壓縮機定子沖壓工藝及模具設(shè)計-級進(jìn)模含7張CAD圖-獨家.zip

壓縮機定子沖壓工藝及模具設(shè)計-級進(jìn)模含7張CAD圖-獨家.zip,壓縮機,定子,沖壓,工藝,模具設(shè)計,級進(jìn)模含,CAD,獨家 壓縮機定子沖壓工藝及模具設(shè)計 摘 要 本設(shè)計是對給定的壓縮機定子進(jìn)行沖壓模具設(shè)計。沖壓工藝的選擇是經(jīng)查閱相關(guān)資料和和對產(chǎn)品形狀仔細(xì)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行的；沖壓模具的選擇是在綜合考慮了經(jīng)濟(jì)性、零件的沖壓工藝性以及復(fù)雜程度等諸多因素的基礎(chǔ)上進(jìn)行的；產(chǎn)品毛坯展開尺寸的計算是在方便建設(shè)又不影響模具成型的前提下簡化為所熟悉的模型進(jìn)行的。文中還對沖壓成型零件和其它相關(guān)零件的選擇原則及選擇方法進(jìn)行了說明，另外還介紹了幾種產(chǎn)品形狀的毛坯展開尺寸計算的方法和簡化模型，以及沖壓模具設(shè)計所需要使用的幾種參考書籍的查閱方法。 關(guān)鍵詞:壓縮機定子;沖壓模具;沖壓工藝；成型零件 Abstract This design is a stamping die design for a given compressor stator. The selection of stamping process is carried out on the basis of consulting related data and carefully analyzing the shape of the product. The selection of stamping dies is based on a comprehensive consideration of many factors such as economy, stamping process and complexity of parts. On the premise that the mold is molded, it is simplified to the familiar model. In addition, the selection principle and selection method of stamping parts and other related parts are also explained. In addition, the calculation method and simplified model of the blank expansion of several product shapes are also introduced, and several reference books which need to be used in the design of stamping die design are also introduced. Key words: compressor stator; stamping die; stamping process; molding parts 目錄 摘 要 I Abstract II 前 言 1 第一章、零件圖及工藝方案的擬訂 4 1.1.零件圖及零件工藝性分析 4 1.1.1.零件圖 4 1.1.2.零件的工藝性分析 4 1.2.工藝方案的確定 5 第二章、工藝設(shè)計 6 2.1.搭邊值計算 6 2.2.計算工件實際面積 6 2.3.分析排樣方案 6 2.4.計算各工序的壓力 7 2.5.壓力機的選擇 8 2.6.壓力中心的計算 8 第三章、模具類型及結(jié)構(gòu)形式的選擇 11 3.1.級進(jìn)模的設(shè)計 11 第四章、模具工作零件刃口尺寸及公差的計算 13 4.1.沖裁間隙 13 4.2.模具間隙對模具的影響 13 4.3.刃口尺寸計算 15 第五章、模具零件的選用，設(shè)計及必要的計算 18 5.1.模具零件的選用 18 5.1.1.成形零件 18 5.1.2.支撐固定零件 21 5.1.3.卸料零件 21 5.2.標(biāo)準(zhǔn)件選擇 21 5.3.導(dǎo)向裝置 22 第六章 壓力機的校核 24 第七章、模具的動作原理及綜合分析 25 7.1.模具的動作原理 25 7.2.模具的裝配 25 設(shè)計心得 27 致 謝 28 主要參考文獻(xiàn) 29 III 前 言 現(xiàn)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的是很快的，在很多行業(yè)里面都用到?jīng)_壓的技術(shù)，在國民經(jīng)濟(jì)各部門中，幾乎都有沖壓加工生產(chǎn)，這個技術(shù)跟機械領(lǐng)域的發(fā)展有很大的關(guān)系，跟人們的日常生活也有很大的關(guān)系。 沖壓的工藝發(fā)展的很快，沖壓的有關(guān)機器發(fā)展的也是很快的，特別是精密性很高的沖壓設(shè)備。速度很快的沖壓，工位比較多并且還自動化的沖壓，還有液壓沖壓，超塑性的沖壓技術(shù)發(fā)展的都是很快的，在現(xiàn)在生產(chǎn)里面，沖壓的工藝水平跟原來相比是提高了很多的。新類型的模具使用的原材料是鋼結(jié)合金，還有硬質(zhì)的結(jié)合金，在處理模具的表面的時候，技術(shù)也比原來新近了很多，這樣一來沖壓機器，還有模具的構(gòu)造跟原來相比都變好了很多，這樣一來模具的使用時間就變的更長了，沖壓在進(jìn)行加工的時候工藝范圍也變得更大了。 因為在進(jìn)行沖壓加工之后，生產(chǎn)效率是變高很多的，加工出來的產(chǎn)品質(zhì)量是比較好的，并且穩(wěn)定性也高，而且產(chǎn)品的造價也沒有多高，并且加工產(chǎn)品的形狀還是比較復(fù)雜的等等，所以現(xiàn)在沖壓加工在很多領(lǐng)域里面都開始使用?，F(xiàn)在工業(yè)化的發(fā)展是很快的，生產(chǎn)力水平也是在不斷變高的，在整個模具行業(yè)里面，沖壓工藝是越來越重要了。 目前國內(nèi)模具技術(shù)人員短缺，要想讓這種情況改變，最主要就是要對人員進(jìn)行培訓(xùn)。我們做為踏入社會的當(dāng)代學(xué)生，就應(yīng)該掌握扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，現(xiàn)在學(xué)好理論基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計是專業(yè)課程的理論學(xué)習(xí)和實踐之后的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)。希望能通過這次設(shè)計，能掌握模具設(shè)計的基本方法和基本理論。 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景 模具這個行業(yè)發(fā)展的時間是非常長的，并且世界上模具的需求量是比較大的，現(xiàn)在正常情況下市場每年需要模具的數(shù)量都超過了七百億美元，在這種大的背景下，我們國家的模具行業(yè)發(fā)展的也是很快的。最近這些年，每一年模具行業(yè)的增長值都超過了百分之十五，不管是國內(nèi)生產(chǎn)總值，還是模具出口的總值每一年都在增加。在這么多的行業(yè)里面，汽車行業(yè)，還有電子行業(yè)對于模具的需求都是非常大的，現(xiàn)在我們國家光是生產(chǎn)模具的廠家就超過了一萬七千家，從事模具這個行業(yè)的人員已經(jīng)超過了五十萬。在整個模具行業(yè)里面，沖壓模的產(chǎn)品大概有一半，塑料模具的產(chǎn)品大概是百分之三十，壓鑄模具的產(chǎn)品大概是百分之六，別的模具的產(chǎn)品大概是百分之十一。 在進(jìn)行塑料產(chǎn)品加工的時候，用的最多的一種加工方式就是沖壓。沖壓一半是對板材進(jìn)行加工，它不僅可以加工金屬的板材，還可以加工不是金屬的板材。在進(jìn)行沖壓的加工的時候，因為有模具的作用，板子內(nèi)部就會有一個力量產(chǎn)生，這樣板子就產(chǎn)生形狀的改變了。 在對板材進(jìn)行沖壓加工的時候，是通過機器來進(jìn)行的，所以生產(chǎn)效率是非常高的，在進(jìn)行加工的時候也沒有那么復(fù)雜，可以進(jìn)行機械自動化的加工。 用模具來進(jìn)行生產(chǎn)加工，生產(chǎn)的零部件形狀是比較復(fù)雜，特殊的。 用沖壓方式加工出來的產(chǎn)品，大小，還有精確度都是由模具來確定的，所以生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量都是比較一致的，不需要再進(jìn)行加工了。 在進(jìn)行沖壓加工的時候，毛坯是不需要再進(jìn)行加熱的，也不需要對材料進(jìn)行很多的切削，所以說這樣的材料不僅對能耗節(jié)省了很多，而且對材料也節(jié)省了很多。對產(chǎn)品進(jìn)行沖壓加工，加工出來的產(chǎn)品質(zhì)量是相當(dāng)?shù)牟诲e的，并且產(chǎn)品的原材料都是工廠大批量生產(chǎn)出來的壓制板材或者是帶料，在進(jìn)行沖壓加工的時候，物料的表面不會有破損的情況出現(xiàn)。 所以說，對產(chǎn)品進(jìn)行沖壓加工，不僅質(zhì)量得到保證，并且造價還不高。加工出來的產(chǎn)品不僅質(zhì)量小，而且剛性還能夠達(dá)到要求。 對產(chǎn)品進(jìn)行沖壓生產(chǎn)在很多行業(yè)里面都有使用，比方說在汽車行業(yè)，電子儀器行業(yè)，航天和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要的地位?，F(xiàn)代各種先進(jìn)工業(yè)化國家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達(dá)的。沖壓在我們國家的工業(yè)化發(fā)展里面，占據(jù)的地位還是非常高的。 當(dāng)今，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，沖壓工藝發(fā)展的是很快的，工藝的改善也是比較多的，主要在下面幾個方面體現(xiàn)： （1）對沖壓的工藝進(jìn)行計算，還有分析的時候，使用的方法更加的現(xiàn)代化了 （2）對模具進(jìn)行設(shè)計的時候，對模具進(jìn)行生產(chǎn)加工的時候，手段都更加的現(xiàn)代化了。 （3）在進(jìn)行沖壓生產(chǎn)加工的時候，已經(jīng)實現(xiàn)機械自動化了 （4）新的成型工藝以及技術(shù)的出現(xiàn) （5）對板材的性能進(jìn)行改善，這樣一來加工出來的產(chǎn)品在成型的時候性能更好，在使用的時候質(zhì)量更高。 畢業(yè)設(shè)計是一種綜合性的訓(xùn)練，也是一個重要的專業(yè)實訓(xùn)環(huán)節(jié)，它綜合性強，應(yīng)用知識面寬。我們國家現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展是非?？斓?，工業(yè)化需要的東西是越來越多，產(chǎn)品的型號變化也是很快的。模具作為一種工具已廣泛地應(yīng)用在各行各業(yè)之中。模具是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。在國民經(jīng)濟(jì)的各個工業(yè)部門都越來越多地依靠模具來進(jìn)行生產(chǎn)加工。模具已成為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。工業(yè)行業(yè)的一個重要標(biāo)志就是模具。要想讓產(chǎn)品的種類變多，要想讓產(chǎn)品產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益更好，關(guān)鍵就在于模具的技術(shù)水平是不是高。 為了更進(jìn)一步加強我們的設(shè)計能力，鞏固所學(xué)的專業(yè)知識，在畢業(yè)之際，特安排了此次的畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)論文進(jìn)行的基礎(chǔ)就是大學(xué)幾年所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識，還有一些社會實踐。 本次設(shè)計的目的： 一、我在大學(xué)期間學(xué)習(xí)的專業(yè)知識結(jié)合在進(jìn)行實際生產(chǎn)時候的要求，進(jìn)行一次沖壓模設(shè)計的實際訓(xùn)練，從而提高我們獨立工作能力。 二、鞏固復(fù)習(xí)三年以來所學(xué)的各門學(xué)科的知識，以致能融貫通，進(jìn)一步了解從模具設(shè)計到模具制造整個工藝流程。 三、在設(shè)計模具的時候一些基礎(chǔ)的技能要熟悉，比方說怎么對有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，怎么去畫圖，怎么去查閱資料等等。 盡管這樣，我自身的專業(yè)水平還是比較差的，并且也沒有什么實踐經(jīng)驗，所以又什么不到的地方，還希望老師們給我指出來，我及時的改正，謝謝大家。 第一章、零件圖及工藝方案的擬訂 1.1.零件圖及零件工藝性分析 1.1.1.零件圖 圖（1—1） 工件圖：如圖1—1所示 材料：D21 板厚：0.5mm 產(chǎn)品為壓縮機定子，所選材料為D21,為電工硅鋼，產(chǎn)品四周有R角過渡，這樣設(shè)計模具時，凹模在熱處理后不會因為應(yīng)力集中，而導(dǎo)致加工過程中，有開裂現(xiàn)象。 1.1.2.零件的工藝性分析 論文里面設(shè)計的這個產(chǎn)品，使用的原材料就是D21,它的有關(guān)數(shù)據(jù)是τ=190Mpa,σb=230Mpa,零件圖上有公差標(biāo)注，未注公差的，屬于自由公差，按IT08級確定工件尺寸的公差，這個產(chǎn)品的外形是沒有那么復(fù)雜的，并且這個產(chǎn)品還是對稱分布的，有二十四個齒，這些齒都沒有多大，但是齒跟齒之間的空檔是比較大的，因為齒的個數(shù)是很多的，一般的厚都是在零點五，適中，屬于普通沖壓件，但有幾點應(yīng)該注意： ①該沖裁件的材料D21，具有較好的可沖壓性能。 ②由于板料厚度一般， ③在進(jìn)行生產(chǎn)的時候數(shù)量還不少，在確定模具的原材料的時候要慎重，在確定模具的結(jié)構(gòu)的時候也要慎重，因為這兩點都關(guān)系到這個模具的使用時間。 ④加工的產(chǎn)品外形沒有多大，不過為了安全著想，所以從模具里面將產(chǎn)品拿出來的時候方式一定要恰當(dāng)，最好設(shè)置推件，或者是取件裝置。 1.2.工藝方案的確定 對工序的安排，擬有以下幾種方案： ①把料落下去—只有一道工序進(jìn)行生產(chǎn) ②落料—沖孔復(fù)合沖壓。 ③沖出一個孔，對板材進(jìn)行沖壓加工，使用的模具就是級進(jìn)模。 方案①模具結(jié)構(gòu)簡單，在進(jìn)行加工的時候沒有那么復(fù)雜。不過要想將產(chǎn)品加工出來，要經(jīng)過兩個步驟，模具也要有兩套，加工的時候工序是沒有那么集中的，搬運半成品要浪費大量時間。生產(chǎn)的時候效率是比較差的，加工產(chǎn)品的精確度也不高 方案②復(fù)合模結(jié)構(gòu)一般，比較容易制造。節(jié)約了半成品搬運的時間提高了生產(chǎn)效率且易于保證孔的質(zhì)量和制件精度。但齒比較多，而且，距離比較近，采用復(fù)合模，凸凹模的強度不夠，容易裂開，模具壽命不長 方案③級進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜；難以制造。它的生產(chǎn)效率是非常高的，而且產(chǎn)品的精確度也是很高的。模具在進(jìn)行使用的時候時間是比較長的。 綜上所述，根據(jù)生產(chǎn)效率、精度、所使用的機床、卸料方式、廢料出料、板料的定位方式、制造成本等方面分析最終確定方案三。 第二章、工藝設(shè)計 2.1.搭邊值計算 外形最大尺寸為長度Dmax=114，材料厚度為0.5，根據(jù)材料性能，由《沖壓工藝與模具設(shè)計》P45表2.5.2 確定搭邊值： 工件間：a1=1.8；沿邊： a=2.0， 條料下料寬度為114+2×2+2×2=122，剪切公差：δ=0.5 條這個料子跟導(dǎo)料板中間的空檔大小就是： c=0.5 送料步距為114+1.8=115.8； 2.2.計算工件實際面積 通過電腦計算得工件實際面積為11387.0632， 材料利用率的計算： 在一個步距的范圍里面，對材料的使用效率就是 η=nF/Bs×100% η=1×11387.0632/122×115.8×100%=80.60% 在公式里面 F——在一個步距的范圍里面，對材料沖裁的大小是多少； n——一個步距內(nèi)沖裁件數(shù)目；1 B——這個條狀的物料寬是多少，一百二十二毫米 s——步距（mm）； 115.8mm 2.3.分析排樣方案 為保證條料送進(jìn)的剛性和穩(wěn)定性以及正確處理工件送料與載體的連接關(guān)系，應(yīng)考慮沿零件縱向排樣和橫向排樣，由于本設(shè)計中產(chǎn)品外形是比較規(guī)則，縱向和橫向，無論是操作，還是在材料利用率上是完全一樣的，所以無需考慮如何排樣。具體排樣圖如下： 圖2—2） 2.4.計算各工序的壓力 前面就已經(jīng)說過了，這個零件的原材料就是硅鋼片，這個硅鋼片的厚是零點五毫米，抗剪切強度τ的大小是一百九十兆帕,抗拉強度σb就是二百三十兆帕, 對板材進(jìn)行沖擊的時候側(cè)邊的刃力的大小就是 F1=1.3Ltτ =1.3 ×(115.8+4)×0.5×190 =14795.3（N) =14.795KN 沖側(cè)刃力：F2=1.3Ltτ =1.3 ×(115.8+4)×0.5×190 =14795.3（N) =14.795KN 沖腰圓孔力：F3=1.3πd孔tτ =1.3×3.14×12×0.5×190 =4653.48（N) =4.653KN 沖24齒孔力：F4=1.3nLtτ =1.3×24×37.559×0.5×190 =111324.876（N) =111.325KN 沖中心大圓力：F5=1.3Ltτ =1.3×（3.14×61-2.55×24）×0.5×190 =16096.99（N) =16.097KN 落料力： F6=1.3Ltτ =1.3 ×383.3138×0.5×190 =47339.2543（N) =47.339KN 卸料力：P2=k卸F （查《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》得：k卸=0.025～0.08） 沖壓力大小為F=F1+F2+F3+F4+F5 =14.795+14.795+4.653+111.325+16.097+47.339=209.004KN P2=k卸F=209.004×0.06 =12.54KN 這一工序的最大總壓力為： P=F+P2=209.004+12.54 =221.544KN 2.5.壓力機的選擇 根據(jù)以上計算和分析，再結(jié)合車間設(shè)備的實際情況，根據(jù)所設(shè)計的模具外形大小，模具在閉起來的時候高，模具里面的壓力有多大，確定下來壓力機的型號，本次課題選用公稱壓力為1000KN的單柱固定臺壓力機（型號為JD21-100）能滿足使用要求。 壓力機的具體參數(shù)如下 公稱壓力：1000KN 滑塊行程：120mm 滑塊行程次數(shù)：75次/min 最大封閉高度： 400mm 最大裝模高度： 300mm 封閉高度調(diào)節(jié)量：85mm 模柄孔的大?。哼@個孔的直徑大小是六十毫米，孔的深是八十毫米 工作的這個臺面的大?。?00mm（前后）×1000mm（左右） 墊板厚度：100mm 墊板孔徑：200mm 電動機功率：7.5/kw 2.6.壓力中心的計算 模具壓力中心說的就是對材料進(jìn)行沖壓的時候，那么多的沖壓力都作用的那個點。要想讓壓力機在工作時候正常，讓模具在工作時候的正常，那么對壓力中心進(jìn)行計算的時候用的是解析法進(jìn)行的。 一開始： F1——沖側(cè)刃力 F1=KLδτ ，得F1=14.795KN F2——沖側(cè)刃力 F2=KLδτ ，得F2=14.795KN F3——沖導(dǎo)正孔力 F3=KLδτ，得F3=4.653KN F4——沖齒力 F4=KLδτ，得F4=111.325KN F5——沖中心圓力 F5=KLδτ，得F5=16.097KN F6——落料力 F6=KLδτ 得F6=47.339KN Y1——F1到X軸的力臂 Y1=59 X1——F1到Y(jié)軸的力臂 X1=173.7 Y2——F2到X軸的力臂 Y2=-59 X2——F2到Y(jié)軸的力臂 X2=173.7 Y3——F3到X軸的力臂 Y3=0 X3——F3到Y(jié)軸的力臂 X3=173.7 Y4——F4到X軸的力臂 Y4=0 X4——F4到Y(jié)軸的力臂 X4=57.9 Y5——F5到X軸的力臂 Y5=0 X5——F5到Y(jié)軸的力臂 X5=-57.9 Y6——F6到X軸的力臂 Y6=0 X6——F6到Y(jié)軸的力臂 X6=-173.7 根據(jù)合力距定理： YG=（Y1F1+ Y2F2...）/（F1+ F2…） XG=（X1F1+ X2F2…）/（F1+ F2…） YG——F沖壓力到X軸的力臂；YG=0 XG——F沖壓力到Y(jié)軸的力臂；XG=15.45 所以本次設(shè)計的模具壓力中心為（15.45,0）在模柄直徑范圍內(nèi)，符合要求。 第三章、模具類型及結(jié)構(gòu)形式的選擇 按照前面定下來的加工工藝，還有這個產(chǎn)品的外部性狀等等特征，精確度是多少，先將這個機器的有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)都確定下來，模具在進(jìn)行加工的時候有什么條件，還有安全性的要求等等，確定模具用哪一種，還有這個模具的結(jié)構(gòu)是什么樣的。 3.1.級進(jìn)模的設(shè)計 本設(shè)計中采用沖孔落料級進(jìn)模。工件厚度一般（t=1.5mm）,所以在把物料卸下來的時候用的是彈性的斜料裝置，這個裝置不僅可以進(jìn)行斜料，還可以對孔進(jìn)行沖加工的時候，將工件壓緊了。上模彈性力由橡皮產(chǎn)生。 級進(jìn)模的結(jié)構(gòu)形式如圖3—1所示。 圖3—1） 第四章、模具工作零件刃口尺寸及公差的計算 4.1.沖裁間隙 在進(jìn)行沖裁的時候，間隙說的就是沖裁模具的凹模還有凸模的刃口相互的空檔。這個間隙有兩種，一種是單邊的，一種是雙邊的。 這個間隙是大還是小，對于沖裁產(chǎn)品的質(zhì)量有很大的關(guān)系，對于模具的使用時間，沖裁力的大小也有很大的關(guān)系，在進(jìn)行沖裁加工的時候，還有設(shè)計模具的時候沖裁間隙這個數(shù)據(jù)起的作用是非常關(guān)鍵的 要想讓這個間隙的大小能夠合理一些，那么在確定這個間隙的數(shù)值的時候有兩種方法，一種是通過公式來進(jìn)行計算，還有一種就是查表，直接明了。 在我們這個模具里面，需要加工的產(chǎn)品原材料是D21硅鋼片,這個原材料的厚就是零點五毫米，查表得沖裁模具間隙：=0.02mm，=0.03mm。 4.2.模具間隙對模具的影響 一個模具使用的時間有多長，跟這個沖裁間隙有很大的關(guān)系。在對產(chǎn)品進(jìn)行沖裁的時候，凸模跟這個需要沖裁的孔的中間，還有凹模跟這個落下來的物料中間都是有摩擦的，如果這個間隙很小的話，那么產(chǎn)生的摩擦就越大。在進(jìn)行生產(chǎn)的時候，因為有制造誤差，還有裝配精確度的存在，凸模跟凹模的面是不可能垂直的，那么這樣一來這個間隙在進(jìn)行分布的時候也不會是均勻的，間隙的大小如果合理的話，那么凸模還有凹模側(cè)邊的面跟這些材料產(chǎn)生的摩擦就沒有多大，那么這樣一來間隙對于模具的影響就可以降低一些，這樣一來模具的使用時間就可以稍微長一點了。 沖壓間隙對沖壓力的影響： 雖然沖壓力隨沖壓間隙的增大有一定程度的降低，不過在一邊的間隙大小是這個材料厚的百分之五到百分之二十的時候，沖壓力沒有減小多少，所以這樣就可以知道，一般來說，間隙對于沖壓力的大小沒有什么影響。 間隙有多大，跟斜料力，推件力，頂件力有很大的關(guān)系。在間隙變大了情況下，凸模上面的斜料力，推件力，還有頂件力都是比較小的。通常來說，如果這個間隙的大小是這個材料厚度的百分之十五到百分之二十五的時候，這些力基本上就沒有了。 間隙對沖壓件尺寸精度的影響的規(guī)律，對于沖孔和切邊是不同的，并且與材料軋制的纖維方向有關(guān)。 通過以上分析可以看出，沖壓間隙對斷面質(zhì)量、模具使用的時間，沖壓時候力的大小，斜料力，推件力，頂件力，還有沖壓加工產(chǎn)品的精確度，對于他們的影響都是不一樣的。所以說，間隙的數(shù)值沒有一個確定的合理值，可以同時對這么多的因素進(jìn)行滿足。在進(jìn)行沖壓的時候，間隙有多大，主要要考慮的就是沖壓產(chǎn)品斷面質(zhì)量的好壞，還有模具使用時間的長短這兩個因素就可以了。。但許多研究結(jié)果表明，能夠保證良好的沖壓件斷面質(zhì)量的間隙數(shù)值和可以獲得較高的沖模壽命的間隙數(shù)值也是不一致的。一般說來，當(dāng)對沖壓產(chǎn)品對于斷面的要求比較高的時候，間隙的數(shù)值就不能大，不過如果沖壓產(chǎn)品質(zhì)量要求沒有那么高的時候，間隙就可以大一點，這樣一來模具的使用時間就可以長一點了。 在用沖壓模對產(chǎn)品進(jìn)行加工的時候，磨損的規(guī)律是一定的，那么對落料的模具進(jìn)行設(shè)計的時候，凹模的基本大小跟零件的最小極限大小是差不多的；對沖孔模進(jìn)行設(shè)計的時候，凸模的大小跟需要沖孔的工件的最大極限大小是差不多的。根據(jù)這個需要加工產(chǎn)品的精確度要求，還有這個模具可能會被磨損的狀況，不管是凹模，還是凸模，他們的磨損都是在公差范圍里面的?？砂聪铝嘘P(guān)系選取：零件精度IT10以上 X=1; 零件精度IT11- IT13 X=0.75; 零件精度IT14 X=0.5 。 無論是將物料落下來，還是對孔進(jìn)行沖裁加工，在進(jìn)行沖壓的時候，間隙的大小就是最小合理間隙數(shù)值。選擇模具制造公差時，一般沖模精度較零件高3-4級。對于形狀簡單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按IT6- IT7級選??；對于形狀復(fù)雜的刃口尺寸制造偏差可按零件相應(yīng)部位公差值的1/4來選取；對于刃口尺寸磨損后無變化的制造偏差值可取沖件相應(yīng)部位公差值的1/8并冠以（±）；如果說產(chǎn)品上面公差沒有標(biāo)出來，那么它在確定數(shù)值的時候等級就是IT14級。 產(chǎn)品的大小公差還有沖模刃口的大小的制造偏差，要根據(jù)入體的原則，將這個單向的公差標(biāo)出來，也就是說：落下來的這個物料上面的偏差是零，那么只要把下面的偏差標(biāo)出來就可以拉；沖孔的零部件下面的偏差是零，只要把上面的偏差標(biāo)出來就可以了。假如說，有一個零件，它的公差是按照兩個方向的偏差來進(jìn)行標(biāo)注的，則應(yīng)換算成單向標(biāo)注。磨損后無變化的尺寸除外。 4.3.刃口尺寸計算 落料，沖孔尺寸刃口設(shè)計和計算 這個沖裁加工的產(chǎn)品最外圍的大小跟落下來的物料大小是一樣的，設(shè)計的基準(zhǔn)見就是凹模，那么只要把這個凹模的刃口大小算出來，根據(jù)這個間隙的要求來進(jìn)行配合就可以了。 工件精度要求為IT12級查《沖壓工藝與模具設(shè)計》P31附表2.2.1： 沖模制造精度為IT9～I(xiàn)T11級，取IT10級。 沖孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式計算： 對孔進(jìn)行沖加工的時候凸模 dp=(dmin+XΔ)+δp 沖孔時凸模 Bh=(dp+2Z)-δp 落料時凹模 Dp=(Dmax-XΔ)-δp 落料時凸模 Ap=(Dmax-XΔ-Zmin)+δp 孔心距 Lp=L±δp’ 在公式里面 Dp dp——他們代表的是落下來物料的大小，還有沖孔的時候凸模的刃口的大??； Dmax——代表的就是掉下來的物料最大的極限大小； dmin——代表的就是沖孔的零部件最小的極限大??； Δ——工件公差； Δp——凸模制造公差，正常情況下它的數(shù)值就是δp=Δ/4； δp’——刃口中心距對稱偏差，通常取δp’=Δ/8； Lp——凸模中心距尺寸（mm）； L——沖件中心距基本尺寸（mm）； Zmin——代表的就是進(jìn)行沖裁的時候最小的間隙； 落料凹模尺寸：Dp1=(Dmax-XΔ)-Δ/4 =114.2-0.5×0.4=114-0.02 0; Dp2=(Dmax-XΔ)-Δ/4 =123.67-0.5×0.04=123.65-0.02 0; 落料凸模尺寸：Ah1=(Dmax-XΔ-Zmin)+Δ/4 =114-2×0.02=113.960 +0.02; Ah2=( Dmax-XΔ-Zmin)+Δ/4 =123.65-2×0.02=123.610 +0.02; 沖孔凸模尺寸：dp1=(dmin+XΔ) +Δ/4 =11.9+0.5×0.2=120 +0.02 dp2=(dmin+XΔ) +Δ/4 =115.6+0.5×0.4=115.80 +0.02 dp3=(dmin+XΔ) +Δ/4 =3.9+0.5×0.2=40 +0.02 dp4=(dmin+XΔ) +Δ/4 =60.97+0.5×0.06=610 +0.02 dp5=(dmin+XΔ) +Δ/4 =3.4+0.5×0.2=3.50 +0.02 dp6=(dmin+XΔ) +Δ/4 =2.5+0.5×0.1=2.550 +0.02 沖孔凹模尺寸：Bh1=(dp1+2Z) -Δ/4 =12+2×0.02=12.04-0.02 +0， Bh2=(dp2+2Z) -Δ/4 =115.8+2×0.02=115.84-0.02 +0， Bh3=(dp3+2Z) -Δ/4 =4+2×0.02=4.04-0.02 +0， Bh4=(dp4+2Z) -Δ/4 =61+2×0.02=61.04-0.02 +0， Bh5=(dp5+Z) -Δ/4 =3.5+0.02=3.52-0.02 +0， Bh6=(dp16+2Z) -Δ/4 =2.55+2×0.02=2.59-0.02 +0， 孔心距 Lp=L±δp’ Lp1=83.72±0.01， 節(jié)距115.8保持不變，24齒均勻分布，角度保持不變。 第五章、模具零件的選用，設(shè)計及必要的計算 5.1.模具零件的選用 5.1.1.成形零件 一、凸模 生產(chǎn)凸模的就是Cr12MoV，對它進(jìn)行淬火處理，硬度可以達(dá)到58-62HRC。這個凸模的結(jié)構(gòu)就是臺階式的，小一點的圓的凸模在進(jìn)行固定的時候用的就是臺階式的，異形凸模設(shè)計成掛臺，外形與固定板采用過盈配合的方式，比較大的凸模在進(jìn)行固定的時候要用到螺釘還有銷釘，跟模板固定在一起。 圖5-1） 二、凹模 生產(chǎn)凹模使用的材料就是Cr12MoV，要進(jìn)行淬火處理，處理之后硬度是在58-62HRC。固定凹模的時候用的是螺釘，與下模板配合，凹模設(shè)計成整體結(jié)構(gòu)，這樣做的好處就是模具的結(jié)構(gòu)沒有那么復(fù)雜了，并且材料也用的少了，產(chǎn)品的成本就降低了。 矩形的凹模使用的零部件都是國家標(biāo)準(zhǔn)件，如果凹模用的零部件不是標(biāo)準(zhǔn)件的話，那么受到的力就是很復(fù)雜的了，到現(xiàn)在也沒有一個專門的公式來對這種受力進(jìn)行計算，只能根據(jù)一定的經(jīng)驗來進(jìn)行估算。 凹模高度 H=Kb (≥15mm) 凹模壁厚 c(1.5～2)H（≥30～40mm） 在公式里面 b——沖壓加工產(chǎn)品外部總裝最大的大小 K——系數(shù)，考慮板材厚度的影響，其值可查文獻(xiàn)[2]P224表8-1。 前面講的這些都可以用來對一般的鋼材在進(jìn)行熱處理之后進(jìn)行確定，而且還可以算出來在平面支撐的情況下，凹模的大小是多少。沖裁加工的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)沒有那么復(fù)雜的時候，壁厚的系數(shù)就是比較小的數(shù)值，相反的就是比較大的數(shù)值。凹模生產(chǎn)的數(shù)量是比較多的，那么在算這個模具的高的時候，要加一個總的修模量。 根據(jù)本模具情況，查得K=0.07。凹模高度H=Kb=0.07×462.3=32.361mm 因為生產(chǎn)的數(shù)量是非常多的，再加上總的修模量，那么這個凹模的高的數(shù)值就是四十毫米。那么這個凹模的壁厚的數(shù)值就是48.5415～64.722mm。所以凹模尺寸為 長度D=462.3+2×(48.5415～64.722)=559.383～591.744, 寬度H=126+2×(48.5415～64.722)=223.083～255.444, 本次設(shè)計建議凹模設(shè)計成570x240x40。 5.1.2.支撐固定零件 模架就是說在上面的模座，還有下面的模座的中間，加一個導(dǎo)向裝置。一般來說都是按照凹模的外部最大的大小來確定模架，在這里我們使用的模架是標(biāo)準(zhǔn)模架。凹模最大外形尺寸L=570 mm，B=240mm，選用非標(biāo)準(zhǔn)自制鋼板模架，導(dǎo)柱導(dǎo)套選擇滑動標(biāo)準(zhǔn)件，根據(jù)模具閉合高度h=199，選擇滑動導(dǎo)柱導(dǎo)套長度為140～160mm ， 上下模座選用材料為Q235，下模板厚度45，上模板厚度40。再由凹模板和模架尺寸確定其它模具模板的尺寸如下： 上墊板：570×240×10 凸模固定板：570×240×18 凹模：570×240×40 上模板：720×320×40 下模板：720×325×45 5.1.3.卸料零件 采用彈性卸料板卸料，根據(jù)卸料力的大小取卸料板的厚度為18mm。由于卸料板與導(dǎo)料板在安裝時有干涉，因此，在設(shè)計卸料板時需加工讓位，這樣，卸料板需要加厚到25， 由《沖壓手冊》表10-1選用樹脂，設(shè)使用樹脂的個數(shù)為10個，F(xiàn)=12540N則每個樹脂所承受的負(fù)荷為F頂=12540/10=1254（N），由Fj> F頂,選擇樹脂直徑規(guī)格為：φ25 Fj=1390, hj=23， h頂=hj/FjxF頂=28/1390x1000=16.55 ∴ F頂+h工+h修模=20+3+3=26< hj ∴選用的樹脂及數(shù)量滿足要求 5.2.標(biāo)準(zhǔn)件選擇 上、下模座螺釘選取　 由凹模周界570×240選用M10的內(nèi)六角圓柱頭螺釘 參照模具各零件的具體情況， 上模座選用6顆M10X50的內(nèi)六角圓柱頭螺釘固定， 下模座選用6顆M10X50的內(nèi)六角圓柱頭螺釘固定。 ( 螺釘) 卸料螺釘 查《沖壓模具簡明設(shè)計手冊》表15-34選取卸料螺釘 使用的是頭是圓柱形狀，內(nèi)六角的卸料螺釘，型號就是M8X60 ( 卸料螺釘 ) 其主要參數(shù)：d1=16 l=14 d2=24 H=10 t=8 s=10 d3=14.5 d4=6.9 d5=9.5 L=55 根據(jù)模具的實際情況 上模座選用兩顆Φ10×50的圓柱銷釘定位 下模座選用兩顆Φ10×50的圓柱銷釘定位 (圓柱銷釘) 已經(jīng)知道模具在每一個零件上詳細(xì)的狀況，對螺釘，還有圓柱銷所在的地點進(jìn)行合理的安置，從國標(biāo)里面確定螺釘還有圓柱銷的大小規(guī)格。 5.3.導(dǎo)向裝置 我們論文里面的模具導(dǎo)向裝置是導(dǎo)柱導(dǎo)套。在導(dǎo)柱還有導(dǎo)套進(jìn)行間隙配合的時候，標(biāo)準(zhǔn)就是H7/R6 。導(dǎo)柱還有導(dǎo)套進(jìn)行的滑動是相對的，要求配合表面有足夠的強度，韌性一定要滿足要求。這樣確定原材料就是二十號鋼，對這個鋼材的表面還要進(jìn)行滲碳，淬火的處理，在處理之后，這個剛才的面硬度是在58～62HRC。 導(dǎo)柱選用GB2861.2—81中的B型導(dǎo)柱，直徑d=28mm、d=32mm、極限偏差為R7、長度L=160mm。 確定導(dǎo)套的類型是A型，這個導(dǎo)套的直徑大小分別是d=28mm、D=42mm、d=32mm、D=45mm、極限偏差為H7、長度L=80mm。 導(dǎo)柱導(dǎo)套每組選擇兩套，在模具上單邊一組，就是不對稱安裝，防止合模時錯誤。 第六章 壓力機的校核 1、閉合高度的校核 所選壓力機的最大裝模高度為300mm，閉合高度的調(diào)節(jié)量為80mm Hmin=300-85=215mm 本次設(shè)計模具的的閉合高度 H=H上模座+H墊板+H凸模+H凹模+H固定板+H下模座-t =40+10+65+40+45-1 =199 Hmax-5=295 Hmin=210 不能滿足要求，所以在調(diào)試模具時，需要在模具下面加上等高墊鐵。 2、工作臺面尺寸的校核 所選壓力機的工作臺尺寸為：左右：1000 前后：600 而模具的外形尺寸為：720×320 因為模具下面的這個座比工作臺面的面積要小五十毫米到七十毫米 ∴工作臺面尺寸滿足。 3、滑塊行程的校核 應(yīng)該讓滑塊行程放到毛坯里面去的時候方便一些，在拿出加工產(chǎn)品的時候也方便一些 所選壓力機滑塊行程為120mm,滿足。 綜上，所選壓力機JD21-100滿足需要。 第七章、模具的動作原理及綜合分析 7.1.模具的動作原理 本模具（裝配圖如圖所示）在一次行程過程中完成制件的落料、沖孔全部工作： 當(dāng)壓力滑塊下行時，毛坯料被壓在凹模與各沖孔，落料凸模與凹模之間作用下一次完成工作。最后將兩邊廢料切斷，廢料沖凹模邊劃下。 本次設(shè)計的級進(jìn)模，壓力機工作一次，送料完成了定位，在模具的同一個地方進(jìn)行的工序是很多的,其沖裁件的相互位置精度高,對條料的定位精度也比較高，因為需要用導(dǎo)料板對條料寬度進(jìn)行導(dǎo)向。沖壓件精度高,可以很好的保證工件的形狀和尺寸精度,模具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒有多復(fù)雜，并且加工時候精確度還是比較高的，進(jìn)行加工的時間也沒有多長，造價也不高，節(jié)約了成本。工序較集中排除了半成品搬運時間，生產(chǎn)效率變高了很多。這樣的模具可以加工的產(chǎn)品數(shù)量是比較多的，而且產(chǎn)品的精確度也是比較高的，內(nèi)外形尺寸差較大的沖裁件。沖孔廢料由凹?？紫蛳屡懦瑫r錯位落料的產(chǎn)品也由凹?？紫蛳屡懦@樣操作方便，生產(chǎn)效率提高很多。每步送料步距靠側(cè)刃定位，有導(dǎo)正銷定位。 所選的模架螺釘?shù)攘慵际菑臉?biāo)準(zhǔn)件中選取,這樣可有效的降低成本。 7.2.模具的裝配 按照裝配級進(jìn)模時候的注意點，確定裝配的基準(zhǔn)見就是凹模，把下面的模先裝起來，再把上面的模裝起來，然后將間隙調(diào)整到合理的數(shù)值范圍里面，進(jìn)行沖壓的試驗，最后對產(chǎn)品進(jìn)行維修處理。 序號 工序 工藝說明 １ 凸、凹模預(yù)配 １在進(jìn)行裝配之前，對每一個凸模的大小還有凹模的孔的形狀進(jìn)行仔細(xì)的查看，看一下有沒有達(dá)到圖紙上對于大小，還有外形的要求的。 ２要配合好凹凸和凸模，看一下他們兩個中間的空檔是不是均勻的。要是空檔不合適的話，還要再對它進(jìn)行加工。 ２ 凸模裝配 定位的時候用的是凹模的孔來進(jìn)行的，把凸模都壓到凸模的固定板的孔里面去，然后把它壓緊了。 ３ 裝配下模 １畫一個中心線在下面的模座上面，在裝凹模還有固定板的時候根據(jù)這個中心來進(jìn)行； ２在下面的模具的座上，用凹模版對螺孔裝在什么地方進(jìn)行確定，要對孔進(jìn)行鉆加工，對絲進(jìn)行攻加工； ４ 裝配上模 １把等高的墊鐵放到裝好了的下面的模具上面，再把凹模放到紙片上面去，這個紙片的厚度在零點三毫米，之后再把凸模還有固定板都裝到凹模里面去。 ２把上面的模座預(yù)先裝好，把凸模的固定板還有跟這個板對于的螺孔，銷孔所在的地點都畫出來，然后對這些孔進(jìn)行加工； ３把固定的板材，還有墊板都跟上面的模座固定連接在一起，在進(jìn)行固定的時候用螺釘來進(jìn)行，不過這個螺釘不要把它擰緊了； ４把斜料的這個板子裝在已經(jīng)固定好的凸模的上面，在它上面裝好橡膠，裝好斜料螺釘，對橡膠的頂壓量進(jìn)行調(diào)整，這樣讓卸料的這個板子比凸模下面那一頭高出來一毫米就可以了； ５再查看一下凹凸兩個模具中間的空檔，對它再一次進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整到合理的范圍，在把螺釘固定一下； ６安裝導(dǎo)料板； ７切紙檢查，合適后打入銷釘 ５ 試沖與調(diào)整 裝機試沖根椐試沖結(jié)果作相應(yīng)調(diào)整 設(shè)計心得 在寫畢業(yè)論文的時候，結(jié)合認(rèn)識實習(xí)和生產(chǎn)實習(xí)中所獲得的實踐經(jīng)驗，我自己將整個畢業(yè)論文都寫完了，通過自己實際的操作計算，我對以前所學(xué)過的專業(yè)知識有了更進(jìn)一步、更深刻的認(rèn)識，能夠把自己所學(xué)的知識比較系統(tǒng)的聯(lián)系起來。同時也認(rèn)識到了自己的不足之處。到此時才深刻體會到，以前所學(xué)的專業(yè)知識還是有用的，而且都是模具設(shè)計與制造最基礎(chǔ)、最根本的知識。 本次畢業(yè)設(shè)計歷時一個月左右，從最初的領(lǐng)會畢業(yè)設(shè)計的要求，到對拿到自己手上的沖壓件的沖壓性能的分析計算，諸如對沖壓件結(jié)構(gòu)的分析，對形狀的分析等，不斷地分析計算，對要進(jìn)行設(shè)計的沖壓件有了一個比較全面深刻的認(rèn)識，并在此基礎(chǔ)上綜合考慮生產(chǎn)中的各種實際因素，最后確定本次畢業(yè)設(shè)計的工藝方案。之后算一下怎么來進(jìn)行派樣，最后把這個模具的總裝配圖畫出來，用時近一個月。在這段時間里，對很多的數(shù)據(jù)進(jìn)行了計算，到各種零件結(jié)構(gòu)尺寸的計算以及主要零部件強度剛度的核算。其間在圖書館翻閱了許多相關(guān)書籍和各種設(shè)計資料。因此從某種意義上講，通過本次畢業(yè)設(shè)計的訓(xùn)練，也培養(yǎng)和鍛煉了一種自己查閱資料，獲取有價值信息的能力。 總之，通過本次畢業(yè)設(shè)計的鍛煉，使我對模具設(shè)計與模具制造的整個過程都有了比較深刻的認(rèn)識和全面的掌握。使我接受了一個模具專業(yè)的畢業(yè)生應(yīng)該有的鍛煉和考查。我很感謝學(xué)校和各位老師給我這次鍛煉機會。我是認(rèn)認(rèn)真真的做完這次畢業(yè)設(shè)計的，也應(yīng)該認(rèn)認(rèn)真真的完成我大學(xué)三年里最后也是最重要的一次設(shè)計。 致 謝 我可以順利的完成這篇畢業(yè)論文，最要感謝的就是我的論文指導(dǎo)老師，從最開始確定論文題目，到后來確定論文的設(shè)計方案，最后到計算，畫圖等等，都是跟我的老師的指導(dǎo)和幫助是分不開的。因為我自身的水平有限，在設(shè)計的過程里面遇到了很多的問題，因為有老師的幫助，這些問題才能一一解決，在這里，要謝謝我的指導(dǎo)老師。 完成這篇論文的過程，實際上就是將我大學(xué)期間所學(xué)理論知識和實踐結(jié)合的過程，在這段時間，我學(xué)到了很多書本上學(xué)不到的東西，正是這樣才能讓我自身的能力有所提高，為我將來的工作打好了一個基礎(chǔ)。 最后，還要感謝和我同組的其他同學(xué)，他們在尋找資料，解答疑惑，實驗操作、論文修改等方面，都給了我很大的幫助和借鑒。 主要參考文獻(xiàn) 1.《沖壓手冊》（第二版）.機械工業(yè)出版社，1995 2.《沖壓設(shè)計資料》.機械工業(yè)出版社，1983 4.《模具實用技術(shù)設(shè)計綜合手冊》.華南理工大學(xué)出版社，1995 5.《冷沖壓模具設(shè)計與制造》.西北工業(yè)大學(xué)出版社，1983 6．《機械制圖》 高等教育出版社， 2003 7．《沖壓工藝與模具設(shè)計》 高等教育出版社，2001 8．《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》 中南大學(xué)出版社，2006 9．《實用沖壓工藝及模具設(shè)計手冊》，機械工業(yè)出版社 2002 10．《模具設(shè)計與制造簡明手冊》，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1994 11．《沖模設(shè)計手冊》，機械工業(yè)出版社 1996 12．《中國模具設(shè)計大典》電子版 13．《互換性與技術(shù)測量》 西安電子科技大學(xué)出版社，2006 14．《沖壓與塑壓成型設(shè)備》 高等教育出版社，2003 15. 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn). 機械制造工藝基準(zhǔn) 16. 單巖，王蓓，王剛.Moldflow模具分析技術(shù)基礎(chǔ).北京：清華大學(xué)出版社，2004.9　　　　　　　　　 　 17. 王衛(wèi)衛(wèi). 拉深與塑料成型設(shè)備[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2004. 18. 馮開平，左宗義主編.畫法幾何與機械制圖.廣州：華南理工大學(xué)出版社，2001.9. 19. 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