V型件彎曲工藝及單工序模設(shè)計(jì)【V形沖壓】【沖壓模具設(shè)計(jì)稿】

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設(shè)計(jì)（論文） 題 目 V 型件彎曲工藝及單工序模設(shè)計(jì) 姓 名 學(xué) 號(hào) 系 部 專 業(yè) 指導(dǎo)教師 職 稱 2 摘要 本文通過設(shè)計(jì) V型件該零件的沖裁模.首先對(duì)沖壓件進(jìn)行工藝性分析,對(duì)沖壓 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),畫裝配圖. 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）上的模具對(duì)材料施加壓力， 使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓 力加工方法。沖壓通常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行冷變形加工，且主要采用板料來 加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加 工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程技術(shù) 關(guān)鍵字: 沖壓 彎曲凸模 彎曲凹模 模架 Abstract In this paper, through the design of bending plate of this part of the blanking die. First of all, on the technical analysis of the stamping parts, the overall structure of the stamping die design, drawing the assembly drawing. Stamping is installed in the use of stamping equipment (mainly Press) on the mold to exert pressure on the material, to produce plastic deformation or separation, to obtain the necessary parts (commonly known as stamping or punching.) a pressure processing method. Stamping is usually at room temperature cold deformation processing of materials, and mainly used to process sheet metal parts as required, also called cold stamping or sheet metal stamping. Stamping is one of the main methods of pressure processing or plastic materials processing, belonging to the technology of material forming Engineering Keywords: stamping convex die mold punch and die. 目錄 前 言 .........................................................................................................................................................1 第一章 V 型件的工藝分析 ..............................................................................................................2 第二章 零件的工藝性分析 .............................................................................................................2 第一節(jié) 尺寸的計(jì)算 .............................................................................................3 第二節(jié) 沖裁件的精度與粗糙度 .........................................................................3 第三章 沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................................................................................4 第一節(jié) 模具類型 .................................................................................................4 第二節(jié) 導(dǎo)向與定位方式 .....................................................................................4 第三節(jié) 卸料與出件方式 .....................................................................................4 第四節(jié) 模架類型及精度 .....................................................................................5 第四章 沖壓模具工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算 ...............................................................................................5 第一節(jié) 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 .....................................................................................5 第五節(jié) 壓力機(jī)的初選 .........................................................................................6 第六章 模具壓力中心的確定 ........................................................................................................7 第九章 主要零部件的設(shè)計(jì) .............................................................................................................9 第一節(jié) 工作零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 .........................................................................9 第二節(jié) 橡膠的選用 ...........................................................................................15 第三節(jié) 模架及其零件的設(shè)計(jì) ...........................................................................16 第十章 校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù) ....................................................................18 第一節(jié) 閉合高度的計(jì)算 ...................................................................................18 第二節(jié) 沖壓設(shè)備的選定 ...................................................................................18 第十一章 模具總裝圖與凸、凹模零件圖 .............................................................................19 結(jié)論 .........................................................................................................................................................20 致謝 .........................................................................................................................................................21 1 前 言 模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn) 業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電子，輕工，汽車，紡織，航空， 航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān) 了這些工業(yè)領(lǐng)域中 60%90%的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。 模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場(chǎng)的需求上，僅以汽車，摩托 車行業(yè)的模具市場(chǎng)為例。汽車，摩托車行業(yè)是模具最大的市場(chǎng)，在 工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，這一市場(chǎng)占整個(gè)模具市場(chǎng)一半左右。汽車工業(yè)是 我國國民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件，經(jīng) 濟(jì)型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點(diǎn)，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè) 政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增加，一個(gè)型號(hào)的汽車所需 模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元。為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，汽車將 不斷換型，汽車換型時(shí)約有 80%的模具需要更換。中國摩托車產(chǎn)量 位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計(jì)， 中國摩托車共有 14種排量 80多個(gè)車型，1000 多個(gè)型號(hào)。單輛摩托 車約有零件 2000種，共計(jì) 5000多個(gè)，其中一半以上需要模具生產(chǎn)。 一個(gè)型號(hào)的摩托車生產(chǎn)需 1000副模具，總價(jià)值為 1000多萬元。其 他行業(yè)，如電子及通訊，家電建筑等，也存在巨大的模具市場(chǎng)。 2 第一章 V 型件的工藝分析 第一節(jié) 沖壓件 沖壓件圖如下圖所示: 沖壓技術(shù)要求: 1. 材料:08 鋼 2. 材料厚度:1mm 3. 生產(chǎn)批量:大批量 第二章 零件的工藝性分析 該零件材料為 08鋼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,抗剪強(qiáng)度為 300mpa.形狀對(duì)稱,有 落料，沖孔彎曲 3個(gè)工序具有良好的沖壓性能，適合沖裁。 3 第一節(jié) 尺寸的計(jì)算 彎曲件毛坯的展開尺寸是根據(jù)變形中性層長(zhǎng)度不變的原理來求出的，對(duì)于 變形程度很小或?qū)Τ叽缫桓叩膹澢碚f，可以近似的認(rèn)為變形中性層與毛 坯的斷面中心相重合，這時(shí)，中性層的位置為 =r+t/2 式中 r彎曲件內(nèi)層的彎曲半徑 t板料的厚度， 而當(dāng)需要精確的求出彎曲毛坯的展開長(zhǎng)度時(shí)，就必須精確的求出變形中性 層的位置。確定位置之后就可以進(jìn)行毛坯展開長(zhǎng)度的計(jì)算了，這需要一個(gè)中性 層的位移系數(shù)，此系數(shù)對(duì)于彎曲形狀及彎曲程度不同，數(shù)值也不同，需要根據(jù) 實(shí)際的模具調(diào)節(jié)展開尺寸。 第二節(jié) 沖裁件的精度與粗糙度 沖裁件的經(jīng)濟(jì)公差等級(jí)不高于 IT11級(jí),一般落料公差等級(jí)最好低于 IT10級(jí),沖孔件公差等級(jí)最好低于 IT9級(jí),工件的尺寸全部為自由公 差，可看作 IT14級(jí)，尺寸精度較底，普通沖裁完全能滿足要求。 零件圖上所注公差經(jīng)查標(biāo)準(zhǔn)公差表 1.2為 IT14級(jí)，尺寸精度較低，普通沖 裁完全可以滿足要求。 2.3確定工藝方案. 該沖裁件包括落料和沖孔兩個(gè)基本工序,可采用的沖裁方案有單工序 沖裁,復(fù)合沖裁和級(jí)進(jìn)沖裁三種： 4 沖裁工序按工序的組合程度可分為單工序沖裁、復(fù)合沖裁和級(jí)進(jìn)沖裁。 復(fù)合沖裁是在壓力機(jī)的一次行程中，在模具的同一位置同時(shí)完成兩個(gè)或兩 個(gè)以上的工序；級(jí)進(jìn)沖裁是把一個(gè)沖裁件的幾個(gè)工序，排列成一定順序，組成 級(jí)進(jìn)模，在壓力機(jī)的一次行程中，模具的不同位置同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的 工序，除最初幾次沖程外，每次沖程都可完成一個(gè)沖裁件。該工件包括落料、 沖孔兩個(gè)基本工序，可以有以下五種工藝方案： 方案一：先落料，后彎曲。采用單工序模生產(chǎn)。 方案 2：采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適合大批量生產(chǎn)。 方案一結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，2 副模具才能完成，生產(chǎn)效率也低，如此則浪費(fèi)了人力、 物力、財(cái)力，從經(jīng)濟(jì)性的角度來考慮不妥當(dāng)，難以滿足大批量的生產(chǎn)要求。 通過上述 2 種方案的分析比較，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案一為佳。 第三章 沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第一節(jié) 模具類型 根據(jù)零件的沖裁工藝方案,采用單工序生產(chǎn) 第二節(jié) 導(dǎo)向與定位方式 導(dǎo)向形式：滑動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向 定位方式：板料定位靠導(dǎo)料銷和彈簧彈頂?shù)幕顒?dòng)擋料銷完成，因?yàn)?該模具采用的是條料，控制條料的送進(jìn)方向采用的是導(dǎo)料板，無側(cè) 壓裝置。控制條料的送進(jìn)步距采用擋料銷定距。 第三節(jié) 卸料與出件方式 沖孔凸模與凸凹模沖孔，沖孔廢料直接落料。利用推件塊將制件頂 出。 5 第四節(jié) 模架類型及精度 該模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，以凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。 第四章 沖壓模具工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算 第一節(jié) 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 沖裁件在板料、帶料或條料上的布置方法稱為排樣。排樣的意義在于減小 材料消耗、提高生產(chǎn)率和延長(zhǎng)模具壽命，排樣是否合理將影響到材料的合理利 用、沖件質(zhì)量、生產(chǎn)率、模具結(jié)構(gòu)與壽命。 根據(jù)材料經(jīng)濟(jì)利用程度，排樣方法可以分為有搭邊、少搭邊和無搭邊排樣 三種，根據(jù)制件在條料上的布置形式，排樣有可以分為直排、斜排、對(duì)排、混 合排、多排等多重形式。 因此有下列三種方案： 方案一：有搭邊排樣 沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺 寸完全由沖模來保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低。 方案二：少搭邊排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質(zhì)量差，模 具壽命較方案一低，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 方案三：無搭邊排樣 沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些，但材料利用率最 高。 通過上述三種方案的分析比較，綜合考慮模具壽命和沖件質(zhì)量，該沖件的 排樣方式選擇方案一為佳?？紤]模具結(jié)構(gòu)和制造成本有廢料排樣的具體形式選 擇直排最佳（如圖 5.1所示）。 第五章 彎曲力的計(jì)算與壓力機(jī)的初選 彎曲力的計(jì)算 6 本產(chǎn)品屬于 V形彎曲，由于彎曲雖然是一副模具所以在計(jì)算彎曲力時(shí)， 需要計(jì)算 1次，V 形彎曲的計(jì)算公式如下 ，彎曲力計(jì)算 F=0.6KBtt/(R+t) (4-1) F=0.61.381600/（0.5+1）=6864N =6.864KN 式中 F彎曲力（N） ； B產(chǎn)品的彎曲的寬度（mm） ； 材料抗拉強(qiáng)度（MPa） ；（550-700 MPa） t材料厚度；(mm) K系數(shù)，通常 K=1.3； 第五節(jié) 壓力機(jī)的初選 沖裁時(shí)，壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于沖裁各工藝力的總和。 沖壓設(shè)備屬鍛壓機(jī)械。常見的冷沖壓設(shè)備有機(jī)械壓力機(jī)。 表 6.2 部分常用開式壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 型號(hào)技術(shù)參數(shù) 單 位 J23-4 J23-6.3 J23-10 J23-16 J23-25 J23-63 J23-100 滑塊公稱壓 力 KN 40 63 100 160 250 630 1000 滑塊行程次 數(shù) 次 /mm 200 160 135 115 100 70 70 最大閉合高 度 mm 160 170 180 220 250 360 360 閉合高度調(diào) 節(jié)量 mm 35 40 50 60 70 90 90 立柱間距 mm 100 150 180 220 260 250 250 左 右 mm 100 140 170 200 300 300滑塊 地面 尺寸 前后 mm 90 120 150 180 340 340 模柄 孔尺 寸 直 徑 mm 30 50 7 深 度 mm 50 70 墊塊厚度 mm 35 40 50 60 70 80 90 最大傾斜角 45 35 30 左 右 mm 280 315 360 450 560 630 710工作臺(tái)尺 寸 前后 mm 180 200 240 300 360 420 480 根據(jù)沖壓力的計(jì)算和壓力中心的計(jì)算，選擇開式壓力機(jī)的型號(hào)為 J23-10。 第六章 模具壓力中心的確定 模具壓力中心是指諸沖壓合力的作用點(diǎn)位置，為了確保壓力機(jī)和模具正常 工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合。否則，會(huì)使沖模和壓 力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過大磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨 損，降低了模具和壓力機(jī)的使用壽命。 模具的壓力中心，可按以下原則來確定： 1.對(duì)稱零件的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心為沖裁件的幾何中心。 2.工件形狀相同且分布對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。 3.各分力對(duì)某坐標(biāo)軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對(duì)該軸的 力矩。求出 合力作用點(diǎn)的坐標(biāo)位置 0，0（x=0,y=0），即為所求模具的壓力中心。 其中 、 、 分別為各沖裁周邊長(zhǎng)度。1L23NL 由于該零件屬于對(duì)稱結(jié)構(gòu)，故其壓力中心在其中心位置 8 按比例畫出零件形狀，選定坐標(biāo)系 XOY。計(jì)算出零件壓力中心為（0，0） 6.3.3 彎曲凸模，凹模設(shè)計(jì)計(jì)算 毛坯經(jīng)凹模圓角進(jìn)入凹模時(shí)，受彎曲和摩擦作用，若凹模圓角半徑過 小，因徑向拉力增大，易使拉伸件表面劃傷或產(chǎn)生斷裂；若過大，則壓邊 面積小，由于懸空增大，易起內(nèi)皺。因此，合理的選擇凹模圓角半徑很重 要。具體數(shù)值查表可得。 彎曲模間隙是單面間隙，即凹模和凸模直徑之差的一半。 本次設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，在選擇間隙時(shí)可以直接查表，所以查 表可知間隙為(1-1.1t)，t 為材料厚度。由于產(chǎn)品圓角較大，所以間隙不 能大，否則產(chǎn)品有錐度，精度差，不符合要求，間隙太小，模具壽命短， 所以取間隙為 t。 凸、凹模工作部分尺寸的確定，主要考慮模具的磨損和產(chǎn)品的回彈。 1） 、制件標(biāo)注外形尺寸 凹模尺寸為 L d=（Lmax 0.75） 凸模尺寸為 L p=（Ld0.75Z） （2） 、制件標(biāo)注內(nèi)尺寸 凸模尺寸為 L p=（Lmin +0.4） 凹模尺寸為 L d=（Lp+0.4+Z） 其中 L產(chǎn)品件的外形或內(nèi)尺寸 產(chǎn)品件的尺寸偏差 L d產(chǎn)品凹模的基本尺寸 L p產(chǎn)品凸模的基本尺寸 Z凸凹模雙面間隙 具體計(jì)算如下，制件標(biāo)注內(nèi)尺寸，按此公式計(jì)算 彎曲凸模尺寸為 L p1=（Lmin +0.4） =0.5 9 凹模尺寸為 L d1=（Lp1+0.4+Z） =1.5 凸、凹模工作表面粗造度要求：凹模工作表面和型腔表面粗造度應(yīng)達(dá)到 0.8；圓角處的表面粗造度一般要求 0.4；凸模工作部分表面粗造度一般要求 0.8-1.6。 第九章 主要零部件的設(shè)計(jì) 第一節(jié) 工作零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 一、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和外形尺寸計(jì)算 1.凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模：在沖壓過程中與凸模配合直接對(duì)沖壓制件進(jìn)行分離或成形的工作零 件。 凹模洞口的類型如圖 10.1所示，其中 a、b、c 型為直筒式刃口凹模，其特 點(diǎn)是制造方便，刃口強(qiáng)度高，本設(shè)計(jì)選用 c型筒口。 圖 10.1 凹模類型 2.外形尺寸計(jì)算 凹模結(jié)構(gòu)分為整體式和鑲拼式兩大類，本設(shè)計(jì)凹模采用整體式凹模。 凹模厚度： H=Kb(15mm) (10.1) 凹模壁厚： C=(1.52)H(30mm) (10.2) 凹模外形尺寸： B=b+2C (10.3) 10 式中 b沖裁件的最大外形尺寸；（mm）； K系數(shù)，考慮板料厚度的影響（見表 10.1）； H凹模厚度； C凹模壁厚； B凹模外形最大尺寸。 表 10.1 系數(shù) K 的數(shù)值 厚度 t/mm b/mm 0.5 1 2 3 3 50 0.3 0.35 0.42 0.5 0.6 50-100 0.2 0.22 0.28 0.35 0.42 100-200 0.15 0.18 0.2 0.24 0.3 200 0.1 0.12 0.15 0.18 0.22 根據(jù)圖 1.1查表 10.1，取 K=0.25，又 b=75mm，則由公式 10.1和公式 10.2 得： 凹模厚度： H=Kb=0.25107=26.75mm； 凹模壁厚： C=(1.52)H=(1.52) 26.75=40.12553.5mm 根據(jù)表 10.2取凹模厚度：H=30mm；取凹模壁厚 C=45mm。 根據(jù)公式（10.2）： B=b+2C =107+245 =197mm L=b+2C =30+245 =120mm 查表 10.2，選取凹模外形尺寸 LB=100mm100mm。 表 10.2 矩形和圓形凹模的外形尺寸(JB/T-6743.1-1994) 矩形凹模的長(zhǎng)度和寬度 矩形和圓形凹模厚度 11 LB H 6350、6363 10、12、14、16、18、20 8063、8080、10063、10080、100 100、12580 12、14、16、18、20、22 125100、125125、14080、14080 14、16、18、20、22、25 140125、140140、160100、160125 、160140、200100、200125 16、18、20、22、25、28 160160、200140、200160、250125 、250140 16、20、22、25、28、32 凹模輪廓尺寸為 100mm100mm40mm。 二、沖孔凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和外形尺寸計(jì)算 1.凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 因?yàn)榱慵愋校捎镁€切割方法進(jìn)行加工，所以采用整體直通式凸模（如 圖 10.3），與凸模固定板采用 H7/m6配合，按凸模的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)形式與尺寸規(guī)格 選取。 2.凸模外形尺寸計(jì)算 凸模長(zhǎng)度尺寸應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)確定，因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖堑寡b式復(fù) 合模，采用的是彈壓卸料上出件方式，其總長(zhǎng)按相關(guān)公式計(jì)算： L = H1 + H2 + H + t 式中 H1凸模固定板厚度；得 H1=0.8H凹=0.840=32mm。 H2卸料板厚度查表 10.4； t材料的厚度； H沖裁件厚度和凸模進(jìn)入凸凹模一般 410mm。則： L =32+20+6.5+1.5=60mm 凸模強(qiáng)度校核：該凸模不屬于細(xì)長(zhǎng)桿，強(qiáng)度足夠。 圖 10.3 沖孔凸模尺寸 12 3.凸模材料的選用 模具刃口要求有較高的耐磨性，并能承受沖裁時(shí)的沖擊力，因此應(yīng)有高的 硬度與適當(dāng)?shù)捻g性。形狀復(fù)雜且壽命要求較高的凸模選用 Cr12、Cr12MoV 等制 造。 該凸模材料應(yīng)選 Cr12MoV，熱處理 5862HRC。 三、凸凹模的設(shè)計(jì)和外形尺寸計(jì)算 1.凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸凹模是復(fù)合沖裁中的主要零件。他的內(nèi)外邊緣均為刃口，內(nèi)外邊緣之間 的壁厚取決于沖裁件的尺寸。從強(qiáng)度方面考慮，其壁厚應(yīng)受最小限制。當(dāng)模具 為正裝結(jié)構(gòu)時(shí)，內(nèi)孔不積存廢料，脹力小，最小壁厚可以小些；當(dāng)模具為倒裝 結(jié)構(gòu)時(shí)，若內(nèi)孔為直筒形刃口形式，且采用下出料方式，則內(nèi)孔積存廢料，脹 力大，故最小壁厚應(yīng)大些。凸凹模的最小壁厚值，倒裝復(fù)合模的凸凹模最小壁 厚見表 10.3。 表 10.3 倒裝復(fù)合模凸凹模的最小壁厚 材料厚度 mm 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2. 5 最小壁厚 a 2.7 3.2 3.6 4.0 4.4 4.9 5.2 5. 8 由于選用的是倒裝式復(fù)合模，所以查表得：最小壁厚 a=3.8。 2.凸凹模的外形尺寸計(jì)算 其長(zhǎng)度 可按下式計(jì)算：L L = h1+h2+h （10.4） 式中 h1凸凹模固定板厚度；得 h1=0.6H凹=0.640=24mm。 h2卸料板厚度；查表 10.4取 15mm。 h附加長(zhǎng)度（包括凸模進(jìn)入凹模深度，彈性元件安裝高度）； 根據(jù)公式（10.4）： L = h 1+h2+h =24+15+10 =49mm 表 10.4 卸料板厚度 13 卸料板寬度沖件厚度 tmm 50 5080 80125 125200 200 0.8 6 6 8 10 12 0.81.5 6 8 10 12 14 1.53 8 10 12 14 16 四、工作零件材料的選用 由于沖模為冷沖模，所以材料要有良好的耐磨性、高強(qiáng)度、足夠的韌性、 良好的抗疲勞性、良好的抗粘結(jié)能力、可段性、可切削性、可磨削性、熱處理 工藝性等。由上要求在該模具中沖孔凸模、凸凹模和凹模板的材料選用 Cr12MoV鋼。Cr12MoV 剛具有較好的淬透性，很高的耐磨性，有較高的沖擊韌度。 淬火、回火工藝見表 10.5。 表 10.5 Cr12MoV 鋼的淬火、回火工藝 低淬低回工藝 中淬中回工藝 高淬高回工藝 鋼號(hào) 淬火溫度 / 淬火 硬度 HRC 回火 溫度 / 淬火 溫度 / 淬火 硬度 HRC 回火 溫度 / 淬火溫 度 / 淬火 硬度 HRC 回火 溫度 / Cr12M OV 950 1000 62 64 200 1030 636 4 400 1080 1100 406 0 500 520 五、卸料部分的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)卸料零件的目的，是將沖裁后卡箍在凸模上或凸凹模上的制件或廢料 卸掉，常用的卸料方式有：剛性卸料、彈壓卸料板。本設(shè)計(jì)采用彈壓卸料裝置， 采用彈壓卸料裝置有一定的裝配要求：在模具開啟狀態(tài)，卸料板應(yīng)高出模具工 作零件刃口 0.3mm0.5mm,以便順利卸料。 本模具的卸料板僅有卸料作用，卸料板的邊界尺寸與凹模的邊界尺寸相同， 取 250mm140mm，卸料板的厚度按表 10-4選擇，卸料板厚度為 20mm。卸料板 采用 45鋼制造，熱處理淬火硬度 4348HRC。 卸料板上設(shè)置 4個(gè)卸料螺釘，公稱直徑為 10mm,螺紋部分為 M8.510mm,卸 料螺釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間，以保證卸料的正常運(yùn)動(dòng)。 六、定位零件的設(shè)計(jì) 沖模的定位裝置零件是用來保證材料的進(jìn)料正確及在沖模中保持位置的正 確性。定位零件的種類很多，主要有導(dǎo)料板、導(dǎo)料銷、擋料銷、側(cè)刃、導(dǎo)正銷 和定位板等。 14 由沖壓工藝分析可知，該模具的定位零件是采用的是固定擋料銷送進(jìn)定距 和固定導(dǎo)料銷送進(jìn)定位如簡(jiǎn)圖 10.3所示。 1.擋料銷的設(shè)計(jì) 常見的擋料銷有三種形式。固定擋料銷、活動(dòng)擋料銷和始用擋料銷。 在此選用 A型擋料銷，作為該模具中的擋料銷和導(dǎo)料銷。其結(jié)構(gòu)形式和尺 寸規(guī)格如圖 10.4和表 10.5。 選取該模具的擋料銷和導(dǎo)料銷的直徑 d8 的 A型固定擋料銷。m 活動(dòng)擋料銷 固定擋料銷 圖 10.4 擋料銷 表 10.5 定擋料銷尺寸規(guī)格表(mm) d(h11) d1(m6) 基本尺 寸 極限偏差 基本尺 寸 極限偏差 h L 6 0-0.075 3 +0.008+0.002 3 8 8 2 10 10 0 -0.090 4 +0.012 +0.004 3 13 16 8 3 13 20 0 -0.110 10 +0.015 +0.006 16 25 0-0.130 12 +0.018+0.007 4 20 本模具的設(shè)計(jì)選用固定擋料銷（JB/T7649.10-1994）,材料 45，熱處理硬 度 4348HRC。 15 圖 10.5 擋料銷固定方式 擋料銷按圖 a）方式固定，其尺寸可按下式計(jì)算： S1=A-Dp/2+D/2+0.1 （10.5） =A-（D p -D）/2+0.1 式中 A步距(mm)； Dp落料凸模直徑(mm)； D擋料銷頭部直徑(mm)； 根據(jù)公式(10.5)： S 1=32-(12-8)/2+0.1 =30.1mm 2.導(dǎo)料銷的設(shè)計(jì) 條料的送料方向是條料靠著一側(cè)的導(dǎo)料板，沿著設(shè)計(jì)的送料方向?qū)蛩瓦M(jìn)。 本設(shè)計(jì)采用導(dǎo)料銷導(dǎo)向，本設(shè)計(jì)選用固定式。設(shè)計(jì)時(shí)導(dǎo)料銷應(yīng)選兩個(gè)且位于條 料的同側(cè)，從右向左送料時(shí)，導(dǎo)料銷應(yīng)裝在后側(cè)；從前向后送料時(shí)，導(dǎo)料銷應(yīng) 裝在左側(cè)。 綜上，定位零件采用一個(gè)固定擋料銷和單邊兩個(gè)導(dǎo)料銷定位，固定擋料銷 和導(dǎo)料銷固定在卸料板上。導(dǎo)料銷材料采用 45鋼制造，熱處理硬度 4348HRC。 七、推件裝置的設(shè)計(jì) 推件和頂件的目的，是將制件從凹模中推出來（凹模在上模）或頂出（凹 模在下模）。推件裝置可分為彈性推件裝置和剛性推件裝置兩種,彈性推件裝置 一般裝在下模，具有壓料作用，沖件質(zhì)量好,但推件力較小。常用于正裝式復(fù)合 ?；驔_裁薄板料的落料模中。剛性推件裝置一般裝在上模，利用壓力機(jī)的推件 力，因此，推件力大，推件可靠，但不具有壓料作用。常用于倒裝式復(fù)合模中。 16 綜上，本設(shè)計(jì)選用剛性推件裝置，的基本零件有推件塊、推桿、推板，連接推 桿和打桿，這些零件從標(biāo)準(zhǔn)中選取。 第二節(jié) 橡膠的選用 彈性裝置主要有彈簧和橡膠兩種，因?yàn)樵撃＞邽閺?fù)合模具，所以采用橡膠 作為卸料板的彈性元件。根據(jù)模具安裝空間，安裝四個(gè)圓筒形合成橡膠，設(shè)卸 料螺釘直徑為 8mm，橡膠上螺釘孔直徑為 10mm，則： 一、橡膠高度的計(jì)算 橡膠的自由高度，由下式得： mHh42350.2.830.25. 自 （10.6） 式中 H 自 橡膠的自由高度( )；m h卸料板的工作行程( )； H凹?；虬纪鼓５娜心チ浚╩m）；一般取 410mm； 則橡膠高度取42mm。 二、橡膠直徑的計(jì)算 （10.7))(12306.4/52mpPAx （10.8）） AdD(14.32104.32 式中 px橡膠的壓力，可取等于或大于卸料力( )；N p與橡膠壓縮量的單位壓力，查表 10.6得 1.06 ；aMP A橡膠截面面積( )；2m d橡膠上螺釘孔直徑（mm）； D橡膠的直徑( )； 因?yàn)樵诖四＞咧胁捎玫氖菑棄盒读习?，所以橡膠在模具中的個(gè)數(shù)為四個(gè)， 直徑為 41 的圓筒形橡膠。m 17 因?yàn)?.5< =0.976<1.5，所以選橡膠符合要求。421 橡膠的安裝高度： H d =42-0.142=37.8mm（取 38mm） 表 10.6 橡膠壓縮量與單位壓力關(guān)系 壓縮量/% 10 15 20 25 30 35 聚氨酯橡膠 1.1 2.5 4.2 5.6單位壓力 /MPap合成橡膠 0.26 0.5 0.74 1.06 1.52 2.1 第三節(jié) 模架及其零件的設(shè)計(jì) 常用的導(dǎo)柱導(dǎo)套式模架，是由上、下模座和導(dǎo)向零件組成。模架是整副模 具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并承受沖壓過程的全部載荷。 模具上模座和下模座分別與沖壓設(shè)備的滑塊和工作臺(tái)固定。上、下模間的精確 位置，由導(dǎo)柱、導(dǎo)套的導(dǎo)向來實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)選用后側(cè)導(dǎo)柱模架如圖 10.6，后側(cè) 導(dǎo)柱模架，由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便，因?qū)е惭b在 后側(cè)，工作時(shí)，偏心距會(huì)造成導(dǎo)柱導(dǎo)套單邊磨損，并且不能使用浮動(dòng)模柄結(jié)構(gòu)。 圖 10.6 模架 一、模架的選用 以凹模周界尺寸為依據(jù)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) GB/T2851.11990選擇模架規(guī)格為： 100mm100mm40mm（GB/T2855.1-1990）。 二、導(dǎo)柱、導(dǎo)套的選用 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)、尺寸一般都是直接由標(biāo)準(zhǔn)中選取，在選用時(shí)導(dǎo)柱的長(zhǎng) 18 度應(yīng)保證沖模在最底工作位置時(shí)，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于 (1015)mm。在最高工作位置時(shí)，導(dǎo)柱上端面與導(dǎo)套的下端面的距離不小于 (1020)mm，導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合精度由表 10.7查出選擇 II級(jí)。 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) GB/T2851.11990知模架的閉合高度 Hmin=160mm，H max=190mm。 導(dǎo)柱 d/mmL/mm為 25mm150mm 導(dǎo)套 d/mmL/mmD/mm為 25mm85mm33mm 表 10.7 導(dǎo)柱、導(dǎo)套配合間隙 模架精度等級(jí) I級(jí) II級(jí)配合形式 導(dǎo)柱直徑 配合間隙值 配合后的過盈 量 18 0.010 0.015 1830 0.011 0.017 3050 0.014 0.021滑動(dòng)配合 5080 0.016 0.025 滾動(dòng)配合 1835 0.010.02 三、上、下模座的選用 根據(jù)模架的規(guī)格選擇對(duì)應(yīng)的上、下模座如下： 上模座 100mm100mm35mm(GB/T2855.1-1990)； 下模座 100mm100mm40mm(GB/T2855.2-1990)。 四、模柄的選用 根據(jù)上模座的厚度可選擇材料 08FA型 40 x85凸緣式模柄；JB/T7646.3- 1994。 五、螺釘、銷釘?shù)倪x用 本模具設(shè)計(jì) 6、8 的定位銷實(shí)現(xiàn)各零件連接時(shí)的初定位，然后用 M10的 螺釘實(shí)現(xiàn)連接的精定位。材料采用 45鋼。 第十章 校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù) 第一節(jié) 閉合高度的計(jì)算 根據(jù)凹模外形尺寸 200125參照模架 GB/T2851.1-1990，選取凹模周界 19 200125的后側(cè)導(dǎo)柱模架：200125160190。 模具的閉合高度與壓力機(jī)的裝模高度關(guān)系： HmaxH15H 模 H minH1 +10 已知 Hmax =250mm，H 1=70mm，H min =180mm 模具閉合高度應(yīng)為：175H 模 120 閉合高度 H 模 ：為上模座、下模座、墊板、凸模、凹模厚度的總和。即 H 模 =35+40+10+49+30-1=163mm 因?yàn)?175H 模 =163120，滿足裝模高度要求。 第二節(jié) 沖壓設(shè)備的選定 通過校核，選擇開式壓力機(jī) J2310能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如 下： 公稱壓力：100kN 滑塊行程：135mm 最大閉合高度：180mm 閉合調(diào)節(jié)量：50mm 工作臺(tái)尺寸（前后左右）：360mm240mm 墊板尺寸（厚度）：70mm 模柄孔尺寸：直徑 30mm，深度 50mm 第十一章 模具總裝圖與凸、凹模零件圖 根據(jù)已確定的零件結(jié)構(gòu)及參數(shù)，按照制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖，本次 的所有的零部件圖采用 CAD2004繪制。 通過以上的設(shè)計(jì)，可得到模具總裝圖。模具的上模部分由上模座、上模墊 20 板、凸模、凸模固定板、及凹模板等組成。由推件塊將凹模內(nèi)的制件推出，上 模座、上模墊板、凸模固定板及凹模用 4個(gè) M10螺釘固定；下模部分由下模座、 凸凹模固定板、凸凹模、卸料板等組成，卸料方式是采用的彈性卸料板卸料， 下模座與凸凹模固定板用 4個(gè) M10螺釘固定。卸料板由 4個(gè) M8螺釘與下模部分 的其他零件連接。橡膠的中心線與卸料螺釘孔中心線重合。 21 結(jié)論 本文闡述了 V型件沖壓模具設(shè)計(jì)的全過程。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我遵循沖壓工 藝的基本理論和沖壓模具的設(shè)計(jì)步驟，利用 CAD2004設(shè)計(jì)軟件，進(jìn)行了沖壓的倒裝 復(fù)合模具的設(shè)計(jì)，完成的具體工作如下： 1.收集相關(guān)資料，確定材料及類型。 2.計(jì)算相關(guān)參數(shù)。 3.繪制零件圖。 以 CAD2004為工具，進(jìn)行沖壓件的模具設(shè)計(jì)，大大提高了模具設(shè)計(jì)的效率，充 分體現(xiàn)了 CAD的靈活和高效。 計(jì)算機(jī)技術(shù)為機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域帶來了新的理念和方法，促進(jìn)了沖壓模具設(shè)計(jì)和制 造手段的進(jìn)步。我相信：將計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)運(yùn)用于沖壓模具的設(shè)計(jì)和制造是模具設(shè) 計(jì)制造技術(shù)發(fā)展的必然，充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行模具 CAD/CAM系統(tǒng)的研究具有十 分重要的理論和實(shí)踐意義。 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)融入了我大學(xué)三年的全部知識(shí),比如有機(jī)械制圖、機(jī)械制 造基礎(chǔ)、冷沖壓模具設(shè)計(jì)、CAD/CAM等重要課程，讓我把這些課程完美的 結(jié)合在一起。 22 致謝 首先，我們應(yīng)感謝在設(shè)計(jì)過程中老師的精心指導(dǎo)，在此要向老師致以最崇敬的 感謝！老師總是在百忙之中抽出時(shí)間來為我們解答設(shè)計(jì)過程中的疑問，在審方案階 段，老師總是不厭其煩地給我們細(xì)心講解，以消除我們的盲點(diǎn)。在這里，我們要一 并感謝機(jī)械教研室的其他老師，以及那些在無意間幫助過我們的老師和同學(xué)，謝謝 你們。 幾個(gè)月心血此時(shí)凝聚在這本厚厚的設(shè)計(jì)書中，我頗感激動(dòng)。它是我這幾個(gè)月在 畢業(yè)設(shè)計(jì)中共同協(xié)作，努力克服困難的見證。它記錄了我這幾個(gè)月的生活，也見證 了我大學(xué)的最后時(shí)光。這次設(shè)計(jì)是我第一次進(jìn)行全面和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，難免會(huì)有疏漏 和不足之處，可能存在計(jì)算不夠準(zhǔn)確，圖紙質(zhì)量不高等問題，還有許多細(xì)節(jié)未做到 及時(shí)處理，請(qǐng)各位老師指正，以幫助我不斷提高，不斷進(jìn)步。我們相信通過這次全 面系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及在這個(gè)過程中各位老師的不斷點(diǎn)撥，在今后的工作中我們一定會(huì) 做到更好。