紐扣沖壓模具設計【三維PROE】【含CAD圖紙、文檔終稿文件】

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了越來越高的要求 也為其發(fā)展提供了巨大的動力 這些年來 中國模具工業(yè)一直以 15 左右的增長速度快速發(fā)展 目前 中國 17000 多個模具生產(chǎn)廠點 從業(yè)人數(shù)約 50 多萬 1999 年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值已達 245 億元人民幣 表 1 工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自 產(chǎn)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(chǎn)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 改革開放以來 中國模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化 除了國有專 業(yè)模具廠外 其他所有制形式的模具廠家 包括集體企業(yè) 合資企業(yè) 獨資企業(yè)和私 營企業(yè) 都得到了快速發(fā)展 集體和私營的模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅 速 例如 浙江寧波和黃巖地區(qū) 從事模具制造的集體企業(yè)和私營企業(yè)多達數(shù)千家 成為國內知名的 模具之鄉(xiāng) 和最具發(fā)展活力的地區(qū)之一 在廣東 一些大集團公司 和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè) 為了提高其產(chǎn)品的市場競爭能力 紛紛加入了對模具制造的 投入 例如科龍 美的 康佳和威力等集團都建立了自己的模具制造中心 中外合資 和外商獨資的模具企業(yè)多集中于沿海工業(yè)發(fā)達地區(qū) 現(xiàn)已有幾千家 例如 江蘇無錫 的微研有限公司為一日本獨資企業(yè) 員工有 200 余人 擁有精密數(shù)控模具加工設備 60 余臺 1998 年其模具產(chǎn)值超過 2 億元 中國模具工業(yè)的技術水平近年來也取得了長足 的進步 目前 國內已能生產(chǎn)精度達 2 微米的精密多工位級進模 工位數(shù)最多已達 160 個 壽命 1 2 億次 在大型塑料模具方面 現(xiàn)在已能生產(chǎn) 48 英寸電視的塑殼模具 6 5K 大容量洗衣機的塑料模具 以及汽車保險杠 整體儀表板等模具 在精密塑料 模具方面 國內已能生產(chǎn)照相機塑料模具 多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具等 在 大型精密復雜壓鑄模方面 國內已能生產(chǎn)自動扶梯整體踏板壓鑄模及汽車后橋齒輪箱 壓鑄模 在汽車模具方面 現(xiàn)已能制造新轎車的部分覆蓋件模具 其他類型的模具 例如子午線輪胎活絡模具 鋁合金和塑料門窗異型材擠出模等 也都達到了較高的水 平 并可替代進口模具 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還比較低 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 4 CAD CAE CAM 技術的普及率不高 許多先進的模具技術應用還不夠廣泛等等 特別 在大型 精密 復雜和長壽命模具技術上存在明顯差距 這些類型模具的生產(chǎn)能力也 不能滿足國內需求 因而需要大量從國外進口 在中國 人們已經(jīng)越來越認識到模具 在制造中的重要基礎地位 認識到模具技術水平的高低 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(chǎn)品質量 效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力 許多模具企業(yè)十分重視技術發(fā)展 加大了用于技術進步的投資力度 將技術進步視為 企業(yè)發(fā)展的重要動力 此外 許多研究機構和大專院校開展模具技術的研究和開發(fā) 目前 從事模具技術研究的機構和院校已達 30 余家 從事模具技術教育的培訓的 院校已超過 50 余家 其中 獲得國家重點資助建設的有華中理工大學模具技術國家重 點實驗室 上海交通大學 CAD 國家工程研究中心 北京機電研究所精沖技術國家工程 研究中心和鄭州工業(yè)大學橡塑模具國家工程研究中心等 經(jīng)過多年的努力 在模具 CAD CAE CAM 技術 模具的電加工和數(shù)控加工技術 快速成型與快速制模技術 新 型模具材料等方面取得了顯著進步 在提高模具質量和縮短模具設計制造周期等方面 做出了貢獻 1 1 沖模技術 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術已取得很大進步 東風汽車 公司模具廠 一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具 在設計制造方 法和技術手段方面不斷改善 在轎車模具國產(chǎn)化方面邁出了可喜的步伐 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 目前 國內已可制 造具有自動沖切 疊壓 鉚合 計數(shù) 分組 轉子鐵芯扭斜和安全保護等功能的鐵芯 精密自動疊片多功能模具 生產(chǎn)的電機定轉子雙回轉疊片硬質合金級進模的步距精度 可達 20 m 壽命達到 1 億次以上 其他的多工位級進模 如用于集成電路引線框架 的 20 30 工位的級進模 用于電子槍零件的硬質合金級進模和空調器散熱片的級進模 也已達到較高的水平 1 2 塑料模具技術 近年來 塑料模具發(fā)展很快 在國內模具工業(yè)產(chǎn)值中塑料模具所占比例不斷擴大 電視機 空調 洗衣機等家用電器所需的塑料模具基本上可立足于國內生產(chǎn) 重量達 10 20 噸的汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具和多達 600 腔的塑封模具已可自行生 產(chǎn) 在精度方面 塑料尺寸精度可達 IT6 7 級 型面的粗糙度達到 Ra0 05 0 025 m 塑料模使用壽命達 100 萬次以上 在塑料模具的設計制造中 CAD CAM 技術 得到較快的普及 CAE 軟件已經(jīng)在部分廠家應用 熱流道技術得到廣泛應用 氣輔注射 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 5 技術和高效多色注射技術也開始成功應用 1 3 CAD CAE CAM 技術 目前 國內模具企業(yè)中已有相當多的廠家普及了計算機繪圖 并陸續(xù)引進了高檔 CAD CAE CAM UG Pro Engineer I DEAS Euclid IS 等著名軟件在中國模具工業(yè) 應用已相當廣泛 一些廠家還引進了 Moldflow C Flow DYNAFORM Optris 和 MAGMASOFT 等 CAE 軟件 并成功應用于塑料模 沖壓模和壓鑄模的設計中 近年來 我國自主開發(fā) CAD CAE CAM 系統(tǒng)有很大發(fā)展 例如 華中理工大學模 具技術國家重點實驗室開發(fā)的注塑模 汽車覆蓋件模具和級進模 CAD CAE CAM 軟件 上海交通大學模具 CAD 國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模 和精沖模 CAD 軟件 北京機電研究所開發(fā)的鍛模 CAD CAE CAM 軟件 北航華正軟 件工程研究所開發(fā) CAXA 軟件 吉林汽車覆蓋件成型技術所獨立研制的商品化覆蓋件 沖壓成型分析 KMAS 軟件等在國內模具行業(yè)擁有不少的用戶 1 4 快速成形 快速制模技術 快速成形 快速制模技術在我國得到重視和發(fā)展 許多研究機構致力于這方面的研 究開發(fā) 并不斷取得新成果 清華大學 華中理工大學 西安交通大學和隆源自動成 形系統(tǒng)公司等單位都自主研究開發(fā)了快速成形技術與設備 生產(chǎn)出分層物體 LOM 立體光固化 SLA 熔融沉積 FDM 和選擇性燒結 SLS 等類型的快速成形設備 這些設 備已在國內應用于新產(chǎn)品開發(fā) 精密鑄造和快速制模等方面 快速制模技術也在國內 多家單位開展研究 目前研究較多的有電弧噴涂成形模具技術和等離子噴涂制模技術 中 低熔點合金模和樹脂沖壓模制造技術已獲得成功應用 硅橡膠模也應用于新產(chǎn)品 的開發(fā)中 1 5 其他相關技術 近年來 國內一些鋼鐵企業(yè)相繼引進和裝備了一些先進的工藝設備 使模具鋼的 品種規(guī)格和質量都有較大的改善 在模具制造中已較廣泛地采用新的鋼材 如冷作模 具鋼 D2 D3 A1 A2 LD 65Nb 等 熱作模具鋼 H10 H13 H21 4Cr5MoVSi 45Cr2NiMoVSi 等 塑料模具鋼 P20 3Cr2Mo PMS SMI SMII 等 這些模具材料的應用在提高質量和使用壽命方 面取得了較好的效果 國內一些單位對多種模具拋光方法開展研究 并開發(fā)出專用拋 光工具和機械 花紋蝕刻技術和工藝水平提高較快 在模具飾紋的制作中廣泛應用 高速銑削加工是近年來發(fā)展很快的模具加工技術 國內已有一些公司引進了高速銑床 并開始應用 國內機床廠陸續(xù)開發(fā)出一些準高速的銑床 并正開發(fā)高速加工機床 但 是 高速銑削的應用面在國內尚不廣泛 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 6 2 中國模具工業(yè)技術發(fā)展展望 2 1 市場需求推動模具工業(yè)發(fā)展 1999 年中國大陸制造工業(yè)對模具的總市場需求量約為 330 億元 今后幾年仍將以 每年 10 以上的速度增長 對于大型 精密 復雜 長壽命模具需求的增長將遠超過 每年 10 的增幅 汽車 摩托車行業(yè)的模具需求將占國內模具市場的一半左右 1999 年 國內汽車 年產(chǎn)量為 183 萬輛 保有量為 1500 萬輛 預計到 2005 年汽車年產(chǎn)量將達 300 萬輛 汽車 摩托車行業(yè)的發(fā)展將會大大推動模具工業(yè)的高速增長 特別是汽車覆蓋件模具 塑料模具和壓鑄模具的發(fā)展 例如 到 2005 年汽車行業(yè)將需要各種塑料件 36 萬噸 而目前的生產(chǎn)能力僅為 20 多萬噸 因此發(fā)展空間十分廣闊 家用電器 如彩電 冰箱 洗衣機 空調等 在國內的市場很大 目前 我國的 彩電的年產(chǎn)量已超過 3200 萬臺 電冰箱 洗衣機和空調的年產(chǎn)量均超過了 1000 萬臺 家用電器行業(yè)的發(fā)展對模具的需求量也將會很大 其他發(fā)展較快的行業(yè) 如電子 通訊和建筑材料等行業(yè)對模具的需求 都將對中 國模具工業(yè)和技術的發(fā)展產(chǎn)生巨大的推動作用 早在 1989 年 在國務院頌布的 關于當前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定 中 模具被列為 機械工業(yè)技術改造序列的首位 1997 年以來 又相繼把模具及其加工技術和設備列入 當前國家重點鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè) 產(chǎn)品和技術目錄 和 鼓勵外商投資產(chǎn)業(yè)目錄 經(jīng) 國務院批準 從 1997 年開始對部分模具企業(yè)實行了增值稅返還 70 的優(yōu)惠政策 所 有這些國家對模具工業(yè)采取的優(yōu)惠政策也將對其發(fā)展提供有力支持 2 2 未來十年模具技術發(fā)展方向 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(jīng)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 提高大型 精密 復雜 長壽命模具的設計制造水平 在模具設計制造中廣泛應用 CAD CAE CAM 技術 大力發(fā)展快速制造成形和快速制造模具技術 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 提高模具標準化水平和模具標準件的使用率 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 7 發(fā)展優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術 逐步推廣高速銑削在模具加工的應用 進一步研究開發(fā)模具的拋光技術和設備 研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程 開發(fā)新的成形工藝和模具 1 第 2 章 設計任務書及產(chǎn)品圖 技術要求 產(chǎn)品圖詳見圖 2 1 材料 Q235A2 未注公差按照 IT13 圖 2 1 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 9 零件的 3D 圖 靜線框圖如圖 2 2 所示 圖 2 2 3D 渲染圖如圖 2 3 所示 圖 2 3 1 第 3 章 零件的工藝分析 如上圖所示 此制件為簡單型冷沖件 形狀比較簡單 需要沖孔落料兩道工序完 成加工 首先定義沖裁 沖裁是利用安裝在壓力機上的沖裁模 使材料產(chǎn)生分離的沖壓工序 包括落料 沖孔 切口 剖切 切斷等 3 1 分析零件的結構工藝性 1 該零件形狀較為簡單 規(guī)則 2 該零件底面的平面度要求比較高在進行模具設計的同時需要注意在這方面把好 關 3 沖件有尺寸要求 4 該產(chǎn)品中間有孔 制件的材料為 Q235 沖裁性能好 在整個模具的設計工程中 模具的結構設計安排的是否合理將極大的影響整副模 具的使用性能 此工件需要沖孔落料 成型兩個工序 材料為 Q235 具有良好的沖壓 性能 適合沖裁 工件結構相對簡單 工件尺寸精度較低 普通沖裁完全能滿足要求 3 2 分析公差和表面粗糙度 1 公差 該零件上的尺寸公差均有要求 按照其公差要求進行計算 2 表面粗糙度 此制件未作特殊要求 3 被沖材料為 Q235 沖裁性能比較好 材料的厚度在 2mm 具有足夠的塑性 較低的屈服極限和較高的彈性模量 根據(jù)以上分析的結果 此件的沖裁工藝性良好 適合沖裁和成型 工件結構相對 簡單 工件尺寸精度較低 普通沖裁完全能滿足要求 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 11 第 4 章 沖壓工藝方安的制定 方案一 先落料再沖孔 采用兩幅副模具 方案二 沖孔落料一副膜 方案三 先沖孔再落料 在沖孔采用一級進模 方案一 方案三 的模具結構復雜 生產(chǎn)率高 即不能能滿足要求又不經(jīng)濟 第 5 章 模具結構形式的論證和確定 分析該制件的結構特征后 初步確定沖壓工序 采用兩幅幅模具加工 一副沖孔落料模 足以滿足制件的精度要求 因為級進模因為成本偏高 難度加大 所以不考慮 第 6 章 胚料形狀和尺寸的確定 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 12 圖 6 1 6 1 毛胚尺寸的計算 據(jù)上圖 6 1 所示 此工件比較簡單 尺寸上圖都以標注 毛呸的尺寸 L 為 毛呸長度方向尺寸 L1 L1 40 寬度方向尺寸 L2 30 產(chǎn)品的厚度尺寸為 1 5 經(jīng)過計算 該彎曲件的毛胚尺寸為 40X30X1 5mm 6 2 條料寬度的確定 排樣圖既要在冷沖壓工藝規(guī)程中反映出來 以指導沖壓生產(chǎn) 又要在模具裝配的 右邊反映出來 在模具加工和裝配中起參考作用 所以畫排樣圖是冷沖壓工藝和模具 設計中極為重要 且技術性很強的設計工作 排樣的方法有很多 如 直排 斜排 直對排 混合排 多行排 等等 方式 中和此制件的特點和加工工藝要求 和經(jīng)濟性的考慮 采用直排較為可行 條料寬度的確定如圖 6 2 所示 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 13 圖 6 2 查表 2 6 得 a 1 5 1 8 考慮此制件的特殊性 取 a 1 5mm 1 8mm1a 1a 40 2X1 8 0 543 式中 B 料寬基本尺寸 條料寬度方向制件輪廓最大尺寸l n 側刃個數(shù) b 側刃切料寬度 條料剪切公差 見表 2 7 2 8 此處查表得 0 5 附表 6 1 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 14 表 6 1 5 3 毛胚排樣圖 毛坯排樣圖如圖 6 3 所示 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 15 圖 6 3 第 7 章 模具工作零件刃口尺寸計算 凸模和凹模刃口尺寸直接決定工件的尺寸和模具間隙的大小 是模具上最重要的 尺寸 刃口尺寸計算的基本原則 1 由于沖孔落料件都是測量其光亮帶部分的尺寸 而沖孔的光亮帶是凸模擠 入而形成的 落料的光亮帶是落料件擠入凹模型孔形成的 故沖孔時孔的尺寸由凸模 決定 落料時的外形尺寸由凹模決定 2 由于沖裁時凸 凹模的磨損 使凸 凹模實體尺寸變小 故在設計凸 凹 模尺寸時應考慮凸 凹模的磨損方向 使其磨損之后還能保證沖件尺寸的要求 3 考慮凸 凹模制造公差的方向 確定凸 凹模的基本尺寸 4 其凸 凹模制造公差為 maxin 0 4 6ZZ 凸 凹 凸 凹 刃口尺寸計算公式 1 沖孔磨后變小的公式 0mini0bxZ 凸 凹凸凹 凸 2 落料磨后變大的公式 max0inAZ 凹凸凹凸 凹 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 16 按以上 1 2 之法可得出 3 沖孔磨后變大的公式 max0inZ 凹凸凹凸 凹 4 落料磨后變小的公式 0mini0BbxZ 凸 凹凸凹 凸 5 C 是磨后不變的尺寸 其公式為 min 28C 凸 凹 以上各式中 為凸 凹模基本尺寸b凸 凹 A凹 凸 為最大 最小極限尺寸axin 為最小初始間隙miZ 為工件公差 精度等級系數(shù) 并有 高于 IT11 時x x 1 IT11 IT13 時 x 0 75 低于 IT13 級 時 x 0 5 凸 凹模制造公差 凸 凹 具體的計算如下 1 查表確定初始間隙 0 24 0 04 2 計算凸 凹模制造公差 0 4 04 1662Zm 凸凹 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 17 圖 7 1 3 代入公式計算各尺寸 未注公差均按 IT14 級計算 尺寸 45 mm 為落料磨后變大 0 36mm IT14 x 0 5 0 60 6max0in 4 4 451 95 927AXZ 凹凸凹凸 凹 尺寸 2 6 mm 為落料磨后變大 0 36mm IT14 x 0 5 00 60min 4 i 0 6 51 52BbxXZ 凸 凹凸凹 凸 第 8 章 壓力計算及壓力中心的計算 落料周邊總廠 L1 150 中間沖孔總長 L2 39 圖 8 1 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 18 8 1 沖裁力的計算 在沖裁模設計中 沖壓力是指沖裁力 卸料力 推件力和頂件力的總稱 它是沖 裁時選擇壓力機 進行模具設計 校核模具強度和剛度的重要依據(jù) 1 沖裁力的計算 沖裁力是沖裁過程中凸模對板料的壓力 它是隨凸模行程而變化 的 對沖裁力有直接影響的因素主要有板料的力學性能 厚度與沖裁件的輪廓周長 平刃口沖裁力可按下式計算 公式 3 12 KLF 式中 沖裁力 沖裁件周邊長度 FNm 材料抗剪強度 材料厚度 aMP 系數(shù) 通常 K3 1 查表可知 抗剪強度按 計算 沖裁力為 b 460 52b 490Pa TKLF5 1826 15 2 卸料力 推件力及頂件力的計算 根據(jù)沖裁件料厚查 冷沖模設計及制造 表 3 16 可得 0 05 045 頂 推 卸 K 所以 4518 FT 卸 卸 n2 推推 K 06 頂頂 孔的沖裁力 TLF8 45023 41 n1 推推K 806 頂頂 壓力機公稱壓力的確定 沖裁時 壓力機的公稱壓力必須大于或等于沖壓力 為沖裁力和與沖裁 總F總 力同時發(fā)生的卸料力 推件力或頂出力的總和 根據(jù)不同的模具結構 沖壓力計算應 分別對待 即 當模具結構采用彈壓卸料裝置和下出件方式時 公式 3 16 推卸總 F 當模具結構采用彈壓卸料裝置和上出件方式時 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 19 公式 3 17 頂卸總 F 當模具結構采用剛性卸料裝置和下出件方式時 公式 3 18 推總 本論題模具采用彈壓卸料裝置和下出件方式 其總壓力包括 沖裁力 卸料力和 推件力 所以其總壓力為 24 8FT 總 卸 推 一般按公稱壓力的 80 要大于等于沖壓總壓力來選用壓力機 即 公式 3 19 總公 稱 80 所以 預選壓力機的公稱壓力為 KN31公 稱 8 2 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 求壓力中心的方法是 采用求空間 平行力系的合力作用點 根據(jù)力學原理 各分力對某軸力矩之和等于某合力對同軸之矩 則可得壓力中心 坐標計算公式 公式 3 20 12310 niniFxFxx 公式 3 21 12310 inniyyyFF 據(jù)此 本設計確定零件的壓力中心如下 1 選坐標 x x y y 位置 如圖 3 2 所示 2 把整個刃口輪廓按基本要素劃分成 并計算各基本線段長度 1L210 其具體數(shù)值見表 3 3 1230 103 5mnLxxL 1230 6nyy 圖 3 3 壓力中心計算 表 3 3 壓力中心計算數(shù)據(jù) 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 20 X 15 45 3 45 8 70 29 70 29 7 17 38 Y 0 35 21 5 43 43 42 65 7 21 5 第 9 章 沖壓設備的選擇及核 為使壓力機能安全工作 選擇壓力機型號為 JC23 30 式壓力機 其主要參數(shù)為 公稱壓力 830KN 滑塊行程 80mm 最大封閉高度 360mm 最大封閉高度調節(jié)量 80mm 工作臺墊板孔尺寸 250 模柄孔尺寸 40X60m 墊板厚度 90mm 第 10 章 彈性元件的設計計算 為了得到平整的工件 模具采用彈壓式卸料結構 使條料在沖孔后可以脫離凸模 所以用橡膠為彈性元件 卸料力由聚酯橡膠提供 聚酯橡膠的自由高度取 10m 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 21 圖 10 1 沖孔落料模具 第 11 章 模具零件的選用 設計及必要的設計 各種結構的沖裁模 一般都是由工作零件 包括凸模 凹模 定位零件 包括擋料 銷 導尺等 卸料零件 如卸料板 導向零件 如導柱 導套 和安裝固定零件 包括上 下模座 墊板 凸凹模固定板 螺釘和定位銷 等 5 種基本零件組成 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 22 11 1 凸模外形結構 尺寸確定 采用彈性卸料板的沖裁模 其凸模的長度應根據(jù)模具的具體結構確定 采用線切 割機床加工 為了使模具裝配方便將落料凸模設計成直通式 采用彈性卸料板的沖裁 模 基本結構如圖 11 1 所示 凸模的長度按式 3 2 計算 L l1 l2 l3 15 20 mm 3 2 式中 l1 凸模固定板厚度 單位 mm l2 缷料板的厚度 單位 mm l3 導尺的厚度 單位 mm 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 23 圖 11 1 凸模長度 式中的 15 20mm 包括凸模進入凹模的深度 凸模修磨量 沖模在閉合狀態(tài)下缷料 板到凸模固定板間的距離 一般應根據(jù)具體結構再加以修正 這里設計的凸模長度按式 3 3 計算 L l1 l2 h 3 3 式中 l1 凸模固定板厚度 單位 mm l2 缷料板的厚度 單位 mm t 材料厚度 單位 mm h 式中 h 取 15 20mm 凸模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制 并保證雙面間隙在 0 06mm 凸模固定板厚度取 12mm 中墊板厚度為 12mm 凹模板的厚度為 12mm 緩沖 長度 1 5mm 則凸模長度根據(jù)公式 L l1 l2 h 即 L 12 12 12 1 5 mm 34 5mm 結合工件外形并考慮加工 將落料凸模設計成直通式 采用線切割機床加工 所 以無需對其進行強度校核 沖裁時凸模進入凹模刃口 3mm 如圖 11 2 所示 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 24 圖 11 2 凸凹模 11 2 凹模外型尺寸的定 凹模類型很多 凹模的外形有圓形和板形 結構有整體式和鑲嵌式 刃口也有平 刃和斜刃 這次設計凹模采用板形 結構采用整體式 刃口采用平刃 凹模的固定方法 采用螺釘和銷釘將凹模固定在下模座上 保證螺釘 或沉 孔 間 螺孔與銷孔間及螺孔 銷孔與凹模刃壁間的距離不能太近 不然會影響模具 壽命 凹模外型尺寸按公式如下計算 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 25 12L 為壓力中心到最遠型孔的壁間距 按照型孔的布置 凹模的外形尺寸 分別為 1L 1L 平行于送料方向的凹模型孔最遠壁間距離 18 6mm1 垂直于送料方向的凹模型孔最遠壁間距離 13mm1L 為凹模型孔到孔壁的距離 2 查表的 28mm 平行于送料方向的凹模外形尺寸為 L 2 2 18 6 28 93 2mm12L 垂直于送料風向的凹模外形尺寸為 L 2 2 13 28 82mm1 判斷送料方向 L 93 2mm L 82mm 所以為縱向送料 選擇典型組合 由復合薄凹模典型組合為 15mX80mm GB2873 2 81 凹模的外型尺寸為 150X150X40MM 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 26 圖 11 3 11 3 定位零件 11 3 1 送料導向零件 該副落料沖壓冷沖模的送料導向零件采用用定位銷 可以很好的起到定位和導向 的作用 而且結構簡單實用 猶豫本次設計采用但工序模 所以在卸料板上開有擋料 銷的讓孔 可以很好的保證模具的運作 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 27 圖 11 4 11 3 2 送料定距零件 標準結構的固定定位銷 其結構簡單 制造容易 廣泛應用于沖值中 小型沖裁 件的擋料定距 擋料銷在送進方向帶有斜面 送進時當搭邊碰撞斜面使擋料銷跳越搭 邊而進人下一個孔中時 然后將條料后拉 擋料銷便抵住搭邊而定位 每次送料都要 先送后拉 做方向相反的兩個動作 適用于厚度大于 0 8mm 的沖壓材料 因為廢料需 帶有一定的強度 如料太薄 則頂不起帶有彈簧的擋料銷 所以這里采用活動擋料銷 固定擋料銷分圓形和構形兩種 一般安裝在凹模上 該模具采用固定圓形擋料銷 結構簡單 制造容易 但銷孔離凹模刃壁較近 削弱了凹模強度 設計時采用標準結 構的擋料銷 設計時使擋料銷銷孔與凹模刃壁的距離稍微遠一點 提高凹模強度 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 28 圖 11 5 11 4 卸料裝置和推件裝置 卸料板一般分為剛性卸料板和彈性卸料板兩種形式 彈性卸料板有敞開的工作空 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 29 間 操作方便 生產(chǎn)效率高 沖壓前可對毛坯有預壓作用 沖壓后也可使沖壓件平穩(wěn) 卸料 所以這里選用彈性卸料裝置 因為沖裁材料較厚 而且有彎曲成型 所以沖壓時需對零件起壓料作用 所以選 用彈壓卸料裝置 卸料板厚度一般取凹模厚度的 0 8 1 0 倍 所以取為 14mm 其 外形尺寸一般與凹模相同 因為在沖壓過程中 凸模自然會將沖件從凹模中卸下 所以這里不需要有推件與 頂出裝置 卸料板采用 45 鋼制造 淬火硬度為 40 45HRC 彈壓卸料板與凸模的單邊間隙可 根據(jù)沖裁模厚度按表 11 2 選用 這里工件厚度為 1 所以卸料板與凸模間隙取 0 1 表 11 2 彈壓卸料板與凸模間隙值 mm 材料厚度 t 0 5 0 5 1 1 單邊間隙 Z 0 05 0 1 0 15 圖 11 5 11 5 導向零件 選用滑動導柱和導套 其結構和尺寸都有標注規(guī)定 導套內孔有儲油槽 以便儲 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 30 油潤滑 內孔與導柱滑動配合 導柱的兩端基本尺寸相同 公差不同 按照標注選用 時 L 應保證導柱的上端面與上模座的上平面之間的距離不小于 10 15mm 以保證凸 凹模經(jīng)多次刃磨而使模具閉合高度變小后 導柱也不會影響模具正常工作 而下模座 的下平面與導柱壓入端的端面之間的距離不應小于 2 3mm 以保證下模座在壓力機 工作臺上的安裝固定 導套的上端面與上模座上平面之間的距離應大于 2 3mm 以 便排氣和出油 導套的外徑和上模座采用過盈配合 H7 r6 導柱的下部與下模座導柱孔采用過 盈配合 H7 r6 導柱 導套之間采用間隙配合 其配合間隙必須小于沖裁間隙 沖 裁間隙小的一般按照 H6 h5 配合 沖裁間隙大的一般按照 H7 h6 配合 緊固零件 螺釘用于固定模具零件 而銷釘則起定位作用 查表 2 27 卸料螺釘 M8 固定 螺釘 M8 以及 8 銷釘 11 6 導向零件 11 6 1 模架設計 根據(jù)標準規(guī)定 模架主要有兩大類 一類是由上模座 下模座 導柱 導套組成 的導柱模架 另一類是是由彈壓導板 下模座 導柱 導套組成的導板模模架 模架 及其組成零件已經(jīng)標準化 并對其規(guī)定了一定的技術條件 導柱模模架按導向結構形式分為滑動導向和滾動導向兩種 滑動導向模架的精度等級分為 級和 級 滾動導向模架的精度等級分為 0 級和 0 級 各級對導柱 導套的配合精度 上模座上平面對下模座下平面的平行度 導柱 軸心線對下模座下平面的垂直度等都規(guī)定了一定的公差等級 這些技術條件保證了整 個模架具有一定的精度 也是保證沖裁間隙均勻性的前提 有了這一前提 加上工作 零件的制造精度和裝配精度達到一定的要求 整個模具達到一定的精度就有了基本點 保證 滑動導向模架的結構形式有 4 種 對角導柱模架 中間導柱模架 四角導柱模架 后側導柱模架 后側導柱模架的特點是導向裝置在后側 橫向和縱向送料都比較方便 但如果有偏心載荷 壓力機導向又不精確 就會造成上模歪斜 導向裝置和凸 凹模 都容易磨損 從而影響模具壽命 此模具一般用于較小的模架 該模具采用后側導柱模架 這種模架的導柱在模具的一邊 以 凹模周界尺寸為依 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 31 據(jù) 選擇模架規(guī)格 查 沖壓模具課程設計指導與范例 書第 231 頁 得到以下數(shù)據(jù) 125 100 173mm 上模座厚度 h 上模取 40mm 上模墊板厚度 h 墊取 6mm 上固 定板厚度 h 固取 14mm 卸料板厚 14 中墊板厚 12 下固定板厚 16 下墊板后 6 下 模座厚度 h 下模取 40mm 那么 該模具的閉合高度 H 閉 H 上模 H 墊 H 固 L H 卸料 H 凹 H 墊 H 下模 173mm 式中 L 運動長度 L 14mm H 凹模厚度 H 14mm h2 凸模沖裁后進入凹模的深度 h2 3mm 可見該模具閉合高度小于所選壓力機 J23 25 的最大裝模高度 200mm 可以使用 11 6 2 模座 模座分帶導柱和不帶導柱兩種 根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品要求確定是否采用帶導柱的 模座 模座一般分為上 下模座 其形式基本相似 上 下模座的作用是直接或間接 地安裝沖模的所有零件 分別與壓力機滑塊和工作臺連接 傳遞壓力 因此 必須十 分重視上 下模座的強度和剛度 模座因強度不足會產(chǎn)生破壞 如果剛度不足 工作 時會產(chǎn)生較大的彈性變形 導致模具的彈性零件和導向零件和導向零件迅速磨損 這 是常見的卻又往往不為人們所重視的現(xiàn)象 設計時按標準選用模架或模座 在不能使用標準的情況下 設計沖模模座時注意 以下幾點 1 模座的外形尺寸根據(jù)凹模周界尺寸和安裝要求來確定 對于圓形模座 其直 徑應比凹模板直徑大 30 70mm 對于矩形模座 其長度應比凹模板長度大 40 70mm 而寬度可以等于或略大于凹模板寬度 但應考慮有足夠位置來安裝導柱 導套 模座 的厚度取凹模板厚度的 1 0 1 5 倍 根據(jù)受力情況 上模座厚度可比下模座厚度小 5 10mm 對于大型非標準模座 還必須根據(jù)實際情況需要 按鑄件工藝性要求和鑄件 結構設計規(guī)范進行設計 2 所設計的模座必須與所選的壓力機工作臺和滑塊的有關尺寸相適應 并進行 必要的校核 如下模座尺寸應比壓力機工作臺孔或墊板孔尺寸每邊大 40 50mm 等 3 模座材料根據(jù)工藝力的大小和模座的重要性選用 模座選用 Q235 結構鋼 4 模座的上 下表面的平行度應達到要求 平行度公差一般為 4 級 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 32 5 上 下模座的導柱與導套安裝孔的位置尺寸必須一致 其孔距公差要求在 0 02mm 以下 模座的導柱 導套安裝孔的軸線應與模座上 下面的垂直 安裝滑動 式導柱和導套時 垂直度公差一般為 4 級 上 下模座已有國家標準 除特殊類型外 盡可能按標準選取 標準可查書沖壓 模具課程設計指導與范例中表 9 46 中間導柱模架 具體見下圖 4 1 上模座 CAD 圖 圖 4 2 上模座三維圖 圖 4 3 下模座 CAD 圖 圖 4 4 下模座三維圖所示 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 33 圖 11 6 上模座 圖 11 7 下模座 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 34 設計小結 通過對模具專業(yè)的學習 掌握了常用材料在成型過程中對模具的工藝要求 掌握 模具的結構特點及設計計算的方法 以達到能夠獨立設計一般模具的要求 在模具制 造方面 掌握一般機械加工的知識 金屬材料的選擇和熱處理 結合模具結構的特點 根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝 畢業(yè)設計能夠對以上各方面的要求加以靈活運用 綜合檢驗大學期間所學的知識 通過本次畢業(yè)設計收益匪淺 主要體現(xiàn)在以下幾個方面 1 培養(yǎng)我綜合運用所學的基礎理論 基本知識和基本技能 提高分析解決實際問 題的能力 2 接受模具設計工程師必須的綜合訓練 提高實際工作能力 如調查研究 查閱 文獻和收集資料并進行分析的能力 制訂設計或試驗方案的能力 設計 計算和繪圖 能力 總結提高撰寫論文的能力 3 檢驗我綜合素質與實踐能力 是畢業(yè)的重要依據(jù) 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 35 1 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(xiàn)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(chǎn) 模具就是為了得到所需要的產(chǎn)品 要什么樣的產(chǎn)品 就 可以生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)過程是一個循序漸進的過程 生產(chǎn)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(shù)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(chǎn)批量 模具結構等 影響模具的 產(chǎn)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(chǎn)品質量和經(jīng)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 感謝我的導師以及其他老師們 他嚴謹細致 一絲不茍的作風一直是我工作 學 習中的榜樣 他們循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪 感謝我的輔導老師 這片論文的每個實驗細節(jié)和每個數(shù)據(jù) 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 有多少可敬的師長 同學 朋友給了我無言的幫助 在這里請接受我誠摯的謝意 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計 論文 37 主要參考文獻 1 姜奎華 主編 沖壓工藝及模具設計 北京 機械工業(yè)出版社 2004 2 王孝培 主編 實用沖壓技術手冊 北京 機械工業(yè)出版社 2001 3 史鐵梁 主編 模具設計指導 北京 機械工業(yè)出版社 2003 4 鄭可锽 主編 實用沖壓模具設計手冊 北京 宇航出版社 1990 5 王孝培 主編 沖壓設計資料 北京 機械工業(yè)出版社 1983 6 李天佑 主編 沖模圖冊 北京 機械工業(yè)出版社 1988 7 陳炎嗣 郭景儀 主編 沖壓模具設計與制造技術 北京 北京出版社 1991 8 涂光祺 主編 沖模技術 北京 機械工業(yè)出版社 2002 9 劉占軍編 護板多工位級進模設計 模具工業(yè) J 2005 12 27 29 10 王同海 主編 實用沖壓設計技術 北京 機械工業(yè)出版社 1995 11 邱永成 編著 多工位級進模設計 國防工業(yè)出版社 1987 12 李發(fā)致編著 模具先進制造技術 北京 機械工業(yè)出版社 2003 13 王一梅 主編 典型實用模具圖冊 江蘇科學技術出版社 1995 14 趙孟棟 主編 冷沖模設計 北京 機械工業(yè)出版社 1997 15 J Magee L J De Vin Process planning for laser assisted forming Journal of Materials Processing Technology 120 2002 322 326 16 A T Male Y W Chen C Pan Y M Zhang Rapid prototyping of sheet metal components by plasma jet forming Journal of Materials Processing Technology 135 2003 340 346 17 周永泰 模具產(chǎn)品目前水平及今后發(fā)展趨勢 J 模具技術 1998 2 4 6 18 第十界中國國際模具評定評述專家組 第十界中國國際模具技術和設備展覽會 模具水平評述 J 模具工業(yè) 2004 8 3 9 19 陳志明 張海歐 王桂蘭 我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展 J 華中科技大學模具技術國 家重點實驗室 鍛壓技術 2004 5 8 12