0541-大功率三極管管腳多工位級進模設計【優(yōu)秀含24張CAD圖】,優(yōu)秀含24張CAD圖,大功率,三極管,管腳,多工位級進模,設計,優(yōu)秀,優(yōu)良,24,cad 目錄 一.零件的工藝性分析… 1 二.排樣圖設計………………………………………………… 1 三.工藝與設計計算…………………………………………………… 2 1. 沖裁力……………………………………………………………… 2 2.彎曲力……………………………………………………………… 2 3.計算壓力中心 3 4.計算各主要零件的尺寸 3 (1).凹模厚度 3 (2).凸模固定板的厚度 3 (3).墊板的采用與厚度 3 (4).卸料零件的計算 4 (5).計算凸凹模工作部分尺寸 4 (6). 沖裁間隙 8 四.模具總體設計 8 五.模具主要零部件的設計 8 1.模架 9 2.沖裁凸、凹模 10 3. 卸料板 11 4.導尺的設計 11 5. 定位裝置 11 6. 限位裝置 11 六.凹﹑凸模的線切割加工工藝 12 1.凹模的準備工序 12 2.凸模的準備工序 13 七.模具制造裝配要點 13 八.壓力機的選擇 13 九.參考資料目錄 15 十.結束語 16 摘要 沖壓制品已在工業(yè)，農業(yè)，國防和日常生活中的方面得到廣泛應用,特別是在機械業(yè)中則為突出。機械產品的外殼大部分是沖壓制品，產品性能的提高要求高素質的沖壓模具和沖壓性能，成型工藝和制品的設計。 沖壓制品的成型方法很多。其主要用于是沖孔，落料，彎曲，拉伸等。而沖壓模，約占成型總數(shù)的60%以上。當然如利用電氣控制，可實現(xiàn)半自動化或自動化作業(yè)。 冷沖沖裁模主要用于金屬制品的成型，它是沖壓制品生產中十分重要的工藝裝置。沖壓模的基本組成是：上下模座、下模墊板、下模固定板、凹模鑲塊、抬料釘、導料板、卸料板,導柱導套、卸料板彈釘、卸料板等。 沖裁模成型的廣泛適用，正是我這個設計的根本出發(fā)點。 關鍵詞：沖孔、落料 Abstract Stamping products has been extensively applied in the industry, agriculture, national defense and in the daily lives of area, especially in the machinery industry. Mechanical products is the most pressing housing products, and the improvement of product performance requires of high-quality performance stamping molds ,stamping,process and product design. There are many ways of molding products of stamping. Piercing is mainly used for blanking, bending, stretching, etc. And Stamping molds almost form more than 60 percent of the total number. For example ,Electrical Control can be realized as semi-automatic or automatic operation. Cold-metal stamping die mainly used for the molding products, and it is very important in the production of stamping technology devices. The basic component of stamping molds is block model from top to bottom, mould plate, fixed-plate of mould plate, die inserts, raising nails, I. plate , plate unloading I. Introduction sets column, unloading bombs nail plate, plate Discharge and so on. The widely application of blanking moulding is exactly the basic perpose of my design. Key wards：Piercing、Blanking 前 言 模具是現(xiàn)代化的生產重要工藝裝備，在國民經濟的各個部門都越來越多地依模具來進行生產加工，越來越引起人們的重視，模具也趨向標準化。 隨著模具的迅速發(fā)展，在現(xiàn)代工業(yè)生產中，模具已經成為生產各種工業(yè)產品不可缺少的重要工藝設備。這次畢業(yè)設計是在學習完所有機械課程的基礎上進行的，是對我綜合能力的考核，是對我所學知識的綜合運用，也是對我所學知識的回顧與檢查。 本次設計是在指導老師認真、耐心的指導下，對模具的經濟性、模具的壽命、生產周期、及生產成本等指標下進行全面、仔細的分析下而進行設計的。在此, 我表示衷心的感謝他們對我的教誨. 沖模是模具設計與制造專業(yè)的主要專業(yè)課程之一。它具有很強的實踐性和綜合性，通過學習這門課程，使我對沖壓模具有了新的認識，從中也學到了不少知識，激發(fā)了我對沖壓模具的愛好。 但因本人經驗有限，因此很難避免的存在一些不合理之處，望各位老師批評和指正，以使我的畢業(yè)設計做到合理，同時也為我走出校門步入社會打下堅實的基礎。 緒論 1.1 模具工業(yè)在國民經濟中的地位 模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產品質量好，材料消耗低，生產成本低而廣泛應用于制造業(yè)中。 模具工業(yè)是國民經濟的基礎工業(yè)，是國際上公認的關鍵工業(yè)。模具生產技術水平的高低是衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志，它在很大程度上決定著產品的質量，效益和新產品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關注。早在1989年3月中國政府頒布的《關于當前產業(yè)政策要點的決定》中，將模具列為機械工業(yè)技術改造序列的第一位。 模具工業(yè)既是高新技術產業(yè)的一個組成部分，又是高新技術產業(yè)化的重要領域。模具在機械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔了這些工業(yè)領域中60％~90％的產品的零件，組件和部件的生產加工。 模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場的需求上，僅以汽車，摩托車行業(yè)的模具市場為例。汽車，摩托車行業(yè)是模具最大的市場，在工業(yè)發(fā)達的國家，這一市場占整個模具市場一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經濟五大支柱產業(yè)之一，汽車工業(yè)重點是發(fā)展零部件，經濟型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點，已在汽車工業(yè)產業(yè)政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增加，2005年將達到170種。一個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上億元。為了適應市場的需求，汽車將不斷換型，汽車換型時約有80％的模具需要更換。中國摩托車產量位居世界第一，據統(tǒng)計，中國摩托車共有14種排量80多個車型，1000多個型號。單輛摩托車約有零件2000種，共計5000多個，其中一半以上需要模具生產。一個型號的摩托車生產需1000副模具，總價值為1000多萬元。其他行業(yè)，如電子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場。 目前世界模具市場供不應求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具鉗工技術水平高，勞動成本低，只要配備一些先進的數(shù)控制模設備，提高模具加工質量，縮短生產周期，溝通外貿渠道，模具出口將會有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術，提高模具技術水平，對于促進國民經濟的發(fā)展有著特別重要的意義。 1.2 各種模具的分類和占有量 模具主要類型有：沖模，鍛摸，塑料模，壓鑄模，粉末冶金模，玻璃模，橡膠模，陶瓷模等。除部分沖模以外的的上述各種模具都屬于腔型模，因為他們一般都是依靠三維的模具形腔是材料成型。 （1）沖模：沖模是對金屬板材進行沖壓加工獲得合格產品的工具。沖模占模具總數(shù)的50％以上。按工藝性質的不同，沖?？煞譃槁淞夏＃瑳_孔模，切口模，切邊模，彎曲模，卷邊模，拉深模，校平模，翻孔模，翻邊模，縮口模，壓印模，脹形模。按組合工序不同，沖模分為單工序模，復合模，連續(xù)模。 （2）鍛模：鍛模是金屬在熱態(tài)或冷態(tài)下進行體積成型是所用模具的總稱。按鍛壓設備不同，鍛模分為錘用鍛模，螺旋壓力機鍛模，熱模鍛壓力鍛模，平鍛機用鍛模，水壓機用鍛模，高速錘用鍛模，擺動碾壓機用鍛模，輥鍛機用鍛模，楔橫軋機用鍛模等。按工藝用途不同，鍛?？煞譃轭A鍛模具，擠壓模具，精鍛模具，等溫模具，超塑性模具等。 （3）塑料模：塑料模是塑料成型的工藝裝備。塑料模約占模具總數(shù)的35％，而且有繼續(xù)上升的趨勢。塑料模主要包括壓塑模，擠塑模，注射模，此外還有擠出成型模，泡沫塑料的發(fā)泡成型模，低發(fā)泡注射成型模，吹塑模等。 （4）壓鑄模：壓鑄模是壓力鑄造工藝裝備，壓力鑄造是使液態(tài)金屬在高溫和高速下充填鑄型，在高壓下成型和結晶的一種特殊制造方法。壓鑄模約占模具總數(shù)的6％。 （5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工藝分類粉末冶金模有：壓模，精整模，復壓模，熱壓模，粉漿澆注模，松裝燒結模等。 模具所涉及的工藝繁多，包括機械設計制造，塑料，橡膠加工，金屬材料，鑄造（凝固理論），塑性加工，玻璃等諸多學科和行業(yè)，是一個多學科的綜合，其復雜程度顯而易見。 1.3 我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀 自20世紀80年代以來，我國的經濟逐漸起飛，也為模具產業(yè)的發(fā)展提供了巨大的動力。20世紀90年代以后，大陸的工業(yè)發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)的總產值在1990年僅60億元人民幣，1994年增長到130億元人民幣，1999年已達到245億元人民幣，2000年增至260~270億元人民幣。今后預計每年仍會以10℅~15℅的速度快速增長。 目前，我國17000多個模具生產廠點，從業(yè)人數(shù)五十多萬。除了國有的專業(yè)模具廠外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業(yè)，合資企業(yè)，獨資企業(yè)和私營企業(yè)等，都得到了快速發(fā)展。其中，集體和私營的模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。例如，浙江寧波和黃巖地區(qū)，從事模具制造的集體企業(yè)和私營企業(yè)多達數(shù)千家，成為我國國內知名的“模具之鄉(xiāng)”和最具發(fā)展活力的地區(qū)之一。在廣東，一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，為了提高其產品的市場競爭能力，紛紛加入了對模具制造的投入。例如，科龍，美的，康佳和威力等知名集團都建立了自己的模具制造中心。中外合資和外商獨資的模具企業(yè)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。 在模具工業(yè)的總產值中，企業(yè)自產自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。其中，沖壓模具約占50℅（中國臺灣：40℅），塑料模具約占33℅（中國臺灣：48℅），壓鑄模具約占6℅（中國臺灣：5℅），其他各類模具約占11（中國臺灣：7℅）。 中國臺灣模具產業(yè)的成長，分為萌芽期（1961——1981），成長期（1981——1991），成熟期（1991——2001）三個階段。 萌芽期，工業(yè)產品生產設備與技術的不斷改進。由于紡織，電子，電氣，電機和機械業(yè)等產品外銷表現(xiàn)暢旺，連帶使得模具制造，維修業(yè)者和周邊廠商（如熱處理產業(yè)等）逐年增加。在此階段的模具包括：一般民生用品模具，鑄造用模具，鍛造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡膠模具等。 1981年——1991年是臺灣模具產業(yè)發(fā)展最為迅速且高度成長的時期。有鑒于模具產業(yè)對工業(yè)發(fā)展的重要性日益彰顯，自1982年起，臺灣地區(qū)就將模具產業(yè)納入“策略性工業(yè)適用范圍”，大力推動模具工業(yè)的發(fā)展，以配合相關工業(yè)產品的外銷策略，全力發(fā)展整體經濟。隨著民生工業(yè)，機械五金業(yè)，汽機車及家電業(yè)發(fā)展，沖壓模具與塑料模具，逐漸形成臺灣模具工業(yè)兩大主流。從1985年起，模具產業(yè)已在推行計算機輔助模具設計和制造等CAD/CAM技術，所以臺灣模具業(yè)接觸CAD/CAM/CAE/CAT技術的時間相當早。 成熟期，在國際化，自由化和國際分工的潮流下，1994年，1998年，由臺灣地區(qū)政府委托金屬中心執(zhí)行“工業(yè)用模具技術研究與發(fā)展五年計劃”與“工業(yè)用模具技術應用與發(fā)展計劃”，以協(xié)助業(yè)界突破發(fā)展瓶頸，并支持產業(yè)升級，朝向開發(fā)高附加值與進口依賴高的模具。1997年11月間臺灣憑借模具產業(yè)的實力，獲得世界模具協(xié)會（ISTMA）認同獲準入會，正式成為世界模具協(xié)會會員，。整體而言，臺灣模具產業(yè)在這一階段的發(fā)展，隨著機械性能，加工技術，檢測能力的提升，以及計算機輔助設計，臺灣模具廠商供應對象已由傳統(tǒng)的民用家電，五金業(yè)和汽機車運輸工具業(yè)，提升到計算機與電子，通信與光電等精密模具，并發(fā)展出汽機車用大型鈑金沖壓，大型塑料射出及精密鍛造等模具。 1.4 世界五大塑料生產國的產能狀況 美國塑料(原料)的產量多年來一直雄居各國之首。早在80年代前期，美國塑料產量就已達2000萬噸之多，1986年增至23l0萬噸，占全球總產量8100噸的28.5％，此后美國塑料產量繼續(xù)呈現(xiàn)穩(wěn)定增長之勢，1988年、1990年、1992年、1994年、1996年和1998年分別增加到2710萬噸、2810萬噸、3010萬噸、3410萬噸、4000萬噸和4360萬噸，占世界總產量的比例從1996年起提高到30％以上。2001年美國塑料產量為4170萬噸，其中以聚乙烯為最多，達1500多萬噸。其次分別是氯乙烯650萬噸、聚丙烯720萬噸、聚苯乙烯對酞酸脂320萬噸、聚苯乙烯280萬噸。國內塑料消費量(產量+進口量一出口量)，美國也是全球最多的。美國的全部塑料消費量2001年為4280萬噸。美國人均塑料消費量也是很高的，2000年為159公斤，2001年略減為155公斤 ，居全球第3位。美國現(xiàn)有各種大小塑料企事業(yè)單位1萬多家，其中職工人數(shù)少于50人的占總數(shù)的53％，50~l00人的占21％，100~500人的占23％，超過500人的占近4％，職工總數(shù)近90萬人。在美國塑料制品加工業(yè)的就職人數(shù)達110萬，2001年的出貨金額為2150億美元，人均出貨金額為195美元。 德國是世界最大的塑料(原料)生產國之一，上世紀90年代初的1991年、1992年和1993年，德國塑料產量都為990多萬噸，1994年增達超過1000萬噸的1110萬噸．1998年達近1300萬噸，1999年為近1400萬噸，2000年增至1550萬噸，超過日本為世界第2大塑料生產國，2001年上升為1580萬噸，2002年已過1600萬噸。2001年德國生產的種種塑料原料中，聚乙烯為285萬噸(低密度聚乙烯160萬噸，高密度聚乙烯125萬噸)，氯乙烯175萬噸，聚丙烯160萬噸。德國2001年的國內塑料消費量為1280萬噸，其中聚乙烯265萬噸，聚丙烯155萬噸．氯乙烯152萬噸。德國人均塑料消費量2001年為160公斤，在世界上僅少于比利時的172公斤，高于美國的155公斤，排在世界第2位。德國塑料制品加工業(yè)的職工總計有近30萬人，2001年的出貨金額為360億美元，人均126美元。德國塑料制品加工企業(yè)中職工少于50人的占44％，50~100人的占28％，100~500人的占25％，500人以上的占4％。 中國塑料工業(yè)多年持續(xù)高速增長，1991年產量僅為250萬噸，1995年增為350萬噸，1998年超過700萬噸，到2002年已增達約1400萬噸，超過日本而成為世界第3大塑料原料生產國。中國今年塑料制品市場將持續(xù)走強，在包裝、工程、建材、農用和日用塑料制品等各個領域都將有較大幅度的增長，需求量將超過2500萬噸。其中包裝塑料制品今年需求量將超過850萬噸，工程塑料制品需求量將達400萬噸左右，建材塑料制品需求量將達300萬噸以上，農用塑料制品需求量將在500萬噸左右，日用塑料制品需求量約為80萬噸左右。 日本在很長的時期內都是僅次于美國的世界第2大塑料生產國。一直到1997年，日本塑料產量曾經連續(xù)多年增長，年產量在70年代中期就已達500多萬噸，1987年突破1000萬噸，1991年達約1300萬噸，1992年和1993年因受日本經濟下滑的影響，產量略有減少，分別降至1258和1225萬噸。從1994年起產量再度增長，1994年、1995年和1996年分別回升到1300萬噸、1400萬噸和1470萬噸，1997年的產量又比上年增長3.7％，達到1521萬噸，首次超過1500萬噸。但這種增勢在1998年受到遏制，產量大幅度減少。1998年，日本塑料產量為1390萬噸，比上年減少了8.7％。1999年和2000年日本塑料產量分別回升到1432萬噸和1445萬噸，但仍遠未恢復到1997年的水平。2001年和2002年日本塑料產量再度下降至1400萬噸以下的1364萬噸和1361萬噸。2002年日本塑料(原料)產量減為1361萬噸。而中國則增為1366萬噸，日本又退居第4位。 韓國塑料產量增長十分迅速，1986年超過200萬噸，1990年增達300萬噸，1992年突破500萬噸，1994年、1996年和1997年分別上升到600多萬噸、700多萬噸和800多萬噸，1998年產量增至850萬噸，1999年突破900萬噸，2001年達1200萬噸，躋身于世界5大塑料生產國之列。韓國塑料原料產品中以聚乙烯居首，2001年產量為340萬噸(低密度聚乙烯160萬噸，高密度聚乙烯180萬噸)，聚丙烯以238萬噸排在第2位，其次分別是聚酯161萬噸、氯乙烯124萬噸、ABS·AS樹脂86萬噸、聚苯乙烯77萬噸。韓國國內塑料消費量2001年420萬噸，只相當于產量的1/3略高。人均塑料消費量2001年為106公斤，韓國塑料制品加工業(yè)的職工總數(shù)2001年為3.1萬人，出貨金額為85億美元，人均276美元。 塑料產量位居世界前10名的國家和地區(qū)還有法國660萬噸、比利時600萬噸、中國臺灣598萬噸、加拿大432萬噸和意大利385萬噸(均為2001年產量)。 1.5 我國模具技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 20世紀80年代開始，發(fā)達工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨立的工業(yè)部門，其產值已超過機床工業(yè)的產值。改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來，每年都以15％的增長速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術發(fā)展。加大了用于技術進步的投入力度，將技術進步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多科研機構和大專院校也開展了模具技術的研究與開發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國成為世界超級制造大國的重要原因。今后，我國要發(fā)展成為世界制造強國，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強國。 中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經了半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產48"（約122CM）大屏幕彩電塑殼注射模具，6.5KG大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生產照相機塑料件模具，多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術，模具的電加工和數(shù)控加工技術，快速成型與快速制模技術，新型模具材料等方面取得了顯著進步；在提高模具質量和縮短模具設計制造周期等方面作出了貢獻。 盡管我國模具工業(yè)有了長足的進步，部分模具已達到國際先進水平，但無論是數(shù)量還是質量仍滿足不了國內市場的需要，每年仍需進口10多億美元的各類大型，精密，復雜模具。與發(fā)達國家的模具工業(yè)相比，在模具技術上仍有不小的差距。今后，我國模具行業(yè)應在以下幾方面進行不斷的技術創(chuàng)新，以縮小與國際先進水平的距離。 （1）注重開發(fā)大型，精密，復雜模具；隨著我國轎車，家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來越高，模具也將日趨大型化和精密化。 （2）加強模具標準件的應用；使用模具標準件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質量。因此，模具標準件的應用必將日漸廣泛。 （3）推廣CAD/CAM/CAE技術；模具CAD/CAM/CAE技術是模具技術發(fā)展的一個重要里程碑。實踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設計制造水平。 （4）重視快速模具制造技術，縮短模具制造周期；隨著先進制造技術的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術，高速銑削加工技術，以及自動研磨拋光技術將在模具制造中獲得更為廣泛的應用。 工件名稱：大功率三極管管腳(Frame) 生產批量：大批大量 材　　料：純銅，厚度為0.5mm 工件簡圖：如圖1-1所示 一．零件的工藝性分析 此工件是大功率三極管中的管腳工件。由電功電子學原理考慮，所采用的材料為純銅，在生產和包裝的整個過程都不可直接用手接觸條料和工件，防止工件氧化，并且在生產和運輸過程中不能使條料和工件彎曲變形。 工件的形狀比較復雜，要求精度較高，整個工件整體上有四處彎曲。零件尺寸公差無特殊要求，按IT10級選取。主要工序有沖孔、沖裁、成形、彎曲。而工序中缺少了落料工序，是因為考慮到三極管的芯片粘片、焊接和模封等后工序的加工。模具若采用單工序模，工序很多，工件小，手工操作，定位難以達到要求，質量難以保證。若采用復合模，不能同時完成工件的沖裁和彎曲。而且該工件屬于定型產品中的零件，大批量生產，因而適宜采用多工位級進模生產。由于工件的異形孔比較多，在級進模的結構設計和加工制造上都有一定的難度，并且級進模是雙件生產，試模失敗后很難修改，因此要精心設計，各種問題都應考慮周全。 二．排樣圖設計 大功率三極管管腳是大批量生產，沖壓材料使用純銅卷料，料寬 為54mm,誤差為±0.02mm。采用自動送料器，自動送料裝置送料和收 料架，其送料精度可達±0.05mm。 通過分析單工件形狀(如圖2-2所示)和工件形狀,其單工件兩管 腳之間的間距為1.88mm,而管腳的寬度為0.8mm,長度為10.4mm。利 用這一特點可減少廢料。所以排樣圖如圖3-3所示,排樣圖分為14個 工位，各個工位的工序內容如下： 第1工位：沖A區(qū)斜腳對稱側刃;沖一個ˉ2.3mm圓孔和兩個 ˉ0.8mm圓。 第2工位和第3工位：沖工件B區(qū)兩側外形。 第4工位：沖四個ˉ0.4mm圓孔;四個ˉ0.8mm圓孔和兩個直徑為 1.5的孔。 第5工位和第6工位：沖工件C區(qū)斜腳對稱高度為1.85mm的梯 形孔; 沖工件D區(qū)斜腳對稱外形。 第7工位：沖工件E區(qū)和F區(qū)斜腳對稱外形。 第8工位：沖工件G區(qū)斜腳對稱外形和兩個f4.5mm圓孔。 第9工位：沖工件H區(qū)三條條狀外形。 第10工位：沖工件J區(qū)四條條狀外形。 第11工位和第12工位：沖工件K區(qū)斜腳對稱外形。 第13工位：彎曲A部和B部(如圖1-1所示)。 第14工位：彎曲C部和D部(如圖1-1所示)。 三. 工藝與設計計算 1.沖裁力 模具一共有14個沖裁區(qū),沖床沖裁力由下式計算: F=1.25ttL 各沖裁區(qū)只是沖裁線的長度不同,材料剪切強度極限t =157Mpa, 板料的厚度t=0.5mm,用上式可分別計算出各沖裁區(qū)的沖裁線長度和 沖裁力,見下表: 部位 L/mm F/N 部位 L/mm F/N A區(qū)對稱側刃 27 2649.4 F和G區(qū)外形沖裁 15.2 1491.5 ˉ2.3mm圓孔 7.22 708.5 2個ˉ4.5mm圓孔 28.26 2773.1 2個ˉ1.5mm圓孔 9.42 924.4 H區(qū)外形沖裁 86.4 8478 2個ˉ0.8mm圓孔 5.024 493 J區(qū)外形沖裁 64.8 6358.5 B區(qū)兩側外形 21 2060.6 K區(qū)外形沖裁 168 15700 4個ˉ0.4mm圓孔 5.024 493 4個ˉ0.8mm圓孔 10.048 986 C區(qū)梯形孔 40 3925 D和E區(qū)外形沖裁 22 2158.8 總 計 49200 2.彎曲力 四個部位的彎曲均屬于自由彎曲,彎曲力由下式計算: F= 式中安全因數(shù)K=1.3,抗拉強度=196MP,圓角半徑r(如圖1-1) 所示, A、B、C、D四個部位的圓角半徑分別是1mm、1mm、0.5mm、1mm, 板料的寬度分別是1.2mm、3mm、8mm、8.5mm。 由上式可計算出A、B、C、D四個部位的彎曲力,分別為30.6N、76.5N、305.8N、216.6N, 彎曲力總合為629.5N。 以上兩項沖壓力的總合為: =49200N + 629.5N = 49829.5N =49.8295KN ? 50KN 3.計算壓力中心 壓力中心的坐標定在第1工位的中心。從排樣圖可以看出, 圖中圖形以x軸的每個中心孔為原點對稱, 所以y方向壓力中心坐標為零。 用公式計算: == 90.29mm == 0mm 計算x方向的壓力中心。計算結果為: X = 90.29mm 將壓力中心的位置標注在排樣圖上。 4.計算各主要零件的尺寸 (1).凹模厚度 按公式:(315mm)計算,其中=40mm,查表得=0.30,故 = 0.3′40mm= 12mm(<15mm) 但該工件上還需沖很多較小的小孔和切邊彎曲,且均在同一凹模上進行,所以凹模厚度應適當增加,故取= 30mm。 按公式:C=(1.5~2)= 45~60mm,綜合考慮取C=45mm。 根據工件尺寸即可估算凹模的外形尺寸; 長度′寬度為280mm′140mm。 (2).凸模固定板的厚度 =0.8= 0.8′30mm= 24mm,取整數(shù)為25mm。 (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行計算,沖最小圓孔的凸模承壓面的尺寸如圖4-4所示。按公式,其承壓應力 Mpa=981.125MPa 查表2-39(《冷沖壓模具設計指導》P51)得鑄鐵模板的 為90~140MP。 故 > 因此須采用墊板，墊板厚度取12mm。 (4).卸料零件的計算 該模具采用彈性卸料裝置。 卸料力按公式2-11(《冷模設計應用實例》P41): 公式中?卸料力因數(shù),其值由表2-15(《冷模設計應用實例》P41)查得=0.07,則: = 49200N′0.06= 2952N 卸料裝置初定6根彈簧,則每根彈簧分擔的卸料力為: = 492N 根據預壓力和模具結構尺寸,由《冷模設計應用實例》P367附錄C1中可選序號51~56的彈簧,其= 530N > 492N。 檢驗是否滿足3: 其中= 0.5mm+1mm= 1.5mm,= 10%~20%,由《冷模設計應用實例》P367附錄C1及負荷?行程曲線,可得下列有關數(shù)據。 彈簧序號 =- =+ +(=5) 51 40 31.1 8.9 5 11.5 52 50 37 13 7 13.5 53 60 44.2 15.8 9 15.5 54 70 51.2 18.8 11 17.5 55 80 58.2 21.8 12.5 19 56 90 65.3 24.7 14 20.5 其中表示彈簧自由高度; 表示彈簧受F沖裁力時的高度,以上單位都是mm。 故選取53號彈簧,外徑D=25mm,鋼絲直徑d=4mm,自由狀態(tài)下高度=60mm。彈簧的裝配高度=-= 51mm。 (5).計算凸凹模工作部分尺寸 1).沖A區(qū)對稱側刃凸模 工件孔尺寸:長11.5mm,寬8mm。 由表2-12(《冷沖壓模具設計指導》P16)查得： 尺寸為11.5mm和尺寸為8mm時 =0.02mm。 查表2-13(《冷沖壓模具設計指導》P16)，X=0.5。 根據表2-14(《冷沖壓模具設計指導》P17)，= (B+X)。 根據表2-16(《冷沖壓模具設計指導》P18)，尺寸為11.5mm和尺寸為8mm時的公差分別為=0.06mm，=0.055mm。 則 = (11.5+0.5′0.06)mm= 11.53mm = (8+0.5′0.055)mm= 8.028mm 2).沖圓孔凸模 工件孔尺寸: ˉ2.3mm、ˉ1.5mm、ˉ0.8mm、ˉ0.4mm、ˉ4.5mm。 由表2-12查得：以上尺寸時 =0.02mm。 查表2-13，X=0.5。 根據表2-16，尺寸為2.3mm、1.5mm、0.8mm、0.4mm時的公差都為=0.040mm；尺寸為4.5mm的公差為=0.048mm。 根據表2-14公式 = (2.3+0.5′0.040)mm= 2.32mm = (1.5+0.5′0.040)mm= 1.52mm = (0.8+0.5′0.040)mm= 0.82mm = (0.4+0.5′0.040)mm= 0.42mm = (4.5+0.5′0.048)mm= 4.524mm 3).沖B區(qū)兩側外形凸模 工件孔尺寸:長12mm、3mm、1.75mm、1.5mm,寬9mm、0.5mm,斜長1.13mm, 0.425mm。 根據表2-12查得：以上尺寸時 =0.02mm。 查表2-13，X=0.5。 根據表2-16，尺寸為0.5mm、1.13mm、1.75mm 、1.5mm、 0.425mm時的公差都為=0.040mm；尺寸為3mm的公差為=0.048mm；尺寸為12mm的公差為=0.070mm；尺寸為9mm的公差為=0.058mm。 根據表2-14公式 = (0.5+0.5′0.040)mm= 0.52mm = (1.13+0.5′0.040)mm= 1.15mm = (1.75+0.5′0.040)mm= 1.77mm = (1.5+0.5′0.040)mm= 1.52mm = (0.425+0.5′0.040)mm= 0.445mm = (3+0.5′0.048)mm= 3.024mm = (12+0.5′0.070)mm= 12.035mm = (9+0.5′0.058)mm= 9.029mm 4).沖C區(qū)梯形孔凸模 工件孔尺寸:長8.5mm、9.58mm,斜寬1.93mm。 根據表2-12查得：以上尺寸時 =0.02mm。 查表2-13，X=0.5。 根據表2-16，尺寸為8.5mm、9.58mm時的公差為=0.058mm； 尺寸為1.93mm的公差為=0.040mm。 根據表2-14公式 = (8.5+0.5′0.058)mm= 8.529mm = (9.58+0.5′0.058)mm= 9.609mm = (1.93+0.5′0.040)mm= 1.95mm 5).沖D和E區(qū)外形沖裁凸模 工件孔尺寸:長2.9mm、1.5mm、1.4mm、0.3mm；寬0.5mm、 0.43mm、0.175mm、1.5mm；斜寬1.62mm、1.52mm。 根據表2-12查得：以上尺寸時 =0.02mm。 查表2-13，X=0.5。 根據表2-16，尺寸為1.5mm、1.4mm、0.3mm 、0.5mm、0.43mm、 0.175mm、1.62mm、1.52mm時的公差都為=0.040mm；尺寸為2.9mm的公差為=0.048mm。 根據表2-14公式 = (1.5+0.5′0.040)mm= 1.52mm = (1.4+0.5′0.040)mm= 1.42mm = (0.3+0.5′0.040)mm= 0.32mm = (0.5+0.5′0.040)mm= 0.52mm = (0.43+0.5′0.040)mm= 0.45mm = (0.175+0.5′0.040)mm= 0.195mm = (1.62+0.5′0.040)mm= 1.64mm = (1.52+0.5′0.040)mm= 1.54mm = (2.9+0.5′0.048)mm= 2.924mm 6).沖F和G區(qū)外形沖裁凸模 工件孔尺寸:長2.4mm、1.5mm、0.9mm,寬1.08mm、0.6mm、 0.5mm。 根據表2-12查得：以上尺寸時 =0.02mm。 查表2-13，X=0.5。 根據表2-16，以上尺寸的公差都為=0.040mm。 根據表2-14公式 = (2.4+0.5′0.040)mm= 2.42mm = (1.5+0.5′0.040)mm= 1.52mm = (0.9+0.5′0.040)mm= 0.92mm = (1.08+0.5′0.040)mm= 1.1mm = (0.6+0.5′0.040)mm= 0.62mm = (0.5+0.5′0.040)mm= 0.52mm 7).沖H和J區(qū)外形沖裁凸模 工件孔尺寸:長10mm、9mm、0.4mm、1.5mm,寬0.45mm。 根據表2-12查得：以上尺寸時 =0.02mm。 查表2-13，X=0.5。 根據表2-16，尺寸為1.5mm、0.4mm、0.45mm時的公差都為 =0.040mm；尺寸為9mm的公差為=0.058mm；尺寸為10mm的公差為=0.070mm。 根據表2-14公式 = (1.5+0.5′0.040)mm= 1.52mm = (0.4+0.5′0.040)mm= 0.42mm = (0.45+0.5′0.040)mm= 0.47mm = (9+0.5′0.058)mm= 9.029mm = (10+0.5′0.070)mm= 10.035mm 8).沖K區(qū)外形沖裁凸模 工件孔尺寸:長2.4mm、5.1mm、6.5mm、3.5mm,寬3mm、4.7mm、 0.85mm,斜寬0.35mm。 根據表2-12查得：以上尺寸時 =0.02mm。 查表2-13，X=0.5。 根據表2-16，尺寸為2.4mm、0.85mm、0.35mm時的公差都為 =0.040mm；尺寸為5.1mm、3.5mm、3mm、4.7mm的公差為 =0.048mm；尺寸為6.5mm的公差為=0.058mm。 = (2.4+0.5′0.040)mm= 2.42mm = (0.85+0.5′0.040)mm= 0.87mm = (0.35+0.5′0.040)mm= 0.37mm = (5.1+0.5′0.048)mm= 5.124mm = (3.5+0.5′0.048)mm= 3.524mm = (3+0.5′0.048)mm= 3.024mm = (4.7+0.5′0.048)mm= 4.724mm = (6.5+0.5′0.058)mm= 6.529mm (6). 沖裁間隙 沖裁間隙值的選取對工件質量,沖裁力的大小,模具的壽命都有顯著影響。沖裁間隙較大時會出現(xiàn)廢料穿過板料而隨凸模上升的現(xiàn)象, 也會使脆性材料從凹?？字懈咚俅┏? 以至工件報廢, 甚至危及操作者的安全。由表2-10(《沖模具設計應用實例》P34)選擇間隙。凹模工作部分尺寸均按凸模研配, 保證兩側共有0.025mm~0.045mm的均勻間隙。 四.模具總體設計 有了上述各步計算所得的數(shù)據及確定的工藝方案,便可以對模具 進行總體設計,如圖裝配圖所示。 從結構圖初算出閉合高度: =(50+12+44.2+3+15+0.5+30+10+60) mm= 224.7mm 根據凹模的外形尺寸,確定下模板的外形尺寸為:315mm′250mm。 五.模具主要零部件的設計 模具為14工位級進模,步距為11.5mm,模具長315mm,模具結構 如裝配圖所示,采用四導柱滾珠導向鋼板模架。上模部分由上模座、 墊板、凸模固定板,卸料板和各個凸模組成,卸料板與上模之間安裝 有滾珠導向小導柱導套。下模部分由下模座、凹?；w以及凹模墊 板和導料板組成。 1.模架 多工位級進模選擇模架精度,主要根據模具的沖裁間隙、配合精 度和模具復雜程度。模具沖裁間隙小于0.05mm時,采用滾珠過盈導 向模架。本模具采用上述模架。所以 上模座: 310mm ′ 250mm ′ 50mm 材質為HT200 下模座: 310mm ′ 250mm ′ 60mm 材質為HT200 導 柱: 25h5 ′ 190mm 材質為20鋼 導 套: 25H6 ′ 125mm ′ 38mm 材質為20鋼 保持圈: 25mm ′ 32.5mm ′ 76mm 材質為45鋼 淬火硬度40~45HRC。 彈 簧: 1.6mm ′ 30mm ′ 65mm 材質為60Si2MnA 淬火硬度43~48HRC。 壓 板: 16mm ′ 20mm 材質為45鋼 淬火硬度40~45HRC。 螺 釘: M6mm′16mm GB70-58 材質為45鋼 淬火硬度40~45HRC。 模 柄: A50mm′95mm GB2862.1-81 材質為Q235鋼 導柱、導套滲碳深度0.8~1.2mm,硬度58~62HRC。 設計時,滾柱與導柱,導套之間應保持0.01~0.02mm的過盈量。為保證均勻接觸, 滾珠尺寸必須嚴格控制。滾柱直徑一般取3~5mm。本模具為高精度模具, 滾柱精度取IT5。滾柱排列對稱, 分布均勻, 與中心線斜角一般取5~10°, 使每個滾柱在上下運動時都有其各自的滾道而減少磨損。滾珠夾持的長度, 應保證上模回程至止點時, 仍有2~3圈滾柱與導柱, 導套配合, 起導向作用。 2.沖裁凸、凹模 由排樣圖可看出,沖裁部位共有38個,其中屬于外形沖裁的部位有36個。為避免沖切連體外形接刀處因步距誤差而產生連絲和毛刺，故沖裁連體外形的接刀設計如圖排樣圖中的I、II所示。 凹模設計為整體結構，沖裁型孔均采用線切割機床加工。除圓形凸模外，各異型凸模設計成直通式外形，主要采用線切割加工。 由于沖裁凸模中具有較多的細小凸模,因此需要利用凸模護套對細小凸模進行保護,防止細小凸模損壞，設計時要認真計算它的強度，并選擇合適的安裝方法。 細小凸模的損壞形式主要是受壓失穏而折斷,在材料力學中屬于“壓桿穩(wěn)定”的問題。凸模分為帶導向裝置和無導向裝置兩種，如圖5-5所示。凸模損壞不是其壓應力達到破壞值被壓碎, 而是產生彎曲變形而折斷,顯然,圖(1)比圖(2)更容易折斷。 防止凸模失穩(wěn)破壞,主要應計算出圖中所示失穩(wěn)段長度L的值,當L小于一定的數(shù)值時,就不會發(fā)生失穩(wěn)折斷.用式2-24（《冷模設計應用實例》P44）計算D、E、F、G、H、J各區(qū)凸模允許的自由長度。各區(qū)沖裁力前面已計算出FD= FE= 539.7N、FF= FG= 373N、FH= FJ= 2119.5N。計算凸模的慣性矩。如圖6-6所示，截面最小的慣性矩是對x軸的慣性矩, 其中圖6-6,前兩個視圖都是按組合截面的方法計算慣性距。其值用下式計算。圖中尺寸=4.45mm，= 0.475mm，=2.4mm，=0.475，=10.4mm，=0.74mm，則： 代入式（2-24）即： 則D、E、F、G、H、J各區(qū)允許的自由長度分別為: 10.297mm、9.096mm、15.446mm。 細小凸模的安裝結構可有如圖7-7所示的幾種方法。 先分析D、E、F、G、H、J各區(qū)沖裁凸模應采用的結構。圖7-7(2) 所示的結構，是在凸模固定板和卸料板上都有保護套。上邊的保護套起固定凸模的作用,下邊的保護套與凸模間隙配合, 兩護套之間的距離L就是凸模的自由長度部分, 它分別應小于10.297mm、10.297mm、9.096mm、9.096mm、15.446mm、15.446mm同時, L也必須大于卸料板的工作行程。分析本模具各工序后可知, 卸料板的行程定為1.5mm, 可以滿足各工序的工作需要, 所以, 這種結構是可以采用的。上護套與凸模固定板采用H7/m6配合, 保護套中的的異形孔, 都可采用電火花機床加工, 采用這種結構凸模容易制造, 折斷后更換也很方便。 圖7-7(1)所示的結構, 凸模需穿過橡膠板, 凸模穿過橡膠板部分的長度屬于自由長度?？紤]到橡膠板部分長度的設計, 其厚度不能太小。另外,該結構穩(wěn)定性差, 亦不適用K區(qū)的凸模。 圖7-7(3)所示的結構,可滿足本模具的使用要求,但凸模制造復雜,不容 易更換,所以不宜采用。 凹?？锥加镁€切割加工,必須要打穿絲孔, 直徑小于1mm的穿絲孔很難加工, 因而, 在窄孔的側面, 打3mm的穿絲空, 在線切割加工時, 切割出各個的異形孔, 然后在鑲上鋼板, 鋼板的一側就是沖裁的刃口。 3. 卸料板 卸料板要有足夠的運動精度,為此在卸料板和固定板之間要設輔助導向機構,俗稱小導柱和小導套。小導柱和小導套的配合間隙應當更小, 一般為凸模與卸料板配合間隙的1/2。各種間隙的關系見表 7-9(《沖模設計應用實例》P254), 從表中可以看出, 間隙Z2值都很小, 在沖裁間隙值等于或小于0.05mm時, 模具中的輔助導向機構必須設計成滾珠過盈的導向機構方能有導向效果。鋼球保持圈屬于標準件。本模具選用小導柱直徑為ˉ12mm, 在固定板與卸料板之間共設置4套。 4. 導尺的設計 導尺也稱為導料板,導尺工作的側壁設計成平直的,在側刃處有一轉角。導尺的內側與條料接觸, 外側與凹模齊平, 這樣就確定了導尺的寬度。條料在側刃前的寬度為54mm,之后為50mm,凹模寬度為140mm,導尺的寬度在側刃前的寬度為43mm,之后為45mm。導尺與條料之間的間隙一般為0.03~0.2mm,選0.1mm。導尺的厚度按表7-10(《沖模設計應用實例》P254)選擇,約為5mm。導尺用螺釘和銷釘固定在凹模上。導尺采用45鋼制作,熱處理硬度為40~45HRC。導尺的進料端安裝承料板, 其厚度與導尺相同, 入口處設計成半徑為5的圓角。 5. 定位裝置 模具的步距精度為 0.005mm,采用的自動送料機構精度為0.05mm,為此在模具內設置個5工藝性導正銷,分別設置在第2、4、7、10工位,導正銷的安裝形式如圖8-8所示.圖中a直接裝在凸模上, 圖b是安裝在卸料板上, 其余數(shù)種均是穿過卸料板和凸模固定板進行安裝的; 本模具采用圖中c, 采用導正釘與凸模固定板過盈配合之間是墊柱, 導正銷與固定板,卸料板的配合均選用H7/h6,導正銷直徑為ˉ2.3mm。 6. 限位裝置 級進模結構較復雜,凸模較多,在存放,搬運,試模過程中,若凸模過多地進入