連接片級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)【說明書+CAD】

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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(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；國(guó)企股份制改造步伐加快等。 雖然說我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國(guó)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(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來發(fā)展較快，國(guó)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(guó)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(guó)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(guó)每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元，國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)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(guó)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(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)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(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國(guó)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）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)；? ?? 5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；??? 6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)；??? 7）模具的精度將越來越高；? ? 8）模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化；?? ?? 9）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程；?? ?10）開發(fā)新的成形工藝和模具。 1.2　國(guó)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(guó)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(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。? 國(guó)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(guó)外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪問時(shí)，從德國(guó)工、模具行業(yè)組織--德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國(guó)有模具企業(yè)約5000家。2003年德國(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多15～20萬美元，有的達(dá)到 25～30萬美元。 國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上，而我國(guó)才達(dá)到45％． 從地區(qū)分布來說，以珠江三角洲和長(zhǎng)江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。 2、落后和差距主要表現(xiàn)在下列幾方面 （1）供不應(yīng)求、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不夠合理。 （2）企業(yè)組織結(jié)構(gòu)都不夠合理。 （3） 工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低，技術(shù)結(jié)構(gòu)、模具產(chǎn)品水平比國(guó)際水平低，而模具生產(chǎn)周期卻要比國(guó)際水平長(zhǎng)。 （4）技術(shù)人才嚴(yán)重不足，經(jīng)濟(jì)效益欠佳。 （5）與國(guó)際水平相比，模具企業(yè)的管理落后更甚于技術(shù)落后。 （6）專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低，協(xié)作差。 在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我已經(jīng)熟練地掌握了《機(jī)械制圖》、《塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)》、《模具制造技術(shù)》、《模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)英語》、《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》、《模具CAD/CAM》等專業(yè)基礎(chǔ)課的知識(shí)，對(duì)模具設(shè)計(jì)與制造有了一個(gè)系統(tǒng)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)過在新飛電器集團(tuán)公司、中國(guó)一拖（洛陽）、中信重型機(jī)械制造公司等地的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，使我對(duì)模具特別是沖壓模具的設(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)及工藝流程方面的知識(shí)，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)老師的指導(dǎo)和工廠師傅的講解下，我親手拆裝了一些典型的模具，明確了模具的一般工作原理及加工工藝。同時(shí)，在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊(cè)和書籍，設(shè)計(jì)中，將充分利用各種相關(guān)的資料，與同學(xué)進(jìn)行充分的討論，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，在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信我會(huì)圓滿地完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)。由于水平有限，且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中不妥之處懇請(qǐng)各位老師指正。 1.3 設(shè)計(jì)目的及意義 本設(shè)計(jì)題目為連接片，但對(duì)做畢業(yè)設(shè)計(jì)的畢業(yè)生有一定的設(shè)計(jì)意義，它概括了連接墊片零件的設(shè)計(jì)要求、內(nèi)容及方向。通過對(duì)該零件模具的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者沖壓模設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的沖壓模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗(yàn)。 本設(shè)計(jì)主要意義是在我們學(xué)習(xí)完模具設(shè)計(jì)與制造的所有專業(yè)課之后，總結(jié)條理以前我們所學(xué)的知識(shí)，使之成為一個(gè)系統(tǒng)的理論體系，以便于我們?cè)谝院蟮墓ぷ髦惺褂?。同時(shí)也讓我們對(duì)模具的設(shè)計(jì)與制造有了初步的了解，掌握了查閱資料和使用工具書以及手冊(cè)的能力。 本設(shè)計(jì)的目的是在學(xué)生畢業(yè)前夕，將通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐性環(huán)節(jié)，檢測(cè)我們?nèi)晁鶎W(xué)的知識(shí)并達(dá)到靈活使用的程度，對(duì)模具知識(shí)進(jìn)行全面的總結(jié)和應(yīng)用，提高綜合的實(shí)戰(zhàn)能力以及擴(kuò)大模具領(lǐng)域的新知識(shí)。具體的要求是： 1.系統(tǒng)總結(jié)，鞏固過去所學(xué)的基礎(chǔ)課和專業(yè)課知識(shí)。 2.運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解決模具技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的實(shí)際工程問題，以此進(jìn)行綜合知識(shí)的訓(xùn)練。 3.通過某項(xiàng)具體工程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究，達(dá)到多種綜合能力的培養(yǎng)，掌握設(shè)計(jì)和科研的基本過程和基本方法。 4.提高和運(yùn)用與工程技術(shù)有關(guān)的人文科學(xué)，價(jià)值工程和技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合知識(shí)。 1.4沖壓模的特點(diǎn)、要求 沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設(shè)計(jì)和制造有直接關(guān)系。模具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)水平的高低，是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一，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。鑒于這些，模具設(shè)計(jì)要求應(yīng)根據(jù)模具結(jié)構(gòu)、模具材料、尺寸精度、形位精度、工作特性和使用壽命等項(xiàng)要求，綜合考慮各方面的特點(diǎn)，不可片面追求生產(chǎn)效率、模具精度和使用壽命必然導(dǎo)致成本的增加。 第2章 沖裁工藝規(guī)程的編制 2.1工藝分析、排樣設(shè)計(jì) 2.1.1 沖壓零件的工藝性分析 圖示零件材料為10號(hào)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。 外形落料的工藝性：連接片屬于中等尺寸零件，料厚3mm，外形復(fù)雜程度一般，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工藝獲得。 沖孔的工藝性：兩個(gè)相同尺寸但是不對(duì)稱的橢圓孔，尺寸精度要求一般，可采用沖孔。 此工件只有外形落料和沖孔兩個(gè)工序。圖示零件尺寸均為未注公差的一般尺寸，按慣例取IT14級(jí)，符合一般級(jí)進(jìn)沖壓的經(jīng)濟(jì)精度要求，模具精度取IT9級(jí)即可。 由以上分析可知，圖示零件具有比較好的沖壓工藝性，適合沖壓生產(chǎn)。 2.1.2 排樣樣設(shè)計(jì) 1、確定零件的排樣方案 設(shè)計(jì)模具時(shí)，條料的排樣很重要。連接片零件具有形狀簡(jiǎn)單有點(diǎn)類似矩形的稱橢圓形特點(diǎn)，排列采用直排（圖2所示）的排樣方案可以提高材料的利用率，減少?gòu)U料。為了降低模具的制造成本，采用連續(xù)的送料方式，即連續(xù)送料，連續(xù)沖壓，條料完成第一遍沖兩個(gè)相同橢圓的小孔后，再?zèng)_第二遍落料，在第一次沖裁的間隔中沖裁出第二部分工件。 圖2： 條料的排樣 2、條料寬度、導(dǎo)尺間寬度和材料利用率的計(jì)算 查表取得搭邊值為2.5mm和2.8mm。 條料寬度的計(jì)算：擬采用無側(cè)壓裝置的送料方式，由b-Δ=〔D+2a+c1〕- Δ﹝2﹞ D—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸 a—側(cè)搭邊值 c1—導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙,取值為0.5mm 代入數(shù)據(jù)計(jì)算，取得條料寬度為58.6mm。 導(dǎo)尺間距離的計(jì)算：由s=D+2(a+c1),代入數(shù)據(jù)計(jì)算得導(dǎo)尺間距離為59.6 mm。 材料利用率的計(jì)算： 根據(jù)一般的市場(chǎng)供應(yīng)情況，原材料選用1000 mm×2000 mm×3 mm的冷軋薄鋼板。 每塊可剪2000mm ×60 mm規(guī)格條料7條，材料剪切利用率達(dá)94.5%。由文獻(xiàn)﹝2﹞ 材料利用率通用計(jì)算公式 = 式中 A—一個(gè)沖裁件的面積，mm2; n—一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的沖裁件數(shù)量； B—條料寬度，mm; s—進(jìn)距， mm 得 ==78% 2.2工藝方案的確定 2.2.1工藝方案的確定 連接片零件所需的基本沖壓工序?yàn)槁淞虾蜎_孔，可擬訂出以下三種工藝方案。 方案一：用簡(jiǎn)單模分兩次加工，即落料——沖孔。 方案二：沖孔落料復(fù)合模。 方案三：沖孔落料級(jí)進(jìn)模。 采用方案一，生產(chǎn)率低，工件的累計(jì)誤差大，操作不方便，由于該工件為中批量生產(chǎn)，方案二和方案三更具有優(yōu)越性。 連接片零件內(nèi)有兩個(gè)相同的內(nèi)橢圓的孔，外形類似矩形的橢圓邊與條料邊之間的距離為3.5mm，大于此零件要求的最小壁厚（3.2mm）（1），可以采用沖孔、落料復(fù)合模或沖孔、落料連續(xù)模。復(fù)合模模具制造難度大，并且沖壓后產(chǎn)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，因此選用級(jí)進(jìn)模更為合理。 第3章 沖壓模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及有關(guān)計(jì)算 3．1模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定 1）正倒裝結(jié)構(gòu)：根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個(gè)工序，為方便小孔廢料和成形工件的落下，采用正裝結(jié)構(gòu)，即沖孔凹模和落料凹模都安排在下模。 2）送料方式：因是小批量生產(chǎn)，采用手工送料方式。 3）定位裝置：本工件在級(jí)進(jìn)模中尺寸是較大的，又是小批量生產(chǎn)，順沖時(shí)第一個(gè)工位采用始用擋料銷定位，第二個(gè)工位采用固定擋料銷定位。第一個(gè)工位設(shè)置一個(gè)始用擋料銷定位，第二工位靠固定擋料銷定位。送料時(shí)廢料孔與固定擋料銷作為粗定距，在大凸模上安裝兩個(gè)導(dǎo)正銷，利用條料上橢圓的孔做導(dǎo)正銷孔進(jìn)行導(dǎo)正，依此作為條料送進(jìn)的精確定距。 3）導(dǎo)向方式：為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于已經(jīng)采用了手工送料方式，為了提高開敞性和導(dǎo)向均勻性，采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。 4）卸料方式：本模具采用正裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料和工件留在凹?？锥粗?，為了簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，可以在下模座中開有通槽，使廢料和工件從孔洞中落下。工件厚度為2.2mm，料厚比較厚，為了簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)和達(dá)到可靠的卸料力，選用剛性卸料板來卸下條料廢料。 3．2沖壓力與壓力中心的計(jì)算，初選壓力機(jī) 3.2.1沖裁工序總力的計(jì)算 由工件結(jié)構(gòu)和前面所定的沖壓方案可知，本工件的沖裁力包括以下部分。 沖連接片內(nèi)的兩個(gè)相同的橢圓孔，落外型料的力P3，向下推出第一個(gè)沖孔廢料的力P1，向下推出第一個(gè)孔廢料的力P2，向下推出工件的力P4。由剛性卸料板卸條料的廢料的力不是壓力機(jī)提供的，故不用計(jì)算在內(nèi)。 考慮到模具刃部被磨損、凸凹模間隙不均勻和波動(dòng)、材料力學(xué)性能及材料厚度偏差等因素的影響，實(shí)際計(jì)算沖裁力時(shí)按下面公式： P=KLtτ﹝3﹞ 式中 P—沖裁力（kN） L—沖裁件剪切周邊長(zhǎng)度（mm） t—沖裁件材料厚度（mm） τ—被沖材料的抗剪強(qiáng)度(MPa) K—系數(shù)，一般取1.3。 上式中抗剪強(qiáng)度τ與材料種類和坯料的原始狀態(tài)有關(guān)，可在手冊(cè)中查詢。為方便計(jì)算，可取材料的τ=0.8σb,故沖裁力表達(dá)式又可表示為：P=1.3Ltτ≈Ltσb 式中 σb—被沖材料抗拉強(qiáng)度(MPa)。查手冊(cè)﹝1﹞表8—7得10鋼的σb=335MPa P1=32×2.2×335=23.7kN P2=32×2.2×335=23.7kN P3=130×2.2×335=95.8kN 推件力 Pt=nKtP Kt—推件力系數(shù),由手冊(cè)查得Kt=0.055 n—同時(shí)卡在凹模的工件(或廢料)數(shù),其中 n=h/t h—凹模刃部直壁洞口高度（mm）， t—料厚( mm) 查手冊(cè)﹝2﹞表2—40可得和h=6mm,故n=3 P4=2=2.6kN P5=2=2.6kN P6=2×0.055×95.8=10.5kN 工序總力P總=P1+P2+P3+P4+P5+P6=23.7+23.7+95.8+2.6+2.6+10.5=158.9kN 3.2.2初選壓力機(jī) 查文獻(xiàn)[4]開式可傾壓力機(jī)參數(shù)初選壓力機(jī)型號(hào)為JG23-30和ＪＣ23-35，見表一。 表1：所選擇壓力機(jī)的相關(guān)參數(shù) 型號(hào) 公稱壓力/kN 滑塊行程/mm 最大封閉高度/mm 工作臺(tái)尺寸/mm 滑塊底面尺寸/mm 可傾斜角/· 封閉高度調(diào)節(jié)量/mm JG23-30 300 75 200 500×320 160×200 25 50 JC23-35 350 80 280 380×610 190×210 20 60 3.2.3壓力中心的計(jì)算 模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)的中心滑塊中心線重合。否則，沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌與模具的導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會(huì)使合理的間隙得不著保證，從而影響制件的質(zhì)量和降低模具的壽命，甚至損壞模具。 此為多凸模模具的壓力中心，首先計(jì)算大凸模的壓力中心 圖3：壓力中心的計(jì)算（a） 計(jì)算其壓力中心的步驟如下： ①、按比例畫出凸模的工作部分剖面圖（見圖） ②、在任意距離處作x-x軸y-y軸 ③、 分別計(jì)算出各線段和橢圓的重心到x-x軸的距離y1, y2, y3和到y(tǒng)-y軸的距離x1, x2, x3, ④、大凸模的壓力中心到坐標(biāo)軸的距離下式確定： 到y(tǒng)-y軸的距離 x0= ==43.5mm 到x-x軸的距離 y0= ==53mm ⑤、由于其余兩個(gè)凸模為規(guī)則的凸模 ，則總的壓力中心為 圖4： 壓力中心的計(jì)算（b） 到y(tǒng)-y軸的距離 x0= ==64mm 到x-x軸的距離 y0= ==10.7mm 3.3模具主要零件和主要工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 3.3.1工作零部件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化（尺寸、位置、標(biāo)準(zhǔn)與示意圖） （1） 工作零部件的計(jì)算 由于制件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸凹模。這時(shí)需要分別計(jì)算和標(biāo)注凸模和凹模的尺寸和公差。 沖孔時(shí)，間隙取在凹模上，則： 凸模尺寸 dap=（d+x△）-δp0 凹模尺寸 dd=(d+x△+Zmin)0+δ 式中 Dd Dp——落料凹模和凸模的刃口尺寸，mm dp dd——沖孔凹模和凸模的刃口尺寸，mm x——磨損系數(shù)，由手冊(cè)﹝1﹞查表2-30得：IT14級(jí)時(shí)x=0.5。 Zmin——雙面間隙，mm △——工件公差，mm δ——凸模和凹模的制造公差，mm ①、沖裁兩個(gè)橢圓孔凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算 凸模尺寸 由手冊(cè)表2-10查得△=0.3 dap=（d+x△）-δp0 =(10.4+0.5×0.30)0-0.02 =10.550-0.02 凹模尺寸 由表2-23得Zmin=0.26 dd=(d+x△+Zmin)0+δ=(10.4+0.5×0.30+0.26)0+0.02 =10.810+0.02 ②、外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算 因此落料件為復(fù)雜的制件，所以利用凸凹模配合法，這種方法有利于獲得最小的合理間隙，放寬對(duì)模具的加工設(shè)備的精度要求。 采用配作法，計(jì)算凹模的刃口尺寸，首先是根據(jù)凹模磨損后輪廓變化情況正確判斷出模具刃口各個(gè)尺寸在磨損過程中是變大還是變小，還是不變這三種情況，然后分別按不同的計(jì)算公式計(jì)算。 a、凹模磨損后會(huì)增大的尺寸-------第一類尺寸A 第一類尺寸：Aj=(Amax-x△)0+0.25△ b、凹模磨損后會(huì)減小的尺寸-------第二類尺寸B 第二類尺寸：Bj=(Bmax+x△)0-0.25△ c、凹模磨損后會(huì)保持不變的尺寸 第三類尺寸C 第三類尺寸：Cj=(Cmin+0.5△)60.125△ 其落料凹模的基本尺寸計(jì)算如下： 圖5： 落料凹模刃口部分尺寸 第一類尺寸：磨損后增大的尺寸： A1=(Amax-x△) 0+0.25△=(12-0.5×0.43) 0+0.25×0.43=11.790+0.22 A2=(Amax-x△) 0+0.25△=(12-0.5×0.62) 0+0.25×0.62=11.69 0+0.31 A3=(Amax-x△) 0+0.25△=(53-0.5×0.87) 0+0.250.87O=52.570+0.44 落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是11.79mm，11.69mm，52.57mm，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Zmin=0.26。 圖6：落料凸模刃口部分尺寸 （2）工作零部件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 沖橢圓孔的凸模，為了增加凸模的強(qiáng)度與剛度，凸模非工作部分直徑應(yīng)作成逐漸增大的多級(jí)形式如圖6所示： 圖7： 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)形式 凸模長(zhǎng)度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定的，其凸模長(zhǎng)度用下列公式計(jì)算： L=h1+h2+h3+h 式中 L—凸模長(zhǎng)度， mm h1—凸模固定板高度，mm h2—卸料板高度，mm h3—導(dǎo)尺高度，mm h—附加高度，一般取15~20mm 圖8： 整體式凹模的局部結(jié)構(gòu) 整體式凹模如圖7裝于下模座上，由于下模座孔口較大因而使工作時(shí)承受彎曲力矩，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 凹模壁厚C=(1.5~2)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0.20 凹模高度H=KB=0.20×53=10.6mm 按表取標(biāo)準(zhǔn)值28mm 凹模壁厚C=1.5H = 1.5×28=40mm 凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般?。?.7~2.0）d, 圖9：凹模上的螺孔設(shè)計(jì)與選用 d 為螺孔的距離，由于凹模厚度為28mm，所以根據(jù)表2.46﹝2﹞查得螺孔選 用4×M8的螺釘固定在下模座。故選用如圖8： 螺孔到凹模外緣的最小距離a2=1.5d=1.5×8=12mm a3=1.13d≈9mm 凹模上螺孔間距由表2.47查得最小間距為40mm，最大間距為90mm。 　　　 螺孔到銷孔的距離一般取b>2d,所以b應(yīng)大于１６。 根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板200×160×28（JB/T7643.1） ①?zèng)_裁橢圓孔凸模、凹模各尺寸及其組件確定和標(biāo)準(zhǔn)化（包括外形尺寸和厚度） 小凸模長(zhǎng)度 L=20+14+6+18=58mm 由小凸模刃口d=5.15mm查手冊(cè)﹝2﹞表2.54可知 h=3mm, D1=11mm, D=8mm, L=58 小凸模強(qiáng)度校核 要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應(yīng)力不超過凸模材料的許用壓應(yīng)力，即 對(duì)于圓形凸模 dmin≥ 式中 dmin—圓形凸模最小截面直徑，mm t—沖裁材料厚度，mm —沖裁材料的抗剪強(qiáng)度，MPa —凸模材料許用強(qiáng)度，取（1.0~1.6）×103MPa dmin≥==2.95mm 所以承壓能力足夠。 抗縱向彎曲力校核　對(duì)于圓形凸模（有導(dǎo)向裝置）　 　　　　　　　　　　　　　Ｌｍａｘ≤270d2/ 式中 Lmax ——允許的凸模最大自由長(zhǎng)度，mm 　F ——沖模力,N ｄ——凸模最小截面的直徑，mm Lmax≤270d2/=270×5.152/=66.5mm 所以長(zhǎng)度適宜。 凸模固定端面的壓力 　　　　　　　　　　q =< 式中　　　　　q—凸模固定端面的壓力，MPa F—落料或沖孔的沖裁力，N 　　　　　　—模座材料許用壓應(yīng)力，MPa q ==122MPa 凸模固定板端面壓力超過了80～90ＭＰa，為此應(yīng)在凸模頂端與模座之間加一個(gè)淬硬的墊板。矩形墊板材料可用45鋼，結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格見手冊(cè)﹝２﹞表15.60，查得200×160×10 由于采用整體式凹模，所以由外形落料凹模確定其凹模板厚度（圖6），其凹模刃口高度由表2.40查得h=6mm，β= ②外形落料凸模、凹模各尺寸及其組件的確定和標(biāo)準(zhǔn)化（包括外形尺寸和厚度） 外形凸模的設(shè)計(jì)：外形凸模用線切割機(jī)床加工成直通式凸模，用兩個(gè)M8的螺釘固定在墊板上，由于采用固定卸料板，凸模按下式計(jì)算（圖9）： L=h1+h2+h3+h 其中： h1為固定板厚度（20 mm），h2 為卸料板厚度（14mm），h3為導(dǎo)料板厚度 （6 mm）， h為附加長(zhǎng)度，主要考慮凸模進(jìn) 入凹模的深度（1mm）及模具閉合狀態(tài)下 卸料板到凸模固定板間的安全距離（15mm～20mm）等因素。 所以：L=20+14+6+1+17=58 mm　 凸模固定板材料可用45鋼，結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格見手冊(cè)﹝２﹞表15.57可得200×160×20 圖10： 凸模長(zhǎng)度的確定 （3）凹模組件的尺寸確定和示意圖 凹模采用整體式凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割加工，安排凹模在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。 圖11： 整體式凹模的尺寸 凹模的長(zhǎng)度選取要考慮以下因素： a)保證有足夠的安裝剛性卸料板的位置。 b)便于導(dǎo)尺發(fā)揮作用，保證送料粗定位精度。 選取凹模邊界為195mm×217mm。凹模材料選用Cr12制造，熱處理硬度為58～62HRC。 3.3.2定位裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 （1）始用擋料塊的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化（尺寸、位置、標(biāo)準(zhǔn)與示意圖） 圖12： 始用擋料銷的設(shè)計(jì) 擋料塊標(biāo)記： 4536 GB/T2866.1—81 材料：45鋼 GB/699—88 熱處理：硬度43～48HRC 技術(shù)條件：按GB2870—81 （2） 固定擋料銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 固定擋料銷的設(shè)計(jì)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件，選用此擋料銷如圖 圖13： 固定擋料銷的結(jié)構(gòu) 選用直徑φ8mm，h=4mm材料為45鋼A型固定擋料銷（JB/T7649.10—94） 根據(jù)分析選用廢料孔前端定位時(shí)擋料銷位置如圖 廢料孔前端定位時(shí)擋料銷位置 圖14： 固定擋料銷的位置 =C-()+0.1 ——擋料銷與導(dǎo)正銷的間距，mm C——連續(xù)模的步距，mm dr——導(dǎo)正銷的直徑，mm d——擋料銷頭部直徑，mm =53-()+0.1=52.85mm （3）導(dǎo)正銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 導(dǎo)正銷主要用于級(jí)進(jìn)模上，消除擋料銷的定位誤差，以獲得較精確的工件。導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尺寸精度，材料的熱處理等可參照J(rèn)B/T7647.1—94和JB/T7647.2—94選定。 導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)形式查手冊(cè)[2]選用如圖 圖15：導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)形式 D=d-2a D——導(dǎo)正銷直徑的基本尺寸 d——沖孔凸模直徑 2a——導(dǎo)正銷與孔徑兩邊的間隙 沖裁橢圓孔的導(dǎo)正銷 查表得h=0.6t 2a=0.05mm D=d-2a=10.15-0.05=10.10mm h=0.6×2.2=1.32mm （4）導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 經(jīng)查表分析得]導(dǎo)料板長(zhǎng)度L=200mm，寬度B=32mm ，厚度h=6mm 圖16： 導(dǎo)料板的設(shè)計(jì) 3.4標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 由凹模周界可以選取標(biāo)準(zhǔn)模架。 凹模周界Ｌ＝200mm,B=160mm,閉合高度h1=220mm 材料為ZG45(ZG310-570),0I級(jí)精度的對(duì)角導(dǎo)柱模架。 導(dǎo)柱標(biāo)記：283170 GB/T2861.1—90 323170 GB/T2861.1—90 導(dǎo)套標(biāo)記：283100338 GB/T2861.6—90 323100338 GB/T2861.6—90 上模座標(biāo)記：2003160340 GB/T2855.1—90 下模座標(biāo)記：2003160345 GB/T2855.2—90 模柄標(biāo)記：A503110 JB/T 7646.1 　　　　　　　 圖17：對(duì)角導(dǎo)柱示意圖 模柄與上模座的聯(lián)接采用壓入式的結(jié)構(gòu)如圖17所示。 圖18： 壓入式的模柄 3.5卸料裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 在前面已經(jīng)確定了采用剛性卸料板，設(shè)計(jì)卸料板為一整體板。本模具的卸料板不僅有卸料作用，還具有外形凸模的導(dǎo)向作用，并能對(duì)小凸模起保護(hù)作用。卸料板的邊界尺寸經(jīng)查手冊(cè)[2]表15.28得： 卸料板長(zhǎng)度L =200mm,寬度B=160mm厚度h0=14mm 此模具中，卸料板對(duì)沖孔落料凸模起導(dǎo)向作用，卸料板和凸模按H7/h6配合制造. 3.6聯(lián)接件的選用與標(biāo)準(zhǔn)化 本模具采用螺釘固定，銷釘定位。具體講 內(nèi)六角螺釘標(biāo)記：35鋼M8365 GB70—85 螺釘標(biāo)記：35鋼M8330 GB68—76 圓柱銷釘標(biāo)記：35鋼6365 GB 119—86 止動(dòng)圓柱銷標(biāo)記：35鋼436GB119—86 第4章 繪制模具總裝圖和非標(biāo)準(zhǔn)件工作圖 4.1總裝圖 前面各節(jié)已經(jīng)設(shè)計(jì)好了手柄手柄沖孔落料連續(xù)模各零件，根據(jù)前面的設(shè)計(jì)，手柄沖孔落料連續(xù)模的總裝圖如下。 圖19：連接片沖孔落料連續(xù)?？傃b圖 1-上模座 2-導(dǎo)套 3-定位銷 4-導(dǎo)柱5-下模座6-凹模板7-導(dǎo)料板8-卸料板9-凸模10-凸模固定板11-圓柱銷12-止動(dòng)銷13-模柄14-螺釘15-內(nèi)六角螺釘16-落料凸模17-墊板 4.2壓力機(jī)的選擇與校核 前面已經(jīng)初選了壓力機(jī)。由8.3.5知，模座外形尺寸345×305mm,閉合高度180mm,有文獻(xiàn)[4]中，JC23—35型壓力機(jī)工作臺(tái)尺寸為610×380mm,最大閉合高度為280mm，連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度為60mm,所以在工作臺(tái)上加一35～90mm的墊板，即可安裝。模柄孔尺寸也于本副模具所選模柄尺寸相符。 4.3模具零件材料選用一覽表 表3： 模具材料的選用 19 始用擋料塊 2 45鋼 4536 GB/T2866.1—81 18 固定擋料銷 1 45鋼 φ8mm，h=4mm A型 JB/T7649.10—94 17 凸模固定板 1 45鋼 16 落料凸模 1 Cr12 15 內(nèi)六角螺釘 10 35鋼 M8365 GB70—85 14 螺釘 1 35鋼 M8330 GB68—76 13 模柄 1 Q235 A503110 JB/T 7646.1 12 止動(dòng)銷 1 35鋼 436 GB119—86 11 圓柱銷 6 35鋼 6365 GB 119—86 10 凸模 1 Cr12 9 凸模 1 Cr12 8 卸料板 1 45鋼 7 導(dǎo)料板 2 6 凹模板 1 Cr12 2003160328 5 下模座 1 HT200 2003160345 GB/T2855.2—90 4 導(dǎo)柱 2 20 283170 GB/T2861.1—90 323170 GB/T2861.1—90 3 導(dǎo)正銷 2 45 2 導(dǎo)套 2 20 283100338GB/T2861.6—90 323100338 GB/T2861.6—90 1 上模座 1 HT200 2003160340 GB/T2855.1—90 序號(hào) 名稱 件數(shù) 材料 備注 4.4 模具的調(diào)試 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)整和休整，直到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)、使用設(shè)備的型號(hào)、裝配釬工工號(hào)、制造日期等，并涂油防銹后經(jīng)檢驗(yàn)合格入庫(kù)。 4.5 模具調(diào)試過程中常見問題及其解決方法[5] 試沖常見故障 產(chǎn)生原因 調(diào)整方法 刃口相咬 1. 上模座、下模座、固定板、凹模、墊板等零件安裝面不平行 2. 凸模、導(dǎo)柱等零件安裝不垂直 3. 導(dǎo)柱和導(dǎo)套配合間隙過大，使導(dǎo)向不準(zhǔn) 4. 卸料板的孔位不正確或歪斜，使沖孔凸模位移 1. 修整有關(guān)零件，重裝上?；蛳履? 2. 重裝凸?；?qū)е? 3. 更換導(dǎo)柱或?qū)? 4. 修整或更換卸料板 卸料不正常 1. 由于裝配不正確，卸料機(jī)構(gòu)不能動(dòng)作，如卸料板與凸模配合過緊，或因卸料板傾斜而卡緊 2. 橡皮的彈力不足 3. 凹模和下模座的漏料孔沒有對(duì)正，廢料不能排出 4. 凹模有倒錐度造成工件堵塞 1. 修整卸料板、頂板等零件 2. 更換橡皮 3. 修整漏料孔 4. 修整凹模 第5章 總結(jié) 連接片件屬于簡(jiǎn)單沖裁件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計(jì)算確定本制件是兩次沖裁成的，然后相應(yīng)選取各次沖裁時(shí)的壓力機(jī)。本設(shè)計(jì)主要是最后一次沖壓模具設(shè)計(jì)，需要計(jì)算沖壓時(shí)的間隙、工作零件的圓角半徑、尺寸和公差，并且還需要確定模具的總體尺寸和模具零件的結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)上面的設(shè)計(jì)繪出模具的總裝圖。 由于在零件制造前進(jìn)行了預(yù)測(cè)，分析了制件在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應(yīng)的工藝措施。因此，模具在生產(chǎn)零件的時(shí)候才可以減少?gòu)U品的產(chǎn)生。 連接片件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，高度不高適合選用標(biāo)準(zhǔn)模架。要保證零件的順利加工和取件，必須有足夠的高度，因此需要改變導(dǎo)柱、導(dǎo)套的長(zhǎng)度，以達(dá)到要求。模具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)單，它可以相應(yīng)的簡(jiǎn)化了模具結(jié)構(gòu)。便以以后的操作、調(diào)整和維護(hù)。 連接片模具的設(shè)計(jì)，是理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對(duì)理論知識(shí)做了更深切貼實(shí)的闡述。也使我認(rèn)識(shí)到，要想做為一名合理的模具設(shè)計(jì)人員，必須要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)新技術(shù)，樹立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，并堅(jiān)持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 致 謝 時(shí)光如電，歲月如梭，大學(xué)三年一晃而過，而我也即將離開我們尊敬的老師、友好的同學(xué)和熟悉的校園走進(jìn)社會(huì)。在這畢業(yè)之際，作為一名工科的學(xué)生，畢業(yè)設(shè)計(jì)是一件必不可少的事。 畢業(yè)設(shè)計(jì)涉及的知識(shí)廣泛，很多都是我門的教科書上沒有的，這就需要自己到圖書館查找所需的資料。在設(shè)計(jì)中，涉及很多計(jì)算的問題，必須通過所學(xué)知識(shí)、相關(guān)的資料及自己的不斷努力才能解決。 在學(xué)校中，我們所學(xué)的主要是理論性知識(shí)，實(shí)踐性比較欠缺，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)，可以把我們以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)地聯(lián)系起來，使我們既溫故又學(xué)到更多新的知識(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)。 由于資質(zhì)有限，很多知識(shí)掌握的不是很牢固，在設(shè)計(jì)的過程中難免要遇到很多問題，但經(jīng)過課程設(shè)計(jì)，使我們有了一定的餓設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)；同時(shí)在老師的悉心指導(dǎo)及同學(xué)的熱心幫助下，我克服了一個(gè)又一個(gè)的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)不斷完善。在此，我在設(shè)計(jì)中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，汲取了更系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)，使自己的能力得到很大程度的提高。 最后，再次感謝楊老師、于老師等在這一段時(shí)間給予無私的指導(dǎo)和幫助，并向你們致以深深的敬意！在以后的工作上，不辜負(fù)你們對(duì)我們寄予的厚望！ 參考文獻(xiàn) [1] 王孝培主編主編. 沖壓手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988年2月 [2] 郝濱海編著. 沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社，2005年1月 [3] 楊玉英主編. 實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2005年1月 [4] 中國(guó)機(jī)床總公司編著. 全國(guó)機(jī)床產(chǎn)品供貨目錄冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002年6月 [5] 史鐵梁主編. 冷沖模設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1996年7月 [6]翟德梅主編.模具制造技術(shù)[M].河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 [7]王芳主編.冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998 [8]任嘉卉主編.公差與配合手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 [9]李易、于成功、聞小芝主編.現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試與維修實(shí)用手冊(cè)[M].北京：金版電子出版公司，2003 [10]彭建聲、秦曉剛編著.模具技術(shù)問答[M]. 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