齒輪螺栓墊片沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)【說明書+CAD】

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河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表 學(xué)生姓名 胡義東 學(xué) 號 061304308 指導(dǎo)教師 原紅玲 選題情況 課題名稱 齒輪螺栓墊片沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 難易程度 偏難 適中 偏易 工作量 較大 合理 較小 符合規(guī)范化的要求 任務(wù)書 有 無 開題報(bào)告 有 無 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差 學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況 好 一般 差 工作進(jìn)度 快 按計(jì)劃進(jìn)行 慢 中期工作匯報(bào)及解答問題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績評定： 負(fù)責(zé)人： 2009年5月10日 齒輪螺栓墊片沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 摘 要 本設(shè)計(jì)題目為齒輪螺栓墊片沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了板類沖壓零件的設(shè)計(jì)要求、內(nèi)容及方向，有一定的設(shè)計(jì)意義。通過對該零件模具的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者沖壓模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識，為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的沖壓模具做好了鋪墊并吸取了更深刻的經(jīng)驗(yàn)。 本設(shè)計(jì)運(yùn)用沖壓成型工藝及模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識，首先分析了工件的成形工藝及模具成形結(jié)構(gòu)對制件質(zhì)量的影響。介紹了齒輪螺栓墊片沖壓模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意的要點(diǎn)，通過對制件進(jìn)行工藝分析，可確定制件的成形加工用一套復(fù)合模即可。從控制制件尺寸精度出發(fā)，對齒輪螺栓墊片沖壓模具的各主要尺寸進(jìn)行了理論計(jì)算，以確定各工作零件的尺寸，從模具設(shè)計(jì)到零部件的加工工藝以及裝配工藝等進(jìn)行詳細(xì)的闡述，并應(yīng)用CAD進(jìn)行各重要零件的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：復(fù)合模；工藝分析；模具零部件的加工工藝。 Gear bolt gasket stamping process and die design Abstract The topic of this design is the gear bolt pad stamps forming handicraft and design for die.The requirement，content and direction of the design of the stamps forming plate parts are embodied on this stamping die design. The designer’s foundation knowledge of the stamping die design is reinforced and is able to design more complex stamping die through the design. This design the elementary knowledge which designs using the stamping formation craft and the die, first has analyzed the work piece formed craft and the die forming structure to the workpiece quality influence. Introduced the gear bolt filling piece stamping die design when must pay attention to the main point, through carries on the craft analysis to the workpiece, may determine the workpiece the formed processing uses set of superposable dies. Embarks from the control workpiece size precision, counter gear bolt filling piece stamping die each main dimension has carried on the theoretical calculation, by determined each work components the size, designs from the die to the spare part processing craft as well as the assembly craft and so on carries on the detailed elaboration, and carries on each important components using CAD the design. Key words: compound die；process analysis；processing of die parts. 河南機(jī)電高等專科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué)生姓名: 胡義東 學(xué) 號: 061304308 設(shè)計(jì)(論文)題目：齒輪螺栓墊片沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 起 迄 日 期: 2009年 3月11 日 ~ 5 月20日 指 導(dǎo) 教 師: 原紅玲 2009年3月11日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書 1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題來源及應(yīng)達(dá)到的目的： 本設(shè)計(jì)題目為齒輪螺栓墊片沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)，通過設(shè)計(jì)，應(yīng)對沖壓工藝生產(chǎn)較為熟悉，能熟練使用相關(guān)設(shè)計(jì)手冊，獨(dú)立完成一套模具的設(shè)計(jì)及模具工作零件加工工藝的編制。并且能夠運(yùn)用模具設(shè)計(jì)軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。 2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： （1）目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀； （2）分析齒輪螺栓墊片的成形工藝并確定其工藝方案； （3）模具主要設(shè)計(jì)計(jì)算； （4）繪制模具總裝圖，并繪制零件圖； （5）得出設(shè)計(jì)結(jié)論。 設(shè)計(jì)題目：齒輪螺栓墊片沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì) 材料：A3鋼 厚度：1mm 生產(chǎn)批量：大批量 所在專業(yè)審查意見： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 系部意見： 系領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 插圖清單 圖1 零件圖 3 圖2 排樣方案 6 圖3 壓力中心計(jì)算 10 圖4 落料凹模刃口部分尺寸 14 圖5 落料凸模刃口部分尺寸 14 圖6 凹模上的螺孔設(shè)計(jì)與選用 16 圖7 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)形式 17 圖8 擋料銷的位置 20 附表清單 表1 所選擇壓力機(jī)的相關(guān)參數(shù) 9 表1—1 落料凹模的加工工藝過程 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡 零件號 零 件 名 稱 落料凹模 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 1 備料 將毛坯鍛壓成170×135×26 2 熱處理 退火 3 刨 刨六個(gè)面，互為直角，留單邊余量0.5 4 熱處理 調(diào)質(zhì) 5 磨平面 磨六面，互為直角 6 鉗工劃線 劃出落料孔位置線及銷孔，螺紋孔線 7 加工螺紋孔、銷孔、穿絲孔 按位置加工螺紋孔、銷孔、穿絲孔 8 熱處理 淬火回火達(dá)到58～62HRC 9 磨平面 精磨上、下平面 10 線切割 按落料輪廓切割，達(dá)到尺寸要求 11 鉗工精修 全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求 12 檢驗(yàn) 表1—2 凸凹模加工工藝過程 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡 零件號 零 件 名 稱 凸凹模 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 1 備料 將毛坯鍛壓成131×79×68 2 熱處理 退火，去應(yīng)力 3 銑 立銑機(jī)床銑外輪廓，留單邊余量0.5 4 熱處理 調(diào)質(zhì) 5 磨平面 磨各個(gè)平面，保證上下面的平行度 6 鉗工劃線 劃出六個(gè)沖孔輪廓線 7 加工螺紋孔 按位置加工螺紋孔 8 熱處理 淬火回火達(dá)到60～64HRC 9 磨平面 精磨上、下平面 10 線切割 按落料輪廓切割，達(dá)到尺寸要求 11 擴(kuò)孔 將落料孔下端擴(kuò)大孔徑，保證上部 12 鉗工精修 凸凹模刃口修磨量8mm使孔尺寸達(dá)到設(shè)計(jì)要求 13 檢驗(yàn) 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：齒輪螺栓墊片沖壓成形 工藝與模具設(shè)計(jì) 系 部 材 料 工 程 系 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 班 級 模具063班 學(xué)生姓名 胡 義 東 學(xué) 號 061304308 指導(dǎo)教師 原紅玲 2009年3月 11日 ] 目 錄 1 緒 論 1 2 零件的工藝性分析 3 2.1 零件的總體分析 3 2.1.1外形落料的工藝性 3 2.1.2沖孔的工藝性 3 2.1.3沖裁件的孔邊距和孔間距 4 2.1.4尺寸精度 4 3 工藝方案的確定 5 4 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 6 4.1確定搭邊與搭肩值 6 4.2確定零件的排樣方案 6 4.3計(jì)算送料步距和條料的寬度 7 4.4計(jì)算材料的利用率 7 5 計(jì)算沖壓力和初選壓力機(jī) 8 5.1沖裁工序總力的計(jì)算 8 5.2初選壓力機(jī) 9 5.3 確定壓力中心 10 6 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定 11 6.1 模具類型的選擇 11 6.2定位方式的選擇 11 6.3導(dǎo)向方式的選擇 11 6.4 卸料方式 11 6.5 送料方式 11 7 模具工作零部件刃口尺寸的計(jì)算 12 7.1沖裁孔的凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 12 7.2外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算 12 8 模具主要零部件設(shè)計(jì) 15 8.1工作零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 8.1.1落料凹模的設(shè)計(jì) 15 8.1.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì) 16 8.1.3落料凸模（凸凹模）的設(shè)計(jì) 19 8.2定位裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 19 8.2.1擋料銷及導(dǎo)料銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 19 8.2.2擋料銷與導(dǎo)料銷位置的確定 20 8.2.3導(dǎo)料銷位置的確定 20 8.3卸料裝置的設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)化 20 8.3.1彈性卸料板的結(jié)構(gòu)形式 20 8.3.2卸料螺釘?shù)倪x用 21 8.3.3卸料彈簧的設(shè)計(jì)及選用 21 8.4推件裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 22 8.4.1剛性推件裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 22 8.4.2推件塊的設(shè)計(jì) 22 8.4.3連接推桿的選用 22 8.4.4推板的設(shè)計(jì) 22 8.4.5打桿的設(shè)計(jì) 22 8.5支撐固定零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 23 8.5.1模架的選用 23 8.5.2 凸模固定板的設(shè)計(jì) 23 8.6導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 23 8.7緊固零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 24 9 沖壓設(shè)備的的選用 25 10 模具總裝圖 26 結(jié)束語 27 致 謝 28 參考文獻(xiàn) 29 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 緒 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)，是對以前所學(xué)的知識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。隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量不斷增加。換型不斷加快，使模具的需要不斷增加，而對模具的質(zhì)量要求越來越高。模具技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)中的作用越來越顯得更為重要。 模具是一種特殊的模型，用來塑造(制造)產(chǎn)品；從工藝的角度，模具是一種成型制品的特殊工藝裝備。模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60％—80％的零部件都依靠模具成形，模具質(zhì)量的高低決定著產(chǎn)品質(zhì)量的高低，因此，模具被稱之為“工業(yè)之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。 目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還比較的落后，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。 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)對模具的需求量越來越大，技術(shù)要求也越來越高。雖然模具種類繁多，但其發(fā)展重點(diǎn)應(yīng)該是既能滿足大量需要，又有較高技術(shù)含量，特別是目前國內(nèi)尚不能自給，需大量進(jìn)口的模具和能代表發(fā)展方向的大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具。模具標(biāo)準(zhǔn)件的種類、數(shù)量、水平、生產(chǎn)集中度等對整個(gè)模具行業(yè)的發(fā)展有重大影響。因此，一些重要的模具標(biāo)準(zhǔn)件也必須重點(diǎn)發(fā)展，而且其發(fā)展速度應(yīng)快于模具的發(fā)展速度，這樣才能不斷提高我國模具標(biāo)準(zhǔn)化水平，從而提高模具質(zhì)量，縮短模具生產(chǎn)周期，降低成本。由于我國的模具產(chǎn)品在國際市場上占有較大的價(jià)格優(yōu)勢，因此對于出口前景好的模具產(chǎn)品也應(yīng)作為重點(diǎn)來發(fā)展。根據(jù)上述需要量大、技術(shù)含量高、代表發(fā)展方向、出口前景好的原則選擇重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)品，而且所選產(chǎn)品必須目前已有一定技術(shù)基礎(chǔ)，屬于有條件、有可能發(fā)展起來的產(chǎn)品。 沖壓是一種先進(jìn)的少無切削加工方法，具有節(jié)能省材、效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、重量輕、加工成本低等一系列優(yōu)點(diǎn),在汽車、航空航天、儀器儀表、家電、電子、通訊、軍工、日常用品等產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用.據(jù)統(tǒng)計(jì)，薄板成型后，制造了相當(dāng)于原材料的12倍的附加值,在國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值中，與其相關(guān)的產(chǎn)品占四分之一，在現(xiàn)代汽車工業(yè)中，沖壓件的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的59%。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)、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，對機(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、在洛陽中國一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對于冷沖模具、塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識，豐富和加深了對各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識，而對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。同時(shí)在實(shí)習(xí)現(xiàn)場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，肯請各位老師指正。 2 零件的工藝性分析 工件名稱：齒輪螺栓墊片 生產(chǎn)批量：大批量 材料：A3鋼 厚度：1mm 圖1 零件圖 2.1 零件的總體分析 該零件為齒輪螺栓墊片，材料為A3鋼，即為Q235的舊牌號，具有良好的塑性、韌性、冷沖壓性能，能夠進(jìn)行一般的沖壓加工。零件形狀較為復(fù)雜，采用圓弧過渡，但零件對稱分布，有沖孔、落料兩個(gè)工序特征。 2.1.1外形落料的工藝性 齒輪螺栓墊片屬于中等尺寸零件，料厚1mm，外形較為復(fù)雜，采用圓弧過渡，以便于模具加工，減少熱處理開裂，減少沖裁時(shí)尖角處的崩刃和過快磨損，尺寸精度要求一般。 2.1.2沖孔的工藝性 有兩個(gè)11的孔，尺寸精度一般。 2.1.3沖裁件的孔邊距和孔間距 為避免工件變形和保證模具強(qiáng)度，孔邊距和孔間距不能過小。【1】其最小許可值當(dāng)取：。根據(jù)工件的尺寸可得 ，所以工件的尺寸符合要求。 沖孔時(shí)因凸模強(qiáng)度限制孔的尺寸不應(yīng)太小，否則凸模易折斷，查表2.7.3【1】知，工件上孔的直徑大于或等于0.35倍的料度即。由任務(wù)書零件圖易于看出工件的尺寸符合要求。 2.1.4尺寸精度 圖示零件的尺寸均未注公差的一般尺寸，按慣例取IT14級，尺寸精度較低，符合一般沖壓的經(jīng)濟(jì)精度要求。 3 工藝方案的確定 該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：單工序模生產(chǎn)。 方案二：落料沖孔復(fù)合模。 方案三：沖孔落料級進(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，由于該工件為大批量生產(chǎn)，方案二和方案三更具有優(yōu)越性。 該零件φ11mm的孔與外圓之間的最小距離為4.5mm，大于此凸凹模允許的最小壁厚（2.7mm）（1），可以采用沖孔、落料復(fù)合?；驔_孔、落料連續(xù)模。但復(fù)合模模具的形位精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率也高。盡管模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。級進(jìn)模雖生產(chǎn)率也高，但零件的沖裁精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，故模具制造、安裝較復(fù)合模復(fù)雜。通過對上述三種方按的分析比較，該零件的沖壓生產(chǎn)采用方按二的復(fù)合模為佳。 4 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 設(shè)計(jì)復(fù)合模時(shí)，首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。根據(jù)工件的形狀選擇有廢料排樣，且為直排的形式，雖然材料的利用率低于少廢料和無廢料排樣，但工件的精度高，且易于保證工件外形的圓角。 4.1確定搭邊與搭肩值 搭邊和搭肩值一般是由經(jīng)驗(yàn)確定的，查表2.5.2【1】。取最小搭邊值為，最小搭肩值。 4.2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。分析零件形狀可知，確定排樣方案：條料從右至左送進(jìn)，落料凸模的沖壓力比較均勻，零件形狀精度容易保證。條料的排樣如圖2所示。 圖2 排樣方案 4.3計(jì)算送料步距和條料的寬度 按如上排樣方式，并根據(jù)工件的尺寸確定送料步距為搭肩值與工件寬度之和。即 查表2.5.3可知條料寬度單向偏差為0.50mm，由公式計(jì)算如下： 所以確定條料的寬度B為 導(dǎo)料板間距離（無側(cè)壓裝置） —條料寬度方向沖裁件的最大尺寸。 —搭邊值 C—導(dǎo)料板與條料之間的間隙（查表2.5.5） 4.4計(jì)算材料的利用率 根據(jù)一般的市場供應(yīng)情況，原材料選用的冷扎薄鋼板。每塊可剪規(guī)格條料16條，材料剪切利用率達(dá)96％。 材料利用率通用公式【1】 式中A—一個(gè)沖裁剪的面積。 n— 一個(gè)步距內(nèi)的沖裁件數(shù)量。 B—條料寬度。 S—步距。 材料利用率： 5 計(jì)算沖壓力和初選壓力機(jī) 5.1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，本模具采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖裁模?？紤]到模具刃部被磨損、凸凹模不均勻和波動、材料力學(xué)性能及材料厚度偏差等因素的影響。本模具采用普通平刃口模具沖裁，其沖裁力P按下式計(jì)算： 式中 P—沖裁力（KN）。 K—系數(shù)，一般取1.3 L—沖裁件剪切周邊長度（mm）。 t—沖裁件材料厚度（mm） —被沖材料的抗剪強(qiáng)度。 上式中抗剪強(qiáng)度與材料種類和坯料的原始狀態(tài)有關(guān)，可在手冊中查詢，為方便計(jì)算，可取材料的，故沖裁力表達(dá)式又可表示為： 查手冊【3】的 取極限值 查表2.6.1【1】卸料力系數(shù) 卸料力 推件力 —推件力系數(shù),由手冊查得 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【5】表2.9.4 可得和h=6mm,故n=6/1.5＝4 工序總力 5.2初選壓力機(jī) 壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于工序總力。 查手冊【2】初選開式可傾壓力機(jī)參數(shù)初選壓力機(jī)型號為J23-16和J23-25，見表一。 表一 所選擇壓力機(jī)的相關(guān)參數(shù) 型號 公稱壓力/kN 滑塊行程/mm 最大封閉高度/mm 工作臺尺寸/mm 可傾斜角/。 封閉高度調(diào)節(jié)量/mm J23-16 160 55 220 300×450 35 45 J23-25 250 65 270 370×560 30 55 5.3 確定壓力中心 用解析法求模具的壓力中心的坐標(biāo)。按比例畫出零件尺寸，選用坐標(biāo)系XOY。如下圖3所示。因零件左右對稱，即xc＝0。故只需計(jì)算yc。將工件沖裁周邊分成L1、L2、L3、L4、…L10、L11基本線段，求出各段長度的重心位置: L1＝40mm Y1=27mm L2＝9.948mm Y2=25.44mm L3＝5.39mm Y3=20.91mm L4＝5mm Y4=17mm L5＝5.39mm Y5=13.09mm L6＝3.84mm Y6=10.05mm L7＝6.26mm Y7=3.92mm L8＝5mm Y8=0mm L9＝4.87mm Y9=3.38mm 圖3 壓力中心的計(jì)算 L10＝28.29mm Y10=7mm L11＝34.54mm Y11=17mm 6 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定 6.1 模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用倒裝復(fù)合沖壓，所以模具類型為倒裝復(fù)合模。 6.2定位方式的選擇 因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，所以選用導(dǎo)料銷和擋料銷來實(shí)現(xiàn)對沖裁條料的定位。 6.3導(dǎo)向方式的選擇 為了提高模具壽命和工作質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該復(fù)合模采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。 6.4 卸料方式 該模具采用倒裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料直接由沖孔凸模從凸凹模內(nèi)孔推下。工件厚度為1mm，料厚相對較厚，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。 6.5 送料方式 采用手動送料。 7 模具工作零部件刃口尺寸的計(jì)算 該零件屬于無特殊要求的一般沖孔落料件，外形尺寸由落料獲得，小孔尺寸則由沖孔得到。 查表2.3.3可知 又模具的精度等級為IT14級。 查表2.2【4】 取 7.1沖裁孔的凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 凸模尺寸 凹模尺寸 校核： 即 滿足公差間隙條件。 7.2外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算 此落料件為形狀較為復(fù)雜的零件，所以利用凸凹模配作法，這種方法有利于獲得最小的合理間隙，放寬對模具的加工設(shè)備的精度要求。 以落料凹模為基準(zhǔn)件，由公差表查得工件個(gè)尺寸的公差等，確定x 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、凹模磨損后會增大的尺寸-------第一類尺寸A 第一類尺寸： b、凹模磨損后會減小的尺寸-------第二類尺寸B 第二類尺寸： c、凹模磨損后會保持不變的尺寸 第三類尺寸C 第三類尺寸： 其落料凹模的基本尺寸計(jì)算如下： 第一類尺寸：磨損后增大的尺寸： 第三類尺寸：磨損后基本不變的尺寸： 圖4 落料凹模刃口部分尺寸 落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是71.63mm、16.785mm、4.775mm、19.74mm、39.69mm，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=0.100（落料凸模、凹模刃口部分尺寸分別見圖4、5） 圖5 落料凸模刃口部分尺寸 8 模具主要零部件設(shè)計(jì) 8.1工作零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8.1.1落料凹模的設(shè)計(jì) 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。整體式凹模裝于下模座上, 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?？椎淖畲髮挾龋ǖ獴不小于15mm） C-----凹模壁厚， 指刃口至凹模外形邊緣的距離 K=系數(shù)（查表2－40【5】K=0.22） 凹模高度H=Kb=0.22×71.63=15.76mm 按表取標(biāo)準(zhǔn)值H=16mm 凹模壁厚C= C=(1.5～2)H =24mm～32mm（） 凹模壁厚取32mm。 凹模寬度 凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般取（1.7～2.0）d, 圖6 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16mm，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6 。 螺孔到凹模外緣的最小距離【6】： a2=1.5d=1.5×8=12mm a3=1.13d=1.138≈9mm 凹模上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160×125×16（JB/T7643.1）【6】 8.1.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì) 因?yàn)樗鶝_的孔均為圓形，而且都不屬于需要特別保護(hù)的小凸模，所以沖孔凸模采用臺階式。一方面加工簡單，另一方面便于裝配與更換。 查表1－214【5】沖兩個(gè)孔的圓形凸?？蛇x用標(biāo)準(zhǔn)件B型式。如圖7所示。 圖7 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)形式 凸模長度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定的，其凸模長度用下列公式計(jì)算： L=h1+h2+h3+h 式中 L—凸模長度， mm h1—凸模固定板高度，mm h2—卸料板高度，mm h3—導(dǎo)料板高度，mm h—附加高度，一般取15~20mm 沖裁11mm孔凸模尺寸及其組件確定和標(biāo)準(zhǔn)化（包括外形尺寸和厚度） 小凸模長度 L=20+14+6+18=58mm 由小凸模刃口d=11.15mm查手冊【2】表2.54可知 h=5mm, D1=16mm, D=15mm, 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 對于圓形凸模 式中 —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，取140Mpa【3】 —凸模材料許用強(qiáng)度，取120Mpa【3】 dmin≥==4.67mm 所以承壓能力足夠。 抗縱向彎曲力校核　 對于圓形凸模（有導(dǎo)向裝置）　 　　　　　　　　 式中 Lmax ——允許的凸模最大自由長度，mm F ——沖模力,N ｄ——凸模最小截面的直徑，mm = =631.99mm 所以長度適宜。 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（查表得120～160Mpa【3】） q ==0.91MPa 凸模固定板端面壓力小于120～160Mpa，凸模固定板承受的壓力合適。 8.1.3落料凸模（凸凹模）的設(shè)計(jì) 結(jié)合工件外形并考慮加工，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，凸模按下式計(jì)算： 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【5】表15.57可得160×125×20。 8.2定位裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化【6】 8.2.1擋料銷及導(dǎo)料銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 由設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可得該套模具所用擋料銷與導(dǎo)料銷的規(guī)格尺寸一樣，根據(jù)手冊【4】選用。 型號：JB/T7649.9 6×25mm 材料為45鋼的圓柱擋料銷,硬度43～48HRC 8.2.2擋料銷與導(dǎo)料銷位置的確定 由模具整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，導(dǎo)料銷及導(dǎo)料銷都應(yīng)通過卸料板固定于模具的凸凹模上。且在模具閉合狀態(tài)下，應(yīng)高出卸料板3mm【1】。 根據(jù)分析選用廢料孔后端定位時(shí)擋料銷位置如圖8 圖8 擋料銷的位置 L=D/2+C+d/2+0.1 =[72/2+74.2+6/2+0.1]mm=113.3mm 8.2.3導(dǎo)料銷位置的確定 導(dǎo)料銷位于條料的同一側(cè)，采用從右向左的送料方式，送料的方向?qū)Я箱N應(yīng)裝在后側(cè)。 8.3卸料裝置的設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)化【7】 8.3.1彈性卸料板的結(jié)構(gòu)形式 模具采用倒裝結(jié)構(gòu)，選用手冊【6】圖7－7（b）的卸料板形式。由表7－8查得彈性卸料板厚度為12mm。裝模具時(shí)卸料板孔與凸凹模得單邊間隙為0.10mm，在模具開啟狀態(tài)，卸料板應(yīng)高出模具凸凹模工作刃口0.3～0.5mm，以便順利卸料，卸料板的工作行程為3.5mm。 8.3.2卸料螺釘?shù)倪x用 采用圓柱頭卸料螺釘45鋼，熱處理硬度35～45HRC 規(guī)格 M12×90 JB/T7650.5 8.3.3卸料彈簧的設(shè)計(jì)及選用 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)初選6根彈簧，每根彈簧的卸料力為： 根據(jù)預(yù)壓力和模具結(jié)構(gòu)尺寸,查手冊【5】試選彈簧的具體參數(shù)是:D=35mm, d=6mm, H0=120mm , t=14.5mm, F許=960N, H1=88.4mm, 并計(jì)算如下： ， 校核：＞ 所以所選彈簧是合適的。 彈簧的規(guī)格為： 外 徑：D=35mm 鋼絲直徑：d=6mm 自由高度：H0=120mm 裝配高度：H2=H0-△H0 =120mm－26.04mm＝93.96mm 8.4推件裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化【5】 8.4.1剛性推件裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 本套模具的推件裝置所需推件力大，且為了推件平穩(wěn)可靠，應(yīng)采用剛性推件裝置。其結(jié)構(gòu)形式見手冊【5】 8.4.2推件塊的設(shè)計(jì) 本推件塊的端面外形應(yīng)跟落料凹模的刃口形狀一致，整體外形應(yīng)設(shè)計(jì)成臺階式以便與凹模配合完成推件，而在沖裁時(shí)不致與把推件塊推出滑到模外。推件塊在自由狀態(tài)下應(yīng)高出凹模面0.2～0.5mm。 推件塊和凹模的配合：由于外形件的相對尺寸較大，外形形狀相對復(fù)雜，所以推件內(nèi)形與凹模為間隙配合H8/f8，推薦外形與凹模為非配合關(guān)系，屬內(nèi)導(dǎo)向。 8.4.3連接推桿的選用 為了使推件裝置推出平穩(wěn)采用3根推桿。每根推桿所承受的力為： 由手冊查取適合本裝置的推桿規(guī)格為：φ6×65mm 8.4.4推板的設(shè)計(jì) 由推出結(jié)構(gòu)需要，推板適宜選用圓形即手冊的A型。 8.4.5打桿的設(shè)計(jì) 打桿選用帶肩A型打桿與推板配合以起到平穩(wěn)推件作用。 其材料45鋼 熱處理硬度43～48HRC 規(guī)格： A11×110mm JB/T7650.1 8.5支撐固定零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化【6】 由凹模周界L＝160mm,B=125mm，及卸料板的外形尺寸，材料選為HT200,0I級精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架。技術(shù)要求按JB/T8070—1995的規(guī)定。 8.5.1模架的選用 上模座標(biāo)記：160×125×40 GB/T2855.5 下模座標(biāo)記：160×125×50 GB/T2855.6 模柄標(biāo)記： Bφ40×90 GB/T2862.3—81（見于手冊5） 8.5.2 凸模固定板的設(shè)計(jì) 因凸凹模的尺寸較大所以直接用螺釘緊固在下模座上。 凸模固定板的設(shè)計(jì): 為了保證安裝、固定牢靠，凸模固定板必須有一定的厚度，由經(jīng)驗(yàn)公式【6】計(jì)算凸模固定板厚度。 H=（1～1.5）D=（1～1.5）×11.215mm＝11.215mm～16.823mm 查手冊【6】表7-2本模具取H=16mm，其外形尺寸應(yīng)與凹模的外形尺寸一致規(guī)格為160mm×125mm×16mm 8.5.3墊板的設(shè)計(jì)【6】 在本模具采用的彈性卸料裝置中，上模座中設(shè)有推板等零件的裝置和讓位空間，會使的其厚度變薄，影響其抗壓強(qiáng)度，所以應(yīng)設(shè)一塊墊板。其規(guī)格根據(jù)凹模外形尺寸選取160mm×125mm×12mm。 8.6導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化【6】 本組模具采用的是后側(cè)導(dǎo)柱模座只需兩對相同型號的導(dǎo)柱導(dǎo)套。本模具沖裁間隙小應(yīng)按H6/h5配合，材料選用20鋼熱處理要求滲碳深度0.8～1.2mm，硬度58～62HRC ，技術(shù)要求按JB/T8070—1995的規(guī)定。 導(dǎo)柱標(biāo)記： B20h5×100×30 GB/T2861.2 導(dǎo)套標(biāo)記： B20H6×45×23 GB/T2861.2 8.7 緊固零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化【6】 本模具采用螺釘固定，銷釘定位。其具體數(shù)據(jù)如下： 內(nèi)六角圓柱頭螺釘標(biāo)記：GB/T70.1 M10×70 螺釘標(biāo)記：GB/T5782 M12×35 銷釘標(biāo)記：GB/T11.21 8m6×80 9 沖壓設(shè)備的的選用 通過前面的設(shè)計(jì)知道，上模座厚度為40mm，上模墊板厚度為12mm，固定板厚度為16mm，凸模長度為58mm，凹模厚度為16mm，下模座厚度為50mm，凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度為2mm。 該模具的閉合高度： 模具閉合高度159mm,根據(jù)前面初選的壓力機(jī)，選擇JC23—25型壓力機(jī)，其工作臺尺寸為370×560mm,最大閉合高度為270mm，連桿調(diào)節(jié)長度為55mm.最終經(jīng)過校核，選擇JC23—25型壓力機(jī)能滿足使用要求。 其主要技術(shù)參數(shù)如下： 工稱壓力：250KN 滑塊行程：55mm 最大閉合高度270mm 最大裝模高度：250mm 連桿調(diào)節(jié)長度：55mm 工作臺尺寸（前后×左右）：360mm×560mm 墊板尺寸（厚度×孔徑）：40mm×210mm 模柄孔尺寸:φ60×75mm 最大傾斜角度：300 10 模具總裝圖 由以上設(shè)計(jì)，可得到模具的總裝圖（裝配圖見附圖）。模具上模部分主要由上模板、墊板、凸模固定板、凹模板、推件塊等組成。推件方式由剛性推件裝置憑借壓力機(jī)的壓力來完成廢料的推出。下模部分由下模座、凸凹模、卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以彈簧為彈性元件。 其工作過程是：條料在送進(jìn)模具時(shí)由擋料銷限位，導(dǎo)料銷導(dǎo)向，使得條料精確定位。模具在工作時(shí)，上模部分隨壓力機(jī)下行，當(dāng)上模部分與條料接觸時(shí)，卸料板起壓料作用與凹模一起作用將條料壓緊隨上模下行，壓力機(jī)滑塊繼續(xù)下行沖孔凸模進(jìn)入凸凹模在壓力及刃口作用下完成沖裁。 壓力機(jī)滑塊回程，上模部分跟著一起上行，在打料桿等一系列推件裝置的作用下將制件推出凹模腔內(nèi)，沖孔廢料從凸凹模型孔內(nèi)落下，與此同時(shí)卸料板在彈簧恢復(fù)的作用下也將條料從凸凹模上撥落下來，完成卸料，卸料裝置復(fù)位。條料再送進(jìn)一個(gè)步距等待下一次回程沖裁。 結(jié)束語 齒輪螺栓墊片屬于形狀較為復(fù)雜的沖壓件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計(jì)算確定本制件的排樣方案及沖裁力，然后選取合適的壓力機(jī)。本設(shè)計(jì)主要的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是工件為外形是圓弧過渡，工件為非對稱件，必須計(jì)算好壓力中心使壓力中心與壓力機(jī)的滑塊中心相重合。最后根據(jù)上面的設(shè)計(jì)繪出模具的總裝圖。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)三年學(xué)習(xí)中的最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對以前所學(xué)的知識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，對機(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，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識，而對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)的過程中，難免遇到了一定的困難，但在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力下，相信會完滿的完成畢業(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，肯請各位老師指正。 致 謝 首先感謝本人的導(dǎo)師原紅玲老師，她對我的仔細(xì)審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。原紅玲老師淵博的知識，誠懇的為人，她我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，特別是遇到困難時(shí)，她給了我鼓勵和幫助，在這里我向她表示真誠的感謝！ 感謝母?！幽蠙C(jī)電高等專科學(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。 感謝和我在一起進(jìn)行課題研究的同窗同學(xué)，和他們在一起討論、研究使我受益非淺。 最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！ 參考文獻(xiàn) 【1】劉建超、張寶忠主編，沖壓模具設(shè)計(jì)與制造。高等教育出版社，2004年6月 【2】王孝培主編，中國模具設(shè)計(jì)大典之沖壓模具設(shè)計(jì)。江西科學(xué)技術(shù)出版社，2003年1月 【3】虞蓮蓮、曾正明主編，實(shí)用鋼鐵材料手冊。機(jī)械工業(yè)出版社，2001年2月 【4】寇世瑤主編，互換性與測量技術(shù)。高等教育出版社，2004年7月 【5】馮炳堯，韓泰榮，殷振海，蔣文森編，模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1988年3月 【6】高軍，李熹平，修大鵬主編，沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計(jì)指南.化學(xué)工業(yè)出版社，2007年7月 【7】薛啓翔主編，沖壓模具與制造?；瘜W(xué)工業(yè)出版社，2004年3月 【8】中國機(jī)床總公司編著，全國機(jī)床產(chǎn)品供貨目錄。機(jī)械工業(yè)出版社，2002年6月 【9】馮炳堯主編，模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1985年6月 【10】王孝培主編，沖壓手冊。機(jī)械工業(yè)出版社，1988年2月 28