雙耳制動(dòng)墊圈的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)論文

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）（2013屆）題 目 墊圈沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 學(xué) 號(hào) 1001040102 姓 名 李 華 僑 所 屬 系 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)電一體化 班 級(jí) 10機(jī)電（1）班 指導(dǎo)教師 黃 小 英 摘要本設(shè)計(jì)題目為墊圈沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了板類沖壓零件的設(shè)計(jì)要求、內(nèi)容及方向，有一定的設(shè)計(jì)意義。通過對(duì)該零件模具的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者沖壓模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的沖壓模具做好了鋪墊并吸取了更深刻的經(jīng)驗(yàn)。本設(shè)計(jì)運(yùn)用沖壓成型工藝及模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，首先分析了工件的成形工藝及模具成形結(jié)構(gòu)對(duì)制件質(zhì)量的影響。介紹了墊板沖壓模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意的要點(diǎn)，通過對(duì)制件進(jìn)行工藝分析，可確定制

2、件的成形加工用一套復(fù)合模即可。從控制制件尺寸精度出發(fā)，對(duì)墊板沖壓模具的各主要尺寸進(jìn)行了理論計(jì)算，以確定各工作零件的尺寸，從模具設(shè)計(jì)到零部件的加工工藝以及裝配工藝等進(jìn)行詳細(xì)的闡述，并應(yīng)用CAD進(jìn)行各重要零件的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：復(fù)合模；工藝分析；模具零部件加工工藝。AbstractThis design topic for stamping forming technology and gasket mould design, reflected the board kind the stamping parts design requirements, the content and directi

3、on, the design of significance. Through the parts of the design of the mould, further strengthen the basic knowledge of stamping mould design, design for more complex stamping mould ready matting and learn from the deeper experience. This design the elementary knowledge which designs using the stamp

4、ing formation craft and the die, first has analyzed the work piece formed craft and the die forming structure to the quality influence. Introduced the pad filling piece stamping die design when must pay attention to the main point, through carries on the craft analysis to the work, may determine the

5、 work formed processing uses set of super dies. Embarks from the control work size precision, counter gear bolt filling piece stamping die each main dimension has carried on the theoretical calculation, by determined each work components the size, designs from the die to the spare part processing cr

6、aft as well as the assembly craft and so on carries on the detailed elaboration, and carries on each important components using CAD the design.Key words: Composite die；Process analysis ；Die parts processing technology. 目 錄第1章 緒論11.1 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景11.2 沖壓工藝介紹11.3 沖壓工藝的種類2第2章 沖裁件的工藝分析32.1沖裁工藝32.1.1沖裁工

7、藝概念32.1.2沖裁工序分類32.2沖裁件的工藝性32.2.1沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性42.2.2沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度42. 3裁工藝方案的確定5第3章 模具的方案設(shè)計(jì)63.1模具結(jié)構(gòu)形式的確定63.2模具類型的選擇63.3操作方式63.4 卸料、出件方式63.4.1 卸料方式63.4.2出件方式73.5確定送料方式73.6確定導(dǎo)向方式7第四章：模具設(shè)計(jì)計(jì)算84.1 排樣方案的確定84.2搭邊的選取84.3送料進(jìn)距、條料寬度計(jì)算94.3.1送料進(jìn)距計(jì)算94.3.2條料寬度計(jì)算94.4排樣圖104.5計(jì)算材料利用率104.6 沖壓力的計(jì)算114.7壓力中心的計(jì)算134.7.1沖模刃口尺寸13

8、4.7.2落料刃口尺寸144.7.3沖孔刃口尺寸14第5章：主要零部件設(shè)計(jì)155.1凹凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)155.1.1凹凸模的刃口形式155.1.2凹模的外形尺寸計(jì)算155.2 模具的其它零件165.2.1 模架165.2.2模柄165.2.3彈壓卸料板165.2.4彈頂和推出裝置175.2.5導(dǎo)向裝置（導(dǎo)柱 導(dǎo)套）185.2.6固定零件（固定板、墊板）185.2.7連接零件19第6章 校核模具閉合高度及沖壓設(shè)備的選擇 206.1 校核模具閉合高度206.2 沖壓設(shè)備的選定20第7章 繪制模具三維總裝圖21第8章 模具的安裝調(diào)試228.1確定裝配方法和裝配順序228.2裝配要點(diǎn)22設(shè)計(jì)總結(jié)23參考

9、文獻(xiàn)24第1章 緒論1.1模具行業(yè)市場發(fā)展?fàn)顩r解讀模具被認(rèn)為是“工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”，模具工業(yè)是無以倫比的“效益放大器”.用模具加工產(chǎn)品大大提高了生產(chǎn)效率，而且還具有節(jié)約原材料，降低能耗和成本，保持產(chǎn)品高一致性等特點(diǎn)。因此模具被稱為"效益放大器"，在國外，模具被稱為“金鑰匙”，進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力"等等。從另一個(gè)角度上看，模具是人性化，時(shí)代化，個(gè)性化，創(chuàng)造性的產(chǎn)品。更重要的是模具發(fā)展了，使用模具的產(chǎn)業(yè)其產(chǎn)品的國際競爭力也提高了。據(jù)國際模具及塑膠五金產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)人羅百輝介紹，模具可帶動(dòng)其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的比例大約是1:100，即模具發(fā)展1億元，可帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)100

10、億元，因此，模具產(chǎn)業(yè)做為朝陽產(chǎn)業(yè)，前景向好。 1.2 沖壓工藝介紹沖壓加工是借助于常規(guī)或?qū)Ｓ脹_壓設(shè)備的動(dòng)力，使板料在模具里直接受到變形力并進(jìn)行變形，從而獲得一定形狀,尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技術(shù)。板料，模具和設(shè)備是沖壓加工的三要素。沖壓加工是一種金屬冷變形加工方法。所以，被稱之為冷沖壓或板料沖壓，簡稱沖壓。它是金屬塑性加工（或壓力加工）的主要方法之一，也隸屬于材料成型工程技術(shù)。 1.3 沖壓工藝的種類沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時(shí)保證分離斷面的質(zhì)量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，

11、制成所需形狀和尺寸的工件。在實(shí)際生產(chǎn)中，常常是多種工序綜合應(yīng)用于一個(gè)工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。 沖壓用板料的表面和內(nèi)在性能對(duì)沖壓成品的質(zhì)量影響很大，要求沖壓材料厚度精確、均勻；表面光潔，無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等；屈服強(qiáng)度均勻，無明顯方向性；均勻延伸率高；屈強(qiáng)比低；加工硬化性低。 在實(shí)際生產(chǎn)中，常用與沖壓過程近似的工藝性試驗(yàn)，如拉深性能試驗(yàn)、脹形性能試驗(yàn)等檢驗(yàn)材料的沖壓性能，以保證成品質(zhì)量和高的合格率。模具的精度和結(jié)構(gòu)直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響沖壓件成本和質(zhì)量的重要因素。模具設(shè)計(jì)和制造需要較多的時(shí)間，這就延長了新沖壓件

12、的生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。模座、模架、導(dǎo)向件的標(biāo)準(zhǔn)化和發(fā)展簡易模具(供小批量生產(chǎn))、復(fù)合模、多工位級(jí)進(jìn)模(供大量生產(chǎn))，以及研制快速換模裝置，可減少?zèng)_壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量和縮短準(zhǔn)備時(shí)間，能使適用于減少?zèng)_壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量和縮短準(zhǔn)備時(shí)間，能使適用于大批量生產(chǎn)的先進(jìn)沖壓技術(shù)合理地應(yīng)用于小批量多品種生產(chǎn)。沖壓設(shè)備除了厚板用水壓機(jī)成形外，一般都采用機(jī)械壓力機(jī)。以現(xiàn)代高速多工位機(jī)械壓力機(jī)為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機(jī)械以及模具庫和快速換模裝置，并利用計(jì)算機(jī)程序控制，可組成高生產(chǎn)率的自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線。在每分鐘生產(chǎn)數(shù)十、數(shù)百件沖壓件的情況下，在短暫時(shí)間內(nèi)完成送料、沖壓、出件、排廢料等工序，常常發(fā)生人身、設(shè)備和質(zhì)量

13、事故。因此，沖壓中的安全生產(chǎn)是一個(gè)非常重要的問題。23第2章 沖裁件的工藝分析2.1沖裁工藝2.1.1沖裁工藝概念沖裁是指利用裝在壓力機(jī)上的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藝。2.1.2沖裁模分類按工序性質(zhì)分類： 落料模具：沿封閉輪廓將沖件與板料分離，沖下來的是零件。沖孔模具：沿封閉輪廓將廢料與板料分離，沖下來的是廢料。 圖2-1墊圈沖裁成型件2.2沖裁件的工藝性 本次設(shè)計(jì)的沖壓工件零件名稱：墊圈，如圖2-3生產(chǎn)批量：大批量；材料：鋁板、厚度t=1；圖中未標(biāo)注公差可按IT10確定工件尺寸公差；沖壓件為兩個(gè)同心圓，無需圓角。查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表（GB/T1800.3-1998），各尺

14、寸公差為：、 。設(shè)計(jì)該工件沖裁模工藝方案并繪制模具結(jié)構(gòu)圖。圖2-2 沖裁零件圖由圖2-2分析知：此工件材料采用鋁板，生產(chǎn)批量為大批量，需要用模具進(jìn)行生產(chǎn)。綜合性能較好，強(qiáng)度、塑性等性能較好，有利于成型，總的來說，該零件沖壓工藝性較好。2.2.1沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性1、沖裁件的形狀應(yīng)符合材料合理的排樣，減少廢料。2、沖裁件各直線或曲線的連接處，應(yīng)有適當(dāng)?shù)膱A角，如表2-1.如果沖裁件有尖角，不僅給沖裁模的制造帶來困難，而且模具也容易損壞，只有在采用少廢料、無廢料排樣或鑲拼模具結(jié)構(gòu)時(shí)不要圓角料。表2-1 沖裁件的最小過渡圓角半徑 2.2.2沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度沖壓件尺寸精度的等級(jí)要求和表面粗糙

15、度的等級(jí)要求是國家推薦標(biāo)準(zhǔn)中的概念，關(guān)鍵就是推薦這兩字，實(shí)際的沖壓生產(chǎn)過程中一般是不采用的，沒有什么實(shí)際的意義，一般企業(yè)生產(chǎn)會(huì)根據(jù)自己生產(chǎn)的產(chǎn)品要求和實(shí)際需要編制未注公差標(biāo)準(zhǔn)和要求，或者采用國家標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值斷面表面粗糙度。沖裁件的斷面粗糙度一般為，最高為，見表2-2。表2-2一般沖裁件斷面的表面粗糙度2. 3工藝方案的確定該零件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序?？沙踹x以下幾種方案：方案一：先落料，后沖孔，采用單工序摸生產(chǎn)。模具結(jié)構(gòu)簡單、但需要兩道工序兩副模具，生產(chǎn)效率低。方案二：落料-沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合摸生產(chǎn)。一副模具，形位精度和尺寸精度容易保證，生產(chǎn)率高。方案三：沖孔-落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)摸

16、生產(chǎn)。一副模具，生產(chǎn)率高，沖壓精度稍差，但經(jīng)濟(jì)性好。綜上分析，由于沖裁件尺寸精度要求高，形狀較小，大批量生產(chǎn)，且板料厚度為。為了保證空位精度和生產(chǎn)效率，分析比較幾種沖裁方案后，采用復(fù)合模生產(chǎn)。第3章 模具的方案設(shè)計(jì)3.1模具結(jié)構(gòu)形式的確定復(fù)合模是指沖床在一次行程中，完成落料、沖孔等多個(gè)工序的一種模具結(jié)構(gòu)。零件大批量生產(chǎn)，安排生產(chǎn)可采用手工送料方式能夠達(dá)到批量生產(chǎn)，且能降低模具成本，因此采用手工送料方式。保證孔的精度及較好的定位，宜采用導(dǎo)料板導(dǎo)向，為了提高材料利用率采用始用擋料銷和固定擋料銷。擋料銷控制條料送進(jìn)距離（步距），送進(jìn)的距離即等于步距。3.2模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合模

17、方式?jīng)_壓，所以模具類型為復(fù)合模。3.3操作方式零件的生產(chǎn)批量為大批量，但合理安排生產(chǎn)可用手動(dòng)送料方式，既能滿足生產(chǎn)要求，又可以降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。3.4 卸料、出件方式3.4.1 卸料方式剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。當(dāng)卸料板只起卸料作用時(shí)與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大，單邊間隙?。?.20.5）t。當(dāng)固定卸料板還要起到對(duì)凸模的導(dǎo)向作用時(shí)卸料板與 凸模的配合間隙應(yīng)該小于沖裁間隙。此時(shí)要求凸模卸料時(shí)不能完全脫離卸料板。主要用于卸料力較大、材料厚度大于2mm且模具結(jié)構(gòu)為倒裝的場合。彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，主要用于料厚小于或等于

18、2mm的板料由于有壓料作用，沖件比較平整。卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇（0.10.2）t,若彈壓卸料板還要起對(duì)凸模導(dǎo)向作用時(shí)，二者的配合間隙應(yīng)小于沖裁間隙。常用作落料模、沖孔模、正裝復(fù)合模的卸料裝置。工件平直度較高，料厚為1mm相對(duì)較薄，卸料力較小，彈壓卸料模具比剛性卸料模具方便，操作者可以看見條料在模具中的送進(jìn)動(dòng)態(tài)，且彈性卸料板對(duì)工件施加的是柔性力，不會(huì)損傷工件表面，所以采用彈性卸料。3.4.2出件方式因采用連續(xù)模生產(chǎn)，故采用向下落料出件。 3.5確定送料方式因選用的沖壓設(shè)備為開式壓力機(jī)且垂直于送料方向的凹模寬度B小于送料方向的凹模長度L故采用橫向送料方式，即由右向左（或由左向右）送料。3

19、.6確定導(dǎo)向方式方案一：采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)稱的對(duì)角線上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)。常用于橫向送料級(jí)進(jìn)?；蚩v向送料的落料模、復(fù)合模。方案二：采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便。因?yàn)閷?dǎo)柱安裝在后側(cè)，工作時(shí)，偏心距會(huì)造成導(dǎo)套導(dǎo)柱單邊磨損，嚴(yán)重影響模具使用壽命，且不能使用浮動(dòng)模柄。方案三：四導(dǎo)柱模架。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大量生產(chǎn)用的自動(dòng)沖壓模架。方案四：中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。但只能一個(gè)方向送料。根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，

20、為提高模具壽命和工件質(zhì)量，該級(jí)復(fù)合模采用對(duì)角側(cè)導(dǎo)柱模架的導(dǎo)向方式，即方案一最佳。第4章 模具設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 排樣方案的確定排樣是指沖裁零件在條料、帶料或板料上布置的方法。合理有效的排樣有利于保證在最低的材料消耗和高生產(chǎn)率的條件下，得到符合設(shè)計(jì)技術(shù)要求的工件。在沖壓生產(chǎn)過程中，保證很低的廢料百分率是現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)重要的技術(shù)指標(biāo)之一。合理利用材料是降低成本的有效措施，尤其在大批量生產(chǎn)中，沖壓件的年產(chǎn)量達(dá)數(shù)十萬件，甚至數(shù)百萬件，材料合理利用的經(jīng)濟(jì)效益更為突出。保證在最低的材料消耗和最高的勞動(dòng)生產(chǎn)率的條件下得到符合技術(shù)要求的零件，同時(shí)要考慮方便生產(chǎn)操作、沖模結(jié)構(gòu)簡單、壽命長以及車間生產(chǎn)條件和原材料供應(yīng)等

21、情況，以選擇較為合理的排樣方案。根據(jù)材料的合理利用情況，條料排樣方法可以分為以下三種：1、有廢料排樣：沖件與沖件之間、沖件與條料之間都存在搭邊廢料，沖件尺寸完全由沖模來保證，因此精度高，模具壽命也高，但材料利用率低。2、少廢料排樣：只在沖件與沖件之間或沖件與條料之間留有搭邊值，因受剪裁條料質(zhì)量和定位誤差的影響，其沖件質(zhì)量稍差，同時(shí)邊緣毛刺被凹模帶入間隙也影響模具壽命，但材料利用率高，沖模結(jié)構(gòu)簡單。3、無廢料排樣：沖件與沖件之間或沖件與條料之間均無搭邊，沿直線或曲線切斷條料而獲得沖件。沖件的質(zhì)量較差，模具壽命較短，但材料利用率高。采用少、無廢料的排樣可以簡化沖裁模結(jié)構(gòu)，減小沖裁力，提高材料利用率

22、。但是，因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差影響，沖裁件公差等級(jí)低。同時(shí)，由于模具單邊受力，不但會(huì)加劇模具磨損，降低模具壽命，而且也直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。綜上分析，并考慮沖裁零件的形狀、尺寸、材料，選取有廢料排樣。4.2搭邊的選取排樣時(shí)，工件及工件與條料側(cè)邊之間的余料叫搭邊，搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差和保持條料有一定的剛度，以保證沖壓件質(zhì)量和送料方便。搭邊太寬，浪費(fèi)材料；搭邊太窄會(huì)引起搭邊斷裂或翹曲，可能“啃刃”現(xiàn)象或沖裁時(shí)會(huì)被拉斷，有時(shí)還會(huì)拉入模具間隙中、損壞模具刃口，從而影響模具壽命。搭邊值的大小與下列因素有關(guān)：1、材料的力學(xué)性能。硬材料可小些，軟材料的搭邊可要大些。2、工件的

23、形狀與尺寸。尺寸大或有尖突的復(fù)雜的形狀時(shí)，搭邊要取得大值。3、材料厚度。薄材料的搭邊值應(yīng)取的大一些。4、送料方式及擋料方式。用手工送料、有側(cè)壓板導(dǎo)向的搭邊值可以取小些。根據(jù)零件形狀和尺寸查教材P32頁表2-10，可以確定工件的搭邊值a1=2.0mm，側(cè)邊搭邊值a=1.975mm。4.3送料進(jìn)距、條料寬度計(jì)算4.3.1送料進(jìn)距計(jì)算模具每次沖裁一次，條料在模具上前進(jìn)的距離稱為送料進(jìn)距。當(dāng)單個(gè)進(jìn)距內(nèi)只沖裁一個(gè)零件時(shí)，送料進(jìn)距為：4.3.2條料寬度計(jì)算采用有側(cè)壓裝置送料，查教材表2-12，取=0.5。按模具設(shè)計(jì)與制造（北京大學(xué)出版社）P33公式（2-3）根據(jù)計(jì)算結(jié)果，最終確定工件的搭邊值a1=2mm，

24、側(cè)邊搭邊值為a=2 mm，4.4排樣圖 圖4-14.5計(jì)算材料利用率沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指標(biāo)。一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率 由此可之，值越大，材料的利用率就越高，廢料越少。廢料分為工藝廢料和結(jié)構(gòu)廢料，結(jié)構(gòu)廢料是由本身形狀決定的，一般是固定不變的，工藝廢料的多少?zèng)Q定于搭邊和余量的大小，也決定于排樣的形式和沖壓方式。因此，要提高材料利用率，就要合理排樣，減少工藝廢料。通過選用合適的排樣方式提高材料利用率。在保證沖裁件質(zhì)量的前提下，采用少廢料排樣或無廢料排樣。排樣合理與否不但影響材料的經(jīng)濟(jì)和利用，還影響到制件的質(zhì)量、模具的的結(jié)構(gòu)和壽命、制件的生產(chǎn)

25、率和模具的成本等指標(biāo)。因此，排樣時(shí)應(yīng)考慮如下原則：1、提高材料利用率（不影響制件使用性能的前提下，還可以適當(dāng)改變制件的形狀）。2、排樣方法使應(yīng)操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度小且安全。3、 模具結(jié)構(gòu)簡單、壽命高。4、保證制件質(zhì)量和制件對(duì)板料纖維方向的要求。一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積，運(yùn)用CAD軟件，工具-查詢-面積： 所以一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率 根據(jù)計(jì)算結(jié)果知道選用直排材料利用率可達(dá)46.5%，滿足要求。4.6 沖壓力的計(jì)算在沖裁過程中，沖裁力是隨凸模進(jìn)入凹模材料的深度而變化的。通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值，它是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具重要依據(jù)之一。用平刃沖裁時(shí)，其沖裁力一般按下式計(jì)算：式中F 沖裁力； L

26、 沖裁周邊長度；T 材料厚度； 材料抗剪強(qiáng)度； (=100MPa) 系數(shù)；（一般取K=1.3）推件力：Fp=tL=1×20×450=9KN卸料力：FQ1=KF=0.06×9=0.54KN頂件力：FQ2=K2F=0.08×9=0.72KN式中 、 -卸料力、推件力、頂件力,如表4-1所示 n-同時(shí)卡在凹模內(nèi)的工件數(shù)量 表4-1 卸料力、推件力及頂件力系數(shù)沖裁材料KxKtKd純銅、黃銅0.020.060.030.09鋁、鋁合金0.0250.080.030.07鋼材料厚度0.10.060.0750.10.14>0.10.50.04500550.0630.

27、08>0.52.50.040.050.0550.06>2.56.50.030.040.0450.05>6.50.020.030.0250.03因采用彈性卸料裝置和頂件漏料方式，因此需要計(jì)算沖裁力和推進(jìn)力。沖裁力包括沖裁內(nèi)孔和圓形落料的沖孔力。沖裁圓形落料力： 計(jì)算內(nèi)孔沖孔力： 推件力包括沖孔和落料兩個(gè)工序，取n=3，查表5，取=0.05卸料力包括沖孔和落料兩個(gè)工序，查表5，取=0.05沖裁工序力 沖裁工序力是各種沖壓工藝的總和，根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)計(jì)算，由于本模具采用彈性卸料裝置和上出料方式的沖裁模。 4.7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

28、具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。對(duì)于級(jí)進(jìn)模以及輪廓形狀復(fù)雜或多凸模的沖裁模，必須求出沖壓力合力的作用點(diǎn)即壓力中心。模具的壓力中心應(yīng)與模柄的軸線重合，否則會(huì)影響模具及壓力機(jī)的精度和壽命。確定壓力中心如圖4-2所示因?yàn)楣ぜ檩S對(duì)稱，所以落料時(shí)的壓力中心在O1上，沖孔時(shí)的壓力中心在O2上，總的壓力中心在y軸上， 圖4-2 4.7.1沖模刃口尺寸因沖模加工方法不同，刃口尺寸的計(jì)算方法也不同，基本上可分為兩類：1、按凸模與凹模圖樣分別加工法：它主要用于圓形或簡單規(guī)則形狀的工作,因沖裁此類工件的凸、凹模制造相對(duì)簡單，精度容易保證，所以采用分別加工。2、按凸模與凹模配作法加工：常

29、用于沖制復(fù)雜形狀的沖模。這種加工方法的特點(diǎn)是模具的間隙有配置保證，工藝比較簡單，不必校核的條件，并且還可以放大基準(zhǔn)件的制造公差，使制造容易。查參考文獻(xiàn)1表2-13，確定沖裁間隙為=0.1mm=0.14mm。表4-2規(guī)則形狀凸、凹模的制造偏差基本尺寸凸模偏差凹模偏差基本尺寸凸模偏差凹模偏差1818301830 0.0200.0200.0250.0301201801801600.0300.0400.045 80120 0.025 0.0351603601360500500300.0350.0400.0500.0500.0600.070由表4-2確定、的值4.7.2落料刃口尺寸采用配置加工，刃口尺寸

30、以凹模為基準(zhǔn)，凸模按相應(yīng)的凹模實(shí)際尺寸進(jìn)行配制保證雙面的間隙為0.1-0.14mm。查參考文獻(xiàn)1表2-15，確定所有尺寸的磨損系數(shù)均為落料時(shí)的刃口尺寸均為A類尺寸，去 ，得4.7.3沖孔刃口尺寸 采用配制加工，刃口尺寸以凸模為基準(zhǔn)，凹模尺寸按相應(yīng)的凸模實(shí)際尺寸進(jìn)行配制，保證雙面間隙為0.1-0.14mm。確定所有尺寸的磨損系數(shù)均為，。尺寸均為B類尺寸取 得到落料凹模的基本尺寸:190-0.12對(duì)應(yīng)凹模的尺寸為(19-0.75×0.12)0+0.25×0.12=18.910+0.034.5對(duì)應(yīng)凹模的尺寸為(4.5-0.75×0.1)0-0.25×0.1=4

31、.4250-0.2518應(yīng)凹模的尺寸為(18-0.45×0.423)0-0.25×0.52=17.800-0.13落料凸模的基本尺寸與凹模相同,同時(shí)在技術(shù)條件中注明:凸模刃口尺寸與落料凹模刃口實(shí)際尺寸配制,保證間隙在0.06-0.08之間.第5章：主要零部件設(shè)計(jì)5.1凹凸模的設(shè)計(jì)5.1.1凹凸模的刃口尺寸設(shè)計(jì)1）查參考書目1表2-13，確定沖裁間隙為，2）計(jì)算落料刃口尺寸，采用互換性加工，刃口尺寸以凸模為基準(zhǔn)，凹模尺寸按相應(yīng)的凸摸實(shí)際尺寸進(jìn)行互換。查參考書目1表2-15，零件為IT10級(jí)，取.凸凹模按IT8加工制造，則沖孔模尺寸凸模： =;凹模：=校核：=0.03滿足間隙公

32、差條件。落料模尺寸：凹模：=凸模：=5.1.2凹模的外形尺寸計(jì)算 凹模的外形一般有矩形與圓形兩種。凹模的外形尺寸應(yīng)保證凹模有足夠的強(qiáng)度，剛度和修磨量，凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來確定，凹模的厚度Ha （5-1）查資料圓整取標(biāo)準(zhǔn)值 凹模壁厚:H=6mm （5-2)查資料圓整取標(biāo)準(zhǔn)值C=10mm.式中，Ha凹模厚度，mm； F沖裁力，N； c凹模壁厚（指最小壁厚），mm。凹模寬度B的確定：B=2R=63mm×2=126mm （5-3）凹模的長度L的確定：L=2R=63mm2=126mm （5-4）根據(jù)GB/T8057-1995,確定凹模的外形尺寸為63m

33、m×63mm×9mm5.2 模具的其它零件5.2.1模架模具除簡單沖模外，一般沖模多利用模架的結(jié)構(gòu)。模架的和種類很多，要根據(jù)模具的精度要求，模具的類別，模具的大小選擇合適的模架.模架的選擇可從實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)P192頁選擇標(biāo)準(zhǔn)架。根據(jù)查閱的內(nèi)容及分析，此復(fù)合模可選用對(duì)角導(dǎo)柱模架、導(dǎo)柱安裝在后側(cè)，有偏心裁荷時(shí)容易歪斜，滑動(dòng)不夠平穩(wěn)，可從左右前三個(gè)方向關(guān)料操作比較方便。所選模架的結(jié)構(gòu)如圖5-1所示： 圖5-1模架的結(jié)構(gòu)5.2.2 模柄模柄的作用是把上模部分與壓力機(jī)的滑塊相連接，并將作用力由壓力機(jī)傳到模具。根據(jù)所選用的壓力機(jī)，選擇凸緣模柄。5.2.3彈壓卸料板卸料板的主要作用是將

34、沖壓的料從凸模或凸、凹模上推下來，此外在進(jìn)模比較復(fù)雜的模具中，卸料板還具有保護(hù)小凸模作用，常用的卸料板結(jié)構(gòu)形式及適用范圍見表11-24和第八章級(jí)進(jìn)模表8-10實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)卸料板的尺寸可根據(jù)實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)表11-25查得，本模具選用剛性卸料板。卸料板的結(jié)構(gòu)與尺寸關(guān)系如圖5-2所示，圖5-2卸料板的結(jié)構(gòu)與尺寸5.2.4彈頂和推出裝置彈頂裝置由橡膠元件組成裝于模具的下面通過頂桿起到推料的作用，彈頂裝置通常在壓力機(jī)的工作臺(tái)孔中，彈頂裝置結(jié)構(gòu)形式見沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計(jì)指南，具體結(jié)構(gòu)及尺寸見裝配圖及零件圖所示。設(shè)計(jì)過程如下：項(xiàng)目公式結(jié)果備注卸料板工作行程=+t+4mmmmANGJIA650.9-

35、1995 為凹凸模凹進(jìn)卸料板的高度1mm為凹凸模沖裁后進(jìn)入凹模深度1mm橡膠工作行程=+2mm為凹凸模修磨量，取1mm每個(gè)橡膠承受的載荷=3.47KN選用1個(gè)圓筒形橡膠擬選橡膠查參考文獻(xiàn)2表4.10.1和表4.10.2根據(jù)和初選 JB/T 7650.9-1995橡膠橡膠預(yù)壓縮量=10%2mm一般取=（10%15%）校核橡膠自由高度0.35=7mm+=2mm合適橡膠壓縮量0.35橡膠的安裝高度=-19mm5.2.5導(dǎo)向裝置（導(dǎo)柱 導(dǎo)套）導(dǎo)向裝置指得是模架上的導(dǎo)柱、導(dǎo)套。模具在開模，閉模過程中，導(dǎo)柱和導(dǎo)套起導(dǎo)向的作用，使得凸凹模正確的閉合，故此，導(dǎo)柱、導(dǎo)套需要有嚴(yán)格的配合精度及尺寸要求，導(dǎo)柱、導(dǎo)套

36、的選擇可以沖壓手冊(cè)中選取，（取H7/h6配合）5.2.6固定零件（固定板、墊板）1）墊板 墊板的作用是承受凸模和凹模的壓力，防止過大的沖壓，在上下模座上壓出凹坑，影響模具的正常工作，墊板厚度根據(jù)壓力機(jī)的大小選擇，一般取5-12mm，外形與固定板相同，材料45鋼，熱處理后硬度為45-48HRC。 2）固定板 固定板的作用起固定凸、凹模，防止其在沖壓過程中松動(dòng)，造成模具的損壞，固定板的形狀要根據(jù)凸、凹模而定，而外形尺寸與墊板相似。固定板結(jié)構(gòu)和尺寸關(guān)系見裝配圖及零件圖。5.2.7連接零件此類零件包括螺釘、銷釘?shù)龋饕饔檬锹?lián)接其它零部件，使之共同完成工件的組裝，螺釘和銷釘可由沖壓手冊(cè)第十章、第七、八

37、章查選， 第6章 校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)6.1 校核模具閉合高度模具閉合高度H應(yīng)該滿足式中 壓力機(jī)最大閉合高度； 壓力機(jī)最小閉合高度； 墊板厚度；根據(jù)擬選壓力機(jī)J2310，查開式壓力機(jī)參數(shù)表得： 225mm, 135mm,45mm.將以上數(shù)據(jù)帶入?yún)⒖嘉墨I(xiàn)1公式7-1，得105H175經(jīng)計(jì)算該模具閉合高度H=153mm，在105mm175mm內(nèi)，且開式壓力機(jī)J236.3最大裝模高度215mm,大于模具閉合高度153mm , 可以使用。6.2 沖壓設(shè)備的選定按上述要求可選用開式可傾壓力機(jī),需要在工作臺(tái)面上加設(shè)墊板。型號(hào)為JB23-10,主要技術(shù)參數(shù)為：公稱壓力：63kN； 滑塊

38、行程：50mm；行程次數(shù)：160次/min； 最大封閉高度：170mm；連桿調(diào)節(jié)長度：40mm； 工作臺(tái)板厚度：40mm；工作臺(tái)尺寸：315200mm； 電動(dòng)機(jī)功率：5.5KW；模柄尺寸：。第7章 繪制模具三維總裝圖按已確定的模具形式及參數(shù)，從冷沖模標(biāo)準(zhǔn)中選取標(biāo)準(zhǔn)件。繪制模具三維裝配圖。圖7-1 模具總裝配圖工作原理：工作時(shí)，板料以擋料銷定位，上模下壓，凸凹模外形與推薦塊配合，在凹模腔內(nèi)落料，同時(shí)沖孔凸模與凹模內(nèi)控進(jìn)行沖孔，沖孔廢料直接落下；然后上模上行，當(dāng)滑塊碰到上死點(diǎn)時(shí)，推桿開始工作，將工件從凹模內(nèi)推出落下。第8章 模具的安裝調(diào)試8.1確定裝配方法和裝配順序采用直接裝配法。先分組裝配后總裝

39、配。分組裝配的有凸模和模柄裝配。選擇凹模為基準(zhǔn)件，先裝配下模、再裝配上模，最后裝配卸料板等輔助零件。8.2裝配要點(diǎn)1、按裝配圖標(biāo)題欄準(zhǔn)備模具零部件。2、裝配模柄，將模柄壓入到上模座的型孔中，然后用止轉(zhuǎn)銷釘用來定位，使其止轉(zhuǎn)。3、裝配凸模，凸模固定板組件（1）、將沖孔凸模安裝在凸模固定板相應(yīng)孔內(nèi)，并打上防轉(zhuǎn)銷（2）、將落料凸模安裝在凸模固定板相應(yīng)孔內(nèi)，并鉚接（3）、端面磨平4、按裝配、調(diào)整要領(lǐng)，將導(dǎo)料板，卸料板在凹模上安裝合適后，固緊螺釘、鉆、鉸銷孔，裝入定位圓銷。5、將凹模組件與下模座安裝合適后，固緊螺釘、鉆、鉸銷孔，裝入定位圓銷。6、將上模座與凸模固定板，墊塊安裝合適后，固緊螺釘、鉆、鉸銷孔，裝入定位圓銷7、裝配后的沖裁凸模、凹模的工件端面應(yīng)磨平，保證粗糙度Ra0.8。8、試切9、裝配其他零件（導(dǎo)柱，導(dǎo)套）及標(biāo)準(zhǔn)件。10、試沖將裝配好的模具安裝在指定的壓力機(jī)上，試沖合格后交付生產(chǎn)使用。試沖時(shí)重點(diǎn)檢查各型孔與凸模的間隙合理和均勻、條料送料準(zhǔn)確、可靠、無阻滯和落料件、沖孔廢料下落順暢。設(shè)計(jì)總結(jié)本學(xué)