鎖片復(fù)合模具設(shè)計(jì)【鎖片不銹鋼門扣插銷防盜門鎖扣箱復(fù)合沖壓模具設(shè)計(jì)】【異形鎖芯】【說明書+CAD+ROE】,鎖片不銹鋼門扣插銷防盜門鎖扣箱復(fù)合沖壓模具設(shè)計(jì),異形鎖芯,說明書+CAD+ROE,鎖片復(fù)合模具設(shè)計(jì)【鎖片不銹鋼門扣插銷防盜門鎖扣箱復(fù)合沖壓模具設(shè)計(jì)】【異形鎖芯】【說明書+CAD+ROE】,復(fù)合,模具設(shè)計(jì) 工 藝 過 程 卡 產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件圖號(hào) 共1 頁 產(chǎn)品名稱 復(fù)合模具 零（部）件名稱 凸凹模 第1 頁 材料牌號(hào) Cr12MoV 毛坯種類 精料 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每臺(tái)件數(shù) 1 備注 工序號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) 名稱、型號(hào) 編號(hào) 夾 具 輔具 刀、量具 準(zhǔn)終 單件 1 備 備料精料 2 CNC 銑臺(tái)階面，鉆穿絲 金工 法蘭克數(shù)控加工中心 電磁鐵 硬質(zhì)合金銑刀，游標(biāo)卡尺 3 CNC 掉頭銑槽 金工 法蘭克數(shù)控加工中心 電磁鐵 硬質(zhì)合金銑刀，游標(biāo)卡尺 4 熱處理 淬火處理HRC56-60 金工 5 線切割 線割輪廓 金工 日本牧野慢走絲 壓塊 銅絲，游標(biāo)卡尺 6 鉗工 去毛刺 金工 鉗工臺(tái) 7 終檢 入庫 編 制 審 核 會(huì) 簽 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo) 記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 工 藝 過 程 卡 產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件圖號(hào) 共1 頁 產(chǎn)品名稱 復(fù)合模具 零（部）件名稱 沖孔凸模 第1 頁 材料牌號(hào) Cr12MOV 毛坯種類 熱軋圓鋼 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每臺(tái)件數(shù) 1 備注 工序號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) 名稱、型號(hào) 編號(hào) 夾 具 輔具 刀、量具 準(zhǔn)終 單件 1 鋸 下棒料 鑄 2 熱處理 退火處理消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力及改善機(jī)械加工性能 熱 3 車 粗車外圓柱面 金工 C6130 三爪卡盤 硬質(zhì)合金外圓車刀，游標(biāo)卡尺 4 車 半精車外圓柱面 金工 C6130 三爪卡盤 硬質(zhì)合金外圓車刀，游標(biāo)卡尺 5 熱處理 淬火處理HRC56-60 金工 6 車 精車外圓柱面 金工 C6130 三爪卡盤 硬質(zhì)合金外圓車刀，游標(biāo)卡尺 7 鉗工 去毛刺 鉗工臺(tái) 8 終檢 入庫 編 制 審 核 會(huì) 簽 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo) 記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 沖壓模具設(shè)計(jì)中側(cè)壁起皺的分析 F.-k. Chen and Y.-C. Liao 臺(tái)灣 臺(tái)北市國立臺(tái)灣大學(xué)機(jī)械工程部門 在沖壓過程中，起皺一般發(fā)生在有錐度的方形杯子和帶有階梯的矩形杯子成形時(shí)。這兩種起皺類型的共同特征是起皺都發(fā)生在相對(duì)沒有支撐的側(cè)壁。在沖壓一個(gè)有錐度的方形杯子時(shí)，當(dāng)發(fā)生起皺時(shí)，比如沖模間隙和沖壓毛壞的壓力大小等參數(shù)的影響通過有限元模擬方法被檢查到。模擬結(jié)果顯示沖模間隙越大，起皺的就越明顯，而且起皺不能通過增加沖壓力來被抑制。在研究帶有階梯的矩形杯子沖壓過程的起皺時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有相似幾何類型的實(shí)際部分。在側(cè)壁被發(fā)現(xiàn)的起皺是因?yàn)榻橛跊_頭和階梯邊緣的金屬板料不平衡伸展造成的。為減少起皺，一個(gè)最適宜的沖模設(shè)計(jì)方法就是利用有限元分析法。在無起皺產(chǎn)品中介于模擬結(jié)果和實(shí)測(cè)結(jié)果的好協(xié)議使有限元分析法生效，而且證實(shí)了利用有限元分析法去設(shè)計(jì)沖模的優(yōu)勢(shì)。 關(guān)鍵詞：側(cè)壁起皺；沖模；階梯的矩形杯子；帶有錐度的主形杯子 1． 介紹 起皺是在金屬板料成形中主要的缺陷之一。由于性能和視察的原因，在產(chǎn)品中起皺往往不能被接受。在金屬板料成形過程中，有三種形式的起皺頻繁的發(fā)生：邊緣起皺，側(cè)壁起皺和由于殘余的彈性壓力引起的未變形區(qū)域的彈性彎曲。在沖壓一個(gè)復(fù)雜形狀零件的操作時(shí)，側(cè)壁起皺意味著沖模腔中的起皺。由于側(cè)壁區(qū)域的金屬板料相對(duì)于其它區(qū)域的金屬板料不被工具所保征質(zhì)量，側(cè)壁起皺的消除比邊緣起皺的抑制更難。很明顯，在未被加固的側(cè)壁區(qū)域中的金屬材料的額外拉伸可能防止起皺，而且在實(shí)際操作中也可以通過增加沖壓力來防止起皺，但是過度的拉力會(huì)通過裂痕導(dǎo)致失敗。因此，沖壓力必須處于一個(gè)狹小的范圍，一方面，要高于抑制起皺的力，另一方面，要低于產(chǎn)生破裂的力。沖壓力的狹小范圍很難計(jì)算。對(duì)于沖壓一個(gè)復(fù)雜形狀的零件，當(dāng)起皺發(fā)生在中心區(qū)域時(shí)，有意義的沖壓力范圍甚至不存在。 為了檢查起皺的形成結(jié)構(gòu)，Yoshida et al.發(fā)明了一種測(cè)試，在這種測(cè)試?yán)?，一塊薄板料不是均勻的沿著它的斜度被拉伸。他們也計(jì)劃一個(gè)近似的理論模型，在這種模型里面，起皺的開始取決于在壓力不均勻區(qū)域中有壓縮的側(cè)部力的彈性灣曲。Yu et al.從實(shí)驗(yàn)性和分析性上研究起皺問題，通過理論分析，他發(fā)現(xiàn)帶有兩個(gè)圓周波的起皺可能發(fā)生，然而，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示是四到六個(gè)。當(dāng)通過一個(gè)有錐度的模具畫出金屬板料時(shí)，Narayanasamy和sowerby用平底的沖頭和半球狀的沖頭檢查金屬板料的起皺。他們也試圖去把可以抑制起皺的道具分類。 那些努力都被聚中于和簡單形狀零件關(guān)聯(lián)的起皺問題上，例如：一個(gè)圓形的杯子。在90年代早期，金屬板料成形中三維動(dòng)態(tài)軟件和有限元方法的成功運(yùn)用使得分析包括在沖壓一個(gè)復(fù)雜形狀零件的起皺問題成為可能。在當(dāng)前的研究中，三維有限元分析法被用來分析在沖壓一個(gè)帶有階梯的矩形部分的過程中，產(chǎn)生起皺的金屬流動(dòng)制造參數(shù)上。 一個(gè)帶有階梯的方形杯子，在杯子的每一邊都有一個(gè)傾斜的側(cè)壁，在帶有錐度的杯子也相應(yīng)的存在傾斜的側(cè)壁。在沖壓過程中，側(cè)壁上的金屬板料相對(duì)沒被支撐，因此，這個(gè)部位更容易起皺。在當(dāng)前的研究中，起皺過程中的各種不同的制造參數(shù)的影響都在被研究。在沖壓一個(gè)帶有階梯的方形杯子時(shí)，就像圖1B顯示的一樣，可以觀測(cè)到另一種形式的起皺。為了評(píng)估分析的效力，在當(dāng)前的研究中，一個(gè)確切階梯幾何形狀的物體被檢測(cè)。通過使用有限元分析法和用適宜的模具設(shè)計(jì)來減少起皺，起皺的原因被確定。在觀測(cè)一個(gè)實(shí)際產(chǎn)品成形時(shí)，通過有限元分析法得到的模具設(shè)計(jì)方法得到證實(shí)。 圖1帶有錐度方形杯子的拉伸（a）和帶有階梯的矩形杯子的拉伸（b） 2有限元模型 包括沖頭、模具和毛壞固定器等工具幾何學(xué)是用CAD或PRO/E軟件來設(shè)計(jì)的。同樣用CAD軟件，三節(jié)點(diǎn)和四節(jié)點(diǎn)的外形元素被采用用來為以上工具生產(chǎn)網(wǎng)眼系統(tǒng)。對(duì)于有限元模擬來說，工具被認(rèn)為是剛硬的，而且對(duì)應(yīng)的網(wǎng)眼被用來定義工具幾何學(xué)而不是壓力分析。同樣CAD軟件使用四節(jié)點(diǎn)外形元素來為板形壞料構(gòu)造網(wǎng)眼。圖2顯示工具的完整布置的網(wǎng)眼系統(tǒng)和用來沖壓帶有階梯方形杯子的板形壞料。由于對(duì)稱條件，方形杯子的四分之一被分析。在模擬中，板形壞料放在壓力機(jī)上，沖模向下移動(dòng)，逆著壓力機(jī)夾緊板形壞料。然后沖模上升使得板形壞料按著模腔成形。 圖2 有限元網(wǎng)眼 為了表演一個(gè)精確的有限元分析法，金屬板料的真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線被要求是輸入數(shù)據(jù)的一部分。在當(dāng)前的研究中，拉深成形的金屬板料也被用來模擬。為在飛機(jī)上切割下的樣本測(cè)試被進(jìn)行，它們依次從0度的旋轉(zhuǎn)方向到45度的旋轉(zhuǎn)方向，再到90度的旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行著。平均的流動(dòng)力σ，計(jì)算方程為σ=（σ0+2σ45+σ90）/4，因?yàn)槊恳粋€(gè)方法真實(shí)應(yīng)變通常用來模擬帶錐度方形杯子和帶階梯矩形的沖壓，就如圖3顯示的那樣。 當(dāng)前研究中所有的模擬利用有限元程序PAM-STAMP涉及SGI Indigo2工作站。為了完成模似所需輸入數(shù)據(jù)的設(shè)置，沖頭的速度一般設(shè)置在10m/s，庫侖摩擦系數(shù)設(shè)置在0.1。 圖3 金屬板料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 3 錐度方形杯中的起皺 正像圖1a顯示的那樣，草圖暗示著一些有關(guān)錐度方形杯子的尺寸，方形沖頭每一面的長度（2WP）、模腔的尺寸（2Wd）和高度(H)被認(rèn)為是影響起皺的至關(guān)重要尺寸。在當(dāng)前研究中，模腔尺寸和沖頭尺寸的差距的一半稱作沖模間隙（記作G），G= Wd- WP。相關(guān)的在側(cè)壁沒被支撐的金屬板料的寬度取決于沖模間隙，起皺假想通過增加沖壓力來被抑制。相對(duì)于沖壓一個(gè)錐度方形杯子，沖模間隙和沖壓力兩方面的影響在接下來的部分被研究。 3.1沖模間隙的影響 為了檢查沖模間隙對(duì)起皺的影響，在沖壓一個(gè)錐度方形杯子時(shí)，分別用20mm，30mm，50mm大小的沖模間隙進(jìn)行模擬沖壓。在每次模擬沖壓中，模腔的尺寸都是固定在200mm，而且杯子拉深的高度都是100mm。三次模擬中使用的金屬板料都是380X380的方形尺寸，厚度也都是0.7mm，金屬的應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖3所示。 圖4 G=50mm的帶有錐度的方形杯子 模擬結(jié)果顯示三次模擬中都發(fā)生起皺現(xiàn)象，沖模間隙為50mm沖壓出來的杯子模擬形狀如圖4。從圖4中可以看出，起皺分布在側(cè)壁，側(cè)壁拐角尤其明顯。這就說明在沖壓過程中，起皺是由于在側(cè)壁有大面積區(qū)域不被支撐，同樣，由于沖模間隙不一樣，沖頭各邊的長度和模腔尺寸也不一樣。由于橫向壓力的存大，在沖頭和模腔中拉深成形的金屬板料越來越不牢固。在壓縮下，側(cè)壁金屬板料不受限制的拉伸是起皺的主要原因。為了比較三種不同間隙沖壓出來的產(chǎn)品，兩個(gè)主要的應(yīng)變比率β被介紹，β=εmin/εmax，這里的εmin和εmax分別是主要的和次要的應(yīng)變。Hosford和Caddell已經(jīng)展示了β的實(shí)際值比β的評(píng)論值大，假設(shè)當(dāng)起皺發(fā)生時(shí)，β的實(shí)際值越大，起皺的可能性就越大。 在三個(gè)沖模間隙不同的沖壓中，同一側(cè)壁高度，沿著橫截面M-N的β值在圖4中標(biāo)記出，在圖5中畫出。圖5中說明嚴(yán)重的起皺一般發(fā)生在拐角處，而對(duì)三個(gè)沖模間隙不同的沖壓，在側(cè)壁中心很少發(fā)生起皺。還說明了沖模間隙越大，β的實(shí)際值就越大。因此，增加沖模間隙將增加在錐度方形杯子側(cè)壁處發(fā)生起皺的可能性。 3.2沖壓力的影響 眾所周知，在沖壓過程中，增加沖壓力可以幫助排除起皺。為了研究增加沖壓力的影響，沖模間隙為50mm與起皺是有關(guān)聯(lián)的，用沖模間隙為50mm的模具沖壓帶有錐度方形杯子被用不同的沖壓力來模擬了。沖壓從100KN增加到600KN，這兩個(gè)力分別產(chǎn)生0.33Mpa和1.98Mpa。在上述部分，剩下的模擬條件與給定的是一樣的。處于中間的300KN也被用來模擬。 模擬結(jié)果顯示沖壓力的增加并沒有幫助消除發(fā)生在側(cè)壁的起皺。在圖4中已標(biāo)出沿著橫截面M-N的β值與沖壓力為100KN和600KN的β值作比較。模擬結(jié)果指出兩種情況下，沿著橫截面M-N的β值是一樣的。為了檢查兩種不同沖壓力的起皺形狀，正如圖4和圖6標(biāo)出的那樣，側(cè)壁上從底部向上有五處不同位置的橫截面。從圖6可以看出，兩個(gè)外殼的波浪形橫截面是相似的。這就說明在沖壓帶有錐度的方形杯子時(shí)，沖壓力不影響起皺的發(fā)生，這是因?yàn)槠鸢櫟脑蛑饕怯捎谠谟袡M向壓力存在的側(cè)壁處有大面積區(qū)域不被支撐。沖壓力對(duì)沖頭和模腔之間材料不穩(wěn)定的模式并沒有影響。 圖5 沿著橫截面M-N不同沖模間隙的β值 4階梯矩形杯子 在沖壓一個(gè)階梯矩形杯子時(shí)，起皺發(fā)生在側(cè)壁即使沖模間隙并不是那么重要。輪廓1顯示沖壓階梯矩形杯子的沖頭草圖，在這張草圖中，側(cè)壁C沿臺(tái)階D-E而行。在近期的研究中，在一個(gè)實(shí)際的產(chǎn)品中檢查到了這種幾何形狀。這種產(chǎn)品使用的原材料的厚度是0.7mm，從拉力測(cè)試中獲得的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系如圖3所示。 這種沖壓部分產(chǎn)品的程序包括通過清理焊縫的深拉。在這種深拉過程中，沒有焊縫被用在沖模表面來幫助幫助金屬的流動(dòng)。但是，由于沖頭拐角處的半徑過小和其復(fù)雜的幾何形狀，如圖7顯示的那樣，在沖頭邊緣上部經(jīng)常發(fā)生拉裂，在真實(shí)產(chǎn)品的側(cè)壁處經(jīng)常發(fā)生起皺。從圖7中可以看出，皺紋發(fā)分布在側(cè)壁上，但是在階梯邊緣拐角處最為嚴(yán)重，就像圖1（b）中A-D，B-E顯示的那樣。在沖頭的上部邊緣，金屬往往被拉裂，就像圖7所示。 為了進(jìn)一步的了解沖壓過程中板料的變形，誕生了一種有限元的方法。這種有限元模擬方法被在最初的設(shè)計(jì)中。部分的模擬形狀如圖8所示。從圖8中可以看出，零件上部邊緣的網(wǎng)眼被拉深，皺紋分布在側(cè)壁上，類似真實(shí)零件中的那樣。 圖6 從圖a的100KN到圖b的600KN不同側(cè)壁高度的橫截面線條 圖7 產(chǎn)品零件中的拉裂和起皺 圖8 產(chǎn)品拉裂和起皺的模擬形狀 如圖1（b）就像A-B邊緣半徑和沖孔拐角處A的半徑一樣，沖孔的半徑也很小，這被認(rèn)為是拉裂的最主要原因。但是，根據(jù)有限元分析的結(jié)果，拉裂可以通過增加以半徑來避免。這種理念在現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品中通過增加半徑得到證實(shí)。 個(gè)別的嘗試也被用來消除起皺。第一，沖壓力加到原來的2倍。但是，就像在拉深帶有錐度的杯子中得到的結(jié)果一樣，沖壓力對(duì)消除起皺現(xiàn)象沒有起有很大的效果。通過增加摩擦和毛坯尺寸也得到同樣的結(jié)論。于是我們推測(cè)，這種起皺不能通過增加沖壓力來得到抑制。 由于在金屬屈服于過大壓力的區(qū)域，往往會(huì)因?yàn)榇罅康慕饘倭鲃?dòng)而起皺，一種通過在起皺區(qū)域增加掛鉤用于消除起皺的簡單方法被用來吸收多余的材料。為了多余的金屬能有效的被吸收，掛鉤應(yīng)該平衡的加在起皺位置?；谶@種理念，兩個(gè)掛鉤被加在鄰近在壁上吸收多余的材料，如圖9如示。模擬結(jié)果顯示，階梯拐角處的起皺正如想象的那樣被吸收，但是，一些起皺仍然沒被吸收。這說明在側(cè)壁處需要更多的掛鉤來吸收所有過量的材料，但是這在模具設(shè)計(jì)中是不允許的。 利用有限元分析法分析沖壓工序的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是沖壓過程中板料的變形形狀可以被監(jiān)測(cè)，而這在真實(shí)的產(chǎn)品沖壓過程中是不可能的。對(duì)沖壓過程中金屬流動(dòng)的精密監(jiān)測(cè)顯示板料最開始通過沖頭的力按模腔的形狀成形，直到板料接觸到如圖1（b）階梯D-E邊緣才形成起皺。起皺的形狀如 圖9 加到側(cè)壁的起皺 圖10顯示的那樣。這就為模具設(shè)計(jì)的改進(jìn)提供了有價(jià)值的信息。 圖10 當(dāng)板料接觸臺(tái)階邊緣的起皺形成 圖11 切除了的臺(tái)階拐角 對(duì)于起皺的發(fā)生，最初的一個(gè)猜想是沖頭拐角處范圍A和階梯拐角處范圍D之間的金屬板料處于不平坦的拉深，就如圖1（b）所示。階梯拐角處被切主要是為了改善拉深條件，這樣就允許通過增加階梯邊緣有更多的拉伸被應(yīng)用到如圖11所示，從而使得模具設(shè)計(jì)的改進(jìn)得到發(fā)展。但是，杯子側(cè)壁處仍然有起皺，這就意味著起皺是因?yàn)檎麄€(gè)沖頭邊緣和整個(gè)階梯邊緣的不平坦引起的，不僅僅是沖頭拐角處和階梯拐角處之間的不平坦。為了證實(shí)這種說法，兩種改進(jìn)過了的模具設(shè)計(jì)被用來實(shí)驗(yàn)：為了描述想象中的形狀用兩種拉深操作，一種是切去整個(gè)階梯，而另一種是增加更多的拉深操作。前一個(gè)方法的模擬形狀所圖12所示。自從更低的階梯被切去后，拉深工序與圖12中的矩形杯子拉深工序性很相似。從圖12中可以看出起皺現(xiàn)象已被消除。 在這兩種操作的拉深工序中，板料最初是被拉到很深的階梯處，如圖13（a）所示，然后，較低的階梯在第二步拉深操作中成形，同是，如圖13（b）所示的想象形狀也得到了。從圖13（b）可以清晰的看出，通過兩步拉深工序可以造出沒有起皺的階梯矩形杯子，同時(shí)也說明在兩步拉深工序中，如果相應(yīng)的順序被應(yīng)用，則更低一些的階梯處的成形是伴隨更深階梯處成形和最深階梯邊緣處成形的最早成形，如圖1(b)中的A-B，因?yàn)榻饘俨蝗菀淄ㄟ^較低的階梯進(jìn)入模具型腔。 圖12改善模具設(shè)計(jì)的模擬形狀 圖13 兩個(gè)操作步驟中的a第一步操作 b第二步操作 有限元分析法說明用簡單的拉深操作來設(shè)計(jì)理想產(chǎn)品的沖壓模具設(shè)計(jì)是很難完成的。但是，由于額外的模具費(fèi)用和操作費(fèi)用，兩個(gè)操作的制造費(fèi)用是很高的。為了保持較低的制造費(fèi)用，零件的設(shè)計(jì)師對(duì)形狀做出了合適的改變，而且通過有限元模擬分析法結(jié)果去切除較低的臺(tái)階來改善模具設(shè)計(jì)，如圖12所示。隨著設(shè)計(jì)方法的改進(jìn)，產(chǎn)品真實(shí)的沖壓模具被制造出來，而且零件還沒有起皺，如圖14所示。通過有限元模擬分析法得到的零件也沒有起皺。 為了進(jìn)一步驗(yàn)證有限元模擬分析法的結(jié)果，有限元模擬分析法得到的沿橫截面G-H的厚度分布如圖14所示，這與產(chǎn)品的尺寸做了比較，比較的結(jié)果顯示在圖15。從圖15可以看出有限元模擬分析法得到的預(yù)想的厚度分布和產(chǎn)品得到的厚度分布是相符合的。這種吻合證實(shí)了有限元模擬分析法的效率。 圖14 無缺陷產(chǎn)品零件 圖15 G-H處模擬和測(cè)量厚度 5概要和結(jié)束語 通過有限元模擬分析法研究了兩種在沖壓過程中的起皺，而且還檢查了其起皺的原因和消除起皺的方法。 第一種形式的起皺發(fā)生在沖壓帶有錐度的方形杯子的側(cè)壁上，這種起皺的原因是因?yàn)闆_模間隙過大（沖模間隙就是模腔的尺寸和沖頭的尺寸的差距）。當(dāng)金屬被拉至模腔中，在沖頭和型腔中有一有害的拉深時(shí)，大的沖模間隙導(dǎo)致金屬板料的大面積區(qū)域不被支撐，因此大面積區(qū)域不被支撐導(dǎo)致起皺。有限元模擬分析法顯示這種起皺不能通過增加沖壓力的方法來得到抑制。 另一種形式的起皺發(fā)生在有階梯矩形的幾何形狀物體沖壓過程中。起皺往往發(fā)生在臺(tái)階以上的側(cè)壁，甚至沖模的間隙不是足夠的大。通過有限元模擬法得知，這種起皺主要是由于在沖頭和臺(tái)階邊緣存在不平坦的拉伸。在模具設(shè)計(jì)過程中，通過有限元模擬分析法單獨(dú)的嘗試被用來消除起皺，切除了臺(tái)階的模具被建立。通過無缺陷的零件證實(shí)了這種模具設(shè)計(jì)方法對(duì)消除起皺的作用。有限元模擬分析法得到的結(jié)果和真實(shí)產(chǎn)品中看到的結(jié)果相吻合說明了有限元模擬分析法的準(zhǔn)確性，還證實(shí)了用有限元分析法代替真實(shí)的模具制造方法的效力。 感謝 作者希望感謝中國人民共和國民族科學(xué)委員會(huì)授于NSC-86-2212-E002-028編號(hào)才使得這個(gè)項(xiàng)目得到發(fā)展。他們也希望感謝KYM提供了產(chǎn)品零件。 參考文獻(xiàn) 1. K. Yoshida， H. Hayashi， K. Miyauchi， Y. Yamato， K. Abe， M. Usuda， R. Ishida and Y. Oike，在金屬板料，皺紋機(jī)械工具的效果取決于不均勻的拉深 2. T.X.Yu，W.Johnson 和 W.J.Stronge， “圓形碟子在半球形模具中的沖壓成形”，機(jī)械學(xué)雜志，26，pp.131-148，1984 3. W.J.stronge，M.P.F.Sutcliffe和T.X.Yu，在沖壓期間，圓形碟子的塑性起皺。實(shí)驗(yàn)的技巧，pp.345-353，1986. 4. R.Narayanasamy和R.Sowerby，“當(dāng)用一種圓錐形的沖模成形時(shí)的金屬板料起皺”，材料處理技術(shù)雜志，41，pp.275-290，1994. 5. W.F.Hosford 和 R.M.Caddell，金屬成形:機(jī)械和冶金，1993年第二季。 摘要 本次設(shè)計(jì)了一套沖壓模具在說明書中第一部分，主要敘述了沖壓模具的發(fā)展?fàn)顩r，說明了沖壓模具的重要性與本次設(shè)計(jì)的意義，對(duì)沖壓件的工藝分析，工藝方案的確定。通過，對(duì)零件排樣圖的設(shè)計(jì)，完成了材料利用率的計(jì)算。再進(jìn)行沖裁工藝力的計(jì)算和沖裁模工作部分的設(shè)計(jì)計(jì)算。最后對(duì)主要零部件的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)件的選擇，為本次設(shè)計(jì)模具的繪制和模具的成形提供依據(jù)，以及為裝配圖各尺寸提供依據(jù)。通過前面的設(shè)計(jì)方案畫出模具各零件圖和裝配圖。 關(guān)鍵字：沖壓；工藝:模具結(jié)構(gòu) Abstract In text file the first part, described to wash the development condition that press the molding tool primarily, explain to wash the importance that press the molding tool and the meaning of this design, to craft that washing and pressing the piece analyzes, the craft project really settles.Pass, line up the design of the kind diagram to the spare parts, complete the calculation of the material utilization.Proceed again the calculation that wash cut the craft dint with wash to cut mold work part of designs calculation.Finally to the design of the main the parts of zero with the choice of the standard piece, draw for this design molding tool to take shape the offering with the molding tool according to, and for assemble each size of diagram offering according to.The design project passing before draws an each spare parts of molding tool diagram with assemble the diagram. Keyword:Wash to press;Fal 目錄 摘要 1 Abstract 2 目錄 3 1 緒論 5 2 零件的分析 7 3 工藝方案分析 8 3.2.1方案種類 8 3.2.2方案的比較 8 3.2.3方案的確定 8 4 模具間隙和凸凹模尺寸的確定 9 4.1 模具間隙的確定 9 4.2 凸凹模刃口尺寸計(jì)算 10 5 沖載力和壓力中心的計(jì)算 12 5.1 沖壓力的計(jì)算 12 5.2 壓力中心的計(jì)算 14 5.3 設(shè)備的選擇 15 6 排樣設(shè)計(jì) 18 6.1 沖裁件的排樣 18 6.2 材料利用率 19 7 模具總體設(shè)計(jì) 20 7.1 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20 7.2 凸凹模固定板 20 7.3凸模固定板 20 7.4墊板 21 7.5 卸料板 21 7.6操作與定位方式 22 8 模具工作過程 23 9 模具的裝配 24 結(jié)論與展望 26 致謝 27 參考文獻(xiàn) 28 1 緒論 (1)中國模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 鑒于模具作為包括機(jī)床工具、汽車制造、食品包裝等在內(nèi)的機(jī)械行業(yè)中機(jī)械基礎(chǔ)件產(chǎn)業(yè)，以及電工電器、電子及信息行業(yè)的支持產(chǎn)業(yè)，在發(fā)展先進(jìn)生產(chǎn)力當(dāng)中，處于非常關(guān)鍵并服務(wù)全行業(yè)的地位，其發(fā)展對(duì)產(chǎn)業(yè)配套能力的提升和促進(jìn)產(chǎn)業(yè)聚集優(yōu)勢(shì)的形成將起到重要作用。改革開放以來，中國模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，國內(nèi)已能生產(chǎn)精度達(dá)2微米的精密多工位級(jí)進(jìn)模，工位數(shù)最多已達(dá)160個(gè)，壽命1～2億次。在大型塑料模具方面，現(xiàn)在已能生產(chǎn)48英寸電視的塑殼模具、6.5公斤大容量洗衣機(jī)的塑料模具，以及汽車保險(xiǎn)杠、整體儀表板等模具。在精密塑料模具方面，國內(nèi)已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具等。在大型精密復(fù)雜壓鑄模方面，國內(nèi)已能生產(chǎn)自動(dòng)扶梯整體踏板壓鑄模及汽車后橋齒輪箱壓鑄模。在汽車模具方面，現(xiàn)已能制造新轎車的部分覆蓋件模具。 (2)沖壓模具行業(yè)遇到的問題和解決方法 阻力一：機(jī)械化、自動(dòng)化程度低 美國680條沖壓線中有70%為多工位壓力機(jī)，日本國內(nèi)250條生產(chǎn)線有32%為多工位壓力機(jī)，而這種代表當(dāng)今國際水平的大型多工位壓力機(jī)在我國的應(yīng)用卻為數(shù)不多；中小企業(yè)設(shè)備普遍較落后，耗能耗材高，環(huán)境污染嚴(yán)重；封頭成形設(shè)備簡陋，手工操作比重大；精沖機(jī)價(jià)格昂貴，是普通壓力機(jī)的5-10倍，多數(shù)企業(yè)無力投資阻礙了精沖技術(shù)在我國的推廣應(yīng)用；液壓成形，尤其是內(nèi)高壓成形，設(shè)備投資大，國內(nèi)難以起步。 突破點(diǎn)：加速技術(shù)改造 阻力二：生產(chǎn)集中度低 許多汽車集團(tuán)大而全，形成封閉內(nèi)部配套，導(dǎo)致各企業(yè)的沖壓件種類多，生產(chǎn)集中度低，規(guī)模小，易造成低水平的重復(fù)建設(shè)，難以滿足專業(yè)化分工生產(chǎn)，市場競爭力弱。 突破點(diǎn)：走專業(yè)化道路 阻力三：科技成果轉(zhuǎn)化慢先進(jìn)工藝推廣慢 在我國，許多沖壓新技術(shù)起步并不晚，有些還達(dá)到了國際先進(jìn)水平，但常常很難形成生產(chǎn)力。先進(jìn)沖壓工藝應(yīng)用不多，有的僅處于試用階段，吸收、轉(zhuǎn)化、推廣速度慢。技術(shù)開發(fā)費(fèi)用投入少，導(dǎo)致企業(yè)對(duì)先進(jìn)技術(shù)的掌握應(yīng)用慢，開發(fā)創(chuàng)新能力不足，中小企業(yè)在這方面的差距更甚。目前，國內(nèi)企業(yè)大部分仍采用傳統(tǒng)沖壓技術(shù)，對(duì)下一代輕量化汽車結(jié)構(gòu)和用材所需的成形技術(shù)缺少研究與技術(shù)儲(chǔ)備。 突破點(diǎn)：走產(chǎn)、學(xué)、研聯(lián)合之路 (3)中國模具行業(yè)發(fā)展前景 模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)工藝裝備，是一種高附加值的高技術(shù)密集型產(chǎn)品，也是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，其技術(shù)水平的高低已成為衡量一個(gè)國家制造水平的重要標(biāo)志。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(duì)模具的需求量越來越大，技術(shù)要求也越來越高。目前我國模具工業(yè)的發(fā)展步伐日益加快，“十一五期間”產(chǎn)品發(fā)展重點(diǎn)主要應(yīng)表現(xiàn)在： ①汽車覆蓋件模； ②精密沖模； ③大型及精密塑料模； ④主要模具標(biāo)準(zhǔn)件； ⑤其它高技術(shù)含量的模具； 2 零件的分析 由圖可知，產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)較簡單，無狹槽、尖角；孔與孔之間、孔與零件之間的最小距離滿足要求。 （1）尺寸精度 任務(wù)書對(duì)沖件的尺寸精度要求為IT12級(jí)， 查參考文獻(xiàn)[2]知，普通沖裁時(shí)對(duì)于該沖件的精度要求為IT12～I(xiàn)T11級(jí)，所以尺寸精度滿足要求。 （2）沖裁件斷面質(zhì)量 因?yàn)橐话阌闷胀_裁方式?jīng)_2mm以下的金屬板料時(shí)，其斷面粗糙度Ra可達(dá)12.5～3.2，毛刺允許高度為0.05～0.1mm；本產(chǎn)品在斷面粗糙度上沒有太嚴(yán)格的要求，單要求孔及輪廓邊緣無毛刺，所以只要模具精度達(dá)到一定要求，在沖裁后加修整工序，沖裁件斷面的質(zhì)量就可以保證。 （3）產(chǎn)品材料分析 對(duì)于沖壓件材料一般要求的力學(xué)性能是強(qiáng)度低，塑性高，表面質(zhì)量和厚度公差符合國家標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)的產(chǎn)品材料為1CR18NI9TI,厚度1mm，屬優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其力學(xué)性能是強(qiáng)度、硬度低而塑性較好，非常適合沖裁加工。另外產(chǎn)品對(duì)于厚度與表面質(zhì)量沒有嚴(yán)格要求，所以盡量采用國家標(biāo)準(zhǔn)的板材，其沖裁出的產(chǎn)品表面質(zhì)量和厚度公差就可以保證 經(jīng)上述分析，產(chǎn)品的材料性能符合冷沖壓加工要求。 3 工藝方案分析 3.2.1方案種類 該工件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可有以下三種工藝方案： 方案一：先沖孔，后落料,采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：沖孔－－落料級(jí)進(jìn)沖壓,采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 方案三：采用落料－－沖孔同時(shí)進(jìn)行的復(fù)合模生產(chǎn)。 3.2.2方案的比較 方案一，模具結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但需要兩道工序，兩副模具，成本相對(duì)較高，生產(chǎn)效率低，且更重要的是在第一道工序完成后，進(jìn)入第二道工序必然會(huì)增大誤差，使工件精度、質(zhì)量大打折扣，達(dá)不到所需的要求，難以滿足生產(chǎn)需要。故而不選此方案。 方案二，級(jí)進(jìn)模是一種多工位、效率高的一種加工方法。但級(jí)進(jìn)模輪廓尺寸較大，制造復(fù)雜，成本較高，一般適用于大批量，小型沖壓件。而本工件尺寸輪廓較大，采用此方案，勢(shì)必會(huì)增大模具尺寸，使加工難度提高，進(jìn)而也排除此方案。 方案三，只需要一套模具，工件的精度及生產(chǎn)效率要求都能滿足，模具輪廓尺寸、制造相對(duì)前面兩種方案都有比較好。 3.2.3方案的確定 綜上所述，本套模具采用復(fù)合模。 4 模具間隙和凸凹模尺寸的確定 4.1 模具間隙的確定 由以上分析可見，凸模、凹模間間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量、沖裁工藝力、模具壽命都有很大的影響。因此，設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要選擇一個(gè)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。考慮到模具在使用過程中的磨損使間隙值增大，故設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)要采用最小合理間隙值Cmin。確定合理間隙的方法有理論確定法與經(jīng)驗(yàn)法。 1.理論確定法 理論確定法的主要依據(jù)是保證上下裂紋會(huì)合，以便獲得良好的斷面。 2.經(jīng)驗(yàn)確定法 根據(jù)近年來的研究與使用經(jīng)驗(yàn)，在確定間隙值時(shí)要按要求分類選用。對(duì)尺寸精度、斷面垂直度要求高的制件應(yīng)選用較小間隙值，對(duì)斷面垂直度與尺寸精度要求不高的制件，應(yīng)以降低沖裁力、提高模具壽命為主，可用較大間隙值 本論文設(shè)計(jì)的產(chǎn)品經(jīng)查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》書中表2.2.3得：材料為08F鋼，厚度為0.8的鐵芯片間隙值為：Z=0.072；Z=0.104 彎曲模間隙是指單面間隙。間隙的大小對(duì)彎曲力、彎曲件的質(zhì)量、彎曲模的壽命都有影響。若值太小，凸緣區(qū)變厚的材料通過間隙時(shí)，校直與變形的阻力增加，與模具表面間的摩擦、磨損嚴(yán)重，使彎曲力增加，零件變薄嚴(yán)重，甚至拉破，模具壽命降低。間隙小時(shí)得到的零件側(cè)壁平直而光滑，質(zhì)量較好，精度較高。 間隙過大時(shí)，對(duì)毛坯的校直和擠壓作用減小，彎曲力降低，模具的壽命提高，但零件的質(zhì)量變差，沖出的零件側(cè)壁不直。 因此彎曲模的間隙值也應(yīng)合適，確定時(shí)要考慮壓邊狀況、彎曲次數(shù)和工件精度等。其原則是：既要考慮板料本身的公差，又要考慮板料的增厚現(xiàn)象，間隙一般都比毛坯厚度略大一些。采用壓邊彎曲時(shí)其值可按下式計(jì)算： ??????????????????????(3) 4.2 凸凹模刃口尺寸計(jì)算 材料是1CR18NI9TI，料厚2mm 對(duì)于精度為IT9的工件，磨損系數(shù)χ=0.5 采用凸模與凹模配合加工，沖孔情況，磨損后凸模減小。 公式： 沖孔時(shí)： d= (d+x) （3—10） d= (d+x+Z) (3—11) 落料時(shí)： D= (D+x) （3—12） D= (D+x+Z) (3—13) 孔距尺寸：L= (L+0.5+)±△／8 （3—14） 式中 d， d－分別為沖孔凸模和凹模的刃口尺寸； D ，D－分別為落料凸模和凹模的刃口尺寸； d，D－分別為沖孔件和落料件的最小和最大極限尺寸； L－兩孔中心距的最小極限尺寸； △－工件公差； Z－最小合理間隙； X－磨損系數(shù)。 工件精度IT14,取x=0.5。 沖孔是以凸模為基準(zhǔn) 8 mm=（8+0.5×0.36）=8.18 落料是以凹模為基準(zhǔn) 5.9mm =（5.9-0.5×0.25）=5.775 11.5mm =（11.5-0.5×0.25）=11.375 10mm =（10-0.5×0.25）=9.875 7mm =（7-0.5×0.25）=6.875 5 沖載力和壓力中心的計(jì)算 5.1 沖壓力的計(jì)算 沖孔力 由[2]得沖裁力的計(jì)算公式 F沖孔孔=KLtτ （3.1） 式中： K—系數(shù)，K=1.3； L—沖裁周邊長度（mm）； t—沖裁件的厚度（mm）； τ—材料的抗剪強(qiáng)度（MPa）。 F沖孔孔=KLtτ =1.3×25.13×350×1 =11.43（kN） 落料力 =KLtτ （3.2） 式中： K—系數(shù)，K=1.3； L—沖裁周邊長度（mm）； t—沖裁件的厚度（mm）； τ—材料的抗剪強(qiáng)度（MPa）。 =KLtτ =1.3×145.45×350×1 =66.18 (kN） 卸料力 由[2]得卸料力的計(jì)算公式 F卸料=K卸料F落料 （3.3） 式中： K卸料—卸料力系數(shù)，查表3.1。 F卸料=K卸料F落料 =0.034×66.18 =2.25（kN） 推件力 由[2]中推件力的計(jì)算公式 F推件=nK推件F沖孔（3.4） 式中： K推件—推件力系數(shù)，查表3.1。 n—同時(shí)梗塞在凹模內(nèi)的工件數(shù)（廢料數(shù)）； F推件=nK推件F沖孔 =2×0.045×11.43 =1.03（kN） 頂件力 由[2]中頂件力的計(jì)算公式 F頂件=K頂件F落料 （3.5） 式中： K頂件—頂件力系數(shù)，查表3.1。 F頂件=K頂件F落料 =0.06×66.18 =3.97（kN） 5.2 壓力中心的計(jì)算 因?yàn)樵摿慵菍?duì)稱圖形，并按照如下式進(jìn)行計(jì)算得： 沖孔：（3.8） （3.9） 沖裁邊：（3.10） （4.11） 式中：——沖孔時(shí)指各種孔的中心位置； 沖裁邊時(shí)指各線段中心坐標(biāo)； ——沖各孔時(shí)所用壓力； ——各線段長度； ——壓力中心坐標(biāo)。 具體見圖3.2； 圖3.2 壓力中心線 5.3 設(shè)備的選擇 (一) 常用壓力機(jī)的分類 壓力機(jī)的種類很多,按照不同的觀點(diǎn)可以把壓力機(jī)分成不同的類別.如:按驅(qū)動(dòng)滑塊力的種類分機(jī)械的、液壓的、氣動(dòng)的等；按滑塊個(gè)數(shù)可分為單動(dòng)的、雙動(dòng)的、三動(dòng)的等；按驅(qū)動(dòng)滑塊的機(jī)構(gòu)的種類又可分為曲軸式、肘桿式、摩擦式；按機(jī)身結(jié)構(gòu)形式可分為開式的、閉式的等等。另外還有許多種分類方法，一般按驅(qū)動(dòng)滑塊力的種類而把壓力機(jī)分為機(jī)械壓力機(jī)、液壓機(jī)。 (二) 壓力機(jī)類型的選擇 壓力機(jī)類型的選擇，主要是根據(jù)沖壓工藝的性質(zhì)、生產(chǎn)批量大小、制件的幾何形狀、尺寸及精度要求，以及安全操作等因素來確定的。 開式曲柄壓力機(jī)雖然剛度差，降低了模具壽命和沖件的質(zhì)量。但是它成本低，且有三個(gè)方向可以操作的優(yōu)點(diǎn)，故廣泛應(yīng)用于中小型沖裁件、彎曲件或拉深件的生產(chǎn)中。 閉式曲柄壓力機(jī)剛度好、精度高，只能兩個(gè)方向操作,適于大中型沖壓件的生產(chǎn)。 雙動(dòng)曲柄壓力機(jī)有兩個(gè)滑塊,壓邊可靠易調(diào)，適用于較復(fù)雜的大中型拉深件的生產(chǎn)。 高速壓力機(jī)或多工位自動(dòng)壓力幾適用于大批量生產(chǎn)。 液壓機(jī)沒有固定的行程,不會(huì)因?yàn)榘宀暮穸瘸疃^載,全行程中壓力恒定,但是壓力機(jī)的速度低、生產(chǎn)效率低.適用于小批量,尤其是大型厚板沖壓件的生產(chǎn)。 摩擦壓力機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、不易發(fā)生超負(fù)荷損壞。在小批量生產(chǎn)中用來完成彎曲、成形等沖壓工件。 肘桿式精壓機(jī)剛度大、滑塊行程小，在行程末端停留時(shí)間長，適用于校正、校平和整形等類沖壓工序。 (三) 確定設(shè)備規(guī)格 (1) 壓力機(jī)的行程大小，應(yīng)該能保證成形零件的取出與毛坯的放進(jìn)，例如拉伸所用壓力機(jī)的行程，至少應(yīng)大于成品零件高度的兩倍以上。 (2) 壓力機(jī)工作臺(tái)面的尺寸應(yīng)大于沖模的平面尺寸，且還需留有安裝固定的余地，但過大的工作臺(tái)面上安裝小尺寸的沖模時(shí),工作臺(tái)的受力條件也是不利的。 (3) 所選壓力機(jī)的封閉高度應(yīng)與沖模的封閉高度相適應(yīng)。模具的閉合高度是指上模在最低的工作位置時(shí)，下模板的底面到上模板的頂面的距離.壓力機(jī)的閉合高度是指滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，工作臺(tái)面到滑塊下端面的距離。大多數(shù)壓力機(jī),其連桿長短能調(diào)節(jié)，也即壓力機(jī)的閉合高度可以調(diào)節(jié)，故壓力機(jī)有最大閉合高度和最小閉合高度。 設(shè)計(jì)模具時(shí)，模具閉合高度的數(shù)值應(yīng)滿足下式： 無特殊情況應(yīng)取上限值，即最好取在：,這是為了避免連桿調(diào)節(jié)過長，螺紋接觸面積過小而被壓壞。如果模具閉合高度實(shí)在太小，可以在壓床臺(tái)面上加墊板。 綜合上述，考慮到所設(shè)計(jì)的沖裁件尺寸不大，精度要求不是很高，所以選擇開式曲柄壓力機(jī)。其參數(shù)如下： 公稱壓力/ 550 固定行程/ 80 調(diào)節(jié)行程/ 80 行程次數(shù)/(次/) 100 最大閉合高度/ 250 閉合高度調(diào)節(jié)量/70 工作臺(tái)尺寸/ 左右 560 前后 200 工作臺(tái)孔尺寸/ 左右 260 前后 130 直徑180 工作臺(tái)板厚度/ 70 6 排樣設(shè)計(jì) 在沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約金屬和減少廢料具有非常重要的意義，特別是在大批量生產(chǎn)中，較好地確定沖件尺寸和合理排樣是降低成本的有效措施之一。 6.1 沖裁件的排樣 排樣是指沖件在條料、帶料或板料上布置的方法。沖件的合理布置（即材料的經(jīng)濟(jì)利用），與沖件的外形有很大關(guān)系。 根據(jù)不同幾何形狀的沖件，可得出于其相適應(yīng)的排樣類型，而根據(jù)排樣的類型，又可分為少或無工藝余料的排樣與工藝余料的排樣兩種。 排樣時(shí)，沖件之間以及沖件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫搭邊。它的作用是補(bǔ)償定位誤差，保證沖出合格的沖件，以及保證條料有一定剛度，便于送料。 搭邊數(shù)值取決于以下因素: (1) 工件的尺寸和形狀。 (2) 材料的硬度和厚度。 (3) 排樣的形式（直排、斜排、對(duì)排等）。 (4) 條料到的送料方法（是否有側(cè)壓板）。 檔料裝置的形式（包括檔料銷、導(dǎo)料銷和定距側(cè)刃等的形式）。搭邊值一般由經(jīng)驗(yàn)在經(jīng)過簡單計(jì)算確定的。 考慮到該制造件的生產(chǎn)綱領(lǐng)與加工條件，采用條料加工余料的排樣。排樣如下： 圖2.1 6.2 材料利用率 衡量材料經(jīng)濟(jì)利用的指標(biāo)是材料利用率。 一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率為： *100% A— 沖裁件面積（包括沖出小孔在內(nèi)）（㎜2）; B— 條斜寬度（㎜）； H—近距（㎜）； η=*100% =52% 7 模具總體設(shè)計(jì) 7.1 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 廢料由凸模入凹模洞口中，積累到一定數(shù)量，由下模漏料孔排出，不必清除廢料，操作方便，應(yīng)用很廣，但工件表面平直度較差，凸凹模承受的張力較大，因此凸凹模的壁厚應(yīng)嚴(yán)格控制，以免強(qiáng)度不足。 7.2 凸凹模固定板 凸凹模固定板形狀與凹模板一致，如圖所示： 7.3 凸模固定板 凸模固定板將凸模固定在模座上，其平面輪廓尺寸與凹模板外形尺寸相同，但還應(yīng)考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢?。固定板的凸模安裝孔與凸模采用過渡配合H7/m6、H7/n6，壓裝后將凸模端面與固定板一起磨平。凸模固定板為圓形，厚度一般取凹模厚度的0.6~0.8倍。 7.4 墊板 沖裁時(shí)，如果凸模的端部對(duì)模座的壓應(yīng)力超過模座材料的許用壓應(yīng)力，這時(shí)需要在凸模端部與模座之間加上一塊強(qiáng)度較高的墊板。即下列情況下雨加墊板。 式中 —凸模端面的壓應(yīng)力，其數(shù)值為； —模座材料下雨壓應(yīng)力，其數(shù)值：鑄鐵約為100MPa，鋼約為200 MPa； —沖裁力； —凸模上端面面積。 墊板的下載與凸模固定板一致，厚度一般取4～12mm。墊板淬硬后兩面應(yīng)磨平，表面粗糙度Ra≤0.32～0.63。 由于本套模具選用壓入式模柄，在上模座與凸模固定板之間也必須安裝墊板 7.5 卸料板 卸料板同樣為和凹模板一致，卸料板材料選A3或（45）鋼，不用熱處理淬硬。 取卸料板與凸凹模的雙面間隙為0.1～0.3mm. 卸料板上設(shè)置幾個(gè)卸料螺釘。卸料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出凸模端面lmm，有誤差時(shí)通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。如下圖所示： 7.6 操作與定位方式 零件中批量生產(chǎn),安排生產(chǎn)可采用手工送料方式能夠達(dá)到批量生產(chǎn),且能降低模具成本,因此采用手工送料方式.零件尺寸較大，厚度較高，保證孔的精度及較好的定位，宜采用導(dǎo)料板導(dǎo)向，導(dǎo)正銷導(dǎo)正，為了提高材料利用率采用始用擋料銷和固定擋料銷。 8 模具工作過程 有上面可知模具為沖孔落料倒裝復(fù)合沖裁模。上模部分有落料凹模與沖孔凸模，通過沖孔凸模固定板、墊板由銷釘定位、螺釘固定裝在上模座上。凸凹模通過凸凹模固定、墊板裝在下模座上。采用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向，導(dǎo)柱布置在兩側(cè)。為防止裝反，兩個(gè)導(dǎo)柱的直徑有同。為了推件與卸料，上模裝有由推桿、推板、推桿與推件板組成的剛性系統(tǒng)。下模裝有由卸料、卸料螺釘與橡皮組成的彈性卸料系統(tǒng)。彈性卸料對(duì)條料起校平作用。沖載時(shí)，落料凹模將彈性卸料板壓下，沖孔凸模也進(jìn)入沖孔凹?？字校瑫r(shí)完成沖孔與落料。當(dāng)上模回程時(shí)，彈性卸料板在橡作用下將條料從凸凹模上卸下，而推桿受到橫桿的推動(dòng)，通過推板、推桿與推件板將沖件從落料凹中推出，沖孔廢料由凸凹模孔中漏出。條料的定位依靠左側(cè)的兩個(gè)活動(dòng)導(dǎo)料的方法在復(fù) 合模中的應(yīng)用較多，它不影響彈性卸料板對(duì)條料的壓平作用。 而倒裝復(fù)合模的主要的優(yōu)點(diǎn)是廢料能直接從壓力機(jī)漏料孔落下，沖載件從上模落下，比較容易取出這些排出件，因此操作方便安全，有利于倒裝復(fù)合模的安裝送料裝置，生產(chǎn)效率較高，所以應(yīng)用比較廣泛。 9 模具的裝配 根據(jù)沖壓模具裝配要點(diǎn)，選凹模作為裝配基準(zhǔn)件，先裝下模，再裝上模，并調(diào)整間隙、試沖、返修，具體裝配看下表。 序號(hào) 工序 工藝說明 1 凸、凹模預(yù)配 （1）裝配前仔細(xì)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(yīng)的凹?？紫嗯洌瑱z查其間隙是否加工均勻。不合適者應(yīng)重新修磨或更換 2 凸模裝配 以凹?？锥ㄎ唬瑢⒏魍鼓７謩e壓入凸模固定板8的形孔中， 并擰緊牢固 3 裝配下模 （1）在下模座1上劃中心線，按中心預(yù)裝凹模17、導(dǎo)料板5； （2）在下模座1、導(dǎo)料板5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1、導(dǎo)料板5、凹模17、擋料銷20、凹模框裝在一起，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0.12片，然后將凸模與固定板的組合裝入凹模 （2）預(yù)裝上模座，劃出與凸模固定板相應(yīng)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）將卸料板套裝在已裝入固定板的凸模上，裝上橡膠14和卸料螺釘12，并調(diào)節(jié)橡膠的預(yù)壓量，使卸料板高出凸模下端約1；復(fù)查凸、凹模間隙并調(diào)整合適后，緊固螺釘；切紙檢查，合適后打入銷釘 5 試沖與調(diào)整 裝機(jī)試沖并根據(jù)試沖結(jié)果作相應(yīng)調(diào)整 結(jié)論與展望 在大學(xué)的學(xué)習(xí)過程中，設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。是我們步入社會(huì)參與實(shí)際工作的一次極好的演示，我十分有幸提早把設(shè)計(jì)和實(shí)際工作有機(jī)的結(jié)合起來。 此次的設(shè)計(jì)是我們從大學(xué)走向未來工作的重要一步，從最初的選題、開題到計(jì)算、繪圖直到完成設(shè)計(jì)，期間查找資料、老師們的指導(dǎo)與同學(xué)的交流，每一個(gè)過程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。不但使我更進(jìn)一步理解和懂得了以前學(xué)到的知識(shí)而且還把以前課本上學(xué)到的知識(shí)連接在了一起。使我能更好的融會(huì)貫通。 此次設(shè)計(jì)是對(duì)我專業(yè)知識(shí)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固，設(shè)計(jì)收獲很多，提高自己的繪圖能力。但是設(shè)計(jì)也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處，比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的能力，對(duì)材料的不了解。 這次實(shí)踐是對(duì)自己大學(xué)所學(xué)的一次大的檢閱，使我明白了自己知識(shí)還很淺薄。雖然馬上要了但是自己的求學(xué)之路還很長，以后更應(yīng)在工作中學(xué)習(xí)，努力使自己成為一個(gè)對(duì)社會(huì)有所貢獻(xiàn)的人。 致謝 設(shè)計(jì)是對(duì)幾年的大學(xué)生活的一個(gè)總結(jié)，是幾年來的一個(gè)綜合考評(píng)，現(xiàn)在終于圓滿完成了，感謝我所有的老師，是你們無私的奉獻(xiàn)把我?guī)нM(jìn)機(jī)械殿堂，讓我在機(jī)械行業(yè)快樂翱翔。 本次設(shè)計(jì)是在老師的悉心指導(dǎo)和關(guān)懷下完成的。在設(shè)計(jì)過程中，導(dǎo)師給了我許多指導(dǎo)和幫助，并提出了很多寶貴的意見尤老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)，不斷探索的科研作風(fēng)，敏銳深邃的學(xué)術(shù)洞察力，孜孜不倦的敬業(yè)精神，給我留下了深刻的印象。值此設(shè)計(jì)完成之際，謹(jǐn)向我的導(dǎo)師致以崇高的敬意和衷心的感謝！ 在做設(shè)計(jì)時(shí)，在老師的推薦下我借閱了關(guān)于模具的書籍，查閱相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)是我我設(shè)計(jì)時(shí)思路清晰，充滿信息，圓滿地完成了本次設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)撰寫時(shí)，得到了機(jī)械系多位老師和同學(xué)的幫助，，在忙碌的工作中，仍給予我專業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)，而且交給我學(xué)習(xí)的方法和思路，是我在實(shí)際設(shè)計(jì)中不斷有新的認(rèn)識(shí)和提高，在此，我對(duì)他們的幫助表示由衷的感謝！ 最后再次向幫助過我的老師及同學(xué)致以最崇高的敬意！ 參考文獻(xiàn) 1、王孝培主編.沖壓手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990 2、《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》　劉建超、張寶忠主編　高等教育出版社 3、《模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊(cè)》(第二版)　馮炳堯編　上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 4、李碩本主編.沖壓工藝學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982 5、模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會(huì).沖壓設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994 6、高鴻庭，劉建超主編.冷沖壓設(shè)計(jì)及制造.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 7、《沖模圖冊(cè)》李天佑主編　機(jī)械工業(yè)出版社 8、丁松聚主編.冷沖模設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994 9、成虹主編.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，2000 10、李天佑主編.沖模圖冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988 11、國家技術(shù)監(jiān)督局.沖模模架.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1991 12、中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)鍛壓學(xué)會(huì)編.鍛壓手冊(cè) 第2冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993 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