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1 摘 要 隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的深入 模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所發(fā)揮的作用越來(lái)越明顯 模具設(shè)計(jì)水平的高低直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量 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(chēng) 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(duì)材料進(jìn)行冷變形加工 且主要采用板料來(lái)加工成所需零件 所以也叫冷沖壓或板料沖壓 沖壓是材料壓力加 工或塑性加工的主要方法之一 隸屬于材料成型工程術(shù) 該扇形通氣葉片是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部零件 它是汽車(chē)運(yùn)行過(guò)程控制氣體流動(dòng)及速度 的控制核心 在大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)中起著重要作用 被控對(duì)象都是功率的執(zhí)行器件功率接口 技術(shù)已是該通氣葉片發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù) 設(shè)計(jì)中分析了通氣葉片零件 的結(jié)構(gòu)及工藝性 擬訂該零件的沖壓工藝為 沖孔 落料 討論了復(fù)雜沖裁零件毛坯 展開(kāi)形狀和尺寸的確定方法 對(duì)關(guān)鍵零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作了詳細(xì)闡述 并指出了模具設(shè) 計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng) 落料 沖孔級(jí)進(jìn)模是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn) 將落料沖孔集中于一套模具中 使得沖件的質(zhì) 量和生產(chǎn)效率較高 滿(mǎn)足了生產(chǎn)需要 通過(guò)超鏈接使其能在 AutoCAD 環(huán)境下方便調(diào)用 由此將傳統(tǒng)的模具 CAD 從計(jì)算機(jī)輔助繪圖提升到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)層次 關(guān)鍵詞 沖壓工藝 級(jí)進(jìn)模的采用 AutoCAD 軟件的運(yùn)用 2 Abstract With the deepening of the global economic integration mould industry in the national economy role of more and more apparent Die design level directly influence the quality of the products Stamping is to use in stamping equipment installation mainly press of the mould pressure on the material make its produce separation or plastic deformation and will obtain the needed parts known as press or stamping of a pressure processing method Stamping is usually at normal temperature on the material deformation processing cold and mainly USES the sheet metal processing into the parts so also called cold stamping or sheet metal stamping Stamping is material processing or plastic processing pressure is one of the main methods in material molding engineering method The fan ventilation is the car engine blades of the internal parts it is the operation process control and speed of the gas flow control core and in most plays an important role in the engine The controlled object is the power of the executive device interface technology has is the power of the application of engine system ventilation leaves a key technology Design of the ventilation of the leaf analysis parts structure and technology and formulate the components of the stamping process for punching dropping material discusses complex cutting parts blank development method to determine the shape and size The key parts of the structure design were discussed in detail and points out that the mould design considerations Dropping material punching progressive die is the focus of this design will blanking punching focused on a set of mould make the salt pieces of quality and production efficiency is higher meet the needs of production Through the links to make it in AutoCAD environment which will call for the traditional mould CAD in computer assistant drawing to ascend to the computer aided design level Key words Stamping process use of progressiving AutoCAD the use of software 3 引 言 目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)正處于高速發(fā)展階段 國(guó)際上經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展趨勢(shì)日趨明顯 這為我 國(guó)模具工業(yè)高速發(fā)展提供了良好的條件和機(jī)遇 一方面 國(guó)內(nèi)模具市場(chǎng)將繼續(xù)高速發(fā) 展 另一方面 模具制造也逐漸向我國(guó)轉(zhuǎn)移以及跨國(guó)集團(tuán)到我國(guó)進(jìn)行模具采購(gòu)的趨向 也十分明顯 因此 放眼未來(lái) 國(guó)際 國(guó)內(nèi)的模具市場(chǎng)總體發(fā)展趨勢(shì)前景看好 預(yù)計(jì) 中國(guó)模具將在良好的市場(chǎng)環(huán)境下得到高速發(fā)展 我國(guó)不但會(huì)成為模具大國(guó) 而且一定 逐步向模具制造強(qiáng)國(guó)的行列邁進(jìn) 十一五 期間 中國(guó)模具工業(yè)水平不僅在質(zhì)和量 的方面有很大提高 而且在行業(yè)結(jié)構(gòu) 產(chǎn)品水平 開(kāi)發(fā)創(chuàng)新能力 企業(yè)的體制與機(jī)制 以及技術(shù)進(jìn)步的方面也會(huì)取得較大發(fā)展 在取得成就的同時(shí)問(wèn)題也同樣凸顯出來(lái) 目 前人才短缺的問(wèn)題已成為中國(guó)各地模具企業(yè)普遍問(wèn)題 人才短缺已成為制約模具技術(shù) 水平進(jìn)一步提高 模具行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸 這就需要高校培養(yǎng)高技術(shù)人才來(lái)滿(mǎn)足 社會(huì)的需求 而實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)是高等工程技術(shù)人才培養(yǎng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié) 也是 高等工程教育教學(xué)改革的重要課題之一 塑性成形與模具專(zhuān)業(yè)是實(shí)踐性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè) 對(duì)動(dòng)手能力要求比較高 因此 實(shí)驗(yàn)教 學(xué)是工藝課程教學(xué)中的重要教學(xué)環(huán)節(jié)之一 是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的重要手段 目 前的成型工藝課程實(shí)驗(yàn)大多為驗(yàn)證型的 難以激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)參與和設(shè)計(jì)探 隨著我國(guó) 工業(yè)的迅速發(fā)展 工業(yè)產(chǎn)品的外形在滿(mǎn)足性能要求的同時(shí) 變的越來(lái)越復(fù)雜 而產(chǎn)品 的制造離不開(kāi)模具 利用計(jì)算機(jī)輔助軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)＞咴O(shè)計(jì)不但提高模具的制造精度 而且還縮短了設(shè)計(jì)及加工的時(shí)間 這就要求學(xué)生可以掌握一些高級(jí)的計(jì)算機(jī)軟件 而 DYNAFORM正是當(dāng)代工業(yè)中一款CAE軟件 CAE技術(shù)就是計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù)是計(jì)算機(jī)技 術(shù)和工程分析技術(shù)相結(jié)合形成的新興技術(shù) CAE軟件是由計(jì)算力學(xué) 計(jì)算數(shù)學(xué) 結(jié)構(gòu)動(dòng) 力學(xué) 數(shù)字仿真技術(shù) 工程管理學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合 而形成一種綜合性 知識(shí)密 集型信息產(chǎn)品 CAE的核心技術(shù)是有限元理論和數(shù)字計(jì)算方法 隨著模具工業(yè)的發(fā)展 對(duì)金屬板料成形質(zhì)量和實(shí)驗(yàn)?zāi)＞咴O(shè)計(jì)效率要求越來(lái)越高傳統(tǒng)基于經(jīng)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)＞咴O(shè)計(jì) 方法已無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要 需要一種能認(rèn)識(shí)塑性成形過(guò)程規(guī)律 以較小的 代價(jià) 在較短的時(shí)間內(nèi)找到最優(yōu)的或可行的設(shè)計(jì)方案的模擬方法 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的 不斷進(jìn)步以及有限元技術(shù)的不斷發(fā)展 近年來(lái) 發(fā)展了用有限元法對(duì)板料成形過(guò)程進(jìn) 行計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬分析的新技術(shù) 其中冷沖壓成形是一種歷史悠久的金屬加工工藝 隨著工業(yè)水平的不斷進(jìn)步 冷沖壓技術(shù)和設(shè)備日益完善 在汽車(chē) 機(jī)械制造 電子電 器等行業(yè)中 沖壓加工得到了廣泛的應(yīng)用 大到汽車(chē)的覆蓋件 小到鐘表以及儀器儀 表元件 大多是由冷沖壓方法制成的 學(xué)習(xí) 研究和發(fā)展冷沖壓技術(shù) 對(duì)發(fā)展我國(guó)國(guó) 民經(jīng)濟(jì)和加速現(xiàn)代化工業(yè)建設(shè)具有重要意義 4 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 1 1 沖裁模設(shè)計(jì)題目 本設(shè)計(jì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)某通氣葉片的沖裁零件如圖 1 1 所示 圖 1 1 TQ YP 01 產(chǎn)品零件圖 該零件的材料為 08 鋼 厚度 t 0 3mm 已知年產(chǎn)量為 20 萬(wàn)件 試確定沖裁工藝方案 并編制主要模具零件的加工工藝 1 2 零件的工藝性分析 1 結(jié)構(gòu)與尺寸 該零件為非圓扇形型 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 形狀對(duì)稱(chēng) 尺寸較大 其中 扇形外輪廓直徑 50mm 內(nèi)徑圓孔直徑 20 00 1mm 中圓環(huán)寬度 10 1 5t 最小孔徑適宜沖裁加工 20 00 1 1 3t 為防止沖裁時(shí)扇形與圓弧銜接處發(fā)生破裂 故采用了 R2mm 圓弧過(guò)渡 扇 形最外邊緣與中心軸的夾角為 60 因此 均適宜沖裁加工 5 2 精度要求 零件尺寸公差除 20 00 1該零件形狀簡(jiǎn)單 對(duì)稱(chēng) 是由圓弧和直線(xiàn)組成的 由文獻(xiàn) 4 附表 5 1 5 2 查得 沖裁件內(nèi)外所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為 IT10 孔中心與邊緣距 離尺寸公差為 0 12mm 將以上精度與零件簡(jiǎn)圖中所標(biāo)注的尺寸公差相比較 除尺寸 結(jié)構(gòu) 形狀要求 還要具有較高的耐熱與耐腐蝕性 精度要求能夠在沖裁加工中得到 保證 其它尺寸標(biāo)注 生產(chǎn)批量等情況 也均符合沖裁的工藝要求 可認(rèn)為該零件的 精度要求能夠在沖裁加工中得到保證 其它尺寸標(biāo)注 生產(chǎn)批量等情況 也均符合沖 裁的工藝要求 故決定采用利用凸模進(jìn)行定位 剛性卸料裝置 彈性卸料方式的沖孔 落料模進(jìn)行加工 3 材料要求 該材料為 08 鋼 抗剪強(qiáng)度為 T 300Mpa 斷后伸長(zhǎng)率為 25 此材料有良好的機(jī)械性 能 強(qiáng)度不大便于加工 而且密度小 沖裁加工性好 根據(jù)以上分析 該零件的工藝性較好 可以沖裁加工 6 第二章 確定沖裁工藝方案分析 2 1 沖壓工藝方案種類(lèi) 該工件包括落料 沖孔兩個(gè)基本工序 可有以下三種工藝方案 方案一 先沖孔 后落料 采用單工序模生產(chǎn) 方案二 采用落料 沖孔同時(shí)進(jìn)行的復(fù)合模生產(chǎn) 方案三 沖孔 落料級(jí)進(jìn)沖壓 采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn) 2 2 工藝方案的比較 根據(jù)以上三種方案 方案一 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 制造方便 但需要兩道工序 兩副模具 成本相對(duì)較高 生產(chǎn)效率低 且更重要的是在第一道工序完成后進(jìn)入第二道工序必然會(huì)增大誤差 使 工件精度 質(zhì)量大打折扣 達(dá)不到所需的要求 難以滿(mǎn)足生產(chǎn)需要 故而不選此方案 可考慮采用的沖裁工藝方案后倆種 即 復(fù)合沖裁和級(jí)進(jìn)沖裁 方案二 采用復(fù)合模加工 復(fù)合模的特點(diǎn)是生產(chǎn)率高 沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對(duì) 位置精度高 沖模的輪廓尺寸較小 但復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜 制造精度要求高 成本高 復(fù)合模主要用于生產(chǎn)批量大 精度要求高的沖裁件 方案三 采用級(jí)進(jìn)模加工 級(jí)進(jìn)模比單工序模生產(chǎn)率高 減少了模具和設(shè)備的數(shù)量 工件精度較高 便于操作和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化 對(duì)于特別復(fù)雜或孔邊距較小的沖壓件 用簡(jiǎn)單?；驈?fù)合模沖制有困難時(shí) 可用級(jí)進(jìn)模逐步?jīng)_出 但級(jí)進(jìn)模輪廓尺寸較大 制 造較復(fù)雜 成本較高 一般適用于大批量生產(chǎn)小型沖壓件 比較方案二與方案三 對(duì)于所給零件 該零件尺寸不大 料薄 大批量生產(chǎn)的情況 下 可采用復(fù)合沖裁 但沖件上孔與邊緣之間的距離過(guò)小 受凸凹模強(qiáng)度的限制 其 出件和廢料清除較麻煩 工作安全性和生產(chǎn)率不如級(jí)進(jìn)沖裁 不宜采用復(fù)合沖裁而宜 用級(jí)進(jìn)沖裁 7 第三章 確定模具總體結(jié)構(gòu)方案 3 1 模具類(lèi)型 根據(jù)零件的沖裁工藝 采用級(jí)進(jìn)沖裁模 3 2 操作與定位方式 雖然零件的生產(chǎn)批量較大 但合理的工送料方式能夠達(dá)到批量要求 且能降低 具成本 因此采用手工送料方安排生產(chǎn)可用手式 考慮零件尺寸較小 材料厚度薄 為了便于操作和保證零件的精度 宜采用凸模和固定擋料板定位方式 3 3 卸料與出件方式 采考慮到零件厚度薄用自然卸料方式 為了便于操作 提高生產(chǎn)率 沖件 和廢料采用由凸模定位直接從凹模孔推下 可以采 用彈性卸料出件方式 3 4 模架類(lèi)型及精度 由于零件厚度薄 沖裁間隙小 以級(jí)進(jìn)模 因此采用導(dǎo)向平穩(wěn)的后側(cè)導(dǎo) 模架 考慮零件精度要求不高 但沖裁間隙較小 因此采用 I 級(jí)模架精度 8 第四章 模具與設(shè)計(jì)計(jì)算 4 1 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 該零件形狀簡(jiǎn)單 對(duì)稱(chēng) 是由圓弧和直線(xiàn)組成 材料厚度薄 尺寸小 形狀對(duì) 稱(chēng) 因此可采用直線(xiàn)排樣 如圖 1 2 所示 如圖 1 2 直排式 根據(jù)排樣圖的幾何關(guān)系 通過(guò)查文獻(xiàn) 1 表 2 12 與查文獻(xiàn) 2 表 2 29 表 2 3 和表 2 32 可取 a 1 2mm a1 1mm 0 4mm Z 0 5mm b1 1 3mm y 0 1mm Dmax 50mm 因采用無(wú)側(cè)壓裝置 故條料寬度為 B0 Dmax 2a 0 50 2 1 2 52 4mm 進(jìn)距為 S 100 1 101mm 導(dǎo)料板間距為 BO B Z Dmax 2a Z 52 2 1 2 0 5 54 9mm B0 B1 y 52 4 0 1 52 5mm 由零件圖可以近似算出 1 個(gè)零件的面積為 S 零件 S 大圓 S1 3354mm 注 S 1表示在圓面積除零件外的毛坯面積 1 個(gè)進(jìn)距內(nèi)的坯料面積為 B S 52 4 101 5292 4mm 因此材料的利用率為 A B s 100 3354 54 101 100 61 5 9 4 2 計(jì)算沖壓力與壓力中心 沖裁力 根據(jù)零件圖可算得 1 個(gè)零件外周邊之和 L1 2 R 3 4 r 3 120 308 4mm 該零件的內(nèi)孔周邊長(zhǎng)度之和為內(nèi)圓之周長(zhǎng) L2 2 r 1 62 8mm 故整個(gè)零件的內(nèi)外周邊沖裁長(zhǎng)度之總和 L 308 4 62 8 371 2mm 查文獻(xiàn) 1 表 1 6 表 2 36 剪應(yīng)力 T 250MPa t 0 3mm 取 K 1 3 則 F 沖 KLtT 1 3 308 6 250 0 3 30089N 卸料力 查文獻(xiàn) 2 表 2 36 取 Kx 0 05 則 F 卸 KXF 0 05 30089 1504 4N 推件力 根據(jù)材料厚度 可由一般經(jīng)驗(yàn)公式 F 推 0 1F 0 1 30089 3008 9N 采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖模時(shí) F F 沖 F 卸 F 推 30089 1504 4 3008 9 34602 3N 所以總的沖壓力 F 總 35KN 4 3 壓力機(jī)的選擇 在實(shí)際生產(chǎn)中 為了防止設(shè)備的超載 可按 F 壓 1 1 1 3 F 總 來(lái)估算壓力機(jī)公 稱(chēng)壓 根據(jù)以上得出的總沖壓力 應(yīng)選取的壓力機(jī)公稱(chēng)壓力 P0 1 1 1 3 F 總 1 1 1 3 35 38 5 45 5KN 該零件尺寸較小 沖裁力不大 按公稱(chēng)壓力選擇 考慮工廠(chǎng)實(shí)際情況可以取大 些的壓力機(jī) 因此由文獻(xiàn) 3 表 1 39 可選的壓力機(jī)機(jī)型號(hào)為 J23 16 的開(kāi)式可傾工作 臺(tái)壓力機(jī) 其主要參數(shù)如下 公稱(chēng)壓力 160 KN 滑塊行程 55mm 滑塊行程次數(shù) 120 次 s 最大 閉合高度 220mm 閉合高度調(diào)節(jié)量 45mm 工作臺(tái)尺寸前后 200mm 左右 300mm 直徑 210mm 墊板尺寸厚度 15mm 模柄孔尺寸 直徑 30mm 深度 55mm 床身最大可傾斜角 35 0 因沖裁件尺寸較小 沖裁力是很大 且選用了后側(cè)導(dǎo)柱模架 受力平穩(wěn) 估計(jì)壓力 中心不會(huì)超出模柄端面積之外 由零件圖故可知壓力中心的位置 10 4 4 計(jì)算凸 凹模刃口尺寸及公差 由于該零件采用級(jí)進(jìn)沖裁模的加工 由于材料薄 模具間隙小 故采用配作加工 加工時(shí)以凹模為制造基準(zhǔn) 只需計(jì)算凹模刃口尺寸 及公差 并將計(jì)算值標(biāo)注在凹模圖樣上即可 各凸模僅按凹模對(duì)應(yīng)的 尺寸標(biāo)注其基本尺寸 并注明按凹模的實(shí)際刃口尺寸配雙面間隙 0 03mm 1 落料凹模刃口尺寸 據(jù)由圖分析落料凹模刃口尺寸按磨損增大情況計(jì)算 凹模磨損后增大的尺寸 按公式 Ad Amax X 0 4 由文獻(xiàn) 2 查表 2 11 X 0 75 40 00 12 Ad1 40 0 75 0 12 00 12 4 39 91 00 03mm 100 0 12 A d2 100 0 75 0 24 00 24 4 99 82 00 06mm 2 沖孔凹模刃口尺寸 沖孔凹模均為圓形 故可按公式 dd dmin x zmin 0 4 由文獻(xiàn) 2 查表 2 11 X 0 75 20 00 02 d 20 0 75 0 02 0 03 00 02 4 19 98 00 005 11 第五章 設(shè)計(jì)選用模具零件 部件 繪制模具總裝配圖 5 1 凹模設(shè)計(jì) 凹模采用矩形板結(jié)構(gòu)和直接通過(guò)螺釘 銷(xiāo)釘與下模座固定的固定方式 因生產(chǎn)批量 較大 考慮凹模的磨損和保證沖件的質(zhì)量 凹模刃口采用直刃壁結(jié)構(gòu) 刃壁高度取 8mm 漏料部分沿刃口單邊擴(kuò)大 1mm 凹模輪廓尺寸計(jì)算如下 該零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相應(yīng)部分尺寸配制 保證雙面間隙值 Zmin Zmax 0 01mm 0 03mm 沿送料方向的凹模模型孔壁間的最大距離為 L 101mm 垂直于送料方向的凹模型孔壁的最大距離為 b 50mm 沿送料方向的凹模長(zhǎng)度為 L L 1 2C 101 2 1 103mm 垂直于送料方向的凹模寬度為 B b 2C 50 2 1 2 52 4mm 凹模厚度 b 1的確定 H K 1K2 0 1F 1 3 1 1 25 0 1 42000 1 3mm 20 2mm 取 K1 1 K 2 1 25 根據(jù)算得的凹模輪廓尺寸 選取與計(jì)算值相接近的標(biāo)準(zhǔn)凹模板輪廓尺寸 其大小為 L B H 200mm 160mm 40mm 凹模材料選用 CrWMn 工作部分熱處理淬硬 60 64HRC 5 2 凸模設(shè)計(jì) 落料凸模刃口部分設(shè)計(jì)成階梯行結(jié)構(gòu) 安裝部分設(shè)計(jì)成便于加工的長(zhǎng)圓形 通過(guò)鉚 接方式與固定板固定 落料工序中 采用凸模配合加工 以定位銷(xiāo)孔型凸模定位 基 本型卸料型凸模落料 以以上工序完成整個(gè)零件的加工 以上凸模的的材料也選用 CrWMn 工作部分熱處理淬硬 60 64HRC 沖孔凸模刃口部分為圓形 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 可采用直接卸料方式 因沖孔凸模直徑很小 所以需對(duì)最小凸模 20 00 02孔凸模進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核 凸模最小直徑的校核 強(qiáng)度校核 孔徑遠(yuǎn)大于材料厚度 故凸模的強(qiáng)度和剛度足夠 取凸模與卸料板的雙面間隙 0 02mm 不起導(dǎo)向作用 根據(jù)文獻(xiàn) 1 表 2 45 凸模的最小直徑 d 應(yīng)滿(mǎn)足 12 d 5 2tT b t 壓 5 2 0 3 250 1200 0 325 取 t 壓 1200MPa 而 dp2 d zmin 20 05 0 325 19 725mm 因 dp2 0 325mm 故凸模強(qiáng)度足夠 凸模最大自由長(zhǎng)度的校核 剛度校核 根據(jù)文獻(xiàn) 1 表 2 45 凸模最大自由長(zhǎng)度 L 應(yīng)滿(mǎn)足 L 90d 2 f1 2 90 20 1 3 3 14 19 7 0 3 250 1 2 46 6mm 所以 沖孔的凸模工作部分的長(zhǎng)度不能超過(guò) 46 6mm 取沖孔凸模工作部分的長(zhǎng)度為 42mm 落料凸模工作部分為 45mm 5 3 有關(guān)模具設(shè)計(jì)計(jì)算 卸料彈簧的選擇 根據(jù)卸料力 F 卸 1504 4N 可采用 2 個(gè)彈簧 此時(shí)每個(gè)彈簧負(fù)擔(dān)的 卸料力 F 預(yù) 750 2N 再根據(jù) F 預(yù) 的大小 由文獻(xiàn) 1 查表 1 31 初選沖模常用的圓柱 螺旋壓縮彈簧 GB T2089 1994 材料 60Si3MnA 熱處理 HRC43 48 彈簧兩端拼緊并磨 平 彈簧的選用參數(shù)為 材料直徑 6mm 取彈簧中徑 24mm 許用應(yīng)力 T 610MPa 試驗(yàn)載荷 Fs 1725 應(yīng)使選用的 彈簧最大工作負(fù)荷 Fs 大于 F 預(yù) 即 Fs F 預(yù) 沖裁時(shí)卸料板的工作行程 h2 t 1 1 3 考慮到凸模的修磨量 h3 5mm 彈簧的 壓量為 h1 故彈簧的總壓縮量為 h h1 h2 h3 h1 5 1 3 考慮卸料的可靠性 取彈簧在預(yù)壓量為 h1時(shí)就應(yīng)有 750N 的壓力 根據(jù)文獻(xiàn) 1 查表 1 32 初選的彈簧 自由高度 h0 hb 1 1fs 壓縮高度 hb n 1 0 5 d 總?cè)?shù) n1 n 2 d 8mm 工作極限負(fù)荷下變形量 fs D 2nT Gdkmm 有效圈數(shù) n fsGd4 8FsD3 工作極限負(fù)荷 Fs d 3T 許 8kD 根據(jù)以上公式可分別得出 Fs 1315N n 1 fs 27 4mm n1 3 hb 15mm h0 45 14mm 該彈簧在預(yù)壓量 h1時(shí) 卸壓力達(dá) 750N 即 h1 F 預(yù) fs Fs 750 27 4 1315 15 63mm 故 h 15 63 5 1 3 21 93mm fs 能滿(mǎn)足要求 注 k 曲度系數(shù) k 4c 1 4c 4 0 615 c c 旋繞度 c D d 彈簧裝配高度 h 裝 h0 h1 45 14 15 63 mm 29 51mm 根據(jù)凸 凹模及彈簧 卸料螺釘?shù)鹊牟贾?取卸料板的平面尺寸為 13 200mm 160mm 厚度為 15mm 根據(jù)文獻(xiàn) 1 查表 10 28 選擇上 下模板及模柄 采用 GB2851 1 81 后側(cè)帶導(dǎo)柱形 式模板 根據(jù)最大輪廓尺寸 220mm 180mm 選取相近規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)模板為 L B 200mm 160mm 上模板厚為 45mm 下模板為 50mm 由文獻(xiàn) 1 查表 10 43 按 GB2862 1 1981 選 A30 80 壓入式模柄 墊板 凸模固定板 考慮推件裝置在上模內(nèi)挖窩 采用墊板加固 墊板厚度取 15mm 固定板厚度取 20mm 固定板與墊板直徑均取 110mm 與凹模直徑相同 閉合高度 模具閉合高度應(yīng)為上模板 下模板 凹模 固定板 墊板等厚度的總和 即 H0 25 15 45 55 15 20 0 5 170 5mm 0 5mm 是考慮凸模進(jìn)入凹模的深度 根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整 可略有 增減 以制件完全分離為準(zhǔn) 所選壓力機(jī)閉合高度 Hmax 220mm Hmin 220 70 150mm 滿(mǎn)足 Hmax 5mm H 0 Hmin 10mm 導(dǎo)柱 導(dǎo)套 按 GB2861 2 81 選 d 28mm 其中導(dǎo)柱長(zhǎng)度有 110 180mm 模具閉合 高度 H0 170 5mm 選最長(zhǎng)的導(dǎo)柱長(zhǎng) L 130mm 按 GB2861 6 90 選 d 32mm 導(dǎo)套 其中長(zhǎng)度有 80 85 100 110mm 可選較大的 100mm 卸料螺釘 按 GB2867 6 81 選 d 10mm 的帶肩卸料螺釘 螺柱長(zhǎng) L 80mm 14 第六章 繪制正規(guī)模具總裝配圖和非標(biāo)準(zhǔn)模具零件圖 模具總裝配如圖所示 落料凸 凹模 沖孔凸模 凸模固定板和卸料板分別如圖 1 3 1 8 所示 如圖 1 3 零件沖孔落料級(jí)進(jìn)?？傃b配圖 15 6 1 大沖孔凸模 技術(shù)要求 1 刃口部分按凹模實(shí)際刃口尺寸配作 保證雙邊間隙 0 03mm 2 保持刃口鋒利 3 淬硬部分保持 HRC58 62 4 材料 CrWMn 圖 1 4 大沖孔凸模 16 6 2 落料凸模 技術(shù)要求 1 刃口部分按凹模實(shí)際刃口尺寸配作 保證雙邊間隙 0 03mm 2 保證刃口鋒利 未標(biāo)注倒角 R3 3 淬硬部分 HRC60 64 4 材料 CrWMn 圖 1 5 落料凸模 17 6 3 凹模 技術(shù)要求 1 型孔制造公差為 0 03 表面粗糙度 Ra0 4 2 型孔位置尺寸公差 0 01 3 熱處理淬硬 60 64 4 材料為 CrWMn 圖 1 6 凹模 18 6 4 凸模固定板 技術(shù)要求 1 型孔位置與凹模保持一致 2 材料為 Q235 3 壁孔雙邊間隙為 0 02mm 圖 1 7 凸模固定板 19 6 5 彈性卸料板 技術(shù)要求 1 型孔表面粗糙度 Ra1 8 2 型孔位置與凹模保持一致 3 材料 Q235 4 型孔間隙 0 03mm 圖 1 8 彈性卸料板 20 6 6 凸模墊板 技術(shù)要求 1 型孔位置與凹模保持一致 2 材料為 Q235 3 壁孔雙邊間隙為 0 02mm 圖 1 9 凸模墊板 21 第七章 制定模具零件加工工藝過(guò)程 凹模 落料凸模和凸模固定板的加工工藝過(guò)程分別見(jiàn)文獻(xiàn) 1 表 2 75 至表 2 77 所示 7 1 凹模加工工藝過(guò)程 表 2 75 凹模加工工藝過(guò)程 注 凸 凹模為配作件 并同屬板類(lèi)零件且用線(xiàn)切割加工 其加工工藝過(guò)程與凹模 板加工工藝完全相同 最后只需保證 凹模 凸模的最小合理間隙值 Zmin 0 03 mm 22 7 2 落料凸模加工工藝過(guò)程 表 2 76 落料凸模加工工藝過(guò)程 7 3 凸模固定板加工工藝過(guò)程 表 2 77 凸模固定板加工工藝過(guò)程 23 7 4 卸料板加工工藝過(guò)程 表 2 78 卸料板加工工藝過(guò)程 注 R26 2mm 小橢圓孔與 4 20 02mm 孔形狀及高度相似 故其加工過(guò)程可參照其 加工工藝制作 24 第八章 模具的裝配 根據(jù)級(jí)進(jìn)模的特點(diǎn) 先裝上模 再裝下模較為合理 并調(diào)整間隙 試沖 返修 具體過(guò)程 下 8 1 上模裝配 仔細(xì)檢查各將要裝配零件是否符合圖紙要求 形狀并作好劃線(xiàn) 定位等準(zhǔn)備工作 先將凸模與凸模固定板裝配 再與凹模板裝配 并調(diào)整間隙 把已裝配好的凸模及凹模與上模座 并在次檢查間隙是否合理后 打入銷(xiāo)釘及擰入螺 絲 8 2 下模裝配 仔細(xì)檢查各將要裝配零件是否符合圖紙要求 形狀并作好劃線(xiàn) 定位等準(zhǔn)備工作 先將凸凹模放在下模座上 再裝入凸凹模固定板并調(diào)整間隙 以免發(fā)生干涉及工件損 壞 接著依次按順序裝入銷(xiāo)釘 活動(dòng)擋料銷(xiāo) 彈頂橡膠塊及卸料板 檢查間隙等合理后擰 入卸料螺釘 再擰入緊固螺釘 并再次檢查調(diào)整 將經(jīng)調(diào)整后的上下模按導(dǎo)柱 導(dǎo)套配合進(jìn)行組裝 檢查間隙及其它裝配合理后裝機(jī)進(jìn) 行試沖并根據(jù)試沖結(jié)果作出相應(yīng)調(diào)整 直到生產(chǎn)出合格制件 25 設(shè)計(jì)小結(jié) 通過(guò)對(duì)本套汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)通氣葉片沖孔 落料級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì) 計(jì)算 使我對(duì)沖裁模的 設(shè)計(jì)流程有了更深一層的了解 包括沖裁件的工藝分析 工藝方案的確定 模具結(jié)構(gòu) 形式的選擇 必要的工藝計(jì)算 主要零部件的設(shè)計(jì) 壓力機(jī)型號(hào)的選擇 總裝圖及零 件圖的繪制 在設(shè)計(jì)過(guò)程中 有些數(shù)據(jù) 尺寸是一點(diǎn)也馬虎不得 只要一個(gè)數(shù)據(jù)有誤 就得全部改動(dòng) 使設(shè)計(jì)難度大大的增加 在這次設(shè)計(jì)中 我感覺(jué)要完成這次設(shè)計(jì)不僅 要有扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí) 還要有過(guò)硬的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)作保障 方才能很好的完成這次設(shè)計(jì) 所以說(shuō)我們今后的學(xué)習(xí)中不僅要學(xué)好應(yīng)該所學(xué)的 還要盡可能多的去拓展我們?cè)谄渌?方面的領(lǐng)域 只有這們我們才能立于不敗之地 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中 通過(guò)查閱資料 分析制件的結(jié)構(gòu)工藝性 初步確定沖壓方案 計(jì) 算 分析比較從而確定最佳方案 另一方面 本著力求模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 模具零件易于 加工和耐用等原則 我多次對(duì)模具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改動(dòng) 在查閱資料和反復(fù)思考分析的過(guò) 程中 我對(duì)沖壓模具設(shè)計(jì)有了較深層次的認(rèn)識(shí)和理解 也懂得了如何查閱自己所需的 資料和如何將學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中 在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中也遇到了很多問(wèn)題 老師均給予我詳細(xì)的解答 使我少走了許多彎路 兩個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)是短暫的 模 具設(shè)計(jì)的道路卻是漫長(zhǎng)的 所以我自始至終保持著嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)的態(tài)度 一步一個(gè)腳印 本次設(shè)計(jì)使我認(rèn)識(shí)到 嚴(yán)謹(jǐn) 一絲不茍的態(tài)度對(duì)于一位設(shè)計(jì)人員的重要性 科學(xué)容 不得半點(diǎn)虛假 更不能憑空想象 任意拼湊 但是同時(shí) 對(duì)于每一個(gè)問(wèn)題 各種參考 書(shū)又有很大差異 在生產(chǎn)實(shí)際中 肯定也會(huì)有同樣或者類(lèi)似的問(wèn)題困擾著模具設(shè)計(jì)人 這對(duì)我以后的工作大有裨益 致 謝 本次課程設(shè)計(jì)由于老師和同學(xué)的幫助 讓我順利的完成了本次的課程設(shè)計(jì) 而且還 學(xué)習(xí)到了更多在課本上所學(xué)不到得知識(shí) 也更加了解了沖壓模具每個(gè)零件的結(jié)構(gòu) 更 加 懂得了實(shí)踐的重要性 在此 再次謝謝老師和同學(xué)的幫助 26 參考文獻(xiàn) 1 王秀鳳 萬(wàn)良輝 冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造 北京航空航天大學(xué)出版社 2005 4 2 張榮清 模具設(shè)計(jì)與制造 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2008 2 3 中國(guó)機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編 沖壓模具卷 上 下 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2000 4 4 陳錫棟 周小玉 實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 5 5 薛啟翔 沖壓模具與制造 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2004 2 6 陳炎嗣 多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)與制造 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2006 2 7 劉建超 張寶忠主編 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造 北京 高等教育出版社 2004 2 8 傅建軍 模具總之工藝 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2010 1 9 李曉輝 薛欣 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與繪圖 北京 清華大學(xué)出版社 2006 6 10 Machine elements in mechanical design Beijing Publishing House of Electronics Industry 2007 27 附 錄 附錄 本次沖壓模課程畢業(yè)設(shè)計(jì) 完整一套設(shè)計(jì) 有說(shuō)明書(shū) 論文 圖紙 凹模 沖 槽凸模 沖孔凸模 導(dǎo)料板 墊板 落料凸模 凸模固定板 卸料板 沖孔 落料連續(xù)模裝配 圖 沖壓模課程畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 沖壓術(shù)語(yǔ) 1 沖模 單工序模 Single operation dies 復(fù)合模 compound dies 級(jí)進(jìn)模 progressivc dies 2 沖裁模 落料模 blanking dies 沖孔模 piercing dies 3 相關(guān)模具零件 對(duì)角模架 diagonal pillar post sets 凸模 punch 凹模 matrix 卸料板 stripper plate 凸模固定板 punch plate 凹模固定板 matrix plate 導(dǎo)柱 導(dǎo)套 guide pillars guide bushes