云母片沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)【薄板類沖裁件落料模含11張CAD圖帶卡片】

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11 緒 論目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜螅饕蚴俏覈跊_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)的國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.1.1 國內(nèi)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(jì)，2003 年我國模具生產(chǎn)廠點(diǎn)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(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 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)口量較大的國家。在 2 萬多家生產(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(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(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)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(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)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(jìn)行之中，但總體來看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)，再加上國內(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，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是 15～20 萬美元，有的高達(dá) 25～30 萬美 2元，與之相對的是我國相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，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．雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)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(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM 應(yīng)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(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(biāo)準(zhǔn)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(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國內(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模具質(zhì)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(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進(jìn)口鋼相比，無論是質(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 國內(nèi)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(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)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(dá)國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(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）模具的精度將越來越高； 38）模具研磨拋光將自動化、智能化； 9）研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)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(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、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法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)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(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)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)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(chǎn)值的三分之一。 國外模具總量中,大型、精密、復(fù)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(jī)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(chǎn)值達(dá) 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(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的 90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國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．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多 15～20 萬美元，有的達(dá)到 25～30 萬美元。國外先進(jìn)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70%以上，而我國才達(dá)到 45％．1.3 云母片模具設(shè)計(jì)與制造方面1.3.1 云母片模具設(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 4零件，還可以對已成形的工件進(jìn)行再加工。普通沖裁加工出來的制件的精度不高，一般情況下，沖裁件的尺寸精度應(yīng)在 IT12 級以下，不宜高于 IT10 級。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)際問題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。云母片是典型的沖壓件，該模具工作過程很簡單就是落料，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型.因此，綜合考慮各種因素后不采用復(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,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度決定．設(shè)計(jì)時可能高度出現(xiàn)誤差，應(yīng)當(dāng)邊試沖邊修改高度。1.3.2 云母片沖壓模具設(shè)計(jì)的進(jìn)度1.了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間 10 天；2.確定加工方案，所用時間 5 天；3.模具的設(shè)計(jì)，所用時間 30 天；4．模具的調(diào)試．所用時間 5 天． 52 云母片的沖壓工藝性分析零件名稱：云母片生產(chǎn)批量：大批量材 料：云母板厚 度：0.8mm工件圖：如圖 1.圖 1 零件圖云母板具有易分剝成很薄、平坦的、光滑的和具有彈性的薄片的特性。此外，還具有高的抗電性能和極高的耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定好、機(jī)械強(qiáng)度高、收縮率小、不易燃、不吸潮等。是一種很好的電絕緣材料 [1]。此工件只有落料工序，材料為云母板。具有良好的沖壓性能，適合沖裁，工件外形復(fù)雜程度一般，工件的尺寸精度要求一般，邊緣與邊緣之間的距離遠(yuǎn)大于凸凹模允許的最小壁厚，故不考慮采用復(fù)合模。普通沖裁完全能滿足要求。綜上分析可知，圖 1 零件具有較好的沖壓工藝性，適合沖壓生產(chǎn)。 63 分析比較和確定工藝方案云母片零件所需的基本沖壓工序?yàn)槁淞?，可擬定以下二種工藝方案。方案一：采用單工序模分一次工序進(jìn)行沖壓。方案二：采用級進(jìn)模生產(chǎn)。各個方案優(yōu)缺點(diǎn)的分析比較:方案一：模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度一般，能滿足該零件的產(chǎn)量要求。方案二：生產(chǎn)率很高，但是級進(jìn)模較難保證內(nèi)，外形相對位置的一致性。模具制造安裝復(fù)雜。綜合以上二種方案比較，該件采用方案一即單工序模最佳。 74 主要工藝計(jì)算4.1 排樣設(shè)計(jì)及毛坯尺寸計(jì)算4.1.1 確定零件的排樣方案設(shè)計(jì)模具時，條料的排樣方案很重要。合理的排樣應(yīng)是在保證制件質(zhì)量，有利于簡化模具結(jié)構(gòu)的前提下，以最少的材料消耗，沖出最多的合格制件。為提高模具的使用壽命，保證沖裁件的質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。該云母片，采用有廢料直排的排樣方法，排樣方案如圖 2 所示。圖 2 排樣圖由表 2.5.2[2] 查得最小搭邊值工件間 a1=1.5 ㎜ ，a=1.8 ㎜ 但是查 [3]得本表只適用低碳鋼，對于其他材料，應(yīng)當(dāng)表中數(shù)值乘以下列系數(shù)，非金屬 1.50～2.0取系數(shù) 2.0 ，得到 a 1=3.0 ㎜ ，a=3.6 ㎜條料寬度為 44.2mm ,步距為 49 mm ,一個步距的材料利用率 50.6%（計(jì)算見表一） 。4.1.2 沖壓力的計(jì)算該模具采用單工序模，試選擇彈性卸料、下出料。沖壓力相關(guān)計(jì)算見表一。 8表一 條料及沖壓力的相關(guān)計(jì)算項(xiàng)目分類項(xiàng) 目 公 式 結(jié) 果 備 注沖裁力面積AA=687+85.375+324.585　 1096.96mm2條料寬度 B B=36.5+2×3.6+0.5 44.2mm步距 S S=46+3 49mm排樣一個步距的材料利用率η= = ?%10?BsnA=50.6%492.61050.6%查表 2-18[3]得a=3.6mm,a1=3mm,采用無側(cè)壓裝置，條料與導(dǎo)料板間間隙 Cmin=0.5mm。沖裁力 F1 F1=KLtτb=1.3×196.96×0.8×80　16387N L=196.96mmτb=80Mpa卸料力 Fx FX=Kx=0.05×16387 819.4N 查表 [3]KX=0.05沖壓力推件力 FT FT=NKTF2=10×0.055×163879012.9N KT=0.055n=h/t=8/0.8=10 9沖壓工藝總力 FZFZ=F1+F2+FX+FZ=16387+819.4+9012.926219.3N 彈性卸料下出料4.1.3 初選壓力機(jī)查文獻(xiàn) [4]開式可傾壓力機(jī)參數(shù)初選壓力機(jī)型號為 J23-3.15 和Ｊ23-10，見表二表二 所選壓力機(jī)的相關(guān)參數(shù)型號 公稱壓力/kN滑塊行程/mm最大封閉高度/mm封閉高度調(diào)節(jié)量/mm工作臺尺寸/mm滑塊底面尺寸/mmJ23-3.15 31.5 25 120 25 160×25090×100J23-10 100 45 180 35 240×370180×2004.1.4 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(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌與模具的導(dǎo)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(zhì)量和降低模具的壽命，甚至損壞模具。 10(1) 此為凸模模具的壓力中心，首先計(jì)算凸模的壓力中心。圖 3 壓力中心的計(jì)算計(jì)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②、在任意距離處作 x-x 軸 y-y 軸③、 分別計(jì)算出各線段和圓弧的重心到 x-x 軸的距離 y1, y2, y3, y4,y5,y6,y7 和到y(tǒng)-y 軸的距離 x1, x2, x3, x4,x5,x6,x7 ④、凸模的壓力中心到坐標(biāo)軸的距離下式確定:到 y-y 軸的距離x0= Lxlxlxll 7654321 ??= 96.1 16)5.7(14)23(.0.89)6()5.4(17 ??????? 11= －2.44mm到 x-x 軸的距離y0= Lylylyll 7654321 ??= 96.1 5.2.1420.95..3617 ??????=14.3mm4.2 計(jì)算零件刃口尺寸該零件是非金屬材料，非金屬材料沖裁刃口尺寸計(jì)算與金屬沖裁模刃口尺寸計(jì)算方法在計(jì)算原理上相同，但除云母片外，其他非金屬材料在沖裁后的彈性回復(fù)較大，故計(jì)算時要考慮其回彈值。由于該沖裁件的形狀復(fù)雜一般，板料相對較薄。若采用分開加工法時，為了保證凸凹模一定的間隙值，必須嚴(yán)格限制沖模制造公差，增加沖模制造困難，加大了模具的生產(chǎn)周期及制造成本。而采用凸模與凹模配合加工法，則是先做好其中一件（凸?；虬寄＃┳鳛榛鶞?zhǔn)件，然后以此為基準(zhǔn)加工另一件，使它們之間保持一定的間隙。這種方法不僅容易保證凸凹模間隙很小，而且還可以放大基準(zhǔn)件的制造公差，使模具制造容易。綜上，采用配合加工法。該沖裁件屬落料件，選凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件，只需要計(jì)算落料凹模刃口尺寸制造公差，凸模刃口尺寸由凹模實(shí)際尺寸按間隙要求配作.設(shè)計(jì)時，基準(zhǔn)件和刃口尺寸及制造公差應(yīng)詳細(xì)標(biāo)注，而配作件只標(biāo)注公稱尺寸，不注公差.由于該工件形狀復(fù)雜，其各部分尺寸性質(zhì)不同。所以，基準(zhǔn)件的刃口尺寸應(yīng)根據(jù)凹模磨損后輪廓變化情況進(jìn)行分別計(jì)算，凹模磨損情況有三類 [3]：a、凹模磨損后會增大的尺寸-------第一類尺寸 A第一類尺寸：Aj=(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：Bj=(Bmin+x△) 0-0.25△ 12c、凹模磨損后會保持不變的尺寸 第三類尺寸 C第三類尺寸：Cj=(Cmin+0.5△)±0.125△式中: Aj、 Bj、 Cj ─ 模具基準(zhǔn)件尺寸(mm)Amax、 Bmin 、Cmin─ 工件極限尺寸(mm)△ ─工件公差(mm)X ─磨損系數(shù)① 查表 1—22[5]線性尺寸公差：46+0.5-0.1mm 17±0.1mm 36.5±0.1mm 16.5±0.1mm 16±0.1mm11±0.1mm 11±0.1mm 9±0.1mm 14±0.1mm 24.5±0.1mm查表1—63 [5]得倒圓半徑尺寸的極限偏差：2.5±0.1mm 4.5±0.1mm 查表 19.1—10[6]得磨損系數(shù) x 為 0.75mm 和 0.5mm 。②落料凹模的刃口尺寸計(jì)算如下：第一類尺寸：磨損后增大的尺寸A1=(Amax-x△) 0+0.25△=(17.1－0.2×0.75) 0+0.25×0.2=16.950+0.05mmA2=(Amax-x△) 0+0.25△ 13=(36.6-0.2×0.75) 0+0.25×0.2=36.450+0.05mmA3=(Amax-x△) 0+0.25△=(9.1-0.75×0.2) 0+0.25×0.2=8.950+0.05mmA4=(Amax-x△) 0+0.25△=（24.6－0.75×0.2） 0+0.25×0.2=24.450+0.05mmA5=(Amax-x△) 0+0.125△=（46.5－0.6×0.5） 0+0.25×0.6=46.20+015mm第二類尺寸：凹模磨損后會減小的尺寸B1=(Bmin+x△) 0-0.25△=(15.9+0.75×0.2) 0-0.25×0.2=16.050-0.05mmB2=(Bmin+x△) 0-0.25△=(2.4+0.75×0.2) 0-0.25×0.2=2.550-0.05mmB3=(Bmin+x△) 0-0.25△ 14=(4.4+0.75×0.2) 0-0.25×0.2=4.550-0.05mm第三類尺寸: 凹模磨損后會保持不變的尺寸 C1=(Cmin+0.5△)±0.125△=(16.4+1/2×0.2) ±0.125×0.2=16.5±0.025C2=(Cmin+0.5△)±0.125△=(10.9+1/2×0.2) ±0.125×0.2=11±0.025C1=(Cmin+0.5△)±0.125△=(10.9+1/2×0.2) ±0.125×0.2=11±0.025C1=(Cmin+0.5△)±0.125△=(13.9+1/2×0.2) ±0.125×0.2=14±0.025③凸模的刃口尺寸由于落料凸凹模采用的是配作法。所以，落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別 15是16.95mm、36.45mm、8.95mm、24.45mm、46.2mm、16.05mm、16.5mm、11mm、11mm、14mm、2.5mm、4.5mm，不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)條件中注明：凸模實(shí)際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值 Zmin。查表 [6]得 Zmin=0mm。③凸模、 凹模的刃口尺寸簡圖分別見圖 4、5：圖 4 凹模刃口尺寸 16圖 5 凸模刃口尺寸5 計(jì)算各主要零部件的尺寸5.1 凹模厚度按式 2.19[7]其中 b=46.5mm k 按表 2.24[7]查得 k=0.35 故：H=kb=46.5 0.35=16.275mm?凹模的厚度應(yīng)適當(dāng)增加故取 H=20mm按式（2-20） [7]凹模壁厚 C=（1.5～2）H=40mm5.2 凸模固定板厚度H1=0.7H=20 0.7=14 近似數(shù)取 H1=20mm?5.3 墊板的采用與厚度 17是否采用墊板以承壓面較小的凸模進(jìn)行計(jì)算，凸模承壓面的尺寸按式（2—10） [7]其承壓應(yīng)力：σ = F/A = 25399.9/1096.9623 ≈ 23 Mpa查表 2—39[7]得鑄鐵模板的[σp]為 90～140 Mpa故 σ ＜ [σp]因此不須采用墊板。5.4 彈壓卸料板由表 7—8[8]彈壓卸料板厚度 H=8mm.由表 7—9[8]查得卸料板孔與凸模的單邊間隙 c 值:Z1/2=0.105.5 卸料橡膠的設(shè)計(jì)卸料橡膠的設(shè)計(jì)見表三，選用 4 塊橡膠的厚度務(wù)必一致，不然會造成受力不均勻，運(yùn)動產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作。表三 卸料橡膠的設(shè)計(jì)項(xiàng)目 公式 結(jié)果 備注卸料板工作行程h 工h 工 =h1+t+h2 3.8mm h1 為凸模凹進(jìn)卸料板的高度 1mm，h2 為凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度 2mm橡膠工作行程 H 工 H 工 = h 工 +h 修 8.8mm h 修 為凸模修模量，取 5mm 18橡膠的自由高度 H 自由H 自由 =4 H 工 35.2mm 取 H 工 為 H 自由 的 25%橡膠的預(yù)壓縮量H 預(yù)H 預(yù) =15% H 自由 5.28mm 一般 H 預(yù)=（10%~15%）H 自由每個橡膠承受的載荷F1F1=F 卸 /4 204.85N 選用 4 個圓筒形橡膠橡膠的外徑 DD= ??Pd/27.1?26mm校核橡膠自由高度 H自由0.5≤H 自由 /D≤1.5 滿足D 為圓筒形橡膠的內(nèi)徑，取 d=12.5mm:P=0.5Mpa橡膠的安裝高度 H安H 安 = H 自由 - H 預(yù) 29.92mm聚氨酯橡膠：表 8—47[8]聚氨酯橡膠尺寸也可選標(biāo)準(zhǔn)件：D=45㎜ d=12.5㎜ H=40㎜由表 8—50[7]查得內(nèi)孔 d 與相應(yīng)的卸料螺釘尺寸 d=12.5 配用螺釘 d=12（GB2867.9—81）注螺釘長度 L 需視模具結(jié)構(gòu)要求而定 196 模具總體設(shè)計(jì)6.1 模具類型的選擇根據(jù)上述分析，本零件的沖壓只有落料工序，采用單工序沖壓，所以模具類型為單工序模。6.2 定位方式的選擇因?yàn)槟＞卟捎檬菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷，無側(cè)壓裝置，控制條料的送進(jìn)步距采用固定擋料銷定距。6.3 卸料方式的選擇因工件的厚度為 0.8mm 相對較薄,卸料力也比較小,故可采用彈性卸料。6.4 導(dǎo)向方式的選擇為了提高模具壽命和工件質(zhì)量,方便安裝調(diào)試,選用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向。為了便于工人的操作提高生產(chǎn)率,該模具采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。 207 主要零部件設(shè)計(jì)7.1 工作零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.1.1 凸模的設(shè)計(jì)結(jié)合工件外形并考慮加工，對于采用線切割和成形磨削的非圓形凸模，則制成沒有臺階的等斷面的形式，將凸模設(shè)計(jì)成直通式（見圖 6） ，凸模長度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定的，其凸模總長度 L 用下列公式計(jì)算：L=h1+h2+h3+h=54㎜式中 L—凸模長度， mmh1—凸模固定板高度，mmh2—卸料板高度，mmh3—導(dǎo)尺高度，mmh—附加高度，一般取 15～20mm × 21圖 6 凸模7.1.2 凹模的設(shè)計(jì)凹模采用整體式凹模，各沖裁的凹模均采用線切割機(jī)床加工，安排凹模在模架的位置時，要計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合，其輪廓尺寸按下計(jì)算。按式 2.19[7] 其中 b=46.5mm k 按表 2.24[7]查得 k=0.35 故H=kb=46.5 0.35=6.275mm?凹模的厚度應(yīng)適當(dāng)增加故取 H=20mm按式（2-20） [7]凹模壁厚 C=（1.5～2）H=40mm根據(jù)工件尺寸即可估算凹模的外形尺寸：凹模長度：L=l+2c=46+2×40=126 mm (送料方向)凹模寬度：B=b+2c=36.5+2×40=116.5 mm查表 3—71[10]標(biāo)準(zhǔn)凹模輪廓尺寸為：160 mm×125 mm×20 mm由于凹模厚度為 20 mm，查表 2—46 [10] 和 2—47[11]查得螺孔選用 4×M6 的螺釘固定在下模座，螺孔到凹模外緣的最小距離查表 2—44[11] a=10mm 。螺孔到銷孔的距離一般取 b≥2d ， b=12mm。長度 寬度為 160mm 125mm 結(jié)構(gòu)圖如圖 7?? 22×4 其 余四 周圖 7 凹模7.2 定位零件的設(shè)計(jì)與選用7.2.1 擋料銷的選用（1） 由上述可知，該模具采用的是固定擋料銷。查文獻(xiàn) [12]固定擋料銷選用：A10 JB/7649.10。（2） 導(dǎo)料銷的選用：查文獻(xiàn) [12]導(dǎo)料銷選用：GB 117—86 D8×30 7.2.2 卸料零件的選用（1） 卸料板選用：卸料板的 周邊尺寸與凹模的周邊尺寸相同，厚度為 8 mm ，即 160 mm×125 mm×8 mm ，卸料板采用 45 鋼，淬火硬度為 40～45 HRC（2）卸料螺釘?shù)倪x用：查文獻(xiàn) [12]選用圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘：M10×80 JB/T 7650.6—947.3 導(dǎo)向零件的選用 23該沖裁件的形狀較為復(fù)雜，尺寸較大 。若采用導(dǎo)板導(dǎo)向裝置，則導(dǎo)板孔加工困難。為了避免熱處理變形，時常不進(jìn)行熱處理。所以，其耐磨性差，實(shí)際上很難達(dá)到和保持穩(wěn)定的導(dǎo)向精度。因此，生產(chǎn)中廣泛地采用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向。由于該沖裁件為一般的沖壓加工，采用滑動導(dǎo)柱導(dǎo)套能夠保障導(dǎo)向精度，即該模具采用滑動導(dǎo)柱導(dǎo)套形式。查文獻(xiàn) [12] 導(dǎo)柱選用：A25 h5×130 GB/T2861.1查文獻(xiàn) [12] 導(dǎo)套選用：A25 H6×85×33 GB/T2861.67.4 固定零件的選用查文獻(xiàn) [12] 固定板選用：160×125×20 JB/T 7643.2螺釘選用： M6×50 GB/T 70銷釘選用： D4×30 GB1197.5 模架的選用該模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模具架，以凹模固界為依據(jù)。選擇模架規(guī)格。凹模固界：L=160 B=125上模座（GB/T2855.5） 160×125×35下模座（GB/T2855.6） 160×125×40導(dǎo)柱（GB/T.2861.1） d/mm×l/mmd/mm×l/mm mm× 130mm25?28mm× 130mm導(dǎo)套（GB/T2861.6） 導(dǎo)套 d/mm×l/mm×D/mm分別為 25×85×33， 28×85×33??上模座厚度 H 上模取 35mm，固定板厚度取 20mm，下模座厚度取 40mm，那么該模具的閉合高度 24H 閉 =H 上 +L+H+H 下 -h2=35+54+20+40-2=147mm式中：L—凸模長度 l=54mmH—凹模厚度，H=20mmh2—凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度 h2=2mm.可見該模具閉合高度小于所選壓力機(jī) J23-10 的最大裝模高度( 180mm ),可以使用.7.6 模柄的選用查文獻(xiàn) [12] 模柄選用：A25×70 JB/T 7646.1 258 模具總裝圖8.1 模具總裝圖圖 8 裝配圖由以上設(shè)計(jì)，可得到模具的總裝圖，其工作過程是：上模部分通過模柄安裝在壓力機(jī)滑塊上,下模部分通過螺栓壓板安裝在壓力機(jī)工作臺面上。導(dǎo)料銷和擋料銷固定在凹模上,條料沿導(dǎo)料銷送進(jìn),由定位裝置控制其送進(jìn)步距。壓力機(jī)行程一次沖壓一次；沖裁完畢,壓力機(jī)滑塊回程,帶動上模部分上行,卡在凸模外的料由卸料板卸下；卡在凹模內(nèi)的制件由推件裝置卸出 ,完成一次沖壓。8.2 沖壓設(shè)備的確定 26通過校核，選擇開式可傾壓力機(jī) J23—10 能滿足使用要求。公稱壓力：100KN滑塊行程：45㎜最大閉合高度：180㎜連桿調(diào)節(jié)長度：35㎜工作臺尺寸（前后×左右）：240mm×370mm墊板厚度尺寸：50㎜模柄孔尺寸： 30×50?最大傾斜角度：30° 279 結(jié) 束 語云母片屬于典型的沖裁件，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，分析了制件在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應(yīng)的工藝措施。因此，模具在生產(chǎn)零件的時候才可以減少廢品的產(chǎn)生。云母片沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡單，但是其尺寸相對不大適合選用標(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度，因此需要改變上、下模座的長度，以達(dá)到要求。模具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡單，它可以相應(yīng)的簡化模具結(jié)構(gòu)。便于以后的操作、調(diào)整和維護(hù)。云母片落料模具的設(shè)計(jì)，是理論知識與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對理論知識做了更深切貼實(shí)的闡述。也使我認(rèn)識到，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)新知識新技術(shù)，樹立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識應(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)，為國民經(jīng)濟(jì)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 28參 考 文 獻(xiàn)[1] 肖祥芷、王孝培主編. 中國模具工程大典第 4 卷. 北京:電子工業(yè)出版社,2007.3[2] 劉建超、張寶忠主編. 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造. 北京:高等教育出版社,2004.6[3] 中國機(jī)械工程學(xué)會、中國模具設(shè)計(jì)大典編委會. 中國模具設(shè)計(jì)大典. 南昌: 江西科學(xué)技術(shù)出版社,2003.1[4] 《最新機(jī)械產(chǎn)品目錄》編寫組編. 最新機(jī)械產(chǎn)品目錄. 北京:兵器工業(yè)出版社,1994.9[5] 李柱主編. 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ). 北京:計(jì)量出版社出版,1984.10[6] 陳錫棟、周小玉主編. 實(shí)用模具技術(shù)手冊. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.7[7] 王芳主編. 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999.10[8] 高軍、李熹平、修大鵬等編著. 沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計(jì)指南. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.7[9] 楊玉英主編. 實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)手冊. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.7[10] 郝濱海編著. 沖壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.11[11] 王孝培主編. 沖壓手冊. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.10[12] 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社、全國模具標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會編. 中國機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1998.12