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購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 收放機架安裝支架工藝及模具設(shè)計 系 名 機械工程系 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學 號 學生姓名 指導教師 職 稱 講 師 2015 年 5 月 7 日 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 摘 要 本次設(shè)計是收放機架安裝支架工藝及模具設(shè)計，制件為安裝支架。本文借鑒了冷沖壓模具設(shè)計的全部過程。文章主要過程是從產(chǎn)品的工藝分析到最后設(shè)計沖壓模具，首先，通過對制件的特點的了解，進一步對制件進行工藝分析，確定該制件符合冷沖壓加工的要求。沖壓工藝方案和結(jié)構(gòu)確定為模具沖壓，并對安裝支架的沖壓模具進行設(shè)計。除對制件進行排樣分析和計算搭邊值、沖壓力、以及確定模具壓力中心外還重點分析了制件的凸模、凹模及其凸凹模結(jié)構(gòu)并進行設(shè)計、計算，定位零件的選取和結(jié)構(gòu)分析，以及固定 方式等技術(shù)難點，最終通過 到相關(guān)零件的零件圖及沖壓模具的裝配圖。 關(guān)鍵詞： 冷沖壓；安裝支架；沖壓模具設(shè)計 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 is of as a In of is of of of on of to of In to on to of is on of of of to of 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 目 錄 第 一 章 前 言 ......................................... 6 國模具行業(yè)的發(fā)展方向和前景 ......................... 7 壓加工的特點 ...................................... 7 壓模具的種類 ...................................... 8 ............................................ 9 第二章 沖壓工藝性分析及沖壓方案的確定 .................. 10 壓工藝性分析 .................................... 10 壓工藝方案的確定 ................................ 11 第 三 章 排樣設(shè)計及計算 .................................. 11 開尺寸計算 ...................................... 12 樣方案 .......................................... 12 定搭邊值 ........................................ 13 定條料寬度計算利用率 ............. 錯誤 !未定義書簽。 第 四 章 沖裁力的計算及確定壓力中心 ....................... 8 裁力的計算 ....................................... 8 定壓力中心 ....................................... 8 第 五 章 沖裁工藝計算 ..................... 錯誤 !未定義書簽。 擇雙面間隙 ....................... 錯誤 !未定義書簽。 裁模刃口尺寸計算原則 ............. 錯誤 !未定義書簽。 孔和落料刃口尺寸計算 ............................ 17 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 第 六 章 各零件結(jié)構(gòu)尺寸 ................... 錯誤 !未定義書簽。 模的設(shè)計 ......................... 錯誤 !未定義書簽。 模設(shè)計 .......................................... 18 模凹模的材料選定 ................................ 19 模固定墊板的 設(shè)計 ................................ 19 料部分的設(shè)計 .................................... 19 料裝置 ...................................... 20 件和頂件裝置 ................................ 20 膠的選用 .................................... 21 位部分的設(shè)計 .................................... 22 架、模座和導柱導套 .............................. 23 架類型 ..................................... 24 座 .......................................... 25 柱與導套的選用 .............................. 26 柄的選用 .................................... 27 結(jié)論 .................................... 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻 ............................................... 25 致 謝 .................................................. 25 1 第一章 前 言 國模具行業(yè)的發(fā)展方向和前景 經(jīng)過 1990 年代的高速發(fā)展，中國的模具產(chǎn)業(yè)已經(jīng)達到一定的水平，生產(chǎn)能力也有了相當大的提高，模具市場的規(guī)模也正在逐步擴大。過去十年，中國模具工業(yè)（主要集中在汽車、電子信息以及電器）以每年 15%左右的增長速度快速發(fā)展。 到 2005年，全國模具生產(chǎn)廠點已達 3 萬 多家，從業(yè)人員 50 多萬人；模具銷售總額高達 610 億元，比上年增長 25%；模具生產(chǎn)企業(yè)總體上任務(wù)飽滿、訂單充足。 2006年，業(yè)界預(yù)測中國汽車的年度銷售數(shù)量將會比前一年增長 15%，年度銷售數(shù)量將會達到 640 萬臺。而汽車零部件市場比汽車整車的市場更大，可以預(yù)測汽車相關(guān)模具產(chǎn)業(yè)將會有高速發(fā)展。 與 2004年相比， 2005 年中國的模具生產(chǎn)值增加了 125%，以 610 億人民幣居世界第三位。其中，出口比前一年增加了 150%，達到了 前，國內(nèi)模具行業(yè)正隨著我國制造業(yè)特別是汽車和電子產(chǎn)業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展而逐漸步入“ 黃金期”。 近年來，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快，主要表現(xiàn)為大型、精密、復雜、長壽命模具和模具標準件發(fā)展速度高于行業(yè)的總體發(fā)展速度； 沖壓 模和壓鑄模比例增大；面向市場的專業(yè)模具廠家數(shù)量及能力增加較快。隨著經(jīng)濟體制改革的不斷深入，“三資”及民營企業(yè)的發(fā)展較快。 在 沖壓 模具方面， 2006 年， 沖壓 模具比例進一步上升，熱流道模具和氣輔模具水平進一步提高， 沖壓 模具在量和質(zhì)方面都有較快的發(fā)展，我國最大的 沖壓 模具單套重量已超過 50 噸，最精密的 沖壓 模具精度已達到 2 微米。在 具新結(jié)構(gòu)、新品種、新工藝、新材料的創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，專利數(shù)量增多。 據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，未來我國模具發(fā)展趨勢包括 10 個方面： (1)模具日趨大型化。 (2)模具的精度將越來越高。 10 年前精密模具的精度一般為 5 微米，現(xiàn)已達到 2米， 1 微米精度的模具也將上市。 (3)多功能 沖壓 模具將進一步發(fā)展。新型多功能 沖壓 模具除了沖壓成型零件 2 外，還擔負疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，對鋼材的性能要求越來越高。 (4)熱流道模具在 沖壓 模具中的比重也將逐漸提高。 (5)隨著 沖壓 成型工藝 的不斷改進與發(fā)展，氣輔模具及適應(yīng)高壓 沖壓 成型等工藝的模具也將隨之發(fā)展。 (6)標準件的應(yīng)用將日益廣泛。模具標準化及模具標準件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。 (7)快速經(jīng)濟模具的前景十分廣闊。 (8)隨著車輛和電機等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高。同時對壓鑄模的壽命和復雜程度也將提出越來越高的要求。 (9)以塑代鋼、以塑代木的進程進一步加快， 沖壓 模具的比例將不斷增大。由于機械零件的復雜程度和精度的不斷提高，對 沖壓 模具的要求也越來越高。 (10)模具技術(shù) 含量將不斷提高。 從應(yīng)用趨勢方面分析，受用戶要求模具的生產(chǎn)周期縮短影響；快速經(jīng)濟模具的開發(fā)將被重視，模具標準件的應(yīng)用將日漸廣泛，且采用計算機控制和機械手操作的快速換模裝置、快速試模裝置技術(shù)也會得到發(fā)展和提高。 壓加工的特點 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進行冷變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模 是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進行；沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。 沖壓在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當多的工業(yè)部門越來越多地采用沖壓法加工產(chǎn)品零部件，如汽車、農(nóng)機、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當?shù)拇?，少則 60%以上，多則 90%以上。不 少過去用鍛造、鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說，如果生產(chǎn)中采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門就必須要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、快速進行產(chǎn)品更新?lián)Q代。 3 與其它方法相比，沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟方面都具有許多獨特的優(yōu)點： (1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實現(xiàn)機械化與自動化。 (2)沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量 ,而模具的壽命一般較長 ,所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定 ,互換性好 ,具有“一模一樣”的特征。 (3)沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強度和剛度均較高。 (4)沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。 但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟效益。 壓模具的種類 沖壓模具的形式很多，一般可按以下幾個主要特征進行分類。 根據(jù)工藝性質(zhì)分類 （ 1）沖裁模 沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。 （ 2）彎曲模 使板料毛坯或其他坯料沿著直線（彎曲線）產(chǎn)生彎曲變形，從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。 （ 3）拉深模 是把板料毛坯制成開口空心件，或使空心件進一步改變形狀和尺寸的模具。 （ 4）成形模 是將毛坯或半成品工件按圖凸、凹模的形狀直接復制成形，而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。如脹 形模、縮口模、擴口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。 根據(jù)工序組合程度分類 （ 1）工序模 在壓力機的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。 （ 2） 沖壓 模 只有一個工位，在壓力機的一次行程中，在同一工位上同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 （ 3） 沖壓 模（也稱連續(xù)模） 在毛坯的送進方向上，具有兩個或更多的工 4 位，在壓力機的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 題意義 在傳統(tǒng) 沖壓 模具設(shè)計中，設(shè)計周期長，一般要二到三個月的時間；設(shè)計成本高，需要往返數(shù)次制模，修模；產(chǎn)品 質(zhì)量不能保證 。 本文以 安裝支架零件 的 沖壓 模具設(shè)計為例，運用 三維軟件設(shè)計制作 ，不但保證了模具的精確性，而且 結(jié)構(gòu)也 簡單， 使 設(shè)計者可以節(jié)約時間，集中精力拆模做 凸凹模 ；運用 析功能，對 沖壓 過程進行模擬分析，運用專家模架系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計參數(shù)直接選取標準模架，構(gòu)造模具三維實體。這樣設(shè)計出來的模具具有更高的質(zhì)量，更大的準確性。 現(xiàn)代的模具設(shè)計在計算機的平臺上，運用 現(xiàn)代模具設(shè)計具有了高質(zhì)量，高效率，低成本等特點。 第二章 沖壓工藝性分析及沖壓方案的確定 壓工藝性分析 零件的工藝 性分析是指分析該零件采用沖壓加工的難易程度和經(jīng)濟性。分析時，要根據(jù)制件零件圖或者實物，分析其幾何形狀、尺寸、料厚、結(jié)構(gòu)工藝性、精度及表面粗糙度要求、制件材料、生產(chǎn)數(shù)量等是否符合沖壓要求。 工件圖： 5 壓工藝方案的確定 該制件采用大批量生產(chǎn)，主要包括落料，沖孔 、切口、切斷、彎曲幾 個基本工序，可以采用的工藝方案有： （ 1）先落料，再沖孔 ，然后切口、切斷， 采用工序模生產(chǎn) （ 2）落料 — 沖孔 沖壓 沖壓， 然后切口、切斷， 采用 沖壓 模生產(chǎn) （ 3）沖孔 — 落料連續(xù)沖壓， 然后切口、切斷， 采用連續(xù)模（ 沖 壓 模）生產(chǎn)。 方案（ 1） 模具結(jié)構(gòu)簡單，制造周期短，成本低，但需要兩道工序 ，兩套模具才能完成該零件的加工。兩套模具使成本相應(yīng)的也提高了，生產(chǎn)效率低。難以滿足零件大批量生產(chǎn)的需要。 方案（ 2） 采用級 沖壓模 沖裁時，生產(chǎn)效率高，操作方便，但誤差較大，對于此沖件不合理。 方案（ 3） 采用 沖壓模 沖裁，沖出的零件精度和平直度較好，生產(chǎn)效率高， 6 并且可以節(jié)約成本。 通過以上分析得出該零件采用方案（ 3） 沖壓 模 沖裁 。 第三章 排樣設(shè)計及計算 開尺寸計算 運用 件對安裝支架零件進行工程圖的繪制 ， 工程 圖 如圖 示下： 圖 安裝支架工程圖 樣方案 7 方案一 方案二 方案三 圖 3排樣方案 方案一和方案二采用送料的方式 如圖所示 ，方案三采用 的 送料 如圖所示 。由于考慮到生產(chǎn)實際的要求我們采用 橫 向送料的方式，首先確定方案 一為合適的方案。 定搭邊值 排 樣中相鄰兩個零件之間的余料或零件與條料邊緣間的余料稱 為搭邊。 搭邊值要合理確定，搭邊值過大，材料利用率低，過小時搭邊的強度和剛度不夠，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖裁件毛刺，有時甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均，損壞模具刃口。 根據(jù)表 3得搭邊值： 錯誤 !未找到引用源。 ， 錯誤 !未找到引用源。 表 3板料沖裁時的最小搭邊值 8 板料厚度 人工送料 自動送料 圓形 非圓形 往復送料 a a 1 a a 1 a a 1 a a 1 ≤ 1 2 >1 2 >2 3 >3 5 4 4 3 >4 3 5 4 6 5 5 4 >5 4 6 5 7 6 6 5 >6 5 7 6 8 7 7 6 >8 7 6 8 7 9 8 8 7 定條料寬度計算利用率 條料寬度公式如下： 其中 ,B 為條料寬度； D 為條料寬度方向沖裁件的最大尺寸； a 為沖裁件與條料側(cè)邊之間的搭邊（側(cè)搭邊值）； 錯誤 !未找到引用源。 為條料寬度公差查表得錯誤 !未找到引用源。 。 計算利用率：通常是以一個步距內(nèi)零件的實際面積與所用毛坯面積的百分率來表示， 其中 , S 為送料步 距； A 為材料面積； 錯誤 !未找到引用源。 為材料利用率；計算得到 錯誤 !未找到引用源。 方案一： 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 ； 方案二： 錯誤 !未找到引用源。 ； 錯誤 !未找到引用源。 ； 有計算結(jié)果得出方案二的利用率高于方案一，最終決定采用方案二進行排樣。 第四章 沖裁力的計算及確定壓力中心 裁力的計算 利用普通平刃凸模和凹模沖裁時其沖裁力的計算公式為： 錯誤 !未找到引用源。 b 9 其中： 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 般取 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 ）； 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 )； 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 ）； 為了方便計算 錯誤 !未找到引用源。 b，其中 錯誤 !未找到引用源。 為材料抗彎強度，查表得 錯誤 !未找到引用源。 。 卸料力、推件力、頂件力系數(shù)： 查表 4， 錯誤 !未找到引用源。 ， 錯誤 !未找到引用源。 ， 錯誤 !未找到引用源。 ； 表 4卸料力、推件力、頂件力系數(shù) 材料 材料厚度（ 錯誤 !未 找 到 引用源。 x 錯誤 !未找到引用源。 t 錯誤 !未找到引用源。 d 沖裁力： 錯誤 !未找到引用源。 卸料力： 錯誤 !未找到引用源。 推件力： 錯誤 !未找到引用源。 n 為留在凹模刃口內(nèi)料的個數(shù)； h 為凹模刃口垂直高度； t 為料厚； 總沖壓力： 錯誤 !未找到引用源。 根據(jù)計算結(jié)果 選取壓力機為 開式雙柱可傾沖床。 主要參數(shù)如下： 表 4開式雙柱可傾沖床 公程力 250程力行程 5塊形成次數(shù) 80 10 最大封閉高度 260作臺尺寸 360× 560（ 工作臺板厚度 65柄孔尺寸 ?40× 60 主電動機功率 3定壓力中心 模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點。為保證壓力機和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機滑塊的中心線相重合；否則，沖壓時滑塊就會承受偏心載荷，導致滑塊導軌和模具導向 部分不正常的磨損，還會使合理間隙得不到保證，從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。 由于沖件 Y 方向?qū)ΨQ，故壓力中心 錯誤 !未找到引用源。 ， 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 以上計算可得，沖壓件的壓力中心坐標為（ 0, 第 五 章 沖裁工藝計算 擇雙面間隙 沖裁間隙對沖裁件質(zhì)量、沖裁力、模具壽命的影響很大。因此，設(shè)計模具時一定要選擇一個合理的間隙。間隙在這個范圍內(nèi)，就能得到質(zhì)量合格的沖裁件和較長的模具壽命。這個間隙范圍 就稱為合理間隙，這個范圍的最小值稱為最小合理間隙（ 錯誤 !未找到引用源。 ），最大值稱為最大合理間隙（ 錯誤 !未找到引用源。 ）。 由表查得 錯誤 !未找到引用源。 ， 錯誤 !未找到引用源。 表 5沖裁模初始雙面間隙 z （ 錯誤 !未找到引用源。 ） 11 沖裁模刃口尺寸計算原則 沖裁件的尺寸精度主要取決與模具刃口的尺寸的精度，模具的合理間隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度來保證。由于凸、凹模之間存在間隙，使落 下的料和沖出的孔都帶有錐度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。沖裁時，凸、凹模要與沖裁件或廢料發(fā)生摩擦，凸模越磨愈小，凹模越磨愈大，結(jié)果使間隙越來越大。落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時的尺寸由凸模尺寸決定。故設(shè)計落料模時，以凹模為基準；設(shè)計沖孔模時，以凸模尺寸為基準。考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設(shè)計落料凹模時，凹?；境叽鐟?yīng)取尺寸公差范圍的較小尺寸；設(shè)計沖孔模時，凹模基本尺寸應(yīng)取工件孔尺 寸公差范圍的較大尺寸。凸凹模間隙則取最小合理間隙值。確定沖模刃口制造公差時，應(yīng)考慮制件的公差要求。如果對刃口精度要求過高（即制造公差過?。瑫鼓＞咧圃炖?，增加成本，延長生產(chǎn)周期；如果對刃口要求過低（即制造公差過大）則生產(chǎn)出來的制件有可能不合格，會使模具的壽命降低。 刃口加工的方法有兩種，一種是凹模與凸模分別加工法，另一種是凸模與凹模配合加工法配作法。 采用凸模凹模分開加工時，應(yīng)在圖樣上分別標注凸模凹模刃口尺寸與制造公差，為了保證間隙值應(yīng)滿足下列關(guān)系式： 當出現(xiàn) 錯誤 !未找到引用源。 的情況，當大的 不多時可以適當調(diào)整以滿足上述條件， 12 這時凸凹模的公差直接按公式 錯誤 !未找到引用源。 ，和 錯誤 !未找到引用 源。 確定。如果出現(xiàn) 錯誤 !未找到引用源。 時，就采用配做法。 配作法就是先按設(shè)計尺寸制造出一個基準件（凸?；虬寄＃缓蟾鶕?jù)基準件的實際尺寸按間隙配制另一個零件。 沖孔和落料刃口尺寸計算 沖孔刃口計算： 錯誤 !未找到引用源。 ， 錯誤 !未找到引用源。 ， 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 ， 錯誤 !未找到引用源。 ， 錯誤 !未找到引用源。 ， 錯誤 !未找到引用源。 表 5沖孔凸模、凹模的極限偏差 基本尺寸 凸模極限下偏差 錯誤 !未找到引用源。 凹模極限上偏差 錯誤 !未找到引用源。 行調(diào)整 :錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 查表 5誤 !未找到引用源。 將已知數(shù)據(jù)和查表結(jié)果帶入公式： 13 表 5系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 材料厚度 t/圓形 圓形 1 件公差 錯誤 !未找到引用源。 /料刃口尺寸計算： 當以凹模為基準件時，凹模磨損后，刃口部分尺寸都增大，因此屬于第一類尺寸。 錯誤 !未找到引用源。 ， 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未 找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 凹模磨損后變小的尺寸，為第二類尺寸。 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 其中 錯誤 !未找到引用源。 、 錯誤 !未找到引用源。 、 錯誤 !未找到引用源。 為不變尺寸 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 14 第六章 各零件結(jié)構(gòu)尺寸 凹模的設(shè)計 沖裁時凹模承受沖裁力和側(cè)向力的作用，由于凹模結(jié)構(gòu)形式不一，受力狀態(tài)又比較復雜，目前還不能用理論計算法確定凹模尺寸，在生產(chǎn)中都采用經(jīng)驗公式概略的計算凹模尺寸。凹模厚度為： 錯誤 !未找到引用源。 其中： 錯誤 !未找到引用源。 — 系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 — 沖裁件最大的外形尺寸 表 6系數(shù) k b/數(shù) k 50錯誤 !未找到引用源。 100 誤 !未找到引用源。 ，取 錯誤 !未找到引用源。 H=30垂直于送料方向的凹模長度 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 ,取 錯誤 !未找到引用源。 送料方向的凹模寬度：122B s s??其中：其中：1s ??? 送 料 方 向 的 凹 模 刃 壁 間 最 大 距 離錯誤 !未找到引用源。 表 6誤 !未找到引用源。 材料寬度 B 材料厚度 t 15 、 凸模設(shè)計 根據(jù)需要，現(xiàn)在選定臺階式凸模，這種凸模的工作部分和固定部分的形狀與尺寸可以不相同，工作部分可以為異形，但一般做成圓形或矩形，凸模與固定板配合先用 H7/ 其中， 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 板的厚度； 錯誤 !未找到引用源。 括凸模的修正量，凸模進入凹模的長度錯誤 !未找到引用源。 9920 取???? 圖 6沖孔凸模 凸模凹模的材料選定 凹模所用的材料和凸模的選材基本相同。熱處理要求比凸模的硬度稍高一些，為 。技術(shù)要求按 錯誤 !未找到引用源。 。通用技術(shù)條件和凸模類似。凸模選定為 錯誤 !未找到引用源。 ，熱處理要求達到 錯誤 !未找到引用源。 ，尾部回火至 錯誤 !未找到引用源。 。 凸模固定墊板的 設(shè)計 凸模固定墊板在沖壓模中同時具有固定凸模和落料作用的工作零件。它的內(nèi)外緣均為刃口，內(nèi)外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸。從強度方面考慮，其壁厚應(yīng)受最小值限制。凸模固定墊板的最小壁厚與模具結(jié)構(gòu)有關(guān)：當模具為正裝結(jié)構(gòu)時，內(nèi)孔不積存廢料，脹力小，最小壁厚可以小些；當模具為倒裝結(jié)構(gòu)時，若內(nèi)孔為直筒形刃口形式，且采用下出料方式，則內(nèi)孔積存廢料，脹力大，故最小壁厚應(yīng)大些。 表 6裝沖壓模凸凹模的最小壁厚 C 料厚 t/ 小壁厚 C 16 圖 6凸模固定墊板 卸料部分的設(shè)計 卸料裝置包括卸料、推件和頂件等裝置。其作用是當沖裁完成一次沖壓之后，把沖裁件或廢料從模具工作零件上卸下來，以便沖壓工作繼續(xù)進行。通常，卸料是指把沖裁件或廢料從凸模上卸下來；推件和頂件一般指把沖裁件或廢料從凹模中卸下來。 卸料裝置 卸料裝置主要包括固定卸料裝置、彈壓卸料裝置和廢料切刀三種。 固定卸料板結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，卸料力較大，適合用于平整度要求不高或厚板料制件的卸料。 彈壓卸料裝置是由卸料板、彈性 元件（橡膠）、卸料螺釘?shù)攘慵M成。彈壓卸料既起卸料作用又起壓料作用，所得沖裁零件質(zhì)量較好，平直度較高。適用于質(zhì)量要求較高的沖裁件或薄板沖裁。 考慮到模具結(jié)構(gòu)的特點以及工件厚度為 1采用彈性卸料裝置。 推件和頂件裝置 推件和頂件裝置的作用是從凹模內(nèi)卸下沖件或廢料，向下推出的機構(gòu)稱為推件一般裝在上模內(nèi)；向上頂出的機構(gòu)稱為頂件，一般裝在下模內(nèi)。 推件裝置主要有剛性推件裝置和彈性推薦裝置兩種。一般剛性推薦裝置較多，由打桿、推板、連接推桿和推件塊組成。經(jīng)過考慮選擇打桿直接推動推件塊，工作原理是在沖 壓結(jié)束后上?；爻虝r利用打桿將凹模內(nèi)的工件推出，其推件力大，工作可靠。 橡膠的選用 模具中的彈性元件主要有彈簧和橡膠板，橡膠板允許承受的載荷較彈簧大，安裝調(diào)整方便。依據(jù)實際需要，選用橡膠板做為彈壓卸料裝置中的彈性原件。 17 橡膠作為沖模卸料或推、頂件用時，與彈簧的選用方法相類似。也是應(yīng)根據(jù)卸料力或推（頂）件力的要求以及壓縮量的要求來校核橡膠的工作壓力和許可的壓縮量，以保證滿足模具結(jié)構(gòu)要求與設(shè)計的要求。 橡膠允許承受的負荷較大，安裝調(diào)節(jié)靈活方便，是常用的彈性元件。主要為彈性卸料壓料及頂件裝置提供作用 力和行程。 橡膠的選用原則： ①橡膠工作壓力的計算 式中： 錯誤 !未找到引用源。 — 橡膠工作壓力（即用作卸料或頂件的工藝力）； 錯誤 !未找到引用源。 — 橡膠橫截面積； 錯誤 !未找到引用源。 — 單位壓力，與橡膠的壓縮量、形狀有關(guān)，取 錯誤 !未找到引用源。 ， 計算橡膠橫截面積為： 錯誤 !未找到引用源。 ； 則橡膠的工作壓力為： 式中： 錯誤 !未找到引用源。 — 橡膠在預(yù)壓縮狀態(tài)下的壓力， 錯誤 !未找到引用源。 ； 錯誤 !未找到引用源。 — 卸 料力， 錯誤 !未找到引用源。 ② 橡膠壓縮量和厚度的確定 橡膠壓縮量不能過大，否則會影響其壓力和壽命。產(chǎn)生實踐表明，橡膠最大壓縮量一般應(yīng)不超過其厚度 錯誤 !未找到引用源。 的 錯誤 !未找到 引用源。 ，而模具安裝時橡膠應(yīng)預(yù)先壓縮 錯誤 !未找到引用源。 。所以橡膠厚度 錯誤 !未找到引用源。 與其許可壓縮量錯誤 !未找到引用源。 之間關(guān)系為： 選定橡膠板的厚度 錯誤 !未找到引用源。 ，則其許可壓縮量為： 錯誤 !未找到引用源。 ； 最大壓縮量等于 錯誤 !未找到引用源。 ； 18 安裝時的預(yù)先壓縮 量等于 錯誤 !未找到引用源。 。 ③橡膠板的校核 橡膠板的工作壓力 錯誤 !未找到引用源。 應(yīng)大于卸料力 錯誤 !未找到引用源。 ， 橡膠的許可壓縮量 錯誤 !未找到引用源。 大于模具需要的壓縮量。同時應(yīng)校核橡膠的工作厚度與外徑的比值 錯誤 !未找到引用源。 在 錯誤 !未找到引用源。 之間，才能保證橡膠正常工作。 錯誤 !未找到引用源。 ； 錯誤 !未找到引用源。 需要的壓縮量 錯誤 !未找到引用源。 ； 經(jīng)過以上校核，橡膠板的設(shè)計符合使用要求。 定位部分的設(shè)計 定位零件的設(shè)計主要包括導 料銷、擋料銷、導料板（導尺）的設(shè)計。 為了保證模具正常工作和沖出合格。必須保證坯料或工序件對模具的工作刃口處于正確的相對位置，即必須定位。 沖模定位裝置的作用是保證條料的正確送進及其在模具中的正確位置。條料在模具送料平面中必須有兩個方向的限位：一是在與條料方向垂直的方向上的限位，保證條料沿正確的方向送進稱為送進導向；二是在送料方向上的限位，稱為送料定距。通過使用擋料銷進行縱向定位，采用導料銷進行橫向定位。 導料銷或?qū)Я习迨菍l料或卷料的側(cè)向進行導向，以免送偏的定位零件。擋料銷是對條料或卷料的縱向進行導向保證步 距的定位零件。 從前往后送料時，導料銷裝在左側(cè)，一般用兩個，也可用四個，從左往右送料時，導料銷裝在后側(cè)，也可裝四個。導料銷可壓設(shè)在凹模面上，也可設(shè)在彈壓卸料板上，還可以設(shè)在固定板或下模座等平面上。 必須注意到的是擋料銷與凹模刃口太近時，會影響刃口強度。如果將擋料銷固定在卸料板上，不影響凹模強度，將擋料銷固定在彈壓卸料板上就不妨礙送料。 導料板設(shè)在條料兩側(cè)，為使條料順利通過，兩導料板間距離應(yīng)等于條料寬度加上一個間隙值。導料板的厚度 模架、模座和導柱導套 模架 類型 模架是由上、下模座、模柄及導向裝置（最常用的是導柱、導套）組成，模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并且承受沖壓過程中的全部載荷。模架的上模座通過模柄與壓力機滑塊相連，下模座用螺釘壓板固定在壓力機工作臺面。 19 對模架的基本要求有足夠的強度與剛度，以保證工作時整個模具系統(tǒng)的穩(wěn)定。 模架主要分為兩大類：一類是由上模座、下模座、導柱、導套組成的導柱模模架；導柱模模架按導向結(jié)構(gòu)形式分為滑動導向和滾動導向兩種。滑動導向模架的精度分為 I 級。滾動導向模架分為 0I 級和 0。各級對導柱、導套的 配合精度、上模座、下模座下平面的平行度、導柱軸心線對下模座下平面的垂直度等都規(guī)定了一定的公差等級。 另一類是由導板、下模座，導柱、導套組成的彈壓導板模架。模架及其組成零件已經(jīng)標準化，并對其規(guī)定了一定的技術(shù)條件。 滑動導向模架有 6 種結(jié)構(gòu)形式，中間導柱模架，對角導柱模架，后側(cè)導柱模架，后側(cè)導柱窄型模架，中是導柱圓形模架，四導柱模架。 滾動導向模架有 4 種結(jié)構(gòu)形式，即對角導柱模架、中間導柱模架、四角導柱模架和后側(cè)導柱模架。 對角導柱模架、中間導柱模架、四角導柱模架的共 同特點是：導向裝置都安裝在模架的對稱線上，滑動平穩(wěn)，導向準確可靠。所以要求導向精確可靠的都采用這 3 種結(jié)構(gòu)形式。對角導柱模架上、下模座的工作平面模向尺寸 L 一般大于縱向尺寸 B，常用于橫向送料的沖壓模、縱向送料的單工序?；驔_壓模。中間導柱模架只能縱向送料，一般用于單工序?；驔_壓模。四導柱模架常用于精度要求較高或尺寸較大制件的和產(chǎn)及大批量生產(chǎn)用的自動模。 后側(cè)導柱模架 (圖 6特點是導向裝置在后側(cè)，橫向和縱向送料都比較方便，但如果有偏心載荷，壓力機導向又不精確，就會造成上模座歪斜，導向裝置和凸、凹模都容易磨損， 從而影響模具壽命，幫一般用于較小的沖模。 20 圖 6后導柱模架 2. 彈壓導板模架：彈壓模架的特點是，作為凸模導向用的彈壓導板與下模座以導柱導套為導向構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)。凸模與固定板是間隙配合而不是過渡配合，因而凸模在固定板中有一定的浮動量。這種結(jié)構(gòu)形式可以起到保護凸模的作用，一般用于帶細長凸模的連續(xù)模。 結(jié)合本次模具的大小及上模座的具體結(jié)構(gòu)、模具復雜性及模架的精度。模具的生產(chǎn)成本等因素，根椐《中華人民共和國國家標準》選擇標準，選擇代號為 81的選用滑動后側(cè)導柱模架，其結(jié)構(gòu)形式如圖： 選用 模架的主要尺寸： 表 6模架尺寸 L 160 B 160 H 最大 255 最小 210 1料： 處理：調(diào)質(zhì) 模座 21 模座一般分為上、下模座，其形狀基本相似。上、下模座的作用是直接或間接地安裝沖模的所有零件，分別與壓力機滑塊和工作臺連接，傳遞壓力。因此，必須注意上、下模座的強度和剛度。模座因強度不足會產(chǎn)生破壞；如果剛度不夠工作時會產(chǎn)生較大的彈 性變形，導致模具的工作零件和導向零件迅速磨損，這是常見的卻不被重視的現(xiàn)象。 在選用和設(shè)計時應(yīng)注意：（ 1）盡量選用標準模架，而標準模架的型式和規(guī)格就決定了上、下模座的型式和規(guī)格。（ 2）所選用或設(shè)計的模座必須與選用的壓力機的工作臺和滑塊的有關(guān)尺寸相適應(yīng)，并進行必要的校核。（ 3）模座一般采用 錯誤 !未找到引用源。 、 錯誤 !未找到引用源。 等材料。（ 4）模座的上、下表面的平行度應(yīng)達到要求，平行度一般為 4 級。（ 5）上、下模座的導套、導柱安裝孔中心距必須一致，精度一般要求在 錯誤 !未找到引用源。 以下；模座的導 柱、導套安裝孔的軸線應(yīng)與模座的上、下平面垂直，安裝滑動式導柱和導套時，垂直度一般為 4 級（ 6）模座的上、下表面粗糙度為 錯誤 !未找到引用源。 ，在保證平度的前提下，可允許 為 錯誤 !未找到引用源。 導柱與導套的選用 導柱與導套的結(jié)構(gòu)與尺寸按所選定的模架，以及模具的具體結(jié)構(gòu)配合選用標準件。導柱、導套與模座的配合為過盈配合。 據(jù)所選用的滑動中間導柱模架的模架形式，結(jié)合整體模具的設(shè)計，根椐《中華人民共和國國家標準》選擇標準，選擇代號為 90 的選用 A 型導柱，其結(jié)構(gòu)形式如圖： 圖 6 基本尺寸選?。?45,20 ?? 錯誤 !未找到引用源。 22 材料選取及熱處理加工： 20 鋼，熱處理硬度 2（滲碳淬火）。 合導柱，椐《中華人民共和國國家標準》選擇標準，選擇代號為 90 的選用 A 型導套： 圖 6A 型導套 引用標準： 12446 沖模模架零件技術(shù)條件 99 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件 尺寸選取用： 錯誤 !未找到引用源。 。 材料： 20號鋼 99。 熱處理：滲碳深度 錯誤 !未找到引用源。 ，硬度 錯誤 !未找到引用源。 。 技術(shù)條件：按 規(guī)定。 模柄的選用 （ 1）模柄的基本要求 與壓力機滑塊上的模柄孔配合正確；與上模座連接正確可靠。 （ 2）模柄的基本結(jié)構(gòu)形式 模柄分為壓入式模柄，旋入式模柄，凸緣模柄，槽形模柄，通用模柄，浮動模柄和推入式 模柄等。 壓入式模柄與上模座以 H7/合，并加銷釘以防止轉(zhuǎn)動，模柄裝入模座后，止口一般不允許凸出模座平面，它主要用于上模座較厚而又沒有開設(shè)推板孔或上模比較重的場合。 浮動式模柄的主要特點是壓力機的壓力通過凹球面模柄和凸球面墊塊傳遞到上模，以消除壓力機導向誤差對模具導向精度的影響，主要用于硬質(zhì)合金模等精密導柱模。且因其模柄一面開通，所以使用時導柱導套不宜脫開，它主要用于小型精密沖模，有一定 23 的通用性。 槽形模柄和通用模柄都是用于直接固定凸模，也可稱為帶模座的模柄。主要用于簡單模具中，更換凸模方便。 凸緣模柄 是用 3~4 個螺釘緊固于上模座，主要用于大型模具式上模座中開設(shè)推板孔的中、小型沖模。 旋入式模柄是通過螺紋與上模座連接，并加螺釘防松，主要用于中小型有導柱的沖模。 結(jié)合本次模具的大小和設(shè)計中用到打料裝置以及上模座的具體結(jié)構(gòu)決定采用壓入式模柄。 24 結(jié) 論 通過本次設(shè)計，對模具工業(yè)有了很好的了解。特別了解了 沖壓 工業(yè)的重要地位和當今 沖壓 模具的現(xiàn)狀。模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。 為了做好這次畢業(yè)設(shè)計，我找了很多有關(guān)模具設(shè)計方面 的書籍，進行了系統(tǒng)的學習。并且還在網(wǎng)上找了不少有關(guān)模具設(shè)計方面的資料作為參考和學習之用。通過學習這些知識，對模具設(shè)計的過程有了清晰的認識，以及在模具設(shè)計過程中應(yīng)該要注意些什么問題都有個大概的了解。學習了傳統(tǒng)的模具設(shè)計方法和現(xiàn)代模具設(shè)計方法，理解了現(xiàn)代模具設(shè)計的高效，高質(zhì)，低成本的優(yōu)越性。 由于是第一次進行模具設(shè)計，我采用了以傳統(tǒng)模具設(shè)計流程為主線，利用現(xiàn)代模具設(shè)計的優(yōu)越性方面的并行設(shè)計方法，運用三維設(shè)計軟件，以完成模具的三維實體設(shè)計為先，以繪制工程圖為后的設(shè)計流程，從而減少了模具設(shè)計過程中錯誤的出現(xiàn)和設(shè)計的 返工。 在這次模具設(shè)計中，一個關(guān)鍵之處就是運用 件進行模具設(shè)計。運用 D 模型的建立、制品設(shè)計的合理性、注射成型的工藝性分析、模具型腔的設(shè)計以及標準模架的選取等模具設(shè)計過程中的關(guān)鍵步驟，使得模具設(shè)計的時間的減少，并提高設(shè)計的質(zhì)量。 件在模具設(shè)計行業(yè)的應(yīng)用，提高了模具設(shè)計的精確性和速度，降低了制造成本。因為通過這個軟件，可以讓設(shè)計師在推出產(chǎn)品前，有機會了解所設(shè)計的產(chǎn)品的缺點，并事先改善，有效的減少浪費和降低成本。 由于是第一次做模具設(shè)計，自身所具有的知識和經(jīng)驗有限，所以在設(shè)計過程 中對于一些問題的理解和處理都顯得比較膚淺。總之，完成了這次畢業(yè)設(shè)計，使我的知識變得更加豐富。不僅學到不少專業(yè)知識，鍛煉了自己的工作能力，也學會了以什么樣的心態(tài)去面對設(shè)計工作。 25 參考文獻 [1] 陳錫棟 周小玉 北京：機械工業(yè)出版社， 2] 彭建聲 秦曉剛 北京：機械工業(yè)出版社， 3] 王文廣 田寶善 田雁晨 化學工業(yè)出版社， 4] 周殿明 北京：化學工業(yè)出版社， 5] 趙昌盛 北京：機械工業(yè)出版社， 6] 模具實用技術(shù)叢書編委會 北京：機械工業(yè)出版社， 7] 張祥杰 黃圣杰 北京：中國鐵道出版社， 8] 宋滿倉 黃銀國 趙丹陽 北京：機械工業(yè)出版社，9] 葛正浩 北京：機械工業(yè)出版社 [10] 吳宗澤 落圣國 北京：高等教育出版社， 1999 [11] 王加龍 生產(chǎn)技術(shù) 學工業(yè)出版社， 12] 鄭大中主編．模具結(jié)構(gòu)圖冊．北京：機械工業(yè)出版社， 1992 [13] 李德玉主編．機械工程材料學．中國農(nóng)業(yè)出版社， 2002 26 致 謝 首先對指導老師在這次設(shè)計中給予我的幫助和支持表示衷心的感謝。由于是第一次做模具設(shè)計，所以在開始的時候都不知道從何下手。 師教會了我如何去搜集和查閱一些相關(guān)資料。在設(shè)計過程中遇到一些難以解決的問題， 我找到了解決問題的辦法。在撰寫論文的時候， 師及時的給予 我建議，指出不足之處，幫助我更好的分析數(shù)據(jù)和組織論文結(jié)構(gòu)，使論文內(nèi)容更加充實、合理、有序。在王老師的指導下，使我在這次模具設(shè)計中學到不少知識。在此再次對指導老師表示衷心感謝 ! 在跨越大學的學習過程中，我還得到了各科任課老師和各位領(lǐng)導的大力幫助。在你們的幫助下，我學到了豐富的專業(yè)知識，學會了如何對待學習、生活、如何從事設(shè)計研究工作，使我的學業(yè)順利的完成，給我的大學生活劃上一個圓滿的句號。在次對各位幫助我、教育我的領(lǐng)導和老師表示由衷的感謝 !