圓形墊片沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)【長圓孔墊片】【沖孔落料級進(jìn)模】

圓形墊片沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)【長圓孔墊片】【沖孔落料級進(jìn)?！?長圓孔墊片,沖孔落料級進(jìn)模,圓形墊片沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)【長圓孔墊片】【沖孔落料級進(jìn)?！?圓形,墊片,沖壓,成形,工藝,模具設(shè)計(jì),圓孔,沖孔,落料級進(jìn)模 中期檢查表 學(xué)生姓名 學(xué) 號 0 指導(dǎo)教師 選題情況 課題名稱 圓形墊片沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì) 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(wù)書 有 無 開題報(bào)告 有 無 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差 學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況 好 一般 差 工作進(jìn)度 快 按計(jì)劃進(jìn)行 慢 中期工作匯報(bào)及解答問題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績評定： 所在專業(yè)意見： 負(fù)責(zé)人： 2014 年3 月10 日 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 系 部： 專 業(yè)： 學(xué)生姓名: 學(xué) 號: 設(shè)計(jì)(論文)題目： 圓形墊片沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì) 起 迄 日 期: 指 導(dǎo) 教 師: 年 月 日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來源及應(yīng)達(dá)到的目的： 設(shè)計(jì)項(xiàng)目為圓形墊片的模具設(shè)計(jì)，制件厚度為1mm，采用三個工位，第一個工位沖孔，第二個工位為空工位，第三個工位為落料的級進(jìn)模。通過設(shè)計(jì)達(dá)到更深的對沖壓的認(rèn)識，了解其原理及其各項(xiàng)選材應(yīng)達(dá)到的強(qiáng)度、配合指標(biāo)。除此鞏固“沖壓模具設(shè)計(jì)與制造”等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握模具設(shè)計(jì)的方法和步驟；掌握沖壓模具設(shè)計(jì)與基本技能，如模具相關(guān)尺寸計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等 2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： 名稱：長圓孔墊片 材料：08鋼 材料厚度：1mm 生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn) 工作要求: (1)完成模具的設(shè)計(jì),編寫設(shè)計(jì)說明書一份； (2)繪制模具裝配圖以及全套的模具零件圖； (3)編寫主要零件的加工工藝卡。 所在專業(yè)審查意見： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 系部意見： 系領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡 零件號 零 件 名 稱 06 沖圓孔凸模 工序號 工 序 名 稱 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 1 備料：鋸切下料￠21mm×52mm 鋸床 臺虎鉗 鋸條 游標(biāo)卡尺 0~100mm 2 鍛造：￠18mm×51mm 空氣錘 臺虎鉗 游標(biāo)卡尺 0~100mm 3 熱處理：去應(yīng)力退火 熱處理爐 4 車：車端面見光，車外圓至￠46mm 車床 三抓卡盤 140 端銑刀或刨刀 游標(biāo)卡尺 0~100mm 5 數(shù)控銑： 1.裝夾找正，粗精銑臺階至尺寸 2.粗精銑內(nèi)孔至圖紙尺寸，銑澆口并去毛刺 3.翻轉(zhuǎn)180°裝夾找正，粗精銑內(nèi)孔并去毛刺 數(shù)控銑床 FANUC-0i 臺虎鉗 140 立銑刀 鍵槽刀 ￠8 ￠3 ￠10 外徑千分尺 內(nèi)徑千分尺 25~50mm 0~25mm 6 熱處理：調(diào)質(zhì)58~62HRC 熱處理爐 7 電加工：電火花精打凹模型腔 電火花成型機(jī) NH7135B 電磁吸盤 Pmc195 工具電極 塞規(guī) 8 鉗工：精修澆口、研磨、拋光 9 檢驗(yàn)：復(fù)檢以上各部尺寸 編制 校對 審核 批準(zhǔn) 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 銑 工序號 5 零件名稱 沖圓孔凸模 零件號 06 零件重量 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 號 重 量 Cr12MoV 58HRC Φ21×52mm 設(shè) 備 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 名 稱 型 號 數(shù)控銑床 0i 虎鉗 安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀 長 度 mm 走 刀 次 數(shù) 切 削 深 度 mm 進(jìn)給量 mm/min 主 軸 轉(zhuǎn) 速 r/min 切 削 速 度 基 本 工 時 找正 1 粗加工 立銑刀 游標(biāo)卡尺 0.5 800 2500 找正 2 側(cè)壁精加工 鍵槽刀 外徑千分尺 10 300 3000 找正 3 精加工底面 鍵槽刀 深度尺 0.2 300 3000 找正 4 精加工曲面 立銑刀 塞規(guī) 0.2 600 3000 設(shè) 計(jì) 者 指 導(dǎo) 教 師 共 1 頁 第 1 頁 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 粗銑 工序號 30 零件名稱 落料凸模 零件號 04 零件重量 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 號 重 量 Cr12MoV 58-62HRC Φ62×52mm 設(shè) 備 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 名 稱 型 號 銑床 虎鉗 游標(biāo)卡尺 安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀 長 度 走 刀 次 數(shù) 切 削 深 度 進(jìn)給量 主 軸 轉(zhuǎn) 速 切 削 速 度 基 本 工 時 一次 1 銑上平面 25面銑刀 游標(biāo)卡尺 140 4 2 200㎜/ min 3000r/min 一次 1 銑下平面 25面銑刀 游標(biāo)卡尺 140 4 2 200㎜/ min 3000r/min 一次 2 銑兩端面 20立銑刀 游標(biāo)卡尺 130 3 2 60㎜/ min1 3000r/mi 一次 2 銑兩端面 20立銑刀 游標(biāo)卡尺 140 3 2 60㎜/ min1 3000r/mi 設(shè) 計(jì) 者 指 導(dǎo) 教 師 共 1 頁 第 1 頁 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡 零件號 零 件 名 稱 04 落料凸模 工序號 工 序 名 稱 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 1 備料：鋸切下料￠60mm×52mm 鋸床 臺虎鉗 鋸條 游標(biāo)卡尺 0~100mm 2 鍛造：￠52mm×51mm 空氣錘 臺虎鉗 游標(biāo)卡尺 0~100mm 3 熱處理：去應(yīng)力退火 熱處理爐 4 車：車端面見光，車外圓至￠50mm 臥式車床 三抓卡盤 140 端銑刀或刨刀 游標(biāo)卡尺 0~100mm 5 數(shù)控銑： 1.裝夾找正，粗精銑臺階至尺寸 2.粗精銑內(nèi)腔至圖紙尺寸并去毛刺 數(shù)控銑床 FANUC-0i 臺虎鉗 140 立銑刀 鍵槽刀 ￠6 ￠10 外徑千分尺 內(nèi)徑千分尺 25~50mm 25mm~50 mm 6 熱處理：調(diào)質(zhì)58HRC~62HRC 熱處理爐 7 鉗工：精修澆口、研磨 8 檢驗(yàn)：復(fù)檢以上各部尺寸 編制 校對 審核 批準(zhǔn) 評語 學(xué)生姓名： 班級: 學(xué)號： 題 目：圓形墊片沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì) 綜合成績： 指導(dǎo)者評語： 1）該同學(xué)工作態(tài)度認(rèn)真，能按質(zhì)按量較好的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)； 2）該同學(xué)查閱了國內(nèi)有關(guān)沖壓模具設(shè)計(jì)與制造方面的大量資料，制訂出了較合理的沖壓成形工藝及模具結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)中基本不存在創(chuàng)新； 3）設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容完整，計(jì)算正確，格式規(guī)范； 4）該同學(xué)裝配圖、零件圖設(shè)計(jì)合理，圖紙問題較少，質(zhì)量較高； 5）建議該同學(xué)成績評定：優(yōu)秀； 6）可以提交答辯。 指導(dǎo)者(簽字)： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)評語 評閱者評語： 該同學(xué)設(shè)計(jì)題目來源于生產(chǎn)實(shí)踐，能較好的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)；工作態(tài)度較認(rèn)真；裝配圖、零件圖設(shè)計(jì)合理，視圖表達(dá)存在細(xì)節(jié)錯誤；設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容完整，計(jì)算正確，格式規(guī)范。 建議該同學(xué)成績評定：優(yōu)秀。 可以提交答辯。 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(fù)責(zé)人(簽字)： 年 月 日 說明書 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：圓形墊片沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì) 系 部： 專 業(yè)： 班 級： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 2014年 4 月 16 日 圓形墊片沖孔落料級進(jìn)模 摘 要：沖壓摸具是實(shí)現(xiàn)沖壓工藝的主要工藝裝備，它直接影響到機(jī)電產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)成本、更新周期及市場競爭能力。在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位，已經(jīng)越來越受到重視。 此課題主要對加工長圓孔墊片的沖壓級進(jìn)模進(jìn)行設(shè)計(jì)，借助Auto CAD根據(jù)零件圖的技術(shù)要求進(jìn)行二維零件、裝配圖繪制，通過UG進(jìn)行三維實(shí)體建模，實(shí)體裝配以及生成爆炸圖。 長圓孔墊片的加工分為沖孔和落料兩道工序。根據(jù)零件的尺寸、材料、批量生產(chǎn)等要求，主要設(shè)計(jì)內(nèi)容為長圓孔墊片的沖裁工藝性分析；工件的排樣與搭邊計(jì)算；沖壓力及沖壓中心的計(jì)算；模具主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；對部件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的選用；對模具及主要零部件進(jìn)行了詳細(xì)的繪圖。 目前，模具零件大多已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時選用標(biāo)準(zhǔn)件，如模架，導(dǎo)柱、導(dǎo)套、上下模座等給設(shè)計(jì)帶來很大的便利。重點(diǎn)是對凸模和凹模工作部分尺寸的計(jì)算，結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)。最后選擇合適的壓力機(jī)，保證必要的沖壓力和合適的模具閉合高度。明確了設(shè)計(jì)思路，確定了沖壓成型工藝過程，鞏固和深化了所學(xué)知識。整個設(shè)計(jì)過程中結(jié)合所學(xué)專業(yè)知識，同時查閱了大量文獻(xiàn)資料，最終完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞： 沖壓工藝，級進(jìn)模，設(shè)計(jì) CIRCULAR GASKET PUNCHING BLANKING PROGRESSIVE DIE ABSTRACT：Stamping die stamping process technology and equipment，it directly affects the quality of the mechanical products，production costs，the update cycle and market competitiveness。An important position in the national economy，more and more attention. This subject，mainly on the processing of long hole circle gasket stamping progressive die design，with the help of Auto CAD According to the technical requirements of the part drawing two-dimensional parts ,assembly drawings 3D solid modeling，entity through UG assembly and generate exploded diagram. Long hole circle gasket processing is divided into punching and blanking the two process。According to the requirements of part dimensions，materials，mass production，the main design elements of the long hole circle gasket blanking process analysis，nesting of the work piece and take the side of computing，red pressure and stamping centric computing；mold part of the structure design：the selection of standardized components；a detailed drawing mold and part. At present，the mold part are mostly standardized, the design and selection criteria，such as mold，guide post ,guide sleeve ,the upper and lower mold base，etc。to design a great deal of convenience。Focus on the calculation on the part of the size of the punch and die work，the design of the structure size。Finally，choose a suitable press ,to ensure the necessary punch pressure and the mold shut height。Clear design ideas，and to determine the metal forming process，consolidate and deepen the knowledge。Throughout the design process combined with professional knowledge，access to the large number of documents the carful guidance of the final completion of the graduation project. KEY WORDS：Stamping process, Progressive die, design 目 錄 1 緒 論 1 1.1 課題的背景及意義 1 1.2 冷沖壓模具在工業(yè)生產(chǎn)中的地位 1 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 2 1.3.1 模具的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2 1.3.2 模具未來的發(fā)展趨勢 3 2 沖裁件的工藝分析 5 2.1 沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀 5 2.2 沖裁件的工藝性 6 2.3 確定工藝方案 6 3 沖壓工藝計(jì)算 10 3.1 沖裁件的排樣與搭邊 10 3.1.1 條料寬度和導(dǎo)尺寬度 10 3.1.2 確定步距 11 3.1.3 排樣 11 3.2 沖壓力的計(jì)算 12 3.3 壓力中心的計(jì)算 14 3.4 凸模凹模刃口尺寸及公差 17 3.4.1 凸模凹模間隙 17 3.4.2 凸模凹模刃口尺寸及公差 17 4 模具主要零部件設(shè)計(jì) 19 4.1 凹模設(shè)計(jì) 19 4.2 凸模設(shè)計(jì) 22 4.2.1 沖孔圓形凸模 22 4.2.2 沖長形孔凸模 23 4.2.3 落料凸模 23 4.2.4 凸模的校核 24 5 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 25 5.1 模具類型的選擇 25 5.2 卸料裝置 26 5.3 定位零件 26 5.4 模座的選擇 28 5.5 凸模固定板的設(shè)計(jì) 28 5.6 墊板的設(shè)計(jì) 28 5.7 導(dǎo)向裝置 30 5.8 模具閉合高度的計(jì)算 30 5.8.1 計(jì)算模具閉合高度 30 5.8.2 壓力機(jī)設(shè)備的選擇 30 5.8.3 校核模具閉合高度 31 5.9 模柄的選擇 31 6 模具總裝圖 32 6.1 繪制模具總裝圖 32 6.2 模具工作過程 33 結(jié) 論 34 致 謝 34 參考文獻(xiàn) 35 35 圓形墊片沖壓模成形工藝及模具設(shè)計(jì) 1 緒 論 1.1 課題的背景及意義 沖壓是通過模具使板料產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需要制件的一種加工方法。 沖壓因高生產(chǎn)率、高精度、高材料利用率和低成本、低能耗，而且產(chǎn)品一致性好，有利于裝配互換等，因而在汽車、家電、機(jī)械、電子、通信、軍工、航天航空、輕工、建材等領(lǐng)域的產(chǎn)品制造中廣泛應(yīng)用。 隨著模具工業(yè)的迅猛發(fā)展，模具設(shè)計(jì)與制造已成為一個行業(yè)，越來越引起人民的重視，沖壓模具目前居于九大類模具（沖壓、鍛造、鑄造、精鑄、壓鑄、塑料、橡膠、玻璃、陶瓷模具）之首，約占全部模具總量的30%，因此設(shè)計(jì)沖壓模具具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。因此畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇沖壓模具設(shè)計(jì)，主要為加工長孔圓形墊片的級進(jìn)模設(shè)計(jì)。 沖孔圓墊片不適于機(jī)加工，而且在要求大批量的情況下更難到達(dá)生產(chǎn)要求。采用冷沖壓制造該類零件，不僅可以大大提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，而且極大地提高了零件之間的互換性。 1.2 冷沖壓模具在工業(yè)生產(chǎn)中的地位 模具是大批量生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。 模具可保證沖壓產(chǎn)品的尺寸精度，使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，而且在加工中不破壞產(chǎn)品表面。用模具生產(chǎn)零部件可以采用冶金廠大量生產(chǎn)的廉價(jià)的軋制鋼板或鋼板為坯料，且在生產(chǎn)中不需要加熱，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、重量輕、成本低且節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點(diǎn)，是其他加工方法所不能比擬的。使用模具已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展。 目前，工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用模具成型工藝方法，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率和質(zhì)量。一般壓力機(jī)加工，一臺普通壓力機(jī)設(shè)備每分鐘可以生產(chǎn)零件幾件到幾十件，高速壓力機(jī)的生 產(chǎn)率已達(dá)到每分鐘數(shù)百件甚至上千件。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，飛機(jī)、汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀表等產(chǎn)品，有60%左右的零件是用模具加工出來的；而自行車、手表、洗衣機(jī)、電冰箱及電風(fēng)扇等輕工業(yè)產(chǎn)品，有90%左右的零件是用模具加工出來的；至于日用五金、餐具等物品的大批量生產(chǎn)基本上完全靠模具來進(jìn)行。顯而易見，模具作為一種專業(yè)的工藝裝備，在生產(chǎn)中的決定性作用和重要地位逐漸為人們所共識。 1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1.3.1 模具的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 沖壓是一種先進(jìn)的金屬加工方法，它具有生產(chǎn)效率高、加工成本低、材料利用率低、制件尺寸精度穩(wěn)定、操作簡單、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化等一系列優(yōu)點(diǎn)，因而在機(jī)電產(chǎn)品制造業(yè)中獲得了廣泛應(yīng)用。沖壓模具是保證實(shí)現(xiàn)沖壓工藝的主要工藝裝備，它直接影響到機(jī)電產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)成本、更新周期及市場競爭能力。在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位，已越來越受到重視。 模具制造技術(shù)水平的高低已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的保準(zhǔn)。國外將模具比喻為“金鑰匙”、“進(jìn)入富裕社會的原動力”等。從20世紀(jì)80年代開始，工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)，已從機(jī)床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為一個獨(dú)立的工業(yè)部門，而且其產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)產(chǎn)值。我國從20世紀(jì)80年代以來十分重視模具工業(yè)。1989年在國務(wù)院《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)品政策要點(diǎn)的決定》中，將模具列為機(jī)械工業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。 據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，1995年我國模具工業(yè)產(chǎn)值約為145億元，2001年為320億元，2002年為360億元，2003年為450億元，2004年為530億元，2005年為610億元，2006年的銷售額為720億元。在2001年至2006年的六年間，模具工業(yè)產(chǎn)值的年平均增長率為18%。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，到2006年年底全國共有模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約6萬多家，大多為中小型企業(yè)，從業(yè)人員約100萬人，產(chǎn)值1億元以上的模具企業(yè)只有40多家，超過3000萬元的企業(yè)約為200多家。 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(chǎn)單套重量達(dá)50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具國內(nèi)外也能生產(chǎn)了。精度達(dá)到1~2μm，壽命2億次左右的多工位級進(jìn)模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達(dá)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(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。 目前中國模具年生產(chǎn)總量僅次于日本、美國，位居世界第三，其中，沖壓模占模具總量的40%以上，但在整個模具設(shè)計(jì)制造水平和標(biāo)準(zhǔn)化程度上，與德國、美國、日本等發(fā)達(dá)國家相比還存在相當(dāng)大的差距。在設(shè)計(jì)制造方法、手段上已基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國際水平，在轎車模具國產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步。但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面，與國外相比還存在一定的差距。在2006年第十一屆中國國際模具展覽中已展出了不少已達(dá)到國際水平的高質(zhì)量、高效率、高壽命的大型、復(fù)雜、精密模具，但與國外模具企業(yè)相比，我國模具企業(yè)在生產(chǎn)設(shè)備水平與先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用，尤其在人員素質(zhì)和人才培養(yǎng)方面，仍有很大差異。 隨著模具工業(yè)人才素養(yǎng)的不斷提高，技術(shù)的不斷創(chuàng)新以及各行各業(yè)對于模具的重視，這對于加快我國模具技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)品的創(chuàng)新，對于我國模具企業(yè)走向世界、面向參與國際合作與競爭，都有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實(shí)意義。 中國模具CAD/CAM技術(shù)從20世紀(jì)80年代起步，所有軟件為進(jìn)口的圖形軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、NC軟件等，自主開發(fā)的軟件缺乏通用性，商品化價(jià)值不高，對許多引進(jìn)的CAD/CAM系統(tǒng)缺乏二次開發(fā)，經(jīng)濟(jì)效益不顯著。針對上述情況，國家制定了許多相關(guān)的政策和措施。隨著中國模具工業(yè)的迅速發(fā)展，模具行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有了很大改善，模具商業(yè)化水平大幅度提高，中高檔模具占模具總量的比例也明顯提高，模具進(jìn)出口比例逐漸趨于合理化。 1.3.2模具未來的發(fā)展趨勢 模具未來的發(fā)展方向應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短、精度高、質(zhì)量好、價(jià)格低”的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng)：全面推廣CAD/CAM技術(shù)、高速銑削加工、模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)、電火花銑削加工、提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度、優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)、模具研磨拋光將自動化、智能化、模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展。以上幾項(xiàng)的實(shí)現(xiàn)將縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期和產(chǎn)品的更新期，使得開發(fā)新產(chǎn)品達(dá)到“高質(zhì)量、低成本、上市快”的目標(biāo)成為可能。 沖壓模具發(fā)展重點(diǎn)的選取應(yīng)根據(jù)市場需求、發(fā)展趨勢和目前狀況來確定。現(xiàn)階段應(yīng)以汽車覆蓋件模具，多功能、多工位級進(jìn)模和精沖模為沖壓模具產(chǎn)品發(fā)展重點(diǎn)。這些模具現(xiàn)在產(chǎn)需矛盾大，發(fā)展前景好。汽車覆蓋件模具中發(fā)展重點(diǎn)是技術(shù)要求高的中高檔轎車大中型覆蓋件模具，尤其是外覆蓋件模具。高強(qiáng)度板和不等厚板的沖壓模具及大型多工位級進(jìn)模、連續(xù)模今后將會有較大的發(fā)展。多功能、多工位級進(jìn)模中發(fā)展重點(diǎn)是高精度、高效率和大型、高壽命的級進(jìn)模。精沖模中發(fā)展重點(diǎn)是厚板精沖大型精沖模，并不斷提高其精度。 模具表面的各種強(qiáng)化超硬處理等技術(shù)也是發(fā)展重點(diǎn)。主要是為了提高沖壓模具的壽命。對于模具數(shù)字化制造、系統(tǒng)集成、逆向工程、快速原型/模具制造及計(jì)算機(jī)輔助應(yīng)用技術(shù)等方面形成全方位解決方案，提供模具開發(fā)與工程服務(wù)，全面提高企業(yè)水平和模具質(zhì)量，這更是沖壓模具技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。 其他發(fā)展重點(diǎn)及展望的內(nèi)涵十分豐富，其中專業(yè)化與標(biāo)準(zhǔn)化尤為重要。由于歷史和體制上的原因，我國模具專業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化水平一直很低，其中沖壓模具的專業(yè)化比塑料模和壓鑄模更低。這在一定程度上妨礙了沖壓模具的發(fā)展，根據(jù)國內(nèi)外模具專業(yè)化情況來看，專業(yè)化可以有多層意思： 1. 模具生產(chǎn)于其他產(chǎn)品生產(chǎn)，專業(yè)生產(chǎn)模具外供； 2. 按模具種類劃分，專門從事某一模具生產(chǎn)； 3. 在某一類模具中，按其服務(wù)對象或模具工藝及尺寸大小，選取該類模具中的某種模具（例如汽車覆蓋件模具、多工位級進(jìn)模、精沖模具等等）進(jìn)行專業(yè)化生產(chǎn)； 4. 專業(yè)生產(chǎn)模具中的某一些零件（如模架、沖頭、彈性元件等）供給模具生產(chǎn)企業(yè)； 5.按工序開展專業(yè)化協(xié)作。目前社會上專門從事模具設(shè)計(jì)的公司、專門進(jìn)行型腔加工或電加工協(xié)作的企業(yè)、專門接收測量或熱處理委托業(yè)務(wù)的企業(yè)及專業(yè)從事拋光業(yè)務(wù)的企業(yè)等等，這種多層次的專業(yè)化促進(jìn)了模具行業(yè)的發(fā)展。但專業(yè)化的路途仍舊遙遠(yuǎn)，必須加快進(jìn)程才能適應(yīng)形勢。因此，這也是發(fā)展重點(diǎn)； 在信息化帶動工業(yè)化發(fā)展的今天，在經(jīng)濟(jì)全球化趨向日漸加速的情況下，我國沖壓模具必須盡快提高水平。通過與發(fā)展，采取各種有效措施。在沖壓模具行業(yè)全體職工的共同努力下，我國沖壓模具也一定會不斷提高水平，逐漸縮小與世界先進(jìn)水平的差距?！笆晃濉逼陂g，在科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下，不斷提高自主開發(fā)能力、重視創(chuàng)新、走新型工業(yè)化道路，將速度效益型的增長模式逐步轉(zhuǎn)變到質(zhì)量和水平效益型軌道上來，我國的沖壓模具的水平也必然會有一個質(zhì)的飛躍。 2 沖裁件的工藝分析 2.1 沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀 圖2-1 工件圖 名稱：長圓孔墊片 材料：08鋼 材料厚度：1mm 生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn) 2.2 沖裁件的工藝性 零件的沖壓工藝性是指從沖壓工藝的角度來衡量零件的設(shè)計(jì)（包括選材、形狀結(jié)構(gòu)等）是否合理。即在滿足零件使用要求的前提下，能否用最簡單的、最經(jīng)濟(jì)的沖壓加工方法將零件制成。零件的工藝性好壞直接關(guān)系到其質(zhì)量、生產(chǎn)率、材料利用率和生產(chǎn)成本等。 如圖2-1所示，零件為長孔圓形墊片，材料為 ，具有良好的沖壓性能，零件厚度為1mm，生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批量生產(chǎn)。零件結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)合工件實(shí)際尺寸，零件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為IT 級，要完成該制件的生產(chǎn)，需要經(jīng)過沖孔、落料兩道工序，適合沖裁。沖裁件的表面粗糙度數(shù)值一般在6.3μm以下。 材料厚度在0~1之間時，表面粗糙度選3.2μm，材料厚度在1~2之間時，選6.3μm；在2~3之間時，選取12.5μm；在3~4之間時，選取25μm；在4~5之間時，表面粗糙度選取50μm。 2.3 確定工藝方案 該工件包括落料、沖孔兩道工序，零件如圖所示，其加工的工藝方案分為以下3種。 1. 方案： 采用單工序逐步加工。 （1） 沖孔、落料單工序模。工序簡圖如圖2-2所示。 沖孔 落料 圖2-2 沖孔、落料單工序模 （2） 落料、沖孔單工序模。工序簡圖如圖2-3所示。 圖2-3 落料、沖孔單工序模 特點(diǎn)：由于采用單工序模，模具制造簡單，維修方便，但生產(chǎn)效率低，工件精度低，不適合大批量生產(chǎn)。 2. 方案：采用復(fù)合模加工成形，工序簡圖如圖2-4所示 圖2-4 沖孔、落料復(fù)合工序模 特點(diǎn)：生產(chǎn)效率高，工件精度高（IT9級以下），但凸凹模壁厚（工件內(nèi)形與外形之間、內(nèi)形與內(nèi)形之間的尺寸）受限。尺寸不能太小，否則影響模具強(qiáng)度。 3. 第3種方案：采用級進(jìn)模加工成形。 工序簡圖如圖2-5所示。 圖2-5 沖孔、落料級進(jìn)模 特點(diǎn)：生產(chǎn)效率高，便于操作和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動化，但模具制造復(fù)雜，成本高。 工藝方案的比較： 方案一，模具結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但需要兩道工序，兩副模具，成本相對較高，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，難以滿足生產(chǎn)要求。故而不選此方案。所以不能選擇方案一。由于工件中心孔與其余三個內(nèi)孔間距為8.5mm，由課本65頁表2.23（凸凹模最小壁厚）知，當(dāng)材料厚度為1mm時，最小壁厚需要2.7mm，所以復(fù)合模受到壁厚的限制，不能選用方案二。最終選用方案三，級進(jìn)模加工。 3 沖壓工藝計(jì)算 3.1沖裁件的排樣與搭邊 3.1.1 條料寬度和導(dǎo)尺寬度 根據(jù)工件工藝性，工件加工時采用導(dǎo)尺導(dǎo)正，無側(cè)壓裝置。 條料寬度B： B-Δ0=[D+2(a +Δ)] -Δ0 （3-1） 導(dǎo)尺間距離A: A=B+2Z （3-2） 式中 A————導(dǎo)尺距離，mm； B————條料寬度的基本尺寸，mm； D————沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸，mm； a————搭邊值，mm； Δ————條料寬度的單位極限偏差，mm；Δ=0.5mm； Z————條料與導(dǎo)尺間的最小間隙，mm；Z=0.5mm； B-Δ0=[D+2(a +Δ)] -Δ0=[50+2×（1+0.5）] -0.50=53-0.50mm A= B+2Z=53-0.50+2×0.5=54-0.50mm 即，條料寬度B=53-0.50mm,導(dǎo)尺間距離A=54-0.50mm. 3.1.2 確定步距 級進(jìn)模送料步距S S=+a1 （3-3） 式中 S————送料步距，mm； ————平行于條料送料方向沖裁件最大尺寸，mm； a1————————沖裁件之間的搭邊值，mm； S=50+0.8=50.8mm 步距S=50.8mm。 3.1.3 排樣 排樣分為有搭邊、少搭邊和無搭邊三種：按工件的外形特征又可分為直排、斜排、直對排、斜對排、多排、混合排及沖裁搭邊等形式。根據(jù)零件外形以及各種排樣方式特點(diǎn)，最終選擇有搭邊直排。為了保證模具有足夠強(qiáng)度，確保模具的使用壽命，在級進(jìn)模排樣時增加1個空位。排樣如圖3-1所示： 圖3-1 排樣圖 3.2 沖壓力的計(jì)算 沖壓力是指在沖裁時，壓力機(jī)應(yīng)具有的最小壓力。沖壓力是選擇沖床噸位，進(jìn)行模具強(qiáng)度，剛度校核依據(jù)。 本模具采用固定卸料板和下出料方式。 用平刃沖裁時，其沖裁力F一般按下式計(jì)算： F=L t τ （3-4） 式中 F————沖裁力，N； L————沖裁周邊長度，mm； t————材料厚度，mm； τ————材料抗剪強(qiáng)度，； 選擇設(shè)備噸位時，考慮刃口磨損和材料厚度及力學(xué)性能波動等因素，實(shí)際沖裁力可能增大，所以應(yīng)取 F=1.3 L t τ ≈L t σ b （3-5）式中 σb————————材料的抗拉強(qiáng)度，；材料08的抗拉強(qiáng)度為300~440MPa 材料08的抗剪強(qiáng)度為260~340Mpa,取σ b= 370Mpa 1. 沖孔力計(jì)算 沖孔周長 L1=18π+3 × [5π+ × (35π+45π)] =18×3.14+3 × [5×3.14+× (35×3.14+45×3.14)] ≈200mm 所以沖孔力 F1= L1tσ b=200×1×370=7.4×104KN 2. 落料力計(jì)算 落料周長 L2=50π=50×3.14=157mm 所以落料力 F2= L2tσ b=157×1×370=58090=5.809×104 KN 3. 卸料力計(jì)算 F卸=（F1+F2）K卸 （3-6） 式中 F卸————卸料力，N; F1 ————沖孔力，N; F2————落料力，N; K卸————卸料力系數(shù)，取K卸=0.03. F卸=(7.4×104KN+5.8095.809×104)×0.03 =3962.7 =39.627×102 N 4. 推件力計(jì)算 F推= （3-7） 式中 F推————推件力，N; n————卡在凹模洞里的零件（或廢料）數(shù)目，n=h/t。h為圓柱形凹模腔口高度，取h=4mm，則n=4個 F————沖裁力，N; h————凹模洞口的直刃壁高度； K推————推件力系數(shù)，取K推=0.04. 沖口部分推料力 F推1=nF1K推=4×7.4×104×0.04=1.184×104N 落料部分推件力 F推2=nF2K推=4×5.809×104×0.04=9.29×103N 5. 總沖裁力 因?yàn)閺椥孕读涎b置沖壓時兼起壓料作用，沖裁件質(zhì)量較好，多用于沖裁薄料及表面平面度要求較高的零件。所以設(shè)計(jì)時采用彈性卸料裝置。此時總沖裁力為 F總=F1+F2+F推1 +F推2+ F卸 =7.4×104+5.809×104+1.184×104+9.29×103+39.627×102 =153.2×103N+39.627×102N =157.18×103N 3.3 壓力中心的計(jì)算 壓力中心即工件內(nèi)外周邊上沖裁力的合力中心。應(yīng)盡可能的使沖裁力的壓力中心和壓力機(jī)滑塊的壓力中心一致，否則會產(chǎn)生一個附加力矩，使模具產(chǎn)生偏斜、間隙不均勻，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會使合理間隙得不到保證，從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。 壓力中心的計(jì)算方法有解析法、圖解法兩種。解析法就是利用各分力對坐標(biāo)軸的力矩代數(shù)和等于諸力的合力對該坐標(biāo)軸的力矩。 x0== y0== 計(jì)算時因?yàn)闆_裁力與沖裁周邊長度成正比，所以式中的各沖裁力F1、F2、F3 .......Fn可分別用各沖裁周邊長度L1、L2、L3......L n ，代替即， x0== y0== 先用解析法計(jì)算復(fù)雜沖孔部分壓力中心，畫出工件沖孔部分形狀，把沖裁邊分成基本線段，并選定坐標(biāo)系，壓力中心分析圖如圖3-2所示。 圖3-2 壓力中心分析圖 其中（單位為mm）r=2.5mm，R=20mm,R1=17.5mm，R2=22.5mm，R3=9mm。尺寸如圖3-3所示。 圖3-3 尺寸圖 圖形關(guān)于x軸對稱，則y0=0，計(jì)算時只需x0即可 x0= =-0.5 （3-8） L1=7.85 mm ; L2=18mm;L3=7.85mm;L4=14mm;L5=7.85mm; L6=18mm;L7=7.85mm L8=14mm; L9=7.85mm; L10=18mm;L11=7.85mm; L12=14mm; L13=15.7mm 經(jīng)計(jì)算復(fù)雜沖孔部分壓力中心偏離原點(diǎn)較小，幾乎與原點(diǎn)重合，考慮到零件精度不是太高和沖壓力不是很大，為方便模具設(shè)計(jì)、加工和安裝，沖孔部分壓力中心取在原點(diǎn)上。體壓力中心分析圖如圖3-4所示。 圖3-4 壓力中心分析圖 由壓力分析圖可以看出L1和L2的壓力中心都在圖形幾何中心上，所以沖模壓力中心在O1O2的中心。 3.4 凸模凹模刃口尺寸及公差 3.4.1 凸模凹模間隙 根據(jù)工件材料為08鋼，材料厚度為1mm選取的落料模及沖孔模刃口始用間隙為=0.100mm,=0,140mm。 3.4.2 凸模凹模刃口尺寸及公差 模具工作時共有沖孔落料兩道工序，設(shè)計(jì)凸凹模刃口尺寸時要分別按沖孔模和落料模設(shè)計(jì)。 1. 沖圓孔 設(shè)計(jì)沖孔模時，因工件的尺寸等于凸模刃口公稱尺寸，所以應(yīng)先確定凸模尺寸，間隙取在凹模上。 對沖Φ18mm圓孔，采用凸凹模分開加工方法，刃口尺寸計(jì)算如下 d凸=（+）0-δ凸 （3-9） d凹=（d凸+）=(++)+ δ凹0 （3-10） 式中 d凸，d凹————分別為沖孔凸、凹模的基本尺寸，mm； ————沖孔件的最小極限尺寸，mm； δ凸δ凹————分別為凸模、凹模的制造公差，凸模公差取下偏差絕對值，凹模公差取上偏差絕對值，一般按零件公差的1/3~1/4來選取。當(dāng)尺寸為Φ18mm時，δ凸=0.020mm、δ凹=0.020mm； Δ————沖裁件的制造公差，當(dāng)尺寸為Φ18mm時，Δ=0.11mm； X————磨損系數(shù)，其值在0.5~1之間，與沖裁件精度有關(guān)，x=0.75； d凸=（18+0.75×0.11）0-0.02=18.080-0.02mm d凹=（18.08+0.10）0+0.02=18.180+0.02mm 為保證新模具的間隙小于最大合理間隙（）,凸模和凹模的制造公差必須滿足下列條件： -≥δ凸+δ凹 校核 =0.140-0.010=0.040mm δ凸+δ凹=0.02+0.02=0.04mm 滿足 ≥δ凸+δ凹 2. 沖長圓孔 沖長圓孔模具采用凸凹模分開加工法，凸凹模刃口部分尺寸計(jì)算如下： d凸=（+）0-δ凸 =（5+0.75×0.11）0-0.02 =5.08 0-0.02 d凹=（d凸+）=(++)+ δ凹0 =(5.08+0.10) 0+0.02 =5.180+0.02mm 3. 落料模 切外輪廓相當(dāng)于落料，根據(jù)沖裁模刃口尺寸原則，落料應(yīng)先確定凹模刃口尺寸，間隙取在凸模上，靠減小其尺寸獲得，計(jì)算如下 D凹=（D-）+ δ凹0 （3-11） D凸=（D凹-）0-δ凸 （3-12） 式中 D凹、D凸————分別為落料凸、凹模的基本尺寸，mm； D————落料件外徑的基本尺寸，mm； δ凸δ凹————分別為凸模、凹模的制造公差，凸模公差取下偏差絕對值，凹模公差取上偏差絕對值，一般按零件公差的1/3~1/4來選取。δ凸=0.020mm、δ凹=0.030mm； Δ————沖裁件的制造公差，當(dāng)尺寸為Φ50mm時，Δ=0.19mm； X————磨損系數(shù)，其值在0.5~1之間，與沖裁件精度有關(guān)，x=0. 5； D凹=（50-0.5×0.19）+0.030 =49.905+0.030mm D凸=（49.905-0.10）-0.020 =49.805-0.020mm 4 模具主要零部件設(shè)計(jì) 4.1 凹模設(shè)計(jì) 在工位不多的小型級進(jìn)模具中通常選用整體式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計(jì)、加工簡單，制造裝配方便，根據(jù)零件形狀特征和工位數(shù)，凹模外形設(shè)計(jì)成矩形，采用銷釘和螺釘固定在下模座上。 1. 凹模型孔結(jié)構(gòu)類型 凹模型孔分為階梯形直壁型、喇叭形直壁式、直通形斜壁式和階梯形斜壁式5種類型，根據(jù)各類型特點(diǎn)以及工件特點(diǎn)凹模型孔采用階梯形直壁式。凹模刃口高度取6mm。 2. 凹模厚度H 當(dāng)沖裁輪廓尺寸≥50mm時按下式計(jì)算 H=K （4-1） 式中 H————凹模厚度，mm； F————最大沖裁力，N; K————修正系數(shù)，取K=1.12 H=1.12×=32.42mm 但該工件上還需沖一些孔，且都在同一個凹模上進(jìn)行，所以取H= 28 mm。 3. 凹模壁厚c 凹模壁厚公式如下： C=（1.5~2）H 式中 c————凹模壁厚，mm； H————凹模厚度，mm； C=（1.5~2）×28 =42~56mm 考慮到螺釘孔和銷釘孔的安排，取c= 50 mm。 4. 螺孔到凹模外緣距離 由于凹模采用整體式，所以需要用螺栓將凹模固定在下模座上。 螺孔到凹模外緣距離a a=1.25d 式中 a————螺孔到凹模外緣距離，mm； d————螺孔尺寸，mm； 螺孔到凹模孔、銷釘孔最小距離 =1.3d 式中 ————螺孔到凹模孔、銷釘孔最小距離，mm； 當(dāng)凹模厚度H≥25~32時，螺釘規(guī)格可選為M6或M10.因此H=28mm時，螺孔大小為M10。 當(dāng)螺孔為M10時，螺孔間距最小距離為60mm,最大距離為115mm。 綜上所述螺孔到凹模邊緣距離a=1.25d=1.25×10=12.5mm。螺孔到凹模孔、銷釘孔的最小距離=1.3d=1.3×10=13mm。根據(jù)工件尺寸及實(shí)際設(shè)計(jì)情況，選取最接近的標(biāo)準(zhǔn)凹模輪廓尺寸L×B×H=315mm×200mm×28mm。凹模材料選用熱處理變形小、尺寸穩(wěn)定向好的合金工具鋼Cr12MoV。凹模如圖4-1所示。 圖4-1 凹模 4.2 凸模設(shè)計(jì) 4.2.1 沖孔圓形凸模 凸模長度一般根據(jù)模具結(jié)構(gòu)需要而確定，純沖裁級進(jìn)模的上模，只需安裝有沖裁凸模，其余長度基本一致，并且符合標(biāo)準(zhǔn)長度。凸模材料選用熱處理變形小、尺寸穩(wěn)定向好的合金工具鋼Cr12MoV.凸模如圖4-2所示。 圖4-2 沖圓孔凸模 本套模具采用彈性卸料裝置卸料，其長度應(yīng)該為： L=H1+H2+H+t 式中 L————凸模長度，mm； H1————凸模固定板厚度，mm；H1=0.7H凹=19.6mm；取H1=20mm； H2————卸料板厚度，mm；取H2=10mm； H————附加長度，主要考慮凸模進(jìn)入凹模的深度（0.5～1mm）及模具閉合狀態(tài)下卸料板到凸模固定板間的安全距離（15～20mm）等因素。綜上論述取H=19mm. t————料厚度，mm； L=H1+H2+H+t=20+10+19+1=50mm 4.2.2沖長形孔凸模 沖長形孔凸模長度、材料同沖圓形孔凸模。沖長形孔凸模尺寸較小，所以采用鉚接凸模。 4.2.3落料凸模 落料凸模其長度、材料同沖圓形孔凸模，落料凸模采用臺肩式。落料凸模如圖4-3所示。 圖4-3 沖圓孔凸模 4.2.4 凸模的校核 在所有凸模中需要對直徑較小的長孔凸模進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性校核，具體包括壓應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的校核。 1. 壓應(yīng)力的校核 凸模上承受的最大壓應(yīng)力不超過凸模材料的許用壓應(yīng)力，這樣的凸模才安全，壓應(yīng)力按下式校核 ≤[σ壓] F————最大沖裁力，N; A————凸模刃口斷面積，mm2； [σ壓]————凸模材料淬火后的許用壓應(yīng)力，Cr12MoV淬火硬度為56~62HRC時取1000~1800MPa = = =177＜1000MPa 所以沖長孔凸模在強(qiáng)度上滿足要求。 2. 彎曲應(yīng)力的校核 設(shè)計(jì)時凸模不帶導(dǎo)向，所以按下式進(jìn)行校核 ≤ 式中 ————凸模允許的最大自由長度，mm； d————凸模最小直徑，mm； F————沖裁力，mm； ≤ =18mm 在設(shè)計(jì)過程中凸模自由長度為13mm，小于18mm所以凸模強(qiáng)度滿足要求。 5 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 沖裁模一般由六部分組成，即工作零件，定位零件，導(dǎo)向裝置，支撐零件，壓料、卸料、出料裝置及緊固零件。其中沖裁模的工作零件包括凸模和凹模，這是沖裁模設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，這部分內(nèi)容將在下章具體介紹。定位零件、導(dǎo)向裝置、支撐零件和緊固零件大多已標(biāo)準(zhǔn)化、商品化設(shè)計(jì)時可根據(jù)需要選用。 5.1 模具類型的選擇 沖裁模常見類型分為單工序模、復(fù)合模和級進(jìn)模三種。 1.沖裁精度比較：單工序模較低，復(fù)合模較高，級進(jìn)模一般。 2.沖壓生產(chǎn)率比較：單工序模生產(chǎn)率低，級進(jìn)模較復(fù)合模高。 3.實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動化、的可能性比較：單工序模較易，尤其適合于在多工位壓力機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動化；復(fù)合模較難，制件和廢料排除較復(fù)雜，可實(shí)現(xiàn)部分機(jī)械化；級進(jìn)模容易，尤其在單機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動化。 4.沖模制造的復(fù)雜性和價(jià)格：單工序模結(jié)構(gòu)簡單、制造周期短、價(jià)格低；復(fù)合模復(fù)雜性和價(jià)格較高；級進(jìn)模低于復(fù)合模。 確定模具類型時，要根據(jù)沖裁精度要求、生產(chǎn)批量、模具加工等條件來確定。根據(jù)各模具特點(diǎn)以及工藝方案，選擇級進(jìn)模進(jìn)行加工。 級進(jìn)模是在壓力機(jī)一次沖裁過程中，在模具不同部位上同時完成數(shù)道沖裁工序的模具。 5.2 卸料裝置 為把材料從凸模上卸下，應(yīng)使用卸料裝置，卸料裝置有固定卸料裝置和彈性卸料裝置兩種，在多工位級進(jìn)模中，大多采用彈性卸料裝置，只有在料厚t≥3mm的沖裁件沖制時才采用固定卸料裝置。因此設(shè)計(jì)時采用彈性卸料板，材料為橡膠塊，卸料板的尺寸與凹模周界尺寸相同，即L×B=315mm×200mm。其厚度取H=10mm，卸料板與凸模單邊間隙Z/2=0.3mm 。由于安裝使用檔料銷，為方便安裝及整體設(shè)計(jì)，固定擋料板如圖5-1所示 圖5-1 固定擋料板 5.3 定位零件 為限制被沖材料的進(jìn)給步距和正確的將工件安放在沖模上完成下一步的沖壓工藝，必須采用各種形式的定位裝置，用于沖壓的定位零件主要有導(dǎo)料銷、導(dǎo)料板、擋料銷、定位板、導(dǎo)正銷、定距側(cè)刃等。側(cè)刃定距一般用于連續(xù)沖制窄長形零件（步距小于6~8mm）或薄料（厚度0.5mm一下）沖裁，根據(jù)本次設(shè)計(jì)的具體情況，采用導(dǎo)料板導(dǎo)向，導(dǎo)正銷導(dǎo)正，始用擋料銷和固定擋料銷相結(jié)合來定距。導(dǎo)正銷示意圖如圖5-2所示。 圖5-2 導(dǎo)正銷示意圖 始用擋料銷如圖5-3所示 圖5-3 始用擋料銷 5.4 模座的選擇 模座有后側(cè)導(dǎo)柱模座、對角導(dǎo)柱模座、中間導(dǎo)柱模座以及四角導(dǎo)柱模座。因?yàn)榧庸さ牧慵皇呛艽螅梢赃x擇后側(cè)導(dǎo)柱模架，有可以三面送料，操作方便，視野開闊的特點(diǎn)。根據(jù)凹模周界尺寸，選擇標(biāo)準(zhǔn)上模座L×B×H=315mm×200mm×35mm和選擇標(biāo)準(zhǔn)下模座L×B×H=315mm×200mm×50mm。 5.5 凸模固定板的設(shè)計(jì) 對于小型凸、凹模零件，一般通過固定板間接安裝在模座上，以節(jié)省貴重的模具鋼，設(shè)計(jì)時采用45鋼，壓裝配合面粗糙度Ra1.6μm。 為使凸模固定牢靠并有良好的垂直度，固定板必須有足夠的厚度，凸模固定板的厚度按下式計(jì)算 H=0.7H凹 式中 H————凸模固定板厚度，mm； H凹————凹模厚度，mm； H=0.7H凹=0.7×28=20mm 取H=20mm 凸模固定板的外形尺寸與凹模周界相同，即L×B=315mm×200mm。凸模與凹模固定板采用H7/m6，采用M10螺釘和Φ8銷釘將其固定在上模座上。 5.6 墊板的設(shè)計(jì) 墊板主要用于分散凸模傳遞的壓力和防止凸模尾端壓損上模座。是否采用墊板，以其承壓面較小的凸模進(jìn)行計(jì)算，沖長孔的凸模承壓面的尺寸如圖5-4所示 圖5-4 沖長孔凸模端面示意圖 其工程壓力按下式計(jì)算 σ= 式中 σ————凸模斷面承受的壓應(yīng)力，N; F————作用在凸模斷面上的總壓力，N; S————凸模端面面積，mm2； σ== = ×1×370 =177.6MPa 上模座材料為HT200，其許用壓力為100MPa。故大于許用壓力。為了分散凸模傳遞的壓力和防止凸模尾端壓損 上模座，因此在上模座和凸模固定板之間安裝淬硬磨平的墊板，采用墊板外形尺寸與凸模固定板尺寸相同L×B=315mm×200mm，厚度為10mm，為了便于安裝，銷釘通孔直徑較銷釘直徑大0.3~0.5mm。墊板材料可選用45鋼，淬火硬度43~48HRC. 5.7 導(dǎo)向裝置 對于生產(chǎn)批量大、要求模具壽命和制件精度較高的沖模，一般采用導(dǎo)向裝置來保證上、下模的精度導(dǎo)向。上下模導(dǎo)向，在凸模開始閉合前或壓料板接觸制件前就應(yīng)充分合上，小型模具通常選擇導(dǎo)柱、導(dǎo)套來導(dǎo)向。原則上導(dǎo)柱應(yīng)安裝在下模座上。 導(dǎo)向裝置具體包括滑動式導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)和滾動式導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)，滾動式導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)主要用于沖裁薄料（t＜0.1mm）或精密沖模、硬質(zhì)合金模和高速沖模等要求無間隙導(dǎo)向的設(shè)備。其中滑動式導(dǎo)柱導(dǎo)套的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是最常用的形式，這種結(jié)構(gòu)加工裝配方便，易于標(biāo)準(zhǔn)化，并且能夠保證導(dǎo)向精度。因此采用滑動式導(dǎo)柱導(dǎo)套。 5.8 模具閉合高度的計(jì)算 5.8.1 計(jì)算模具閉合高度 模具的閉合高度是指滑塊在下止點(diǎn)即模具在最低工作位置時，上模座上表面與下模座下表面之間的距離。 經(jīng)過以上各部件的計(jì)算及確定可以計(jì)算出模具閉合高度。模具閉合高度H計(jì)算公式如下 H=上模座厚度+上墊板厚度+凸模長度+凹模厚度+下模座厚度 H=35+10+55+28+50=178mm 5.8.2 壓力機(jī)設(shè)備的選擇 該模具的總沖壓力F總=157.18×103N.本模具屬于小型沖裁模具，選擇開式壓力機(jī)。一般情況下所選壓力機(jī)的工程壓力大于或等于工藝力總和的1.3倍，即 F工程壓力≥157.18×103×1.3=204×103N 根據(jù)計(jì)算初選JH21-60開式壓力機(jī)。 根據(jù)凹模周界選用的模架最大閉合高度200mm，最小閉合高度150mm。初選的JH21-60開式壓力機(jī)的最大閉合高度為300mm，滿足使用要求。 5.8.3 校核模具閉合高度 為了保模具正常工作，應(yīng)對模具閉合高度進(jìn)行校核。根據(jù)選擇的后側(cè)導(dǎo)柱模架的最大閉合高度為200，最小閉合高度為150mm，JH21-60型壓力機(jī)的最大閉合高度為300mm，滿足使用要求。 5.9 模柄的選擇 模柄主要有壓入式模柄、旋入式模柄、凸緣模柄，其中凸緣模柄適用于較大型模具，旋入式模柄垂直精度差，壓入式模柄可以保證較高的同軸度和垂直度，適用于各種小型模具，因此使用壓入式模柄，它與模座安裝孔采用H7/n6配合。 根據(jù)開式壓力機(jī)JH21-60技術(shù)參數(shù)提供模柄直徑50mm，深度60mm。如圖5-5所示。 圖5-5 模柄 6 模具總裝圖 6.1 繪制模具總裝圖 1-凹模；2-固定導(dǎo)料銷；3-導(dǎo)正銷；4-開槽圓柱形螺釘；5-導(dǎo)套；6-墊板；7-上模座；8-卸料螺釘；9-落料凸模；10-模柄；11-止轉(zhuǎn)銷；12-沖圓孔凸模；13-銷釘；14-沖長圓孔凸模；15-凸模固定板；16-固定卸料板；17-導(dǎo)柱；18-下模板 圖6-1 模具總裝圖 模具總裝圖是使用Auto CAD繪制而成，在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，CAD應(yīng)用非常廣泛，Auto CAD美國Auto desk公司從1982年12月開始推出計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，CAD的出現(xiàn)以及在機(jī)械行業(yè)的廣泛應(yīng)用使得開發(fā)新產(chǎn)品達(dá)到“高質(zhì)量、低成本、上市快”的目標(biāo)成為可能。 模具三維爆炸圖是使用三維繪圖軟件UG繪制而成，UG是美國EDS公司（現(xiàn)已經(jīng)被西門子公司收購）的集CAD/CAM/CAE功能于一體的軟件集成系統(tǒng)。UG以其建模的靈活性、協(xié)同化裝配建模、直觀的二維繪圖、先進(jìn)的數(shù)控加工、領(lǐng)先的鈑金件制造等優(yōu)點(diǎn)在航空、汽車、通用機(jī)械、工業(yè)設(shè)備、醫(yī)療器械以及其它高科技應(yīng)用領(lǐng)域的機(jī)械設(shè)計(jì)和模具加工自動化的市場上得到了廣泛的應(yīng)用。 6.2 模具工作過程 本模具采用始用檔料銷和固定擋料銷擋料，條料從右往左送料，開始三次行程用第一、第二、第三始用擋料銷擋料，第四次行程后即由固定擋料銷擋料。 凹模采用整體式凹模，直接用內(nèi)六角螺釘和銷釘將凹模固定在下模座上。沖孔凸模和落料凸模用固定板固定在上模座上。在落料凸模中裝有導(dǎo)正銷，利用零件Φ18mm的孔進(jìn)行導(dǎo)正，提高工件精度。沖裁完成后，條料包裹在凸模上隨凸模上升，最終固定卸料板將其卸下，此時開始送料，利用固定擋料銷擋在落料廢孔上進(jìn)行擋料，如此往復(fù)完成沖壓過程。 結(jié) 論 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時近五個月，設(shè)計(jì)內(nèi)容為長孔圓墊片沖壓工藝分析與模具設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過程中查閱了大量的文獻(xiàn)資料，對沖壓模具主要零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)和選擇，同時對主要零部件進(jìn)行校核。 由于模具行業(yè)的快速發(fā)展，沖壓模具很多零部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和商業(yè)化，對于這部分只是進(jìn)行了合理的選擇，并未進(jìn)行深入地設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)主要對模具工作部分和未能選擇標(biāo)準(zhǔn)的零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)。 這次設(shè)計(jì)不僅是對所學(xué)專業(yè)知識和掌握情況的真實(shí)檢驗(yàn)，也是熟悉設(shè)計(jì)工程，培養(yǎng)設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的一個良好機(jī)會，它讓我熟悉了沖壓模具的設(shè)計(jì)流程，鞏固了大學(xué)所學(xué)的專業(yè)知識，將零散的獨(dú)立的知識有機(jī)的結(jié)合在一起，解決了設(shè)計(jì)中的一個個難題，同時也為我設(shè)計(jì)提供了依據(jù)，同時提升了駕馭知識的能力。模具作為現(xiàn)代制造業(yè)中的特殊工藝裝備，越來越廣泛地被應(yīng)用到各個領(lǐng)域中。畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)目標(biāo)要求的重要培養(yǎng)階段，也是我們在大學(xué)期間的最后學(xué)習(xí)階段。這對提升我個人發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力和進(jìn)行科研的能力以及論文撰寫技巧。在設(shè)計(jì)過程中養(yǎng)成的嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、求實(shí)的態(tài)度將伴隨我的一生。 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的圓滿完成，首先要感謝原國森老師在整個畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，給予我悉心指導(dǎo)，原國森老師在邊教學(xué)邊科研的情況下，還要對畢業(yè)生進(jìn)行畢業(yè)指導(dǎo)。原國森老師不僅在設(shè)計(jì)上給予我們指導(dǎo)，同時在做人方面也給予我們極大地幫助，要求我們要嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)，要積極上進(jìn)。他具有的責(zé)任心和敬業(yè)精神都將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。同時感謝設(shè)計(jì)過程中給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)，在這里請接受我誠摯的謝意！ 最后還要感謝大學(xué)三年來所有的老師，是您為我打下了扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)：同時還要感謝所有關(guān)心我支持我的幫助過我的老師及同學(xué)，是你們無私的幫助，讓我度過大學(xué)最美好的時光，謝謝！ 參考文獻(xiàn) [1]孫籍.AutoCAD2010基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2010:29-272. 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