止動片沖壓工藝與模具設(shè)計

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兼職：沖壓塑料畢業(yè)設(shè)計QQ：865058674本科生畢業(yè)設(shè)計題 目： 止動片沖壓工藝與模具設(shè)計 專 業(yè)： 材料成型及控制工程 班 級： 07級材控 （1）班 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 填表日期： 2011 年 4 月 10 日 止動片沖壓工藝與模具設(shè)計目 錄摘 要IAbstractII前 言11.沖壓件的工藝分析與計算31.1 工藝分析31.2 沖裁工藝方案的確定42.沖裁件的排樣52.1 排樣方案的確定52.2 選擇搭邊值62.3 送料步距與條料寬度62.4 計算材料的利用率73.沖裁間隙的選用84.沖壓力的計算84.1 沖裁力F 的計算84.2 卸料力F、頂料力F和推料力F的計算94.3 壓力機(jī)公稱壓力的計算及選取壓力機(jī)95.確定模具壓力中心105.1 計算第一套模具壓力中心10圖5-1-1 壓力中心105.2計算第二套模具壓力中心（下頁）105.3 計算整套模具壓力中心116.計算凸、凹模具的刃口尺寸126.1 對凸凹模分別加工進(jìn)行分析126.2 第一套沖孔模具刃口尺寸的計算136.3 第二套落料模具刃口尺寸的計算137.沖裁部分及零件的設(shè)計157.1 工作零件的設(shè)計157.1.1凹、凸模的設(shè)計157.1.2 凸、凹模的固定形式及凹模具的刃口形式187.2 定位零件的設(shè)計197.3 卸料板的設(shè)計207.4 橡膠的選用與設(shè)計217.5模柄的選用227.6模架及其他零件的選用228.繪制總裝配圖249.沖壓設(shè)備的選擇及校正2410.模具經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的分析2511.設(shè)計小結(jié)2712.外文翻譯I13.參考書目3614.謝辭3715.附頁38天水師范學(xué)院摘 要本次設(shè)計是由沖孔模、落料模設(shè)計組成，沖壓模具主要是將板料分離或成形而得到制件的加工方法。模具的設(shè)計與制造主要考慮到模具能否滿足工件的工藝性設(shè)計，能否加工出合格的零件，以及后來的維修和存放是否合理等。本次設(shè)計的止動件，不僅考慮要使做出的零件能滿足工作要求，還要保證模具的使用壽命。由于多工位級進(jìn)模能夠?qū)?fù)雜的零件采用一副級進(jìn)?？焖贈_壓完成, 因而在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。本文在分析止動片零件沖壓工藝的基礎(chǔ)上，介紹了沖孔、落料級進(jìn)模的排樣設(shè)計、模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計和主要零部件設(shè)計，確定了級進(jìn)模模具設(shè)計方案。模具設(shè)計充分考慮了沖壓制件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和精度要求，模具采用了自動卸料、出料、少廢料沖裁，有效提高了材料利用率和生產(chǎn)效率。關(guān)鍵詞 ：級進(jìn)模 沖孔 落料 排樣設(shè)計 工藝性學(xué)生署名：張萬忠 指導(dǎo)老師署名：盧振華IAbstract This designing is designed by the punching mould, blanking mould design, sheet metal stamping is mainly will get separated or forming parts processing methods. the mold design and manufacture of the main consideration of mould design can meet the design, can ensure the precision stamping products and products quality, and then repair and storage whether reasonable, etc. In the design of the stopping chip, （connect heater to）make the parts can satisfy the requirements, it also ensures that its service life.The multi position progressive die can be used to process complex parts quickly through a progressive die, so it is widely used in industrial production. Based on the analysis of stamping process of typical spring clinch, the design of the multi posit ion progressive die for spring clinch was introduced from the aspects of the lay out for punching, blanking, the over all structure of the die and the design of the main parts of the die. Determining design scheme of the progressive die, The molds took full advantage of the structural characteristics of the work-piece itself and adopted less waste material blanking, material giving out and discharging automatically process, which availably improved material utilization and production efficiency.Key words: progressive die punching blanking process lay out design天水師范學(xué)院前 言一、模具工業(yè)的的概況模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，受到政府和企業(yè)界的高度重視，發(fā)達(dá)國家“模具工業(yè)是進(jìn)入富裕社會的源動力”之說，可見其重視的程度。當(dāng)今，“模具就是經(jīng)濟(jì)效益”的觀念，已被越來越多的人所接受，模具技術(shù)水平在很大程度上決定于人才的整體水平，而模具技術(shù)水平的高低，又決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力，因此模具技術(shù)已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。 二 、沖壓模的發(fā)展方向冷沖壓加工是利用模具使板料分離成形的一種無切削加工，廣泛用于汽劃車、拖拉機(jī)、電機(jī)、儀器儀表等制造部門，隨著市場的發(fā)展，新材料及多樣化成型方式今后必然會不斷發(fā)展，因此對模具的要求也一定會越來越高。為了滿足市場的需要，未來的模具無論是品種、結(jié)構(gòu)、性能還是加工技術(shù)都必將會有較快發(fā)展，而且這種發(fā)展必須跟上時代發(fā)展步伐。三、級進(jìn)模制造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀通過運(yùn)用模具CADCAM技術(shù)，模具設(shè)計品質(zhì)得以提高，模具設(shè)計時間進(jìn)一步縮短，推動了模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，促進(jìn)形成規(guī)范化、典型化、系列化，標(biāo)準(zhǔn)化的體系。模具制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)控化，通過對數(shù)控銑床、數(shù)控加工中心、數(shù)控低速走絲線切割機(jī)、數(shù)控電火花加工機(jī)、數(shù)控平面磨床、數(shù)控內(nèi)外圓磨床、數(shù)控坐標(biāo)磨床、數(shù)控光學(xué)曲線磨床等精密數(shù)控設(shè)備的靈活運(yùn)用，構(gòu)健形成了加工精密多工位級進(jìn)模零件的主要手段和技術(shù)，這不僅保證了模具制造精度和品質(zhì)，同時也縮短了模具制造周期。 四、多工位級進(jìn)模的發(fā)展標(biāo)志著沖模技術(shù)先進(jìn)水平的精密多工位級進(jìn)模，具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、精度高、壽命長和生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)，是我國重點(diǎn)發(fā)展的精密沖模。從精密多工位級進(jìn)模的沖制件來看，包括電機(jī)鐵芯片級進(jìn)模、空調(diào)器翅片級進(jìn)模、集成電路引線框架級進(jìn)模、電子連接器級進(jìn)模、彩管電子槍零件級進(jìn)模、汽車零件級進(jìn)模、家電零件級進(jìn)模等，可以說，沖制件覆蓋了電子、汽車、通訊、機(jī)械、電機(jī)電器、儀器儀表和家電等產(chǎn)品范疇，從當(dāng)前國內(nèi)制造的精密多工位級進(jìn)模的水平分析在模具的技術(shù)含量、制造精度、使用壽命和制造周期等方面均獲得了明顯進(jìn)步，其中部分高檔優(yōu)質(zhì)模具的總體水平與國際同類模具水平相當(dāng)。五、總結(jié)模具設(shè)計是關(guān)鍵，設(shè)計雖然只占其成本的1O左右，卻決定了整個模具成本的70一80。在設(shè)計時一定要詳盡地考慮模具結(jié)構(gòu)、提高生產(chǎn)率以及如何方便維修等，但又不能完全依賴于設(shè)計，在實(shí)際生產(chǎn)中要具體問題具體分析，根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行模具調(diào)整也是必需的，連續(xù)模的設(shè)計與制造都有一定的難度，特別是一些高精度、形狀復(fù)雜的立體形件，多彎角多彎向件、薄料超薄料高精度復(fù)雜形狀沖裁件所用多工位連續(xù)模，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造精度要求高，而且要求壽命高，能適應(yīng)大批量生產(chǎn)，其設(shè)計與制造難度更大。 1.沖壓件的工藝分析與計算1.1 工藝分析產(chǎn)品零件圖如下所示圖1-1-1 產(chǎn)品零件外形零件外形: 65mm 24mm R30 mm R2mm零件內(nèi)形: 10 mm 孔中心距37mm 61）此工件只有落料和沖孔兩個工序。工件結(jié)構(gòu)相對簡單，有2個10的孔，孔與孔，孔與邊緣之間的最小C距離滿足C1.5t要求，最小壁厚為7mm，尺寸精度較低，普通沖裁完全能滿足要求。2）正方形部分清角（不帶圓角R），異形凸模加工困難，且容易折斷，所以應(yīng)分步?jīng)_裁；正方形部分有尖叫，查（沖壓工藝與模具制造表2.13）夾角部分應(yīng)設(shè)計R0.4。3）沖裁件質(zhì)量是指斷面狀況、尺寸精度和形狀誤差。斷面狀況盡可能垂直、光潔、毛刺小，尺寸精度應(yīng)該保證在圖紙規(guī)定的公差范圍之內(nèi)，零件外形應(yīng)該滿足圖紙要求，表面盡可能平直，即拱彎小。本產(chǎn)品在斷面粗糙度和毛刺高度沒有嚴(yán)格要求，所以要模具達(dá)到一定要求，沖裁件的斷面質(zhì)量可以保證。4) 本產(chǎn)品的材料為Q235（普通碳素鋼，未退火），具有良好的沖壓性能，適合沖裁，抗剪強(qiáng)度為310380 t/MPa，抗拉強(qiáng)度為380470 b/MPa，屈服強(qiáng)度為240 s/MPa，可見產(chǎn)品材料性能符合沖壓加工要求。5）產(chǎn)品批量為大批量，很適合采用沖壓加工，最后采用連續(xù)?；驈?fù)合模，加上自動送料裝置，會提高生產(chǎn)率。經(jīng)上述分析，該零件的尺寸精度能夠在沖裁加工中得到保證，故決定采用沖孔落料級進(jìn)沖裁模進(jìn)行加工。1.2 沖裁工藝方案的確定止動片沖裁工藝過程包括落料、沖孔兩個基本工序，可有以下三種工藝方案：方案一:先沖孔，后落料。采用單工序模生產(chǎn)如下圖所示。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序兩副模具，成本高生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)的要求。 圖1-2-1 先沖孔后落料單工序模 方案二：落料沖孔復(fù)合沖模，采用復(fù)合模生產(chǎn)，見右圖。特點(diǎn)：只需要一副模具，工件精度及生產(chǎn)效率都較高，工件最小壁厚為7mm，模具強(qiáng)度較好，但模具制造比較復(fù)雜，調(diào)整維修較麻煩。 方案三：沖孔落料級進(jìn)沖模，采用級進(jìn)模生產(chǎn)，見下圖。 圖1-2-3 沖孔落料復(fù)合模特點(diǎn)：也只需要一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，但是制造精度不如復(fù)合模，模具制造比較復(fù)雜，調(diào)整維修較麻煩。圖1-2-4 沖孔落料級進(jìn)模通過對上述三種方案的分析比較，根據(jù)本零件的設(shè)計要求以及各方案的特點(diǎn)，采用方案三（級進(jìn)模）最合理，即選用級進(jìn)模具結(jié)構(gòu)。2.沖裁件的排樣 沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法叫排樣。合理的排樣是提高材料利用率、降低成本，保證沖件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。2.1 排樣方案的確定按零件的尺寸關(guān)系，可以有三種排樣方案，單排橫放有廢料排列圖2-1-1，單排直放有廢料排列圖2-1-2和交叉有廢料排列圖2-1-3。 圖2-1-1 單排直放 圖2-1-2 單排橫放圖2-1-3 交叉有排列 分析得到：止動片的形狀為上下對稱，下端水平，采用直對排效率較高。2.2 選擇搭邊值表2-2-1 沖裁金屬材料的搭邊值料厚手送料圓形非圓形aAaa1221.52.52排樣時沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間留下的工藝廢料叫搭邊。搭邊的作用一是補(bǔ)償定位誤差和剪板誤差，確保沖出合格零件；二是增加條料剛度，方便條料送進(jìn)，提高勞動生產(chǎn)率；同時，搭邊還可以避免沖裁時條料邊緣的毛刺被拉人模具間隙，從而提高模具壽命。搭邊值由上表得到，工件間=2mm，沿邊a=2.5mm。2.3 送料步距與條料寬度制件步距的計算公式為： S= + （2-3-1） 式中：條料寬度方向沖裁件的最大尺寸搭邊值條料寬度的計算公式為： B=(D+2a+) （2-3-2）式中：條料寬度的單向（負(fù)向）偏差，取=0.6 C導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙有側(cè)壓裝置的模具，能使條料始終沿著導(dǎo)料板送進(jìn)，如下圖所示 圖2-3-1 有側(cè)壓裝置 采用直排:=2mm，a=2.5mm 步距：S=30+2=32mm寬度：B=(65+2.52+0.6) =70.6mm2.4 計算材料的利用率沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比叫材料利用率，它是衡量合理利用材料的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。利用率計算公式為：=A/BSx100% （2-4-2）A一個步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積B條料寬度S步距若考慮到料頭、料尾和邊余料的材料消耗，則一張板料(或帶料、條料)上總的材料的利用率總為總=(nA1/LB)x100%n-一張板料（或帶料、條料）上沖裁件的總數(shù)目 A1一個沖裁件的實(shí)際面積 L板料長度 B板料寬度值越大，材料的利用率就越高，在沖裁件的成本中材料費(fèi)用一般占60以上，可見材料利用率是一項(xiàng)很重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。一個步距內(nèi)材料利用率為：=A/BSx100% （2-4-2）A=(38x2/360x3.14x30x30+24x65-2x3.14x5x5-6x6)- =596.6+1560-157-36-437=1527mmBS=70 x32=2240mm= x100%=68.153.沖裁間隙的選用沖裁間隙對制件質(zhì)量及模具壽命有較大影響，間隙的選擇主要與材料的種類、厚度有關(guān)，應(yīng)盡可能的選擇較大的間隙，以利于提高模具的壽命、降低沖裁力。在沖壓實(shí)際生產(chǎn)中，主要根據(jù)沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度和模具壽命這三個因素綜合考慮，給間隙規(guī)定一個范圍值,只要間隙在這個范圍內(nèi)，能得到質(zhì)量合格的沖裁件和較長的模具壽命,這個間隙范圍就稱為合理間隙，這個范圍的最小值稱為最小合理間隙（Zmin），最大值稱為最大合理間隙（Zmax）,查的Zmax=0.240mm Zmin=0.132mm。4.沖壓力的計算4.1 沖裁力F 的計算沖裁力是沖裁過程中凸模對板料施加的壓力，它是隨凸模進(jìn)人材料的深度(凸模行程)而變化的。通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值，它是選用壓力機(jī)和設(shè)計模具的重要依據(jù)之一。沖裁力的大小主要與材料力學(xué)性能、厚度及沖裁件分離的輪廓長度有關(guān)。用普通平刃口模具沖裁時，其沖裁力F一般按下式計算：F=KLt（4-1-1）式中 F沖裁力； L沖裁周邊長度；t材料厚度； 材料抗剪強(qiáng)度，此設(shè)計=350MPaK安全修正系數(shù)。一般取K1.3。為計算簡便，也可按下式估算沖裁力：F=KLt=1.3x(76/360x230+65+2x14.5+ 2x24+25x2+18)x1.5x350 =1.3(39.8+65+29+28+62.8+18)525 =164873.5N4.2 卸料力F、頂料力F和推料力F的計算卸料力：從凸模上卸下箍著的料所需要的力稱卸料力。 推件力：將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需要的力稱推件力。卸料力 = F （4-2-1）推件力 =nF （4-2-1） n=h/t=8/1.5=5.33(h是凹模洞口的直刃高度)式中 F沖裁力；、卸料力、推件力系數(shù)表4-2-1 卸料力、推件力和頂出力因數(shù)料厚/mmKKK鋼 0.52.50.050.050.06 = F =0.05164873.5=8243.8N =nF =5.330.05164873.5=43989N4.3 壓力機(jī)公稱壓力的計算及選取壓力機(jī)壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于各種沖壓工藝力的總和F。F的計算應(yīng)根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)分別對待，本次采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖裁模時=F+（4-3-1） = 164873.5+8243.8+43989 =517106N為安全起見，防止設(shè)備的超載，一般參照沖壓加工設(shè)備與自動化可選取公稱壓力為25KN的開式雙柱曲柄可傾壓力機(jī)JH2325該壓力機(jī)與模具設(shè)計的有關(guān)參數(shù)為：公稱壓力： 250KN 滑塊行程： 75mm最大閉合高度： 260mm 滑塊行程次數(shù)： 80mm連桿調(diào)節(jié)量： 55mm 工作臺尺寸： 370560模柄孔尺寸： 4060 滑塊中心到機(jī)身距離190mm工作臺孔尺寸左右260mm5.確定模具壓力中心模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。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)滑塊的中心線相重合，否則，沖壓時滑塊就會承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會使合理間隙得不到保證，從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。在實(shí)際生產(chǎn)中，可能會出現(xiàn)由于沖件的形狀特殊或排樣特殊，從模具結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造考慮不宜使壓力中心與模柄中心線相重合的情況，這時應(yīng)注意使壓力中心的偏離不致超出所選用壓力機(jī)允許的范圍。5.1 計算第一套模具壓力中心第一套模具是沖孔模，工件為幾何對稱形狀，則該模具的壓力中心定位工件的幾何中心。如下圖所示圖5-1-1 壓力中心 5.2計算第二套模具壓力中心（下頁）圖5-2-1 計算壓力外形復(fù)雜零件的壓力中心用解析法計算，根據(jù)此零件的形狀，建立了上圖所示的坐標(biāo)系，計算公式為： （5-2-1） （5-2-2）式中X、Y為與之相應(yīng)線段的壓力中心。圓弧的壓力中心計算公式為Y=Rsb （5-2-3） 式中R是半徑，s式弧的弦長，b弧長 計算得到：X0=0； Y0=12.21 mm5.3 計算整套模具壓力中心 圖5-3-1 壓力中心 則整套模具的壓力中心是：F=KLt （5-3-1）=23.14521.5350=42861N=（65+242+142+39.7718）1.31.5350=132930.525N=0=36.36mm6.計算凸、凹模具的刃口尺寸確定工作零件刃口尺寸計算方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法，結(jié)合沖裁模具的特點(diǎn)，工作零件的形狀相對簡單，適宜采用線切割機(jī)床加工，這種加工方法可以保證這些零件各個孔的同軸度，使裝配工作簡化。因此工作零件刃口尺寸計算就按分開加工的方法來計算。6.1 對凸凹模分別加工進(jìn)行分析沖裁模計算原則為：落料模先確定凹模刃口尺寸，其標(biāo)稱尺寸應(yīng)接近或等于制件的最小極限尺寸，以保證凹模磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格制件，凸模刃口的標(biāo)稱尺寸比凹模小一個最小合理間隙；沖孔模先確定凸模刃口尺寸，其標(biāo)稱尺寸應(yīng)取接近或等于制件的最大極限尺寸以保證凸模磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格制件，凹模刃口的標(biāo)稱尺寸比凸模大一個最小合理間隙；選擇模具刃口制造公差時，要考慮工件精度與模具精度的關(guān)系，既要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙值，使用過程中凸模磨損后，刃口尺寸的變化有增大、減小、不變?nèi)N情況。沖裁模初始雙面間隙值Zmin=0.132mm Zmax=0.240mm。Zmax - Zmin=0.240-0.132=0.108mm。 表6-6-1 規(guī)則形狀沖裁時凸模，凹模的制造公差基本尺寸凸模公差凹模公差3080-0.0200.030表6-6-1 磨損系數(shù)x材料厚度非圓形圓形10.750.50.750.56.2 第一套沖孔模具刃口尺寸的計算沖孔部分計算，根據(jù)以上原則，應(yīng)先確定凸模尺寸，使凸模標(biāo)稱尺寸應(yīng)接近或等于制件孔的最大極限尺寸，再增大凹模尺寸保證最小合理間隙。沖孔凸?；蚵淞习寄Ｄp后將會減小的尺寸，相當(dāng)于簡單形狀的沖孔凸模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法與公是： （6-2-1） 查上表的=0.020，=-0.020：| + |=0.051002000.220.28凹模厚度 H=0.2570=17.5mm；為了保證凹模有足夠的強(qiáng)度和剛度 取凹模厚度H=20mm。凹模壁厚 c=（1.52）H=30mm40mm 取c=40mm，凹模長度B=b+2c=（65+240）mm=145mm ( b=沖裁件寬度)凹模寬度L取mm（送料方向）凹模寬度 L=a+2c=49+240=129mm(a 為沖孔與落料件的最大距離) 最后依據(jù)設(shè)計尺寸，按沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)模架凹模周界尺寸系列，確定凹模外形尺寸為170mm140mm30mm ，按以上計算的凹模外形尺寸，可以保證凹模有足夠的強(qiáng)度和剛度，一般可不用進(jìn)行強(qiáng)校核，輪廓圖如下所示。圖7-1-1 凹模輪廓圖(a)沖孔凸模設(shè)計沖裁時凸模承受了相當(dāng)大的壓應(yīng)力，同時在卸料時又承受了拉應(yīng)力，交變反復(fù)作用，所以必須充分考慮其強(qiáng)度，凸模結(jié)構(gòu)形式是由沖裁件的形狀、尺寸、沖模的加工工藝以及裝配工藝等實(shí)際條件決定的，其結(jié)構(gòu)有：鑲拼式、階梯式、直通式和帶護(hù)套式等，其截面形狀有圓形和非圓形，凸模的固定方式有臺肩固定、鉚接固定、直接用螺紋和銷釘固定、黏結(jié)劑澆注法固定等。因?yàn)樗鶝_的孔均為方形與圓形，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臺階式結(jié)構(gòu)，落料凸模采用直通式，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換。 凸模長度計算為L= 式中：為凸模固定板的厚度； 為卸料板的厚度；為導(dǎo)料板的厚度； A為附加長度；A包括安全距離、修磨余量、凸模進(jìn)入凹模的深度的總和，凸模修磨量取5mm，凸模進(jìn)入凹模深度取1mm，卸料板與固定板之間的安全距離A取20。凸模固定板厚=0.8H=0.7530=21.5mm(取20 mm)卸料板厚=0.75H=0.75=18.75mm(取19mm)其中初定：導(dǎo)料板=6 則：L= 20+19+6+20=65mm沖10mm孔的凸模結(jié)構(gòu)如下圖：圖7-1-2 凸模結(jié)構(gòu)凸模強(qiáng)度核算：t材料厚度 1.5mm材料抗剪強(qiáng)度500Mpa（45號鋼退火）凸模材料的許用應(yīng)力1200Mpa（凸模材料Cr12）所以=3mm 所以凸模強(qiáng)度符合要求。凸模剛度核算：凸模剛度滿足要求。（b）落料凸模外形結(jié)構(gòu)、尺寸確定。落料凸模截面形狀與沖裁件一致，截面尺寸即刃口尺寸，前面已完成。長度L為固定板厚度、安全距離、修磨余量、凸模進(jìn)入凹模的深度的總和。其中固定板厚度取20mm,卸料板取5mm，凸模進(jìn)入凹模深度取1mm,卸料板與固定板之間的安全距離取20，即： L=（20+20+19+6）mm=65mm。 7.1.2 凸、凹模的固定形式及凹模具的刃口形式（1）凸、凹固定形式由于本模具所沖零件形狀簡單、板材不太厚，因此凸模采用臺階形式固定，其形式如下圖所示， 圖7-1-3 凸模結(jié)構(gòu)凹模固定采用直接凹模板形式，如下圖所示。圖7-1-4 凹模固定（2）凹模刃口形式制件形狀簡單，精度要求不高，制件和廢料直接向下落，所以選用凹模刃口形式如下圖所，刃口斜角為1度。圖7-1-5凹模刃口形式7.2 定位零件的設(shè)計為了保證模具正常工作和沖出合格沖裁件，必須保證坯料或工序件對模具的工作口處于正確的相對位置，即必須定位。定位方式的選擇：該級進(jìn)模具采用的是條料，控制條料送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷，有測壓裝置，控制條料的送進(jìn)步距采用擋料銷定距，初始采始用用擋料銷。條料在模具送料平面中必須有兩個方向的限位：一是在與送料方向垂直的方向上限位，保證條料沿正確的方向送進(jìn)，稱為條料橫向定位向；二是在送料方向上的限位，控制條料一次送進(jìn)的距離（步距），稱為條料縱向定位或送料定距，對于塊料或工序件的定位，基本上也是在兩個方向上的限位。 圖7-2-1毛坯的定位（1）條料橫向定位裝置：在級進(jìn)沖裁模上，通常采用導(dǎo)料板進(jìn)行導(dǎo)料。（2）條料縱向定位裝置：在級進(jìn)模中，縱向定位的主要作用是保證縱向搭邊值。擋料銷確保條料送進(jìn)時有準(zhǔn)確的送進(jìn)距。本次級進(jìn)模中采用活動擋料銷，國家標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)如下圖圖7-2-2 活動擋料銷由于本模具為連續(xù)模，采用一個始用擋料銷進(jìn)行初步定位。圖7-2-3始用擋料銷7.3 卸料板的設(shè)計卸料是指把沖件或廢料從凸模中卸下來?？煞譃閯傂院蛷椥孕读涎b置兩種形式，用卸料板卸料是最常見的卸料方式。此零件是大批量生產(chǎn)，為了便于操作，提高生產(chǎn)效率，沖件和廢料采用凸模直接從凹模洞口推出的下出件方式。有因?yàn)楣ぜ虾?.5mm，相對較薄，卸料力也較小，易采用彈性卸料裝置，彈性卸料裝置卸料力較小，所得質(zhì)量較好，平直度較高，帶導(dǎo)向的彈壓卸料板由于運(yùn)動平穩(wěn)，并能對細(xì)小的凸模工作起到保護(hù)作用，在小孔沖模以及復(fù)雜的模具中得到很好的應(yīng)用，采用的卸料材料是聚氨脂橡膠（PUR）。其結(jié)構(gòu)如下圖圖7-3-1 卸料板螺釘規(guī)格的選用:模具中選用M12的開槽內(nèi)角圓柱頭螺釘，根據(jù)實(shí)際要求，查標(biāo)準(zhǔn)選用4個GB/T 65 M1085和4個GB/T 65 M860（螺釘長度是根據(jù)聯(lián)接件厚度而定的）。查表，選取材料為45鋼。銷釘規(guī)格的選用:銷釘?shù)墓Q直徑可取和螺釘大徑相同或小一個規(guī)格，因此根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際要求選用8個GB/T 119.2 A445（銷釘?shù)拈L度是根據(jù)聯(lián)接件厚度而定的）。根據(jù)查表，選取材料為45鋼。7.4 橡膠的選用與設(shè)計橡膠允許承受的負(fù)荷比彈簧大，且安裝調(diào)整方便，價錢又不貴，是模具中廣泛使用的彈性元件。冷沖模中所用橡膠一般為聚氨脂橡膠（PUR）。模具采用彈性卸料裝置，彈性元件選用橡膠，卸料橡膠的設(shè)計計算見如下： 選用的四塊橡膠板的厚度務(wù)必一致，不然會造成受力不均勻，運(yùn)動產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作。卸料板工作行程 （7-4-1）橡膠的工作行程 （7-4-2）式中：為凸、凹模進(jìn)卸料板的高度1mm, 為凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度1mm，t=1.5mm， 為凸模修磨量取6mm。橡膠的自由高度 （7-4-3）（7-4-4）由以上兩個公式，取。橡膠的預(yù)壓縮量,一般。每個橡膠承受的載荷,選用四個圓筒形橡膠。橡膠的外徑60mm, d為圓筒形橡膠的內(nèi)徑，取d=12mm，p為0.5MP。校核橡膠的自由高度，滿足要求。 橡膠的安裝高度。 7.5模柄的選用模柄：由壓力機(jī)的型號為JH2325，可查得模柄孔的直徑為40,深度為60,由裝配要求,模柄與模柄孔配合為H7/m6并加銷釘防轉(zhuǎn),模柄長度比模柄孔深度小510mm, 模柄的長度不得大于沖床滑塊里模柄孔的深度，模柄直徑應(yīng)與模柄孔一致，中小型模具都是通過模柄固定在壓力機(jī)滑塊上，設(shè)計中采用凸緣式模柄，查的標(biāo)準(zhǔn)形式見下圖。圖7-5-1模柄7.6模架及其他零件的選用模架是由上模座、下模座、模柄及導(dǎo)向裝置組成，對模架的基本要求：1.應(yīng)有足夠的強(qiáng)度與剛度；2.應(yīng)有足夠的精度；3.上下模之間的導(dǎo)向應(yīng)精確。 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，導(dǎo)柱式模架是由上模座、下模座、導(dǎo)柱及導(dǎo)套組成。模架及其組成零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，故盡量選取標(biāo)準(zhǔn)模架，此模架的選取根據(jù)凹模的周界尺寸，前面已計算出凹模的周界尺寸為170 mm140mm，模具采用對角導(dǎo)柱模架，這種模架的導(dǎo)柱在模具對角位置，沖壓時可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜，以凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。模具的閉合高度：模具的閉合高度是指模具在最低工作位置時，上、下模之間的距離，為使模具正常工作，模具閉合高度必須與沖床的閉合高度相適，應(yīng)介于沖床最大和最小閉合高度之間: =下模座厚度+上模座厚度+墊板+凸模+凹模+材料厚度+到料板+凸模沖載后進(jìn)入凹模的深度1mm,則：=50+45+6+65+30+1.5+6+1=204.5mm210mm。對角導(dǎo)柱模架在凹模面積的對角中心線上，裝有前、后導(dǎo)柱，其有效區(qū)在毛坯進(jìn)給方向的導(dǎo)套間，受力平衡，上模座在導(dǎo)柱上運(yùn)動平穩(wěn)，適用于縱向或橫向送料，使用面寬，常用于級進(jìn)?；驈?fù)合模。其凹模周界范圍為。對角導(dǎo)柱模架（SJ51573）：上模座：L/mm B/mm H/mm=33031545下模座：L/mm B/mm H/mm=33031550導(dǎo)柱： d/mm L/mm=32160導(dǎo)套： d/mm L/mmD/mm=324585模架的閉合高度：200220mm其他零部件設(shè)計 凸模固定板的周界尺寸與凹模的周界尺寸一致，凸模固定板與凸模采用過渡配合，模具中所采用的螺釘及銷釘?shù)倪x擇及計算分別按標(biāo)準(zhǔn)手冊查取，導(dǎo)柱及導(dǎo)套的設(shè)計在模架的選擇中隨其定出，此處不再專門設(shè)計。（1）導(dǎo)料板的設(shè)計導(dǎo)料板的內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，導(dǎo)料板與條料之間的間隙取1mm，這樣就可確定了導(dǎo)料板的寬度，導(dǎo)料板的厚度按表選擇。導(dǎo)料板采用45鋼制作，熱處理硬度為4045HRC，用螺釘和銷釘固定在凹模上，導(dǎo)料板的進(jìn)料端安裝有承料板。（2）卸料部件的設(shè)計a.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 20mm。 卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為4045HRC。b卸料螺釘?shù)倪x用: 卸料板上設(shè)置4個卸料螺釘，公稱直徑為12mm，螺紋部分為M1010mm。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lmm，有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。8.繪制總裝配圖圖8-1裝配圖9.沖壓設(shè)備的選擇及校正 （一）沖壓設(shè)備類型的選擇根據(jù)所要完成的沖壓工藝的性質(zhì)、生產(chǎn)批量的大小、沖壓件的幾何尺寸和精度要求來選定設(shè)備類型。開式壓力機(jī)雖然剛度差，降低了模具的壽命和沖件的質(zhì)量。但是它成本低，且有三個方向可以操作的優(yōu)點(diǎn)，故廣泛用于中小型沖裁件的生產(chǎn)中?？紤]各方面的因素本模具的壓力機(jī)用開式的。（二）確定設(shè)備的規(guī)格a)壓力機(jī)的行程大小，應(yīng)能保證零件的取出與毛坯的放進(jìn)。b)壓力機(jī)的工作臺面的尺寸應(yīng)大于沖模的平面尺寸，且還需留有安裝固定的余地。但是也不可過大。c)所選的壓力機(jī)的封閉高度應(yīng)與沖模的封閉高度相適應(yīng)。d)沖壓力與壓力機(jī)的公稱壓力應(yīng)相符，一般比最大沖壓力大10%-20%。（三）壓力機(jī)具體參數(shù)由以上要求所選取型號為JH2325開式雙柱曲柄可傾壓力機(jī)。壓力機(jī)的具體參數(shù)如下表示公稱壓力/KN250工作臺尺寸/mm370 前后560左右最大傾斜角（度）30滑塊中心到床身距離/mm190滑塊行程/mm75立柱間距離/mm220行程次數(shù)/次80模柄孔尺寸（直徑深度）/mm4060最大、小封閉高度/mm260-215工作臺板厚度/mm60封閉高度調(diào)節(jié)量/mm55工作臺孔直徑/mm26010.模具經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的分析模具的經(jīng)濟(jì)性涉及到成本的高低供應(yīng)是否充分，加工過程是否復(fù)雜、成品率的高低以及同一產(chǎn)品中使用金屬或鋼材型號的多少等。在我國當(dāng)前情況下，考慮以鐵代鋼和以鑄代鍛還是符合經(jīng)濟(jì)性要求的，故選擇一般彈鋼和鑄鐵能滿足要求的，就不要選用合金鋼，對一些只要求表面性能高的零件，可選用廉價鋼種，然后進(jìn)行表面強(qiáng)化處理來達(dá)到，另外，在考慮材料經(jīng)濟(jì)性時，切記不宜單純以單價來比較材料的好壞，而應(yīng)以綜合效益來評價材料的經(jīng)濟(jì)性高低。模具的技術(shù)分析，包括模具的結(jié)構(gòu)、形狀以及尺寸等方面的分析，模具的結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸設(shè)計計算完畢之后，要對模具的加工質(zhì)量、使用條件提出基本要求，這些要求主要是：（1）有適中而均勻的硬度，模具經(jīng)淬火、回火處理后，其硬度值為HRC40-5（根據(jù)模具的尺寸而定，尺寸越大，要求的硬度越低）。 （2）有足夠高的制造精度，模具的形位公差和尺寸公差應(yīng)符合圖紙的要求（一般按負(fù)公差制造），配合尺寸具有良好的互換性。 （3）有足夠高的表面粗糙度，配合表面應(yīng)達(dá)Ra3.2-1.6m，工作帶表面達(dá)Ra1.6-0.4m，表面應(yīng)進(jìn)行氮化處理、磷化處理或其它表面強(qiáng)化處理，如多元素共滲處理及化學(xué)熱處理等。 （4）有良好的對中性、平行度、直線度和垂直度，配合面的接觸率應(yīng)大于80。 （5）模具無內(nèi)部缺陷和表面缺陷，一般應(yīng)進(jìn)行超聲波探傷和表面質(zhì)量檢查后才能使用。11.設(shè)計小結(jié)通過本次設(shè)計，使我對所學(xué)的沖壓成型模具有了深入的認(rèn)識，在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，鍛煉了我實(shí)際設(shè)計的能力，對模具設(shè)計的過程有了全面的了解。對各種手冊的查法有了親身的體驗(yàn)。在設(shè)計的過程中，遇到了各種挫折和困難，鍛煉了我的意志。同時，通過計算機(jī)CAD作圖，更加熟練地掌握了CAD制圖。并且對沖壓工藝與模具設(shè)計中的沖模部分的壓力中心計算有了進(jìn)一步的了解，并對卸料裝置及固定裝置有了進(jìn)一步的掌握，與本組同學(xué)合作，增進(jìn)了我和同學(xué)之間的感情，認(rèn)識到了團(tuán)隊的力量，為我以后參加工作做了思想上的準(zhǔn)備和技術(shù)上的準(zhǔn)備。最后，感謝盧老師一學(xué)期以來的輔導(dǎo)，對我設(shè)計中的錯誤和困難提出了更正和指導(dǎo)，使我知道了自己的不足之處。在這里我要特別感謝盧老師，感謝他在本次設(shè)計中給予我的幫助和支持。27I13.參考書目參考文獻(xiàn)1模具設(shè)計與制造黨根茂 駱志斌 李集仁編，西安電子科技大學(xué)出版社2沖壓工藝與模具設(shè)計張如華主編，清華大學(xué)出版3沖壓工藝與模具設(shè)計王信友主編，清華大學(xué)出版4模具設(shè)計與制造簡明手冊馮炳堯等編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社5實(shí)用模具技術(shù)手冊鄧石城 王旭編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社6沖模設(shè)計手冊張鼎承主編，機(jī)械工業(yè)出版社7互換性與技術(shù)測量廖念釗主編，機(jī)械工業(yè)出版社8冷沖模設(shè)計手冊編寫組，機(jī)械工業(yè)出版社9沖壓加工設(shè)備與自動化王平主編，華中科技大學(xué)出版社10冷沖模具設(shè)計精要周本凱編寫11模具專業(yè)英語機(jī)械工業(yè)出版社14.謝辭致謝詞本文主要闡述了沖壓工藝及模具，讓我對沖壓模具產(chǎn)生了濃厚的興趣，同時，受我專業(yè)的影響，我已經(jīng)習(xí)慣于關(guān)注帶來的一系列機(jī)遇與挑戰(zhàn)。 本篇設(shè)計雖然凝聚著自己的汗水，但卻不是個人智慧的產(chǎn)品，沒有老師的指引和贈予，沒有父母和朋友的幫助和支持，我在大學(xué)的學(xué)術(shù)成長肯定會大打折扣。當(dāng)我打完畢業(yè)論文的最后一個字符，涌上心頭的不是長途跋涉后抵達(dá)終點(diǎn)的欣喜，而是源自心底的誠摯謝意。我首先要感謝我的老師盧振華，對我的構(gòu)思以及設(shè)計的內(nèi)容不厭其煩的進(jìn)行多次指導(dǎo)和悉心指點(diǎn)，使我在完成論文的同時也深受啟發(fā)和教育。 再次由衷感謝答辯組的各位老師對學(xué)生的指導(dǎo)和教誨，我也在努力的積蓄著力量，盡自己的微薄之力回報母校的培育之情，爭取使自己的人生對社會產(chǎn)生些許積極的價值！15.附頁凹模加工工藝過程 材料：Gr12硬度：5862HRC零件工藝過程卡模具名稱止動片級進(jìn)模零件編號1零件名稱凹模零件件數(shù)1工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料鍛件（退火狀態(tài)）175145352粗銑銑六面到尺寸17214232，注意兩大平面與相鄰鄰側(cè)面用標(biāo)準(zhǔn)角尺測量達(dá)基本垂直線割機(jī)3平面磨磨光兩大平面厚度達(dá)31，并磨兩相鄰側(cè)面達(dá)四面垂直。垂直度0.02/1004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(dá)58-62HRC6平面磨磨光兩大平面，使厚度達(dá)30.5鏜床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(dá)0.8um配推件塊到要求9平磨磨凹模板上平面厚度達(dá)要求10鉗總裝配沖孔凸模加工工藝過程 材料：Cr12硬度：5260HRC零件工藝過程卡模具名稱止動片級進(jìn)模零件編號2零件名稱沖孔凸模零件件數(shù)2序號工序名稱工序內(nèi)容1備料鍛件（退火狀態(tài)）：1570線割機(jī)2熱處理退火，硬度達(dá)到5260HRC3車 一端面，打頂尖孔。車外圓至12；掉頭車另一端面，長度至尺寸66；打孔尖孔。雙頂尖頂，車外圓尺寸12圓，達(dá)到11至要求，4熱處理淬火，硬度至5260H RC。鏜床5磨削磨削外圓尺寸11，10至要求6線切削切除工作端面頂尖孔，長度尺寸至65要求7磨削磨削端面至Ra0.8um8鉗總裝配落料凸模加工工藝過程 材料：Gr12硬度：5260HRC零件工藝過程卡模具名稱止動片級進(jìn)模零件編號2零件名稱落料凸模零件件數(shù)1工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料鍛件（退火狀態(tài)）：7535702粗銑銑六面見光線割機(jī)3平磨磨高度兩平面到尺寸684鉗劃線 在長度方一側(cè)線切割夾位6后，劃凸模輪廓線并劃凸模中線。按凸模洞口中心鉆線切割穿絲孔、正方形。5熱處理淬火 硬度達(dá)5260HRC6平磨磨高度到65.5鏜床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 研凸模并配入凸模固定板研 各側(cè)壁到0.8um9平磨磨高度到要求10鉗總裝配凸模固定板加工工藝過程 材料：Q275硬度：4348HRC零件工藝過程卡模具名稱止動片級進(jìn)模零件編號3零件名稱凸模固定板零件件數(shù)1工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料下料175145252熱處理調(diào)質(zhì) 硬度4348HRC線割機(jī)3粗銑銑六面達(dá)17214222mm，并使兩大平面和相鄰兩側(cè)面相互基本垂直4平磨磨光兩大平面厚度達(dá)20.5，并磨兩相鄰側(cè)面使四面垂直，垂直度0.02/1005鉗劃線 凸模固定孔中心線，銷釘孔中心線，螺紋過中心線，銷釘過孔中心線鉆孔 凸模固定孔穿絲線，螺紋過孔和銷釘過孔到要求6線切割割凸模安裝固定孔單邊留0.010.02研余量鏜床7銑銑凸模固定孔背面沉孔到要求8鉗研配凸模板9平磨磨模厚度到要求10鉗總裝配 卸料板加工工藝過程 材料：Q275硬度：4348HRC零件工藝過程卡模具名稱止動片級進(jìn)模零件編號4零件名稱卸料板零件件數(shù)1工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料下料175145252熱處理調(diào)質(zhì) 硬度4348HRC線割機(jī)3粗銑銑六面17214222，并使兩大平面和相鄰兩側(cè)面基本垂直4平磨磨光兩大平面，厚度達(dá)20，并磨兩相鄰側(cè)面使四面垂直，垂直度0.02/1005鉗劃線 螺紋孔中心線，守位孔中心線及中間型孔輪廓線鉆孔 螺紋底孔，定位釘?shù)卓仔涂状┚€孔鉸絲，攻絲 鉸定位釘孔到要求，螺紋孔攻絲到要求6線切割割型孔到要求鏜床7鉗型孔與凸模裝配定位釘與定位釘裝配螺紋孔與螺釘裝配8平磨磨厚度到要求9鉗總裝配凸模墊板加工工藝過程 材料：45鋼硬度：4348HRC零件工藝過程卡模具名稱墊片級進(jìn)模零件編號5零件名稱上墊板零件件數(shù)1工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料鍛件：175145102粗銑銑六面達(dá)1721427，并使兩大平面和相鄰兩側(cè)基本垂直線割機(jī)3平磨磨光兩大平面，厚度達(dá)6.5，并磨兩相鄰側(cè)面使四面垂直，垂直度0.02/1004鉗劃線 螺紋過孔中心線，銷釘過孔中心線鉆孔 鉆螺紋過孔，銷釘過孔到要求5熱處理淬火 硬度：4348HRC6平磨磨兩大平面厚度達(dá)要求鏜床7鉗總裝配凹模墊板加工工藝過程 材料：45鋼硬度：5458HRC零件工藝過程卡模具名稱墊片級進(jìn)模零件編號6零件名稱下墊板零件件數(shù)1工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料鍛件：175145102粗銑銑六面達(dá)1721427，并使兩大平面和相鄰兩側(cè)基本垂直線割機(jī)3平磨磨光兩大平面，厚度達(dá)6.5，并磨兩相鄰側(cè)面使四面垂直，垂直度0.02/1004鉗劃線 緊固螺釘過孔中心線，卸料螺釘過孔空中心線，銷釘孔中心線，落廢料孔中心線，凸凹模緊固螺釘過孔中心線鉆孔 鉆上述各孔到