3089 連接片級進模設計,連接,片級進模,設計 河南機電高等?？茖W校學生畢業(yè)設計（論文）中期檢查表學生姓名 劉利強 學 號 0412123 指導教師 于智宏課題名稱 連接片級進模設計難易程度 偏難 適中 偏易選題情況工作量 較大 合理 較小任務書 有 無開題報告 有 無符合規(guī)范化 的要求外文翻譯質量 優(yōu) 良 中 差學習態(tài)度、出勤情況 好 一般 差工作進度 快 按計劃進行 慢中期工作匯報及解答問題情況優(yōu) 良 中 差中期成績評定：良所在專業(yè)意見：負責人： 年 月 日河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書連接片級進模設計摘 要本設計題目為連接片級進模設計，體現了沖裁零件的設計要求、內容及方向，有一定的設計意義。通過對該零件模具的設計，進一步加強了我對級進模設計的基礎知識，為以后設計更復雜的沖壓模做好了鋪墊和吸取了更深刻的經驗。本設計運用沖裁工藝及模具設計的基礎知識，首先分析工件的最小壁厚及其精度要求，確定模具的加工工藝方案。然后通過分析比較，確定了毛坯的排樣方式。最后確定模具的設計參數、設計要點及卸料裝置的選取。模具采用固定擋料銷粗定位，導正銷精定位，條料送進一次沖壓一次，工件和廢料都采取下出件方式，條料連續(xù)送進，連續(xù)沖壓。關鍵詞：落料沖孔模 固定擋料銷 導正銷AbstractThe topic of this design enters the mold design for continual slice and level, and this design manifests the rushing and cutting components’ design request, the content and the direction ,which has the certain design significance. Through designing this components mold ,I have further strengthened the basic knowledge to the level which the mold designed ,and also have some preparations for designing more complex dashing and pressing mould later , at the same time absorb more profound experience.This design use rushing and cutting craft and the basic knowledge of mould designing , first analyze the minimum wallthickness of the work piece and its precision request ,meanwhile decide the plan of processing craft. Then determine platoon type way of the semifinished materials through analyzing and comparing . Finally decide the designing variable, the designing main point and selection of the dumping device of the mould.Key Words：compound bland and pierce dies stop pin guide pins 河南機電高等專科學校畢業(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 : 劉 利 強 學 號: 0412123 設計(論文) 題目： 連 接 片 級 進 模 設 計 起 迄 日 期: 2007 年 3 月 20 日~ 6 月 18 日 指 導 教 師: 于 智 宏 2007 年 3 月 20 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：所示圖形為連接片零件，材料為 10 鋼，料厚為 3mm，設計一套沖壓級進模具，要求能適應批量生產。2．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內容和要求（包括原始數據、技術要求、工作要求等）：主要內容： 1） 沖裁零件工藝性分析2） 沖裁工藝方案的確定3） 模具的主要參數計算以及模具的總體設計4） 模具零件的加工工藝性 5） 模具的裝配，安裝及調試6） 模具設備的選用所在專業(yè)審查意見：負責人： 年 月 日系部意見：系領導： 年 月 日河南機電高等?？茖W校畢 業(yè) 設 計 說 明 書畢業(yè)設計題目：連接片級進模設計系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設計與制造 班 級 模具 041 學生姓名 劉利強 學 號 0412123 指導教師 于智宏 2007 年 6 月 18 日河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/論文1機械加工工藝過程卡 1產品型號 零（部）件圖號 1機械加工工藝過程卡片 產品名稱 凸模零（部）件名稱共（2）頁第（1）頁材料牌號T10A毛坯種類鍛件毛坯外型尺寸12mm×34mm×52mm每個毛坯可制件數1每臺件數1 備注工時工序號 工序名稱工 序 內 容車間 工段 設備工 藝 裝 備 準終 單件10下料鋸床下料 金工G711620鍛造鍛成矩形棒料 金工30時效對鍛件進行時效退火 熱40車削粗車 11mm×33mm×51mm的矩形及端面金工C0618三爪卡盤50車削精車10.5mm×33mm×50.5mm的矩形金工C0618三爪卡盤60銑削粗銑另一端面 金工X50A專用銑夾具70磨削磨基準面 金工M1040專用磨夾具80電火花加工凸模的工作部分D7125專用電火花加工夾具90淬火回對凸模的加工的部分進行熱處理熱河南機電高等專科學校材料工程系畢業(yè)設計說明書/論文2火100研磨對凸模進行進一步的修整金工110檢驗設計日期審核日期標準化日期會簽日期標記 記數更改文件號簽字 日期 標記處數更該文件號河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/論文3機械加工工藝過程卡 2產品型號零（部）件圖號2機械加工工藝過程卡片產品名稱成形凹模零（部）件名稱共（2）頁第（2）頁材料牌號T10A毛坯種類鍛件毛坯外型尺寸200mm×160mm×28mm每個毛坯可制件數1每臺件數1 備注工時工序號 工序名稱工 序 內 容車間 工段 設備工 藝 裝 備 準終 單件10下料鋸床下料 金工G711620鍛造鍛成六方 鍛30時效對鍛件進行時效退火 熱40粗銑粗銑六面 金工X50A專用銑夾具50磨削粗磨六面成直角 金工M1040專用磨夾具60劃線確定孔位，為下一步加工打好基準沖眼兒鉗工70鉆孔根據沖眼兒鉆孔 金工ZQ4015專用鉆夾具80 精 精磨上下兩面，表面粗 金工 M 專用磨夾具河南機電高等專科學校材料工程系畢業(yè)設計說明書/論文4磨 糟度值為 Ra0.8 104090線切割加工成形凹模的工作部分CKX-2A 專用線切割夾具100研磨對成形凹模進行進一步的修整金工110淬火回火對成形凹模進行熱處理 熱120檢驗設計日期審核日期標準化日期會簽日期標記 記數更改文件號簽字 日期 標記處數更該文件號目 錄第 1 章 緒論 ……………………………………………………………………………11.1 國內模具的現狀和發(fā)展趨勢………………………………………………11.1.1 國內模具的現狀………………………………………………………………11.1.2 國內模具的發(fā)展趨勢………………………………………………………21.2 國外模具的現狀和發(fā)展趨勢…………………………………………………31.3 設計目的及意義……………………………………………………………… …51．4 沖壓模的特點、要求………………………………………… …………………5第 2 章 沖裁工藝規(guī)程的編制………………………………………………………62.1工藝分析、排樣設計………………………………………………………………62.1沖壓零件的工藝性分析……………………………………………………………62.1 排樣樣設計………………………………………………………………62.2 工藝方案的確定………………………………………………………………… 8第 3 章 沖壓模結構設計………………………………………………………… 93．1 模具結構形式的選擇與確………………………………………………………93．2 沖壓力與壓力中心的計算，初選壓力機………………………………………93．2．1 沖裁工序總力的計算………………………………………………………… 93．2．2 初選壓力機…………………………………………………………………… 103．2．3 壓力中心的計算………………………………………………………………113．3 模具主要零件和主要工作機構的設計與標準化……………………133．3．1 工作零部件的設計與標準化…………………………………………………133．3．2 定位裝置的設計與標準化………………………………………………… 193．4 標準模架的選用……………………………………………………….……… 223．5 卸料裝置的設計與標準化…………………………………………………… 233．6 聯接件的選用與標準化………………………………………………….…… 23第 4 章 繪制模具總裝圖和非標準件工作圖 ………………………………… 254. 1 總裝圖…………………………………………………………………………254.2 壓力機的選擇與校核……………………………………………………………254．3 模具零件材料選用一覽表………………………………………………………264.4 模具的調試………………………………………………………………………274.5 模具調試過程中常見問題與解決方法………………………………………27第 5 章 總結………………………………………………………… ………………28致謝 …………………………………………………………………………………29參考文獻 ……………………………………………………………………………30 插圖清單1. 圖 1：連接片零件圖 ……………………………………………………………………… 62. 圖 2：條料的排樣 …………………………………………………………………… 83. 圖 3：壓力中心的計算（a）………………………………………………………………… 124．圖 4：壓力中心的計算（b） ………………………………………………………… 135．圖 5：落料凹模刃口部分尺寸……………………………………………………………156. 圖 6 落料凸模刃口部分尺寸………………………………………………………… 167. 圖 7 沖孔凸模的結構形式……………………………………………………………… 168. 圖 8整體式凹模的局部結構…………………………………………………………… 179. 圖 9凹模上的螺孔設計與選用………………………………………………………… 1710. 圖 10凸模長度的確定…………………………………………………………………… 1911. 圖 11 整體式凹模的尺寸……………………………………………………………… 2012. 圖 12 始用擋料銷的設計……………………………………………………………… 2113. 圖 13 固定擋料銷的結構……………………………………………………………… 2114. 圖 14 固定擋料銷的位置……………………………………………………………… 2215. 圖 15 導正銷的結構形式……………………………………………………………… 2316. 圖 16導料板的設計 …………………………………………………………………… 2317. 圖 17對角導柱示意圖 ………………………………………………………………… 2418. 圖 18壓入式的模柄 …………………………………………………………………… 2419. 圖 19 手柄沖孔落料連續(xù)模總裝圖 ………………………………………………… 26表格清單1. 表 1 所選擇壓力機的相關參數 ……………………………………………………… 112. 表 2 模具材料的選用…………………………………………………………………… 27河南機電高等?？茖W校畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 評 語學生姓名： 劉利強 班級: 模具 041 學號 0412123 題 目： 連接片級進模具設計 綜合成績： 指導者評語：指導者(簽字) ： 年 月 日畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 評 語評閱者評語：評閱者( 簽字)： 年 月 日答辯委員會（小組）評語：答辯委員會（小組）負責人( 簽字)： 年 月 日河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書1連接片級進模設計第 1 章 緒論目前，我國沖壓技術與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當的落后，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 國內模具的現狀和發(fā)展趨勢1.1.1 國內模具的現狀我國模具近年來發(fā)展很快，據不完全統計，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。 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書2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，真正實現現代化企業(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）模具掃描及數字化系統； 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書34）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； 7）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--德國機械制造商聯合會（VDMA）工模具協會了解到，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。河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書4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％．從地區(qū)分布來說，以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。2、落后和差距主要表現在下列幾方面（1）供不應求、產品結構不夠合理。（2）企業(yè)組織結構都不夠合理。（3） 工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低，技術結構、模具產品水平比國際水平低，而模具生產周期卻要比國際水平長。（4）技術人才嚴重不足，經濟效益欠佳。（5）與國際水平相比，模具企業(yè)的管理落后更甚于技術落后。（6）專業(yè)化、標準化、商品化的程度低，協作差。在完成大學三年的課程學習、生產實習，我已經熟練地掌握了《機械制圖》、《塑料注塑模結構與設計》、《模具制造技術》、《模具設計與制造專業(yè)英語》、《沖壓模具設計與制造》、《模具 CAD/CAM》等專業(yè)基礎課的知識，對模具設計與制造有了一個系統的理解，達到了學習的目的。對于模具設計這個實踐性非常強的設計課題，我們進行了大量的實習。經過在新飛電器集團公司、中國一拖（洛陽）、中信重型機械制造公司等地的生產實習，使我對模具特別是沖壓模具的設計步驟有了一個全新的認識，豐富了各種模具的結構及工藝流程方面的知識，對于模具的制造工藝更是實現了零的突破。在指導老師的指導和工廠師傅的講解下，我親手拆裝了一些典型的模具，明確了模具的一般工作原理及加工工藝。同時，在圖書館借閱了許多相關手冊和書籍，設計中，將充分利用各種相關的資料，與同學進行充分的討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設計。在設計的過程中，將有一定的困難，在指導老師的悉心指導和自己的努力，相信我會圓滿地完成這次畢業(yè)設計的任務。由于水平有限，且缺乏經驗，設計中不妥之處懇請各位老師指正。1.3 設計目的及意義本設計題目為連接片，但對做畢業(yè)設計的畢業(yè)生有一定的設計意義，它概括了連接墊片零件的設計要求、內容及方向。通過對該零件模具的設計，進一步加強了設計者沖壓模設計的基礎，為設計更復雜的沖壓模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經驗。本設計主要意義是在我們學習完模具設計與制造的所有專業(yè)課之后，總結條理以前我們所學的知識，使之成為一個系統的理論體系，以便于我們在以后的工作中河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書5使用。同時也讓我們對模具的設計與制造有了初步的了解，掌握了查閱資料和使用工具書以及手冊的能力。本設計的目的是在學生畢業(yè)前夕，將通過畢業(yè)設計的實踐性環(huán)節(jié)，檢測我們三年所學的知識并達到靈活使用的程度，對模具知識進行全面的總結和應用，提高綜合的實戰(zhàn)能力以及擴大模具領域的新知識。具體的要求是：1.系統總結，鞏固過去所學的基礎課和專業(yè)課知識。2.運用所學的知識解決模具技術領域內的實際工程問題，以此進行綜合知識的訓練。3.通過某項具體工程設計和實驗研究，達到多種綜合能力的培養(yǎng)，掌握設計和科研的基本過程和基本方法。4.提高和運用與工程技術有關的人文科學，價值工程和技術經濟的綜合知識。1.4 沖壓模的特點、要求沖壓件的質量、生產效率以及生產成本等，與模具設計和制造有直接關系。模具設計設計與制造技術水平的高低，是衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志之一，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。鑒于這些，模具設計要求應根據模具結構、模具材料、尺寸精度、形位精度、工作特性和使用壽命等項要求，綜合考慮各方面的特點，不可片面追求生產效率、模具精度和使用壽命必然導致成本的增加。第2章 沖裁工藝規(guī)程的編制2.1工藝分析、排樣設計 2.1.1 沖壓零件的工藝性分析圖示零件材料為 10 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。外形落料的工藝性：連接片屬于中等尺寸零件，料厚 3mm，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：兩個相同尺寸但是不對稱的橢圓孔，尺寸精度要求一般，可采用沖孔。河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書6此工件只有外形落料和沖孔兩個工序。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。2.1.2 排樣樣設計1、確定零件的排樣方案設計模具時，條料的排樣很重要。連接片零件具有形狀簡單有點類似矩形的稱橢圓形特點，排列采用直排（圖 2 所示）的排樣方案可以提高材料的利用率，減少廢料。為了降低模具的制造成本，采用連續(xù)的送料方式，即連續(xù)送料，連續(xù)沖壓，條料完成第一遍沖兩個相同橢圓的小孔后，再沖第二遍落料，在第一次沖裁的間隔中沖裁出第二部分工件。圖 2： 條料的排樣2、條料寬度、導尺間寬度和材料利用率的計算查表取得搭邊值為 2.5mm 和 2.8mm。條料寬度的計算：擬采用無側壓裝置的送料方式，由 b-Δ =〔D+2a +c1〕 - Δ ﹝2﹞D—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸a—側搭邊值河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書7c1—導料板與最寬條料之間的間隙,取值為 0.5mm代入數據計算，取得條料寬度為 58.6mm。導尺間距離的計算：由 s=D+2(a+c1),代入數據計算得導尺間距離為 59.6 mm。材料利用率的計算：根據一般的市場供應情況，原材料選用 1000 mm×2000 mm×3 mm 的冷軋薄鋼板。每塊可剪 2000mm ×60 mm 規(guī)格條料 7 條，材料剪切利用率達 94.5%。由文獻﹝2﹞ 材料利用率通用計算公式 = ?%10?BsnA式中 A—一個沖裁件的面積，mm 2;n—一個進距內的沖裁件數量；B—條料寬度，mm; s—進距， mm得 = =78%?%1065349.27?2.2 工藝方案的確定2.2.1 工藝方案的確定連接片零件所需的基本沖壓工序為落料和沖孔，可擬訂出以下三種工藝方案。方案一：用簡單模分兩次加工，即落料——沖孔。方案二：沖孔落料復合模。方案三：沖孔落料級進模。 采用方案一，生產率低，工件的累計誤差大，操作不方便，由于該工件為中批量生產，方案二和方案三更具有優(yōu)越性。連接片零件內有兩個相同的內橢圓的孔，外形類似矩形的橢圓邊與條料邊之間的距離為 3.5mm，大于此零件要求的最小壁厚（3.2mm） （1） ，可以采用沖孔、落料復合模或沖孔、落料連續(xù)模。復合模模具制造難度大，并且沖壓后產品留在模具上，在清理模具上的物料時會影響沖壓速度，因此選用級進模更為合理。河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書8第 3 章 沖壓模結構設計及有關計算3．1 模具結構形式的選擇與確定1）正倒裝結構：根據上述分析，本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個工序，為方便小孔廢料和成形工件的落下，采用正裝結構，即沖孔凹模和落料凹模都安排在下模。2）送料方式：因是小批量生產，采用手工送料方式。3）定位裝置：本工件在級進模中尺寸是較大的，又是小批量生產，順沖時第一個工位采用始用擋料銷定位，第二個工位采用固定擋料銷定位。第一個工位設置一個始用擋料銷定位，第二工位靠固定擋料銷定位。送料時廢料孔與固定擋料銷作為粗定距，在大凸模上安裝兩個導正銷，利用條料上橢圓的孔做導正銷孔進行導正，依此作為條料送進的精確定距。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?？锥粗校瑸榱撕喕＞呓Y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2.2mm，料厚比較厚，為了簡化模具結構和達到可靠的卸料力，選用剛性卸料板來卸下條料廢料。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。沖連接片內的兩個相同的橢圓孔，落外型料的力 P3，向下推出第一個沖孔廢料的力河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書9P1，向下推出第一個孔廢料的力 P2，向下推出工件的力 P4。由剛性卸料板卸條料的廢料的力不是壓力機提供的，故不用計算在內?？紤]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﹝3﹞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，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﹝1﹞表 8—7 得 10 鋼的 σ b=335MPaP1=32×2.2×335=23.7kNP2=32×2.2×335=23.7kNP3=130×2.2×335=95.8kN推件力 Pt=nKtPKt—推件力系數,由手冊查得 Kt=0.055n—同時卡在凹模的工件(或廢料)數,其中n=h/th—凹模刃部直壁洞口高度（mm） ，t—料厚( mm)查手冊﹝2﹞表 2—40 可得和 h=6mm,故 n=3P4=2 =2.6kN05.73?P5=2 =2.6kNP6=2×0.055×95.8=10.5kN工序總力 P 總 =P1+P2+P3+P4+P5+P6=23.7+23.7+95.8+2.6+2.6+10.5=158.9kN3.2.2 初選壓力機河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書10查文獻[4]開式可傾壓力機參數初選壓力機型號為 JG23-30 和ＪＣ23-35，見表一。表 1：所選擇壓力機的相關參數型號公稱壓力/kN滑塊行程/mm最大封閉高度 /mm工作臺尺寸 /mm滑塊底面尺寸 /mm可傾斜角/·封閉高度調節(jié)量/mmJG23-30 300 75 200 500×320 160×200 25 50JC23-35 350 80 280 380×610 190×210 20 603.2.3 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。此為多凸模模具的壓力中心，首先計算大凸模的壓力中心圖 3：壓力中心的計算（a）計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（見圖）河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書11②、在任意距離處作 x-x 軸 y-y 軸③、 分別計算出各線段和橢圓的重心到 x-x 軸的距離 y1, y2, y3 和到 y-y 軸的距離x1, x2, x3, ④、大凸模的壓力中心到坐標軸的距離下式確定：到 y-y 軸的距離x0= 321llx?= =43.5mm05.92.6*5.4?到 x-x 軸的距離y0= 4321llyyl?= =53mm24.503.9.553.61. ????⑤、由于其余兩個凸模為規(guī)則的凸模 ，則總的壓力中心為圖 4： 壓力中心的計算（b）到 y-y 軸的距離x0= 321llx?= =64mm7.15.7.5308. ??到 x-x 軸的距離y0= 321lly?河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書12= =10.7mm7.152.7.1500???3.3 模具主要零件和主要工作機構的設計與標準化3.3.1 工作零部件的設計與標準化（尺寸、位置、標準與示意圖）（1） 工作零部件的計算由于制件結構簡單精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸凹模。這時需要分別計算和標注凸模和凹模的尺寸和公差。 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 Dd 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，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，mm①、沖裁兩個橢圓孔凸模、凹模刃口尺寸的計算凸模尺寸 由手冊表 2-10 查得△=0.3dap=（d+x△） -δp 0 =(10.4+0.5×0.30)0-0.02 =10.550-0.02凹模尺寸由表 2-23 得 Zmin=0.26dd=(d+x△+Z min)0+δ =(10.4+0.5×0.30+0.26)0+0.02 =10.810+0.02②、外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計算因此落料件為復雜的制件，所以利用凸凹模配合法，這種方法有利于獲得最小的合理間隙，放寬對模具的加工設備的精度要求。河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書13采用配作法，計算凹模的刃口尺寸，首先是根據凹模磨損后輪廓變化情況正確判斷出模具刃口各個尺寸在磨損過程中是變大還是變小，還是不變這三種情況，然后分別按不同的計算公式計算。a、凹模磨損后會增大的尺寸------- 第一類尺寸 A第一類尺寸：A j=(Amax-x△) 0+0.25△ b、凹模磨損后會減小的尺寸------- 第二類尺寸 B第二類尺寸：B j=(Bmax+x△) 0-0.25△c、凹模磨損后會保持不變的尺寸 第三類尺寸 C第三類尺寸：C j=(Cmin+0.5△)? 0.125△其落料凹模的基本尺寸計算如下：圖 5： 落料凹模刃口部分尺寸第一類尺寸：磨損后增大的尺寸：A1=(Amax-x△) 0+0.25△ =(12-0.5×0.43) 0+0.25×0.43=11.790+0.22A2=(Amax-x△) 0+0.25△ =(12-0.5×0.62) 0+0.25×0.62=11.69 0+0.31A3=(Amax-x△) 0+0.25△ =(53-0.5×0.87) 0+0.250.87O=52.570+0.44落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是 11.79mm，11.69mm，52.57mm，不必標注公差，但要在技術條件中注明：凸模實際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值 Zmin=0.26。河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書14圖 6：落料凸模刃口部分尺寸（2）工作零部件的設計與標準化沖橢圓孔的凸模，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：圖 7： 沖孔凸模的結構形式凸模長度一般是根據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—卸料板高度，mmh3—導尺高度，mmh—附加高度，一般取 15~20mm河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書15圖 8： 整體式凹模的局部結構 整體式凹模如圖 7 裝于下模座上，由于下模座孔口較大因而使工作時承受彎曲力矩，若凹模高度 H 及模壁厚度 C 不足時，會使凹模產生較大變形，甚至破壞。但由于凹模受力復雜，凹模高度可按經驗公式計算，即凹模高度 H=KB凹模壁厚 C=(1.5~2)H式中 B----凹?？椎淖畲髮挾龋琺m 但 B 不小于 15mmC-----凹模壁厚，mm 指刃口至凹模外形邊緣的距離；K=系數，取 0.20凹模高度 H=KB=0.20×53=10.6mm 按表取標準值 28mm凹模壁厚 C=1.5H = 1.5×28=40mm 凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般取（1.7~2.0）d, 圖 9：凹模上的螺孔設計與選用d 為螺孔的距離，由于凹模厚度為 28mm，所以根據表 2.46﹝2﹞ 查得螺孔選用 4×M8 的螺釘固定在下模座。故選用如圖 8： 螺孔到凹模外緣的最小距離 a2=1.5d=1.5×8=12mma3=1.13d≈9mm凹模上螺孔間距由表 2.47 查得最小間距為 40mm，最大間距為 90mm。 　　　螺孔到銷孔的距離一般取 b>2d,所以 b 應大于１６。河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書16根據上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板 200×160×28（JB/T7643.1 ）①沖裁橢圓孔凸模、凹模各尺寸及其組件確定和標準化（包括外形尺寸和厚度）小凸模長度 L=20+14+6+18=58mm由小凸模刃口 d=5.15mm 查手冊﹝2﹞ 表 2.54 可知 h=3mm, D1=11mm, D=8mm, L=58小凸模強度校核 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 dmin≥ ][4??t式中 dmin—圓形凸模最小截面直徑，mmt—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，取（1.0~1.6）×10 3MPa???dmin≥ = =2.95mm 所以承壓能力足夠。][4t310.52?抗縱向彎曲力校核　對于圓形凸模（有導向裝置）　Ｌｍａｘ≤270d 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≤270d2/ =270×5.152/ =66.5mm 所以長度適宜。6.1凸模固定端面的壓力q =

收藏