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河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
1 緒 論
模具行業(yè)概況：
模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè),是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備.先進(jìn)國家的模具工業(yè)已擺脫從屬地位,發(fā)展為獨(dú)立的行業(yè).日本工業(yè)界認(rèn)為: “模具工業(yè)是其它工業(yè)的先行工業(yè),是創(chuàng)造富裕社會(huì)的動(dòng)力”.美國工業(yè)界認(rèn)為:“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”。
在我國.1998年3月在《國務(wù)院關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》模具被列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位,生產(chǎn)和基本建設(shè)序列第二位,把發(fā)展模具工業(yè)擺在發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的重要位置.目前,我國沖壓模具在產(chǎn)值占模具總產(chǎn)值的40%以上,處于主導(dǎo)地位.
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)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(shí)，對(duì)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(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)過在新飛電器有限公司、在洛陽中國一拖生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)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(shí)，豐富和加深了對(duì)各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過程方面的知識(shí)，而對(duì)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(duì)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(shí)。同時(shí)在實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)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(cè)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(huì)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(qǐng)各位老師指正。
墊片成形工藝及模具設(shè)計(jì)的進(jìn)度
1.了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時(shí)間10天；
2.確定加工方案，所用時(shí)間8天；
3.模具的設(shè)計(jì)，所用時(shí)間40天；
4．模具的調(diào)試．所用時(shí)間5天。
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(huì)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(qǐng)各位老師指正。
設(shè)計(jì)者：陶玉梅
2 制件的工藝性分析
工件名稱：墊板
生產(chǎn)批量：大批量
材料：A3
厚度：0.5mm
工件簡(jiǎn)圖見圖1
圖1 制件圖
制件的總體分析：工藝性：墊板屬于中等尺寸零件，料厚0.5mm，外形復(fù)雜程度一般，尺寸精度要求無，圖示零件材料為A3鋼，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。
此工件只有外形落料和沖孔兩個(gè)工序。零件外形可采用落料工藝獲得。沖孔的工藝性：φ4.5mm 的孔，尺寸精度要求一般，可采用沖孔。
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。
由以上分析可知，圖示零件具有較好的沖壓工藝性，適合沖壓生產(chǎn)。
3 工藝方案的確定
墊板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，即先落料,后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。
方案二：落料——沖孔復(fù)合模。采用復(fù)合模生產(chǎn)。
方案三：沖孔——落料級(jí)進(jìn)模。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。
分析各方案的優(yōu)缺點(diǎn)
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。
方案二：沖壓生產(chǎn)率較高，壓力機(jī)一次行程內(nèi)可完成兩個(gè)以上工序，實(shí)現(xiàn)操作機(jī)械化，自動(dòng)化難，制件和廢料排除較復(fù)雜，另外復(fù)合模制造的復(fù)雜性和價(jià)格較高。
方案三：只需要一副模具，生產(chǎn)率高，壓力機(jī)一次行程內(nèi)可完成多個(gè)工序，實(shí)現(xiàn)操作機(jī)械化自動(dòng)化容易，尤其適應(yīng)于單機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，沖模的制造復(fù)雜性和價(jià)格低于復(fù)合模，精度也可也得到保證。
通過上述三個(gè)方案的比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三更佳。
4 主要工藝參數(shù)計(jì)算
4.1排樣的設(shè)計(jì)與計(jì)算
設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)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
墊板零件設(shè)計(jì)為單向排列，采用直排的排樣方案（如圖2所示）
圖2 排樣圖
4.1.1 確定搭邊與搭肩值
搭邊和搭肩值一般是由經(jīng)驗(yàn)確定的查表而取最小搭邊值為a=1.0mm和b=1.2mm
4.1.2 計(jì)算送料步距和條料的寬度
條料寬度的計(jì)算：擬采用無側(cè)壓裝置的送料方式，由
B-0Δ=〔Dmax+2a〕
Dmax—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸
a—側(cè)搭邊值
代入數(shù)據(jù)計(jì)算，取得條料寬度為31.4mm。
導(dǎo)料板間距離的計(jì)算：由s=D+2(a+c1),代入數(shù)據(jù)計(jì)算得導(dǎo)料板間距離為32.4mm。
4.1.3計(jì)算材料的利用率
查工具書可得所用板料規(guī)格為500x1000x0.3,生產(chǎn)時(shí)條料規(guī)格為31.4x1000x0.3。
材料利用率的計(jì)算公式為
=
式中 A—一個(gè)沖裁件的面積，mm2;
n—板料（或條料.帶料）上沖壓件的數(shù)量；
B—條料（或條料.帶料）寬度，mm;
L—板料（或條料.帶料）長(zhǎng)度， mm
根據(jù)所選的板料長(zhǎng)度、工件尺寸、搭邊值可知:
n=33
所以材料的利用率為
＝＝66.4％
4.2沖壓力的計(jì)算并初步選取壓力機(jī)的噸位
4.2.1沖裁力的計(jì)算
沖裁力的大小隨凸模進(jìn)入材料的深度（凸模行程）而變化，本模具采用普通平刃口模具沖裁，其沖裁力F按下式計(jì)算：
F=KLtΓb
沖裁力公式為P＝P孔+P落
式中P—沖裁力
P孔—沖孔沖裁力
P落—落料沖裁力
① 沖孔沖裁力P孔
P孔＝Ktτ
式中 K—系數(shù)，查表取K＝1.3
—沖孔周長(zhǎng)，L＝3.14×4.5＝14.13mm
t—材料厚度，t＝0.5mm
τ—材料抗剪強(qiáng)度，MPa，查手冊(cè)A3鋼τ＝（370～460）MPa，
取τ＝400 MPa
所以P孔＝Ktτ＝1.3×14.13×0.5×420＝3857.4N
取P孔＝3.9KN
② 落料沖裁力P落
P落＝Ktτ
式中—落料件外形周邊尺寸
＝3.14×29x35.4/360＋3.14×6=81.95+18.84＝100.79mm
所以P落＝KLtτ＝1.3×100.79×0.5×420=27515.6N
取P落＝27.5KN
4.2.2 卸料力、推件力及頂件了力的計(jì)算
卸料力是將廢料或工件從凸凹模上刮下的力。而推件力是將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需的力。頂件力逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需的力。卸料力、推件力和頂件力是由壓力機(jī)和模具卸料裝置或頂件裝置傳遞的，所以在選擇設(shè)備公稱壓力或設(shè)計(jì)沖裁的時(shí)候應(yīng)分別予以考慮，影響這些力的因素較多，主要有材料的力學(xué)性能、厚度、模具間隙、凹模洞口結(jié)構(gòu)、搭邊大小、潤(rùn)滑情況、制件的形狀和尺寸等?，F(xiàn)在按照下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：
卸料力Px
Px＝ P落
式中Px—卸料力
—卸料系數(shù)，查表＝0.045
所以Px＝0.045×27.5＝1.24KN
推料力
＝P孔n
式中—推料系數(shù),查表取=0.065
n—同時(shí)卡在凹模洞孔內(nèi)的件數(shù),取n=8
所以=0.065×3.9×8=2.028KN
4.2.3 總沖壓力
沖裁時(shí),壓力機(jī)的壓力值必須大于或者等于沖裁各工藝力的總和,即大于總的沖壓力,總的沖壓力根據(jù)模具結(jié)構(gòu)不同計(jì)算公式不同,當(dāng)采用彈性卸料裝置和下出件的模具時(shí),總的沖壓力為
=P+ Px++ Px =3.9+27.5+1.9+2.0=35.3KN
4.3 壓力機(jī)的公稱壓力的確定
初選開式可傾壓力機(jī)參數(shù)壓力機(jī)型號(hào)為J23-6.3
查手冊(cè)選擇壓力機(jī)的參數(shù)如表一：
公稱壓力
63KN
最大閉合高度
150 mm
閉合高度調(diào)節(jié)量
35mm
工作臺(tái)尺寸
200×310mm
工作臺(tái)孔尺寸
160×140mm
模柄孔尺寸
Ф25×40mm
4.4 壓力中心的確定
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)使模具的壓力中心和壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。否則沖壓時(shí)滑塊會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊的滑軌和模具的導(dǎo)向部分不正常磨損，還會(huì)使合理間隙得不到保證，從而影響制件的質(zhì)量降低模具壽命甚至損壞模具。而本模具所沖裁的制件形狀完全對(duì)稱于相互垂直的 兩條對(duì)稱線，所以模具的壓力中心在幾何圖形的中心點(diǎn)上。
4.5 工作部分的尺寸計(jì)算
4.5.1計(jì)算沖孔凸、凹模工作部分的尺寸并確定其公差
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，而中間的小孔尺寸則是由沖孔得到。
查表而知：Zmin = 0.04, Zmax = 0.06mm
Zmax –Zmin = 0.02mm
基本尺寸小于或等于18時(shí)，δT=0.020，δA=0.020
基本尺寸小于或等于30時(shí)，δT=0.020，δA=0.025
由板料厚度級(jí)零件的形狀 可得 X = 0.5
設(shè)凸、凹模分別按IT9、IT10級(jí)精度制造，分別計(jì)算da如下：
沖?4.5mm的孔
沖孔時(shí)，間隙取在凸模上，則：
凹模尺寸
=(dmax-χ△)
式中：
---沖孔凹模刃口尺寸
dmax---沖孔件孔的最大極限尺寸，mm, d=4.5mm
Zmin——雙面間隙，mm
△——工件公差，mm，△=0.3mm
x——磨損系數(shù)，x=0.5
δ——凸模和凹模的制造公差，mm,查表δ=0.02mm
所以 =(4.8-0.5×0.3) +0.020 =4.65 +0.020 mm
校核：|δT|+|δA|= 0.02 mm +0.02 mm =0.04 mm＞Zmax –Zmin=0.02mm，不滿足間隙公差條件，因此只有縮小δT、δA，提高制造精度，才能保證間隙配合在合理范圍內(nèi)
可取δA≤0.6(Zmax－Zmin)=0.6×0.02=0.012mm
=4.65 +0.0120
落料凸模的基本尺寸與凹模相同，基本尺寸為4.65, 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=0.04mm. （落料凸模、凹模刃口部分尺寸分別見圖3、4）
4.5.2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△
圖3 落料凹模刃口部分尺寸
圖4落料凸模刃口部分尺寸
由手冊(cè)表查得:尺寸29mm的工件制造公差為0.52mm
尺寸3mm的工件制造公差為0.25m
第一類尺寸：磨損后增大的尺寸：
A1=(Amax－x△) 0+0.25△=（29－0.5×0.52）=mm
A2=(Amax－x△) 0+0.25△=(3－0.5×0.25)= mm
落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是28.74mm,2.875mm, 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=0.04mm. （落料凸模、凹模刃口部分尺寸分別見圖3、4）
5 模具總體設(shè)計(jì)
5.1 模具類型的選擇
由沖壓工藝分析可知，采用級(jí)進(jìn)方式?jīng)_壓，所以模具類型為級(jí)進(jìn)模，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，采用下出料方式。
5.2 定位方式的選擇
本工件是大批量生產(chǎn)，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與導(dǎo)正銷共同定位。送料時(shí)始用擋料銷與固定擋料銷作為粗定距，在落料凸模上安裝一個(gè)導(dǎo)正銷，利用條料上φ4.5 mm的孔做定位孔進(jìn)行內(nèi)形定位，依此作為條料送進(jìn)的精確定距。
5.3 導(dǎo)向方式的選擇
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。采用手工送料方式，為了提高開敞性和導(dǎo)向均勻性，采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。
5.4 卸料方式的選擇
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，使廢料和工件從凹?？锥粗新湎隆？ㄔ诼淞贤鼓Ｉ系臈l料由彈性卸料板卸下。
6 模具主要零部件的設(shè)計(jì)
6.1工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
6.1.1 凹模的設(shè)計(jì)
在本模具中采用螺釘和銷釘將凹模直接固定在支撐件上,凹模刃口為直壁式 ,凹模采用銷釘和螺釘固定時(shí)要保證螺釘(或沉孔)間、螺孔與銷孔間及螺孔與凹模刃壁間的距離不能太近,否則會(huì)影響模具的壽命。
圖5 整體式凹模的結(jié)構(gòu)
整體式凹模的局部結(jié)構(gòu) 如圖5所示。整體式凹模裝于下模座上，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（不小于8mm）
凹模壁厚C=(1.5~2)H
送料方向上凹模長(zhǎng)度L=s1+ks2
式中B----垂直送料方向凹模刃口間的最大距離，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
L-----送料方向上凹模長(zhǎng)度
s1-------送料方向上凹模刃口間的最大距離
s2-------送料方向上凹模刃口至凹模邊緣的最小距離
K=系數(shù)，取0.40
所以 凹模高度H=KB=0.40×29=11.6mm 查表取標(biāo)準(zhǔn)值H=16mm
C=2H=32mm
L=29+0.4×20=37mm
凹模的外形尺寸確定：125mm×100mm×16mm
凹模與凹模固定板采用過盈配合，無需設(shè)計(jì)凹模上用來固定的螺釘之間以及螺釘與外緣間的距離 。
6.1.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì)
沖小圓孔的凸模，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6 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，設(shè)計(jì)該模具為沖孔落料級(jí)進(jìn)模，采用剛性卸料板，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—橡膠的高度，mm
沖裁φ4.5mm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=16+14+10=40mm
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
校核公式為 ≤
式中P孔—沖孔沖裁力,N, P孔=3680N
Fmin—凸模最小斷面積，, Fmin=/4=15.9
---凸模材料的許用壓力，Mpa,如凸模材料選用Cr12，查手冊(cè)=（1000～160）Mpa,取=1200 Mpa
因?yàn)?=231.5 Mpa＜
所以凸模強(qiáng)度符合要求。
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，由于采用彈性卸料板，凸模按下式計(jì)算
L=h1+h2+h3
其中： h1為固定板厚度（16 mm），h2為卸料板厚度（14mm），h3為橡膠的（10mm）長(zhǎng)度態(tài)下
所以：L=16+14+10=40mm
凸模固定板材料可用45鋼，結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格查手冊(cè)可得125×100×16 。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7）
圖7 整體式凹模的尺寸
凹模的長(zhǎng)度選取要考慮以下因素：
a)保證有足夠的位置安放卸料板
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125mm×100mm。凹模材料選用Cr12制造，熱處理硬度為58～62HRC。
6.2定位零件的設(shè)計(jì)
在本模具中采用的是條料，所以導(dǎo)料板，導(dǎo)正銷和固定擋料銷作為定位裝置，起導(dǎo)向同時(shí)起定位的作用。用擋料銷擋住搭邊或沖件輪廓，以限定條料的送進(jìn)距離。在本模具中試用固定擋料銷，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，在模具中廣泛應(yīng)用作定距裝置。
6.2.1 始用擋料銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
圖8 始用擋料銷的設(shè)計(jì)
擋料銷標(biāo)記： 4536 GB/T2866.1—81（圖8）
材料：45鋼 GB/699—88
熱處理：硬度43～48HRC
技術(shù)條件：按GB2870—81
6.2.2 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9
圖9 固定擋料銷的結(jié)構(gòu)
選用直徑φ4mm，h=3mm材料為45鋼A型固定擋料銷（JB/T7649.10—94）
6.2.3 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)選用如圖10
圖10 導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)形式
D=d-a
式中D——導(dǎo)正銷直徑的基本尺寸
d——沖孔凸模直徑
a——導(dǎo)正銷與沖孔凸模直徑的差值
沖裁φ4.5mm孔的導(dǎo)正銷 查表得h=0.6t 2a=0.04mm
D=d-a=4.65-0.04=4.61mm
h=0.6×0.5=0.3mm
6.2.4 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=140mm，寬度B=30mm ，厚度h=6mm如圖11。
圖11導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)
6.3 導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)
導(dǎo)向裝置用來保證上模相對(duì)于下模正確的運(yùn)動(dòng)，對(duì)于生產(chǎn)批量較大，零件的要求較高，壽命要求較長(zhǎng)的模具，一般都需要采用導(dǎo)向裝置，本模具中應(yīng)用導(dǎo)柱導(dǎo)套裝置來完成導(dǎo)向，選用對(duì)角式導(dǎo)柱模架。
6.4 卸料裝置的設(shè)計(jì)
本模具設(shè)計(jì)了彈性卸料板，使用橡膠作為彈性元件。彈性卸料版兼有壓料作用，由于板料只有0.3mm，用剛性的卸料裝置已毀壞板料，故選用彈性卸料裝置。彈性元件的計(jì)算如下：
1、確定自由高度
——沖模工作行程（） 對(duì)沖裁模而言，
——預(yù)留的修模量。根據(jù)模具設(shè)計(jì)壽命一般取
2、確定和
——橡皮的預(yù)壓縮量
——沖模裝配好以后橡皮的高度
3、確定橡皮橫截面積
——所需的彈壓力（）
——橡皮在預(yù)壓縮狀態(tài)下的單位壓力:約為
6.5 連接與固定裝置的設(shè)計(jì)
6.5.1模柄的設(shè)計(jì)
本模具屬于中小型模具,采用模柄將上模固定在壓力機(jī)的滑塊上。模柄是作為上模與壓力機(jī)滑塊連接的零件。對(duì)它的基本要求是:一要與壓力機(jī)滑塊上的模柄孔正確配合,安裝可靠；二要與上模正確而可靠的連接。
在本模具中選用壓入式模柄，通過它與模柄孔采用過渡配合。這種模柄可較好的保證垂直度和同軸度,適用與各種中、小型模具。
模柄材料通常采用Q235或Q275鋼,在此選用Q235鋼.其支撐面應(yīng)垂直于模柄的軸線(垂直度不應(yīng)超過0.02:100)，壓入上模座后應(yīng)將底面磨平。
模柄在本模具選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，并根據(jù)前文壓力機(jī)的參數(shù)確定模柄的直徑和長(zhǎng)度?，F(xiàn)制草圖如下并標(biāo)明其具體尺寸，如圖12：
圖12 模柄結(jié)構(gòu)及尺寸
6.5.2 固定板的設(shè)計(jì)
將凸?；虬寄０匆欢ㄏ鄬?duì)的位置壓入固定后，作為一個(gè)整體安裝在上模座或下模座上。在本模具中只有凸模需要由固定板來固定。
固定板的厚度一般取凹模厚度的0.6～0.8倍,其平面尺寸可與凹模、卸料板外形尺寸相同,需考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢?。固定板的凸凹模安裝孔與凸凹模采用過渡配合H7/m6、H7/n6，壓裝后將凸凹模端面和固定板一起磨平。
現(xiàn)選用標(biāo)準(zhǔn)凸模固定板尺寸為: 125mm×100mm×16mm
固定板材料一般采用Q235或45鋼，模具選用材料45鋼。
6.5.3 墊板的設(shè)計(jì)
墊板的作用是直接承受凸模的壓力，以降低模座承受的單位壓力，防止模座被局部壓陷，影響凸模的正常工作。墊板的外形尺寸和模板相同，厚度取6mm
6.5.4 螺釘與銷釘?shù)脑O(shè)計(jì)
螺釘和銷釘都是標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計(jì)模具是按標(biāo)準(zhǔn)選用即可，螺釘用于固定模具零件，一般選用內(nèi)六角螺釘；銷釘起定位作用，常用圓柱銷釘，螺釘、銷釘規(guī)格根據(jù)沖壓力的大小、凹模厚度等確定。所以螺釘?shù)囊?guī)格選用M8、M10.
6.5.5 卸料板的設(shè)計(jì)
卸料板的邊界尺寸和固定板相同，選用材料為45鋼，厚度為14mm.
6.6 模架及組成零件的確定
6.6.1 模架的選用
本模具選用由上模座,下模座,導(dǎo)柱,導(dǎo)套組成導(dǎo)柱模模架及其零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，在此選用對(duì)角導(dǎo)柱模架。
6.6.2 模座的確定
本模中具選用標(biāo)準(zhǔn)模架，因在前述中確定了凹模尺寸為80㎜×80㎜ ×16㎜ ，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確定下模座尺寸為: 125㎜×100㎜×35㎜.
上模座尺寸為: 125㎜×100㎜×30 ㎜.
導(dǎo)柱d/mm×L/mm分別為?22×100mm；
導(dǎo)柱d/mm×L/mm分別為?25×100mm；
導(dǎo)套d/mm×L/mm分別為?22×80×28mm；
導(dǎo)套d/mm×L/mm分別為?25×80×28mm；
模柄：?33×78mm；
墊板厚度：125㎜×100㎜×6 ㎜
模具的閉合高度：
H閉=
=30+6+40+16+14+35+6+10
=157mm
7 模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
J23-6.3型壓力機(jī)的閉合高度要求在115mm—185mm之間，模具的閉合高度在157mm，模具的閉合高度符合要求；
本模具的外形尺寸為200mm×220mm×165mm；
工作臺(tái)尺寸(左右×前后)200mm×310mm ；
工作臺(tái)孔尺寸(左右×前后) 160mm×140mm；
工作臺(tái)尺寸滿足使用要求。
J23-6.3型壓力機(jī)的沖壓力為63KN，為35.3KN，滿足使用要求；
J23-6.3型壓力機(jī)模柄孔尺寸為φ25，所選模柄尺寸為φ25，滿足使用要求。
經(jīng)校核 J23-6.3型壓力機(jī)符合此連續(xù)模設(shè)計(jì)的要求，可以被采用。
8 繪制模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖
8.1模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖見附圖
8.2模具的工作原理
本模具為用導(dǎo)正銷定距的沖孔落料連續(xù)模。上，下模用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向。沖孔凸模4與落料凸模14之間的距離就是送料步距. 條料送進(jìn)時(shí)由固定擋料銷20進(jìn)行初定位，由兩個(gè)安裝在落料凸模上的導(dǎo)正銷15進(jìn)行精定位。，壓力機(jī)上行進(jìn)行首件沖裁時(shí)為保證首件的正確定距，在此級(jí)進(jìn)模中，采用始用擋料銷21，它安裝在導(dǎo)料板中間。
原理：條料沿導(dǎo)料板17送進(jìn)，在條料上沖制首件時(shí)，用手推始用擋料銷，使它從導(dǎo)料板中伸出來抵住條料的前端即可沖第一件上的孔，壓力機(jī)上行，條料繼續(xù)送進(jìn)，導(dǎo)正銷15與擋料銷20配合使用，控制送料步距，壓力機(jī)下行完成沖裁。當(dāng)沖壓完成時(shí)，沖孔廢料和制件依次落入不同的凹模洞中，上模上行回程，完成一此沖裁過程，然后，再開始下一個(gè)行程。
圖13 模具總裝圖
設(shè)計(jì)總結(jié)
畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的，它是對(duì)我們?nèi)陙硭鶎W(xué)課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。它在我們的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。
通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我在溫習(xí)學(xué)過的知識(shí)的同時(shí)又學(xué)習(xí)了許多新知識(shí)，對(duì)一些原來一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識(shí)。特別是原來所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測(cè)量、冷沖模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解，使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。同時(shí)還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)過程中要考慮的問題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費(fèi)材料，保證工件的經(jīng)濟(jì)性，加工工藝的合理性。
在學(xué)校中，我們主要學(xué)的是理論性的知識(shí)，而實(shí)踐性很欠缺，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)可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來，使我們?cè)跍亓?xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(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)。
通過對(duì)墊板制件冷沖模的設(shè)計(jì)，我對(duì)沖裁模有了更為深刻的認(rèn)識(shí)，特別是這種沖孔落料級(jí)進(jìn)模具的設(shè)計(jì)。在模具的設(shè)計(jì)過程中也遇到了一些難以處理的問題，雖然設(shè)計(jì)中對(duì)它們做出了解決 ，但還是感覺這些方案中還是不能盡如人意，如壓力計(jì)算時(shí)的公式的選用、凸凹模間隙的計(jì)算、卸件機(jī)構(gòu)選用、工作零件距離的調(diào)整，都可以進(jìn)行進(jìn)一步的完善，使生產(chǎn)效率提高。
歷經(jīng)近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，敬請(qǐng)各位老師對(duì)我的設(shè)計(jì)過程作最后檢查。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請(qǐng)教各位老師有關(guān)模具方面的問題，并且和同學(xué)的探討，模具設(shè)計(jì)在實(shí)際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時(shí)間里，對(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。
從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個(gè)人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過程，我對(duì)模具的認(rèn)識(shí)過程亦是如此。經(jīng)過近三個(gè)月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)，為將來的事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
在這次設(shè)計(jì)過程中得到了老師以及許多同學(xué)的幫助，我受益匪淺。在此，再次感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師原紅玲老師在這一段時(shí)間給予無私的幫助和指導(dǎo)，并向他們致于深深的敬意，對(duì)關(guān)心和指導(dǎo)過我各位老師表示衷心的感謝!
致 謝
首先感謝本人的導(dǎo)師原紅玲老師，她仔細(xì)審閱了本文的全部?jī)?nèi)容并對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。原紅玲老師知識(shí)淵博、為人誠懇、細(xì)心、耐心。她對(duì)我的教導(dǎo)使受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，特別是遇到困難時(shí)，她給了我許多鼓勵(lì)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(shí)，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?cè)谝黄鹩懻?、研究使我受益匪淺。
我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識(shí)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！
在這次設(shè)計(jì)過程中得到了老師以及同學(xué)的幫助，我受益匪淺。在此，再次感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師原紅玲老師在這一段時(shí)間給予無私的幫助和指導(dǎo)，并向她致以深深的敬意，對(duì)關(guān)心和指導(dǎo)過我各位老師表示衷心的感謝
參 考 文 獻(xiàn)
[1]趙志偉等.模具發(fā)展現(xiàn)狀［J］。模具制造，2007，6：2～4。
[2]李紹林、馬長(zhǎng)福主編.實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)[M]。上海科學(xué)技術(shù)出版社，1998。
[3]陳錫棟、周小玉主編.實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)[M]。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001。
[4]沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組編著.沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000。
[5]原紅玲主編.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)[M]。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008，19～121。
[6]王秀鳳，張永春主編.冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造[M]。北京;北京航空航天大學(xué)出版社，2008。
[7]《模具手冊(cè)》編寫組.模具制造手冊(cè)[M]。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992。
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河南機(jī)電高等專科學(xué)校
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：墊板沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)
系 部 材 料 工 程 系
專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造
班 級(jí) 模具062
學(xué)生姓名 陶 玉 梅
學(xué) 號(hào) 061304210
指導(dǎo)教師 原 紅 玲
2009年 5 月 15 日
插圖清單
圖1制件圖…………………………………………………………………………2
圖2排樣圖…………………………………………………………………………4
圖3落料凹模刃口部分尺寸………………………………………………………10
圖4凸模刃口部分尺寸……………………………………………………………11
圖5整體式凹模的結(jié)構(gòu)………………………………………………………13
圖6沖孔凸模的結(jié)構(gòu)形式………………………………………………………14
圖7整體式凹模的尺寸………………………………………………………16
圖8始用擋料銷的設(shè)計(jì)…………………………………………………………17
圖9固定擋料銷的設(shè)計(jì)…………………………………………………………17
圖10導(dǎo)正銷的設(shè)計(jì)……………………………………………………………18
圖11導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)……………………………………………………………17
圖12模柄結(jié)構(gòu)及尺寸………………………………………………………………20
圖13模具總裝圖……………………………………………………………………23
表格清單
表1 凹模工作尺寸的計(jì)算………………………………………………………16
表2 冷卻水路的設(shè)計(jì)……………………………………………………………18
插表清單
表一……………………………………………………………………………8
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
工序名稱
粗銑
工序號(hào)
02
零件名稱
凹模
零件號(hào)
00-02
零件重量
同時(shí)加工零件數(shù)
1
材 料
毛 坯
牌 號(hào)
硬 度
型 號(hào)
重 量
Cr12
設(shè) 備
夾 具
名 稱
輔 助
工 具
名 稱
型 號(hào)
銑床
虎鉗
游標(biāo)卡尺
安 裝
工 步
安裝及工步說明
刀 具
量 具
走 刀
長(zhǎng) 度
走 刀
次 數(shù)
切 削 深 度
進(jìn)給量
主 軸
轉(zhuǎn) 速
切 削
速 度
基 本
工 時(shí)
一次
1
銑上平面
φ10面銑刀
游標(biāo)卡尺
0.5
2
0.5
200㎜/ min
800r/min
一次
1
銑下平面
φ10面銑刀
游標(biāo)卡尺
0.5
2
0.5
200㎜/ min
800r/min
一次
2
銑左右平面
φ35立銑刀
游標(biāo)卡尺
0.5
1
1
60㎜/ min1
400r/mi
一次
2
銑前后平面
φ35立銑刀
游標(biāo)卡尺
0.5
1
1
60㎜/ min1
400r/mi
設(shè) 計(jì) 者
陶玉梅
指 導(dǎo) 教 師
原紅玲
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機(jī) 械 加 工 工 序 卡
工序名稱
粗車
工序號(hào)
02
零件名稱
凸模
零件號(hào)
00-04
零件重量
同時(shí)加工零件數(shù)
1
材 料
毛 坯
牌 號(hào)
硬 度
型 號(hào)
重 量
Cr12
設(shè) 備
夾 具
名 稱
輔 助
工 具
名 稱
型 號(hào)
車床
三爪卡盤
游標(biāo)卡尺，螺旋測(cè)微器
安 裝
工 步
安裝及工步說明
刀 具
量 具
走 刀
長(zhǎng) 度
走 刀
次 數(shù)
切 削 深 度
進(jìn)給量
主 軸
轉(zhuǎn) 速
切 削
速 度
基 本
工 時(shí)
一次
1
車端面
45°車刀
游標(biāo)卡尺，螺旋測(cè)微器
0.5
2
2
200㎜/ min
800r/min
一次
2
車外圓
45°車刀
游標(biāo)卡尺，螺旋測(cè)微器
0.5
4
0.5
60㎜/ min1
400r/mi
設(shè) 計(jì) 者
陶玉梅
指 導(dǎo) 教 師
原紅玲
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機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡
零件號(hào)
零 件 名 稱
00-02
凹模
工序號(hào)
工 序 名 稱
設(shè) 備
夾 具
刀 具
量 具
工 時(shí)
名 稱
型 號(hào)
名 稱
規(guī) 格
名 稱
規(guī) 格
名 稱
規(guī) 格
01
下料(200×100)
鍛造
直尺
02
粗銑六面
銑床
虎鉗
標(biāo)準(zhǔn)
面銑刀
游標(biāo)卡尺
03
磨削
磨床
磁力夾具、虎鉗
砂輪
游標(biāo)卡尺
04
鉗工
鉆床
虎鉗
鉆刀、鉸刀、攻絲刀
高度尺、游標(biāo)卡尺
05
熱處理（淬火、回火）
電熱爐
火鉗
06
磨削
磨床
磁力夾具、虎鉗
砂輪
游標(biāo)卡尺
07
線切割
線切割機(jī)床
復(fù)式支撐夾具
銅絲
游標(biāo)卡尺
08
鉗工
研磨工具
游標(biāo)卡尺
編制 陶玉梅 校對(duì) 審核 批準(zhǔn)
機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡
零件號(hào)
零 件 名 稱
00-04
凸模
工序號(hào)
工 序 名 稱
設(shè) 備
夾 具
刀 具
量 具
工 時(shí)
名 稱
型 號(hào)
名 稱
規(guī) 格
名 稱
規(guī) 格
名 稱
規(guī) 格
01
下料(φ10×47)
鋸床
直尺
02
車削
車床
三爪卡盤
標(biāo)準(zhǔn)
車刀
游標(biāo)卡尺，螺旋測(cè)微器
03
磨削
磨床
磁力夾具、虎鉗
砂輪
游標(biāo)卡尺
04
鉗工
虎鉗
劃針
剛尺、游標(biāo)卡尺
05
熱處理（淬火、回火）
電熱爐
火鉗
06
磨削
磨床
磁力夾具、虎鉗
砂輪
游標(biāo)卡尺
編制陶玉梅 校對(duì) 審核 批準(zhǔn)