通孔帶凸緣U形件的沖孔切邊復合模具設計【沖壓成型工藝及模具含16張CAD圖】
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充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙通孔帶凸緣 U形件的沖孔切邊復合模具設計【沖壓成型工藝及模具】 摘要：本設計的題目是加工沖孔切邊的沖壓復合模具，通過對方案的選擇，沖壓力的計算和壓力中心確定的計算以及凸凹模刃口的計算等使本副模具基本符合沖壓要求，由于工件結構簡單，采用復合模一次成形就可以實現(xiàn)零件的成形。復合模具的精度要求很高導向要求十分精確，在設計本副模具時遇到很大的阻力經過對各方案的選擇最終才選擇此方案。通過近三周的拼搏，本副級進模具設計終于完成。根據(jù)標準模架的選擇，制作凸凹模材料的選擇以及導向和送進精度的確定本模具所加工出的工件滿足要求，符合市場的需要。由于設計者的能力所限，設計中的不足之處還有好多例如：材料利用率方面僅57%，會對經濟效益有影響。根據(jù)《實用模具技術手冊》 ，本模具的沖裁力不大精度基本能保證的前提下選擇了對角導柱模架。相信不久本模具投入市場一定能帶來很好的效益服務大眾，服務社會。關鍵詞：復合模、壓力中心.Trimming Process punching and stamping die Abstract：This design is the subject of punching Trimming the processing of stamping die, through the choice of programme, 充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙the calculation of the pressure-pressure center and determine the terms and Tuao-edge computing, such as making the mold of the basic requirements of the press, as the workpiece Simple structure, forming a composite mode can be achieved forming parts. The accuracy of die-oriented requirements of very high precision, deputy die in the design of this encounter great resistance to the programme after the final selection was chosen this option. Jin Sanzhou through the struggle, the deputy Progressive Die Design finally completed. Standards moldbase in accordance with the choice of production Tuao-oriented, and the choice of material and taken to determine the accuracy of this mold by processing the workpiece to meet the requirements, in line with the needs of the market. As designers the ability constraints, the design of the inadequacy of the many there are, for example: utilization of materials in only 57 percent have an impact on economic efficiency. According to "die for a technical manual," the mold of punching power can not guarantee the accuracy of the basic premise of the choice of derivative---Kok. I believe the market will soon die of this will certainly be able to bring the benefits of serving the public good and serve the community.Key words: transfer mold、 pressure centre。充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙目 錄1 緒 論 ......................................................................................................................................11.1 國內模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 .......................................................................................11.1.1 國內模具的現(xiàn)狀 ................................................................................................11.1.2 國內模具的發(fā)展趨勢 .....................................................................................21.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 ....................................................................................32 U 形件工藝性分析 ..................................................................................................................52.1 沖壓零件的工藝性分析 ...............................................................................................52.2 沖壓工藝方案的選擇 ...................................................................................................63 模具結構形式的選擇與確定 ..................................................................................................73.1 模具結構形式的選擇 ...................................................................................................73.2 沖壓力與壓力中心的計算，初選壓力機 ...................................................................73.2.1 沖裁工序總力的計算 ........................................................................................73.2.2 初選壓力機 ........................................................................................................83.2.3 壓力中心的計算 ..............................................................................................104 模具工作零件的計算 ...........................................................................................................115 模具工作零件的設計 ...........................................................................................................135.1 凸模設計 ....................................................................................................................135.2 凹模的設計 ................................................................................................................155.3 凸凹模的設計 ............................................................................................................176 模具標準件和零件的選取 ....................................................................................................196.1 模具標準件 .................................................................................................................196.2 標準件 .........................................................................................................................196.3 模柄 .............................................................................................................................196.4 廢料切刀 .....................................................................................................................217 模具總裝圖及工作原理 .......................................................................................................227.1 模具總裝圖 .................................................................................................................227.2 沖孔.邊復合模的工作原理 .......................................................................................22結束語 .......................................................................................................................................23充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙致謝 ...........................................................................................................................................24參考文獻 ...................................................................................................................................25充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙11 緒 論目前，我國沖壓技術與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。1.1 國內模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.1.1 國內模具的現(xiàn)狀我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計，2003 年我國模具生產廠點約有 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，任務飽滿，2004 年模具產值 530 億元。進口模具 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%。進出口之比 2004 年為3.69:1，進出口相抵后的進凈口達 13.2 億美元，為凈進口量較大的國家。在 2 萬多家生產廠點中，有一半以上是自產自用的。在模具企業(yè)中，產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)結構調整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復雜、長壽命中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度快于一般模具產品；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，但遠遠不能適應國民經濟發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足:第一，體制不順，基礎薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應市場經濟，再加上國內模具工業(yè)基礎薄弱，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方面。 第二，開發(fā)能力較差，經濟效益欠佳.我國模具企業(yè)技術人員比例低，水平較低，且不重視產品開發(fā)，在市場中經常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產值約合 1 萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是 15～20 萬美元，有的高達 25～30 萬美充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙2元，與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現(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．雖然國內許多企業(yè)采用了先進的加工設備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設備數(shù)控化率和CAD/CAM 應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設備不配套，設備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設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、標準化、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)化生產水平低，專業(yè)化分工不細，商品化程度也低。目前國內每年生產的模具，商品模具只占 45%左右，其馀為自產自用。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，與國際水平相比要落后許多。模具標準化水平低，標準件使用覆蓋率低也對模具質量、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技術落后．模具材料性能、質量和品種往往會影響模具質量、壽命及成本，國產模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設備等性能差，也直接影響模具水平的提高。1.1.2 國內模具的發(fā)展趨勢巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經濟高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1） 模具日趨大型化； 2）在模具設計制造中廣泛應用 CAD/CAE/CAM 技術； 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)； 4）在塑料模具中推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型和高壓注射成型技術； 5）提高模具標準化水平和模具標準件的使用率； 6）發(fā)展優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術； 充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙37）模具的精度將越來越高； 8）模具研磨拋光將自動化、智能化； 9）研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程； 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)生產關鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產制作表現(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。模具生產技術水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并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。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應求的局面，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值的三分之一。 國外模具總量中,大型、精密、復雜、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，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國模具產值達 48 億歐元。其中（VDMA）會員模具企業(yè)有 90 家，這 90 家骨干模具企業(yè)的產值就占德國模具產值的 90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時代的進步和技術的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術的人才如模具結構設計、模具工藝設計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術水平比較高．故人均產值也較高．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產值約合 1 萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多 15～20 萬美元，有的達到 25～30 萬美元。國外先進國家模具標準件使用覆蓋率達 70%以上，而我國才達到 45％．充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙42 U 形件工藝性分析名 稱：凸圓 U 形件材 料：08 鋼 厚 度：1mm生產批量：大批充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙5圖 1 工件圖2.1 沖壓零件的工藝性分析圖示零件材料為 08 號鋼板，能夠進行一般的沖壓加工，市場上也容易得到這種材料，價格適中。外形切邊的工藝性：U 形件屬于中等尺寸零件，料厚 1mm，外形復雜程度一般，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工藝獲得。沖孔的工藝性：φ14 的孔，尺寸精度要求一般，可采用沖孔。此工件只有外形切邊和沖孔兩個工序。圖示零件尺寸均為未注公差的一般尺寸，按慣例取 IT14 級，符合一般級進沖壓的經濟精度要求，模具精度取 IT9 級即可。由以上分析可知，圖示零件具有比較好的沖壓工藝性，適合沖壓生產。2.2 沖壓工藝方案的選擇根據(jù)制件的形狀分析其沖壓工藝方案可以采用以下三種方案：第一：先切邊，后沖孔。第二：先沖孔，后切邊。第三：同時進行切邊，沖孔。充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙6方案對比：方案一與方案二的設計增加了一套模具，同時制件的精度不高，并且成本也大大增加。方案三不僅一副模具可以完成，也提高了制件的精度，同時也大大降低了制造模具的成本。綜合以上分析，采用第三種方案進行沖壓生產。3 模具結構形式的選擇與確定3.1 模具結構形式的選擇1）正倒裝結構：根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括切邊和落料兩個工序，由于制件的形狀要求，采用正裝結構，即沖孔凹模和落料凹模都安排在下模。充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙72）定位裝置：本工件在復合模中尺寸是較小的，又是大批量生產，制件的精度要求不是太高，又由于制件的特殊性，只須凸凹模與沖孔凸模同時定位就符合要求了。3）導向方式：為確保零件的質量及穩(wěn)定性，選用導柱、導套導向。由于已經采用了手工送料方式，為了提高開敞性和導向均勻性，采用對角導柱模架。4）卸料方式：本模具采用正裝結構，沖孔廢料和工件留在凹?？锥粗?，為了簡化模具結構，可以在下模座中開有通槽，使廢料和工件從孔洞中落下。工件厚度為 1 mm，料厚比較薄，為了簡化模具結構和達到可靠的卸料力，選用打料快卸料和廢料切刀。3.2 沖壓力與壓力中心的計算，初選壓力機3.2.1 沖裁工序總力的計算由工件結構和前面所定的沖壓方案可知，本工件的沖裁力包括以下部分。沖 φ35mm 孔的力 P1、沖 φ14mm 孔的力 P2，考慮到模具刃部被磨損、凸凹模間隙不均勻和波動、材料力學性能及材料厚度偏差等因素的影響，實際計算沖裁力時按下面公式：P=KLtτ式中 P—沖裁力（kN）L—沖裁件剪切周邊長度（mm）t—沖裁件材料厚度（mm）τ—被沖材料的抗剪強度(MPa)K—系數(shù)，一般取 1.3。上式中抗剪強度 τ 與材料種類和坯料的原始狀態(tài)有關，可在手冊中查詢。為方便計算，可取材料的 τ=0.8σ b,故沖裁力表達式又可表示為：P=1.3Ltτ≈Ltσ b式中 σ b—被沖材料抗拉強度(MPa)。查手冊表得 10 鋼的 σ b=335MPa充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙8P1=2×17..5π×1×335=41.76kNP2=2π×7×2.2×335=16.7kN工序總力 P 總 =P1+P2 =41.76+16.76=58.52kN3.2.2 初選壓力機（1）壓力機類型的選定。其依據(jù)是所要完成工序的工藝性質，批量大小，工件的幾何尺寸和精度。通用壓力機適合完成沖裁，彎曲，淺拉深等工藝。對于大型，較復雜的拉深件多采用拉深壓力機。對于批量小，厚板沖壓或工藝力的施力行程較大者多采用液壓機。對于精度 要求不大高的中小型沖壓機，盡量選用開式壓力機。這是因為開式壓力機具有三面敞開的 操縱空間，使用方便，容易實現(xiàn)機械化，成本低。1.制品工序性質2.生產綱領3.工件幾何尺寸4.制件精度5.工廠條件由以上可知，該模具選用開式壓力機。（2）壓力機噸位的選定。對于一般的沖孔，落料和壓印工藝，工作行程較短，不會出現(xiàn)標稱壓力行程和許用能量不足的問題，在選用壓力機噸位時，可以只考慮標稱壓力的選擇。在實際工作中，從模具壽命，加工精度，壓力機疲勞強度，維修等方面考慮，通常所選用壓力機的標稱壓力不小于總工藝力的 1.25—1.35 倍。可選的壓力機為及可以滿足壓力的要求：J23—3.15 具體的參數(shù)如下表：表 1 壓力機的參數(shù)表J23—10 壓力機參數(shù)表公稱壓力 100KN 滑塊行程 60mm滑塊行程次數(shù) 135 次/min 最大閉合高度 180mm充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙9最大閉合高度 120mm 封閉高度調節(jié)量 50mm滑塊的中心線至床身的距離130mm立柱距離：180mm連桿調節(jié)長度 25mm 墊板尺寸（厚度） 50mm前后 360mm 前后 90mm工作臺尺寸 左右240mm工作臺孔尺寸 左右×孔徑 180mm×130mm模柄孔尺寸 30mm×40mm 最大傾斜角度 30°（3）最大裝模高度的選擇所選用壓力機的最大裝模高度應大于沖模的閉合高度，一般至少要大于 5mm 。由于希望以縮短的連桿工作，并考慮到以后模具的修模會使模具高度減少，可以選擇最大裝模高度模具閉合高度相近的壓力機。如果壓力機裝模高度過高，當然可以在壓力機工作臺面上加墊板。3.2.3 壓力中心的計算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的中心滑塊中心線重合。否則，沖壓時滑塊就會承受偏心載荷，導致滑塊導軌與模具的導向部分不正常的磨損，還會使合理的間隙得不著保證，從而影響制件的質量和降低模具的壽命，甚至損壞模具。由于此工件為中心對稱的圓形工件，所以壓力中心與工件的中心重合。充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙104 模具工作零件的計算圖示零件尺寸均為未注公差的一般尺寸，按慣例取 IT14 級，符合一般級進沖壓的經濟精度要求，模具精度取 IT9 級即可。查有關手冊得：00.430.62.43.525,1,,?????沖孔時，間隙取在凹模上，則：凸模尺寸dap=（d+x△） -δp 0凹模尺寸dd=(d+x△+Z min)0+δ式中 D d Dp——落料凹模和凸模的刃口尺寸，mm充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙11dp dd——沖孔凹模和凸模的刃口尺寸，mmx——磨損系數(shù)，由手冊﹝1﹞查表 2-30 得：IT14 級時 x=0.5。Zmin——雙面間隙，mm△——工件公差，mmδ——凸模和凹模的制造公差，mm落料時，間隙取在凹模上，則：凸模尺寸0()ddDx?????凹模尺寸0min()ppdZ??式中 D d Dp——落料凹模和凸模的刃口尺寸，mmdp dd——沖孔凹模和凸模的刃口尺寸，mmx——磨損系數(shù)，由手冊﹝1﹞查表 2-30 得：IT14 級時 x=0.5。Zmin——雙面間隙，mm△——工件公差，mmδ——凸模和凹模的制造公差，mm查沖裁模初始雙面間隙值為 7.0—10.0mm,minaxi2(7.0/1)0.284.4.Zm????落料： 0.2,.03dp????符合要求。maxin...50.12dp Z?????0.3.30 0min.2.2()(3.6)49498dpdpDxZ??????????充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙12沖孔：， 0.2,.0pd????maxin...40.12dp Z?????000.2.2min()(14.53)1485pdpdDxZ????????????5 模具工作零件的設計5.1 凸模設計沖圓孔的凸模，為了增加凸模的強度與剛度，凸模非工作部分直徑應作成逐漸增大的多級形式如圖 6 所示：充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙13圖 2 沖孔凸模的結構形式凸模長度一般是根據(jù)結構上的需要而確定的，其凸模長度用下列公式計算：L=h1+h2+h3+h式中 L—凸模長度， mmh1—凸模固定板高度，mmh2—工件高度，mmh3—導尺高度，mmh—附加高度，一般取 15~20mm①沖裁 φ14mm 孔凸模、凹模各尺寸及其組件確定和標準化（包括外形尺寸和厚度）凸模長度 L=25+26+22+1=74mm由小凸模刃口 d=14.23mm 查手冊﹝2﹞表 2.54 可知 h=3mm, D=21mm, L=74凸模強度校核：要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應力不超過凸模材料的許用壓應力，即對于圓形凸模 d min≥ ][4??t式中 d min—圓形凸模最小截面直徑， mm充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙14t—沖裁材料厚度，mm—沖裁材料的抗剪強度，MPa?—凸模材料許用強度，?。?.0~1.6）×10 3MPa???dmin≥ = =1.34mm 所以承壓能力足夠。][4?t310.5?抗縱向彎曲力校核 對于圓形凸模（有導向裝置）?。蹋恚幔?70d 2/ F式中 Lmax ——允許的凸模最大自由長度，mmF ——沖模力,Nｄ——凸模最小截面的直徑，mmLmax≤270d 2/ =270×14.232/ =66.5mm 所以長度適宜。7.16凸模固定端面的壓力q = 2d,所以 b 應大于１６。根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板 125×100×25（JB/T7643.1）如圖：圖（5）凹模外形落料凹模的長度選取要考慮以下因素：a)保證有足夠的安裝剛性卸料板的位置。b)便于導尺發(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。由于采用整體式凹模，所以由外形落料凹模確定其凹模板厚度，其凹模刃口高度由表 2.40 查得 h=6mm，β= 20充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙175.3 凸凹模的設計沖孔，落料復合模、凹模各尺寸及其組件確定和標準化（包括外形尺寸和厚度）凸凹模長度 L=27+10+1.50=38由凸模刃口 d=34.69mm 查得 D=45mm, h=7.5mm,L=38mm。123134.69,,14.5,2,7.5,9,38.dmdmdhmLm????圖（6）凸凹模凸凹模固定板端面壓力超過了 80～90ＭＰa，為此應在凸模頂端與模座之間加一個淬硬的墊板。矩形墊板材料可用 45 鋼，結構形式和尺寸規(guī)格見手冊﹝２﹞表 15.60，查得 125×100×8充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙186 模具標準件和零件的選取6.1 模具標準件模架 12506190/2851.JBT??墊板 84763鋼凸模固定板 /4.J鋼凸凹模固定板 125052BT??鋼上模座 3/8.9J下模座 410導柱 2610/26.AhGBT?導柱 58導套 7/1.導套 26026AhGBT?6.2 標準件固定螺釘 578260BM??固定螺釘 G固定螺釘 3充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙196.3 模柄1345120,67,4,9588,.dmdmLLH??圖（7）模柄充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙206.4 廢料切刀d=6mm,h=10mm,L=12mm,B=5mm,H=15mm圖（8）廢料切刀充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙217 模具總裝圖及工作原理7.1 模具總裝圖1.固定螺釘 2.導柱 3.墊板 4.凸凹模 5.工件 6.廢料切刀 7.推件塊 8.導套 9.上模座 10.固定螺釘 11.推桿 12.固定螺釘 13.推桿 14.導桿 15.模柄 16.銷釘 17.墊板 18.凸模固定板 19.凸模 20.凹模 21.凸凹模 22.銷釘 23.下模座圖（9）裝配圖7.2 沖孔.邊復合模的工作原理上模部分通過模柄安裝在壓力機滑塊上，下模部分通過螺栓，壓板安裝在壓力機工作臺面上。壓力機行程一次，完成落料，沖孔一次，壓力機滑塊回程，帶動上模部分上行，卡在凸模外的工件有推件塊推出，卡在凸凹模內的廢料從下模部分的落料孔中落出，落料外的廢料有廢料切刀切成 兩部分，有工人取出。完成一次沖壓。充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙22結束語深圓筒件屬于簡單拉深件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計算確定本制件是多次拉深成的，然后相應選取各次拉深時的壓力機。本設計主要是最后一次拉深模具設計，需要計算拉深時的間隙、工作零件的圓角半徑、尺寸和公差，并且還需要確定模具的總體尺寸和模具零件的結構，然后根據(jù)上面的設計繪出模具的總裝圖。由于在零件制造前進行了預測，分析了制件在生產過程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應的工藝措施。因此，模具在生產零件的時候才可以減少廢品的產生。深圓筒件的形狀結構較為簡單，但是高度太高不適合選用標準模架。要保證零件的順利加工和取件，必須有足夠的高度，因此需要改變導柱、導套的長度，以達到要求。模具工作零件的結構也較為簡單，它可以相應的簡化了模具結構。便以以后的操作、調整和維護。深圓筒模具的設計，是理論知識與實踐有機的結合，更加系統(tǒng)地對理論知識做了更深切貼實的闡述。也使我認識到，要想做為一名合理的模具設計人員，必須要有扎實的專業(yè)基礎，并不斷學習新知識新技術，樹立終身學習的觀念，把理論知識應用到實踐中去，并堅持科學、嚴謹、求實的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術，為國民經濟的騰飛做出應有的貢獻。充值購買 -下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙23參考文獻[1] 楊占堯主編. 塑料注塑模結構與設計[ M]. 清華大學出版社.[2] 中國模具設計大典.[3] 王孝陪主編. 塑料成型工藝及模具簡明手冊[ M]. 機械工業(yè)出版社. 2000[4] 模具制造手冊編寫組. 模具制造手冊[ M]. 機械工業(yè)出版社. 1996[5] 馮炳堯，韓泰榮，蔣文生主編. 模具設計與制造簡明手冊[ M]. 上?？茖W技術出版社，1998[6] 賈潤禮，程志遠主編. 實用注塑模設計手冊[ M]. 中國輕工業(yè)出版社. 2000[7] 唐志玉主編. 模具設計師指南. 國防工業(yè)出版社［J］. 1999，9 2[8] 屈華昌主編. 塑料成型工藝與模具設計[ M]. 機械工業(yè)出版社. 1995[9] 黃毅宏主編. 模具制造工藝[ M]. 機械工業(yè)出版社. 199901 緒 論目前，我國沖壓技術與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當?shù)穆浜螅饕蚴俏覈跊_壓基礎理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。1.1 國內模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.1.1 國內模具的現(xiàn)狀我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計，2003 年我國模具生產廠點約有 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，任務飽滿，2004 年模具產值 530 億元。進口模具 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%。進出口之比 2004 年為3.69:1，進出口相抵后的進凈口達 13.2 億美元，為凈進口量較大的國家。在 2 萬多家生產廠點中，有一半以上是自產自用的。在模具企業(yè)中，產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)結構調整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復雜、長壽命中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度快于一般模具產品；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，但遠遠不能適應國民經濟發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足:第一，體制不順，基礎薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應市場經濟，再加上國內模具工業(yè)基礎薄弱，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方面。 第二，開發(fā)能力較差，經濟效益欠佳.我國模具企業(yè)技術人員比例低，水平較低，且不重視產品開發(fā)，在市場中經常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產值約合 1 萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是 15～20 萬美元，有的高達 25～30 萬美1元，與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現(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．雖然國內許多企業(yè)采用了先進的加工設備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設備數(shù)控化率和CAD/CAM 應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設備不配套，設備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設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、標準化、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)化生產水平低，專業(yè)化分工不細，商品化程度也低。目前國內每年生產的模具，商品模具只占 45%左右，其馀為自產自用。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，與國際水平相比要落后許多。模具標準化水平低，標準件使用覆蓋率低也對模具質量、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技術落后．模具材料性能、質量和品種往往會影響模具質量、壽命及成本，國產模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設備等性能差，也直接影響模具水平的提高。1.1.2 國內模具的發(fā)展趨勢巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經濟高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1） 模具日趨大型化； 2）在模具設計制造中廣泛應用 CAD/CAE/CAM 技術； 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)； 4）在塑料模具中推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型和高壓注射成型技術； 5）提高模具標準化水平和模具標準件的使用率； 6）發(fā)展優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術； 27）模具的精度將越來越高； 8）模具研磨拋光將自動化、智能化； 9）研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程； 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)生產關鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產制作表現(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。模具生產技術水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并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。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應求的局面，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值的三分之一。 國外模具總量中,大型、精密、復雜、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，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國模具產值達 48 億歐元。其中（VDMA）會員模具企業(yè)有 90 家，這 90 家骨干模具企業(yè)的產值就占德國模具產值的 90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時代的進步和技術的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術的人才如模具結構設計、模具工藝設計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術水平比較高．故人均產值也較高．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產值約合 1 萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多 15～20 萬美元，有的達到 25～30 萬美元。國外先進國家模具標準件使用覆蓋率達 70%以上，而我國才達到 45％．32 U 形件工藝性分析名 稱：凸圓 U 形件材 料：08 鋼 厚 度：1mm生產批量：大批4圖 1 工件圖2.1 沖壓零件的工藝性分析圖示零件材料為 08 號鋼板，能夠進行一般的沖壓加工，市場上也容易得到這種材料，價格適中。外形切邊的工藝性：U 形件屬于中等尺寸零件，料厚 1mm，外形復雜程度一般，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工藝獲得。沖孔的工藝性：φ14 的孔，尺寸精度要求一般，可采用沖孔。此工件只有外形切邊和沖孔兩個工序。圖示零件尺寸均為未注公差的一般尺寸，按慣例取 IT14 級，符合一般級進沖壓的經濟精度要求，模具精度取 IT9 級即可。由以上分析可知，圖示零件具有比較好的沖壓工藝性，適合沖壓生產。2.2 沖壓工藝方案的選擇根據(jù)制件的形狀分析其沖壓工藝方案可以采用以下三種方案：第一：先切邊，后沖孔。第二：先沖孔，后切邊。第三：同時進行切邊，沖孔。5方案對比：方案一與方案二的設計增加了一套模具，同時制件的精度不高，并且成本也大大增加。方案三不僅一副模具可以完成，也提高了制件的精度，同時也大大降低了制造模具的成本。綜合以上分析，采用第三種方案進行沖壓生產。3 模具結構形式的選擇與確定3.1 模具結構形式的選擇1）正倒裝結構：根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括切邊和落料兩個工序，由于制件的形狀要求，采用正裝結構，即沖孔凹模和落料凹模都安排在下模。62）定位裝置：本工件在復合模中尺寸是較小的，又是大批量生產，制件的精度要求不是太高，又由于制件的特殊性，只須凸凹模與沖孔凸模同時定位就符合要求了。3）導向方式：為確保零件的質量及穩(wěn)定性，選用導柱、導套導向。由于已經采用了手工送料方式，為了提高開敞性和導向均勻性，采用對角導柱模架。4）卸料方式：本模具采用正裝結構，沖孔廢料和工件留在凹模孔洞中，為了簡化模具結構，可以在下模座中開有通槽，使廢料和工件從孔洞中落下。工件厚度為 1 mm，料厚比較薄，為了簡化模具結構和達到可靠的卸料力，選用打料快卸料和廢料切刀。3.2 沖壓力與壓力中心的計算，初選壓力機3.2.1 沖裁工序總力的計算由工件結構和前面所定的沖壓方案可知，本工件的沖裁力包括以下部分。沖 φ35mm 孔的力 P1、沖 φ14mm 孔的力 P2，考慮到模具刃部被磨損、凸凹模間隙不均勻和波動、材料力學性能及材料厚度偏差等因素的影響，實際計算沖裁力時按下面公式：P=KLtτ式中 P—沖裁力（kN）L—沖裁件剪切周邊長度（mm）t—沖裁件材料厚度（mm）τ—被沖材料的抗剪強度(MPa)K—系數(shù)，一般取 1.3。上式中抗剪強度 τ 與材料種類和坯料的原始狀態(tài)有關，可在手冊中查詢。為方便計算，可取材料的 τ=0.8σ b,故沖裁力表達式又可表示為：P=1.3Ltτ≈Ltσ b式中 σ b—被沖材料抗拉強度(MPa)。查手冊表得 10 鋼的 σ b=335MPa7P1=2×17..5π×1×335=41.76kNP2=2π×7×2.2×335=16.7kN工序總力 P 總 =P1+P2 =41.76+16.76=58.52kN3.2.2 初選壓力機（1）壓力機類型的選定。其依據(jù)是所要完成工序的工藝性質，批量大小，工件的幾何尺寸和精度。通用壓力機適合完成沖裁，彎曲，淺拉深等工藝。對于大型，較復雜的拉深件多采用拉深壓力機。對于批量小，厚板沖壓或工藝力的施力行程較大者多采用液壓機。對于精度 要求不大高的中小型沖壓機，盡量選用開式壓力機。這是因為開式壓力機具有三面敞開的 操縱空間，使用方便，容易實現(xiàn)機械化，成本低。1.制品工序性質2.生產綱領3.工件幾何尺寸4.制件精度5.工廠條件由以上可知，該模具選用開式壓力機。（2）壓力機噸位的選定。對于一般的沖孔，落料和壓印工藝，工作行程較短，不會出現(xiàn)標稱壓力行程和許用能量不足的問題，在選用壓力機噸位時，可以只考慮標稱壓力的選擇。在實際工作中，從模具壽命，加工精度，壓力機疲勞強度，維修等方面考慮，通常所選用壓力機的標稱壓力不小于總工藝力的 1.25—1.35 倍。可選的壓力機為及可以滿足壓力的要求：J23—3.15 具體的參數(shù)如下表：表 1 壓力機的參數(shù)表J23—10 壓力機參數(shù)表公稱壓力 100KN 滑塊行程 60mm滑塊行程次數(shù) 135 次/min 最大閉合高度 180mm8最大閉合高度 120mm 封閉高度調節(jié)量 50mm滑塊的中心線至床身的距離130mm立柱距離：180mm連桿調節(jié)長度 25mm 墊板尺寸（厚度） 50mm前后 360mm 前后 90mm工作臺尺寸 左右240mm工作臺孔尺寸 左右×孔徑 180mm×130mm模柄孔尺寸 30mm×40mm 最大傾斜角度 30°（3）最大裝模高度的選擇所選用壓力機的最大裝模高度應大于沖模的閉合高度，一般至少要大于 5mm 。由于希望以縮短的連桿工作，并考慮到以后模具的修模會使模具高度減少，可以選擇最大裝模高度模具閉合高度相近的壓力機。如果壓力機裝模高度過高，當然可以在壓力機工作臺面上加墊板。3.2.3 壓力中心的計算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的中心滑塊中心線重合。否則，沖壓時滑塊就會承受偏心載荷，導致滑塊導軌與模具的導向部分不正常的磨損，還會使合理的間隙得不著保證，從而影響制件的質量和降低模具的壽命，甚至損壞模具。由于此工件為中心對稱的圓形工件，所以壓力中心與工件的中心重合。94 模具工作零件的計算圖示零件尺寸均為未注公差的一般尺寸，按慣例取 IT14 級，符合一般級進沖壓的經濟精度要求，模具精度取 IT9 級即可。查有關手冊得：00.430.62.43.525,1,,?????沖孔時，間隙取在凹模上，則：凸模尺寸dap=（d+x△） -δp 0凹模尺寸dd=(d+x△+Z min)0+δ式中 D d Dp——落料凹模和凸模的刃口尺寸，mm10dp dd——沖孔凹模和凸模的刃口尺寸，mmx——磨損系數(shù)，由手冊﹝1﹞查表 2-30 得：IT14 級時 x=0.5。Zmin——雙面間隙，mm△——工件公差，mmδ——凸模和凹模的制造公差，mm落料時，間隙取在凹模上，則：凸模尺寸0()ddDx?????凹模尺寸0min()ppdZ???式中 D d Dp——落料凹模和凸模的刃口尺寸，mmdp dd——沖孔凹模和凸模的刃口尺寸，mmx——磨損系數(shù)，由手冊﹝1﹞查表 2-30 得：IT14 級時 x=0.5。Zmin——雙面間隙，mm△——工件公差，mmδ——凸模和凹模的制造公差，mm查沖裁模初始雙面間隙值為 7.0—10.0mm,minaxi2(7.0/1)0.284.4.Zm????落料： 0.2,.03dp????maxin...50.12dp Z?????符合要求。0.330min.20.2()(6)4934.98dppdDxZ??????????11沖孔：， 0.2,.0pd????maxin...40.12dp Z?????000.2.2min()(14.53)1485pdpdDxZ????????????5 模具工作零件的設計5.1 凸模設計沖圓孔的凸模，為了增加凸模的強度與剛度，凸模非工作部分直徑應作成逐漸增大的多級形式如圖 6 所示：12圖 2 沖孔凸模的結構形式凸模長度一般是根據(jù)結構上的需要而確定的，其凸模長度用下列公式計算：L=h1+h2+h3+h式中 L—凸模長度， mmh1—凸模固定板高度，mmh2—工件高度，mmh3—導尺高度，mmh—附加高度，一般取 15~20mm①沖裁 φ14mm 孔凸模、凹模各尺寸及其組件確定和標準化（包括外形尺寸和厚度）凸模長度 L=25+26+22+1=74mm由小凸模刃口 d=14.23mm 查手冊﹝2﹞表 2.54 可知 h=3mm, D=21mm, L=74凸模強度校核：要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應力不超過凸模材料的許用壓應力，即對于圓形凸模 d min≥ ][4??t式中 d min—圓形凸模最小截面直徑， mm13t—沖裁材料厚度，mm—沖裁材料的抗剪強度，MPa?—凸模材料許用強度，?。?.0~1.6）×10 3MPa???dmin≥ = =1.34mm 所以承壓能力足夠。][4?t310.5?抗縱向彎曲力校核 對于圓形凸模（有導向裝置）?。蹋恚幔?70d 2/ F式中 Lmax ——允許的凸模最大自由長度，mmF ——沖模力,Nｄ——凸模最小截面的直徑，mmLmax≤270d 2/ =270×14.232/ =66.5mm 所以長度適宜。7.16凸模固定端面的壓力q = 2d,所以 b 應大于１６。根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板 125×100×25（JB/T7643.1）如圖：圖（5）凹模外形落料凹模的長度選取要考慮以下因素：a)保證有足夠的安裝剛性卸料板的位置。b)便于導尺發(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。由于采用整體式凹模，所以由外形落料凹模確定其凹模板厚度，其凹模刃口高度由表 2.40 查得 h=6mm，β= 20165.3 凸凹模的設計沖孔，落料復合模、凹模各尺寸及其組件確定和標準化（包括外形尺寸和厚度）凸凹模長度 L=27+10+1.50=38由凸模刃口 d=34.69mm 查得 D=45mm, h=7.5mm,L=38mm。123134.69,,14.5,2,7.5,9,38.dmdmdhmLm????圖（6）凸凹模凸凹模固定板端面壓力超過了 80～90ＭＰa，為此應在凸模頂端與模座之間加一個淬硬的墊板。矩形墊板材料可用 45 鋼，結構形式和尺寸規(guī)格見手冊﹝２﹞表 15.60，查得 125×100×8176 模具標準件和零件的選取6.1 模具標準件模架 12506190/2851.JBT??墊板 84763鋼凸模固定板 /4.J鋼凸凹模固定板 125052BT??鋼上模座 3/8.9J下模座 410導柱 2610/26.AhGBT?導柱 58導套 7/1.導套 26026AhGBT?6.2 標準件固定螺釘 578260BM??固定螺釘 G固定螺釘 3186.3 模柄1345120,67,4,9588,.dmdmLLH??圖（7）模柄196.4 廢料切刀d=6mm,h=10mm,L=12mm,B=5mm,H=15mm圖（8）廢料切刀207 模具總裝圖及工作原理7.1 模具總裝圖1.固定螺釘 2.導柱 3.墊板 4.凸凹模 5.工件 6.廢料切刀 7.推件塊 8.導套 9.上模座 10.固定螺釘 11.推桿 12.固定螺釘 13.推桿 14.導桿 15.模柄 16.銷釘 17.墊板 18.凸模固定板 19.凸模 20.凹模 21.凸凹模 22.銷釘 23.下模座圖（9）裝配圖7.2 沖孔.邊復合模的工作原理上模部分通過模柄安裝在壓力機滑塊上，下模部分通過螺栓，壓板安裝在壓力機工作臺面上。壓力機行程一次，完成落料，沖孔一次，壓力機滑塊回程，帶動上模部分上行，卡在凸模外的工件有推件塊推出，卡在凸凹模內的廢料從下模部分的落料孔中落出，落料外的廢料有廢料切刀切成 兩部分，有工人取出。完成一次沖壓。21結束語深圓筒件屬于簡單拉深件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計算確定本制件是多次拉深成的，然后相應選取各次拉深時的壓力機。本設計主要是最后一次拉深模具設計，需要計算拉深時的間隙、工作零件的圓角半徑、尺寸和公差，并且還需要確定模具的總體尺寸和模具零件的結構，然后根據(jù)上面的設計繪出模具的總裝圖。由于在零件制造前進行了預測，分析了制件在生產過程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應的工藝措施。因此，模具在生產零件的時候才可以減少廢品的產生。深圓筒件的形狀結構較為簡單，但是高度太高不適合選用標準模架。要保證零件的順利加工和取件，必須有足夠的高度，因此需要改變導柱、導套的長度，以達到要求。模具工作零件的結構也較為簡單，它可以相應的簡化了模具結構。便以以后的操作、調整和維護。深圓筒模具的設計，是理論知識與實踐有機的結合，更加系統(tǒng)地對理論知識做了更深切貼實的闡述。也使我認識到，要想做為一名合理的模具設計人員，必須要有扎實的專業(yè)基礎，并不斷學習新知識新技術，樹立終身學習的觀念，把理論知識應用到實踐中去，并堅持科學、嚴謹、求實的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術，為國民經濟的騰飛做出應有的貢獻。22參考文獻[1] 楊占堯主編. 塑料注塑模結構與設計[ M]. 清華大學出版社.[2] 中國模具設計大典.[3] 王孝陪主編. 塑料成型工藝及模具簡明手冊[ M]. 機械工業(yè)出版社. 2000[4] 模具制造手冊編寫組. 模具制造手冊[ M]. 機械工業(yè)出版社. 1996[5] 馮炳堯，韓泰榮，蔣文生主編. 模具設計與制造簡明手冊[ M]. 上海科學技術出版社，1998[6] 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