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設(shè)計(jì)任務(wù)書
設(shè)計(jì)題目：
酒瓶蓋啟子級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)與制造
設(shè)計(jì)要求：
1、設(shè)計(jì)思路明確，合理布置設(shè)計(jì)的先后次序
2、正確全面的分析沖件的工藝性
3、根據(jù)沖件的工藝性和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)確定模具的類型與結(jié)構(gòu)
4、根據(jù)實(shí)際沖裁要求正確的計(jì)算出有關(guān)數(shù)據(jù)
5、認(rèn)真分析并確定主要零件的結(jié)構(gòu)尺寸
6、正確的選取有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)件
7、根據(jù)機(jī)械制圖的要求正確的繪制出主要的零件圖和總裝配圖
設(shè)計(jì)進(jìn)度：
第一周 ：收集資料
第二周 ：整理設(shè)計(jì)思路
第三周 ：模具的工藝方案的確定
第四周 ：模具零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算
第五周 ：模具的總體設(shè)計(jì)及整理電子稿
第六周 ：修改設(shè)計(jì)及上交論文
第七周 ：論文答辯
指導(dǎo)教師（簽名）：
前 言
振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注?！澳＞呤枪I(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”也已經(jīng)取得了共識(shí)。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%～80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。目前全世界模具年產(chǎn)值約為600億美元，日、美等工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)，從1997年開始，我國模具工業(yè)產(chǎn)值也超過了機(jī)床工業(yè)產(chǎn)值。
?? 模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，因?yàn)槟＞咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。鑒于模具工業(yè)的重要性，在1989年3月國務(wù)院頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，把模具列為機(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)序列的第二位。1997年以來，又相繼把模具及其加工技術(shù)和設(shè)備列入了《當(dāng)前國家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄》和《鼓勵(lì)外商投資產(chǎn)業(yè)目錄》。經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，從1997年到2000年，對(duì)80多家國有專業(yè)模具廠實(shí)行增值稅返還70%的優(yōu)惠政策，以扶植模具工業(yè)的發(fā)展。
?? 現(xiàn)在，應(yīng)該引起我們特別注意的是，1999年8月20日黨中央和國務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展高科技實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的決定》中，明確提出了高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域?！稕Q定》指出：要在電子信息特別是集成電路設(shè)計(jì)與制造、網(wǎng)絡(luò)及通信、計(jì)算機(jī)及軟件、數(shù)字化電子產(chǎn)品等方面，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，形成一大批擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、具有競爭優(yōu)勢的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)?！稕Q定》還指出：要加強(qiáng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級(jí)，注重電子信息等技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的嫁接，大幅度提高國產(chǎn)技術(shù)裝備的水平。
近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力量，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿ΑＲ恍﹪鴥?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等國際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、等CAE軟件，并成功用于模的設(shè)計(jì)中。
30
摘 要
我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國民經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進(jìn)口。因而只有培養(yǎng)模具人才才能縮小我國同發(fā)達(dá)國家之間的距離。
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我設(shè)計(jì)的是酒瓶蓋啟子沖裁模，利用的是級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)的。級(jí)進(jìn)模，又稱為多工位級(jí)進(jìn)模、連續(xù)模、跳步模，它是在一副模具內(nèi)，按所加工的工作分為若干等距離的工位，在每個(gè)工位設(shè)置一個(gè)或幾個(gè)基本沖壓工序，來完成沖壓工作某部分的加工。被加工材料，事先加工成一定寬度的條料，采用某種送進(jìn)方法，每次送進(jìn)一個(gè)步距。經(jīng)逐個(gè)工位沖制后，便得到一個(gè)完整的沖壓工件。在一副級(jí)進(jìn)模中，可以連續(xù)完成沖裁、彎曲、拉深、成形等工序。一般來說，無論沖壓零件形狀怎么復(fù)雜，沖壓工序怎樣多，均可用一副級(jí)進(jìn)模沖成完成。
本設(shè)計(jì)重點(diǎn)是在分析沖裁變形過程及沖裁件質(zhì)量影響因素的基礎(chǔ)上，主要介紹沖裁件的工藝性分析、確定沖裁工藝方案、選擇模具的結(jié)構(gòu)形式、進(jìn)行必要的工藝計(jì)算、選擇與確定模具的主要零部件的結(jié)構(gòu)與尺寸、校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)、繪制模具總裝圖及零件圖都是這次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。
用于級(jí)進(jìn)模的材料，都是長條狀的板材。材料較厚、生產(chǎn)批量較少時(shí)，可剪成條料；生產(chǎn)批量大時(shí)，應(yīng)選擇卷料。卷料可以自動(dòng)送料，自動(dòng)收料，可使用高速?zèng)_床自動(dòng)沖壓。級(jí)進(jìn)模對(duì)材料的厚度和寬度都有嚴(yán)格的要求。寬度過大，條料不能進(jìn)入模具的導(dǎo)料板或通行不暢；寬度過小則影響定位精度，還容易損壞側(cè)刃、凸模等零件。
本次設(shè)計(jì)不僅讓我熟悉了課本所學(xué)的知識(shí)，而且我做了把所學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中，更讓我了解了級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)的全過程和加工實(shí)踐的各種要點(diǎn)。
關(guān)鍵詞 酒瓶蓋啟子，沖孔，落料，級(jí)進(jìn)模
目 錄
1 沖壓件工藝性分析及沖裁方案的確定 1
2主要設(shè)計(jì)計(jì)算 3
2.1 排樣方案的確定及計(jì)算 3
2.2 沖壓力的計(jì)算 4
2.3 壓力中心的確定及相關(guān)計(jì)算 5
2.4 工作零件刃口尺寸計(jì)算 7
2.5 卸料彈簧的設(shè)計(jì) 10
3模具總體設(shè)計(jì) 12
3.1 模具類型的選擇 12
3.2 定位方式的選擇 12
3.3 卸料﹑出件、導(dǎo)向方式的選擇 12
4 零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14
4.1 落料凸模的設(shè)計(jì) 14
4.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì) 15
4.3 凹模的設(shè)計(jì) 16
5模具材料的選用及其它零部件的設(shè)計(jì) 18
5.1 模具材料的選用 18
5.2 定位零件的設(shè)計(jì) 19
5.3 料板及卸料部件的設(shè)計(jì) 20
5.4 模架及其他零部件的設(shè)計(jì) 20
6 模具總裝圖及設(shè)備的選定 22
6.1模具的總裝圖 22
6.2 設(shè)備的選定 23
7 模具零件加工工藝 24
8 模具的裝配和沖裁模具的試沖 26
8.1 模具的裝配 26
8.2 沖裁模具的試沖 26
總結(jié)與致謝 29
參考文獻(xiàn) 30
1 沖壓件工藝性分析及沖裁方案的確定
工件名稱：酒瓶蓋起子
生產(chǎn)批量：大批量
材料：
材料厚度：1.
工件簡圖：如圖1.1所示。
圖1.1酒瓶蓋啟子零件圖
此工件只有落料和沖孔兩個(gè)工序。材料為，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，有一個(gè)的孔和1個(gè)不規(guī)則的孔；孔與孔、孔與邊緣之間的距離也滿足要求，最小壁厚為4。工件的尺寸全部為自由公差，可看作IT13級(jí)，尺寸精度較低，普通沖裁完全能滿足要求。
沖裁工藝方案的確定：
該工件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可有以下三種工藝方案。
方案一：采用單工序模生產(chǎn)。
方案二：采用復(fù)合模生產(chǎn)。
方案三：采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。
方案一：單工序模生產(chǎn)。模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序兩副模具，成本較高而生產(chǎn)效率低，難以滿足中批量生產(chǎn)要求。
方案二：復(fù)合模生產(chǎn)。只需一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，但沖壓后成品保留在模具上，在清理模具上的物料時(shí)會(huì)影響沖壓速度，操作方便。
方案三：級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。也只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求。
通過對(duì)上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳。
2主要設(shè)計(jì)計(jì)算
2.1 排樣方案的確定及計(jì)算
設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模，首先要設(shè)計(jì)條料的排樣圖。酒瓶蓋啟子的形狀具有一頭大一頭小的特點(diǎn)，直排樣時(shí)材料利用率低，對(duì)于批量生產(chǎn)的零件，特別是零件材料較貴，為了節(jié)省材料，提高材料的利用率，應(yīng)采用直對(duì)排樣。如圖2.1所示的排樣方法，設(shè)計(jì)成隔位沖壓，可顯著地減少廢料。隔位沖壓就是將第一遍沖壓以后的條料水平方向旋轉(zhuǎn)1800，再?zèng)_第二遍，在第一次沖裁的間隙中沖裁出第二部分工件。搭邊值取和，條料寬度為步距為，一個(gè)步距的材料利用率為52%。
圖2.1 排樣圖
查表2.1得最小搭邊值： =,=
表2.1 最小搭邊值
條料厚度/
搭邊值/
用于>
用于<
用于>
～0.25
2.0
1.8
2.5
2.2
3.0
2.8
0.25～0.5
1.5
1.2
2.0
1.8
2.5
2.2
0.5～0.8
1.2
1.0
1.8
1.5
2.0
1.8
0.8～1.2
1.0
0.8
1.5
1.2
1.8
1.5
1.2～1.6
1.2
1.0
1.8
1.5
2.0
1.8
條料寬度B：
其中： ——垂直送料方向上零件尺寸（因?yàn)椴捎弥睂?duì)排排樣方式，故D的大小應(yīng)為排樣圖中的實(shí)際尺寸，）
——側(cè)刃沖切的料邊寬度。=1.5
——條料寬度公差值。
由公式得：
注：由于采用B型側(cè)刃，其燕尾高度為0.5，橫向搭邊值加大0.5。
步距S：
一個(gè)步距材料利用率η：
經(jīng)計(jì)算得一個(gè)沖裁件的面積為
式中： ——一個(gè)步距內(nèi)沖裁件數(shù)目
——一個(gè)沖裁件面積
——條料寬度
——步距
由公式得：
2.2 沖壓力的計(jì)算
平刃口模具沖裁時(shí)，其理論沖裁力
可按下式計(jì)算：
式中： ——沖裁件周長
——材料厚度
——材料抗剪強(qiáng)度Mpa
但選擇設(shè)備時(shí)，考慮刃口磨損和材料厚度及力學(xué)性能波動(dòng)等因素，實(shí)際沖裁力可能增大，所以應(yīng)取
沖裁件周長
材料厚度
材料抗剪強(qiáng)度
故
查下表2.2得。
表2.2 卸料力、頂件力、推件力系數(shù)
材料及厚度/
鋼
小于等于0.1
0.065～0.075
0.1
0.14
0.1～0.5
0.045～0.055
0.065
0.08
0.5～2.5
0.04～0.05
0.055
0.06
2.5～6.5
0.03～0.04
0.045
0.05
大于6.5
0.02～0.03
0.025
0.03
鋁、鋁合金
0.025～0.08
0.03～0.07
紫銅、黃銅
0.02～0.06
0.03～0.09
卸料力、推件力、計(jì)算式為：
=
=
式中：
h—凹模洞口的直刃壁高度
沖裁工藝總力
=
該模具采用級(jí)進(jìn)模，擬選彈性卸料、下出料。
根據(jù)計(jì)算結(jié)果，沖壓設(shè)備擬選用23-25。
2.3 壓力中心的確定及相關(guān)計(jì)算
計(jì)算壓力中心時(shí)，先畫出凹模型口圖，如圖2.2所示。在圖2.2中將軸選在上下對(duì)稱位置，則壓力中心的坐標(biāo)不用計(jì)算。即Y=0。將軸選在通過兩個(gè)型孔的重心。同時(shí)將側(cè)刃沖裁輪廓簡化為一條直線。獨(dú)立的沖裁輪廓共有8個(gè)，其長與重心的X坐標(biāo)如下：
有關(guān)計(jì)算如表2.3所示。
表2.3 凸模型口圖
基本要素長度/
各基本要素壓力中心的坐標(biāo)值
X
Y
1=231.7
-44.2
0
2=80.2
0
0
3=22.0
0
0
4=231.7
66.1
0
5=22.0
110.4
0
6=80.2
110.4
0
7=44
-22
0
8=44
88
0
圖2.2 凹模型口
由以上計(jì)算結(jié)果可看以出：壓力中心C點(diǎn)的坐標(biāo)為﹙26，0﹚。該工件沖裁力不大，壓力中心偏移坐標(biāo)原點(diǎn)較小，為了便于模具的加工和裝配，模具中心仍選在坐標(biāo)原點(diǎn)。若選用開式雙柱可傾壓力機(jī)，點(diǎn)仍在壓力機(jī)模柄孔投影面積范圍內(nèi)，滿足要求。
2.4 工作零件刃口尺寸計(jì)算
對(duì)級(jí)進(jìn)模沖裁模進(jìn)行刃口尺寸稱計(jì)算，應(yīng)考慮配作件的選擇。從圖2.1所示的排樣圖看，不僅有沖孔與落料，而且還有側(cè)刃沖裁。如果按基本加工制度處理刃口尺寸即沖孔以凸模為基準(zhǔn)件、落料以凹模為基準(zhǔn)件，則凹模將作配作件，又作基準(zhǔn)件。不如凹模只作配作件，可一次線切割加工出全部凹模型孔，容易保證所有沖裁間隙都比較均勻。這樣，只需計(jì)算凸模的刃口尺寸，凹模型孔按要求的沖裁間隙配作。凸模刃口尺寸共有三種類型，分別計(jì)算如下：
表2.4 初始雙面間隙、
材料厚度t/mm
08、10、35
09M2、Q235
Q345
40、50
65Mn
小于0.5
極小間隙
0.5
0.040
0.060
0.040
0.060
0.040
0.060
0.040
0.060
0.6
0.048
0.720
0.048
0.072
0.048
0.072
0.048
0.072
0.7
0.064
0.092
0.064
0.092
0.064
0.092
0.064
0.092
0.8
0.072
0.104
0.072
0.104
0.072
0.104
0.064
0.092
0.9
0.090
0.126
0.090
0.126
0.090
0.126
0.090
0.126
1.0
0.100
0.140
0.100
0.140
0.100
0.140
0.090
0.126
1.2
0.126
0.180
0.132
0.180
0.132
0.180
1.5
0.132
0.240
0.170
0.240
0.170
0.132
1.75
0.220
0.320
0.220
0.320
1.75
0.240
2.0
0.246
0.360
0.260
0.380
0.260
0.380
2.1
0.260
0.380
0.280
0.400
0.280
0.400
則：
由于所有尺寸都未標(biāo)注公差，查沖裁件外徑與內(nèi)孔尺寸公差表2.5知
表2.5 沖裁件外徑與內(nèi)孔尺寸公差
料厚/
沖裁件尺寸
一般精度沖裁件
較高精度沖裁件
由摩擦系數(shù)表2.6查得：X=0.75。
表2.6磨損系數(shù)
/
非圓形沖件
圓形沖件
沖件公差Δ/
<
～
>
<
>
～
<
～
>
<
>
～
<
～
>
<
>
～
<
～
>
<
>
(1)凸模磨損后會(huì)增大的尺寸——第一類尺寸A
應(yīng)按計(jì)算。的尺寸公差為IT12級(jí)，、的尺寸公差為IT11級(jí)，查表2.5后，沖孔尺寸為：
公差精度為IT11--IT13級(jí)時(shí)磨損補(bǔ)償系數(shù).則按上述的公式計(jì)算沖孔凸模刃口尺寸分別為：
(2)凸模磨損后會(huì)減小的尺寸——第二類尺寸B
應(yīng)按式計(jì)算。工件未注尺寸公差精度均在IT11級(jí)--IT13級(jí)中，查表2.5后，沖孔尺寸為：
取磨損補(bǔ)償系數(shù)，則按上述的公式計(jì)算沖孔凸模刃口尺寸分別為：
(3) 凸模磨損后基本不變的尺寸——第三類尺寸C
應(yīng)按式計(jì)算。 的尺寸公差精度為IT14級(jí)，的尺寸公差精度為IT13級(jí)，查表2.5后，沖孔尺寸為：
公差精度為IT13級(jí)時(shí)磨損補(bǔ)償系數(shù).公差精度為IT14級(jí)時(shí)磨損補(bǔ)償系數(shù).則按上述的公式計(jì)算沖孔凸模刃口尺寸分別為：
落料凹膜的基本尺寸與凸模相同，不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)條件中注明：凹膜實(shí)際尺寸與凸模配制，保證最小雙面合理間隙值。
2.5 卸料彈簧的設(shè)計(jì)
卸料彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算，選用的4個(gè)彈簧長度務(wù)必一致，不然會(huì)造成受力不均勻，運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作。
卸料彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算：
a、 根據(jù)模具安裝位置擬選4個(gè)彈簧，每個(gè)彈簧的預(yù)壓力為：
式中：——彈簧的個(gè)數(shù)
——卸料力
b、查有關(guān)彈簧規(guī)格，初選彈簧規(guī)格為：
其具體參數(shù)是：
其中：——彈簧最大許可壓縮量
——彈簧實(shí)際總壓縮量
——彈簧與壓縮量
——卸料板工作行程 ，一般取，板料厚度
——凸模刃磨量和調(diào)整量，一般取5 ~ 10
——彈簧的最大工作負(fù)荷
——彈簧的有效圈數(shù)
c、計(jì)算：
d、校核：設(shè)
由于21.9>18,即>。
所以，所選彈簧是合適的。其特性曲線如下圖所示。
圖2.3 彈簧特性曲線圖
3模具總體設(shè)計(jì)
3.1 模具類型的選擇
模具類型分為三種分別是：單工序模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模。
單工序模又稱簡單沖裁模，是指在壓力機(jī)一次行程內(nèi)只完成一種沖裁工序的模具，如落料模、沖孔模、切斷模切口模等。
復(fù)合模是指在一次壓力機(jī)的行程中在模具的同一工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上不同沖裁工序的模具。復(fù)合模是一種多工序沖裁模，它在結(jié)構(gòu)上的主要特征是有一個(gè)或幾個(gè)具有雙重作用的工作零件——凸凹模，如落料沖孔復(fù)合模中有一個(gè)既能作落料凸模又能作沖孔凹模的凸凹模。
由沖壓工藝分析可知，該模具采用級(jí)進(jìn)沖壓，所以模具類型為級(jí)進(jìn)模。
3.2 定位方式的選擇
定位方式的選擇通俗的說既是選擇定位零件。定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上有正確的位置，定位零件的結(jié)構(gòu)形式很多，用于對(duì)條料進(jìn)行定位的定位零件有擋料銷、導(dǎo)料銷、導(dǎo)料板、側(cè)壓裝置、導(dǎo)正銷、側(cè)刃等，用于對(duì)工序進(jìn)行定位的定位零件有定位銷、定位板等。
定位零件基本上都已標(biāo)準(zhǔn)化，可根據(jù)坯料和工序件形狀、尺寸、精度及模具的結(jié)構(gòu)形式與生產(chǎn)效率要求等選用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。
因?yàn)樵撃＞卟捎檬菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料板，有側(cè)壓裝置。由于工位數(shù)較多，從節(jié)省材料考慮采用雙側(cè)刃定距，控制條料的送進(jìn)步距采用側(cè)刃定距。
3.3 卸料﹑出件、導(dǎo)向方式的選擇
卸料與出件裝置的作用是當(dāng)沖模完成一次沖壓之后，把沖件或廢料從模具工作零件上卸下來，以便沖壓工作繼續(xù)進(jìn)行。通常，把沖件或廢料從凸模上卸下來稱為卸料。
卸料裝置按卸料的方式分為固定卸料裝置﹑彈性卸料裝置和廢料切刀三種。 固定卸料裝置，固定卸料裝置僅由固定卸料板構(gòu)成，一般安裝在下模的凹模上；彈性卸料裝置由卸料板、卸料螺釘和彈性元件（彈簧或橡膠）組成；彈性卸料裝置可安裝于上模或下模，依靠彈簧或橡膠的彈力來卸料，卸料力不太大但沖壓時(shí)可兼起壓料作用，故多用于沖裁料薄及平面度要求較高的沖件；廢料切刀是在沖裁過程中沖裁廢料切斷成數(shù)塊，從而實(shí)現(xiàn)卸料的一種卸料零件。
出件裝置的作用是從凹模內(nèi)卸下沖件或廢料。我們通常把準(zhǔn)過載上模內(nèi)的出件裝置稱為推件裝置；把裝在下模內(nèi)的稱為頂件裝置。
綜合考慮該模具的結(jié)構(gòu)和使用方便，以及工件料厚為1.2，相對(duì)較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料裝置，又因?yàn)槭羌?jí)進(jìn)模生產(chǎn)，所以采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。
在沖壓過程中，導(dǎo)向結(jié)構(gòu)一般情況下直接與模架聯(lián)系在一起，該模具采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式，提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，故該級(jí)進(jìn)模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。
4 零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1 落料凸模的設(shè)計(jì)
由于沖件的形狀和尺寸不同，生產(chǎn)過程中使用的凸模結(jié)構(gòu)形式很多：按整體結(jié)構(gòu)分，有整體式（包括階梯式和直通式）、護(hù)套式和鑲拼式；按截面積形狀分，圓形和非圓形；按刃口形狀分，有平刃口和斜刃口等。但不管凸模的結(jié)構(gòu)形狀如何，其基本結(jié)構(gòu)均由兩部分組成：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(jì)成直通式，才用線切割機(jī)床加工，2個(gè)螺釘固定在墊板上，與凸模固定板的配合按。
其總長L可按公式計(jì)算：
=
式中： ——凸模的長度
——凸模固定板的厚度
——卸料板厚度
——附加長度，它包括凸模的凸模的修模量、凸模進(jìn)入凹模的深度、凸模固定板與卸料板之間的安全距離等。
——材料厚度為1.2
具體結(jié)構(gòu)可參見圖4.1所示
圖4.1 凸模輪廓尺寸圖
4.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì)
因?yàn)樗鶝_的孔為圓形，其不需要特別保護(hù)，所以沖孔凸模采用臺(tái)階式，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換。沖孔的凸模結(jié)構(gòu)如圖4.2所示。
圖4.2 圓凸模
該圓形凸模，由于所沖的孔的直徑較小，即凸模直徑較小，沖孔時(shí)凸模強(qiáng)度和剛度差，容易彎曲和折斷，因此需對(duì)小凸模進(jìn)行全長保護(hù)和導(dǎo)向。以提高它的強(qiáng)度和剛度，從而提高其使用壽命。其護(hù)套裝在卸料板或?qū)О迳?。在工作過程中始終不離上模導(dǎo)板。其凸模保護(hù)與導(dǎo)向結(jié)構(gòu)如圖4.3所示。
圖4.3小凸模保護(hù)圖
圖4.4非圓凸模
4.3 凹模的設(shè)計(jì)
凹模采用整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機(jī)床加工，安裝凹模在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算壓力中心數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。其輪廓尺寸可按公式計(jì)算
凹模厚度
=
式中：——由和材料厚度決定的凹模厚度系數(shù)查表4.1
——凹模刃口的最大尺寸
表4.1 凹模厚度系數(shù)
凹模壁厚
取凹模厚度,凹模壁厚
凹模寬度：
=
凹模長度(送料方向)： =240
式中：——沿送料方向凹模型孔壁間最大距離
——沿送料方向凹模型孔壁至凹模邊緣的最小距離。取值查表4.2
表4.2 沿送料方向凹模型孔壁至凹模邊緣的最小距離
材料寬度
材料厚度
～
～
～
～
～
～
～
～
～
～
～
～
～
～
～
～
～
～
～
～
～
～
～
～
注：1、的公差視凹模型孔復(fù)雜程度而定，一般不超過
2、一般不小于5，但< 0.5的小孔，壁厚可適當(dāng)減小。
凹模輪廓尺寸為,結(jié)構(gòu)如圖4.5所示。
圖4.5凹模
5模具材料的選用及其它零部件的設(shè)計(jì)
5.1 模具材料的選用
1.冷沖模專用鋼應(yīng)具有的力學(xué)性能：
、應(yīng)具有較高的變形抗力；
、應(yīng)具有較高的斷裂抗力；
、應(yīng)具有較高的耐磨性及抗疲勞性能；
、應(yīng)具有較高的冷熱加工工藝性。
2.冷沖模零件材料選用原則：
要選擇能滿足模具工作要求的最佳綜合性能的材料；
、要針對(duì)模具失效形式選用鋼材；
、要根據(jù)制品的批量大小，以最低成本的選材原則選材；
、要根據(jù)沖模零件的作用選擇材料；
、要根據(jù)沖模精度程度選擇鋼材。
3.綜合各種材料進(jìn)行比較及材料的用途查下列表5.1和5.2可選擇為冷沖模工作零件所用的鋼材。
表5.1 冷沖模工作零件材料的選用
零件名稱
使用條件
選用材料
凸模，凹模，凸凹模，凸、凹模鑲塊，連續(xù)模，側(cè)刃凸模
形狀簡單，沖裁材料厚度小于等于3，中小批量生產(chǎn)的沖裁
、、、
沖裁件厚度小于等于3，形狀復(fù)雜，或沖裁厚度大于3的中小批量沖裁
Cr12、CrWMn、GCr15、Cr12MoV
要求批量較大，使用壽命較長的沖裁模
W18Cr4V、Cr4W2MoV、W6Mo5CrV2、YG15、YG20
需要加熱沖裁模
3Cr2W8V、5CrNiMo、6Cr4Mo3NiWV
選擇說明：在選擇沖裁凸模、凹模材料時(shí)，應(yīng)根據(jù)模具的工作條件和失效特點(diǎn)量材而用。如形狀簡單、尺寸較小、受力較小的凸、凹模，只需要熱處理工藝適當(dāng)。性能可以滿足使用，生產(chǎn)批量不大時(shí)，可選用碳素工具鋼，這樣可以降低成本；反之，就應(yīng)該選用變形較小，耐磨性高的合金工具鋼。對(duì)于大、中型沖裁模，其材料成本是模具總成本10%～18%左右，故應(yīng)選用變形小、耐磨性高的合金工具鋼較適宜。
表5.2 冷沖模輔助材料的選用
零件名稱
選用材料
熱處理
硬度
上模座、下模座
HT20～40HT25～47、ZG25、ZG35A3、A5
模柄
A3、A5
凸模固定板、凸、凹模固定板
A3、A5
彈壓導(dǎo)板
45
淬火
43～48
導(dǎo)柱
20
滲碳0.8～1
58～62
導(dǎo)套
20
淬火
58～60
擋料銷、擋料板
45
淬火
45～48
墊板、定位板
45、T7A
淬火
43~48
螺母、墊圈
A3
固定螺栓、螺釘
A3、45
銷釘
45
淬火
45～48
5.2 定位零件的設(shè)計(jì)
凹模為雙側(cè)刃型孔。采用了到帶燕尾的型側(cè)刃，燕尾高度為。側(cè)刃寬度為。側(cè)刃與側(cè)刃型孔采用安裝在落料凹模端面。而在技術(shù)要求中要求側(cè)刃型孔按側(cè)刃配制成配合。側(cè)刃結(jié)構(gòu)圖如圖5.1所示。
圖5.1側(cè)刃
5.3 料板及卸料部件的設(shè)計(jì)
導(dǎo)料板的內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模平齊，導(dǎo)料板與條料之間的間隙取1這樣就可確定兩導(dǎo)料板的寬度，導(dǎo)料板的厚度按表選擇。導(dǎo)料板采用45鋼制作，熱處理硬度為40～45，用螺釘和銷釘固定在凹模上。導(dǎo)料板的進(jìn)料端安裝有承料板。
1、 卸料部件的設(shè)計(jì)
卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為40～45.
2、螺釘?shù)倪x用
卸料板上設(shè)置4個(gè)卸料螺釘。公稱直徑為12,螺紋部分為M10×10。卸
料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出凸模斷面1,有誤差時(shí)通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。
5.4 模架及其他零部件的設(shè)計(jì)
該模具采用中間導(dǎo)柱模架，這種模架的導(dǎo)柱在模具中間位置，沖壓時(shí)可防止由于偏心力矩歪而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。
導(dǎo)柱分別為；導(dǎo)套分別為。
上模座厚度取45，上模墊板厚度取10，固定板厚度取20，下模座厚度取50，那么，該模具的閉合高度：
=
式中： ——凸模長度，；
——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)J23-25的最大裝模高度，由此可見，可以使用。
6 模具總裝圖及設(shè)備的選定
6.1模具的總裝圖
通過以上設(shè)計(jì)，可得到如圖6.1所示的模具總裝圖。模具上模部分主要由上模板、墊片、凸模（6個(gè)）、凸模固定板及彈壓導(dǎo)板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以彈簧為彈性元件。下模部分由下模座、凹模板、導(dǎo)料板等組成。沖孔廢料和成品件均由漏料孔漏出。
圖6.1 酒瓶蓋啟子級(jí)進(jìn)模裝配圖
1、10—導(dǎo)柱；2—彈壓導(dǎo)板；3、11—導(dǎo)套；4—導(dǎo)板鑲塊；5—卸料螺釘；6—凸模固定板；
7—凸模；8—上模座；9—限位柱；12—落料凸模；13—導(dǎo)料板；14—凹模；15—下模座；16—側(cè)刃擋塊；17—承料板
條料送進(jìn)時(shí)，凸模以裝在彈壓板2中的導(dǎo)板鑲塊4導(dǎo)向，彈壓導(dǎo)板以導(dǎo)柱1、10導(dǎo)向。側(cè)刃控制條料送進(jìn)距離，壓力機(jī)第次沖壓行程中，沿條料邊緣切下一塊長度等于步距的料邊。由于沿送料方向上，在側(cè)刃前后，兩導(dǎo)料板間距離不同，前寬后窄形成一個(gè)凸肩所以條料上只有切去料邊的部分方能通過，通過的距離即等于步距。
6.2 設(shè)備的選定
通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機(jī)23-25能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下：
公稱壓力：
滑塊行程：
最大閉合高度：
最大裝模高度：
連桿調(diào)節(jié)長度：
工作臺(tái)尺寸（前后×左右）：
墊片尺寸（厚度×孔徑）：
模柄孔尺寸：
最大傾斜角度：
7 模具零件加工工藝
本副沖裁模，模具零件加工的關(guān)鍵在工作零件，固定板以及卸料板，若采用線切割加工技術(shù)，這些零件的加工就變得相對(duì)簡單。落料凸模的加工工藝過程詳見表7.1
表7.1 落料凸模的加工工藝過程
工序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
工序圖（示意圖）
備料
將毛坯鍛成長方體
熱處理
退火
刨
刨面，互為直角，留單邊余量
熱處理
調(diào)質(zhì)
磨平面
磨面，互成直角
鉗工劃線
劃出各孔位置線
加工螺釘孔、安裝孔及穿絲孔
按位置加工螺釘孔、銷釘孔及穿絲孔等
熱處理
按熱處理工藝，淬火回火達(dá)到～
磨平面
精磨上、下平面
線切割
按圖線切割，輪廓達(dá)到尺寸要求
鉗工精修
全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求
檢驗(yàn)
8 模具的裝配和沖裁模具的試沖
8.1 模具的裝配
根據(jù)級(jí)進(jìn)模裝配要點(diǎn)，選凹模作為裝配基準(zhǔn)件，先裝下模，再裝上模，并調(diào)整間隙、試沖、返修。具體裝配見表8.1
表8.1 酒瓶蓋啟子級(jí)進(jìn)模的裝配
序號(hào)
工序
工藝說明
凸、凹模預(yù)配
（1） 裝配前仔細(xì)檢查各凸模形狀以及凹模形孔，是否符合圖紙要求尺寸精度、形狀。
（2） 將各凸模分別與相應(yīng)的凹?？紫嗯?，檢查其間隙是否加工均勻。不合適者應(yīng)重新修磨或更換。
凸模裝配
以凹?？锥ㄎ?，將各凸模分別壓入凸模固定板的形孔中，并擰緊牢固
裝配下模
（1） 在下模座上劃中心線，按中心預(yù)裝凹模、導(dǎo)料板；
（2） 在下模座、導(dǎo)料上，用已加工好的凹模分別確定其螺孔位置，并分別鉆孔，攻絲
（3） 將下模座、導(dǎo)料板、凹模、側(cè)刃擋塊、裝在一起，并用螺釘緊固，打入銷釘
裝配上模
（1） 在已裝好的下模上放等高墊鐵，再在凹模中放入片，然后將凸模與固定板的組合裝入凹模；
（2） 預(yù)裝上模座，劃出與凸模固定板相應(yīng)螺孔。銷孔位置并鉆絞螺孔、銷孔；
（3） 用卸料螺釘將固定板組合、彈壓導(dǎo)板、上模座連接在一起，但不要擰緊；
（4） 將已裝入固定板的凸模裝上橡膠和卸料螺釘，并調(diào)節(jié)橡膠的預(yù)壓量，使卸料板高出凸模下端約1；
（5） 復(fù)查凸、凹模間隙并調(diào)整合適后，緊固螺釘；
（6） 安裝承料板；
（7） 切紙檢查，合適后打入銷釘。
5
試沖并調(diào)整
裝機(jī)試沖并根據(jù)試沖結(jié)果作相應(yīng)調(diào)整
8.2 沖裁模具的試沖
模具裝配以后，必須在生產(chǎn)條件下進(jìn)行試沖。通過試沖可以發(fā)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)和制造的不足，并找出原因給予糾正。并能夠?qū)δ＞哌M(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修理，直到模具正常工作中沖出合格的制件為止。
沖裁模具經(jīng)試沖合格后，應(yīng)在模具模座正面打上編號(hào)、沖模圖號(hào)、制件號(hào)、使用壓力機(jī)型號(hào)、制造日期等。并涂油防銹后經(jīng)檢驗(yàn)合格入庫。
沖裁模具試沖時(shí)常見的缺陷、產(chǎn)生原因和調(diào)整方法見表8.2
表8.2 沖裁模具試沖時(shí)常見的缺陷、產(chǎn)生原因和調(diào)整方法
缺陷
產(chǎn)生原因
調(diào)整方法
沖件毛刺過大
1.刃口不鋒利或淬火硬度不夠
2．間隙過大或過小，間隙不均勻
1．修磨刃口使其鋒利
2．重新調(diào)整間隙，使其均勻
沖件不平整
1．凸模有倒錐，沖件從孔中通過時(shí)被壓彎
2．頂出件與頂出器接觸零件面積太小
3．頂出件、頂出器分布不均勻
1．修磨凹?？?，去除導(dǎo)錐現(xiàn)象
2．更換頂出桿，加大與零件的接觸面積
3.調(diào)整頂出件、頂出器使之分布均勻
尺寸超差和形狀不準(zhǔn)確
凸模、凹模形狀及尺寸精度差
修整凸模、凹模形狀及尺寸，使其達(dá)到形狀及尺寸精度要求
凸模折斷
1．沖裁時(shí)產(chǎn)生側(cè)壓力
2．卸料板傾斜
1．在模具上設(shè)置擋塊抵消側(cè)向力
2．修整卸料板或使凸模增加導(dǎo)向裝置
凹模被脹裂
1．凹模孔有倒錐度形象
2．凹?？變?nèi)卡住廢料
1．修磨凹?？?，消除倒錐現(xiàn)象
2．修低凹?？赘叨?
凸、凹模刃口相咬
1.上、下模座，固定板、凹模、墊板等零件安裝基面不平行
2.凸、凹模錯(cuò)位
3.凸模、導(dǎo)柱、導(dǎo)套與安裝基面不垂直
4．導(dǎo)向精度差，導(dǎo)柱、導(dǎo)套配合間隙過大
5．卸料板孔位偏斜使沖孔凸模位移
1．調(diào)整有關(guān)兩件重新安裝
2．重新安裝凸、凹模，使之對(duì)正
3．調(diào)整其垂直度重新安裝
4．更換導(dǎo)柱、導(dǎo)套
5．調(diào)整及更換卸料板
沖裁件剪切斷面光亮帶寬，甚至出現(xiàn)毛刺
沖裁間隙過小
適當(dāng)放大沖裁間隙，對(duì)于沖孔模間隙加大在凹模方向上，對(duì)落料間隙加大在凸模方向上
剪切斷面光亮帶寬窄不均勻，局部有毛刺
沖裁間隙不均勻
修磨或重新調(diào)整凸模或凹模，調(diào)整間隙保證均勻
外型與內(nèi)孔偏移
1．在連續(xù)模中孔與外形偏心，并且所偏的方向一致，表明側(cè)刃的長度與布局不一致
2．連續(xù)模多件沖裁時(shí)，其它孔形正確，只有一孔偏心，表明該孔凸凹模相對(duì)位置有變化
3．復(fù)合?？仔尾徽_，表明凸凹模相對(duì)位置有偏移
1．加大(減小)側(cè)刃長度或磨?。哟螅趿蠅K尺寸
2．重新裝配凸模并調(diào)整其位置使之正確
3．更換凸（凹）模，重新進(jìn)行裝配調(diào)整合適
送料不暢通，有時(shí)被卡死
易發(fā)生在連續(xù)模中
1．兩導(dǎo)料板之間的尺寸過小或有斜度
2．凸模與卸料板之間的間隙太大，致使搭邊翻轉(zhuǎn)而堵塞
3．導(dǎo)料板的工作面與側(cè)刃不平行，卡住條料，形成毛刺大
1．粗修或重新調(diào)整裝配導(dǎo)料板
2．減小凸模與導(dǎo)料板之間的配合間隙，或重新調(diào)整澆注卸料板孔
3．重新調(diào)整裝配導(dǎo)料板，使之平行
4．修整側(cè)刃及擋塊之間的間隙，使之達(dá)到嚴(yán)密
卸料及卸料困難
1．卸料裝置不動(dòng)作
2．卸料力不夠
3．卸料孔不暢，卡住廢料
4．凹模有錐度
5．漏料孔太小
6．推桿長度不夠
1．重新裝配卸料裝置，使之靈活
2．增加卸料力
3．修整卸料孔
4．修整凹模
5．加大漏料孔
6．加長打料桿
總結(jié)與致謝
畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次大總結(jié)，設(shè)計(jì)的目的主要是培養(yǎng)我們運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí)來分析和解決模具設(shè)計(jì)中所出現(xiàn)的一系列問題。本次的設(shè)計(jì)是三年來學(xué)習(xí)過程中涵蓋面最廣的一次設(shè)計(jì)，它不僅體現(xiàn)了我們對(duì)模具的設(shè)計(jì)，更重要的是對(duì)我們?nèi)陙硭鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用到了實(shí)踐，使我明白了在今后設(shè)計(jì)過程中的一般步驟和方法。
通過這次設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了如何對(duì)進(jìn)行合理分析；如何就級(jí)進(jìn)模零件的各種不同的公差要求相應(yīng)的設(shè)計(jì)出一套完整的模具來滿足加工零件的需要。同時(shí)，在本次設(shè)計(jì)過程中同時(shí)了解了如何編寫技術(shù)文件，正確使用設(shè)計(jì)手冊。更培養(yǎng)了我們嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍和實(shí)事求是的工作態(tài)度，從而實(shí)現(xiàn)了從一名學(xué)生到工程技術(shù)人員的過渡。
通過設(shè)計(jì)使我各方面的能力都得到了很大提高，為今后工作和學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，我認(rèn)為這才是最重要的。因水平有限，錯(cuò)誤難免，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。
為期三年的大學(xué)生活即將結(jié)束了，看著手中寫好的論文，心里不免陣陣激動(dòng)，又陣陣驚喜，同時(shí)更多的是感激。
要感謝老師，她在論文的選題、完成過程中給予了無私的幫助和精心的指導(dǎo)，為我提供了許多有價(jià)值的參考資料，在生活上給予了無微不至的關(guān)懷，很多次當(dāng)我遇到無法解決的困難時(shí)，都是王老師的鼓勵(lì)與幫助下才得以繼續(xù)進(jìn)行。在此向王老師表示衷心的感謝！
同時(shí)還要感謝三年當(dāng)中對(duì)我進(jìn)行教育的各位老師,沒有他們的培養(yǎng)也不可能有今天的我們。通過三年課程的認(rèn)真學(xué)習(xí)，使我們在此基礎(chǔ)上利用所學(xué)東西順利進(jìn)行并完成了設(shè)計(jì)。
謝謝！向所有關(guān)心、幫助和支持我的老師和同學(xué)表示衷心的感謝，祝他們工作順利，萬事如意！
2008年
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