動觸片沖壓模設(shè)計

動觸片沖壓模設(shè)計,動觸片,沖壓,設(shè)計 動觸片沖壓模具 學(xué)校代碼：10410 序 號：20090965 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 題目： 動觸片沖壓模設(shè)計 學(xué) 院： 工 學(xué) 院 姓 名： 王靜楠 學(xué) 號： 20090965 專 業(yè)：農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化 年 級： 農(nóng)機(jī)091 指導(dǎo)教師： 胡淑芬 二O一三年 ii 摘 要 本設(shè)計為動觸片片沖壓模具設(shè)計，根據(jù)設(shè)計零件的尺寸、材料、生產(chǎn)批量等要求，先分析零件的工藝性，確定沖裁工藝方案以及模具結(jié)構(gòu)方案，其次通過工藝設(shè)計計算，確定排樣和板料，計算沖裁壓力和壓力中心，初選壓力機(jī)，計算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后設(shè)計選用零、部件，對壓力機(jī)進(jìn)行校核，繪制模具總裝圖，以及對模具主要零件的加工工藝規(guī)程進(jìn)行編制。其中在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，主要對凸模、凹模、凸凹模、定位零件、出件與卸料裝置、模架、沖壓設(shè)備、緊固件等進(jìn)行了設(shè)計，并且對部分零部件進(jìn)行了加工工藝分析，最終才完成這篇畢業(yè)設(shè)計。 關(guān)鍵詞：沖裁件；模具；凹模；凸模；  Stamping die design Abstract: The design for a plate of cold stamping die design, according to the size of the design components, materials, mass production, etc., the first part of the process of analysis to determine the blanking process planning and die structure of the program, and then through the process design calculations, determine the nesting and cutting board, calculate the pressure and pressure washed centers, primary presses, computing convex and concave Die Cutting Edge dimensions and tolerances, the final design selection of parts and components, to press for checking, drawing die assembly drawings, as well as Mold processing technology of the main parts to the preparation procedures. In which the structural design, primarily to the punch and die, punch and die, positioning parts, unloading and out of pieces of equipment, mold, pressing equipment, fasteners, etc. has been designed, and structural design, while some parts for the processing process analysis and ultimately to complete this graduation project. Key words: stamping parts; mold; die; punch; 目錄 1 前言 1 1.1 概況 1 1.2模具的發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.3 模具的發(fā)展趨勢 1 1.4 課題設(shè)計的內(nèi)容 2 2 零件工藝分析 3 2.1 沖裁件的工藝性分析 3 2.2沖壓工藝方案的確定 4 3 沖裁排樣設(shè)計 5 3.1 排樣方案的確定 5 3.2 搭邊的選取及排樣 6 3.3送料步距、條料寬度及材料的利用率計算 7 4 模具設(shè)計計算 8 4.1計算總壓力 9 4.2確定壓力中心 10 4.3凸凹模刃口尺寸設(shè)計 11 5 沖裁模主要零部件選取及結(jié)構(gòu)設(shè)計 13 5.1凹模外形尺寸的確定 13 5.2 固定板、墊板設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn) 15 5.3凸模外形尺寸的確定 16 5.4 選定定位元件 17 5.5 選取卸料裝置 18 5.6 模架的選擇 19 5.7 模柄的選擇 20 5.8 選導(dǎo)柱導(dǎo)套 21 5.9 緊固件與模具定位件的標(biāo)準(zhǔn)與確定 21 6 沖壓模具的安裝及安全要求 22 6.1 沖模的安裝要求 22 6.2 模具的安全要求 22 7 模具的裝配圖 23 參 考 文 獻(xiàn) 24 致 謝 25 24 1 前言 1.1 概況 沖壓過程主要是依靠沖模和沖壓設(shè)備完成加工，便于實現(xiàn)自動化，生產(chǎn)率很高，操作簡便。與其他加工方法相比它具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，所以在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門都越來越多地采用沖壓加工產(chǎn)品零部件，如機(jī)械制造，車輛生產(chǎn)，航空航天，電子，電器，輕工，儀表及日用品等行業(yè)。沖壓模具作為重要的生產(chǎn)裝備和工藝方向，在現(xiàn)代工業(yè)的規(guī)模生產(chǎn)中日益發(fā)揮著重大作用。 1.2模具的發(fā)展現(xiàn)狀 近十幾年來，模具已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，60%～90%的工業(yè)產(chǎn)品需使用模具加工，模具工業(yè)已成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，許多新產(chǎn)品的的開發(fā)和生產(chǎn)在很大程度上都依賴于模具生產(chǎn)。而作為制造業(yè)基礎(chǔ)的機(jī)械行業(yè)，根據(jù)國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會預(yù)測，21世紀(jì)機(jī)械制造工業(yè)零件粗加工的75%和精加工的50%都將依靠模具完成。 目前我國在設(shè)計制造方法、手段上已基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國際水平，在轎車模具國產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計中。以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面，以國外相比還存在一定的差距。標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級進(jìn)模和多功能模具，是我國重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，與國外多工位級進(jìn)模和多功能模具相比，存在一定差距。 1.3 模具的發(fā)展趨勢 模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項： （1）發(fā)展高效、精密、數(shù)控自動加工設(shè)備。要從一般的車、銑、刨、磨機(jī)床加工，發(fā)展至采用各種數(shù)控機(jī)床和加工中心進(jìn)行模具零件的加工；從一般的機(jī)床加工方法，發(fā)展至采用機(jī)電結(jié)合的數(shù)控電火花成型、數(shù)控電火花切割以及各種特殊加工技術(shù)結(jié)合。 （2）CAD/CAM/CAE技術(shù)模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計制造。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。 （3）完善和提高現(xiàn)有模具材料性能、開發(fā)新型模具材料。生產(chǎn)批量小的用廉價材料、易熔材料，如鑄鐵、球鐵、鋁、預(yù)硬鋼以及含有增強(qiáng)填料的塑料等。制造批量大的模具，多采用高耐磨材料。 （4）發(fā)展精密、高效、長壽命模具。 （5）發(fā)展簡易、快速模具技術(shù)。這種方式要求模具在滿足工件質(zhì)量的前提下，降低成本、縮短制造周期、能快速更換。通常采用的有低熔點(diǎn)合金、鋁合金、鋅基合金甚至塑料等材料制作模具。 （6）發(fā)展專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。專業(yè)化生產(chǎn)方式是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要特征之一。我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國外發(fā)達(dá)國家一般為80%左右。 我國沖壓模具與發(fā)達(dá)國家企業(yè)之間的差距不小，因此要發(fā)揮整體優(yōu)勢和綜合競爭力，要加強(qiáng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、完善合作機(jī)制，創(chuàng)造性地工作。 1.4 課題設(shè)計的內(nèi)容 材 料：AgCu10銀合金帶 板料厚度：t=0.4mm 生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn) 任 務(wù)：編制沖壓工藝方案、設(shè)計模具結(jié)構(gòu) 2 零件工藝分析 2.1 沖裁件的工藝性分析 沖壓件的工藝性是指沖壓件對沖壓工藝的適應(yīng)性。沖裁件的工藝性是否合理，對沖裁件的質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)率有很大影響，在一般情況下，對沖壓件工藝性影響最大的幾何形狀尺寸和精度要求。良好的沖壓工藝性應(yīng)能滿足材料較省、工序較少、模具加工較容易、壽命較高、操作方便及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等要求。 AgCu10有較高的強(qiáng)度和較好的沖壓加工性能。查表，當(dāng)零件材料壁厚為0.4mm時凸凹模最小模具間隙為1.4mm，所以雖然該零件形狀簡單,但對孔邊距接近凸凹模所允許的最小壁厚，如零件圖所示，故可以考慮采用連續(xù)沖壓工序。 凡是產(chǎn)品圖樣上未注明公差的尺寸，均屬于未注公差尺寸，在計算凸模和凹模尺寸時，沖壓件未注尺寸的極限偏差數(shù)值通常按GB/T 1800.3-1998級。沖裁和拉深件未注公差尺寸的極限偏差見表2-1。 表2-1 2.2沖壓工藝方案的確定 該工件包括沖孔、沖孔、落料三個個基本工序，可以有以下三種方案： 方案一：先沖孔兩次，后落料，采用單工序模生產(chǎn)； 方案二：落料—沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)； 方案三：沖孔—落料連續(xù)沖裁，采用級進(jìn)模生產(chǎn)。 三種方案比如下表：2-2所示： 表2-2 模具種類 比較項目 單工序模 復(fù)合模 級進(jìn)模 沖件精度 較低 高 一般 生產(chǎn)效率 較低 較高 高 生產(chǎn)批量 適合大、中、小批量 適合大批量 適合大批量 模具復(fù)雜程度 較易 較復(fù)雜 復(fù)雜 模具成本 較低 較高 高 模具制作精度 較低 較高 高 模具制造周期 較快 較長 長 模具外形尺寸 較小 中等 較大 沖壓設(shè)備能力 較小 中等 較大 工作條件 一般 較好 好 方案一單工序模模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要三道工序，三副模具，模具壽命低，沖裁件質(zhì)量差，生產(chǎn)率較低且操作不夠安全，難以滿足該零件大批量生產(chǎn)的要求。方案二復(fù)合模只需一套模具，沖壓件的形位精度容易保證，且生產(chǎn)率也高。盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡單，模具制造并不困難。方案三級進(jìn)模也只需要一副模具，生產(chǎn)率也高，但零件的沖壓精度較差，模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，且成本高。綜上分析，該零件結(jié)構(gòu)簡單但是尺寸相對較小，但是零件的孔邊距接近凸凹模允許的最小壁厚，所以用復(fù)合模加工成本高且模具制造困難，又不能保證零件加工質(zhì)量，故通過對上以三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳。 3 沖裁排樣設(shè)計 3.1 排樣方案的確定 排樣是指沖裁零件在條料、帶料或板料上布置的方法。合理利用材料是降低成本的有效措施，尤其在大批量生產(chǎn)中，沖壓件的年產(chǎn)量達(dá)數(shù)十萬件，甚至數(shù)百萬件，材料合理利用的經(jīng)濟(jì)效益更為突出。保證在最低的材料消耗和最高的勞動生產(chǎn)率的條件下得到符合技術(shù)要求的零件，同時要考慮方便生產(chǎn)操作、沖模結(jié)構(gòu)簡單、壽命長以及車間生產(chǎn)條件和原材料供應(yīng)等情況，以選擇較為合理的排樣方案。 根據(jù)材料的合理利用情況，條料排樣方法可以分為以下三種，如表3-1，在設(shè)計中為保證制件精度，提高模壽命具，選有廢料排樣。 表3-1 概念 特點(diǎn)比較 應(yīng)用 材料利用率 沖件質(zhì)量 模具壽命 有廢料排樣 沿沖件的全部外形沖裁，沖件與沖件之間、沖件與條料側(cè)邊之間都存在有搭邊廢料 最低 好 高 用于沖裁形狀復(fù)雜、尺寸精度要求較高的沖裁件。 少廢料排樣 沿沖件的部分外形切斷或沖裁。只在沖件與沖件之間或沖件與條料側(cè)邊之間留有搭邊 較高 較好 較高 用于某些尺寸要求精度不高的沖裁件排樣 無廢料排樣 沖件與沖件之間或沖件與條料側(cè)邊之間均無搭邊廢料。沖件與沖件之間沿直線或曲線的切斷而分開 高 不易保證 最低 對沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀有要求，應(yīng)用受限。 3.2 搭邊的選取及排樣 排樣時，工件及工件與條料側(cè)邊之間的余料叫搭邊，搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差和保持條料有一定的剛度，以保證沖壓件質(zhì)量和送料方便。搭邊太寬，浪費(fèi)材料；搭邊太窄會引起搭邊斷裂或翹曲，可能“啃刃”現(xiàn)象或沖裁時會被拉斷，有時還會拉入模具間隙中、損壞模具刃口，從而影響模具壽命。 由表3-2 確定搭邊值 表 3-2 材料厚度t 圓形件或圓角r>2t 矩形件或邊長L<50 矩形件邊長L>50或r<2t 工件間 側(cè)面 工件間 側(cè)面 工件間 側(cè)面 0～0.25 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.0 0.25～0.5 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 0.5～0.8 1.0 1.2 1.5 1.5 1.8 2.0 0.8～1.2 0.8 1.0 1.2 1.5 1.5 1.8 1.2～1.6 1.0 1.2 1.5 1.8 1.8 2.0 根據(jù)零件形狀及結(jié)構(gòu)間按矩形取工件間搭邊值a=1.2，側(cè)邊取搭邊值=1.5。 圖3-1 排樣圖 3.3送料步距、條料寬度及材料的利用率計算 送料步距：送料步距是指兩次沖裁間板料在送料方向移動的距離，用S表示 =3+1.5=4.5 （3-1） 條料寬度及板料間距的計算條料寬度按下式： （3-2） 其中為沖裁件寬度方向的最大尺寸；為導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙查表取C=0.5。 表3-3導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙表 條料厚度 無側(cè)壓裝置 條料寬度 100以下 100～200 0～0.5 0.5 0.5 0.5～1 0.5 0.5 2～3 0.5 0.5 3～4 0.5 1 4～5 0.5 1 B-=(24+2×1.5+0.5)0-0.5=27.50-0.33 （3-3） 所以選取板料的規(guī)格為：600×28×0.4 材料利用率的計算 沖裁件的實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)。一個步距內(nèi)的材料利用率可用下式表示： 總 = （3-4） 式中， 是材料利用率； n為張板料上的沖裁件數(shù)目；A是一個沖裁件的實際面積； B是條料寬度；L是條料長度。 n=600÷21.2=28.3 （3-5） A=342-166-6=170 （3-6） BL=600×28=1680 （3-7） 總 = = 28.3% 4 模具設(shè)計計算 4.1計算總壓力 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)入材料的深度而變化的。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。 用普通平刃口模具沖裁時，一般按下式計算： 沖裁力 F=KLtτb （4-1） 式中 F為沖裁力；L為沖裁周邊長度； t為材料厚度；τb為材料抗剪強(qiáng)度；K是系數(shù)（一般取K=1.3） 卸料力 Fx=KxF （4-2） 推件力 Ft=nKtF （4-3） 頂件力 Fd=KdF （4-4） 式中 Kx、Kt、Kd 分別為卸料力、推件力、頂件力； n是同時卡在凹模內(nèi)的工件數(shù)量； h為凹模內(nèi)的直刃壁高度； t為板料厚度 查表《卸料力、推件力及頂件力系數(shù)表》可知 Kx=0.05 KD=0.06 Kt=0.05 沖裁力：根據(jù)零件圖可算得一個零件外周邊長度： L1=73mm （4-5） 內(nèi)周邊長度之和： L2=58㎜ （4-6） 查表《 銀系接點(diǎn)材料的力學(xué)性能》可知： τb=296MPa; 落料力： F落=K L1tτb （4-7） =1.3×73×0.4×296 =11.24KN 沖孔力： F孔=KL2 t τb （4-8） =1.3×58×0.4×296 =8.93KN 卸料力： Fx=KxF （4-9） =0.05×（11.24+8.93） =1.01KN 推件力： Fd=KtF （4-10） =0.05×（11.24+8.93） =1.01KN 因為采用下出料方式，所以總沖壓力： FЁ= F落+ F孔+Fx+ F T （4-11） 則FЁ=11.24+8.93+1.01+1.01 =22.19KN 沖裁時，為防止設(shè)備的超載，可按F壓≥（1.6～1.8）F總估算壓力機(jī)的公稱壓力且零件尺寸較小，無需考慮臺面尺寸，只需按照公稱壓力選擇，即F壓≥39.92所以查表《開式雙柱可傾壓力機(jī)技術(shù)規(guī)格》選取63KN的開式壓力機(jī)。 其壓力機(jī)型號為：J23-6.3，主要參數(shù)如下所示： 其最大封閉高度為150 封閉高度調(diào)節(jié)量為35 模柄孔尺寸為直徑30，深度為55 工作臺尺寸左右為200、前后310 工作臺孔尺寸：左右160、前后110、直徑140 立柱間距離：150 墊板尺寸：30 床身最大可傾斜角：450 4.2確定壓力中心 沖裁模的壓力中心是指沖裁力合力的作用點(diǎn)。 設(shè)坐標(biāo)，如圖：4-1 計算各凸模壓力中心的坐標(biāo)位置。 x1=25.2 y1=4.5 x2=23.1 y2=-5.7 x3=15.3 y3=1.2 x4=0 y4=0 x5=-21.2 y5=0 計算各凸模刃口輪廓的周長。 其壓力計算公式為 所以壓力中心坐標(biāo)為 4.3凸凹模刃口尺寸設(shè)計 由表《沖裁模初始雙面間隙Z》 確定初始雙面間隙、 的值： Zmin=0.04mm Zmax=0.06mm Zmax-Zmin =0.06-0.04=0.02mm (4-12） 表：4-1 規(guī)則形狀凸、凹模的制造偏差 基本尺寸 凸模偏差 凹模偏差 基本尺寸 凸模偏差 凹模偏差 ～18 18～30 18～30 0.020 0.020 0.025 0.030 120～180 180～160 0.030 0.040 0.045 80～120 0.025 0.035 160～360 360～500 0.035 0.040 0.050 0.060 由表4-1 確定、的值。 校核間隙： +=0.020+0.025=0.045＞0.02 （4-13） 說明所取凸凹模公差不能滿足+≤的條件，但相差不大，可調(diào)整如下： =0.4×（Zmax-Zmin）=0.4×0.02=0.008mm （4-14） =0.6×（Zmax-Zmin）=0.6×0.02=0.012mm （4-15） 落料刃口尺寸計算: 落料時以凹模尺寸為基準(zhǔn)，即先確定凹模刃口尺寸；考慮到凹模刃口尺寸在使用過程中因磨損而增大，固落料件的基本尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍較小尺寸，而落料凸模的基本尺寸則按凹?；境叽鐪p最小初始間隙。 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，因此均屬于A類尺寸第一類尺寸。它的基本尺寸及制造公差的確定方法按公式 （4-16） 其中 是模具基準(zhǔn)尺寸()；是工件極限尺寸() △ 是工件公差() 因落料表面都是圓形，所以查上表得=0.5 則R100-0.1 D A1=(10-0.5×0.1) 0+o.o12=9.950+o.o12 D T1=(9.95-0.04) -0.0080=9.91-0.0080 R120-0.27 D A2=(12-0.5×0.27) 0+o.o12=11.8650+o.o12 D T2=(11.865-0.04) -0.0080=11.825-0.0080 沖孔刃口尺寸計算: 沖孔時以凸模尺寸為基準(zhǔn)，即先確定凸模刃口尺寸，考慮到凸模尺寸在使用過程中因磨損而減小，固沖孔件的基本尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸，而沖孔凹模的基本尺寸則按凸模基本尺寸加最小初始間隙。 凸模與凹模的制造公差，根據(jù)工件的要求而定，一般取比工件精度高2~3級的精度，考慮到凹模比凸模的加工稍難，凹模比凸模低一級。 利用公式 （4-17） （4-18） 其中，是，磨損系數(shù)的選取查下表4-2；△是工件的公差值。 表:4-2磨損系數(shù)表 非圓形 圓形 材料厚度t/mm 1 0.75 0.5 0.75 0.5 工件公差Δ 〈1 ≤0.16 0.17-0.35 》0.36 〈0.16 》0.16 1—2 《0.2 0.21-0.41 》0.42 <0.2 》0.2 2—4 《0.24 0.25-0.44 》0.5 <0.24 》0.24 〉4 《0.3 0.31-0.59 》0.6 <0.3 》0.3 因孔的都是圓形，所以查上表得=0.5 則Φ1.60+0.02 ?=（1.6+0.5×0.02）-0.0080=1.61-0.0080 =（1.61+0.04）0+o.o12 =1.650+o.o12 R1.5-0.140 =（1.36+0.5×0.14）-0.0080=1.43-0.0080 =（1.43+0.04）0+o.o12=1.470+o.o12 R1.60+0.14 d T3 =(1.6+0.5×0.14) -0.0080=1.67-0.0080 d A3 =(1.67+0.04) 0+o.o12=1.710+o.o12 R80+0.22 d T4=(8+0.5×0.22) -0.0080=8.11-0.0080 d A4 =(8.11+0.04) 0+o.o12=8.150+o.o12 5 沖裁模主要零部件選取及結(jié)構(gòu)設(shè)計 5.1凹模外形尺寸的確定 凹模的結(jié)構(gòu)形式有整體式和組體式兩種，兩種結(jié)構(gòu)形式的比較見表：5-1。 表:5-1 凹模兩種結(jié)構(gòu)形式的比較表 結(jié)構(gòu)形式 制作方法 固定方法 特點(diǎn) 整體式凹模 其外形按毛坯和工件的形狀制作 采用螺釘和銷釘直接固定在模板上 制造簡單，但工作部分與非工作部分都由優(yōu)質(zhì)鋼制造，損壞后全部更換，浪費(fèi)材料。 鑲拼式凹模 凹模工作部分與非工作部分開制造，非工作部分用普通鋼制造，凹模以過渡配合壓裝在凹模固定板內(nèi) 采用螺釘和銷釘把凹模固定板緊固在模板上 節(jié)約貴重的模具材料，且當(dāng)凹模損壞后是易維修更換，適用于沖制大、中型工件上的小孔 由于工件是大批量的生產(chǎn)，工步較少，屬于純沖裁，而且整體尺寸較小，則根據(jù)上面的比較表可選用整體式的凹模結(jié)構(gòu)。 凹模厚度 =0.4×24= 9.6 （5-1） 式中：——由和材料厚度決定的凹模厚度系數(shù) ——垂直于送料方向凹模型孔壁間最大距離 凹模壁厚 =14.4～19.2mm （5-2） 取凹模厚度H=10mm,凹模壁厚15mm～20mm 取c=15mm 凹模寬度： =20+15X2=50mm （5-3） 凹模長度(送料方向)： =54 （5-4） 凹模板100×63×10-T10AJB/T7643.1-2008。 凹模結(jié)構(gòu)圖:5-1如下所示： 圖5-1 5.2 固定板、墊板設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)分析，設(shè)計中只在沖孔凸模和沖孔凹模采用矩形的固定板固定，其平面輪廓尺寸除應(yīng)保證凸模安裝孔外，應(yīng)還考慮螺釘和銷孔的位置，厚度一般可按公式凸模H=1-1.5D，凹模H=0.6-0.8H。 固定板的基本結(jié)構(gòu)、尺寸選擇如下： 凸模固定板：100x63x10-45鋼 JB／T 7643.3 墊板主要用于直接承受和擴(kuò)散凸（凹）模傳來的壓力，防止模座承受過大壓力而出現(xiàn)凹坑，影響模具正常工作。墊板厚度一般取6~12mm，外形尺寸按固定板形狀決定。常用材料為45鋼、T7A。 墊板的基本結(jié)構(gòu)、尺寸可按GB2859.5~GB2859.6選取。查表，尺寸選擇如下： 長度L = 100mm、寬度B = 63mm、厚度H = 8mm、材料為45鋼的矩形墊板： 墊板100×63×8 - 45鋼JB/T 7643.3 圖：5-2 凸模固定板 圖：5-3 墊板 5.3凸模外形尺寸的確定 凸模的基本結(jié)構(gòu)由兩部分組成：一是工作部分，用以成行沖件；二是安裝部分，用來使凸模正確的固定在模座上。綜合考慮并結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計成直通式。 凸模長度尺寸應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)，并考慮修磨、固定板、與卸料板之間的安全距離、裝配等的需要來確定。 凸模長度的計算：L= （5-5） 式中：L——凸模長度； ——凸模固定板厚度； ——卸料板高度 ——凸模修邊余量。它包括凸模的修模量、凸模進(jìn)入凹模的深度（0.5—1mm）、凸模固定板與卸料板之間的安全距離（一般取10-20mm）等。 所以可初步計算凸模的長度:L=10+10+19=39 第三個工位的凸?？梢园凑認(rèn)B/T 7653-1994選取型號為: AⅠ1.6×3.6 JB/T8057.1-1995 T10A 其它凸模的結(jié)構(gòu)二維、三維圖如下圖5-4所示： 圖：5-4 圖6-5 5.4 選定定位元件 為了保證模具正常工作和沖出合格沖裁件，必須保證坯料對模具的工作刃口處于正確的相對位置。多工位級進(jìn)模一般都設(shè)導(dǎo)正銷進(jìn)行精定位，側(cè)刃則起粗定位作用。 在級進(jìn)沖裁模上設(shè)置側(cè)壓裝置后，將迫使條料在送進(jìn)時始終緊貼基準(zhǔn)導(dǎo)料板，可減少送料誤差，提高工件內(nèi)形和外形的位置尺寸精度。但自動送料的模具不宜采用側(cè)壓裝置。故不采用側(cè)壓裝置。 本設(shè)計中，毛坯的定位方式，根據(jù)工件特點(diǎn)，橫向采用導(dǎo)料板導(dǎo)料，縱向采用固定擋料銷定位，導(dǎo)正銷定距。 根據(jù)《沖壓工藝以及沖模設(shè)計》表，由導(dǎo)料板的長度，可以查的導(dǎo)料板的厚度為4mm;導(dǎo)料板的寬度，由凹模寬度以及條料寬度決定。查表得， 導(dǎo)料板尺寸: 100x20x4. 材料：45，熱處理硬度43~48HRC 技術(shù)條件：按JB/T 7653-1994的規(guī)定 擋料銷尺寸：A10 JB/T 7649.10 材料：45，熱處理硬度43~48HRC 技術(shù)條件：按JB/T 7653-1994的規(guī)定 導(dǎo)正銷尺寸按照第一工位沖孔尺寸選取，選A型導(dǎo)正銷 尺寸: 6x1.6x32 材料：T8A，熱處理硬度50~54HRC 技術(shù)條件：按JB/T 7653-1994的規(guī)定 圖：5-5 導(dǎo)料板 圖：5-6 擋料銷 圖：5-7 導(dǎo)正銷 5.5 選取卸料裝置 卸料裝置包括固定卸料裝置，彈壓卸料裝置，廢料切刀裝置。多工位級進(jìn)模一般采用彈壓卸料，極少用固定卸料裝置，而且彈性卸料板還有凸模護(hù)套和壓料的作用。橡膠允許承受的載荷較大，占據(jù)的空間較小，安裝調(diào)整比較靈活方便，而且成本低，是中小型冷沖模彈性卸料、頂件及壓邊的常用彈性元件。 選用橡膠時，應(yīng)主要確定其自由高度、預(yù)壓縮量及截面積。 確定自由高度：=22mm —沖模的工作行程（mm）。對沖裁模而言， —預(yù)留的修磨量。一般取5~10mm 確定和：=2.6mm =19.4mm —橡膠的預(yù)壓縮量 —沖模裝配好以后橡膠的高度 確定橡膠的橫截面積（mm2）：=32855 mm2 —所需卸料力（N） —橡膠在預(yù)壓縮狀態(tài)下的單位壓力：約0.26~0.5MPa 5.6 模架的選擇 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，模架主要有兩大類：一類是由上模座、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)柱模模架；另一類是由彈壓導(dǎo)板、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)板模模架。小型模具可以選取雙導(dǎo)柱模架，中間導(dǎo)柱式模架適用于單工序模和工位極少的級進(jìn)模；后側(cè)導(dǎo)柱式適用于大件邊緣沖裁，但是剛性和安全性差，對角導(dǎo)柱式特別適用于級進(jìn)模，所以，選擇對角導(dǎo)柱式模架。模架及其組成零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，并對其規(guī)定了一定的技術(shù)條件。由《對角導(dǎo)柱模架表》選 模架：100x63x130 Ⅰ GB/T 2851.1 該模具的閉合高度： （6-6） =25+8+39+10+30-1=121mm 式中：——凸模長度，L=39mm； ——凹模厚度，; ——凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，。 可見該模具閉合高度小于所選壓力機(jī)J23-6.3的最大裝模高度，由此可見，可以使用。 模架結(jié)構(gòu)如下圖:6-8所示： 圖6-8 模架結(jié)構(gòu) 5.7 模柄的選擇 中、小型模具一般是通過模柄將上模固定在壓力機(jī)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連接。模柄的結(jié)構(gòu)形式有：壓入式模柄、旋入式模柄、凸緣模柄、槽型模柄和通用模柄。 根據(jù)公稱壓力選擇模柄形式為旋入式模柄，尺寸為：模柄A32 GB/T 7646.1-2008模柄結(jié)構(gòu)如下圖5-9所示： 圖6-9 模柄結(jié)構(gòu) 圖5-9 5.8 選導(dǎo)柱導(dǎo)套 選用A型導(dǎo)柱、A型導(dǎo)套結(jié)構(gòu)見下圖所示。 導(dǎo)柱：材料20鋼，熱處理要求：滲碳深度0.8~1.2mm，硬度58~62HRC。 導(dǎo)柱規(guī)格：A18 h5×120 GB/T 7187.1 導(dǎo)套：材料，熱處理要求，硬度要求與技術(shù)要求與A型導(dǎo)柱相同。 導(dǎo)套規(guī)格: A18 H6×65×23 GB/T 7187.3； 圖：5-10 5.9 緊固件與模具定位件的標(biāo)準(zhǔn)與確定 模具緊固件主要指螺釘和銷釘，螺釘主要承受拉應(yīng)力，用來連接零件，常用的有內(nèi)六角螺釘和各種帶槽的柱頭螺釘。根據(jù)零件及模架的整體結(jié)構(gòu)以及各板料的厚度，上下模使用M6×25的內(nèi)六角圓柱頭螺釘緊固，導(dǎo)料板選用M5×8的內(nèi)六角圓柱頭螺釘緊固，定位銷釘選用4×25的銷釘定位，配合間隙為m6/h8。螺釘、銷釘孔的距離可查下表。 表：5-2 螺釘、銷釘孔的最小距離 螺釘孔 M6 M8 M10 M12 M16 M20 M24 A 淬火 10 12 14 16 20 25 30 不淬火 8 10 11 13 16 20 25 B 淬火 12 14 17 19 24 28 35 C 淬火 5 不淬火 3 銷釘孔 D4 D6 D8 D10 D12 D16 D20 Ｄ 淬火 7 9 11 12 15 16 20 不淬火 4 6 7 8 10 13 16 6 沖壓模具的安裝及安全要求 6.1 沖模的安裝要求 沖模的使用壽命，工作安全和沖件質(zhì)量等 于沖模的 正確安裝有著極大的關(guān)系: 1:沖模應(yīng)正確安裝在壓力機(jī)上使模具上下部分不發(fā)生偏斜和位移，這樣就可以保證模具有較高的準(zhǔn)確性,避免產(chǎn)生廢品,而且可保證模具壽命 2:模具安裝時將帶有導(dǎo)向的模具上下應(yīng)同時搬到工作臺面上。應(yīng)先固定上模，然后根據(jù)上模的位置固定下模 3:在沖壓生產(chǎn)過程中，由于壓力機(jī)的振動，可能引起固定沖模的緊固零件的松動。操作者必須隨時注意和檢查各緊固零件的工作情況 6.2 模具的安全要求 模具結(jié)構(gòu)應(yīng)能保證操作方便，安全可靠，操作者勿需手，臂，頭伸入危險區(qū)即可順利完成沖壓工作；調(diào)試，安裝，修理，搬運(yùn)和貯藏方便安全，不會因模具結(jié)構(gòu)問題而引起意外事故。 模具零件要有足夠的強(qiáng)度，材料選擇合理，模具應(yīng)避免有與機(jī)能無關(guān)的外部凸凹，外部應(yīng)倒棱，導(dǎo)柱，導(dǎo)套應(yīng)遠(yuǎn)離操作者，模具壓力中心應(yīng)通過或靠近模柄中心線，導(dǎo)向定位等重要部件要使操作者能看清楚。 設(shè)計模具時應(yīng)考慮安裝機(jī)械化裝置的位置，以便必要時機(jī)械化自動化裝置代替手工操作。 7 模具的裝配圖 參 考 文 獻(xiàn) [1]楊占堯.最新模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊[M].械工業(yè)出版社 2011.4 [2]王孝培 .沖模手冊[M].工業(yè)出版社2002.5 [3]萬本善.實用沖模結(jié)構(gòu)圖解[M].北京：科大電子出版社 2004.8 [4]徐新成.沖壓工藝及沖模設(shè)計[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2008.4 [5]宛強(qiáng).沖壓模具設(shè)計及實例精解[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2008.3 [6]羅學(xué)科.模具識圖與制圖[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2003.6 [7]肖祥芷，王孝陪.中國模具設(shè)計大典：第三卷[M].南昌：江西科學(xué)技術(shù)出版社 2003 [8]張毅.現(xiàn)代沖壓技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社 1994 致 謝 時光飛逝，轉(zhuǎn)眼間四年的大學(xué)學(xué)習(xí)生涯即將結(jié)束，回首四年的校園生活，給我留下了很多收獲，學(xué)習(xí)生活的一幕幕宛如昨日，來自同學(xué)們的友誼和老師們的鼓勵是我人生中永久的財富。 歷時將近兩個月的時間終于將這篇設(shè)計說明書完成了，在設(shè)計過程中遇到了許多困難和障礙，都在老師和同學(xué)的幫助下度過了。尤其要強(qiáng)烈感謝我的指導(dǎo)老師胡老師，她對我進(jìn)行了無私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫助我設(shè)計的修改和改進(jìn)。胡老師在課程設(shè)計的結(jié)構(gòu)以及內(nèi)容等方面給予了我莫大的幫助，并在資料的搜集上給予了我很大的支持和幫助，再次衷心的感謝她。 通過這次設(shè)計，我學(xué)會了如何對進(jìn)行合理分析、如何就沖壓模零件的各種不同的公差要求，相應(yīng)的設(shè)計出一套完整的模具來滿足加工零件的需要。同時，在本次設(shè)計過程中同時了解了如何編寫技術(shù)文件，正確使用設(shè)計手冊；更培養(yǎng)了我們嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍和實事求是的工作態(tài)度，從而實現(xiàn)了從一名學(xué)生到工程技術(shù)人員的過渡。 由于本人的學(xué)識水平和經(jīng)驗有限，設(shè)計中肯定有許多問題和錯誤，我將在以后的工作、學(xué)習(xí)中不斷以思考和完善。未來的人生路上也會有不斷的設(shè)計，經(jīng)過了這一站我更明智，更清晰的看到了汗水澆灌后的芳香. 最后，再一次對在我畢業(yè)設(shè)計過程中給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)們表示真誠的感謝！