托板模具設(shè)計,模具設(shè)計 I 設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計題目： 托板模具設(shè)計 設(shè)計要求： 1、了解制品的工藝性、生產(chǎn)批量以及所選用的沖壓設(shè)備 2、確定模具設(shè)計方案、基本結(jié)構(gòu)、所選用的標準件類型 3、確定模具中凸凹模的尺寸、對沖壓機進行沖壓力的校核 4、完成模具圖樣的設(shè)計 設(shè)計進度要求： 設(shè)計總體時間為六周 第一周：資料的整理和工藝的確定 第二周：確定設(shè)計思路和設(shè)計方法 第三、四周：進行模具的整體設(shè)計工作 第五周：模具設(shè)計圖紙繪制和最后的排版整理 第六周：上交、審查、修改 指導教師（簽名）： II 摘 要 沖壓模具在實際工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，工人生產(chǎn)的 勞動強度大、勞動量大，嚴重影響生產(chǎn)效率的提高。隨著當今科技的發(fā)展， 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，而被大量應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中 來。沖壓模具的自動送料技術(shù)也投入到實際的生產(chǎn)中，沖壓模具可以大大的提 高勞動生產(chǎn)效率，減輕工人負擔，具有重要的技術(shù)進步意義和經(jīng)濟價值。 本人設(shè)計的該模具是根據(jù)市場要求所設(shè)計的，通過對零件的認識可知，該 零件所用的材料是 Q235 號鋼，生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，再經(jīng)過方案比較，故選 擇連續(xù)沖裁作為該副模具工藝生產(chǎn)方案即容易加工又便于經(jīng)濟；經(jīng)過計算分析 完成該模具的主要設(shè)計計算；選出符合該模具的定位方式、卸料出件方式導向 方式；設(shè)計模具的工作部分即凸、凹模的設(shè)計，選擇模具的材料即確定每個零 部件的加工方案；僅接著根據(jù)模具的裝配原則，完成模具的裝配裝配模具試沖， 通過試沖可以發(fā)現(xiàn)模具設(shè)計和制造的不足，并找出原因給予糾正，并對模具進 行適當?shù)恼{(diào)整和修理。 關(guān)鍵詞：托板，模具，沖壓 I 目 錄 摘 要 .............................................................II 1 沖裁工藝性分析 ....................................................1 2 沖裁工藝方案及模 具結(jié)構(gòu)形式的確定 ..................................2 3 主要設(shè)計計算 ......................................................4 3.1 排樣方式的確定及其計算 ........................................4 3.2 沖壓力的計算 ..................................................6 3.3 壓力中心的確定及相關(guān)計算 ......................................7 3.4 工作零件刃口尺寸及公差的計算 ..................................8 3.5 確定各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸 .......................................11 4 標準件及其的沖壓設(shè)備選定 .........................................14 4.1 定位零件的確定 ...............................................14 4.2 卸料與推件零件 ...............................................14 4.3 模柄的確定 ...................................................15 4.4 模架的選擇 ...................................................15 4.5 上下模座、導柱導套確定 .......................................16 4.6 閉合高度的確定 ...............................................16 4.7 沖壓設(shè)備的選擇 ...............................................17 4.8 模具材料的選擇原則 ...........................................17 5 繪制模具總裝圖 ...................................................19 6 模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制 ...................................20 6.1 落料凹模加工工藝規(guī)程的編制 ...................................20 7 模具的裝配和沖裁模具的試沖 .......................................23 7.1 模具的裝配 ...................................................23 7.2 沖裁模具的試沖與調(diào)試 .........................................24 致 謝 .............................................................27 參考文獻 ...........................................................28 1 1 沖裁工藝性分析 工件名稱：托板 工件簡圖：如圖 1 生產(chǎn)批量：大批量 材 料：Q235 材料厚度：2mm 通 圖 1 零件圖 1. 材料：Q235 鋼板是碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的可沖壓性能。 2. 零件結(jié)構(gòu)：工件結(jié)構(gòu)相對簡單，有 4 個 的孔，兩個 的半圓，沖裁件內(nèi)、3?8R 外形應(yīng)盡量避免有尖銳清角，為提高模具壽命，將所有 90°清角改為 R1 的圓角。 3. 尺寸精度：零件圖上所有尺寸均未標注公差，屬自由尺寸，可按 IT14 級確定工 件尺寸的公差。 結(jié)論：可以沖裁 2 2 沖裁工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式的確定 沖壓工藝方案的確定，可依據(jù)表 2.1 確定。 表 2.1 沖壓工藝方案 單工序模 項目 無導柱 有導柱 級進模 復合模 沖壓精度 低 較低 較高，相當于 IT10~IT13 高，相當于 IT8~IT11 制件平整程度 不平整 一般 不平整，有時要 校平 因壓料較好，制 件平整 制件最大尺寸和 材料厚度 不受限制 300mm 以下厚度 達 6mm 尺寸〈 250mm 厚 度在 0.1~6 之間 尺寸〈300mm 厚 度常在 0.05m~3mm 沖模制造的難度 程度及價格 容易、價格低 導柱、導套的裝 配采用先進工藝 后不難 簡單形狀制件的 級進模比復合模 具制造難度低， 價格亦較低 形狀復雜的制件 用復合模比級進 模制造難度低， 相對價格低 生產(chǎn)率 低 較低 可用自動送料出 料裝置，效率較 高 工序組合后效率 高 使用高速沖床的 可能性 只能單沖不能連 沖 有自動送料裝置 可以連沖，但速 度不能太高 使用于高速沖床 高達 400 次/分以 上 由于有彈性緩沖 器，不宜用高速， 不宜連沖 材料要求 可用邊角料 條料要求不嚴格 條料或卷料要求 嚴格 除用條料外，小 件可用邊角料， 但生產(chǎn)率低 生產(chǎn)安全性 不安全 手在沖模過程區(qū) 不安全 比較安全 手在沖模工作區(qū) 不安全，要有安 全裝置 3 沖模安裝調(diào)整與 操作 調(diào)整麻煩操作不 便 安裝、調(diào)整較容 易、操作方便 安裝、調(diào)整較容 易，操作簡單 安裝、調(diào)整比級 進模更容易，操 作簡單 經(jīng)分析，工件尺寸精度要求不高，形狀不大，但工件產(chǎn)量較大，根據(jù)材料較厚 （2mm）的特點，為保證孔位精度，沖模有較高的生產(chǎn)率，通過比較，決定實行工 序集中的工藝方案，采取利用導正銷進行定位、剛性卸料裝置、自然漏料方式的級 進沖裁模結(jié)構(gòu)形式。 4 3 主要設(shè)計計算 3.1 排樣方式的確定及其計算 3.1.1 排樣原則 提高材料利用率 ，對沖裁件來說，由于產(chǎn)量大，沖壓的生產(chǎn)率高，所以材料? 費用常會占沖件總成本的 60%以上，材料利用率是一項很重要的經(jīng)濟指標。要提高 材料利用率，就必須減少廢料面積。沖裁過程中所產(chǎn)生的廢料可分為結(jié)構(gòu)廢料與工 藝廢料兩種。結(jié)構(gòu)廢料是工件的形狀決定的，而工藝廢料則是由沖壓方式或與排樣 方式所決定的。因此要提高材料利用率主要應(yīng)從減少工藝廢料著手，設(shè)計出合理的 排樣方案，有時在不影響沖件使用性能的情況下,也可適當改變沖裁件的形狀。使工 人操作方便、安全、減輕工人的勞動強度.條料在沖裁過程中翻動要少,在材料利用 率相同或相近時應(yīng)盡可能選條料寬、進距小的排樣方法.它還可減小板料切次數(shù),節(jié) 省剪裁備料時間。使模具結(jié)構(gòu)簡單、模具壽命較長。排樣應(yīng)保證沖裁件的質(zhì)量，對 于彎曲件的落料,在排料時還應(yīng)考慮板料纖維方向。 3.1.2 合理選擇搭邊值 查表 3.1 可得最小搭邊值：a=2.5mm a 1=2mm 表 3.1 最小搭邊值表 搭邊值/mm 圓形工件 矩形件Ｌ＜５０ 矩形件 L>50 條料厚度 t/mm a a1 a a1 a a1 -0.25 1.2 1.0 1.5 1.2 1.8-2.6 1.5-2.5 0.25-0.5 1.0 0.8 1.2 1.0 1.5-2.5 1.2-2.2 0.5-1.0 0.8 1.0 1.0 1.2 1.8-2.6 1.5-2.5 1.0-1.5 1.3 1.2 1.5 1.2 2.2-3.2 1.8-2.8 1.5-2.0 1.5 1.3 1.8 1.5 2.4-3.4 2.0-3.0 模具采用無側(cè)壓裝置，條料與導料板間間隙最小值為 mC1in? 5 圖 2 排樣圖 3.1.3 計算 沖裁件面積 A： 2162340382 ????????????????????? 27.36m? 條料寬度 B： ??0max???CDB 式中： 條料寬度方向沖裁件的最大尺寸?D 側(cè)搭邊值a 導料板與最寬條料之間的間隙C 條料寬度的單向偏差?? 查《沖壓模具設(shè)計與制造》表 2.5.3 表 2.5.5 6.0??mC1in? 由公式得： 6 ??mB06.15.28????06.4?? 步距 S： S332 一個步距內(nèi)的材料利用率 η： %10??BA? 式中： 一個沖裁件的實際面積?A 條料寬度B 步距S 由公式得： %1032647.???68? 3.2 沖壓力的計算 由于沖模采用剛性卸裝置和自然漏料方式，故總的沖壓力為： TF??總 21 式中 F1--------落料時的沖裁力 F2--------沖孔時的沖裁力 由公式 bKLtF?? 式中： 沖裁件周邊長度?L 材料厚度 mmt 材料抗剪強度b? 系數(shù) 一般取 1.3?K 落料時的沖裁力 bLtF?3.1? 沖裁件周長 ????mL24.1602582????? 材料厚度 t 7 材料抗剪強度 Mpa30?? 故 bLtF.1 ??N2.165473024.16.?? 沖孔時的沖裁力 bLtF?.2 ??Ltb 4.2930343.1.1 ?????? 所以 6.59721?F??N 推件力 ??NnKT 72.3406.1.04??? 沖裁工藝總力 總F t?總 ??.9.26.5937? 根據(jù)計算結(jié)果，沖壓設(shè)備擬選 J23-63。 3.3 壓力中心的確定及相關(guān)計算 根據(jù)圖 3 分析，因為工件圖形對稱，故落料時 P1 的壓力中心在 O1 上；沖孔時 P2 的壓力中心在 O2 上。 設(shè)沖模壓力中心離 O1 點的距離為 X，根據(jù)力矩平衡原理得： P1X=(32-X)P2 由此算得 X=7mm。 8 圖 3 壓力中心 3.4 工作零件刃口尺寸及公差的計算 查表 3.2 得間隙值 2.0min?Z26.0max? 表 3.2 沖裁模初始雙面間隙 材料名 稱 45??退 火8,7T 磷青銅（硬） 鈹青銅（硬） 10、15、20 冷軋鋼帶 30 鋼板 硅鋼板 、35Q21 鋼板 08、10、15 鋼板 銅母線 鋁母線 防銹鋁 軟鋁 L2~L6 力學性 能 MPa HBSb6019??MPaBSb60~419??MPaHBSb40~317??PaHBSb307?? 初始間隙 Z 厚度 t minZaxminZaxminaxminZax 0.1 0.015 0.035 0.01 0.03 * — * — 0.2 0.025 0.045 0.015 0.035 0.01 0.03 * — 0.3 0.04 0.06 0.03 0.05 0.02 0.04 0.01 0.03 9 0.5 0.08 0.10 0.06 0.08 0.04 0.06 0.025 0.045 0.8 0.13 0.16 0.10 0.13 0.07 0.10 0.045 0.075 1.0 0.17 0.20 0.13 0.16 0.10 0.13 0.065 0.095 1.2 0.21 0.24 0.16 0.19 0.13 0.16 0.075 0.105 1.5 0.27 0.31 0.21 0.25 0.15 0.19 0.10 0.14 1.8 0.34 0.38 0.27 0.31 0.20 0.24 0.13 0.17 2.0 0.38 0.42 0.30 0.34 0.22 0.26 0.14 0.18 2.5 0.49 0.55 0.39 0.45 0.29 0.35 0.18 0.24 3.0 0.62 0.68 0.49 0.55 0.36 0.42 0.23 0.29 3.5 0.73 0.81 0.58 0.66 0.43 0.51 0.27 0.35 4.0 0.86 0.94 0.68 0.76 0.50 0.58 0.32 0.40 4.5 1.00 1.08 0.78 0.86 0.58 0.66 0.37 0.45 5.0 1.13 1.23 0.90 1.00 0.65 0.75 0.42 0.52 6.0 1.40 1.5 1.10 1.20 0.82 0.92 0.53 0.63 8.0 2.00 2.12 1.60 1.72 1.17 1.29 0.76 0.88 10 2.60 2.72 2.10 2.22 1.56 1.68 1.02 1.04 12 3.30 3.42 2.60 2.72 1.97 2.09 1.30 1.42 對于沖孔 采用凸凹模分開的加工方法，將凸凹模刃口部分尺寸計算如下：3? 查表 2.4 得凸凹模制造公差 02.?凸?02.?凹? 效核 04.minax??Z?凸凹 ? 滿足 凸凹 ??minax 查表 3.3 得 因數(shù) 5.0?x 10 表 3.3 磨損系數(shù) 非圓形沖件 圓形沖件 1 0.75 0.5 0.75 0.5t/mm 沖件公差 Δ/mm 1 0.36 0.16 1～2 0.42 0.20 2～4 0.50 0.24 4～ 0.60 0.30 按式： ????mxd 02.02.0 135.3??? ?????凸凸 ? Z.0.00 71.min ??凹凸凹 對外輪廓得落料，由于現(xiàn)狀比較復雜，故采用配合加工得方法。其凸凹模刃口 部分尺寸計算如下： 當以凹模為基準時，凹模磨損后，刃口部分尺寸都增大，因此均屬 A 類尺寸。 零件圖中未注公差得尺寸，其極限偏差分別為：58 -0.74 036.8?R 當查表 3.4 得因數(shù) 表 3.4 磨損系數(shù) 非圓形沖件 圓形沖件 1 0.75 0.5 0.75 0.5t/mm 沖件公差 Δ/mm 1 0.36 0.16 1～2 0.42 0.20 2～4 0.50 0.24 4～ 0.60 0.305.0.???x時 ，當 7?時 ，當 11 在沖模刃口尺寸計算時需要注意：在計算工件外形落料時，應(yīng)以凹模為基準， 凸模尺寸按相應(yīng)的凹模實際尺寸配制，保證雙面間隙為 0.25~0.36mm。為了保證 R8 與尺寸為 16 的輪廓線相切，R8 的凹模尺寸，取 16 的凹模尺寸的一半，公差也取一 半。 在計算沖孔模刃口尺寸時，應(yīng)以凸模為基準，凹模尺寸按凸模實際尺寸配制， 保證雙面間隙為 0.25~0.36mm。 表 3.5 沖模刃口尺寸 在計算模具中心距尺寸時，制造偏差值取工件公差的 1/8。據(jù)此，沖孔凹模和凸 模固定板孔中心距的制造尺寸為： L14=14±0.44/8=14±0.055 L17=17±0.44/8=17±0.055 3.5 確定各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸 3.5.1 凹模外形尺寸的確定 凹模厚度 H 的確定： 查表 3.6 得kb? 表 3.6 凹模厚度系數(shù) ??mt材 料 厚 度??mb1?3~1?6~3?50?40.~3. 50.. 0.45.1~?22 沖裁性質(zhì) 工作尺寸 計算公式 凹模尺寸注法 凸模尺寸注法 落料 58-0.74 38-0.62 30-0.52 16-0.44 R8 ??AxDA?????0mainTZT?57.6+0.1837.7+0.16 29.7+0.13 16.8+0.11 R7.9+0.06 凸模尺寸按實際 尺寸配置，保證 雙邊間隙 0.25~0.36mm 沖孔 φ3 +0.3 ?? 0minTxdT?????AZA0i凹模尺寸按凹模 實際尺寸配置， 保證雙邊間隙 0.25~0.36mm 02.37? 12 20~1?20.~15. 2.0~18. 30.~2.15mH654.?? 凹模長度 L 的確定 凹模壁厚 C1=1.2H=31 工件 b=58 故 L=b+2C1=58+231=120mm 凹模寬度 B 的確定 B= 步距+ 工件寬+2C 2 ?。翰骄?32 工件=30 C2=1.5H 故 B=32+30+2 39 =140mm? 圖 4 落料凹模 13 3.5.2 凸模長度 L1 的確定 凸模長度計算為： L1=h1+h2+h3+Y 其中 導料板厚 h1=8；卸料板厚 h2=12；凸模固定板厚 h3=18; 凸模修磨量 Y=18 則 L1=8+12+18+18=56mm 淬硬 與 凸 模 固 定 板 一 起 磨 平 圖 5 凸凹模 14 4 標準件及沖壓設(shè)備選定 4.1 定位零件的確定 為保證條料的正確送進和毛坯在模具中的正確位置，沖裁出外行完整的合格零 件，模具設(shè)計時必須考慮條料或毛坯的定位。正確位置是依靠定位零件來保證的。 由于毛坯形式和模具結(jié)構(gòu)不同，所以定位零件的種類很多。設(shè)計時應(yīng)根據(jù)毛坯形式、 模具結(jié)構(gòu)、零件公差大小、生產(chǎn)效率等進行選擇。定位包含控制送料步距的擋料和 垂直方向的導料等。 4.1.1 條料方向的控制 條料的送料方向一般都是靠著導料板或?qū)Я箱N一側(cè)導向送料，以免送偏。用導 料銷控制送料方向時，一般要用兩個。由于本沖壓模具采用手工送料，為此，可以 省去側(cè)壓裝置。手工直接送料進入凸模刃口。 4.1.2 擋料銷的選擇 固定擋料銷分為圓形與鉤形兩種。一般裝在凹模上，活動擋料銷，其常用于倒 裝復合模中，裝于卸料板上可以伸縮。由于本模具裝置要求簡單，所以可以采用圓 形擋料銷，因為其結(jié)構(gòu)簡單，制造加工方便。 4.1.3 導正銷的選擇 導正銷通常與擋料銷配合使用在級進模中，以減少定位誤差，保證孔與外形的 相對位置尺寸要求。當零件上有適宜于導正銷安裝在落料凸模上。當零件上沒有適 宜于導正銷正用的孔時，對于工步數(shù)較多時、零件精度較高的級進模，應(yīng)在條料兩 側(cè)的空位處設(shè)置工藝孔，以拱導正銷導正條料使用，此時，導正銷固定在凸模固定 板上或彈壓卸料板上。 4.2 卸料與推件零件 4.2.1 剛性卸料 剛性卸料是采用固定卸料板卸料，常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖 裁后卸料。當卸料板只起卸料作用時，與凸模的間隙隨著材料厚度的增加而增大， 單面間隙取 ；當固定卸料板還要起到對凸模的導向作用時，卸料板與凸??t5.0~2 15 模的配合間隙應(yīng)小于沖裁間隙。此時要求卸料后凸模不能完全脫離卸料板，保證凸 模與卸料板配合大于 。m5 常用的固定卸料板有幾種：卸料與導料為一體的整體式卸料板；卸料板與導料 板分開的組合式卸料板（在沖裁中應(yīng)用最廣泛）；用于窄長零件的沖孔或切口卸件 的懸臂式卸料板；在沖孔底部用來卸空心件或彎曲的拱形卸料板。 4.2.2 頂件裝置的確定 推件和頂件的作用是將制件從凹模中推出來（凹模在上模）或頂出（凹模在寫 模）。推件力是通過壓力機的橫梁作用在一些傳力元件上，使推件力傳遞到推件板 上將制品（或廢料）推出凹模。推板的形狀和推桿的位置應(yīng)根據(jù)被推材料的尺寸和 形狀來確定。設(shè)計在下模的彈性頂件裝置，通過凸模下壓使彈性元件在沖壓時儲存 能量，模具回程時頂件器的彈性元件釋放能量，頂件塊將廢料從凹模中頂出。模具 采用固定卸料，剛性打件，并利用裝在壓力機工作臺下的標準緩沖器提供壓邊力。 4.3 模柄的確定 模柄的作用是將模具的上模座固定在沖床的滑塊上。本模具屬中小型模具，中 小型模具都是通過模柄固定在壓力機滑塊上的，故采用帶臺階的壓入式模柄。它與 模座安裝孔用 H7/n6 配合，可以保證較高的同軸度和垂直度。 4.4 模架的選擇 常用的模架有：滑動式導柱導套模架、滾動式導柱導套模架。模架有上、下模 座和導向零件組成，是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并承 受沖壓全過程的全部載荷。模具上模座和下模座分別與沖壓設(shè)備的滑塊和工作臺固 定。上、下模間的精度由導柱、導套的導向來實現(xiàn)。主要模架形式有： 對角模架：由于導柱安裝在模具的中心對稱的對角線上，所以上模座在導柱上 滑動平穩(wěn)，常用于橫向送料級進?；蚩v向送料的落料模、復合模。 后側(cè)導柱模架：由于前面和左右不受限制，送料和操作比較方便，因?qū)е惭b 在后側(cè)，工作時偏心距會造成導柱導套單邊磨損，并且不能用浮動模柄結(jié)構(gòu)。 中間導柱模架：導柱安裝在模具的對稱線上，導向平穩(wěn)，準確，但只能在一個 方向送料。 四導柱模架：具有平穩(wěn)、導向準確可靠、剛性好等優(yōu)點，常用于沖壓尺寸較大 16 或精度較高的沖壓件。 滾動式導柱導套模架的導向精度高，使用壽命長。主要用于高精度、高壽命的 精密模具及薄材料的沖裁模具。 根據(jù)標準模架的選擇，為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該級進 模采用中間導柱的導向方式。 4.5 上下模座、導柱導套確定 在選用時應(yīng)注意導柱的長度，應(yīng)保證沖模在最低工作位置時，導柱上端面與上 模座頂面的距離不小于 10～15mm。而下模座底面與導柱底面的距離應(yīng)為 0.5～1mm。 導柱與導套之間的配合根據(jù)沖裁模的間隙大小選用。當沖裁板厚在 0.8mm 以下的模 具時，選用 H6/h5 配合的 I 級精度模架，當沖裁板厚為 0.8mm～4mm 時，選用 H7/h6 配合的Ⅱ級精度模架。 上模座： 451602/// ???mHBL 下模座： 導柱： 16035//lmd 導套： 435/???mD 4.6 閉合高度的確定 沖模的閉合高度是指滑塊在下死點，即模具在最低工作位置時，上模座上平面 與下模座下平面之間的距離 H。沖模的閉合高度必須與壓力機的裝模高度相適應(yīng)。 壓力機的裝模高度是指滑塊在下死點位置時，滑塊下端面至墊板上平面間的距離。 當連桿調(diào)至最短時為壓力機的最大裝模高度 ，連桿調(diào)至最長時為最小裝模高度maxminH 模架閉合高度 m210~7 上模墊板厚度取 10mm 凸模固定板厚度取 18mm 卸料板厚度取 12mm 導料板厚度取 8mm 模具的閉合高度： 17 下 模 座板 料凹凸墊上 模 座 HHH??? mm189502656045 可見該閉合高度小于所選壓力機 J23-63 的最大裝模高度 280mm,可以使用。 4.7 沖壓設(shè)備的選擇 通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機 J23～63 能滿足使用要求。其主要技術(shù)參 數(shù)如下： 公稱壓力： KN630 滑塊行程： m1 最大閉合高度： 最大裝模高度： 280 連桿調(diào)節(jié)長度： 工作臺尺寸（前后×左右）： m71048? 墊片尺寸（厚度×孔徑）： 250 模柄孔尺寸： m640?? 最大傾斜角度： 3 4.8 模具材料的選擇原則 1.要選擇滿足模具零件工作要求的最佳綜合性能的材料：要選擇滿足模具零件 工作要求的最佳綜合性能的材料； 2.要針對模具的失效形式選用鋼材，鋼材的失效是影響模具壽命的主要因素包 括： ⑴為防模具開裂，要選用韌性好的材料； ⑵為防磨損，應(yīng)選用合金元素高的材料； ⑶對于大型沖模應(yīng)選用淬透性好的材料； ⑷為保持鋼材硬度能力，要選用耐回火性高的含鉻、鉬合金鋼； ⑸為防熱處理變形，對于形雜的零件應(yīng)選用含碳量高、淬透性好的高合金材料。 18 3.要根據(jù)制品批量大小，以最低的成本的選材原則選用； 對于需沖壓數(shù)量較多模具，一般采用優(yōu)質(zhì)合金鋼，而數(shù)量少的則采用碳素鋼， 以降低成本。 4．要根據(jù)沖模零件的作用選擇； 凸模凹模鋼材選用，對于數(shù)量不多或厚度不大的可采用有色金屬或黑色金屬， 而對于支撐板、卸料零件、導向件應(yīng)選用一般鋼材。 5．要根據(jù)沖模精密程度選用。 在制造小型精密模具而又復雜時可選用優(yōu)質(zhì)合金鋼制作，而對于比較簡單，形 狀、精度有要求不高的模具應(yīng)選用比較便宜的碳鋼或低合金鋼。 19 5 繪制模具總裝圖 該級進沖裁模將凸模裝在上模上，是典型的倒裝結(jié)構(gòu)，圖 6 所示為本例的模具 總圖。 通過以上設(shè)計，可得到如圖所示的模具總裝圖。模具上模部分主要由上模板、 墊片、凸模、凸模固定板及卸料板等組成。卸料方式采用固定卸料。下模部分由下 模座、凹模板、導料板等組成。沖孔廢料和成品件均由漏料孔漏出。模具工作過程： 將條料送入剛性卸料板下長條形槽中，平放在凹模面上，并靠槽的一側(cè)，壓力機滑 塊帶著上模下行，凸凹模下表面首先接觸條料，并與頂件塊一起壓住條料，先沖孔 后落料。 說 明 本 模 具 是 沖 裁 和 落 料 同 時 進 行 的 級 進 模 。 特 點 ： 毛 坯利 用 率 較 高 ， 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 操 作 方 便 。 圖 號材 料數(shù) 量： 2衛(wèi) 鵬審 核制 圖 HT20RC58~6440滲 碳56~滲 碳HRC82RC56~0H405RC4~H05Mn1AQ3TA823內(nèi) 六 角 螺 釘 M12×70圓 柱 銷 n6內(nèi) 六 角 螺 釘防 轉(zhuǎn) 銷模 柄導 正 銷定 位 銷墊 板沖 孔 凸 模落 料 凸 模凸 模 固 定 板上 模 座卸 料 板擋 料 釘導 套導 柱始 用 擋 料 銷導 料 板承 導 料螺 釘凹 模下 模 座 螺 釘簧 片 比 例 備 注熱 處 理材 料數(shù) 量序 號 名 稱 濟 源 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院模 具 06班裝 配 圖 圖 6 裝配圖 20 21 6 模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制 6.1 落料凹模加工工藝規(guī)程的編制 表 6.1 凸凹模加工工藝規(guī)程 工 序 號 工序 名稱 工序內(nèi)容 工序圖（示意圖） 1 備料 將毛坯鍛成長方體 3012849? 2 熱處 理 退火 3 粗刨 刨六面達到 ，5.26105.4? 互為直角 4 磨平 面 磨六面，互成直角 22 5 鉗工 劃線 劃出各孔位置線，型孔輪 廓線 6 加工 螺釘 孔、 銷釘 孔及 穿絲 孔 按位置加工螺釘孔、銷釘 孔及穿絲孔等 7 磨平 面 精磨上、下平面 8 線切 割 按圖切割輪廓達到尺寸要 求 9 熱處 理 按熱處理工藝，淬火達到 60～64 HRC 10 鉗工 精修 全面達到設(shè)計要求 11 檢驗 23 該沖裁模，模具零件加工的關(guān)鍵在工作零件，固定板以及卸料板，若采用線切 割加工技術(shù)，這些零件的加工就變得相對簡單。 24 7 模具的裝配和沖裁模具的試沖 7.1 模具的裝配 根據(jù)級進模裝配要點，選凹模作為裝配基準件，先裝下模，再裝上模，并調(diào)整 間隙、試沖、返修，具體裝配見表 7.1。 表 7.1 級進模的裝配表 序號 工序 工藝說明 1 凸、凹模預(yù) 配 （1）裝配前仔細檢查各凸模形狀以及凹模形孔，是否符合圖紙要求尺 寸精度、形狀。 （2）將各凸模分別與相應(yīng)的凹模孔相配，檢查其間隙是否加工均勻。 不合適則應(yīng)重新修磨或更換。 2 凸模裝配 以凹?？锥ㄎ?，將各凸模分別壓入凸模固定板的形孔中，并擰緊牢固 3 裝配下模 （1） 在下模座上劃中心線，按中心預(yù)裝凹模、導料板； （2） 在下模座、導料上，用已加工好的凹模分別確定其螺孔位置， 并分別鉆孔，攻絲 （3） 將下模座、導料板、凹模、活動擋料銷、彈簧裝在一起，并用 螺釘緊固，打入銷釘 4 裝配上模 （1） 在已裝好的下模上放等高墊鐵，再在凹模中放入 0.12mm 片，然 后將凸模與固定板的組合裝入凹模； （2） 預(yù)裝上模座，劃出與凸模固定板相應(yīng)螺孔。銷孔位置并鉆絞螺 孔、銷孔； （3） 用螺釘將固定板組合、墊板、上模座連接在一起，但不要擰緊； （4） 將卸料板套裝入固定板的凸模上，裝上橡膠和卸料螺釘，調(diào)節(jié) 橡膠的預(yù)壓量，使卸料板高出凸模下端約 1mm；復查凸、凹模間 隙并調(diào)整合適后，緊固螺釘； （5） 安裝導正銷、承料板； 25 7.2 沖裁模具的試沖與調(diào)試 模具裝配以后，必須在生產(chǎn)條件下進行試沖。通過試沖可以發(fā)現(xiàn)模具設(shè)計和制 造的不足，并找出原因給與糾正。并能夠?qū)δ＞哌M行適當?shù)恼{(diào)整和修理，直到模具 正常工作中沖出合格的制件為止。 沖裁模具經(jīng)試沖合格后，應(yīng)在模具模座正面打上編號、沖模圖號、制件號、使 用壓力機型號、制造日期等。并涂油防銹后經(jīng)檢驗合格入庫。沖裁模具試沖時常見 的缺陷、產(chǎn)生原因和調(diào)整方法見表 7.2。 表 7.2 沖裁模具試沖時常見的缺陷、產(chǎn)生原因和調(diào)整方法 缺陷 產(chǎn)生原因 調(diào)整方法 沖件毛刺過大 1.刃口不鋒利或淬火硬度不夠 2．間隙過大或過小，間隙不均勻 1．修磨刃口使其鋒利 2．重新調(diào)整間隙，使其均勻 沖件不平整 1．凸模有倒錐，沖件從孔中通過時 被壓彎 2．頂出件與頂出器接觸零件面積大 小 3．頂出件、頂出器分布不均勻 1．修磨凹?？祝コ龑уF現(xiàn)象 2．更換頂出桿，加大與零件的接觸 面積 尺寸超差和形狀不 準確 凸模、凹模形狀及尺寸精度差 修整凸模、凹模形狀及尺寸，使其 達到形狀及尺寸精度要求 凸模折斷 1．沖裁時產(chǎn)生側(cè)壓力 2．卸料板傾斜 1．在模具上設(shè)置擋塊抵消側(cè)向力 2．修整卸料板或使凸模增加導向裝 置 凹模被脹裂 1．凹?？子械瑰F度形象 2．凹?？變?nèi)卡住廢料 1．修磨凹?？祝瑰F現(xiàn)象 2．修抵凹?？赘叨?26 凸、凹模刃口相咬 1.上、下模座，固定板、凹模、墊 板等零件安裝基面不平行 2.凸、凹模錯位 3.凸模、導柱、導套與安裝基面不 垂直 4．導向精度差，導柱、導套配合間 隙過大 5．卸料板孔位偏斜使沖孔凸模位移 1．調(diào)整有關(guān)兩件重新安裝 2．重新安裝凸、凹模，使之對正 3．調(diào)整其垂直度重新安裝 4．更換導柱、導套 5．調(diào)整及更換卸料板 沖裁件剪切斷面光 亮帶寬，甚至出現(xiàn) 毛刺 沖裁間隙過小 適當放大沖裁間隙，對于沖孔模間 隙加大在凹模方向上，對落料間隙 加大在凸模方向上 剪切斷面光亮帶寬 窄不均勻，局部有 毛刺 沖裁間隙不均勻 修磨或重新調(diào)整凸?；虬寄＃{(diào)整 間隙保證均勻 外型與內(nèi)孔偏移 1．在連續(xù)模中孔與外形偏心，并且 所偏的方向一致，表明側(cè)刃的長度 與布局不一致 2．連續(xù)模多件沖裁時，其它孔形正 確，只有一孔偏心，表明該孔凸凹 模相對位置有變化 3．復合模孔形不正確，表明凸凹模 相對位置有偏移 1．加大(減小)側(cè)刃長度或磨小（加 大）擋料塊尺寸 2．重新裝配凸模并調(diào)整其位置使之 正確 3．更換凸（凹）模，重新進行裝配 調(diào)整合適 送料不暢通，有時 被卡死 易發(fā)生在連續(xù)模中 1．兩導料板之間的尺寸過小或有斜 度 2．凸模與卸料板之間的間隙太大， 致使搭邊翻轉(zhuǎn)而堵塞 3．導料板的工作面與側(cè)刃不平行， 卡住條料，形成毛刺大 1．粗修或重新調(diào)整裝配導料板 2．減小凸模與導料板之間的配合間 隙，或重新調(diào)整澆注卸料板孔 3．重新調(diào)整裝配導料板，使之平行 4．修整側(cè)刃及擋塊之間的間隙，使 之達到嚴密 27 卸料及卸料困難 1．卸料裝置不動作 2．卸料力不夠 3．卸料孔不暢，卡住廢料 4．凹模有錐度 5．漏料孔太小 6．推桿長度不夠 1．重新裝配卸料裝置，使之靈活 2．增加卸料力 3．修整卸料孔 4．修整凹模 5．加大漏料孔 6.加長打料桿 28 致 謝 時光荏苒，流水歲月。短暫的大學生活如白駒過隙，倏然而已！這段令人難忘 的美好時光終將成為我們一生最值得珍藏的回憶。也是這美好的三年求學生涯，將 成為我們未來事業(yè)的重要準備。 畢業(yè)設(shè)計可以說是我們大學生涯中最后且至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)，它不僅是對三 年來所學知識的一個系統(tǒng)考察，而且是對所學知識的實際應(yīng)用能力，思維能力以及 分析問題并解決問題能力的一個鍛煉。經(jīng)過將近一個月的努力奮斗，我的畢業(yè)設(shè)計 終于要圓滿結(jié)束了?；叵肫饋眍H有成就感！但也并非我一人之勞，其中也包含了許 多人的辛苦與汗水。 首先，非常感謝老師在這次設(shè)計過程中給予悉心的指導與幫助。每遇到問題她 都會耐心講解與指導。尤其是在課題設(shè)計的前期準備工作和設(shè)計的過程中，王老師 提出了許多寶貴的設(shè)計意見，在最后的論證修改過程中她還在百忙之中，抽出時間 為我們提供了必要的指導和幫助。王老師不僅學識淵博，治學嚴謹，而且平易近人， 和藹可親。我們都為她的人格魅力所折服，她不僅在學識上是我們學習的前輩，她 的人品更是我們學習的榜樣，跟著她不僅能學到扎實的專業(yè)知識，更能學到做人的 道理，這一點使我們受益匪淺、享用終生。在此，對王老師表示我最真誠的尊敬和 最誠摯的感謝。 其次，感謝三年中為我們付出辛勤勞動和汗水的各位老師，是他們不辭辛苦， 任勞任怨為我們撐起了廣闊的藍天，為我們的明天指明了道路，為我們的成才做出 了無私的貢獻。 再次要特別感謝的是我那可愛的同學們，每當沮喪時是他們給我以鼓勵和支持， 每當我找不到所需的資料時，是他們提供于幫助，每當我遇到問題時，是他們第一 個幫我分析與指導，是他們給了我信心和力量！在這里請再允許我說一聲：我愛你 們！ 最后向本文所參考的文獻的作者們表示我最真誠的謝意。 29 參考文獻 [1] 劉建超，張寶忠. 沖壓模具設(shè)計與制造. 高等教育出版社,2004 [2] 楊占堯.沖壓模具圖冊.高等教育出版社,2004 [3] 肖景容,姜奎華.沖壓工藝學.機械工業(yè)出版社,1993 [4] 模具實用技術(shù)從書編委會.沖模設(shè)計與應(yīng)用實例，1986 [5] 成虹.沖壓工藝與模具設(shè)計.高等教育出版社,1987 [6] 機械設(shè)計編寫組.實用機械設(shè)計手冊.機械工業(yè)出版社,1985 [7] 郭景儀，陳炎嗣.沖壓模具技術(shù)手冊.北京出版社,1992 [8] 侯維芝,楊金風.模具制造工藝與工裝.高等教育出版社,1997 [9] 張鼎承.冷沖模的設(shè)計與制造.上?？萍汲霭嫔?1995 [10] 王芳.冷沖壓模具設(shè)計指導.機械工業(yè)出版社,1982 [11] 孫鳳勤.模具制造工藝與設(shè)備.機械工業(yè)出版社,1983 [12] 陳萬林.實用模具技術(shù).機械工業(yè)出版社,2000 [13] 黃健求.模具制造.機械工業(yè)出版社,2001 [14] 李德群.現(xiàn)代模具設(shè)計方法.機械工業(yè)出版社,2004 [15] 鄭可.實用沖壓模具設(shè)計手冊.宇航出版社,2003 1. 冷沖壓工件對材料有哪些要求？ 答：（1）要求有好的沖壓工藝性（較高的延伸率、斷面收縮率、較底的屈服力和強度極限）； （2）要求有好的表面質(zhì)量（沖壓時不易破裂、減少廢品、不易差傷和能提高壽命）； （3）材料厚度的公差符合國家標準的規(guī)定（一定的間隙適應(yīng)一定的厚度，材料太厚，會導致廢品增加甚至損壞設(shè)備）。 2. 間隙值的確定通常哪幾種方法？ （1） 理論確定法 （2） 經(jīng)驗確定法 3. 沖壓的壓力中心確定原則？ a) 對稱形狀的單個沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。 b) 工件形狀相同且分布位置對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。 c) 形狀復雜的零件、多凸模的壓力中心可用解析計算法求出。 4.設(shè)計排樣時應(yīng)考慮哪些原則？ （1）提高材料利用率（在不影響制件使用性能前提下，還可以改變制件形狀）。 （2）排樣方法應(yīng)使沖壓操作方便，勞動強度小且安全。 （3）模具結(jié)構(gòu)簡單、壽命高。 （4）保證制件質(zhì)量和制件對板料纖維方向的要求。 5.沖壓加工的特點有哪些？ （1）沖壓件的尺寸精度由模具來保證，具有一模一樣的特征，所以質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好。 （2）由于利用模具來加工，所以可獲得其他加工方法所不能或難以制造的壁薄、重量輕、剛性好、表面質(zhì)量高、形狀復雜的零件。 （3）沖壓加工一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣，大量切削金屬，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約金屬。 （4）普通壓力機每分鐘可生產(chǎn)幾十件沖壓件，而高速壓力機每分鐘可生產(chǎn)幾百甚至上千件。所以它是一種高效率的加工方法 記錄教師（簽名）：