卡簧切斷-彎曲復合模的設計【電機磁鋼卡簧零件沖壓模具設計】

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3.3.計算沖壓力 9 3.3.1.切斷力 9 3.3.2.彎曲力的計算1 9 3.3.3.彎曲力的計算2 10 3.3.4.卸料力 10 3.3.5.頂件力 10 3.4.確定模具壓力中心 11 3.5.計算凸、凹模刃口尺寸 12 3.5.1.切斷凸、凹模刃口計算 12 3.5.3.彎曲工作部分尺寸計算 14 3.6.凸模、凹模的結構設計 15 3.7.模具總體設計及主要零部件設計 17 3.7.1.模具總休裝配設計 17 3.7.2.模柄設計 19 3.7.3.模架設計 19 3.7.4.墊板設計 19 3.7.5.模具的閉合高度 20 3.8.沖壓設備的選擇 20 3.8.1.公稱壓力的選擇 20 3.8.2.行程次數 21 3.8.3.滑塊行程（S） 21 3.8.4.模具閉合高度 21 3.8.5.工作臺面尺寸 22 3.8.6.模柄孔尺寸 22 3.9.模具的裝配 23 3.10.本章小結 24 結 論 25 設計心得 26 致 謝 27 參考文獻 28 29 第１章、緒論 1.1.課題來源和研究意義 （1）沖壓的概念 冷沖壓是在常溫下利用沖模在壓力機上對材料施加壓力，使其產生分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件加工方法。它是一種壓力加工方法，是機械制造中的先進加工方法之一。 沖壓模具是一個特殊的，一次性的一類精密工具，通過切割與塑形的方式使金屬成為一個理想的形狀或外形。大多數模具構造有幾個基本組成部分，包括模板，防磨裝置，模套，導向銷，軸襯，墊塊，墊板，螺釘，銷釘，和螺栓。模具還需要沖孔模板，壓力和沖壓成型板，以及可用來保護它們---轉子，肩螺栓，銜鐵，保持架;和氣體，線圈，或聚氨酯彈簧的工具。 （2）沖壓的優(yōu)點 冷沖壓和線切割相比較，具有生產效率高、加工成本低、材料利用率高、產品尺寸精度穩(wěn)定、操作簡單容易實現機械化和自動化等一系列有點，特別適合于大批量生產。 沖壓模具成形作為現代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，用以生產各種板料零件,具有很多獨特的優(yōu)勢，其成形件具有自重輕、剛度大、強度高、互換性好、成本低、生產過程便于實現機械自動化及生產效率高等優(yōu)點，是一種其它加工方法所不能相比和不可替代的先進制造技術，在制造業(yè)中具有很強的競爭力，被廣泛應用于汽車、能源、機械、信息、航空航天、國防工業(yè)和日常生活的生產之中。 在吸收了力學、數學、金屬材料學、機械科學以及控制、計算機技術等方面的知識后，已經形成了沖壓學科的成形基本理論。以沖壓產品為龍頭，以模具為中心，結合現代先進技術的應用，在產品的巨大市場需求刺激和推動下，沖壓成形技術在國民經濟發(fā)展、實現現代化和提高人民生活水平方面發(fā)揮著越來越重要的作用。 現代沖壓模具生產是一種大規(guī)模繼續(xù)作業(yè)的制造方式，由于高新技術的參與和介入，沖壓生產方式由初期的手工操作逐步進化為集成制造。生產過程逐步實現機械化、自動化、并且正在向智能化、集成化的方向發(fā)展。實現自動化沖壓作業(yè)，體現安全、高效、節(jié)材等優(yōu)點，已經是沖壓模具生產的發(fā)展方向。 日常生活中人們使用的很多用具是用沖壓方法制造的，例如不銹鋼飯缸，它就是用一塊圓形金屬板料在壓床上利用模具對圓形板料加壓而沖出來的?？梢钥闯?，冷沖壓是一種在常溫（冷態(tài)）下利用沖模在壓床上對各種金屬（或非金屬）板料施加壓力使其分離或者變形而得到一定形狀零件的金屬壓力加工方法。 近幾十年來，沖壓技術有了飛速的發(fā)展，它不僅表現在許多新工藝與新技術在生產的廣泛應用上，如：旋壓成形、軟模具成形、高能率成形等，更重要的是人們對沖壓技術的認識與掌握的程度有了質的飛躍。 本設計題目由實習單位提供，經系指導老師審核通過的。本設計題目涉及的主要內容是對沖壓模的設計, 研究目的是在廠原有的基礎上，對模具進行改進設計，提高產品質量與效益。 在二十世紀中期甚至更早,國外就已經出現很多對模具及模具工業(yè)的高度評價與精辟的比喻。例如:“模具是美國工業(yè)的基石”(美國)；“模具是促進社會繁榮富強的原動力”(日本)；“模具工業(yè)是金屬加工的帝王”(德國)；“模具是黃金”(東歐)等。在二十世紀未,中國人才開始認識到其極端重要性,作出了科學的評價:“模具工業(yè)是現代工業(yè)之母”(中國)。 21世紀的制造業(yè)，正從以機器為特征的傳統(tǒng)技術時代，向著以信息為特征的技術時代邁進，即用信息技術改造和提升傳統(tǒng)產業(yè)。經濟全球化和世界市場一體化加速發(fā)展，不斷加劇了制造商之間的競爭，提出了快速反應市場的要求，與之相適應，制造業(yè)對柔性自動化技術及裝備的要求更加迫切而強烈。同時，微電子技術和信息通信技術的快速發(fā)展，為柔性自動化提供了重要的技術支撐，工業(yè)裝備的數控化、自動化、柔性化呈現蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。 現今,全世界模具工業(yè)年總產值約為650億美元，其中亞洲地區(qū)占到全世界一半的總產值。而在亞洲,最高屬于日本,年產值達200億美元上下。美國的年產值為50億美元。中國也在后來居上,現在已經達到70億美元。然而,產值并不等同于技術質量。雖然我國沖壓模具無論在數量上，還是在質量、技術和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與發(fā)展經濟需求和世界先進水平相比，差距仍很大。一些大型、精度、復雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進口。而技術含量低的模具已供過于求,市場利潤空間狹小。近五年來,平均每年進口模具約為11.2億美元,2003年就進口了近13.7億的模具,這還未包括隨設備和生產線作為附件帶進來的模具。這表示中國大陸模具業(yè)的發(fā)展?jié)摿θ匀缓芫薮蟆＿@就是這次研究的意義。 1.2.國內外在該方向的研究現狀及分析 在世界上大多數國家和地區(qū)，模具及模具工業(yè)早已成為了一個行業(yè)，有專門的行業(yè)組織機構指導和推動模具工業(yè)的發(fā)展。比如日本有“型技術協會”，臺灣地區(qū)有“臺灣模具工業(yè)同業(yè)公會”，我國有“中國模具工業(yè)協會”,各省市均有其分會。模具行業(yè)已成為一個大行業(yè)，僅我國的模具企業(yè)已達到了數萬家之多。 近年來，我國沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產單套重量達50多噸的模具，中檔轎車配套的覆蓋件模具和多工位級進模也能生產了。模具精度達到1~2μm，壽命2億次左右。表面粗糙度達到Ra≤1.5μm的精沖模、大尺寸（φ≥300mm）精沖模及中厚板精沖模國內也已達到相當高的水平。 我國模具CAD/CAM技術的發(fā)展已有20多年歷史。由原華中工學院和武漢733廠于1984年共同完成的精沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國第一個自行開發(fā)的模具CAD/CAM系統(tǒng)。華中工學院和北京模具廠等在1986年共同完成的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國自行開發(fā)的第一個沖裁模CAD/CAM系統(tǒng)。上海交通大學開發(fā)的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)也于同年完成。21世紀開始，CAD/CAM技術逐漸普及，現在具有一定生產能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了CAD/CAM技術，其中部分骨干重點企業(yè)還具備各CAE能力。 模具CAD/CAM技術能顯著縮短模具設計與制造周期，降低生產成本，提高產品質量，已成為人們的共識。在“八五”、九五“期間，已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計算機繪圖技術，數控加工的使用率也越來越高，并陸續(xù)引進了相當數量CAD/CAM系統(tǒng)。如美國EDS的UG，美國Parametric Technology公司的Pro/Engineer，美國CV公司的CADSS，英國DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E, 以色列公司的Cimatron 還引進了AutoCAD CATIA 等軟件及法國Marta-Daravision公司用于汽車及覆蓋件模具的Euclid-IS等專用軟件。國內汽車覆蓋件模具生產企業(yè)普遍采用了CAD/CAM技術/DL圖的設計和模具結構圖的設計均已實現二維CAD，多數企業(yè)已經向三維過渡，總圖生產逐步代替零件圖生產。在沖壓成型CAE軟件方面，除了引進的軟件外，華中科技術大學、吉林大學、湖南大學等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識產權的軟件，并已在實踐中得到成功應用，產生了良好的效益?？焖僭停≧P）傳統(tǒng)的快速經濟模具相結合，快速制造大型汽車覆蓋件模具，解決了原來低熔點合金模具靠樣件澆鑄模具，模具精度低、制件精度低和制造難等問題，實現了以三維CAD模型作為制模依據的快速模具制造。它標志著RPM應用于汽車身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。 圍繞著汽車車身試制、大型覆蓋件模具的快速制造，近年來也涌現出一些新的快速成型方法。例如，目前已開始在生產中應用的無模多點成型及激光沖擊和電磁成型等技術。它們都表現出了降低成本、提高效率等優(yōu)點。 沖壓模具成形作為現代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，用以生產各種板料零件,具有很多獨特的優(yōu)勢，其成形件具有自重輕、剛度大、強度高、互換性好、成本低、生產過程便于實現機械自動化及生產效率高等優(yōu)點，是一種其它加工方法所不能相比和不可替代的先進制造技術，在制造業(yè)中具有很強的競爭力，被廣泛應用于汽車、能源、機械、信息、航空航天、國防工業(yè)和日常生活的生產之中。 1.3.本課題研究的主要內容 1.卡簧沖裁工藝方案； 2.卡簧模具總體方案設計； 3.模具各零件尺寸計算； 4.模具總裝配圖與零件圖繪制。 1.4.本章小結 本章從國內外當今模具的發(fā)展狀況這個角度介紹了課題的研究意義，在此基礎上提出課題設計的任務。 第2章、卡簧加工工藝綜合分析 2.1.卡簧加工工藝要求 卡簧零件圖如圖2-1所示，材料為65Mn，彈簧鋼，直徑為φ2.5mm，已知年產量10萬件，為大批量生產。要求表面無劃痕、孔不允許嚴重變形、沖口無毛刺、彎曲無裂紋。設計其沖壓模，確定沖壓工藝方案。（65Mn材質的屈服強度是400MPa，抗拉強度約是750MPa，抗剪強度約是600MPa，具有良好的塑性，其沖裁、成形加工性較好。） 圖2-1 卡簧零件圖 2.2.零件圖分析 該件為彎曲零件，尺寸精度要求不高，由沖裁和彎曲即可成形。沖壓難點在于多道工序在一副模具里實現，即采用復合沖壓的方法，同時要保證產品不能變形。同時為模具收力均勻，這樣既能提高生產效率，有能使模具穩(wěn)定，沿長模具壽命。 2.3.沖壓件經濟性和先進性分析 沖壓是該件最好的加工方法。由于批量較大，為提高生產率，宜采用復雜一點的組合工序。 2.4.工藝方案的確定 方案一：首先整體落料，再彎曲； 方案二：先彎曲，再落料； 方案三：切斷彎曲復合模； 上述三方案的綜合比較見下表： 表2-2 沖壓工藝方案比較表 項　目 方案一，二 方案三 模具數量 二套 一套 制件質量 有回彈，可控制 形狀尺寸精度較好，有回彈，可控制 生產率 較低 較高 模具壽命 結構簡單，壽命不長 結構復雜，生產效率高，比較合理 根據上表比較，選定方案三。由于沖壓件彎曲尺寸精度均為IT14，方案三回彈可控制，對其影響不大。同時，采用這樣的方案，在提高生產率的同時也很好地保證外形尺寸精度。 2.5.本章小結 本章分析了卡簧整體加工工藝性，對其工藝性進行審查，并對沖壓件進行了經濟性與先進性分析，最后確定工藝方案。 第3章、復合模的設計 3.1.沖壓件的工藝分析 該產品切斷，彎曲等工序結合，結構較為簡單，整個形狀由直線與圓弧組成。由零件圖可知，該件的經濟精度為IT14，符合沖裁精度要求，精度要求能夠在沖裁加工中得到保證，一次沖壓成形。其尺寸要求、生產批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求。 材料為65Mn。該工件的彎曲內圓角半徑為3mm，大于最小彎曲半徑rmin=0.4t=0.4×2.5=1.5mm,故該工件形狀、尺寸、精度均滿足彎曲工藝的要求，可以采用彎曲工序加工。 3.1.1.彎曲件回彈值的計算 （1）時屬于小變形程度，而時屬于大變形程度。 此零件的r/t=3/2.5=1.2，屬于大變形程度，圓角半徑回彈小，不必計算，只計算凸模角度。 因為，由文獻[3，表5-1]得到：Δα=0.3 計算凸模的中心角： α1=α-2Δα=45-2×0.3=44.4 其中 α1--凸模的圓角部分的中心角，（）； α--工件的中心角，（）。 （2）工件回彈問題的解決：當工件精度要求不高或校正彎曲時，生產中常采取調整凸、凹模間隙的方法解決工件回彈問題。 3.2.排樣 根據產品中性層計算展開尺寸，結合實際生產情況，計算結果得，展開長度為99.01，設計中取整數99，在后期設計模具時，此尺寸需要調試，展開圖如下： 由文獻[3，表3-13]可知：切斷彎曲模是無廢料沖壓。工件間搭邊值為0，所以一個進距的材料利用率為：100% 3.3.計算沖壓力 3.3.1.切斷力 P1=nLt=12.52.5600=3750N=3.75KN （3-1） 3.3.2.彎曲力的計算1 彎曲力 P2=cLt=0.82.52.5750=3750N=3.75KN (3-2) 式中 P—彎曲力 c--系數，取0.5-0.8 L--彎曲件長度（mm） t--板料厚度（mm） --材料抗拉強度（MPa） 3.3.3.彎曲力的計算2 彎曲力 P3=cLt=0.82.52.5750=3750N=3.75KN (3-3) 式中 P—彎曲力 c--系數，取0.5-0.8 L--彎曲件長度（mm） t--板料厚度（mm） --材料抗拉強度（MPa） 3.3.4.卸料力 Pr=KrP1 （3-4） 由文獻[3，表3-11]：取Kr＝0..04,故 Pr＝0.04×（3.75+3.75+3.75） ＝0.04×11.25=0.45KN （3-05） 3.3.5.頂件力 由文獻[3，表3-11]，取Kp＝0.045，故 Pt＝Kp=0.045×（3.75+3.75+3.75） =0.045×11.25=0.51KN （3-06） 沖壓力 P0＝P1＋P2＋P3＋Pr＋Pt ＝11.25+0.45+0.51=12.21KN (3-07） 初步選擇400KN沖床。 3.4.確定模具壓力中心 圖3-2 沖裁力分析圖 以中間圓圓心為原點，建立如上圖3－2所示坐標系XOY。 采用解析法求壓力中心，求YG，XG F1——切斷力 F1= Ltσb ，得F1=3.75KN F2——彎曲力 F2= cLt 得F2=3.75KN F3——彎曲力 F3= cLt 得F3=3.75KN Y1——F1到X軸的力臂 Y1=0 X1——F1到Y軸的力臂 X1=44 Y2——F2到X軸的力臂 Y2=0 X2——F2到Y軸的力臂 X2=15 Y3——F3到X軸的力臂 Y3=0 X3——F3到Y軸的力臂 X3=-15 根據合力距定理： YG=（Y1F1+ Y2F2+ Y3F3）/（F1+ F2+ F3） XG=（X1F1+ X2F2+ X3F3）/（F1+ F2+ F3） YG——F沖壓力到X軸的力臂；YG=0 XG——F沖壓力到Y軸的力臂；XG=14.66 在不影響沖裁精度與安全生產的前提下，本設計直接用沖壓件中心來當做模具壓力中心，方便設計。 3.5.計算凸、凹模刃口尺寸 3.5.1.切斷凸、凹模刃口計算 凸、凹模刃口尺寸計算原則 設計落料模先確定凹模刃口尺寸，以凹模為基準，間隙取在凸模上；設計沖孔模先確定凸模刃口尺寸，以凸模為基準，間隙取在凹模上。 間隙是影響模具壽命的各種因素中占最主要的一個。沖裁過程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間的均有磨檫，而且間隙越小，磨檫越嚴重。在實際生產中受到制造誤差和裝配精度的限制，凸模不可能絕對垂直于凹模平面，而且間隙也不會絕對均勻分布，合理的間隙均可使凸模、凹模側面與材料間的磨檫減小，并緩減間隙不均勻的不利影響，從而提高模具的使用壽命。 沖裁間隙對沖裁力的影響： 雖然沖裁力隨沖裁間隙的增大有一定程度的降低，但是當單邊間隙介于材料厚度 5%~20%范圍時，沖裁力的降低并不明顯（僅降低5%~10%左右）。因此，在正常情況下，間隙對沖裁力的影響不大。 沖裁間隙對斜料力、推件力、頂件力的影響： 間隙對斜料力、推件力、頂件力的影響較為顯著。間隙增大后，從凸模上斜、從凸?？卓谥型瞥龌蝽敵隽慵紝⑹×?。一般當單邊間隙增大到材料厚度的15%~25%左右時斜料力幾乎減到零。 沖裁間隙對尺寸精度的影響： 間隙對沖裁件尺寸精度的影響的規(guī)律，對于沖孔和落料是不同的，并且與材料軋制的纖維方向有關。 通過以上分析可以看出，沖裁間隙對斷面質量、模具壽命、沖裁力、斜料力、推件力、頂件力以及沖裁件尺寸精度的 影響規(guī)律均不相同。因此，并不存在一個絕對合理的間隙數值，能同時滿足斷面質量最佳，尺寸精度最佳，沖裁模具壽命最長，沖裁力、斜料力、推件力、頂件力最小等各個方面的要求。在沖壓的實際生產過程中，間隙的選用主要考慮沖裁件斷面質量和模具壽命這兩個方面的主要因素。但許多研究結果表明，能夠保證良好的沖裁件斷面質量的間隙數值和可以獲得較高的沖模壽命的間隙數值也是不一致的。一般說來，當對沖裁件斷面質量要求較高時，應選取較小的間隙值，而當對沖裁件的質量要求不是很高時，則應適當地加大間隙值以利于提高沖模的使用壽命。 根據沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設計落料模時，凹模基本尺寸應取接近或等于零件的最小極限尺寸；設計沖孔模時，凸?；境叽鐒t取接近或等于沖孔件的最大極限尺寸。按沖件精度和模具可能磨損程度，凸、凹模磨損留量在公差范圍內的0.5-1.0之間。磨損量用xΔ表示，其中Δ為沖件的公差值，x為磨損系數，其值在0.5-1.0之間，與沖件制造精度有關，可按下列關系選?。毫慵菼T10以上X=1; 零件精度IT11- IT13X=0.75; 零件精度IT14X=0.5 。 不管落料還是沖孔，沖裁間隙一律采用最小合理間隙值（Zmin）。選擇模具制造公差時，一般沖模精度較零件高3-4級。對于形狀簡單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按IT6- IT7級選?。粚τ谛螤顝碗s的刃口尺寸制造偏差可按零件相應部位公差值的1/4來選??；對于刃口尺寸磨損后無變化的制造偏差值可取沖件相應部位公差值的1/8并冠以（±）；若零件沒有標注公差，則可按IT14級取值。 零件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差應按“入體”原則標注單向公差，即：落料件上偏差為零，只標注下偏差；沖孔件下偏差為零，只標注上偏差。如果零件公差是依雙向偏差標注的，則應換算成單向標注。磨損后無變化的尺寸除外。 對外輪廓的落料，由于形狀簡單，故采用單獨的加工方法。其凸、凹模刃口部分尺寸計算如下： 當以凹模為基準件時，凹模磨損后，刃口尺寸有的增大，有的減小。 所以單邊凹模尺寸為44，凸模減去沖裁間隙Z，即44-0.1=43.9 （3-08） 3.5.3.彎曲工作部分尺寸計算 （1）凸模圓角半徑 由于此件圓角半徑（r=3mm）較小，相對產品的直徑2.5，凸模圓角半徑可取R=3， （2）凹模圓角半徑 凹模圓角半徑不能過小，以免增加彎曲力，擦傷工件表面。此工件單邊彎曲，屬于不對稱件，凹模圓角半徑應取大小一致。凹模圓角半徑一般按材料厚度t來選取。本設計中取1.0t=R1.5，同時工件屬于對稱件，產品彎曲時模具兩邊受力均勻，所以模具設計時比較合理。 （3）凹模工作部分深度的設計計算 凹模工作部分的深度將決定板料的進模深度，同時也影響到彎曲件直邊的平直度，對工件的尺寸精度造成一定的影響。一般情況下，凹模工作部分深度可查相關設計資料即能滿足彎曲件的要求。此彎曲直邊高度為自然尺寸，經過計算大概在3.5-4.5毫米之間，板厚為2.5mm, 由文獻[3，表5-10]得凹模工作部分深度20mm。 （4）凸、凹模間隙 彎曲模的凸凹模間隙是指單邊間隙Z。間隙越小，則彎曲力越大，間隙過小，會使制件邊部厚變薄，降低凹模壽命。間隙過大，則回彈大，降低制件精度。凸、凹模間隙Z可按下式計算 Z＝t+Ct (3-09) 式中 Z彎曲模凸、凹模單邊間隙； t材料厚度（基本尺寸）； C間隙系數； 由文獻[3，表5-11]得C＝0.02 所以 Z＝2.5＋0.02×2＝2.54mm (3-10) 3.6.凸模、凹模的結構設計 模具結構比較簡單，產品是一鋼絲，直徑2.5，所以無需采用卸料板壓住材料，可以使用剛性卸料裝置，凸模，凸凹模等零件比較大，可以采用螺釘和銷釘固定，也可以加一固定板。零件稍微大點的，可以用螺釘與模板連接，尺寸標注如下圖3-3所示。凸凹模與上墊板螺釘和銷釘固定，彎曲凸模采用固定板過盈配合，和下模板螺釘固定。 圖3-3 凸凹模零件圖 圖3-4 彎曲凸模零件圖 凹模的刃口形式，考慮到生產批量較大，所以采用刃口強度較高的凹模，如圖3-4所示的刃口形式。凹模的外形尺寸，由文獻[3，式4-7，式4-8]計算：H＝kb=0.39×99=38.61mm,取H＝40mm,C=1-1.5H=40-60mm,尺寸標注如下圖所示： 圖3-4 凹模零件圖 本模具為復合沖壓模，凸模是本復合模中的關鍵零件。彎曲凸模通過過盈配合固定在凸模固定板上。由于變曲件圓角半徑較小，所以凸模圓角半徑取與彎曲件圓角半徑相同，大于凸模最小圓角半徑，符合生產實際要求。凸模寬度取比零件寬度尺寸稍大，為41.3mm，加上固定板厚度，所以凸?？偢叨热?9.3。 凸模的材料選用與凹模材料相同，為Cr12MoV，工作部分熱處理淬硬58 HRC ~62HRC。 3.7.模具總體設計及主要零部件設計 3.7.1.模具總休裝配設計 該復合模將凹模安裝在下模，凸模固定在固定板里，安裝在下模上，為典型的倒裝結構。 定位板與凹模之間的槽控制鋼條的送進導向，定位板的另一端控制送料的進距。卸料采用彈性卸料裝置，彈性卸料裝置由卸料塊和彈簧組成。沖制的工件在最后的彎曲后在下模，可以用吸石取出，此設計屬于無廢料沖壓。 滑塊帶動上模回升時，卸料裝置將卡在凸凹模里的產品卸下，人工將產品吸出，繼續(xù)往前送料，這樣，一個沖次就已經完成。 1-下模座；2-內六角螺釘；3-圓柱銷；4-內六角螺釘；5-下墊板；6-凸模固定板；7-彎曲凸模；8-落料凹模；9-定位板；10-凸凹模；11-卸料板；12-上墊板；13-上模板；14-內六角螺釘；15-圓柱銷；16-彈簧；17-模柄；18-內六角螺釘；19-圓柱銷；20-內六角螺釘；21-圓柱銷； 圖3-6復合模裝配圖 3.7.2.模柄設計 模柄的作用是固定上模座于壓力機滑塊上時使模具的壓力中心與壓力機的壓力中心保證一致。模柄的長度不得大于壓力機滑塊里模柄孔的深度，模柄直徑應與模柄孔一致。本模具選用凸緣模柄，由鏍釘將模柄與上模座連在一起。根據所選擇的沖床為J23-40，由文獻[2，表1.4-22]得，模柄孔尺寸為5070，由文獻[2，表5.2-26]得： 選用通用模柄＝40mm，在與機床配合時，模柄外面可以加上模柄套。 則模柄A4060 JB/T 7646.6-1994，材料為45，技術條件按JB/T 7653-1994的規(guī)定。 3.7.3.模架設計 本復合模選用中等精度，中、小尺寸沖壓件的后側狹長型導柱模架、兩導柱和導套分別裝在上、下模座后側，凹模面積是導套前的有效區(qū)域。送料及操作方便，縱向，橫向送料。主要適用于一般精度要求的沖模，不宜用于大型模具，再根據凹模設計的結果，由文獻[2，表5.1-3]得，選用5#狹長型后側導柱模架270175179~209 I GB/T 2851.3，技術條件按JB/T8050-1990的規(guī)定。所以： 上模座：L×B×H=270mm×175mm×30mm 下模座：L×B×H=270mm×175mm×40mm 導 柱：d×L=28mm×160mm 導 套：d×L×D=28mm×100mm×55mm 3.7.4.墊板設計 墊板的作用是直接承受和擴散凸模傳來的沖壓力，以減小上模板所承受的單位壓力，保護凸模頂端面的上模板面不被凸模頂端壓陷。 墊板用45鋼制造，淬火硬度為HRC43～48，上下面須磨平，保證平行。 本模具中，上墊板同時還起到固定凸凹模的作用，所以厚度取：25mm，長、寬尺寸相對凹模尺寸，可以適當取小，本設計中去180×100×25。 下墊板厚度?。?0mm，長、寬尺寸取與凹模長、寬一樣。 3.7.5.模具的閉合高度 模具閉合高度是指沖床運行到最下點時模具工作狀態(tài)的高度。故模具閉合高度為 H＝Hs+Hb+Hg+Ha+Hj+Hf+Hn=193mm （3-11） 其中 H—模具閉合高度，mm Hs—上模板厚度，mm Hb--上墊板厚度，mm Hg—凸模固定板厚度，mm Ha—凹模厚度，mm Hj—沖壓件厚度，mm Hf—卸料板厚度，mm Hn—下模板厚度，mm 3.8.沖壓設備的選擇 3.8.1.公稱壓力的選擇 選擇壓力機時，要根據模具結構來確定，當施力行程較大時（50%～60%）即沖壓時工藝力的總和不能大于壓力機公稱壓力的50%～60%。校正彎曲時，更要使額定壓力有足夠的富余，一般壓力機的公稱壓力要大于校正彎曲力的1.1～1.3倍。在此取了1.3倍，即公稱壓力 P=1.3×12.21=15.873KN (3-12) 初選壓力機的公稱壓力為400KN，即J23-40型開式可傾壓力機。 3.8.2.行程次數 選擇用于彎曲的壓力機的行程次數主要考慮以下因素： 1.考慮操作方式（進、出料速度的快慢）； 2.彎曲時，金屬變形需要過程限制了行程次數增加； 3.該件為大批量生產，要以較大的行程次數來提高生產效率。 J23-40型壓力機的行程次數有45次/min和90次/min等，依據上述因素綜合分析，選擇了45次/min。 3.8.3.滑塊行程（S） 滑塊行程是指滑塊的最大運動距離，即曲柄旋轉一周，上死點至下死點的距離。其值為曲柄半徑的兩倍：S=2R。 選擇用于彎曲的壓力機的滑塊行程主要考慮以下因素： 1.要保證毛坯放進和工件取出，應使滑塊行程大于工件高度的兩倍以上，。 2.該件為大批量生產，需要以限制行程來增加行程次數，提高生產效率。 J23-40型壓力機的滑塊行程為80mm，大于工件高度的兩倍，滿足連接板彎曲時的沖壓行程。 3.8.4.模具閉合高度 壓力機的閉合高度是指滑塊在下死點時，滑塊底面到工作臺上平面之間的距離。 ① 壓力機的閉合高度可以通過調整連桿長度來改變其大小，將連桿調至最短時，閉合高度最大，稱最大閉合高度；將連桿調至最長時，閉合高度最小，稱最小閉合高度。J23-40型壓力機的最大閉合高度為300mm，連桿調節(jié)量為65mm，故最小閉合高度為235mm； ② 當壓力機工作臺面上有墊板時，用壓力機的閉合高度減去墊板厚度，就是壓力機的裝模高度，沒有墊板的壓力機，其裝模高度與閉合高度相等； ③ 模具的閉合高度是指壓力機滑塊在下止點位置時，模具上模座上平面至下模座下平面之間的距離。它與壓力機的配合應該遵守下列關系 如果壓力機上不設置墊板，本例所設計的模具閉合高度H在275～325 mm之間，加上墊板，模具閉合高度H就減小。 式中 3.8.5.工作臺面尺寸 壓力機工作臺尺寸應大于下模周界50～70mm。J23-40型的壓力工作臺尺寸（前后左右）為460mm700mm。那么，設計時模具的下模座（寬長）不要超過460mm700mm。 3.8.6.模柄孔尺寸 ，那么，設計時模具的模柄尺寸要與模柄孔匹配。 綜上所述，選用開式雙柱可傾壓力機J23-40符合本模具設計,其具體各參數如下所示： 公稱壓力：400KN 滑塊行程：100mm 最大閉合高度：300mm 連桿調節(jié)量：65mm 工作臺尺寸（前后×左右）：460×700 模柄孔尺寸（直徑mm×深度mm）：Φ50×70 傾斜角度： 3.9.模具的裝配 根椐復合模裝配要點，選凹模作為裝配基準件，先裝下模，再裝上模，并調整間隙、試沖、返修。 序號 工序 工藝說明 １ 凸、凹模預配 １裝配前仔細檢查各凸模開關及尺寸以及凹模形孔，是否符合圖紙要求尺寸精度、形狀。 ２將各凸模分別與相應的凹?？紫嗯?，檢查其間隙是否加工均勻。不合適者應重新修磨或更換 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，并擠緊牢固 ３ 裝配下模 １在上模座上劃中心線，按中心預裝凹模、固定板； ２在下模座、導料板上，用已加工好的固定板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、活動導銷銷、樹脂裝在一起，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 0.3mm的紙片，然后將凸模與固定板組合裝入凹模； ２預裝上模座，劃出與凸模固定板相應螺孔、銷孔位置并鉆鉸螺孔、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將卸料板裝在已裝入固定板的凸模上，裝上橡膠 和卸料螺釘，并調節(jié)橡膠的預壓量，使卸料板高出凸模下端約1mm； ５復查凸、凹模間隙并調整合適后，緊固螺釘； ６安裝導料板、卸料板； ７切紙檢查，合適后打入銷釘 ５ 試沖與調整 裝機試沖根椐試沖結果作相應調整 3.10.本章小結 本章分析了加工該卡簧沖壓工序的安排，計算與模具結構的設計，根據零件的特點以及廠里的要求，設計計算并確定模具各零件尺寸，完成了模具總體設計，繪制出模具裝配圖。本章重點與難點是工藝方案，模具結構的確定以及凸模，凹模尺寸的計算，因為它將直接影響零件的質量和模具的合理性。 結 論 模具生產技術水平的高低，已成為衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志，因為模具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。經國務院批準，從1997年到2000年，對80多家國有專業(yè)模具廠實行增值稅返還70%的優(yōu)惠政策，以扶植模具工業(yè)的發(fā)展。所有這些，都充分體現了國務院和國家有關部門對發(fā)展模具工業(yè)的重視和支持。 本設計就是本著這個思想對產品模具進行分析設計，力求設計出技術水平高、經濟效益好的模具，同時也圍繞著對新產品開發(fā)、新產品投入生產這個理念展開設計?？ɑ闪慵螤钶^為簡單，所以加工工藝也不復雜。通過對零件圖的綜合分析與實習單位的實際生產要求，設計出了最可行的加工方案。零件從坯料到完全成形，本設計共用到了一套模具，即：落料，彎曲等多工序的復合模。本模具有生產率高、精度高的特點，加工過程又不會影響制品尺寸，且下料部分與沖孔部分的毛頭方向相同，這非常符合實習公司的實際生產要求，對單位能保持全國模具行業(yè)的領先地位也有一定的促進作用。 整套模具的設計過程中使用了先進的CAD/CAM技術進行輔助設計，在保證模具高精度的同時簡化了傳統(tǒng)的繁瑣計算過程，使得設計更為便捷。由此可以看到，在大型級進模、高精密、高復雜性、高技術含量先進模具的設計中，使用先進的CAD/CAE/CAM技術進行輔助設計會是一條必經之路。 設計心得 通過本次畢業(yè)設計，在理論知識的指導下，結合認識實習和生產實習中所獲得的實踐經驗，在老師和同學的幫助下，認真獨立地完成了本次畢業(yè)設計。在本次設計的過程中，通過自己實際的操作計算，我對以前所學過的專業(yè)知識有了更進一步、更深刻的認識，能夠把自己所學的知識比較系統(tǒng)的聯系起來。同時也認識到了自己的不足之處。到此時才深刻體會到，以前所學的專業(yè)知識還是有用的，而且都是模具設計與制造最基礎、最根本的知識。 本次畢業(yè)設計歷時一個月左右，從最初的領會畢業(yè)設計的要求，到對拿到自己手上的沖壓件的沖壓性能的分析計算，諸如對沖壓件結構的分析，對形狀的分析等，不斷地分析計算，對要進行設計的沖壓件有了一個比較全面深刻的認識，并在此基礎上綜合考慮生產中的各種實際因素，最后確定本次畢業(yè)設計的工藝方案。然后是對排樣方式的計算，直到模具總裝配圖的繪制，用時近一個月。在這段時間里，我進行了大量的計算：從材料利用率的計算，到工序壓力的計算，再工作部分刃口尺寸及公差的計算，到各種零件結構尺寸的計算以及主要零部件強度剛度的核算。其間在圖書館翻閱了許多相關書籍和各種設計資料。因此從某種意義上講，通過本次畢業(yè)設計的訓練，也培養(yǎng)和鍛煉了一種自己查閱資料，獲取有價值信息的能力。 總之，通過本次畢業(yè)設計的鍛煉，使我對模具設計與模具制造的整個過程都有了比較深刻的認識和全面的掌握。使我接受了一個模具專業(yè)的畢業(yè)生應該有的鍛煉和考查。我很感謝學校和各位老師給我這次鍛煉機會。我是認認真真的做完這次畢業(yè)設計的，也應該認認真真的完成我大學三年里最后也是最重要的一次設計。但是由于水平有限，錯誤和不足之處再所難免，懇請各位指導老師批評指正，不勝感激。 致 謝 首先感謝學校及學院各位領導的悉心關懷和耐心指導，特別要感謝指導老師給我的指導，在設計和說明書的寫作以及實物制作過程中，我始終得到他的悉心教導和認真指點，使得我的理論知識和動手操作能力都有了很大的提高與進步，對模具設計與制造的整個工藝流程也有了一個基本的掌握。在他身上，時刻體現著作為科研工作者所特有的嚴謹求實的教學風范，勇于探索的工作態(tài)度和求同思變、不斷創(chuàng)新的治學理念。他不知疲倦的敬業(yè)精神和精益求精的治學要求，端正了我的學習態(tài)度，使我受益匪淺。 另外，還要感謝和我同組的其他同學，他們在尋找資料，解答疑惑，實驗操作、論文修改等方面，都給了我很大的幫助和借鑒。 最后，感謝所有給予我關心和支持的老師和同學使我能如期完成這次畢業(yè)設計。謝謝各位老師和同學！ 感謝學校對我這兩年的培養(yǎng)和教導，感謝學院各位領導各位老師三年如一日的諄諄教導！ 參考文獻 1 盧險峰．模具學導論[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2007.7 2 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