小墊板沖壓工藝及模具設計【T形件 圓頭 電燈接觸環(huán)零件】【含11張cad圖紙+文檔全套資料】

喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 小墊板沖壓工藝及模具設計 1 緒論 沖壓加工簡稱沖壓，也稱為冷沖壓或板料沖壓。是一種借助于常規(guī)或?qū)Ｓ迷O備的動力，使板料在模具里直接得到變形力并進行變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技術。模具：沖壓加工中安裝在設備上的專用模型、工具，能制造出一定數(shù)量的沖壓件。沖壓模具簡稱沖壓?；驔_模。沖模的功能是具有制造出一定數(shù)量的沖壓產(chǎn)品的能力，且加工還有高效率、高精度、互換性好及節(jié)原材料等功效。 近年來，沖壓成形工藝有很多新的進展，特別是精密沖裁、精密成形、精密剪切、復合材料成形、超塑性成形、軟模成形以及電磁成形等新工藝日新月異，沖壓件的精度日趨精確，生產(chǎn)率也有極大提高，正在把沖壓加工提高到高品質(zhì)的、新的發(fā)展水平。前幾年的精密沖壓主要市是指對平板零件進行精密沖裁，而現(xiàn)在，除了精密沖裁外還可兼有精密彎曲、拉深、壓印等，可以進行復雜零件的立體精密成形。過去的精密沖裁只能對厚度為5~8mm以下的中板或薄板進行加工，而現(xiàn)在可以對厚度達25mm 的厚板實現(xiàn)精密沖裁，并可對σb >900MPa的高強度合金材料進行精沖。 由于引入了CAE，沖壓成形已從原來的對應力應變進行有限元等分析而逐步發(fā)展到采用計算機進行工藝過程的模擬與分析，以實現(xiàn)沖壓過程的優(yōu)化設計。在沖壓毛坯設計方面也開展了計算機輔助設計，可以對排樣或拉深毛坯進行優(yōu)化設計。 此外，對沖壓成形性能和成形極限的研究，沖壓件成形難度的判定以及成形預報等技術的發(fā)展，均標志著沖壓成形以從原來的經(jīng)驗、實驗分析階段開始走上由沖壓理論指導的科學階段，使沖壓成形走向計算機輔助工程化和智能化的發(fā)展道路。 模具生產(chǎn)技術水平的高低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志，因為模具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。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關注?！澳＞呤枪I(yè)生產(chǎn)的基礎工藝裝備”也已經(jīng)取得了共識。在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%～80%的零部件都要依靠模具成形。 按照中國模具工業(yè)協(xié)會的劃分，我國模具基本分為10大類，其中，沖壓模和塑料成型模兩大類占主要部分。按產(chǎn)值計算，目前我國沖壓模占50％左右，塑料成形模約占20％，拉絲模（工具）約占10％，而世界上發(fā)達工業(yè)國家和地區(qū)的塑料成形模比例一般占全部模具產(chǎn)值的40％以上。我國沖壓模大多為簡單模、單工序模和符合模等，精沖模，精密多工位級進模還為數(shù)不多，模具平均壽命不足100萬次，模具最高壽命達到1億次以上，精度達到3～5um，有50個以上的級進工位，與國際上最高模具壽命6億次，平均模具壽命5000萬次相比，處于80年代中期國際先進水平。 改革開放20多年來，我國(除港臺地區(qū)外，下同)的模具工業(yè)獲得了飛速的發(fā)展，設計、制造加工能力和水平、產(chǎn)品檔次都有了很大的提高。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國現(xiàn)有模具專業(yè)生產(chǎn)廠、產(chǎn)品廠配套的模具車間（分廠）近17000家，約60萬從業(yè)人員，年模具總產(chǎn)值達200億元人民幣。但是，我國模具工業(yè)現(xiàn)有能力只能滿足需求量的60％左右，還不能適應國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。目前，國內(nèi)需要的大型、精密、復雜和長壽命的模具還主要依靠進口。據(jù)海關統(tǒng)計，1997年進口模具價值6.3億美元，這還不包括隨設備一起進口的模具；1997年出口模具僅為7800萬美元。1997年中國模具工業(yè)協(xié)會對下屬的209家骨干企業(yè)（含產(chǎn)品廠的模具車間）的統(tǒng)計資料表明，其模具總產(chǎn)值13.7億元人民幣，進口模具大約為336萬美元。目前我國模具工業(yè)的技術水平和制造能力，是我國國民經(jīng)濟建設中的薄弱環(huán)節(jié)和制約經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的瓶頸。因此作為新一代模具方面技術人員的我們有著振興民族模具工業(yè)的重任。 進入21世紀，在經(jīng)濟全球化的新形勢下，隨著資本、技術和勞動力市場的重新整合，我國裝備制造業(yè)在加入WTO以后，將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中，無論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來越多地采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為了適應用戶對模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求，模具工業(yè)正廣泛應用現(xiàn)代先進制造技術來加速模具工業(yè)的技術進步，滿足各行各業(yè)對模具這一基礎工藝裝備的迫切需求。 模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡化方向發(fā)展。表現(xiàn)為：模具軟件功能集成化、模具設計、分析及制造的三維化、模具軟件應用的網(wǎng)絡化趨勢。模具檢測、加工設備向精密、高效和多功能方向發(fā)展。模具檢測設備的日益精密、高效數(shù)控電火花加工機床、高速銑削機床(HSM)。模具材料及表面處理技術發(fā)展迅速。模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式逐步得到了認同?？焖俳?jīng)濟制模技術也有了突飛猛進的發(fā)展。這些都是模具工業(yè)發(fā)展的新趨勢。 該設計為接觸環(huán)沖裁模，該設計使用級進模生產(chǎn)。級進模，又稱為多工位級進模、連續(xù)模、跳步模，它是在一副模具內(nèi)，按所加工的工作分為若干等距離的工位，在每個工位設置一個或幾個基本沖壓工序，來完成沖壓工作某部分的加工。被加工材料，事先加工成一定寬度的條料，采用某種送進方法，每次送進一個步距。經(jīng)逐個工位沖制后，便得到一個完整的沖壓工件。在一副級進模中，可以連續(xù)完成沖裁、彎曲、拉深、成形等工序。一般來說，無論沖壓零件形狀怎么復雜，沖壓工序怎樣多，均可用一副級進模沖壓完成。 本設計重點是在分析沖裁變形過程及 沖裁件質(zhì)量影響因素的基礎上，主要介紹沖裁件的工藝性分析、確定沖裁工藝方案、選擇模具的結(jié)構形式、進行必要的工藝計算、選擇與確定模具的主要零部件的結(jié)構與尺寸、校核模具閉合高度及壓力機有關參數(shù)、繪制模具總裝圖及零件圖都是這次設計的主要內(nèi)容。 用于級進模的材料，都是長條狀的板材。材料較厚、生產(chǎn)批量較少時，可剪成條料；生產(chǎn)批量大時，應選擇卷料。卷料可以自動送料，自動收料，可使用高速沖床自動沖壓。級進模對材料的厚度和寬度都有嚴格的要求。寬度過大，條料不能進入模具的導料板或通行不暢；寬度過小則影響定位精度，還容易損壞側(cè)刃、凸模等零件。 本次設計不僅讓我熟悉了課本所學的知識，而且我做了把所學到的知識運用到實踐當中，更讓我了解了級進模設計的全過程和加工實踐的各種要點。 2 零件工藝分析 沖裁件的工藝性，是指沖裁件對沖壓工藝的適應性。主要包括以下幾個方面：沖裁件的形狀和尺寸以及沖裁件的精度和表面粗糙度。制件圖如圖2-1所示。 零件名稱：電燈接觸環(huán)設計 工件簡圖：如圖2-1 生產(chǎn)批量：大批量 材料：Q235 材料厚度：0.8mm 精度等級：IT12 圖2-1 小墊片工件簡圖 2.1 工件材料分析 本沖裁件用Q235作為生產(chǎn)材料，硬度不高易沖壓加工成形,熱處理后具有較高的強度、硬度，又具有較好的塑性、韌性。適合沖壓生產(chǎn)。 2.2 工件結(jié)構形狀分析 （1）沖裁件是由圓、圓弧與直線組成，結(jié)構簡單。沖裁件的內(nèi)、外都沒有尖角，因此凸凹模磨損不會太大，所以模具的使用壽命沒有問題。 （2）孔的邊距沖裁件孔與孔之間，孔與邊緣之間的距離不應過小，否則沖裁件的質(zhì)量不能保證，會產(chǎn)生孔與孔間材料的扭曲，或使邊緣材料變形。級進模（本模具采用級進模，見3沖壓工藝的分析和確定）沖裁時，因模壁過薄而容易破損，一般情況下，其a值不小于1.5t,以滿足最小孔邊距的要求。 結(jié)論：此制件適合沖壓生產(chǎn)。 2.3 工件尺寸精度分析 （1）根據(jù)零件的要求，零件厚度為0.8mm，材料為Q235。查表2-1根據(jù)標準公差數(shù)值表GB/T 1800.4-1998可知制件在尺寸公差等級等級為IT12， （2）IT12是普通沖壓生產(chǎn)中的經(jīng)濟公差等級。 結(jié)論：工件尺寸符合沖壓特點，可以進行沖壓生產(chǎn)。 （3）表面粗糙度、精度， 由于產(chǎn)品的公差等級為IT12，沒有特別的粗糙度、精度要求，所以只需去除毛刺就可以滿足其生產(chǎn)要求。 結(jié)論：通過分析零件的外形、公差等級、尺寸和精度并結(jié)合實際情況可知該制件適合用于普通沖壓生產(chǎn)。 表2-1 110標準公差數(shù)值表(摘自 GB/T 1800.4-1998) 基本尺/mm 公差等級 大于 至 IT1 IT2 IT3 IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 - 3 0.8 1.2 2 3 4 6 10 14 25 40 60 100 3 6 1 1.5 2.5 4 5 8 12 18 30 48 75 12 3 沖壓工藝方案的分析和確定 根冷沖模的結(jié)構形式多種多樣，如果按工序的組合分類，可分為單工序模、級進模、復合模等。各種沖模的構成大體相同，主要由工作零件、定位零件、卸料零件、導向零件、聯(lián)接與固定零件等組成。由于本制件結(jié)構比較復雜，精度要求不高，經(jīng)分析由沖孔、落料、彎曲、切斷四道工序組成。該零件包括落料、沖孔、彎曲、切斷四個基本工序，可以采用以下三種工藝方案： 方案一：先沖孔，后落料，采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：沖孔-落料復合沖壓，采用復合模生產(chǎn)。 方案三：沖孔-落料級進沖壓，采用級進模生產(chǎn)。 對每個方案做如下分析： 方案一：模具結(jié)構簡單，制造周期短，制造簡單，但需要兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)的要求。 方案二：只需一副模具，制件精度和生產(chǎn)效率都較高，且工件最小壁厚大于凸凹模許用最小壁厚模具強度也能滿足要求。沖裁件的內(nèi)孔與邊緣的相對位置精度較高，板料的定位精度比方案三低，模具輪廓尺寸較小。 方案三：只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，精度也能滿足要求，模具 制造工作量和成本在沖裁簡單的零件時比復合模低。 通過附錄：表3-1的對比并結(jié)合對以上三種方案的分析得出結(jié)論: 因為該沖裁件的精度要求滿足IT12級即可，并且要有很高的生產(chǎn)率和安全的操作過程，結(jié)合生產(chǎn)實際情況可以知道該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳，即采用級進模生產(chǎn)。 4 模具總體結(jié)構 4.1 模具類型的選擇 由沖壓工藝方案的分析3可知，采用級進模方式?jīng)_壓，所以模具類型為級進模。 4.2 定位方式的選擇 為了保證模具正常工作和沖出合格的沖裁件，必須保證坯料或工序件對模具的工作刃口處于正確的相對位置。 因為該模具采用的是條料，為了確定孔的位置正確，采用導正銷進行縱向定位。為了有效的防止條料的偏斜，采用導料板進行橫向定位。 4.3 送料方式的確定 由于零件的生產(chǎn)批量是大批量，及模具類型的確定，合理安排生產(chǎn)用自動送料方式，既能滿足生產(chǎn)要求，又可以降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。 4.4 出件方式的確定 采用推件出料(制件在板料的送進過程中由板料推出)。 4.5 送料方向的確定 因選用的沖壓設備為開式壓力機且垂直于送料方向的凹模寬度B小于送料方向的凹模長度L故采用橫向送料方式，即由右向左送料。 4.6 導向方式的確定 方案一：采用對角導柱模架。由于導柱安裝在模具壓力中心對稱的對角線上，所以上模座在導柱上滑動平穩(wěn)。常用于橫向送料級進?；蚩v向送料的落料模、復合模。 方案二：采用后側(cè)導柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便。因為導柱安裝在后側(cè)，工作時，偏心距會造成導套導柱單邊磨損，嚴重影響模具使用壽命，且不能使用浮動模柄。 方案三：四導柱模架。具有導向平穩(wěn)、導向準確可靠、剛性好等優(yōu)點。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大量生產(chǎn)用的自動沖壓模架。 方案四：中間導柱模架。導柱安裝在模具的對稱線上，導向平穩(wěn)、準確。但只能一個方向送料。 根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質(zhì)量，采用后側(cè)導柱模架，操作者可以看見條料在模具中的送進動作。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便，并能滿足工件成型的要求。即方案二最佳。 5 工藝計算 5.1 排樣 5.1.1 排樣方法 由于產(chǎn)量大，材料利用率是一項很重要的經(jīng)濟指標，要提高材料利用率就必須減小廢料面積，條料在沖裁過程中翻動要少，使工人操作方便、安全，減輕勞動強度，排樣應保證沖裁件的質(zhì)量，無論是采用有廢料或少、無廢料的排樣，根據(jù)沖裁件在條料上的不同布置方法，排樣方法有直排、斜排、對排、多排等多種形式的排列方式，可以根據(jù)不同的沖裁件形狀加以選出用。 方案一：無廢料排樣沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些，但材料利用率最高。 方案二：少廢料排樣因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質(zhì)量差，模具壽命較方案一低，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構簡單。 方案三：有廢料排樣沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模來保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低。 通過上述三種方案的分析比較，綜合考慮模具壽命、沖件質(zhì)量、材料利用率和零件結(jié)構，該沖件的排樣方式選擇方案一為佳，即采用有廢料排樣。 5.1.2材料利用率 沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指標。采用有廢料排樣排樣方案： 圖5-1 排樣簡圖 一個步距內(nèi)的材料利用率： η=nA/BS×100% =80.13/10.6×12.3×100% ≈61.46% 由此可知，η值越大，材料的利用率就越高，廢料越少。因此，要提高材料利用率，就要合理排樣，減少工藝廢料。該排樣材料利用率為61.46%. 5.1.3 條料寬度的計算 排樣方式確定以后，條料的寬度和步距也就可以設計出。計算條料寬度有三種情況需要考慮： （1）有側(cè)壓裝置時條料的寬度。 （2）無側(cè)壓裝置時條料的寬度。 （3）有定距側(cè)刃時條料的寬度。 在這里選擇無側(cè)壓裝置的模具。 條料寬度確定的原則是:最小條料寬度要保證沖裁時工件周邊有足夠的搭邊值；最大條料能再沖裁時順利地在導料板之間送進，并與導料板之間有一定的間隙。 條料寬度: b=(D+2Δ+C1 ) （5-1） 式中 D-沖裁件垂直于送料方向的尺寸； a——側(cè)面搭邊,查表5-1； Δ-條料寬度的單向(負向)偏差，查表5-2，Δ=0.01； C1-導尺與最寬條料之間的單面小間隙，查表5-3，C1=0.5mm。 根據(jù)公式（5-2）得： b=(13.3+2×1.5+1) =16.3 表5-1 搭邊a和a1數(shù)值 材料厚度 圓形件半徑r＞2t的工件 矩形工件邊長L＜50mm 矩形工件邊長L＞50mm 或r＜2t的工件 工件間a1 沿邊a 工件間a1 沿邊a 工件間a1 沿邊a ＜ 0.25 0.25~0.5 0.5~0.8 0.8~1.2 1.2~1.6 1.6~2.0 2.0~2.5 2.5~3.0 1.8 1.2 1.0 0.8 1.0 1.2 1.5 1.8 2.0 1.5 1.2 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.2 1.8 1.5 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.0 1.8 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 2.2 1.8 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 3.0 2.5 2.0 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8t 表5-2 條料寬度偏差 mm 條料寬度b 材料厚度 t -0.5 ＜0.5～1 ＞1～2 ～20 -0.05 -0.08 -0.10 ＞20～30 -0.08 -0.10 -0.15 表5-3 送料最小間隙C1 mm 材料厚度t 間隙C1 0.5～1 0.5 0.5 1 1～2 0.5 1 1 2～3 0.5 1 1 5.2 沖壓力和壓力中心的計算 5.2.1 沖裁力的計算 計算沖裁力是為了選擇合適的壓力機，設計模具和檢驗模具的強度，壓力機的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力FP一般可以按下式計算： FP=KptLτ （5-2） 式中Kp-系數(shù)(K=1.3)； τ-材料抗剪強度(MPa)； L-沖裁周邊總長(mm)； t-材料厚度(mm)。 根據(jù)公式（5-4）得： FP=KptLτ =1.3×0.8×38.71×300 =12078.768 （N） 系數(shù)Kp是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動（數(shù)值的變化或分布不均），潤滑情況，材料力學性能與厚度公差的變化等因數(shù)而設置的安全系數(shù)Kp，一般取1-3。當查不到抗剪強度τ時，可以用抗拉強度σb代替τ，而取Kp=1.3的近似計算法計算。 根據(jù)《冷沖壓工藝與模具設計》附錄A1查出H62強度為300(MPa)，抗拉強度為343-460(MPa)，屈服強度為200(MPa)。 5.2.2卸料力的計算 從凸模上卸下板料所需的力稱為卸料力。 FQ =K卸F沖 （5-3） 式中 K卸- 卸料力系數(shù)，見表5-1； F沖 - 沖裁力（N）。 根據(jù)公式（5-3）得： FQ =K卸 F =0.05×12078.768 ≈603.9384（N） 表5-3 卸料力、推件力和頂件力系數(shù) 料厚t/mm K卸 K推 K頂 鋼 ≤0.1 ＞0.1～0.5 ＞0.5～2.5 ＞2.5～6.5 ＞6.5 0.065～0.075 0.045～0.055 0.04～0.05 0.03～0.04 0.02～0.03 0.1 0.063 0.055 0.045 0.025 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 鋁、鋁合金 純銅、黃銅 0.025～0.08 0.02～0.06 0.03～0.07 0.03～0.09 5.2.3 總沖壓力的計算 由于沖裁模具采用彈壓卸料裝置，固總的沖壓力包括 F=Fp+FQ （5-4） 式中 F-總沖壓力； FP-沖裁力； FQ-卸料力； 根據(jù)公式（5-8）得： F=Fp +FQ ≈12.7（KN） 由于壓力機噸位通常為總沖裁力的1.3倍，則F=1.3×12.7=16.51（KN） 5.3 初選壓力機 沖壓設備屬鍛壓機械。常見的冷沖壓設備有機械壓力機（以Jxx表示其型號）和液壓機（以Yxx表示其型號）。根據(jù)模具的使用要求，制件分和總的沖壓力查附錄：表5-4擬選壓力機為: 開式雙柱可傾壓力機J23-10。 6 沖裁間隙 設計模具時一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求，所需沖裁力小、模具壽命高，但分別從質(zhì)量，沖裁力、模具壽命等方面的要求確定的合理間隙并不是同一個數(shù)值，只是彼此接近?？紤]到制造中的偏差及使用中的磨損、生產(chǎn)中通常只選擇一個適當?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個范圍內(nèi)，就可以沖出良好的制件，這個范圍的最小值稱為最小合理間隙Zmin，最大值稱為最大合理間隙Zmax?？紤]到模具在使用過程中的磨損使間隙增大，故設計與制造新模具時要采用最小合理間隙值Zmin，如圖6-1。 沖裁間隙的大小對沖裁件的斷面質(zhì)量有極其重要的影響，此外，沖裁間隙還影響模具壽命、卸料力、推件力、沖裁力和沖裁件的尺寸精度。沖裁過程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間均有摩擦，間隙越小，模具作用的壓應力越大，摩擦也越嚴重，而降低了模具的壽命。較大的間隙可使凸模側(cè)面及材料間的摩擦減小，并延緩間隙由于受到制造和裝配精度的限制，雖然提高了模具壽命而，但出現(xiàn)間隙不均勻。因此，沖裁間隙是沖裁工藝與模具設計中的一個非常重要的工藝參數(shù)。 沖裁間隙是沖裁工藝與沖裁模具設計的一個重要工藝參數(shù)，對沖裁件質(zhì)量、沖裁力和模具壽命均有很大的影響。沖裁間隙還影響著沖裁件的尺寸精度。 沖裁件的尺寸精度是指沖裁件的實際尺寸與基本尺寸的差值，差值越小，精度越高。 間隙過大，會使落料件尺寸小于凸凹模尺寸，沖孔件尺寸大于凸模尺寸，沖裁力也會慢慢下降，卸料力、推件力或頂件力都將隨之下降。 間隙過小，會使落料件尺寸大于凸凹模尺寸，沖孔件尺寸小于凸模尺寸，沖裁力也會增大，會使模具刃口磨損加劇，還會產(chǎn)生凸凹模脹裂，小凸模折斷，凸模和凸凹模相互啃刃等異常損壞。 由此可見，我們在確定沖裁間隙時，一定要有一個合理的范圍作為間隙值，當然我們在設計時要采用最小合理間隙。 圖6-1 沖裁間隙 由表6-1可知，Zmin=0.056mm Zmax=0.072mm 表6-1 沖裁模初始雙邊間隙值 mm 材料厚度 t(mm) 軟鋁 純銅、黃銅、軟鋼 WC=(0.08~0.2)% 杜拉鋁、中等硬鋼 WC =(0.3~0.4)% 硬鋼 WC =(0.5~0.6)% Cmin Cmax Cmin Cmax Cmin Cmax Cmin Cmax 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.0 0.016 0.020 0.024 0.028 0.032 0.036 0.040 0.050 0.075 0.090 0.100 0.132 0.15 0.16 0.024 0.030 0.036 0.042 0.048 0.054 0.060 0.084 0.105 0.126 0.140 0.176 0.200 0.224 0.240 0.020 0.025 0.030 0.040 0.045 0.050 0.072 0.090 0.108 0.120 0.154 0.175 0.196 0.210 0.028 0.035 0.042 0.049 0.056 0.063 0.070 0.096 0.120 0.144 0.160 0.198 0.225 0.252 0.270 0.024 0.030 0.036 0.042 0.048 0.054 0.060 0.084 0.105 0.126 0.140 0.176 0.200 0.224 0.240 0.032 0.040 0.048 0.056 0.064 0.072 0.080 0.108 0.135 0.162 0.180 0.220 0.250 0.280 0.300 0.028 0.035 0.042 0.049 0.056 0.063 0.070 0.096 0.120 0.144 0.160 0.198 0.225 0.252 0.270 0.036 0.045 0.054 0.063 0.072 0.081 0.090 0.120 0.150 0.180 0.200 0.242 0.275 0.308 0.330 7 刃口尺寸計算 7.1 凸、凹模刃口尺寸的基本原則 沖裁件的尺寸精度主要決定于模具刃口的尺寸精度，模具的合理間隙值也要靠模具刃口及制造精度來保證。確定模具刃口尺寸及其制造公差，是設計沖裁模的只要任務之一。因此決定模具刃口尺寸時需考慮以下幾個原則： 1、先考慮落料與沖孔的區(qū)別，落料件尺寸由凹模決定，沖孔時的尺寸由凸模決定。故設計落料模時，以凹模為基準，間隙取在凸模上；設計沖孔時，以凸模為基準，間隙取在凹模上。 2、考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的損失，設計落料模時，凹?；境叽鐟〕叽绻罘秶妮^小尺寸；設計沖孔時模時，凸?；境叽鐟」ぜ壮叽绻罘秶鷥?nèi)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、考慮制件精度與模具精度之間的關系，選擇模具制造公差時，既要保證制件的精度要求又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較制件精度高2～3級。若制件沒有標注公差，則對于非圓形件按國家標準“非配合尺寸的公差數(shù)值”IT12處理，沖模則可按IT11級制造；對于圓形制件，一般可按IT7～9級制造模具。沖壓件的尺寸公差應按“入體”原則標注為單向公差，落料件上偏差為零，下偏差為負；沖孔件上偏差為正，下偏差為零。 7.2 計算沖裁凸、凹模刃口尺寸的方法 在確定工件零件刃口尺寸計算方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法。結(jié)合該模具的特點，工作零件的形狀相對比較簡單，適宜采用線切割機床分別加工落料凸模、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孔的同軸度，使裝配工作簡化。因此工作零件刃口尺寸計算就按分開加工的方法計算。 表7-1 簡單形狀（方形、圓形）沖裁時凸、凹模制造偏差 mm 公稱尺寸 凸模偏差 δ凸 凹模偏差 δ凹 公稱尺寸 凸模偏差 δ凸 凹模偏差 δ凹 ≤18 ＞18~30 ＞30~80 ＞80~120 ＞120~180 －0.020 －0.020 －0.020 －0.025 －0.030 ＋0.020 ＋0.025 ＋0.030 ＋0.035 ＋0.040 >180~260 ＞260~360 ＞360~500 ＞500 －0.030 －0.035 －0.040 －0.050 ＋0.045 ＋0.050 ＋0.060 ＋0.070 表7-2 磨損系數(shù) mm 材料厚度 工件公差△ 1 1~2 2~4 ＞4 ≤0.16 ≤0.20 ≤0.24 ≤0.30 0.17~0.35 0.21~0.41 0.25~0.49 0.31~0.59 ≥0.36 ≥0.42 ≥0.50 ≥0.60 ＜0.16 ＜0.20 ＜0.24 ＜0.30 ≥0.16 ≥0.20 ≥0.24 ≥0.30 磨損系數(shù) 非圓形χ值 圓形χ值 1 0.75 0.5 0.75 0.5 （1）沖孔 由表查得Z=0.056mm，Z=0.072mm 由表7-1查得尺寸為2.6 mm時=0.02mm，=0.02mm， 查表2-4得：x=0.75； ； 校核間隙： 因為 Z－Z=0.072－0.056=0.014mm； ||+||=0.04mm＞0.014mm 說明凸凹模公差不能滿足||+||≤Z－Z的條件，但相差不大此時可調(diào)整如下：=0.4×（Z－Z）=0.006mm；=0.6×（Z－Z）=0.01mm 將已知和查表的數(shù)據(jù)代入公式中去得： mm mm （2）落料： 工件尺寸：，9 查表得mm；mm 查表7-1得 mm；mm 根據(jù)冷沖壓模具設計指導查表2-4得尺寸為3mm時△=0.075mm 查表2-4得；， 校核間隙：Z－Z=0.056－0.04=0.016mm； ||+||=0.045mm＞0.016mm 凸凹模公差不能滿足||+||≤Z－Z的條件，但相差不大此時可做如下調(diào)整： =0.4×（Z－Z）=0.006mm；=0.6×（Z－Z）=0.01mm 將已知和查表得到的數(shù)據(jù)代入公式得 mm mm mm mm 8 主要零件的設計 8.1 上下模座的選取 模座分帶導柱和不帶導柱兩種，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)要求確定是否帶導柱的模座。由4.6（導向方式的確定）可以知道本套模具采用后側(cè)導柱模座。（GB/T2855.5-1990） 模座的的尺寸L/mm×B/mm為80mm×63mm。模座的厚度應為凹模厚度的1.5～2倍，所以上模座的厚度為25mm；上墊板厚度取6mm，固定板厚度取10mm，所以下模座的厚度為30mm。 8.2 模柄的選取 本模具采用帶臺階的壓入式模柄A型（JB/T7646.1-1994）。 8.3 沖裁凸模、凹模設計 8.3.1 沖孔凸模的設計 凸模的結(jié)構分為兩大類。一類是鑲拼式，另一類為整體式。整體式中，根據(jù)加工方法的不同，又分為直通式和臺階式。直通式凸模的工作部分和固定部分的形狀與尺寸做成一樣。對于圓形凸模， GB2863—81的冷沖模標準已制訂出這類的凸模的標準結(jié)構形式與尺寸規(guī)格。該設計凸模是圓形結(jié)構，所以采用的是整體式中的臺階式。 凸模的材料選擇與凹模一樣，都要求有高壽命、高耐磨、高硬度與適當?shù)捻g性。但熱處理后的硬度應略高于凹模。所以選凸模的材料Ｃr12 。 沖孔凸模: 所沖孔為圓形孔，為方便裝配和滿足凸模強度將沖孔凸模設計成階梯式，采用數(shù)控銑削床加工。其總長按相關公式計算： L=h1+h2+h3+Y （8-1） =10+15+20+1 =46mm 其中h1為導料板厚度，h2為凹卸料板厚度，h3為凸模固定板厚度,Y為附加長度,包括凸模的修磨量,凸模進入凹模的深度及凸模固定板與卸料板間的安全高度. 8.3.2 沖裁凹模的設計 凹模設計為整體結(jié)構，沖裁型孔均采用線切割機床加工。除圓形凸模外，各異形凸模設計成直通式外形，主要采用線切割加工。 凹模的刃口形式：查找《沖壓工藝與模具設計》沖孔凹模采用階梯形刃口形式。錐角=2°。 此凹模固定采用螺釘和銷釘直接直接固定在下模座上，凹模大小按照固定板和墊板的大小 沖孔凹模厚度 H＝kb （8-2） 式中 k-系數(shù)；(查表8-1取K＝0.3) b-凹模刃口最大尺寸。 表8-1 凹模厚度系數(shù)K S/mm 材料厚度t/mm ≤1 ＞1～3 ＞3～6 ≤50 0.30～0.40 0.35～0.50 0.45～0.60 ＞50～100 0.20～0.30 0.22～0.35 0.30～0.45 ＞100～200 0.15～0.20 0.18～0.22 0.22～0.30 ＞200 0.10～0.15 0.12～0.18 0.15～0.22 根據(jù)表8-1和實際生產(chǎn)情況取凹模厚度：H＝20mm。 8.4 導向零件的設計 8.4.1 導料板的設計 導料板是級進模具中最通用的一種導料裝置，一般安裝在凹模上平面的兩側(cè)，基本形式為平行的兩條長條板，但也有只安裝一塊的例子。導料板的結(jié)構形式和尺寸規(guī)則如8-1圖所示； 圖8-4 導料板簡圖 查表8-4可知導料板的尺寸為74mm×25mm×10mm。 表8-2 導料板 mm B L(選用尺寸) H B L（選用尺寸） H 16 50,63,71 4,6 40 315-400, 8,10,12, 20 50-160 45 100-400 25 80-135 6,8 50 125-400 32,36 80-160 56 200-400 10,12,16 200 6，8，10 63 200,250 250,315 8,10 315 12,16 40 100～200 6,8,10 400 10，,12，16 250 8,10 71 250,400 12，16,18 注：1、L系列數(shù)值：50，63，71，100，125，160，200，250，315，400； 2、b系設計修正量。 8.4.2 導柱、導套的選取 本模具采用對角導柱、導套來保證模具上、下模的精確導向。滑動導柱、導套都是圓柱形的，其加工方便，可采用車床加工，裝配容易。導柱的長度應保證上模座最底位置時（閉合狀態(tài)），導柱上端面與上模座頂面的距離15mm。而下模座底面與導柱底面的距離為5mm。導柱的下部與下模座導柱孔采用R7/h5的過盈配合,導套的外徑與上模座導套孔采用R7/h5的過盈配合。導套的長度，需要保證沖壓時導柱一定要進入導套10mm以上。導柱與導套之間采用H7/h6的間隙配合，導柱與導套均采用20鋼，熱處理硬度滲碳淬硬56~60HRC。 導柱的直徑、長度，按標準選取。 導柱：d/mm×L/mm分別為φ18×105；（GB／T2861.1-1990）。 導套：d/mm×L/mm×Dmm分別為φ18×65×28 (GB／T2861.6-1990)。 8.5 卸料板的設計 卸料板采用Q235制造，卸料板輪廓尺寸與落料凹模輪廓尺寸相同，厚度根據(jù) JB/T 8066.2-1995規(guī)定，選用66mm×54mm，其厚度為10mm。 8.6 固定板的選取 固定板采用Q235制造，固定板設計根據(jù)《沖壓模設計指導》典型組合尺寸設計。選用（66×54×10）mm的規(guī)格。 9 壓力機技術參數(shù)校核 通過校核，該沖裁件所需的沖裁力為12.7KN，選擇開式雙柱可傾壓力機J23-10（查《模具設計手冊》）能夠滿足使用要求。其主要技術參數(shù)如下： 公稱壓力：100KN 滑塊行程：45mm 最大閉合高度：180mm 工作臺尺寸（左右×前后）：370mm×240mm 墊板尺寸：125mm×80mm×4mm 模柄孔尺寸（直徑×深度）：Ф30mm×55mm 最大傾角高度：35° 連桿調(diào)節(jié)量：35mm 10 繪制模具總裝圖及零件圖 運用Auto CAD軟件，按照上述幾章設計的尺寸，繪制模具裝配總圖及各零件圖?？傃b配圖按照0#圖紙繪制，零件圖則按照其它型號的圖紙繪制。圖樣幅面應符合國家(GB4457.1-84)。 先繪制裝配草圖，經(jīng)指導老師認可，才進行正式圖的繪制。繪圖過程中嚴格按照國標制圖標準繪制。 10.1 裝配圖繪制 裝配圖應用足夠說明模具構造的投影圖及必要的剖面圖、剖視圖，一般主視圖和俯視圖應對應繪制。還要注明必要尺寸，如模具高度、輪廓尺寸以及裝配保證的有關尺寸和精度。畫出排樣圖，填寫詳細的零件明細表和技術要求。裝配結(jié)構圖如圖10-1： 圖10-1 模具總裝圖 11 模具的裝配、調(diào)試和檢測 11.1 模具的裝配 根據(jù)復合模裝配要點，選凹模作為裝配基準件，先裝下模，再裝上模，并調(diào)整間隙、試沖、返修，具體裝配見表11-1。 表11.1 模具的裝配表 序號 工序 工藝說明 1 凸、凹模預配 （1）裝配前仔細檢查各凸模形狀以及凹模形孔，是否符合圖紙要求尺寸精度、形狀。 （2）將各凸模分別與相應的凹?？紫嗯?，檢查其間隙是否加工均勻。不合適則應重新修磨或更換。 2 凸模裝配 以凹?？锥ㄎ?，將各凸模分別壓入凸模固定板的形孔中，并擰緊牢固 3 裝配下模 （1） 在下模座上劃中心線，按中心預裝凹模、導料板； （2） 在下模座、導料上，用已加工好的凹模分別確定其螺孔位置，并分別鉆孔，攻絲 （3） 將下模座、導料板、凹模、活動擋料銷、彈簧裝在一起，并用螺釘緊固，打入銷釘 4 裝配上模 （1） 在已裝好的下模上放等高墊鐵，再在凹模中放入0.12mm片，然后將凸模與固定板的組合裝入凹模； （2） 預裝上模座，劃出與凸模固定板相應螺孔。銷孔位置并鉆絞螺孔、銷孔； （3） 用螺釘將固定板組合、墊板、上模座連接在一起，但不要擰緊； （4） 將卸料板套裝入固定板的凸模上，裝上彈簧和卸料螺釘，調(diào)節(jié)彈簧的預壓量，使卸料板高出凸模下端約1mm；復查凸、凹模間隙并調(diào)整合適后，緊固螺釘； （5） 安裝導正銷、承料板； 11.2 沖裁模具的調(diào)試 模具裝配以后，必須在生產(chǎn)條件下進行試沖。通過試沖可以發(fā)現(xiàn)模具設計和制造的不足，并找出原因給與糾正。并能夠?qū)δ＞哌M行適當?shù)恼{(diào)整和修理，直到模具正常工作中沖出合格的制件為止。 沖裁模具經(jīng)試沖合格后，應在模具模座正面打上編號、沖模圖號、制件號、使用壓力機型號、制造日期等。并涂油防銹后經(jīng)檢驗合格入庫。 在模具制造中，模具零件的檢驗與模具裝配試模后的驗收是模具加工過程中的重要工藝環(huán)節(jié)。模具零件加工及裝配質(zhì)量好壞，對模具的使用壽命有著較大的影響。加強模具裝配后及模具零件加工各工序間質(zhì)量檢驗，是確保模具質(zhì)量的重要手段。因此，模具生產(chǎn)單位在生產(chǎn)過程中，要健全模具零件及模具裝配前后的檢驗與驗收制度。即根據(jù)本廠產(chǎn)品要求和工藝水平，編制切合實際的質(zhì)量檢驗規(guī)程。實行以檢驗人員專職檢驗與生產(chǎn)工人自檢互檢相互結(jié)合的檢驗方法，嚴格按圖樣技術條件和有關工藝文件進行必要的檢查。在檢驗中，除了進行工序間的檢驗和裝配后的驗收外，還加強各工序?qū)嶋H操作的檢查，以督促執(zhí)行工藝規(guī)定，防止廢品的產(chǎn)生。 11.3 模具的檢測 按照中國模具工業(yè)協(xié)會的劃分，我國模具基本分為10大類，其中，沖壓模和塑料成型模兩大類占主要部分。按產(chǎn)值計算，目前我國沖壓模占50％左右，塑料成形模約占20％，拉絲模（工具）約占10％，而世界上發(fā)達工業(yè)國家和地區(qū)的塑料成形模比例一般占全部模具產(chǎn)值的40％以上。我國沖壓模大多為簡單模、單工序模和符合模等，精沖模，精密多工位級進模還為數(shù)不多，模具平均壽命不足100萬次，模具最高壽命達到1億次以上，精度達到3～5um，有50個以上的級進工位，與國際上最高模具壽命6億次，平均模具壽命5000萬次相比，處于80年代中期國際先進水平。 模具的檢驗與驗收和設計、制造一樣是模具制造中不可分割的部分，在模具生產(chǎn)中起著積極的作用，是滿足現(xiàn)代模具制造業(yè)發(fā)展的需要。同時，在檢測技術對于模具制造質(zhì)量的提高、延長模具的壽命和能生產(chǎn)出高效、優(yōu)質(zhì)制品零件，有著十分重要的意義。模具的檢測主要是檢查在設計、制造或裝配中出現(xiàn)的缺陷，并在交付客戶前做最后的驗證，保證模具的合格性和安全性并能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，模具零件加工及裝配質(zhì)量好壞，對模具的使用壽命有著較大的影響。 加強模具裝配后及模具零件加工各工序間質(zhì)量檢驗，是確保模具質(zhì)量的重要手段。因此，模具生產(chǎn)單位在生產(chǎn)過程中，要健全模具零件及模具裝配前后的檢驗與驗收制度。只有這樣才能保證模具的合格性和安全性并能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。其具體方法可詳細查11-2所示。 表11-2 模具中常見缺陷和調(diào)整方法表 缺陷 產(chǎn)生原因 調(diào)整方法 沖件毛刺過大 1.刃口不鋒利或淬火硬度不夠 2．間隙過大或過小，間隙不均勻 1．修磨刃口使其鋒利 2．重新調(diào)整間隙，使其均勻 沖件不平整 1．凸模有倒錐，沖件從孔中通過時被壓彎 2．頂出件與頂出器接觸零件面積 1．修磨凹?？?，去除導錐現(xiàn)象 2．更換頂出桿，加大與零件的接觸面積 尺寸超差和形狀不準確 凸模、凹模形狀及尺寸精度差 修整凸模、凹模形狀及尺寸，使其達到形狀及尺寸精度要求 凹模被脹裂 1．凹?？子械瑰F度形象 2．凹?？變?nèi)卡住廢料 1．修磨凹?？?，消除倒錐現(xiàn)象 2．修抵凹?？赘叨? 凸、凹模刃口相咬 1.上、下模座，固定板、凹模、墊板等零件安裝基面不平行 2.凸模、導柱、導套與安裝基面不垂直 1．調(diào)整有關兩件重新安裝 2．重新安裝凸、凹模，使之對正 3．調(diào)整其垂直度重新安裝 4．更換導柱、導套 送料不暢通，有時被卡死 1．兩導料板之間的尺寸過小或有斜度 2．凸模與卸料板之間的間隙太大，致使搭邊翻轉(zhuǎn)而堵塞 1．粗修或重新調(diào)整裝配導料板 2．減小凸模與導料板之間的配合間隙，或重新調(diào)整澆注卸料板孔 3．重新調(diào)整裝配導料板，使之平行 結(jié)論 在這次畢業(yè)設計中通過參考、查閱各種有關模具方面的資料，特別是模具在實際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時間里，對模具的認識有了一個質(zhì)的飛躍。使我對沖壓模具設計的整個過程，主要零件的設計，主要工藝參數(shù)的計算，模具的總體結(jié)構設計及零部件的設計等都有了進一步的理解和掌握。模具在當今社會生活中運用得非常廣泛，掌握模具的設計方法對我們以后的工作和發(fā)展有著十分重要的意義。 總之，本次畢業(yè)設計，是我認真的結(jié)果，也是我架起“工作”的關鍵一步，驗證了我大學幾年學習的成果，文中上述所有內(nèi)容主要是在講述模具設計的整個過程，利用對零件圖形的工藝性分析，設計出適合加工零件的模具，以達到生產(chǎn)要求，提高生產(chǎn)效率，零件的沖裁工藝性分析、模具結(jié)構的確定是模具設計的重要內(nèi)容，只要合理就可以保證其加工精度及其各項指標要求。 通過這次模具設計及編制其說明書，增加了不少專業(yè)方面的知識，提高了動腦、動手的能力。只實踐也理論相結(jié)合才能達到規(guī)定的各項性能指標。 致 謝 這次畢業(yè)設計說明書及其模具裝配圖的完成，首先要感謝我的指導老師楊宇老師在畢業(yè)設計裝配圖及其說明書編制過程中，給予了精心的指導，并講解了各項專業(yè)要領，提出了寶貴的專業(yè)意見，是他讓我學到了很多知識才使我的畢業(yè)設計能夠按期完成，感謝學校給予的支持和幫助，感謝同學們的無私幫助。這對我以后的工作和學習都是一種巨大的幫助；以及他循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪；衷心感謝老師的精心教導,他教導令我受益終生。同時要感謝在百忙之中來參加我畢業(yè)答辯的評審老師們。 已經(jīng)接近尾聲，在此我對我的母校、我的父母、親人們、我的老師和同學們表達我由衷的謝意。 參考文獻 [1] 康俊遠.沖壓工藝與模具設計.北京理工大學出版社,2007 [2] 張重華.模具設計師（冷沖模）.中國勞動社會保障出版社,2008 [3] 王立人 張輝.冷沖模設計指導.北京理工大學出版社,2009 [4] 呂恩科 周憲珠.機械制圖.北京理工大學出版社,2008 [5] 沖模設計手冊編寫組.沖模設計手冊.北京機械工業(yè)出版社,1988 [6] 曾欣 劉光虎.沖壓模具及工藝.宜賓職業(yè)技術學院,2007 [7] 黃毅宏.模具制造工藝.北京機械工業(yè)出版社,2006 [8]王孝培.沖壓設計資料.北京機械工業(yè)出版社,2000 [9] 王孝培.沖壓手冊.北京機械工業(yè)出版社,2001 35