千葉豆腐自動(dòng)鋪盤(pán)機(jī)薄膜沖孔裝置的設(shè)計(jì)【說(shuō)明書(shū)+CAD+PROE】

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書(shū) 、 說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)題目： 千葉豆腐自動(dòng)鋪盤(pán)機(jī) 薄膜沖孔裝置的設(shè)計(jì) 專業(yè)年級(jí)：2011級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： 、 姓　　名： 、 指導(dǎo)教師、職稱： 、 2015 年 5 月 27 日 目錄 摘要 I Abstract II 第一章 引言 - 1 - 1.1課題來(lái)源 - 1 - 1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況及存在問(wèn)題 - 1 - 1.3畢業(yè)設(shè)計(jì)具體內(nèi)容 - 2 - 第二章 方案設(shè)計(jì) - 3 - 2.1方案選擇 - 3 - 2.2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 - 4 - 第三章 模具類型及結(jié)構(gòu)形式的選擇 - 5 - 3.1模具結(jié)構(gòu)形式要求 - 5 - 3.2模具結(jié)構(gòu)類型的確定 - 5 - 3.2.1沖壓工序的分類 - 5 - 3.2.2根據(jù)工序組合程度分類 - 6 - 3.2.3正、反裝的選用 - 6 - 第四章 沖模零、部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) - 7 - 4.1 凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) - 7 - 4.1.1 凸模 - 7 - 4.1.1.1凸模結(jié)構(gòu)形式 - 7 - 4.1.1.2凸模尺寸設(shè)計(jì) - 8 - 4.1.1.3固定方式 - 9 - 4.1.1.4凸模的強(qiáng)度校核 - 9 - 4.1.2 凹模 - 10 - 4.1.2.1類型 - 10 - 4.1.2.2整體式凹模尺寸 - 10 - 4.1.2.3固定方式 - 12 - 4.2其他模具零件結(jié)構(gòu)尺寸 - 12 - 4.2.1氣缸固定板 - 12 - 4.2.2推板 - 14 - 4.2.3凸模固定板 - 15 - 4.2.4壓膜板 - 17 - 4.2.5凹模固定板 - 18 - 4.2.6導(dǎo)柱 - 20 - 4.2.7導(dǎo)套 - 20 - 4.2.8側(cè)板 - 20 - 4.2.9腳支座 - 21 - 4.2.10滾筒固定板與卷筒固定板 - 22 - 4.3沖模傳動(dòng)系統(tǒng) - 24 - 4.3.1傳動(dòng)的分類與選擇 - 24 - 4.3.2 氣缸的理論計(jì)算 - 25 - 4.4 彈簧的設(shè)計(jì)與校核 - 25 - 4.4.1彈簧的設(shè)計(jì) - 25 - 4.4.2彈簧強(qiáng)度校核 - 25 - 4.5氣缸固定板彎曲強(qiáng)度校核 - 26 - 第五章 模具的總裝配 - 28 - 5.1 沖孔模具的三維結(jié)構(gòu)圖 - 28 - 5.2總裝配圖 - 29 - 第六章 結(jié)束語(yǔ) - 30 - 參考文獻(xiàn) - 31 - 摘要 本設(shè)計(jì)是對(duì)千葉豆腐產(chǎn)品進(jìn)行的沖孔模具設(shè)計(jì)。文中對(duì)沖壓模具成型零件和其他相關(guān)零件的選擇原則及選擇方法進(jìn)行了說(shuō)明。通過(guò)參考與沖壓相關(guān)的資料和翻閱各種機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，確定模具結(jié)構(gòu)及尺寸，通過(guò)不斷的計(jì)算與修改，最終畫(huà)出了裝配圖和零件圖。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我了解和掌握了許多實(shí)際的東西，實(shí)踐證明，模具的設(shè)計(jì)和制造只有一些理論知識(shí)是不行的，任何模具的設(shè)計(jì)都要有一定的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)才可以設(shè)計(jì)出更合理性的模具。 關(guān)鍵詞： 千葉豆腐 沖孔模具 機(jī)械設(shè)計(jì) Abstract This design is to the product of Chiba tofu which on Punching mold design. Thesis of stamping mold parts and other relevant parts of the selection principle and selection methods are described. By the reference and stamping related data and the various mechanical design manual reading determined the structure and size of the mold, through the continuous calculation and modification, the final draw the assembly drawing and parts drawing. Through this graduation design, cause me to understand and master the many practical things. Practice has proved that the die design and manufacturing only some theoretical knowledge is not enough, any mold design should have some practical experience before they can design a more reasonable mold. Key words: Chiba tofu Punching mold Mechanical design I 第一章 引言 1.1課題來(lái)源 在現(xiàn)在的生活中機(jī)器已經(jīng)逐漸發(fā)展成為人們工作、生產(chǎn)、生活的一個(gè)重要部分，使人們的生活更加美好。它已經(jīng)涉及到各個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)，提高了人們的勞動(dòng)生產(chǎn)效率，減少了勞動(dòng)強(qiáng)度。它已經(jīng)成為人們不可或缺的一部分。 隨著全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，世界食品工業(yè)取得長(zhǎng)足發(fā)展。盡管新興產(chǎn)業(yè)不斷涌現(xiàn)，但食品工業(yè)仍然是世界制造業(yè)中的第一大產(chǎn)業(yè)。食品工業(yè)的現(xiàn)代化水平已成為反映人民生活質(zhì)量高低及國(guó)家發(fā)展程度的重要標(biāo)志?，F(xiàn)代食品已朝著營(yíng)養(yǎng)、綠色、方便、功能食品的方向發(fā)展，且功能食品將成為新世紀(jì)的主流食品。作為裝備食品工業(yè)的食品機(jī)械工業(yè)發(fā)展尤為迅猛。食品工業(yè)的現(xiàn)代化水平，在很大程度上依賴于食品機(jī)械的發(fā)展及其現(xiàn)代化水平，離開(kāi)現(xiàn)代儀器和設(shè)備，現(xiàn)代食品工業(yè)就無(wú)從談起。 千葉豆腐，也稱百葉豆腐或千頁(yè)豆腐，是近些年最新流行的素食新產(chǎn)品，廣泛流行于臺(tái)灣地區(qū)、大陸的沿海城市及北方地區(qū)，極受消費(fèi)者的歡迎。但市面上用于千頁(yè)豆腐制作的機(jī)械設(shè)備相對(duì)較少。千葉豆腐自動(dòng)鋪盤(pán)機(jī)的設(shè)計(jì)由四部分組成，分為沖膜裝置設(shè)計(jì)，注料系統(tǒng)設(shè)計(jì)，下料裝置及總體設(shè)計(jì)，控制系統(tǒng)選型及軟件設(shè)計(jì)。我的設(shè)計(jì)部分為沖膜裝置設(shè)計(jì)。為此，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是圍繞千葉豆腐為主題的薄膜沖孔裝置設(shè)計(jì)。 豆腐上蓋薄膜的作用是為了保證豆腐在壓榨過(guò)程中避免直接接觸機(jī)器，保持干凈、衛(wèi)生，而這個(gè)裝置設(shè)計(jì)的意義是將薄膜沖壓出對(duì)應(yīng)位置的圓孔，為了后續(xù)豆腐機(jī)通過(guò)薄膜孔注料和排氣使用，是整個(gè)豆腐機(jī)的首要和關(guān)鍵裝置。同時(shí)，采用自動(dòng)沖孔，解決傳統(tǒng)的的人工沖孔問(wèn)題，減少人工壓緊工件勞動(dòng)強(qiáng)度大、安全可靠性差及模具容易損壞等問(wèn)題，避免工傷事故。 1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況及存在問(wèn)題 沖孔機(jī)從研發(fā)到今天只有不到二十年的時(shí)間，在國(guó)內(nèi)的發(fā)展更是只有十幾年，所有目前還有很多不完善的地方，更沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，所以目前光是名稱就有十幾種，一般準(zhǔn)確的叫法稱為沖孔機(jī)，很多人叫做打靶機(jī)，日本、臺(tái)灣、廣東一帶稱為穿孔機(jī)、穿眼機(jī)或者點(diǎn)眼機(jī)，還有很多人稱為射孔機(jī)、沖靶機(jī)等，其實(shí)都是指的同一種產(chǎn)品。沖孔機(jī)按照自動(dòng)化程度可分為手動(dòng)沖孔機(jī)、自動(dòng)定對(duì)位沖孔機(jī)、全自動(dòng)沖孔機(jī)、超級(jí)全自動(dòng)沖孔機(jī)等。按照加工對(duì)象的不同可分為軟板沖孔機(jī)和薄膜開(kāi)關(guān)沖孔機(jī)。由于沖孔機(jī)的廣泛應(yīng)用，雖然同是生產(chǎn)沖孔機(jī)，但是各生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品也各有不同的專注方向，如西安飛爾達(dá)自動(dòng)化設(shè)備公司所生產(chǎn)的沖孔機(jī)主要是為生產(chǎn)電路板、線路板、印刷板、菲林板和薄膜開(kāi)關(guān)的企業(yè)使用，還有些企業(yè)生產(chǎn)的沖孔機(jī)主要為鞋類或者印刷類企業(yè)沖孔而用，等等。 市面上以薄膜為原材料的沖孔裝置，通常是用于制作塑料薄膜袋的手提孔和農(nóng)用的大棚膜，用于豆腐加工的薄膜沖孔裝置少之又少。同時(shí)，市面上的沖孔裝置大多以固定式孔位沖孔，而我的設(shè)計(jì)需要根據(jù)豆腐機(jī)的注料口和排氣口的位置來(lái)設(shè)計(jì)沖孔裝置，如果機(jī)器需要更改注料口和排氣口的位置，沖孔裝置則要面臨重新的更改設(shè)計(jì)，所以此次設(shè)計(jì)出沖孔位置可調(diào)的機(jī)械結(jié)構(gòu)是我面臨的主要問(wèn)題。 1.3畢業(yè)設(shè)計(jì)具體內(nèi)容 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)設(shè)計(jì)模塊的課題，本次設(shè)計(jì)的題目是“千葉豆腐自動(dòng)鋪盤(pán)機(jī)薄膜沖孔裝置的設(shè)計(jì)”，其中最重要的是對(duì)沖孔機(jī)現(xiàn)狀的考察以及對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)水平的了解，設(shè)計(jì)出新型薄膜沖孔裝置，同時(shí)，要注重在保證設(shè)計(jì)正確合理的基礎(chǔ)上，大膽創(chuàng)新，巧妙設(shè)計(jì)，使自己的設(shè)計(jì)在各方面更加適用。 具體內(nèi)容： 1.因?yàn)樽⒘峡诤团艢饪诜謩e有兩個(gè)孔位。所以本次設(shè)計(jì)需設(shè)計(jì)出一臺(tái)可同時(shí)沖4個(gè)孔的沖孔裝置，前兩個(gè)，后兩個(gè)。擬定前兩孔與后兩孔最大相距610mm，兩孔之間最大相距277mm。 2.設(shè)計(jì)出一臺(tái)沖孔位置可調(diào)的自動(dòng)沖孔裝置 3.在位置可調(diào)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一臺(tái)可隨意增加或減少?zèng)_孔數(shù)量的自動(dòng)沖孔裝置。 4.解決沖孔廢料的處理 在設(shè)計(jì)過(guò)程中的任務(wù)有： 1.查閱相關(guān)資料，了解豆類食品加工及其生產(chǎn)現(xiàn)狀，了解凹凸模的設(shè)計(jì) 2.對(duì)設(shè)計(jì)的薄膜沖孔裝置的工作原理、主要技術(shù)參數(shù)、典型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析 3.進(jìn)行必要的理論計(jì)算 4.繪制主要零件圖和裝配圖 第二章 方案設(shè)計(jì) 2.1方案選擇 傳統(tǒng)的沖孔是工人將工件一件一件的放置在沖孔模具上，然后沖壓機(jī)動(dòng)作完成沖孔，工人再取出工件，該法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但效率低，成本高，易發(fā)生事故。所以本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)出一臺(tái)全新的自動(dòng)薄膜沖孔裝置，要求沖孔位置可調(diào)，沖孔的廢料可收集。 方案（一）將電機(jī)作為沖孔裝置的動(dòng)力源，將產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，作為用沖孔的動(dòng)力源，一個(gè)電機(jī)配一個(gè)沖孔模具，通過(guò)四個(gè)模具組成完整的沖孔裝置，廢料的處理采用安裝氣管，通氣排出。 方案（二）將沖孔模具設(shè)計(jì)成一個(gè)單獨(dú)個(gè)體，用氣缸作為沖孔的動(dòng)力源，一個(gè)模具配一個(gè)氣缸，通過(guò)四個(gè)單一體組成，然后安裝導(dǎo)軌控制其位置的調(diào)整，形成完整的沖孔裝置，因?yàn)楸∧ず茌p，廢料的處理采用安裝氣管，吹氣排出。 方案（三）一個(gè)氣缸配兩個(gè)或多個(gè)沖孔裝置，通過(guò)在板上挖槽，改變螺釘?shù)男o位置，來(lái)調(diào)整沖孔的安裝位置，廢料的處理采用安裝氣管，吹氣排出。 分析：方案一采用電機(jī)，在鉆孔、切割時(shí)會(huì)比較容易，工作效率較高，又沒(méi)有煙塵、氣味，不污染環(huán)境，噪聲也較小，運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)牢固，缺點(diǎn)是考慮豆腐食品加工場(chǎng)所比較潮濕，電機(jī)不太適合此環(huán)境下使用。 方案二采用氣缸作用動(dòng)力，因?yàn)闅鈩?dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便、安裝維護(hù)簡(jiǎn)單。介質(zhì)為空氣，故使用安全。工作介質(zhì)是取之不盡的空氣。排氣處理簡(jiǎn)單，不污染環(huán)境，成本低。輸出力以及工作速度的調(diào)節(jié)非常容易。氣缸的動(dòng)作速度一般小于1M/S，比液壓和電氣方式的動(dòng)作速度快?？煽啃愿?，使用壽命長(zhǎng)。電器元件的有效動(dòng)作次數(shù)約為百萬(wàn)次，而一般電磁閥的壽命大于3000萬(wàn)次，某些質(zhì)量好的閥超過(guò)2億次。全氣動(dòng)控制具有防火、防爆、防潮的能力。由于空氣流動(dòng)損失小，壓縮空氣可集中供應(yīng)，遠(yuǎn)距離輸送。缺點(diǎn)是導(dǎo)軌的安裝必然增大裝置的體積，影響整體的設(shè)計(jì)。 方案三的設(shè)計(jì)將模具設(shè)計(jì)成單獨(dú)可活動(dòng)的，通過(guò)挖槽的長(zhǎng)度，不僅可調(diào)整位置還可實(shí)現(xiàn)任意增加或減少?zèng)_孔數(shù)量，而且還能節(jié)約成本。 綜上，選擇方案三。 2.2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 它的工作原理為氣缸推動(dòng)機(jī)構(gòu)向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)壓膜板壓住薄膜時(shí)，氣缸繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，擠壓彈簧，繼而壓緊薄膜，沖孔刀隨機(jī)構(gòu)向下，直至切割薄膜。 第三章 模具類型及結(jié)構(gòu)形式的選擇 3.1模具結(jié)構(gòu)形式要求 根據(jù)確定的工藝方案和零件的形狀特點(diǎn)，精度要求，預(yù)選設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)，模具的制造條件及安全生產(chǎn)等，選定模具類型及結(jié)構(gòu)形式。 確定加工工藝后，應(yīng)通過(guò)分析比較，選擇合適的模具結(jié)構(gòu)形式，使其盡量滿足以下要求： (1)能沖出符合技術(shù)要求的材料； (2)能提高生產(chǎn)率； (3)模具制造和維修方便； (4)模具有足夠的壽命； (5)模具易于安裝調(diào)整，且操作方便、安全。 3.2模具結(jié)構(gòu)類型的確定 3.2.1沖壓工序的分類 沖壓加工因制件的形狀、尺寸和精度的不同，所采用的工序也不同。根據(jù)材料的變形特點(diǎn)可將冷沖壓工序分為分離工序和成形工序兩類。 分離工序——是指坯料在沖壓力作用下，變形部分的應(yīng)力達(dá)到強(qiáng)度極限以后，使坯料發(fā)生斷裂而產(chǎn)生分離。分離工序主要有剪裁和沖裁等。其中落料和沖孔是最常見(jiàn)的二種工序。 落料--若使材料沿封閉曲線相互分離，封閉曲線以內(nèi)的部分作為沖裁件時(shí)，稱為落料； 沖孔--若使材料沿封閉曲線相互分離，封閉曲線以外的部分作為沖裁件時(shí)，則稱為沖孔。 成形工序——是指坯料在沖壓力作用下，變形部分的應(yīng)力達(dá)到屈服極限，但未達(dá)到強(qiáng)度極限，使坯料產(chǎn)生塑性變形，成為具有一定形狀、尺寸與精度制件的加工工序。成形工序主要有彎曲、拉深、翻邊、旋壓等。 本設(shè)計(jì)是在薄膜上沖出4個(gè)孔，沖掉的是不需要的廢料，所以只需要選擇沖孔工序。 3.2.2根據(jù)工序組合程度分類 單工序?！趬毫C(jī)的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。 復(fù)合模 ——只有一個(gè)工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在同一工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 級(jí)進(jìn)模 ——在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個(gè)或更多的工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 因?yàn)楸敬文＞咴O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單工藝要求不高，只需要在制件上沖孔即可，所以采用沖孔單工序模，本設(shè)計(jì)沒(méi)有拉深、翻邊等，凸模能夠保證強(qiáng)度，故采用單工序模的結(jié)構(gòu)是合理的。 3.2.3正、反裝的選用 在確定采用單工序模后，便要考慮采用正裝式還是反裝式的單工序模。模具又可分為正裝式和倒裝式。 正裝式特點(diǎn)：工件和沖孔廢料都將落在凹模表面上，必須加以清除后，才能進(jìn)行下一次沖裁，因此操作不方便，也不安全，對(duì)多孔工件不宜采用，但沖出的工件表面比較平直。 倒裝式特點(diǎn)：沖孔廢料由沖孔凸模沖入凹模洞口中，由下模漏料孔排出，不必手動(dòng)清除廢料，操作方便，應(yīng)用很廣，但工件表面平直度較差，凹凸模承受的張力較大，因此凹凸模的壁厚應(yīng)嚴(yán)格控制，以免強(qiáng)度不足。 經(jīng)分析，因薄膜沖孔后，薄膜廢料很輕，可通過(guò)接氣管通氣下落排出，所以此工件無(wú)較高的平直度要求，工件精度要求也較低，所以從操作方便、模具制作等方面考慮，決定采用倒裝式單工序模。 第四章 沖模零、部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 通常模具是由二類零件組成: ? 一類是工藝零件，這類零件直接參與工藝過(guò)程的完成并和坯料有直接接觸，包括有工作零件、定位零件、卸料與壓料零件等； ??一類是結(jié)構(gòu)零件，這類零件不直接參與完成工藝過(guò)程，也不和坯料有直接接觸，只對(duì)模具完成工藝過(guò)程起保證作用，或?qū)δ＞吖δ芷鹜晟谱饔茫ㄓ袑?dǎo)向零件、緊固零件、標(biāo)準(zhǔn)件及其它零件等。應(yīng)該指出，不是所有的沖模都必須具備上述六種零件，尤其是單工序模，但是工作零件和必要的固定零件等是不可缺少的。?? 4.1 凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1.1 凸模 凸模的作用是沖裁薄膜，刃口有鋒利的刀刃。 4.1.1.1凸模結(jié)構(gòu)形式 凸模本身按其作用可分為工作部分（即刃口）和固定部分。 凸模的截面形狀有圓形和非圓形；刃口形狀有平刃和斜刃等。 此次設(shè)計(jì)選用圓形凸模，刃口采用鋸齒狀，用尖齒刺穿薄膜。固定部分和工作部分通過(guò)螺釘連接。如圖4-1所示。 固定部分 工作部分 圖4-1 凸模 4.1.1.2凸模尺寸設(shè)計(jì) 凸模長(zhǎng)度根據(jù)結(jié)構(gòu)的需要而確定，一般常用的長(zhǎng)度為40~65mm，此次設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度為41.20mm，膜孔大小為直徑56mm的孔，具體如圖4-2所示。 圖4-2 4.1.1.3固定方式 凸模的正確固定應(yīng)該是既要保證凸模工作可靠和良好的穩(wěn)定性，還要使凸模在更換或修理時(shí)拆裝方便。常用的固定方法有臺(tái)肩固定、疊裝、鉚接、螺釘和銷釘固定，粘結(jié)劑澆注法固定等。 根據(jù)設(shè)計(jì)選用疊裝式固定。疊裝式固定一般可采取直接疊加在模座或固定板的平面上，并用螺栓與螺母緊固。其安裝簡(jiǎn)便，穩(wěn)定性好。為了實(shí)現(xiàn)位置可調(diào)，凸模固定板采用挖槽的方式讓凸?？扇我庹{(diào)整安裝位置。如圖4-3所示。 圖4-3 4.1.1.4凸模的強(qiáng)度校核 在一般情況下，凸模的強(qiáng)度和剛度是足夠的，尤其是沖薄膜類的軟材料，無(wú)須進(jìn)行強(qiáng)度校核。但對(duì)特別細(xì)長(zhǎng)的凸?；蛲鼓５慕孛娉叽绾苄《鴽_裁的板料厚度較厚時(shí)，則必須進(jìn)行承壓能力和抗縱彎曲能力的校核。其目的是檢查其凸模的危險(xiǎn)斷面尺寸和長(zhǎng)度是否滿足要求，以防止凸?？v向失穩(wěn)和折斷。 - 33 - 4.1.2 凹模 4.1.2.1類型 按刃口孔形區(qū)分有以下幾種。 （1)圓柱形孔口凹模，此種凹模刃口強(qiáng)度高，修磨后孔口尺寸不變，適用于沖裁形狀復(fù)雜、、精度要求高的制件。但由于是直孔，孔內(nèi)易積存制件，增加沖裁力和孔壁的磨損，磨損后每次的修磨量較大，凹模的總壽命較低。 （2）錐形孔口凹模 此種凹模孔內(nèi)不易積存制件或廢料，孔壁所受的摩擦力及脹形力小，所以凹模的磨損及每次的修磨量小，但刃口強(qiáng)度低，刃口尺寸在修磨后有所增大，此凹模一般用在精度要求不高、形狀簡(jiǎn)單、材料厚度較薄的制件的沖裁。 經(jīng)分析，圓柱形孔口凹模刃口強(qiáng)度高，而且沖孔薄膜廢料采用通氣排出，不會(huì)造成磨損，所以采用圓柱形孔口凹模。 按凹模的結(jié)構(gòu)區(qū)分 可分為整體式凹模和拼鑲式凹模兩種形式。整體凹模結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，適用于中、小型凹模，其工作型孔不宜過(guò)多；拼鑲式凹模常用于一些大型或形狀復(fù)雜的凹模，以利于加工。 經(jīng)分析，本設(shè)計(jì)用于中、小型千葉豆腐機(jī)，而且形狀不復(fù)雜，所以采用整體凹模結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。 4.1.2.2整體式凹模尺寸 沖裁時(shí)凹模承受擠壓力的作用，由于凹模結(jié)構(gòu)形式的固定方法不同，受力情況又比較復(fù)雜，目前還沒(méi)有理論方法確定凹模輪廓尺寸。按設(shè)計(jì)的尺寸為： 凹模厚度 H1=10mm H2=5mm 凹模輪廓尺寸為長(zhǎng)×寬=102×65（mm） 凹模材料和技術(shù)要求：凹模的材料選用T10A。工件部分淬硬至HRC58~62。 凹模中間的圓形凸臺(tái)部分是為了與壓膜板的圓形凸臺(tái)對(duì)應(yīng) 用來(lái)壓緊薄膜，讓薄膜沖裁時(shí)，受力均勻，四個(gè)角凸臺(tái)是為分擔(dān)凹模圓形凸臺(tái)的壓力。如圖4-4所示。 圖4-4 凹模 4.1.2.3固定方式 凹模的固定方式與凸模類似，同樣是采用螺栓與螺母固定于凹模固定板上，為了實(shí)現(xiàn)位置可調(diào)，凹模固定板采用挖槽的方式讓凹?？扇我庹{(diào)整安裝位置。如圖4-5所示。 圖4-5 4.2其他模具零件結(jié)構(gòu)尺寸 4.2.1氣缸固定板 氣缸固定板的作用： 直接承受上模塊的重力，以及氣缸的固定和導(dǎo)柱、導(dǎo)套的固定，氣缸固定板兩端挖槽，用螺釘固定于側(cè)板上，來(lái)調(diào)整安裝的位置，使沖孔縱向距離變化，實(shí)現(xiàn)位置可調(diào)。 輪廓尺寸為長(zhǎng)×寬×高=500×100×12（mm） 氣缸固定板的材料選用HT250，它能承受較大負(fù)載。具體如圖所示4-6所示。 圖4-6 氣缸固定板 4.2.2推板 推板位于氣缸固定板之下，它的作用是將氣缸的活塞桿頂端用螺母旋緊在推板上，導(dǎo)柱頂端也通過(guò)螺釘固定于推板上，推板與導(dǎo)柱隨活塞桿的上下移動(dòng)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，限位柱一端固定于推板上，一端固定于凸模固定板。 輪廓尺寸為長(zhǎng)×寬×高=450×100×12（mm） 推板的材料選用Q235普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，由于含碳適中，綜合性能較好，強(qiáng)度、塑性和焊接等性能得到較好配合，用途廣泛。 具體尺寸如圖4-7所示。 圖4-7 4.2.3凸模固定板 凸模固定板位于推板之下，它的作用是固定凸模，通過(guò)限位柱保持與推板的距離，同時(shí)與推板同時(shí)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。凸模與凸模固定板固定的孔位剛好構(gòu)成等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，所以將其中兩個(gè)孔位平行排列，在凸模固定板上挖出一長(zhǎng)槽，第三個(gè)孔位在凸模固定板上也挖出一長(zhǎng)槽，利用兩個(gè)長(zhǎng)槽，實(shí)現(xiàn)凸模的位置可調(diào)和固定，因?yàn)橥鼓５慕Y(jié)構(gòu)是中空的，所以在凸模固定板的中心線上挖出多個(gè)孔，用來(lái)連接氣動(dòng)接頭，為的是沖孔時(shí)通氣排廢料。凸模固定板最外側(cè)的兩個(gè)長(zhǎng)槽是用來(lái)是用來(lái)連接導(dǎo)柱、導(dǎo)套和導(dǎo)套定位塊，導(dǎo)套定位塊通過(guò)凸模固定板外側(cè)的緊定螺釘固定。 凸模固定板的材料選用9Mn2V模具鋼，它與碳素工具鋼相比，具有較高的硬度和耐磨性，淬透性很好，淬火時(shí)變形較小。 輪廓尺寸為長(zhǎng)×寬×高=390×130×12（mm），具體尺寸如圖4-8所示。 圖4-8 4.2.4壓膜板 壓膜板中間為空孔，凸模的工作部分置于其中，壓膜板通過(guò)兩個(gè)導(dǎo)柱與凸模固定板形成連接，凸模固定板的導(dǎo)柱上端用螺母旋緊，下端裝上彈簧，當(dāng)凸模固定板隨氣缸活塞桿運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)壓膜板往下運(yùn)動(dòng)，最后將薄膜壓緊于凹模上。但凸模固定板隨氣缸繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，使彈簧繼續(xù)收縮，凸模繼續(xù)向下直至沖破薄膜。 壓膜板的材料選擇9Mn2V模具鋼，具有較高的硬度、耐磨性和耐沖擊性。 具體尺寸如圖4-9所示。 圖4-9 4.2.5凹模固定板 凹模固定板的結(jié)構(gòu)：在凹模固定板上左右兩端和前后兩端各挖有長(zhǎng)槽，中間部分鏤空。 凹模固定板的作用：起到固定凹模，固定機(jī)架，左右兩槽實(shí)現(xiàn)凹模前后位置的變化，前后兩槽實(shí)現(xiàn)凹模左右位置的變化。中間的鏤空部分是作為廢料的排出口。 凹模固定板的材料選擇9Mn2V模具鋼，具有較高的硬度、耐磨性和耐沖擊性。 輪廓尺寸長(zhǎng)×寬×高=500×102×10（mm），具體尺寸如圖4-10所示。 圖4-10 4.2.6導(dǎo)柱 導(dǎo)柱是用于模具中與組件組合使用確保模具以精準(zhǔn)的定位進(jìn)行活動(dòng)引導(dǎo)模具行程的導(dǎo)向元件。 導(dǎo)柱材料選擇T10A，熱處理硬度HRC56—60 4.2.7導(dǎo)套 導(dǎo)套與導(dǎo)柱共同構(gòu)成模具的導(dǎo)向裝置，用來(lái)保證上、下模以準(zhǔn)確的位置關(guān)系對(duì)合。 導(dǎo)柱材料選擇T10A，熱處理硬度HRC56—60 4.2.8側(cè)板 側(cè)板通過(guò)四個(gè)腳支座支撐，兩塊側(cè)板間連接多個(gè)限位桿，保持相對(duì)平行。氣缸固定板與凹模固定板分別固定于上下兩端面。 側(cè)板的材料選擇為Q235，綜合性能較好，強(qiáng)度、塑性和焊接等性能得到較好配合。 輪廓尺寸長(zhǎng)×寬×高=960×153×12（mm），具體尺寸如圖4-11所示。 圖4-11 4.2.9腳支座 作為整個(gè)機(jī)構(gòu)的支撐部分，四個(gè)支座之間焊上加強(qiáng)筋，保持垂直度和穩(wěn)定性。 腳支座的作用：1、可承載豎向載荷；2、具有抗豎向拉力的性能，保證豎向地震時(shí)上下結(jié)構(gòu)不脫節(jié)；3、具有抗水平力的性能，保證水平地震時(shí)結(jié)構(gòu)不脫節(jié)； 腳支座的材料選擇HT200，灰鑄鐵有一定的強(qiáng)度，但塑性和韌性很低，這種性能特點(diǎn)與石墨本身的性能及其在鑄鐵組織中的存在形態(tài)有關(guān)。有良好的減震性，用灰鑄鐵制作機(jī)器設(shè)備上的底座或機(jī)架等零件時(shí)，能有效地吸收機(jī)器震動(dòng)的能量;有良好的潤(rùn)滑性能;還有良好的導(dǎo)熱性能。具體尺寸如圖4-12。 4-12 4.2.10滾筒固定板與卷筒固定板 滾筒輸送薄膜，卷筒用于纏繞薄膜，同時(shí)作為薄膜的輸送起點(diǎn)，而滾筒固定板與卷筒固定板是作為滾筒與卷筒的固定支撐部分，固定于側(cè)板上端面。 材料選用Q235普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，由于含碳適中，綜合性能較好，強(qiáng)度、塑性和焊接等性能得到較好配合，用途廣泛。 具體尺寸如圖所示。 滾筒固定板 卷筒固定板 4.3沖模傳動(dòng)系統(tǒng) 傳動(dòng)是指利用構(gòu)件或機(jī)構(gòu)把動(dòng)力從機(jī)器的一部分傳遞到另一部分，傳遞動(dòng)力使機(jī)器或機(jī)器部件運(yùn)動(dòng)或運(yùn)轉(zhuǎn)。 4.3.1傳動(dòng)的分類與選擇 它可分為機(jī)械傳動(dòng)、流體傳動(dòng)和電力傳動(dòng)3大類。機(jī)械傳動(dòng)是利用機(jī)件直接實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，其中齒輪傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)屬于嚙合傳動(dòng)；摩擦輪傳動(dòng)和帶傳動(dòng)屬于摩擦傳動(dòng)。流體傳動(dòng)是以液體或氣體為工作介質(zhì)的傳動(dòng)，又可分為依靠液體靜壓力作用的液壓傳動(dòng)、依靠液體動(dòng)力作用的液力傳動(dòng)、依靠氣體壓力作用的氣壓傳動(dòng)。電力傳動(dòng)是利用電動(dòng)機(jī)將電能變?yōu)闄C(jī)械能，以驅(qū)動(dòng)機(jī)器工作部分的傳動(dòng)。各類傳動(dòng)的特點(diǎn)見(jiàn)表。 機(jī)械傳動(dòng)能適應(yīng)各種動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的要求，應(yīng)用極廣。液壓傳動(dòng)的尺寸小,動(dòng)態(tài)性能較好,但傳動(dòng)距離較短。氣壓傳動(dòng)大多用于小功率傳動(dòng)和惡劣環(huán)境中。液壓和氣壓傳動(dòng)還易于輸出直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。液力傳動(dòng)具有特殊的輸入和輸出特性，因而能使動(dòng)力機(jī)與機(jī)器工作部分良好匹配。電力傳動(dòng)的功率范圍大，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和遙控，能遠(yuǎn)距離傳遞動(dòng)力。 考慮到千葉豆腐鋪盤(pán)機(jī)會(huì)放置在可能比較潮濕的環(huán)境，而且沖薄膜類的軟材料屬于小功率傳動(dòng)，氣壓傳動(dòng)既安全又經(jīng)濟(jì)，所以選擇以氣壓傳動(dòng)為動(dòng)力源。 在氣缸中選擇雙作用氣缸，它的開(kāi)關(guān)動(dòng)作都通過(guò)氣源來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行的，通氣開(kāi)，通氣關(guān)，斷氣保持原位。氣缸示意圖如圖4-3-1所示。 圖4-3-1 4.3.2 氣缸的理論計(jì)算 根據(jù)機(jī)構(gòu)所需力的大小，考慮氣缸載荷率確定活塞桿上的推力和拉力，從而確定氣缸直徑。為了夾緊薄膜，保證夾緊效果，氣缸的行程需多加10~20mm的行程余量，取氣缸行程s=30mm，工作時(shí)間為2s，氣缸工作壓力取0.4MP，氣缸拉 動(dòng)的負(fù)載M=20kg。 氣缸軸向負(fù)載F為 （4-1） 氣缸平均速度為 （4-2） 選擇負(fù)載率為 （4-3） 則氣缸的理論輸出力 （4-4） 設(shè)桿徑D （4-5） 雙作用氣缸理論拉力 （4-6） 氣缸直徑D40mm，d=16mm。 4.4 彈簧的設(shè)計(jì)與校核 4.4.1彈簧的設(shè)計(jì) 彈簧放置于壓膜板與凸模固定板之間，一是為了沖孔時(shí)能壓緊薄膜，二是為了氣缸活塞桿更好的復(fù)位。 彈簧的材料選擇65Mn彈簧鋼，其有優(yōu)良的綜合性能，如彈性極限、強(qiáng)度極限、屈強(qiáng)比、抗彈減性能、疲勞性能、淬透性、 耐熱、耐低溫、抗氧化、耐腐蝕等。 簧圈半徑R=7mm，簧絲直徑d=2mm，有效圈數(shù)n=15。G為比例常數(shù)，鋼材的G值約為80GPa，彈簧工作時(shí)總壓縮變形=15mm。 4.4.2彈簧強(qiáng)度校核 G為比例常數(shù)，鋼材的G值約為80GPa，彈簧工作時(shí)總壓縮變形=15mm，材料的許用切應(yīng)力=340Mpa，校核彈簧的強(qiáng)度。 彈簧所受壓力F為 （4-7） 由R及d求出 （4-8） 由材料力學(xué)螺旋彈簧的曲度因數(shù)k表3.1查出彈簧的曲度因數(shù)k的值為1.21，故 （4-9） 彈簧滿足強(qiáng)度要求。 4.5氣缸固定板彎曲強(qiáng)度校核 氣缸固定板連接著推板、凸模固定板、凸模、壓膜板等，其承受著模具大部分的重量，需要校核其彎曲強(qiáng)度。 氣缸固定板長(zhǎng)為l=500mm，受力F=250N，板厚為h=12mm，板寬為b=100mm， 許用應(yīng)力=100MPa 最大彎矩為 （4-10） 載荷q為 （4-11） 抗彎截面系數(shù)W為 （4-12） 彎曲應(yīng)力 （4-13） 滿足強(qiáng)度要求。 第5章 模具的總裝配 5.1 沖孔模具的三維結(jié)構(gòu)圖 1-氣缸；2、15-導(dǎo)柱；3、14-導(dǎo)套；4-氣缸固定板；5-推板；6-限位柱；7-凸模固定板；8-凸模；9-壓膜板；10-凹模固定板；11-凹模；12-彈簧；13-導(dǎo)套定位塊。此設(shè)計(jì)圖是一副帶導(dǎo)柱導(dǎo)套的單工序沖裁模。由上、下模兩部分構(gòu)成，上模由氣缸、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、氣缸固定板、推板、定位柱、凸模固定板、凸模、壓膜板和螺栓、螺母等零件組成；下模由凹模、凹模固定板和螺栓、螺母等零件組成。上模通過(guò)推板5被固定在氣缸活塞桿上，隨活塞桿上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因此稱為活動(dòng)部分。下模通過(guò)固定板被固定在工作臺(tái)上。 5.2總裝配圖 第六章 結(jié)束語(yǔ) 經(jīng)過(guò)這段時(shí)間來(lái)的努力，我終于完成了論文設(shè)計(jì)，至此已基本完成了規(guī)定的任務(wù)。本設(shè)計(jì)涉及的課程很多，涉及到機(jī)械制圖、冷沖壓模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝學(xué)、CAD繪圖、proe三維繪圖等相關(guān)課程的知識(shí)。通過(guò)這段時(shí)間來(lái)對(duì)這些知識(shí)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)和提高了我綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)也是我從大學(xué)畢業(yè)生走向社會(huì)的重要一步。從最初的選題，開(kāi)題到計(jì)算、繪圖直到完成設(shè)計(jì)。期間，我了查找了大量資料，認(rèn)真聽(tīng)取老師的指導(dǎo)，反復(fù)修改圖紙，每一個(gè)過(guò)程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到，干任何事都必須耐心，細(xì)致。在這過(guò)程中，暴露出自身的不足和不少的漏洞，但通過(guò)在實(shí)踐過(guò)程中不斷積累和鞏固，我相信，設(shè)計(jì)的作品會(huì)越來(lái)越完善。雖然馬上要畢業(yè)了，但是自己的求學(xué)之路還很長(zhǎng)，以后更應(yīng)該在工作中學(xué)習(xí)，為踏入社會(huì)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 ??? 參考文獻(xiàn) [1] 陳國(guó)定 吳立言主編.機(jī)械設(shè)計(jì).北京:高等教育出版社，2013 [2] 王 芳主編.冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 [3] 付宏生主編.冷沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)制造.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005 [4] 肖景容 姜奎華主編.沖壓工藝學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 [5] 張定華主編.工程力學(xué).北京：高等教育出版社，2000 [6] 梁耀能主編.工程材料及加工工程.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 致謝 感謝陳學(xué)永老師、胡立華學(xué)長(zhǎng)在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段——畢業(yè)設(shè)計(jì)階段給我的指導(dǎo)和幫助，同時(shí)，感謝所有任課老師和所有同學(xué)在這四年來(lái)給自己的指導(dǎo)和幫助，是他們教會(huì)了我專業(yè)知識(shí)，教會(huì)了我如何學(xué)習(xí)。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步，在此向他們表示我由衷的謝意，并祝所有的老師培養(yǎng)出越來(lái)越多的優(yōu)秀人才。