墊片沖壓沖孔落料復(fù)合模具設(shè)計(jì)

墊片沖壓沖孔落料復(fù)合模具設(shè)計(jì),墊片,沖壓,沖孔,復(fù)合,模具設(shè)計(jì) 1 緒 論 目前，我國(guó)沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我?guó)在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè) 1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 發(fā)達(dá)的國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國(guó)模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。 1.1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀 我國(guó)模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003年我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)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(shì)頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿，2004年模具產(chǎn)值530億元。進(jìn)口模具18.13億?美元，出口模具4.91億美元，分別比2003年增長(zhǎng)18%、32.4%和45.9%。進(jìn)出口之比2004年為3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá)13.2億美元，為凈進(jìn)口量較大的國(guó)家。 在2萬多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)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(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；國(guó)企股份制改造步伐加快等。 雖然說我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國(guó)尚存在以下幾方面的不足: 第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來發(fā)展較快，國(guó)企改革也在進(jìn)行之中，但總體來看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再加上國(guó)內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)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(shù)方面。 ??? 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元，國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是15～20萬美元，有的高達(dá)25～30萬美元，與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)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(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。 ? 第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長(zhǎng)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(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國(guó)內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占45%左右，其余為自產(chǎn)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(wù)，與國(guó)際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，對(duì)模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。 1.1.2國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì) 巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)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(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國(guó)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） 模具日趨大型化；??? ? 2）在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)；?? ? 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)； 4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)；? ?? 5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；??? 6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)；??? 7）模具的精度將越來越高；? ? 8）模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化；?? ?? 9）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程；?? ? 10）開發(fā)新的成形工藝和模具 1.2國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 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(jī)、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(gè)國(guó)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(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為600～650億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。? 國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到50%以上；國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪問時(shí)，從德國(guó)工、模具行業(yè)組織--德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國(guó)有模具企業(yè)約5000家。2003年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中（VDMA）會(huì)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(guó)模具產(chǎn)值的90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)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(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右，而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多15～20萬美元，有的達(dá)到 25～30萬美元。 1.3墊片模具設(shè)計(jì)與制造方面 1.3.1墊片模具設(shè)計(jì)的思路 沖裁是沖壓工藝的最基本工序之一，它是利用模具使板料沿著一定的輪廓形狀產(chǎn)生分離的一種沖壓工序。它包括落料、沖孔、切邊、修邊、切舌、剖切等工序，其中落料和沖孔是最常見的兩種工序。沖裁在沖壓加工中應(yīng)用極廣。它既可直接沖出成品零件，還可以對(duì)已成形的工件進(jìn)行再加工。普通沖裁加工出來的制件的精度不高，一般情況下，沖裁件的尺寸精度應(yīng)在IT12級(jí)以下，不宜高于IT10級(jí)。 只有加強(qiáng)沖裁變形基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)算方法，才能正確地確定沖裁工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決沖裁變形中出現(xiàn)的各種實(shí)際問題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。 墊片是典型的沖壓件，該模具工作過程就是很簡(jiǎn)單的落料、沖孔，根據(jù)零件圖的結(jié)構(gòu)和尺寸精度以及材料的性能確定完成該沖壓件所需要的模具類型。因此，綜合考慮各種因素后采用復(fù)合模。根據(jù)計(jì)算的結(jié)果和選用的標(biāo)準(zhǔn)模架，判斷此次沖裁能不能采用標(biāo)準(zhǔn)的模架。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(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度,改變導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度的同時(shí),還要注意保證導(dǎo)柱和導(dǎo)套的強(qiáng)度. 導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度可根據(jù)沖裁凸凹模與落料凹模工作配合長(zhǎng)度決定．設(shè)計(jì)時(shí)可能高度出現(xiàn)誤差，應(yīng)當(dāng)邊試沖邊修改高度。 1.3.2墊片模具設(shè)計(jì)的進(jìn)度 1.了解目前國(guó)內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時(shí)間20天； 　　2.確定加工方案，所用時(shí)間5天； 　　3.模具的設(shè)計(jì)，所用時(shí)間30天； 4.模具的調(diào)試．所用時(shí)間5天． 在設(shè)計(jì)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(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中難免有不妥之處，肯請(qǐng)各位老師指正。 設(shè)計(jì)者：周海寧 2 墊片沖壓工藝的分析 2.1墊片件工藝分析 零件名稱：墊片 生產(chǎn)批量：大批量 材 料： Q235 厚 度： 1.2mm 工件圖： 見圖1 圖1 制件圖 該零件由Q235號(hào)鋼組成，具有良好的塑性、韌性、冷沖壓性能，能夠進(jìn)行一般的沖壓加工。多處用圓角過度，以便于模具加工，減少熱處理開裂，減少?zèng)_裁時(shí)尖角處的崩刃和過快磨損，尺寸精度要求一般。 該零件形狀簡(jiǎn)單、對(duì)稱，是由圓弧和直線組成的。沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為IT11～I(xiàn)T14，孔中心與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(rèn)為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，也均符合沖裁工藝要求，故決定采用沖壓方式進(jìn)行加工。 3工藝方案的確定 該零件所需的沖壓工序?yàn)槁淞虾蜎_孔，可擬定出以下三種工藝方案； 方案一：用簡(jiǎn)單模分兩次加工，即落料——沖孔。 方案二：沖孔、落料復(fù)合模。 方案三：沖孔、落料級(jí)進(jìn)模。 采用方案一，生產(chǎn)效率低，工件累計(jì)失誤大，操作不方面，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φ10mm和兩個(gè)30×10mm的孔與外緣之間的最小距離為15mm，大于此零件要求的最小壁厚（4.9mm），可以采用沖孔、落料復(fù)合?；驔_孔、落料級(jí)進(jìn)模。復(fù)合模模具的形位精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率也高，盡管模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，模具制造并不困難。級(jí)進(jìn)模雖生產(chǎn)率也高，但零件沖裁精度稍差，欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，故模具制造、安裝較復(fù)合模復(fù)雜。通過對(duì)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)合模為佳。 4必要的工藝計(jì)算 4.1排樣設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)復(fù)合模時(shí)，首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。該零件具有T形的特點(diǎn)，直排列時(shí)材料的利用率較低，采用直對(duì)排（見圖2）的排樣方案可以提高材料的利用率，減少?gòu)U料。 圖2 排樣圖 查表2.9取得搭邊直為：工件間a為1.8mm，側(cè)面a為2.0mm。 計(jì)算條料寬度： B=(75+2×2+1.8+40)mm=120.8mm 步距：S=（100+1.8）mm=101.8mm 材料利用率的計(jì)算： 計(jì)算沖壓件毛坯的面積：A=(100×40＋30×20＋0.5π×152)mm =4953.25mm2 一個(gè)步距的材料利用率： η=nA／BS×100% =2×4953.25／120.8×101.8×100% =80.55% 4.2計(jì)算凸、凹模刃口尺寸 查表2.4得間隙值Zmin=0.126mm,Zmax=0.180mm 4.2.1沖孔凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 由于制件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。由于該零件沒有公差要求，故按公差等級(jí)為IT14計(jì)算。 δ凹=0.6（Zmax－Zmin）=0.6(0.180－0.126)mm=0.0324mm δ凸=0.4(Zmax－Zmin)=0.4(0.180－0.126)mm=0.0216mm 校核：︳δ凹︳+︳δ凸︳≤Zmax－Zmin 0.0324+0.0216≤0.180－0.126 0.054mm≤0.054mm (滿足間隙公差) 工件圖中未標(biāo)注公差的尺寸，查相關(guān)文獻(xiàn)得出其極限偏差：100+0.36mm 沖圓孔時(shí)查表2.6得磨損系數(shù)X=0.5 A凸=(Amin+X△) 0-S凹mm =（10+0.5×0.36）0-0.0216mm=10.180-0.0216mm A凹=（A凸＋Zmin）0+δ凹mm =(10.18+0.126)0+0.0324mm=10.3060+0.0324mm 工件圖中未標(biāo)注公差的尺寸，查相關(guān)文獻(xiàn)得出其極限偏差：100+0.36mm 、300+0.52mm 沖方孔時(shí)查表2.6得磨損系數(shù)X1=0.75，X2=0.5 B凸=(Bmin+X△) 0-S凹mm =（30+0.75×0.36）0-0.0216mm=10.180-0.0216mm B凹=（B凸＋Zmin）0+δ凹mm =(30.27+0.126)0+0.0324mm=10.3060+0.0324mm C凸=(Cmin+X△) 0-S凹mm =（10+0.5×0.52）0-0.0216mm=10.260-0.0216mm C凹=（C凸＋Zmin）0+δ凹mm =(10.26+0.126)0+0.0324mm=10.3860+0.0324mm 4.2.2外形落料凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 對(duì)外輪廓的落料，由于形狀較復(fù)雜，故采用配合加工法，這種方法有利于獲得最小合理間隙，放寬對(duì)模具加工設(shè)備的精度要求，其凸、凹模刃口尺寸計(jì)算如下： 落料時(shí)應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，當(dāng)凹模磨損后，刃口部分尺寸都增大，因此屬于A類尺寸。 工件圖中未標(biāo)注公差的尺寸，查相關(guān)文獻(xiàn)得出其極限偏差：1000-0.87mm、400-0.62mm、300-0.52mm、750-0.74mm 查表2.6得磨損系數(shù)X=0.5 按刃口尺寸計(jì)算公式D凹=（D-XΔ）0+S／4凹 D凹=（D-XΔ）0+S／4凹=（100-0.5×0.87）0+0.87／4=99.5650+0.22mm D凹=（D-XΔ）0+S／4凹=（40-0.5×0.62）0+0.62／4=39.690+0.155mm D凹=（D-XΔ）0+S／4凹=（75-0.5×0.74）0+0.74／4=74.630+0.185mm D凹=（D-XΔ）0+S／4凹=（30-0.5×0.52）0+0.52／4=29.740+0.13mm 落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別為99.565mm、39.69mm、74.63mm、29.74mm,不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)要求中注明：凸模實(shí)際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值Zmin=0.126mm(落料凹模刃口部分尺寸見圖3）。 圖3落料凹模刃口部分尺寸 4.3沖壓力的計(jì)算 4.3.1 落料力的計(jì)算 按式： F落=1.3Ltτ F落------落料力（N） L ------工件外輪廓周長(zhǎng) t-------材料的厚度 t=1.2 mm τ-----材料的抗剪強(qiáng)度 由書本附錄查得 τ=310 Mpa 落料力則為： F落=1.3×337.1×1.2×310KN=182.034 KN 4.3.2 沖孔力的計(jì)算 按照式： F沖=1.3Ltτ L------ 工件孔的周長(zhǎng) 則沖孔力為: F沖圓=1.3×31.47×1.2×310=16.956 KN F沖方=1.3×160×1.2×310=86.4 KN 4.3.3 推件力計(jì)算 按照式： F推=nK推 F沖 K推-----推件力因數(shù) 其值由表2.21查得 K推=0.05 n-----卡在凹模內(nèi)的工件數(shù) n=5 則推件力為： F推=5×0.05×（86.4+16.956）KN=25.839KN 4.3.4 卸料力的計(jì)算 按照式： F卸=K卸F落 K卸----卸料力因數(shù) 其值由表查得K卸=0.04 K卸=0.04×128.034KN=7.28 KN 故總沖壓力為： F總=F落+F孔+F推+F卸 =182.034+（86.4+16.956）+25.839+7.28 =318.509KN 為了保證壓力足夠，一般沖裁時(shí)壓力機(jī)的噸位應(yīng)比計(jì)算的噸位大30%左右，即： F總’=1.3 F總=1.3×318.509KN=414.06KN 4.4壓力中心的計(jì)算 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4。 圖4壓力中心 因工件左右對(duì)稱，即Xc=0，故只需計(jì)算Yc。將工件沖裁周邊分成L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8基本線段，求出各段長(zhǎng)度的重心位置： L1=100mm Y1=0mm L2=80mm Y2=20mm L3=70mm Y3=40mm L4=40mm Y4=50mm L5=47.1mm Y5=69.55mm L6=31.4mm Y6=60mm L7=80mm Y7=15mm L8=80mm Y8=15mm Yc=L1Y1+L2Y2+……+L7Y7+L8Y8／L1+L2+……+L7+L8 =26.414 4.5沖壓設(shè)備的選擇 選擇型號(hào)為JB23——100的開式雙柱可傾壓力機(jī)能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下： 公稱壓力：1000KN 滑塊行程：130mm 最大閉合高度：480mm 最大裝模高度：380mm 工作臺(tái)尺寸（前后×左右）:710mm×1080mm 墊板尺寸（厚度×孔徑）：100mm×250mm 模柄孔尺寸：φ60mm×75mm 最大傾斜角度：30° 5模具總體設(shè)計(jì) 根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個(gè)工序，且孔邊距較大，可采用倒裝復(fù)合模具，可直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件，卸料可靠，便于操作。工件留在落料凹?？锥粗?，應(yīng)該在凹?？自O(shè)置推件塊；卡于凸凹模上的廢料可由鞋料版推出；而沖孔廢料則可以在下模座中開設(shè)通槽，使廢料從空洞中落下。由于在該模具中壓料是由落料凸模于鞋料版一起配合工作來實(shí)現(xiàn)的，所以卸料板還應(yīng)具有壓料作用，應(yīng)選用彈性卸料板來卸下條料廢料。 因是大批量生產(chǎn)，采用手動(dòng)送料方式，從右往左送料。 因該制件采用的是倒裝復(fù)合模，所以直接用擋料銷和導(dǎo)料銷即可。 為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱和導(dǎo)套導(dǎo)向。由于該零件導(dǎo)向尺寸較小，且精度要求不高，所以宜采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。 6主要工作部分尺寸計(jì)算 6.1凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.1.1落料凸模、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在落料凹模內(nèi)部，由于要設(shè)置推件塊，所以凹模刃口應(yīng)采用直筒形刃口，并查表2.21，取得刃口h=6mm。該凹模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用整體式。 查表2.22，得k=0.22 即 凹模高度H=KS=0.22×75=16.5mm 凹模壁厚S=1.5H=1.5×16.5=24.75mm 凹模外形尺寸的確定：凹模外形長(zhǎng)度L=（75+2×24.75）mm=124.5mm 凹模外形寬度B=(100+2×24.75)mm=149.5mm 凹模整體尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，取180mm×180mm×20mm 6.1.2沖孔凸模設(shè)計(jì) 沖孔φ10mm的凸模，為了增加凸模的強(qiáng)度和剛度，凸模非工作部分直徑應(yīng)制成逐漸贈(zèng)大的多級(jí)形式，且它的外形尺寸較大，所以選用B形圓凸模凸模國(guó)定板厚度取28mm，凸模長(zhǎng)度根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要來確定。 L=h凸模固定板+h落料凹模=(28+16.5)mm=44.5mm(取50mm) 由于凸模直徑較大，且長(zhǎng)度較短，剛度和強(qiáng)度足夠，所以無需對(duì)其進(jìn)行校核。沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模1mm。 沖孔30mm×10mm的凸模，由于方凸模的外形尺寸較大，且長(zhǎng)度較短，剛度和強(qiáng)度足夠，無需對(duì)其進(jìn)行校核。沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模1mm。 小凸模的外形尺寸及公差要求如圖5所示。 大凸模的外形尺寸及公差要求如圖6所示。 圖5 小凸模 圖6 大凸模 6.1.3凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本模具為復(fù)合沖裁模具，除了沖孔凸模和落料凹模外，還右一個(gè)凸凹模。根據(jù)整體模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要，凸凹模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖應(yīng)如圖7所示。確定凸凹模安排在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。 圖7凸凹模的結(jié)構(gòu) 校核凸凹模的強(qiáng)度：查表2.23得凸凹模的最小壁厚為3.2mm，而實(shí)際最小壁厚為20.21mm。故符合強(qiáng)度要求。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模配制，并保證雙面間隙為0.126mm～0.180mm。凸凹模上孔中心與邊緣距離尺寸的公差，應(yīng)比此零件所標(biāo)注的精度高3～4級(jí)。 6.2卸料彈簧的設(shè)計(jì) 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)初選6根彈簧，沒根彈簧的預(yù)壓力為 F0≥F卸／n=7280／6=1214N 根據(jù)預(yù)壓力和模具結(jié)構(gòu)尺寸，初選序號(hào)為53～57的彈簧，其最大工作負(fù)荷F1=1800N＞1214N。 試選53～57號(hào)中的58號(hào)彈簧，效驗(yàn)彈簧最大許可壓縮量Lmax＞彈簧的實(shí)際總量L總。58號(hào)彈簧的具體參數(shù)是：彈簧外徑30mm,材料直徑6mm,自由高度H0=120mm，節(jié)距t=12.5mm, F1=1780N,極限載荷時(shí)彈簧高度H1=85.4mm。 彈簧最大許可壓縮量Lmax=(120－85.4)mm=34.6mm 彈簧與壓縮量 L= F0×Lmax／F1=1214×34.6／1780=21.55mm 校核：卸料板工作行程 t+ h1+h2=(1.2+1+0.5)=2.7mm 凸模刃磨量和調(diào)節(jié)量 h3=6mm 彈簧實(shí)際總壓縮量 L總=L+h1+h2+h3=（21.55+2.7+6）=30.25mm 由于34.6＞30.25，即Lmax＞L總,所以所選彈簧合適。 裝配高度：H2=H0－L=(120-21.55)mm=98.45mm 彈簧的窩座深度:h=H0-Lmax+h卸料板+t+1-h凸凹模-h修模 =（120-34.6+16+1.2+1-80-6）mm =24.4mm 彈簧的外露高度： H3=H2－h(huán)- H卸料板窩深 =（98.45-24.4-7）mm=67.05mm 6.3模架的設(shè)計(jì) 模架個(gè)零件標(biāo)記如下： 上模座：250mm×360mm×50mm 下模座：250mm×360mm×50mm 導(dǎo) 柱：B35h5×180mm×40mm 導(dǎo) 套：B35H6×110×46 模 柄：φ60mm×115mm 墊板厚度：180mm×180mm×12mm 卸料板厚度：250mm×180mm×16mm 凸模固定板厚度：180mm×180mm×28mm 模具閉合高度： 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+20+1.2+16+67.05+50)mm =244.25mm≈250mm 7模具的總裝圖 7.1沖裁模的總裝圖 圖8模具總裝圖 由以上設(shè)計(jì)，可得到模具的總裝圖，其工作過程是：上模部分通過模柄安裝在壓力機(jī)滑塊上,下模部分通過螺栓壓板安裝在壓力機(jī)工作臺(tái)面上。導(dǎo)料銷和擋料銷固定在凸凹模上,條料沿導(dǎo)料銷送進(jìn),由擋料銷控制其送進(jìn)步距。壓力機(jī)行程一次沖壓一次；沖裁完畢,壓力機(jī)滑塊回程,帶動(dòng)上模部分上行,卡在凹模內(nèi)的制件由推件塊推出；卡在凸凹模內(nèi)從下模座的孔洞中落下；卡在凸凹模外的料由卸料板卸下，完成一次沖壓。 結(jié)束語 墊片屬于典型的沖裁件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計(jì)算確定該制件的沖裁力及模具刃口尺寸，然后選取相應(yīng)的壓力機(jī)。本設(shè)計(jì)主要是落料凸、凹模及沖孔凸、凹模的設(shè)計(jì)，需要計(jì)算凸凹模的間隙、工作零件的尺寸和公差。此外,還需要確定模具工藝零件和結(jié)構(gòu)零件以及模具的總體尺寸，然后根據(jù)上面的設(shè)計(jì)繪出模具的總裝圖。 由于在零件制造前進(jìn)行了預(yù)測(cè)，分析了制件在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應(yīng)的工藝措施。因此，模具在生產(chǎn)零件的時(shí)候才可以減少?gòu)U品的產(chǎn)生。 墊片沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，但是其尺寸相對(duì)較大不適合選用標(biāo)準(zhǔn)模架。要保證零件的順利加工和取件，模具必須有足夠的長(zhǎng)度，因此需要改變上、下模座的長(zhǎng)度，以達(dá)到要求。模具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)單，它可以相應(yīng)的簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。便于以后的操作、調(diào)整和維護(hù)。 歷經(jīng)近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，敬請(qǐng)各位老師對(duì)我的設(shè)計(jì)過程作最后檢查。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請(qǐng)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(jì)在實(shí)際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時(shí)間里，對(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我在溫習(xí)學(xué)過的知識(shí)的同時(shí)又學(xué)習(xí)了許多新知識(shí)，對(duì)一些原來一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識(shí)。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(cè)量、冷沖模具設(shè)計(jì)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(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。同時(shí)還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)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(fèi)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(shí)，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來，使我們?cè)跍亓?xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí)；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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 墊片沖孔落料拉深模具的設(shè)計(jì)，是理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對(duì)理論知識(shí)做了更深切貼實(shí)的闡述。也使我認(rèn)識(shí)到，要想做為一名合格的模具設(shè)計(jì)人員，必須要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)新技術(shù)，樹立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，并堅(jiān)持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。  參 考 文 獻(xiàn) [1] 中國(guó)機(jī)械工程協(xié)會(huì)、李春勝、黃德彬主編.金屬材料手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.11 [2] 肖祥芷、王孝培主編.中國(guó)模具工程大典第4卷.北京：電子工業(yè)出版社，2007.3 [3] 機(jī)械工業(yè)部編.機(jī)械產(chǎn)品目錄（1996）第5卷.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996 [4] 王孝培主編.實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.3 [5] 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)、中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典編委會(huì)編.中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典（第3卷）.南昌：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2003.1 [6] 任嘉卉主編.公差與配合手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.4 [7] 王建中、李洪主編.公差與制圖技術(shù)手冊(cè).沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1999.1 [8] 郭成、儲(chǔ)家佑主編.現(xiàn)代沖壓技術(shù)手冊(cè).北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2005.10 [9] 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社、全國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)編.中國(guó)機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編：沖壓模具卷（下）.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1998.12 [10] 許發(fā)越主編.模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.10 [11] 林慧國(guó)等主編.模具材料應(yīng)用手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.7 [12] 陳錫東、周小玉主編.實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.7 - 26 -