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河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計（論文）任務書 系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設計與制造 學生姓名: 任新東 學 號: 0312224 設計(論文)題目： 沖孔落料級進模 起 迄 日 期: 2006 年3 月 10 日~ 5 月 10 日 指 導 教 師: 于智宏 發(fā)任務書日期: 2006 年 3 月 10日 畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書 1．本畢業(yè)設計（論文）課題來源及應達到的目的： 本設計的課題為墊圈的設計，是老師從用于實際生產(chǎn)的的眾多課題中篩選出來的，具有一定的代表性及可學性。 通過對本設計的完成，可使我們對模具的設計流程有初步的了解，以便使我們把所學的理論知識能夠和實際生產(chǎn)相結(jié)合，使我們在即將走上工作崗位更快的進入角色 2．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： 內(nèi)容：（1）墊圈的工藝性分析； （2）墊圈沖壓模具設計，繪制模具總裝一張； （3）畫出非標零件圖； （4）編寫設計說明書一份； （5）編制主要零件加工工藝過程卡。 材料 A3 料厚 2mm 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 系部意見： 系領導： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）成績 畢業(yè)設計成績 指導老師認定成績 小組答辯成績 答辯成績 指導老師簽字 答辯委員會簽字 答辯委員會主任簽字 插圖清單 圖1-1、零件圖---------------------------------------------------------------------1 圖2-2、排樣圖---------------------------------------------------------------------4 圖3-3、壓力中心坐標系---------------------------------------------------------6 圖4-4、凹模結(jié)構(gòu)圖--------------------------------------------------------------13 圖5-5、小落料凸模結(jié)構(gòu)圖-----------------------------------------------------14 圖6-6、中落料凸模結(jié)構(gòu)圖-----------------------------------------------------15 圖7-7、大落料凸模結(jié)構(gòu)圖-----------------------------------------------------15 圖8-8、模具總裝圖--------------------------------------------------------------21 表格清單 表一、條料尺寸的相關(guān)計算----------------------------------3 表二、沖壓力的計算----------------------------------------5 表三、壓力中心數(shù)據(jù)----------------------------------------6 表四、卸料橡膠的設計計算---------------------------------10 表五、JH23-40的主要參數(shù)----------------------------------22 表六、沖三墊圈級進模的裝配--------------------------------22 目 錄 第1章 沖壓件工藝性分析------------------------------------------------------------------------1 第2章 排樣與沖壓力的設計與計算 2.1 有關(guān)排樣的設計與計算------------------------------------------------------------------------2 2.2 沖壓力的設計與計算----------------------------------------------------------------------------4 第3章 確定模具的壓力中心--------------------------------------------------------------------5 第4章 工作零件的刃口尺寸 4.1 小墊圈凸、凹模刃口尺寸----------------------------------------7 4.2 中墊圈凸、凹模刃口尺寸----------------------------------------8 4.3 大墊圈凸、凹模刃口尺寸---------------------------------------------------------------------9 第5章 卸料橡膠的設計---------------------------------------------------------------------------10 第6章 模具總體設計 6.1 模具類型的選擇-----------------------------------------------11 6.2 定位方式-----------------------------------------------------11 6.3卸料、出件方式的選擇------------------------------------------11 6.4 導向方式的選擇---------------------------------------------------------------------------------11 第7章 主要部件設計 7.1 凹模的結(jié)構(gòu)設計-----------------------------------------------12 7.2沖孔凸模的結(jié)構(gòu)設計-------------------------------------------13 7.3 定位零件的設計-----------------------------------------------15 7.4導料板的設計-------------------------------------------------17 7.5卸料部件的設計---------------------------------------------------------------------------------18 7.5.1 卸料板的設計--------------------------------------------------------------------------------18 7.5.2 卸料螺釘?shù)倪x用-------------------------------------------------------------------------------18 7.6 墊板的設計---------------------------------------------------18 7.7模具結(jié)構(gòu)設計-------------------------------------------------18 7.8 其它零部件的設計---------------------------------------------------------------------------19 第8章 模具總裝圖----------------------------------------------------------------------------------20 第9章 沖壓設備的選定-------------------------------------------21 第10章 模具的裝配---------------------------------------------22 總結(jié)----------------------------------------------------------------------------------------------------------23 致謝----------------------------------------------------------------------------------------------------------24 參考文獻-------------------------------------------------------------------------------------------------25 沖孔-落料級進模設計 摘要 我所學習的專業(yè)是模具設計與制造專業(yè)，這次的畢業(yè)設計是沖三墊圈沖壓模具設計。該設計結(jié)合大學三年來所學習的專業(yè)知識和CAD軟件所設計出的一沖壓料模具。 本文首先簡要的概述了沖壓模在社會領域中的作用及其以后的發(fā)展方向，點明模具設計的重要意義。然后依據(jù)工件圖進行工藝性分析，進而確定了設計方案，計算出模具工作部分的尺寸，設計出工作零部件；然后依據(jù)設計要求選擇出各個標準零部件，然后設計出模具的總裝配圖。在設計中，最重要的就是設計方案的確定、坯料的計算和工作零部件的設計，這是設計的關(guān)鍵，這些設計的正確與否直接關(guān)系到成本的高低和設計模具能否正常工作；在設計的最后，總結(jié)了自己的心得和體會，并對我的指導老師表示感謝。 為了我的設計更加簡明易懂，在設計中，我用了CAD軟件畫了幾張零件圖，安插在設計任務書中。最后畫出一沖三墊圈沖壓模裝配圖和主要工作零部件零件圖若干張。 通過次畢業(yè)設計使我不僅掌握了沖壓模具設計的一般流程，更學習到了好多課本上沒有學習到的知識，使我受益非淺。 關(guān)鍵詞：模具設計與制造、CAD軟件、工藝性分析。 The punch holes - falls the material level to enter the mold Abstract I study the specialty is the mold design and the manufacture specialty, this graduation project flushes three gaskets ramming mold design. This design union university for three years study the specialized knowledge and the CAD software designs a ramming material mold. This article first the brief outline has flushed the die in the social domain function and its the later development direction, pointed out the mold designs vital significance. Then carries on the technological analysis based on the work piece chart, then had determined the design proposal, calculates the mold effective range the size, designs the work spare part; Then chooses each standard spare part based on the design request, then designs the mold the assembly drawing. In the design, most important is the design proposal determination, the semifinished materials computation and the work spare part design, this is the design key, whether these designs is correct or not relates directly to the cost height and the design mold normal work; In design final, summarized own attainment and the experience, and instructs teacher to me to express the thanks. In order to my design more concise is easy to understand, in the design, I used the CAD software to draw several detail drawings, placed in the design project description. Finally draws as soon as flushes three gaskets to flush the die assembly drawing and main work spare part detail drawing certain. Caused me through the graduation project not only to grasp the general flow which the ramming mold designed, studied to many textbooks in has not studied to the knowledge, caused me to profit significantly. Key word: Mold design and manufacture, CAD software, technological analysis. 機械加工工藝過程卡 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 02 產(chǎn)品名稱 沖孔落料級進模 零（部）件名稱 小落料凸模 共（1 ）頁第（1 ）頁 材料牌號 Cr12 毛坯 種類 棒料 毛坯外型尺寸 4582mm 每個毛坯可制件數(shù) 1 每臺 件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備 工時 準終 單件 1 備料 將毛坯鋸割成mm的棒料 下料車間 鋸床 2 車削 按照零件圖車削凸模外形，大端到40，小端到38 金工車間 中心車床 車床專用裝夾具 3 鉗工劃線 鉗工劃出中心孔的中心線 金工車間 4 鉆孔功絲 按位置加工各孔 金工車間 鉆床 鉆床專用裝夾具 5 熱處理 調(diào)質(zhì)處理 熱處理車間 6 磨削 磨凸模兩端面，及外形輪廓 金工車間 磨床 磨床專用裝夾具 7 檢驗 設計日期 審核日期 標準化日期 會簽 日期 標記 記數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更該文件號 機械加工工藝過程卡 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 06 產(chǎn)品名稱 沖孔落料級進模 零（部）件名稱 中落料凸模 共（ 1）頁第（1 ）頁 材料牌號 Cr12 毛坯 種類 棒料 毛坯外型尺寸 82mm 每個毛坯可制件數(shù) 1 每臺 件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備 工時 準終 單件 1 備料 將毛坯鋸割成mm的棒料 下料車間 鋸床 2 車削 按照零件圖車削凸模外形 金工車間 中心車床 車床專用裝夾具 3 鉗工劃線 鉗工劃出中心孔的中心線 金工車間 4 鉆孔攻絲 按位置加工各孔 金工車間 鉆床 鉆床專用裝夾具 5 熱處理 調(diào)質(zhì)處理 熱處理車間 6 磨削 磨凸模兩端面，及外形輪廓 金工車間 磨床 磨床專用裝夾具 7 檢驗 設計日期 審核日期 標準化日期 會簽 日期 標記 記數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更該文件號 機械加工工藝過程卡 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 07 產(chǎn)品名稱 沖孔落料級進模 零（部）件名稱 大落料凸模 共（ 1）頁第（1 ）頁 材料牌號 Cr12 毛坯 種類 棒料 毛坯外型尺寸 120mm 每個毛坯可制件數(shù) 1 每臺 件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備 工時 準終 單件 1 下料 將毛坯鋸割成mm的棒料 下料車間 鋸床 2 冷鐓 將毛坯鐓至mm 金工車間 空氣錘 空氣錘專用設備 3 車削 按照零件圖車削凸模外形 金工車間 中心車床 車床專用裝夾具 4 鉗工劃線 鉗工劃出中心孔的中心線 金工車間 5 鉆孔攻絲 按位置加工各孔 金工車間 鉆床專用裝夾具 6 熱處理 調(diào)質(zhì)處理 熱處理車間 7 磨削 磨凸模兩端面，及外形輪廓 金工車間 磨床 磨床專用裝夾具 8 檢驗 設計日期 審核日期 標準化日期 會簽 日期 標記 記數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更該文件號 機械加工工藝過程卡 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 01 產(chǎn)品名稱 沖孔落料級進模 零（部）件名稱 凹模 共（1 ）頁第（ 1）頁 材料牌號 Cr12 毛坯 種類 鍛坯 毛坯外型尺寸 每個毛坯可制件數(shù) 1 每臺 件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備 工時 準終 單件 1 下料 用鋸床鋸割 備料車間 鋸床 2 鍛造 鍛造成20028 鍛造車間 空氣錘、加熱爐 3 退火 鍛造車間 加熱爐 4 刨削 加工六個面 金工車間 刨床 虎鉗 5 劃線 劃中心線，各螺紋孔、銷孔、型孔輪廓線 金工車間 劃線平臺 6 鉆孔 加工個螺紋孔，銷孔、型孔 金工車間 立式鉆床 平行夾頭 7 銑孔 銑出落料孔洞 金工車間 立式銑床 虎鉗 8 熱處理 調(diào)質(zhì)處理 熱處理車間 加熱爐，油槽 9 磨削 磨上下平面，表面粗糙度達到圖樣要求 金工車間 磨床 10 檢驗 按圖樣檢驗 設計日期 審核日期 標準化日期 會簽 日期 標記 記數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更該文件號 結(jié)論 本次設計是我們進行完了三年的模具設計與制造專業(yè)課程后進行的，它是對我們?nèi)陙硭鶎W的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復習，也是一次理論聯(lián)系實踐的訓練。它在我們學習中占有重要地位。 通過這次畢業(yè)設計使我在復習老知識的同時學到了許多新知識，對一些原來一知半解的理論也有了進一步的認識，特別是原來所學的一些專業(yè)基礎課：如機械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測量、冷沖模具設計與制造等有了更深刻的理解，使我進一步的了解了怎么樣將這些知識運用到實際的設計中。同時還使我更清楚了模具設計過程中要考慮的問題，如怎樣使制造的模具既能滿足要求又不浪費材料，保證工件的經(jīng)濟性，加工工藝的合理性。 在設計的過程中通過沖壓手冊、模具制造簡明手冊、模具標準應用手冊等重要設計的問題進行查詢。我了解了通過更多的途徑去了解我要做的設計，使設計更具合理性。也使我學會了設計過程中對資料的查詢和運用。 通過對落料沖孔復合模具的設計。使我對沖裁模具有了深刻的認識，特別是這種帶有推件塊的模具設計。沖裁模的主要工作零件加工一般簡單，多采用線切割進行加工，可以提高精度。對制件的沖裁合格與否的合理解決辦法有了一定的了解。在模具設計中也遇到了一些難以處理的問題。雖然設計中對它做出來了解決，但還是感覺這些方案中還是不能盡如人意，如壓力機的選用及計算公式應用、凸、凹模間隙的計算、卸料機構(gòu)的確切設計等。 就本次設計，基本上是自己獨立完成，在圖書館的來回奔波中，使我體會到時間的緊迫。通過自己的努力，畢業(yè)設計也圓滿結(jié)束，不管結(jié)果如何，拿著自己的勞動成果，心中有一種說不出的成就感，我知道這當然離不開老師的諄諄教導。這次設計不但是對所學知識的鞏固和演練，也為以后的事業(yè)打一下基礎，收益非淺，收獲甚大。 一個多月斷斷續(xù)續(xù)的設計與研究，修改在修改，終于可以暫時畫上個句號，但由于缺乏實踐經(jīng)驗，對一些零部件的設計以及相關(guān)尺寸的計算，壓力機的選用、標準模架的選用等方面還存在很多疑惑，難免有疏漏之處，懇請老師給予指正 致謝 時光如電，歲月如梭，三年的大學生活一晃而過，而我也即將離開可敬的老師和熟悉的同學踏入不是很熟悉的社會中去。在這畢業(yè)之際，作為一名工科類學校的學生，做畢業(yè)設計是一件必不可少的事情。 畢業(yè)設計是一項非常繁雜的工作，它涉及的知識非常廣泛，很多都是書上沒有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設計計算，這些都要靠自己運用自己的思維能力去解決，可以說，沒有一定的毅力和耐心是很難完成這樣復雜的工作。 在學校中，我們主要學的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設計就相當于實戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設計可是把我們以前學的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在溫習舊知識的同時也可以學習到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補我們實踐經(jīng)驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎。 由于資質(zhì)有限，很多知識掌握的不是很牢固，因此在設計中難免要遇到很多難題，由于有了課程設計的經(jīng)驗及老師的不時指導和同學的熱心幫助下，克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設計日趨完善。畢業(yè)設計雖然很辛苦，但是在設計中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時也汲取了更完整的專業(yè)知識，鍛煉了自己獨立設計的能力，使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗對我以后的工作一定大有益處。 最后，再次感謝各位老師特別是我的指導老師于智宏老師在這一段時間給予無私的幫助和指導，并向他們致于深深的敬意，以后到社會上我一定努力工作，不辜負他們給予我的知識和對我們寄予的厚望！ 參考文獻 [1] 王秀鳳，萬良輝主編.冷沖壓模具與制造.北京航天航空大學出版社 [2] 付宏生主編.冷沖壓成形工藝與模具設計制造.化學工業(yè)出版社 [3] 劉建超，張寶忠主編.沖壓模具設計與制造.高等教育出版社 [4] 王孝培主編.沖壓手冊（第2版）.機械工業(yè)出版社 [5] 中國機械工業(yè)教育協(xié)會組編.冷沖模設計及制造.機械工業(yè)出版社 [6] 中國機械工程學會，中國模具設計大典編委會.模具設計大典.江西科學技術(shù)出版社 [7] 史鐵梁主編.冷沖模設計指導.機械工業(yè)出版社 [8] 楊占堯主編.沖壓圖冊.高等教育出版社 [9] 薛彥成主編.公差配合與技術(shù)測量.機械工業(yè)出版社 [10] 成虹主編.沖壓工藝與模具設計.高等教育出版社 [11] 肖景容，姜奎華主編.沖壓工藝學.機械工業(yè)出版社 緒論 沖壓是使板料經(jīng)分離或成形而得到制件的加工方式.沖壓利用沖壓模具對板料進行加工.常溫下進行的板料沖壓加工稱為冷沖壓. 一、沖壓的特點和應用 冷沖壓是利用安裝在壓力機上的沖模對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓件或沖件）的一種壓力加工方式.因為它通常是在室溫下進行加工，所以稱為冷沖壓.冷沖壓不但可以加工金屬材料，而且還可以加工非金屬材料和復合材料. 沖模是將材料加工成所需沖件的一種工藝裝備.沖模在冷沖壓中至關(guān)重要，一般來說，不具備符合要求的沖模，冷沖壓就無法進行；先進的沖壓工藝也必須依靠相應的沖模來實現(xiàn). 但由于沖模制造一般是單件小批量生產(chǎn)，精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集型產(chǎn)品，制造成本高.因而，冷沖壓生產(chǎn)只有在生產(chǎn)批量大的情況下才能獲得較高的經(jīng)濟效益. 綜上所述，冷沖壓與其它加工方法相比，具有獨到的特點，所以在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其在大批量生產(chǎn)中應用十分廣泛.相當多的工業(yè)部門都越來越多地采用冷沖壓加工產(chǎn)品零部件，如機械制造、車輛生產(chǎn)、航空航天、電子、電器、輕工、儀表及日用品等行業(yè).在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當大，不少過去用鑄造、鍛造、切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在已被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替.通過沖壓加工，大大提高的生產(chǎn)率，降低了成本.可以說，如果在生產(chǎn)中不廣泛采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門的產(chǎn)品要提高生產(chǎn)率、提高質(zhì)量、降低成本，進行產(chǎn)品的更新?lián)Q代是難以實現(xiàn)的. 二、冷沖壓模具模具在工業(yè)生產(chǎn)中的地位 模具是大批量生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備.模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè). 模具可保證沖壓產(chǎn)品的尺寸精度，使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，而且在加工中不破壞產(chǎn)品表面.用模具生產(chǎn)零部件可以采用冶金廠大量生產(chǎn)的軋制鋼板或鋼帶為壞料，且在生產(chǎn)中不需要加熱，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、質(zhì)量輕、成本低且節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點，是其它加工方法所不能比擬的.使用模具已成為當代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向.現(xiàn)代制造工業(yè)的發(fā)展的技術(shù)水平的提高，很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展. 目前，工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用模具成形工藝方法，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率的質(zhì)量.對于普通壓力機，每臺每分鐘可生產(chǎn)幾件到幾十件沖壓件，而高速沖床每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件甚至上千件以上沖壓件.冷沖壓所獲得的零件一般無需進行切削加工，因而是一種節(jié)省能源、節(jié)省原材料的無（或少）切削加工方法.由于冷沖壓所用原材料多是表面質(zhì)量好的板料或帶料，沖件的尺寸公關(guān)由沖模來保證，所以產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定、互換性好.冷沖壓產(chǎn)品壁薄、質(zhì)量輕、剛性好，可以加工成形狀復雜的零件，小到鐘表的秒針、大到汽車縱梁、覆蓋件等.顯而易見，模具作為一種專用的工藝裝備，在生產(chǎn)中的決定性作用和重要地位逐漸為人們所共識. 三、冷沖壓模具的歷史發(fā)展與現(xiàn)狀 模具的出現(xiàn)可以追溯到幾千年前的陶器燒制和青銅器鑄造，但其大規(guī)模應用卻是隨著現(xiàn)代工業(yè)的崛起而發(fā)展起來的.19世紀，隨著軍火工業(yè)、鐘表工業(yè)、無線電工業(yè)的發(fā)展，模具開始得到廣泛使用.第二次世界大戰(zhàn)后，隨著世界經(jīng)濟的飛速發(fā)展，它又成了大量生產(chǎn)家用電、車、電子儀器、照相機、鐘表等零件的最佳方式.從世界范圍看，當時美國的沖壓技術(shù)走在最前列，而瑞士的精沖、德國的冷擠壓技術(shù)，蘇聯(lián)對塑性加工的研究也處于世界先進行列.20世紀50年代中期以前，模具設計多憑經(jīng)驗，參考已有圖紙和感性認識，根據(jù)用戶的要求，制作能滿足產(chǎn)品要求的模具，但對所設計模具零件的機械性能缺乏了解.從1955年到1965年，人們通過對模具主要零件的機械性能和受力狀況進行數(shù)學分析，對金屬塑性加工工藝駐原理進行深入探討，使得沖壓技術(shù)得到迅猛發(fā)展.在此期間歸納出的模具設計原則，使得壓力機械、沖壓材料、加工方法、模具結(jié)構(gòu)、模具材料、模具制造方法、自動化裝置等領域面貌一新，并向?qū)嵱没较蛲七M.進入20世紀70年代，不斷涌現(xiàn)出各種高效率、高精度、高壽命的多功能自動模具.其代表是五十多個工位的級進模和十幾個工位的多工位傳遞模.在此期間日本以“模具加工精度進入微米級”而站到世界工業(yè)的最先列.從20世紀70年代中期至今，計算機逐漸進入模具生產(chǎn)的設計、制造、管理等各個領域；輔助進行零件圖形輸入、毛坯展開、條料排樣、確定模座尺寸和標準、繪制裝配圖和零件圖、輸出NC程序（用于數(shù)控加工中心和線切割編程）等工作，使得模具設計、加工精度與復雜性不斷提高，模具制造周期不斷縮短.當前國際上計算機輔助設計（CAD）和計算機輔助制造（CAM）的發(fā)展趨勢是：繼續(xù)發(fā)展幾何圖形系統(tǒng)，以滿足復雜零件的模具的要求；在CAD和CAM的基礎上建立生產(chǎn)集成系統(tǒng)（CIMS）；開展塑性成形模擬技術(shù)（包括物理模擬和數(shù)學模擬）的研究，以提高工藝分析和模具CAD的理論水平和實用性；開發(fā)智能數(shù)據(jù)庫和分布式數(shù)據(jù)庫，發(fā)展專家系統(tǒng)和智能CAD等. 我國模具工業(yè)是19世紀末20世紀初隨著軍火和鐘表業(yè)引進的壓力機發(fā)展起來 的.從那時到20世紀50年代初，模具多采用作坊式生產(chǎn)，憑工人經(jīng)驗，用簡單的加工手段進行制造.在以后的幾十年中，隨著國民經(jīng)濟的大規(guī)模的發(fā)展，模具業(yè)進步很快.當時我國大量引進蘇聯(lián)的圖紙、設備和先進經(jīng)驗，其水平不低于當時工業(yè)發(fā)達的國家.此后直到20世紀70年代末，由于錯過了世界經(jīng)濟發(fā)展的在浪潮，我國的模具業(yè)沒有跟上世界的步伐.20世紀80年代末，伴隨家電、輕工、汽車生產(chǎn)線模具的大量進口和模具國產(chǎn)化的呼聲日益高漲，我國先后引進了一批現(xiàn)代化的模具加工機床.在此基礎上，參照已有的進口模具，我國成功地復制了一批替代品，如汽車覆蓋件模具等.模具的國產(chǎn)化雖然使我國模具制造水平逐漸趕上了國際先進水平，但計算機應用方面仍然存在很大差距. 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 沖三墊圈級進模具設計說明書 第一章 沖壓件工藝性分析 工件名稱：如圖1-1所示 生產(chǎn)批量：大批量 材料：A3（Q235） 材料厚度：2mm 圖1-1 圖1-1 1.1沖壓件工藝性分析 由圖1-1所示零件，形狀簡單，結(jié)構(gòu)對稱。沖裁此工件只有沖孔和落料兩種工序。材料為A3，具有良好的沖壓性能，適合沖裁，這三個墊圈結(jié)構(gòu)簡單都是環(huán)行。在設計時要考慮凸模強度是否符合。工件的尺寸全部都是未注公差（自由公差）可看作IT14級。尺寸精度較低，普通沖裁完全能夠滿足要求。但由于這三個墊圈共中心線，所以它們的同心度要求較高。在模具設計時要考慮怎樣保證。 該工件包括落料、沖孔兩個基本工序，可以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：落料-沖孔復合沖壓。采用復合模生產(chǎn)。 方案三：沖孔-落料級進沖壓。采用級進模生產(chǎn)。 方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但工序較多，需要四副模具，生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)的要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率高。工件同心度能夠得以保證。但小工件的壁厚只有2mm.，小于凸凹模許用最小壁厚4.9mm。﹝1﹞且模具強度較差，制造難度大，并且沖壓后成品件留在模具上，在清理模具上的物料時回影響沖壓速度，沖壓及不方便。方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便。工件精度也能滿足。但模具加工復雜，模具尺寸較大。通過對以上三種方案的分析比較，該件的沖壓方案采用方案三為佳。 第2章 排樣與沖壓力的設計與計 2.1 有關(guān)排樣的設計與計算 2.1.1排樣方式的確定及其計算 因為采用繼進模沖壓，所以首先要設計條料排樣圖?？紤]到墊圈為圓形，結(jié)構(gòu)簡單，所以采用直排。排樣方式見圖2-2所示。搭邊值取a=1.5mm,側(cè)搭邊值a1=1.8mm。條料寬度為93.6mm,步距為91.5mm.一個步距的材料利用率為74%。（計算見表一） 表一 條料尺寸的相關(guān)計算 項目分類 項目 公式 結(jié)果 備注 條料尺寸的計算 沖裁件面積 6358.5 條料寬度 93.6 查表4-19，最小搭邊值無側(cè)壓裝置，條料與導料板間間隙 步距 91.5 一個步距內(nèi)條料利用率 74% 圖2-2 2.2 沖壓力的設計與計算 2.2.1沖壓力的計算 該模具采用級進模，擬選擇彈性卸料、下出件。沖壓力的相關(guān)計算見表二。 表二 沖壓力的計算 項目 公式 結(jié)果 備注 沖裁力 226.08103 查表1.3.6[2] 卸料力 6.7824103 查表4-24， 推件力 33.912103 取表4-41（b）的凹模人口形式，刃口直壁部分 查表4-24， 沖壓工藝總力 266.7744103 彈性卸料，下出件 根據(jù)計算結(jié)果，沖壓設備擬選JH23-40。 第3章 確定模具的壓力中心 3.1確定模具的壓力中心 計算壓力中心時，先畫出凹模型口圖，如圖3-3所示。在圖中將坐標系建立在圖標的對稱中心上，將沖裁輪廓按幾何圖形分解成L1~L4共4組基本線段。用解析法求的模具壓力中心C點坐標（41.32，0）有關(guān)計算見表三： 表三 壓力中心數(shù)據(jù)表 基本要素長度 各基本要素壓力中心的坐標值 -55.25 0 -45.75 0 45.75 0 55.25 0 合計602.88 24.24 0 圖3-3 由以上計算結(jié)果可以看出，該工件沖裁力不大，壓力中心偏移坐標原點O較小。為了便于模具的加工和裝配，模具壓力中心選在坐標原點O。若選用J23-24沖床，C點還在壓力機的模柄投影面積內(nèi)滿足要求。 第4章 工作零件刃口尺寸計算 4.1 計算凸模、凹模刃口部分尺寸 在確定工作零件刃口尺寸計算方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法以及模具裝配方法。結(jié)合該模具的特點，工作零件的形狀相對簡單，適宜采用線切割機床分別加工落料凸模、凹模、凸摸固定板以及卸料板。這種加工方法可以保證這些零件各個孔的同軸度，使裝配工作簡化。因此工作零件刃口尺寸計算就按分開加工的方法來計算[2] 查表4-6得：=；= == 4.1.1 小墊圈凸、凹模刃口尺寸 由表4-15查得凸、凹模制造公差： 沖孔部分： 凸=； 凹= == 落料部分與沖孔部分尺寸在同一個范圍內(nèi)，所以都能滿足： 的條件 查表4-16的磨損系數(shù)x=0.5 落料： =mm 沖孔： 4.1.2中墊圈凸、凹模刃口尺寸 由表4-15查得凸、凹模的制造偏差： 滿足的條件。 查表4-16得，磨損系數(shù) 落料： 4.1.3大墊圈凸、凹模刃口尺寸 查表4-15得，凸、凹模制造公差： ； 滿足的條件。 落料部分： 第5章 卸料橡膠的設計 5.1卸料橡膠的設計 卸料橡膠的設計計算如下表四所示。選用的4塊橡膠板厚度必須一致，不然會造成受力不均勻，運動產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作。 表四 卸料橡膠的設計計算[3] 項目 公式 結(jié)果 備注 卸料板工作行程 為凸模凹進卸料板的深度；為凸模沖裁后進入凹模的深度 橡膠工作行程 凸模修磨量，取 橡膠自由高度 取為的 橡膠預壓縮量 一般取 每個橡膠承受載荷 選用4個圓筒形橡膠 橡膠外徑D 為圓筒形橡膠的內(nèi)徑取 較核橡膠自由高度 滿足要求 橡膠安裝高度 / 第6章 模具總體設計 6.1模具類型的選擇 有沖壓工藝分析可知，采用級進沖壓，所以模具類型為級進默。 6.2定位方式的選擇 因為該模具采用的是條料，控制條料的送進方向采用導料板，無側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進步距采用擋料銷初定距，導正銷精確定距。而第一件的沖壓位置，因為條料長度有一定的余量，可以靠操作工目測來定。 6.3 卸料、出件方式的選擇 因為工件料厚2mm，相對較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料；有因為是級進模生產(chǎn)。所以采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。 6.4 導向方式的選 為了提高模具壽命和沖件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整。該級進模采用對角導柱導套的導向方式。 第7章 主要零部件設計 7.1 凹模的結(jié)構(gòu)設計 凹模采用整體凹模，凹模上的孔均采用線切割機床加工。安排凹模在模架上的位置時要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合，其輪廓尺寸可按下列公式計算。結(jié)構(gòu)形式如圖4-4所示。 凹模厚度H的確定（按經(jīng)驗公式） 其中，為最大型孔的寬度尺寸，??；為系數(shù)，查沖壓手冊（表2-40），取0.28；則： 凹模壁厚： 取凹模厚度 凹模壁厚 凹模寬度的確定 凹模長度的確定 查模具標準應用手冊GB2858.2-81，依據(jù)設計尺寸，選擇凹模輪廓尺寸為： 圖4-4 7.2 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)設計 因為沖孔凸模的孔均為圓形，而且不屬于需要特別的小凸模，所以沖孔凸模采用臺階式。一方面加工簡單；另一方面便于安裝與更換。其中沖孔的凸模采用標準 ；沖、、的凸模其結(jié)構(gòu)形式分別見圖5-5、6-6、7-7所示。 凸模長度計算： 其中取增加長度為，凸模固定板高度取凹模厚度的。 查有關(guān)標準取凸模長度 圖5-5 圖6-6 圖7-7 7.3 定位零件的設計 落料凸模下部設置三個導正銷，分別借用工件上、、的三孔作導正。因為凸模尺寸較大，所以采用中的第四種結(jié)構(gòu)形式，有關(guān)計算如下： 孔凸模導正銷基本尺寸 （查表2-52，） 查表2-53，得 孔凸模導正銷基本尺寸 (查表2-53，) 查表2-53，得 孔凸模導正銷基本尺寸 （查表2-52，） 查表2-53，得 。 7.4 導料板的設計 導料板的內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，導料板與條料之間的間隙取1mm。這樣就可以確定導料板的寬度了。導料板采用45鋼制作，熱處理硬度為40~45HRc，用螺釘和銷釘固定在凹模上，導料板有關(guān)計算如下： 導料板長度： 導料板厚度查4-38得： 導料板內(nèi)側(cè)寬度： 則導料板寬度： 其中查表4-20，得；表4-19，得；表4-39得， 查標準導料板規(guī)格：（參見標準GB2865.5-81） 7.5 卸料部件的設計 7.5.1 卸料板的設計 卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同。查表7-7[5]得其厚度為28mm.卸料板采用45鋼制造，淬火硬度40~45HRc. 7.5.2 卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板上設置4個卸料螺釘，公稱直徑為12mm,螺紋部分為M1010mm,卸料螺釘擰緊后，應使卸料板超出凸模端面1mm,有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。 7.6墊板的設計 查表7-7可得墊板厚度為10mm,其周界尺寸與凹模周界尺寸相同。 7.7 模架結(jié)構(gòu)設計 查沖壓手冊GB/T2851.5-90。該模具采用對角導柱模架，這中模架的導柱在模具中間位置，沖壓是可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜，以凹模周界尺寸為依據(jù)。選擇模架規(guī)格： 。 上模座： 下模座： 導柱分別為： （GB/T2861.1） 導套分別為： （GB/T2861.6） 上模座H上模取45mm,上模墊板厚度H墊取10mm，固定板厚度H固取21mm,下模座厚度H上模取50mm，則該模具閉合高度 式中：；L——凸模長度， H——凹模厚度， 凸模沖裁后進入凹模的深度， 可見，模具的閉合高度小于壓力機最大封閉高度，JH23-40滿足使用要求。 7.8 其他零部件的設計 落料凸模上的導正銷采用M8固定。 落料凸模上的導正銷才用M12固定。 卸料螺釘采用M12；上模座、墊板與凸模固定板采用M12，銷釘采用M8。 下模座、凹模與導料板的固定采用M12的螺釘，銷釘才用M8； 彈性擋料裝置采用824 GB2866.5-81，其中彈簧彈頂擋料銷才用824 GB2866.5-81；彈簧采用11030 GB2866.5-81。 始用擋料銷選用規(guī)格： JB/T7649.1-1994，始用擋料塊選用 JB/T7649.1，彈簧： GB/T2089，彈簧心柱： JB/T7649.2。 第8章 模具總裝圖 8.1 模具總裝圖 通過以上設計，可得到如圖8-8所示的模具總裝圖。模具上模部分主要由上模板、墊板、凸模（4個）、凸模固定板以及卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以橡膠為彈性元件。下模部分有下模座、凹模板、導料板等組成。沖孔和成品件均由漏料孔漏出。 條料送進采用活動擋料銷作為粗定距，在落料凸模上安裝有導正銷，利用條料上三孔作導正銷孔進行導正，以次作為條料送進的精確定距。操作時完成第一步?jīng)_壓后，把條料抬起向前移動，用落料孔套在活動擋料銷上，并向前推緊，沖壓時凸模上的導正銷再做精確定距。 圖8-8 第9章 沖壓設備的選定 9.1 沖壓設備的選擇 通過較核，選擇開式壓力機JH23-40能夠滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)見下表五： 表五 JH23-40主要參數(shù)表 公稱壓力/KN 400 滑塊行程/mm 80 滑塊行程次數(shù)/次min-1 55 最大封閉高度/mm 330 封閉高度調(diào)節(jié)量/mm 65 立柱間距/mm 340 喉深/mm 250 工作臺尺寸/mm 460700 墊板尺寸/mm 65 模柄孔尺寸/mm 最大傾斜角 電動機公率/ 5.5 第10章 模具的裝配 10.1 模具的裝配 根據(jù)級進模裝配要點，選凹模作為裝配基準件，先裝下模，在裝上模，并調(diào)整間隙、試沖、返修。具體裝配見表六： 表六、沖三墊圈級進模的裝配 序號 工序 工藝說明 1 凸、凹預配 ①裝配前仔細檢查個凸模形狀及尺寸以及凹模形孔，是否符合圖紙要求尺寸精度、形狀。 ②將各凸模分別與相應的凹?？紫嗯洌瑱z查其間隙是否加工均勻。不合適者應重新修磨或更換。 2 凸模裝配 以凹?？锥ㄎ唬瑢⒏魍鼓７謩e壓入凸模固定板的型孔中，并擠緊牢固。 3 裝配下模 ① 在下模座上劃中心線，按中心預裝凹模、導料板； ② 在下模座、導料板，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、導料板、凹模、活動擋料銷、彈簧裝在一起，并用螺釘緊固，打入銷釘 4 裝配上模 ① 在以裝好的下模上放等高墊鐵，再在凹模中放入0.12mm的紙片，然后將凸模與固定板組合裝入凹模； ② 預裝上模座，劃出與凸模固定板相應螺孔、銷孔位置并鉆孔鉸螺孔、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，裝入橡膠和卸料螺釘，并調(diào)節(jié)橡膠的預壓量，使卸料板高出凸模下端約1mm; ⑤ 復查凸、凹模間隙并調(diào)整合適后，緊固螺釘； ⑥ 安裝導正銷； ⑦ 切紙檢查，合適后打入銷釘 第 ２３ 頁 共 23 頁