小減速器H62墊片工藝及復(fù)合模設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì).doc

畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 課 題 小減速器H62墊片工藝及復(fù)合模設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日注 意 事 項(xiàng)1.設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致謝9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)）2.論文字?jǐn)?shù)要求：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于1.2萬字。3.附件包括：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂3）其它目 錄摘 要Abstract第1章 緒 論1 1.1沖壓的概念1 1.2概述1 1.3沖壓工藝特點(diǎn)1 1.4沖壓模具的發(fā)展2 1.5沖壓技術(shù)的發(fā)展方向2 第2章 沖壓工藝分析和方案的制定3 2.1零件工藝性分析3 2.1.1零件結(jié)構(gòu)分析3 2.1.2公差和表面粗糙度分析4 2.1.3材料的性能分析42.2加工方案的確定4 2.3沖壓方案的確定4 2.3.1沖壓方案4 2.3.2加工方案的比較5 2.4主要設(shè)計(jì)計(jì)算5 2.4.1沖裁件尺寸計(jì)算5 2.4.2排樣方式的確定和計(jì)算5 2.4.3板料寬度和導(dǎo)料板間距計(jì)算7 2.4.4壓力中心的確定8 2.4.5沖裁力的計(jì)算8 2.4.6壓力機(jī)的選擇10 2.5模具刃口尺寸的計(jì)算10 2.5.1落料11 2.5.2沖孔12 2.6模具尺寸示意圖13 第3章 模具零部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)15 3.1凹模的設(shè)計(jì)15 3.1.1凹模類型15 3.1.2卸料裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算16 3.1.3導(dǎo)板厚度17 3.2凸模的設(shè)計(jì)17 3.2.1凸模固定板和固定方式17 3.2.2凸模墊板17 3.2.3模柄的結(jié)構(gòu)17 3.2.4凸模18 3.3凸模、凹模的結(jié)構(gòu)18 3.4模架的選擇19 3.5模具裝配示意圖19 第4章 彎曲工藝設(shè)計(jì)19 4.1彎曲零件的工藝分析20 4.1.1彎曲件結(jié)構(gòu)分析20 4.1.2彎曲直邊高度20 4.1.3零件最小孔邊距20 4.1.4彎曲半徑20 4.2彎曲模的設(shè)計(jì)20 4.3彎曲工藝計(jì)算21 4.3.1零件尺寸計(jì)算21 4.3.2彎曲力的計(jì)算21 4.3.3校正彎曲力21 4.3.4頂件力計(jì)算214.3.5公稱彎曲壓力22 4.3.6彎曲壓力機(jī)選擇22 總 結(jié)23 參考文獻(xiàn)24 致 謝25插圖清單圖2-1 零件示意圖3圖2-2 豎排示意圖6圖2-3 橫排示意圖6圖2-4 零件排樣圖7圖2-5 壓力中心圖9圖2-6 落料尺寸示意11圖2-7沖孔尺寸示意圖12圖2-8落料凹模尺寸示意圖13圖2-9沖孔凸模尺寸示意圖14圖2-10凸凹模尺寸示意圖14圖3-1 倒裝式復(fù)合模示意圖15圖3-2 凹模刃口示意圖15圖3-3 標(biāo)準(zhǔn)凸模18圖3-4 凸邊式鑲拼結(jié)構(gòu)18圖3-5 復(fù)合模具裝配示意圖19圖4-1 帶壓料裝置和定位銷的彎曲模20插表清單表2-1 四種沖壓方案比較5表2-1 排樣方案比較6表2-2 最小搭邊值8表2-3 剪切條料公差系8表2-4 沖壓工藝力卸料力、推件力和頂件力系數(shù)10表2-5 JH2316壓力機(jī)技術(shù)參數(shù)表10表2-6 沖壓模雙面間隙Z11表3-1 凹模厚度系數(shù)16表3-2 模孔刃壁內(nèi)外邊緣距離16表3-3 倒樁復(fù)合模壁厚最小值16表3-4 卸料板的最小厚度16表3-5 模板材料的許用壓應(yīng)力17表4-1 單位面積上校正力21摘 要 沖壓這個(gè)成型加工方法在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用越來越廣泛。隨著當(dāng)今科技的發(fā)展，被大量應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中來，工業(yè)生產(chǎn)中模具的使用已經(jīng)越來越引起人們的重視。沖壓模具的在生產(chǎn)中的使用可以大大的提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，減輕工人負(fù)擔(dān)，具有重要的技術(shù)進(jìn)步意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是小減速器H62墊片工藝及復(fù)合模設(shè)計(jì)，確定零件的工藝、生產(chǎn)方案和模具的設(shè)計(jì)，采用沖孔落料同時(shí)進(jìn)行的復(fù)合模設(shè)計(jì)。小減速器H62墊片的整體結(jié)構(gòu)簡單，零件給定制造精度基本為IT11，沖孔精度為IT10，對(duì)粗糙度和精度沒有特殊要求。該零件材料為H62普通黃銅薄板帶坯。對(duì)板料進(jìn)行有廢料排樣，采用自動(dòng)送料的方式，選擇無測壓導(dǎo)向裝置和彈壓卸料方式。這種沖壓加工適合高質(zhì)量，高精度，大批量生產(chǎn)。在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，沖壓材料的的搭邊值不能過大，也不能過小，要合理選擇搭邊值的大小。對(duì)沖壓力以及卸料力的計(jì)算則通過查找手冊和理論計(jì)算來確定。通過計(jì)算出沖裁力的大小來確定沖壓設(shè)備。通過計(jì)算出沖裁力的大小來確定沖壓設(shè)備。然后根據(jù)計(jì)算得到的尺寸進(jìn)行復(fù)合模具的設(shè)計(jì)，在根據(jù)選擇的復(fù)合模具來設(shè)計(jì)其零部件。其中包括對(duì)凹模、凸模和其固定方式、導(dǎo)向方式的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)小減速器H62墊片設(shè)計(jì)的落料凸、凹模刃口尺寸不能過大，會(huì)影響沖件的精度和尺寸形狀。對(duì)沖裁間隙的確定于斷面垂直度與尺寸精度要求不高的工件，以提高模具壽命為主，可采用大間隙值，所以本設(shè)計(jì)的間隙值大小通過查找間隙表可以得到，最終完成本篇的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：復(fù)合模；制造；模具設(shè)計(jì)；沖裁；落料；沖孔AbstractThis press molding method in actual production more widely. With todays technology, is applied to a large number of industrial production, the use of industrial production, the mold has become increasingly attracted attention. Use in the production of stamping dies can greatly improve labor productivity, reduce the burden on workers, has important significance of technological progress and economic value.The main content of the design is a small reducer H62 gaskets and composite mold design process,determine the parts of the process design and manufacturing solutions and composite mold design. Using punching - Compound Die blanking simultaneously. H62 small reducer simple connection pads overall structure, basic manufacturing precision parts given to IT11, punching accuracy IT10, roughness and accuracy are no special requirements. The common parts and materials for the H62 brass sheet strip. There scrap sheet metal nesting performed using automatic feeding manner, select None manometry guides and suppress discharge mode. This stamping suitable high-quality,high-precision, high-volume production. In the design calculations, take the side of the value of the press material can not be too large nor too small, a reasonable choice to take the side of the value of size. Hedging pressure and discharge power is calculated by finding the manual to determine the theoretical calculations . Stamping equipment to determine the punching force by calculating the size of . Determined by calculating the stamping equipment blanking force size. Is then calculated according to the size of the composite mold design, select the composite mold according to the design of its components . Including on the die, punch and its fixation methods, design-oriented approach .H62 design of small reducer gasket design blanking convex and concave mold edge size is not too large, it will affect the accuracy of the shape and size of the pieces. Blanking clearance for the determination of the degree and dimension in the vertical cross-section less precision parts, mainly to improve die life, can be a large gap value, so the value of the size of the gap between the design table can be obtained by finding the gap, the final completion of this Design.Keywords: composite mold; manufacturing; die design; punching; blanking; punch銅陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第1章 緒 論1.1沖壓的概念所謂沖壓加工就是一種利用安裝在壓力機(jī)上面，具有一定外形尺寸的冷沖壓模具，對(duì)夾在模具里的板料施加一個(gè)壓力，讓板料按照一定尺寸發(fā)生塑性變形，從而獲得所需一定尺寸零件的一種壓力加工方式，這個(gè)加工方式稱之為沖壓。沖壓對(duì)加工環(huán)境一般不做特殊要求，只有特殊板料需要加熱沖壓，通常這種壓力加工方式不需要對(duì)溫度有特殊要求，多在室溫下狀態(tài)下進(jìn)行加工，因此也被稱做是冷沖壓。沖壓在當(dāng)今的的機(jī)械制造業(yè)中起了很重要的作用，在保證沖壓件質(zhì)量和精度的同時(shí)又能保證其快速加工，是一種非常高效而且低成本的加工方式。這種加工方式如今廣泛應(yīng)用于各種金屬零件加工、塑料和高分子材料的制造業(yè)中。尤其在重工業(yè)和輕工業(yè)中起到了重要的作用，在交通工具的零件加工、軍工制造、家用電器制造等輕重工業(yè)中占據(jù)了重要的地位。1.2概述對(duì)于沖壓，它的三要素為：板料、模具和設(shè)備，這三者是不可或缺的，缺少其一，沖壓都不能進(jìn)行。沖壓加工過程則是依靠沖壓模具和壓力機(jī)設(shè)備，自動(dòng)對(duì)板料進(jìn)行加工來實(shí)現(xiàn)的，它是一種非常迅速，非常高效的加工方法?，F(xiàn)今，在沖壓中，板料為沖壓成零件的原材料，多為金屬材料，少數(shù)為塑料。沖壓模具，則是沖壓加工的工藝設(shè)備，只有模具的設(shè)計(jì)符合要求了，才能沖裁得到要求合格的沖裁件。對(duì)于沖壓而言，它在加工方式上比其他壓力加工有著獨(dú)到的優(yōu)勢，加工范圍非常廣泛，所以沖壓模具的設(shè)計(jì)制造就尤為重要。1.3沖壓工藝特點(diǎn) 因?yàn)闆_壓這個(gè)加工方式比其他壓力加工有著獨(dú)到的優(yōu)勢，所以，沖壓加工有著以下的優(yōu)點(diǎn)：（1）應(yīng)用 沖壓加工的應(yīng)用范圍非常廣。列如，加工一些日常生活中精密儀器設(shè)備上的小型零件，如電腦金屬板零件，各種儀表盤的金屬部件；而大型零件如汽車的引擎蓋、車體的加工都可以通過沖壓來完成。（2）高效 因?yàn)闆_壓加工是一種快速高效的加工方式，所以沖壓加工的穩(wěn)定性比較高，這樣就能大批量的沖壓質(zhì)量穩(wěn)定，尺寸精度高的零件。從高精度要求的沖裁件到不需要在精度上達(dá)到很高的技術(shù)要求的沖裁件，這些都可以通過沖壓加工來完成。（3）質(zhì)量 沖壓是一個(gè)穩(wěn)定的壓力加工過程，得到的沖壓件通常都具有重量輕、強(qiáng)度高、剛性好、平直度高和表面粗糙度小等優(yōu)點(diǎn)。 （4）快速 沖壓加工不僅生產(chǎn)效率極高，而且非常穩(wěn)定，沒有其它任何一種機(jī)械加工方法能與之相比。比如，對(duì)一些只需要滿足裝配和使用要求的零件，或者是快速?zèng)_壓一些小型零件，沖壓的加工速度可達(dá)到每分鐘數(shù)百件，甚至上千件。 （5）利用率 沖裁時(shí)產(chǎn)生的廢料僅僅為工藝廢料和結(jié)構(gòu)廢料，雖然其中結(jié)構(gòu)廢料無法避免，但是工藝廢料卻可以減少，甚至可以沒有工藝廢料，所以沖壓加工的對(duì)材料利用率非常高。對(duì)于不同尺寸、精度要求的零件，能夠?qū)崿F(xiàn)少廢料或無廢料生產(chǎn)。在一些情況下，甚至可以再一塊板料上進(jìn)行多種不同零件的同時(shí)沖壓，材料的利用率能達(dá)到非常的水準(zhǔn)。 （6）操作 在沖壓過程中，對(duì)沖壓設(shè)備的操作非常簡單，安全程度高。沖壓設(shè)備的操作對(duì)工人的技術(shù)素質(zhì)要求不高，新工人可以經(jīng)過短時(shí)培訓(xùn)便能上崗進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)。（7）設(shè)備 沒有模具，就不能沖壓，所以模具總體設(shè)計(jì)制造的要求非常高。對(duì)于模具來說，其特點(diǎn)是制造時(shí)間長、成本高，只適宜于單件小批量模具的生產(chǎn)。而且，模具因沖壓導(dǎo)致?lián)p壞的維修難度大，甚至需要重新更換模具，成本就容易增加，不利于實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)化的目標(biāo)。（8）難度 沖壓模設(shè)計(jì)制造時(shí)沖壓能否進(jìn)行的關(guān)鍵，對(duì)設(shè)計(jì)者需要有很強(qiáng)的想象力與創(chuàng)造力。所以，模具的設(shè)計(jì)制造對(duì)于設(shè)計(jì)者和制造者在理論、經(jīng)驗(yàn)、創(chuàng)造力方面都要有很高的要求。 沖壓加工時(shí)是靠模具和壓力機(jī)同時(shí)工作來完成整個(gè)加工過程的，在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢比其它加工方法突出，所以它是一種快速高效的成型方法。因?yàn)闆_壓工藝擁有上述突出的優(yōu)點(diǎn)，所以無論在金屬加工還是非金屬加工制造業(yè)各個(gè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。雖然沖壓加工有著許多優(yōu)點(diǎn)，但是其缺點(diǎn)也存在著，最主要的體現(xiàn)在沖壓加工時(shí)的噪聲、振動(dòng)這兩種。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，現(xiàn)在更多的采用液壓壓力機(jī)或者其他壓力機(jī)設(shè)備，能很好的降低噪聲和振動(dòng)，減小弊端。1.4沖壓模具的發(fā)展沖壓模具設(shè)計(jì)制造水平相比以前已經(jīng)提升不少，從小型的快速?zèng)_壓設(shè)備到大型零件的沖壓設(shè)備已經(jīng)全部具備，小型的設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)每分鐘數(shù)百件，甚至上千件高速?zèng)_壓，大型的沖壓設(shè)備的級(jí)進(jìn)沖壓模已經(jīng)能達(dá)20噸左右。從只需要加工最簡單滿足裝配和使用要求的到加工高精度高質(zhì)量的零件，從制造簡單模具的到使用壽命達(dá)數(shù)億次左右沖壓模在國內(nèi)已經(jīng)能夠生產(chǎn)。目前，沖壓模具主要朝著高精度、高效率和高經(jīng)濟(jì)性能發(fā)展，一方面為了適應(yīng)一些對(duì)精度要求特別高，加工技術(shù)難度大但又大批量生產(chǎn)零件的沖壓；另一方面是為了滿足一些常見的使用非常廣泛的零件的沖壓。1.5沖壓技術(shù)的發(fā)展方向隨著國內(nèi)外的沖壓技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展，沖壓加工的生產(chǎn)效率和沖裁件的質(zhì)量都有了極大的提高。從簡單沖壓到精密沖壓，從金屬材料沖壓到非金屬高分子材料的沖壓加工，各種各樣的模具都被開發(fā)出來。隨著目前世界上的各種生產(chǎn)設(shè)計(jì)模擬軟件的開發(fā)，沖壓技術(shù)的研究逐步從實(shí)際轉(zhuǎn)到計(jì)算機(jī)模擬研究來。沖壓工藝的精密性和高效性也隨之不斷提高，改善了以前繁瑣和復(fù)雜的老生產(chǎn)工藝。比如：CAX技術(shù)的開發(fā)不僅改善了制圖過程，實(shí)現(xiàn)了規(guī)范化和智能化，通過其他軟件進(jìn)行參數(shù)模擬，使得整條生產(chǎn)工藝的精密性和可行性得到了不斷提高。通過以往老沖壓生產(chǎn)工藝研究和現(xiàn)今先進(jìn)的計(jì)算模擬技術(shù)的研究，如今沖壓技術(shù)已經(jīng)變得越來越完善，工藝也變得越來越精密。利用高效的沖壓生產(chǎn)技術(shù)，沖壓的成本得到了大大的降低，質(zhì)量精度卻有了很大程度的提高。不管沖壓技術(shù)發(fā)展的高度和沖壓工藝的復(fù)雜程度如何，沖壓這個(gè)工藝的產(chǎn)生就是為了方便生產(chǎn)，其根本離不開沖壓成本。按照目前沖壓技術(shù)的發(fā)展，在未來階段，沖壓生產(chǎn)技術(shù)會(huì)朝著高精度，高效率，高經(jīng)濟(jì)型著三個(gè)層面去發(fā)展。- 1 -第2章 沖壓工藝分析和方案的制定本次設(shè)計(jì)課題的零件為小減速器H62墊片工藝及復(fù)合模設(shè)計(jì)，如圖2-1。零件選定的材料為H62黃銅薄板帶。這個(gè)墊片主要是用在小型減速器上，其作用就是在減速器兩個(gè)零部件中起連接作用，右端彎曲部分主要防止墊片轉(zhuǎn)動(dòng)而失效。這種墊片要求表面要光滑，零件切邊出不能有大的毛刺，而且它的應(yīng)用范圍非常廣，可以大批量的生產(chǎn)。名 稱：小減速器H62墊片材 料：H62黃銅薄板帶坯料 厚：t=0.5mm生產(chǎn)批量：大批量圖2-1 零件示意圖2.1零件工藝性分析 該小減速器H62墊片零件示意圖如圖2-1所示。按照零件的外形、功能和技術(shù)要求來看，零件主要可以通過沖壓，彎曲，切割，沖孔等加工工序來完成。為確定小減速器H62墊片的最終加工方案，做如下分析。2.1.1零件結(jié)構(gòu)分析（1）該零件外形輪廓簡單，沒有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，只有一處豎直部分止動(dòng)板，而且整體呈軸對(duì)稱圖形。豎直部分可以通過沖壓和切割加工成型，彎曲部分可以通過彎曲進(jìn)行加工。但就沖壓和彎曲來說，零件對(duì)模具設(shè)計(jì)難度要求不高，設(shè)備成本比較低，適合采用。（2）零件外形只由簡單直線和圓弧角組成，而且直線與圓角過渡圓弧，沒有大的尖角。按照沖壓加工來說，其工藝設(shè)計(jì)要求比較簡單。- 1 -（3）零件上沒有復(fù)雜懸臂和狹槽等其他結(jié)構(gòu)，只有一處簡單的彎曲部位，對(duì)沖壓和彎曲模具結(jié)構(gòu)要求簡單。（4）若采用沖壓加工時(shí)，為避免孔發(fā)生變形，零件的最小孔到零件邊緣的距離一般要大于2t，而且不能小于34mm，最小孔邊距為：，可以進(jìn)行沖孔加工。（5）若是采用沖壓和彎曲加工時(shí)，零件的彎曲半徑大于硬態(tài)H62薄板帶坯的最小彎曲半徑為0.3t?？紤]到零件實(shí)際形狀，在彎曲部位沒有其他的沖孔，只有中間圓孔，可以考慮使用這種方案進(jìn)行加工。2.1.2公差和表面粗糙度分析（1）公差 該零件圖中已標(biāo)出公差，基本為IT11，未標(biāo)注的一般按照IT14級(jí)選用。模具公差按照IT6IT7（圓形件）或按照IT11（非圓形件）。沖孔要求達(dá)到的公差等級(jí)選用IT10，零件選用公差等級(jí)低于沖孔公差等級(jí)，允許沖孔和落料進(jìn)行加工。（2）表面粗糙度 零件圖上未標(biāo)出具體粗糙度，對(duì)粗糙度無特殊要求。2.1.3材料的性能分析零件沖壓選用的材料為H62普通黃銅的薄板帶坯。這種普通黃銅薄板帶材的力學(xué)性能比較好，在熱，冷態(tài)下塑性能力比其他材料好。這種冷軋薄板帶坯的機(jī)械性能良好，尺寸精度比較高，適合進(jìn)行零件的沖壓和彎曲加工。而且薄板冷軋制速度非?？?，大批量進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)優(yōu)勢比較明顯。所以小減速器H62墊片零件可以選用H62黃銅薄板來作為沖壓和彎曲加工的坯料。2.2加工方案的確定 根據(jù)上述對(duì)零件進(jìn)行的工藝性分析，能夠初步確定的是其主要加工工序?yàn)闆_壓和彎曲這兩道工序。由于第一步不可能為彎曲，所以只能是先沖孔或者是落料，其加工方案可以為先沖孔落料后彎曲和落料彎曲沖孔兩種。根據(jù)這兩種初步確定的加工方案，可以大致確定零件的加工順序。 （1）采用第一種方案加工時(shí)，零件在落料和沖孔加工完成后在進(jìn)行彎曲，它的優(yōu)點(diǎn)是加工方案在實(shí)際加工生產(chǎn)時(shí)速度比較快，效率會(huì)比較高，適合零件大批量的生產(chǎn)。零件的孔邊距離值也影響著彎曲的成功性。厚度低于2mm零件的孔邊距必須要高于料厚，這樣彎曲才能保證圓孔不發(fā)生變形。從零件圖上可以看出零件的孔邊距，遠(yuǎn)大于板料的厚度，能滿足彎曲加工的進(jìn)行。可以考慮采用這種加工方法。 （2）若是采用第二種方案加工時(shí)，零件先進(jìn)行落料，在根據(jù)落料件來彎曲形成半成品，最后在進(jìn)行沖孔完成零件的加工。這種加工方式可以保證零件質(zhì)量和尺寸的要求，但是這種方式加工必須要單獨(dú)設(shè)計(jì)制造落料、彎曲、沖孔三個(gè)模具，加大了設(shè)計(jì)制造難度?？梢钥紤]不采用這種加工方法。綜合考慮，可以考慮采用第一種加工方法，先沖裁好半成品零件，在單獨(dú)完成彎曲加工。進(jìn)行這種加工設(shè)計(jì)時(shí)，先設(shè)計(jì)零件的采用的沖壓工序，然后在設(shè)計(jì)彎曲工序。2.3沖壓方案的確定2.3.1沖壓方案沖壓方案就是合理確定零件各道加工工序的先后，也就是確定合理的沖壓工藝路線，沖壓的工藝路線包括沖壓工藝，組合與序列這幾個(gè)部分。確定合理的沖裁工藝方案，應(yīng)對(duì)不同的工藝進(jìn)行全面的分析，比較其綜合的效果，選擇一種最為合理的沖壓工藝方案。該零件主要加工工序?yàn)椋郝淞虾蜎_孔，所以根據(jù)沖孔和落料加工方式可以分出三種工序方案，也就是單工序模，級(jí)進(jìn)模和復(fù)合模三種加工生產(chǎn)方式：表2-1 四種沖壓方案比較單工序模沖壓方案采用單工序模生產(chǎn)時(shí)，零件的主要加工工序要么先為先落料后沖孔，要么是先沖孔后落料。級(jí)進(jìn)模沖壓方案采用級(jí)進(jìn)模沖壓生產(chǎn)時(shí)，主要是零件先沖孔后落料，然后在采用以單個(gè)工序的形式級(jí)進(jìn)沖壓生產(chǎn)。正裝復(fù)合模沖壓方案正裝式復(fù)合模沖壓主要是零件落料沖孔兩道工序同時(shí)完成，將沖孔和落料凸凹模組合在一起，以便快速?zèng)_壓生產(chǎn)。倒裝式復(fù)合模沖壓方案倒裝式復(fù)合模的落料凹模和沖孔凸模在上模，其沖孔和落料兩道工序同時(shí)完成，能夠快速進(jìn)行生產(chǎn)。2.3.2加工方案的比較：（1）在采用單工序模沖壓方案進(jìn)行設(shè)計(jì)沖壓時(shí)，需要單獨(dú)設(shè)計(jì)沖孔、落料這兩道不同的工序和兩副不同的沖壓模具。沖壓時(shí)生產(chǎn)效率比較低，工人工作強(qiáng)度大，很滿足大批量沖裁件的生產(chǎn)要求。（2）采用級(jí)進(jìn)模沖壓方案設(shè)計(jì)沖壓模只需要一副模具，但是級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)制造是沖孔和落料設(shè)計(jì)在一個(gè)模座上，導(dǎo)致外輪廓尺寸比較大，所以模具的加工制造過程比較復(fù)雜，不太適合沖裁件的大批量沖壓生產(chǎn)。（3）采用正裝式復(fù)合模方案沖壓生產(chǎn)時(shí)。在每一次沖裁完成后，上模向上行至終點(diǎn)時(shí)，推件裝置把廢料推出。上模的凸、凹模孔內(nèi)沒有沖孔廢料積存，所以沖孔產(chǎn)生廢料造成的脹力小，上凹模就不容易破裂。過多的輔助裝置導(dǎo)致整個(gè)復(fù)合模制造加工過程復(fù)雜，正裝復(fù)合模不適合簡單沖裁件的大批量沖壓生產(chǎn)。（4）采用倒裝式復(fù)合模沖壓生產(chǎn)，每次沖壓完成時(shí)，下模沖孔凹模中的沖孔廢料則由上模的沖孔凸模從凸、凹模內(nèi)孔中直接推出下模座，整個(gè)模座中無頂件裝置，只有彈壓卸料裝置，而且模具的整體結(jié)構(gòu)簡單，操作非常方便。以沖壓比較薄的板帶材或者精度比較高一點(diǎn)的零件。 綜合上述三種沖壓方案的比較，零件（小減速器墊片）需要高精度，高質(zhì)量，大批量生產(chǎn)，采用單工序模和級(jí)進(jìn)模比較耗費(fèi)制作成本，不適合大批量沖壓，采用倒裝式復(fù)合模具進(jìn)行沖壓生產(chǎn)則最為合適。2.4主要設(shè)計(jì)計(jì)算2.4.1沖裁件尺寸計(jì)算該零件在彎曲前為一個(gè)平面落料件，需要計(jì)算彎曲前沖裁件的尺寸。薄板帶坯的厚度為，彎曲半徑。相對(duì)彎曲半徑。由于彎曲半徑小于0.5，根據(jù)公式計(jì)算出毛坯的尺寸得：。所以在彎曲前的落料件的最大長度為123.25mm。2.4.2排樣方式的確定和計(jì)算根據(jù)沖裁件對(duì)沖壓的精度和技術(shù)要求，零件排樣在板料上只有工藝廢料和結(jié)構(gòu)廢料。對(duì)排樣方案的確定就是確定工藝廢料的多少，所以主要有三種零件的排樣方案，其分別為：表2-2 排樣方案比較有廢料排樣有廢料排樣是指板料在沖裁時(shí)板料上的每個(gè)工件之間和工件與板料邊緣之間都存在著塔邊。這樣的方案對(duì)材料利用率是最低的，但是沖裁件的尺寸精度高，而且模具沖壓時(shí)可能受到的損傷比較小，所以使用壽命會(huì)比較長。少廢料排樣少廢料排樣是指板料在沖壓時(shí)，沖壓時(shí)沖裁件會(huì)因?yàn)槭艿桨辶腺|(zhì)量和定位出現(xiàn)的誤差而影響到質(zhì)量。這樣的沖裁件質(zhì)量會(huì)比較低，同時(shí)沖裁件也容易出現(xiàn)比較大的毛刺，而邊緣毛刺對(duì)模具的使用壽命有著直接的影響。無廢料排樣零件的無廢料排樣方案是沖壓時(shí)，落料完全按照工件與工件之間的邊進(jìn)行沖裁。這樣得到的沖裁件質(zhì)量是最差的，而且只能沖壓對(duì)精度要求不高的零件，同時(shí)對(duì)模具的影響最為明顯，模具的使用壽命是三種排樣方案中最短的。小減速器H62墊片選用材料為H62普通黃銅薄板帶坯?？紤]到零件的在實(shí)際使用中的功能，對(duì)尺寸精度要求比較高，同時(shí)需要大批量高質(zhì)量生產(chǎn)。在保證零件精度的同時(shí)保證模具的使用壽命，少廢料、無廢料排樣就不合適，采用有廢料排樣方案最為合適。根據(jù)零件彎曲前的形狀，不考慮進(jìn)行斜排，進(jìn)行廢料排樣。主要有豎排和排橫兩種，分別如下圖： 圖2-2豎排示意圖圖2-3橫排示意圖 通過查最小搭邊值表2-3得搭邊值，該沖裁件大批量生產(chǎn)，不考慮料頭的料尾的消耗，一個(gè)歩距內(nèi)材料的利用率為。A為板料上一個(gè)歩距內(nèi)的落料件的實(shí)際面積（mm2）；B為條料寬度（mm）；S為一個(gè)歩距長度（mm），為該零件在板料上一個(gè)歩距中的利用率。豎排時(shí)板料寬度，歩距。橫排時(shí)板料寬度，歩距。通過CAD軟件計(jì)算得到該零件的面積為4451.64mm2。則 ；。 計(jì)算得到12，但兩者的利用率相差不是太多，不能單獨(dú)依靠利用率來確定零件的排樣方案。 因?yàn)榘辶鲜荋62黃銅的冷軋薄板帶坯，其良好的機(jī)械性能能滿足沖壓的要求。但是對(duì)于彎曲來說，需要考慮的是不同排樣情況下彎曲的可行性。在沿著軋制方向上，彎曲件的彎曲部位外邊緣容易發(fā)生破裂導(dǎo)致彎曲失敗，所以在這個(gè)方向上彎曲是不可行的。在彎曲部位垂直與薄板冷軋方向上，由于彎曲部位外邊緣與薄板帶坯的軋制方向垂直，零件在進(jìn)行彎曲后不容易發(fā)生破裂，彎曲可行性比較高，彎曲件質(zhì)量質(zhì)量比較好。所以彎曲部位要在垂直于軋制方向上才可以，也就是零件彎曲時(shí)彎曲方向要沿著薄板軋制方向上，在這個(gè)方向上進(jìn)行排樣。需要考慮到冷軋薄板坯料的裁取方向，若是冷軋薄板坯料是沿著軋制方向上裁取的，排樣選擇橫排；若是板料在垂直于軋制方向上裁取的，則零件適合采用豎排方式。 對(duì)于沖壓板料的裁取，考慮到薄板的實(shí)際軋制和材料利用的情況，板料在垂直著軋制方向上裁取簡單，比較合適，利用率比較高。所以在垂直于軋制方向上裁取的板料，零件最為合適的排樣方式選擇豎排。如圖2-2所示。其最終排樣圖如圖2-4：圖2-4零件排樣圖 2.4.3板料寬度和導(dǎo)料板間距計(jì)算該零件采用倒裝式復(fù)合模進(jìn)行沖壓，板料采用無側(cè)壓導(dǎo)向裝置，使板料始終沿著導(dǎo)料板方向送進(jìn)，可按公式計(jì)算，條料寬度： = （2-1）導(dǎo)板之間的距離： （2-2）式中，；a落料件與薄板單邊之間搭邊值的大小， mm；Z導(dǎo)料板與最寬板料之間的單面最小間隙值，mm；條料寬度的單面偏差，mm。通過查表2-3，可以知道落料件與側(cè)邊搭邊值，取a=1.0mm。查設(shè)計(jì)手冊可以知道，單面最小間隙取，板料寬度的單面偏差。根據(jù)公式（2-1）可知，寬度：mm；根據(jù)公式（2-2）得距離 表2-3最小搭邊值 單位（mm）料厚t/mm零件圓角r2t的工件矩形零件邊長l50工件間a側(cè)邊a1工件間a側(cè)邊a10.251.21.01.51.20.250.51.00.81.21.00.51.01.01.51.31.01.51.21.52.01.51.21.81.5 表2-4剪切條料公差 mm條料寬度B材料厚度t1122335500.40.50.70.9501000.50.60.81.01001500.60.70.91.11502200.70.81.01.22203000.80.91.11.32.4.4壓力中心的確定 為了使模具能平衡進(jìn)行沖壓工作，在設(shè)計(jì)制造模具之初時(shí)，首先要根據(jù)沖裁件的技術(shù)要求和沖裁件的外形輪廓尺寸，分析在沖壓整個(gè)過程沖壓過程中，各個(gè)部分受到壓力的影響。并選取相對(duì)適應(yīng)的沖壓力中心，使壓力中心與沖壓模座的滑塊中心和模具導(dǎo)向裝置部分的對(duì)稱中心重合?？赡苡绊懙?jīng)_壓過程中沖裁件將受力不均勻到而導(dǎo)致零件沖裁的質(zhì)量降低，嚴(yán)重可能會(huì)影響沖床滑塊導(dǎo)軌和模具使用壽命降低，甚至導(dǎo)致沖壓模受到嚴(yán)重磨損。（1）在零件的示意圖上以中間圓孔圓心為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立如右圖所示的坐標(biāo)圖。（2）因?yàn)樯蠄D2-5右沖孔模結(jié)構(gòu)簡單，所以其壓力中心在y軸上。以中間圓形孔圓心為坐標(biāo)原點(diǎn)，通過CAD軟件計(jì)算得到壓力中心坐標(biāo)為（0，4.1072）。2-5壓力中心圖2.4.5沖裁力的計(jì)算由于小減速器墊片設(shè)計(jì)使用倒裝式復(fù)合模沖壓生產(chǎn)，采用平刃口模具進(jìn)行沖裁，并用彈性卸料裝置卸料。計(jì)算沖裁力時(shí)按照公式來求。 （1）沖壓力的計(jì)算，按沖壓力的計(jì)算公式為： （2-3）式中， F沖裁力，kN； L沖裁周邊長度，mm； t材料厚度，mm； b 材料抗剪強(qiáng)度，MPa； K沖裁力計(jì)算的修正系數(shù)?？紤]到在實(shí)際沖壓成產(chǎn)過程中，上下模具之間存在著間隙的波動(dòng)，而且不均勻。沖壓模刃口的磨損程度，條料整體的力學(xué)性能和料厚都對(duì)系數(shù)K有影響，綜合所以情況，這個(gè)系數(shù)一般取1.3。為了方便計(jì)算，也可以采用估算沖裁力，其計(jì)算公式為： （2-4）式中b為材料的抗拉強(qiáng)度（MPa）。材料的抗拉強(qiáng)度b=410MPa。L是該零件通過CAD軟件計(jì)算得到零件的沖裁時(shí)刃口的周長：L =524.39mm。代入（2-4）公式得：。 （2）卸料力按卸料力的計(jì)算公式： （2-5）式中，Kx是彈性元件需要卸料力的系數(shù)，通過查沖壓工藝力系數(shù)表1-5，Kx取0.06。 所以代入公式（2-5），卸料力大小為 （3）推件力，推件力計(jì)算公式為： （2-6） 式中，n為同時(shí)堆積在凹模內(nèi)的工件數(shù)量，由于采用倒裝式復(fù)合模，所以取n=1，F(xiàn)為沖裁力，取系數(shù)Kt=0.05。代入公式（2-6），推件力。 （4）頂件力，頂件力的計(jì)算公式為： （2-7） 式中，Kd為頂件力系數(shù)，取Kd =0.04。代入公式（2-7），頂件力 表2-5沖壓工藝力卸料力、推件力和頂件力系數(shù)料厚t (mm)K xKtK d鋼0.10.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03鋁、鋁合金純銅，黃銅0.0250.080.020.060.030.070.030.09 （5）沖壓力的確定：計(jì)算得到的總沖壓力必須要比壓力機(jī)的最大允許沖壓力要小，由于沖裁件是設(shè)計(jì)使用倒裝式復(fù)合模生產(chǎn)，并用彈性卸料裝置卸料。所以沖壓力計(jì)算公式為： （2-8）代入公式（2-8），沖壓力2.4.6壓力機(jī)的選擇根據(jù)計(jì)算得到的總沖壓力的大小，查詢壓力選取的相關(guān)資料，可以選取開式雙柱可傾壓力機(jī)JH2316，其主要技術(shù)參數(shù)如下：表2-6 JH2316壓力機(jī)技術(shù)參數(shù)表公稱壓力160kN滑塊行程70mm行程次數(shù)115（次min-1）最大閉合高度220mm最低活動(dòng)臺(tái)位置300mm最高活動(dòng)臺(tái)位置160mm閉合高度調(diào)節(jié)量60mm滑塊中心線到?jīng)_床距離160mm工作臺(tái)尺寸450mm300mm工作臺(tái)孔尺寸220mm110mm160mm工作臺(tái)尺板厚度60mm立柱間距離220mm2.5模具刃口尺寸的計(jì)算 （1）間隙值 根據(jù)料厚t=0.5mm，查詢沖裁模初始雙面間隙表2-7，可知道其間隙值為： 最小間隙值：Zmin=0.012mm；最大間隙值：Zmax=0.018mm。則。 表2-7沖壓模雙面間隙Z （單位：mm）料厚t黃銅、純銅、軟鋼硬鋼軟鋁Z minZ maxZ minZ maxZ minZ max0.20.30.40.50.0100.0150.0200.0120.0140.0210.0280.0180.0140.0180.0280.0210.0160.024 0.0360.0270.0080.0120.0160.0100.0120.0180.0240.015 （2）凸、凹模具的制造公差=0.0024mm， =0.0036mm。2.5.1落料 本次設(shè)計(jì)小減速器H62墊片復(fù)合模加工采用配合加工法，所以凸凹模的刃口尺寸的按照配合加工法的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)凸凹模沖壓過程中因受到磨損而發(fā)生尺寸變化的情況可知道，落料凹模在沖壓過程中因磨損后尺寸有變大，不變，和變小三種基本情況。圖2-6落料尺寸示意圖 （1）落料尺寸變大的情況： 如圖2-6落料尺寸示意圖可以知道，落料凹模在沖壓過程中因受到磨損后尺寸變大，發(fā)生變化的尺寸的有A1，A2，A3，A4，A5，A6，A7，A8這八個(gè)尺寸。需要計(jì)算的的凹模尺寸A1，A2，A3，A4，A5，A6，A7，A8分別對(duì)應(yīng)的是66mm，123.25mm，22mm，35mm，R3mm，R33mm，R5mm，48mm。計(jì)算公式如下：對(duì)于落料： （2-9）查詢表2-6可以知道：Zmin=0.010mm，Zmax=0.014mm，其中系數(shù)x按工件精度等級(jí)分別取x=1或0.75。則：；。代入公式（2-9）計(jì)算，則凹模尺寸： （2）在本次沖壓過程中，落料件上沒有發(fā)生凹模尺寸因受到磨損后變小的情況。 （3）在本次沖壓過程中，落料凹模尺寸因受到磨損后發(fā)生不變的尺寸有a1，如上圖2-6所示。工件上a1=6.5mm。計(jì)算公式為： （2-10）代入公式（2-10），算得：2.5.2沖孔圖7沖孔（1）根據(jù)沖裁件的形狀特點(diǎn)，在沖壓過程中沖孔凸模磨損后尺寸變小的有A1，A2，A3，A4四個(gè)，如圖2-7所示。所以需要計(jì)算的尺寸分別對(duì)應(yīng)的是R4.2mm，R20mm，7mm，25mm。計(jì)算采公式如下，沖孔： （2-11）圖2-7沖孔尺寸示意圖從上述計(jì)算中可以知道：，其中系數(shù)x按工件精度等級(jí)分別取x=1.0，。 通過代入公式（2-11）得： 凸模尺寸： （2）本次沖壓過程中，沖裁件上沒有發(fā)生凸模尺寸因受到磨損后發(fā)生尺寸變大的情況。 （3）沖壓過程中凸模經(jīng)過磨損后，尺寸不變的主要有a1，a2兩個(gè)尺寸，分別對(duì)應(yīng)的尺寸為30mm，34mm。如上圖2-7中所示。 計(jì)算這些尺寸按公式：Lp=L或Lp= L來計(jì)算。凹?？仔木喑叽缬?jì)算為： （2-12）代入公式（2-12）得： 2.6模具尺寸示意圖 （1）落料凹模尺寸示意圖圖2-8 落料凹模尺寸示意圖 （2）沖孔凸模尺寸示意圖圖2-9 沖孔凸模尺寸示意圖 （3）凸凹模尺寸示意圖圖2-10 凸凹模尺寸示意圖第3章 模具零部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)小減速器H62墊片零件采用的倒裝式復(fù)合模設(shè)計(jì)，其示意圖如3-1所示。3-1 倒裝式復(fù)合模示意圖3.1凹模的設(shè)計(jì)3.1.1凹模類型凹模類型的確定：凹模類型很多，根據(jù)本次沖裁件的形狀特點(diǎn)和技術(shù)要求，確定凹模外形為矩形，結(jié)構(gòu)為整體式，刃口為平刃。凹模刃口示意圖如圖3-2所示。3-2 凹模刃口示意圖 （1）凹模尺寸的確定根據(jù)凹模高度的計(jì)算公式得，凹模高度：，（凹模的高度H15mm） （3-1）根據(jù)公式（3-1）得：，取