活門的沖壓工藝及級進(jìn)模具設(shè)計【帶孔長方形墊板沖孔落料沖裁模連續(xù)級進(jìn)模含14張CAD圖帶卡片】
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設(shè) 計 說 明 書設(shè)計題目： 活門沖孔落料級進(jìn)模設(shè)計 系 部 專 業(yè) 班 級 學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 20 年 05 月 15 日 活門沖壓工藝及級進(jìn)模具設(shè)計摘 要：本設(shè)計題目為活 門 件 沖裁模，體現(xiàn)了典型沖裁模的設(shè)計要求、內(nèi)容及方向，有一定的設(shè)計意義。通過對該模具的設(shè)計，加強(qiáng)了設(shè)計者對沖裁模設(shè)計基礎(chǔ)知識的理解和運(yùn)用，為設(shè)計更復(fù)雜的沖裁模具做好了鋪墊。本設(shè)計運(yùn)用沖裁工藝及模具設(shè)計的基礎(chǔ)知識，首先分析了板材的性能要求，為選取模具的類型做好了準(zhǔn)備；然后計算了沖裁件的沖裁力，便于選取壓力機(jī)噸位及確定壓力機(jī)型號；最后分析了沖裁件的特征，便于確定模具的設(shè)計參數(shù)、設(shè)計要點及卸件裝置。本設(shè)計采用了沖孔—落料級進(jìn)模成形活 門 制 件 。成形原理可劃分為兩個階段：首先沖孔凸模與凹模共同作用先沖出活門制件上的孔，而后利用第一步?jīng)_出的兩個 10mm 的半圓孔做精確定位使外形凸模與凹模共同作用使工?件落料成形。關(guān)鍵詞： 沖孔—落料級進(jìn)模 沖孔凸模 凹模 壓力機(jī)噸位 The valve ramming craft and the level enter the mold designAbstract: This design topic for the valve punching die, has manifested the typical punching die design request, the content and the direction, has certain design significance.Through to this mold design, strengthened the designer to the punching die design elementary knowledge understanding and the utilization, for designed the more complex blanking mold to complete the upholstery.This design the elementary knowledge which designs using the blanking craft and the mold, first has analyzed the plate performance requirement, for selected the mold the type to prepare for; Then has calculated the blanking blanking force, is advantageous for the selection press tonnage and the definite press model; Finally has analyzed the blanking characteristic, is advantageous for determines the mold the design variable, the design main point and the shedder.This design used the punch holes - to fall the material level to enter the mold forming valve workpiece.The formed principle may divide is two stages: First the punch holes raised mold and the concave mold affect together run out on the valve workpiece first the hole, after but uses two 10mm half round hole which first step runs out to make the pinpointing to cause the contour raised mold and the concave mold affects together causes the work piece to fall the material forming.Key word: The punch holes - fall the material level to enter the mold punch holes raised mold Concave mold Press tonnage 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 粗銑 工序號 02零件名稱 凹模板 零件號 00-10零件重量 同時加工零件數(shù) 1材 料 毛 坯牌 號 硬 度 型 號 重 量Cr12 56-60HRC設(shè) 備名 稱 型 號夾 具名 稱輔 助工 具銑床 虎鉗 游標(biāo)卡尺安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀長 度 走 刀次 數(shù) 切 削 深 度 進(jìn)給量 主 軸轉(zhuǎn) 速 切 削速 度 基 本工 時一次 1 銑上平面 φ75 面銑刀 游標(biāo)卡尺 0.5 3 1.5 200㎜/ min 800r/min一次 1 銑下平面 φ75 面銑刀 游標(biāo)卡尺 0.5 3 1.5 200㎜/ min 800r/min一次 2 銑兩端面 φ20 立銑刀 游標(biāo)卡尺 0.5 3 1.5 60㎜/ min 300r/min一次 2 銑兩端面 φ20 立銑刀 游標(biāo)卡尺 0.5 3 1.5 60㎜/ min 300r/min設(shè) 計 者 指 導(dǎo) 教 師 共 1 頁 第 1 頁 零件號 零 件 名 稱 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡 00-10 凹模板設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具工序號 工 序 名 稱名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格工 時5 下料：305mm×245mm×65mm 鋸床 直尺10 粗銑：銑六面,互為直角,留單邊余量 0.5mm 銑床 虎鉗 標(biāo)準(zhǔn) 面銑刀 游標(biāo)卡 尺15 磨削：磨六面,互為垂直,留單邊余量 0.3mm 磨床磁力夾具、虎鉗砂輪 游標(biāo)卡 尺20 鉗工：劃線,按位置加工孔,并攻螺紋 鉆床 虎鉗鉆刀、鉸刀、攻絲刀高度尺、游標(biāo)卡尺25 熱處理：按熱處理工藝,淬火回火達(dá)到 56～60HRC 電熱爐 火鉗30 磨削：精磨上下平面 磨床磁力夾具、虎鉗砂輪 游標(biāo)卡 尺35 鉗工：鉗工精修、拋光 研磨工 具 游標(biāo)卡 尺編制 校對 審核 批準(zhǔn) 活門的沖壓工藝及級進(jìn)模具設(shè)計【帶孔長方形墊板沖孔落料沖裁模連續(xù)級進(jìn)模】摘 要：本設(shè)計題目為活 門 件 ，體現(xiàn)了典型沖裁模的設(shè)計要求、內(nèi)容及方向，有一定的設(shè)計意義。通過對該模具的設(shè)計，加強(qiáng)了設(shè)計者對沖裁模設(shè)計基礎(chǔ)知識的理解和運(yùn)用，為設(shè)計更復(fù)雜的沖裁模具做好了鋪墊。本設(shè)計運(yùn)用沖裁工藝及模具設(shè)計的基礎(chǔ)知識，首先分析了板材的性能要求，為選取模具的類型做好了準(zhǔn)備；然后計算了沖裁件的沖裁力，便于選取壓力機(jī)噸位及確定壓力機(jī)型號；最后分析了沖裁件的特征，便于確定模具的設(shè)計參數(shù)、設(shè)計要點及卸件裝置。本設(shè)計采用了沖孔—落料級進(jìn)模成形活 門 制 件 。成形原理可劃分為兩個階段：首先沖孔凸模與凹模共同作用先沖出活門制件上的孔，而后利用第一步?jīng)_出的兩個 10mm 的半圓孔做精確定位使外形凸模與凹模共同作用使工件落料成形。?關(guān)鍵詞： 沖孔—落料級進(jìn)模 沖孔凸模 凹模 壓力機(jī)噸位 The valve ramming craft and the level enter the mold designAbstract: This design topic for the valve punching die, has manifested the typical punching die design request, the content and the direction, has certain design significance.Through to this mold design, strengthened the designer to the punching die design elementary knowledge understanding and the utilization, for designed the more complex blanking mold to complete the upholstery.This design the elementary knowledge which designs using the blanking craft and the mold, first has analyzed the plate performance requirement, for selected the mold the type to prepare for; Then has calculated the blanking blanking force, is advantageous for the selection press tonnage and the definite press model; Finally has analyzed the blanking characteristic, is advantageous for determines the mold the design variable, the design main point and the shedder.This design used the punch holes - to fall the material level to enter the mold forming valve workpiece.The formed principle may divide is two stages: First the punch holes raised mold and the concave mold affect together run out on the valve workpiece first the hole, after but uses two 10mm half round hole which first step runs out to make the pinpointing to cause the contour raised mold and the concave mold affects together causes the work piece to fall the material forming.Key word: The punch holes - fall the material level to enter the mold punch holes raised mold Concave mold Press tonnage 目 錄緒 論 ……………………………………………………………………………11.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 ………………………………………………11.1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 …………………………………………………………11.1.2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 ……………………………………………………21.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 ………………………………………………21.3 活門沖孔落料級進(jìn)模具設(shè)計與制造方面 …………………………………31.3.1 活門沖孔落料級進(jìn)模具設(shè)計的設(shè)計思路 ………………………………31.3.2 活門模具設(shè)計的進(jìn)度 ……………………………………………………31 工藝性分析 ……………………………………………………………………52 沖壓工藝方案的確定 …………………………………………………………63 排樣設(shè)計 ………………………………………………………………………73.1 確定零件的排樣方案…………………………………………………………73.2 條料寬度、導(dǎo)料板間距離和材料利用率的計算……………………………74 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定 …………………………………………………95 沖壓力與壓力中心的計算………………………………………………………105.1 沖裁工序總力的計算…………………………………………………………105.2 初選壓力機(jī)……………………………………………………………………115.3 壓力中心的計算………………………………………………………………116 模具主要零件……………………………………………………………………136.1 工作零部件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化……………………………………………13 6.2 定位裝置的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化……………………………………………………186.3 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用………………………………………………………………196.4 卸料部件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化……………………………………………………207 模具裝配與調(diào)試…………………………………………………………………217.1 安裝總述 ………………………………………………………………21 7.2 模具裝配過程 …………………………………………………………………218 墊片沖孔落料連續(xù)?？傃b圖……………………………………………………239 壓力機(jī)的校核 …………………………………………………………………24 結(jié)束語 ………………………………………………………………………………25致謝 …………………………………………………………………………………26參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………27 緒 論目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計，2003 年我國模具生產(chǎn)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(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 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)口量較大的國家。在 2 萬多家生產(chǎn)廠點中，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(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)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(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)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(jìn)行之中，但總體來看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)，再加上國內(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)，在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是 15～20 萬美元，有的高達(dá) 25～30 萬美元，與之相對的是我國相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現(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(biāo)準(zhǔn)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(chǎn)水 平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占 45%左右，其馀為自產(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模具質(zhì)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(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進(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 國內(nèi)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(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(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化、智能化； 9）研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程； 10）開發(fā)新的成形工藝和模具。1.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢模具是工業(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，已成為衡量一個國家制造業(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，全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)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(chǎn)值的三分之一。 國外模具總量中,大型、精密、復(fù)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(jī)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(chǎn)值達(dá) 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(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的 90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國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、模具工藝設(shè)計、高級鉗工及企業(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．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多 15～20 萬美元，有的達(dá)到 25～30 萬美元。國外先進(jìn)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70%以上，而我國才達(dá)到 45％．1.3 活門沖孔落料級進(jìn)模具設(shè)計與制造方面1.3.1 活門沖孔落料級進(jìn)模具設(shè)計的設(shè)計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 級以下，不宜高于 IT10 級。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、實用、方便的計算方法，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)的各種實際問題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。該活門件是典型的沖壓件，該模具工作過程很簡單就是沖孔和落料，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,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度決定．設(shè)計時可能高度出現(xiàn)誤差，應(yīng)當(dāng)邊試沖邊修改高度。1.3.2 活門件模具設(shè)計的進(jìn)度1.了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間 10 天；2.確定加工方案，所用時間 5 天；3.模具的設(shè)計，所用時間 30 天；4．模具的調(diào)試．所用時間 5 天． 沖孔落料級進(jìn)模設(shè)計工件名稱: 活 門生產(chǎn)批量:批量生產(chǎn)材 料: 45厚 度: 2.5mm 工件簡圖:見圖 1圖 1 活門 1 工藝性分析圖示零件材料為 45 鋼，適合一般的沖壓加工。此工件只有落料和沖孔兩個工序，結(jié)構(gòu)相對比較簡單，只有一個內(nèi)孔。圖示零件的尺寸全部為未注公差的一般尺寸，一般按 IT14 級取，尺寸精度較低，普通沖裁完全可以滿足要求。由以上分析可知，圖示零件具有比較好的沖壓工藝性，適合沖壓生產(chǎn)。 2 沖壓工藝方案的確定該工件包括落料和沖孔兩個基本工序，可有以下三種工藝方案：方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。本方案的模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序兩套模具，成本高而且生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)的要求。方案二：落料—沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。本方案只需要一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都高，由于查模具手冊可知材料厚度為 2.5mm 時凸、凹模的許用的最小壁厚為 5.8mm,由圖形可知孔邊距小于凸、凹模許用最小壁厚，用方案二模具強(qiáng)度較差，制造難度大，并且沖壓后成品留在模具上，在清理模具上的物料時會影響沖壓的速度，操作不方便。方案三：沖孔—落料級進(jìn)沖壓。采用級進(jìn)模生產(chǎn)。本方案也只需要一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求。通過對比以上方案可知，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案三較好。 3 排樣設(shè)計3.1 確定零件的排樣方案設(shè)計模具時，首先要設(shè)計條料排樣圖?；铋T零件外形接近矩形只有沖孔，所以結(jié)構(gòu)比較簡單，只需要直排就可以。直排（圖 2 所示）的排樣方案材料的利用率已經(jīng)很高。圖 23.2 條料寬度、導(dǎo)料板間距離和材料利用率的計算查表取得側(cè)搭邊值為 3mm，工件見搭邊值為 3m。條料寬度的計算：擬采用無側(cè)壓裝置的送料方式，由圖 2 條料的排樣可知： 條料寬度：B=（100+2x3）mm=106mm 步距：S=（70+3）mm=73mm材料利用率的計算：根據(jù)一般的市場供應(yīng)情況，原材料選用 1500 mm×750 mm×1mm 的冷軋薄鋼板。每塊可剪 106mm ×1500 mm 規(guī)格條料 7 條，材料剪切利用率達(dá) 98.93%。由 autocad 軟件可知沖裁件的面積：A=6684.51mm2一個步距的材料利用率：=(1×6684.51)/(106×73)×100% =86.4%? 4 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定4.1 正倒裝結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，即沖孔凹模和落料凹模都安排在下模。4.2 送料方式因是大批量生產(chǎn)，但工件簡單，所以采用手動送料方式比較好，能夠使模具制造簡單。4.3 定位裝置本工件在級進(jìn)模中尺寸是較小的，又是大批量生產(chǎn)，沖時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，在凸凹模上安裝兩個導(dǎo)正銷，利用條料上 φ10mm 半圓孔做導(dǎo)正銷孔進(jìn)行導(dǎo)正，依此作為條料送進(jìn)的精確定距。4.4 導(dǎo)向方式為了提高模具壽命和工作質(zhì)量，便于安裝調(diào)整，該級進(jìn)模采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。4.5 卸料方式本模具采用正裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料和工件留在凹?？锥粗?，為了簡化模具結(jié)構(gòu)，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 2.5mm，料厚比較厚，為了簡化模具結(jié)構(gòu)和達(dá)到可靠的卸料力，選用剛性卸料板來卸下條料廢料。5 沖壓力與壓力中心的計算5.1 沖裁工序總力的計算由工件結(jié)構(gòu)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。沖兩個 φ10mm 導(dǎo)正銷孔與工件上孔的力 F1、落外型料的力 F2，向下推出沖 孔廢料的力 F3，向下推出工件的力 F4。由剛性卸料板卸條料的廢料的力不是壓力機(jī)提供的，故不用計算在內(nèi)?？紤]到模具刃部被磨損、凸凹模間隙不均勻和波動、材料力學(xué)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：F=KLtτK—系數(shù)，一般取 1.3。上式中抗剪強(qiáng)度 τ 與材料種類和坯料的原始狀態(tài)有關(guān)，可在手冊中查詢。為方便計算，可按下式估算沖裁力表達(dá)式又可表示為：F=1.3Ltτ≈Ltσ b式中σ b—被沖材料抗拉強(qiáng)度(MPa)。查手冊取 45 鋼的抗拉強(qiáng)度為 650Mpa。圖 3L1=（2×34+2πR）mm=99.4mmL2=308.94mm（用 autocad 的查詢功能）F1=L1×2.5×650=161.53kNF2=308.94×2.5×650=502.03kNF= F1+ F2=663.56kN推件力 F t=nKtP Kt—推件力系數(shù),由手冊查得 Kt=0.05查手冊可得 h=7.5mm,故 n=3 F3=3×0.05×663.56=99.53kN卸料力 F X=KXF KX—卸料力系數(shù),由手冊查得 KX=0.03F4=0.03×663.56=19.90kN工序總力 F 總 =F1+F2+F3+F4=161.53+502.03+99.53+19.90=783.0kN為了保證沖壓力足夠,一般沖裁時壓力機(jī)噸位應(yīng)比計算的沖壓力大 30%左右,即F 總 ′ =1.3×783=1017.90kN5.2 初選壓力機(jī)查手冊 開式可傾壓力機(jī)參數(shù)初選壓力機(jī)型號為 J23-125 見表一。表一 所選擇壓力機(jī)的相關(guān)參數(shù)型號 公稱壓力/kN 滑塊行程/mm最大閉和高度/mm工作臺尺寸/mm墊板尺寸（厚度）可傾斜角/·封閉高度調(diào)節(jié)量/mmJ23-125 1250 145 480 710×1080 100 25 1105.3 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(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)的壓力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(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌與模具的導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會使合理的間隙得不到保證，從而影響制件的質(zhì)量和降低模具的壽命，嚴(yán)重的可能損壞模具。該模具的結(jié)構(gòu)的制造壓力中心與模柄中心線重合。若選用坐標(biāo)系 XOY，即xc＝0，y c＝0（L 1的圓心） 。 圖 4用 autocad 的查詢命令可知該模具的壓力中心為 x=-77.23,y=30.92。由以上計算可以得出模具的壓力中心以便裝模時與壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。 6 模具主要零件6.1 工作零部件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化(1)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開加工的方法制作凸凹模。這時需要分別計算和標(biāo)注凸模和凹模的尺寸和公差。由于零件未標(biāo)注公差在此均按 IT13 級算。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點，刃口尺寸采用配作法加工。 由手冊得間隙值 Z min=0.38mm Zmax=0.54mm。1) 落料凸、凹模刃口尺寸的計算。由于形狀較復(fù)雜，幫采用配合加工方法，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、凹模刃口尺寸的計算如下： 當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)件時，凹模磨損后，刃口部分尺寸都增大。 工件圖中沒有標(biāo)注公差的尺寸，查相關(guān)文獻(xiàn)得出其極限偏差： mm， mm， mm， mm， mm， 0.8712R?0.87?0.271?20.6R?70.3?mm 。 查手冊得?磨損系數(shù) x 為：當(dāng) 0.50 時，x =0.5； ??當(dāng) 0.50 時，x =0.75；?按式：A j=(Amax－x△) 0+0.25△+.25870.1835R120=(-.)m96????凹0. .凹+.2570.77(.-)2??凹0.4.1850=3??凹 +.250.3R2(.6-)m?凹0.36.9187??凹落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別為119.60mm、99.60mm、17.27mm、70mm、20mm、10mm，不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)條件中注明：凸模實際刃口尺寸與凹模配制，保證最小雙面合理間隙值 Z=0.38mm。min2) 沖孔凸、凹模刃口尺寸的計算。由于形狀較復(fù)雜，幫采用配合加工方法，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、凹模刃口尺寸的計算如下： 當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)件時，凹模磨損后，刃口部分尺寸都增大?！ 」ぜD中沒有標(biāo)注公差的尺寸，查相關(guān)文獻(xiàn)得出其極限偏差：mm , mm, mm。0.35R?0.624?0.41?查手冊得磨損系數(shù) x 為：當(dāng) 0.50 時，x =0.5； ??當(dāng) 0.50 時，x =0.75；?按式：A j=(Amax－x△) 0+0.25△0.514m437?????+.256凹 0（ -）.19.凹 （ 74）058R??+0.253凹 0-.（ ）沖孔凸模的基本尺寸與凹模相同，分別為 43.70mm、9.67mm、4.85mm,不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)條件中注明：凸模實際刃口尺寸與凹模配制，保證最小雙面合理間隙值 Z =0.38mm。min（２）工作零部件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化1）落料凸模結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計為直通式，采用銑床加工。其總長 L 可按下列公式計算：L=h1+h2+h3+h=(45+35+10+1)=91mm式中：h 1—凸模固定板厚度（mm） ；h2—卸料板厚度（mm） ；h3—導(dǎo)料板厚度（mm） ；h—自由高度（mm） 。具體結(jié)構(gòu)如圖 5 所示： 圖 52）沖孔凸模因為所沖的孔類似為圓形，而且都不屬于需要特別保護(hù)的小凸模，所以沖孔凸模采用直通式，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換。沖孔的凸模結(jié)構(gòu)如圖 6 所示： 圖 63) 凹模凹模采用整體式凹模，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄重合。其輪廓尺寸計算如下： 凹模高度 H=Kb=0.22×100=22mm 凹模壁厚 c=1.5H = 33mm 凹模寬度 B=b+2c=(100+2×33)=166mm, 凹模長度 L 取 300mm， 式中 b---凹模刃口的最大尺寸(mm) c---凹模壁厚(mm) 指刃口至凹模外形邊緣的距離；K=系數(shù)，取 0.22凹模整體尺寸標(biāo)準(zhǔn)化,取為：300mm×240mm×60mm。凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般?。?.7~2.0）d。圖 7 整體式凹模的局部結(jié)構(gòu) 圖 8 凹模上的螺孔設(shè)計與選用d 為螺孔的距離由于凹模厚度為 60mm，所以根據(jù)手冊查得螺孔選用 4×M14 的螺釘固定在下模座。故選用如圖 7： 螺孔到凹模外緣的最小距離 a2=1.5d=1.5×18=27mma3=1.13d≈20mm凹模上螺孔間距由手冊查得最小間距為 75mm，最大間距為 150mm。 螺孔到銷孔的距離一般取 b>2d,所以 b 應(yīng)大于 15。根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板 300mm×240mm×60mm。 淬 硬6.2 定位裝置的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化（1）始用擋料銷的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化（尺寸、位置、標(biāo)準(zhǔn)與示意圖）擋料銷標(biāo)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(shù)條件：按 GB2870—81圖 9 始用擋料銷的設(shè)計（2）固定擋料銷的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化固定擋料銷的設(shè)計根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件，選用此擋料銷如圖 10圖 10 固定擋料銷的結(jié)構(gòu)根據(jù)分析選用廢料孔前端定位時擋料銷位置如圖 11 其確定如下 ：=C/2+d/2+1.5=73/2+24/2+1.5=50mm l 圖 11 固定擋料銷的位置（3）導(dǎo)正銷的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化導(dǎo)正銷主要用于級進(jìn)模上，消除擋料銷的定位誤差，以獲得較精確的工件。導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)設(shè)計，尺寸精度，材料的熱處理等可參照J(rèn)B/T7647.1—94 和 JB/T7647.2—94 選定。（4）導(dǎo)料板的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化導(dǎo)料板的內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模平齊，導(dǎo)料板與條料之間的間隙取2mm，這樣就可確定了導(dǎo)料板的寬度，導(dǎo)料板的厚度查表取 6～10mm。導(dǎo)料板采用 45 鋼制作，熱處理硬度為 43～48HRC，用螺釘和銷釘固定在凹模上。經(jīng)分析得導(dǎo)料板長度 L=360mm，寬度 B=65mm ，厚度 h=10mm。6.3 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用由凹模周界可以選取標(biāo)準(zhǔn)模架。凹模周界Ｌ＝300mm,B=240mm材料為 Cr12,0I 級精度的對角導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱導(dǎo)套 H6/h7 配合。導(dǎo)柱：B65h6×210mm GB/T2861.1—90導(dǎo)套：B65H6×110mm GB/T2861.6—90上模座：480mm×360mm×60mm GB/T2855.1—90下模座：480mm×360mm×60mm GB/T2855.2—90 模柄：φ55mm×110mm JB/T 7646.1模柄與上模座的聯(lián)接采用壓 入式的結(jié)構(gòu)如圖 12 所示。 圖 12 壓入式的模柄 6.4 卸料部件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化（1）卸料板的設(shè)計卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為 35mm。在前面已經(jīng)確了采用剛性卸料板，設(shè)計卸料板為一整體板。卸料板采用 45 鋼制造，淬火硬度為 43～48HRC。（2）卸料螺釘?shù)倪x用 1、卸料板上設(shè)置 4 個卸料螺釘，公稱直徑為 14mm，螺紋部分為 M14×106mm。卸料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出凸模端面 1mm,有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。2、聯(lián)接件的選用與標(biāo)準(zhǔn)化本模具采用螺釘固定，銷釘定位。具體講開槽圓柱頭螺釘：45 鋼 M14×145 GB70—85螺釘：45 鋼 M10×20 GB68—76圓柱銷釘：45 鋼 20×105 GB 119—86 ?止動圓柱銷：45 鋼 10×20 GB119—86 7 模具裝配與調(diào)試7.1 安裝總述對于導(dǎo)柱級進(jìn)模裝配，應(yīng)以凸凹模作為裝配基準(zhǔn)件。先將裝有凸凹模的固定板用螺栓和銷釘安裝、固定在指定的模座的相應(yīng)位置上；再按凸凹模的內(nèi)形裝配、調(diào)整沖孔凸模固定板的相對位置，使沖孔凸、凹模間的間隙趨于均勻，用螺釘固定；然后再以凸凹模的外形為基準(zhǔn)，裝配、調(diào)整落料凹模相對凸凹模的位置，調(diào)整間隙，用螺釘固定。再安裝其它的零件。安裝順序：1、組件裝配模架的組裝，模柄的裝入，凸模及凸凹模在固定板上的組裝2、總裝配先裝上模，再以上模為基準(zhǔn)裝下模3、調(diào)整凸凹模的間隙4、安裝其它輔助零件5、檢查、試件7.2 模具裝配過程裝配過程：序號 工序 工藝說明1 檢查零件及組件檢查沖模各零件及組件是否符合圖樣要求，并檢查凸凹模間隙的均勻程度，各輔助零件是否配齊1、先將模架組裝好，即墊板放入上模座下，止動銷與模柄的組合體放入上模座里并固定。2、把落料凹模、沖孔凸模裝入上模固定板中，再將其磨平。沖孔凸模固定在固定板上，并保證其垂直度，打入銷釘。3、墊板、凸模固定板和上模座用開槽圓柱頭螺釘固定連接，用凸凹模對沖孔凸模和落料凹模初找正其位置，進(jìn)行調(diào)整，緊固螺釘。4、按凸模固定板上的螺紋孔配作上模各零件的螺紋過孔。2 裝配上模5、拆開后分別進(jìn)行擴(kuò)孔、鉸孔，然后再用螺釘連接起來，用壓板壓緊，鉆銷孔，打入銷釘。 1、在下模座和卸料板，凸凹模裝在下模固定板上，保證其同軸度。2、將其凸凹模、導(dǎo)料板、下模座、卸料板的組合體安裝，用螺釘固定。3、合上沖模，使凸凹模的間隙均勻，進(jìn)行調(diào)整。緊固螺釘，用壓板壓緊，鉆銷孔，打入銷釘。4、安裝鋼性卸料板，卸料螺釘，進(jìn)行調(diào)整使彈性卸料板與下模座平行。3 裝配下模5、安裝其它零件。 1、切紙試沖4 試沖與調(diào)整2、裝機(jī)試沖 8 活門沖孔落料連續(xù)模總裝圖前面各節(jié)已經(jīng)設(shè)計好了活門沖孔落料連續(xù)模各零件，根據(jù)前面的設(shè)計，活門沖孔落料連續(xù)模的總裝圖如圖 13。 圖 131 模柄 2 上模座 3 銷釘 4 墊板 5 凸模固定板 6 落料凸模 7 導(dǎo)套 8 導(dǎo)正銷 9 導(dǎo)柱 10 卸料板 11 導(dǎo)料板 12 開槽圓柱頭螺釘 13 固定擋料銷 14 凹模板 15 下模座 16 始用擋料銷 17 彈簧 18 銷釘 19 螺釘 20 托料板 21 沖孔凸模 22 開槽圓柱頭螺釘 23 止動銷 9 壓力機(jī)的校核前面已經(jīng)初選的壓力機(jī)中，J23-125 型壓力機(jī)工作臺尺寸為 710×1080mm,最大閉合高度 480mm，連桿調(diào)節(jié)長度為 110mm,最大裝模高度為 350mm，而上面知道的模具閉合高度為 280mm，故可安裝。 結(jié)束語該制件屬于典型的沖裁件，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)計主要是落料凸、凹模及沖孔凸、凹模的設(shè)計，需要計算凸凹模的間隙、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)計繪出模具的總裝圖。由于在零件制造前進(jìn)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?；铋T沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡單，但是其尺寸相對較大不適合選用標(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度，因此需要改變上、下模座的長度，以達(dá)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)的簡化模具結(jié)構(gòu)。便于以后的操作、調(diào)整和維護(hù)。活門沖孔落料模具的設(shè)計，是理論知識與實踐有機(jī)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(rèn)識到，要想做為一名合格的模具設(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(yán)謹(jǐn)、求實的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國民經(jīng)濟(jì)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 致 謝首先感謝本人的導(dǎo)師杜偉老師，他幫我仔細(xì)審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。杜偉老師淵博的知識，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)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！感謝母校——河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助。 參考文獻(xiàn)【1】中國機(jī)械工程協(xié)會、李春勝、黃德彬主編.金屬材料手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.11【2】肖祥芷、王孝培主編.中國模具工程大典第 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.實用沖壓技術(shù)手冊. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.3【5】中國機(jī)械工程學(xué)會、中國模具設(shè)計大典編委會編.中國模具設(shè)計大典（第3 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