云母片沖壓模具設(shè)計(jì)【沖孔后落料復(fù)合模】

云母片沖壓模具設(shè)計(jì)【沖孔后落料復(fù)合?！?沖孔后落料復(fù)合模,云母片沖壓模具設(shè)計(jì)【沖孔后落料復(fù)合?！?云母片,沖壓,模具設(shè)計(jì),沖孔,后落料,復(fù)合 摘要 隨著模具的迅速發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)市場中，模具已成為生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品中不可或缺的重要工藝設(shè)備，為了擴(kuò)展在工藝方面的知識面，為了適應(yīng)社會的要求，學(xué)校舉行了設(shè)計(jì)。這次設(shè)計(jì)是在學(xué)完沖模、模具制造等課程的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，是對我綜合能力的考核，是對我所學(xué)知識的綜合應(yīng)用，也是對我所回顧學(xué)知識的與檢查。通過實(shí)例，分析了零件的沖壓工藝方案，闡述了模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作過程，最后提出了模具設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題。 關(guān)鍵詞：沖模；沖壓工藝；模具設(shè)計(jì) Abstract Through an example, the stamping process for forming the multi-direction a bent part is analyzed. The structure characteristics and working process of the die.For stamping the multi-direction bent part are presented .the parts needing attention .In the design of the die are put forward. Key words: die ; stamping ; die design . 目錄 摘要 1 Abstract 2 目錄 3 第1章 緒論 5 第2章 零件的分析 6 2.1 零件的工藝性分析 6 2.1.1 設(shè)計(jì)題目內(nèi)容 6 2.1.2 材料的性能 7 2.1.3 沖壓成型工藝分析 7 2.2 工藝方案分析 7 2.2.1 方案的確定 7 2.2.2 方案比較 7 2.3 模具間隙的確定 8 2.4 凸凹模尺寸 9 第3章 模具總體設(shè)計(jì) 15 3.1 沖裁件的排樣 15 3.2 材料利用率 16 3.3 沖裁力的計(jì)算 16 3.3.1 沖孔力 16 3.3.2 落料力 17 3.3.3 卸料力 17 3.3.4 推件力 17 3.4 壓力中心的計(jì)算 18 3.5 設(shè)備的選擇 18 3.6 模具類型的選擇 21 3.7 定位方式的選擇 22 3.8 卸料﹑出件方式的選擇 22 第4章 模具的裝配和沖裁模具的試沖 23 4.1 模具的裝配 23 4.2 沖裁模具的試沖 24 4.3 裝配圖 27 結(jié)論與展望 28 致謝 29 參考文獻(xiàn) 30 摘要 隨著模具的迅速發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)市場中，模具已成為生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品中不可或缺的重要工藝設(shè)備，為了擴(kuò)展在工藝方面的知識面，為了適應(yīng)社會的要求，學(xué)校舉行了設(shè)計(jì)。這次設(shè)計(jì)是在學(xué)完沖模、模具制造等課程的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，是對我綜合能力的考核，是對我所學(xué)知識的綜合應(yīng)用，也是對我所回顧學(xué)知識的與檢查。通過實(shí)例，分析了零件的沖壓工藝方案，闡述了模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作過程，最后提出了模具設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題。 關(guān)鍵詞：沖模；沖壓工藝；模具設(shè)計(jì) Abstract Through an example, the stamping process for forming the multi-direction a bent part is analyzed. The structure characteristics and working process of the die.For stamping the multi-direction bent part are presented .the parts needing attention .In the design of the die are put forward. Key words: die ; stamping ; die design . 目錄 摘要 1 Abstract 2 目錄 3 第1章 緒論 5 第2章 零件的分析 6 2.1 零件的工藝性分析 6 2.1.1 設(shè)計(jì)題目內(nèi)容 6 2.1.2 材料的性能 7 2.1.3 沖壓成型工藝分析 7 2.2 工藝方案分析 7 2.2.1 方案的確定 7 2.2.2 方案比較 7 2.3 模具間隙的確定 8 2.4 凸凹模尺寸 9 第3章 模具總體設(shè)計(jì) 15 3.1 沖裁件的排樣 15 3.2 材料利用率 16 3.3 沖裁力的計(jì)算 16 3.3.1 沖孔力 16 3.3.2 落料力 17 3.3.3 卸料力 17 3.3.4 推件力 17 3.4 壓力中心的計(jì)算 18 3.5 設(shè)備的選擇 18 3.6 模具類型的選擇 21 3.7 定位方式的選擇 22 3.8 卸料﹑出件方式的選擇 22 第4章 模具的裝配和沖裁模具的試沖 23 4.1 模具的裝配 23 4.2 沖裁模具的試沖 24 4.3 裝配圖 27 結(jié)論與展望 28 致謝 29 參考文獻(xiàn) 30 第1章 緒論 近年來，中國模具行業(yè)逐漸受到人們的重視和關(guān)注，并且一直以百分之十五左右的增長速度快速發(fā)展。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一，是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)工藝裝備，是一種高附加值的高精密集型產(chǎn)品，也是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域，其技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。 中國模具產(chǎn)業(yè)除了要繼續(xù)提高生產(chǎn)能力，今后更要著重于行業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整和技術(shù)發(fā)展水平的提高。結(jié)構(gòu)調(diào)整方面，主要是企業(yè)結(jié)構(gòu)向?qū)I(yè)化調(diào)整，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向著中高檔模具發(fā)展，向進(jìn)出口結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，中高檔汽車覆蓋件模具成形分析及結(jié)構(gòu)改進(jìn)、多功能復(fù)合模具和復(fù)合加工及激光技術(shù)在模具設(shè)計(jì)制造上的應(yīng)用、高速切削、超精加工及拋光技術(shù)、信息化方向發(fā)展。 大學(xué)期間通過對專業(yè)課的學(xué)習(xí)，掌握了基本的專業(yè)知識。學(xué)習(xí)完機(jī)械原理、機(jī)械零件，使我認(rèn)識了機(jī)械間的傳動以及機(jī)械傳動裝置的總體設(shè)計(jì)；通過對液壓傳動、材料成型設(shè)備的學(xué)習(xí)，了解了液壓機(jī)和各種成形設(shè)備的工作原理和特點(diǎn)；塑性成形，尤其是沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)這門課的學(xué)習(xí)，使我跟深刻的認(rèn)識到本專業(yè)進(jìn)入社會真正的工作目的是什么，工作范圍是什么。 為了更深入的了解沖壓設(shè)計(jì)模具，我選擇了一套模具設(shè)計(jì)。這套模雖簡單但幾乎涵蓋了沖壓工藝設(shè)計(jì)中的所有的知識點(diǎn)以及應(yīng)該注意的東西。因此選擇這套模具作為我的設(shè)計(jì)，同時(shí)也為以后的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 第2章 零件的分析 2.1 零件的工藝性分析 2.1.1 設(shè)計(jì)題目內(nèi)容 圖2-1 工件圖 原始資料：如圖2-1所示 零件材料：為Q235；厚度：為1mm；生產(chǎn)批量：屬于大批量生產(chǎn) 2.1.2 材料的性能 Q235并會隨著材質(zhì)的厚度的增加而使其屈服值減小。保證機(jī)械性能,不保證化學(xué)成分,不能熱處理,機(jī)械性能較低,比較常用,價(jià)格便宜。 2.1.3 沖壓成型工藝分析 此工件為Q235，厚度為1mm, 具有良好的沖壓性能，適合沖裁，具有良好的沖壓工藝性。主要工藝難點(diǎn)在于兩個(gè)精度要求，及其零件的形狀不規(guī)則，在大批量的生產(chǎn)條件下，要保證生產(chǎn)效率。選取合理的模具類型、結(jié)構(gòu)，采用最經(jīng)濟(jì)的制模工藝。因?yàn)樵摿慵寺淞蠜_孔這2道工序 Q235沖壓性能較好, 孔與外緣的壁厚較大, 沖壓模中的凸凹模壁厚部分具有足夠的強(qiáng)度。 2.2 工藝方案分析 2.2.1 方案的確定 該零件包括沖孔、落料,彎曲3個(gè)基本工序，可以采用以下四種工藝方案： 方案一：單工序直接落料, 單工序沖孔獲得產(chǎn)品，采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：先沖孔后落料復(fù)合模具，采用復(fù)合模生產(chǎn)。 方案三：采用形狀倒置的復(fù)合模具獲得落料產(chǎn)品。 方案四：采用落料,沖孔的級進(jìn)模。 2.2.2 方案比較 方案一:模具結(jié)構(gòu)相對而言比較簡單，經(jīng)濟(jì)性高，但相對精度較低，不能很好的保證產(chǎn)品的允許公差尺寸。 方案二:先采用來定位工件毛坯料，然后再落下成品。既能很好的保證工件有一定的定位精度，又能減少一次沖壓的合力，并且保證機(jī)構(gòu)能在相對小的載荷下工作。 方案三：采用此種生產(chǎn)方式可以大大的提高工作效率，而且可以提高毛坯料的利用效率，但是該種方式會大大增加壓力機(jī)的噸位，在實(shí)際生產(chǎn)中還得考慮減噪、安全、靈活等。況且該零件墊片本來就已經(jīng)屬于尺寸較大的工件了，采用一次落兩個(gè)會使模具的體積擴(kuò)大，不便于裝卸等。 方案四：供需相對分散，兩次沖裁對精度具有一定的影響，且同樣具有方案三的問題，且不適合實(shí)際生產(chǎn)，工作效率也沒有什么實(shí)質(zhì)性的提高，而且模具規(guī)模也大大加大，同時(shí)模具的結(jié)構(gòu)相對較復(fù)雜。 綜上所述以及實(shí)際生產(chǎn)的相關(guān)條件和要求，我決定選擇第二種方案。 2.3 模具間隙的確定 凸模與凹模圖樣分別加工主要適用于圓形或簡單形狀的工件，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。 凸凹模分別加工方法的優(yōu)點(diǎn)是，凸凹模具有互換性，制造周期短，便于成批制造。其缺點(diǎn)是，為了保證初始間隙在合理范圍內(nèi)，需要采用較小的凸凹模具制造公差，所以模具制造成本相對較高。 同時(shí)，為保證一定的間隙，模具的制造公差必須滿足下列條件： （2.2） 即： （2.3） （2.4） 式中：——凸模制造公差； ——凹模制造公差； ——最大合理間隙； ——最小合理間隙。 表2.3 系數(shù)K 材料厚度 t（mm） 非 圓 形 圓 形 1 0.75 0.5 0.75 0.5 工件公差Δ（mm） ＜1 1～2 2～4 ＞4 ≤0.16 ≤0.20 ≤0.24 ≤0.30 0.17～0.35 0.21～0.41 0.25～0.49 0.31～0.59 ≥0.36 ≥0.42 ≥0.50 ≥0.60 ＜0.16 ＜0.20 ＜0.24 ＜0.30 ≥0.16 ≥0.20 ≥0.24 ≥0.30 由圖1.1可知，該零件屬于無特殊要求的一般沖孔、落料件。外輪廓由落料獲得，上下的兩個(gè)沖孔由沖孔獲得。 最小合理間隙2Cmin=0.012,最大合理間隙2Cmax=0.016 則： 2Cmax -2Cmin=0.016-0.012=0.004mm 2.4 凸凹模尺寸 沖裁件的尺寸精度，決定于凸、凹模刀口部分尺寸。沖裁的合理間隙，也要靠凸、凹模刃口部分尺寸來實(shí)現(xiàn)和保證。所以正確地確定刃口部分尺寸是相當(dāng)重要的。 尺寸計(jì)算的原則 由于凸、凹模之間存在間隙，所以沖裁件斷面都是帶有錐度的，且落料件的大端尺才等于凹模尺寸，沖孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。在測量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔件孔徑是以小端尺寸為基準(zhǔn)。沖裁過程中，凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，結(jié)果使間隙越來越大。因此，在確定凸、凹模刃口尺寸時(shí)，必須遵循下述原則： (1)落料模先確定凹模刃口尺寸，其標(biāo)稱尺寸應(yīng)取接近或等于制件的最小極限尺寸，以保證凹摸磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格制件，凸橫刃口的標(biāo)稱尺寸比凹模小一個(gè)最小合理間隙。 (2)沖孔模先確定凸模刃口尺寸，其標(biāo)稱尺寸應(yīng)取接近或等于制件的最大極限尺寸以保證凸模磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格的孔。凹橫刃口的標(biāo)稱尺寸應(yīng)比凸模大一個(gè)最小合理間隙。 (3)選擇模具刃口制造公差時(shí)，要考慮工件精度與模具精度的關(guān)系，既要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較工件精度高2～3級(表4-6)。若零件沒有標(biāo)注公差，則對于非圓形件按國家標(biāo)準(zhǔn)非配合尺寸的ITl4級精度來處理，圓形件一股可按IT10級精度來處理，工件尺寸公差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差，所謂“入體”原則是指標(biāo)注工件尺寸公差時(shí)應(yīng)向材料實(shí)體方向單向標(biāo)注，即：落料件正公差為零，只標(biāo)注負(fù)公差；沖孔件負(fù)公差為零，只標(biāo)注正公差。 表4-6沖裁件精度 沖模制造精度 材 料 厚 度 t（mm） 0.5 0.8 1.0 1.5 2 3 4 5 6 8 10 12 IT6~IT7 IT7~IT8 IT9 IT8 ─ ─ IT8 IT9 ─ IT9 IT10 ─ IT10 IT10 IT12 IT10 IT12 IT12 ─ IT12 IT12 ─ IT12 IT12 ─ ─ IT12 ─ ─ IT14 ─ ─ IT14 ─ ─ IT14 ─ ─ IT14 計(jì)算方法 模具工作部分尺寸及公差的計(jì)算方法與加工方法有關(guān)，基本上可分為兩類。 1．凸模與凹模分開加工 凸、凹摸分開加工，是指凸模和凹模分別按圖樣加工至尺寸。此種方法適用于圓形或形狀簡單的工件，為了保證凸、凹模間初始間隙小于最大合理間隙，不僅凸、凹模分別標(biāo)注公差(凸棋，凹模)，而且要求有較高的制造精度，以滿足如下條件 或取=0.4（） =0.6（） 也就是說，新制造的模具應(yīng)該是，如圖4-9所示。否則，制造的模具間隙已超過了允許的變動范圍，影響模具的使用壽命。 圖4-9 凸、凹模分別加工時(shí)的間隙變動范圍 下面對落料和沖孔兩種情況分別進(jìn)行討論。 (1)落料：設(shè)工件尺寸為。根據(jù)以上原則，應(yīng)先確定凹模尺寸，使凹模標(biāo)標(biāo)尺寸接近或等于工件的最小極限尺寸，再減小凸模尺寸保證最小合理間隙。凹模制造偏差取正偏差，凸模取負(fù)偏差。計(jì)算公式如下 （4-6） （4-7） 式中 、——分別為落料凹模、凸模標(biāo)稱尺寸（mm）； D——落料件標(biāo)稱尺寸（mm）； V——工件制造公差（mm）； ——凸、凹模最小合理間隙（雙邊）（mm）； 、——凸、凹模的制造公差（mm），可查表4-7，或取= （1/4～1/5）V，=V/4； ——系數(shù)，是為了使沖裁件的實(shí)際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸，與工件制造精度有關(guān)，可查表4-8，或按下列關(guān)系取： 工件精度IT10以上，=1 工件精度IT11~13， =0.75 工件精度IT14， =0.5 表4-7規(guī)則形狀（圓形、方形件）沖裁時(shí)凸模、凹模的制造公差 （mm） 基本尺寸 凸模偏差 凹模偏差 基本尺寸 凸模偏差 凹模偏差 ≤18 >18～30 >30～80 >80～120 >120～180 0.020 0.020 0.020 0.025 0.030 0.020 0.025 0.030 0.035 0.040 >180～260 >260～360 >360～500 >500 0.030 0.035 0.040 0.050 0.045 0.050 0.060 0.070 表4-8 系數(shù) 材料厚度 t（mm） 非 圓 形 圓形 1 0.75 0.5 0.75 0.5 工件公差V（mm） <1 1～2 2～4 >4 ≤0.16 ≤0.20 ≤0.24 ≤0.30 0.17～0.35 0.21～0.41 0.25～0.49 0.31～0.59 ≥0.36 ≥0.42 ≥0.50 ≥0.60 <0.16 <0.20 <0.24 <0.30 ≥0.16 ≥0.20 ≥0.24 ≥0.30 (2)沖孔：設(shè)沖孔尺寸為，根據(jù)以上原則，應(yīng)先確定凸模尺寸，使凸模標(biāo)稱尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸，再增大凹模尺寸以保證最小合理間隙。模具偏差“入體”標(biāo)注。計(jì)算公式如下 （4-8） （4-9） 式中 、——沖孔凸、凹模直徑（mm）； d——沖孔件標(biāo)稱尺寸。 其余符號意義同上。 2. 凸模和凹模配合加工 對于沖制形狀復(fù)雜或薄板制件的模具，其凸、凹模往往采用配合加工的方法。此方法是先加工好凸模(或凹模)作為基準(zhǔn)件，然后根據(jù)此基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸．配做凹模(或凸模)，使它們保持一定的間隙。因此，只得在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸及公差，另一件只標(biāo)注標(biāo)稱尺寸，并注明“××尺寸按凸模(或凹模)配作，保證雙面間隙××”。這樣，可放大基準(zhǔn)件的制造公差。其公差不再受凸、凹模間隙大小的限制，制造容易，并容易保證凸、凹模間的間隙。 由于復(fù)雜形狀工件各部分尺寸性質(zhì)不同，凸模和凹模磨損后，尺寸變化的趨勢不同，所以基準(zhǔn)件的刃口尺寸計(jì)算的方法也不相同。 (1)落料：應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，然后配做凸模。 先做凹模，凹模磨損后，刃u口尺寸的變化有增大、減小、不變?nèi)N情況。因此凹橫刃口尺寸應(yīng)按不同情況分別計(jì)算。 1)凹模磨損后尺寸變大。計(jì)算這類尺寸，先按工件圖把尺寸化為，再按 落料凹模公式進(jìn)行計(jì)算 （4-10） 2)凹模磨損后尺寸變小。計(jì)算這類尺寸，先把工件圖尺寸化為。再按沖孔凸模公式進(jìn)行計(jì)算 （4-11） 3)凹模磨損后尺寸不變。計(jì)算這類尺寸，則按下述三種情況進(jìn)行計(jì)算 制件尺寸為時(shí) （4-12） 制件尺寸為時(shí) （4-13） 制件尺寸為時(shí) （4-14） 式中 、、——凹模刃口尺寸（mm）； A、B、C——工件標(biāo)稱尺寸（mm）； V——工件公差（mm）； ——工件偏差，對稱偏差時(shí)，=V/2； ——凹模制造偏差（mm），=V/4。 （2）沖孔：應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件，然后配做凹模。 先做凸模，凸模磨損后，刃口尺寸的變化也是有增大、減小、不變?nèi)N情況。也應(yīng)按不同的情況進(jìn)行計(jì)算； 1）磨損后凸模尺寸變小，設(shè)工件尺寸為，則 （4-15） 2）磨損后凸模尺寸變大，設(shè)工件尺寸為，則 （4-16） 3）磨損后凸模尺寸不變，按制件標(biāo)注尺寸不同分為 制件尺寸為時(shí) （4-17） 制件尺寸為時(shí) （4-18） 制件尺寸為時(shí) （4-19） 式中、、——凸模的刃口尺寸（mm）； ——凸模制造偏差（mm），=V/4。 第3章 模具總體設(shè)計(jì) 3.1 沖裁件的排樣 排樣是指沖件在條料、帶料或板料上布置的方法。沖件的合理布置（即材料的經(jīng)濟(jì)利用），與沖件的外形有很大關(guān)系。 根據(jù)不同幾何形狀的沖件，可得出于其相適應(yīng)的排樣類型，而根據(jù)排樣的類型，又可分為少或無工藝余料的排樣與工藝余料的排樣兩種。 排樣時(shí)，沖件之間以及沖件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫搭邊。它的作用是補(bǔ)償定位誤差，保證沖出合格的沖件，以及保證條料有一定剛度，便于送料。 搭邊數(shù)值取決于以下因素: (1) 工件的尺寸和形狀。 (2) 材料的硬度和厚度。 (3) 排樣的形式（直排、斜排、對排等）。 (4) 條料到的送料方法（是否有側(cè)壓板）。 檔料裝置的形式（包括檔料銷、導(dǎo)料銷和定距側(cè)刃等的形式）。搭邊值一般由經(jīng)驗(yàn)在經(jīng)過簡單計(jì)算確定的。 考慮到該制造件的生產(chǎn)綱領(lǐng)與加工條件，采用條料加工余料的排樣。排樣如下： 圖2.1 3.2 材料利用率 衡量材料經(jīng)濟(jì)利用的指標(biāo)是材料利用率。 一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率為： η=×100%（4.5） =（760）/（42×22） =82.25% 式中：η——材料利用率 n——張板料（或帯料、條料）上沖件的數(shù)目 A——整個(gè)沖裁件的實(shí)際面積 L——板料長度 B——板料寬度 3.3 沖裁力的計(jì)算 3.3.1 沖孔力 由[2]得沖裁力的計(jì)算公式 F沖孔孔=KLtτ （3.1） 式中： K—系數(shù)，K=1.3； L—沖裁周邊長度（mm）； t—沖裁件的厚度（mm）； τ—材料的抗剪強(qiáng)度（MPa）。 F沖孔孔=KLtτ =1.3×2×15.81×150×1 =6.17（kN） 3.3.2 落料力 =KLtτ （3.2） 式中： K—系數(shù)，K=1.3； L—沖裁周邊長度（mm）； t—沖裁件的厚度（mm）； τ—材料的抗剪強(qiáng)度（MPa）。 =KLtτ =1.3×116×150×1 =22.62（kN） 3.3.3 卸料力 由[2]得卸料力的計(jì)算公式 F卸料=K卸料F落料 （3.3） 式中： K卸料—卸料力系數(shù)，查表3.1。 F卸料=K卸料F落料 =0.045×22.62 =1.02（kN） 3.3.4 推件力 由[2]中推件力的計(jì)算公式 F推件=nK推件F沖孔（3.4） 式中： K推件—推件力系數(shù)，查表3.1。 n—同時(shí)梗塞在凹模內(nèi)的工件數(shù)（廢料數(shù)）； F推件=nK推件F沖孔 =0.055×6.17 =0.34（kN） 總壓力=30.15KN 3.4 壓力中心的計(jì)算 沖壓力合力的作用點(diǎn)稱為壓力中心。為了保證壓力機(jī)和沖模正常、平穩(wěn)地工作，必須使沖模的壓力中心與壓力機(jī)的滑塊中心重合，對于帶模柄的中小型沖模就是要使其壓力中心與模柄軸心線重合。否則，沖裁過程中壓力機(jī)滑塊和沖模將會承受偏心載荷，使滑塊導(dǎo)軌和沖模導(dǎo)向部分產(chǎn)生不正常的磨損，合理間隙得不到保證，刃口迅速變鈍，從而降低沖裁件質(zhì)量和模具壽命，甚至損壞模具。因此，設(shè)計(jì)沖模時(shí)應(yīng)正確計(jì)算出沖模時(shí)的壓力中心，并使壓力中心與模柄軸心線重合，若因沖裁件的形狀特殊，從模具的結(jié)構(gòu)方面考慮不宜使壓力中心與模柄軸心線相重合，也應(yīng)注意盡量使壓力中心的偏離不超出所選壓力機(jī)模柄孔投影面積的范圍。 由于該沖件屬于對稱形狀的零件，所以壓力中心為于刃口輪廓圖形的幾何中心上。 3.5 設(shè)備的選擇 設(shè)備是沖壓加工的三要素之一。沖壓設(shè)備選擇是沖壓工藝過程設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，它直接關(guān)系到設(shè)備的安全和使用的合理，同時(shí)也關(guān)系到?jīng)_壓工藝過程的順利完成及產(chǎn)品質(zhì)量、零件精度、生產(chǎn)效率、模具壽命、板料的性能與規(guī)格、成本的高低等一系列重要的問題。因此，壓力機(jī)的正確選用十分重要。 設(shè)備類型的選擇要依據(jù)沖壓零件的生產(chǎn)批量、零件尺寸的大小、工藝方法與性質(zhì)及沖壓件的尺寸、形狀與精度等要求來綜合考慮。 (1)根據(jù)沖壓件的大小進(jìn)行選擇時(shí)，可參照表6—1。 表6—1 按沖壓件大小選擇設(shè)備 零件大小 選用壓力機(jī)類型 特點(diǎn) 適用工序 小型或中小型 開式機(jī)械壓力機(jī) 有一定的精度和剛度；操作方便，價(jià)格低廉 分離及成形 （深度淺的成形件） 大中型 閉式機(jī)械壓力機(jī) 精度與剛度更高；結(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn) 分離、成形 （深度大的成形件及復(fù)合工序） (2)根據(jù)沖壓零件的生產(chǎn)批量選擇時(shí)，可參照表6—2。 表6—2 按生產(chǎn)批量選擇設(shè)備 零件批量 設(shè)備類型 特點(diǎn) 適用工序 小批量 薄板 適用機(jī)械壓力機(jī) 速度快、生產(chǎn)效率高，質(zhì)量較穩(wěn)定 各種工序 厚板 液壓機(jī) 行程不固定，不會因超載而損壞設(shè)備 拉深、脹形、彎曲等 大中批量 高速壓力機(jī)和多工位自動壓力機(jī) 高效率，消除了半成品堆存等問題 沖裁各種工序 (3)考慮精度與剛度。在選用設(shè)備類型時(shí)，還應(yīng)充分注意到設(shè)備的精度與剛度。壓力機(jī)的剛度是由床身剛度、傳動剛度和導(dǎo)向剛度三部分組成，如果剛度較差，負(fù)載終了和卸載時(shí)模具間隙臺發(fā)生很大變化，影響沖壓件的精度和模具壽命。設(shè)備的精度也有類似的問題。 （4）考慮生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)際可能 在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，還應(yīng)考慮生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)際可能。如果日前沒有效理想的設(shè)備供選揮，則應(yīng)該設(shè)法利用現(xiàn)有設(shè)備來完成工藝過程。 綜合上述四種選擇方法，考慮到零件屬于小型工件，且精度要求并不高。雖然是大批量生產(chǎn)，但一般的機(jī)械壓力機(jī)均能滿足其要求。因此，初步選定設(shè)備類型為開式機(jī)械壓力機(jī)。 在選定設(shè)備類型之后，應(yīng)該進(jìn)一步根據(jù)沖壓件大小、模具尺寸及工藝變形力來確定設(shè)備規(guī)格和具體參數(shù)。其規(guī)格的主要參數(shù)有以下幾個(gè)： 1)行程壓機(jī)行程的大小，應(yīng)該保證坯料的方便放進(jìn)與零件的方便取出。 2)裝配模具的相關(guān)尺寸壓力機(jī)的工作臺面尺寸應(yīng)大于模具的平面尺寸(一般是模具底板)，還應(yīng)有模具安裝與固定的余地，但過大的余地對工作臺受力不利，工作臺面中間孔的尺寸要保證漏料或順利安放模具頂出料裝置。 一般開式壓機(jī)滑塊上有模柄孔尺寸(直徑×高度)，此時(shí)，模具的模柄應(yīng)當(dāng)與此相適應(yīng)。 3)閉合高度沖床的閉合高度是指滑塊處于上死點(diǎn)時(shí)，滑塊下平面至工作臺上平面間的開擋空間尺寸。這個(gè)高度即為沖壓操作(主要是裝卸模具)的空間高度尺寸。顯然、沖床的閉合高度應(yīng)與模具的閉合高度相適應(yīng)。沖床的最大閉合高度要大于模具的閉合高度，最小閉合高度又要能小于模具的閉合高度。一般模具的閉合高度H應(yīng)滿足以下關(guān)系， Hmax-5≥H0≥Hmin+10 如果模具封閉高度小于設(shè)備的最小封閉高度時(shí)，可以用附加墊板(在下模座下面)達(dá)到要求。模具的平面尺寸(主要是下模板)應(yīng)小于設(shè)備工作臺平面尺寸，模具漏料孔D1應(yīng)小于設(shè)備的工作臺孔D。二是模柄長度L1應(yīng)稍小于設(shè)備滑塊孔的深度L；模柄直徑d1應(yīng)稍小于滑塊孔徑d。 4)設(shè)備噸位 設(shè)備噸位大小的選擇首先要以沖壓工藝所需要的變形力為前提。要求設(shè)備的名義壓力要大于所需的變形力，而且，還要有一定的力量儲備，以防萬一。從提高設(shè)備的上作剛度、沖壓零件的精度及延長設(shè)備的壽命的觀點(diǎn)出發(fā)，應(yīng)要求設(shè)備容量有較大剩余。最新的觀點(diǎn)是使設(shè)備留有(40～30)％的余量，即只使用設(shè)備容量的(60～70)％。還有的建議只使用設(shè)備容量的50％，即取設(shè)備的噸位為工藝變形總力的2倍。 綜合考慮以上幾方面要求和沖裁所需實(shí)際總壓力F=283KN，模具閉合高度H0=212㎜查文獻(xiàn)[2]附表2-3取開式壓力機(jī)規(guī)格，選取公稱壓力630KN的壓力機(jī)，壓力機(jī)型號為JB23-63.壓力機(jī)的主要參數(shù)如下： 公稱壓力630KN 滑塊行程130 mm 行程次數(shù)(次/min) 50 最大封閉高度360mm 最大裝模高度280㎜ 連桿調(diào)節(jié)長度80㎜ 工作臺尺寸 前后 480mm 左右 710mm 工作臺孔尺寸前后 180mm 左右 340mm 直徑 230mm 模柄孔尺寸（直徑*深度） Φ50mm*80mm 工作臺板厚度90mm 3.6 模具類型的選擇 模具類型分為三種，分別是：單工序模、復(fù)合模和級進(jìn)模。 單工序模又稱簡單沖裁模，是指在壓力機(jī)一次行程內(nèi)只完成一種沖裁工序的模具，如落料模、沖孔模、切斷模、切口模等。 復(fù)合模是指在一次壓力機(jī)的行程中在模具的同一工位上同時(shí)完成兩道或兩到以上不同沖裁工序的模具。復(fù)合模是一種多工序沖裁模，它在結(jié)構(gòu)上的主要特征是有一個(gè)或幾個(gè)具有雙重作用的工作零件——凸凹模，如落料沖孔復(fù)合模中有一個(gè)既能作落料凸模又能作沖孔凹模的凸凹模。 級進(jìn)模，也叫連續(xù)模（據(jù)說連續(xù)模在標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語將取消）由多個(gè)工位組成，各工位完成不同的加工，各工位順序關(guān)聯(lián)，在沖床的一次行程中完成一系列的不同的沖壓加工。一次行程完成以后，由沖床送料機(jī)按照一個(gè)固定的步距將材料向前移動，這樣在一副模具上就可以完成多個(gè)工序，一般有沖孔，落料，折彎，切邊，拉伸等等 在沖壓過程中，導(dǎo)向結(jié)構(gòu)一般情況下直接與模架聯(lián)系在一起，該模具采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式，提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，故該復(fù)合模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方 確定沖壓工藝方案后，應(yīng)通過分析比較，選擇合理的模具結(jié)構(gòu)型式，使其盡量滿足以下要求： （1）能沖出符合技術(shù)要求的工件； （2）能提高生產(chǎn)率； （3）模具制造和維修方便； （4）模具有足夠的壽命； （5）模具易于安裝調(diào)整，且操作方便、安全。 3.7 定位方式的選擇 因?yàn)樵撃＞卟捎檬菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料板，無側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進(jìn)步距采用擋料銷初定距，導(dǎo)料銷精定距。而第一件的沖壓位置因?yàn)闂l料長度有一定余量，可以靠操作工目測定。 定位零件基本上都已標(biāo)準(zhǔn)化，可根據(jù)坯料和工序件形狀、尺寸、精度及模具的結(jié)構(gòu)形式與生產(chǎn)效率要求等選用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。 3.8 卸料﹑出件方式的選擇 卸料與出件裝置的作用是當(dāng)沖模完成一次沖壓之后，把沖件或廢料從模具工作零件上卸下來，以便沖壓工作繼續(xù)進(jìn)行。通常，把沖件或廢料從凸模上卸下來稱為卸料。 卸料裝置按卸料的方式分為固定卸料裝置﹑彈性卸料裝置和廢料切刀三種：固定卸料裝置僅由固定卸料板構(gòu)成，一般安裝在下模的凹模上；彈性卸料裝置由卸料板、卸料螺釘和彈性元件（彈簧或橡膠）組成；彈性卸料裝置可安裝于上?；蛳履＃揽繌椈苫蛳鹉z的彈力來卸料，卸料力不太大但沖壓時(shí)可兼起壓料作用，故多用于沖裁料薄及平面度要求較高的沖件；廢料切刀是在沖裁過程中沖裁廢料切斷成數(shù)塊，從而實(shí)現(xiàn)卸料的一種卸料零件。 出件裝置的作用是從凹模內(nèi)卸下沖件或廢料。我們通常把裝在上模內(nèi)的出件裝置稱為推件裝置；把裝在下模內(nèi)的稱為頂件裝置。 綜合考慮該模具的結(jié)構(gòu)和使用方便，以及工件料厚相對較薄，卸料力也比較小比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。 第4章 模具的裝配和沖裁模具的試沖 4.1 模具的裝配 根據(jù)沖壓模具裝配要點(diǎn)，選凹模作為裝配基準(zhǔn)件，先裝下模，再裝上模，并調(diào)整間隙、試沖、返修，具體裝配見表9.1。 表9.1 沖壓模具的裝配 序號 工序 工藝說明 1 凸、凹模預(yù)配 （1）裝配前仔細(xì)檢查各凸模形狀以及凹模形孔，是否符合圖紙要求尺寸精度、形狀 （2）將各凸模分別與相應(yīng)的凹?？紫嗯?，檢查其間隙是否加工均勻。不合適者應(yīng)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8的形孔中， 并擰緊牢固 3 裝配下模 （1）在下模座1上劃中心線，按中心預(yù)裝凹模17、導(dǎo)料板5； （2）在下模座1、導(dǎo)料板5上，用已加工好的凹模分別確定其螺孔位置，并分別鉆孔，攻絲 （3）將下模座1、導(dǎo)料板5、凹模17、擋料銷20、凹?？蜓b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0.12片，然后將凸模與固定板的組合裝入凹模 （2）預(yù)裝上模座，劃出與凸模固定板相應(yīng)螺孔。銷孔位置并鉆絞螺孔、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）將卸料板套裝在已裝入固定板的凸模上，裝上橡膠14和卸料螺釘12，并調(diào)節(jié)橡膠的預(yù)壓量，使卸料板高出凸模下端約1；復(fù)查凸、凹模間隙并調(diào)整合適后，緊固螺釘；切紙檢查，合適后打入銷釘 5 試沖與調(diào)整 裝機(jī)試沖并根據(jù)試沖結(jié)果作相應(yīng)調(diào)整 4.2 沖裁模具的試沖 模具裝配以后，必須在生產(chǎn)條件下進(jìn)行試沖。通過試沖可以發(fā)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)和制造的不足，并找出原因給與糾正。并能夠?qū)δ＞哌M(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修理，直到模具正常工作中沖出合格的制件為止。 沖裁模具經(jīng)試沖合格后，應(yīng)在模具模座正面打上編號、沖模圖號、制件號、使用壓力機(jī)型號、制造日期等。并涂油防銹后經(jīng)檢驗(yàn)合格入庫。沖裁模具試沖時(shí)常見的缺陷、產(chǎn)生原因和調(diào)整方法見表9.2。 7 表9.2 沖裁模具試沖時(shí)常見的缺陷、產(chǎn)生原因和調(diào)整方法 缺陷 產(chǎn)生原因 調(diào)整方法 沖件毛刺過大 1．刃口不鋒利或淬火硬度不夠 2．間隙過大或過小，間隙不均勻 1．修磨刃口使其鋒利 2．重新調(diào)整間隙，使其均勻 沖件不平整 1．凸模有倒錐，沖件從孔中通過時(shí)被壓彎 2．頂出件與頂出器接觸零件面積大小 3．頂出件、頂出器分布不均勻 1．修磨凹?？?，去除導(dǎo)錐現(xiàn)象 2．更換頂出桿，加大與零件的接觸面積 尺寸超差和形狀不準(zhǔn)確 凸模、凹模形狀及尺寸精度差 修整凸模、凹模形狀及尺寸，使其達(dá)到形狀及尺寸精度要求 凸模折斷 1．沖裁時(shí)產(chǎn)生側(cè)壓力 2．卸料板傾斜 1．在模具上設(shè)置擋塊抵消側(cè)向力 2．修整卸料板或使凸模增加導(dǎo)向裝置 凹模被脹裂 1．凹?？子械瑰F度形象 2．凹?？變?nèi)卡住廢料 1．修磨凹模孔，消除倒錐現(xiàn)象 2．修抵凹?？赘叨? 凸、凹模刃口相咬 1．上、下模座，固定板、凹模、墊板等零件安裝基面不平行 2．凸、凹模錯位 3．凸模、導(dǎo)柱、導(dǎo)套與安裝基面不垂直 4．導(dǎo)向精度差，導(dǎo)柱、導(dǎo)套配合間隙過大 5．卸料板孔位偏斜使沖孔凸模位移 1．調(diào)整有關(guān)兩件重新安裝 2．重新安裝凸、凹模，使之對正 3．調(diào)整其垂直度重新安裝 4．更換導(dǎo)柱、導(dǎo)套 5．調(diào)整及更換卸料板 沖裁件剪切斷面光亮帶寬，甚至出現(xiàn)毛刺 沖裁間隙過小 適當(dāng)放大沖裁間隙，對于沖孔模間隙加大在凹模方向上，對落料間隙加大在凸模方向上 剪切斷面光亮帶寬窄不均勻，局部有毛刺 沖裁間隙不均勻 修磨或重新調(diào)整凸模或凹模，調(diào)整間隙保證均勻 外型與內(nèi)孔偏移 1．在連續(xù)模中孔與外形偏心，并且所偏的方向一致，表明側(cè)刃的長度與布局不一致 2．連續(xù)模多件沖裁時(shí)，其它孔形正確，只有一孔偏心，表明該孔凸凹模相對位置有變化 3．復(fù)合?？仔尾徽_，表明凸凹模相對位置有偏移 1．加大(減小)側(cè)刃長度或磨?。哟螅趿蠅K尺寸 2．重新裝配凸模并調(diào)整其位置使之正確 3．更換凸（凹）模，重新進(jìn)行裝配調(diào)整合適 送料不暢通，有時(shí)被卡死 易發(fā)生在連續(xù)模中 1．兩導(dǎo)料板之間的尺寸過小或有斜度 2．凸模與卸料板之間的間隙太大，致使搭邊翻轉(zhuǎn)而堵塞 3．導(dǎo)料板的工作面與側(cè)刃不平行，卡住條料，形成毛刺大 1．粗修或重新調(diào)整裝配導(dǎo)料板 2．減小凸模與導(dǎo)料板之間的配合間隙，或重新調(diào)整澆注卸料板孔 3．重新調(diào)整裝配導(dǎo)料板，使之平行 4．修整側(cè)刃及擋塊之間的間隙，使之達(dá)到嚴(yán)密 卸料及卸料困難 1．卸料裝置不動作 2．卸料力不夠 3．卸料孔不暢，卡住廢料 4．凹模有錐度 5．漏料孔太小 6．推桿長度不夠 1．重新裝配卸料裝置，使之靈活 2．增加卸料力 3．修整卸料孔 4．修整凹模 5．加大漏料孔 6．加長打料桿 4.3 裝配圖 結(jié)論與展望 設(shè)計(jì)是源頭，設(shè)計(jì)雖然只占模具成本的10%左右，卻決定了整個(gè)模具成本的70%～80%。所以，設(shè)計(jì)時(shí)詳盡地考慮了模具結(jié)構(gòu)，考慮提高生產(chǎn)率，如何方便維修。但是，又不能完全依賴于設(shè)計(jì)，在實(shí)際生產(chǎn)中要具體問題具體分析，根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行模具調(diào)整也是必需的。 在這次的設(shè)計(jì)中，我綜合了幾年多來所學(xué)的所有專業(yè)知識，使我受益匪淺。在做設(shè)計(jì)的過程中，在設(shè)計(jì)和繪圖都遇到方面遇到了一些問題，經(jīng)過老師和同學(xué)的指導(dǎo)幫準(zhǔn)，再加上自身不懈的努力，問題得到了及時(shí)解決。這次的設(shè)計(jì)使我對沖壓模具設(shè)計(jì)有了一定的認(rèn)識，在模具設(shè)計(jì)過程中，不僅把大學(xué)所學(xué)到知識加深了，還學(xué)會了查有關(guān)書籍和資料，能夠把各科靈活的運(yùn)用到設(shè)計(jì)中去。 這次的設(shè)計(jì)不僅是對自己大學(xué)幾年的考核，也是在工作之前對自身的一次全面、綜合型的測試。這為今后的工作做好了鋪墊和奠定了一定的基礎(chǔ)。 致謝 首先感謝母校，是她給我一個(gè)難得的學(xué)習(xí)機(jī)會，讓我在學(xué)到了很多知識，經(jīng)過這幾個(gè)月的緊張的設(shè)計(jì)，使我在理論和動手能力上都有了進(jìn)一步的提高。 我的設(shè)計(jì)主要在老師指導(dǎo)下,讓我對所學(xué)的知識進(jìn)行系統(tǒng)性的復(fù)習(xí),并根據(jù)寫作要求查閱有關(guān)資料。在設(shè)計(jì)過程中受到老師無微不至的關(guān)心與耐心指導(dǎo)，使我的設(shè)計(jì)得以順利的進(jìn)展。在老師幫助下我解決了很多以前解決不了的問題,在此我向您表示衷心的感謝！同時(shí)也要感謝各位老師和同學(xué)，是你們讓我的學(xué)習(xí)和生活充滿樂趣，感謝你們！謝謝! 作為一名即將完成學(xué)業(yè)，離開學(xué)校生活的我，我要感謝母校，是她給我創(chuàng)造了一個(gè)學(xué)習(xí)的機(jī)會，創(chuàng)造了美好的學(xué)習(xí)生活環(huán)境，讓我在這里學(xué)到了很多知識；感謝各位老師，是他（她）們傳授給我的知識；感謝各位同學(xué)和朋友，是他們讓我的學(xué)習(xí)和生活充滿樂趣，感謝你們！ 經(jīng)過這次設(shè)計(jì)，提高了我很多的能力，比如實(shí)驗(yàn)水平、分析問題的能力、合作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等。在這期間凝結(jié)了很多人的心血，在此表示衷心的感謝。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設(shè)計(jì)。 參考文獻(xiàn) [1] 傅建等. 模具制造工藝學(xué)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004. 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