0022-墊圈沖壓成型工藝及模具設(shè)計(jì)【全套21張CAD圖】,全套21張CAD圖,墊圈,沖壓,成型,工藝,模具設(shè)計(jì),全套,21,cad 墊圈沖壓模具的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 摘要：本設(shè)計(jì)的題目為：墊圈沖壓模具的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)。通過對該零件模具的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者沖壓模設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識，為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的沖壓模做好了鋪墊，同時(shí)吸收了更深刻的經(jīng)驗(yàn)。 本設(shè)計(jì)運(yùn)用沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識，首先分析了沖裁件的工藝性，緊接著確定沖壓工藝方案、設(shè)計(jì)成形零件、選擇結(jié)構(gòu)零件。 本零件結(jié)構(gòu)較為簡單，考慮到制件的形狀和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、模具的制造成本和加工的方便性，本模具采用級進(jìn)模結(jié)構(gòu)進(jìn)行沖裁，并采用正裝結(jié)構(gòu)。 關(guān)鍵詞：沖壓 級進(jìn)模 The structure and designing of punching die of washer Abstract：The text of design is the structure and designing of punching die of washer.It can strengthen the basic knowledge of the designer by designing the punching die,and It can help a designer design more complex punching dies,at the sam time masters more experience. In the design,It firstly analysises on manufacturability of banking part,secondly determines the stamping process plan,designs punching dies and choose sturcture parts. The sturcture of the part is quite simple ,Considering the shape and sturcture of the part , manufacturing cost of the punching die and the convenience of the machining the punching uses progressive die . Key words: punching ,progressive die. 1 緒　論 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè),是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。先進(jìn)國家的模具工業(yè)已擺脫從屬地位,發(fā)展為獨(dú)立的行業(yè)。日本工業(yè)界認(rèn)為:“模具工業(yè)是其它工業(yè)的先行工業(yè),是創(chuàng)造富裕社會的動力”。美國工業(yè)界認(rèn)為:“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”。在德國模具被冠以“金屬加工業(yè)中的帝王”之稱。 1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 在我國，1998年3月在《國務(wù)院關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》模具被列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位,生產(chǎn)和基本建設(shè)序列第二位,把發(fā)展模具工業(yè)擺在發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的重要位置。目前,我國沖壓模具在產(chǎn)值占模具總產(chǎn)值的40%以上,處于主導(dǎo)地位。 沖壓是一種先進(jìn)的少無切削加工方法,具有節(jié)能省材,效率高,產(chǎn)品質(zhì)量好,重量輕,加工成本低等一系列優(yōu)點(diǎn),在汽車,航空航天,儀器儀表,家電,電子,通訊,軍工,日用品等產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì),薄板成型后,制造了相當(dāng)于原材料的12倍的附加值,在國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值中,與其相關(guān)的產(chǎn)品占四分之一,在現(xiàn)代汽車工業(yè)中,沖壓件的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的59%。但大型多工位級進(jìn)模、精密沖壓模具、大型多型腔精密注塑模、大型汽車覆蓋件模具等雖已能生產(chǎn)，但總體技術(shù)水平不高，與國外先進(jìn)國家相比，仍有很大差距。 改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速發(fā)展。到目前，中國約有模具生產(chǎn)廠家2萬多家，從業(yè)人員有50多萬人，全年模具產(chǎn)值高達(dá)450億元人民幣以上。 中國模具工業(yè)的發(fā)展在地域分布上存在不平衡性，東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。模具生產(chǎn)最集中的地區(qū)在珠江三角和長江三角地區(qū)，其模具產(chǎn)值約占全國產(chǎn)值的三分之二以上。 而在模具制造領(lǐng)域中占有重要地位的沖壓模具生產(chǎn)技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)落后，主要原因是我國在沖壓基礎(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)備方面與工業(yè)發(fā)達(dá)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。 隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，沖壓產(chǎn)品生產(chǎn)正呈現(xiàn)多品種、少批量，復(fù)雜、大型、精密，更新?lián)Q代速度快等變化特點(diǎn)，沖壓模具正向高效、精密、長壽命、大型化方向發(fā)展。為適應(yīng)市場變化，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)的迅速發(fā)展，沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)正由手工設(shè)計(jì)、依靠人工經(jīng)驗(yàn)和常規(guī)機(jī)械加工技術(shù)向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、數(shù)控切削加工、數(shù)控電加工為核心的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)轉(zhuǎn)變。近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。一些國?nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用. 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； 8）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(gè)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(shí)，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(shí)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(gè)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。 大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對以前所學(xué)的知識及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。 在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解。對于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、洛陽中國一拖集團(tuán)、美達(dá)塑業(yè)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對模具塑料模具和沖壓模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識，而對模具的制造工藝更是實(shí)現(xiàn)了零的突破。實(shí)習(xí)過程中，在指導(dǎo)老師和在工廠師傅的指導(dǎo)幫助下，在現(xiàn)場查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。設(shè)計(jì)過程中，我又在圖書館查閱了許多相關(guān)手冊和書籍，并在互連網(wǎng)上查閱了許多最新研究成果，在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，最終完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 2 沖裁件工藝規(guī)程的編制 2.1 沖壓工藝性分析 工件名稱：墊圈 生產(chǎn)批量：小批量 材料：45 料厚：2mm 工件如圖 沖裁件的工藝性是指沖裁件對沖裁工藝性的適應(yīng)性，所謂沖裁性好是指用普通沖裁方案，在模具壽命和生產(chǎn)率較高的條件下得到質(zhì)量合格的沖裁件。因此沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、精度等級、材料及厚度等是否符合沖裁工藝性要求，對沖裁質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)率有很大影響。對于本零件： （1）材料 45鋼具有良好的沖壓性能 （2）工件結(jié)構(gòu) 該零件形狀簡單，可以考慮采用級進(jìn)沖裁。 （3）尺寸精度 所有尺寸均未標(biāo)注公差，屬于自由尺寸，按IT14級確定工件的公差，一般沖壓均能滿足其精度要求。 （4）沖裁件的孔邊距和孔間距滿足沖裁工藝性要求 結(jié)論：可以沖裁。 2.2 沖壓工藝方案的確定 沖裁工序的組合方式可分為：單工序沖裁、復(fù)合沖裁、和級進(jìn)沖裁 方案一：先落料，后沖孔，后彎曲。采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：落料沖孔彎曲復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。 方案三：沖孔落料彎曲連續(xù)沖壓，采用級進(jìn)模生產(chǎn)。 方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需兩道工序三副模具，生產(chǎn)率較低，不適于大批生產(chǎn)，難以滿足該零件的年產(chǎn)量的要求。方案二雖然只需一副模具，沖裁件精度和質(zhì)量高，生產(chǎn)率高，但模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，模具制造困難，而本制件只是一般精度的零件。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)率高，但模具結(jié)構(gòu)比較簡單，送進(jìn)操作方便，生產(chǎn)率高。通過對上述三種方案的分析和比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳。 2.3 排樣設(shè)計(jì) 2.3.1.坯料長度的計(jì)算 由零件圖可知：r=0.8<0.5t=1 查課本表3.4.2 零件展開長度為： LZ=l1|+2l2+2l 3+t=8+20+55+8+2=93mm 2.3.2 確定零件的排樣方案 沖裁件在條料、帶料、或板料上的布置方法叫排樣。合理的排樣是提高材料利用率、降低成本，保證沖件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。根據(jù)材料的合理利用情況，條料排樣方法可以分為：有廢料排樣、少廢料排樣、無廢料排樣，采用少、無廢料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，但是，因條料本身的公差及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差影響，沖裁件公差等級低。同時(shí)，由于模具單邊受力（單邊切斷時(shí)），不但會加劇模具磨損，降低模具壽命，而且也直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。為此排樣必須統(tǒng)籌兼顧、全面考慮。對于有廢料排樣、少、無廢料排樣還可以進(jìn)一步按沖裁件在條料上的布置方法加以分類，其主要形式有：直排、斜排、直對排、斜對排、混合排、多排、沖裁搭邊。因此排樣非常重要，此零件外形為矩形，結(jié)構(gòu)簡單，故可以采用直排，兼顧到板料利用率及沖裁零件的精度要求，采用少廢料排樣。排樣如圖所示： 2.3.3 條料寬度和材料利用率的計(jì)算 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經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。板料在成形為零件制品時(shí)，為了滿足沖裁的工藝性要求，不可避免的要產(chǎn)生一些廢料，沖裁所產(chǎn)生的廢料可分為兩類：一類是結(jié)構(gòu)廢料，是由沖件的形狀特點(diǎn)長生的；令一類是由于沖件之間和沖件與條料側(cè)邊之間的搭邊，以及料頭、料尾和邊余料而產(chǎn)生的廢料，稱為工藝廢料。所謂搭邊時(shí)指排樣時(shí)沖裁件之間及沖裁件和條料側(cè)邊之間留下的工藝廢料，搭邊的作用：一是補(bǔ)償定位誤差和剪板誤差，確保沖出合格零件；二是增加條料剛度，方便條料送進(jìn)，提高勞動生產(chǎn)率；同時(shí)，搭邊還可以避免沖裁時(shí)條料邊緣的毛刺被拉入模具間隙，從而提高模具壽命。搭邊值對沖裁過程和沖裁件質(zhì)量有很大影響，因此一定要合理確定搭邊數(shù)值。搭邊過大，材料利用率低；搭邊過小時(shí)，搭邊的強(qiáng)度和剛度不足，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖裁件毛刺，有時(shí)甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均，損壞模具刃口，因此合理確定搭邊值非常重要。 這里取最小搭邊值，查課本表2.5.2最小搭邊值，可以得到工件間搭邊a1為2.2mm，側(cè)面搭邊a為2.5mm。 查課本表2.5.3條料寬度偏差△=0.6mm 條料寬度的計(jì)算，考慮到送料方便和提高勞動生產(chǎn)率，在此選用無側(cè)壓裝置的模具，按下式計(jì)算： 條料寬度 B0-△=(Dmax+2a)0-△=(93+2*2.5)0-0.6=980-0.6mm 式中 Dmax—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸 a—側(cè)搭邊值 △—條料寬度的單向（負(fù)向）偏差 材料利用率的計(jì)算，一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率是： 總=(A1/Bs)*100% 式中 A1—一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積，mm2; B—條料寬度，mm; s—步距， mm 代入數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算得總=76% 3 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定 3.1 凸凹模及彎曲模的安裝形式 本模具采用級進(jìn)沖裁和彎曲，即先復(fù)合沖孔落料再彎曲，落料沖孔凸凹模安裝在上模，彎曲凸模安裝在上模，采用正裝的結(jié)構(gòu)形式。 3.2 送料方式設(shè)計(jì)與選擇 考慮到落料沖孔彎曲件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，及生產(chǎn)效率和成本，在此采用手動送料方式。 3.3 定位裝置的設(shè)計(jì)與選擇 沖模的定位零件是用來保證條料的正確送進(jìn)及在模具中的正確位置。條料在模具送料平面中必須有兩個(gè)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(jìn)，即送進(jìn)導(dǎo)向；二是在送料方向上的限位，控制條料一次送進(jìn)的距離，即送料定距。此零件為大批量生產(chǎn)， 送料方便，定位簡單，用導(dǎo)料銷作為送進(jìn)導(dǎo)向，導(dǎo)正銷設(shè)兩個(gè)，并位于條料的同側(cè)，由于條料采用從前向后送進(jìn)，故導(dǎo)料銷裝在左側(cè)，并將其設(shè)在凹模面上。彎曲時(shí)，為方便上一工序件的定位準(zhǔn)確，壓緊可靠，根據(jù)上一工序件的厚度及形狀特點(diǎn)，在此將凹模板上開一槽穴，結(jié)構(gòu)詳零件圖和裝配圖。 控制送進(jìn)步距在此選用固定擋料銷，用它擋住搭邊或沖件輪廓，以限定送進(jìn)步距，其結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，但其鉤頭易轉(zhuǎn)動，所以應(yīng)考慮防轉(zhuǎn)。 3.4導(dǎo)向方式的選擇與設(shè)計(jì) 為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，并從利于提高生產(chǎn)率考慮在此選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向裝置。在此選用后側(cè)導(dǎo)柱模架，其導(dǎo)向裝置裝在后側(cè)，橫向縱向送料都比較方便。 3.5卸料方式的選擇與設(shè)計(jì) 本復(fù)合模具采用正裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料留在凹?？锥粗?，故在上模部分應(yīng)設(shè)置剛性推件裝置，它有打桿、推板等零件組成 由于落料時(shí)廢料會卡在凸凹模上，在此選用彈壓卸料裝置，它由卸料板、彈性元件、卸料螺釘?shù)冉M成。彈壓卸料即起卸料又起壓料作用，所得沖裁零件質(zhì)量較好，平直度高。 4 沖壓工藝總力的計(jì)算及壓力機(jī)的選取 4.1沖裁工序總力的計(jì)算 由沖裁零件結(jié)構(gòu)和所已經(jīng)定的沖壓方案可知，本工件的沖裁力包括以下幾部分：沖內(nèi)形的力P1,落外形的力P2,向下推出沖孔廢料的力P3,彎曲力P4. 考慮到模具刃部被磨損、凸凹模間隙不均勻和波動、材料力學(xué)性能及材料厚度偏差等因素的影響，實(shí)際計(jì)算沖裁力時(shí)按下面公式： P=KLtτ 式中 P—沖裁力（kN） L—沖裁件剪切周邊長度（mm） t—沖裁件材料厚度（mm） τ—被沖材料的抗剪強(qiáng)度(MPa) K—系數(shù)，一般取1.3。 上式中抗剪強(qiáng)度τ與材料種類和坯料的原始狀態(tài)有關(guān)，可在手冊中查詢。為方便計(jì)算，可取材料的τ=0.8σb,故沖裁力表達(dá)式又可表示為：P=1.3Ltτ≈Ltσb 式中 σb—被沖材料抗拉強(qiáng)度(MPa)。查手冊得45鋼的抗拉強(qiáng)度 σb=600Mpa 所以 P1≈3××π×3×2×600=33.912KN P2≈103×2×600=123.6KN 推件力 Pt=nKtP P—沖裁力 Kt—推件力系數(shù),由手冊查得Kt=0.055 n—同時(shí)卡在凹模的工件(或廢料)數(shù),其中 彎曲力P4=0.7*KBt2σb/(r+t) 式中:B-彎曲件的寬度 t-彎曲件的厚度 r- 彎曲件的內(nèi)彎曲半徑 σb-材料的抗拉強(qiáng)度 K-安全系數(shù)，一般取1.3 所以 P4=0.7×KBt2σb/(r+t)=0.7×1.3×10×4×600/（0.8+2）=7.8KN P3=1×0.055×33.912=1.86516 KN 工序總力P總= P1+ P2+ P3+ P4=167.2 KN 4.2初選壓力機(jī) 根據(jù)工序總力，選可傾壓力機(jī)其型號為JG23-25，數(shù)如下： 公稱壓力：250KN 滑塊行程：75mm 最大封閉高度：245mm 工作臺尺寸：500mm*320mm 滑塊底面尺寸：160mm*200mm 可傾斜角：25 封閉高度調(diào)節(jié)量：50mm 4.3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(shí)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到保證，從而影響制件的質(zhì)量和降低模具的壽命，甚至損壞模具。 此為多凸模模具的壓力中心，首先計(jì)算凸凹模的壓力中心，由外形輪廓可知，其為規(guī)則的矩形，因此其重心落在了對角線的交點(diǎn)上。如圖其壓力中心的坐標(biāo)x1y1是（0 0）; 對于內(nèi)形輪廓可以劃分為三個(gè)圓孔，分別求其壓力中心：左半圓弧（-36.5 0）、中間圓?。? 0）、右圓?。?6.5 0）、所以壓力中心為： X0=L1x1+L2x2+……+Lnxn/L1+L2+……Ln y0=L1y1+L2y2+……+Lnyn/L1+L2+……Ln 得x0=2 Y0=0 所以可求得壓力機(jī)的壓力中心 (x， y) 為(2， 0) 5 模具主要零件和工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 5.1 工作零部件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化（尺寸、位置、標(biāo)準(zhǔn)與示意圖） (1)工作零部件的尺寸計(jì)算 由于沖孔落料零件的外形結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不高，因此沖裁此類零件的凸凹模制造相對簡單，精度容易保證，所以采用凸模和凹模分別加工的方法制作凸、凹模，設(shè)計(jì)時(shí)，需在圖紙上分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。 ①落料時(shí)，以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，首先確定凹模尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等于工件的最小極限尺寸，將凸模刃口尺寸減小，使凸凹模取得最小合理間隙，即可得到凸模尺寸： 凹模尺寸 DA=(Dmax-x△) 0δA 凸模尺寸 DT=(Dmax-x△-zmin) -δT 0 式中 DT DA——落料凹模和凸模的刃口尺寸，mm x——磨損系數(shù)，由手冊﹝1﹞查表2-30得：IT14級時(shí)x=0.75。 Zmin——雙面間隙，mm|（查課本表2.32可得到相應(yīng)的值） △——工件公差，mm|（查課本表2.7.4可得到相應(yīng)的值） δA δT——凸模和凹模的制造公差，mm（查課本表2.4.1可取得相應(yīng)的值） 所以 寬度方向：DA=（93-0.75×0.40）0+0.035=92.70+0.035 長度方向：DA=(10-0.75×0.28)+0.020 =9.79+0.020 凸凹模： 寬度方向： DT=(93-0.75×0.40-0.16)0-0.035=92.540-0.035 長度方向： DT=(10-0.75×0.28-0.16)0-0.020=9.630-0.020 ②沖內(nèi)孔時(shí)，內(nèi)形凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算 根據(jù)計(jì)算原則，沖孔時(shí)以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，首先確定凸模尺寸，使凸模的基準(zhǔn)尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸，將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得到凹模尺寸 dT=（dmin+x×△）-δT 0=(3+0.75×0.24)0-0.02=3.180-0.02 dA=( dmin+x×△+Zmin) δA 0=(3+0.75×0.24+0.16)0+0.02=3.340+0.02 彎曲時(shí) 凸模尺寸的計(jì)算： 凸模圓角半徑：由于r/t=0.4較小，所以這里取凸模圓角半徑等于彎曲件的圓角半徑，即rt=0.8 凹模圓角半徑：由課本可知，當(dāng)t≦2時(shí)，ra=(0.3～0.6)t=(0.6～1.2)mm,這里取0.8mm. （2）工作零部件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 落料凸凹模長度的計(jì)算 L=h1+h2+t+h 式中 L—凸模長度， mm h1—凸模固定板厚度，mm h2—卸料板厚度，mm t—料厚度，mm h—增加長度。它包括凸模的修磨量、凸模進(jìn)入凹模的深度（0.5~1 mm）、凸模固定板2與卸料板之間的安全距離等，一般取10~20mm. 整體式凹模裝于下模座上，由于下模座孔口較大因而使工作時(shí)承受彎曲力矩，若凹模高度H及模壁厚度C不足時(shí)，會使凹模產(chǎn)生較大變形，甚至破壞。但由于凹模受力復(fù)雜，凹模高度可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，即 凹模高度H=Kb 凹模壁厚C=(1.5~2)H 式中b----凹?？椎淖畲髮挾?，mm,H不小于15mm C-----凹模壁厚，mm 指刃口至凹模外形邊緣的距離； K-----系數(shù)，查課本表2.9.5取0.40 凹模高度H=KB=0.30×93=27.9mm 查沖模軟件設(shè)計(jì)手冊VR1.0取標(biāo)準(zhǔn)凹模高度H=28 mm 查課本表2.9.4得刃口高度應(yīng)大于或等于6， 采用直通整體凹模 凹模上螺孔到凹模刃口的距離一般?。?.7~2.0）d d 為螺孔的直徑 由于凹模厚度為28mm，所以根據(jù)手冊查得選用M10的螺釘 螺孔到凹模板外緣的最小距離a=1.5d=1.5×10=15mm 凹模上螺孔間距由表查得最小間距為40mm，最大間距為90mm。 螺孔到銷孔的距離一般取b>2d,所以b應(yīng)大于１６，布局如零件圖所示。 凹模采用整體式凹模 凹模壁后，查沖壓手冊其范圍是42-54mm這里取42mm 根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板250×125×28-9Mn2V JB/T 7643.1,技術(shù)要求按（JB/T7653-1994）規(guī)定 凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.6-0.8倍，即16.8-22.4mm,這里取20mm，由此可選用矩形凸模固定板規(guī)格為250×125×20-45鋼JB/T 7643.2，技術(shù)要求按（JB/T7653-1994）規(guī)定 查沖壓手冊，卸料板厚度取16 mm，規(guī)格為250×125×16，材料為45鋼 增加長度取17mm材料為45鋼 所以凸?？傞LL=h1+h2+t+h=20+16+2+17=55mm 由于此落料凸凹模直徑較大，所以不必進(jìn)行強(qiáng)度校核 材料為Cr12MoV硬度HRC58~62,尾部回火HRC40~50. 查沖壓手冊矩形墊板選用的規(guī)格為250×125×10-45鋼 JB/T 7643.3技術(shù)要求按（JB/T7653-1994）規(guī)定 凸凹模形式如下： 5.2 定位裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 沖模的定位零件是為了保證條料的正確送進(jìn)及在模具中的正確定位，因此定位裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化非常重要。 固定擋料銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化,固定擋料銷的設(shè)計(jì)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件，選用如圖所示的結(jié)構(gòu) 固定擋料銷的結(jié)構(gòu) 查沖壓設(shè)計(jì)手冊軟件版VR1.0選用基本尺寸分別為d=16mm, d1=8mm,h=3mm,L=13mm,材料為45鋼，（JB/T 7649.10）,熱處理硬度為43-48HRC的固定擋料銷，技術(shù)要求按JB/T7653-1994的規(guī)定 5.3標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 根據(jù)壓力機(jī)的閉合高度和凹模周邊長，可以選擇合適的模架查沖模設(shè)計(jì)手冊軟件版VR1.0 確定模架各參數(shù)為： 凹模周界L=250 mm,B=125 mm,最小閉合高度190 mm，最大閉合高度235 mm，I級精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架，模架250×125×190-235I GB/T 2851.1 技術(shù)條件：按JB/T 8050-1999的規(guī)定 上模座250×125×45 下模座250×125×55導(dǎo)柱28×180導(dǎo)套28×110×43 模柄與上模座的聯(lián)接采用壓入式的結(jié)構(gòu)如圖所示： 查沖模設(shè)計(jì)手冊軟件版VR1.0 材料：Q235-A.F 技術(shù)條件：按JB/T 7653-1994的規(guī)定 基本尺寸d=25,d1=26,d2=33,d3=7,d4=6，L=65,L1=20,L2=4,L3=2.5 模柄A25×65 JB/T 7646.1 5.4 卸料裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 在前面已經(jīng)確定了采用彈壓性卸料板，設(shè)計(jì)卸料板為一整體板。本模具的卸料板不僅有卸料作用，還具有兼壓料作用。 5.5 聯(lián)接件的選用與標(biāo)準(zhǔn)化 本模具采用螺釘固定，銷釘定位。具體講 螺釘標(biāo)記：30鋼M103 GB/T 70.1 圓柱銷釘標(biāo)記：30鋼 GB/T 119 6 墊圈沖孔落料彎曲模總裝圖 7 壓力機(jī)的校核 通過對比初選壓力機(jī)和模架的參數(shù)，可以看出所選擇的壓力機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)均能符合模架參數(shù)的各項(xiàng)需求，所選壓力機(jī)滿足要求！ 8 主要零件的加工工藝過程 8.1彎曲凸模的加工工藝過程 工序號 工序 名稱 工序內(nèi)容 工序簡圖 1 備料 備LXH=65X20的棒料 2 熱處理 退火 3 車削 留0.5mm的單側(cè)加工余量 4 熱處理 淬硬 5 磨削 磨外圓平面 6 鉗修 拋光刃磨整形 8.2凹模板加工工藝過程 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 工序簡圖 1 備料 將毛坯鍛成長方體： LxDxH=270x145x47 2 熱處理 退火 3 粗刨 刨六面成: LxDxH=250x125x27 4 熱處理 調(diào)質(zhì) 5 磨平面 磨六面，互成直角 6 鉗工畫線 劃出各孔位置線，型孔輪廓線 7 銑定位槽 達(dá)到設(shè)計(jì)要求 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 工序簡圖 8 加工螺孔、銷釘孔及穿絲孔 按位置加工螺釘孔、銷釘孔及穿絲孔 9 熱處理 按處理工藝淬火，回火到58～62HRC 10 磨平面 精磨上下平面 11 線切割 線切割型孔達(dá)到規(guī)定尺寸要求 12 鉗工精修 全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求 13 檢驗(yàn) 9 總　結(jié) 語 作為一名工科類學(xué)校的學(xué)生，做畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們走出校園走向社會前的最后一次實(shí)踐鍛煉。 由于以前作過課程設(shè)計(jì)，所以對模具設(shè)計(jì)的流程還不是很陌生，首先對制件進(jìn)行工藝性分析，然后選擇加工方案，進(jìn)而計(jì)算坯料的面積，接著根據(jù)制件尺寸計(jì)算出模具工作部分的尺寸，從而設(shè)計(jì)出模具的工作零部件，接著選擇模架，再根據(jù)模具需要選出模具的其它標(biāo)準(zhǔn)零部件，最后裝配出模具的總裝圖，至此模具設(shè)計(jì)宣告結(jié)束。 雖然以前有過作過課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，但這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)還是令我感觸頗深，讓我感觸最深的就是查閱了大量的工具書，在那段時(shí)間里，我?guī)缀趺刻於家疾ㄓ谒奚岷蛨D書館之間，翻遍了《中國模具設(shè)計(jì)大典3》、《沖壓手冊》、《模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊》、《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》等書，因?yàn)樽霎厴I(yè)設(shè)計(jì)每一個(gè)計(jì)算都要有依據(jù)可查，每一個(gè)零件的設(shè)計(jì)都要認(rèn)真選擇，要是一個(gè)數(shù)據(jù)沒有的話，下邊的根本沒有辦法計(jì)算，如果一步出錯(cuò)就要從頭再來。剛開始的時(shí)候我就遇到這種現(xiàn)象，由于數(shù)據(jù)選擇不是很準(zhǔn)確，計(jì)算到后邊經(jīng)過檢驗(yàn)之后發(fā)現(xiàn)不能滿足模具的使用要求，沒辦法，只好重新再來。這些煩瑣的計(jì)算真的使人苦不堪言，但這也使我認(rèn)識到自己以后要從事的工作是多么的嚴(yán)謹(jǐn)，不能有絲毫的馬虎，使我有了高度的使命感和責(zé)任心。 做畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然很艱辛，但做什么事情都是有兩面性的，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我將以前所學(xué)的東西系統(tǒng)的連貫起來，好多快遺忘的東西又被復(fù)習(xí)了一遍，加深了我對這些知識的理解和記憶。更主要的是以前在堂上所學(xué)的都是空虛的理論知識，沒有進(jìn)行過實(shí)際的、系統(tǒng)的實(shí)際設(shè)計(jì)練習(xí)，對所學(xué)的理論、公式運(yùn)用不是很熟練，所以很多實(shí)際上應(yīng)該很熟悉的東西真的運(yùn)用的時(shí)候還是感到很陌生；而畢業(yè)設(shè)計(jì)就給我們提供了這么一個(gè)鍛煉的平臺，讓我們把空洞的理論、公式在設(shè)計(jì)中反復(fù)的運(yùn)用，使我們把這些知識真正的轉(zhuǎn)換為自己所需要的東西；它在鍛煉我們設(shè)計(jì)能力的同時(shí)，也使我們積累了寶貴的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對以后所從事的設(shè)計(jì)工作真的是大有裨益。 總之，畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然很辛苦，但是在設(shè)計(jì)中不斷的思考問題，研究問題，咨詢問題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時(shí)也汲取了更完整的專業(yè)知識，鍛煉了自己獨(dú)力設(shè)計(jì)的能力，使我受益匪淺。 致　謝 時(shí)光如流，歲月如梭，幾年的大學(xué)生活轉(zhuǎn)瞬即逝，而我也即將離開可親可敬的老師，告別令人流連忘返的校園，踏入不是很熟悉的社會中去。在這畢業(yè)之際，作為一名工科類學(xué)校的學(xué)生，做畢業(yè)設(shè)計(jì)是一件必不可少的事情。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常繁雜的工作，它涉及的知識非常廣泛，遇到了很多書上涉獵很少的東西，這就要靠自己去圖書館查閱大量需要的資料；設(shè)計(jì)過程中還設(shè)計(jì)到許多計(jì)算問題，這些都要靠自己綜合運(yùn)用自己的思維能力和課本上的知識去妥善解決。 在學(xué)校中，我們學(xué)的主要是理論性很強(qiáng)的知識，實(shí)踐性這一環(huán)節(jié)非常欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)給與了所有同學(xué)實(shí)戰(zhàn)前的一次演練的機(jī)會，借此查漏補(bǔ)缺，使自己所學(xué)的知識有一個(gè)質(zhì)的飛躍。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)可以把我們以前學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在復(fù)習(xí)舊知識的同時(shí)獲得更多的新的知識；這不但提高了我們解決和處理問題的能力，而且也開闊了我們的視野，在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 由于我資質(zhì)有限，加上很多知識掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計(jì)中不免要遇到很多難題，但是在各位老師的耐心指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，這才克服了一個(gè)又一個(gè)的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)日趨完善。畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然很辛苦，但是在設(shè)計(jì)中通過不斷發(fā)現(xiàn)問題，研究問題，解決問題，逐步提高了自己，一步步完善了自己。同時(shí)汲取了更完整的專業(yè)知識，鍛煉了自己獨(dú)立思考和設(shè)計(jì)的能力，它將使我終身受益，我相信這些經(jīng)驗(yàn)的取得對我今后的工作大有裨益。 最后，再次感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師于智宏老師在這一段時(shí)間給予的無私的幫助和悉心的教導(dǎo)，并向你們致以深深的敬意，今后到社會上，我一定努力工作，一定不辜負(fù)你們給予我的三年的培養(yǎng)和對我寄予的厚望！我在此祝愿所有的老師身體健康，工作順利，萬事如意，謝謝！ 參考文獻(xiàn) [1]劉建超 張寶忠主編.沖壓模具設(shè)計(jì)與制造.高等教育出版社， 2004. [2]郭 成 儲家佑主編.現(xiàn)代沖壓技術(shù)手冊. 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2005. [3]王孝培主編.沖 壓 手 冊. 機(jī)械工業(yè)出版社，2002. [4]沖模設(shè)計(jì)手冊編寫組.沖模設(shè)計(jì)手冊. 機(jī)械工業(yè)出版社，1999. [5]許發(fā)樾主編.實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造. 機(jī)械工業(yè)出版社，2002. [6]彭建聲主編.簡明模具工實(shí)用技術(shù)手冊. 機(jī)械工業(yè)出版社，1993. [7]黃毅宏主編.模具制造工藝. 機(jī)械工業(yè)出版社，1999. [8]王樹勛主編.模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)綜合手冊.華南理工大學(xué)出版社，1997. [9]陳錫棟 周小玉主編.實(shí)用模具技術(shù)手冊. 機(jī)械工業(yè)出版社，2002. [10]薛嚴(yán)成主編.公差配合與技術(shù)測量. 機(jī)械工業(yè)出版社，2004. [11]模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會編. 沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例. 機(jī)械工業(yè)出版社，2000. [12]沖壓模具設(shè)計(jì)手冊軟件版VR1.0 [13]楊占堯主編. 沖壓模具圖冊.高等教育出版社2004 27 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 工序號 零件名稱 彎曲凸模 零件號 22 零件重量 同時(shí)加工零件數(shù) 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 號 重 量 45 HRC35～43 320X370X60 設(shè) 備 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 名 稱 型 號 安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀 長 度 走 刀 次 數(shù) 切 削 深 度 進(jìn)給量 主 軸 轉(zhuǎn) 速 切 削 速 度 基 本 工 時(shí) 1. 備料 2. 熱處理：退火 3. 車削 4. 熱處理：淬硬 5. 磨削 6. 鉗修 鍛床 退火爐 車床 磨床 尺子 千分尺 0.5mm 800 250 30min 設(shè) 計(jì) 者 李芳 指 導(dǎo) 教 師 于智宏 共 1 頁 第 1 頁 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡 零件號 零 件 名 稱 8 凹模板 工序號 工 序 名 稱 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時(shí) 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 01 下料 鋸床 H－1080 帶鋸 直尺 02 銑削加工 銑床 專用銑床夾具 銑刀 游標(biāo)卡尺 03 鉗工劃線 高度尺 04 銑型腔 臥式銑床 平口鉗 盤銑刀 游標(biāo)卡尺 05 調(diào)質(zhì) 熱處理爐 06 平磨 磨床 M7340 導(dǎo)磁鐵 砂輪 千分尺 07 鉗工劃線 高度尺 08 銑削加工 銑床 專用銑床夾具 銑刀 游標(biāo)卡尺 09 熱處理 熱處理爐 10 磨削加工 磨床 M7340 導(dǎo)磁鐵 砂輪 千分尺 11 銑小型芯孔 鏜床 T618 專用鏜床夾具 鏜刀 游標(biāo)卡尺 12 鏜斜導(dǎo)柱孔 鏜床 T618 專用鏜床夾具 鏜刀 游標(biāo)卡尺 13 電火花加工內(nèi)形不通形槽 電火花成形機(jī)床 D7140 專用夾具 成型電極 游標(biāo)卡尺 14 鉗研及拋光 研具、砂紙 編制 李芳 校對 審核 批準(zhǔn) 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡 零件號 零 件 名 稱 14 凸凹模固定板 工序號 工 序 名 稱 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時(shí) 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 01 下料 鋸床 H－1080 帶鋸 直尺 02 銑削加工 銑床 專用銑床夾具 銑刀 游標(biāo)卡尺 03 鉗工劃線 高度尺 04 剖切兩瓣 臥式銑床 平口鉗 盤銑刀 游標(biāo)卡尺 05 調(diào)質(zhì) 熱處理爐 06 平磨 磨床 M7340 導(dǎo)磁鐵 砂輪 千分尺 07 鉗工劃線 高度尺 08 銑削加工 銑床 專用銑床夾具 銑刀 游標(biāo)卡尺 09 熱處理 熱處理爐 10 磨削加工 磨床 M7340 導(dǎo)磁鐵 砂輪 千分尺 11 銑動模固定孔 銑床 T618 專用銑床夾具 銑刀 游標(biāo)卡尺 12 鏜斜導(dǎo)柱孔 鏜床 T618 專用鏜床夾具 鏜刀 游標(biāo)卡尺 13 電火花加工內(nèi)形不通形槽 電火花成形機(jī)床 D7140 專用夾具 成型電極 游標(biāo)卡尺 14 鉗研及拋光 研具、砂紙 編制 李芳 校對 審核 批準(zhǔn)