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沖壓純凈的鈦板料的可鍛模性 機械工程學，臺灣國立大學，臺北10764，羅克克(1964年提出的厘米·克·秒制電導率單位) 2003 年10月20 日標準；2005 年4月12 日接受以修改過的形式；2005 年5月4 日公證 摘要 由于六角close-packed (HCP) 晶體結構, 商業(yè)純凈的鈦(CP 鈦) 在室溫顯示低延展性, 并且要求熱量活化作用增加它的延展性和可模鍛性。在本研究中, 由實驗性方法學習了CP 鈦板料在vanous 溫度的可模鍛性. 拉伸測試第一次進行調查CP 鈦板料在各種各樣的溫度下的機械行為。形成極限測試，V 彎曲測試,和拉伸試驗測試沖壓CP 鈦板料在各種各樣的溫度下的可模鍛性。實驗性結果表明, 雖然可模鍛性被限制以冷形成，但CP 鈦板料在室溫能形成薄元件。另外, V 彎曲測試表明，在拉拔成型溫度可以減少回彈。試驗結果獲得在本研究中可以幫助設計CP 鈦板料沖壓模。 2005 年Elsevier B.V 版權所有。 關鍵字：純鈦板；可成形性；成型極限；V彎曲；回彈 1. 介紹 由于它的重量和高強度系數(shù)，工業(yè)純凈的鈦(CP 鈦) 是一潛在構件, 并且最近受到電子產業(yè)注意。因為它的競爭力和優(yōu)越表現(xiàn)，CP 鈦的主要分解的過程是壓制形成。在制造工藝的壓制成形之中，沖壓CP 鈦板料是特別重要為生產薄壁結構組分被使用在電子產品, 譬如筆記本蓋子, 移動電話 等。CP 鈦板料由于它六角close-packed (HCP) 結構在室溫通常顯示有限的延展性。雖然可成形性可以在高溫下改善，但是一個制造過程總希望在室溫下進行。但是, CP 鈦多數(shù)研究集中于微結構 [ 1-4 ], 并且關于CP 鈦板料沖壓的可模鍛性文學研究不是很深入。 在本研究中, 使用實驗性方法調查了CP 鈦板料沖壓的可模鍛性。從實驗獲得的關于CP 鈦板料在各種各樣的溫度范圍從室溫到300攝氏度的機械性能的結果。另外,CP 鈦板料的重要形成的特征, 譬如形成極限, 回彈,和極限拉延比，都要被檢測。 2. 在各種各樣溫度下的機械性能測試 應力應變關系是根本信息為金屬板的可模鍛性的研究。依照以上提到, 在室溫CP 鈦板料的可模鍛性是有限的,可以在拉伸成型溫度改善。為了審查品CP 鈦物產覆蓋在不同的溫度的機械性能，拉伸測試執(zhí)行了在各種各樣的溫度范圍從室溫對300 0C 和在0.1, 0.01, 0.001, 和0.0001/s 之下的不同的張力率, 各自地。拉伸測試標本由JIS 等級1 CP 0.5 毫米制成鈦板料厚度準備了根據(jù)ASTM 標準。標本被削減沿平面剖面與輾壓方向(00), 和在角度450 和900 對輾壓方向。標本裁減毛刺沿導線邊緣。 拉伸測試進行了使用MTS 810 測試機器。因為在高溫測試、熱化熔爐接通MTS810 測試機器。標本在拉伸測試之前先加熱到100, 200, 和300 0C。在測試期間, 溫度標本被保持恒定直到樣品拉伸到故障。 在本研究中, 工程學應力關系第一次從實驗性數(shù)據(jù)獲得，然后是轉換成真實的應力聯(lián)系根據(jù)a一Qo(1 +e) 和 e=ln(1十e), a 和s 是真實的重力和真正的張力、Qo 和a 是工程應力, 和工程應變的張力, 各自地。在室溫下從樣品獲得CP 鈦真實的應力關系，被削減三個不同取向被顯示在圖l 。非均質性的行為被觀察在圖1 。它被看見圖1, 00 標本有更高的出產量和a 更大的伸長比標本在其它二個方向, 在伸長上的區(qū)別是更加重大的。并且觀察它, 0度 樣本顯示重大工作硬化的產物在標本之中在三個方向。這個結果一致于那獲得Ishiyama 等[ 5 ] 。在起點階段測試他們發(fā)現(xiàn)了滑動變形發(fā)生在00 個和900 個方向。在進一步變形階段期間, 孿生變形快速地增加在00 方向和生產更高的抵抗反對脫臼滑動, 收效按更大的價值在出產量, 工作硬化, 和伸長。CP 的平均屈服應力和伸長鈦板料在室溫是大約352 MPa 和28%, 各自地?？墒悄铅抵登蜕扉L的值CP 鈦板料在室溫下不是良好的在一深拉處理比擬碳鋼的、他們是可行的因為相對淺的模具產品從那可成形性觀點。 圖2 顯示原物和被扭屈的標本在三個方向。它被注意在圖2, 00 標本進行一致的變形在破裂之前, 當900 標本顯示一次明顯的頸, 和變形 450標本方向在那些其它二個方式之間 為了審查張力率的作用在CP 鈦板料的變形, 拉伸測試并且執(zhí)行在室溫在不同的滑塊速度之下, 造成不同的張力率的0.1, 0.01, 0.001, 和0.0001,各自地。真實的應力關系在各種各樣的張力率為00 標本被顯示在圖3 。重要的微量在應力曲線從張力率0.1 到0.001 是注意在圖3, 和應力曲線變得接近互相之后。同樣觀察在拉伸測試趨向為450 個和900 個樣本。它表明CP 鈦板料穩(wěn)定的應力應變關系可能是在張力率更小比0.001 之下獲得。 CP 鈦的真實的應力聯(lián)系覆蓋在各種各樣的溫度范圍從室溫對300 0C 為標本00 方向被顯示在圖4。測試執(zhí)行在張力率的0.001顯示在圖4。在圖4,上CP 鈦板料在高溫下有更好的可鍛性。測試更低溫度的增量得到應力曲線比例。注意在圖4 依照樣本的伸長不增加從室溫對100 0C被觀測, 相反, 伸長得到更小當樣本被加熱 100 0C 。 Fig. 3. True stress-strain relations at various strain-rates (1/s) for 00 speci men at room temperature. 但是, 在測試的溫度比100 0C更高時伸長變大。更大的伸長在室溫是相當異常的。但這種現(xiàn)象唯一發(fā)生在00 樣本。45度和90度樣本,當在測試的溫度伸長連續(xù)被增加, 顯示在圖5和圖6上, 各自地。在室溫發(fā)生了更大的伸長在 00 樣本也許歸結于在室溫孿生變形的快速的增量在00 方向, 導致更高的抵抗阻止脫臼滑動, 并且造成更大的伸長。各向異性現(xiàn)象其它索引是塑料張力比率, 即。 r 價值, 被定義作為塑料張力比率在到那的橫向方向在厚度方向在a 單軸的拉伸測試。 窗體頂端 在本研究中, r 價值是樣本在室溫拉伸測試獲得0度, 45度, 和 90度方向。測量r 價值從標本被舒展到20% 是4.2, 2.2, 和2.1 為 00, 450, 和900 個標本, 各自地。從更高的r- 價值表明更好的回火性, 它表示, CP 鈦覆蓋陳列更好的深圖畫質量在輾壓方向比其它二個方向。并且CP 鈦各向異性現(xiàn)象板料再被證實了從重大區(qū)別 r 價值。 3. 沖壓CP 鈦板料的可鍛性 除基本的機械性能之外, 審查了CP 鈦板料的沖壓的可模鍛性。在本研究,形成極限測試在室溫, 并且V 彎曲測試和圓杯子圖畫測試在各種各樣溫度執(zhí)行了。測試結果被談論了與CP 相關形成的物產鈦覆蓋在印記過程中。 3.1. 成型極限測試 因為Keeler 和Backofen [ 6 ] 介紹了概念形成極限圖(FLD), 1963 年這是 廣泛被接受的標準為破裂預言以金屬片 形成。確定FLD, 舒展測試是執(zhí)行為不同的寬度薄鋼板樣品使用半球型沖床。標本是第一電化學上銘刻以會是的圓柵格扭屈入橢圓在被舒展以后。 工程學張力測量了沿少校和較小軸橢圓被命名少校和較小張力, 各自地。并且他們主要是測量飛機上的張力。 在本研究中, 長方形標本有同樣長度的100mm, 但以另外寬度排列從10 到100 毫米在10 毫米的增加, 被測試了。相似與拉伸測試, CP 鈦板料被切開了在三個取向對輾壓方向, 即, 00, 450, 和900, 為各標本的大小。在測試期間, 標本夾緊了在周圍被舒展了對失敗在78 毫米半成品沖床。工程學少校和較小張力測量在地點最接近破裂為每個標本被記錄了。少校和較小張力是密謀反對互相以主要張力作為縱坐標, 和曲線適合入張力點被定義了形成的極限曲線。圖顯示這形成極限曲線稱形成的極限圖。FLD 是一個非常有用的標準為發(fā)生的破裂在一個沖壓的過程中。 根據(jù)早先分析, CP 鈦板料能被形成在室溫。為了進一步證實它的可行性, 形成的極限測試執(zhí)行了在室溫度。測試結果看出圖7 顯示形成的極限曲線?？匆娫趫D7, 主要張力在曲線的最低的點, 并且是平面張力變形方式, 是0.34 。比較被冷軋的鋼或不銹鋼, 這數(shù)值更低。但是, 為沖壓薄產品, 圖7顯示形成的極限曲線表明CP 鈦板料在室溫形成的更大的可能性。這有可能在室溫用CP 鈦板料能制造電子材料。 3.2. V 彎曲測試 因為CP 鈦彈性模數(shù)比鋼要低,回彈是重要的彎曲處理。在本研究, V 彎測試執(zhí)行了審查CP 鈦板料在各種各樣溫度回彈形成的物產。V 彎測試結果用圖8顯示 。圖8能看見在下模有一個開頭角度90度。環(huán)烷驅研究那效果的沖頭半徑接通彈性后效，工具以沖壓半徑從0.5 到5.0 毫米, 在0.5 毫米的增加, 準備了。CP 鈦板料的樣本以0.5 毫米的厚度, 長度 60 毫米, 和寬度15 毫米。為增加測試的溫度,標本被附寄了在熱化熔爐。V 彎測試不使用潤滑劑因為摩擦情況有對回彈的無意義作用發(fā)生了在V 彎曲測試。彎曲的測試進行了在室溫, 100, 200, 和3000C, 各自地。在彎曲的測試以后, 彎的標本角度由CMM 測量了, 和回彈角度被計算了 。 Fig. 8. Tooling used in the V-bend tests 圖9 和10 顯示關系在回彈之間并且沖壓半徑在室溫和300 0C, 各自地。看以上兩個圖, 不管溫度變化回彈減少為更小的沖壓半徑。在彎曲時更小的沖壓半徑導致更大的塑料變形,因此要減小回彈的作用。在圖9 和10負值的彈性后效發(fā)生在較小沖頭半徑的時候。這是因為那板料在V 形狀的平直的邊被扭屈入形成弧光在彎曲的過程開始, 和裝載被應用鋪平弧在彎曲處理結果的結尾復合應力分配導致負值的彈性后效 [ 7 ] 。比較兩個圖,觀察, 回彈減少當形成的溫度增加不管沖頭半徑尺寸。它表明那 CP 鈦板料不僅有更好的可鍛性而且體驗較少回彈在形成的高溫。我們知道, 回彈是由彈性模數(shù)和材料的屈服應力影響的。彈性模數(shù)不會隨溫度變化而變化。而且溫度升高CP 鈦板料的屈服應力減少，高溫是形成回彈減退是因為在更低的溫度CP 鈦的屈服應力更低。 Fig. 10. Relations between springback and punch radius at 300 "C for spec- imens of three directions. Fig. 11. Punch and die used in circular cup drawing tests. Fig. 12. Drawn cups at various forming temperatures 3.3盤狀拉深試驗 限制的圖畫比率(LDR), 被定義作為圓直徑的比(Dp) 與沖壓直徑(Dp) 在一張成功的圓盤拉深處理, 是一個普遍的索引使用描述可模鍛性金屬板。LDR 的更大的價值暗示更大的圖畫深度, 即,更好的可鍛性 。在本研究中, 沖壓和沖模被顯示在圖11 使用了圓盤拉深測試。測試執(zhí)行了在室temperatore, 100, 和200 0C, 各自地。在高溫下為了進行拉深測試使用加熱器。為了獲得一個成功的拉深過程。那坯料尺寸和空白座力適當調節(jié)除去些缺點比如斷裂和皺紋，如果在拉深測試破裂出現(xiàn), 斷開軸心力對更小的價值會被調整直到破裂被消除到沒有皺痕發(fā)生。當斷裂力量的調整沒有消除破裂, 減少斷裂的方法會被嘗試同時避免破裂。拉深試驗采取壓制皺痕，但是, 在LDR 測試, 空白的大小是并且作為參量確定LDR 的價值除對上述調整的用途之外。從拳打直徑是35 毫米, 空白的直徑被增加在3.5 毫米的增加從70 毫米對最大的可能的直徑為計算價值方便起見 LDR 。MoS2 被使用了作為潤滑劑在所有圓杯子圖畫測試進行在本研究中, 和圖畫速度是0.2 mm/s 。 圖12 顯示拉長的杯子在各種各樣的溫度。 圖12清楚的顯示,當形成溫度增加時拉拔深度增加。表明這個圖形那自動測試設備畫的形狀拉深成形的在多樣的溫度是相當不同的。自動測試設備現(xiàn)象變成重要的在較高的成型溫度。LDR 、畫的深度, 和相關的處理參量的價值被列出在表1 為測試進行在各種各樣的溫度。它被注意在表1, 所有價值增加當形成的溫度增量。但是, 增量 LDR 和圖畫深度不是那么重大的在范圍從室溫對100 0C, 但得到大從100 2000C 。注意在表1一大的斷裂紋是需要的大的坯料尺寸到是成功地從中提取一較高的溫度是。在室溫CP 鈦板料LDR 的價值是2.2, 與可比較的碳鋼, 表明, 沖壓CP 鈦覆蓋在室溫是可行的。 4. 結束語 在本研究中調查了由做各種各樣的試驗。在各種各樣的溫度CP 鈦板料沖壓的可鍛性的形成。機械性能 CP 鈦板料在各種各樣的溫度第一次被審查了, 并且應力聯(lián)系被獲得從實驗表明, CP 鈦板料有更高的屈服應力和更小的伸長在室溫, 但當板料被加熱到300 0C比例減少由屈服應力的增加決定。它是被注意應力聯(lián)系獲得從拉伸測試在室溫表明CP 鈦板料能被形成入淺組分在室溫, 雖然屈服應力是一少許更高的。形成限制CP 鈦板料的圖被獲得在室溫不是那么高的作為那些被冷軋的鋼, 而是極小值主要張力0.34 并且提供一種最宜的可能性為 CP 鈦板料被形成在室溫。圓形拉深測試顯露, 在室溫CP 鈦板料有 LDR 價值的2.2, 和成功地拉長的以20 毫米的深度證實CP 鈦板料可能被形成入淺組分在室溫。但是, 露出的現(xiàn)象顯示表明, CP 鈦板料負擔重要的 各向異性現(xiàn)象在能并且影響可鍛性的平面圓形拉深。 調查了在室溫度應力聯(lián)系對張力率的作用。實驗性結果表示, 應力聯(lián)系變得穩(wěn)定當張力率比0.001 小。在V 彎測試, 實驗性結果顯露重要信息回彈可能被減少在被舉起的形成的溫度。彈性后效可以是減少如果使用一較小沖頭半徑 。實驗性結果表明本研究提供根本性形成CP 鈦板料模具設計。 鳴謝 作者會想感謝全國科學中華民國的委員會為財政支持這研究根據(jù)合同第NSC 89-2212-E-002-147,使實驗工作成為可能。 參考文獻 [I] P. Jones, W.B. Hutchison, Stress-state dependence of slip in titanium6A1-4V and other H.C.P. metals, Acta Metall. 29 (1981) 951-968. [2] G. Haicheng, Orientation dependence of slip and twinning in HCP metals, Scripts Mater. 36 (12) (1997) 1383-1386. [3] M.H. Yoo, Twinning and mechanical behavior of titanium aluminides and other intermetallics, Intermetallics 6 (1998) 597巧02. [4] J.W. Christian, 5. Mahajan, Deformation twimung, Prog. Mater. Sci.39 (1995) 1-157. [5] S. Ishiyama, S. Hanada, O. Izumi, Orientation dependence of twinping in commercially pure titanium, J.扣n. Inst. Met. 54 (9) (1990) 976-984. [6] S.P. Keeler, W.A. Backofen, Plastic instability and fracture in sheets stretched over rigid punches, Traps. Am. Soc. Met. 56 (1963) 25-48. [7] L. Forcellese, F. Fratini, Gabriella, F. Micari, The evaluation of springback in 3D stamping and coining processes, J. Mater. Process. Technol. 80-81 (1998) 108-112. Fig. 15 河南機電高等專科學校 學生畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 學生姓名 學 號 指導教師 選題情況 課題名稱 連接片級進模設計 難易程度 偏難 適中 偏易 工作量 較大 合理 較小 符合規(guī)范化的要求 任務書 有 無 開題報告 有 無 外文翻譯質量 優(yōu) 良 中 差 學習態(tài)度、出勤情況 好 一般 差 工作進度 快 按計劃進行 慢 中期工作匯報及解答問題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績評定：良 所在專業(yè)意見： 負責人： 年 月 日 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書 連接片級進模設計 摘 要 本設計題目為連接片級進模設計，體現(xiàn)了沖裁零件的設計要求、內容及方向，有一定的設計意義。通過對該零件模具的設計，進一步加強了我對級進模設計的基礎知識，為以后設計更復雜的沖壓模做好了鋪墊和吸取了更深刻的經驗。 本設計運用沖裁工藝及模具設計的基礎知識，首先分析工件的最小壁厚及其精度要求，確定模具的加工工藝方案。然后通過分析比較，確定了毛坯的排樣方式。最后確定模具的設計參數(shù)、設計要點及卸料裝置的選取。模具采用固定擋料銷粗定位，導正銷精定位，條料送進一次沖壓一次，工件和廢料都采取下出件方式，條料連續(xù)送進，連續(xù)沖壓。 關鍵詞：落料沖孔模 固定擋料銷 導正銷 Abstract The topic of this design enters the mold design for continual slice and level, and this design manifests the rushing and cutting components’ design request, the content and the direction ,which has the certain design significance. Through designing this components mold ,I have further strengthened the basic knowledge to the level which the mold designed ,and also have some preparations for designing more complex dashing and pressing mould later , at the same time absorb more profound experience. This design use rushing and cutting craft and the basic knowledge of mould designing , first analyze the minimum wallthickness of the work piece and its precision request ,meanwhile decide the plan of processing craft. Then determine platoon type way of the semifinished materials through analyzing and comparing . Finally decide the designing variable, the designing main point and selection of the dumping device of the mould. Key Words：compound bland and pierce dies stop pin guide pins 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計（論文）任務書 系 部： 專 業(yè)： 學生姓名: 學 號: 設計(論文)題目： 連 接 片 級 進 模 設 計 起 迄 日 期: 指 導 教 師: 2007年 3 月 20日 畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書 1．本畢業(yè)設計（論文）課題來源及應達到的目的： 所示圖形為連接片零件，材料為10鋼，料厚為3mm，設計一套沖壓級進模具，要求能適應批量生產。 2．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）： 主要內容： 1） 沖裁零件工藝性分析 2） 沖裁工藝方案的確定 3） 模具的主要參數(shù)計算以及模具的總體設計 4） 模具零件的加工工藝性 5） 模具的裝配，安裝及調試 6） 模具設備的選用 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 系部意見： 系領導： 年 月 日 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計說明書 畢業(yè)設計題目：連接片級進模設計 系 部 專 業(yè) 班 級 學生姓名 學 號 指導教師 2007年6月18日 河南機電高等專科學校材料工程系畢業(yè)設計說明書/論文 機械加工工藝過程卡1 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零（部）件圖號 1 產品名稱 凸模 零（部）件名稱 共（2）頁第（1）頁 材料牌號 T10A 毛坯 種類 鍛件 毛坯外型尺寸 12mm×34mm×52mm 每個毛坯可制件數(shù) 1 每臺 件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工 序 內 容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備 工時 準終 單件 10 下料 鋸床下料 金工 G7116 20 鍛造 鍛成矩形棒料 金工 30 時效 對鍛件進行時效退火 熱 40 車削 粗車11mm×33mm×51mm的矩形及端面 金工 C0618 三爪卡盤 50 車削 精車10.5mm×33mm×50.5mm的矩形 金工 C0618 三爪卡盤 60 銑削 粗銑另一端面 金工 X50A 專用銑夾具 70 磨削 磨基準面 金工 M1040 專用磨夾具 80 電火花 加工凸模的工作部分 D7125 專用電火花加工夾具 90 淬火回火 對凸模的加工的部分進行熱處理 熱 100 研磨 對凸模進行進一步的修整 金工 110 檢驗 設計日期 審核日期 標準化日期 會簽 日期 標記 記數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更該文件號 機械加工工藝過程卡2 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零（部）件圖號 2 產品名稱 成形凹模 零（部）件名稱 共（2）頁第（2）頁 材料牌號 T10A 毛坯 種類 鍛件 毛坯外型尺寸 200mm×160mm×28mm 每個毛坯可制件數(shù) 1 每臺 件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工 序 內 容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備 工時 準終 單件 10 下料 鋸床下料 金工 G7116 20 鍛造 鍛成六方 鍛 30 時效 對鍛件進行時效退火 熱 40 粗銑 粗銑六面 金工 X 50A 專用銑夾具 50 磨削 粗磨六面成直角 金工 M 1040 專用磨夾具 60 劃線 確定孔位，為下一步加工打好基準沖眼兒 鉗工 70 鉆孔 根據(jù)沖眼兒鉆孔 金工 ZQ 4015 專用鉆夾具 80 精磨 精磨上下兩面，表面粗糟度值為Ra0.8 金工 M 1040 專用磨夾具 90 線切割 加工成形凹模的工作部分 CKX-2A 專用線切割夾具 100 研磨 對成形凹模進行進一步的修整 金工 110 淬火回火 對成形凹模進行熱處理 熱 120 檢驗 設計日期 審核日期 標準化日期 會簽 日期 標記 記數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更該文件號 4 目 錄 第1章 緒論 ……………………………………………………………………………1 1.1 國內模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢………………………………………………1 1.1.1 國內模具的現(xiàn)狀………………………………………………………………1 1.1.2國內模具的發(fā)展趨勢………………………………………………………2 1.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢…………………………………………………3 1.3 設計目的及意義……………………………………………………………… …5 1．4 沖壓模的特點、要求………………………………………… …………………5 第 2 章 沖裁工藝規(guī)程的編制………………………………………………………6 2.1工藝分析、排樣設計………………………………………………………………6 2.1沖壓零件的工藝性分析……………………………………………………………6 2.1排樣樣設計………………………………………………………………6 2.2工藝方案的確定………………………………………………………………… 8 第3章 沖壓模結構設計………………………………………………………… 9 3．1模具結構形式的選擇與確………………………………………………………9 3．2沖壓力與壓力中心的計算，初選壓力機………………………………………9 3．2．1沖裁工序總力的計算………………………………………………………… 9 3．2．2初選壓力機…………………………………………………………………… 10 3．2．3壓力中心的計算………………………………………………………………11 3．3模具主要零件和主要工作機構的設計與標準化……………………13 3．3．1工作零部件的設計與標準化…………………………………………………13 3．3．2 定位裝置的設計與標準化………………………………………………… 19 3． 4 標準模架的選用……………………………………………………….……… 22 3．5 卸料裝置的設計與標準化…………………………………………………… 23 3．6 聯(lián)接件的選用與標準化………………………………………………….…… 23 第 4 章 繪制模具總裝圖和非標準件工作圖 ………………………………… 25 4. 1 總裝圖…………………………………………………………………………25 4.2壓力機的選擇與校核……………………………………………………………25 4．3模具零件材料選用一覽表………………………………………………………26 4.4 模具的調試………………………………………………………………………27 4.5模具調試過程中常見問題與解決方法………………………………………27 第5章 總結………………………………………………………… ………………28 致謝 …………………………………………………………………………………29 參考文獻 ……………………………………………………………………………30 插圖清單 1. 圖1：連接片零件圖 ……………………………………………………………………… 6 2. 圖2：條料的排樣 …………………………………………………………………… 8 3. 圖3：壓力中心的計算（a）………………………………………………………………… 12 4．圖4：壓力中心的計算（b） ………………………………………………………… 13 5．圖5：落料凹模刃口部分尺寸……………………………………………………………15 6. 圖 6 落料凸模刃口部分尺寸………………………………………………………… 16 7. 圖 7 沖孔凸模的結構形式……………………………………………………………… 16 8. 圖 8整體式凹模的局部結構…………………………………………………………… 17 9. 圖 9凹模上的螺孔設計與選用………………………………………………………… 17 10. 圖10凸模長度的確定…………………………………………………………………… 19 11. 圖 11整體式凹模的尺寸……………………………………………………………… 20 12. 圖 12始用擋料銷的設計……………………………………………………………… 21 13. 圖 13固定擋料銷的結構……………………………………………………………… 21 14. 圖 14固定擋料銷的位置……………………………………………………………… 22 15. 圖 15導正銷的結構形式……………………………………………………………… 23 16. 圖 16導料板的設計 …………………………………………………………………… 23 17. 圖 17對角導柱示意圖 ………………………………………………………………… 24 18. 圖 18壓入式的模柄 …………………………………………………………………… 24 19. 圖 19手柄沖孔落料連續(xù)?？傃b圖 ………………………………………………… 26 表格清單 1. 表1 所選擇壓力機的相關參數(shù) ……………………………………………………… 11 2. 表2 模具材料的選用…………………………………………………………………… 27 河南機電高等專科學校 畢業(yè)設計（論文）評語 學生姓名： 班級: 學號題 目： 連接片級進模具設計 綜合成績： 指導者評語： 指導者(簽字)： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）評語 評閱者評語： 評閱者(簽字)： 年 月 日 答辯委員會（小組）評語： 答辯委員會（小組）負責人(簽字)： 年 月 日 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 連接片級進模設計 第1章 緒論 目前，我國沖壓技術與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當?shù)穆浜螅饕蚴俏覈跊_壓基礎理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。 1.1 國內模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1.1.1國內模具的現(xiàn)狀 我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計，2003年我國模具生產廠點約有2萬多家，從業(yè)人員約50多萬人，2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務飽滿，2004年模具產值530億元。進口模具18.13億?美元，出口模具4.91億美元，分別比2003年增長18%、32.4%和45.9%。進出口之比2004年為3.69:1，進出口相抵后的進凈口達13.2億美元，為凈進口量較大的國家。 在2萬多家生產廠點中，有一半以上是自產自用的。在模具企業(yè)中，產值過億元的模具企業(yè)只有20多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。?近年來，?模具行業(yè)結構調整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復雜、長壽命中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度快于一般模具產品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。 雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠遠不能適應國民經濟發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足: 第一，體制不順，基礎薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應市場經濟，再加上國內模具工業(yè)基礎薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術方面。 ??? 第二，開發(fā)能力較差，經濟效益欠佳.我國模具企業(yè)技術人員比例低，水平較低，且不重視產品開發(fā)，在市場中經常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產值約合1萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是15～20萬美元，有的高達25～30萬美元，與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 ?? 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內許多企業(yè)采用了先進的加工設備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設備數(shù)控化率和CAD/CAM應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設備不配套，設備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。 ? 第四，專業(yè)化、標準化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產水平低，專業(yè)化分工不細，商品化程度也低。目前國內每年生產的模具，商品模具只占45%左右，其馀為自產自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務，與國際水平相比要落后許多。模具標準化水平低，標準件使用覆蓋率低也對模具質量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關技術落后．模具材料性能、質量和品種往往會影響模具質量、壽命及成本，國產模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設備等性能差，也直接影響模具水平的提高。 1.1.2　國內模具的發(fā)展趨勢 巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經濟高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向包括以下幾方面:???? 1） 模具日趨大型化；??? ? 2）在模具設計制造中廣泛應用CAD/CAE/CAM技術；?? ? 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；??? ? 4）在塑料模具中推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型和高壓注射成型技術；? ?? 5）提高模具標準化水平和模具標準件的使用率；??? 6）發(fā)展優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術；??? 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）研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程；?? ?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)生產關鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產制作表現(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。模具生產技術水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應求的局面，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值的三分之一。? 國外模具總量中,大型、精密、復雜、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，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機械制造商聯(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年德國模具產值達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)的產值就占德國模具產值的90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時代的進步和技術的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術的人才如模具結構設計、模具工藝設計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術水平比較高．故人均產值也較高．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產值約合1萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多15～20萬美元，有的達到 25～30萬美元。 國外先進國家模具標準件使用覆蓋率達70%以上，而我國才達到45％． 從地區(qū)分布來說，以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。 2、落后和差距主要表現(xiàn)在下列幾方面 （1）供不應求、產品結構不夠合理。 （2）企業(yè)組織結構都不夠合理。 （3） 工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低，技術結構、模具產品水平比國際水平低，而模具生產周期卻要比國際水平長。 （4）技術人才嚴重不足，經濟效益欠佳。 （5）與國際水平相比，模具企業(yè)的管理落后更甚于技術落后。 （6）專業(yè)化、標準化、商品化的程度低，協(xié)作差。 在完成大學三年的課程學習、生產實習，我已經熟練地掌握了《機械制圖》、《塑料注塑模結構與設計》、《模具制造技術》、《模具設計與制造專業(yè)英語》、《沖壓模具設計與制造》、《模具CAD/CAM》等專業(yè)基礎課的知識，對模具設計與制造有了一個系統(tǒng)的理解，達到了學習的目的。對于模具設計這個實踐性非常強的設計課題，我們進行了大量的實習。經過在新飛電器集團公司、中國一拖（洛陽）、中信重型機械制造公司等地的生產實習，使我對模具特別是沖壓模具的設計步驟有了一個全新的認識，豐富了各種模具的結構及工藝流程方面的知識，對于模具的制造工藝更是實現(xiàn)了零的突破。在指導老師的指導和工廠師傅的講解下，我親手拆裝了一些典型的模具，明確了模具的一般工作原理及加工工藝。同時，在圖書館借閱了許多相關手冊和書籍，設計中，將充分利用各種相關的資料，與同學進行充分的討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設計。在設計的過程中，將有一定的困難，在指導老師的悉心指導和自己的努力，相信我會圓滿地完成這次畢業(yè)設計的任務。由于水平有限，且缺乏經驗，設計中不妥之處懇請各位老師指正。 1.3 設計目的及意義 本設計題目為連接片，但對做畢業(yè)設計的畢業(yè)生有一定的設計意義，它概括了連接墊片零件的設計要求、內容及方向。通過對該零件模具的設計，進一步加強了設計者沖壓模設計的基礎，為設計更復雜的沖壓模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經驗。 本設計主要意義是在我們學習完模具設計與制造的所有專業(yè)課之后，總結條理以前我們所學的知識，使之成為一個系統(tǒng)的理論體系，以便于我們在以后的工作中使用。同時也讓我們對模具的設計與制造有了初步的了解，掌握了查閱資料和使用工具書以及手冊的能力。 本設計的目的是在學生畢業(yè)前夕，將通過畢業(yè)設計的實踐性環(huán)節(jié)，檢測我們三年所學的知識并達到靈活使用的程度，對模具知識進行全面的總結和應用，提高綜合的實戰(zhàn)能力以及擴大模具領域的新知識。具體的要求是： 1.系統(tǒng)總結，鞏固過去所學的基礎課和專業(yè)課知識。 2.運用所學的知識解決模具技術領域內的實際工程問題，以此進行綜合知識的訓練。 3.通過某項具體工程設計和實驗研究，達到多種綜合能力的培養(yǎng)，掌握設計和科研的基本過程和基本方法。 4.提高和運用與工程技術有關的人文科學，價值工程和技術經濟的綜合知識。 1.4沖壓模的特點、要求 沖壓件的質量、生產效率以及生產成本等，與模具設計和制造有直接關系。模具設計設計與制造技術水平的高低，是衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志之一，在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發(fā)能力。鑒于這些，模具設計要求應根據(jù)模具結構、模具材料、尺寸精度、形位精度、工作特性和使用壽命等項要求，綜合考慮各方面的特點，不可片面追求生產效率、模具精度和使用壽命必然導致成本的增加。 第2章 沖裁工藝規(guī)程的編制 2.1工藝分析、排樣設計 2.1.1 沖壓零件的工藝性分析 圖示零件材料為10號鋼板，能夠進行一般的沖壓加工，市場上也容易得到這種材料，價格適中。 外形落料的工藝性：連接片屬于中等尺寸零件，料厚3mm，外形復雜程度一般，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工藝獲得。 沖孔的工藝性：兩個相同尺寸但是不對稱的橢圓孔，尺寸精度要求一般，可采用沖孔。 此工件只有外形落料和沖孔兩個工序。圖示零件尺寸均為未注公差的一般尺寸，按慣例取IT14級，符合一般級進沖壓的經濟精度要求，模具精度取IT9級即可。 由以上分析可知，圖示零件具有比較好的沖壓工藝性，適合沖壓生產。 2.1.2 排樣樣設計 1、確定零件的排樣方案 設計模具時，條料的排樣很重要。連接片零件具有形狀簡單有點類似矩形的稱橢圓形特點，排列采用直排（圖2所示）的排樣方案可以提高材料的利用率，減少廢料。為了降低模具的制造成本，采用連續(xù)的送料方式，即連續(xù)送料，連續(xù)沖壓，條料完成第一遍沖兩個相同橢圓的小孔后，再沖第二遍落料，在第一次沖裁的間隔中沖裁出第二部分工件。 圖2： 條料的排樣 2、條料寬度、導尺間寬度和材料利用率的計算 查表取得搭邊值為2.5mm和2.8mm。 條料寬度的計算：擬采用無側壓裝置的送料方式，由b-Δ=〔D+2a+c1〕- Δ﹝2﹞ D—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸 a—側搭邊值 c1—導料板與最寬條料之間的間隙,取值為0.5mm 代入數(shù)據(jù)計算，取得條料寬度為58.6mm。 導尺間距離的計算：由s=D+2(a+c1),代入數(shù)據(jù)計算得導尺間距離為59.6 mm。 材料利用率的計算： 根據(jù)一般的市場供應情況，原材料選用1000 mm×2000 mm×3 mm的冷軋薄鋼板。 每塊可剪2000mm ×60 mm規(guī)格條料7條，材料剪切利用率達94.5%。由文獻﹝2﹞ 材料利用率通用計算公式 = 式中 A—一個沖裁件的面積，mm2; n—一個進距內的沖裁件數(shù)量； B—條料寬度，mm; s—進距， mm 得 ==78% 2.2工藝方案的確定 2.2.1工藝方案的確定 連接片零件所需的基本沖壓工序為落料和沖孔，可擬訂出以下三種工藝方案。 方案一：用簡單模分兩次加工，即落料——沖孔。 方案二：沖孔落料復合模。 方案三：沖孔落料級進模。 采用方案一，生產率低，工件的累計誤差大，操作不方便，由于該工件為中批量生產，方案二和方案三更具有優(yōu)越性。 連接片零件內有兩個相同的內橢圓的孔，外形類似矩形的橢圓邊與條料邊之間的距離為3.5mm，大于此零件要求的最小壁厚（3.2mm）（1），可以采用沖孔、落料復合?；驔_孔、落料連續(xù)模。復合模模具制造難度大，并且沖壓后產品留在模具上，在清理模具上的物料時會影響沖壓速度，因此選用級進模更為合理。 第3章 沖壓模結構設計及有關計算 3．1模具結構形式的選擇與確定 1）正倒裝結構：根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個工序，為方便小孔廢料和成形工件的落下，采用正裝結構，即沖孔凹模和落料凹模都安排在下模。 2）送料方式：因是小批量生產，采用手工送料方式。 3）定位裝置：本工件在級進模中尺寸是較大的，又是小批量生產，順沖時第一個工位采用始用擋料銷定位，第二個工位采用固定擋料銷定位。第一個工位設置一個始用擋料銷定位，第二工位靠固定擋料銷定位。送料時廢料孔與固定擋料銷作為粗定距，在大凸模上安裝兩個導正銷，利用條料上橢圓的孔做導正銷孔進行導正，依此作為條料送進的精確定距。 3）導向方式：為確保零件的質量及穩(wěn)定性，選用導柱、導套導向。由于已經采用了手工送料方式，為了提高開敞性和導向均勻性，采用對角導柱模架。 4）卸料方式：本模具采用正裝結構，沖孔廢料和工件留在凹?？锥粗?，為了簡化模具結構，可以在下模座中開有通槽，使廢料和工件從孔洞中落下。工件厚度為2.2mm，料厚比較厚，為了簡化模具結構和達到可靠的卸料力，選用剛性卸料板來卸下條料廢料。 3．2沖壓力與壓力中心的計算，初選壓力機 3.2.1沖裁工序總力的計算 由工件結構和前面所定的沖壓方案可知，本工件的沖裁力包括以下部分。 沖連接片內的兩個相同的橢圓孔，落外型料的力P3，向下推出第一個沖孔廢料的力P1，向下推出第一個孔廢料的力P2，向下推出工件的力P4。由剛性卸料板卸條料的廢料的力不是壓力機提供的，故不用計算在內。 考慮到模具刃部被磨損、凸凹模間隙不均勻和波動、材料力學性能及材料厚度偏差等因素的影響，實際計算沖裁力時按下面公式： P=KLtτ﹝3﹞ 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—被沖材料的抗剪強度(MPa) K—系數(shù)，一般取1.3。 上式中抗剪強度τ與材料種類和坯料的原始狀態(tài)有關，可在手冊中查詢。為方便計算，可取材料的τ=0.8σb,故沖裁力表達式又可表示為：P=1.3Ltτ≈Ltσb 式中 σb—被沖材料抗拉強度(MPa)。查手冊﹝1﹞表8—7得10鋼的σb=335MPa P1=32×2.2×335=23.7kN P2=32×2.2×335=23.7kN P3=130×2.2×335=95.8kN 推件力 Pt=nKtP Kt—推件力系數(shù),由手冊查得Kt=0.055 n—同時卡在凹模的工件(或廢料)數(shù),其中 n=h/t h—凹模刃部直壁洞口高度（mm）， t—料厚( mm) 查手冊﹝2﹞表2—40可得和h=6mm,故n=3 P4=2=2.6kN P5=2=2.6kN P6=2×0.055×95.8=10.5kN 工序總力P總=P1+P2+P3+P4+P5+P6=23.7+23.7+95.8+2.6+2.6+10.5=158.9kN 3.2.2初選壓力機 查文獻[4]開式可傾壓力機參數(shù)初選壓力機型號為JG23-30和ＪＣ23-35，見表一。 表1：所選擇壓力機的相關參數(shù) 型號 公稱壓力/kN 滑塊行程/mm 最大封閉高度/mm 工作臺尺寸/mm 滑塊底面尺寸/mm 可傾斜角/· 封閉高度調節(jié)量/mm JG23-30 300 75 200 500×320 160×200 25 50 JC23-35 350 80 280 380×610 190×210 20 60 3.2.3壓力中心的計算 模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點。為了保證壓力機和模具的正常工作，應使模具的壓力中心與壓力機的中心滑塊中心線重合。否則，沖壓時滑塊就會承受偏心載荷，導致滑塊導軌與模具的導向部分不正常的磨損，還會使合理的間隙得不著保證，從而影響制件的質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，首先計算大凸模的壓力中心 圖3：壓力中心的計算（a） 計算其壓力中心的步驟如下： ①、按比例畫出凸模的工作部分剖面圖（見圖） ②、在任意距離處作x-x軸y-y軸 ③、 分別計算出各線段和橢圓的重心到x-x軸的距離y1, y2, y3和到y(tǒng)-y軸的距離x1, x2, x3, ④、大凸模的壓力中心到坐標軸的距離下式確定： 到y(tǒng)-y軸的距離 x0= ==43.5mm 到x-x軸的距離 y0= ==53mm ⑤、由于其余兩個凸模為規(guī)則的凸模 ，則總的壓力中心為 圖4： 壓力中心的計算（b） 到y(tǒng)-y軸的距離 x0= ==64mm 到x-x軸的距離 y0= ==10.7mm 3.3模具主要零件和主要工作機構的設計與標準化 3.3.1工作零部件的設計與標準化（尺寸、位置、標準與示意圖） （1） 工作零部件的計算 由于制件結構簡單精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸凹模。這時需要分別計算和標注凸模和凹模的尺寸和公差。 沖孔時，間隙取在凹模上，則： 凸模尺寸 dap=（d+x△）-δp0 凹模尺寸 dd=(d+x△+Zmin)0+δ 式中 Dd Dp——落料凹模和凸模的刃口尺寸，mm dp dd——沖孔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x=0.5。 Zmin——雙面間隙，mm △——工件公差，mm δ——凸模和凹模的制造公差，mm ①、沖裁兩個橢圓孔凸模、凹模刃口尺寸的計算 凸模尺寸 由手冊表2-10查得△=0.3 dap=（d+x△）-δp0 =(10.4+0.5×0.30)0-0.02 =10.550-0.02 凹模尺寸 由表2-23得Zmin=0.26 dd=(d+x△+Zmin)0+δ=(10.4+0.5×0.30+0.26)0+0.02 =10.810+0.02 ②、外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計算 因此落料件為復雜的制件，所以利用凸凹模配合法，這種方法有利于獲得最小的合理間隙，放寬對模具的加工設備的精度要求。 采用配作法，計算凹模的刃口尺寸，首先是根據(jù)凹模磨損后輪廓變化情況正確判斷出模具刃口各個尺寸在磨損過程中是變大還是變小，還是不變這三種情況，然后分別按不同的計算公式計算。 a、凹模磨損后會增大的尺寸-------第一類尺寸A 第一類尺寸：Aj=(Amax-x△)0+0.25△ b、凹模磨損后會減小的尺寸-------第二類尺寸B 第二類尺寸：Bj=(Bmax+x△)0-0.25△ c、凹模磨損后會保持不變的尺寸 第三類尺寸C 第三類尺寸：Cj=(Cmin+0.5△)60.125△ 其落料凹模的基本尺寸計算如下： 圖5： 落料凹模刃口部分尺寸 第一類尺寸：磨損后增大的尺寸： A1=(Amax-x△) 0+0.25△=(12-0.5×0.43) 0+0.25×0.43=11.790+0.22 A2=(Amax-x△) 0+0.25△=(12-0.5×0.62) 0+0.25×0.62=11.69 0+0.31 A3=(Amax-x△) 0+0.25△=(53-0.5×0.87) 0+0.250.87O=52.570+0.44 落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是11.79mm，11.69mm，52.57mm，不必標注公差，但要在技術條件中注明：凸模實際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值Zmin=0.26。 圖6：落料凸模刃口部分尺寸 （2）工作零部件的設計與標準化 沖橢圓孔的凸模，為了增加凸模的強度與剛度，凸模非工作部分直徑應作成逐漸增大的多級形式如圖6所示： 圖7： 沖孔凸模的結構形式 凸模長度一般是根據(jù)結構上的需要而確定的，其凸模長度用下列公式計算： L=h1+h2+h3+h 式中 L—凸模長度， mm h1—凸模固定板高度，mm h2—卸料板高度，mm h3—導尺高度，mm h—附加高度，一般取15~20mm 圖8： 整體式凹模的局部結構 整體式凹模如圖7裝于下模座上，由于下模座孔口較大因而使工作時承受彎曲力矩，若凹模高度H及模壁厚度C不足時，會使凹模產生較大變形，甚至破壞。但由于凹模受力復雜，凹模高度可按經驗公式計算，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但B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)，取0.20 凹模高度H=KB=0.20×53=10.6mm 按表取標準值28mm 凹模壁厚C=1.5H = 1.5×28=40mm 凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般取（1.7~2.0）d, 圖9：凹模上的螺孔設計與選用 d 為螺孔的距離，由于凹模厚度為28mm，所以根據(jù)表2.46﹝2﹞查得螺孔選 用4×M8的螺釘固定在下模座。故選用如圖8： 螺孔到凹模外緣的最小距離a2=1.5d=1.5×8=12mm a3=1.13d≈9mm 凹模上螺孔間距由表2.47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應大于１６。 根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板200×160×28（JB/T7643.1） ①沖裁橢圓孔凸模、凹模各尺寸及其組件確定和標準化（包括外形尺寸和厚度） 小凸模長度 L=20+14+6+18=58mm 由小凸模刃口d=5.15mm查手冊﹝2﹞表2.54可知 h=3mm, D1=11mm, D=8mm, L=58 小凸模強度校核 要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應力不超過凸模材料的許用壓應力，即 對于圓形凸模 dmin≥ 式中 dmin—圓形凸模最小截面直徑，mm t—沖裁材料厚度，mm —沖裁材料的抗剪強度，MPa —凸模材料許用強度，?。?.0~1.6）×103MPa dmin≥==2.95mm 所以承壓能力足夠。 抗縱向彎曲力校核　對于圓形凸模（有導向裝置）　 　　　　　　　　　　　　?。蹋恚幔?70d2/ 式中 Lmax ——允許的凸模最大自由長度，mm 　F ——沖模力,N ｄ——凸模最小截面的直徑，mm Lmax≤270d2/=270×5.152/=66.5mm 所以長度適宜。 凸模固定端面的壓力 　　　　　　　　　　q =< 式中　　　　　q—凸模固定端面的壓力，MPa F—落料或沖孔的沖裁力，N 　　　　　　—模座材料許用壓應力，MPa q ==122MPa 凸模固定板端面壓力超過了80～90ＭＰa，為此應在凸模頂端與模座之間加一個淬硬的墊板。矩形墊板材料可用45鋼，結構形式和尺寸規(guī)格見手冊﹝２﹞表15.60，查得200×160×10 由于采用整體式凹模，所以由外形落料凹模確定其凹模板厚度（圖6），其凹模刃口高度由表2.40查得h=6mm，β= ②外形落料凸模、凹模各尺寸及其組件的確定和標準化（包括外形尺寸和厚度） 外形凸模的設計：外形凸模用線切割機床加工成直通式凸模，用兩個M8的螺釘固定在墊板上，由于采用固定卸料板，凸模按下式計算（圖9）： L=h1+h2+h3+h 其中： h1為固定板厚度（20 mm），h2 為卸料板厚度（14mm），h3為導料板厚度 （6 mm）， h為附加長度，主要考慮凸模進 入凹模的深度（1mm）及模具閉合狀態(tài)下 卸料板到凸模固定板間的安全距離（15mm～20mm）等因素。 所以：L=20+14+6+1+17=58 mm　 凸模固定板材料可用45鋼，結構形式和尺寸規(guī)格見手冊﹝２﹞表15.57可得200×160×20 圖10： 凸模長度的確定 （3）凹模組件的尺寸確定和示意圖 凹模采用整體式凹模，各沖裁的凹模孔均采用線切割加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。 圖11： 整體式凹模的尺寸 凹模的長度選取要考慮以下因素： a)保證有足夠的安裝剛性卸料板的位置。 b)便于導尺發(fā)揮作用，保證送料粗定位精度。 選取凹模邊界為195mm×217mm。凹模材料選用Cr12制造，熱處理硬度為58～62HRC。 3.3.2定位裝置的設計與標準化 （1）始用擋料塊的設計與標準化（尺寸、位置、標準與示意圖） 圖12： 始用擋料銷的設計 擋料塊標記： 4536 GB/T2866.1—81 材料：45鋼 GB/699—88 熱處理：硬度43～48HRC 技術條件：按GB2870—81 （2） 固定擋料銷的設計與標準化 固定擋料銷的設計根據(jù)標準件，選用此擋料銷如圖 圖13： 固定擋料銷的結構 選用直徑φ8mm，h=4mm材料為45鋼A型固定擋料銷（JB/T7649.10—94） 根據(jù)分析選用廢料孔前端定位時擋料銷位置如圖 廢料孔前端定位時擋料銷位置 圖14： 固定擋料銷的位置 =C-()+0.1 ——擋料銷與導正銷的間距，mm C——連續(xù)模的步距，mm dr——導正銷的直徑，mm d——擋料銷頭部直徑，mm =53-()+0.1=52.85mm （3）導正銷的設計與標準化 導正銷主要用于級進模上，消除擋料銷的定位誤差，以獲得較精確的工件。導正銷的結構形式，結構設計，尺寸精度，材料的熱處理等可參照JB/T7647.1—94和JB/T7647.2—94選定。 導正銷的結構形式查手冊[2]選用如圖 圖15：導正銷的結構形式 D=d-2a D——導正銷直徑的基本尺寸 d——沖孔凸模直徑 2a——導正銷與孔徑兩邊的間隙 沖裁橢圓孔的導正銷 查表得h=0.6t 2a=0.05mm D=d-2a=10.15-0.05=10.10mm h=0.6×2.2=1.32mm （4）導料板的設計與標準化 經查表分析得]導料板長度L=200mm，寬度B=32mm ，厚度h=6mm 圖16： 導料板的設計 3.4標準模架的選用 由凹模周界可以選取標準模架。 凹模周界Ｌ＝200mm,B=160mm,閉合高度h1=220mm 材料為ZG45(ZG310-570),0I級精度的對角導柱模架。 導柱標記：283170 GB/T2861.1—90 323170 GB/T2861.1—90 導套標記：283100338 GB/T2861.6—90 323100338 GB/T2861.6—90 上模座標記：2003160340 GB/T2855.1—90 下模座標記：2003160345 GB/T2855.2—90 模柄標記：A503110 JB/T 7646.1 　　　　　　　 圖17：對角導柱示意圖 模柄與上模座的聯(lián)接采用壓入式的結構如圖17所示。 圖18： 壓入式的模柄 3.5卸料裝置的設計與標準化 在前面已經確定了采用剛性卸料板，設計卸料板為一整體板。本模具的卸料板不僅有卸料作用，還具有外形凸模的導向作用，并能對小凸模起保護作用。卸料板的邊界尺寸經查手冊[2]表15.28得： 卸料板長度L =200mm,寬度B=160mm厚度h0=14mm 此模具中，卸料板對沖孔落料凸模起導向作用，卸料板和凸模按H7/h6配合制造. 3.6聯(lián)接件的選用與標準化 本模具采用螺釘固定，銷釘定位。具體講 內六角螺釘標記：35鋼M8365 GB70—85 螺釘標記：35鋼M8330 GB68—76 圓柱銷釘標記：35鋼6365 GB 119—86 止動圓柱銷標記：35鋼436GB119—86 第4章 繪制模具總裝圖和非標準件工作圖 4.1總裝圖 前面各節(jié)已經設計好了手柄手柄沖孔落料連續(xù)模各零件，根據(jù)前面的設計，手柄沖孔落料連續(xù)模的總裝圖如下。 圖19：連接片沖孔落料連續(xù)?？傃b圖 1-上模座 2-導套 3-定位銷 4-導柱5-下模座6-凹模板7-導料板8-卸料板9-凸模10-凸模固定板11-圓柱銷12-止動銷13-模柄14-螺釘15-內六角螺釘16-落料凸模17-墊板 4.2壓力機的選擇與校核 前面已經初選了壓力機。由8.3.5知，模座外形尺寸345×305mm,閉合高度180mm,有文獻[4]中，JC23—35型壓力機工作臺尺寸為610×380mm,最大閉合高度為280mm，連桿調節(jié)長度為60mm,所以在工作臺上加一35～90mm的墊板，即可安裝。模柄孔尺寸也于本副模具所選模柄尺寸相符。 4.3模具零件材料選用一覽表 表3： 模具材料的選用 19 始用擋料塊 2 45鋼 4536 GB/T2866.1—81 18 固定擋料銷 1 45鋼 φ8mm，h=4mm A型 JB/T7649.10—94 17 凸模固定板 1 45鋼 16 落料凸模 1 Cr12 15 內六角螺釘 10 35鋼 M8365 GB70—85 14 螺釘 1 35鋼 M8330 GB68—76 13 模柄 1 Q235 A503110 JB/T 7646.1 12 止動銷 1 35鋼 436 GB119—86 11 圓柱銷 6 35鋼 6365 GB 119—86 10 凸模 1 Cr12 9 凸模 1 Cr12 8 卸料板 1 45鋼 7 導料板 2 6 凹模板 1 Cr12 2003160328 5 下模座 1 HT200 2003160345 GB/T2855.2—90 4 導柱 2 20 283170 GB/T2861.1—90 323170 GB/T2861.1—90 3 導正銷 2 45 2 導套 2 20 283100338GB/T2861.6—90 323100338 GB/T2861.6—90 1 上模座 1 HT200 2003160340 GB/T2855.1—90 序號 名稱 件數(shù) 材料 備注 4.4 模具的調試 模具裝配以后，必須在生產條件下進行試沖。通過試沖可以發(fā)現(xiàn)模具設計和制造的不足，并找出原因，對模具進行適當?shù)恼{整和休整，直到模具正常工作沖出合格制件為止。 沖裁模具經試沖合格后，應在模具模板正面打刻編號、沖模圖號、制件號、使用設備的型號、裝配釬工工號、制造日期等，并涂油防銹后經檢驗合格入庫。 4.5 模具調試過程中常見問題及其解決方法[5] 試沖常見故障 產生原因 調整方法 刃口相咬 1. 上模座、下模座、固定板、凹模、墊板等零件安裝面不平行 2. 凸模、導柱等零件安裝不垂直 3. 導柱和導套配合間隙過大，使導向不準 4. 卸料板的孔位不正確或歪斜，使沖孔凸模位移 1. 修整有關零件，重裝上模或下模 2. 重裝凸?；驅е? 3. 更換導柱或導套 4. 修整或更換卸料板 卸料不正常 1. 由于裝配不正確，卸料機構不能動作，如卸料板與凸模配合過緊，或因卸料板傾斜而卡緊 2. 橡皮的彈力不足 3. 凹模和下模座的漏料孔沒有對正，廢料不能排出 4. 凹模有倒錐度造成工件堵塞 1. 修整卸料板、頂板等零件 2. 更換橡皮 3. 修整漏料孔 4. 修整凹模 第5章 總結 連接片件屬于簡單沖裁件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計算確定本制件是兩次沖裁成的，然后相應選取各次沖裁時的壓力機。本設計主要是最后一次沖壓模具設計，需要計算沖壓時的間隙、工作零件的圓角半徑、尺寸和公差，并且還需要確定模具的總體尺寸和模具零件的結構，然后根據(jù)上面的設計繪出模具的總裝圖。 由于在零件制造前進行了預測，分析了制件在生產過程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應的工藝措施。因此，模具在生產零件的時候才可以減少廢品的產生。 連接片件的形狀結構較為簡單，高度不高適合選用標準模架。要保證零件的順利加工和取件，必須有足夠的高度，因此需要改變導柱、導套的長度，以達到要求。模具工作零件的結構也較為簡單，它可以相應的簡化了模具結構。便以以后的操作、調整和維護。 連接片模具的設計，是理論知識與實踐有機的結合，更加系統(tǒng)地對理論知識做了更深切貼實的闡述。也使我認識到，要想做為一名合理的模具設計人員，必須要有扎實的專業(yè)基礎，并不斷學習新知識新技術，樹立終身學習的觀念，把理論知識應用到實踐中去，并堅持科學、嚴謹、求實的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術，為國民經濟的騰飛做出應有的貢獻。 致 謝 時光如電，歲月如梭，大學三年一晃而過，而我也即將離開我們尊敬的老師、友好的同學和熟悉的校園走進社會。在這畢業(yè)之際，作為一名工科的學生，畢業(yè)設計是一件必不可少的事。 畢業(yè)設計涉及的知識廣泛，很多都是我門的教科書上沒有的，這就需要自己到圖書館查找所需的資料。在設計中，涉及很多計算的問題，必須通過所學知識、相關的資料及自己的不斷努力才能解決。 在學校中，我們所學的主要是理論性知識，實踐性比較欠缺，而畢業(yè)設計就相當于實戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設計，可以把我們以前學的專業(yè)知識系統(tǒng)地聯(lián)系起來，使我們既溫故又學到更多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補我們實踐經驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎。 由于資質有限，很多知識掌握的不是很牢固，在設計的過程中難免要遇到很多問題，但經過課程設計，使我們有了一定的餓設計的經驗；同時在老師的悉心指導及同學的熱心幫助下，我克服了一個又一個的困難，使我的畢業(yè)設計不斷完善。在此，我在設計中不斷思考問題，研究問題，咨詢問題，汲取了更系統(tǒng)的專業(yè)知識，使自己的能力得到很大程度的提高。 最后，再次感謝楊老師、于老師等在這一段時間給予無私的指導和幫助，并向你們致以深深的敬意！在以后的工作上，不辜負你們對我們寄予的厚望！ 參考文獻 [1] 王孝培主編主編. 沖壓手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1988年2月 [2] 郝濱海編著. 沖壓模具簡明設計手冊[M]. 化學工業(yè)出版社，2005年1月 [3] 楊玉英主編. 實用沖壓工藝及模具設計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社， 2005年1月 [4] 中國機床總公司編著. 全國機床產品供貨目錄冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2002年6月 [5] 史鐵梁主編. 冷沖模設計指導[M].北京：機械工業(yè)出版社.1996年7月 [6]翟德梅主編.模具制造技術[M].河南機電高等?？茖W校 [7]王芳主編.冷沖壓模具設計指導[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1998 [8]任嘉卉主編.公差與配合手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2000 [9]李易、于成功、聞小芝主編.現(xiàn)代模具設計、制造、調試與維修實用手冊[M].北京：金版電子出版公司，2003 [10]彭建聲、秦曉剛編著.模具技術問答[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1996 [11]劉建超、張寶忠主編.沖壓模具設計與制造[M].北京:高等教育出版社,2002年11月 29