0078-圓形墊板的沖壓成形工藝與沖孔落料級進(jìn)模設(shè)計(jì)【全套16張CAD圖】+設(shè)計(jì)說明書
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墊板沖裁模設(shè)計(jì)
摘要: 墊板——沖孔落料級進(jìn)模設(shè)計(jì)。通過分析制件的工藝性可確定制件的成形加工需要一副模具完成。在一副連續(xù)模中，可以完成包括沖裁，彎曲，拉伸和成形等多道沖壓工序。相對其他冷沖壓模具結(jié)構(gòu)而言，它具有以下一些優(yōu)點(diǎn)：
① 工件加工精度較好，尺寸精度較高，并且模具壽命較長；
②生產(chǎn)效率高，凸凹模不受到最小壁厚的限制。但需考慮的問題是：模具零部件加工制造比較困難，成本較高，并且受條料外形尺寸的精度限制較大。
關(guān)鍵詞：連續(xù)模 工藝性能 凸凹模 模具制造
Pad progressive die design
Abstract:The support turns the piece- the blunt bore falls to anticipate just progressive die design.The craft that passes the analysis system piece can make sure to make the piece to take shape to process to need one molding tools to complete.one progressive die should complete blanking, bending,deawing and forming and so on. Opposite and other cold hurtle to press the molding tool structure but speeches, it has following some advantageses:
The ① work piece is together the stalk degree is better, the size accuracy is higher and the mold’s worktime longger;
The ② produces the efficiency high, the convex and cave mold is not subjected to the thick restrict of minimum wall. But need the problem of the consideration is:The molding tool zero partses process the manufacturing more difficulty, the cost is higher, and be subjected to the anticipates the shape size of accuracy limit bigger.
Keyword:progressive die craft function The convex and cave mold molding tool manufacturing
插圖清單
圖1 制件圖…………………………………………………………………………2
圖2 排樣圖…………………………………………………………………………3
圖3落料凹模刃口部………………………………………………………………10
圖4落料凸模刃口部分尺寸………………………………………………………11
圖5整體式凹模的局部結(jié)構(gòu)………………………………………………………13
圖6凹模上的螺孔設(shè)計(jì)與選用……………………………………………………14
圖7沖孔凸模的結(jié)構(gòu)形式…………………………………………………………14
圖8整體式凹模的尺寸……………………………………………………………16
圖9始用擋料銷的設(shè)計(jì)……………………………………………………………17
圖10固定擋料銷的結(jié)構(gòu)……………………………………………………………17
圖11導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)形式……………………………………………………………18
圖12導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………19
圖13 總裝圖………………………………………………………………………23
機(jī)械加工工藝過程卡
機(jī)械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號
零（部）件圖號
09
產(chǎn)品名稱
落料凸模
零（部）件名稱
落料凸模
共（1）
第（1）頁
材料牌號
Cr12
毛坯
種類
圓棒料
毛坯外型尺寸
Φ42㎜
每個毛坯可制件數(shù)
1
每臺
件數(shù)
1
備注
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
車間
工段
設(shè)備
工 藝 裝 備
工時
準(zhǔn)終
單件
1
備料
將毛坯鍛成圓棒
Φ48㎜×55㎜
鍛造車間
鍛床
2
熱處理
退火
熱處理車間
熱處理爐
3
車削
將圓棒料車削成落料凸模外形。車退刀槽2×3；車外圓Φ38；車右端面，留磨量0.3㎜
機(jī)械加工車間
車床
4
熱處理
調(diào)質(zhì)
熱處理車間
熱處理爐
5
鉗工劃 線
劃出各孔位置線
模具車間
劃線工具
6
加工螺釘孔,銷釘孔及安裝孔
按位置加工螺釘孔,銷釘孔及安裝孔等
模具車間
鉆床
7
熱處理
按熱處理工藝，淬火回火達(dá)到58---62HRC
熱處理車間
熱處理爐
8
磨削
精磨內(nèi)，外圓，端面至尺寸，保證端面與軸線垂直
機(jī)械加工車間
磨床
9
全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求
模具車間
10
鉗工精修
鉗工工具
11
檢驗(yàn)
標(biāo)記
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更該文件號
設(shè)計(jì)日期
審核日期
標(biāo)準(zhǔn)化日期
會簽
日期
目 錄
1緒論……………………………………………………………………………………………1
2制件的工藝性分析……………………………………………………………………… 2
3工藝方案的確定…………………………………………………………………………3
4主要工藝參數(shù)計(jì)算………………………………………………………………………4
4.1 排樣的設(shè)計(jì)與計(jì)算………………………………………………………………… 4
4.1.1 確定搭邊與搭肩值…………………………………………………………………4
4.1.2 計(jì)算送料步距和條料的寬度………………………………………………………4
4.1.3 計(jì)算材料的利用率…………………………………………………………………5
4.2 沖壓力的計(jì)算并初步選取壓力機(jī)的噸位………………………………………5
4.2.1沖壓力的計(jì)算……………………………………………………………5
4.2.2 卸料力.推件力及頂件力的計(jì)算……………………………………………6
4.2.3 總沖壓力……………………………………………………………………7
4.3 壓力機(jī)的公稱壓力的確定……………………………………………………………7
4.4 壓力中心的確定……………………………………………………………………8
4.5 工作部分的尺寸計(jì)算………………………………………………………………8
4.5.1 計(jì)算凸凹模工作部分的尺寸（沖孔）并確定其公差………………………8
4.5.2 外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算………………………………………9
5模具總體設(shè)計(jì)……………………………………………………………………12
5.1 模具類型的選擇……………………………………………………………………12
5.2 定位方式的選擇……………………………………………………………………12
5.3 導(dǎo)向方式的選擇…………………………………………………………………12
5.4 卸料方式的選擇…………………………………………………………………12
6 模具主要零部件的設(shè)計(jì)…………………………………………………………13 6.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………… 13
6.1.1 凹模的設(shè)計(jì)……………………………………………………………… 13
6.1.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì)………………………………………………………… 14
6.2 定位零件的設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 16
6.2.1 始用擋料銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化………………………………………………17
6.2.2 固定擋料銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化………………………………………………17
6.2.3 導(dǎo)正銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化……………………………………………………18
6.2.4 導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化……………………………………………………18
6.3 導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)……………………………………………………………19
6.4 卸料裝置的設(shè)計(jì)………………………………………………………………19
6.5 連接與固定裝置的設(shè)計(jì)………………………………………………………20
6.5.1 模柄的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………20
6.5.2 固定板的設(shè)計(jì)………………………………………………………………20
6.5.3 螺釘與銷釘?shù)脑O(shè)計(jì)…………………………………………………………21
6.5.5 卸料板的設(shè)計(jì)………………………………………………………………21
6.6 模架及組成零件的確定……………………………………………………………21
6.6.1 模架的選用…………………………………………………………………………21
6.6.2 模座的確定………………………………………………………………21
7 模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 ………………………………………………22
8 繪制模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖………………………………………………… 23 8.1 本模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖見附圖…………………………………… 23 8.2 本模具的工作原理……………………………………………………………… 23
9結(jié)束語………………………………………………………………………………24
致謝 …………………………………………………………………………………25
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………26
1 緒論
模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè),是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備.先進(jìn)國家的模具工業(yè)已擺脫從屬地位,發(fā)展為獨(dú)立的行業(yè).日本工業(yè)界認(rèn)為: “模具工業(yè)是其它工業(yè)的先行工業(yè),是創(chuàng)造富裕社會的動力”.美國工業(yè)界認(rèn)為:“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”.在德國模具被冠以 “金屬加工業(yè)中的帝王”之稱.
在我國.1998年3月在《國務(wù)院關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》模具被列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位,生產(chǎn)和基本建設(shè)序列第二位,把發(fā)展模具工業(yè)擺在發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的重要位置.目前,我國沖壓模具在產(chǎn)值占模具總產(chǎn)值的40%以上,處于主導(dǎo)地位.
沖壓是一種先進(jìn)的少無切削加工方法,具有節(jié)能省材,效率高,產(chǎn)品質(zhì)量好,重量輕,加工成本低等一系列優(yōu)點(diǎn),在汽車,航空航天,儀器儀表,家電,電子,通訊,軍工,日用品等產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用.據(jù)統(tǒng)計(jì),薄板成型后,制造了相當(dāng)于原材料的12倍的附加值,在國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值中,與其相關(guān)的產(chǎn)品占四分之一,在現(xiàn)代汽車工業(yè)中,沖壓件的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的59%.隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。
在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機(jī)械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對于模具設(shè)計(jì)這個實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、在洛陽中國一拖生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對于冷沖模具、塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個全新的認(rèn)識，豐富和加深了對各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下和在工廠師傅的講解下，我們對于模具的設(shè)計(jì)和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識。設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。
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，肯請各位老師指正。
2制件的工藝性分析
工件名稱：墊板 生產(chǎn)批量：大批量 材料：A3 厚度：0.5mm
工件簡圖見圖1
圖1 制件圖
制件的總體分析
工藝性：墊板屬于中等尺寸零件，料厚0.5mm，外形復(fù)雜程度一般，尺寸精度要求一圖示零件材料為A3鋼，能夠進(jìn)行一般的沖壓加工，市場上也容易得到這種材料，價(jià)格適中。
因此零件外形可采用落料工藝獲得。
沖孔的工藝性：φ4.5mm 的孔，尺寸精度要求一般，可采用沖孔。
此工件只有外形落料和沖孔兩個工序。
圖示零件尺寸均為未注公差的一般尺寸，按慣例取IT14級，符合一般級進(jìn)沖壓的經(jīng)濟(jì)精度要求。
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)。
3 工藝方案的確定
墊板零件所需的基本沖壓工序?yàn)槁淞虾蜎_孔，可擬訂出以下三種工藝方案。
方案一：用簡單模分兩次加工，即先落料,后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。
方案二：落料——沖孔復(fù)合模。采用復(fù)合模生產(chǎn)。
方案三：沖孔——落料級進(jìn)模。采用級進(jìn)模生產(chǎn)。
分析各方案的優(yōu)缺點(diǎn)
方案一：生產(chǎn)率低，工件的累計(jì)誤差大，操作不方便，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。
方案二：沖壓生產(chǎn)率較高，壓力機(jī)一次行程內(nèi)可完成兩個以上工序，實(shí)現(xiàn)操作機(jī)械化，自動化難，制件和廢料排除較復(fù)雜，另外復(fù)合模制造的復(fù)雜性和價(jià)格較高。
方案三：只需要一副模具，生產(chǎn)率高，壓力機(jī)一次行程內(nèi)可完成多個工序，實(shí)現(xiàn)操作機(jī)械化自動化容易，尤其適應(yīng)于單機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動化，沖模的制造復(fù)雜性和價(jià)格低于復(fù)合模，精度也可也得到保證。
通過上述三個方案的比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三更佳。
4 主要工藝參數(shù)計(jì)算
4.1排樣的設(shè)計(jì)與計(jì)算
設(shè)計(jì)級進(jìn)模時，首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。
根據(jù)工件的形狀選擇有廢料排樣，且為直排的形式，雖然材料的利用率低于少廢料和無廢料排樣，但工件的精度高
墊板零件設(shè)計(jì)為單向排列，采用直排的排樣方案（如圖2所示）
圖2 排樣圖
4.1.1 確定搭邊與搭肩值
搭邊和搭肩值一般是由經(jīng)驗(yàn)確定的查表而取最小搭邊值為a=1.0mm和b=1.2mm
4.1.2 計(jì)算送料步距和條料的寬度
條料寬度的計(jì)算：擬采用無側(cè)壓裝置的送料方式，由
B-0Δ=〔Dmax+2a＋C〕0-Δ
Dmax—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸
a—側(cè)搭邊值
c—導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙由表查得C＝0.5
代入數(shù)據(jù)計(jì)算，取得條料寬度為31.9mm。
導(dǎo)料板間距離的計(jì)算：由s=D+2(a+c1),代入數(shù)據(jù)計(jì)算得導(dǎo)料板間距離為32.4mm。
4.1.3計(jì)算材料的利用率：
材料利用率的計(jì)算公式為
=
式中 A—一個沖裁件的面積，mm2;
n—板料（或條料.帶料）上沖壓件的數(shù)量；
B—條料（或條料.帶料）寬度，mm;
L—板料（或條料.帶料）長度， mm
若取工件n＝20件，則料長
L=20D+19b+2b=20×29+19×1+2×1=601mm
所以條料規(guī)格為601×31.9×0.5
所以材料的利用率為
＝＝66％
4.2沖壓力的計(jì)算并初步選取壓力機(jī)的噸位
4.2.1沖裁力的計(jì)算
沖裁力的大小隨凸模進(jìn)入材料的深度（凸模行程）而變化，本模具采用普通平刃口模具沖裁，其沖裁力F按下式計(jì)算：
F=KLtΓb
沖裁力公式為P＝P孔+P落
式中P—沖裁力
P孔—沖孔沖裁力
P落—落料沖裁力
① 沖孔沖裁力P孔
P孔＝Ktτ
式中 K—系數(shù)，查表取K＝1.3
—沖孔周長，L＝3.14×4.5＝14.13mm
t—材料厚度，t＝0.5mm
τ—材料抗剪強(qiáng)度，MPa，查手冊A3鋼τ＝（370～460）MPa，
取τ＝400 MPa
所以P孔＝Ktτ＝1.3×14.13×0.5×400＝3673.8N
取P孔＝3.68KN
② 落料沖裁力P落
P落＝Ktτ
式中—落料件外形周邊尺寸
＝3.14×29－12＋3.14×6＝97.9mm
所以P落＝KLtτ＝1.3×97.9×0.5×400=25454N
取P落＝25.5KN
4.2.2 卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算：
卸料力是將廢料或工件從凸凹模上刮下的力。而推件力是將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需的力。頂件力逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需的力。卸料力、推件力和頂件力是由壓力機(jī)和模具卸料裝置或頂件裝置傳遞的，所以在選擇設(shè)備公稱壓力或設(shè)計(jì)沖裁的時候應(yīng)分別予以考慮，影響這些力的因素較多，主要有材料的力學(xué)性能、厚度、模具間隙、凹模洞口結(jié)構(gòu)、搭邊大小、潤滑情況、制件的形狀和尺寸等?，F(xiàn)在按照下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：
卸料力Px
Px＝ P落
式中Px—卸料力
—卸料系數(shù)，查表＝0.04～0.05，?。?.045
所以Px＝0.045×25.5＝1.15KN
推料力
＝P孔n
式中—推料系數(shù),查表取=0.055
n—同時卡在凹模洞孔內(nèi)的件數(shù),取n=10
所以=0.055×3.68×10=2.024KN
頂件力
=(P孔＋P落）
式中—頂件力
=頂件系數(shù),查表取=0.06
所以=0.06×(3.68+25.5)=1.7508KN
4.2.3 總沖壓力
沖裁時,壓力機(jī)的壓力值必須大于或者等于沖裁各工藝力的總和,即大于總的沖壓力,總的沖壓力根據(jù)模具結(jié)構(gòu)不同計(jì)算公式不同,當(dāng)采用彈性卸料裝置和下出件的模具時,總的沖壓力為
=P+ Px+= P孔+P落+ Px+=3.68+25.5+1.15+2.024=32.36KN
4.3 壓力機(jī)的公稱壓力的確定：
初選開式可傾壓力機(jī)參數(shù)壓力機(jī)型號為J23-6.3
查手冊選擇壓力機(jī)的公稱壓力為：63KN
滑塊固定行35mm
(最大閉合高度)150 mm
閉合高度調(diào)節(jié)量35mm
(標(biāo)準(zhǔn)型)工作臺尺寸(左右×前后)200×310mm
(標(biāo)準(zhǔn)型)工作臺孔尺寸(左右×前后) 160×140mm
(標(biāo)準(zhǔn)型)立柱間距離(不小于) 150mm
模柄孔尺寸(直徑×深度) Ф25×40mm
4.4 壓力中心的確定
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)使模具的壓力中心和壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。否則沖壓時滑塊會承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊的滑軌和模具的導(dǎo)向部分不正常磨損，還會使合理間隙得不到保證，從而影響制件的質(zhì)量降低模具壽命甚至損壞模具。而本模具所沖裁的制件形狀完全對稱于相互垂直的 兩條對稱線，所以模具的壓力中心在幾何圖形的中心點(diǎn)上。
4.5 工作部分的尺寸計(jì)算
4.5.1計(jì)算凸凹模工作部分的尺寸（沖孔）并確定其公差：
該零件在彎曲前屬于無特殊要求的一般沖孔落料件，外形尺寸由落料獲得，而中間的小孔尺寸則是由沖孔得到。
查表而知：Zmin = 0.06max = 0.04mm
Zmax –Zmin = 0.02mm
因?yàn)槟＞叩木鹊燃墳镮T14級 取 X = 0.5
設(shè)凸、凹模分別按IT9、IT10級精度制造，分別計(jì)算Dt、Da如下：
沖?4.5mm的孔
沖孔時，間隙取在凹模上，則：
凸模尺寸
=(d+χ△)
凹模尺寸
=( + Zmin)
式中：---沖孔凸模刃口尺寸
---沖孔凹模刃口尺寸
d---沖孔件孔的最小極限尺寸，mm, d=4.5mm
Zmin——雙面間隙，mm
△——工件公差，mm，△=0.3mm
x——磨損系數(shù)，查表得IT14級時x=0.5
δ——凸模和凹模的制造公差，mm,查表δ=0.02mm
所以 =(4.5+0.5×0.3) 0-0.02 =4.65 0-0.02 mm
=(4.65+0.04) 0.020 mm
校核：|δT|+|δA|= 0.02 mm +0.02 mm =0.04 mm＞Zmax –Zmin=0.02mm
不滿足間隙公差條件
因此只有縮小δT，δA，提高制造精度，才能保證間隙配合在合理范圍內(nèi)
可取δT≤0.4（Zmax–Zmin）=0.4×0.02=0.08mm
δA≤0.6(Zmax－Zmin)=0.6×0.02=0.012mm
故=4.65mm
=mm
4.5.2外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算
因此落料件為復(fù)雜的制件，所以利用凸凹模配合法，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。
采用配作法，計(jì)算凹模的刃口尺寸，首先是根據(jù)凹模磨損后輪廓變化情況正確判斷出模具刃口各個尺寸在磨損過程中是變大還是變小，還是不變這三種情
況，然后分別按不同的計(jì)算公式計(jì)算。
a、凹模磨損后會增大的尺寸-------第一類尺寸A
第一類尺寸：Aj=(Amax-x△)0+0.25△
b、凹模磨損后會減小的尺寸-------第二類尺寸B
第二類尺寸：Bj=(Bmax+x△)0-0.25△
c、凹模磨損后會保持不變的尺寸 第三類尺寸C
第三類尺寸：Cj=(Cmin+0.5△)60.125△
圖3 落料凹模刃口部
圖4落料凸模刃口部分尺寸
由手冊表查得:尺寸29mm的工件制造公差為0.52mm
尺寸3mm的工件制造公差為0.25m
第一類尺寸：磨損后增大的尺寸：
A1=(Amax－x△) 0+0.25△=（29－0.5×0.52）=mm
A2=(Amax－x△) 0+0.25△=(3－0.5×0.25)= mm
落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是28.74mm,2.875mm, 不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)條件中注明：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=0.02mm. （落料凸模、凹模刃口部分尺寸分別見圖3,4）
5 模具總體設(shè)計(jì)
5.1 模具類型的選擇
由沖壓工藝分析可知，采用級進(jìn)方式?jīng)_壓，所以模具類型為級進(jìn)模，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。
5.2 定位方式的選擇
本工件是中批量生產(chǎn)，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，在大凸模上安裝一導(dǎo)正銷，利用條料上φ4.5 mm的孔做導(dǎo)正銷孔進(jìn)行導(dǎo)正，依此作為條料送進(jìn)的精確定距。
5.3 導(dǎo)向方式的選擇
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。采用手工送料方式，為了提高開敞性和導(dǎo)向均勻性，采用對角導(dǎo)柱模架。
5.4 卸料方式的選擇
本模具采用正裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料和工件留在凹模孔洞中，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0.5 mm，料厚比較薄，選用彈性卸料板來卸下條料廢料。
6 模具主要零部件的設(shè)計(jì)
6.1工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
6.1.1 凹模的設(shè)計(jì)
在本模具中采用螺釘和銷釘將凹模直接固定在支撐件上,凹模刃口為直壁式 ,凹模采用銷釘和螺釘固定時要保證螺釘(或沉孔)間、螺孔與銷孔間及螺孔與凹模刃壁間的距離不能太近,否則會影響模具的壽命。
圖5 整體式凹模的局部結(jié)構(gòu)
整體式凹模的局部結(jié)構(gòu) 如圖5所示。整體式凹模裝于下模座上，由于下模座孔口較大因而使工作時承受彎曲力矩，若凹模高度H及模壁厚度C不足時，會使凹模產(chǎn)生較大變形，甚至破壞。但由于凹模受力復(fù)雜，凹模高度可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，即
凹模高度H=KB
凹模壁厚C=(1.5~2)H
式中B----凹?？椎淖畲髮挾?，mm但B不小于15mm
C-----凹模壁厚，mm 指刃口至凹模外形邊緣的距離；
K=系數(shù)，取0.40
所以 凹模高度H=KB=0.40×31.9=13mm 查表取標(biāo)準(zhǔn)值H=16mm
C=2H=32mm
凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般取（1.7~2.0）d
d 為螺孔的距離，由于凹模厚度為16mm, 所以根據(jù)查得螺孔選用4×M8的螺釘
固定在下模座。故選用如圖6
圖6凹模上的螺孔設(shè)計(jì)與選用
螺孔到凹模外緣的最小距離a2=1.5d=1.5×4=6mm
a3=1.13d≈5mm
螺孔到銷孔的距離一般取b>2d,所以b應(yīng)大于8
根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板125×100×16mm
6.1.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì)：
沖小圓孔的凸模，為了增加凸模的強(qiáng)度與剛度，凸模非工作部分直徑應(yīng)作成逐漸增大的多級形式如圖7所示：
圖7 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)形式
凸模長度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定的，設(shè)計(jì)該模具為沖孔落料級進(jìn)模，采用剛性卸料板，其凸模長度用下列公式計(jì)算：
L=h1+h2+h3+h
式中 L—凸模長度， mm
h1—凸模固定板高度，mm
h2—卸料板高度，mm
h3—導(dǎo)料板厚度，mm
h—附加高度，一般取15~20mm
沖裁φ4.5mm孔凸模、凹模各尺寸及其組件確定和標(biāo)準(zhǔn)化（包括外形尺寸和厚度）
小凸模長度 L=14+12+0.5+14.5=50mm
小凸模強(qiáng)度校核 要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應(yīng)力不超過凸模材料的許用壓應(yīng)力，即
校核公式為 ≤
式中P孔—沖孔沖裁力,N, P孔=3680N
Fmin—凸模最小斷面積，, Fmin=/4=15.9
---凸模材料的許用壓力，Mpa,如凸模材料選用Cr12，查手冊=（1000～160）Mpa,取=1200 Mpa
因?yàn)?=231.5 Mpa＜
所以凸模強(qiáng)度符合要求。
外形落料凸模、凹模各尺寸及其組件的確定和標(biāo)準(zhǔn)化（包括外形尺寸和厚度）
外形凸模的設(shè)計(jì)：外形凸模用線切割機(jī)床加工成直通式凸模，用兩個M8的螺釘固定在墊板上，由于采用彈性卸料板，凸模按下式計(jì)算
L=h1+h2+t+h
其中h1為固定板厚度（14mm），h2為卸料板厚度（12mm）t為材料的厚度
（0.5 mm），h為附加長度，主要考慮凸模進(jìn)入凹模的深度（1mm）及模具閉合狀態(tài)下 卸料板到凸模固定板間的安全距離（15mm～20mm）等因素
所以：L=14+12+0.5+7.5+1+15=50 mm
凸模固定板材料可用45鋼，結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格查手冊可得200×160×14 ,凹模組件的尺寸確定和示意圖
凹模采用整體式凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割加工，安排凹模在模架上的位置時，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8）
圖8 整體式凹模的尺寸
凹模的長度選取要考慮以下因素：
a)保證有足夠的安裝彈性卸料板的位置。
b)便于導(dǎo)尺發(fā)揮作用，保證送料粗定位精度。
選取凹模邊界為125mm×100mm。凹模材料選用Cr12制造，熱處理硬度為58～62HRC。
6.2定位零件的設(shè)計(jì):
在本模具中采用的是條料，所以導(dǎo)料板，導(dǎo)正銷和擋料銷作為定位裝置，起導(dǎo)向同時起定位的作用。用擋料銷擋住搭邊或沖件輪廓，以限定條料的送進(jìn)距離。在本模具中試用固定擋料銷，其結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，在模具中廣泛應(yīng)用作定距裝置。
6.2.1 始用擋料銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
圖9 始用擋料銷的設(shè)計(jì)
擋料銷標(biāo)記： 4536 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
6.2.2 固定擋料銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
固定擋料銷的設(shè)計(jì)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)
選用直徑φ4mm，h=3mm材料為45鋼A型固定擋料銷（JB/T7649.10—94）
6.2.3 導(dǎo)正銷的設(shè)計(jì)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(jì)，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。
導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)形式查手冊選用如圖11
圖11 導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)形式
D=d-a
式中D——導(dǎo)正銷直徑的基本尺寸
d——沖孔凸模直徑
a——導(dǎo)正銷與沖孔凸模直徑的差值
沖裁φ4.5mm孔的導(dǎo)正銷 查表得h=0.6t 2a=0.04mm
D=d-a=4.65-0.04=4.61mm
h=0.6×0.5=0.3mm
6.2.4 導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
經(jīng)查表分析得導(dǎo)料板長度L=165mm，寬度B=35mm ，厚度h=6mm如圖12。
圖12 導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)
6.3 導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)：
導(dǎo)向裝置用來保證上模相對于下模正確的運(yùn)動，對于生產(chǎn)批量較大，零件的要求較高，壽命要求較長的模具，一般都需要采用導(dǎo)向裝置，本模具中應(yīng)用導(dǎo)柱導(dǎo)套裝置來完成導(dǎo)向
6.4 卸料裝置的設(shè)計(jì)：
本模具設(shè)計(jì)為以導(dǎo)料板為送進(jìn)導(dǎo)向的沖模中使用的剛性卸料裝置。
彈簧的選用：
彈簧屬于標(biāo)準(zhǔn)件
①設(shè)單個彈簧所承受的負(fù)荷為
已知卸料力=1.15KN=1150N
設(shè)卸料彈簧個數(shù)為n=4個
所以===287.5N
②根據(jù)的大小，從標(biāo)準(zhǔn)中初選彈簧規(guī)格為25mm×4mm×55mm
其具體參數(shù)是D=25mm，d=4mm,t=6.4mm, =533N, △=14.7MM, =55mm,n=7.7mm,f=1.92mm
③計(jì)算△：△= △=×14.7=7.9mm
④設(shè)△=2mm, △=4mm
則△H=△+△+△=7.9+2+4=13.9mm
由于14.7＞13.9，即△＞△H
所以所選彈簧是合適的。
6.5 連接與固定裝置的設(shè)計(jì)
6.5.1模柄的設(shè)計(jì):
本模具屬于中小型模具,采用模柄將上模固定在壓力機(jī)的滑塊上。模柄是作為上模與壓力機(jī)滑塊連接的零件。對它的基本要求是:一要與壓力機(jī)滑塊上的模柄孔正確配合,安裝可靠；二要與上模正確而可靠的連接。
在本模具中選用旋入式模柄，通過螺紋與上模座連接并加螺絲防止轉(zhuǎn)動。這種模柄可較好的保證軸線與上模座軸線垂直,適用與各種中、小型模具。
模柄材料通常采用Q235或Q275鋼,在此選用Q235鋼.其支撐面應(yīng)垂直于模柄的軸線(垂直度不應(yīng)超過0.02:100)。
模柄在本模具選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，并根據(jù)前文壓力機(jī)的參數(shù)確定模柄的直徑和長度?，F(xiàn)制草圖如下并標(biāo)明其具體尺寸：
6.5.2 固定板的設(shè)計(jì)
將凸?；虬寄０匆欢ㄏ鄬Φ奈恢脡喝牍潭ê螅鳛橐粋€整體安裝在上模座或下模座上。在本模具中只有凸模需要由固定板來固定。
固定板的厚度一般取凹模厚度的0.6～0.8倍,其平面尺寸可與凹模、卸料板外形尺寸相同,需考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢?。固定板的凸凹模安裝孔與凸凹模采用過渡配合H7/m6、H7/n6，壓裝后將凸凹模端面和固定板一起磨平。
現(xiàn)選用標(biāo)準(zhǔn)凸模固定板尺寸為: 125mm×100mm×16mm
6.5.3 墊板的設(shè)計(jì):
墊板的作用是直接承受凸模的壓力，以降低模座承受的單位壓力，防止模座被局部壓陷，影響凸模的正常工作。墊板的外形尺寸和模板相同，厚度取6mm
6.5.4 螺釘與銷釘?shù)脑O(shè)計(jì):
螺釘和銷釘都是標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計(jì)模具是按標(biāo)準(zhǔn)選用即可，螺釘用于固定模具零件，一般選用內(nèi)六角螺釘；銷釘起定位作用，常用圓柱銷釘，螺釘、銷釘規(guī)格根據(jù)沖壓力的大小、凹模厚度等確定。所以螺釘?shù)囊?guī)格選用M8
6.5.5 卸料板的設(shè)計(jì):
卸料板的邊界尺寸和固定板相同，選用材料為45鋼，厚度為14mm.
6.6 模架及組成零件的確定:
6.6.1 模架的選用:
本模具選用由上模座,下模座,導(dǎo)柱,導(dǎo)套組成導(dǎo)柱模模架及其零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，在此選用對角導(dǎo)柱模架。
6.6.2 模座的確定:
本模中具選用標(biāo)準(zhǔn)模架，因在前述中確定了凹模尺寸為125㎜×100㎜ ×16㎜ ，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確定下模座尺寸為: 200㎜×180㎜×45 ㎜. 上模座尺寸為: 200㎜×180㎜×35 ㎜.導(dǎo)柱d/mm×L/mm分別為?18×100mm，?18×100mm；導(dǎo)套d/mm×L/mm分別為?28×60mm，?28×60mm
7 模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
J23-6.3型壓力機(jī)的閉合高度要求在115mm—185mm之間，模具的閉合高度為152mm，模具的閉合高度符合要求。
本模具的外形尺寸為200mm×220mm×165mm, 工作臺尺寸(左右×前后)200mm×310mm ，工作臺孔尺寸(左右×前后) 160mm×140mm , 可以正確安裝和正常使用。外形尺寸符合要求。
經(jīng)校核 J23-6.3型壓力機(jī)符合此連續(xù)模設(shè)計(jì)的要求，可以被采用。
8 繪制模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖
8.1本模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖見附圖
8.2本模具的工作原理：本模具為用導(dǎo)正銷定距的沖孔落料連續(xù)模。上，下模用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向。沖孔凸模1與落料凸模9之間的距離就是送料步距s. 條料送進(jìn)時由固定擋料銷3進(jìn)行初定位，由兩個安裝在落料凸模上的導(dǎo)正銷2進(jìn)行精定位。導(dǎo)正銷與落料凸模的配合為H7/r6，其連接應(yīng)保證在修磨凸模時的裝拆方便，因此，落料凸模安裝導(dǎo)正銷的孔是個通孔。為保證首件的正確定距，在此級進(jìn)模中，采用始用擋料銷18，它安裝在導(dǎo)料板中間。在條料上沖制首件時，用手推始用擋料銷，使它從導(dǎo)料板中伸出來抵住條料的前端即可沖第一件上的孔，以后各次沖裁時就都由固定擋料銷3控制送料步距作粗定位。
條料送進(jìn)時由固定擋料銷進(jìn)行定位，而有導(dǎo)料板保證送料沿正確的方向送進(jìn)。當(dāng)條料送到指定位置時，上模在壓力機(jī)的作用下進(jìn)行沖壓。當(dāng)沖壓完成時，沖孔廢料和制件依次落入不同的凹模洞中，上模上行回程，完成一此沖裁過程，然后，再開始下一個行程。
圖13 總裝圖
結(jié)束語
大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對以前所學(xué)的知識及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機(jī)械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對于模具設(shè)計(jì)這個實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、在洛陽中國一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對于冷沖模具、塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個全新的認(rèn)識，豐富和加深了對各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下和在工廠師傅的講解下，我們對于模具的設(shè)計(jì)和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識。同時在實(shí)習(xí)現(xiàn)場親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體并查閱了很多相關(guān)資料，通過這些實(shí)踐，我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過在圖書館借閱相關(guān)手冊和書籍，更系統(tǒng)而全面了細(xì)節(jié)問題，鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設(shè)計(jì)工作者應(yīng)有的素質(zhì)。
在學(xué)校中，我們主要學(xué)的是理論性的知識，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)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在溫習(xí)舊知識的同時也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識；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(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)。
從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過程，我對模具的認(rèn)識過程亦是如此。經(jīng)過近三個月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個圓滿的句號，為將來的事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 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)中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正。
參 考 文 獻(xiàn)
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第 24 頁 共 24 頁
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