微型電機轉(zhuǎn)子沖片復(fù)合沖壓模具設(shè)計

題目:微型電機轉(zhuǎn)子沖片復(fù)合沖壓模具設(shè)計摘 要本文為微型電機轉(zhuǎn)子沖片復(fù)合沖壓模設(shè)計。設(shè)計中運用沖壓模具設(shè)計與制造的知識及CAD應(yīng)用的知識，包括工藝分析、沖壓方案的確定、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計、參數(shù)的計算、也包含了沖裁力計算，定距方法，沖裁間隙選擇，壓力中心計算的設(shè)計要點以及運用CAD畫零件圖和裝配圖。本文介紹的模具實例簡單實用,使用方便可靠,根據(jù)零件的幾何形狀要求和尺寸的分析，采用復(fù)合模沖壓，這樣有利于提高效率，模具設(shè)計和制造也相對簡單。關(guān)鍵詞：復(fù)合沖壓模,工藝分析,沖裁方案,效率 目 錄第一章 緒 論4第二章 工藝分析52.1材料分析52.2零件結(jié)構(gòu)62.3尺寸精度6第三章 沖壓工藝方案的確定63.1沖裁工藝方案的確定73.2沖裁工藝方法的確定73.3沖裁結(jié)構(gòu)的選取8第四章 沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計84.1 模具類型94.2 操作與定位方式94.3 卸料與出件方式104.4 模架類型及精度11第五章 工藝參數(shù)計算115.1 排樣方式115.1.1 搭邊值的確定125.1.2 材料利用率的計算135.2沖壓力的計算145.2.1 總沖裁力的計算145.2.2 壓力中心的確定15第六章 刃口尺寸計算156.1沖裁間隙的確定166.2刃口尺寸的計算及依據(jù)和法則16第七章 模具的總體設(shè)計177.1凹模設(shè)計187.2凸模設(shè)計197.2.1 凸模結(jié)構(gòu)的確定197.2.2 凸模高度的確定197.2.3 凸模材料的確定207.2.4 凸模精度的確定207.3凸凹模設(shè)計217.3.1 凸凹模外形尺寸的確定217.3.2 凸凹模壁厚的確定217.3.4 凸凹模尺寸的設(shè)計217.3.5 凸凹模材料的選取217.4卸料版設(shè)計227.4.1 卸料板外型設(shè)計227.4.2 卸料板材料的選擇227.4.3 卸料板整體精度的確定227.5固定板設(shè)計227.5.1 凸模固定板的設(shè)計227.5.2 凸凹模固定板的設(shè)計237.6卸料彈簧設(shè)計237.7推件塊、墊板、推板和推桿的設(shè)計247.7.1 推件塊的設(shè)計247.7.2 墊板的設(shè)計247.8擋料銷導(dǎo)料銷的選取257.9上下模座、導(dǎo)柱和導(dǎo)套的標(biāo)準(zhǔn)25第八章 模具的裝配268.1 模具的裝配過程可歸納為268.2 裝配的技術(shù)要求有268.3 選擇沖壓設(shè)備268.4 試模27結(jié)論29致謝30參考文獻32II第一章 緒 論沖壓是塑性加工的基本方法之一，它主要用于加工板料零件，所以有時也叫板料沖壓。沖壓加工時在板料模具的作用下，于其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力。當(dāng)內(nèi)力的作用到達一定程度時，板料的某一部分就會產(chǎn)生與內(nèi)力性質(zhì)相應(yīng)的變形，從而獲得一定的形狀尺寸和性狀的零件。沖壓工藝的材料利用率高，便于自動化生產(chǎn)，適應(yīng)新時代的需要，因而具有很強大的生命力。 沖壓的特點及應(yīng)用 與機械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟的方面都具有許多獨特的優(yōu)點。主要表現(xiàn)如下。 (1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實現(xiàn)機械化與自動化。這是因為沖壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來完成加工，普通壓力機的行程次數(shù)為每分鐘可達幾十次，高速壓力要每分鐘可達數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。 （2）沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。 （3）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強度和剛度均較高。 （4）沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。 但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟效益。 沖壓模在現(xiàn)代工業(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)部門越來越多地采用沖壓法加工產(chǎn)品零部件，如汽車、農(nóng)機、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當(dāng)?shù)拇?，少則60%以上，多則90%以上。不少過去用鍛造=鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說，如果生產(chǎn)中不諒采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、快速進行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實現(xiàn)的。 模具材料是模具加工業(yè)的基礎(chǔ)。隨著我國國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對產(chǎn)品的審美觀、價值觀也不斷提高，從而對各類模具產(chǎn)品，無論是內(nèi)在質(zhì)量還是外表美觀等方面均要求日益精臻，因此勢必對工模具材料在數(shù)量上、系列上和質(zhì)量上提出更高的要求。中國的模具材料從無到有，從小到大，從少到多，直到現(xiàn)在，無論是從鋼種還是從規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化等方面，都是伴隨著模具制造發(fā)展而發(fā)展的。 改革開放以來，我國的工業(yè)和經(jīng)濟蓬勃發(fā)展，以前的手工作坊和落后的生產(chǎn)方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代工業(yè)的要求，迫切需要尋找另一種更有效率的方式來適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)。而在現(xiàn)代制造業(yè)中，企業(yè)的生產(chǎn)一方面朝著多品種、小批量和多樣式的方向發(fā)展，加快換型，采用柔性化加工，以適應(yīng)不同用戶的需要；另一方面朝著大批量、高效率生產(chǎn)的方向發(fā)展，以提高勞動生產(chǎn)率和生產(chǎn)規(guī)模來創(chuàng)造更多效益，生產(chǎn)上采取專用設(shè)備生產(chǎn)的方式。于是模具技術(shù)及模具工業(yè)應(yīng)運而生。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，60%90%的工業(yè)生產(chǎn)需要使用模具來加工。作為一種高效率的生產(chǎn)工具，模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛、地位極其重要的工藝裝備。采用模具生產(chǎn)制品和零件，具有生產(chǎn)效率高，可實現(xiàn)高速大批量的生產(chǎn)；節(jié)約原材料，實現(xiàn)無切屑加工；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，具有良好的互換性；操作簡單，對操作人員沒有很高的技術(shù)要求；利用模具批量生產(chǎn)的零件加工費用低；所加工出的零件與制件可以一次成形，不需進行再次加工；能制造出其它加工工藝方法難以加工、形狀比較復(fù)雜的零件制品；容易實現(xiàn)生產(chǎn)自動化的特點。這是一個端蓋落料沖孔復(fù)合沖壓生產(chǎn)的一個典型零件，在生活中有很強的實用性，其模具設(shè)計有一定的實用價值。對于該制件我們利用先進的模具生產(chǎn)提高生產(chǎn)效益、保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約成本，從而取得很高的經(jīng)濟效益。第二章 工藝分析圖2-1 零件簡圖生產(chǎn)批量：中批量；材料：08F；材料厚度：0.2mm；2.1材料分析 表2-1 部分碳素鋼抗剪性能材料名稱材料狀態(tài)抗剪強度（Mpa）抗拉強度（Mpa）屈服點（Mpa）伸長率（%）Ni50未退火17529517535由上表2-1可知：Ni為坡莫合金，強度低和硬度、塑性、韌性好，易于深沖、拉延、彎曲和焊接，適合鋼板用作深沖壓和深拉延的容器，如搪瓷制品、儀表板、汽車駕駛室蓋板等。 圓鋼用作心部強度要求 不高的滲碳或氰化零件。2.2零件結(jié)構(gòu)零件結(jié)構(gòu)形狀相對簡單，整體是一個圓柱形，直徑15.98，厚度0.2mm,零件上面有2.45-1.25的腰孔均布，中間有一個3.24的孔等，根據(jù)該零件形狀來分析，該零件的結(jié)構(gòu)滿足沖裁要求。2.3尺寸精度由于該圖紙未標(biāo)注尺寸公差，所以此次設(shè)計分度圓公差等級取8級，其余的尺寸公差等級全部取12級。由公差等級表查得：零件外形: 。零件內(nèi)孔: 、分度圓尺寸: 、2-2 常見零件公差等級表公差等級IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14基本尺寸/mm/m/mm336610101818303050508080120120180180250250315315400400500344567810121416182045689111315182023252768991316192225293236401012151821253035404652576314182227333946546372818997253036435262748710011513014015540485870841001201401601852102302506075901101301601902202502903203604000.100.120.150.180.210.250.300.350.400.460.520.570.630.140.180.220.270.330.390.460.540.630.720.810.890.970.250.300.360.430.520.620.740.871.001.151.301.401.55工件厚度為0.2mm，適于沖裁。結(jié)論：該產(chǎn)品用沖壓工藝完全可以得到。第三章 沖壓工藝方案的確定3.1沖裁工藝方案的確定在沖裁工藝分析和技術(shù)經(jīng)濟分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)沖裁件的特點確定工藝方案。工藝方案分為沖裁工序的組合和沖裁順序的安排。3.2沖裁工藝方法的確定沖裁工序分為單工序沖裁、復(fù)合沖裁和級進沖裁三種。單工序沖裁是在壓力機一次行程內(nèi)只完成一個沖壓工序的沖裁模。復(fù)合沖裁是在壓力機一次行程內(nèi)，在模具的同一位置同時完成兩個或兩個以上的沖壓工序。級進沖裁是把沖裁件的若干個沖壓工序，排列成一定的順序，在壓力機的一次行程中條料在沖模的不同位置上，分別完成工件所要求的工序。其三種工序的性能見表3-1。表3-1 單工序沖裁、級進沖裁和復(fù)合沖裁性能比較項目單工序模復(fù)合模級進模生產(chǎn)批量小批量中批量和大批量中批量和大批量沖壓精度較低較高較高沖壓生產(chǎn)率低，壓力機一次行程內(nèi)只能完成一個工序較高，壓力機一次行程內(nèi)可完成二個以上工序高，壓力機在一次行程內(nèi)能完成多個工序?qū)崿F(xiàn)操作機械化自動化的可能性較易，尤其適合于多工位壓力機上實現(xiàn)自動化制件和廢料排除較復(fù)雜，只能在單機上實現(xiàn)部分機械操作容易，尤其適應(yīng)于單機上實現(xiàn)自動化生產(chǎn)通用性通用性好，適合于中小批量生產(chǎn)及大型零件的大量生產(chǎn)通用性較差，僅適合于大批量生產(chǎn)通用性較差，僅適合于中小型零件的大批量生產(chǎn)沖模制造的復(fù)雜性和價格結(jié)構(gòu)簡單，制造周期短，價格低沖裁較復(fù)雜零件時，比級進模低沖裁較簡單零件時低于復(fù)合模復(fù)合模的特點是生產(chǎn)效率高，沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對位置精度高，板料的定位精度要求比級進模低，沖模的輪廓尺寸較小。由于零件的生產(chǎn)要求的是大批量生產(chǎn)、零件的尺寸較小，制造相對比較難，為提高生產(chǎn)率，根據(jù)上述方案分析、比較，宜采用復(fù)合模沖裁。3.3沖裁結(jié)構(gòu)的選取按照復(fù)合模工作零件的安裝位置不同，分為正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模兩種，兩種的優(yōu)點、缺點及適用范圍見表3-2。通過對正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模兩種優(yōu)點、缺點及適用范圍的分析比較，正裝式復(fù)合模適合于沖制材質(zhì)較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，還可以沖制孔邊距離較小的沖裁件。綜上所述，宜采用微型電機轉(zhuǎn)子沖片復(fù)合模。表3-2 正裝式復(fù)合模、倒裝式復(fù)合模的優(yōu)點、缺點及適用范圍比較項目正裝(微型電機轉(zhuǎn)子沖片)式復(fù)合模倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)凸凹模裝在上模，落料凹模和沖孔凸模裝在下模凸凹模裝在下模，落料凹模和沖孔凸模裝在上模優(yōu)點沖出的沖件平直度較高結(jié)構(gòu)較簡單缺點結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沖件容易被嵌入邊料中影響操作不宜沖制孔邊距離較小的沖裁件適用范圍沖制材質(zhì)較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，還可以沖制孔邊距離較小的沖裁件不宜沖制孔邊距離較小的沖裁件，但倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)簡單、又可以直接利用壓力機的打桿裝置進行推件，卸料可靠，便于操作，并為機械化出件提供了有利條件，故應(yīng)用十分廣泛第四章 沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1 模具類型根據(jù)該零件的工藝分析，采用復(fù)合模。模具類型為微型電機轉(zhuǎn)子沖片式復(fù)合模。4.2操作與定位方式零件中批量生產(chǎn)，安排生產(chǎn)可采用手工送料方式能達到批量生產(chǎn)，且能降低模具成本，因此采用手工進料方式;零件尺寸較小，保證沖孔落料的精度采用固定擋料銷和活動導(dǎo)料銷.4.3 卸料與出件方式卸料方式采用彈性卸料，以彈簧為彈性元件。沖孔廢料從凸凹模頂出,成品從凹模推出4.4 模架類型及精度因為零件材料厚度較小，尺寸較小，所以采用導(dǎo)向精度較高的后側(cè)導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架，考慮零件精度要求不是很高，采用I級模架精度。第五章 工藝參數(shù)計算5.1 排樣方式?jīng)_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。排樣的方法有：直排、斜排、對直排、混合排 ，根據(jù)設(shè)計模具制件的形狀、厚度、材料等方面全面考慮。因此有下列三種方案：方案一：有廢料排樣 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：少廢料排樣 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)簡單。方案三：無廢料排樣 沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些，但材料利用率最高。采用少、無廢料排樣法，材料利用率高，不但有利于一次沖程獲得多個制件，而且可以簡化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力，但受條料寬度誤差及條料導(dǎo)向誤差的影響，沖裁件的尺寸精度不易保證，故應(yīng)采用方案一。分析零件形狀，零件可能的排樣方式如圖： 圖5-1 排樣圖5.1.1 搭邊值的確定排樣中相鄰兩工件之間的余料或工件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊是廢料，從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值應(yīng)愈小愈好。但過小的搭邊容易擠進凹模，增加刃口磨損，降低模具壽命，并且也影響沖裁件的剪切表面質(zhì)量。一般來說，搭邊值是由經(jīng)驗和查表來確定的，該制件的搭邊值采用查表取得。表5-1 搭邊a和a1數(shù)值（低碳鋼） 材料厚度t外圓直徑長L50mm的工件工件間a1沿邊a0.2以下2.22.50.250.51.82.00.50.81.51.80.81.21.21.51.21.61.51.81.62.01.82.52.02.52.02.22.53.02.22.5如表5-1所示：根據(jù)此表和工件外形可知L50mm，得:a=1.5mm，a1=1.2mm。寬度的確定：根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)不同，可分為有側(cè)壓裝置的模具和無側(cè)壓裝置的模具，側(cè)壓裝置的作用是用于壓緊送進模具的條料（從料帶側(cè)面壓緊），使條料不至于側(cè)向竄動，以利于穩(wěn)定地加工生產(chǎn)。本套模具無導(dǎo)料板為無側(cè)壓裝置。故按下式計算： B=（Dmax+2a1+C） (5-1) 式中:B-條料寬度；Dmax-條料寬度方向沖裁件的最大尺寸； a1-側(cè)搭邊值，可參考表5-1；-條料寬度的單向（負(fù)向）偏差，見表5-2；表5-2 剪料公差及條料與導(dǎo)料板之間隙 條料寬度B/mm材料厚度t/mm0112233550501001001501502202203000.40.50.70.80.50.60.70.80.90.70.80.91.01.10.91.01.11.21.3 條料寬度:B=（Dmax+2a1）=(34+21.5)= mm 5.1.2 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就叫材料利用率，它是衡量合理利用材料的經(jīng)濟性指標(biāo)。步距為：S=D+a=32+1.2=33.2mm一個步距材料利用率為：A-一個步距內(nèi)沖裁件的實際面；B-條料寬度；S-步距。經(jīng)過計算，選擇1600mm x 800mm的板料。每張可裁剪為（40X800）規(guī)格的40張條料，每條可沖24個工件，總料為960個，則總為：總= =n 條料上實際沖裁件的總數(shù)；L 條料長度；B 條料寬度；A 一個零件的實際面積。5.2沖壓力的計算 計算沖裁力是為了選擇合適的壓力機，設(shè)計模具和檢驗?zāi)＞叩膹姸?，壓力機的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力Fp一般可以按下式計算：Fp=KptL (5-2)式中: -材料抗剪強度； L-沖裁周邊總長(mm)；t-材料厚度(mm)系數(shù)Kp是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動（數(shù)值的變化或分布不均）潤滑情況，材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因數(shù)而設(shè)置的安全系數(shù)Kp，一般取13。當(dāng)查不到抗剪強度時，可以用抗拉強度b代替，而取Kp=1.3的近似計算法計算。其中是按08F號鋼最大值計算。5.2.1 總沖裁力的計算由于沖裁模具采用彈性卸料裝置和自然落料方式。F沖= F1+F2 (5-3) 式中:F沖-總沖裁力；F1-落料時的沖裁力； F2-沖孔時的沖裁力。 沖裁周邊的總長(mm)落料周長為: 沖孔周長為:落料沖裁力由公式得：F1=KtL1 = 沖孔沖裁力由公式得： F2=KtL2 = 卸料力: (5-4) K卸查表可得推件力: F推=nK推F (5-5)=1x0.05x57193.656=2859.68NK推查表可得頂件力: F頂=K頂F (5-6) =0.06x57193.656 = 3431.62N K頂查表得總沖壓力：F總=F落+F沖+F卸+F推/F頂=57193.656+30779.1+3431.62+2859.68+3431.62=97.7(KN) 5.2.2 壓力中心的確定模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點位置。為了確保壓力機和模具正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合，否則會使沖模和壓力機滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過大的摩擦，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。沖模的壓力中心，可按下述原則來確定： （1）對稱形狀的單個沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。（2）工件形狀相同且分布位置對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。（3）形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、級進模的壓力中心可用解析計算法求出沖模壓力中心。解析法的計算依據(jù)是：各分力對某坐標(biāo)軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對該軸的力矩。求出合力作用點的坐標(biāo)位置X0，Y0（即x=0，y=0），即為所求模具的壓力中心。設(shè)工件的壓力中心為（x0，y0），取工件的質(zhì)心為壓力中心，以工件的的對稱中心為坐標(biāo)遠點。因為工件在X軸和Y軸上都是對稱，所以壓力中心和產(chǎn)品中心重合，即產(chǎn)品的中心孔圓心為壓力中心。第六章 刃口尺寸計算沖裁件的尺寸精度主要決定于模具的刃口尺寸精度，模具的合理間隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及其制造公差，是設(shè)計沖裁模主要任務(wù)之一。6.1沖裁間隙的確定沖裁間隙是影響沖裁工序最重要的工藝參數(shù)，其定義為沖裁凸模與凹模之間的空隙尺寸。設(shè)計模具時一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求，所需沖裁力小、模具壽命高。沖裁過程中模具的失效形式一般有磨損、變形、崩刀和凹模刃口脹裂四種。間隙大小主要對模具磨損及脹裂產(chǎn)生影響,間隙增大可以使沖裁力、卸料力等減小，因而模具的磨損也減小。但當(dāng)間隙繼續(xù)增大時，卸料力增加，又影響模具壽命。一般間隙為（10%15%）t時的磨損最小，模具壽命較高。由于沖裁間隙對斷面質(zhì)量、工件尺寸精度、模具壽命、沖裁力等的影響規(guī)律并非一致，所以，并不存在一個絕對合理的間隙數(shù)值，能同時滿足斷面質(zhì)量最佳、尺寸精度最高、模具壽命最長、沖裁力最小等各方面的要求。所以在實際生產(chǎn)中，其總的原則應(yīng)該是在保證滿足沖裁件剪切斷面質(zhì)量和尺寸精度的前提下，使模具壽命達到最長。目前在生產(chǎn)中，廣泛采用經(jīng)驗法和查表法來確定合理的間隙植。本套模具采用查表法予以確定其間隙植。根據(jù)實用間隙表 6-1查得材料08鋼的最小雙面間隙Zmin=0.126mm，最大雙面間隙Zmax=0.180mm。 6.2刃口尺寸的計算及依據(jù)和法則在確定沖模凸模和凹模刃口尺寸時，必須遵循以下原則：（1）根據(jù)落料和沖孔的特點，落料件的尺寸取決于凹模尺寸，因此落料模應(yīng)先決定凹模尺寸，用減小凸模尺寸來保證合理間隙；沖孔件的尺寸取決于凸模尺寸，故沖孔以凹模為基準(zhǔn)件，用增大凹模尺寸來保證合理間隙。（2）根據(jù)凸、凹模刃口的磨損規(guī)律，凹模刃口磨損后使落料件尺寸變大，其刃口的基本尺寸應(yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸；凸模刃口磨損后使沖孔件孔徑減小，故應(yīng)使刃口尺寸接近或等于工件的最大極限尺寸。（3）凸模和凹模之間應(yīng)保證有合理的間隙。（4）凸模和凹模的制造公差應(yīng)與沖裁件的尺寸精度相適應(yīng)。制造模具時常用以下兩種方法來保證合理間隙： 表6-1 沖裁模初始雙邊間隙值 材料厚度 08、10、35、09Mn、Q23516Mn40、5065MnZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax小于0.5極小間隙(或無間隙)0.50.60.70.80.91.01.21.51.752.02.12.52.753.03.54.04.55.56.06.58.00.0400.0480.0640.0720.0920.1000.1260.1320.2200.2460.2600.2600.4000.4600.5400.6100.7200.9401.0800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3600.3800.5000.5600.6400.7400.8801.0001.2801.4400.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.6800.7800.8400.9401.2000.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9200.9601.1001.2001.3001.6800.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.7800.9801.1400.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9201.0401.3201.5000.0400.0480.0640.0640.0900.0900.0600.0720.0920.0920.1260.126 （1）分別加工法。分別規(guī)定凸模與凹模的尺寸和公差的尺寸及制造公差來保證間隙要求。凸模與凹模分別加工，成批制造，可以互換。這種加工方法必須把模具的制造公差控制在間隙的變動范圍之內(nèi)，使模具制造難度增加。這種方法主要用于沖裁形狀簡單、間隙較大的模具或用精密設(shè)備加工凸模和凹模的模具。（2） 單配加工法。用凸模和凹模相互單配的方法來保證合理間隙。先加工基準(zhǔn)件，然后非基準(zhǔn)件按基準(zhǔn)件配做，加工后的凸模和凹模不能互換。通常落料件選擇凹模為基準(zhǔn)模，沖孔件選擇凸模為基準(zhǔn)模。這種方法多用于沖裁件的形狀復(fù)雜、間隙較小的模具。表6-2 簡單形狀（方形、圓形）沖裁時凸、凹模制造偏差 公稱尺寸凸模偏差凸凹模偏差凹公稱尺寸凸模偏差凸凹模偏差凹1818303080801201201800.0200.0200.0200.0250.0300.0200.0250.0300.0350.040>1802602603603605005000.0300.0350.0400.0500.0450.0500.0600.070根據(jù)上述計算法則，對于采用分別加工的凸模和凹模，應(yīng)保證下述關(guān)系：凸凹ZmaxZmin (6-1)所以，新制造的模具應(yīng)該保證凸凹ZminZmax，否則，模具的初始間隙已超過了允許的變動范圍ZminZmax，影響模具使用壽命。查表得:Zmin=0.126mm Zmax=0.180mm Zmax-Zmin=0.180-0.126=0.054mm零件尺寸如下：零件外形: 。零件內(nèi)孔: 、分度圓尺寸: 、（1）對落料件尺寸的凹、凸模偏差值查下表6-2得凸=0.020mm 凹=0.030mm根據(jù)條件:凸凹ZmaxZmin 則(0.0200.030)mm=0.050mm0.054mm所以，滿足分別加工條件。（2）對落料件尺寸的凹、凸模偏差值查下表6-2得凸=0.02mm 凹=0.03mm根據(jù)條件:凸凹ZmaxZmin 則(0.020.03)mm=0.050mm0.054mm所以，滿足分別加工條件。（3）對落料件尺寸的凹、凸模偏差值查下表6-2得凸=0.02mm 凹=0.02mm根據(jù)條件:凸凹ZmaxZmin 則(0.020.02)mm=0.040mm0.054mm所以，滿足分別加工條件。（4）對沖孔件尺寸的凹、凸模偏差值查下表6-2得凸=0.020mm 凹=0.02mm根據(jù)條件:凸凹ZmaxZmin 則(0.0200.02)mm=0.04mm0.054mm所以，滿足分別加工條件。（5）對沖孔件尺寸的凸、凹模偏差查表6-2得凸=0.020mm 凹=+0.020mm根據(jù)條件:凸凹ZmaxZmin 則(0.0200.020)mm=0.040mm0.054mm所以，滿足分別加工條件。表6-3 磨損系數(shù) 材料厚度工件公差1122440.160.200.240.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.30磨損系數(shù)非圓形值圓形值10.750.50.750.5查表6-3得圓孔的磨損系數(shù)取x=0.5，非圓形的磨損系數(shù)也取0.5所以 得到以下尺寸零件外形: 、零件內(nèi)孔: 、表6-4 工作零件刃口尺寸的計算尺寸及分類尺寸轉(zhuǎn)換計算公式結(jié)果落料34 D凹=(Dmax-) D凸=(Dmax-Zmin)D凹=D凸=32D凹=D凸=R3.5D凹=D凸=沖孔3.2d凸=(dmin+) d凹=( dmin+ Zmin)d凸=d凹=8.5d凸=d凹=第七章 模具的總體設(shè)計雖然各類沖裁模的結(jié)構(gòu)形式和復(fù)雜程度不同，但組成模具的零件種類是基本相同的，根據(jù)它們在模具中的功用和特點，可以分為工藝零件和結(jié)構(gòu)零件兩類。7.1凹模設(shè)計凹模的外形一般有矩形和圓形兩種。凹模的外形尺寸應(yīng)保證有足夠的強度、剛度和修磨量。凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來確定的，如圖7-1所示。凹模各尺寸計算公式如下：凹模邊壁厚 H=Kb1 （7-1）凹模邊壁厚 c=(1.52)H （7-2）凹模板邊長 L=b1+2c （7-3）凹模板邊寬 B=b2+2c （7-4）式中：b1-沖裁件的橫向最大外形尺寸；b2-沖裁件的縱向最大外形尺寸；K-系數(shù)，考慮板料厚度的影響，查表7-1。表7-1 系數(shù)K值材料料寬s/mm材料厚度t/mm1>13>36500.300.400.350.500.450.60>501000.200.300.220.350.300.45>1002000.150.200.180.220.220.30>2000.100.150.120.180.150.22查表7-1得：K=0.4。根據(jù)公式（7-1）可計算落料凹模板的尺寸。凹模厚度：H=Kb1 =0.4x37=14.8mm 根據(jù)公式（7-4）計算凹模寬： B=b2+2c=37+2x30=97mm 取標(biāo)準(zhǔn)模板，凹模板的外形為160x140（mm）表7-2 矩形和圓形凹模外形尺寸 矩形凹模的長度和寬度LB矩形和圓形凹模厚度圓形凹模直徑d6350、6363 10、12、14、16、18、20638063、8080、10063、10080、100100、12580 12、14、16、18、20、2280、100125100、125125、（140）80、（140）100 14、16、18、20、22、25125（140）125、（140）（140）、160100、160125、160（140）、200100、200125 16、18、20、22、25、28（140）160160、200（140）、200160、200125、250（140） 16、20、22、25、28、32160200200、250160、250200、（280）160 18、22、25、28、32、35200250250、（280）200、（280）250、 20、25、28、32、35、40250315250 20、28、32、35、40、45（280）、315根據(jù)公式（7-2）可計算凹模邊壁厚：c=(1.52)H =(1.52)x14.8 =(22.229.6)mm 實取c=50mm取凹模邊壁厚為50mm。根據(jù)凹模厚度和邊壁厚可確定凹模板的長、寬的尺寸。根據(jù)公式（7-3）可計算凹模長：L=b+2c=33.2+2X50=133.2mm，取標(biāo)準(zhǔn)模板長度=160mm。7.2凸模設(shè)計7.2.1 凸模結(jié)構(gòu)的確定因為該制件形狀不復(fù)雜，圓凸模沖模，凸模與凸模固定板的配合按H7/m6。7.2.2 凸模高度的確定根據(jù)圓凸模沖模小圓孔其長度L1為凸模固定板厚度、空心墊板厚度、凹模厚度、料厚以及凸模伸入凹凸模內(nèi)部的深度之和，所以L=20+25+1.2+3.8=50mm，再考慮到凸模刃口的修模量，凸模進入凹模的深度（0.51mm），根據(jù)1取L1=55.5mm， 工件工作孔也取其長度L2=52mm7.2.3 凸模材料的確定該模具要求有較高的壽命和較高的耐磨性，并能承受沖裁時的沖擊力,所以凸模的材料應(yīng)選Cr12，熱處理5054HRC。7.2.4 凸模精度的確定根據(jù)凸模作為工作零件，其精度要求較高，所以選用IT7級，表面粗糙度為Ra1.6um，同軸度為0.01。7.3凸凹模設(shè)計7.3.1 凸凹模外形尺寸的確定凸凹模的外形由本套模具所設(shè)計的零件圖樣外形確定。凸凹模的外形尺寸應(yīng)保證有足夠的強度、剛度和修磨量，一般根據(jù)被沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來確定的，與落料凹模配合確定，其內(nèi)孔尺寸與沖孔凸模配合確定。7.3.2 凸凹模壁厚的確定凸凹模是復(fù)合模中同時具有落料凸模和沖孔凹模作用的工作零件。它的內(nèi)外緣均為刃口，內(nèi)外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸。從強度方面考慮，其壁厚應(yīng)受最小值限制。凸凹模的最小壁厚與模具結(jié)構(gòu)有關(guān)：當(dāng)模具為正裝結(jié)構(gòu)時，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，若內(nèi)孔為直筒型刃口形式，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)大一些。凸凹模的最小壁厚值，目前一般按經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定。凸凹模內(nèi)外刃口間壁厚校核：根據(jù)沖裁件結(jié)構(gòu)凸凹模內(nèi)外刃口最小壁厚為4.9mm，故該凸凹模的側(cè)壁強度要求足夠。 7.3.4 凸凹模尺寸的設(shè)計凸凹模的長度為凸模固定板、彈簧厚度、卸料板之和L凸凹=30+40+20=90mm考慮到安全卸料板起壓料作用，選取凸凹模長度為L凸凹=85mm 7.3.5 凸凹模材料的選取由于沖模為復(fù)合模，所以材料要有良好的耐磨性、高強度、足夠的韌性、良好的抗疲勞性、熱處理工藝性等。Cr12剛具有較好的淬透性，很高的耐磨性，有較高的沖擊韌度和承載強度，且淬火變形小。為滿足以上要求，在該模具中凸凹模材料選用Cr12鋼。7.4卸料版設(shè)計7.4.1 卸料板外型設(shè)計在沖壓工藝分析中已經(jīng)選擇了彈性卸料裝置，采用卸料板進行卸料。卸料板不僅有卸料作用，還具有用凸凹模導(dǎo)向，對凸凹模起保護作用，卸料板的邊界尺寸與凹模的邊界尺寸相等。卸料板與凸凹模的間隙值由表7-4確定，取0.15mm。表7-4 卸料板與凸凹模間隙值材料厚度t/mm0.50.511單邊間隙Z/mm0.050.10.15卸料板的厚度查表7-5，卸料板與凹模的外形尺寸相同。根據(jù)凹模的尺寸160x140x20（mm），從而可以確定卸料板的尺寸。所以，卸料板的厚度取20mm。7.4.2 卸料板材料的選擇卸料板主要是起卸料的作用，對它的強度和硬度要求較高，所以材料選擇是45鋼。45鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，它的質(zhì)量較好，含碳量（0.45%）波動小，性能較穩(wěn)定。經(jīng)過熱處理（調(diào)質(zhì)）后具有良好的綜合力學(xué)性能，即具有較高的強度、硬度，又具有較好的塑性、韌性。7.4.3 卸料板整體精度的確定內(nèi)輪廓的精度要求比外輪廓的要求稍高，所以選取IT11級，粗糙度為Ra1.6，卸料板外輪廓的精度要求不高，Ra6.3。7.5固定板設(shè)計7.5.1 凸模固定板的設(shè)計凸模固定板主要是固定凸模，保證凸模有足夠的強度，使凸模與落料凹模、上模座、墊板更好的定位。凸模與凸模固定板的配合按H7/m6。凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍。則凸模固定板的厚度： H凸固=（0.60.8）H凹 （7-5）式中：H凸固-凸模固定板厚度；H凹-凹模厚度。根據(jù)公式得凸模固定板厚度為： H凸固=（0.60.8）H凹=（0.60.8）H凹7.5.2 凸凹模固定板的設(shè)計凸凹模固定板主要是固定凸凹模，保證凸凹模有足夠的強度，使凸凹模與卸料版，下模座，墊板更好的定位。凸凹模與凸凹模固定板的配合按H7/m6。凸凹模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍。則凸凹模固定板的厚度為： H凸凹固=（0.60.8）H凹 （7-6）式中：H凸凹固-凸凹模固定板厚度；H凹-凹模厚度。根據(jù)公式得凸凹模固定板厚度為： H凸凹固=（0.60.8）H凹=（0.60.8）H凹=（0.60.8）25=1520（mm）根據(jù)實際使用要求，因凹凸模具尺寸較大，所以為了加強固定強度，故凸模固定板厚度取30mm。7.6卸料彈簧設(shè)計在沖裁模卸料與出件裝置中，常用的元件是彈簧和橡膠，考慮模具的結(jié)構(gòu)，該模具采用的彈性元件為彈簧。彈簧允許承受的負(fù)載較大，占據(jù)空間尺寸較小，安裝調(diào)整較方便靈活，而且成本低，是中小型沖模中彈性卸料、頂件及壓邊裝置常用的彈性元件。卸料彈簧的選用原則與計算步驟： 1 彈簧的選擇原則： 所選擇的彈簧必須滿足壓力要求，即式中 -每個彈簧在預(yù)壓狀態(tài)下的預(yù)壓力，N; -卸料力,N； n- 彈簧數(shù)目 所選彈簧必須滿足壓縮量的要求，即式中 -彈簧允許的最大壓縮量；-彈簧的預(yù)壓縮量；-卸料板的工作行程；-凸模的總修磨量所選彈簧必須滿足模具結(jié)構(gòu)空間要求2 彈簧選擇的一般步驟 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)空間尺寸和卸料力的大小，初步確定彈簧的數(shù)目，計算每個彈簧應(yīng)承擔(dān)的卸料力。 根據(jù)的壓力要求，選擇彈簧規(guī)格，使得所選彈簧的允許最大工作負(fù)荷. 根據(jù)彈簧壓力與其壓縮量成正比的特性，可以按照下面公式求得彈簧的預(yù)壓縮量。 檢查彈簧的允許最大壓縮量是否滿足下公式要求，即如果滿足，說明所選擇的彈簧合適。所以根據(jù)前面所計算的頂料力,所以彈簧的總卸料力=3431.62N,此次設(shè)計2個彈簧，每個彈簧的卸料力為，根據(jù)模具結(jié)構(gòu)可以知道此次工作行程為10mm，壓縮狀態(tài)下彈簧高度為30mm。設(shè)計取預(yù)壓5mm， 綜上所述，此次選擇的彈簧要求如下：自由高度45mm，壓縮15mm時彈力要求1715.81N以上。7.7推件塊、墊板、推板和推桿的設(shè)計7.7.1 推件桿的設(shè)計推件的目的是將制件從凹模中推出。推件桿結(jié)構(gòu)形式分為：（1）彈性推件裝置：一般裝在下模，具有壓料作用，沖裁件質(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。 （2）剛性推件裝置：一般裝在上模，利用壓力機的力推件，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。工件的頂出在實際生產(chǎn)中根據(jù)模具的頂件力選用適當(dāng)?shù)南鹉z圈規(guī)格及可，沖孔廢料是從凸凹模中用頂料桿頂出。 7.7.2 墊板的設(shè)計它的作用是直接承受和擴散凸模傳遞的壓力，如果凸模的端部對材料的壓力超過材料的許用壓力，需在凸模端部與上模座之間加上墊板防止模具損壞。墊板外形尺寸可與凸模固定板相同，其厚度一般取310mm，查參考文獻中國模具設(shè)計大典：第3卷 沖壓模具設(shè)計22.5-17JB/T7643.3-1994，可得墊板尺寸為160X140X10。7.8擋料銷導(dǎo)料銷的選取設(shè)計擋料銷時，應(yīng)注意以下幾點：（1）工件外形簡單時，應(yīng)以外形定位，外形復(fù)雜時以內(nèi)孔定位。（2）定位要可靠，放置毛坯和取出工件要方便，確保操作安全。（3）若工件需要經(jīng)過幾道工序完成時，各套沖模應(yīng)盡可能利用工件上同一位基準(zhǔn)，避免累積誤差。送料方向采用導(dǎo)料銷控制。送料步距采用固定擋料銷7.9上下模座、導(dǎo)柱和導(dǎo)套的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)柱的直徑、長度，按標(biāo)準(zhǔn)選取。2導(dǎo)柱 數(shù)量1 規(guī)格: 282003導(dǎo)套 數(shù)量1 規(guī)格: 289538模座的的尺寸L/mmB/mm160mm140mm,上模座的厚度與下模座厚度查標(biāo)準(zhǔn)分別為40mm、45mm。第八章 模具的裝配8.1 模具的裝配過程可歸納為 模柄裝配-導(dǎo)套裝配、導(dǎo)柱裝配模架-裝配下模部分-裝配上模部分-試模8.2 裝配的技術(shù)要求有 （1)裝配好的沖模，其閉合高度應(yīng)符合設(shè)計要求；（2）模柄裝入模座后，其軸心線對上模座上平面的垂直度誤差，在全長范圍內(nèi)不大于0.05mm； （3）導(dǎo)柱與導(dǎo)套裝配后，其軸心先應(yīng)分別垂直于下模座的底平面和上模座的上平面，其垂直度誤差應(yīng)符合表的規(guī)定； （4）上模座的上平面應(yīng)與下模座的底平面平行，其平行度應(yīng)符合規(guī)定； （5）裝入模架的每對導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合間隙（或過盈）應(yīng)符合規(guī)定； （6）裝配好的模架，其上模座沿導(dǎo)柱上、下移動應(yīng)平穩(wěn)，無阻滯現(xiàn)象； （7）裝配好的導(dǎo)柱，其固定端面與下模座下平面應(yīng)保留12mm距離，選 用B型導(dǎo)套時，裝配后其固定端面應(yīng)低于上模座上平面12mm; （8）凸模和凹模的配合間隙應(yīng)符合設(shè)計要求，沿整個刃口輪廓應(yīng)均勻一致； （9）定位裝置要保證定位正確可靠，卸料、頂料裝置要動作靈活、正確出料孔要暢通無阻，保證制件及廢料不卡在沖模內(nèi)； （10）模具應(yīng)在生產(chǎn)現(xiàn)場進行試模，沖出的制品應(yīng)符合設(shè)計要求。8.3 選擇沖壓設(shè)備根據(jù)總沖壓力F總=97.7 (KN)，模具閉合高度H=245mm，沖床工作臺面尺寸等，并結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備，查表選用J2363開式雙柱可傾壓力機。其主要工藝參數(shù)為：標(biāo)稱壓力：630 kg 滑塊行程：130mm行程次數(shù)：50次/min連桿調(diào)節(jié)長度：80mm最大裝模高度：360mm電動機功率：5.5 kw工作臺尺寸（前后X左右）480 X 170 模柄孔尺寸（直徑X深度）30 X 70 8.4 試模沖模裝配完成后，在生產(chǎn)條件下進行試模，通過試沖可以發(fā)現(xiàn)模具的設(shè)計和制造缺陷，找出生產(chǎn)的原因，對模具進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修理后再進行試沖，直到模具能正常工作，沖出合格的制件模具的裝配過程即告結(jié)束。結(jié) 論通過對沖壓件的工藝分析、沖壓工藝方案確定、排樣及材料利用率的確定、沖裁力相關(guān)計算、模具壓力中心的確定、刃口尺寸計算、模具主要零部件設(shè)計、沖壓設(shè)備的校核與選定、繪制模具結(jié)構(gòu)簡圖等的整個分析過程，重點在于凸凹模刃口尺寸計算，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度直接決定了沖裁件的精度和質(zhì)量。在設(shè)計瓶蓋開啟器時，一定要保證模具結(jié)構(gòu)的合理性。所以，該模具的結(jié)構(gòu)合理，能達到?jīng)_裁的各種要求。致 謝這次畢業(yè)設(shè)計說明書及零件圖、裝配圖完成，首先要感謝我的指導(dǎo)教師XXX老師，在撰寫畢業(yè)設(shè)計說明及其畫裝配圖、零件圖過程中，對我不懂知識及模糊的地方提供無微不致的指導(dǎo)和幫助，再次向他表示衷心的感謝。還要感謝曾經(jīng)的任課教師劉光虎、楊宇、唐永艷、曾欣、羅宗平等教師，是他們讓我學(xué)到了很多知識才使我的畢業(yè)設(shè)計能夠按期完成，感謝學(xué)校給予的支持和幫助，感謝同學(xué)們的無私幫助。同時還要感謝在百忙之中進行論文評審的老師們，對論文的不足之處敬請批評指正！參考文獻1成虹.沖壓工藝與模具設(shè)計M.北京：高等教育出版社，20072徐政坤.沖壓模具設(shè)計與制造M.北京：化工業(yè)出版社，20033陳劍鶴.冷沖壓工藝與模具設(shè)計M.北京：機械工業(yè)出版社，200