2799 焊片沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)

2799 焊片沖壓工藝及模具設(shè)計(jì),沖壓,工藝,模具設(shè)計(jì) 沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 1 頁緒 論目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1.1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003 年我國模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有 2 萬多家，從業(yè)人員約 50 多萬人，2004 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢(shì)頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿，2004 年模具產(chǎn)值 530 億元。進(jìn)口模具 18.13 億 美元，出口模具4.91 億美元，分別比 2003 年增長(zhǎng) 18%、32.4%和 45.9%。進(jìn)出口之比 2004 年為3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá) 13.2 億美元，為凈進(jìn)口量較大的國家。在 2 萬多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有 20 多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。 近年來， 模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足:第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進(jìn)行之中，但總體來看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 2 頁約合 1 萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是 15～20 萬美元，有的高達(dá) 25～30 萬美元，與之相對(duì)的是我國相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長(zhǎng)期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占 45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，對(duì)模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進(jìn)口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。1.1.2　國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1） 模具日趨大型化； 2）在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)； 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)； 4）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率； 5）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)； 沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 3 頁6）模具的精度將越來越高； 7）模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化； 8）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程； 9）開發(fā)新的成形工藝和模具。1.2　國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為 600～650 億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到 50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004 年中國模協(xié)在德國訪問時(shí)，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國模具產(chǎn)值達(dá) 48 億歐元。其中（VDMA）會(huì)員模具企業(yè)有 90 家，這 90 家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的 90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多 15～20 萬美元，有的達(dá)到 25～30 萬美元。國外先進(jìn)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70%以上，而我國才達(dá)到 45％．沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 4 頁目 錄緒論………………………………………………………………………………11.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)………………………………………………11.1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀………………………………………………………………1.1.2　國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)………………………………………………………1.2　國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)………………………………………………3第一章制件的工藝性分析……………………………………………………42.1 分析零件的沖壓工藝性………………………………………………………42.2 制件的外形分析 ……………………………………………………………… 5 第二章工藝方案的確定………………………………………………………5第三章主要工藝參數(shù)計(jì)算 …………………………………………………………………… 3.1 排樣的設(shè)計(jì)與計(jì)算…………………………………………………………………… 53.2 沖壓力的計(jì)算并初步選取壓力機(jī)的噸位…………………………………………63.3 沖裁力的計(jì)算………………………………………………………………63.4 沖壓設(shè)備的確定………………………………………………………………83.5 壓力中心的確定及相關(guān)計(jì)算…………………………………………………83.6 工作零件忍口尺寸計(jì)算………………………………………………………………9 第四章模具總體設(shè)計(jì)………………………………………………………………………14 4.1 模具的類型選擇………………………………………………………………144.2 主要零部件的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………144.3 模柄的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………214.4 固定板的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………224.5 墊板的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………………224.6 卸料板的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………234.7 螺釘或銷釘?shù)脑O(shè)計(jì)………………………………………………………………………244.8 模架及其他零部件的設(shè)計(jì)………………………………………………………………24 沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 5 頁第五章.模具總裝圖及工作原理……………………………………………………………26第六章模具總裝與調(diào)試……………………………………………………………………27 第七章結(jié)束語………………………………………………………………………………28致謝 …………………………………………………………………………………28參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………29 沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 6 頁第一章制件的工藝性分析1.1分析零件的沖壓工藝性零件圖（1）材料： 黃銅板，具有良好的沖壓性能。（2）工件結(jié)構(gòu)：該零件的形狀相對(duì)比較簡(jiǎn)單，為避免工件變形和保證模具強(qiáng)度，孔邊距不能過小，其最小許可值當(dāng)?。篊≥0.8 t 根據(jù)已知工件的尺寸可得：C1=2.8 t=3 所以工件的尺寸符合上述要求。沖孔時(shí)因受凸模強(qiáng)度限制孔的尺寸不應(yīng)太小，否則凸模易折斷或壓彎，查模具制造手冊(cè)而知 2.7.2 表制件上孔的直徑當(dāng)大于或等于 0.35 倍的料厚，即d≥0.35t，由任務(wù)書零件圖易于看出工件尺寸符合要求（3）尺寸精度：沖裁件上的未注公差等級(jí)定為 IT14 級(jí)，沖裁件的斷面粗糙度值與材料塑性、厚度，沖裁間隙，刃口銳鈍及沖模結(jié)構(gòu)相關(guān)，工件厚度為 3mm，其斷面粗糙沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 7 頁度值為 12.5μm（4）結(jié)論：可以沖裁。2.2 制件的外形分析（1）沖裁件的外形轉(zhuǎn)角：沖裁件的外形無尖銳角，均圓弧過渡，查模具制造手冊(cè) 2.7.1 知此圓角過度有利于模具加工，不會(huì)引起熱處理開裂和沖裁時(shí)尖角處的崩刃和過快磨損的現(xiàn)象。（2）在沖裁件的形狀和尺寸方面：此工件只有落料和沖孔兩個(gè)工序。材料為黃銅板 9，厚度 3mm，適合沖裁。由零件圖可以知道：零件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。這樣可以使的排樣廢料最少。外形/內(nèi)孔避免了尖銳的清角， 。最小孔徑適宜，孔邊距未超過極限值。沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 8 頁第二章沖壓工藝方案的確定該工件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可以有三種工藝方案：方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料-沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：落料-沖孔級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需兩道工序兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足該零件的年產(chǎn)量需求，當(dāng)然更難以滿足顧客的要求。方案二只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度容易保證，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，但模具強(qiáng)度不足，無法沖出合格工件，模具易損壞，并且沖壓后成品留在模具上，在清理模具上的物料時(shí)會(huì)影響沖壓速度，操作不方便。 方案三也只需一副模具，可以減少模具和設(shè)備的數(shù)量，提高生產(chǎn)率。并且操作安全，便于實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化，在大批量生產(chǎn)中效果顯著，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，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳。沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 9 頁第三章主要工藝參數(shù)計(jì)算3.1 排樣的設(shè)計(jì)與計(jì)算A 排樣圖的確定：合理的排樣是提高材料利用率、降低成本，保證沖件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模，首先要設(shè)計(jì)排樣圖。由于零件的外形，參考《沖壓手冊(cè)》表 2-16 確定其排樣方式為直對(duì)排或者是直排。其排樣圖如圖所示： A 排樣方案圖B 搭邊值的確定：搭邊值對(duì)沖裁過程及沖裁件質(zhì)量有很大的影響，因此一定要合理確定搭邊數(shù)值。查表 2-18 得：最小工藝搭邊值 a(沿邊)=2.2mm a 1(工件間)= 2.5 mmC 沖壓材料規(guī)格的確定：查 P506 表 8-12，宜選用 390mm×600mm 的黃銅板。D 材料利用率的確定：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。如上圖所確定的排樣方案，該方案條料寬度為 39mm，步距為 30mm。每張鋼板可裁 10 張條料，一個(gè)步距的材料利用率分別為 68％。每張條料可沖 20 個(gè)工件，沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 10 頁每張鋼板總的材料利用率為 70％。3.2 沖壓力的計(jì)算并初步選取壓力機(jī)噸位（1）沖裁力的計(jì)算沖裁力的大小隨凸模進(jìn)入材料的深度（凸模行程）而變化，本模具采用普通平刃口模具沖裁，其沖裁力 F 按下式計(jì)算：F= KLtτ b該模具采用級(jí)進(jìn)模，沖裁好的工件由落料孔落下，所以采用下出件。沖壓力的相關(guān)計(jì)算見下表 1。根據(jù)結(jié)果沖壓設(shè)備擬選用 J23-10。表 1 條料及沖壓力的相關(guān)計(jì)算項(xiàng)目 公式 結(jié)果沖裁件的面積 AA=62×π-3.22×π+7×6+4×14+7×2-1/2×2π×1 2+4×24-5×2×2265.476mm2條料寬度 BB=34.1+2×2.2+0.5 39mm步距 S S=13+2 15mm排樣一個(gè)步距的材料利用率ηη= %10?BSnA68%查表 2.5.2，最小搭邊值 a=1.5mm,a1=1.2mm；采用無側(cè)壓裝置沖壓力沖裁力F=KLtτ b=1.3×600×3×200468000N沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 11 頁（2）沖壓設(shè)備的確定通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機(jī) J23-50 能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下表。公稱壓力/KN 500發(fā)生公稱壓力時(shí)滑塊離下極點(diǎn)距離/mm 4滑塊固定行程/mm 60滑塊調(diào)節(jié)行程/mm 60/8標(biāo)準(zhǔn)行程次數(shù)(不小于)(次/min) 135(快速型)發(fā)生公稱壓力時(shí)滑塊離下極點(diǎn)距離/mm 1.5(快速型)滑塊行程/mm 30(快速型)行程次數(shù)(不小于)(次/min) 300(最大閉合高度)固定臺(tái)和可傾/mm 180閉合高度調(diào)節(jié)量/mm 50(標(biāo)準(zhǔn)型)滑塊中心到機(jī)身距離(吼深)/mm 130(標(biāo)準(zhǔn)型)工作臺(tái)尺寸(左右×前后)/mm 360×240(標(biāo)準(zhǔn)型)工作臺(tái)孔尺寸(左右×前后)/mm 180×90(標(biāo)準(zhǔn)型)工作臺(tái)孔尺寸(直徑)/mm 130(標(biāo)準(zhǔn)型)立柱間距離(不小于)/mm 180模柄孔尺寸(直徑×深度)/mm Ф34×84工作臺(tái)板厚度/mm 50傾斜角(不小于)(°) 303.3 壓力中心的確定及相關(guān)計(jì)算為保證壓力機(jī)和模具正常工作，必須使沖模的壓力中心與壓力機(jī)的滑塊中心相重合。否則在沖壓時(shí)會(huì)使沖模與壓力機(jī)的滑塊歪斜，引起凸、凹模間隙不均勻和導(dǎo)向零件加速磨損，造成刃口和其他零件的損壞，甚至?xí)饓毫C(jī)導(dǎo)軌的磨損。影響壓力機(jī)的精度，對(duì)于形狀簡(jiǎn)單而對(duì)稱的工件如矩形、圓形、正多邊形，其沖裁的壓力中心與工件的幾何中心重合。結(jié)合零件圖，該零件圖上部是圓其壓力中心位于其圓心，下部是直線段其壓力中心位于直線段的中線，沖裁件的壓力中心即為工件的幾何中心。該工件的沖裁力不大，為便于模具的加工和裝配，模具中心選在工件的幾何中心。若選用 J23-50，工件的幾沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 12 頁何中心仍在壓力機(jī)模柄孔投影面積范圍內(nèi)，滿足要求。3.4 工作刃口的計(jì)算在確定工作零件刃口尺寸計(jì)算方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法及模具的裝配方法。結(jié)合該模具的特點(diǎn)，工作零件的形狀相對(duì)簡(jiǎn)單，適宜采用線切割機(jī)床分別加工沖孔凸模、凸凹模、凸模固定板以及卸料板，這種加工方法可以保證這些零件各個(gè)孔的同軸度，使裝配工作簡(jiǎn)化。因此工作零件刃口尺寸計(jì)算就按分開加工的方法來計(jì)算，具體計(jì)算見下表 2。表 2 工作零件刃口尺寸計(jì)算尺寸及分類 尺寸轉(zhuǎn)換 計(jì)算公式 計(jì)算結(jié)果 備注DT= 0.2418?φ12 φ 0.621?DA= 0.369?6 0.62? DA= 0.15?4 0.42? DA= 0.15369?14 0.341? DA= 0.85?19 0.429? DA= 0.1579?24 0.34? DA= 0.342?落料2DT=??minmaxZ???DA=????max磨損系數(shù) X=0.5，模具按 IT8 級(jí)制造。校核滿足δ T+δ A ≤（Z max-Zmin）沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 13 頁0.42? DA= 0.1579?28 0.369? DA= 0.928?沖孔 LA=7 0.0775?DT=?????mindDA= iZ凹磨損系數(shù)為 X=0.75DT= 0.246??DA= +0.367孔心距7 0.317??LA= 8??LA=7 0.0755?該零件在彎曲前屬于無特殊要求的一般沖孔落料件，外形尺寸由落料 獲得，而中間的小孔尺寸則是由沖孔得到。查表 2.3.3 而知：Zmin = 0.210mm Zmax = 0.270mmZmax –Zmin = 0.114mm設(shè)凸、凹模分別按 IT9、 IT10 級(jí)精度制造，分別計(jì)算 Dt. DA如下（1）沖 φ6.4mm 的小孔??maxin0.4TZ?????maxin0.6AZ???d = 0i+T???= 0.246.751??= 0.249?d =A??0minATZ??= .3606.1沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 14 頁= 0.367?校核：|δT|+|δA|≤ Zmax-Zmin0.024+0.036≤0.270-0.210 0.06 =0.06 滿足公差間隙條件（2）沖孔距尺寸Ld=L1±1/8Δ=7±0.125 ×2×0.31=7±0.0755（3）落料計(jì)算：沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 15 頁工件尺寸圖落料時(shí)采用凸模與凹模配做法，以落料凹模為基準(zhǔn)件以下尺寸屬于 A 類尺寸。L = A??0maxAD????= .03612.54?= 0.3678?D =A??/40maxX??= .85.2??= 0.8537?E =A??/40max??.62.???0.6?F =A??/40maxDX???.72.58??0.76?G =A??/40max???沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 16 頁??0.924.536????0.98?H =A/40maxDX????.151.2???0.15879?J =A/40max????.085.3???0.751?落料時(shí)采用凸模與凹模配做法，以落料凹模為基準(zhǔn)件以下尺寸屬于 B 類尺寸。??0/4maxACD??0.52.2???0.5?沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 17 頁第四章模具總體設(shè)計(jì)4.1 模具的類型選擇（1）由沖壓工藝分析可知，采用級(jí)進(jìn)模，所以模具類型為級(jí)進(jìn)模。定位方法的選擇（2）因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷，導(dǎo)料板。控制條料的送進(jìn)步距采用擋料銷定距，因?yàn)榱慵某叽缇鹊囊蟛皇呛車?yán)格，此定位方法完全可以滿足要求。卸料、出件方式的選擇（3）因?yàn)楣ぜ暮穸葹?3mm，相對(duì)較薄，卸料力也不是很大 ，可采用卸料板卸料，又因?yàn)槭羌?jí)進(jìn)模生產(chǎn)，所以采用下出件的方式比較便于操作與生產(chǎn)率的提高。導(dǎo)向方式的選擇（4）為提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整及送料的方便，該模具采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。4.2 主要零部件設(shè)計(jì)（1）工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)① 落料凸模沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 18 頁落料凸模草圖結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計(jì)成臺(tái)階式，采用線切割機(jī)床加工，4個(gè) M12 的螺釘固定在墊板上，其與凸模固定板的配合為 ，其總長(zhǎng)為 60 mm，經(jīng)56mH校核計(jì)算凸模的強(qiáng)度足夠。② 沖孔凸模因?yàn)樗鶝_的孔為圓形，而且不屬于需要特別保護(hù)的小凸模，所以沖孔凸模采用臺(tái)階式，一方面加工簡(jiǎn)單，另一方面由便于裝配與更換。其中 φ6.4mm，可選用標(biāo)準(zhǔn)件 A 型式（尺寸為 6.4×84mm） 。沖 φ6.4mm 孔的凸模結(jié)構(gòu)可參考零件圖。沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 19 頁沖孔凸模草圖凸模長(zhǎng)度的校核計(jì)算：F= F=1.3×Т×t×L=468000N經(jīng)校核計(jì)算凸模的強(qiáng)度足夠。③ 凹模的設(shè)計(jì)在本模具中采用螺釘和銷釘將凹模直接固定在下模座上,凹模刃口為直壁式 ,凹模采用銷釘和螺釘固定時(shí)要保證螺釘(或沉孔)間、螺孔與銷孔間及螺孔與凹模刃壁間的距離不能太近,否則會(huì)影響模具的壽命。壁厚 40 查表 2.9.4 確定凹模厚度為40 mm凹模采用整體式結(jié)構(gòu)，各沖裁的凹?？拙捎秒娀鸹ň€切割加工，安排凹模在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。其輪廓尺寸可按公式 2.9.3、2.9.4 計(jì)算：凹模厚度 H=kb=0.35×34=22mm凹模壁厚 c=（1.5∽2）H=33∽44mm沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 20 頁取凹模厚度 H=28mm 凹模壁厚度 c=40mm凹模寬度 B=170 mm凹模長(zhǎng)度 L 取 200（送料方向） 凹模輪廓尺寸為 200×170 mm×40mm，草圖如下：凹模草圖（2）定位零件的設(shè)計(jì)沖模的定位零件是用來保證條料的正確送進(jìn)及在模具中的正確位置。在本模具中采用的是條料，所以選用導(dǎo)料板和固定擋料銷來實(shí)現(xiàn)對(duì)沖裁條料的定位。導(dǎo)料銷一般設(shè)兩個(gè)，并位于條料的同一側(cè)。從左向右送料時(shí)，導(dǎo)料銷裝在右側(cè)，從前先后送料時(shí)導(dǎo)料銷裝在左側(cè)。導(dǎo)料銷在本模具中直接 安裝在凹模板上。在裝配圖中很容易看到。固定擋料銷同樣起定位的作用，用它擋住搭邊或沖件輪廓，以限定條料的送進(jìn)距離。在本模具中試用固定擋料銷，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，在模具中廣泛應(yīng)用作定距；但沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 21 頁其存在著缺點(diǎn)：銷孔距離凹模刃壁較近，削弱了凹模的強(qiáng)度。固定擋料銷草圖在首件沖裁之前，用手將始用擋料塊壓入以限定條料的位置，在以后各次沖裁中，放開始用擋料塊，始用擋料塊被彈簧彈出，不再起擋料作用，而靠固定擋料銷對(duì)條料定位。沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 22 頁始用擋料塊草圖落料凸模下部設(shè)置 1 個(gè)導(dǎo)正銷，使用擋料銷可以消除送進(jìn)導(dǎo)向和送料定距或定位板等粗定位的誤差，沖裁中，導(dǎo)正銷先進(jìn)入沖孔中，導(dǎo)正條料位置，保證孔與外形相對(duì)位置公差的要求，次導(dǎo)正銷借用工件上 φ6.4mm 的孔作導(dǎo)正孔。導(dǎo)正應(yīng)在卸料板壓緊板料之前完成導(dǎo)正，考慮料厚和裝配后卸料板下平面超出凸模端面 1mm，所以導(dǎo)正銷直線部分的長(zhǎng)度為 1.8mm。導(dǎo)正銷采用 安裝在落料凸模端面，導(dǎo)正銷導(dǎo)正部分與導(dǎo)67rH正孔采用 配合。其中此零件可以采用標(biāo)準(zhǔn)件 A 型（具體結(jié)構(gòu)及尺寸可查表67hH2.9.7） 。 沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 23 頁導(dǎo)正銷草圖（3）導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 24 頁導(dǎo)料板草圖導(dǎo)料板的內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，導(dǎo)料板與條料之間的間隙取 1mm,這樣就可確定了導(dǎo)料板的寬度，導(dǎo)料板的厚度按表 2.9.7 選擇。導(dǎo)料板采用 45 鋼制作，熱處理硬度為 40∽45HRC，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。4.3 模柄的設(shè)計(jì) 沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 25 頁模柄草圖本模具采用模柄將上模固定在壓力機(jī)的滑塊上。模柄是作為上模與壓力機(jī)滑塊連接的零件。對(duì)它的基本要求是:一要與壓力機(jī)滑塊上的模柄孔正確配合,安裝可靠；二要與上模正確而可靠的連接。在本模具中選用壓入式模柄，通過螺紋與上模座連接并加螺絲防止轉(zhuǎn)動(dòng)。這種模柄可較好的保證軸線與上模座軸線垂直。模柄材料通常采用 Q235 或 Q275 鋼,在此選用 Q235 鋼.其支撐面應(yīng)垂直于模柄的軸線(垂直度不應(yīng)超過 0.02:100)。模柄在本模具選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，并根據(jù)前文壓力機(jī)的參數(shù)確定模柄的直徑和長(zhǎng)度?，F(xiàn)制草圖如下并標(biāo)明其具體尺寸：4.4 固定板的設(shè)計(jì) 將凸?；虬寄０匆欢ㄏ鄬?duì)的位置壓入固定后，作為一個(gè)整體安裝在上模座上。在本模具中只有凸模需要由固定板來固定。沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 26 頁固定板的厚度一般取凹模厚度的 0.6～0.8 倍,其平面尺寸可與凹模、卸料板外形尺寸相同,需考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢?。固定板的凸凹模安裝孔與凸凹模采用過渡配合H7/m6、H7/n6，壓裝后將凸凹模端面和固定板一起磨平?，F(xiàn)選用標(biāo)準(zhǔn)凸模固定板尺寸為:200mm×170mm×20mm固定板草圖4.5 墊板的設(shè)計(jì)墊板的作用是直接承受凸模的壓力，以降低模座承受的單位壓力，防止模座被局部壓陷，影響凸模的正常工作。墊板的外形尺寸和模板相同，厚度取 8mm沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 27 頁墊板草圖4.6 卸料板的設(shè)計(jì)卸料板用在卡在凸模上的沖裁件或廢料，卸料板的周界尺寸與凸凹模的周界尺寸相同，厚度為 16mm。卸料板采用 45 鋼制造，淬火硬度為 23∽28HRC。沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 28 頁卸料板草圖4.7 螺釘或銷釘?shù)脑O(shè)計(jì)螺釘和銷釘都是標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計(jì)模具時(shí)按標(biāo)準(zhǔn)選用即可。螺釘用于固定模具零件，一般選用內(nèi)六角螺釘，銷釘起定位作用。螺釘、銷釘規(guī)格應(yīng)根據(jù)沖壓力大小、凹模厚度等確定。4.8 模架及其他零部件的設(shè)計(jì)該模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，這種模架的導(dǎo)柱在模具后側(cè)位置，以凸凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。導(dǎo)柱 d/mm×L/mm 分別為 φ25×180，φ32×160；導(dǎo)套 d/mm×L/mm×D/mm 分別為 φ25×50×20，φ32×60×24。沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 29 頁模架草圖上模座的厚度 H 上模 取 20mm，上模座墊板的厚度 H 墊 取 6mm，固定板的厚度取10mm，下模座的厚度 H 下模 取 25mm，那么，該模具的閉合高度：H 閉 =H 上模 +H 墊 +H 下模 +H+L-h2=（20+6+25+25-2+55）=129mm式中：L-沖孔凸模長(zhǎng)度，L=55mm；H-凹模厚度，H=25mm；h2-凸模沖裁進(jìn)入凹模的深度，h 2=2mm?？梢娫撃＞唛]合厚度小于所選壓力機(jī) J23-10 的最大裝模高度（250mm） ，可以使用。10.模具強(qiáng)度校核① 沖孔凸模查表 2.9.2 可得強(qiáng)度校核公式 L≤270 ；壓應(yīng)力的校核公式 d≥ 。其Fd2 ??凹??t4中 d=6.4mm，t=3mm，F(xiàn)=468000N，τ=200Mpa，[σ 壓 ]=700Mpa。將上述數(shù)據(jù)帶入上面公式可得以下結(jié)論：該沖孔模具的強(qiáng)度以及壓應(yīng)力均符合要求。② 落料凹模對(duì)于其結(jié)構(gòu)及尺寸的設(shè)計(jì)，均按生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)公式設(shè)計(jì)。這樣就可以完全落料凹模符合強(qiáng)度的要求。沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 30 頁③ 落料凸模由于采用級(jí)進(jìn)模，為避免沖孔廢料的積聚。所以，對(duì)于凹模采用錐形刃口。這樣可以保證模具的壁厚符合最小壁厚（0.7mm）的要求。而對(duì)于其尺寸的設(shè)計(jì)確定，則參考了沖孔凸模的設(shè)計(jì)。查表 2.9.2 的強(qiáng)度校核公式 L≤1180 ，d≥ 。FJ??凹?其中 F=468000N，[σ 壓 ]=700Mpa，J=7mm 4。將上述數(shù)據(jù)帶入上面公式可得以下結(jié)論：該凸凹模的強(qiáng)度以及壓應(yīng)力均符合要求。11.模具總裝圖及工作原理通過以上設(shè)計(jì)，可得到這套模具的總裝圖。模具的上模部分主要有上模板、墊板、落料凸模、沖孔凸模、凸模固定板等組成。下部分由下模座、凹模、凹模固定板、卸料板等組成。卸料方式采用固定卸料，以橡膠為彈性元件。沖孔廢件從漏料孔中漏出，工件從凹模中落下。模具總裝圖工作原理:條料送進(jìn)時(shí)采用固定擋料銷進(jìn)行定位，而有導(dǎo)料銷和導(dǎo)料板保證送料沿正確的方向送進(jìn)。當(dāng)條料送到指定位置時(shí)，上模在壓力機(jī)的作用下進(jìn)行沖壓。沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 31 頁當(dāng)沖壓完成時(shí)，上模上行回程，卡在落料凸模上的廢料由彈性卸料板卸下，工件從凹模中落下。然后，再開始下一個(gè)行程。12.模具的總裝與試沖模具裝配，就是把組成模具的零部件按照?qǐng)D紙的要求連接或固定起來，使之成為滿足一定成形工藝要求的專用工藝裝備。模具裝配圖及驗(yàn)收技術(shù)條件是模具 裝配的依據(jù)，構(gòu)成模具的所有零件，包括標(biāo)準(zhǔn)件、通用件及成形零件等符合技術(shù)要求是模具裝配的基礎(chǔ)，但是，并不是有了合格的零件，就一定能裝配出符合設(shè)計(jì)要求的模具，合理的裝配工藝及裝配經(jīng)驗(yàn)也很重要。模具裝配過程是模具制造工藝全過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，包括裝配、調(diào)整、檢驗(yàn)和試模。在裝配時(shí)，零件或相鄰裝配單元的配合和連接均需按裝配工藝確定的裝配基準(zhǔn)進(jìn)行定位與固定，以保證它們之間的配合精度和位置精度，從而保證模具凸模與凹模精密均勻的配合、模具開合運(yùn)動(dòng)及其他輔助機(jī)構(gòu)（如卸料、送料等）運(yùn)動(dòng)的精確性，進(jìn)而保證制件的精度和質(zhì)量，保證模具的使用性能和壽命。模具的裝配精度一般由設(shè)計(jì)人員根據(jù)產(chǎn)品零件的技術(shù)要求、生產(chǎn)批量等因素確定。對(duì)于沖模而言，主要有凸凹模間隙，上下模座底面的平行度，導(dǎo)柱導(dǎo)套配合精度等?？傃b時(shí)，根據(jù)模具裝配圖的技術(shù)要求，完成模具的模架、凹模部分、凸模部分等分裝之后，即可進(jìn)行總裝配。首先應(yīng)根據(jù)主要零件的相互依賴關(guān)系，以及裝配方便和易于保證裝配精度要求來確定裝配基準(zhǔn)件，例如復(fù)合模一般以凸凹模作為裝配基準(zhǔn)件，級(jí)進(jìn)模以凹模作為裝配基準(zhǔn)件；其次，應(yīng)確定裝配順序，根據(jù)各個(gè)零件與裝配基準(zhǔn)件的依賴關(guān)系和遠(yuǎn)近程度確定裝配順序。裝配結(jié)束后，要進(jìn)行試沖，通過試沖發(fā)現(xiàn)問題，并及時(shí)調(diào)整和修理直至模具沖出合格零件為止。1.通讀設(shè)計(jì)圖樣，了解級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。本模具的裝配工藝要點(diǎn)是：在一付模具中有規(guī)律的安排 2 個(gè)工序進(jìn)行連續(xù)沖壓，同時(shí)保證落料和沖孔用凸、凹模間隙的均勻；導(dǎo)正銷工作可靠，且卸料板能及時(shí)卸下工件2. 查對(duì)各零件已完成裝配前的加工工序，并經(jīng)檢驗(yàn)合格。3.確定裝配方法和裝配順序。經(jīng)查對(duì)認(rèn)定模具零件已加工完成，可采用直接裝配方法。結(jié)合模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)凹模、凸模先進(jìn)行分組裝配，再進(jìn)行總裝配。選用以凹模為基準(zhǔn)件，先裝配上模，再裝配下模及輔助零件，步驟如下：（1） 模架的裝配模架的裝配主要是指導(dǎo)柱和導(dǎo)套的裝配，導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用過盈配合，導(dǎo)柱壓入下模座，導(dǎo)套壓入上模座，裝配后的模架，上模座沿導(dǎo)柱上、下移動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)，無阻礙現(xiàn)象。沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 32 頁壓入上、下模座的導(dǎo)套、導(dǎo)柱，離其安裝面應(yīng)有 1-2mm 的距離，壓入后應(yīng)牢固，不可松動(dòng)。（2） 下模的裝配凹模裝在下模座上，對(duì)正中心。（3） 上模裝配以凹模為基準(zhǔn)，按沖裁間隙，均勻找正凸模位置，將凸模與固定板、墊板裝合，保證，間隙均勻。（4）裝卸料板、承料板和條料導(dǎo)向、定位銷等。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，對(duì)模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修理，知道模具正常工作沖出合格制件為止。沖裁模具經(jīng)試沖合格后，應(yīng)在模具模板正面打刻編號(hào)、沖模圖號(hào)、制件號(hào)、使用壓力機(jī)型號(hào)、裝配鉗工工號(hào)、制造日期等，并涂油防銹后經(jīng)檢驗(yàn)合格入庫。13.設(shè)計(jì)總結(jié)通過沖壓課程設(shè)計(jì)，我進(jìn)一步鞏固了沖裁理論知識(shí)。并且也加深了相關(guān)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)。同時(shí)熟練掌握了專業(yè)工具書的使用方法。在整個(gè)過程中，增強(qiáng)了自己的動(dòng)手能力及獨(dú)立思考解決問題的能力。當(dāng)然，由于本人水平有限及缺乏生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，該設(shè)計(jì)難免存在不足之處。希望老師對(duì)此提出批評(píng)意見，在此表示萬分的感謝。沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 33 頁致謝感謝我的指導(dǎo)老師于老師，她對(duì)仔細(xì)審閱了本文的全部?jī)?nèi)容并對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。于智宏老師淵博的知識(shí)，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，特別是遇到困難時(shí)，她給了我鼓勵(lì)和幫助，在這里我向她表示真誠的感謝！感謝母校——河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識(shí)，掌握了一定的操作技能。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的，它是對(duì)我們?nèi)陙硭鶎W(xué)課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。它在我們的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我在溫習(xí)學(xué)過的知識(shí)的同時(shí)又學(xué)習(xí)了許多新知識(shí)，對(duì)一原來一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識(shí)。特別是原來所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測(cè)量、冷沖模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解，使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。同時(shí)還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)過程中要考慮的問題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費(fèi)材料，保證工件的經(jīng)濟(jì)性，加工工藝的合理性。在學(xué)校中，我們主要學(xué)的是理論性的知識(shí)，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來，使我們?cè)跍亓?xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí)；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過對(duì)焊片冷沖模的設(shè)計(jì)，我對(duì)沖裁模有了更為深刻的認(rèn)識(shí)，特別是這種沖孔落料模具的設(shè)計(jì)。在模具的設(shè)計(jì)過程中也遇到了一些難以處理的問題，雖然設(shè)計(jì)中對(duì)它們做出了解決 ，但還是感覺這些方案中還是不能盡如人意，如壓力計(jì)算時(shí)的公式的選用、凸、凹模間隙的計(jì)算、卸件機(jī)構(gòu)選用、工作零件距離的調(diào)整，都可以進(jìn)行進(jìn)一步的完善，使生產(chǎn)效率提高。歷經(jīng)近二個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，敬請(qǐng)各位老師對(duì)我的設(shè)計(jì)過程作最后檢查。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請(qǐng)教各位老師有關(guān)模具方面的問題，并且和同學(xué)的探討，模具設(shè)計(jì)在實(shí)際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時(shí)間里，對(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 34 頁從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個(gè)人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過程，我對(duì)模具的認(rèn)識(shí)過程亦是如此。經(jīng)過近三個(gè)月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)，為將來的事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在這次設(shè)計(jì)過程中得到了老師以及許多同學(xué)的幫助，我受益匪淺。在此，再次感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師于智宏老師在這一段時(shí)間給予無私的幫助和指導(dǎo)，并向他們致于深深的敬意，對(duì)關(guān)心和指導(dǎo)過我各位老師表示衷心的感謝!沖壓課程設(shè)計(jì)說明書第 35 頁參考文獻(xiàn)[1]陳錫棟、周小玉主編.實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)[ M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001[2]李紹林、馬長(zhǎng)福主編.實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)[ M].上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1998[3]許發(fā)樾主編.實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)[ 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