畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書(落料沖裁模)

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1、 寧波理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 薄板槽形落料成形模 Plate groove blanking die 姓 名 學(xué) 號(hào) 專業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化091班 指導(dǎo)教師 　 學(xué) 院 機(jī)電與能源工程學(xué)院 完成日期 2013年5月20日 摘 要 模具是機(jī)械制造業(yè)中技術(shù)先進(jìn)、影響深遠(yuǎn)的重要工藝裝備,

2、具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、制件質(zhì)量優(yōu)良、工藝適應(yīng)性好等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、航天、航空、輕工、電子、電器、儀表等行業(yè)。用模具制造的零件表現(xiàn)出來的高效率、高精度、高復(fù)雜性、低消耗和低成本是任何其他加工方法無法比擬的。 本文采用UG三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行薄板槽型的沖壓工藝分析及復(fù)合模具的設(shè)計(jì)。按照沖壓復(fù)合模具的設(shè)計(jì)步驟,進(jìn)行工藝分析，確定沖壓工序，根據(jù)計(jì)算規(guī)則計(jì)算出毛坯尺寸、凸模、凹模尺寸及沖壓力等。計(jì)算完成后，按照零件計(jì)算結(jié)果繪制模具零部件三維圖、工程圖及模具裝配圖。通過上述過程最終完成薄板槽型的沖槽、落料復(fù)合模具的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：薄板；沖壓；CAD；UG；復(fù)合模 Abstr

3、act Mold is the machinery manufacturing industry with advanced technology, far-reaching critical process equipment, high production efficiency, high utilization of materials, parts quality, process adaptability and other characteristics, are widely used in automobiles, machinery, aerospace, aviatio

4、n, light industry, electronics, electrical, instrumentation and other industries. Mold parts manufactured manifested high efficiency, high precision, high-complexity, low consumption and low cost are any other processing methods can not match. In this paper, three-dimensional design software UG Gro

5、ove sheet stamping process analysis and composite mold design. According to the design of composite die stamping steps for process analysis to determine the stamping process, according to the calculation rules to calculate the blank size, punch, punch die size and pressure. Calculation is completed,

6、 in accordance with the calculation results are plotted mold parts dimensional maps, engineering drawings and die assembly drawings. Through the above process to finalize the thin groove notching, blanking composite mold design. Keywords: Sheet metal；stamping；CAD；UG；compound die

7、 II 目 錄 摘 要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1選題的背景及意義 1 1.2 國內(nèi)外發(fā)展的狀況 3 1.2.1 國外發(fā)展?fàn)顩r 3 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r 4 1.2.3 現(xiàn)代模具發(fā)展趨勢 5 第2章 薄板槽型零件工業(yè)性分析和工藝方案的擬定 7 2.1薄板槽型零件工藝性分析 7 2.2薄板槽型零件沖壓工藝方案擬定 8 2.3沖壓工藝設(shè)計(jì)基本內(nèi)容 8 2.4沖壓工藝方案分析和確定 9 第3章 工藝參數(shù)的計(jì)算 11 3.1 毛坯尺寸的計(jì)算 11 3.1.1 排樣 11 3.1.2 排樣的方式 11 3.1.3 搭邊

8、 11 3.1.4 材料的利用率 12 3.2 各部分工藝力的計(jì)算 13 3.2.1 沖裁力的計(jì)算 13 3.2.2 卸料力的計(jì)算 13 3.2.3 頂件力的計(jì)算 14 3.2.4 推件力的計(jì)算 14 3.2.5 總的沖裁力計(jì)算 15 3.3 壓力中心的確定 15 3.4 沖壓設(shè)備的選用 15 第4章 凸凹模刃口尺寸計(jì)算 17 4.1 落料、沖槽的沖裁凸凹模刃口的計(jì)算 17 4.1.1 沖裁件的凸凹模刃口尺寸的計(jì)算原則 17 4.1.2 沖裁件的凸凹模刃口尺寸的計(jì)算方法 17 4.1.3 落料刃口尺寸的計(jì)算 18 4.1.4 成形凸模刃口尺寸的計(jì)算 19 第5章

9、 模具工作零件及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 5.1 模具工作零件及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 5.1.1 沖槽凸模的設(shè)計(jì) 21 5.1.2 沖槽凹模的設(shè)計(jì) 22 5.1.3 落料凹模的設(shè)計(jì) 23 5.1.4 落料凸模的設(shè)計(jì) 24 5.1.5 模架的選擇 25 5.1.6 模柄的選擇 28 5.1.7 墊板的設(shè)計(jì) 29 第6章 頂出、卸料裝置及定位零件的設(shè)計(jì) 30 6.1 出件裝置的設(shè)計(jì) 30 6.1.1 頂件裝置的設(shè)計(jì) 30 6.2 卸料裝置的設(shè)計(jì) 30 6.2.1 卸料板的設(shè)計(jì) 30 6.2.2 卸料彈簧的設(shè)計(jì) 31 6.2.3 卸料螺釘?shù)倪x擇 32 6.3 定位零件的設(shè)計(jì) 33

10、6.3.1 定位銷 33 6.3.2 擋料銷 33 第7章 模具的裝配及總裝配圖 34 7.1 模具的裝配 34 7.1.1 沖模的裝配方法 34 7.2 總裝配圖 34 第8章 沖壓模具合理使用與維護(hù) 36 8.1 沖壓模具的使用及維護(hù) 36 8.2提高模具使用壽命的途徑 36 參考文獻(xiàn) 38 附 錄 39 致 謝 40 第1章 緒論 1.1選題的背景及意義 美國工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石"；日本稱模具工業(yè)為“進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力”;德國給模具工業(yè)冠以“金屬加工業(yè)中的帝王”稱號(hào)；歐盟一些國家稱“模具就是黃金”；中國模具權(quán)威稱“模具是印鈔機(jī)”?？?/p>

11、見模具工業(yè)在世界各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中所具有的重要地位，模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平的重要指標(biāo)之一。 沖壓加工是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中先進(jìn)高效的加工方法之一。它是由人使用板料、借助于常規(guī)的或?qū)I(yè)的沖壓設(shè)備（動(dòng)力）、從安裝在設(shè)備上的模具里使其得到變形力并進(jìn)行變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技術(shù)。板料、模具和設(shè)備是沖壓加工的三要素。因?yàn)樗饕糜诩庸ぐ辶狭慵?，所以又稱板料沖壓。 沖壓加工的特點(diǎn)如下： （1） 借助壓力機(jī)的壓力，利用模具能獲得壁薄、質(zhì)量輕、剛性好、形狀復(fù)雜的零件，這些零件用其他的方法難以加工甚至無法加工； （2）沖壓加工的零件精度高、尺寸穩(wěn)定，具有良好的互換性；

12、 （3）沖壓加工是少、無切削加工的一種，部分零件沖壓直接成形，大部分無需任何再加工，材料利用率高，達(dá)85%以上； （4）生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)過程容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，適合于大批大量生產(chǎn)； （5）操作簡單，便于組織生產(chǎn)和管理。 沖壓加工的缺點(diǎn)是模具制造的周期長，制造成本高，不適于單件小批量生產(chǎn)；其次，沖壓加工多用機(jī)械壓力機(jī)，由于滑塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)快，大量手工操作，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，易發(fā)生事故，安全生產(chǎn)與管理要求高，須采用必要的安全技術(shù)措施來保證。 沖壓加工的應(yīng)用十分廣泛，不僅可以加工金屬材料，而且可以加工非金屬材料。在現(xiàn)代制造業(yè)，比如汽車、拖拉機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械、電機(jī)、電器、儀表、化工容器、玩具以及日常

13、生活用品的生產(chǎn)方面，都占有十分重要的地位。 沖壓加工在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。例如，在宇航，航空，軍工，機(jī)械，農(nóng)機(jī)，電子，信息，鐵道，郵電，交通，化工，醫(yī)療器具，日用電器及輕工等部門里都有沖壓加工。不但整個(gè)產(chǎn)業(yè)界都用到它，而且每個(gè)人都直接與沖壓產(chǎn)品發(fā)生聯(lián)系。像飛機(jī)，火車，汽車，拖拉機(jī)上就有許多大，中，小型沖壓件。小轎車的車身，車架及車圈等零部件都是沖壓加工出來的。據(jù)有關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，自行車，縫紉機(jī)，手表里有80%是沖壓件；電視機(jī)，收錄機(jī)，攝像機(jī)里有90%是沖壓件；還有食品金屬罐殼，鋼精鍋爐，搪瓷盆碗及不銹鋼餐具，全都是使用模具的沖壓加工產(chǎn)品；就連電腦的硬件中也缺少不了沖壓件。 但是

14、，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時(shí)一個(gè)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(diǎn)才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益的。 當(dāng)然，沖壓加工也存在著一些問題和缺點(diǎn)。主要表現(xiàn)在沖壓加工時(shí)產(chǎn)生的噪音和振動(dòng)兩種公害，而且操作者的安全事故時(shí)有發(fā)生。不過，這些問題并不完全是由于沖壓加工工藝及模具本身帶來的，而主要是由于傳統(tǒng)的沖壓設(shè)備及落后的手工操作造成的。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)步，這些問題一定會(huì)盡快二完善的得到解決。 在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量較大、

15、尺寸較小而公差要求較小時(shí)，若用分散的單一工序來沖壓是不經(jīng)濟(jì)甚至難于達(dá)到要求。這時(shí)在工藝上多采用工序集中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內(nèi)完成，稱為組合工序。根據(jù)工序組合的方法不同，又可將其分為復(fù)合、級(jí)進(jìn)和復(fù)合—級(jí)進(jìn)三種組合方式。 復(fù)合沖壓——在壓力機(jī)的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時(shí)完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。 級(jí)進(jìn)沖壓——在壓力機(jī)的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。 復(fù)合—級(jí)進(jìn)沖壓——在一副沖模上包含復(fù)合和級(jí)進(jìn)兩種方式的組合工序。 A、復(fù)合模具的定義：復(fù)合模具是在一次

16、下壓的過程中,可以同時(shí)完成多道工序的模具。 B、復(fù)合模具的特點(diǎn)：高精度的模具、提高工件質(zhì)量、效率提高 C、復(fù)合模具的分類：　 ① 沖裁類復(fù)合模 如落料、沖孔復(fù)合模；切斷、沖孔復(fù)合模等； 　　 ② 成形類復(fù)合模 如復(fù)合擠壓模等； 　　 ③ 沖裁與成形復(fù)合模 如落料、拉深復(fù)合模；沖孔、翻邊復(fù)合模；拉深、切邊復(fù)合模；落料、拉深、沖孔、翻邊復(fù)合模等。 D、復(fù)合模的選擇原則： ① 批量生產(chǎn)，當(dāng)要大批量生產(chǎn)零件時(shí)，由于復(fù)合模的特點(diǎn)3，可以大大提高效率，減小成本，因?yàn)閺?fù)合模的成本要較高不適用小批量生產(chǎn)的零件； ② 復(fù)合工序的多少，一般復(fù)合模會(huì)是小于四道工序，過多工序會(huì)使模具過于復(fù)雜，強(qiáng)度、可

17、靠性等也下降，制造業(yè)困難。 ③ 模具結(jié)構(gòu)的大小，復(fù)合模的大小不同，他的結(jié)構(gòu)和板塊會(huì)有繁簡的差異 ④ 工件精度 當(dāng)沖壓工件的尺寸精度或同軸度、對稱度等位置精度要求較高時(shí),應(yīng)考慮采用復(fù)合模。 1.2 國內(nèi)外發(fā)展的狀況 1.2.1 國外發(fā)展?fàn)顩r 高新技術(shù)在模具企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用 (1) 廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù) 超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級(jí)階段，3D設(shè)計(jì)已達(dá)到了70～80%。 PRO/E、UG、CIMATRON等軟件普遍應(yīng)用。 數(shù)控機(jī)床的普遍應(yīng)用，保證了模具零件的加工精度和質(zhì)量。 CAE技術(shù)已逐漸成熟（意大利COMAU公司應(yīng)用CAE技術(shù)后，試模時(shí)間減少了50%以上）。

18、 (2) 普遍采用高速切削加工技術(shù) 特征：以高切削速度、高進(jìn)給速度、高加工質(zhì)量。 加工效率：比傳統(tǒng)的切削工藝要高幾倍，甚至十幾倍。 轉(zhuǎn)速：15000～30000r/min。 效益：大大縮短制模時(shí)間。 (3) 普遍應(yīng)用快速成型技術(shù)與快速制模技術(shù) 塑料模具：有專門提供原型制造服務(wù)的機(jī)構(gòu)和公司塑料模具廠家利用快速原型澆制硅膠模具，用于少量翻制塑料件。 汽車模具：多為鋅基合金快速制模和使用環(huán)氧樹脂制作金屬成型模。 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r 我國模具工業(yè)的產(chǎn)值在國際上排名位居第三位，僅次于日本和美國。國內(nèi)的模具生產(chǎn)廠已超過17000家，從業(yè)人員達(dá)50萬。近年來，我國的模具工業(yè)一直以

19、每年13％左右的增長速度快速發(fā)展我國模具行業(yè)在“十五”期間的增長速度達(dá)到13％~15％。 (1) 中國模具產(chǎn)業(yè)的進(jìn)出口 近幾年來，我國每年進(jìn)口模具約占市場總量的20％左右，已超過10億美元，成為世界上最大的模具進(jìn)口國其中塑料與橡膠模具占全部進(jìn)口模具的50％以上，沖壓模具占全部進(jìn)口模具約40％ 中、高檔模具進(jìn)口比例占市場總量的40％以上 (2) 我國模具技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步主要表現(xiàn)在 1)研究開發(fā)了模具新鋼種及硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金等新材料，并采用了一些新的熱處理工藝，延長了模具的使用壽命。比如沖模廣泛使用合金工具鋼代替碳素工具鋼，提高模具壽命，減少模具熱處理變形。 2)開發(fā)了多工位級(jí)進(jìn)模和

20、硬質(zhì)合金模等新產(chǎn)品，并根據(jù)國內(nèi)生產(chǎn)需要研制了精密塑料注射模。 3)研究開發(fā)了一些模具加工新技術(shù)和新工藝。如三維曲面數(shù)控加工；模具表面拋光、表面皮紋加工及皮紋輥制造技術(shù)；模具鋼的超塑性成型技術(shù)和各種快速成型技術(shù)等。 4)模具加工設(shè)備已得到較大發(fā)展，已廣泛使用精密坐標(biāo)磨床、數(shù)控(CNC)銑床、CNC電火花線切割機(jī)床和高精度電火花成型機(jī)床等。模具零件的精度由數(shù)控機(jī)床保證，解決了以前傳統(tǒng)切削加工生產(chǎn)模具零件，靠鉗工技藝保證質(zhì)量，質(zhì)量難保證的問題。 5)模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造(模具CAD/CAM/CAE)已在國內(nèi)得到了廣泛的開發(fā)應(yīng)用。三維造型軟件和仿真軟件的廣泛應(yīng)用，不僅能自動(dòng)編程，還能進(jìn)行干涉

21、檢查，保證設(shè)計(jì)和工藝的合理性。 (3) 中國模具工業(yè)存在的問題 精密加工設(shè)備還很少大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具的產(chǎn)需矛盾十分突出許多先進(jìn)的技術(shù)如CAD／CAE／CAM技術(shù)的普及率還不高 1.2.3 現(xiàn)代模具發(fā)展趨勢 (1) 粗加工向高速加工發(fā)展（以高速銑削加工為代表，高速銑削加工主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)4000~10000r/min，快速進(jìn)給速度可達(dá)30~40m/min,與傳統(tǒng)銑削加工相比，工件溫升低，熱變形小，效率高，還可加工硬度達(dá)HRC60的模塊。 (2) 成形表面的加工向精密、自動(dòng)化發(fā)展（成形表面的精加工向數(shù)控、數(shù)顯方向發(fā)展，數(shù)控機(jī)床、電火花成形機(jī)床、慢走絲線切割機(jī)床等精加工廣泛運(yùn)用。

22、 (3) 光整加工向自動(dòng)化發(fā)展（目前模具的研磨、拋光等光整加工仍然以手工作業(yè)為主，不僅費(fèi)工費(fèi)力，而且表面質(zhì)量低。發(fā)達(dá)國家正在研制數(shù)控自動(dòng)化光整加工設(shè)備。 (4) 快速成形加工模具技術(shù)將得到發(fā)展 快速原型制造技術(shù)是通過計(jì)算機(jī)控制逐層堆積材料來制造復(fù)雜形狀的實(shí)體樣件或模具零件，不用工裝和刀具能實(shí)現(xiàn)零件的單件生產(chǎn)。 低熔點(diǎn)合金模、精鑄模、層疊模、環(huán)氧樹脂模等一些快速經(jīng)濟(jì)型模具將進(jìn)一步得到應(yīng)用，適合于多品種少批量生產(chǎn)用模。 高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)用于逆向工程，掃描系統(tǒng)和加工中心結(jié)合，從實(shí)物掃描到加工一步完成，可大幅縮短制模周期。適合仿造零件和模具的加工，不需要圖紙，直接用實(shí)物就能加工。 (5)

23、 模具CAD／CAE／CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 模具設(shè)計(jì)中常用的繪圖軟件有CAD、CAXA電子圖板，常用的三維造型和加工軟件有PRO/E、UG、CAXA機(jī)械制造工程師、MOSTERCAM。 用于模具設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)軟件日趨完善，并向智能化、集成化方向發(fā)展，能減少設(shè)計(jì)人員的重復(fù)勞動(dòng)，提高效率。運(yùn)用三維造型和加工軟件，可生成刀具軌跡并輸出加工程序代碼，通過仿真進(jìn)行加工精度檢查和干涉檢查，從而保證設(shè)計(jì)和工藝的合理性。 第2章 薄板槽型零件工業(yè)性分析和工藝方案的擬定 2.1薄

24、板槽型零件工藝性分析 所需加工的工件名稱：薄板槽型零件 零件的生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn)（150萬件/年） 零件的材料：10鋼，厚1mm 預(yù)計(jì)薄板槽型零件的日產(chǎn)量約為6000件/天 薄板槽型零件的工件圖如圖2.1和圖2.2所示： 圖2.1 零件三維圖 圖2.2 零件二維圖 工件的工藝性分析是根據(jù)工件的圖樣，分析沖壓件的形狀、尺寸、表面質(zhì)量等是否符合沖壓工藝要求。沖壓工藝一般具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、成本低以及可加工復(fù)雜形狀工件等一系列優(yōu)點(diǎn)。 薄板沖槽模具----薄板槽形落料成形模。根據(jù)零件進(jìn)行復(fù)合模設(shè)計(jì)，圖2.1為零件三維圖，圖2.2為薄板槽型零件圖。零件材料為10鋼，

25、厚度t=1mm。材料10號(hào)鋼塑性、韌性很好，易冷熱加工成形，正火或冷加工后切削加工性能好，焊接性優(yōu)良，無回火脆性，淬透性和淬硬性均差。 制造要求受力不大、韌性高的零件，如汽車車身、貯器、深沖壓器皿、管子、墊片等，可用作冷軋、冷沖、冷鐓、冷彎、熱軋等工藝成形，也可用作心部強(qiáng)度不高的滲碳件、碳氮共滲件等。 2.2薄板槽型零件沖壓工藝方案擬定 工藝方案確定是在對沖壓件的工藝性分析之后應(yīng)進(jìn)行的重要環(huán)節(jié)。確定工藝方案主要是確定各次沖壓加工的工序性質(zhì)、工序數(shù)量、工序順序、工序的組合方式等。沖壓工藝方案的確定要考慮多方面的因素，有時(shí)還要進(jìn)行必要的工藝計(jì)算，因此實(shí)際中通常提出幾種可能的方案，進(jìn)行分析比較

26、后確定最佳方案。 2.3沖壓工藝設(shè)計(jì)基本內(nèi)容 工藝類型 工藝類型是指成型沖壓件所需要的沖壓工序種類，如落料、沖孔、切邊、拉伸、翻孔、脹形、整形都是沖壓加工常見的工序。結(jié)合本設(shè)計(jì)來看的話則有落料和沖孔兩種類型。 工序數(shù)量 工序數(shù)量是指不同性質(zhì)進(jìn)行相同次數(shù)的工序重復(fù)進(jìn)行的數(shù)量。工序數(shù)量的確定主要取決于幾何形狀的復(fù)雜程度、尺寸大小和精度材料沖壓成型性能、模具強(qiáng)度等，并與沖壓工序性質(zhì)有關(guān)。 工序順序 工序順序是指各工序的先后順序,主要取決于沖壓變形規(guī)律和零件質(zhì)量要求,如果工序順序的變更不影響托板質(zhì)量,則應(yīng)當(dāng)根據(jù)操作、定位及模具結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)因素確定。 組合方式 一

27、個(gè)沖壓件往往需要經(jīng)過多道工序才能完成，因此制定工藝方案時(shí)，必須考慮采用單工序模分散沖壓還是將工序組合起來采用復(fù)合?；蚣?jí)進(jìn)模沖壓。 2.4沖壓工藝方案分析和確定 1、方案1：單工序?！淞?沖槽； 方案2：單工序?！鷽_槽+落料； 方案3：復(fù)合模→落料+沖槽； 方案4：復(fù)合?！鷽_槽+落料； 方案5：級(jí)進(jìn)?！淞?沖槽； 方案6：級(jí)進(jìn)?！鷽_槽+落料。 2、分析比較上述6種方案，可以看出： （1）方案1：此方案為單工序模，用此方案生產(chǎn)零件尺寸和厚度不受限制，生產(chǎn)設(shè)備維護(hù)成本低，且生產(chǎn)操作較為方便。但是，這個(gè)方案的缺點(diǎn)有沖件精度低、沖件平整度差、生產(chǎn)率低，

28、適合中小批量生產(chǎn)，并且不安全，需采取安全措施。結(jié)合本設(shè)計(jì)來看，本設(shè)計(jì)為大批量生產(chǎn)的薄板槽型零件，而方案1生產(chǎn)率低，故排除方案1。 （2）方案2：同方案1都為單工序模，唯一不同的就是工序的順序相反。因此，結(jié)合本設(shè)計(jì)生產(chǎn)大批量薄板槽型零件的條件可知，本方案不適合生產(chǎn)托板。 （3）方案5：本方案為級(jí)進(jìn)模，工序順序?yàn)橄嚷淞虾鬀_槽。本方案生產(chǎn)產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)有工序間可自動(dòng)送料，故生產(chǎn)率高，可以使用高速壓力機(jī)，沖件小時(shí)多排沖壓法應(yīng)用較多，模具制造的工作量和成型較復(fù)合模低，適合沖件大批量生產(chǎn)，而且安全性高。 級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)的缺點(diǎn)有沖件精度為IT13~IT10級(jí)，精度較低，且沖件平整度較差，質(zhì)量要求高時(shí)需要

29、校平。 結(jié)合本設(shè)計(jì)要求看，可以查出本設(shè)計(jì)精度要求為IT7級(jí)，故方案5的精度達(dá)不到要求，所以排除方案5。 （4）方案6：本方案和方案5都是級(jí)進(jìn)模，只是工序順序相反。因本設(shè)計(jì)的精度要求為為IT7級(jí)，故方案6也被排除。 上面分析了方案1、方案2、方案5和方案6，即單工序模和級(jí)進(jìn)模都不滿足該薄板槽型零件的生產(chǎn)要求。下面繼續(xù)分析方案3和方案4： （5）方案3：本方案是復(fù)合模生產(chǎn)，工序順序是先落料后沖槽。本方案生產(chǎn)優(yōu)點(diǎn)有沖件精度高，為IT10~IT7級(jí)；沖件平整，適合大批量生產(chǎn)。 方案3的生產(chǎn)缺點(diǎn)有：操作時(shí)出件較為困難，速度不宜太高；安全性較差需采取安全措施。 結(jié)合本設(shè)

30、計(jì)的要求即厚度t=1mm，材料為10鋼，生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，精度要求為IT7級(jí)的薄板槽型零件，本方案滿足其生產(chǎn)要求，故暫時(shí)保留方案3。 （6）方案4：本方案和方案3都是復(fù)合模生產(chǎn)，具有相似的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，所以也滿足本設(shè)計(jì)的要求。但是，它們唯一的區(qū)別就是工序相反，本方案為先沖槽后落料。 針對方案3和方案4的復(fù)合模生產(chǎn)，因?yàn)槎紳M足本設(shè)計(jì)的要求，本著最優(yōu)原則對它們進(jìn)行比較。由于它們唯一的區(qū)別是工序順序相反。 因?yàn)橐话愣喙ば驔_壓時(shí)，有落料和沖槽，則先落料后沖槽能夠減少定位誤差和避免換算尺寸。 綜上所述，故選擇方案3即復(fù)合?！淞?沖槽。 第3章 工藝參數(shù)的計(jì)算

31、3.1 毛坯尺寸的計(jì)算 3.1.1 排樣 排樣是指沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法。合理的排樣和選擇適當(dāng)?shù)拇钸呏?，是提高材料利用率、降低成本和保證沖件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。 3.1.2 排樣的方式 排樣的方式有多種多樣。有直排、斜排、直對排和混合排的廢料排樣，模具沿工件全部外形進(jìn)行沖裁，工件周邊都留有搭邊。這種排樣能保證沖裁件的質(zhì)量，沖模壽命也長，但材料利用率低。有少廢料和無廢料排樣，這兩種排樣方式對節(jié)省材料具有重要意義，并有利下一次沖裁多個(gè)工件，故可以提高生產(chǎn)率。同時(shí)因沖裁周邊減少，又可簡化沖模結(jié)構(gòu)和降低沖裁力。但采用少廢料和無廢料排樣時(shí)，由于條料寬度的公差以及條料導(dǎo)向與

32、定位所產(chǎn)生的誤差，使工件的質(zhì)量和精度較低。 考慮到操作方便及使模具結(jié)構(gòu)簡單，故該零件采用直排的有廢料排樣。這種排樣方式能保證沖裁件的質(zhì)量，沖模壽命也長，但材料利用率相對較低。如下圖3.1所示。 3.1.3 搭邊 搭邊是指排樣時(shí)沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間留下的工藝廢料。搭邊的作用是補(bǔ)償條料的定位誤差和剪板誤差，確保沖壓出合格零件。搭邊還可以保持條料有一定的剛度，便于送料。搭邊是廢料，從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值應(yīng)愈小愈好。搭邊過大，材料利用率低；但過小的搭邊，容易造成搭邊的強(qiáng)度和剛度不夠，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增加沖裁件毛刺，有時(shí)甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均勻，損壞模

33、具刃口擠近凹模。一般來說，搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)確定的?？蓞⒄铡稕_模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》中表2-16列出了沖裁時(shí)常用的最小搭邊值。 按《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》表2-16查得最小搭邊值：， 條料寬度： 步距： 3.1.4 材料的利用率 沖裁件的實(shí)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)。排樣時(shí)，在保證工件質(zhì)量的前提下，主要考慮如何提高材料的利用率。材料利用率的計(jì)算公式如下： 計(jì)算沖裁件的面積A： 一個(gè)步距的材料利用率: (3-1) 式中： A——一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積 n——一個(gè)步距內(nèi)沖裁件數(shù)目

34、 b——條料寬度 h——步距 所以該零件的一個(gè)步距的材料利用率： 圖3.1 排樣圖 3.2 各部分工藝力的計(jì)算 工藝力主要包括沖裁力、卸料力、推件力、頂出力、翻邊力等。 沖裁力是凸模與凹模相對運(yùn)動(dòng)使工件與板料相分離所需要的力。從凸模上將工件或廢料取下來所需的力稱為卸料力。從凹模內(nèi)將工件或廢料順著沖裁方向推出的力稱推件力。從凹模內(nèi)將工件或廢料逆著沖裁方向頂出的力稱頂件力 3.2.1 沖裁力的計(jì)算 沖裁力是凸模與凹模相對運(yùn)動(dòng)使工件與板料相分離所需要的力。 按式（3-1）： (3-1) 式中：

35、 ——沖裁力（N） L——工件外輪廓周長（mm）， t——材料厚度（㎜）， ——材料的抗剪強(qiáng)度（MPa）。由表1-1查得 工件外輪廓周長： 則沖裁力為： 3.2.2 卸料力的計(jì)算 從凸模上卸下緊箍著的材料所需的力稱為卸料力。 按式（3-2）： （3-2） 式中： ——卸料力因數(shù)，其值由表3.1查得 表3.1 卸料力、推料力和頂料力因數(shù) 料厚/mm 鋼 ≤0.1 0.06～0.09 0.1 0.14 ＞0.1～0.5 0.04～0.07 0.065 0.

36、08 ＞0.5～2.5 0.025～0.06 0.05 0.06 ＞2.5～6.5 0.02～0.05 0.045 0.05 ＞6.5 0.015～0.04 0.025 0.03 鋁、鋁合金 0.03～0.08 0.03～0.07 純銅、黃銅 0.02～0.06 0.03～0.09 則卸料力為： 3.2.3 頂件力的計(jì)算 把落料件從凹模洞口順著沖裁方向推出去的力稱為推件力。 按式（3-3）： （3-3） 式中： ——推件力（N） ——頂件力因數(shù)，其值由表3-1查得 則頂件力

37、為： 3.2.4 推件力的計(jì)算 把落料件從凹模洞口順著沖裁方向推出去的力稱為推件力。 按式（3-4）： （3-4） 式中： ——推件力（N） ——推件力因數(shù)，其值由表3-1查得 n——工件卡在凹模內(nèi)的個(gè)數(shù)，取 則推件力為： 3.2.5 總的沖裁力計(jì)算 3.3 壓力中心的確定 沖裁模的壓力中心就是沖裁力合力的作用點(diǎn)。沖壓時(shí)，模具的壓力中心一定要與沖床滑塊的中心線重合。否則滑塊就會(huì)承受偏心載荷，使模具歪斜，間隙不均，從而

38、導(dǎo)致沖床滑塊與導(dǎo)軌和模具的不正常磨損，降低沖床和模具的壽命。所以在設(shè)計(jì)模具時(shí)，必須要確定模具的壓力中心，并使其通過模柄的軸線，從而保證模具壓力中心與沖床滑塊中心重合。 由于該工件為對稱的沖壓件，所以其壓力中心在于輪廓圖形的幾何中心O點(diǎn)。 3.4 沖壓設(shè)備的選用 沖壓設(shè)備選擇的要求： （1） 所選壓力機(jī)的公稱壓力必須大于沖壓所需的總沖壓力，即： （2） 壓力機(jī)的行程大小應(yīng)適當(dāng)。由于壓力機(jī)的行程影響到模具的張開高度，因此對于沖裁、彎曲等模具，其行程不宜過大，以免發(fā)生凸模與導(dǎo)板分離（導(dǎo)板模）或滾珠導(dǎo)向裝置脫開的不良后果。對于拉深模，壓力機(jī)的行程至少應(yīng)大于成品零件高度的兩倍以上，以保證毛

39、坯的放進(jìn)和成形零件的取出。 （3）所選壓力機(jī)的閉合高度應(yīng)與沖模的閉合高度相適應(yīng)。即滿足：沖模的閉合高度介于壓力機(jī)的最大閉合高度和最小高度之間的要求。 （4）壓力機(jī)工作臺(tái)面的尺寸必須大于模具下模座的外形尺寸，并還要留有安裝固定的余地。但過大的工作臺(tái)面上安裝過小尺寸的沖模時(shí)，對工作臺(tái)面的受力條件也是不利的。 由復(fù)合模的特點(diǎn)，為了安全起見，防止設(shè)備超載，可按公稱壓力的原則選用壓力機(jī)。參照《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》書末附錄B3，可選取公稱壓力為250KN的開式雙柱可傾壓力機(jī)。其與模具設(shè)計(jì)的有關(guān)參數(shù)為： 公稱壓力：250KN 滑塊行程：65mm 最大閉合高度；270mm 連桿調(diào)節(jié)量：55mm

40、工作臺(tái)尺寸：（前后mm左右mm）：370560 墊板尺寸（厚度mm孔徑mm）：50200 模柄孔尺寸： 最大傾斜角度： 工作零件的刃口尺寸計(jì)算 該模具的工作零件的刃口尺寸包括落料的凸模和凹模、沖槽的凸模和凹模的刃口尺寸。 沖裁件的尺寸精度取決于凸凹模刃口部分的尺寸。沖裁的合理間隙也要靠凸凹模刃口部分的尺寸來實(shí)現(xiàn)和保證。所以正確地確定刃口部分尺寸是相當(dāng)重要的。 第4章 凸凹模刃口尺寸計(jì)算 4.1 落料、沖槽的沖裁凸凹模刃口的計(jì)算 4.1.1 沖裁件的凸凹模刃口尺寸的計(jì)算原則 （1）落料件的尺寸取決于凹模尺寸，沖槽件的尺寸取決于凸模尺寸。因此，設(shè)計(jì)落料模時(shí)

41、，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上；設(shè)計(jì)沖槽模時(shí)，以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。 （2）考慮到?jīng)_裁時(shí)凸、凹模的磨損，在設(shè)計(jì)凸、凹模刃口尺寸時(shí)，對基準(zhǔn)件刃口尺寸在磨損后增大的，其刃口的公稱尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)較小的數(shù)值。對基準(zhǔn)件刃口尺寸在磨損后減小的，其刃口的公稱尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)較大的數(shù)值。這樣，在凸、凹模磨損到一定程度的情況下，仍能沖出合格的零件。 （3） 在確定模具刃口制造公差時(shí)，要既能保證工件的精度要求，又能保證有合理的間隙數(shù)值。一般模具粗造精度比工件精度高3—4級(jí)。若零件沒有標(biāo)注公差，則可通過《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》書末附錄D，查出沖壓件未注公差尺寸的極限偏差。 4.1.2

42、 沖裁件的凸凹模刃口尺寸的計(jì)算方法 由于模具加工和測量方法的不同，凸模與凹模刀口部分尺寸的計(jì)算公式和制造公差的標(biāo)注也不同，基本上可分為兩類： （1）凸模凸模與凹模分開加工 采用這種方法，要分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸與制造公差，它適用于圓形或簡單形狀的工件。為了保證間隙值，必須滿足式（4-1）條件。 （4-1） 式中： ——凸模的制造公差； ——凹模的制造公差。 、的值見表4.1。 表4.1 規(guī)則形狀沖裁時(shí)凸、凹模的制造公差 基本尺寸 凸模公差 凹模尺寸 基本尺寸 凸模公差 凹模尺寸 ≤18 0

43、.020 0.020 >180～260 0.030 0.045 >18～30 0.020 0.025 >260～360 0.035 0.050 >30～80 0.020 0.030 >360～500 0.040 0.060 >80～120 0.025 0.035 >500 0.050 0.070 >120～180 0.030 0.040 （2）凸模與凹模配合加工 對于形狀復(fù)雜或料薄的沖裁件。為了保證凸、凹模之間一定的間隙值，必須采用配合加工。此方法是先加工好其中的—件(凸模或凹模)，作為基準(zhǔn)件，然后以此基準(zhǔn)件為標(biāo)準(zhǔn)來加工另一件

44、，使它們之間保持一定的間隙。 4.1.3 落料刃口尺寸的計(jì)算 該沖裁件落料時(shí)，選凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件，只需要計(jì)算落料凹模刃口尺寸，成形凹模尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模實(shí)際尺寸按間隙要求配作。 由《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》表2.3.3查得：，。對于零件圖中未注公差的尺寸，由《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》書末附錄D中查出其極限偏差為：mm，mm，mm。由公差表查得工件各尺寸的公差等級(jí)，然后確定x，由表4-2可知，對于該落料件的尺寸，當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，。根據(jù)凹模磨損后的尺寸變化情況，將零件圖落料部分的各尺寸進(jìn)行分類： A類尺寸：，， A類尺寸計(jì)算公式： （4-2）

45、 式中： ——基準(zhǔn)件尺寸（mm）； ——工件極限尺寸（mm）； ——工件公差（mm）。 按式（4-2）落料凹模刃口尺寸計(jì)算如下： 落料凸模的基本尺寸分別和落料凹模相同，分別是74.63mm，105.565mm，R9.82mm，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。 4.1.4 成形凸模刃口尺寸的計(jì)算 該沖裁件沖槽時(shí)，選凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件，只需要計(jì)算成形凸模刃口尺寸，成形凸模尺寸及制造公差，凹模刃口尺寸由凸模實(shí)際尺寸按間隙要求配作。 由《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》表2.3.3查得：，。對于零件圖中未注公差的尺寸，由《沖

46、模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》書末附錄D中查出其極限偏差為：mm，，mm，mm，mm，mm，mm。由公差表查得工件各尺寸的公差等級(jí)，然后確定x，由表4.2可知，對于該沖槽件的尺寸，當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，。根據(jù)凸模磨損后的尺寸變化情況，將零件圖沖槽部分的各尺寸進(jìn)行分類： A類尺寸：mm， B類尺寸：mm，mm，mm，mm，mm。 成形凸模的基本尺寸計(jì)算如下： 第一類尺寸：磨損后增大的尺寸按式（4-2）計(jì)算： B類尺寸計(jì)算公式： （4-3） 式中： ——基準(zhǔn)件尺寸（mm）； ——工件極限尺寸（mm）； ——工件公差（mm）。 第二類尺寸：磨損后減小的

47、尺寸按（式4-3）計(jì)算： 成形凹模的基本尺寸和成形凸模相同，分別是81.565mm，59.63mm，9.82mm，R2.813mm，R3.775mm，不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)條件中注明：凹模實(shí)際刃口尺寸與成形凸模配制，保證最小雙面合理間隙值。 表4.1 因數(shù)x 材料厚度 t/mm 非 圓 形 x 值 圓 形 x 值 1 0.75 0.5 0.75 0.5 工 件 公 差 D/mm 1 ＜0.16 0.17～0.35 ≥0.36 ＜0.16 ≥0.16 1～2 ＜0.20 0.21～0.41 ≥0.42

48、 ＜0.20 ≥0.20 2～4 ＜0.24 0.25～0.49 ≥0.50 ＜0.24 ≥0.24 ＞4 ＜0.30 0.21～0.59 ≥0.60 ＜0.30 ≥0.30 第5章 模具工作零件及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.1 模具工作零件及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 按一般的模具設(shè)計(jì)過程是先設(shè)計(jì)落料凹模的外形尺寸和選模架，在設(shè)計(jì)其它主要零件和結(jié)構(gòu)零件，但由于此零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，先設(shè)計(jì)落料凹模和選模架，無法得到準(zhǔn)確的尺寸和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因此本零件的模具主要零件的設(shè)計(jì)從最里面的沖槽開始，把落料凹模的設(shè)計(jì)和選模架放在最后設(shè)計(jì)。 5.1.1 沖槽凸模的設(shè)計(jì) 在滿足國標(biāo)技術(shù)要求和實(shí)用要求的下，以及便

49、于該凸模的加工制造和為避免應(yīng)力集中和保證強(qiáng)度與剛度方面的要求，在考慮到其它模具零件尺寸設(shè)計(jì)的要求，該工件沖槽凸模的具體尺寸如下圖5.1所示。 材料：Cr12MoV； 硬度：HRC58～62 圖5.1 沖槽凸模零件圖 在一般情況下，凸模的強(qiáng)度是足夠的。所以不用進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。但是對于特別細(xì)長的凸模或板料度較大的情況下，應(yīng)進(jìn)行壓應(yīng)力和彎曲應(yīng)刀的校核，檢查危險(xiǎn)斷面尺寸和自由長度是否滿足強(qiáng)度要求。 5.1.2 沖槽凹模的設(shè)計(jì) 根據(jù)該零件模具的總體設(shè)計(jì)和沖槽凹模的刃口尺寸，在滿足國標(biāo)要求的條件下該工件沖槽凹模的具體尺寸如圖5.2所示。 材料：Cr12MoV； 硬度：HRC60～

50、64。 圖5.2 沖槽凹模零件圖 5.1.3 落料凹模的設(shè)計(jì) 1. 落料凹模的刃口形式的選擇 由于該工件的落料為第一道工序，落料凹模的孔內(nèi)需要進(jìn)行其它工序的加工，需按裝其它的凸、凹模，因此選擇柱形刃口，刃口強(qiáng)度較高，修磨后刃口尺寸不變，但孔口容易積存工件或廢料，推件力大且磨損大。適用于形狀復(fù)雜或精度要求較高工件的沖裁。 2. 落料凹模的外形尺寸落料凹模的外形尺寸 ⑴ 凹模厚度 凹模厚度可由式（5-1）經(jīng)驗(yàn)公式確定。 （5-1） 式中： b ——凹模刃口的最大尺寸； K——

51、系數(shù)，其值見《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》表2—17，取K=0.18。 則凹模厚度： 取凹模厚度 ⑵ 凹模壁厚 凹模壁厚可由式（5-2）經(jīng)驗(yàn)公式確定。 （5-2） 則凹模壁厚： 則凹模長度： 根據(jù)該零件模具的總體設(shè)計(jì)，按上面公式計(jì)算的凹模厚度和凹模壁厚，可以保證凹模有足夠的強(qiáng)度和剛度，一般可不在進(jìn)行強(qiáng)度校核，因此按照國標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，該凹模的具體尺寸和結(jié)構(gòu)如圖5.3所示。 材料：T10A 硬度：HRC60～64 圖5.3 落料凹模零件圖 5.1.4 落料凸模的設(shè)計(jì) 在

52、滿足國標(biāo)技術(shù)要求和實(shí)用要求的下，以及便于該凸模的加工制造和為避免應(yīng)力集中和保證強(qiáng)度與剛度方面的要求，在考慮到其它模具零件尺寸設(shè)計(jì)的要求，該工件落料凸模的具體尺寸如圖5.4所示。 材料：T10A； 硬度：HRC58～62 圖5.4 落料凸模零件圖 5.1.5 模架的選擇 模架包括上模座、下模座、導(dǎo)柱和導(dǎo)套。沖壓模具的全部零件都安裝在模架上。為了縮短模具制造周期，降低成本，將按照國標(biāo)給出的模架標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選取和設(shè)計(jì)，選擇模架結(jié)構(gòu)時(shí)要根據(jù)工件的受力變形特點(diǎn)，坯件定位、出件方式，材料送進(jìn)方向，導(dǎo)柱受力狀態(tài)，操作是否方便等方面進(jìn)行綜合考慮。選擇模架尺寸時(shí)要根據(jù)凹模的輪廓尺寸考慮，一般在長度

53、上及寬度上都應(yīng)比凹模大30～40mm。模板厚度一般等于凹模厚度的1～1.5倍。選擇模架時(shí)還要注意到模架與壓力機(jī)安裝關(guān)系，例如模架與壓力機(jī)工作臺(tái)孔的關(guān)系，模座的寬度應(yīng)比壓力機(jī)工作臺(tái)的孔徑每邊約大40～50mm。沖壓模具的閉合高度應(yīng)大于壓力機(jī)的最小裝模高度，小于壓力機(jī)的最大裝模高度等。通常中、小型沖模常采用后側(cè)式、對角式或?qū)ΨQ式的導(dǎo)柱型模架。四角導(dǎo)柱式模架主要用于精度要求高的沖壓件和大型沖壓件。 因此根據(jù)該工件的的形狀，坯件定位、出件方式，材料橫向送進(jìn)，選擇后側(cè)式滑動(dòng)導(dǎo)向?qū)е鶎?dǎo)套模架作為該零件的模架類型。如圖5.5所示。 圖5.5 后側(cè)式滑動(dòng)導(dǎo)向?qū)е鶎?dǎo)套模架 根據(jù)主要工作部分的尺寸，

54、參照有關(guān)資料，選擇模架如下。 上模座： 材料為HT200 下模座： 材料為HT200 導(dǎo) 柱： 材料為20Cr 導(dǎo) 套： 材料為20Cr 模架的閉合高度：210mm～255mm 考慮到其它零件的安裝位置，則所設(shè)計(jì)的最終的結(jié)構(gòu)、具體尺寸及各零件的安裝位置如下。 下模座如圖5.6所示。 材料：HT200 圖5.6 下模座零件圖 上模座如圖5.7所示。 材料：HT200 圖5.7 上模座零件圖 5.1.6 模柄的選擇 模柄的作用是將模具的上模座固定在沖床滑塊上。常用模柄形式如圖5.8所示。 圖5.8 模柄的結(jié)構(gòu)形

55、式 a)整體式模柄 b)帶臺(tái)階的壓入式模柄c)帶螺紋的旋入式模柄d)有凸緣的模柄f)浮動(dòng)式模柄 根據(jù)該零件模具的總體設(shè)計(jì)和第二部分對壓力機(jī)的選取所給出的滑塊上的模柄孔尺寸：，和凸模的結(jié)構(gòu)，選擇圖5.8b）有凸緣的模柄作為該模具的模柄形式。由于模柄已標(biāo)準(zhǔn)化，根據(jù)國標(biāo)所選取的模柄尺寸如下： 5.1.7 墊板的設(shè)計(jì) 墊板的作用是將凸模承受的壓力均布到模座上，避免凸模直接和模座接觸，從而避免壓強(qiáng)過高而壓塌模作面。 根據(jù)該零件模具的總體設(shè)計(jì)，結(jié)合各凸凹模的尺寸以及各固定板、螺栓、推桿的尺寸和安裝位置，特別是凸凹模固定板的尺寸，再結(jié)合國標(biāo)給出的墊板設(shè)計(jì)的厚度和尺寸之間的關(guān)系要求，則墊板的具體

56、形狀和尺寸如圖5.9所示。 材料：聚氨酯 圖5.9 橡膠墊板零件圖 第6章 頂出、卸料裝置及定位零件的設(shè)計(jì) 6.1 出件裝置的設(shè)計(jì) 6.1.1 頂件裝置的設(shè)計(jì) 頂件裝置的作用是將工件從凹模中頂出，凹模裝在模座上時(shí)，如果工件不能通過模具的底部漏出，則需要借助于裝在壓力機(jī)工作臺(tái)下的頂件裝置利用彈簧和氣墊驅(qū)動(dòng)推板頂出工件。 根據(jù)該零件模具的總體設(shè)計(jì)，結(jié)合落料凸凹模、成形凸凹模和工件的形狀和尺寸，在保證它有足夠強(qiáng)圖的要求下，所設(shè)計(jì)的頂出器的具體形狀如圖6.1所示。尺寸詳見零件圖和裝配圖 圖6.1 頂件裝置三維圖 6.2 卸料裝置的設(shè)計(jì) 6.2.1 卸料板的設(shè)計(jì) 卸料板

57、一般分為剛性卸料板和彈性卸料板兩種形式。剛性卸料板用螺釘和銷釘固定在下模座上，能承受的卸料力較大，常用于厚板沖壓件的卸料。其卸料可靠、安全；但操作不便，生產(chǎn)效率不高。剛性卸料板和凸模的單邊間隙一般取0.1～0.5㎜。剛性卸料板的厚度與卸料力大小及卸料尺寸有關(guān)，一般取5～12㎜。彈性卸料板有敞開的工作空間，操作方便，生產(chǎn)率高，沖壓前可對毛坯有預(yù)壓作用，沖壓后也可使沖壓件平穩(wěn)卸科。但由于受彈簧、橡膠等零件的限制，卸料力較小。并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠與安全不如剛性卸料板。彈性卸料板和凸模的單邊間隙一般取C=0.1～0.2t。 根據(jù)該零件模具的總體設(shè)計(jì)，這里選擇彈性卸料板。根據(jù)凸、凹模和模架的形狀和尺寸，

58、考慮到它與其它零件之間的間隙，依據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)資料和技術(shù)要求，該卸料板的具體形狀和尺寸如圖6.2所示。 材料：45鋼 圖6.2 卸料板零件圖 6.2.2 卸料彈簧的設(shè)計(jì) 卸料彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算： 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)初定4 根彈簧，每根彈簧分擔(dān)的卸料力為： 根據(jù)預(yù)壓力和模具的結(jié)構(gòu)尺寸，由《沖壓模具設(shè)計(jì)手冊》表1-14初選出彈簧，其最大工作負(fù)荷 校驗(yàn)是否滿足 式中： 為彈簧最大允許壓縮量，取9mm 式中： ——彈簧的預(yù)壓縮量，mm。 ——卸料板的工作行程，mm，一般設(shè)計(jì)過程中取材料厚度加1mm。 ——凸模的總修磨余量，mm，一般取3～5mm。 在本次設(shè)計(jì)中，取，，。

59、 所以，即 因此該彈簧滿足設(shè)計(jì)要求。彈簧參數(shù)詳見表6.1 表6.1 圓柱螺旋壓縮彈簧參數(shù) 彈簧外徑 鋼絲直徑 節(jié)距 最大工作負(fù)荷下的總變形量 彈簧的自由長度 最大工作負(fù)荷 40 8.0 10.2 9 65 2700 裝配高度： 6.2.3 卸料螺釘?shù)倪x擇 根據(jù)該零件模具的總體設(shè)計(jì)，參照國標(biāo)，選擇圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘，型號(hào)為： M1290 GB2867.6-1981 6.3 定位零件的設(shè)計(jì) 模具上定位零件的作用是使毛坯在模具上能夠正確定位。毛坯在模具中的定位有兩個(gè)內(nèi)容：一是在送料方向上的定位，用來控制

60、送料的進(jìn)距，通常稱為擋料。如圖6.3中所示的銷a；二是在與送料的垂直方向上的定位，通常稱為送進(jìn)導(dǎo)向，如圖6.3中所示的銷b、c。 圖6.3 擋料銷定位示意圖 6.3.1 定位銷 上模座與模柄定位時(shí)，定位銷采用M620 上模座與落料凸模定位時(shí)，定位銷采用M650 上模座、橡膠墊板和成形凹模定位時(shí)，定位銷采用M550 下模座與凹模板定位時(shí)，定位銷采用M1050 6.3.2 擋料銷 擋料硝的作用是保證條料送進(jìn)時(shí)有準(zhǔn)確的送進(jìn)距。其結(jié)構(gòu)形式可分為固定擋料銷、活動(dòng)擋料銷和始用擋料銷三種。根據(jù)該零件模具的總體設(shè)計(jì)，采用圓柱式固定擋料銷。根據(jù)國標(biāo)選擇的擋料

61、銷為： A8 JB/T7649.10-2008 第7章 模具的裝配及總裝配圖 7.1 模具的裝配 沖模的裝配就是根據(jù)模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)條件，以一定的裝配順序和方法，將符合圖樣技術(shù)要求的模具零件，經(jīng)適當(dāng)協(xié)調(diào)加工后組裝成滿足使用要求的模具整體。在裝配過程中既要保證配合零件的配合精度。又要保證零件之間的位置精度，對于需作相對運(yùn)動(dòng)的零部件，還必須保證它們之間的運(yùn)動(dòng)精度。因此，沖模裝配是最后實(shí)現(xiàn)沖模設(shè)計(jì)和沖壓工藝意圖的過程，是沖模制造過過程中的關(guān)鍵工序。 7.1.1 沖模的裝配方法 由于沖模生產(chǎn)是屬于單件小批量生產(chǎn)，裝配時(shí)沖模零件的加工

62、誤差積累會(huì)影響裝配精度，因此傳統(tǒng)的沖模裝配工藝基本上都是采用修配和調(diào)整的配作裝配法。近年來，隨著模具加工技術(shù)的飛速發(fā)展，采用了先進(jìn)的數(shù)控技木及計(jì)算機(jī)加工系統(tǒng)，因面對模具零件可以進(jìn)行高精度的加工，而且模具的檢測手段日益完善，使模具裝配工作變得越來越簡捷。裝配時(shí)，只要將加工好的零件直接聯(lián)接起來，不必或少量修配就能滿足裝配要求。因此沖模的裝配方法大致有以下兩種。①配作裝配法，②直接裝配法。在裝配過程中究竟選擇上述哪種裝配方法合適，必須充分分析該沖模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及沖模零件加工工藝和加工精度等因素，從選擇最方便又最可靠的裝配方法來保證沖模的質(zhì)量。如在零件加工中，若主要采用了電加工機(jī)床，數(shù)控機(jī)床等精密設(shè)備加

63、工，由于加工出來的零件質(zhì)量及精度都很高，且模架又采用了標(biāo)準(zhǔn)模架結(jié)構(gòu)，則可采用直接裝配法。反之，如果不具備高精度加工設(shè)備，又沒有采用標(biāo)準(zhǔn)模架，則只能采用配作裝配法。 7.2 總裝配圖 通過以上設(shè)計(jì)，可得到如圖7.1所示的模具總裝配圖。模具上模部分主要由上模板、橡膠墊板 、落料凸模、成形凹模及卸料板等組成。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、成形凸模等組成。則模具的閉合高度 圖7.1 模具總裝配三維圖 第8章 沖壓模具合理使用與維護(hù) 8.1 沖壓模具的使用及維護(hù) （1）模具使用前應(yīng)嚴(yán)格檢查，清除雜物。有導(dǎo)向裝置的模具

64、，還應(yīng)檢查潤滑是否良好。 （2）經(jīng)常檢修壓力機(jī)，保證壓力機(jī)精度。 （3）按安裝程序?qū)⒛＞甙惭b在壓力機(jī)上，無導(dǎo)向裝置的模具和導(dǎo)板模要仔細(xì)調(diào)整間隙。 （4）沖壓毛坯要清潔，并按要求均勻的涂好潤滑劑。 （5）凸、凹模刃口磨損后應(yīng)及時(shí)刃磨，或則會(huì)加速刃口的磨損、降低沖壓件質(zhì)量和模具壽命。 （6）用于大批生產(chǎn)的模具必須有備品，以便輪換使用保證正常生產(chǎn)的需要。 （7）送料、出件使用的工、夾具應(yīng)用軟金屬制成，以防意外損壞模具。 （8）搬運(yùn)模具要輕拿輕放，以免損壞模具的刃口及導(dǎo)向裝置。超過50的中、大型模具要設(shè)計(jì)起吊裝置以便搬運(yùn)。 （9）模具入?yún)嚧娣徘皯?yīng)清除廢料及臟物，并在刃口和導(dǎo)向部分涂抹潤

65、滑油防銹。 8.2提高模具使用壽命的途徑 （1）合理設(shè)計(jì)模具 設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)選取合適的間隙值；保證足夠的剛度；注意凸模形狀設(shè)計(jì)；采用導(dǎo)向裝置；降低模具表面粗糙度；適當(dāng)選擇模具硬度等。 （2）正確選用模具材料 應(yīng)根據(jù)模具的工作條件、性能要求和工廠實(shí)際情況選用模具材料。 （3）保證熱處理質(zhì)量采用熱處理新工藝 同樣的模具材料，熱處理工藝條件不同，其性能可能會(huì)出現(xiàn)很大的差異，因此在選擇了合適的模具材料后，應(yīng)根據(jù)模具的具體工作條件采用相應(yīng)的熱處理工藝并注意防止熱處理缺陷。近年來，熱處理新工藝發(fā)展迅速，其中以表曲強(qiáng)化處理應(yīng)用較多，如電火花強(qiáng)化、滲氮、滲硼等，使模具表面具有高的硬度和耐磨性，從而

66、提高模具的使用壽命。 （4）保證加工質(zhì)量和采用新的加工方法 鍛造要注意改善碳化物偏析，以提高模具的沖擊韌性、硬度和耐磨性。機(jī)加工要防止產(chǎn)生尖銳轉(zhuǎn)角或過小圓角半徑、表面刀痕、磨痕和裂口等缺陷，否則會(huì)引超應(yīng)力集中。表面切削加工余量不足使脫碳層未全部除去，將導(dǎo)致模具發(fā)生早期磨損或開裂。 參考文獻(xiàn) [1] 劉建超，張寶忠. 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造[M]. 北京:高等教育出版社, 2010.1. [2] 周兆元，李翔英. 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2011.3. [3] 馬朝興. 沖壓模具設(shè)計(jì)手冊[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2009.9. [4] 模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會(huì). 沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 1999.6. [5] 楊占堯. 最新沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用手冊[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2010.10. [6] 鄒青，呼詠. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2011.6.