帶小圓孔U形筒形件-油箱蓋的沖壓模具設(shè)計(jì)【拉伸-沖孔復(fù)合模含11張CAD圖帶過程卡】
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帶小圓孔 U 形筒形件-油箱蓋的沖壓模具設(shè)計(jì)【拉伸-沖孔復(fù)合?！空?本模具設(shè)計(jì)題目為油箱蓋的落料,拉深,沖孔復(fù)合模,此零件需三道工序完成.體現(xiàn)了復(fù)雜零件的設(shè)計(jì)要求,內(nèi)容及方向.具有一定的設(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)雜的沖壓模做好了鋪墊和吸取了更深該的經(jīng)驗(yàn).本設(shè)計(jì)運(yùn)用沖壓模具設(shè)計(jì)與制造工藝基礎(chǔ)知識(shí),首先分析了端蓋零件的外形,尺寸,精度要求,進(jìn)行了工藝分析,考慮到此零件為圓形零件,對(duì)同軸度要求較高,因此采用復(fù)合模工藝方案.然后根據(jù)零件的外形尺寸計(jì)算毛坯總體尺寸,設(shè)計(jì)排樣圖及計(jì)算材料利用率及壓力中心最后計(jì)算出工作部分尺寸,模具總體尺寸,總體尺寸包括工作零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),卸料裝置的設(shè)計(jì)以及固定零件的設(shè)計(jì)與運(yùn)用.本模具的特點(diǎn)是推板在彈頂器,頂桿的作用下,處于最上位置,定位板固定坯料,上模部分下降,利用凸凹模和成形推板進(jìn)行彎曲 ,上模繼續(xù)下降,推動(dòng)成形推板下降,此時(shí)由落料凹模,在成形推板內(nèi)裝有 6 根頂桿,開模時(shí)可使工件抬起,便于取件.關(guān)鍵詞:拉深模 復(fù)合模 凸凹模 The Piercing Die Design Of Tank CoverAbstract: This mold design topic for the straining die, falls the material, the punch holes superposable die, this components need three working procedures to complete. Has manifested the complex components design request, the content and the direction. Has certain design significance, through further strengthened the elementary knowledge to this components mold design which the designer ramming mold designs, for designed more complex flushes the die to complete the upholstery and to absorb a deeper this experience.This design utilization ramming mold design and the manufacture craft elementary knowledge, has first analyzed the end cover components contour, the size, the precision request, has carried on the craft analysis, considered this components are the circular components, is high to the proper alignment request, therefore uses the superposable die craft plan. Then the basis components external dimensions computation semifinished materials overall size, a design row of specimen map and the computation material use factor and the center of pressure last count is present at work makes the partial sizes, the mold overall size, the overall size including the work spare part structural design, the dumping device design as well as the fixed components design and the utilization.This mold characteristic is the small end cover drawing, falls the material, the punch holes superposable die.The formed push pedal goes against in the ball, under the roof bar function, is in on most the position, the nursery lives the semifinished materials, the top die part drops, the use convex-concave mold and the formed push pedal carry on the drawing and press the shape, the top die continue to drop, impel the formed push pedal to drop, this time by falls the material concave mold, the convex-concave mold carries on falls the material, then flushes the bottom hole. When formed push pedal and dead plate contact, then carries on the reshaping. Is loaded with 6 roof bars in the formed push pedal, operates when the mold may cause the work piece to lift, is advantageous for takes.Key words: The straining die compound die Falls the material convex-concave mold 目 錄1 緒論 …………………………………………………………………………………11.1 沖壓的概念、特點(diǎn)及應(yīng)用………………………………… …………………11.2 沖壓的基本工序及沖壓的基本類型…………………………………………2 1.3 沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向…………………………………………… …22 油箱蓋沖壓工藝的分析………………………………………………………………42.1 油箱蓋工藝分析…………………………………………………… ………42.2 確定工藝方案和工藝計(jì)算………………………………………………… …42.2.1 沖材工藝方案的確定…………………………………………………… 42.2.2 毛坯尺寸算…………………………………………………………… 52.2.3確定是否用壓圈…………………………………… ……………… … 52.2.4 排樣及相關(guān)計(jì)算…………………… ………………… ……………… 52.3 設(shè)計(jì)沖壓與壓力中心,初選壓力機(jī)…………………… …………………… 72.3.1 沖裁力……………………………………………………………………7 2.3.2 壓力中心…………………………………………………………………82.3.3 計(jì)算凸凹模刃口尺寸及公差……………………………………………83 模具的總體設(shè)計(jì)…………… ……………………… ………… ……………………103.1 模具類型的選擇…………………… … ……………………… …………10 3.1 模具類型的選擇………………… ……………………………………… 10 3.3 卸料出件方式的選擇……………… ……………… ………………………103.4 導(dǎo)向方式的選擇……………………………………………………………104 模具工作零件的設(shè)計(jì)…………………………………………………114.1 主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………… ……………………………114.1.落料凹?！?……………………114.1.2 沖孔凸?！?………………… ……………114.2 其它零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與選用………………………………………………134.2.1 彈性元件的設(shè)計(jì)………… ………………………… ………………… 13 4.2.2 導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì)…………… ………………………………………… 13 4.2.3 模柄……………………………… …………………………………… 134.2.4 緊固零件及定位零件的設(shè)計(jì)…………………………………………144.2.5 卸料與出件零件的設(shè)計(jì)………………………………………………154.2.6 選用模架、確定閉合高度及總體尺寸…………………………………155 模具總裝圖…………………………………………………………………………176 模具零件加工工藝……………………………… ………………………………18結(jié)束語…………………………………………………………………………………21致謝……………………………………………………………………………………22參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………23 01 緒 論近幾年來，我國(guó)模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具設(shè)計(jì)與制造水平有了較大提高，大型、精密、復(fù)雜高效和長(zhǎng)壽命模具的需求量大幅度增加，模具質(zhì)量、模具壽命明顯提高，模具交貨期較前縮短，模具 CAD/CAM 技術(shù)也得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。1.1 沖壓的概念、特點(diǎn)及應(yīng)用 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）上的模具對(duì)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。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡(jiǎn)稱沖模。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，與機(jī)械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)如下。(1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化.（2）沖壓時(shí)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(zhǎng),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(fù)雜的零件，加上沖壓時(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強(qiáng)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。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(dāng)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(jī)、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(dāng)?shù)拇螅賱t60%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)中不諒采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、快速進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實(shí)現(xiàn)的1.2 沖壓的基本工序及沖壓的基本類型由于沖壓加工的零件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同，因而生產(chǎn)中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來，可分為分離工序和成形 1工序兩大類； 上述兩類工序，按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序，每種基本工序還包含有多種單一工序。在實(shí)際生產(chǎn)中，又可將其分為復(fù)合-級(jí)進(jìn)和復(fù)合- 級(jí)進(jìn)三種組合方式。沖模的結(jié)構(gòu)類型也很多。通常按工序性質(zhì)可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模等。但不論何種類型的沖模，都可看成是由上模和下模兩部分組成，上模被固定在壓力機(jī)工作臺(tái)或墊板上，是沖模的固定部分。1.3 沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料不斷涌現(xiàn)，因而促進(jìn)了沖壓技術(shù)的不斷革新和發(fā)展。其主要表現(xiàn)和發(fā)展方向如下。巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)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(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。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(guó)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(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)沖壓成形理論的研究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成形過程應(yīng)力應(yīng)變分析、板料變形規(guī)律研究及坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進(jìn)展。特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進(jìn)一步完善，近年來國(guó)內(nèi)外已開始應(yīng)用塑性成形過程的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模擬金屬的塑性成形過程，根據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計(jì)人員可預(yù)測(cè)某一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并通過在計(jì)算機(jī)上選擇修改相關(guān)參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)。這樣既節(jié)省了昂貴的試模費(fèi)用，也縮短了制模周期。在沖模的設(shè)計(jì)制造上,目前正朝著以下兩方面發(fā)展:一方面,為了適應(yīng)高速、自動(dòng)、精密、安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展；另一方面，為了適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡(jiǎn)易沖模及其 2制造技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件，高精度、高壽命、高效率的沖模需要高精度、高自動(dòng)化的沖壓設(shè)備相匹配。模具的標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn)，已得到模具行業(yè)和廣泛重視。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(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)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、在洛陽中國(guó)一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于冷沖模具、塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富和加深了對(duì)各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下和在工廠師傅的講解下，我們對(duì)于模具的設(shè)計(jì)和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識(shí)。同時(shí)在實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體并查閱了很多相關(guān)資料，通過這些實(shí)踐，我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過在圖書館借閱相關(guān)手冊(cè)和書籍，更系統(tǒng)而全面了細(xì)節(jié)問題。鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設(shè)計(jì)工作者應(yīng)有的素質(zhì)。設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中難免有不妥之處，肯請(qǐng)各位老師指正。2.油箱蓋沖壓工藝的分析2.1 油箱蓋工藝性分析 如圖所示: 3沖壓技術(shù)要求:1. 材料:鍍鋅鐵皮2. 材料厚度:2mm3. 生產(chǎn)批量:大批量4. 未注公差:按 IT14 級(jí)確定.該零件材料為鍍鋅鐵皮，該工件屬于較典型圓筒形件拉伸,形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱。所有尺寸均為自由公差，可看作 IT14 級(jí)對(duì)工件厚度變化沒有作要求，只是該工件作為另一零件的蓋，口部尺寸∮77 可稍作小些，而沖孔可在拉伸時(shí)進(jìn)行，因此，應(yīng)采用拉伸沖孔復(fù)合模具。2.2 確定工藝方案與工藝計(jì)算.2.2.1 工藝方案的確定該沖裁件包括拉伸和沖孔兩個(gè)基本工序,可以有以下三種工藝方案:方案一:先拉伸,后沖孔.采用單工序沖裁.方案二:拉伸-沖孔復(fù)合沖壓.采用復(fù)合模生產(chǎn).方案三:拉伸級(jí)進(jìn)沖壓.采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn).零件屬于大批量生產(chǎn),采用方案一要兩副模具,生產(chǎn)率低,難以滿足大批量生產(chǎn)的要求;方案二,只需一副模具，盡管模具結(jié)構(gòu)較單工序復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，模具制造并不困難。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率高，但模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，送進(jìn)操作不方便，加之工件尺寸偏大。通過上述三種方案的分析比較,則第二種方案較好. 42.2.2 毛坯尺寸計(jì)算根據(jù)表面積相等原則，用解析法求該零件的毛坯直徑 D。（1－1）2256.07.14rdHdD???D=93.62mm注:該制件 ㎜， ,由于零件的相對(duì)高度 h/d 很小,并且高度尺4.115.074?d寸要求不高,所以不用切邊工序,可計(jì)算出 mm.62.93D2.2.3 確定是否用壓邊圈由于相對(duì)厚度 ，查表 4.4.4 得，不需要采用壓邊圈。%1.206.932%10????Dt2.2.4 排樣及相關(guān)計(jì)算采用有廢料直排的排樣方式較好相關(guān)計(jì)算如下: 5aa11aB圖 3-對(duì) 3-1 圖有：查表 2.5.2，表 2.5.3，表 2.5.4，表 2.5.5，取 a=1.8mm,a1=1.5mm, △=0.6mm Cmin=0.5mm.因此根據(jù)式 2.5.5，條料的寬度為B =（Dmax+2a+C） = =97.720-1mm0??0?? 01.5)2X8(93.6??進(jìn)距為:s=D+a 1=93.62+1.5=95.12mm根據(jù) 3-14，導(dǎo)板間距為：B0=B+Cmin= Dmax+2a+2C=97.72+0.5=98.22mm由零件圖在 CAD 用計(jì)算機(jī)算得一個(gè)零件的面積 A 為 6880.293mm 2一個(gè)步距內(nèi)的坯料面積:BXS=97.72X95.12=9295.13mm ,2因此材料利用率為:η=(A/BS)X100% 6=(6880.3/9295.13)X100%=74%查板材標(biāo)準(zhǔn),宜選 750*1000 的冷軋鋼板,每張鋼板可剪裁為 8 張條料(76*1000),每張條料可沖 10 個(gè)工件,故每張鋼板的材料利用率為 73.4﹪。由利用率可知,圖的排樣合理.2.3 設(shè)計(jì)沖壓力與壓力中心,初選壓力機(jī).2.3.1 沖裁力 根據(jù)零件圖,用 CAD 可計(jì)算出沖一次零件內(nèi)外周邊之和 L=238.36mm,又因?yàn)棣?300Mpa,t=2mm,取 K=1.3,則根據(jù)式 2.6.1,F=KLtτ=1.3X238.36X2X300=185.9KNt—沖裁件材料厚度（mm） 。推件力:由材料厚度取凹模刃口直壁高度 h≥6mm,為了修模時(shí)能保證模具仍具有足夠的強(qiáng)度,所以直壁高度取 h=6+6=12mm,故 n=h/t=12/4=3,查表 2.6.1,取 KT=0.55 則FT=n KT F=3X0.55X185.9=306.74 KNFT—推件力系數(shù),由手冊(cè)查得 Kt=0.55n—同時(shí)卡在凹模的工件(或廢料)數(shù),其中 n=h/t，t=3mm。T—料厚( mm)由于采用固定卸料和下出件方式,所以F∑= F+ FT=185.9+306.74=492.64 KN由式 3-23 應(yīng)選取的壓力機(jī)公稱壓力為:P0≥(1.1～1.3)F∑=(1.1～1.3)X492.64=640KN因此可選壓力機(jī)型號(hào)為 JD21-80.2.3.2 壓力中心由于該零件是對(duì)稱件，所以其壓力中心為其輪廓圖形的幾何重心上因?yàn)楸局萍? 7對(duì)稱零件，所以不用計(jì)算壓力中心。2.3.3 計(jì)算凸凹模刃口尺寸及公差由于該制件為圓形制件且形狀簡(jiǎn)單規(guī)則，因?yàn)樵摴ぜ目诓砍叽缫笈c另一件配合，此應(yīng)選擇凸凹模制作相對(duì)簡(jiǎn)單,所以設(shè)計(jì)時(shí)可分別加工設(shè)計(jì)，采用分別加工，按手冊(cè) 3 中凸、凹工作部分尺寸計(jì)算公式計(jì)算即拉伸凹模尺寸取∮76.1 +0.08 mm 相應(yīng)拉伸凸模尺寸取∮74 -0.05由圖知該零件屬于無特殊要求的一般沖孔落料件。對(duì)落料查表 2.3.3 得凸凹模間雙面間隙Zmin=0.246mm,Zmax=0.360mm. 對(duì)落料:DA=(DMAX-X⊿) +﹠A =(93.62-0.5*0.87)+0.035=∮93.185 +0.035DT=(DA-Zmin)-＆T =(93.185-0.246)-0.025=∮92.939 -0.025制造公差是查表 2.4.1 得且滿足﹠A+﹠T≤(Zmax –Zmin)校核 : δ 凸 +δ 凹 ≤Zmax- Zmin =0.42-0.36=0.06mm對(duì)于 93.185+0.035: 0.02+0.03=0.05mm<0.06mm對(duì)于 92.939-0.025: 0.03+0.03=0.06mm對(duì)于 11.265 : 0.02+0.02=0.04mm〈0.06mm由此可見所選取的凸、凹模制造公差是合適的。對(duì)沖孔查表 2.3.3 得凸凹模間雙面間隙 8Zmin=0.120mm, Zmax=0.160mm.對(duì)拉伸查表 4.8.2 得 Z=2 mm,落料尺寸偏差與摩擦系數(shù)⊿=0.87,X=0.5.對(duì)沖孔：DA=(DMAX-X⊿) +﹠A =（11.7-0.5*0.87) +0.035=∮11.265DT=(DA-Zmin)-＆T =（11.265-0.120） -0.025=∮11.145校核 : δ 凸 +δ 凹 ≤Zmax- Zmin =0.42-0.36=0.06mm0.02+0.02=0.04mm〈0.06mm ， 故所選公差是合適的拉伸尺寸偏差與摩擦系數(shù)⊿=0.747. X=0.75 由公式:落料制造公差可查得 δ=0.02，落料凹模制造公差為 δ=0.04，故對(duì)拉伸:DA=(DMAX-X⊿) +﹠A =(76.18-0.75*0.74)= ∮75.62 5+0.08DT=(DA-Zmin)-＆T =(75.625-2)= ∮73.625 -0.05經(jīng)過校核所選公差是合適的。 93.模具的總體設(shè)計(jì)3.1 模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合沖壓，所以模具類型為落料-拉伸-沖孔復(fù)合模。3.2 定位方式的選擇因?yàn)樵撃＞哂玫氖菞l料，所以導(dǎo)料采用導(dǎo)料銷，送進(jìn)步距采用固定擋料銷.3.3 卸料出件方式的選擇模具采用卸料板和彈簧墊卸料,下出件的方式,并利用安裝在壓力機(jī)工作臺(tái)下的標(biāo)準(zhǔn)緩沖器提供壓力。3.4 導(dǎo)向方式的選擇由于該零件較小,且為了便于使橫向與縱向送料都比較方便該復(fù)合模采用后導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。 104. 模具主要零部件設(shè)計(jì)4.1 主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1.1 落料凹模凹模的刃口形式采用文獻(xiàn) 1 圖 2-17b 所示的刃口形式，凹模的外形尺寸按手冊(cè) 1中式（2-25）和式（2-26）：凹模厚度 H=kb=0.24×126.64=30mm凹模壁厚 c=1.5H=45mm（取 26-40mm）這里取 40mm查手冊(cè)選標(biāo)準(zhǔn)凹模尺寸 250×160×20結(jié)構(gòu)和尺寸標(biāo)注如圖所示4.1.2 沖孔凸模根據(jù)所要沖的孔的尺寸設(shè)計(jì)凸模的結(jié)構(gòu)形式.如下圖所示: 11為了實(shí)現(xiàn)先落料后拉伸沖孔，模具裝配后，應(yīng)使拉伸凹模的端面比落料凹模的端面低，沖孔凹模的端面比拉伸凹模的端面低。所以如圖所示拉伸凸模，其長(zhǎng)度 L 可按下列公式計(jì)算：L 拉=H 固+H 凹-H 低=20mm+40mm-3mm=57mm式中：H 固——凸模固定板的厚度，H 固=20mmH 凹——凹模的厚度，H 凹=40mmH 低——裝配后，拉伸凸模的端面低于落料凹模的端面的高度，根據(jù)板厚的大小決定 H 低=3mm 12凸凹模由于型孔較多，為了防止淬火變形，除了采用工作部分局部淬火（硬度58～62HRC）外，材料也用淬火變形小的 CrWMn 模具鋼.落料凸模刃口部分為圓形,又在它里面開孔,裝配沖孔凸模和推件塊,為便于凸模和固定板的加工,可將這設(shè)計(jì)成銷釘和螺釘固定方式與固定板固定.凸模的尺寸根據(jù)導(dǎo)料螺釘尺寸、卸料板尺寸和安裝固定要求尺寸以及式 2.9.2 的 h，取 h15~20，因?yàn)檫@里的凹模刃口尺寸為 14 mm,在范圍之內(nèi)取 15mm 所以凸模的尺寸為L(zhǎng)=15+12+44+32+1=104mm.凸模材料：參照沖壓模具設(shè)計(jì)與制造選用 CrWMn.4.2 其它零部件的設(shè)計(jì)與選用4.2.1 彈性元件的設(shè)計(jì)彈簧在成形過程中一方面起壓力作用,另一方面還可以將成形后包在落料凸模上的廢料卸下,其壓力由標(biāo)準(zhǔn)緩沖器提供橡皮墊可以將沖孔廢料卸下,其卸料頂板提供.4.2.2 導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì)對(duì)于生產(chǎn)批量大、要求模具壽命高的模具，一般采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套來保證上、下模的導(dǎo)向精度。導(dǎo)柱、導(dǎo)套在模具中主要起導(dǎo)向作用。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用間隙配合。根據(jù)沖壓工序性質(zhì)、沖壓的精度及材料厚度等的不同，其配合間隙也稍微不同。因?yàn)楸局萍暮穸葹?3mm，所以采用 H7/f7。4.2.3 模柄模柄的作用是固定上模座于壓力機(jī)滑塊上時(shí)使模具的壓力中心與壓力機(jī)的壓力中心保證一致,所以,模柄的長(zhǎng)度不得大于壓力機(jī)滑塊里模柄的孔的深度,模柄直徑應(yīng)與模柄孔一致.根據(jù)模具的總體特點(diǎn),選用凸緣式模柄,此模柄用螺釘,銷釘與上模座緊固在一起,如下圖所示: 134.2.4 緊固零件及定位零件的設(shè)計(jì)螺釘規(guī)格的選用: 根據(jù)表 2.9.3,由凹模板的厚度可選用 M12,在根據(jù)實(shí)際要求,選取材料為 45 鋼.銷釘規(guī)格的選用: 銷釘?shù)墓Q直徑可取與螺釘大徑相同或小一個(gè)規(guī)格,因此選取材料為45 鋼.根據(jù)定位方式及坯料的形狀與尺寸,選用合適的標(biāo)準(zhǔn)定位零件.擋料銷: 固定擋料銷 由表 2.9.8 高度 h=5,選取材料為 45 鋼,查標(biāo)準(zhǔn) GB2866.11-81, X0.5導(dǎo)料銷: 導(dǎo)料銷是條料的側(cè)向進(jìn)行導(dǎo)向,以免歪斜的零件.導(dǎo)料銷一般為兩個(gè),并位于條料的同側(cè),本模具的導(dǎo)料銷為固定導(dǎo)料銷選用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu).材料為 45 鋼. 144.2.5 卸料與出件零件的設(shè)計(jì)卸料以固定板卸料和彈性卸料,出件是用推件塊往下,因此不用設(shè)計(jì)出件零件.固定卸料板的平面外形尺寸一般與凹模板相同,其厚度可取凹模厚度的 0.8~1 倍,所以卸料板的LXBXH=200X160X0.8X56=200X160X44,卸料板在此僅起卸料作用 ,凸模與卸料板間的雙邊間隙一般取 0.2~0.5mm,這里取 0.5mm,材料為 Q275.由以上根據(jù)凸模和凹?？稍O(shè)計(jì)出卸料板4.2.6 選用模架、確定閉合高度及總體尺寸由凹模外形尺寸 250×160，選后側(cè)導(dǎo)柱導(dǎo)套模架，再按其標(biāo)準(zhǔn)選擇具體結(jié)構(gòu)尺寸如下：表 3-1 模 架 規(guī) 格 選 用名稱 尺寸 材料 熱處理上模座 250×160×40 HT200下模座 250×160×45 HT200導(dǎo)柱 28×200 20 滲碳 58～62HRC導(dǎo)套 28×125×38 20 滲碳 58～62HRC固定板 250×160×20 45上、下墊板 250×160×10 45旋入式模柄 A32×100 Q235復(fù)合模模架要求剛性好，精度高，因此通常將上模座加厚 5～10mm 下模座加厚10～15mm（與 GB/T2851～2852-90 標(biāo)準(zhǔn)模架相比） ，因此上模座厚度 H 上模 取 40mm。上模墊板厚度 H 墊 取 10mm，固定板厚度 H 固 取 20mm，下模座厚度 H 下模 取 45mm，H1 中間墊 15板的厚度為 8 mm,H2 墊板的厚度為 8 mm,H3 固定板的厚度為 12 mm 那么，該模具的閉合高度：模架選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架,由于該零件較小橫向送料比較方便.導(dǎo)柱 d/mm×L/ mm 為∮25×170;導(dǎo)套 d/mm×L/ mm×D/ mm 分別為∮25×90×41.上模座厚度取 35 mm:即 H 上=35 mm上模座墊板取 20 mm,即 H 墊=20 mm固定卸料板厚度取 15 mm,即 H 卸=15 mm下模座厚度取:45 mm,即 H 下模=45 mm模具閉合高度 H 閉 H 凸凹模+H 上+H 墊+H 凸凹模+H 凸凹模+H 凹摸+H 凸模+H 下模-H 入- H 入=(35+20+52+52+40+20+30+45-19-19) mm=256 mm式中: H 凸凹?！淞?拉伸凸凹模的高度, H 凸凹模=52 mmH 凸凹?！獩_孔-拉伸凸凹模的高度, H 凸凹模=52 mmH 凹摸——落料凹摸的厚度, H 凹摸=40 mmH 凸?！獩_孔的凸模, H 凸模=52 mmH 入——凸凹模進(jìn)入落料凹模的深度, H 入=19 m mH 入——凸模進(jìn)入拉伸凸模的深度, H 入=19 mm可見該模具閉合高度在所選壓力機(jī) JD21-80 的閉合高度范圍(閉合高度:H=220~265)內(nèi)可以使用.由以上可得模架及其零件如圖所示(見設(shè)計(jì)圖紙).5 模具總裝圖由以上設(shè)計(jì)，可得到模具的總裝圖，其工作過程是：模具在工作時(shí)，板料以導(dǎo)料 16銷 13 和擋料銷 12 定位。上模下壓時(shí)，凸凹模外形和凹模 24 進(jìn)行落料， ；落下料卡在凹模中，同時(shí)沖孔凸模與凸凹模內(nèi)孔進(jìn)行沖孔，沖孔廢料卡在凸、凹?？變?nèi)?？ㄔ诎寄Ｖ械臎_件由橡膠帶動(dòng)推件裝置頂出凹模面?？ㄔ谕?、凹內(nèi)的沖孔廢料由推件裝置推出。1-螺栓銷 2-卸料板 3-上模板 4-彈簧 5-凸凹模 6-墊板 7-圓柱銷 8-打桿 9-模柄 10-打板 11-銷釘 12-卸料螺釘 13-導(dǎo)套 14-凸模 15-推料板 16-橡皮墊 17-卸料螺釘 18-圓柱銷 19-螺釘 20-凸凹模 21-螺釘 22-頂桿 23-壓邊圈 24-凹模 25-螺母 26-下模板 27-導(dǎo)柱 6 模具零件加工工藝本副沖裁模，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 17割加工技術(shù)，這些零件的加工就變得相對(duì)簡(jiǎn)單。拉深凸凹模的加工工藝過程如下表（3）所示：表 3 拉深凸凹模的加工工藝過程工序號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 工序簡(jiǎn)圖(示意圖)1 備 料 備毛坯尺寸： Ф98×115mm2 熱 處 理 退 火3 車 留單邊余量 0.54 熱 處 理 調(diào) 質(zhì)5 磨 平 面 磨外圓，上下平面6 鉗工劃線 劃出各孔位置線7加工螺釘孔、安裝孔及穿絲孔按位置加工螺紋孔、銷釘孔及穿絲孔等8 熱 處 理按熱處理工藝，淬火回火達(dá)到 58-62HRC9 磨 精磨外圓10 線 切 割 按圖線切割，輪廓達(dá)到尺寸要求11 鉗工精修 全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求12 檢 驗(yàn) 按產(chǎn)品零件圖檢驗(yàn) 18加工翻邊凸模過程如下：表 4 翻邊凸模加工工藝過程工序號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 工序簡(jiǎn)圖(示意圖)1 備 料 備毛坯尺寸 98×115mm?2 熱處理 退火3車 削 車削毛坯輪廓，留 0.3mm 單邊余量4 熱處理按熱處理工藝，淬火回火達(dá)到 58-62HRC5 磨 精磨外圓6 表面拋光表面拋光達(dá)到 輪廓達(dá)到尺寸要求 6520.8R7 檢 驗(yàn) 按產(chǎn)品零件圖檢驗(yàn)凹模的加工工藝過程如下表（5）所示：表 5 凹模加工工藝過程 工序號(hào) 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 工序簡(jiǎn)圖(示意圖) 191 備 料 將毛坯鍛成長(zhǎng)方體1010×440×54mm2 熱 處 理 退 火3 粗 刨刨六面達(dá)到1005×435×50mm，互為直角4 熱 處 理 調(diào) 質(zhì)5 磨 平 面 磨六面，互為直角6 鉗工劃線 劃出各孔位置線7 銑漏料孔 達(dá)到設(shè)計(jì)要求8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9 熱 處 理按熱處理工藝，淬火回火達(dá)到 60-62HRC10 磨 平 面 精磨上、下平面11 線 切 割按圖切割型孔達(dá)到尺寸要求12 鉗工精修 全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求13 檢 驗(yàn) 按產(chǎn)品零件圖檢驗(yàn)結(jié)束語經(jīng)過近段的努力，在老師和同學(xué)們的指導(dǎo)和幫助下，我順利地完成了這次的畢業(yè) 20設(shè)計(jì)任務(wù)。經(jīng)過這次的設(shè)計(jì)任務(wù)，使我對(duì)模具設(shè)計(jì)，特別是模具的設(shè)計(jì)過程有了進(jìn)一步地了解；對(duì)模具的基本結(jié)構(gòu)、組裝、調(diào)試、加工制造等方面有了深刻理解。在設(shè)計(jì)的過程中，通過對(duì)制件的分析和對(duì)模具的設(shè)計(jì)的研究時(shí)，能夠較好地將課本上的理論知識(shí)應(yīng)用與設(shè)計(jì)當(dāng)中，并且能夠從整體，宏觀上去研究、分析、考慮設(shè)計(jì)問題。同時(shí)，在這次的設(shè)計(jì)過程中，還很大地程度上鍛煉了自己的動(dòng)手能力，如：親自去收集和查找有關(guān)資料，并從中又學(xué)會(huì)了一門新的課程《如何查找資料和文獻(xiàn)》 ；其次，通過搜尋大量的資料，還大大地鍛煉了自己的畫圖、看圖、排版等方面的能力。最重要的是，經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我真正地感受到了集體的力量和學(xué)習(xí)方法。在設(shè)計(jì)過程中，難免會(huì)遇到技術(shù)或其他方面的難題，但是通過老師的指導(dǎo)和與同學(xué)們的交流和虛心地請(qǐng)教都得到了解決，使我最終順利地完成設(shè)計(jì)。由于本人的水平有限，經(jīng)驗(yàn)不足，在設(shè)計(jì)當(dāng)中如有不妥之處，還懇請(qǐng)各位老師指導(dǎo)更正。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我從新系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了所學(xué)專業(yè)知識(shí)，同時(shí)也鞏固了先前學(xué)到的知識(shí)，同時(shí)感觸最深刻的是：所學(xué)知識(shí)只有在應(yīng)用中才能更深刻理解和長(zhǎng)時(shí)間記憶。對(duì)一些原來一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識(shí)。特別是原來所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測(cè)量、冷沖模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解，使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。同時(shí)還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)過程中要考慮的問題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費(fèi)材料，保證工件的經(jīng)濟(jì)性、加工工藝的合理性。從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個(gè)人認(rèn)識(shí)事物所必經(jīng)的一般過程，我對(duì)模具的認(rèn)識(shí)過程亦是如此。經(jīng)過近三個(gè)月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)，為將來走上工作崗位奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 21參考文獻(xiàn)[1]陳錫棟、周小玉主編.實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)[ 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