《機械制造裝備設(shè)計》課程設(shè)計論文制動圈沖壓工藝及模具設(shè)計

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1、學(xué) 號 14111900*** 湖南理工學(xué)院 《機械制造裝備設(shè)計》課程設(shè)計論文 題目：制動圈沖壓工藝及模具設(shè)計 作 者 周** 屆 別 2011 屆 學(xué) 院 機械學(xué)院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 指導(dǎo)教師 職 稱

2、 教 授 完成時間 2015.1.3 ２４ 目錄 摘 要 １ 緒論 ２ 第一章 沖壓件零件圖的繪制 ３ 第二章沖壓件的工藝分析 ３ 2.1 工件材料 ３ 2.2 工件結(jié)構(gòu)形狀 ４ 2.3 工件尺寸精度 ４ 第三章 沖壓方案的確定 ４ 3.1 沖壓方案 ４ 3.2 沖壓方案的選擇 ４ 第四章 模具類型 ５ 4.1 模具類型的選擇 ５ 4.2 操作和定位方式的選擇 ５ 4.3 導(dǎo)向方式的選擇 ６ 4.4 卸料、出料方式的選擇 ６ 4.5

3、 推件裝置的選擇 ６ 第五章 主要工藝參數(shù)的計算 ７ 5.1 排樣方式 ７ 5.1.1 排樣方式的選擇 ７ 5.1.2 確定搭邊值和料寬 ７ 5.1.3 排樣方式圖 ８ 5.2 送料步距和利用率的計算 ８ 5.2.1 送料步距的計算 ８ 5.2.2 材料利用率的計算 ８ 5.3 沖壓力的計算 ９ 5.3.1 沖裁力的計算 ９ 5.3.2 卸料力、推件力的計算 １０ 5.4 壓力機的選擇 １１ 5.5 壓力中心的確定 １１ 5.6 模具刃口尺寸計算 １２ 5.6.1沖裁間隙 １２ 5.6.2 凸、凹制造公差的計算 １３ 5.6.3 沖孔凸、凹模刃口尺寸計算 １４

4、 第六章 模具設(shè)計 １６ 6.1 凸模設(shè)計 １６ 6.1.1 沖孔凸模的設(shè)計 １６ 6.2落料凹模設(shè)計 １７ 6.3凸凹模設(shè)計 １８ 6.4 其他模具零件結(jié)構(gòu) １９ 6.5 典型零件加工工藝方案 ２０ 第七章 模具閉合高度校核 ２０ 第八章 繪制模具總裝圖 ２１ 第九章 設(shè)計總結(jié) ２２ 參考文獻 ２３ 摘 要 本課程考查任務(wù)是設(shè)計制動圈（大批量）沖壓模具。 課題進行過程中，主要以《沖壓工藝及沖模設(shè)計》課程的理論為依據(jù)，同時結(jié)合《機械設(shè)計》、《機械制圖》、《互換性與技術(shù)測量》、《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》等相關(guān)課程 的知識，首先根據(jù)課程考查任務(wù)書的要求，利

5、用 Auto CAD 軟件完成了制動圈零件圖的繪制，然后進行沖壓工藝分析并確定合理的沖壓工藝方案，選擇排樣方式與模具 類型，并進行具體工藝計算和校核，選擇定位和卸料方式，選擇沖壓設(shè)備，而且對如何保證沖壓件精度要求，提高沖壓生產(chǎn)效率，保證模具可靠工作，降低模具制造成本 也進行了充分的考慮，最后利用 Auto CAD 軟件完成了連接板沖壓模具裝配圖的設(shè) 計和凸、凹模零件圖的繪制。 通過制動圈沖壓模具設(shè)計，達到了預(yù)期的設(shè)計意圖，鞏固和深化了所學(xué)的知識， 取得了比較滿意的效果。 關(guān)鍵詞：制動圈；沖壓模具；沖壓工藝；模具設(shè)計 緒論 近年來，隨著

6、先進制造技術(shù)的不斷發(fā)展，將沖壓工藝與現(xiàn)在高新技術(shù)相結(jié)合，使得沖壓工藝在深度和廣度上都取得了突飛猛進的進展。目前，沖壓工藝在高效精密沖壓、柔性模（軟膜）成形、無模多點成形、超塑性成形、爆炸和電磁等高能成形以及冷沖壓技術(shù)等方面取得了重大的進步。 隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進步的投資力度，將技術(shù)進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國

7、內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，三維 UG、Pro/Engineer等國際通用軟件，個別廠家還引進了C-Flow、DYNAFORM、MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計中。    采用沖壓模具，可以顯著提高勞動生產(chǎn)效率，減輕工人勞動強度和工作量，可以實現(xiàn)高速大批量生產(chǎn)，顯著降低單件加工成本，經(jīng)濟性好；可以節(jié)省原材料，實現(xiàn)無切屑加工；可以保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和良好的互換性；可以一次成形某些精密零件，不需要再進行機械加工；可以制造其它工藝方法難以加工的大型復(fù)雜零件和制品。同時，采用沖壓模具生產(chǎn)，由于操作簡單，因此操作人員不需要很高的技術(shù)水平，而且還

8、具有容易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)的特點。 正確合理的設(shè)計沖壓模具，不僅能夠提高沖壓產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率，而且可以提高模具使用壽命，從而顯著提高經(jīng)濟效益。因此，在沖壓模具設(shè)計過程中，必須清楚沖壓件的結(jié)構(gòu)、使用功能要求和加工工藝方法，掌握典型沖壓模具的結(jié)構(gòu)和沖壓性能，熟悉機械設(shè)計各相關(guān)方面的理論知識，才能形成正確明晰的模具設(shè)計思路和方法，甚至有所創(chuàng)新，從而保證所設(shè)計的模具結(jié)構(gòu)簡單，工作安全可靠，并具有良好的使用性能。 第一章 沖壓件零件圖的繪制 根據(jù)給定尺寸，用 AutoCAD 軟件繪制沖壓件零件圖見圖 1-1。 圖1—1 制動圈零件圖 第二章沖壓件的工藝分析

9、2.1 工件材料 制動圈材料為1Gr18Ni9Ti(不銹鋼)，經(jīng)冷加工有較高的抗拉、抗剪強度，主要用于防腐設(shè)備的制造。 2.2 工件結(jié)構(gòu)形狀 制動圈結(jié)構(gòu)形狀簡單，是圓形與鍵槽形的組合形狀，圓環(huán)外圓直徑為36mm，內(nèi)圓直徑為19mm，內(nèi)圓插銷部分距離圓心4mm，寬度為4mm。內(nèi)孔與外緣之間的最小距離以及過渡圓角能夠滿足沖裁要求；材料厚度 1mm，滿足沖裁厚度要求，故該零件可以進行沖裁加工。 2.3 工件尺寸精度 該工件結(jié)構(gòu)簡單，形狀對稱。零件圖上所有未標注公差的尺寸，屬于自由尺寸，可按IT14級確定工件尺寸的公差；孔心距精度要求較高按IT11級。 以上分析說明，該零

10、件沖裁工藝性良好，適合沖裁加工。 第三章 沖壓方案的確定 3.1 沖壓方案 制動圈從結(jié)構(gòu)形狀與要求來看，只要通過沖孔和落料兩個基本工序即可。有以下四種工序方案選擇：  方案一：先落料，后沖孔，采用兩套單工序模生產(chǎn)。 方案二：先沖孔，后落料，采用單工序級進模生產(chǎn)。 方案三：落料—沖孔同時在多個工位上完成，采用級進模生產(chǎn)。 方案四：落料—沖孔同時在一個工序上完成，采用復(fù)合模生產(chǎn)。 3.2 沖壓方案的選擇  方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，制作容易，但需要兩副模具，增加了模具的制作成本，同時要進行兩道工序，導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低，難以滿足大批量生產(chǎn)。 方案二只需要一副模

11、具，減少模具和設(shè)備的數(shù)量，降低了模具制作成本，生產(chǎn)效率高，易于實現(xiàn)自動化。但級進模輪廓尺寸比較大，結(jié)構(gòu)比單工序模復(fù)雜。 方案三只需要一副模具，操作方便，生產(chǎn)效率較高，精度也能滿足要求，但模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本高。 方案四只需要一副模具，模具輪廓尺寸較小結(jié)構(gòu)緊湊，沖出的制件精度高，平整。板料定位精度低，但能滿足制動圈的要求精度。 通過對四種方案的分析和對比可以確定方案四為最佳方案。 第四章 模具類型 4.1 模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，模具類型為復(fù)合模，能在同一副模具的相同位置，同時完成兩道或兩道以上不同沖壓工序。

12、倒裝式復(fù)合模具結(jié)構(gòu)相對正裝簡單，加工更容易，制作成本相對低，故選擇倒裝式復(fù)合模具。 4.2 操作和定位方式的選擇 對于大批量生產(chǎn)的復(fù)合模，由于制件的尺寸較小，可選用手動送料。 通過模具的材料是條料，所以選用定位銷來實現(xiàn)對沖裁條料的定位。 4.3 導(dǎo)向方式的選擇 為提高模具壽命和工作質(zhì)量，安裝調(diào)整方便，模具結(jié)構(gòu)更簡單，該復(fù)合模采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。 4.4 卸料、出料方式的選擇 卸料裝置分為剛性卸料裝置、彈性卸料裝置和廢料切刀三種。 剛性卸料裝置卸料力大，工作可靠，常用于材料較硬、厚度較厚、精度要求不是很高的工件。但在卸料時，由于板料沒有受到壓料力的作用，導(dǎo)致沖裁帶孔部分有明顯

13、的翹曲現(xiàn)象。 彈性卸料裝置主要由卸料板、卸料螺釘和彈性元件（彈簧或橡皮）等構(gòu)成；主要用于材料較薄（小于或等于 2mm）、硬度較小、精度要求高的沖裁；沖裁時彈性元件對板料有預(yù)緊作用力，故沖壓件的平整度比較高。彈性元件提供的卸料力比較小。 廢料切刀主要用于大、中型零件沖裁或成形切邊時，卸料力要求大，利用廢料切刀將廢料切開，達到卸料的目的。 制動圈厚度為1mm，相對較薄，尺寸較小，制件重量較輕，卸料力要求不大；墊片的平整度要求也不能過低；故采用彈性卸料。在倒裝式復(fù)合模具中，彈性卸料裝置安裝在下模。 為了使模具結(jié)構(gòu)簡單，采用向下出件方式。 4.5 推件裝置的選擇 推件裝置分為剛推件料裝置和

14、彈性推件裝置。剛性推件裝置適用于對推件力要求大的制件；要使彈性推料裝置就要選擇好一點的彈性元件，這樣增大了模具的制作成本。為了推件平穩(wěn)可靠，成本低，選用剛性推件裝置。 第五章 主要工藝參數(shù)的計算 5.1 排樣方式 5.1.1 排樣方式的選擇 零件結(jié)構(gòu)簡單，條料從后往前送進，落料凸模的沖壓力比較均勻，零件形狀精度容易保證，為簡單方便選擇單列直排方式。 5.1.2 確定搭邊值和料寬 制動圈為圓形，可根據(jù)下表5-1選擇搭邊值。 表5-1 手工送料時沖裁圓形金屬制件最少搭邊值 料厚 t（mm) a a1 ≤1 1.5 1.5 >1～2 2 1

15、.5 >2～3 2.5 2 料厚t=1mm，搭邊值a=1.5mm，a1=1.5mm。 該沖模選擇有側(cè)壓裝置，材料的料寬： （5-1） 式中： Dmax——條料寬度方向沖裁件的最大尺寸； a ——側(cè)搭邊值； △ ——條料寬度的單向（負向）偏差。 由Dmax=36mm；a=1.5mm得： △值可根據(jù)表5-2選擇： 表 5-2 普通剪床用帶料寬度偏差△（mm） 料寬B≤50 料厚t（mm） △ １ 0.5 >1～3 0.5 由t=1mm得：△=0.5 所以 5.1.3 排樣方式圖

16、 如下圖5.1所示： 圖5.1排樣方式圖 5.2 送料步距和利用率的計算 5.2.1 送料步距的計算 按圖5.1的排樣方式，送料的步距為制動圈的寬度與搭邊值的和，用S表示： 為方便令S取整：S=38mm。 5.2.2 材料利用率的計算 材料利用率是衡量材料是否合理利用的重要指標，在保證制件質(zhì)量的前提下，也決定板料的沖裁是橫向還是縱向。 一個送料步距內(nèi)的材料利用率： (5-2) 式中:S—— 一個制件的有效面積,mm2； A —— 送料步距，mm； B —— 調(diào)料寬度，mm 一塊板料的材料利用率為 結(jié)構(gòu)廢料由工件的形狀決

17、定，無法避免，材料的利用率滿足要求，故排樣方式合理。 5.3 沖壓力的計算 5.3.1 沖裁力的計算 沖裁工序力包括沖裁力、卸料力、推件力、頂件力等，其中，最主要的是沖裁力的確定。沖裁時，凸模給材料施加壓力，材料對凸模產(chǎn)生反作用力，通常這種反作用力被稱為抗力，材料對凸模的最大抗力就是沖裁力。只有知道沖裁力才能保證正確的壓力機和合理設(shè)計模具。 為了使結(jié)構(gòu)簡單，選擇一般平刃沖裁，平刃沖裁時的沖裁力： （5-3） 式中：K—安全系數(shù) t—材料厚度； —材料的抗剪強度； L—沖剪斷面的周長。 系數(shù)K是考慮實際生產(chǎn)中模具間隙值的波動和不均勻、刃口磨損

18、、板料力學(xué)性能和厚度波動等原因?qū)_裁力的影響而確定的修正系數(shù)，一般取K=1.3。 材料抗剪強度可從材料手冊的機械性能中查出，1Gr18Ni9Ti在熱處理退軟狀態(tài)下的=430～550MP。 沖裁力為： 5.3.2 卸料力、推件力的計算 在沖裁結(jié)束后，由于材料的彈性回復(fù)及摩擦的存在，使沖落部分的材料卡在凹模內(nèi)，而余下的材料則緊箍在凸模上，為使沖壓工作能繼續(xù)進行，必須將卡在凹模內(nèi)的這些材料推出，將緊箍在凸模上的材料卸下。卸下包在凸模上的材料所需的力叫卸料力；順著沖裁方向推出卡在凹模里的材料所需的力一般叫推件力。 卸料力的計算公式： （5-4）

19、 推件力的計算公式： （5-5） 式中：K1、K2分別為卸料力、推件力系數(shù) n—同時卡在凹模的沖裁件（或廢料）的個數(shù)，n=h/t（h：凹模洞口的直壁高度）,n=6/1=6。 K1、K2的取值可從表5-3中選取 表5-3 鋼板卸料力、推件力的系數(shù) 材料厚度t/mm K1 K2 ≤0.1 0.065~0.075 0.1 0.1~0.5 0.045~0.055 0.063 0.5~2.5 0.04~0.05 0.055 2.5~6.5 0.03~0.04 0.045 ＞6.5 0.02~0.03 0.025

20、根據(jù)沖裁的性質(zhì)和厚度得：K1=0.05、K =0.055。 根據(jù)公式（5-4）、（5-5）得： 綜上所述沖壓力為： 5.4 壓力機的選擇 本模具采用彈壓卸料裝置，壓力機的公稱壓力必須大于或等于工序總力。查手冊選開式可傾壓力機型號為J23-25的壓力機。 J23-25壓力機的主要參數(shù)：公稱壓力250KN，滑塊行程80mm，行程次數(shù)100次，最大封閉高度250mm，封閉高度調(diào)節(jié)量70mm，滑塊中心到床身的距離190mm，工作臺尺寸360×560mm，達到公稱壓力時滑塊距下止點的距離6mm，工作臺孔尺寸（前后260mm，左右130mm，直徑180mm），可傾斜角30度

21、，模柄孔尺寸（直徑×深度）φ50mm×70mm，工作臺板厚度70mm。 5.5 壓力中心的確定 模具壓力中心是指模具在工作時，被沖壓材料對沖模的反作用力合力的作用點，即沖模所受合力的作用點位置。為了模具正常的工作，模具的壓力中心必須與模柄的中心線重合，否則沖壓時便會產(chǎn)生偏力矩，使模具的導(dǎo)柱或沖床的滑塊單面受力，引起模具和導(dǎo)軌的過早損壞，加速刀口變鈍的速度，同時也會使沖模及壓力機滑塊歪斜，引起凸、凹模的間隙不均，使導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具的壽命，有甚者引起壓力機導(dǎo)軌磨損加重，損壞壓力機。 制動圈為軸對稱形，外形簡單，可按照確定簡單形狀制件的壓力中心的原則來確定制動圈的

22、壓力中心。 簡單形狀制件的壓力中心確定原則： （1）沖裁直線段時，壓力中心位于該線段的中點。 （2）沖裁簡單對稱的沖件時，其壓力中心位于沖件輪廓圖形的幾何中心（厚度均勻的金屬薄片的質(zhì)心） 利用CAD以圓心為原點建立坐標系如圖5-2所示 利用CAD對其質(zhì)心進行計算，結(jié)果如下： ---------------- 面域 ---------------- 面積: 261.8113 周長: 70.2343 邊界框: X: -9.5000 -- 9.28

23、71 Y: -9.5000 -- 9.5000 質(zhì)心: X: -0.5570 Y: 0.0000 慣性矩: X: 6368.4629 Y: 5364.4478 慣性積: XY: 0.0000 旋轉(zhuǎn)半徑: X: 4.9320 Y: 4.5266 主力矩與質(zhì)心的 X-Y 方向:

24、 I: 5283.2162 沿 [0.0000 1.0000] J: 6368.4629 沿 [-1.0000 0.0000] 根據(jù)計算結(jié)果，制動圈的質(zhì)心與外圓的圓心非常接近，為便于模具設(shè)計制造和裝配，故可以圓心近似代替制件的質(zhì)心 5.6 模具刃口尺寸計算 5.6.1沖裁間隙 沖裁間隙是模具設(shè)計中的一個相當(dāng)重要的參數(shù)，它對沖件的斷面質(zhì)量、模具壽命、卸料力、推件力以及沖裁件的尺寸精度等都有影響。在不同場合，沖裁間隙的概念定義也不同。在設(shè)計過程中所考慮的一般是凸、凹模刃口部分的尺寸之差。 沖裁間隙過大、過小都是不合

25、理的，只有選擇合適的沖裁間隙才能進行正常的沖裁生產(chǎn)。而不斷地沖裁又會使得凸、凹模磨損，凸模尺寸減小，凹模尺寸增大，沖裁間隙也就增大。根據(jù)材料力學(xué)性質(zhì)、制件的表面粗糙度和尺寸精度，按照經(jīng)驗數(shù)據(jù)來確定。經(jīng)驗數(shù)據(jù)參考如表5-4所示： 表5-4 沖裁模初始雙面間隙 材料名稱 45；T7，T8（退火）；磷青銅（硬）；鈹青銅（硬） 10,15,20冷軋鋼；30鋼板；H62，H68（硬）；硅鋼片 Q215,Q235;08,10,15;H62,H68(半硬) H62,H68(軟);純銅（軟）；3A12,5A02 厚度 初始間隙 Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zm

26、ax Zmin Zmax 1.0 0.17 0.20 0.13 0.16 0.10 0.13 0.065 0.095 1.5 0.27 0.31 0.21 0.25 0.15 0.19 0.10 0.14 2.0 0.38 0.42 0.30 0.34 0.22 0.26 0.14 0.18 2.5 0.49 0.55 0.39 0.45 0.29 0.35 0.18 0.24 表中所列舉材料沒有1Gr18Ni9Ti,但是通過對比常用金屬材料及其力學(xué)性能，可以發(fā)現(xiàn)熱處理退軟后的1Gr18Ni9Ti和退火后的45號鋼的

27、性能非常接近，故可按照45號鋼的參數(shù)選取該設(shè)計中的沖裁模初始雙面間隙。 根據(jù)5-4得：Zmin=0.17mm，Zmax=0.20mm。 5.6.2 凸、凹制造公差的計算 凸、凹模的加工方法有兩種，第一種是按互換性原則組織生產(chǎn)，叫分別制造法，第二種是按配合加工原則組織生產(chǎn)，叫配合加工法。該模具的設(shè)計過程按照互換性的原則進行設(shè)計，因此必須保證： dd + 式中：—凸模的制造公差； + —凹模的制造公差。 一般情況下?。? （5-6） （5-7） 故： ； 5.6.3 沖孔凸、凹模刃口尺寸計算 沖裁件

28、的測量和使用中都是以光亮帶的尺寸為基準，沖孔件的光亮帶處于小端尺寸，沖孔件的光亮帶是凸模刃口擠切材料產(chǎn)生的，沖孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。故沖孔時以凸模為基準件進行計算，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來取得，計算公式為： （5-8） （5-9） 式中：dp、dd—沖孔凸、凹模的刃口尺寸； d—沖孔工件的基本尺寸； △—工件公差；X——磨損系數(shù)。 如表5-5所示，GB/T 1800.3-1998對應(yīng)的部分△取值 表5-5 標準公差表（GB/T 1800.3-1

29、998） 公差等級 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 IT15 基本尺寸 mm ≤3 0.040 0.060 0.10 0.14 0.25 0.40 ＞3~6 0.048 0.075 0.12 0.18 0.3 0.48 ＞6~10 0.058 0.090 0.15 0.22 0.36 0.58 ＞10~18 0.070 0.110 0.18 0.27 0.43 0.70 ＞18~30 0.084 0.130 0.21 0.33 0.52 0.84 ＞30~50 0.100 0.160

30、 0.25 0.39 0.62 1.00 孔的基本尺寸為d1=φ19mm，公差等級為IT14對應(yīng)的公差△=0.52mm。 如表5-5所示，磨損系數(shù)的取值： 表5-6 磨損系數(shù) 材料厚度t（mm） 非圓形工件x值 圓形工件x值 1 0.75 0.5 0.75 0.5 工件公差Δ/mm ≤1 ﹤0.16 0.17~0.35 ≥0.36 ﹤0.16 ≥0.16 1~2 ﹤0.20 0.21~0.41 ≥0.42 ﹤0.20 ≥0.20 2~4 ﹤0.24 0.25~0.49 ≥0.50 ﹤0.24 ≥0.24 ＞4 ﹤0.30

31、 0.31~0.59 ≥0.60 ﹤0.30 ≥0.30 根據(jù)材料的厚度、沖裁件的形狀以及工件公差△，依據(jù)表5-6得： X=0.5 所以孔圓弧部分的凸、凹模尺寸為： 同樣根據(jù)表5-5和表5-6可以得出內(nèi)孔凹進部分，d2=4mm，公差等級為IT14對應(yīng)公差△=0.3mm，X=0.5； 所以內(nèi)孔凹進部分的凸、凹模尺寸為： 5.6.4 落料凹、凸模刃口尺寸計算 落料件的光亮帶是因凹模刃口擠切材料產(chǎn)生的，落料件的光亮帶處于大端尺寸，且大端尺寸等于凹模尺寸所以落料時應(yīng)先確定凹模刃口尺寸。以凹模為基準進行計算，間隙取在凸模上，沖裁間隙通過減小凹模刃口尺寸來取得。落料時計

32、算的凹、凸模刃口尺寸計算公式為： （5-8） （5-9） 式中：Dd 、Dp—落料凹、凸模的刃口尺寸； D—落料工件的基本尺寸； △—工件公差；X——磨損系數(shù)。 外圓的基本尺寸為d=φ36mm，根據(jù)表5-5公差等級為IT14對應(yīng)的公差△=0.62mm。 根據(jù)表5-6，按材料的厚度、沖裁件的形狀以及工件公差得X=0.5。 所以落料時的凹、凸模刃口尺寸為： 第六章

33、模具設(shè)計 6.1 凸模設(shè)計 6.1.1 沖孔凸模的設(shè)計 凸模長度尺寸是根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)，考慮修磨、固定板與卸料板之間的安全距離、裝配等需求來確定。制動圈模具采用的是彈性卸料裝置，凸模長度的計算公式為： （6-1） 式中：L—凸模長度； h1—凸模固定板厚度，取20mm； h2—卸料板厚度，取25mm； t—材料厚度，相對很小，可以忽略； h—增加強度。它包括凸模的修模量、凸模進入凹模的深度（0.5~1mm）、凸模固定板與卸料板之間的安全距離等，一般取10~20mm，取20mm。 故凸模長度： 沖孔凸模圖如圖6-1所示： 圖6-1

34、沖孔凸模圖 6.2落料凹模設(shè)計 凹模的結(jié)構(gòu)分為整體式、組合式、鑲拼式三種形式，整體式結(jié)構(gòu)簡單，強度好，制造精度高。組合式和鑲拼式的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度相對整體式的要低，故該模具采用整體式形式。 整體式凹模的計算公式為： ，且Ha≥15mm (6-2) C=（1.3~2.0）Ha，且c＞30~40mm (6-3) 式中：Ha—凸模厚度； F—沖裁力，F(xiàn)=131.08kN； C—凹模厚度（指最小壁厚）。 凹模厚度計算得Ha=24mm，取整Ha=30mm。凹模壁厚取C=36mm。

35、查GB/T2855.5-1990確定凹模外形尺寸長=125mm、寬=100mm； 凹模設(shè)計如下圖： 圖6-2 落料凹模圖 6.3凸凹模設(shè)計 凸凹模在復(fù)合模中同時具有沖孔凸模和落料凹模作用的工作零件。凸凹模的內(nèi)外緣均為刃口，內(nèi)緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸。該模具為倒裝式復(fù)合模，內(nèi)孔積存廢料，最小壁厚可以大些。 凸凹模長度計算公式： （6-4） 式中：h1—凸凹模固定板高度； h2—卸料板厚度； h—自由尺寸 ，h=20mm。 計算結(jié)果L=75 凸凹模設(shè)計如圖6-3所示： 圖6-3 凸凹模圖

36、 6.4 其他模具零件結(jié)構(gòu) 根據(jù)凹模零件尺寸，結(jié)合倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)特點，查GB/T2855.5-1990選用四導(dǎo)柱模架方式，查JB/T2885.1-94，確定其他模具結(jié)構(gòu)零件，如下表6-1： 序號 名稱 長×寬×高 材料 數(shù)量 1 墊板 125×100×10 45 1 2 凸模固定板 125×100×20 45 1 3 卸料板 125×100×20 45 1 4 凸凹模固定板 125×100×20 45 1 5 上模座 20

37、0×165×30 45 1 6 下模座 200×165×35 45 1 6.5 典型零件加工工藝方案 以凹模板的加工為例，典型零件的加工工藝為：備料——熱處理——磨平面——鉗工——磨平面——熱處理——線切割。工藝過程如表6-2 表6-2 凹模板加工工序 序號 工序名稱 工序的主要內(nèi)容 1 備料 根據(jù)圖紙下適合的毛坯料 2 熱處理 退火 3 銑、磨平面 先銑后磨平面 4 鉗工 劃線、打螺紋孔、銷釘孔和穿絲孔 5 磨平面 光上下平面至圖紙要求 6 熱處理 淬火、回火達到硬度要求 7 線切割

38、 線切割內(nèi)型，保證間隙達到要求 8 去毛刺 用細砂打磨去毛刺 第七章 模具閉合高度校核 模具閉合高度H應(yīng)滿足 Hmin-H1+10≤H≤Hmax –H1–5 式中：Hmax—壓力機最大閉合高度； Hmin—壓力機最小閉合高度； H1—墊板厚度。 本模具閉合高度為 H=215mm，墊板厚度 H1=10mm，而 J23-25型開式雙柱可傾式壓力機最大閉合高度為250mm，閉合高度調(diào)節(jié)量為70mm。將這些參數(shù)代入得 180-10+10≤215≤250 -10–5 故模具閉合高度滿足壓力機要求，說明該模具的設(shè)計是合理的。 第八章 繪制模具總裝圖 按已確定的模具

39、類型及相關(guān)參數(shù)，繪制完成模具裝配圖，見圖 8-1。 圖8-1 模具總裝圖 第九章 設(shè)計總結(jié) 這次設(shè)計主要以《沖壓工藝及沖模設(shè)計》課程的理論為依據(jù)，同時結(jié)合《機械設(shè)計》、《機械制圖》、《互換性與技術(shù)測量》、《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》等相關(guān)課程 的知識，首先根據(jù)課程考查任務(wù)書的要求，利用 Auto CAD 軟件完成了連接板零件 圖的繪制，然后進行沖壓工藝分析并確定合理的沖壓工藝方案，選擇排樣方式與模具 類型，并進行具體工藝計算和校核，選擇定位和卸料方式，選擇沖壓設(shè)備，而且對如何保證沖壓件精度要求，提高沖壓生產(chǎn)效率，保證模具可靠工作，降低模具

40、制造成本 也進行了充分的考慮，最后利用 Auto CAD 軟件完成了連接板沖壓模具裝配圖的設(shè)計和凸、凹模零件圖的繪制。 課程考查過程中，在收獲知識的同時，也增強獨立動手的能力。在設(shè)計的過程中，讓我知道了很多時候?qū)τ诠た茖W(xué)生解決問題的時候，要有高度的責(zé)任心，可以將其當(dāng)成工程問題的對待，而這也可以成為日后最實用的，讓我受益匪淺。 這次模具課程設(shè)計對于我的將來可能也有很大的幫助。以后，我對待公司派來的任務(wù)或者是其他工程問題，我都可以很好的對待以及正確的態(tài)度去處理。 這次課程考查鍛煉了我的動手能力與解決問題的能力，讓原本零基礎(chǔ)模具設(shè)計的我有了很深刻的認知，還讓我在模具設(shè)計方面有了不少的了解與提升

41、。 參考文獻 [1].李紹林、馬長福.實用模具技術(shù)手冊.上?？茖W(xué)技術(shù)文獻出版社 2000. [2].鄭家賢.沖壓工藝與模具設(shè)計實用技術(shù).機械工業(yè)出版社 2005. [3].鄧明.實用模具設(shè)計簡明手冊.機械工業(yè)出版社2006. [4].劉舜堯、李燕.制造工程工藝基礎(chǔ).中南大學(xué)出版社2010. [5].胡成武、胡澤豪、歐陽八生.沖壓工藝與模具設(shè)計.中南大學(xué)出版社2013. [6].王蘭美、馮秋官.機械制圖.高等教育出版社 2009. [7].劉金華、譚湘夫.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ).化學(xué)工業(yè)出版社2012. [8].王運炎、朱莉.機械工程材料.機械工業(yè)出版社 2011. [9].田光輝、林紅旗.模具設(shè)計與制造.北京大學(xué)出版社 2009.