圓孔形翻邊筒形件-彎管墊片沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)【倒裝式落料沖孔翻邊復(fù)合模含17張CAD圖帶卡片】
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11 緒 論1.1 模具工業(yè)的地位模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。先進(jìn)國家的模具工業(yè)已擺脫從屬地位，發(fā)展為獨(dú)立的行業(yè)。日本工業(yè)界認(rèn)為：“模具工業(yè)是其它工業(yè)的先行工業(yè),是創(chuàng)造富裕社會(huì)的動(dòng)力” 。美國工業(yè)界認(rèn)為：“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石” 。在德國模具被冠以“金屬加工業(yè)中的帝王”之稱。在我國，1998 年 3 月在《國務(wù)院關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》模具被列為機(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)序列第二位，把發(fā)展模具工業(yè)擺在發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的重要位置。目前，我國沖壓模具在產(chǎn)值占模具總產(chǎn)值的 40%以上，處于主導(dǎo)地位。1.2 冷沖壓的應(yīng)用沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有時(shí)也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬板料。沖壓加工時(shí)，板料在模具的作用下，于其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力。當(dāng)內(nèi)力的作用達(dá)到一定程度時(shí)，板料毛坯或毛坯的某個(gè)部位便會(huì)產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對(duì)應(yīng)的變形，從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的零件。沖壓生產(chǎn)靠模具與設(shè)備完成加工過程，所以它的生產(chǎn)率高，而且由于操作簡便，也便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。利用模具加工，可以獲得其它加工方法所不能或難以制造的、形狀復(fù)雜的零件。沖壓產(chǎn)品的尺寸精度是由模具保證，所以質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需再經(jīng)過機(jī)械工業(yè)加工便可使用。沖壓加工不一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣大量切削材料，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約材料。沖壓產(chǎn)品的表面質(zhì)量較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產(chǎn)的軋制板料或帶料，在沖壓過程中材料表面不受破壞。因此，沖壓工藝是一種產(chǎn)品質(zhì)量較好而且成本低的加工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還具有重量輕且剛性好的特點(diǎn)。沖壓工藝在汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產(chǎn)品以及航空、航天和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要的地位?，F(xiàn)代各先進(jìn)工業(yè)化國家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達(dá)的。在我國的現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程中，沖壓生產(chǎn)占有重要的地位。1.3 冷沖壓發(fā)展趨勢(shì) （1）工藝分析計(jì)算方法的現(xiàn)代化。例如，生產(chǎn)汽車覆蓋件的沖壓工藝，傳2統(tǒng)方法是根據(jù)已有的設(shè)計(jì)資料和設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行對(duì)比分析，確定工藝方案和有關(guān)參數(shù)，然后設(shè)計(jì)模具，進(jìn)行試沖，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)和修改，才能轉(zhuǎn)入批量生產(chǎn)。近幾年來，國外有的公司已開始采用有限變形的彈塑性有限元法，對(duì)覆蓋件成形過程進(jìn)行計(jì)算模擬，分析應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，從而預(yù)測(cè)某一工藝方案的可行性和可能會(huì)產(chǎn)生的問題，并將結(jié)果顯示在圖形終端上，供設(shè)計(jì)人員進(jìn)行選擇和修改。這樣，不僅可以節(jié)省昂貴的模具試制費(fèi)用，縮短產(chǎn)品試制周期，而且可以建立符合生產(chǎn)實(shí)際的先進(jìn)設(shè)計(jì)方法；既促進(jìn)了冷沖壓工藝的發(fā)展，又可以發(fā)揮塑性成形理論對(duì)生產(chǎn)實(shí)際的知道作用。（2）模具設(shè)計(jì)及制造技術(shù)的現(xiàn)代化。為了加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代，縮短工裝設(shè)計(jì)、制造周期，正在大力開展模具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造（CAD/CAM）技術(shù)的研究和應(yīng)用。采用這一技術(shù)，一般可以提高模具設(shè)計(jì)和制造效率 2～3 倍，模具生產(chǎn)周期可縮短 1/2～1/3。發(fā)展這一技術(shù)的最終目標(biāo)，是要達(dá)到模具CAD/CAM 一體化，而模具圖紙將只作為檢驗(yàn)?zāi)＞咧谩２捎媚＞?CAD/CAM技術(shù)，還可提高模具質(zhì)量，大大減少設(shè)計(jì)與制造人員的重復(fù)勞動(dòng)，使設(shè)計(jì)者有可能把精力用在創(chuàng)新和開發(fā)上。（3）沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)華。為了滿足大量生產(chǎn)的需要，沖壓設(shè)備已由單工位低速壓力機(jī)發(fā)展到多工位高速自動(dòng)壓力機(jī)。一般中小型沖壓件，既可在多工位壓力機(jī)上生產(chǎn)，也可以在高速壓力機(jī)上采用多工位連續(xù)模加工，使沖壓生產(chǎn)達(dá)到高度自動(dòng)化。大型沖壓件（如汽車覆蓋件）可在多工位壓力機(jī)上利用自動(dòng)送料和取件裝置，進(jìn)行機(jī)械化流水線生產(chǎn)，從而減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高生產(chǎn)率。（4）為了滿足產(chǎn)品更新?lián)Q代加快和生產(chǎn)批量減小的發(fā)展趨勢(shì)，發(fā)展了一些新的成形工藝、簡易模具、通用組合模具以及數(shù)控沖壓設(shè)備和沖壓柔性制造系統(tǒng)（FMS ）等。這樣，就使沖壓生產(chǎn)既可適合大量生產(chǎn)，又可適用于小批量生產(chǎn)。（5）不斷改進(jìn)板料性能，以提高其成形能力和使用效果。例如，研制高強(qiáng)度鋼板，用來生產(chǎn)汽車覆蓋件；研制新型材料板，用來生產(chǎn)航空構(gòu)件等。1.4 畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要目的畢業(yè)設(shè)計(jì)做為大學(xué)教學(xué)中的一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)，是對(duì)我們?nèi)晁鶎W(xué)專業(yè)知識(shí)的最后一次也是最全面的一次檢查。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)可以很好的使我們辛勤的老師了解學(xué)生掌握知識(shí)的程度，也可以使我們很好的加強(qiáng)對(duì)專業(yè)知識(shí)的鞏固，對(duì)以后我們踏足社會(huì)和在實(shí)踐工作中起到了不可估量的作用。畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要目的有：綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)習(xí)知識(shí)，進(jìn)行一次拉深模具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高學(xué)生自己的獨(dú)立工作能力；鞏固“沖壓模具設(shè)計(jì)與制造” 等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握模具設(shè)計(jì)的方法和步驟；掌握沖壓模具設(shè)計(jì)與基本技能，如模具相關(guān)尺寸計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。3在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、在洛陽中國一拖、中信重型礦山機(jī)械廠的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于冷沖模具、塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富和加深了對(duì)各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下和在工廠師傅的講解下，我們對(duì)于模具的設(shè)計(jì)和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識(shí)。同時(shí)在實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體并查閱了很多相關(guān)資料，通過這些實(shí)踐，我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過在圖書館借閱相關(guān)手冊(cè)和書籍，更系統(tǒng)而全面了細(xì)節(jié)問題。鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設(shè)計(jì)工作者應(yīng)有的素質(zhì)。設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中難免有不妥之處，肯請(qǐng)各位老師指正。2 彎管墊片落料沖孔翻邊復(fù)合模零件名稱：彎管墊片材料：08Al批量：大批量料厚：1mm零件簡圖：如圖 1 所示圖 1圖示零件材料為 08Al 鋼板，能夠進(jìn)行一般的沖壓加工，市場(chǎng)上也容易得到這種材料，價(jià)格適中。42.1 工藝性分析彎管墊片屬于中等尺寸零件，料厚 1mm，外形較復(fù)雜，尺寸精度要求一般。加工這樣的工件，傳統(tǒng)的方法是采用二個(gè)工序來完成，即第一個(gè)工序是沖孔、落料，第二個(gè)工序再翻孔成形。采用這種工藝方法須兩套模具，生產(chǎn)率低；在第二步工序中操作者需將手伸入模具，安全性差；翻孔與外緣的同心度不容易保證。采用復(fù)合模一次完成沖孔、落料、翻孔工序，這樣能大大提高生產(chǎn)效率，避免了傳統(tǒng)方法難以解決的手進(jìn)入模具的問題，操作方便、安全，沖出制件質(zhì)量較好。2.2 工藝方案的確定方案一：1.落料沖孔復(fù)合模；2.翻邊（內(nèi)孔翻邊）單工序模。方案二：落料沖孔翻邊復(fù)合模。從工件圖上看，該工件形狀簡單且軸對(duì)稱，主要尺寸 38.5 的精度為 IT11?級(jí)，材料厚 t=1mm，其沖裁性能較好。所以采用方案二，即倒裝式落料沖孔翻邊復(fù)合模。2.3 必要的工藝參數(shù)計(jì)算2.3.1 排樣和材料利用率的計(jì)算 設(shè)計(jì)模具時(shí)，條料的排樣很重要。因?yàn)楣ぜ豁殐?nèi)孔翻邊，則落料件的尺寸與工件的外徑相等。由表 2-16[1]查得搭邊值 a1=a=1.5mm。則：條料寬度：b=42.5mm+2×1.5mm=45.5mm送進(jìn)步距：h=42.5mm+1.5mm=44mm材料利用率通用計(jì)算公式 ：%10??BLnF?式中 F—一個(gè)沖裁件的面積，mm；n——條料上沖裁件數(shù)量；B——條料寬度，mm； L——條料長度，mm。取工件數(shù)量 20條料長度 L=20D+19a1+2a1=20×42.5+21×1.5=881.5mm5取 L=882mm條料規(guī)格為 882×50×1得 07%150824????2.3.2 工作部件尺寸計(jì)算模具的主要工作部分落料凹模、凸凹模、翻邊凸模的工作關(guān)系如圖 6-26 所示。1.落料刃口尺寸計(jì)算按表 2-10[1]查得沖裁模刃口雙面間隙 Zmax=0.1mm，Zmin=0.13mm。工件的未注公差尺寸按 IT14 計(jì)算，查書末附錄 D1[1]得落料件直徑為。m062.54??落料凸、凹模的制造公差由表 2-12[1]查得 凹=0.03mm， 凸=0.02mm 。磨損??因數(shù)由表 2-13[1]查得 x=0.5。校核：凹+ 凸=0.025mm+0.02mm ＞Zmax -Zmin=0.03mm?則落料凸、凹模采用分別加工法。凹模尺寸 D 凹= ????m03.03.0 1942625.42??? ??????凹??凸模尺寸 Z025.025.min 719. ???凸凹凸 ?2.沖孔刃口尺寸計(jì)算沖壓工件沖孔凸模尺寸為 ，尺寸精度為 IT11 級(jí)。13.058??沖孔間隙對(duì)切邊質(zhì)量和模具壽命影響較大，雙面間隙 Z 過小則模架導(dǎo)向精度高，模具壽命低；Z 過大則制件口部毛刺大，取 Z=0.02～0.03mm 為宜。查表2-10 得沖孔刃口雙面間隙 Zmin=0.05mm，Zmax =0.07mm。查表 2-12[1]得凸、凹模的制造公差 , 。磨損因數(shù)m02.?凹?025.?凸?由表 2-13[1]查得 x=0.5。校核： Zm02.02.. minax??????凸凹 ?6則沖孔凸、凹模采用分別加工法。凸模尺寸 ????md 02.02.0 159135.18??? ??????凸凸 ??凹模尺寸 。Z0.05.0min.9??凸凹凸3.翻邊刃口尺寸計(jì)算因?yàn)榕髁蠟槠桨?，所以在進(jìn)行翻邊之前，需要在坯料上加工出待翻邊的孔，其孔徑 d 按彎曲展開的原則求出，即????mtrHD 8.127.0143.52.197.043.2 ???????豎邊高度則為 trd 5.4..28...2 ??查表 5.3.1[4] 得 ，第一次翻邊可達(dá)到的極限高度為45.0min?K????mtrDH 5.6172.043.5.012.97.3.12inmax ???????因?yàn)?，所以能一次翻邊成形。ax?由于翻邊凸模在下行中，則翻邊凸模的直徑 。D02.159??凸翻邊凸模、凹模之間的單邊間隙 Z/2 可控制在（0.75～0.85）t ，使直壁稍微邊薄以保證豎邊成為直壁。則翻邊凸模、凹模的單邊間隙 Z/2 =0.85t=0.85mm。翻邊凹模尺寸 ????mZD025.025.0 871.9??? ???凹凸凹 ?2.3.3 工序力計(jì)算1.落料力 查表 2-20[3]按式 F 落=1.3Lt ?式中 F 落— —落料力（N） ；L——工件外輪廓周長（mm） ；T——材料厚度（mm） ，t=1mm;——材料的抗剪強(qiáng)度（MPa） 。由書末附錄 A1 查得，?=260MPa。?7L=3.14×42.5mm=133.45mm則 F 落 =1.3×133.45mm×1mm×260MPa≈45.11kN2.卸料力 查表 2-21[3]按式 F 卸=K 卸 F 落式中 K 卸——卸料力因數(shù)，其值由表 2-15 查得，K 卸=0.03。則 K 卸=0.03×45.11KN≈1.3532KN3.翻邊力 此模具翻邊凸模的工作部分分為圓錐形，且翻邊是無預(yù)置孔。因此 F=1.3F翻。查表 2-21[3]按式 (5-23) 翻邊力為:F 翻 =1.1 t s(D－d 0)??式中 s——材料的屈服強(qiáng)度，查書末附錄 A1 得， s=200 MPa；? ?D——翻邊直徑(按中線計(jì)),D=18.5mm+1mm=19.5mm ；d0——毛預(yù)制孔直徑(mm),d 0=0mm；t——材料厚度(mm)。則 F=1.3F 翻=1.3×(1.1×3.14×1×200×19.5)kN=17.512kN4.沖孔力 查表 2-19[3]按式 (2-7)：?LtKF孔孔 ?式中 F 孔— —切邊力(N)；L——工件輪廓周長(mm)；T——材料厚度(mm), t=1mm ；——材料的抗剪強(qiáng)度 (MPa)。查書末附錄 A1 得， =260MPa。? ?L=3.14×18.5mm≈58.09mm則 F 孔=1.3×58.09mm×1mm×260MPa≈19.63kN5.推件力 8查表 2-16[3]按式 (2-11)F 推=nK 推 K 切式中 K 推——推件力因數(shù)，值由表 2-15 查得 K 推=0.05；n——工件在凹模內(nèi)的個(gè)數(shù)，取 n=1。則 F 推=1×0.05×19.63kN=0.49KN故總的沖裁力F 總= F 落 +K 卸 +F 翻+F 孔+F 推=45.11kN+1.3532KN+17.512kN+19.63kN+0.49N=84.1kN6.初選壓力機(jī)為安全起見，防止設(shè)備超載，可按公稱壓力 F 壓 （1.6～1.8）F 總的原則，?參考書末附錄 B3[3]，初選取公稱壓力為 160kN 的開式壓力機(jī)，其有關(guān)技術(shù)參數(shù)為：公稱壓力：160kN滑塊行程：55mm最大閉和高度：220mm封閉高度調(diào)節(jié)量：45mm工作臺(tái)孔徑：300mm×450mm模柄孔尺寸： 40mm×60mm?2.3.4 壓力中心的確定由于該零件為軸對(duì)稱件，壓力中心在工件中心。2.4 模具總體設(shè)計(jì)2.4.1 模具類型的選擇有沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合沖壓，所以模具類型為復(fù)合模具。2.4.2 定位方式的選擇在本模具中采用的是條料，所以選用導(dǎo)料銷和擋料銷來實(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)。從前先后送料時(shí)導(dǎo)料銷裝在左側(cè)[4] 。導(dǎo)料銷在本模具中直接安裝在卸料板上，在裝配圖中很容易看到。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)簡單、制造容易，在中小模具中廣泛應(yīng)用作定距；但其存在著缺點(diǎn)：銷孔距離凹模刃壁較近，削弱了凹模的強(qiáng)度。9所以將其安裝在卸料板上。2.4.3 卸料、出件方式選擇因?yàn)楣ぜ虾駷?1 mm，相對(duì)較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。又因?yàn)槭菑?fù)合模生產(chǎn)，所以采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。 2.4.4 導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)導(dǎo)向裝置用來保證上模相對(duì)于下模正確的運(yùn)動(dòng)，對(duì)于生產(chǎn)批量較大，零件的要求較高，壽命要求較長的模具，一般都需要采用導(dǎo)向裝置，本模具中應(yīng)用導(dǎo)柱導(dǎo)套裝置來完成導(dǎo)向.2.5 主要工作部分尺寸計(jì)算2.5.1 落料凹模的設(shè)計(jì)計(jì)算1.落料凹模的刃口形式落料凹模的刃口形式根據(jù)制件的外形設(shè)計(jì)成柱形刃口，刃口強(qiáng)度較高，修磨后刃口尺寸不變；缺點(diǎn)是孔口容易積存工件或廢料，推件力大且磨損大。推件塊和選用較大的壓力設(shè)備可解決這些缺點(diǎn)。2.落料凹模外形尺寸整體式落料凹模如圖 3，裝于上模座上，由于工作時(shí)承受沖裁力，若凹模高度 H 及模壁厚度 C 不足時(shí)，會(huì)使凹模產(chǎn)生較大變形，甚至破壞。但由于凹模受力復(fù)雜，凹模高度可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，即凹模高度 H=KB小凹模壁厚 C=(1.5~2)H大凹模壁厚 C=(2~3)H式中：B ——凹模孔的最大寬度，mm，但 B 不小于 15mm；C——凹模壁厚，mm 指刃口至凹模外形邊緣的距離；K=系數(shù)，取 0.35凹模高度 H=KB=0.35×42.5=15mm 凹模壁厚 C=1.5H = 1.5×15=22.5mm按上式計(jì)算的落料凹模外形尺寸，可以保證凹模有足夠的強(qiáng)度和剛度，一般可不再進(jìn)行強(qiáng)度校核。本設(shè)計(jì)中落料凹模外形尺寸取：凹模高度 H=62mm 凹模壁厚 C=26mm下面進(jìn)行強(qiáng)度校核。103.強(qiáng)度校核強(qiáng)度校核計(jì)算公式： ??wwdCp???????????02315.????????0min.w式中： p——落料力，N——彎曲應(yīng)力的計(jì)算值，MPaw?[ ]——許用彎曲應(yīng)力，MPa.對(duì)于淬火硬度 58～62HRC 的 CrMoV, [ ]=（300～ 500）MPawC——凹模壁厚，mm——凹模最小壁厚，mmminD——凹模直徑，mm——凹模直徑與翻邊凸模配合孔徑， mm。0d??ww ?????????????5.14.623125.64mC2.65.0.min ???????高度和厚度滿足要求。2.5.2 翻邊凸模的設(shè)計(jì)計(jì)算1.凸模長度的確定L= 64mm 2.壓應(yīng)力校核?????minAF11式中： ——凸模最小斷面的壓應(yīng)力，MPa?F——沖孔力，N——凸模最狹窄處的截面積， mmminA2凸模材料選為 CrMoV，淬火硬度為 58~62HRC 時(shí)，可取，在這里取????MPa3106.~?????MPa310.?????aAF5.9min3.彎曲應(yīng)力校核 較核公式 FIL425max?式中： ——允許的凸模最大自由，mmaxF——沖孔力，NI——凸模最小截面的慣性矩，MPa， MPa8654?dI?mFI 298196305425????4.凸模固定端面的壓力 ?????Aq式中：q——凸模固定端面的壓力, MPa，A——凸模固定部分最大截面積，F(xiàn)——沖孔力，N ，——模座材料許用壓應(yīng)力，MPa。????????4.63019Aq模座材料采用鑄鐵時(shí)，當(dāng)凸模固定端面壓力超過 80~90 Mpa 時(shí)，應(yīng)使用墊板，也可用墊板。2.5.3 凸凹模的設(shè)計(jì)計(jì)算121.凸凹模長度的確定 mHXta 61410???式中： ——模具閉和時(shí)橡皮長度，mm,0 mH20?H1——凸凹模固定板厚度，mm, 1——卸料板厚度， mm,XHX0?2.凸凹模壁厚校核查表 6-12[3]，倒裝復(fù)合模凸凹模最小壁厚 （料厚 ） 。mn7.2i t1?21.50.12.7n???＞滿足最小壁厚 的要求，設(shè)計(jì)的凸凹模滿足要求。min＞3.凸凹模固定端面的壓力 ??245108.FqMPaA????＜式中：A——凸模固定部分最大截面積，F(xiàn)——落料力，N。13圖 2 凸凹模 圖 3 落料凹模圖 4 翻邊凸模模具主要結(jié)構(gòu)中落料凹模、凸凹模、翻邊凸模的工作尺寸分別如圖 2～圖4 所示。2.5.4 其他零件及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.橡膠的計(jì)算 14下卸料裝置采用橡膠作為彈性元件。由式（1-4） [1]計(jì)算橡膠的自由高度為：??工 作自 由 sH4~5.3?式中 s 工作工作行程與模具修磨量或調(diào)整量（4～ 6）之和。mm1510??工 作則 ??H60~.24~5.3??自 由取 5自 由橡膠的裝配高度 ??mHZ 7.4~05.9.0~85.??自 由mHZ46?橡膠的斷面面積，在模具裝配時(shí)，根據(jù)模具空間大小確定。2.彈簧的設(shè)計(jì)推件塊用于沖壓件的上卸料，且兼作壓件板，是使工件保持平整的關(guān)鍵零件，故選擇彈簧時(shí)，其工作壓力應(yīng)再加大一些。根據(jù)結(jié)構(gòu)選為 1 根彈簧，推件力 F 推=0.49KN 。按推件力 F 推（≥0.49KN）和模具結(jié)構(gòu)尺寸，由書末附錄 C1 中可選序號(hào) 57～61 的彈簧，其負(fù)荷F=720N＞ 。卸F檢驗(yàn)是否滿足 ≥ 。1s總其中 ，查書末附錄 C1 及負(fù)荷—行程曲線可得m5.5.41???工 作下列有關(guān)數(shù)據(jù)：彈簧序號(hào)H H1 s1=H-H1 s 預(yù) s 總=s 工作+ s 預(yù) +s 修57 45 30.2 15.5 11 2158 60 40.2 21.8 13 2359 80 52.8 34.3 18 281560 100 65.0 46.8 24 3461 130 83.8 59.5 32 42故選取 58 號(hào)彈簧，外徑 D=36mm，鋼絲直徑 d=5mm,自由狀態(tài)下高 H 自由=60mm。彈簧裝配高度 。msHZ47??預(yù)自 由3.固定板的設(shè)計(jì)在本模具中只有凸凹模需要由固定板來固定。固定板的平面尺寸可與凹模、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)凸凹模固定板尺寸為: 94.5mm×80mm×10mm。4.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6mm5.螺釘與銷釘?shù)脑O(shè)計(jì)螺釘和銷釘都是標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計(jì)模具是按標(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，常用圓柱銷釘，螺釘、銷釘規(guī)格根據(jù)沖壓力的大小、凹模厚度等確定。所以螺釘?shù)囊?guī)格選用 M6、M8 和M10，銷釘選用 d=5mm。6.模架選擇該模具的結(jié)構(gòu)簡圖如圖 5 所示。主要由上、下模座、落料凹模、凸凹模、翻邊凸模、凸凹模固定板、卸料板、推件塊等零件構(gòu)成。根據(jù)落料凹模的外形尺寸及橡膠尺寸,參考有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[5],可選擇 I 級(jí)精度后側(cè)導(dǎo)柱模架 125mm×80mm×110mm～165mm(GB/T2856. —90)導(dǎo)柱 20h5×130mm 20 鋼 GB/T7187.1—95導(dǎo)套 20H6×70mm×28mm 20 鋼 GB/T7187.3—95上模座標(biāo)記 125mm×80mm×30mm HT200 GB/T2856.7—90下模座標(biāo)記 125mm×80mm×40mm HT200 GB/T2856.8—90模柄標(biāo)記：B40? 100 JB/T 7646.1—1994，模柄采壓入式模柄，B 型，材料為 Q235。模具的實(shí)際閉合高度為：16H 模=上模板厚度+ 墊板厚度+落料凹模厚度+凸凹模厚度+下模座厚度-凸凹模進(jìn)入凹模深度=30mm+6mm+62mm+66mm+40mm-14mm=190mm壓力機(jī)的最大閉和高度為 220mm（封閉高度調(diào)節(jié)量 45mm）工作臺(tái)孔徑為300mm×450mm，實(shí)際設(shè)計(jì)的模具閉和高度 H 模=190mm，滿足 175mm＜H 模＜220mm。2.6 模具總裝圖圖 5 裝配圖1 導(dǎo)料銷 2 螺栓 3 彈簧 4 模柄 5 止轉(zhuǎn)銷 6 銷釘 7 墊板 8 翻邊凸模9 上模座 10 導(dǎo)套 11 導(dǎo)柱 12 推件塊 13 制件 14 卸料板 15 卸料橡膠16 凸凹模固定板 17 下模座 18 螺栓 19 凸凹模 20 卸料釘 21 擋料銷1722 落料凹模工作時(shí)，條料由卸料板 14 上面送入，沒有導(dǎo)料銷，依靠目測(cè)來定位。上模下行卸料板 14 與推件塊 12 壓緊板料,然后凸凹模 19 與落料凹模 22 完成落料工作，同時(shí)端部呈錐形的翻孔凸模 8 進(jìn)行沖穿孔。上模繼續(xù)下行，工件在推件塊的壓緊狀態(tài)下進(jìn)行翻孔。當(dāng)翻孔結(jié)束時(shí)，翻孔凸模與凸凹模進(jìn)行擠切修邊。上?；厣龝r(shí)，由卸料板及推件塊完成卸料，擠切修邊廢料從凸凹?？卓趦?nèi)落下，至此整個(gè)沖壓工序完畢。2.7 沖壓設(shè)備的選定為安全起見，防止設(shè)備超載，可按公稱壓力 F 壓 （1.6～1.8）F 總的原則?選取壓力機(jī)。參照附錄 B3[3]，可選取公稱壓力為 160kN 的開式壓力機(jī)，其有關(guān)技術(shù)參數(shù)為：公稱壓力：160kN滑塊行程：55mm最大閉和高度：220mm封閉高度調(diào)節(jié)量：45mm工作臺(tái)孔徑：300mm×450mm模柄孔尺寸： 40mm×60mm?2.8 加工工藝卡2.8.1 凸模加工工藝過程卡產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件圖號(hào) 04機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品名稱凸模 零（部）件名稱 凸模共（ ）頁第（ ）頁材料牌號(hào)Cr12MoV毛坯種類圓棒料毛坯外型尺寸Φ65mm每個(gè)毛坯可制件數(shù)每臺(tái)件數(shù)備注工時(shí)工序號(hào)工序名稱 工序內(nèi)容 車間 工段 設(shè)備 工 藝裝 備 準(zhǔn)終單件05 下料鋸成 Φ65mm×70mm 下料車間 鋸床10 鍛 鍛成 Φ63mm×65mm 鍛造 氣錘18車間15 熱處理退火 熱處理車間處理爐20 車削車外圓 Φ63 達(dá)尺寸要求；車退刀槽 2×2；車外圓 Φ20.5，留磨量 0.5mm； 掉頭車左端，留磨量0.2mm模具車間車床25 熱處理淬火并回火達(dá)58～62HRC熱處理車間30 磨外圓和右 端面磨外圓 Φ62.5 和Φ20.5 達(dá)到要求模具車間 磨床35 鉗 研磨 Φ19.15 達(dá)圖樣要求 模具車間標(biāo)記 記數(shù)更改文件號(hào)簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更該文件號(hào)設(shè)計(jì)日期審核日期標(biāo)準(zhǔn)化日期會(huì)簽日期2.8.2 凸凹模加工工藝過程卡產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件圖號(hào) 12機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品名稱凸凹模零（部）件名稱 凸凹模共（ ）頁第（ ）頁材料牌號(hào)Cr12MoV毛坯種類圓棒料毛坯外型尺寸Φ60mm每個(gè)毛坯可制件數(shù)每臺(tái)件數(shù)備注工時(shí)工序號(hào)工序名稱 工序內(nèi)容 車間 工段 設(shè)備 工 藝裝 備 準(zhǔn)終單件05 下料鋸成 Φ60mm×70mm 下料車間 鋸床10 鍛 鍛成 Φ58mm×67mm 模具車間 車床1915 熱處理退火 熱處理車間處理爐20 車削車外圓 Φ56.5mm 達(dá)尺寸要求；車退刀槽2×2；車外圓 Φ43mm留磨量 0.5mm；掉頭車上端面，留磨量0.2mm模具車間車床21 銑 銑上、下端面達(dá)圖紙要求 模具車間22 銑銑Φ18mm、Φ16mm、Φ25mm 孔，孔徑流余量 0.1～0.15mm模具車間25 熱處理淬火并回火達(dá)58～62HRC熱處理車間30 磨外圓和上 端面磨外圓Φ62.5、Φ20.5、Φ20.85m、Φ19.2mm、Φ26.5mm 達(dá)到要求模具車間 磨床35 鉗 研磨各內(nèi)、外圓柱面達(dá)圖樣要求 模具車間 標(biāo)記 記數(shù)更改文件號(hào)簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更該文件號(hào)設(shè)計(jì)日期審核日期標(biāo)準(zhǔn)化日期會(huì)簽日期20結(jié) 論大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、洛陽中國一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于模具特別是塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是實(shí)現(xiàn)了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊(cè)和書籍，設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過程種，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中不妥之處在所難免，肯請(qǐng)各位老師指正。21致 謝時(shí)光如電，歲月如梭，三年的大學(xué)生活即將結(jié)束，而我也即將離開可敬的老師和熟悉的同學(xué)踏入不是很熟悉的社會(huì)中去。在這畢業(yè)之際，作為一名工科院校的學(xué)生，做畢業(yè)設(shè)計(jì)是一件必不可少的事情。畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常繁雜的工作，它涉及的知識(shí)非常廣泛，很多都是書上沒有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設(shè)計(jì)計(jì)算，這些都要靠自己運(yùn)用自己的思維能力去解決，可以說，沒有一定的毅力和耐心是很難完成這樣復(fù)雜的工作。在學(xué)校中，我主要學(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)前的一次總演練。畢業(yè)設(shè)計(jì)不但把我以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來，也使我在溫習(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)。由于本人資質(zhì)有限，很多知識(shí)掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計(jì)中難免要遇到很多難題，在有課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)及老師的不時(shí)指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克服了一個(gè)又一個(gè)的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)日趨完善。畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然很辛苦，但是在設(shè)計(jì)中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時(shí)也汲取了更完整的專業(yè)知識(shí)，鍛煉了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)我以后的工作一定有很大的幫助，而且也鍛煉我的吃苦耐勞的精神，讓我在這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)的社會(huì)里有立足之地。參 考 文 獻(xiàn)[1] 王孝培主編 .沖壓手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988 年 2 月22[2] 郝濱海編著 .沖壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005 年 1 月[3] 模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會(huì).沖模設(shè)計(jì)實(shí)用實(shí)例.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 年 4月 [4] 劉建超，張寶忠主編 .沖壓模具設(shè)計(jì)與制造.北京：高教社出版，2004 年 6 月 [5] 中國機(jī)械工程協(xié)會(huì)，中國模具設(shè)計(jì)大典編委會(huì).中國模具設(shè)計(jì)大典.南昌：2003 年 1月23