汽車門鎖上的墊片

汽車門鎖上的墊片,汽車,門鎖,墊片 天 津 大 學(xué) （高等教育自學(xué)考試） 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 機(jī)械工程學(xué)院 辦學(xué)點(diǎn) 模具設(shè)計(jì)與制造 專 業(yè) 12級(jí)輕工 班 設(shè)計(jì)（論文）題目：汽車門鎖上的墊片 完成期限： 自 2013年 6 月 20 日 至 2013 年 9 月 15 日 止 指 導(dǎo) 教 師 賈長(zhǎng)明 辦學(xué)單位負(fù)責(zé)人 劉伯偉 批 準(zhǔn) 日 期 2013年5.12 學(xué) 生 孫紅彥 接受任務(wù)日期2013年5.12 注：1. 本任務(wù)書一式兩份，一份院或系留存，一份發(fā)給學(xué)生，任務(wù)完成后附在說明書內(nèi)。 2.“檢查人簽名”一欄和“指導(dǎo)教師批準(zhǔn)日期”由教師用筆填寫，其余各項(xiàng)均要求打印。 1 一、設(shè)計(jì)（論文）原始依據(jù)（資料） 1、課題來源： 天津津兆機(jī)電有限公司 2、沖壓制品的性能要求： （1）功能沖件，上表面平整、無飛邊毛刺； （2）制品的強(qiáng)度和剛度要滿足其使用要求； （3）制品的尺寸精度要滿足圖紙要求。 2、生產(chǎn)綱領(lǐng) ：大批量生產(chǎn) 3、塑件制品的材料：SPC270C 4、塑件產(chǎn)品外觀圖： 二、設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容和要求：（說明書、專題、繪圖、試驗(yàn)結(jié)果等） 1.設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1) 產(chǎn)品分析。 2) 工藝分析。 3) 模具總體結(jié)構(gòu)的計(jì)算。 4) 主要零部件的設(shè)計(jì)。 5) 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 6) 壓力機(jī)的選擇 7) 模具裝配圖的設(shè)計(jì)。 8) 各零部件的加工過程。 9) 試模及檢驗(yàn)。 2.設(shè)計(jì)要求： 1) 完成畢業(yè)論文15000字左右。 2) 模具裝配圖。（用AutoCAD繪制） 3) 上模座、下模座圖。（用AutoCAD繪制） 4) 凸模、凹模板圖。（用AutoCAD繪制） 5) 卸料板，固定板，墊板等圖。（用AutoCAD繪制） 6) 盡量選用標(biāo)準(zhǔn)模架，在保證生產(chǎn)率和質(zhì)量的同時(shí)，力求降低模具成本和使用壽命。 7) 為了降低成本，可根據(jù)實(shí)際模具結(jié)構(gòu)選擇非標(biāo)模架。 8) 在保證模具強(qiáng)度的前提下，注意外形美觀和各部分協(xié)調(diào)。 附： 設(shè) 計(jì) 進(jìn) 度 計(jì) 劃 表 序 號(hào) 起止日期 計(jì)劃完成內(nèi)容 實(shí)際完成情況 檢查日期 檢查人簽名 1 2013.5.26~13.6.2 熟悉課題，檢索收集相關(guān)設(shè)計(jì)資料 完成 賈長(zhǎng)明 2 2013.6.2~13.6.9 測(cè)繪制件圖，確定技術(shù)路線，擬定并論證 模具結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)方案 完成 賈長(zhǎng)明 3 2013.6.9~13.6.16 模具各功能機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 完成 賈長(zhǎng)明 4 2013.6.16~13.6.23 繪制模具裝配圖 完成 賈長(zhǎng)明 5 2013.6.23~13.6.30 繪制模具非標(biāo)零件圖 完成 賈長(zhǎng)明 6 2013.7.1~13.8.1 總結(jié)設(shè)計(jì)結(jié)果和過程，撰寫設(shè)計(jì)說明書 完成 賈長(zhǎng)明 7 2013.8.1~13.9.15 準(zhǔn)備畢業(yè)答辯資料 完成 賈長(zhǎng)明 8 2013.9.15~13.9.23 畢業(yè)答辯 完成 賈長(zhǎng)明 指導(dǎo)教師批準(zhǔn)，并簽名： 2013 年 9 月 8日 天津大學(xué)高等教育自學(xué)考試本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 課題名稱 汽車門鎖上的墊片 學(xué)院名稱 天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)名稱 模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué)生姓名 孫紅彥 指導(dǎo)教師 賈長(zhǎng)明 1.所做課題的意義 所選課題為汽車門鎖上的墊片模具設(shè)計(jì)，沖壓成形作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，用以生產(chǎn)各種板料零件,具有很多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，其成形件具有自重輕、剛度大、強(qiáng)度高、互換性好、成本低、生產(chǎn)過程便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，是一種其它加工方法所不能相比和不可替代的先進(jìn)制造技術(shù)，在制造業(yè)中具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，被廣泛應(yīng)用于汽車、能源、機(jī)械、信息、航空航天、國防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中。 在吸收了力學(xué)、數(shù)學(xué)、金屬材料學(xué)、機(jī)械科學(xué)以及控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)等方面的知識(shí)后，已經(jīng)形成了沖壓學(xué)科的成形基本理論。以沖壓產(chǎn)品為龍頭，以模具為中心，結(jié)合現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，在產(chǎn)品的巨大市場(chǎng)需求刺激和推動(dòng)下，沖壓成形技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化和提高人民生活水平方面發(fā)揮著越來越重要的作用。 2.課題研究的主要內(nèi)容、方法、目的： 1到模具制造相關(guān)企業(yè)調(diào)研，了解模具生產(chǎn)，制造，加工情況。結(jié)合本設(shè)計(jì)課題，查閱相關(guān)資料。并完成基本參數(shù)的計(jì)算及沖壓機(jī)的選用； 2 確定模具類型及結(jié)構(gòu)，分析設(shè)計(jì)已知工件級(jí)進(jìn)模具。充分分析工件結(jié)構(gòu)，工藝性，了解級(jí)進(jìn)模機(jī)構(gòu)及工作原理完； 3運(yùn)用CAD,PRO-E等工具軟件輔助設(shè)計(jì)完成模具整體結(jié)構(gòu)； 4 對(duì)模具工作部分尺寸及公差進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算； 5 對(duì)模具典型零件需進(jìn)行選材及工藝路線分析； 6 繪制模具零件圖及裝配圖； 7 編寫設(shè)計(jì)說明書。 3.設(shè)計(jì)方案包括： 1 根據(jù)沖件畫出產(chǎn)品圖 2 收集、分析模具設(shè)計(jì)內(nèi)容的相關(guān)資料 3正確確定模具成型零件尺寸合理選擇模具結(jié)構(gòu) 5進(jìn)行模具相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算 6繪制模具裝配圖和零件圖 7檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確性和可實(shí)施性 8撰寫說明書 4. 此模具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和相關(guān)工藝參數(shù)的計(jì)算及校核 此產(chǎn)品為一汽車結(jié)構(gòu)部件，客戶為愛信車身制造有限公司。量產(chǎn)生產(chǎn)，量產(chǎn)設(shè)備為揚(yáng)力63T壓力機(jī)。 產(chǎn)品材質(zhì)為SPC270C，形狀簡(jiǎn)單明了，便于成型且尺寸較小，故可采用多工位級(jí)進(jìn)模進(jìn)行生產(chǎn)，且根據(jù)量產(chǎn)條件采用自動(dòng)送料和誤送檢測(cè)裝置，出料形式為一模兩件， 5. 主要參閱文獻(xiàn) [1] 周樹銀．沖壓模具設(shè)計(jì)及主要零部件加工． 北京理工大學(xué)出版社，2008． [2] 沖壓模具設(shè)計(jì)師手冊(cè)． 王鵬駒，成虹． 機(jī)械工業(yè)出版社，2009． [3] 模具制造技術(shù)講義． 張玉華，楊偉生. 天津輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2010． 選題是否合適：是□ 否□ 課題能否實(shí)現(xiàn)：能□ 不能□ 指導(dǎo)老師（簽字 ） 年 月 日 選題是否合適：是□ 否□ 課題能否實(shí)現(xiàn)：能□ 不能□ 審題小組組長(zhǎng)（簽字） 年 月 日 摘要 摘要 摘要 沖壓模具在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。沖壓模具的自動(dòng)送料技術(shù)也投入到實(shí)際的生產(chǎn)中，沖壓模具可以大大的提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，減輕工人負(fù)擔(dān)，具有重要的技術(shù)進(jìn)步意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在這次設(shè)計(jì)中，首先我們使用UG軟件的三維造型功能，對(duì)零件進(jìn)行三維造型。對(duì)零件進(jìn)行工藝性分析，繪制零件的二維和三維圖，以加深對(duì)零件的理解。了解沖裁件、拉深件和成形件結(jié)構(gòu)的工藝性。設(shè)定零件的工藝方案，比較工藝方案并確定工藝方案。計(jì)算毛坯的尺寸，計(jì)算沖裁次數(shù)，設(shè)定各步半成品的尺寸并繪出工序簡(jiǎn)圖。計(jì)算各個(gè)工序的工作壓力，設(shè)計(jì)并繪出模具簡(jiǎn)圖，選取各個(gè)合適的零件。了解落料模、拉深模、整形模、切邊模和沖孔模的特點(diǎn)和需要注意的問題，在模具簡(jiǎn)圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)工藝性分析，進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并選擇沖壓設(shè)備。 關(guān)鍵詞：模具設(shè)計(jì)、工藝方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 目錄 ABSTRACT Punching die has been widely used in industrial. more Self-acting feed technology of punching die is also used in production, punching die could increase the efficience of production and could alleviate the work burden，so it has significant meaning in technologic progress and economic value. In this design, first we use the 3D sculpt function of UG to create 3D model of the part. During the procedure, the workpiece’s craftwork character is analyzed ,the workpiece’s 2-D drawing and 3-D mold are made, so that the workpiece can be better comprehended. Learn the structural craftwork character of the workpiece, so does the drawing and forming craftwork character. Make sure the workpiece’s craft project, compare them and make the final disicion. Calculate the size of the roughcast and select its shape. Calculate the times of the drawings , make sure the size of the semi-manufactured workpiece of every steps, and draw the working procedure’s sketch. Calculate the every working pressure, design and draw die’s sketch, select every appropriate parts. Comprehend every needed dies’ character and the issues that is needed to be payed more attention. On the base of the dies’ sketch ，the dies’structure is analyzed, and then go on designing their structures and selecting punch equipments. Keywords: Craft project 、manufacture 、structure design 目 錄 目 錄 第一章 緒 論 .....................................................................................................................1 1.1 工業(yè)的發(fā)展 ..........................................................1 1.2 模具的發(fā)展 ..........................................................1 1.3 沖壓技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用 ................................................2 1.4 本課題的主要內(nèi)容及意義 ..............................................4 第二章 沖裁產(chǎn)品圖的繪制及工藝分析 .................................................................................6 2.1 工藝方案的準(zhǔn)則 ......................................................6 2.2 工藝方案的確定 ......................................................8 2.3 排樣的準(zhǔn)則 ..........................................................8 2.4 排樣的確定 .........................................................10 第三章 模具零件的計(jì)算 .......................................................................................................12 3.1 模具沖裁間隙的選擇 .................................................12 3.2 工藝計(jì)算 ...........................................................13 3.3 刃口尺寸計(jì)算的基本原則 .............................................14 3.4 凸凹模尺寸計(jì)算 .....................................................15 第四章 主要零部件的設(shè)計(jì) ...................................................................................................17 4.1 工作零件的設(shè)計(jì) .....................................................17 4.2 模座的設(shè)計(jì) .........................................................18 4.3 模柄的設(shè)計(jì) .........................................................19 4.4 模具的閉合高度 .....................................................19 第五章 模具整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) ...............................................................................................21 5.1 模具整體的零件規(guī)格 .................................................21 5.2 壓力機(jī)的選擇 .......................................................22 5.3 裝配圖及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) .................................................22 5.4 結(jié)構(gòu)圖的評(píng)審 .......................................................23 第六章 主要零部件的加工過程 .............................................................................................25 6.1 上模座的加工過程 ...................................................25 6.2 下模座的加工過程 ...................................................26 6.3 卸料板的加工過程 ...................................................27 6.4 凹模板的加工過程 ...................................................28 6.5 凹模墊板的加工過程 .................................................29 第七章 試模及檢驗(yàn) .................................................................................................................30 結(jié) 論 .......................................................................................................................................31 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................................32 目錄 致謝 ...........................................................................................................................................33 第一章 緒論 3 第一章 緒論 1.1 工業(yè)的發(fā)展 改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量的不斷增加， 更新?lián)Q代的不斷加快，在現(xiàn)代制造業(yè)中，企業(yè)的生產(chǎn)一方面朝著多品種、小批量和多 樣式的方向發(fā)展，加快換型，采用柔性化加工，以適應(yīng)不同用戶的需要；另一方面朝 著大批量，高效率生產(chǎn)的方向發(fā)展，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和生產(chǎn)規(guī)模來創(chuàng)造更多效益， 生產(chǎn)上采取專用設(shè)備生產(chǎn)的方式。模具，做為高效率的生產(chǎn)工具的一種，是工業(yè)生產(chǎn) 中使用極為廣泛與重要的工藝裝備。采用模具生產(chǎn)制品和零件，具有生產(chǎn)效率高，可 實(shí)現(xiàn)高速大批量的生產(chǎn)；節(jié)約原材料，實(shí)現(xiàn)無切屑加工；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，具有良好的 互換性；操作簡(jiǎn)單，對(duì)操作人員沒有很高的技術(shù)要求；利用模具批量生產(chǎn)的零件加工 費(fèi)用低；所加工出的零件與制件可以一次成形，不需進(jìn)行再加工；能制造出其它加工 工藝方法難以加狀比 較 復(fù) 雜 的 零 件 制 品 ； 容 易 實(shí) 現(xiàn) 生 產(chǎn) 的 自 動(dòng) 化 的 特 點(diǎn) 。 冷沖模是實(shí)現(xiàn)冷沖壓加工中必不可少的工藝設(shè)備，沒有先進(jìn)的模具技術(shù)，先進(jìn)的 冷沖壓工藝就無法實(shí)現(xiàn)。眾所周知，產(chǎn)品要具有競(jìng)爭(zhēng)能力，除了應(yīng)具有先進(jìn)技術(shù)水平、 穩(wěn)定的使用性能、結(jié)構(gòu)新穎、更新?lián)Q代快等特點(diǎn)外，還必須具有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。這就 需要采用先進(jìn)、高效的生產(chǎn)手段，不斷降低成本。要達(dá)到上述目的，途徑是多方面的， 模具就是其中的重要因素之一。它的重要性早已為國內(nèi)外所重視，并為工業(yè)發(fā)達(dá)國家 的發(fā)展過程所證實(shí)。在美、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國家，模具工業(yè)年產(chǎn)值，早已超過機(jī)床工業(yè)。 在模具工業(yè)中，沖模占的比例很大，由此可以看出冷沖壓與沖模在國內(nèi)外生產(chǎn)中的重 要地位。 1.2 模具的發(fā)展 現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場(chǎng)總體上供不應(yīng)求，市場(chǎng)需求 量維持在 600 億至 650 億美元，同時(shí)，我國的模具產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機(jī)遇。 近幾年，我國模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持 13%的年增長(zhǎng)率（據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2004 年國內(nèi)模具 進(jìn)口總值達(dá)到 600 多億，同時(shí)，有近 200 個(gè)億的出口） ，到 2005 年模具產(chǎn)值預(yù)計(jì)為 600 億元，模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的每年 9000 多萬美元增長(zhǎng)到 2005 年的 2 億美 元左右。單就汽車產(chǎn)業(yè)而言，一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元，而當(dāng) 汽車更換車型時(shí)約有 80%的模具需要更換。2003 年我國汽車產(chǎn)銷量均突破 400 萬輛， 預(yù)激 2004 年產(chǎn)銷量各突破 500 萬輛，轎車產(chǎn)量將達(dá)到 260 萬輛。另外，電子和通訊產(chǎn) 品對(duì)模具的需求也非常大，在發(fā)達(dá)國家往往占到模具市場(chǎng)總量的 20%之多。目前，中國 17000 多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)約 50 多萬。1999 年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá) 245 第一章 緒論 4 億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分 之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占 50%，塑料模具約占 33%，壓鑄模具約占 6%，其它各類模具約占 11%。 模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)工藝裝備，是一種高附加值的高技術(shù)密集型產(chǎn)品，也是 高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，其技術(shù)水平的高低已成為衡量一個(gè)國家制造水平的重要標(biāo) 志。隨著國民經(jīng)濟(jì)總量和工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)模具的需求量越來越 大，技術(shù)要求也越來越高。目前我國模具工業(yè)的發(fā)展步伐日益加快， “十一五期間”產(chǎn) 品發(fā)展重點(diǎn)主要應(yīng)表現(xiàn)在 [2]： （1）汽車覆蓋件模； （2）精密沖模； （3）大型及精密塑料模； （4）主要模具標(biāo)準(zhǔn)件； （5）其它高技術(shù)含量的模具。 目前我國模具年生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三，其中，沖壓模占模具總量的 40% 以上，但在整個(gè)模具設(shè)計(jì)制造水平和標(biāo)準(zhǔn)化程度上，與德國、美國、日本等發(fā)達(dá)國家 相比還存在相當(dāng)大的差距。以大型覆蓋件沖模為代表，我國已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件 模具。轎車覆蓋件模具設(shè)計(jì)和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高，代表覆蓋件模具的水 平。在設(shè)計(jì)制造方法、手段上已基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國際 水平，在轎車模具國產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步。但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成 本方面，以國外相比還存在一定的差距。標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級(jí)進(jìn)模和多 功能模具，是我國重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功 能上，與國外多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具相比，存在一定差距。 1.3 沖壓技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用 沖壓成形作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，用以生產(chǎn)各種板料零件,具有 很多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，其成形件具有自重輕、剛度大、強(qiáng)度高、互換性好、成本低、生產(chǎn) 過程便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，是一種其它加工方法所不能相比和不 可替代的先進(jìn)制造技術(shù)，在制造業(yè)中具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，被廣泛應(yīng)用于汽車、能源、 機(jī)械、信息、航空航天、國防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中。 在吸收了力學(xué)、數(shù)學(xué)、金屬材料學(xué)、機(jī)械科學(xué)以及控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)等方面的知 識(shí)后，已經(jīng)形成了沖壓學(xué)科的成形基本理論。以沖壓產(chǎn)品為龍頭，以模具為中心，結(jié) 合現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，在產(chǎn)品的巨大市場(chǎng)需求刺激和推動(dòng)下，沖壓成形技術(shù)在國民 經(jīng)濟(jì)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化和提高人民生活水平方面發(fā)揮著越來越重要的作用。 進(jìn)幾十年來，沖壓技術(shù)有了飛速的發(fā)展，它不僅表現(xiàn)在許多新工藝與新技術(shù)在生產(chǎn) 第一章 緒論 5 的廣泛應(yīng)用上，如：旋壓成形、軟模具成形、高能率成形等，更重要的是人們對(duì)沖壓 技術(shù)的認(rèn)識(shí)與掌握的程度有了質(zhì)的飛躍。 現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)是一種大規(guī)模繼續(xù)作業(yè)的制造方式，由于高新技術(shù)的參與和介入，沖 壓生產(chǎn)方式由初期的手工操作逐步進(jìn)化為集成制造。生產(chǎn)過程逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng) 化、并且正在向智能化、集成化的方向發(fā)展。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化沖壓作業(yè)，體現(xiàn)安全、高效、 節(jié)材等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)是沖壓生產(chǎn)的發(fā)展方向其主要表現(xiàn)和發(fā)展方向如下: (1) 沖壓成形理論及沖壓工藝方面 沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。目前，國內(nèi)外對(duì)沖壓成形理論的研究 非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成形過程應(yīng)力應(yīng)變分析、板料變形規(guī)律研究及 坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進(jìn)展。特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù) 的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進(jìn)一步完善，近年來國內(nèi)外已開始應(yīng)用塑性成形過程的 計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模擬金屬的塑性成形過程，根 據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計(jì)人員可預(yù)測(cè)某一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并 通過在計(jì)算機(jī)上選擇修改相關(guān)參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)。這樣既節(jié)省了昂 貴的試模費(fèi)用，也縮短了制模具周期。 (2) 沖模是實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件. 在沖模的設(shè)計(jì)制造上,目前正朝著以下兩方面發(fā)展:一方面,為了適應(yīng)高速、自動(dòng)、 精密、安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、 多功能方向發(fā)展，與此相比適應(yīng)的新型模具材料及其熱處理技術(shù)，各種高效、精密、 數(shù)控自動(dòng)化的模具加工機(jī)床和檢測(cè)設(shè)備以及模具 CAD/CAM 技術(shù)也在迅速發(fā)展；另一方 面，為了適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠 沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡(jiǎn)易沖模及其制造技術(shù)也得到了迅速發(fā) 展。 精密、高效的多工位及多功能級(jí)進(jìn)模和大型復(fù)雜的汽車覆蓋件沖模代表了現(xiàn)代沖模 的技術(shù)水平。目前，50 個(gè)工位以上的級(jí)進(jìn)模進(jìn)距精度可達(dá)到 2 微米，多功能級(jí)進(jìn)模不 僅可以完成沖壓全過程，還可完成焊接、裝配等工序。我國已能自行設(shè)計(jì)制造出達(dá)到 國際水平的精度達(dá) 2~5 微米，進(jìn)距精度 2~3 微米，總壽命達(dá) 1 億次。我國主要汽車模 具企業(yè)，已能生產(chǎn)成套轎車覆蓋件模具，在設(shè)計(jì)制造方法、手段方面已基本達(dá)到了國 際水平，但在制造方法手段方面已基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)、功能方面也接近 國際水平，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面與國外相比還存在一定差距。 模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù) 等先進(jìn)技術(shù)正在不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透、交叉、融合形成了現(xiàn)代模具制造技術(shù)。其 中高速銑削加工、電火花銑削加工、慢走絲切割加工、精密磨削及拋光技術(shù)、數(shù)控測(cè) 量等代表了現(xiàn)代沖模制造的技術(shù)水平。高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的 第一章 緒論 6 加工精度和表面質(zhì)量（主軸轉(zhuǎn)速一般為 15000 到 40000r/min）,加工精度一般可達(dá) 10 微米，最好的表面粗糙度 Ra≤1 微米） ，而且與傳統(tǒng)切削加工相比具有溫升低、切削力 小，因而可加工熱敏材料和剛性差的零件，合理選擇刀具和切削用量還可實(shí)現(xiàn)硬材料 （60HRC）加工；電火花銑削加工（又稱電火花創(chuàng)成加工）是以高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單管狀電 極作三維或二維輪廓加工（像數(shù)控銑一樣） ，因此不再需要制造昂貴的成形電極，模具 加工過程中的檢測(cè)技術(shù)也取得了很大的發(fā)展,現(xiàn)在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)除了能高精度地測(cè)量復(fù) 雜曲面的數(shù)據(jù)外,其良好的溫度補(bǔ)償裝置、可靠的抗振保護(hù)能力、嚴(yán)密的除塵措施及簡(jiǎn) 單操作步驟，使得現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化檢測(cè)成為可能。此外，激光快速成形技術(shù)（RPM）與樹脂 澆注技術(shù)在快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)中得到了成功的應(yīng)用。利用 RPM 技術(shù)快速成形三維原型 后，通過陶瓷精鑄、電弧涂噴、消失模、熔模等技術(shù)可快速制造各種成形模。 (3) 沖壓設(shè)備和沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化方面 性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件，高精度、高壽命、高效 率的沖模需要高精度、高自動(dòng)化的沖壓設(shè)備相匹配。為了滿足大批量高速生產(chǎn)的需要， 目前沖壓設(shè)備也由單工位、單功能、低速壓力機(jī)朝著多工位、多功能、高速和數(shù)控方 向發(fā)展，加之機(jī)械乃至機(jī)器人的大量使用，使沖壓生產(chǎn)效率得到大幅度提高，各式各 樣的沖壓自動(dòng)線和高速自動(dòng)壓力機(jī)紛紛投入使用。如在數(shù)控四邊折彎機(jī)中送入板料毛 坯后，在計(jì)算機(jī)程序控制下便可依次完成四邊彎曲，從而大幅度提高精度和生產(chǎn)率； 在高速自動(dòng)壓力機(jī)上沖壓電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖片時(shí)，一分鐘可沖幾百片，并能自動(dòng)疊成定、 轉(zhuǎn)子鐵芯，生產(chǎn)效率比普通壓力機(jī)提高幾十倍，材料利用率高達(dá) 97%；公稱壓力為 250KN 的高速壓力機(jī)的滑塊行程次數(shù)已達(dá) 2000 次/min 以上。 1.4 本課題的主要內(nèi)容及意義 本課題主要研究的是級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)。級(jí)進(jìn)模是在壓力機(jī)一次沖程中，在有規(guī)律排 列的幾個(gè)工位上分別完成一部分沖裁工序，在最后工序沖出完整工件。因?yàn)榧?jí)進(jìn)模是 連續(xù)沖壓，生產(chǎn)過程中相當(dāng)于每次沖程沖制一個(gè)工件，故生產(chǎn)效率高。級(jí)進(jìn)模沖裁可 以減少模具數(shù)量，操作方便安全，便于實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化。但它在定位中產(chǎn)生的累 計(jì)誤差會(huì)影響工件精度，因此級(jí)進(jìn)模多用于生產(chǎn)批量大，精度要求不高，需要多工序 沖裁的小零件加工。 根據(jù)零件圖的設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行沖壓工藝分析，制定工藝方案，編制零件的加工工 藝過程卡。設(shè)計(jì)內(nèi)容還包括：排樣圖設(shè)計(jì)，總的沖壓力計(jì)算機(jī)壓力中心計(jì)算，刃口尺 寸計(jì)算，彈簧、橡膠件的計(jì)算和選用，凸、凹?；蛲埂寄＝Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及其他沖模零 件的設(shè)計(jì)，繪制模具裝配圖和工作零件圖。編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。 主要內(nèi)容如下： 1 到模具制造相關(guān)企業(yè)調(diào)研，了解模具生產(chǎn)，制造，加工情況。結(jié)合本設(shè)計(jì)課題， 第一章 緒論 7 查閱相關(guān)資料。并完成基本參數(shù)的計(jì)算及沖壓機(jī)的選用； 2 確定模具類型及結(jié)構(gòu)，分析設(shè)計(jì)已知工件級(jí)進(jìn)模具。充分分析工件結(jié)構(gòu)，工藝性， 了解級(jí)進(jìn)模機(jī)構(gòu)及工作原理完； 3 運(yùn)用 CAD,PRO-E 等工具軟件輔助設(shè)計(jì)完成模具整體結(jié)構(gòu)； 4 對(duì)模具工作部分尺寸及公差進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算； 5 對(duì)模具典型零件需進(jìn)行選材及工藝路線分析； 6 繪制模具零件圖及裝配圖； 7 編寫設(shè)計(jì)說明書。 該課題是來源于生產(chǎn)實(shí)際，零件結(jié)構(gòu)典型，使用量大，難度適中。本課題在分析零 件結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上，優(yōu)化設(shè)計(jì)模具，采用多工序級(jí)進(jìn)模。緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的課題， 對(duì)學(xué)生了解和掌握沖壓模具制品生產(chǎn)過程、模具設(shè)計(jì)，提高工程設(shè)計(jì)和解決實(shí)際問題 的能力，具有很重要的意義。學(xué)生經(jīng)過本模具的設(shè)計(jì)后，能較好的掌握沖壓模具的設(shè) 計(jì)流程和方法，使其具備一定的沖壓模具設(shè)計(jì)能力，為以后走入工廠打下良好的基礎(chǔ)。 第一章 緒論 8 第二章 沖裁產(chǎn)品圖繪制及工藝分析 9 第二章 沖裁產(chǎn)品圖繪制及工藝性分析 2.1 工藝方案的準(zhǔn)則 沖裁工序可分為單工序沖裁、復(fù)合工序沖裁和連續(xù)沖裁。 (1) 單工序模在一副模具中完成只完成一種工序的沖模，如落料模，沖孔模，拉深 模等結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率不高，一般適用于小批量生產(chǎn)。 (2) 復(fù)合模是在單工序模的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種較先進(jìn)的模，在一副沖模中一次 定位可以同時(shí)完成幾個(gè)工序。復(fù)合模結(jié)構(gòu)緊湊，一套模具能完成若干工序，大大減少 了模具和占用的沖壓設(shè)備的數(shù)量，減少了操作人員和周轉(zhuǎn)時(shí)間，勞動(dòng)生產(chǎn)效率高。 (3) 連續(xù)模是把完成一個(gè)沖件的幾個(gè)工序，排列成一定的順序，組成連續(xù)模，在沖 裁過程中，條料在模具中依次在不同的工序位置上，分別完成沖件所要求的工序，除 最初幾次沖程外，以后每次沖程都可以完成一個(gè)(或幾個(gè))沖裁件。 在一副模具中，可 以完成包括沖裁，彎曲，拉深和成形等多道沖壓工序；減少了使用多副模具的周轉(zhuǎn)和 重復(fù)定位過程，顯著提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和設(shè)備利用率。由于在級(jí)進(jìn)模中工序可以分散 在不同的工位上，故不存在復(fù)合模的“最小壁厚”問題，設(shè)計(jì)時(shí)還可根據(jù)模具強(qiáng)度和 模具的裝配需要留出空工位，從而保證模具的強(qiáng)度和裝配空間。 多工位級(jí)進(jìn)模通常具 有高精度的內(nèi)、外導(dǎo)向（除模架導(dǎo)向精度要求高外，還必須對(duì)細(xì)小凸模實(shí)施內(nèi)導(dǎo)向保 護(hù)）和準(zhǔn)確的定距系統(tǒng)，以保證產(chǎn)品零件的加工精度和模具壽命。 多工位級(jí)進(jìn)模常采 用高速?zèng)_床生產(chǎn)沖壓件，模具采用了自動(dòng)送料、自動(dòng)出件、安全檢測(cè)等自動(dòng)化裝置， 操作安全，具有較高的生產(chǎn)效率。目前，世界上最先進(jìn)的多工位級(jí)進(jìn)模工位數(shù)多達(dá) 50 多個(gè)，沖壓速度達(dá) 1000 次／分以上。多工位級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鑲塊較多，模具制造精 度要求很高，給模具的制造、調(diào)試及維修帶來一定的難度。同時(shí)要求模具零件具有互 換性，在模具零件磨損或損壞后要求更換迅速，方便，可靠。所以模具工作零件選材 必須好（常采用高強(qiáng)度的高合金工具鋼、高速鋼或硬質(zhì)合金等材料） ，必須應(yīng)用慢走絲 線切割加工、成型磨削、坐標(biāo)鏜、坐標(biāo)磨等先進(jìn)加工方法制造模具。 多工位級(jí)進(jìn)模主 要用于沖制厚度較?。ㄒ话悴怀^ 2mm） 、產(chǎn)量大，形狀復(fù)雜、精度要求較高的中、小 型零件。 此產(chǎn)品為一汽車結(jié)構(gòu)部件，客戶為愛信車身制造有限公司。量產(chǎn)生產(chǎn)，量產(chǎn)設(shè)備 為揚(yáng)力 63T 壓力機(jī)。 產(chǎn)品材質(zhì)為 SPC270C，形狀簡(jiǎn)單明了，便于成型且尺寸較小，故可采用多工位級(jí)進(jìn) 模進(jìn)行生產(chǎn)，且根據(jù)量產(chǎn)條件采用自動(dòng)送料和誤送檢測(cè)裝置，出料形式為一模兩件， 根據(jù)客戶提供的 PDF 文件，繪制產(chǎn)品圖如下： 第二章 沖裁產(chǎn)品圖繪制及工藝分析 10 從零件圖可看出，該零件包括沖孔、多次沖裁外形和落料等基本工序，可以采用以 下三種工藝方案： (1) 先落料，再?zèng)_孔，再?zèng)_外形采用三副單工序模生產(chǎn)。 (2) 落料－沖外形復(fù)合沖壓，再?zèng)_孔采用一復(fù)合模一單工序生產(chǎn)。 (3) 沖孔、沖外形和落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 對(duì)以上三種工藝方案進(jìn)行分析比較： 方案一：模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要三道工序、三套模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)效 率較低，難以滿足零件大批量生產(chǎn)的需求。由于零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為提高生產(chǎn)效率，主 要應(yīng)采用復(fù)合沖裁?；蚣?jí)進(jìn)沖裁模方式。 方案二：復(fù)合模定位精度高并且滿足大批量生產(chǎn)的要求，仍然需要一副復(fù)合模和一 副單工序模，成本較高。同時(shí)需要考慮提高勞動(dòng)效率和節(jié)約人力成本，該工件并不適 合用復(fù)合模加工。 方案三：級(jí)進(jìn)模本身能滿足大批量生產(chǎn)，而且生產(chǎn)效率最高，也能夠自動(dòng)進(jìn)料，節(jié) 約人力。由于工件精度為 IT8 級(jí)，符合級(jí)進(jìn)模加工工件的精度要求。 綜上所述，最后確定用級(jí)進(jìn)沖裁方式進(jìn)行生產(chǎn)。 2.2 工藝方案的確定 根據(jù)上述原則，對(duì)上面的各道基本工序做不同的組合，排出順序，得出具體的工 第二章 沖裁產(chǎn)品圖繪制及工藝分析 11 藝方案： 工件由一次沖兩孔，四次初切，兩次折彎，一次整合，最后落料共八道工序沖壓成 形，由于要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)料，要先在第一工序安排沖定位孔。 工序一：沖定位孔，用于自動(dòng)進(jìn)料定位 工序二：沖兩孔 工序三：沖孔 工序四：沖孔 工序五：折彎 工序六： 折彎 工序七：整合 工序八：落料 工藝性分析：根據(jù)《沖壓模具設(shè)計(jì)及主要零部件加工》知沖孔時(shí),因受凸模強(qiáng)度的 限制,孔的尺寸不應(yīng)太小.沖孔的最小尺寸取決于材料性能,凸模的強(qiáng)度和模具結(jié)構(gòu)等. 查表可得圓形孔最小值得 d=0.9t=0.9X1=0.9mm0.1~0.5 >0.5~2.5 >2.5~6.5 >6.5 0.06~0.075 0.045~0.055 0.04~0.05 ~0.03~0.04 0.02~0.03 0.1 0.065 0.050 0.045 0.025 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 黃銅、紫銅 0.02~0.06 0.03~0.09 鋁、鋁合金 0.025~0.08 0.03~0.07 第三章 模具整體結(jié)構(gòu)的計(jì)算 18 要的力稱為推件力，影響這些力的因素有很多，要準(zhǔn)確地計(jì)算是很困難的，一般常 用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 卸料力 F=KF 推件力 F=nKF 式中 F 為沖裁力。K 為卸料力系數(shù)、推件力系數(shù)，查表冷沖壓模具設(shè)計(jì)及 主要零部件加工可得 K=0.05，K=0.055，N 為同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖裁件數(shù)或廢料數(shù)， n=h/t，h 為凹模的直臂高度，t 為板料厚度。H=3mm，t=1mm。故可得 F=2.2139KN,F=2.4353KN.總的沖裁力為 48.93KN。 3.2.3 沖裁件壓力中心的計(jì)算 此沖裁件形狀規(guī)則且為對(duì)稱件，故其壓力中心位于幾何中心上。 3.3 刃口尺寸計(jì)算的基本原則 沖裁件的尺寸精度主要取決與模具刃口的尺寸的精度，模具的合理間隙也要靠模 具刃口尺寸及制造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及制造公差，是設(shè)計(jì)沖裁模主 要任務(wù)之一。從生產(chǎn)實(shí)踐中可以發(fā)現(xiàn)： 1、由于凸、凹模之間存在間隙，使落下的料和沖出的孔都帶有錐度，且落料件 的大端尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。 2、在測(cè)量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔孔徑是以小端尺寸為基 準(zhǔn)。 3、沖裁時(shí)，凸、凹模要與沖裁件或廢料發(fā)生摩擦，凸模越磨愈小，凹模越磨愈 大，結(jié)果使間隙越來越大。 由此在決定模具刃口尺寸及其制造公差時(shí)需要考慮以下原則： 1、落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時(shí)的尺寸由凸模尺寸決定。故設(shè)計(jì)落料模 時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上：設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，以凸模尺寸為基準(zhǔn)，間隙取在 凹模上。 2、考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設(shè)計(jì)落料凹模時(shí)，凹模基本尺寸應(yīng)取尺寸公 差范圍的較小尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸模基本尺寸應(yīng)取工件孔尺寸公差范圍的較大尺 寸。這樣在凸凹模磨損到一定程度的情況下，仍能沖出合格的制件。凸凹模間隙則取 最小合理間隙值。 3、確定沖模刃口制造公差時(shí)，應(yīng)考慮制件的公差要求。如果對(duì)刃口精度要求 過高（即制造公差過?。?，會(huì)使模具制造困能，增加成本，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期；如果對(duì)刃 口要求過低（即制造公差過大）則生產(chǎn)出來的制件有可能不合格，會(huì)使模具的壽命 降低。若工件沒有標(biāo)注公差，則對(duì)于非圓形工件按國家“配合尺寸的公差數(shù)值” 第三章 模具整體結(jié)構(gòu)的計(jì)算 19 IT14 級(jí)處理，沖模則可按 IT11 級(jí)制造；對(duì)于圓形工件可按 IT17～I(xiàn)T9 級(jí) 制 造 模 具 。 沖 壓 件 的 尺 寸 公 差 應(yīng) 按 “ 入 體 ”原 則 標(biāo) 注 單 項(xiàng) 公 差 ， 落 料 件 上 偏 差 為 零 ， 下 偏 差 為 負(fù) ； 沖 孔 件 上 偏 差 為 正 ， 下 偏 差 為 零 。 3.4 凸凹模尺寸計(jì)算 凸、凹模間隙值的確定： 凸、凹模間隙對(duì)沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度、模具壽命以及沖裁力、卸料力、推 件力等有較大的影響,所以應(yīng)選擇合理的間隙。沖裁間隙主要按制件質(zhì)量要求，根據(jù)經(jīng) 驗(yàn)數(shù)字來采用，此工件的公差要求不高，可采用較大公差。 （１）考慮落料和沖孔的區(qū)別，落料前的尺寸處決于模，用減小凸模尺寸來保證合理 間隙。 （２）刃口的磨損對(duì)沖件尺寸的影響，凸凹模應(yīng)取接盡沖裁件的最大極限尺寸。 根據(jù)零件材料及料厚，查文獻(xiàn)《沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ，確定沖裁刃口始用雙面間隙值： Zmin=0.045 mm， Zmax=0.085 mm，取 Z=0.06mm。至于壓彎時(shí)凸模與凹模之間的間隙， 按材料的性能、厚度以及彎曲件的高度和寬度（彎曲線的長(zhǎng)度） ，取單邊間隙 C=（1.0～1.1）t，這里取 C=1 mm。另外，設(shè)計(jì)中考慮在合模時(shí)使毛坯完全壓靠，以保 證彎曲件的質(zhì)量和尺寸精度。 沖圓孔凸、凹模刃口尺寸計(jì)算，圓孔形狀簡(jiǎn)單，為制造方便，凸、凹模擬采用分 開加工。 圓孔尺寸 ?4.2，按一般要求：模具精度較工件精度高 2～3 級(jí)，查文獻(xiàn)[6]表 2-10 得 ， ，這樣將不滿足分開加工條件：mp02.??md02.?? 。inaxZd??? 考慮到圓孔容易加工，可以適當(dāng)?shù)奶岣咄埂寄Ｖ圃炀?，? ，i)(4.0p?? in)ax(6.0Zd??? 取 ， ，這樣就滿足分開加工條件：m1d1. midp?? 先確定凸模刃口尺寸，查文獻(xiàn)[6]表 2-11 得：x=0.75，按（4-3）式計(jì)算： (4-3)0)(pxdp????? 則： dp 01.01.95)275.( ?????? 凹模刃口尺寸，按（4-4）式計(jì)算： （4-4）dZpd??0min)( 第三章 模具整體結(jié)構(gòu)的計(jì)算 20 則： ,沖圓孔凸模尺寸標(biāo)注見圖。md01.01.25).09.5(???? 第四章 主要零部件的設(shè)計(jì) 21 第四章主要零部件的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)主要零部件時(shí)，首先要考慮主要零部件用什么方法加工制造及總體裝配方法。 結(jié)合模具的特點(diǎn)，本模具適宜采用線切割加工凸模固定板、卸料板、凹模及外形凸模、 內(nèi)孔凸模。這種加工方法可以保證這些零件各個(gè)內(nèi)孔的同軸度，使裝配工作簡(jiǎn)化。下 面就分別介紹各個(gè)零部件的設(shè)計(jì)方法。 4.1 工作零件的設(shè)計(jì) 4.1.1 凹模的設(shè)計(jì) 凹模采用整體凹模，各種沖裁的凹?？拙捎镁€切割機(jī)床加工，安排凹模在模架 上位置時(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。 模具厚度的確定公式為： H=Kb (9—1) 式中： K——系數(shù)值，考慮板料厚度的影響； b—— 沖裁件的最大外形尺寸； 按上式計(jì)算后，選取的 H 值不應(yīng)小于（15～20）mm; 表 9—1 系數(shù)值 K 材料厚度 t/mm s/mm 1~3 >3~6 50~100 >100~200 >200 0.30~0.40 0.20~0.30 0.15~0.20 0.10~0.15 0.35~0.50 0.22~0.35 0.18~0.22 0.12~0.18 0.45~0.60 0.30~0.45 0.22~0.30 0.15~0.22 查表 9—1 得： K=0.22 H=0.22×82=18.04mm 取 H=20mm 模具壁厚的確定公式為： C=(1.5~2)H (9—2) 第四章 主要零部件的設(shè)計(jì) 22 由上式 C=(1.5~2)H =1.5×20~2×20 =30~40mm 凹模壁厚取 C=30mm 凹模寬度的確定公式為： B=b+2C (9—3) =40+2x30 =100mm 凹模長(zhǎng)度的確定公式為： L=2×155+2×30 =370mm 凹模的長(zhǎng)度要考慮導(dǎo)料銷發(fā)揮的作用，保證送料粗定位精度。由于此模具為級(jí)進(jìn) 模，擋料方式為擋料塊，又有倒裝式的彎曲凸模。凹模輪廓尺寸選為 370mm×100mm×26mm。凹模材料選用 T10A，熱處理 60~64HRC。 4.1.2 凸模的結(jié)構(gòu)和固定形式 由于沖件的形狀和尺寸的不同，沖模的加工以及裝配工藝等實(shí)際條件亦有所不同， 所以在實(shí)際生產(chǎn)中使用的凸模結(jié)構(gòu)形式也就有很多種形式。一般沖裁凸模的形狀是由 產(chǎn)品的形狀決定的，它可以采用直身結(jié)構(gòu)也可采用加強(qiáng)型結(jié)構(gòu)。主要的固定方式有： 臺(tái)肩固定、鉚接、螺釘和銷釘固定以及粘結(jié)劑澆注法固定等 [9]。 本設(shè)計(jì)中采用用圓形和異形兩種形式的凸模，材料 選用 Cr12MoV，淬火硬度 HRC56-60 必要時(shí)表面可進(jìn)行 滲氮處理。圓凸?？刹捎酶呔韧鈭A磨床加工，異形凸 ?？梢圆捎寐呓z線切割加工或成形磨削加工（成形磨 削是模具零件成形表面精加工的一種方法，可以獲得高 尺寸精度、高表面加工質(zhì)量 [7]。 凸模固定方式如圖 4-10 所示：凸模以過渡配合 （K6）固緊在凸模固定板上，頂端形成臺(tái)肩，以便固定， 并保證在工作時(shí)不被拉出，安全可靠。 4.2 模座的設(shè)計(jì) 模座分帶導(dǎo)柱和不帶導(dǎo)柱兩種，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)要求確定是否帶導(dǎo)柱的模座。 圖 4-10 凸模固定方式 第四章 主要零部件的設(shè)計(jì) 23 本模具采用對(duì)角導(dǎo)柱、導(dǎo)套來保證模具上、下模的精確導(dǎo)向?；瑒?dòng)導(dǎo)柱、導(dǎo)套都 是圓柱形的，其加工方便，可采用車床加工，裝配容易。導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)保證上模座最 底位置時(shí)（閉合狀態(tài)） ，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離 13mm。而下模座底面與導(dǎo)柱 底面的距離為 10mm。導(dǎo)柱的下部與下模座導(dǎo)柱孔采用 H7/r6 的過盈配合,導(dǎo)套的外徑 與上模座導(dǎo)套孔采用 H7/r6 的過盈配合。導(dǎo)套的長(zhǎng)度，需要保證沖壓時(shí)導(dǎo)柱一定要進(jìn) 入導(dǎo)套 10mm 以上。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用 H7/h6 的間隙配合，導(dǎo)柱與導(dǎo)套均采用 20 鋼， 熱處理硬度滲碳淬硬 58~62HRC。 導(dǎo)柱的直徑、長(zhǎng)度，按標(biāo)準(zhǔn)選取。 小導(dǎo)柱：d/mm×L/mm 分別為 Φ35×190； 小導(dǎo)套：d/mm×L/mm×Dmm 分別為 φ35×115×50 大導(dǎo)柱：d/mm×L/mm 分別為 Φ40×190； 大導(dǎo)套：d/mm×L/mm×Dmm 分別為 φ40×115×55 模座的的尺寸 L/mm×B/mm 為 545mm×375mm。模座的厚度為上模座的厚度為 45，墊板厚度取 8，固定板厚度取 25，下模座的厚度為 55mm。 4.3 模柄的設(shè)計(jì) 模柄的作用是將模具的上模座固定在沖床的滑塊上。常用的模柄形式有：（1） 整體式模柄，模柄與上模座做成整體，用于小型模具。 （2）帶臺(tái)階的壓入式模柄，它 與模座安裝孔用 H7/n6 配合，可以保證較高的同軸度和垂直度，適用于各種中小型模 具。 （3）帶螺紋的旋入式模柄，與上模連接后，為防止松動(dòng)，擰入防轉(zhuǎn)螺釘緊固，垂 直度較差，主要用于小型模具。 （4）有凸緣的模柄，用螺釘、銷釘與上模座緊固在一 起，使用與較大的模具。 （5）浮動(dòng)式模柄，它由模柄，球面墊塊和連接板組成，這種 結(jié)構(gòu)可以通過球面墊塊消除沖床導(dǎo)軌位差對(duì)對(duì)沖模導(dǎo)向精度的影響，適用于滾珠導(dǎo)柱、 導(dǎo)套導(dǎo)向的精密沖裁。 本模具采用帶臺(tái)階的壓入式模柄，模柄孔尺寸：d/mm x h/mm Φ50 x70。 在設(shè)計(jì)模柄時(shí)模柄長(zhǎng)度不得大于沖床滑塊內(nèi)模柄孔的深度，模柄直徑應(yīng)與模柄孔 徑一致。 4.4 模具的閉合高度： 該模具的閉合高度為 H 閉=H 上模+H 墊+H 墊+H 卸+H 卸墊板+H+H 下模+墊鐵 (9—7) =(40+16+20+13+26+26+16+50+25)mm =233（ mm） 式中： 第四章 主要零部件的設(shè)計(jì) 24 H——凹模厚度+導(dǎo)料板厚度 可見該模具閉合高度小于所選壓力機(jī) JH—40 的最大裝模高度（400）可以使用。 第五章 模具整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 25 第五章模具整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 5.1 模具整體零件的規(guī)格 通過以上的設(shè)計(jì)，可得到模具總裝圖。模具的上模部分由上模座、墊板、凸模、 凸模固定板、凸凹模等組成。上模座、墊板、凸模固定板用 4 個(gè) M10 卸料螺釘和 2 個(gè)- φ10 圓柱銷固定。 螺釘選?。篗10×50mm 的標(biāo)準(zhǔn)件。采用 45 鋼，熱處理淬火硬度 43~48HRC。 圓柱銷選?。害?0×70mm 的標(biāo)準(zhǔn)件。采用 45 鋼，熱處理淬火硬度 43~48HRC。 下模部分由下模座、擋料塊、凹模、導(dǎo)料板、彎曲凸模等組成。下模座、凹模用 4 個(gè) M8 的螺釘和 2 個(gè) φ8 的圓柱銷固定；下模座、擋料塊用 2 個(gè) M10 螺釘和 2 個(gè) φ10 圓柱銷固定；凹模、導(dǎo)料板用 4 個(gè) M8 的螺釘和 2 個(gè) φ8 的圓柱銷固定. 下模座與凹模固定的螺釘選取：M8×70mm 的標(biāo)準(zhǔn)件。采用 45 鋼，熱處理淬火硬 度 43~48HRC。 下模座與凹模固定圓柱銷選?。害?×95mm 的標(biāo)準(zhǔn)件。采用 45 鋼，熱處理淬火硬 度 43~48HRC。 下模座與擋料塊的固定螺釘選?。篗10×80mm 標(biāo)準(zhǔn)件。采用 45 鋼，熱處理淬火硬 度 43~48HRC。 下模座與擋料塊的固定圓柱銷選取：φ10×100mm 的標(biāo)準(zhǔn)件。采用 45 鋼，熱處理 淬火硬度 43~48HRC。 凹模與導(dǎo)料板的固定螺釘選?。篗8×55mm 標(biāo)準(zhǔn)件。采用 45 鋼，熱處理淬火硬度 43~48HRC。 凹模與導(dǎo)料板的固定圓柱銷選?。害?×55mm 的標(biāo)準(zhǔn)件。采用 45 鋼，熱處理淬火 硬度 43~48HRC。 第五章 模具整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 26 5.2 壓力機(jī)的選擇： 1 所選壓力機(jī)的公稱壓力必須大于總沖壓力，即 F 壓＞F 總 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(duì)于 沖裁，彎曲等模具，其行程不于過大，以免發(fā)生凸模與導(dǎo)板分離或滾珠導(dǎo)向裝 置脫開的不良后果。對(duì)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，以保證毛坯的放進(jìn)和成行零件的取出。 3 所選壓力機(jī)的最大高度應(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閉合高度之間的要求。 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。但在過大的工作臺(tái)面上安裝過小尺寸的沖模時(shí)，對(duì)工作臺(tái)的受里條件也 是不利的。 綜合以上因素，選用揚(yáng)力 63 噸壓力機(jī)。 5.3 裝配圖及結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì) 根據(jù)級(jí)進(jìn)?；窘Y(jié)構(gòu)，采用上模座、固定墊板、固定板、卸料墊板、卸料板、凹 模板、凹模墊板、下模座八塊板等裝置，卸料形式為彈性卸料，彎曲形式為下折彎， 浮升導(dǎo)料柱托起料帶運(yùn)送，誤送檢測(cè)結(jié)構(gòu)形式為固定板式檢測(cè)銷式檢測(cè)，導(dǎo)向采用滾 動(dòng)導(dǎo)向，內(nèi)外導(dǎo)向，導(dǎo)正釘定位，導(dǎo)正釘形式為固定板式，導(dǎo)料柱形式為普通形式壓 料槽結(jié)構(gòu)為限位柱式，彈簧安裝形式為上模座絲堵式，行程限位形式為限位柱式，且 內(nèi)外限位，根據(jù)量產(chǎn)規(guī)模及客戶要求凹模采用凹模鑲件且正面快換，便于模具維修與 拆裝，出件方式采用吹料銷吹料，墊鐵采用橫向墊鐵，兩端加工出與壓力機(jī)固定槽， 且上模座與下模墊鐵的固定槽尺寸應(yīng)與沖壓設(shè)備匹配，由于此產(chǎn)品外形較小，故模具 較小，所以采用對(duì)角導(dǎo)向，且為了不會(huì)擋住操作者觀看最后切斷出件的視線，采用如 圖所示的對(duì)角導(dǎo)向，此種布局便于操作者觀看模具工作過程，因選用的沖壓設(shè)備為開 式壓力機(jī)且垂直于送料方向故用送料機(jī)送料，這樣效率高且精確既滿足了生產(chǎn)要求又 加快了生產(chǎn)效率。綜上所述，完成模具下模圖如下： 第五章 模具整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 27 5.4 結(jié)構(gòu)圖的評(píng)審 此模具是一模兩件式，所以為便于后續(xù)生產(chǎn)及模具調(diào)試與維修，應(yīng)區(qū)分左右件， 區(qū)分形式為卸料板式點(diǎn)式區(qū)分，另外此料帶最后切斷兩側(cè)及中間，在末端應(yīng)加一托料 塊，以便配合吹料銷將產(chǎn)品吹出模具外，且保證切斷精度及模具工作順暢，此產(chǎn)品要 求表面的平坦度，故在模具的切斷前加一校正產(chǎn)品平坦度的工序，但應(yīng)該不與躲空干 涉，防止出現(xiàn)印痕，為保證彎曲角度到位，折彎鑲件須做負(fù)角來保證產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合格， 沖裁凸模由于細(xì)長(zhǎng)，采用分段式，由原來的掛銷式變?yōu)槁葆敼潭?，是因?yàn)閽熹N式凸模 不便于加工，且螺釘式凸模為反面快換，便于拆卸與更換，增加卸料彈簧力量來保證 模具壽命。另外，在模具末端加一托料塊輔助浮升導(dǎo)料柱來使料帶運(yùn)送，且此托料塊 應(yīng)提前進(jìn)入凹模板，以防止因?yàn)楫a(chǎn)品的折彎小爪干涉料帶的運(yùn)送，這時(shí)可在上模卸料 板上加一彈料桿在卸料板壓死料帶之前把托料塊按下去，這樣就會(huì)既不影響料帶的運(yùn) 行，又不影響托料塊托起料帶，在凹模板最后加工出落料斜面，以便使切斷的產(chǎn)品滑 出模具外。模板厚度標(biāo)準(zhǔn)為指定的標(biāo)準(zhǔn)，模板加工工藝為：凹模板慢走絲線切割加工， 卸料板、固定板、凹模墊板快走絲線切割加工。 完成模具上模圖如下： 第五章 模具整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 28 完成模具裝配圖如下： 第六章 主要零部件的加工過程 29 第六章主要零部件的加工過程 6.1 上模座的加工過程 主要使用的機(jī)器是 CNC 加工步驟如下： （1） 基邊拉平行， （長(zhǎng)邊）基角發(fā)尺寸進(jìn) 0.3mm （2） 大導(dǎo)向精銑單縮 0.01-0.02，反面掛臺(tái)按圖紙尺寸粗銑成活 （3） 銷釘孔精鉆鉸成活 （4） 畫粉色部分腔按圖尺寸精銑單放 0.01mm 成活 （5） 畫藍(lán)色部分腔按圖尺寸粗銑成活 （6） 畫紫色部位（陰影部分或掛臺(tái)部位）按圖尺寸粗銑加深 0.5 成活 （7） 其余的尺寸按照?qǐng)D紙進(jìn)行加工（可根據(jù)實(shí)際工作情況，再選擇點(diǎn)孔或成活） 具體圖如下： 6.2 下模座的加工過程 第六章 主要零部件的加工過程 30 主要使用的機(jī)器是 CNC 加工步驟如下： （1） 基邊拉平行， （長(zhǎng)邊）基角發(fā)尺寸進(jìn) 0.3mm （2） 大導(dǎo)向精銑單縮 0.01-0.02，反面掛臺(tái)按圖紙尺寸粗銑成活 （3） 銷釘孔精鉆鉸成活 （4） 畫粉色部分腔按圖尺寸精銑單放 0.01mm 成活 （5） 畫藍(lán)色部分腔按圖尺寸粗銑成活 （6） 畫紫色部位（陰影部分或掛臺(tái)部位）按圖尺寸粗銑加深 0.5 成活 （7） 其余的尺寸按照?qǐng)D紙進(jìn)行加工（可根據(jù)實(shí)際工作情況，再選擇點(diǎn)孔或成活） 具體圖如下： 6.3 卸料板的加工過程 1、先使用 CNC 機(jī)床加工 第六章 主要零部件的加工過程 31 （1） 基邊拉平行（長(zhǎng)邊）基角反尺寸進(jìn) 0.3mm，鉆鉸。 （3） 畫粉色線部分腔按圖紙尺寸精銑單放 0.01mm （4） 畫藍(lán)色部分腔按照?qǐng)D紙尺寸粗銑 （5） 畫紫色部位（陰影部分或掛臺(tái)部位）按圖尺寸粗銑加深 0.5 成活。 （6） 其余的尺寸按照?qǐng)D紙進(jìn)行加工（可根據(jù)實(shí)際工作情況，再選擇點(diǎn)孔或成活） 2、熱處理硬度為 56-58HRC 3、磨床加工 模板厚度尺寸模到 T=26mm 4、使用線切割機(jī)床進(jìn)行加工 （1） 基邊拉平行（長(zhǎng)邊） ，WO 找正 （2） 導(dǎo)套孔按照?qǐng)D紙尺寸單放 0.1mm（去絲痕） （3） 銷釘孔按照?qǐng)D紙尺寸單放 0.0075mm（去絲痕） （4） 畫桔色線部分腔按圖紙尺寸精銑單放 0.015mm(異型腔尖角處和圓孔均去絲痕， 特別除外) （5） 畫黃色部分鑲件配合腔按圖紙尺寸單放 0.01mm 具體圖如下： 第六章 主要零部件的加工過程 32 6.4 凹模板的加工過程 1、先使用 CNC 機(jī)床加工 （1） 基邊拉平行（長(zhǎng)邊）基角反尺寸進(jìn) 0.3mm，鉆鉸。 （2） 畫粉色線部分腔按圖紙尺寸精銑單放 0.01mm （3） 畫藍(lán)色部分腔按照?qǐng)D紙尺寸粗銑 （4） 畫紫色部位（陰影部分或掛臺(tái)部位）按圖尺寸粗銑加深 0.5 成活。 （5） 其余的尺寸按照?qǐng)D紙進(jìn)行加工（可根據(jù)實(shí)際工作情況，再選擇點(diǎn)孔或成活） 2、熱處理硬度為 56-58HRC 3、磨床加工 模板厚度尺寸模到 T=26mm 4、 使用線切割機(jī)床進(jìn)行加工 （1） 基邊拉平行（長(zhǎng)邊） ，WO 找正 （2） 導(dǎo)套孔按照?qǐng)D紙尺寸單放 0.1mm（去絲痕） （3） 銷釘孔按照?qǐng)D紙尺寸單放 0.0075mm（去絲痕） （4） 畫桔色線部分腔按圖紙尺寸精銑單放 0.015mm(異型腔尖角處和圓孔均去絲痕， 特別除外) （5） 畫黃色部分鑲件配合腔按圖紙尺寸單放 0.01mm 具體圖如下： 第六章 主要零部件的加工過程 33 6.5 凹模墊板加工過程 1、 先使用 CNC 機(jī)床加工 （1） 基邊拉平行（長(zhǎng)邊）基角反尺寸進(jìn) 0.3mm，鉆鉸。 （2） 畫粉色線部分腔按圖紙尺寸精銑單放 0.01mm （3） 畫藍(lán)色部分腔按照?qǐng)D紙尺寸粗銑 （4） 畫紫色部位（陰影部分或掛臺(tái)部位）按圖尺寸粗銑加深 0.5 成活。 （5） 其余的尺寸按照?qǐng)D紙進(jìn)行加工（可根據(jù)實(shí)際工作情況，再選擇點(diǎn)孔或成活） 2、熱處理硬度為 56-58HRC 3、磨床加工 模板厚度尺寸模到 T=26mm 2、 使用線切割機(jī)床進(jìn)行加工 （1） 基邊拉平行（長(zhǎng)邊） ，WO 找正 （2） 畫桔色線部分腔按圖紙尺寸精銑單放 0.015mm(異型腔尖角處和圓孔均去絲痕， 特別除外) （3） 畫黃色部分鑲件配合腔按圖紙尺寸單放 0.01mm 具體圖如下： 第七章 試模及檢驗(yàn) 34 第七章試模及檢驗(yàn) 待模具裝配完成后，將進(jìn)行首次試模以檢驗(yàn)?zāi)＞邌栴}點(diǎn)。 本套模具首次試模無問題，將待客戶反饋。 客戶反饋此套模具的點(diǎn)式區(qū)分在產(chǎn)品的上表面，由于此產(chǎn)品的上表面為配合面，故 應(yīng)將點(diǎn)式區(qū)分安排在產(chǎn)品的下表面。 結(jié)論 35 結(jié)論 設(shè)計(jì)是一切產(chǎn)品的源頭，模具設(shè)計(jì)雖然只占模具成本的 10%左右，卻決定了整個(gè)模 具成本的 70%～80%。所以，我在設(shè)計(jì)時(shí)詳盡地考慮了模具結(jié)構(gòu)，考慮提高生產(chǎn)率，如 何方便維修。但是，又不能完全依賴于設(shè)計(jì)，在實(shí)際生產(chǎn)中要具體問題具體分析，根 據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行模具調(diào)整也是必需的。 從整個(gè)設(shè)計(jì)過程來看，該汽車門鎖上的工件采用多工位級(jí)進(jìn)模，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合 理，加工簡(jiǎn)單，操作方便，通過連續(xù)沖裁和落料等幾道工序一次成形，工作效高，零 件成形質(zhì)量好，大大提高了生產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本，滿足了生產(chǎn)需求，而且該設(shè)計(jì) 思路可擴(kuò)展推廣到其它類似零件的產(chǎn)品模具設(shè)計(jì)中。 模具的設(shè)計(jì)最難處莫過于繪制工件的沖壓排樣圖，該工件厚度較?。?mm） ，且形 狀復(fù)雜，倒鉤處尺寸公差要求較高，工件表面質(zhì)量也同樣重要；在繪制排樣圖時(shí)，我 充分計(jì)算沖裁力和大量嘗試分段沖裁排樣圖，在老師和同學(xué)們的指導(dǎo)、幫助下，最終 確定排樣圖。在研究模板各孔的排布時(shí)，我遇到了前所未有的挫折，很多之前確定位 置的孔在最終裝配時(shí)相互重疊，螺釘無法裝配，這也是最初沒有充分考慮模具整體設(shè) 計(jì)的結(jié)果。在充分進(jìn)行三維的部分裝配和整體裝配后，我努力改正設(shè)計(jì)中因欠缺整體 考慮而出現(xiàn)的錯(cuò)誤，最終完成了該套側(cè)面夾持自動(dòng)送料連續(xù)模。 當(dāng)然，由于作者知識(shí)水平有限，對(duì)實(shí)踐的缺乏，當(dāng)中不乏有不足之處，還有待在 以后的工作實(shí)踐當(dāng)中不斷地完善和創(chuàng)新！ 參考文獻(xiàn) 36 參考文獻(xiàn) [1] 周樹銀．沖壓模具設(shè)計(jì)及主要零部件加工． 北京理工大學(xué)出版社，2008． [2] 沖壓模具設(shè)計(jì)師手冊(cè)． 王鵬駒，成虹． 機(jī)械工業(yè)出版社，2009． [3] 模具制造技術(shù)講義． 張玉華，楊偉生. 天津輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2010． [4]洪慎章，金龍建.多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)[M].1 版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2010-9. [5]王孝培.沖壓手冊(cè)[M].2 版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005-7. 致謝 37 致謝 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書及其模具裝配圖的完成，首先要感謝我的指導(dǎo)老師賈長(zhǎng)明在 畢業(yè)設(shè)計(jì)裝配圖、零件圖及其說明書編制過程中，給予了精心的指導(dǎo)，并講解了各項(xiàng) 專業(yè)要領(lǐng)，提出了寶貴的專業(yè)意見；模具設(shè)計(jì)過程中，也要感謝曾經(jīng)的任科教師，是 他們的精心指導(dǎo)和教學(xué)才使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠按期完成，感謝學(xué)校給予的支持和機(jī)會(huì)， 感謝同學(xué)的無私幫助。同時(shí)要感謝百忙之中參加畢業(yè)答辯的評(píng)審老師。 謝謝你們！