對于凸模 d min≥ ][4??t式中 d min—凸模最小截面直徑，mmt—沖裁材料厚度，mm—沖裁材料的抗剪強度，MPa?—凸模材料許用強度，?。?.0～1.6）×10 3MPa???dmin≥ = =1.92mm ][4?t310.24?因為 dmin =4mm≥1.92mm 所以承壓能力足夠?？箍v向彎曲力校核：對于凸模（無導向裝置的圓形凸模）Lmax≤90d 2/ F式中 L max—允許的凸模最大自由長度，mmF－沖模力，KNd－凸模最小截面的直徑，mm充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙第 21 頁 共 33 頁Lmax≤90d 2/ =90×42/ =16mm F7536所以長度適宜。凸模固定端面的壓力q = 彈簧實際總壓縮量 L 總。79 號彈簧的具體參數是：彈簧的外徑 D=55mm，材料直徑 d=9mm，自由高度H0=120mm，節(jié)距 t=14.5mm，F1=2750N，極限載荷時彈簧高度 H1=88.4mm.彈簧最大許可壓縮量 Lmax= (120-88.4) mm = 31.6mm彈簧預壓縮量 L2=F0/F1×Lmax =1663.3/2750×31.6=19.11mm校核：卸料板工作行程 t+h1+h2=2+1+0.5=3.5mm凸模刃磨量和調節(jié)量 h3=6mm彈簧實際總壓縮量L 總= L2+t+h1+h2+h3=19.11+3.5+6=28.61mm由于 31.6>28.61, 即 Lmax>L 總，所以所選彈簧是合適的。79 號彈簧的規(guī)格為：外徑： D=55mm鋼絲直徑： d=9.0mm自由高度： H0=120mm裝配高度： h2=h0-L2=120-19.11=100.89mm彈簧的窩座深度：h=H0-Lmax+h 卸料板+t+1-h 凸凹模-h 修模=120-31.6+16+2+1-77-6=24.4mm充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙第 25 頁 共 33 頁彈簧的外露高度：H3=H2-h-h 卸料板窩深=98.57-24.4-7=67.17mm3.6 支承零件的設計與標準化3.6.1 模座上模座的作用用來固定上模部分零件，并通過模柄或螺栓，壓板把上模固定到壓力機滑塊上，同時又起傳遞并承受沖裁力的作用。下模座用來固定下模部分零件，通過螺栓，壓板將下模座固定在壓力機工作臺面上，同時起著承受并分散沖裁力的作用。模座的形狀選擇矩形模座，矩形模座的長度應比凹模板長度大 40～70mm，寬度可以略大于或等于凹模板的寬度，模座的厚度一般為凹模板厚度的 1.0～1.5 倍。模座材料選用 HT200.3.6.2 模柄模柄的作用是使模具的中心線與壓力機的中心線重合，并把沖壓模具上模部分零件固定在壓力機滑塊上。模柄材料選用 Q235 鋼，其支撐面應垂直于模柄的軸線，模柄壓入上模座后應將底面磨平。模柄的結構形式如下圖所示：圖七 模柄的結構形式3.6.3 模架模架是由上，下模座，模柄及導向裝置組成。模架選擇導柱，導套為導向裝置的模架，選用后側導柱模架，導向裝置在后側，可以縱向或橫向送料，完成本模具的設計要求。模架各零件標記如下：充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙第 26 頁 共 33 頁上模座：250mm×250mm×50mm下模座：250mm×250mm×65mm導柱： B35h5×210mm×55mm導套： B35h6×110mm×43mm模柄： 60mm×115mm?墊板厚度：250mm×160mm×12mm卸料板厚度：250mm×160mm×16mm凸模固定板厚度：250mm×160mm×28mm模具的閉合高度：H 閉=h 上模座+h 墊板+h 凸模固定板+h 落料凹模+t+h 卸料板+h 彈簧外露+h 下模座=（50+12+28+36+2+16+67.17+65）mm=277mm3.6.4 固定板固定板主要用于小凸模，凸凹模等工作零件的固定，凸模固定板選用矩形固定板，其平面尺寸可與卸料板的外形尺寸相同，厚度取凹模厚度的 0.6～0.8 倍，固定板的凸模安裝孔與凸模采用過渡配合 H7/m6,H7/n6，壓裝后將凸模端面與固定板一起磨平。固定板材料選用 45 鋼，無需熱處理淬硬。3.6.5 墊板墊板的作用是直接承受和擴散凸模傳遞的壓力，以降低模座所受的單位壓力，防止模座被壓出凹坑，影響凸模的正常工作。墊板外形尺寸可與固定板相同，其厚度一般取 3～10mm，墊板材料為 45 鋼，淬火硬度為 43～48HRC。墊板上下面要磨平，以保證平行度要求。充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙第 27 頁 共 33 頁4 模具的安裝與調試沖模裝配原則是將模具的主要工作零件如凹模,凸模和定位板等選用裝配的基準件,裝配順序如下:選擇裝配基準件,按基準件裝有關零件,控制調整沖裁間隙,然后試沖.導板模常選導板作裝配基準件,將凸模穿過導板進入凹模,調整好間隙和側面導板位置后,先裝下模,后裝上模,經試沖合格后,用銷釘定位緊固,再以凹模做定位，將凸模裝于固定板中，調整與凹模的間隙均勻后，組裝上模，該裝配順序有利于調整準確步距，能使步距累積誤差趨向于零值。4．1 模具的裝配 模具裝配適合于采用集中裝配，在裝配工藝上多采用修配法和調整裝配法來保證裝配模具，從而實現能用精度不高的組成零件，達到較高的裝配精度，降低零件的加工要求。對裝配有如下要求：充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙第 28 頁 共 33 頁1)模架精度應符合標準 JB/T8050-1999《沖模模架技術要求》 ，JB/T8071-1995《沖模模架精度檢查》規(guī)定，模具的閉合高度應符合圖紙規(guī)定要求。2)裝配好的沖模、上模沿導柱上、下滑動應平穩(wěn)可靠。3）凸凹模間的間隙應符合圖紙規(guī)定的要求，分布均勻。4)緊固件裝配應可靠，螺紋、螺柱旋入長度在剛件連接時應不小于 1.5 倍螺紋直徑，螺紋和銷釘端面應不露出上、下模座零件表面。5)標準件應能互換，緊固螺釘和定位銷釘與其孔的配合應正常良好。6）模具應在生產的條件下進行試驗，沖出的制件應符合設計要求。本模具的裝配選凸、凹模為基準件，先裝上模、再裝下模，裝模后應保證間隙均勻。4．2 模架裝配模架裝配的主要技術要求如下：（1）組成模架的各零件均應符合相應的技術標準和技術條件，其中特別重要的是，每對導柱，導套間的配合間隙應符合要求。 （2）裝配成套的模架，三項技術指標，上模座上平面對下模座下平面的平行度，導柱軸線對下模座的平面的垂直度和導套孔軸心線對上模座上平面的垂直度，應符合相應精度等級要求。（3）裝配后的模架，上模座沿導柱上，下移動應平穩(wěn)，無阻滯現象。（4）壓入上，下模座的導套，導柱，離其安裝表面應有 1～2mm，的距離，壓入后牢固，不可松動。（5）裝配成套的模架，各零件的工作表面不應有碰傷，裂紋以及其它機械損傷。模架裝配主要是指導柱，導套的裝配，目前大多數模架的導柱，導套與模座之間采用過盈配合，但也有少數采用粘接工藝的，即將上，下模座的孔擴大，降低其它加工要求，同時，將導柱，導套的安裝面制成有利于粘接的形狀，并降低其加工要求。裝配時，先將模架的各零件安放在適當的位置上，然后，在模座孔與導柱，導套之間注入黏結劑即可使導柱，導套固定。充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙第 29 頁 共 33 頁4．3 總裝與調試問題的預測根據模具裝配圖的技術要求，完成模具的模架，凸模部分，凹模部分等分裝之后，即可進行總裝配。總裝時，應根據上，下模零件在裝配和調整中所受限制情況來決定先裝上模還是下模一般是以受限制的最大的部分此模具應先把凸模固定在凸模固定板上，以已裝好的凸模為基準固定復位裝置座板和橡膠，通過螺釘來固定起來。試沖，模具裝配以后，必須在生產條件下進行試沖，通過試沖可以發(fā)現模具設計和制造的不足并找出原因，對模具進行適當調整和修理，直到模具正常工作沖出合格的制件為止。沖裁模具以試沖合格后，應在模具模板正面打刻編號，沖模圖號，制品，使用壓力機型號，裝配鉗工工號，制造日期等，并涂油防銹后經檢驗合格入庫。充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙第 30 頁 共 33 頁5 結束語通過這次模具設計，本人在多方面都有所提高。這次畢業(yè)設計，綜合運用本專業(yè)所學課程的理論和生產實際知識進行一次冷沖壓模具設計工作的實際訓練從而培養(yǎng)和提高學生獨立工作能力，鞏固與擴充了冷沖壓模具設計等課程所學的內容，掌握冷沖壓模具設計的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設計的基本的模具技能懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了模具的基本結構，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標準，同時各科相關的課程都有了全面的復習，獨立思考的能力也有了提高。在這次設計過程中，體現出自己單獨設計模具的能力以及綜合運用知識的能力，體會了學以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現自己平時學習的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補。在此感謝我的老師原紅玲講師. 他嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。感謝我的導師蘇光老師，這篇畢業(yè)設計的每個實驗細節(jié)和每個數據，都離不開你的細心指導。而你開朗的個性和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很快的融入我們這個新的實驗室。同時感謝對我?guī)椭^的同學們.由于本人的設計能力有限，在設計過程中難免出現錯誤，懇請老師們多多指教,我十分的樂意接受你們的批評與指正，本人將萬分感謝。充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙第 31 頁 共 33 頁致謝隨著社會的發(fā)展，機械行業(yè)的模具專業(yè)在我國現代工業(yè)發(fā)展中成為一個越來越重要的分支。模具滲透著整個社會。不管在那個行業(yè)，都有模具的存在。日常生活中輕重工業(yè)，都離不開模具生產，模具就是為了得到所需要的產品。要什么樣的產品，就可以生產什么樣的模具，如（塑料模具 、冷沖壓模具、壓鑄模、橡膠模 ） 。而目前形勢的需要，產品更新?lián)Q代更快更易，所以模具行業(yè)的發(fā)展空間很大，有待我們去努力，去探索。模具生產過程是一個循序漸進的過程，生產模具過程中可能用到的的機器有很多種類，如（電火花成型機、數控線切割、車床、銑床、刨床、磨床、鏜床等） 。三年的學習，我對模具設計與制造有了深刻的認識。面臨畢業(yè)期間，此次單獨設計一個模具，讓我了解了很多的模具結構、模具加工工藝、模具的用途。并且學到不少的書本上沒有的知識，就拿塑料模來說，對于影響模具壽命的因素，主要是模具的加工精度和材料的剛度，還有模具的材料，模具生產批量，模具結構等。影響模具的產品質量的主要因素也是模具的制造精度。 。通過這次畢業(yè)設計，我從理論和實踐上又更進一步的加深。模具結構設計的好壞直接影響產品質量和經濟。中國面臨世界的挑戰(zhàn)，在模具行業(yè)這方面，我希望日后能在模具這一行有所貢獻。參考文獻[1]原紅玲主編.沖壓工藝與模具設計[M] .北京：機械工業(yè)出版社，2008[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]許發(fā)樾主編.實用模具設計與制造手冊[ M].北京：機械工業(yè)出版社，2000[4]楊玉英主編.實用沖壓工藝及模具設計手冊[ 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