云母片沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)【落料?！?落料模,云母片沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)【落料?！?云母片,沖壓,工藝,以及,模具設(shè)計(jì) 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 緒 論 目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜螅饕蚴俏覈跊_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。 1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1.1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003年我國模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有2萬多家，從業(yè)人員約50多萬人，2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿，2004年模具產(chǎn)值530億元。進(jìn)口模具18.13億?美元，出口模具4.91億美元，分別比2003年增長18%、32.4%和45.9%。進(jìn)出口之比2004年為3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá)13.2億美元，為凈進(jìn)口量較大的國家。 在2萬多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有20多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。?近年來，?模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。 雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足: 第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進(jìn)行之中，但總體來看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 ??? 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是15～20萬美元，有的高達(dá)25～30萬美元，與之相對的是我國相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 ?? 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。 ? 第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進(jìn)口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。 1.1.2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 巨大的市場需求將推動(dòng)中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面:???? 1） 模具日趨大型化；??? ? 2）在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)；?? ? 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；??? ? 4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)；? ?? 5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；??? 6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)；??? 7）模具的精度將越來越高；? ? 8）模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化；?? ?? 9）研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程；?? ?10）開發(fā)新的成形工藝和模具。 1.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并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。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場年交易總額為600～650億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。? 國外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例占到50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國模協(xié)在德國訪問時(shí)，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國有模具企業(yè)約5000家。2003年德國模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中（VDMA）會(huì)員模具企業(yè)有90家，這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多15～20萬美元，有的達(dá)到 25～30萬美元。 國外先進(jìn)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上，而我國才達(dá)到45％． 1.3 云母片模具設(shè)計(jì)與制造方面 1.3.1 云母片模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路 沖裁是沖壓工藝的最基本工序之一，它是利用模具使板料沿著一定的輪廓形狀產(chǎn)生分離的一種沖壓工序。它包括落料、沖孔、切邊、修邊、切舌、剖切等工序，其中落料和沖孔是最常見的兩種工序。沖裁在沖壓加工中應(yīng)用極廣。它既可直接沖出成品零件，還可以對已成形的工件進(jìn)行再加工。普通沖裁加工出來的制件的精度不高，一般情況下，沖裁件的尺寸精度應(yīng)在IT12級以下，不宜高于IT10級。 只有加強(qiáng)沖裁變形基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)算方法，才能正確地確定沖裁工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決沖裁變形中出現(xiàn)的各種實(shí)際問題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。 云母片是典型的沖壓件，該模具工作過程很簡單就是落料，根據(jù)零件圖的結(jié)構(gòu)和尺寸精度以及材料的性能確定完成該沖件所需要的模具類型.因此，綜合考慮各種因素后不采用復(fù)合模。根據(jù)計(jì)算的結(jié)果和選用的標(biāo)準(zhǔn)模架，判斷此次沖裁能不能采用標(biāo)準(zhǔn)的模架。為了保證制件的順利加工和順利取件，模具必須有足夠高度。要改變模具的高度，只有從改變導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度,改變導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度的同時(shí),還要注意保證導(dǎo)柱和導(dǎo)套的強(qiáng)度. 導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度可根據(jù)沖裁凸凹模與落料凹模工作配合長度決定．設(shè)計(jì)時(shí)可能高度出現(xiàn)誤差，應(yīng)當(dāng)邊試沖邊修改高度。 1.3.2 云母片沖壓模具設(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5天； 　　3.模具的設(shè)計(jì)，所用時(shí)間30天； 4．模具的調(diào)試．所用時(shí)間5天． 2 云母片的沖壓工藝性分析 零件名稱：云母片 生產(chǎn)批量：大批量 材 料：云母板 厚 度：0.8mm 工件圖：如圖1. 圖1 零件圖 云母板具有易分剝成很薄、平坦的、光滑的和具有彈性的薄片的特性。此外，還具有高的抗電性能和極高的耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定好、機(jī)械強(qiáng)度高、收縮率小、不易燃、不吸潮等。是一種很好的電絕緣材料[1]。 此工件只有落料工序，材料為云母板。具有良好的沖壓性能，適合沖裁，工件外形復(fù)雜程度一般，工件的尺寸精度要求一般，邊緣與邊緣之間的距離遠(yuǎn)大于凸凹模允許的最小壁厚，故不考慮采用復(fù)合模。普通沖裁完全能滿足要求。 綜上分析可知，圖1零件具有較好的沖壓工藝性，適合沖壓生產(chǎn)。 3 分析比較和確定工藝方案 云母片零件所需的基本沖壓工序?yàn)槁淞?，可擬定以下二種工藝方案。 方案一：采用單工序模分一次工序進(jìn)行沖壓。 方案二：采用級進(jìn)模生產(chǎn)。 各個(gè)方案優(yōu)缺點(diǎn)的分析比較: 方案一：模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度一般，能滿足該零件的產(chǎn)量要求。 方案二：生產(chǎn)率很高，但是級進(jìn)模較難保證內(nèi)，外形相對位置的一致性。模具制造安裝復(fù)雜。 綜合以上二種方案比較，該件采用方案一即單工序模最佳。 4 主要工藝計(jì)算 4.1 排樣設(shè)計(jì)及毛坯尺寸計(jì)算 4.1.1 確定零件的排樣方案 設(shè)計(jì)模具時(shí)，條料的排樣方案很重要。合理的排樣應(yīng)是在保證制件質(zhì)量，有利于簡化模具結(jié)構(gòu)的前提下，以最少的材料消耗，沖出最多的合格制件。為提高模具的使用壽命，保證沖裁件的質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。該云母片，采用有廢料直排的排樣方法，排樣方案如圖2所示。 圖2 排樣圖 由表2.5.2[2] 查得最小搭邊值工件間a1=1.5 ㎜ ，a=1.8 ㎜ 但是查[3]得本表只適用低碳鋼，對于其他材料，應(yīng)當(dāng)表中數(shù)值乘以下列系數(shù)，非金屬 1.50～2.0 取系數(shù) 2.0 ，得到 a1=3.0 ㎜ ，a=3.6 ㎜ 條料寬度為44.2mm ,步距為49 mm ,一個(gè)步距的材料利用率50.6%（計(jì)算見表一）。 4.1.2 沖壓力的計(jì)算 該模具采用單工序模，試選擇彈性卸料、下出料。沖壓力相關(guān)計(jì)算見表一。 表一 條料及沖壓力的相關(guān)計(jì)算 項(xiàng)目分類 項(xiàng) 目 公 式 結(jié) 果 備 注 排樣 沖裁力面積A A=687+85.375+324.585　 1096.96 mm2 條料寬度B B=36.5+2×3.6+0.5 44.2mm 查表2-18[3]得a=3.6mm,a1=3mm,采用無側(cè)壓裝置，條料與導(dǎo)料板間間隙Cmin=0.5mm。 步距S S=46+3 49mm 一個(gè)步距的材料利用率η == =50.6% 50.6% 沖壓力 沖裁力F1 F1=KLtτb=1.3×196.96×0.8×80　 16387N L=196.96mm τb=80Mpa 卸料力Fx FX=Kx=0.05×16387 819.4N 查表[3]KX=0.05 推件力FT FT=NKTF2=10×0.055×16387 9012.9N KT=0.055 n=h/t=8/0.8=10 沖壓工藝總力FZ FZ=F1+F2+FX+FZ=16387+819.4+9012.9 26219.3N 彈性卸料 下出料 4.1.3 初選壓力機(jī) 查文獻(xiàn)[4]開式可傾壓力機(jī)參數(shù)初選壓力機(jī)型號為J23-3.15和Ｊ23-10，見表二 表二 所選壓力機(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 封閉高度調(diào)節(jié)量/mm 工作臺尺寸/mm 滑塊底面尺寸/mm J23-3.15 31.5 25 120 25 160×250 90×100 J23-10 100 45 180 35 240×370 180×200 4.1.4 壓力中心的計(jì)算 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)使模具的壓力中心與壓力機(jī)的中心滑塊中心線重合。否則，沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌與模具的導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會(huì)使合理的間隙得不著保證，從而影響制件的質(zhì)量和降低模具的壽命，甚至損壞模具。 (1) 此為凸模模具的壓力中心，首先計(jì)算凸模的壓力中心。 圖3 壓力中心的計(jì)算 計(jì)算其壓力中心的步驟如下： ①、按比例畫出凸模的工作部分剖面圖 ②、在任意距離處作x-x軸y-y軸 ③、 分別計(jì)算出各線段和圓弧的重心到x-x軸的距離y1, y2, y3, y4,y5,y6,y7和到y(tǒng)-y軸的距離x1, x2, x3, x4,x5,x6,x7 ④、凸模的壓力中心到坐標(biāo)軸的距離下式確定: 到y(tǒng)-y軸的距離 x0= = = －2.44mm 到x-x軸的距離 y0= = =14.3mm 4.2 計(jì)算零件刃口尺寸 該零件是非金屬材料，非金屬材料沖裁刃口尺寸計(jì)算與金屬?zèng)_裁模刃口尺寸計(jì)算方法在計(jì)算原理上相同，但除云母片外，其他非金屬材料在沖裁后的彈性回復(fù)較大，故計(jì)算時(shí)要考慮其回彈值。由于該沖裁件的形狀復(fù)雜一般，板料相對較薄。若采用分開加工法時(shí)，為了保證凸凹模一定的間隙值，必須嚴(yán)格限制沖模制造公差，增加沖模制造困難，加大了模具的生產(chǎn)周期及制造成本。而采用凸模與凹模配合加工法，則是先做好其中一件（凸模或凹模）作為基準(zhǔn)件，然后以此為基準(zhǔn)加工另一件，使它們之間保持一定的間隙。這種方法不僅容易保證凸凹模間隙很小，而且還可以放大基準(zhǔn)件的制造公差，使模具制造容易。綜上，采用配合加工法。 該沖裁件屬落料件，選凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件，只需要計(jì)算落料凹模刃口尺寸制造公差，凸模刃口尺寸由凹模實(shí)際尺寸按間隙要求配作.設(shè)計(jì)時(shí)，基準(zhǔn)件和刃口尺寸及制造公差應(yīng)詳細(xì)標(biāo)注，而配作件只標(biāo)注公稱尺寸，不注公差.由于該工件形狀復(fù)雜，其各部分尺寸性質(zhì)不同。所以，基準(zhǔn)件的刃口尺寸應(yīng)根據(jù)凹模磨損后輪廓變化情況進(jìn)行分別計(jì)算，凹模磨損情況有三類[3]： 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=(Bmin+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△)±0.125△ 式中: Aj、 Bj、 Cj ─ 模具基準(zhǔn)件尺寸(mm) Amax、 Bmin 、Cmin─ 工件極限尺寸(mm) △ ─工件公差(mm) X ─磨損系數(shù) ① 查表1—22[5]線性尺寸公差： 46+0.5-0.1mm 17±0.1mm 36.5±0.1mm 16.5±0.1mm 16±0.1mm 11±0.1mm 11±0.1mm 9±0.1mm 14±0.1mm 24.5±0.1mm 查表1—63[5]得倒圓半徑尺寸的極限偏差： 2.5±0.1mm 4.5±0.1mm 查表19.1—10[6]得磨損系數(shù)x為0.75mm 和0.5mm 。 ②落料凹模的刃口尺寸計(jì)算如下： 第一類尺寸：磨損后增大的尺寸 A1=(Amax-x△) 0+0.25△ =(17.1－0.2×0.75) 0+0.25×0.2 =16.950+0.05mm A2=(Amax-x△) 0+0.25△ =(36.6-0.2×0.75) 0+0.25×0.2 =36.450+0.05mm A3=(Amax-x△) 0+0.25△ =(9.1-0.75×0.2) 0+0.25×0.2 =8.950+0.05mm A4=(Amax-x△) 0+0.25△ =（24.6－0.75×0.2）0+0.25×0.2 =24.450+0.05mm A5=(Amax-x△) 0+0.125△ =（46.5－0.6×0.5）0+0.25×0.6 =46.20+015mm 第二類尺寸：凹模磨損后會(huì)減小的尺寸 B1=(Bmin+x△)0-0.25△ =(15.9+0.75×0.2) 0-0.25×0.2 =16.050-0.05mm B2=(Bmin+x△)0-0.25△ =(2.4+0.75×0.2) 0-0.25×0.2 =2.550-0.05mm B3=(Bmin+x△)0-0.25△ =(4.4+0.75×0.2) 0-0.25×0.2 =4.550-0.05mm 第三類尺寸: 凹模磨損后會(huì)保持不變的尺寸 C1=(Cmin+0.5△)±0.125△ =(16.4+1/2×0.2) ±0.125×0.2 =16.5±0.025 C2=(Cmin+0.5△)±0.125△ =(10.9+1/2×0.2) ±0.125×0.2 =11±0.025 C1=(Cmin+0.5△)±0.125△ =(10.9+1/2×0.2) ±0.125×0.2 =11±0.025 C1=(Cmin+0.5△)±0.125△ =(13.9+1/2×0.2) ±0.125×0.2 =14±0.025 ③凸模的刃口尺寸 由于落料凸凹模采用的是配作法。所以，落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是16.95mm、36.45mm、8.95mm、24.45mm、46.2mm、16.05mm、16.5mm、11mm、11mm、14mm、2.5mm、4.5mm，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。查表[6]得Zmin=0mm。 ③凸模、 凹模的刃口尺寸簡圖分別見圖4、5： 圖4 凹模刃口尺寸 圖5 凸模刃口尺寸 5 計(jì)算各主要零部件的尺寸 5.1 凹模厚度 按式2.19[7]其中b=46.5mm k按表2.24[7]查得k=0.35 故： H=kb=46.50.35=16.275mm 凹模的厚度應(yīng)適當(dāng)增加故取H=20mm 按式（2-20）[7]凹模壁厚C=（1.5～2）H=40mm 5.2 凸模固定板厚度 H1=0.7H=200.7=14近似數(shù)取H1=20mm 5.3 墊板的采用與厚度 是否采用墊板以承壓面較小的凸模進(jìn)行計(jì)算，凸模承壓面的尺寸按式（2—10）[7]其承壓應(yīng)力： σ = F/A = 25399.9/1096.9623 ≈ 23 Mpa 查表2—39[7]得鑄鐵模板的[σp]為90～140 Mpa 故 σ ＜ [σp] 因此不須采用墊板。 5.4 彈壓卸料板 由表7—8[8]彈壓卸料板厚度H=8mm.由表7—9[8]查得卸料板孔與凸模的單邊間隙c 值: Z1/2=0.10 5.5 卸料橡膠的設(shè)計(jì) 卸料橡膠的設(shè)計(jì)見表三，選用4塊橡膠的厚度務(wù)必一致，不然會(huì)造成受力不均勻，運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作。 表三 卸料橡膠的設(shè)計(jì) 項(xiàng)目 公式 結(jié)果 備注 卸料板工作行程 h工 h工=h1+t+h2 3.8mm h1為凸模凹進(jìn)卸料板的高度1mm， h2為凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度2mm 橡膠工作行程H工 H工= h工+h修 8.8mm h修為凸模修模量，取5mm 橡膠的自由高度H自由 H自由=4 H工 35.2mm 取H工為H自由的25% 橡膠的預(yù)壓縮量 H預(yù) H預(yù)=15% H自由 5.28mm 一般H預(yù)=（10%~15%）H自由 每個(gè)橡膠承受的載荷F1 F1=F卸/4 204.85N 選用4個(gè)圓筒形橡膠 橡膠的外徑D D= 26mm D為圓筒形橡膠的內(nèi)徑， 取d=12.5mm: P=0.5Mpa 校核橡膠自由高度H自由 0.5≤H自由/D≤1.5 滿足 橡膠的安裝高度 H安 H安= H自由- H預(yù) 29.92mm 聚氨酯橡膠：表8—47[8]聚氨酯橡膠尺寸也可選標(biāo)準(zhǔn)件：D=45㎜ d=12.5㎜ H=40㎜ 由表8—50[7]查得內(nèi)孔d與相應(yīng)的卸料螺釘尺寸d=12.5 配用螺釘d=12（GB2867.9—81） 注螺釘長度L需視模具結(jié)構(gòu)要求而定 6 模具總體設(shè)計(jì) 6.1 模具類型的選擇 根據(jù)上述分析，本零件的沖壓只有落料工序，采用單工序沖壓，所以模具類型為單工序模。 6.2 定位方式的選擇 因?yàn)槟＞卟捎檬菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷，無側(cè)壓裝置，控制條料的送進(jìn)步距采用固定擋料銷定距。 6.3 卸料方式的選擇 因工件的厚度為0.8mm相對較薄,卸料力也比較小,故可采用彈性卸料。 6.4 導(dǎo)向方式的選擇 為了提高模具壽命和工件質(zhì)量,方便安裝調(diào)試,選用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向。為了便于工人的操作提高生產(chǎn)率,該模具采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。 7 主要零部件設(shè)計(jì) 7.1 工作零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7.1.1 凸模的設(shè)計(jì) 結(jié)合工件外形并考慮加工，對于采用線切割和成形磨削的非圓形凸模，則制成沒有臺階的等斷面的形式，將凸模設(shè)計(jì)成直通式（見圖6），凸模長度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定的，其凸?？傞L度L用下列公式計(jì)算： L=h1+h2+h3+h =54㎜ 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)尺高度，mm h—附加高度，一般取15～20mm 圖6 凸模 7.1.2 凹模的設(shè)計(jì) 凹模采用整體式凹模，各沖裁的凹模均采用線切割機(jī)床加工，安排凹模在模架的位置時(shí)，要計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合，其輪廓尺寸按下計(jì)算。 按式2.19[7] 其中b=46.5mm k按表2.24[7]查得k=0.35故 H=kb=46.50.35=6.275mm 凹模的厚度應(yīng)適當(dāng)增加故取H=20mm 按式（2-20）[7]凹模壁厚C=（1.5～2）H=40mm 根據(jù)工件尺寸即可估算凹模的外形尺寸： 凹模長度：L=l+2c=46+2×40=126 mm (送料方向) 凹模寬度：B=b+2c=36.5+2×40=116.5 mm 查表3—71[10]標(biāo)準(zhǔn)凹模輪廓尺寸為：160 mm×125 mm×20 mm 由于凹模厚度為20 mm，查表2—46 [10] 和2—47[11]查得螺孔選用4×M6的螺釘固定在下模座，螺孔到凹模外緣的最小距離查表 2—44[11] a=10mm 。螺孔到銷孔的距離一般取 b≥2d ， b=12mm。 長度寬度為160mm125mm結(jié)構(gòu)圖如圖7 圖7 凹模 7.2 定位零件的設(shè)計(jì)與選用 7.2.1 擋料銷的選用 （1） 由上述可知，該模具采用的是固定擋料銷。查文獻(xiàn)[12]固定擋料銷選用：A10 JB/7649.10。 （2） 導(dǎo)料銷的選用： 查文獻(xiàn)[12]導(dǎo)料銷選用：GB 117—86 D8×30 7.2.2 卸料零件的選用 （1） 卸料板選用： 卸料板的 周邊尺寸與凹模的周邊尺寸相同，厚度為8 mm ，即160 mm×125 mm×8 mm ，卸料板采用45 鋼，淬火硬度為40～45 HRC （2）卸料螺釘?shù)倪x用： 查文獻(xiàn)[12]選用圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘：M10×80 JB/T 7650.6—94 7.3 導(dǎo)向零件的選用 該沖裁件的形狀較為復(fù)雜，尺寸較大 。若采用導(dǎo)板導(dǎo)向裝置，則導(dǎo)板孔加工困難。為了避免熱處理變形，時(shí)常不進(jìn)行熱處理。所以，其耐磨性差，實(shí)際上很難達(dá)到和保持穩(wěn)定的導(dǎo)向精度。因此，生產(chǎn)中廣泛地采用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向。由于該沖裁件為一般的沖壓加工，采用滑動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)套能夠保障導(dǎo)向精度，即該模具采用滑動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)套形式。 查文獻(xiàn)[12] 導(dǎo)柱選用：A25 h5×130 GB/T2861.1 查文獻(xiàn)[12] 導(dǎo)套選用：A25 H6×85×33 GB/T2861.6 7.4 固定零件的選用 查文獻(xiàn)[12] 固定板選用：160×125×20 JB/T 7643.2 螺釘選用： M6×50 GB/T 70 銷釘選用： D4×30 GB119 7.5 模架的選用 該模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模具架，以凹模固界為依據(jù)。選擇模架規(guī)格。 凹模固界：L=160 B=125 上模座（GB/T2855.5） 160×125×35 下模座（GB/T2855.6） 160×125×40 導(dǎo)柱（GB/T.2861.1） d/mm×l/mm d/mm×l/mm mm×130mm 28mm×130mm 導(dǎo)套（GB/T2861.6） 導(dǎo)套d/mm×l/mm×D/mm 分別為25×85×33， 28×85×33 上模座厚度H上模取35mm，固定板厚度取20mm，下模座厚度取40mm，那么該模具的閉合高度 H閉=H上+L+H+H下-h2=35+54+20+40-2=147mm 式中：L—凸模長度 l=54mm H—凹模厚度，H=20mm h2—凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度h2=2mm. 可見該模具閉合高度小于所選壓力機(jī)J23-10 的最大裝模高度( 180mm ),可以使用. 7.6 模柄的選用 查文獻(xiàn)[12] 模柄選用：A25×70 JB/T 7646.1 8 模具總裝圖 8.1 模具總裝圖 圖 8 裝配圖 由以上設(shè)計(jì)，可得到模具的總裝圖，其工作過程是：上模部分通過模柄安裝在壓力機(jī)滑塊上,下模部分通過螺栓壓板安裝在壓力機(jī)工作臺面上。導(dǎo)料銷和擋料銷固定在凹模上,條料沿導(dǎo)料銷送進(jìn),由定位裝置控制其送進(jìn)步距。壓力機(jī)行程一次沖壓一次；沖裁完畢,壓力機(jī)滑塊回程,帶動(dòng)上模部分上行,卡在凸模外的料由卸料板卸下；卡在凹模內(nèi)的制件由推件裝置卸出 ,完成一次沖壓。 8.2 沖壓設(shè)備的確定 通過校核，選擇開式可傾壓力機(jī)J23—10能滿足使用要求。 公稱壓力：100KN 滑塊行程：45㎜ 最大閉合高度：180㎜ 連桿調(diào)節(jié)長度：35㎜ 工作臺尺寸（前后×左右）：240mm×370mm 墊板厚度尺寸：50㎜ 模柄孔尺寸：30×50 最大傾斜角度：30° 29 9 結(jié) 束 語 云母片屬于典型的沖裁件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計(jì)算確定該制件的沖裁力及模具刃口尺寸，然后選取相應(yīng)的壓力機(jī)。本設(shè)計(jì)主要是落料凸、凹模及沖孔凸、凹模的設(shè)計(jì)，需要計(jì)算凸凹模的間隙、工作零件的尺寸和公差。此外,還需要確定模具工藝零件和結(jié)構(gòu)零件以及模具的總體尺寸，然后根據(jù)上面的設(shè)計(jì)繪出模具的總裝圖。 由于在零件制造前進(jìn)行了預(yù)測，分析了制件在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應(yīng)的工藝措施。因此，模具在生產(chǎn)零件的時(shí)候才可以減少廢品的產(chǎn)生。 云母片沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡單，但是其尺寸相對不大適合選用標(biāo)準(zhǔn)模架。要保證零件的順利加工和取件，模具必須有足夠的長度，因此需要改變上、下模座的長度，以達(dá)到要求。模具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡單，它可以相應(yīng)的簡化模具結(jié)構(gòu)。便于以后的操作、調(diào)整和維護(hù)。 云母片落料模具的設(shè)計(jì)，是理論知識與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對理論知識做了更深切貼實(shí)的闡述。也使我認(rèn)識到，要想做為一名合格的模具設(shè)計(jì)人員，必須要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新知識新技術(shù)，樹立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識應(yīng)用到實(shí)踐中去，并堅(jiān)持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國民經(jīng)濟(jì)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 致 謝 首先感謝本人的導(dǎo)師尚波老師，他幫我仔細(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。尚波老師淵博的知識，誠懇的為人，使我受益匪淺，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(lì)和幫助，在這里我向他表示真誠的感謝！ 由于本人資質(zhì)有限，很多知識掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計(jì)中難免要遇到很多難題，在有課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)及老師的不時(shí)指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克服了一個(gè)又一個(gè)的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)日趨完善。畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然很辛苦，但是在設(shè)計(jì)中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時(shí)也汲取了更完整的專業(yè)知識，鍛煉了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗(yàn)對我以后的工作一定有很大的幫助，而且也鍛煉我的吃苦耐勞的精神，讓我在這個(gè)競爭的社會(huì)里有立足之地。 感謝母?！幽蠙C(jī)電高等?？茖W(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。 最后，我衷心感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師尚波老師在這一段時(shí)間給予我無私的幫助和指導(dǎo)，并向你們致意崇高的敬意，以后到社會(huì)上我一定努力工作，不辜負(fù)你們給予我的知識和對我寄予的厚望！ 參 考 文 獻(xiàn) [1] 肖祥芷、王孝培主編. 中國模具工程大典第4卷. 北京:電子工業(yè)出版社,2007.3 [2] 劉建超、張寶忠主編. 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造. 北京:高等教育出版社,2004.6 [3] 中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)、中國模具設(shè)計(jì)大典編委會(huì). 中國模具設(shè)計(jì)大典. 南昌: 江西科學(xué)技術(shù)出版社,2003.1 [4] 《最新機(jī)械產(chǎn)品目錄》編寫組編. 最新機(jī)械產(chǎn)品目錄. 北京:兵器工業(yè)出版社,1994.9 [5] 李柱主編. 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ). 北京:計(jì)量出版社出版,1984.10 [6] 陳錫棟、周小玉主編. 實(shí)用模具技術(shù)手冊. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.7 [7] 王芳主編. 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999.10 [8] 高軍、李熹平、修大鵬等編著. 沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計(jì)指南. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.7 [9] 楊玉英主編. 實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)手冊. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.7 [10] 郝濱海編著. 沖壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.11 [11] 王孝培主編. 沖壓手冊. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.10 [12] 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社、全國模具標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)編. 中國機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1998.12