焊片沖壓成形工藝及模具設(shè)計【止動件】【沖孔落料復(fù)合?！俊菊f明書+CAD】

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Parts of the mold through the design, designers have further strengthened the basis for stamping die design knowledge, for the design of more complex stamping die to do a good job of paving the way and draw a more profound experience. 　　The design of the use of stamping process and die design of the basic knowledge, the first analysis of the size of stamping parts and performance requirements, in order to select the form of die structure ready; and then ranked to determine the kind of way; determine the mold design parameters, design features and the introduction of device selection; calculated in accordance with the red in front of select pressure punching machine. 　　The shape of the parts is simple, symmetrical. Is formed by the arc and a straight line, and blanking pieces can form within the economic reach an accuracy of IT12 ~ IT13. Center hole size and edge distance tolerance for ± 0.5. The above parts precision and accuracy requirements in order to per pound, you can request for the accuracy of parts in the stamping process can be assured that other dimension, such as production volume, but also are in line with the blanking of the technological requirements, it decided to adopt punching means for processing the parts of the fillet radius R = 0.6 ≥ 0.18t = 0.18 × 0.7 = 0.175 to meet the requirements. Keywords: stamping die, the introduction of devices, the production of bulk 2 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 零件號 零 件 名 稱 00-10 凸凹模 工序號 工 序 名 稱 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 01 下料(25×15×25) 鋸床 直尺 02 粗銑六面 銑床 虎鉗 標準 面銑刀 游標卡尺 03 磨削 磨床 磁力夾具、虎鉗 砂輪 游標卡尺 04 鉗工 鉆床 虎鉗 鉆刀、鉸刀、攻絲刀 高度尺、游標卡尺 05 熱處理（淬火、回火） 電熱爐 火鉗 06 磨削 磨床 磁力夾具、虎鉗 砂輪 游標卡尺 07 線切割 線切割機床 復(fù)式支撐夾具 銅絲 游標卡尺 08 鉗工 研磨工具 游標卡尺 編制 徐龍飛 校對 審核 批準 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 零件號 零 件 名 稱 00-03 落料凹模 工序號 工 序 名 稱 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 01 下料(65×60×18) 鋸床 直尺 02 粗銑六面 銑床 虎鉗 標準 面銑刀 游標卡尺 03 磨削 磨床 磁力夾具、虎鉗 砂輪 游標卡尺 04 鉗工 鉆床 虎鉗 鉆刀、鉸刀、攻絲刀 高度尺、游標卡尺 05 熱處理（淬火、回火） 電熱爐 火鉗 06 磨削 磨床 磁力夾具、虎鉗 砂輪 游標卡尺 07 線切割 線切割機床 復(fù)式支撐夾具 銅絲 游標卡尺 08 鉗工 虎鉗 研磨工具 游標卡尺 編制 徐龍飛 校對 審核 批準 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 1 - 目 錄 1.引言 2 1.1 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景 2 1.2 沖壓工藝介紹 2 1.3 沖壓工藝的種類 3 1.4 沖壓行業(yè)阻力和障礙與突破 4 2.焊片的模具設(shè)計 7 2.1 焊片設(shè)計任務(wù)書 7 2.2 沖壓件工藝性分析 8 2.3 確定工藝方案 8 2.4 排樣設(shè)計 9 2.5 沖裁力的計算 10 2.6 壓力中心的計算 11 2.7 工作零件刃口尺寸計算 13 2.8 模具總體設(shè)計 14 2.9 模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 15 2.10 橡膠選用原則 18 2.11 聯(lián)接件的選用與標準化 19 2.12 沖床選用 20 2.13 模具裝配圖： 21 3.模具零件加工工藝 22 總結(jié)語 24 致 謝 25 參考文獻 26 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 2 - 1：引言 1.1 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景 現(xiàn)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(yīng)求，市場需求 量維持在600億至650億美元，同時，我國的模具產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機遇。近 幾年，我國模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持13%的年增長率（據(jù)不完全統(tǒng)計，2004年國內(nèi)模具進口 總值達到600多億，同時，有近200個億的出口），到2005年模具產(chǎn)值預(yù)計為600億元， 模具及模具標準件出口將從現(xiàn)在的每年9000多萬美元增長到2005年的2億美元左右。單 就汽車產(chǎn)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(dāng)汽車更換車 型時約有80%的模具需要更換。2003年我國汽車產(chǎn)銷量均突破400萬輛，預(yù)計2004年產(chǎn) 銷量各突破500萬輛，轎車產(chǎn)量將達到260萬輛。另外，電子和通訊產(chǎn)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(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。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%。 1.2 沖壓工藝介紹 沖壓是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變 形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件(沖壓件)的成形加工方法。沖壓和鍛造同 屬塑性加工(或稱壓力加工)，合稱鍛壓。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。 全世界的鋼材中，有 6070%是板材，其中大部分是經(jīng)過沖壓制成成品。汽車的車身、 底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包、容器的殼體、電機、電器的鐵芯硅鋼片等都是 沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機械、生活器皿等產(chǎn)品中，也有大 量沖壓件。 沖壓件與鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強的特點。沖壓可制出其他方法難 于制造的帶有加強筋、肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性。由于采用精密模具， 工件精度可達微米級，且重復(fù)精度高、規(guī)格一致，可以沖壓出孔、凸臺等。 冷沖壓件一般不再經(jīng)切削加工，或僅需要少量的切削加工。熱沖壓件精度和表面 狀態(tài)低于冷沖壓件，但仍優(yōu)于鑄件、鍛件，切削加工量少。 沖壓是高效的生產(chǎn)方法，采用復(fù)合模，尤其是多工位級進模，可在一臺壓力機上 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 3 - 完成多道沖壓工序，實現(xiàn)由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動生產(chǎn)。生產(chǎn) 效率高，勞動條件好，生產(chǎn)成本低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。 1.3 沖壓工藝的種類 沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁， 其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時保證分離斷面的質(zhì)量要求。成形 工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。 在實際生產(chǎn)中，常常是多種工序綜合應(yīng)用于一個工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹 形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。 沖壓用板料的表面和內(nèi)在性能對沖壓成品的質(zhì)量影響很大，要求沖壓材料厚度精 確、均勻；表面光潔，無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等；屈服強度均勻，無明顯 方向性；均勻延伸率高；屈強比低；加工硬化性低。在實際生產(chǎn)中，常用與沖壓過程 近似的工藝性試驗，如拉深性能試驗、脹形性能試驗等檢驗材料的沖壓性能，以保證 成品質(zhì)量和高的合格率。 模具的精度和結(jié)構(gòu)直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響 沖壓件成本和質(zhì)量的重要因素。模具設(shè)計和制造需要較多的時間，這就延長了新沖壓 件的生產(chǎn)準備時間。 模座、模架、導(dǎo)向件的標準化和發(fā)展簡易模具(供小批量生產(chǎn))、復(fù)合模、多工位 級進模(供大量生產(chǎn))，以及研制快速換模裝置，可減少沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮短準 備時間，能使適用于減少沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮短準備時間，能使適用于大批量生 產(chǎn)的先進沖壓技術(shù)合理地應(yīng)用于小批量多品種生產(chǎn)。 沖壓設(shè)備除了厚板用水壓機成形外，一般都采用機械壓力機。以現(xiàn)代高速多工位機 械壓力機為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機械以及模具庫和快速換模裝 置，并利用計算機程序控制，可組成高生產(chǎn)率的自動沖壓生產(chǎn)線。 在每分鐘生產(chǎn)數(shù)十、數(shù)百件沖壓件的情況下，在短暫時間內(nèi)完成送料、沖壓、出 件、排廢料等工序，常常發(fā)生人身、設(shè)備和質(zhì)量事故。因此，沖壓中的安全生產(chǎn)是一 個非常重要的問題。 1.4 沖壓行業(yè)阻力和障礙與突破 阻力一：機械化、自動化程度低 美國 680 條沖壓線中有 70%為多工位壓力機，日本國內(nèi) 250 條生產(chǎn)線有 32%為多工 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 4 - 位壓力機，而這種代表當(dāng)今國際水平的大型多工位壓力機在我國的應(yīng)用卻為數(shù)不多； 中小企業(yè)設(shè)備普遍較落后，耗能耗材高，環(huán)境污染嚴重；封頭成形設(shè)備簡陋，手工操 作比重大；精沖機價格昂貴，是普通壓力機的 510 倍，多數(shù)企業(yè)無力投資阻礙了精沖 技術(shù)在我國的推廣應(yīng)用；液壓成形，尤其是內(nèi)高壓成形，設(shè)備投資大，國內(nèi)難以起步。 突破點：加速技術(shù)改造 要改變當(dāng)前大部分還是手工上下料的落后局面，結(jié)合具體情況，采取新工藝，提 高機械化、自動化程度。汽車車身覆蓋件沖壓應(yīng)向單機連線自動化、機器人沖壓生產(chǎn) 線，特別是大型多工位壓力機方向發(fā)展。爭取加大投資力度，加速沖壓生產(chǎn)線的技術(shù) 改造，使盡早達到當(dāng)今國際水平。而隨著微電子技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展使板材成形裝 備自動化、柔性化有了技術(shù)基礎(chǔ)。應(yīng)加速發(fā)展數(shù)字化柔性成形技術(shù)、液壓成形技術(shù)、 高精度復(fù)合化成形技術(shù)以及適應(yīng)新一代輕量化車身結(jié)構(gòu)的型材彎曲成形技術(shù)及相關(guān)設(shè) 備。同時改造國內(nèi)舊設(shè)備，使其發(fā)揮新的生產(chǎn)能力。 阻力二：生產(chǎn)集中度低 許多汽車集團大而全，形成封閉內(nèi)部配套，導(dǎo)致各企業(yè)的沖壓件種類多，生產(chǎn)集 中度低，規(guī)模小，易造成低水平的重復(fù)建設(shè)，難以滿足專業(yè)化分工生產(chǎn)，市場競爭力 弱；摩托車沖壓行業(yè)面臨激烈的市場競爭，處于“優(yōu)而不勝，劣而不汰”的狀態(tài)；封 頭制造企業(yè)小而散，集中度僅 39.2%。 突破點：走專業(yè)化道路 迅速改變目前“大而全”、“散亂差”的格局，盡快從汽車集團中把沖壓零部件 分離出來，按沖壓件的大、中、小分門別類，成立幾個大型的沖壓零部件制造供應(yīng)中 心及幾十個小而專的零部件工廠。通過專業(yè)化道路，才能把沖壓零部件做大做強，成 為國際上有競爭實力的沖壓零部件供應(yīng)商。 阻力三：沖壓板材自給率不足，品種規(guī)格不配套 目前，我國汽車薄板只能滿足 60%左右，而高檔轎車用鋼板，如高強度板、合金化 鍍鋅板、超寬板(1650mm 以上)等都依賴進口。 突破點：所用的材料應(yīng)與行業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展 汽車用鋼板的品種應(yīng)更趨向合理，朝著高強、高耐蝕和各種規(guī)格的薄鋼板方向發(fā) 展，并改善沖壓性能。鋁、鎂合金已成為汽車輕量化的理性材料，擴大應(yīng)用已勢在必 行。 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 - 5 - 阻力四：科技成果轉(zhuǎn)化慢先進工藝推廣慢 在我國，許多沖壓新技術(shù)起步并不晚，有些還達到了國際先進水平，但常常很難 形成生產(chǎn)力。先進沖壓工藝應(yīng)用不多，有的僅處于試用階段，吸收、轉(zhuǎn)化、推廣速度 慢。技術(shù)開發(fā)費用投入少，導(dǎo)致企業(yè)對先進技術(shù)的掌握應(yīng)用慢，開發(fā)創(chuàng)新能力不足， 中小企業(yè)在這方面的差距更甚。目前，國內(nèi)企業(yè)大部分仍采用傳統(tǒng)沖壓技術(shù)，對下一 代輕量化汽車結(jié)構(gòu)和用材所需的成形技術(shù)缺少研究與技術(shù)儲備。 突破點：走產(chǎn)、學(xué)、研聯(lián)合之路 我國與歐、美、日等相比，存在的最大的差距就是還沒有一個產(chǎn)、學(xué)研聯(lián)合體， 科研難以做大，成果不能盡快轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。所以應(yīng)圍繞大型開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項目，以 高校和科研單位為技術(shù)支持，企業(yè)為應(yīng)用基地，形成產(chǎn)品、設(shè)備、材料、技術(shù)的企業(yè) 聯(lián)合實體，形成既能開發(fā)創(chuàng)新，又能迅速產(chǎn)業(yè)化的良性循環(huán)。 阻力五：大、精模具依賴進口 當(dāng)前，沖壓模具的材料、設(shè)計、制作均滿足不了國內(nèi)汽車發(fā)展的需要，而且標準 化程度尚低，大約為 40%45%，而國際上一般在 70%左右。 突破點：提升信息化、標準化水平 必須用信息化技術(shù)改造模具企業(yè)，發(fā)展重點在于大力推廣 CAD/CAM/CAE 一體化技術(shù)， 特別是成形過程的計算機模擬分析和優(yōu)化技術(shù)(CAE)。加速我國模具標準化進程，提高 精度和互換率。力爭 2005 年模具標準件使用覆蓋率達到 60%，2010 年達到 70%以上基 本滿足市場需求。 阻力六：專業(yè)人才缺乏 業(yè)內(nèi)掌握先進設(shè)計分析技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的高素質(zhì)人才遠遠不能滿足沖壓行業(yè)飛 速發(fā)展的需要，尤其是摩托車行業(yè)中具備沖壓知識和技術(shù)和技能的專業(yè)人才更為缺乏 且大量外流。另外，眾多合資公司由外方進行工程設(shè)計，掌握設(shè)計權(quán)、投資權(quán)，我方 沖壓技術(shù)人員難以真正掌握沖壓工藝的真諦。 突破點：提高行業(yè)人員素質(zhì) 這是一項迫在眉睫的任務(wù)，又是一項長期而系統(tǒng)的任務(wù)。振興我國沖壓行業(yè)需要大批 高水平的科技人才，大批熟悉國內(nèi)外市場、具有現(xiàn)代管理知識和能力的企業(yè)家，大批 掌握先進技術(shù)、工藝的高級技能人才。要舍得花大力氣，有計劃、分層次地培養(yǎng)。 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 6 2：焊片的模具設(shè)計 2.1 焊片設(shè)計任務(wù)書 沖裁件，材料為 H62,厚度為 0.7mm，大批量生產(chǎn)。 試制定工件沖壓工藝規(guī)程、設(shè)計其模具、編制模具零件的加工工藝規(guī)程. 零件名稱:止動件 生產(chǎn)批量:大批 材料:H62 t=0.7mm 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 7 2.2 沖壓件工藝性分析 沖壓件結(jié)構(gòu)分析 該零件形狀簡單、對稱。是由圓弧和直線組成的，沖裁件內(nèi)外形所能達到的經(jīng)濟精 度為 IT12IT13?？字行呐c邊緣距離尺寸公差為 0.5。將以上精度與零件的精度要求 相以較比，可以為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證，其他尺寸標注，生 產(chǎn)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進行加工該零件的圓 角半徑 R=0.60.18t=0.180.7=0.175 符合要求。 沖裁件的材料分析 查模具設(shè)計手冊可得，H62 抗剪強度 =255Mpa。斷后伸長率 35%，此材料具有 良好的塑性及較高的彈性，沖裁性較好，可以沖裁加工。 2.3 確定工藝方案 該零件的沖壓工序為落料和沖孔，可以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(fù)合模。 方案三：沖孔、落料級進模具。 采用方案一，生產(chǎn)率低、工件的累計誤差大，操作不方便。由該工件為大批量生產(chǎn)。 方案二和方案三更具有優(yōu)越性。 該零件也與外緣之間的最小距離為 1.25mm，大于些零件要求的最小壁厚 0.7，可以采 用沖孔、落料復(fù)合模具或沖孔、落料級進模具，復(fù)合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單對稱，模 具制造并不困難。級進模具生產(chǎn)率也高，但零件的沖裁精度稍差，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、案裝較復(fù)合模具復(fù)雜，通過對 上述三種方案的分析比較，該零件才用第二種方案，復(fù)合模具。 2. 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 復(fù)合模有兩種結(jié)構(gòu)形式，正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模。分析該工件成形后脫模方 便性，正裝式復(fù)合模成形后工件留在下模，需向上推出工件，取工件不方便，倒裝式 復(fù)合模成形后工件留在上模，只需在上模裝一副推件裝置，故采用倒裝式復(fù)合模具。 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 8 2.4 排樣設(shè)計 設(shè)計復(fù)合模時，首先要設(shè)計條料排樣圖。該零件具有 T 形的特點，直排列時材料 的利用率較低，采用直對排的排樣方安可以提高材料的利用率，減少廢料。 查最小搭邊值表，得工件間 a=1，側(cè)面為 a1=1.2 經(jīng)邊綜合考慮取 a=1 a1=1.2 計算條料寬度：B= （24+2*1+1.2+12）mm=39.2mm 步距：S=12+1=13mm 計算沖壓件毛壞的面積：A=*6 2+*(2.25) 2+4.5*9.75 =172.8mm. 一個步距內(nèi)的材料利用率 為. 裁單件材料的利用率按式計算,即 =(2*172.8)(39.2*13)100%=67.8% %10bhnA 式中 A沖裁面積(包括內(nèi)形結(jié)構(gòu)廢料)； n 一個沖距內(nèi)沖沖裁件數(shù)目； b條料寬度； h進距。 排樣圖如(2.1)下： 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 9 (2.1) 2.5 沖裁力的計算 沖壓力 落料力 F 總= F 1=1.3Lt =1.3 60.35 0.7255 =14.005(KN) 式中：F 落 落料力（N） ； L工件外輪廓周長，L60.35mm； t材料厚度； 材料的搞剪強度（Mpa） ，查得 2 255Mpa。 沖孔力 F 沖= F 1=1.3Lt =1.328.0750.7255 =6.52(KN) 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 10 卸料力 F 卸 K 卸 F 落 式中：K 卸 卸料力因數(shù)，其值由手冊查得 K 卸 0.03。 則卸料力： F 卸 =70.03 14.04 =420.2(N) 推件力 推件力計算按下式： F 推 =nK 推 F 沖 式中：K 推 推件力因數(shù)，其值由 2表 2-15 查得 推 0.05； n卡在凹內(nèi)的工件數(shù)，n=7。 推件力則為： F 推 70.056512.9 =2280.2(N) 模具總沖壓力為： F 總 F 落 F 卸 F 壓 14004.9+6514.9+2280.2+420.2 =23220.2(N) 為了保證沖壓力足夠，一般沖裁的壓機噸位應(yīng)比計算的沖壓力大 30%左右， 所以：F 0 總 =1.323220.2N=30186.26N 2.6 壓力中心的計算 模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點位置。為了確保壓力機和模具正常 工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機滑快的中心相重合。否則，會使沖模和壓力機滑 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 11 塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過大的磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，減低模 具和壓力機的使用壽命。沖模的壓力中心，的按下述原則確定： （1）對稱形狀的單個沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。 （2）工件形狀相同且分布位置對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。 （3）形狀復(fù)雜的零件，多孔沖模，級進模的壓力中心可用解析法求出沖模壓力中心。 如(2.2)圖所表示： (2.2) 由于工件 x 方向?qū)ΨQ， 由于工件 y 方向?qū)ΨQ， 故壓力中心 X0=0mm 故只需計算 Y，將工件沖裁圖邊分成 L1、L 2、 L3、 L4 L5 L6 L7 。 yc = 3219 L Y (L1Y1+L2Y2+L3Y3+L4Y4+L5Y5+L6Y6+L7Y7)/(L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7) =976.3462/87.072 =11.21mm 其中：L1=32.34mm Y1=6mm L2=19.59mm Y2=16.85mm 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 12 L3=7.07mm Y3=22.47mm L4=3.14mm Y4=21mm L5=2mm Y5=21.25mm L6=3.14mm Y6=21.07mm L7=19.792mm Y7=6mm 所以壓力中心 G（0，11.21） 2.7 工作零件刃口尺寸計算 落料部分以落料凹模為基準計算，落料凸模按間隙值配制;沖孔部分明中孔凸模為基準 計算，沖孔凹模按間隙值配制。既以落料凹模、沖孔凸模為基準，凸凹模按間隙值配 制。 查有關(guān)手冊得間隙值，Z MIN=0.035mm Zmax=0.049mm 沖孔 6.3mm 的孔凸、凹模刃口尺寸的計算 由于制件結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分別加工的方法制作凸、凹模 其中凸、凹模刃口尺寸計算如下： 查手冊得凸、凹模制造公差 凸 =0.02mm 凹 =0.02mm 校核：Z MIN-Zmax =0.014mm，而 凸 + 凹 =0.04mm 凸 + 凹 ZMIN-Zmax故而只能用配作法制造模具刃口。 沖孔件的以凸模為其準模。 查表取，磨損系數(shù)：X=0.75mm。 工件圖中未標注公差的尺寸，查相關(guān)文獻得出其極限偏差為：6.3 0+0.025 R1 102.02. 按公式：B 凸 =(B+X) 0凸S 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 13 求得：B 凸 1=(6.3+0.75*0.025) =6.32 mm02.02. B 凸 2=(1+0.75*0.02) =1.01 mm02.02. 外形落料凸、凹模刃口尺寸的計算 對于外輪廓的落料，由于形狀較復(fù)雜，故采用配作法加工法，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(shè)備的精度要求，其凸、凹模刃口部分尺寸計算如 下： 當(dāng)以凹模為基準件時，凹模磨損后，刃口部分尺寸都增大，因此均屬于 A 類尺寸。工 件圖中未標注公差的尺寸，查相關(guān)文獻得出其極限偏差為： 12 -0.030 24-0.060 R2.5-0.030 查表得磨損系數(shù) X 為：1 按公式：A j=(Amax-X) 0+/4 Aj1=(12-1*0。03) 0+0.0075=11.970+0.0075 Aj2=(24-1*0.06)0+0.015=23.940+0.015 Aj3=(2.25-1*0。03) 0+0.0075=2.220+0.0075 2.8 模具總體設(shè)計 根據(jù)上述分析，零件的沖壓包括沖壓和落料兩個工序，且孔邊距較大，可采用倒裝復(fù) 合模具，可直接利用壓力機的打桿裝置進行推件，卸料可靠，便于操作。工件留在落 料凹?？锥粗?，應(yīng)在凹?？自O(shè)置推件塊；卡于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(shè)通槽，使廢料從孔洞中落下。由于在該模具中壓料是由 落料凸模與卸料板一起配合工作來實現(xiàn)，所以卸料板還應(yīng)具有壓料的作用，應(yīng)選用彈 性卸料板來卸下條料廢料。 因是大批量生產(chǎn)，采用手動送料方式，從前往后送料。 因該制件采用的是倒裝復(fù)合模具，所以直接用擋料銷和導(dǎo)料銷就可。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。由于該零件導(dǎo)向尺寸較小，且精度要求不是太高， 所以宜采用后側(cè)導(dǎo)術(shù)模架。 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 14 2.9 模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 落料凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 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，取 得刃口高度 h=5mm，該凹模的結(jié)構(gòu)簡單，宜采用整體式。 凹模高度 H= =13.25mm310F 凹模壁厚 C=1.5H=1.5*13.25=19.88mm 凹模的外形尺寸的確定：凹模外形長度 L=（24+2*19.88）=63.76mm 凹模的外形寬度 B=(12+2*19.88)=51.76mm 凹模整體尺寸標準化，取為 65mmX55mmX20mm。 沖孔凸模設(shè)計 1、6.3 的孔凸模設(shè)計 為了增加凸模的強度與剛度，凸模非工作部分直徑應(yīng)制成逐漸增大的多級形式，且它 的外形尺寸較小，所以選用 A 形圓凸模，凸模固定板厚度取 18mm。 所以凸模的長度 L=h1+h1+h1=15.7+13=28.7mm。 2 非圓形凸模設(shè)計 為了使凸模加工方便，選直通式凸模，其固定方式采用 N7/h6，鉚接固定。 長度 L=28.8mm。 凸凹模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 本模具的復(fù)合沖裁模，除了沖孔凸模和落料凹模外還有一個凸凹模具；根據(jù)整體模具 的結(jié)構(gòu)設(shè)計需要，凸凹模的結(jié)構(gòu)簡圖如右： 確定凸凹模安排在模架上的位置時，要依據(jù)計 算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心 重合。 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 15 校核凸凹的強度：查表得凸凹模的最小壁厚為 1mm ，而實際最小壁厚 為 1.5mm。故符合強度要求。凸凹模的刃品尺寸按落料凹模尺寸配制，并保證雙面隙為 0.036mm-0.049mm。 導(dǎo)料螺釘?shù)脑O(shè)計 導(dǎo)料螺釘是對條料或帶料的側(cè)向進行導(dǎo)向，以免送偏的定位零件。導(dǎo)料螺釘一般設(shè)有 兩個，并位于條料的同側(cè)，從右向左送料時，導(dǎo)料銷裝在后側(cè)，從前向后送料時，導(dǎo) 料銷裝在左側(cè)。導(dǎo)料螺釘有固定式的和活動式的，本副模具采用固定式導(dǎo)料螺釘，其 標準結(jié)構(gòu)由文獻6得，導(dǎo)料螺釘材料一般用 T7、T8，熱處理硬度為 4652HRC，粗糙 度 1.6m 下，裝配時采用 H7/s6，本副模具的導(dǎo)料螺釘材料用 T8。 固定板、墊板 （1）凸模固定板 將凸?；虬寄０匆欢ㄏ鄬ξ恢脡喝肽＞吖潭ê笞鳛橐粋€定位的零件安裝在上模座 或下模座的板件上。模具中最常見的凸模固定板，分為圓形固定板和矩形固定板兩種， 主要用于固定小型的凸模和凹模。固定板的設(shè)計應(yīng)注意以下幾點內(nèi)容： 凸模固定板的厚度一般取凹模的0.60.8倍，其平面尺寸可與凹模、卸料板外 形尺寸相同，但還應(yīng)考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢谩?固定板上的凸模安裝孔與凸模采用過渡配合H7/m6，凸模壓裝后端面要與固定板 一起磨平。 固定板的上、下表面應(yīng)磨平，并與凸模安裝孔的軸線垂直。固定板基面和壓裝 配合面的表面粗糙度為Ra=1.60.8m，另一非基準面可適當(dāng)降低要求。 固定板材料一般采用Q235或45鋼制造，無需熱處理淬硬。4 根據(jù)模具的工作的結(jié)構(gòu)特點 以及滿足工作時的受力要求，這 里取凸模固定板的厚度為 14mm， ，采用45制作。 （2）墊板 如左邊的視圖： 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，保護模座一面 被凸模端面壓陷。模具中最為常 見的是凸模墊板，它被裝于凸模 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 16 固定板與模座之間。墊板外形尺寸可與固定板相同，其厚度一般取 415mm，根據(jù)模具 結(jié)構(gòu)特點這里取墊板的厚度為 H=4 mm。墊板材料為 45 鋼，淬火硬度為 4348HRC。墊 板上、下表面應(yīng)磨平，表面粗糙度為 Ra=1.60.8m，以保證平行度要求。為了便于 模具裝配，墊板上銷釘通過孔直徑可比銷釘直徑增大 0.30.5mm。 模架的設(shè)計 模架各零件標記如下： 導(dǎo)柱標記：16100 GB/T2861.190 導(dǎo)套標記：169018 GB/T2861.690 上模座標記：636320 GB/T2855.590 下模座標記：636325 GB/T2855.290 模柄標記： A2530 GB/T2855.181 模柄與上模座的聯(lián)接采用壓入式的結(jié)構(gòu)如圖 17 所示。 圖 3.17 壓入式的模柄 固定擋料銷的設(shè)計根據(jù)標準件，選用此擋料銷如圖 圖 3.4 固定擋料銷的結(jié)構(gòu) 選用直徑 4mm，h=2mm 材料為 45 鋼 A 型固定擋料銷（JB/T7649.1094） (3.4) 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 17 2.10 橡膠的選用原則 橡膠允許承受的負荷較大，安裝調(diào)節(jié)靈活方便，是沖裁模中常用的彈性元件，其 選擇原則如下： 為保證橡膠正常工作，所選橡膠應(yīng)滿足預(yù)壓力要求： F0 FX 式中：F 0橡膠在預(yù)壓縮狀態(tài)下的壓力（ N） FX卸料力（ N） 為保證橡膠不過早失效，其允許最大壓縮量不超過其自由高度的 45%，一般取 H1=（0.350.45）H 0 式中：H 1橡膠允許的總壓縮量（ mm）, H0橡膠的自由高度（mm） 橡膠的預(yù)壓縮量一般取自由高度的 10%15%，即 H0.=（0.100.15 ）H 0. 式中H 0.為橡膠的預(yù)壓縮量（mm） 。 橡膠高度與直徑之比應(yīng)按下試校核： 0.5H0./D1.5 根據(jù)卸料力求橡膠橫截面尺寸，橡膠產(chǎn)生的壓力按下式計算： FXY = AP 所以，橡膠橫截面面積為：A= F XY/P 式中：F XY橡膠產(chǎn)生的壓力，在此取大于或等于卸料力（N） ； P橡膠所產(chǎn)生的單位面積的壓力（N） ； A橡膠橫截面面積（mm 2） 。 2.11.聯(lián)接件的選用與標準化 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 18 本模具采用螺釘固定，銷釘定位。具體講 內(nèi)六角螺釘標記：35 鋼 M865 GB7085 螺釘標記：35 鋼 M830 GB6876 圓柱銷釘標記：35 鋼 665 GB 11986 止動圓柱銷標記：35 鋼 46GB11986 2.12 沖床選用 2.12.1 沖壓設(shè)備的選擇依據(jù)： 1 所選壓力機的公稱壓力必須大于總沖壓力，即 F 壓F 總 2 壓力機的行程大小應(yīng)適當(dāng)。由于壓力機的行程影響到模具的張開高度，因此對于 沖裁，彎曲等模具，其行程不于過大，以免發(fā)生凸模與導(dǎo)板分離或滾珠導(dǎo)向裝 置脫開的不良后果。對于拉深模，壓力機的行程至少應(yīng)大于成品零件高度的兩 倍以上，以保證毛坯的放進和成行零件的取出。 3 所選壓力機的最大高度應(yīng)與沖模的閉合高度相適應(yīng)。即滿足：沖模的閉合高度介 于壓力機的最大閉合高度和最小閉合高度之間的要求。 4 壓力機工作臺面的尺寸必須大于模具下模座的外形尺寸，并還要留有安裝固定 的余地。但在過大的工作臺面上安裝過小尺寸的沖模時，對工作臺的受里條件 也是不利的。 2.12.2 壓力機的選擇 根據(jù)總沖壓力 F 總=30.186KN,模具閉合高度,沖床工作臺面尺寸等,并結(jié)合現(xiàn)有設(shè) 備, 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 19 用 J23-10 開式雙柱可傾沖床,并在工作臺面上備制墊塊。其主要工藝參數(shù)如下： 公稱壓力：100 KN 滑塊行程： 45mm 行程次數(shù)： 145 次 分根據(jù)總沖壓力 F 總=30.186KN,模具閉合高度, 沖床工作 臺面尺寸等,并結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備,選用 J23-10 開式雙分 最大閉合高度： 180mm 連桿調(diào)節(jié)長度： 80mm 工作臺尺寸（前后左右）： 240mm 370mm 2.13 模具裝配圖： 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 20 3:模具零件加工工藝 主要零件的加藝工藝過程： 落料凹模加工工藝過程 材料：Gr12 硬度：6064HRC 序號 工序號 工序內(nèi)容 1 備料 鍛件（退火狀態(tài)）：656018 2 粗銑 銑六面到尺寸 60.553.516.3，注意兩大平面與相鄰鄰側(cè)面用標準角尺測量達基本垂直 3 平面磨 磨光兩大平面厚度達 15.8，并磨兩相鄰側(cè)面達四面垂直。垂直度 0.02/100 4 鉗 劃線 劃出各孔徑中心線并劃出凹模洞口輪廓尺寸 鉆孔 鉆螺紋底孔，銷釘?shù)卓?，凹模洞口穿線孔 鉸孔 鉸銷釘孔到要求 攻絲 攻螺紋絲到要求 5 熱處理 淬火 使硬度達 6064HRC 6 平面磨 磨光兩大平面，使厚度達 15.7 7 線切割 割凹模洞口，并留 0.010.02研余量 8 鉗 研磨洞口內(nèi)壁側(cè)面達 0.8um配推件塊到要求 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 21 9 鉗 用墊片層保證凸凹模與凹模間隙均勻后，凹模與上模座配作銷釘孔 10 平磨 磨凹模板上平面厚度達要求 11 鉗 總裝配 凹凸模加工工藝過程 材料：Cr12Mov 硬度：6064HRC 序號 工序名稱 工序內(nèi)容 1 備料 鍛件（退火狀態(tài)）：251525 2 仿形銑 銑出大體輪廓 3 平磨 磨高度兩平面到尺寸 24.3 4 鉗 劃線 在長度方一側(cè)線切割夾位 6后，分中劃凸模輪廓線并劃 兩凹模洞口中線 鉆孔 按凹模洞口中心鉆線切割穿絲孔 锪擴凹模落料沉孔到要求，鉆螺紋底孔并攻絲到要求 5 熱處理 淬火 硬度達 6064HRC 6 平磨 磨高度到 23.3 7 線切割 割凸模及兩凹模，并單邊留 0.010.02 研磨余量 8 鉗 研配 研凸凹模并配入凸模固定板 研 各側(cè)壁到 0.8um 9 平磨 磨高度到要求 10 鉗 總裝配 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 22 總結(jié)語 焊片件屬于簡單沖裁件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計算確定本制件 是兩次沖裁成的，然后相應(yīng)選取各次沖裁時的壓力機。本設(shè)計主要是最后一次沖壓模 具設(shè)計，需要計算沖壓時的間隙、工作零件的圓角半徑、尺寸和公差，并且還需要確 定模具的總體尺寸和模具零件的結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)上面的設(shè)計繪出模具的總裝圖。 由于在零件制造前進行了預(yù)測，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)零件的時候才可以減少廢品的產(chǎn)生。 本焊片件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡單，高度不高適合選用標準模架。要保證零件的順利 加工和取件，必須有足夠的高度，因此需要改變導(dǎo)柱、導(dǎo)套的長度，以達到要求。模 具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡單，它可以相應(yīng)的簡化了模具結(jié)構(gòu)。便以以后的操作、調(diào) 整和維護。 焊片模具的設(shè)計，是理論知識與實踐有機的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對理論知識做了更 深切貼實的闡述。也使我認識到，要想做為一名合理的模具設(shè)計人員，必須要有扎實 的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新知識新技術(shù)，樹立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識應(yīng)用到實 踐中去，并堅持科學(xué)、嚴謹、求實的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國民經(jīng)濟的騰 飛做出應(yīng)有的貢獻。 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 23 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，很多都是我門的教科書上沒有的，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，使我們有了一定的餓設(shè)計的經(jīng)驗；同時在老師的悉心指導(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，再次感謝原老師、于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，不辜負你們對我們寄予的厚望！ 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計說明書 24 參考文獻 1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，1998 2肖祥芷、王孝培主編.中國模具設(shè)計大典 3. 江西：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2003 3劉建超、張寶忠主編.冷沖壓模具設(shè)計與制造. 北京：高等教育出版社，2004 4薛彥成主編.公差配合與技術(shù)測量.北京：機械工業(yè)出版社，2005 5翟德梅、段維峰主編.模具制造技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005 6楊占堯主編.沖壓模具圖冊. 北京：高等教育出版社，2004 7王樹勛、高廣升主編.冷沖模具結(jié)構(gòu)圖冊大全.廣東：華南理工大學(xué)出版社，1994 8馮炳堯、韓泰榮、蔣文森主編.模具設(shè)計與制造簡明手冊.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版 社，1998 9原紅玲 主編.沖壓工藝與模具設(shè)計. 北京：機械工業(yè)出版社，2008