資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 論 文 題目： 變壓器鐵心級進模設計 4 摘 要 ??關鍵詞：級進模、排樣、工藝分析、整體凹模 模具技術集合了機械、電子、化學、光學、材料、計算機、精密監(jiān)測和信息網(wǎng)絡等諸多學科，是一個綜合性多學科的系統(tǒng)工程。模具技術的發(fā)展趨勢主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復雜及更經(jīng)濟的方向發(fā)展，模具產(chǎn)品的技術含量不斷提高，模具制造周期不斷縮短，模具生產(chǎn)朝著信息化、無圖化、精細化、自動化的方向發(fā)展，模具企業(yè)向著技術集成化、設備精良化、產(chǎn)批品牌化、管理信息化、經(jīng)營國際化的方向發(fā)展。 目前，我國經(jīng)濟仍處于高速發(fā)展階段，國際上經(jīng)濟全球化發(fā)展趨勢日趨明顯，這為我國模具工業(yè)高速發(fā)展提供了良好的條件和機遇。一方面，國內(nèi)模具市場將繼續(xù)高速發(fā)展，另一方面，模具制造也逐漸向我國轉(zhuǎn)移以及跨國集團到我國進行模具采購趨向也十分明顯。因此，放眼未來，國際、國內(nèi)的模具市場總體發(fā)展趨勢前景看好，預計中國模具將在良好的市場環(huán)境下得到高速發(fā)展，我國不但會成為模具大國，而且一定逐步向模具制造強國的行列邁進。 對沖壓生產(chǎn)而言，單工位模具結(jié)構(gòu)單一，生產(chǎn)效率低，而且鈑金零件不能過于復雜，否則就需要多副單工位模具才能實現(xiàn)。如果采用級進模進行沖壓生產(chǎn)，就可以改變這些缺點。多工位級進模是在普通級進模的基礎上發(fā)展起來的一種高精度、高效率、長壽命的模具，是技術密集型模具的重要代表，是沖模發(fā)展方向之一。這種模具除進行沖孔落料工作外，還可根據(jù)零件結(jié)構(gòu)的特點和成形性質(zhì)，完成壓筋、沖窩、彎曲、拉深等成形工序，甚至還可以在模具中完成裝配工序。沖壓時，將帶料或條料由模具入口端送進后，在嚴格控制步距精度的條件下，按照成形工藝安排的順序，通過各工位的連續(xù)沖壓，在最后工位經(jīng)沖裁或切斷后，便可沖制出符合產(chǎn)品要求的沖壓件。為保證多工位級進模的正常工作，模具必須具有高精度的導向和準確的定距系統(tǒng)，配備有自動送料、自動出件、安全檢測等裝置級進模的特點是生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)周期短，占用的操作人員少，非常適合大批量生產(chǎn)。級進模設計的要點之一就是毛坯排樣，排樣方案對材料的利用率、沖壓加工的工藝性以及模具的結(jié)構(gòu)和壽命等有著顯著的影響。具統(tǒng)計，在沖壓件的成本中，材料費所占比例在60％以上。因此，合理排樣對提高材料利用率、降低產(chǎn)品成本有著重要意義。 設計是源頭，設計雖然只占模具成本的10％左右，卻決定了整個模具成本的70％-80％，所以，設計人員在設計時一定要詳盡地考慮模具結(jié)構(gòu)，考慮提高生產(chǎn)率，如何方便維修。但是，又不能完全依賴于設計，在實際生產(chǎn)中要具體問題且體分析，根據(jù)實際狀況進行模具調(diào)整也是必需的。在設計中的工藝分析是正確引導設計的關鍵所在，生產(chǎn)中模具的維修、保養(yǎng)也是很重要的。在模具維修時．應該多注意細節(jié)，找出根本原因，引對其維修。在拆裝模具時，要認真仔細，以防損傷摸具。定期的維護、保養(yǎng)可以大大提高模具的壽命。 目 錄 摘 要 前 言 (1) 第一章 沖壓件的工藝分析 一、工件的形狀分析 (4) 二、工件的精度和斷面粗糙度 (5) 三、確定沖壓工藝方案 (5) 第二章 排樣及工藝參數(shù)的計算 第一節(jié) 排樣 一、合理排樣并繪制排樣圖 (6) 二、計算材料利用率 (7) 第二節(jié) 工藝參數(shù)的計算 一、沖裁力、卸料力的計算 (9) 二、壓力中心的確定 (10) 三、壓力機公稱壓力的確定 四、工作零件刃口尺寸的計算 (12) 第三章 工作零件結(jié)構(gòu)設計及固定 一、凸模的設計及固定 (14) 二、凸模長度的確定及強度校核 (17) 三、整體式凹模的設計及校核 (17) 四、定位零件的選用 (21) 五、卸料裝置的設計 (23) 第四章 模架及組成零件的選擇 一、模架的選擇標準 (24) 二、導向裝置的選擇 (24) 三、連接與固定的選擇 (25) 第五章 制造與裝配 一、模具的制造 (27) 二、模具的裝配 (30) 三、調(diào)試 (31) 總 結(jié) (32) 參考文獻 (33) 畢業(yè)設計任務書 (34) IV 1 前 言 冷沖壓（cold pressing）是建立在金屬塑性變形的基礎上，在常溫下利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件的一種壓力加工方法。 在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊的工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模）。冷沖模在實現(xiàn)冷沖壓加工中是必不可少的工藝裝備，沒有先進的模具技術，先進的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。 一、冷沖壓加工的特點 冷沖壓加工與其他加工方法相比，無論在技術方面，還是在經(jīng)濟方面，都有許多獨特的優(yōu)點，其主要特點有： 1、節(jié)省材料 冷沖壓是少、無切削加工方法之一。不僅能努力做到少廢料和無廢料生產(chǎn)，而且即使在某種情況下有邊角余料，也可以充分利用，制成其它形態(tài)的零件，使之不至造成浪費。 2、制品有較好的互換性 冷沖壓件的尺寸公差由模具保證，具有“一模一樣”的特征，且一般無需作進一步機械加工，共同一產(chǎn)品的加工尺寸具有較高的精度和較好的一致性，因而具有較好的互換性。 3、冷沖壓可以加工壁薄、重量輕、形狀復雜、表面質(zhì)量好、剛性好的零件。 4、生產(chǎn)效率高 有普通壓力機進行沖壓加工，每分鐘可達幾十件；用高速壓力機生產(chǎn)，每分鐘可達數(shù)百件或上千件以上，適用于較大批量零件的生產(chǎn)。 5、操作簡單 冷沖壓能用簡單的生產(chǎn)技術，通過壓力機和模具完成加工過程，其生產(chǎn)效率高、操作簡便，便于組織生產(chǎn)，易于實現(xiàn)機械化與自動化。 6、由于冷沖壓生產(chǎn)效率高、材料利用率高，故生產(chǎn)的制品成本較低。 二、 沖壓加工和模具在生產(chǎn)中的地位 由于冷沖壓加工具有上述突出的優(yōu)點，因此在批量生產(chǎn)中得到廣泛應用，在汽車、拖拉機、電機、電器、儀表和日用品生產(chǎn)中，已占十分重要的地位。特別是在電子工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中，已成為不可缺少的主要加工方法之一。 冷沖模在實現(xiàn)冷沖壓加工中是必不可少的工藝設備，沒有先進的模具技術，先進的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。眾所周知，產(chǎn)品要具有競爭能力，除了應具有先進技術水平、穩(wěn)定的使用性能、結(jié)構(gòu)新穎、更新?lián)Q代快等特點外，還必須具有價格競爭優(yōu)勢。這就需要采用先進、高效的生產(chǎn)手段，不斷降低成本。要達到上述目的，途經(jīng)是多方面的，模具就是其中的重要因素之一，它的重要性早已為國內(nèi)外所重視，并為工業(yè)發(fā)達國家的發(fā)展過程所證實，在美、日等發(fā)達國家，模具工業(yè)年產(chǎn)值，早已超過機床工業(yè)。在模具工業(yè)中沖模占的比例很大，由此可以看出冷沖壓與沖模在國內(nèi)外生產(chǎn)中的重要地位。 隨著科學技術的不斷進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，沖壓技模具技術也在不斷革新與發(fā)展，主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 工藝分析方法現(xiàn)代化。 近幾年來，國外開始采用有限變形的彈塑性有限元法，對復雜成形件（如汽車覆蓋件）的成形過程進行應力應變分析的計算機模擬以預測某一工藝方案對零件成形的可能性和會發(fā)生的問題，將結(jié)果顯示在圖形終端上，供設計人員進行修改和選擇。這樣，不但可節(jié)省模具試制費用，縮短新產(chǎn)品的試制周期，而且可以逐步建立一套能結(jié)合生產(chǎn)實際的先進設計方法，既促進了沖壓工藝的發(fā)展，也將是塑性成形理論逐步達到對生產(chǎn)實際的指導作用。這一工作國內(nèi)已開始研究、應用。 模具設計制造技術現(xiàn)代化。 為了加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代，縮短模具設計、制造周期，工業(yè)發(fā)達國家正在大力發(fā)展模具計算機輔助設計和制造（CAD/CAM）的研究，并已在生產(chǎn)中應用。采用這一技術，一般可以提高模具設計制造效率2-3倍。發(fā)展這一技術，最終實現(xiàn)模具CAD/CAM一體化。當前國內(nèi)部分企業(yè)對引進的軟件經(jīng)過二次開發(fā)，以逐步應用到模具生產(chǎn)中。應用這一技術，不僅可以縮短模具制造周期，還可提高模具質(zhì)量，減少設計和制造人員的重復勞動，使設計者有可能把精力放在創(chuàng)新開發(fā)中。 沖壓生產(chǎn)機械化與自動化。 為了滿足大量生產(chǎn)的需要，沖壓設備由低速壓力機發(fā)展到高速自動壓力機。國外還加強了由計算機控制的現(xiàn)代化全自動沖壓加工系統(tǒng)的研究與應用，是沖壓生產(chǎn)達到高度自動化，從而減輕勞動強度和提高生產(chǎn)效率。 本次畢業(yè)設計是對所學專業(yè)知識較為系統(tǒng)的、全面的綜合和運用，是理論聯(lián)系實際的體現(xiàn)。也是鍛煉自己獨立思考、分析能力、潛力開發(fā)、設計創(chuàng)新為一體的大型作業(yè)。通過親自動手、動腦來總結(jié)、加深對專業(yè)課理論知識的理解并靈活的運用到實踐中去，為以后的工作和學習奠定了堅實的基礎。 在設計過程中由于編者水平有限，難免有不妥或遺漏之處，懇請讀者批評指正。 第一章、沖壓件的工藝分析 工件名稱：變壓器鐵心 生產(chǎn)批量：大批大量 材 料：硅鋼片，厚度0.35mm 此工件是標準的小容量變壓器的心片，生產(chǎn)批量大，材料是硅鋼片，厚度0.35mm。使用時由“山”字片和“一”字片組合為一層，在變壓器線圈上插裝時，相鄰的一層倒疊裝，直到所需的鐵心厚度。因而，“一”字鐵和“山”字鐵使用數(shù)量相等。鑒于生產(chǎn)批量大，應重點考慮節(jié)省材料、提高材料利用率的問題。 一、工件形狀分析： 1）形狀簡單、對稱、有利于材料的合理利用 2）內(nèi)行轉(zhuǎn)角處要盡量避免尖角，應以圓弧過渡以便于模具加工，減少熱處理開 裂，減少沖裁時尖角處的崩刃和過快磨損。圓角半徑R取。 3）沖裁件的凸、凹長度不宜過長，寬度不宜過??；經(jīng)計算滿足條件。 4）孔邊距6mm>1.5t 5)沖孔時因受凸模強度的限制,孔的尺寸不應太小,用無導向凸模和有導向凸模 所能沖制的最小尺寸>1.5t,經(jīng)驗算孔滿足要求。 二、工件的精度和斷面粗糙度 1）沖裁件的經(jīng)濟公差等級不高于IT11級，一般要求落料件公差等級最好低于IT10級，沖孔件最好低于IT9級。零件上所有未注工差的尺寸，屬自由尺寸可按照IT11級確定工件的工差， 零件外形： 內(nèi)部形狀： 孔心距 2）沖裁件的斷面粗糙度與材料塑性、材料厚度、沖裁模間隙、刃口銳鈍以及沖模結(jié)構(gòu)等有關。當沖裁厚度為2mm以下的金屬板料時，其斷面粗糙度一般可達。 三、確定沖壓工藝方案 該零件包括沖孔、落料兩個基本工序，可有以下三種工藝方案： 方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：落料-沖孔復合沖壓，采用復合模生產(chǎn)。 方案三：沖孔-落料連續(xù)沖壓，采用級進模生產(chǎn)。 分析： 方案一：模具結(jié)構(gòu)簡單、但需兩道工序兩副模具，生產(chǎn)率較低，難以滿足該零件的年產(chǎn)量要求。 方案二：只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度較高，生產(chǎn)率高。但材料利用率不高、沖壓后成品件留在模具上，在清理模具上的物料時會影響沖壓速度，操作安全不能保證。 方案三：也只需要一副模具，生產(chǎn)率較復合模高，操作方便，材料能合理利用，工件精度也能滿足要求。模具制造、安裝稍復雜。 通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳。 沖裁板材采用條料，條料寬度為81.5mm，誤差取。分為兩個工 位，第一工位沖出8個的孔和用側(cè)刃切出A、B兩區(qū)的廢料切口，第二工位沖裁C區(qū)的“山”字鐵。這個沖裁動作同時有三個作用，其一是完成C區(qū)的“山”字鐵沖裁，并從凹模中漏出；其二為完成E區(qū)“一”字鐵的落料，并從凹模側(cè)面滑出；其三是完成H區(qū)“山”字鐵左半部的沖裁成形。為完成D區(qū)的落料，設置側(cè)刃凸模完成D區(qū)的落料，在第二工位沖裁出兩個“山”字鐵和兩個“一”字鐵的工作，其中H區(qū)的“山”字鐵被留在凹模上，為此上模設置吹料管，在滑塊回程時將E、H、D區(qū)的工件吹出凹模板，以免影響后續(xù)的沖裁動作。 載體形式邊料載體　邊料載體是利用材料搭邊或余料沖出導正孔而形成的載體, 此種載體送料剛性較好，省料，簡單。使用該載體時，在彎曲或成形部位，往往先切出展開形狀，再進行成形，后工位落料以整體落料為主。 可采用多件排列，提高了材料的利用率 二、材料利用率的計算 沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比叫材料利用率，它是衡量合理利用材料的經(jīng)濟性指標。 一個步距內(nèi)的材料利用率可用下式表示 ?若考慮到料頭、料尾和邊余料的材料消耗，則一張板料(或帶料、條料)上總的 具體計算如下： 一個步距內(nèi)的材料利用率 查硅鋼板材標準，宜選1000mm2000mm的鋼板，每張鋼板可裁剪即12張，每張條料有個步距，則： 即每張板材的利用率為79%。 2．提高材料利用率的方法 沖裁所產(chǎn)生的廢料可分為兩類：一類是結(jié)構(gòu)廢料，是由沖件的形狀特點產(chǎn)生的；另一類是由于沖件之間和沖件與條料側(cè)邊之間的搭邊，以及料頭、料尾和邊余料而產(chǎn)生的廢料，稱為工藝廢料。 要提高材料利用率，主要應從減少工藝廢料著手。減少工藝廢料的有力措施是：設計合理的排樣方案，選擇合適的板料規(guī)格和合理的裁板法（減少料頭、料尾和邊余料），或利用廢料作小零件等。 第二節(jié)、工藝參數(shù)的計算 一、1）沖裁力的計算 沖裁力是沖裁過程中凸模對板料施加的壓力，它是隨凸模進人材料的深度(凸模行程)而變化的。通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值，它是選用壓力機和設計模具的重要依據(jù)之一。 用普通平刃口模具沖裁時，其沖裁力F一般按下式計算： 式中 F---沖裁力； L---沖裁周邊長度； t---材料厚度；---材料抗剪強度； K---系數(shù)。 系數(shù)K是考慮到實際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動和不均勻、刃口的磨損、板料力學性能和厚度波動等因素的影響而給出的修正系數(shù)。一般取K＝1.3。 按照上式計算。鐵心材料是電工硅鋼片，取，材料厚度t=0.35mm，L值由全部沖裁線組成：1）排樣圖中8個孔的周長；2）A、B區(qū)沖裁線；3）C區(qū)的沖裁線是“山”字形的外邊周長總和，但應減去三小段不參加沖裁的長度；4）D區(qū)的切斷線。 則沖裁力為： 2）卸料力的計算 根據(jù)公式及上表系數(shù)代入得 則壓力機的壓力應大于53.4+2.56=56kN。 二、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。為了保證壓力機和模具的正常工作，應使模具的壓力中心與壓力機滑塊的中心線相重合。否則，沖壓時滑塊就會承受偏心載荷，導致滑塊導軌和模具導向部分不正常的磨損，還會使合理間隙得不到保證，從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。在實際生產(chǎn)中，可能會出現(xiàn)由于沖件的形狀特殊或排樣特殊，從模具結(jié)構(gòu)設計與制造考慮不宜使壓力中心與模柄中心線相重合的情況，這時應注意使壓力中心的偏離不致超出所選用壓力機允許的范圍。 1．簡單幾何圖形壓力中心的位置 (1）對稱沖件的壓力中心，位于沖件輪廓圖形的幾何中心上。 ????(2）沖裁直線段時，其壓力中心位于直線段的中心。 ????(3)沖裁圓弧線段時，其壓力中心的位置， 2、確定多凸模模具的壓力中心 ??? 確定多凸模模具的壓力中心，是將各凸模的壓力中心確定后，再計算模具的壓力中心。計算其壓力中心的步驟如下： ?????(1）按比例畫出每一個凸模刃口輪廓的位置。 ?????(2）在任意位置畫出坐標軸線x，y。坐標軸位置選擇適當可使計算簡化。在選擇坐標軸位置時，應盡量把坐標原點取在某一刃口輪廓的壓力中心，或使坐標軸線盡量多的通過凸模刃口輪廓的壓力中心，坐標原點最好是幾個凸模刃口輪廓壓力中心的對稱中心。 從排樣圖可以看出，沖裁線在y方向基本是對稱的，因而認為y方向的壓力中心在模具的水平中心線上。故只需計算x方向的壓力中心。為使計算簡化，將坐標原點設在C區(qū)的中心線上，這樣可以減少C區(qū)和E區(qū)的沖裁力的計算。具體如下圖所示： 根據(jù)力學定理，合力對某軸之力矩等于各分力對同軸力矩之代數(shù)和，則可得壓力中心坐標計算公式： ?因為沖裁力與周邊長度成正比，所以式中個沖裁力可分別用沖裁周邊長度 即： 負號表示壓力中心位于坐標原點的左側(cè)。 三、工作零件刃口尺寸計算及結(jié)構(gòu)設計 沖裁過程中，凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模輪廓越磨越小，凹模輪廓越磨越大，結(jié)果使間隙越用越大。因此，確定凸、凹模刃口尺寸應區(qū)分落料和沖孔工序，并遵循如下原則： 1．設計落料模先確定凹模刃口尺寸。以凹模為基準，間隙取在凸模上，即沖裁間隙通過減小凸模刃口尺寸來取得。設計沖孔模先確定凸模刃口尺寸。以凸模為基準，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來取得。 2．根據(jù)沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設計落料模時，凹模基本尺寸應取接近或等于工件的最小極限尺寸；設計沖孔模時，凸模基本尺寸則取接近或等于工件孔的最大極限尺寸。這樣，凸、凹在磨損到一定程度時，仍能沖出合格的零件。 模具磨損預留量與工件制造精度有關。用x、Δ表示，其中Δ為工件的公差值，x為磨損系數(shù)，其值在0.5--1之間，根據(jù)工件制造精度進行選?。? 工件精度IT10以上 X=1 工件精度IT11～IT13 X=0.75 工件精度IT14 X=0.5 3．不管落料還是沖孔，沖裁間隙一般選用最小合理間隙值（Zmin）。 該模具的凸凹模按配作法制作落料部分以落料凹模為基準計算 ,落料凸模按間隙值配制；沖孔部分以沖孔凸模為基準計算,沖孔凹模按間隙值配制。既以落料凹模、沖孔凸模為基準，凸凹模按間隙值配制。 基本尺寸及分類 沖裁間隙 磨損系數(shù) 計算公差 制造 公差 計算結(jié)果 落料凹模具 制造精度為：IT11級，故 x= 0.75 相應凸模尺寸按凹模尺寸配作，保證雙面間隙在0.021~0.027之間 同上 同上 同上 同上 沖孔凸模 同上 相應凹模尺寸按凸模尺寸配作，保證雙面間隙在0.021~0.027之間 孔邊距 同上 孔心距 同上 第三章 工作零件結(jié)構(gòu)設計及固定 一、 凸模 1、 A、B兩區(qū)的側(cè)刃凸模 凸模斷面為的矩形凸模制成長方體，其體積大小適中且卸料力小，宜采用螺釘?shù)跹b固定在墊板上，固定選用內(nèi)六角M10螺釘。凸模用線切割機床加工制造。尺寸與相交處為直角，但為延長凸模壽命，在線切割時應制成圓角 2、 沖孔凸模 沖孔模直徑為，固定方法采用臺階式固定。由于凸模要穿過凸模固定板、橡膠及卸料板，長度較大，易折斷，因此上部直徑取值較大，定為進入卸料板的凸模直徑為，用卸料板進行保護。 3、落料凸模 C區(qū)的“山”字鐵落料凸模采用直壁形結(jié)構(gòu)，固定方式采用3個M8螺釘?shù)跹b在墊板上?！吧健弊骤F左、右兩側(cè)的直線刃口，是兩次相接而成的。這種兩次沖裁一個直邊的情況稱為平接，在級進模中本應避免使用平接，因為容易產(chǎn)生毛刺和相接痕跡。為此采取兩條措施，第一是增加定位精度，在凸模上安裝到正銷，第二是凸模上的尺寸適當加大一點，在取沖裁間隙時，采用加大凹模的方法形成間隙。C區(qū)一A區(qū)的相接方法屬于搭接，所以凸模在C區(qū)中間的尺寸比取1mm。 C區(qū)凸模底面在對應兩個孔安裝到正銷。 沖裁時，各凸模同時落下進入沖裁狀態(tài)，此時大凸模的沖裁會造成材料微小的移動，若此時小凸模也處于沖裁狀態(tài)，會造成小凸模的折斷，C區(qū)是大凸模，使其長度大于其它凸模，也就是在C區(qū)大凸模完成沖裁之后，其它小凸模再進入沖裁工作狀態(tài)，可起到保護小凸模的作用。 4、D區(qū)的凸模 D區(qū)的切斷屬于單面切斷，H區(qū)在沖裁時已由卸料板壓緊，而此時D區(qū)處于懸臂狀態(tài)，切斷凸模沖裁時有兩種不利的趨勢，其一是懸臂的工件有側(cè)傾的趨勢，其二是凸模單邊受力被擠而使沖裁間隙有擴大的趨勢。為阻止其轉(zhuǎn)動和側(cè)傾，在下模部位設計出支撐臺階，如下圖所示，凸模穿過卸料板，與卸料板配合選為，則卸料板對凸模起到后支撐的作用，在一定程度上可消除以上兩種不利因素。 5、凸模的結(jié)構(gòu)形式及其固定方法 由于沖件的形狀和尺寸不同，沖模的加工以及裝配工藝等實際條件亦不同，所以在實際生產(chǎn)中使用的凸模結(jié)構(gòu)形式很多。其截面形狀有圓形和非圓形；刃口形狀有平刃和斜刃等；結(jié)構(gòu)有整體式、鑲拼式、階梯式、直通式和帶護套式等。凸模的固定方法有臺肩固定、鉚接、螺釘和銷釘固定，粘結(jié)劑澆注法固定等。 沖孔凸模? 考慮到孔徑的大小和沖裁力的影響制造成臺階式的凸模保證其強度及剛性，裝配修磨方便，最大直徑的作用是形成臺肩，以便固定，保證工作時凸模不被拉出。與凸模固定板配合部分按過渡配合（H7/m6或H7/n6）制造。 其它凸模的固定考慮到加工的難易程度，均加工成直通式的并用M10螺釘?shù)跹b在墊板上。 二、凸模長度的計算及強度校核 (1）本模具采用彈性卸料方式卸料，凸模長度包括：凸模固定板、橡膠彈性體、導尺及增加長度（一般） 其它凸模是螺釘固定在凸模固定板上，所以長度為 (2）凸模的強度校核 在一般情況下，凸模的強度和剛度是足夠的，無須進行強度校核。但對特別細長的凸模或凸模的截面尺寸很小而沖裁的板料厚度較厚時，則必須進行承壓能力和抗縱彎曲能力的校核。其目的是檢查其凸模的危險斷面尺寸和自由長度是否滿足要求，以防止凸模縱向失穩(wěn)和折斷。這里只對沖孔凸模進行效核。 沖孔凸模是圓形凸模則按：的強度效核計算公式計算，經(jīng)簡化整理后得式中、剪切強度-圓形凸模的直徑（mm）、t-板料厚度（mm）、-凸模材料的許用應力（Mpa）。 經(jīng)帶入計算得該沖孔凸模能承受沖裁時的載荷要求 三、 整體式凹模的設計及強度校核 沖裁時凹模承受沖裁力和側(cè)向擠壓力的作用。由于凹模結(jié)構(gòu)形式個固定方法不同，受力情況又比較復雜，目前還不能理論方法確定凹模輪廓尺寸。在生產(chǎn)中，通常根據(jù)沖裁的板料厚度和沖件的輪廓尺寸，或凹?？卓谌斜陂g距離，按經(jīng)驗公式來確定 凹模多采用鑲拼式結(jié)構(gòu)，近年來由于線切割機床的普及，采用整體凹模結(jié)構(gòu)，具有制造簡單、制作周期短的特點，并且由于凸模固定板、卸料板、凹模可以用同一程序定位、切割，因而可以保證相對位置的精度，便于裝配。另一個原因，本模具是純沖裁模，凹模是一個平面，磨損后便于刃磨?？紤]以上因素，將凹模設計為整體凹模，選用作為模具材料，這種材料淬透性好，利于刃磨。凹模各區(qū)均有廢料漏出，漏料孔處的刃口厚度為4mm。 強度校核： 凹模內(nèi)部的兩個矩形區(qū)，沖裁是處于懸臂狀態(tài)，因而凹模應有足夠的厚度，否則由于受彎截面過小，會使此處凹模折斷，故此處應進行強度計算，由材料力學可知，將其簡化為懸臂梁，其載荷是作用在頭部寬度為12mm的沖裁力；是作用在長邊沖裁力的總和，其作用點位于中部。（式中剪切強度極限，板料厚度t為0.35mm） 根部的彎矩為： 矩形截面的抗彎截面模量由材料力學可知：其中模板厚度尺寸H是所求數(shù)值。由材料力學可知彎曲強度條件是極限（Mpa）。材料取其，則抗彎截面模量為：， 由計算可知，凹模板厚度不容忽視，厚度應大于16.4mm，再考慮安全系數(shù)，凹模板厚度取30mm。 E區(qū)的材料沖裁寬度定為5mm，外側(cè)制成斜面，如圖在上模上安裝氣管，接通壓縮空氣，將E區(qū)的成品件從側(cè)面吹出。如下圖所示 凹模上工藝孔的設計原則 四、定位零件的選用 沖模的定位零件是用來保證條料的正確送進及在模具中的正確位置。 條料在模具送料平面中必須有兩個方向的限位： 1）是在與條料方向垂直的方向上的限位，保證條料沿正確的方向送進，稱為送進導向； 2）是在送料方向上的限位，控制條料一次送進的距離（步距）稱為送料定距。 對于塊料或工序件的定位，基本也是在兩個方向上的限位，只是定位零件的結(jié)構(gòu)形式與條料的有所不同而已。本模具采用導料板（導尺）和導正銷做為定位機構(gòu) ??? 一）．導正銷、導尺 ????導正銷 使用導正銷的目的是消除送進導向和送料定距或定位板等粗定位的誤差。沖裁中，導正銷先進入已沖孔中，導正條料位置，保證孔與外形相對位置公差的要求。導正銷主要用于級進模，導正銷通常與擋料銷配合使用，也可以與側(cè)刃配合使用。為了使導正銷工作可靠，避免折斷，導正銷的直徑一般應大于2mm?？讖叫∮?mm的孔不宜用導正銷導正，但可另沖直徑大于2mm的工藝孔進行導正。導正銷的頭部由圓錐形的導入部分和圓柱形的導正部分組成。導正部分的直徑和高度尺寸及公差很重要。導正銷的基本尺寸可按下式計算 ??? 注： ??? 1．導正銷與落料凸模的配合為H7/r6，其連接應保證在修磨凸模時的裝拆方便，導正銷導正部分的直徑d與導正孔之間的配合一般取H7/h6或H7/h7。 ??? 2．導正銷導正部分的高度h與料厚t及導正孔有關，一般取h=()t，料薄時取大值，導正孔大時取大值，也可查有關沖壓資料. 導尺 導尺的作用是對條料進行導向，安裝在凹模工作部位的兩側(cè)，并與模具中心線平行。本模具各工序均為沖裁，沖壓過程中材料沒有上、下運動，故導尺工作側(cè)面制成直壁形，導尺與條料之間應有微小間隙，其一般取。過小會由于剪板機剪切條件，精度差出現(xiàn)送料困難的情況；而過大將會影響E區(qū)和D區(qū)成品件的尺寸，將其取為0.15mm。導尺厚度選為5mm。在J區(qū)設置側(cè)刃擋塊側(cè)刃擋塊處導尺已不起作用，故導尺的長度也在側(cè)刃處終止。導尺用45鋼制作，其硬度為。導尺用螺釘和銷釘固定在凹模板上。 二）、始用擋料裝置 條料進行第一次沖裁時，假如沒有初始檔料裝置，條料將被J區(qū)的側(cè)刃擋塊擋住，由于條料的M、N區(qū)尚未沖裁，所以E區(qū)和D區(qū)的“一”字鐵沖裁后不能脫離，而使后續(xù)的沖裁無法進行。因此，必須利用始用檔料銷確定條料第一次沖裁的正確位置。條料第一次送料時，用手按下始用檔料銷，條料被擋在N區(qū)的前方。第一次沖裁的是A、B兩個廢料區(qū)和8個的孔。第二次送料時，始用檔料銷由于彈簧的作用已隱在模具中不起作用了，條料由J區(qū)側(cè)刃擋塊定位。第二次沖裁時E、C區(qū)形成產(chǎn)品工件，H和D區(qū)由于工件不完整而形成廢料。第三次送料時即進入正常定位方式，直至將條料沖完。 ? ?? 右圖為標準結(jié)構(gòu)的始用擋料裝置。始用擋料銷一般用于以導料板送料導向的級進模和單工序模中。一副模具用幾個始用擋料銷，取決于沖裁排樣方法及工位數(shù)。采用始用擋料銷，可提高材料利用率 三）、螺釘與銷釘 ????螺釘和銷釘都是標準件，設計模具時按標準選用即可。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)格應根據(jù)沖壓力大小、凹模厚度等確定。螺釘規(guī)格可參照表 五、卸料裝置 彈壓卸料裝置彈壓卸料裝置是由卸料板、彈性元件（彈簧或橡膠）、卸料螺釘?shù)攘慵M成。彈壓卸料既起卸料作用又起壓料作用，所得沖裁零件質(zhì)量較好，平直度較高。因此，質(zhì)量要求較高的沖裁件或薄板沖裁宜用彈壓卸料裝置。彈壓卸料板與凸模的單邊間隙可根據(jù)沖裁板料厚度按下表選用。在級進模中，特別小的沖孔凸模與卸料板的單邊間隙可將表列數(shù)值適當加大。當卸料板起導向作用時，卸料板與凸模按H7/h6配合制造，但其間隙應比凸、凹模間隙小。此時。凸模與固定板以H7/h6或H8/h7配合。此外，在模具開啟狀態(tài)，卸料板應高出模具工作零件刃口，以便順利卸料。 彈壓卸料板與凸模間隙值 第四章 模架及組成零件 一、模架的選擇標準 模座一般分為上、下模座，其形狀基本相似。上、下模座的作用是直接或間接地安裝沖模的所有零件，分別與壓力機滑塊和工作臺連接，傳遞壓力。因此，必須十分重視上、下模座的強度和剛度。模座因強度不足會產(chǎn)生破壞；如果剛度不足，工作時會產(chǎn)生較大的彈性變形，導致模具的工作零件和導向零件迅速磨損，這是常見的卻又往往不為人們所重視的現(xiàn)象。 在選用和設計時應注意如下幾點： (1）盡量選用標準模架，而標準模架的型式和規(guī)格就決定了上、下模座的型式和規(guī)格。保證有足夠的強度和剛度。 (2）所選用或設計的模座必須與所選壓力機的工作臺和滑塊的有關尺寸相適應，并進行必要的校核。比如，下模座的最小輪廓尺寸，應比壓力機工作臺上漏料孔的尺寸每邊至少要大 (3）模座材料一般選用HT200、HT250，也可選用Q235、Q255結(jié)構(gòu)鋼，對于大型精密模具的模座選用鑄鋼ZG35、ZG45。 (4）模座的上、下表面的平行度應達到要求，平行度公差一般為4級。 (5）上、下模座的導套、導柱安裝孔中心距必須一致，精度一般要求在±0.02mm以下；模座的導柱、導套安裝孔的軸線應與模座的上、下平面垂直，安裝滑動式導柱和導套時，垂直度公差一般為4級。 (6）模座的上、下表面粗糙度為，在保證平行度的前提下，可允許降低為。 二、導向裝置的選擇 采用導柱導套光滑的圓柱導向型式 ?導向零件是用來保證上模相對于下模的正確運動。對生產(chǎn)批量較大、零件公差要求較高、壽命要求較長的模具，一般都采用導向裝置。模具中應用最廣泛的是導柱和導套。 導柱、導套與模座的裝配方式及要求按標準規(guī)定。但要注意，在選定導向裝置及零件標準之后，根據(jù)所設計模具的實際閉合高度 ????導柱和導套一般采用過盈配合H7/r6分別壓入下模座和上模座的安裝孔中。導柱、導套之間采用間隙配合，其配合尺寸必須小于沖裁間隙。 ????導柱、導套一般選用20鋼制造。為了增加表面硬度和耐磨性，應進行表面滲碳處理，滲碳后的淬火硬度為。 上下模的導向在凸凹模與凹模開始作用前或壓料板接觸到制件前就應該充分合上，以確保導向在沖壓工作開始時即以發(fā)揮正常的作用，導柱的長度應保證沖模在最低位置時導柱的上端面與上模座頂面的距離不小于10—15mm；而下模座頂面與導柱底面的距離不小于5mm。 三、連接與固定零件 模具的連接與固定零件有模柄、固定板、墊板、螺釘、銷釘?shù)?。這些零件大多有標準，設計時可按標準選用 1．模柄 2．固定板 ?將凸模或凹模按一定相對位置壓入固定后，作為一個整體安裝在上模座或下模座上。模具中最常見的是凸模固定板，固定板分為圓形固定板和矩型固定板兩種，主要用于固定小型的凸模和凹模。 凸模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，但還應考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢谩９潭ò宓耐鼓０惭b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。 固定板材料一般采用Q235或45鋼 3、自動送料裝置 級進模中使用自動送料裝置的目的，是將原材料（鋼帶或線材）按所需要的步距，將材料正確地送入模具工作位置，在各個不同的沖壓工位完成預先設定的沖壓工序。級進模中常用的自動送料裝置有：鉤式送料裝置、輥式送料裝置、夾持式送料裝置等。目前輥式送料裝置和夾持式送料裝置已經(jīng)形成了一種標準化的沖壓自動化周邊設備。 鉤式送料裝置是一種結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、低制造成本的自動送料裝置。各種鉤式送料裝置的共同特點是靠拉料鉤拉動工藝搭邊，實現(xiàn)自動送料。這種送料裝置只能使用在有搭邊且搭邊具有一定的強度的沖壓生產(chǎn)中，在拉料鉤沒有鉤住搭邊時，需靠手工送進。在級進沖壓中，鉤式送料通常與側(cè)刃、導正銷配合使用才能保證準確的送料步距。該類裝置送進誤差約在±0.15mm，送進速度一般小于15米/分。 選擇如下列表 序 號 名 稱 規(guī) 格 材 料 數(shù) 量 1 模架 HT200 1 2 模柄 Q235 1 3 導柱 20鋼 2 4 導套 20鋼 2 5 上墊板 mm T8A 1 6 凸模固定板 mm 45鋼 1 7 彈性橡膠墊 mm 橡膠 1 8 卸料板 mm 45鋼 1 9 初始擋料銷 45鋼 1 10 導尺 mm 45鋼 2 11 壓力機 J23-10 1 12 內(nèi)六角圓柱螺釘 M8 5 13 開槽沉頭螺釘 M6 7 14 卸料螺釘 M12 2 第五章 制造與裝配 一、模具的制造 冷沖模是由工藝零件和結(jié)構(gòu)零件組成的能實現(xiàn)指定功能一個有機裝配體，不同的零件在模具中的功能和作用不同，其材料和熱處理、精度（尺寸公差、形位公差、表面粗糙度等）、裝配等技術要求必然不同。常用沖壓模具零件的公差配合要求和表面粗糙度要求如表7.1.1和7.1.2所示。有關沖模零件技術要求詳情可查閱JB/T14662—1993（沖模技術條件）和JB/T8050—1999（模架零件技術條件）等標準。顯然，零件形狀結(jié)構(gòu)和技術要求不同，其制造方法必然不同 從制造觀點看，按照模具零件結(jié)構(gòu)和加工工藝過程的相似性，可將各種模具零件大致分為工作型面零件、板類零件、軸類零件、套類零件等，其加工特點如表7.1.3所示。在制定模具零件加工工藝方案時，必須根據(jù)具體加工對象，結(jié)合企業(yè)實際生產(chǎn)條件進行制定，以保證技術上先進和經(jīng)濟上合理。 　沖裁屬于分離工序，沖裁模凸、凹模帶有鋒利刃口，凸、凹模之間的間隙較小，其加工具有如下特點： （1）凸、凹模材質(zhì)一般是工具鋼或合金工具鋼，熱處理后的硬度為58～62HRC，凹模比凸模稍硬一些；（2）凸、凹模精度主要根據(jù)沖裁件精度決定，一般尺寸精度在IT6～IT9，工作表面粗糙度在Ra=1.6～0.4μm；（3）凸、凹模工作端帶有鋒利刃口，刃口平直（斜刃除外），安裝固定部分要符合配合要求；（4）凸、凹模裝配后應保證均勻的最小合理間隙。（5）凸模的加工主要是外形加工，凹模的加工主要是孔（系）加工。凹模型孔加工和直通式凸模加工常用線切割方法 注：表中加工方法應根據(jù)工廠設備情況和模具要求具體選用。 凸、凹模加工的典型工藝路線主要有以下幾種形式： （1）下料→鍛造→退火→毛坯外形加工（包括外形粗加工、精加工、基面磨削）→劃線→刃口輪廓粗加工→刃口輪廓精加工→螺孔、銷孔加工→淬火與回火→研磨或拋光。此工藝路線鉗工工作量大，技術要求高，適用于形狀簡單、熱處理變形小的零件。 （2）下料→鍛造→退火→毛坯外形加工（包括外形粗加工、精加工、基面磨削）→劃線→刃口輪廓粗加工→螺孔、銷孔加工→淬火與回火→采用成形磨削進行刃口輪廓精加工→研磨或拋光。此工藝路線能消除熱處理變形對模具精度的影響，使凸、凹模的加工精度容易保證，可用于熱處理變形大的零件。 （3）下料→鍛造→退火→毛坯外形加工→螺孔、銷孔、穿絲孔加工→淬火與回火→磨削加工上下面及基準面→線切割加工→鉗工修整。此工藝路線主要用于以線切割加工為主要工藝的凸、凹模加工，尤其適用形狀復雜、熱處理變形大的直通式凸模、凹模零件。 二、模具的裝配 模具的裝配就是根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)特點和技術條件，以一定的裝配順序和方法，將符合圖紙技術要求的零件，經(jīng)協(xié)調(diào)加工，組裝成滿足使用要求的模具。在裝配過程中，既要保證配合零件的配合精度，又要保證零件之間的位置精度，對于具有相對運動的零（部）件，還必須保證它們之間的運動精度。因此，模具裝配是最后實現(xiàn)沖模設計和沖壓工藝意圖的過程，是模具制造過程中的關鍵工序。模具裝配的質(zhì)量直接影響制件的沖壓質(zhì)量、模具的使用和模具壽命。 裝配技術要求：沖裁模裝配后，應達到下述主要技術要求： （1）模架精度應符合國家標準（JB/T8050—1999《沖模模架技術條件》、JB/T8071—1995《沖模模架精度檢查》）規(guī)定。模具的閉合高度應符合圖紙的規(guī)定要求。（2）裝配好的沖模，上模沿導柱上、下滑動應平穩(wěn)、可靠。（3）凸、凹模間的間隙應符合圖紙規(guī)定的要求，分布均勻。凸?；虬寄５墓ぷ餍谐谭霞夹g條件的規(guī)定。（4）定位和擋料裝置的相對位置應符合圖紙要求。沖裁模導料板間距離需與圖紙規(guī)定一致；導料面應與凹模進料方向的中心線平行；帶側(cè)壓裝置的導料板，其側(cè)壓板應滑動靈活，工作可靠。（5）卸料和頂件裝置的相對位置應符合設計要求，超高量在許用規(guī)定范圍內(nèi)，工作面不允許有傾斜或單邊偏擺，以保證制件或廢料能及時卸下和順利頂出。（6）緊固件裝配應可靠，螺栓螺紋旋入長度在鋼件連接時應不小于螺栓的直徑，鑄件連接時應不小于1.5倍螺栓直徑；銷釘與每個零件的配合長度應大于1.5倍銷釘直徑；螺栓和銷釘?shù)亩嗣娌粦冻錾?、下模座等零件的表?）落料孔或出料槽應暢通無阻，保證制件或廢料能自由排出。（8）標準件應能互換。緊固螺釘和定位銷釘與其孔的配合應正常、良好。（9）模具在壓力機上的安裝尺寸需符合選用設備的要求；起吊零件應安全可靠。（10）模具應在生產(chǎn)的條件下進行試驗，沖出的制件應符合設計要求。 沖模裝配工藝要點是：（1）選擇裝配基準件。裝配時，先要選擇基準件。選擇基準件的原則是按照模具主要零件加工時的依賴關系來確定。可以作為裝配基準件的主要有凸模、凹模、凸凹模、導向板及固定板等。（2）組件裝配。組件裝配是指模具在總裝前，將兩個以上的零件按照規(guī)定的技術要求連接成一個組件的裝配工作。如模架的組裝，凸模和凹模與固定板的組裝，卸料與推件機構(gòu)各零件的組裝等。這些組件，應按照各零件所具有的功能進行組裝，這將會對整副模具的裝配精度起到一定的保證作用。（3）總體裝配?？傃b是將零件和組件結(jié)合成一副完整的模具過程。在總裝前，應選好裝配的基準件和安排好上、下模的裝配順序。（4）調(diào)整凸、凹模間隙。在裝配模具時，必須嚴格控制及調(diào)整凸、凹模間隙的均勻性。間隙調(diào)整后，才能緊固螺釘及銷釘。（5）檢驗、調(diào)試。模具裝配完畢后。必須保證裝配精度，滿足規(guī)定的各項技術要求，并要按照模具驗收技術條件，檢驗模具各部分的功能。在實際生產(chǎn)條件下進行試模，并按試模生產(chǎn)制件情況調(diào)整、修正模具，當試模合格后，模具加工、裝配才算基本完成。 三、調(diào)試 模具按圖紙技術要求加工與裝配后，必須在符合實際生產(chǎn)條件的環(huán)境中進行試沖壓生產(chǎn)，通過試沖可以發(fā)現(xiàn)模具設計與制造的缺陷，找出產(chǎn)生原因，對模具進行適當?shù)恼{(diào)整和修理后再進行試沖，直到模具能正常工作，才能將模具正式交付生產(chǎn)使用 模具調(diào)試的目的 模具試沖、調(diào)整簡稱調(diào)試，調(diào)試的目的在于： （1）鑒定模具的質(zhì)量。驗證該模具生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量是否符合要求，確定該模具能否交付生產(chǎn)使用。（2）幫助確定產(chǎn)品的成形條件和工藝規(guī)程。（3）幫助確定成形零件毛坯形狀、尺寸及用料標準。（4）幫助確定工藝和模具設計中的某些尺寸。對于形狀復雜或精度要求較高的沖壓成形零件，在工藝和模具設計中，有個別難以用計算方法確定的尺寸。（5）通過調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，積累經(jīng)驗，有助于進一步提高模具設計和制造水平。 沖裁模試沖時出現(xiàn)的問題和調(diào)整方法見下表 沖壓設備的選定通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機J23-16能滿足使用要求 總 結(jié) 參 考 文 獻 《冷沖壓模具設計》----江維健、林玉瓊、許華昌-----華南理工大學出版社 《沖壓與塑壓設備》----孫鳳勤 ------------------------機械工業(yè)出版社 《冷沖壓技術》--------翁其金-------------------------機械工業(yè)出版社 《沖模設計實例》------模具實用技術叢書編委會---------機械工業(yè)出版社 《沖壓手冊》----------王孝培-------------------------重慶大學出版社 《沖壓工藝與模具設計使用技術》------鄭家賢-----------機械工業(yè)出版社 《公差配合與測量技術》--------------張 弘-----------宇航出版社 《機械工程材料成形及應用》----------李鳳云-----------高等教育出版社 《模具材料及表面處理》--------------吳兆祥-----------機械工業(yè)出版社 《機械制圖》------------------------金大鷹-----------機械工業(yè)出版社 《機械設計基礎》--------------------胡家秀-----------機械工業(yè)出版社 《金屬切削原理與刀具》--------------陸劍中-----------機械工業(yè)出版社 《模具制造工藝學》------------------李云程-----------機械工業(yè)出版社 網(wǎng)站資料--------------------------------------------百度、模具論壇 33