活門(mén)的沖壓工藝及級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)【帶孔長(zhǎng)方形墊板沖孔落料沖裁模連續(xù)級(jí)進(jìn)模含14張CAD圖帶卡片】
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第 1 頁(yè) 緒 論目前，我國(guó)沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我?guó)在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國(guó)模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1.1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀我國(guó)模具近年來(lái)發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003 年我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有 2 萬(wàn)多家，從業(yè)人員約 50 多萬(wàn)人，2004 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢(shì)頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿，2004 年模具產(chǎn)值 530 億元。進(jìn)口模具 18.13 億 美元，出口模具4.91 億美元，分別比 2003 年增長(zhǎng) 18%、32.4%和 45.9%。進(jìn)出口之比 2004 年為3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá) 13.2 億美元，為凈進(jìn)口量較大的國(guó)家。在 2 萬(wàn)多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過(guò)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(lái)， 模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；國(guó)企股份制改造步伐加快等。雖然說(shuō)我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國(guó)尚存在以下幾方面的不足:第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來(lái)發(fā)展較快，國(guó)企改革也在進(jìn)行之中，但總體來(lái)看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再加上國(guó)內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)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(shù)方面。 第二，開(kāi)發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬(wàn)美元，國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是 15～20 萬(wàn)美元，有的高達(dá) 25～30 萬(wàn)美元，與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過(guò)去作坊式管理，真正實(shí)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(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來(lái)看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問(wèn)題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低，帶來(lái)中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過(guò)高等問(wèn)題。第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長(zhǎng)期以來(lái)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(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國(guó)內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占 45%左右，其馀為自產(chǎn)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(wù)，與國(guó)際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，對(duì)模具制造周期影響尤甚。 第 2 頁(yè) 第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比，無(wú)論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。1.1.2 國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)的模具工業(yè)和技術(shù)在過(guò)去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來(lái)的十年，中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)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(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)； 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)； 4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)； 5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率； 6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)； 7）模具的精度將越來(lái)越高； 8）模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化； 9）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程； 10）開(kāi)發(fā)新的成形工藝和模具。1.2 國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車(chē)、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)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(wú)法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。近幾年，全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為 600～650 億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到 50%以上；國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004 年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪問(wèn)時(shí)，從德國(guó)工、模具行業(yè)組織--德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國(guó)有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá) 48 億歐元。其中（VDMA）會(huì)員模具企業(yè)有 90 家，這 90 家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國(guó)模具產(chǎn)值的 90%，可見(jiàn)其規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬(wàn)美元左右，而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多 15～20 萬(wàn)美元，有的達(dá)到 25～30 萬(wàn)美元。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70%以上，而我國(guó)才達(dá)到 45％．1.3 活門(mén)沖孔落料級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)與制造方面 第 3 頁(yè) 1.3.1 活門(mén)沖孔落料級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路沖裁是沖壓工藝的最基本工序之一，它是利用模具使板料沿著一定的輪廓形狀產(chǎn)生分離的一種沖壓工序。它包括落料、沖孔、切邊、修邊、切舌、剖切等工序，其中落料和沖孔是最常見(jiàn)的兩種工序。沖裁在沖壓加工中應(yīng)用極廣。它既可直接沖出成品零件，還可以對(duì)已成形的工件進(jìn)行再加工。普通沖裁加工出來(lái)的制件的精度不高，一般情況下，沖裁件的尺寸精度應(yīng)在 IT12 級(jí)以下，不宜高于 IT10 級(jí)。只有加強(qiáng)沖裁變形基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)算方法，才能正確地確定沖裁工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決沖裁變形中出現(xiàn)的各種實(shí)際問(wèn)題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。該活門(mén)件是典型的沖壓件，該模具工作過(guò)程很簡(jiǎn)單就是沖孔和落料，根據(jù)零件圖的結(jié)構(gòu)和尺寸精度以及材料的性能確定完成該沖件所需要的模具類(lèi)型.因此，綜合考慮各種因素后采用復(fù)合模。根據(jù)計(jì)算的結(jié)果和選用的標(biāo)準(zhǔn)模架，判斷此次沖裁能不能采用標(biāo)準(zhǔn)的模架。為了保證制件的順利加工和順利取件，模具必須有足夠高度。要改變模具的高度，只有從改變導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度,改變導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度的同時(shí),還要注意保證導(dǎo)柱和導(dǎo)套的強(qiáng)度. 導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度可根據(jù)沖裁凸凹模與落料凹模工作配合長(zhǎng)度決定．設(shè)計(jì)時(shí)可能高度出現(xiàn)誤差，應(yīng)當(dāng)邊試沖邊修改高度。1.3.2 活門(mén)件模具設(shè)計(jì)的進(jìn)度1.了解目前國(guó)內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時(shí)間 10 天；2.確定加工方案，所用時(shí)間 5 天；3.模具的設(shè)計(jì)，所用時(shí)間 30 天；4．模具的調(diào)試．所用時(shí)間 5 天．沖孔落料級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)工件名稱: 活 門(mén)生產(chǎn)批量:批量生產(chǎn)材 料: 45 第 4 頁(yè) 厚 度: 2.5mm 工件簡(jiǎn)圖:見(jiàn)圖 1圖 1 活門(mén) 第 5 頁(yè) 1 工藝性分析圖示零件材料為 45 鋼，適合一般的沖壓加工。此工件只有落料和沖孔兩個(gè)工序，結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，只有一個(gè)內(nèi)孔。圖示零件的尺寸全部為未注公差的一般尺寸，一般按 IT14 級(jí)取，尺寸精度較低，普通沖裁完全可以滿足要求。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(chǎn)。 第 6 頁(yè) 2 沖壓工藝方案的確定該工件包括落料和沖孔兩個(gè)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)。本方案的模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序兩套模具，成本高而且生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)的要求。方案二：落料—沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。本方案只需要一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都高，由于查模具手冊(cè)可知材料厚度為 2.5mm 時(shí)凸、凹模的許用的最小壁厚為 5.8mm,由圖形可知孔邊距小于凸、凹模許用最小壁厚，用方案二模具強(qiáng)度較差，制造難度大，并且沖壓后成品留在模具上，在清理模具上的物料時(shí)會(huì)影響沖壓的速度，操作不方便。方案三：沖孔—落料級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。本方案也只需要一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求。通過(guò)對(duì)比以上方案可知，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案三較好。 第 7 頁(yè) 3 排樣設(shè)計(jì)3.1 確定零件的排樣方案設(shè)計(jì)模具時(shí)，首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖?；铋T(mén)零件外形接近矩形只有沖孔，所以結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，只需要直排就可以。直排（圖 2 所示）的排樣方案材料的利用率已經(jīng)很高。圖 23.2 條料寬度、導(dǎo)料板間距離和材料利用率的計(jì)算查表取得側(cè)搭邊值為 3mm，工件見(jiàn)搭邊值為 3m。 第 8 頁(yè) 條料寬度的計(jì)算：擬采用無(wú)側(cè)壓裝置的送料方式，由圖 2 條料的排樣可知： 條料寬度：B=（100+2x3）mm=106mm步距：S=（70+3）mm=73mm材料利用率的計(jì)算：根據(jù)一般的市場(chǎng)供應(yīng)情況，原材料選用 1500 mm×750 mm×1mm 的冷軋薄鋼板。每塊可剪 106mm ×1500 mm 規(guī)格條料 7 條，材料剪切利用率達(dá) 98.93%。由 autocad 軟件可知沖裁件的面積：A=6684.51mm2一個(gè)步距的材料利用率：=(1×6684.51)/(106×73)×100% =86.4%? 第 9 頁(yè) 4 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定4.1 正倒裝結(jié)構(gòu)本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個(gè)工序，為方便小孔廢料和成形工件的落下，采用正裝結(jié)構(gòu)，即沖孔凹模和落料凹模都安排在下模。4.2 送料方式因是大批量生產(chǎn)，但工件簡(jiǎn)單，所以采用手動(dòng)送料方式比較好，能夠使模具制造簡(jiǎn)單。4.3 定位裝置本工件在級(jí)進(jìn)模中尺寸是較小的，又是大批量生產(chǎn)，沖時(shí)第一個(gè)工位采用始用擋料銷(xiāo)定位，第二個(gè)工位采用固定擋料銷(xiāo)定位。送料時(shí)始用擋料銷(xiāo)與固定擋料銷(xiāo)作為粗定距，在凸凹模上安裝兩個(gè)導(dǎo)正銷(xiāo)，利用條料上 φ10mm 半圓孔做導(dǎo)正銷(xiāo)孔進(jìn)行導(dǎo)正，依此作為條料送進(jìn)的精確定距。4.4 導(dǎo)向方式為了提高模具壽命和工作質(zhì)量，便于安裝調(diào)整，該級(jí)進(jìn)模采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。4.5 卸料方式本模具采用正裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料和工件留在凹?？锥粗?，為了簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，可以在下模座中開(kāi)有通槽，使廢料和工件從孔洞中落下。工件厚度為 2.5mm，料厚比較厚，為了簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)和達(dá)到可靠的卸料力，選用剛性卸料板來(lái)卸下條料廢料。5 沖壓力與壓力中心的計(jì)算5.1 沖裁工序總力的計(jì)算由工件結(jié)構(gòu)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。沖兩個(gè) φ10mm 導(dǎo)正銷(xiāo)孔與工件上孔的力 F1、落外型料的力 F2，向下推出沖孔廢料的力 F3，向下推出工件的力 F4。由剛性卸料板卸條料的廢料的力不是壓力機(jī)提供的， 第 10 頁(yè) 故不用計(jì)算在內(nèi)?？紤]到模具刃部被磨損、凸凹模間隙不均勻和波動(dòng)、材料力學(xué)性能及材料厚度偏差等因素的影響，實(shí)際計(jì)算沖裁力時(shí)按下面公式：F=KLtτK—系數(shù)，一般取 1.3。上式中抗剪強(qiáng)度 τ 與材料種類(lèi)和坯料的原始狀態(tài)有關(guān)，可在手冊(cè)中查詢。為方便計(jì)算，可按下式估算沖裁力表達(dá)式又可表示為：F=1.3Ltτ≈Ltσ b式中σ b—被沖材料抗拉強(qiáng)度(MPa)。查手冊(cè)取 45 鋼的抗拉強(qiáng)度為 650Mpa。圖 3L1=（2×34+2πR）mm=99.4mmL2=308.94mm（用 autocad 的查詢功能）F1=L1×2.5×650=161.53kNF2=308.94×2.5×650=502.03kNF= F1+ F2=663.56kN推件力 F t=nKtP Kt—推件力系數(shù),由手冊(cè)查得 Kt=0.05查手冊(cè)可得 h=7.5mm,故 n=3F3=3×0.05×663.56=99.53kN 第 11 頁(yè) 卸料力 F X=KXF KX—卸料力系數(shù),由手冊(cè)查得 KX=0.03F4=0.03×663.56=19.90kN工序總力 F 總 =F1+F2+F3+F4=161.53+502.03+99.53+19.90=783.0kN為了保證沖壓力足夠,一般沖裁時(shí)壓力機(jī)噸位應(yīng)比計(jì)算的沖壓力大 30%左右,即 F 總 ′ =1.3×783=1017.90kN5.2 初選壓力機(jī)查手冊(cè) 開(kāi)式可傾壓力機(jī)參數(shù)初選壓力機(jī)型號(hào)為 J23-125 見(jiàn)表一。表一 所選擇壓力機(jī)的相關(guān)參數(shù)型號(hào) 公稱壓力/kN 滑塊行程/mm最大閉和高度/mm工作臺(tái)尺寸/mm墊板尺寸（厚度）可傾斜角/·封閉高度調(diào)節(jié)量/mmJ23-125 1250 145 480 710×1080 100 25 1105.3 壓力中心的計(jì)算模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)，為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)的壓力中心滑塊中心線重合。否則沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌與模具的導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會(huì)使合理的間隙得不到保證，從而影響制件的質(zhì)量和降低模具的壽命，嚴(yán)重的可能損壞模具。該模具的結(jié)構(gòu)的制造壓力中心與模柄中心線重合。若選用坐標(biāo)系 XOY，即xc＝0，y c＝0（L 1的圓心） 。 第 12 頁(yè) 圖 4用 autocad 的查詢命令可知該模具的壓力中心為 x=-77.23,y=30.92。由以上計(jì)算可以得出模具的壓力中心以便裝模時(shí)與壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。 6 模具主要零件 第 13 頁(yè) 6.1 工作零部件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化(1)凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算由于制件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開(kāi)加工的方法制作凸凹模。這時(shí)需要分別計(jì)算和標(biāo)注凸模和凹模的尺寸和公差。由于零件未標(biāo)注公差在此均按IT13 級(jí)算。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，刃口尺寸采用配作法加工。 由手冊(cè)得間隙值 Z min=0.38mm Zmax=0.54mm。1) 落料凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算。由于形狀較復(fù)雜，幫采用配合加工方法，這種方法有利于獲得最小的合理間隙，放寬對(duì)模具的加工設(shè)備的精度要求，其凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算如下： 當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)件時(shí)，凹模磨損后，刃口部分尺寸都增大?！? 工件圖中沒(méi)有標(biāo)注公差的尺寸，查相關(guān)文獻(xiàn)得出其極限偏差： mm， mm， mm， mm， mm， mm 。 0.8712R?0.87?0.271?0.26R?70.3?10.8R?查手冊(cè)得磨損系數(shù) x 為：當(dāng) 0.50 時(shí)，x =0.5； ??當(dāng) 0.50 時(shí)，x =0.75；?按式：A j=(Amax－x△) 0+0.25△+.25870.1835R120=(-.)m96????凹0. .凹+.2570.77(.-)2??凹0.4.1850=3??凹 +.250.3R2(.6-)m?凹0.36.9187??凹落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別為119.60mm、99.60mm、17.27mm、70mm、20mm、10mm，不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)條件中注明：凸模實(shí)際刃口尺寸與凹模配制，保證最小雙面合理間隙值 Z =0.38mm。min2) 沖孔凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算。由于形狀較復(fù)雜，幫采用配合加工方法，這種方法有利于獲得最小的合理間隙，放寬對(duì)模具的加工設(shè)備的精度要求，其凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算如下： 當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)件時(shí)，凹模磨損后，刃口部分尺寸都增大?！ 」ぜD中沒(méi)有標(biāo)注公差的尺寸，查相關(guān)文獻(xiàn)得出其極限偏差： 第 14 頁(yè) mm , mm, mm。0.35R?0.624?0.41?查手冊(cè)得磨損系數(shù) x 為：當(dāng) 0.50 時(shí)，x =0.5； ??當(dāng) 0.50 時(shí)，x =0.75；?按式：A j=(Amax－x△) 0+0.25△0.514m437?????+.256凹 0（ -）.19.凹 （ 74）058R??+0.253凹 0-.（ ）沖孔凸模的基本尺寸與凹模相同，分別為 43.70mm、9.67mm、4.85mm,不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)條件中注明：凸模實(shí)際刃口尺寸與凹模配制，保證最小雙面合理間隙值 Z =0.38mm。min（２）工作零部件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化1）落料凸模結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計(jì)為直通式，采用銑床加工。其總長(zhǎng) L 可按下列公式計(jì)算：L=h1+h2+h3+h=(45+35+10+1)=91mm式中：h 1—凸模固定板厚度（mm） ；h2—卸料板厚度（mm） ；h3—導(dǎo)料板厚度（mm） ；h—自由高度（mm） 。具體結(jié)構(gòu)如圖 5 所示： 第 15 頁(yè) 圖 52）沖孔凸模因?yàn)樗鶝_的孔類(lèi)似為圓形，而且都不屬于需要特別保護(hù)的小凸模，所以沖孔凸模采用直通式，一方面加工簡(jiǎn)單，另一方面又便于裝配與更換。沖孔的凸模結(jié)構(gòu)如圖 6 所示： 第 16 頁(yè) 圖 63) 凹模凹模采用整體式凹模，安排凹模在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄重合。其輪廓尺寸計(jì)算如下： 第 17 頁(yè) 凹模高度 H=Kb=0.22×100=22mm 凹模壁厚 c=1.5H = 33mm 凹模寬度 B=b+2c=(100+2×33)=166mm, 凹模長(zhǎng)度 L 取 300mm， 式中 b---凹模刃口的最大尺寸(mm) c---凹模壁厚(mm) 指刃口至凹模外形邊緣的距離；K=系數(shù)，取 0.22凹模整體尺寸標(biāo)準(zhǔn)化,取為：300mm×240mm×60mm。凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般?。?.7~2.0）d。圖 7 整體式凹模的局部結(jié)構(gòu) 圖 8 凹模上的螺孔設(shè)計(jì)與選用d 為螺孔的距離由于凹模厚度為 60mm，所以根據(jù)手冊(cè)查得螺孔選用 4×M14 的螺釘固定在下模座。故選用如圖 7： 螺孔到凹模外緣的最小距離 a2=1.5d=1.5×18=27mma3=1.13d≈20mm凹模上螺孔間距由手冊(cè)查得最小間距為 75mm，最大間距為 150mm。 螺孔到銷(xiāo)孔的距離一般取 b>2d,所以 b 應(yīng)大于 15。根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板 300mm×240mm×60mm。6.2 定位裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 第 18 頁(yè) 淬 硬（1）始用擋料銷(xiāo)的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化（尺寸、位置、標(biāo)準(zhǔn)與示意圖） 擋料銷(xiāo)標(biāo)記： 45? 6 GB/T2866.1—81 （圖 9）材 料：45 鋼 GB/699—88 熱處理：硬度 43～48HRC技術(shù)條件：按 GB2870—81圖 9 始用擋料銷(xiāo)的設(shè)計(jì)（2）固定擋料銷(xiāo)的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化固定擋料銷(xiāo)的設(shè)計(jì)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件，選用此擋料銷(xiāo)如圖 10圖 10 固定擋料銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)根據(jù)分析選用廢料孔前端定位時(shí)擋料銷(xiāo)位置如圖 11 其確定如下 ：=C/2+d/2+1.5=73/2+24/2+1.5=50mm l 第 19 頁(yè) 圖 11 固定擋料銷(xiāo)的位置（3）導(dǎo)正銷(xiāo)的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化導(dǎo)正銷(xiāo)主要用于級(jí)進(jìn)模上，消除擋料銷(xiāo)的定位誤差，以獲得較精確的工件。導(dǎo)正銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尺寸精度，材料的熱處理等可參照 JB/T7647.1—94 和JB/T7647.2—94 選定。（4）導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化導(dǎo)料板的內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模平齊，導(dǎo)料板與條料之間的間隙取 2mm，這樣就可確定了導(dǎo)料板的寬度，導(dǎo)料板的厚度查表取 6～10mm。導(dǎo)料板采用 45 鋼制作，熱處理硬度為 43～48HRC，用螺釘和銷(xiāo)釘固定在凹模上。經(jīng)分析得導(dǎo)料板長(zhǎng)度 L=360mm，寬度 B=65mm ，厚度 h=10mm。6.3 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用由凹模周界可以選取標(biāo)準(zhǔn)模架。凹模周界Ｌ＝300mm,B=240mm材料為 Cr12,0I 級(jí)精度的對(duì)角導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱導(dǎo)套 H6/h7 配合。導(dǎo)柱：B65h6×210mm GB/T2861.1—90導(dǎo)套：B65H6×110mm GB/T2861.6—90上模座：480mm×360mm×60mm GB/T2855.1—90下模座：480mm×360mm×60mm GB/T2855.2—90 模柄：φ55mm×110mm JB/T 7646.1模柄與上模座的聯(lián)接采用壓 入式的結(jié)構(gòu)如圖 12 所示。 第 20 頁(yè) 圖 12 壓入式的模柄 6.4 卸料部件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化（1）卸料板的設(shè)計(jì)卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為 35mm。在前面已經(jīng)確了采用剛性卸料板，設(shè)計(jì)卸料板為一整體板。卸料板采用 45 鋼制造，淬火硬度為 43～48HRC。（2）卸料螺釘?shù)倪x用 1、卸料板上設(shè)置 4 個(gè)卸料螺釘，公稱直徑為 14mm，螺紋部分為 M14×106mm。卸料釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出凸模端面 1mm,有誤差時(shí)通過(guò)在螺釘與卸料板之間安裝墊片來(lái)調(diào)整。2、聯(lián)接件的選用與標(biāo)準(zhǔn)化本模具采用螺釘固定，銷(xiāo)釘定位。具體講開(kāi)槽圓柱頭螺釘：45 鋼 M14×145 GB70—85螺釘：45 鋼 M10×20 GB68—76圓柱銷(xiāo)釘：45 鋼 20×105 GB 119—86 ?止動(dòng)圓柱銷(xiāo)：45 鋼 10×20 GB119—86 第 21 頁(yè) 7 模具裝配與調(diào)試7.1 安裝總述對(duì)于導(dǎo)柱級(jí)進(jìn)模裝配，應(yīng)以凸凹模作為裝配基準(zhǔn)件。先將裝有凸凹模的固定板用螺栓和銷(xiāo)釘安裝、固定在指定的模座的相應(yīng)位置上；再按凸凹模的內(nèi)形裝配、調(diào)整沖孔凸模固定板的相對(duì)位置，使沖孔凸、凹模間的間隙趨于均勻，用螺釘固定；然后再以凸凹模的外形為基準(zhǔn)，裝配、調(diào)整落料凹模相對(duì)凸凹模的位置，調(diào)整間隙，用螺釘固定。再安裝其它的零件。安裝順序：1、組件裝配模架的組裝，模柄的裝入，凸模及凸凹模在固定板上的組裝2、總裝配先裝上模，再以上模為基準(zhǔn)裝下模3、調(diào)整凸凹模的間隙4、安裝其它輔助零件5、檢查、試件7.2 模具裝配過(guò)程裝配過(guò)程：序號(hào) 工序 工藝說(shuō)明1 檢查零件及組件檢查沖模各零件及組件是否符合圖樣要求，并檢查凸凹模間隙的均勻程度，各輔助零件是否配齊1、先將模架組裝好，即墊板放入上模座下，止動(dòng)銷(xiāo)與模柄的組合體放入上模座里并固定。2、把落料凹模、沖孔凸模裝入上模固定板中，再將其磨平。沖孔凸模固定在固定板上，并保證其垂直度，打入銷(xiāo)釘。3、墊板、凸模固定板和上模座用開(kāi)槽圓柱頭螺釘固定連接，用凸凹模對(duì)沖孔凸模和落料凹模初找正其位置，進(jìn)行調(diào)整，緊固螺釘。4、按凸模固定板上的螺紋孔配作上模各零件的螺紋過(guò)孔。2 裝配上模5、拆開(kāi)后分別進(jìn)行擴(kuò)孔、鉸孔，然后再用螺釘連接起來(lái)，用壓板壓緊，鉆銷(xiāo)孔，打入銷(xiāo)釘。 第 22 頁(yè) 1、在下模座和卸料板，凸凹模裝在下模固定板上，保證其同軸度。2、將其凸凹模、導(dǎo)料板、下模座、卸料板的組合體安裝，用螺釘固定。3、合上沖模，使凸凹模的間隙均勻，進(jìn)行調(diào)整。緊固螺釘，用壓板壓緊，鉆銷(xiāo)孔，打入銷(xiāo)釘。4、安裝鋼性卸料板，卸料螺釘，進(jìn)行調(diào)整使彈性卸料板與下模座平行。3 裝配下模5、安裝其它零件。 1、切紙?jiān)嚊_4 試沖與調(diào)整2、裝機(jī)試沖 第 23 頁(yè) 8 活門(mén)沖孔落料連續(xù)?？傃b圖前面各節(jié)已經(jīng)設(shè)計(jì)好了活門(mén)沖孔落料連續(xù)模各零件，根據(jù)前面的設(shè)計(jì)，活門(mén)沖孔落料連續(xù)模的總裝圖如圖 13。 圖 131 模柄 2 上模座 3 銷(xiāo)釘 4 墊板 5 凸模固定板 6 落料凸模 7 導(dǎo)套 8 導(dǎo)正銷(xiāo) 9 導(dǎo)柱 10 卸料板 11 導(dǎo)料板 12 開(kāi)槽圓柱頭螺釘 13 固定擋料銷(xiāo) 14 凹模板 15 下模座 16 始用擋料銷(xiāo) 17 彈簧 18 銷(xiāo)釘 19 螺釘 20 托料板 21 沖孔凸模 22 開(kāi)槽圓柱頭螺釘 23 止動(dòng)銷(xiāo) 第 24 頁(yè) 9 壓力機(jī)的校核前面已經(jīng)初選的壓力機(jī)中，J23-125 型壓力機(jī)工作臺(tái)尺寸為 710×1080mm,最大閉合高度 480mm，連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度為 110mm,最大裝模高度為 350mm，而上面知道的模具閉合高度為 280mm，故可安裝。 第 25 頁(yè) 結(jié)束語(yǔ)該制件屬于典型的沖裁件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計(jì)算確定該制件的沖裁力及模具刃口尺寸，然后選取相應(yīng)的壓力機(jī)。本設(shè)計(jì)主要是落料凸、凹模及沖孔凸、凹模的設(shè)計(jì)，需要計(jì)算凸凹模的間隙、工作零件的尺寸和公差。此外,還需要確定模具工藝零件和結(jié)構(gòu)零件以及模具的總體尺寸，然后根據(jù)上面的設(shè)計(jì)繪出模具的總裝圖。由于在零件制造前進(jìn)行了預(yù)測(cè)，分析了制件在生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應(yīng)的工藝措施。因此，模具在生產(chǎn)零件的時(shí)候才可以減少?gòu)U品的產(chǎn)生?；铋T(mén)沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，但是其尺寸相對(duì)較大不適合選用標(biāo)準(zhǔn)模架。要保證零件的順利加工和取件，模具必須有足夠的長(zhǎng)度，因此需要改變上、下模座的長(zhǎng)度，以達(dá)到要求。模具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)單，它可以相應(yīng)的簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。便于以后的操作、調(diào)整和維護(hù)?；铋T(mén)沖孔落料模具的設(shè)計(jì)，是理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對(duì)理論知識(shí)做了更深切貼實(shí)的闡述。也使我認(rèn)識(shí)到，要想做為一名合格的模具設(shè)計(jì)人員，必須要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)新技術(shù)，樹(shù)立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，并堅(jiān)持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 第 26 頁(yè) 致 謝首先感謝本人的導(dǎo)師杜偉老師，他幫我仔細(xì)審閱了本文的全部?jī)?nèi)容并對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。杜偉老師淵博的知識(shí)，誠(chéng)懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，特別是遇到困難時(shí)，他給了我鼓勵(lì)和幫助，在這里我向他表示真誠(chéng)的感謝！感謝母校——河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識(shí)，掌握了一定的操作技能。最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識(shí)了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助。參考文獻(xiàn) 第 27 頁(yè) 【1】中國(guó)機(jī)械工程協(xié)會(huì)、李春勝、黃德彬主編.金屬材料手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.11【2】肖祥芷、王孝培主編.中國(guó)模具工程大典第 4 卷.北京：電子工業(yè)出版社，2007.3【3】機(jī)械工業(yè)部編.機(jī)械產(chǎn)品目錄（1996）第 5 卷.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996【4】王孝培主編.實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.3【5】中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)、中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典編委會(huì)編.中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典（第 3 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