減震沖壓模具設計

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本科畢業(yè)設計（論文） 題 目 減震沖壓零件模具設計 學 院 工業(yè)制造學院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學生姓名 學 號 年級 指導教師 職稱 　 二0一五 年 四 月十二日 XX學院學士學位論文（設計） 減震沖壓零件模具設計 專 業(yè)： 學 號： 學 生： 指導教師： 摘要：模具是現(xiàn)代工業(yè)的重要工藝設備，隨著科學技術的不斷進步，它在國民經濟中占有越來越重要的地位，發(fā)展前景十分廣闊。裝備制造業(yè)在2007年的迅速發(fā)展，尤其是汽車和電子電器產品的高速增長，為模具工業(yè)的發(fā)展營造了良好的市場環(huán)境。本次綜合實訓設計墊片的復合沖壓模具，從零件的工藝性分析到模具結構的設計再到工藝計算，一直到最后的模具裝配圖。同時，模具也是機械制造業(yè)中技術先進、影響深遠的重要工藝裝備,具有生產效率高、材料利用率高、制件質量優(yōu)良、工藝適應性好等特點,被廣泛應用于汽車、機械、航天、航空、輕工、電子、電器、儀表等行業(yè)。隨著我國汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車性能不斷提高，汽車零部件中對高精度、形狀復雜鍛件的需求量越來越大，鍛造新工藝、省材、節(jié)能工藝等技術的開發(fā)對于新型汽車零件的生產尤為重要。我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質量、技術和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國民經濟需求和世界先進水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、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。 本文主要是以減震沖壓件為例，設計和制定減震沖壓件的工藝設計和工藝設備的選擇以及沖壓模具設計。 關鍵詞：模具；工藝；裝配圖；沖壓模具 XX學院學士學位論文（設計） The design stamping die design damping Specialty： Student Number： Student： Supervisor： Abstract：With development of all kind of science technology and global economy, Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety.Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a Firstofall,themathematicalmodelofthedoubleinvertedpendulumisestablished,thenmakeacontroldesigntodoubleinvertedpendulumonthemathematicalmodel,anddeterminethesystemperformanceindexweightmatrix,byusinggeneticalgorithminordertoattainthesystemstatefeedbackcontrolmatrix.Finally,thesimulationofthesystemismadeby.Afterseveraltestmatrixvaluetheresultsarenotsatisfactoryresponse,thenweoptimizematrixbyusingGeneticAlgorithm.Simulationresultsshow. ThesystemresponsecanmeetthedesignrequirementseffectivelyafterGeneticAlgorithmoptimization.Small twisted paper broken machine for ordinary home, not only can be used for minced meat, can also be used with crushed peanuts, crushed ice, spices and otherfood, small power requirements, powered by the motor drive, reasonable structure design. Key words：mold ；cylinder ；pneumatic loop ；Fout degrees of freedom XX學院學士學位論文（設計） 目 錄 緒論 1 1. 模具工業(yè)簡介 1 1.1模具分類 1 1.2沖壓模具簡介 2 1.3我國沖壓模具發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 4 2. 零件的工藝分析擬定 6 2.1沖裁件的工藝性分析 7 2.2確定沖壓工藝方案 7 2.3選擇模具結構形式 7 2.3.1 模具的形式 8 2.3.2 定位裝置 8 2.3.3卸料裝置 8 2.3.4.導向零件 9 2.3.5.模架 9 3. 必要的工藝計算 10 3.1排樣設計與計算 11 3.2計算沖壓力 11 3.3計算模具壓力中心 12 3.4計算模具刃口尺寸 13 4. 減震沖壓模具主要零件的設計計算 14 4.1落料凹模 16 4.2沖孔凸模長度及強度校核 17 4.3凸凹模長度確定及壁厚校核 19 4.4凸凹模固定板尺寸 22 4.5墊板結構與設計 23 4.6卸料板的設計 24 I 4.7模座的選擇 25 5. 壓力機校核 26 5.1模柄孔的校核 27 5.2模具閉合高度的校核 28 5.3壓力機工作臺尺寸的校核 28 5.4沖裁力校核 28 6.繪制模具總裝配圖 29 7.模具的裝配 29 結論 30 參考文獻 31 致謝 32 緒論 1 模具工業(yè)簡介 模具工業(yè)是國民經濟的重要基礎工業(yè)之一。模具是工業(yè)生產中的基礎工藝裝備，是一種高附加值的高精密集型產品，也是高新技術產業(yè)化的重要領域，其技術水平的高低已經成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志。 隨著電子、信息等高新技術的不斷發(fā)展，模具技術的發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢。1. 模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網絡化方向發(fā)展2.模具制造向精密、高效、復合和多功能方向發(fā)展。3.快速經濟制模技術得到應用。4.特種加工技術有了進一步的發(fā)展。5.模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展。6.模具材料及表面處理技術發(fā)展迅速。7.模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式逐步得到了認同。 在專用模鍛設備上利用模具使毛坯成型而獲得鍛件的鍛造方法。此方法生產的鍛件尺寸精確，加工余量較小，結構也比較復雜生產率高。 1.1 模具分類 模具分為冷沖壓模具、熱鍛模具、塑料模具、鑄造模具、橡膠模具和玻璃模具等。模鍛的分類根據(jù)設備不同，模鍛分為錘上模鍛，曲柄壓力機模鍛，平鍛機模鍛，摩擦壓力機模鍛等。錘上模鍛所用的設備為模鍛錘，通常為空氣模鍛錘，對形狀復雜的鍛件，先在制坯模腔內初步成形，然后在鍛模腔內鍛造。精密模鍛則是在模鍛基礎上發(fā)展而來，能夠鍛造一些復雜形狀，尺寸精度高的零件，如：錐齒輪，葉片，航空零件等。在模鍛錘或壓力機上用鍛模將金屬坯料鍛壓加工成形的工藝。 汽車和電子電器產品的高速增長，為模具工業(yè)的發(fā)展營造了良好的市場環(huán)境。除了發(fā)展速度繼續(xù)提升外，我國模具行業(yè)在2007年還呈現(xiàn)出三大亮點： 一、是模具向大型、精密、復雜方向發(fā)展成果突出，如已生產出了單套重量達到100噸的巨型模具及型腔精度達到0.5μm的超精模具和能與2500次/分高速沖床相匹配的精密多工位級進模等；模具專業(yè)化和標準化程度得到進一步提高，如廣東模具企業(yè)的模具標準件使用覆蓋率大都已達到或超過了80%等；行業(yè)結構進一步改善，如產品結構和進出口結構正在不斷趨向合理化等，行業(yè)正在形成一個以數(shù)字化和信息化為主要內容的技術改造熱潮，發(fā)展后勁充足等。 二、是行業(yè)骨干隊伍正快速形成，集群式生產方式得到進一步發(fā)展，勞動生產率不斷提高。模具行業(yè)目前已有80多家重點骨干企業(yè)，現(xiàn)在，年產模具5000萬元以上的企業(yè)全行業(yè)也有100家左右。骨干隊伍正在起著帶動行業(yè)的作用。繼2006年之后，全國的模具城得到了進一步發(fā)展。模具城的產出要比上年增長25%以上。模具行業(yè)全員勞動生產率比上年有10%以上的提高。 三、是國際合作進一步發(fā)展，中國模具正在加速融入世界，因而也為中國模具今后的進一步發(fā)展創(chuàng)造了更為有利的條件。無論是出展出訪還是來展來訪，中國模具行業(yè)2007年國際合作方面的活動都要比往年更豐富，參與的企業(yè)數(shù)和人數(shù)更多，成效更加顯著。在中國模具工業(yè)2007年可喜的發(fā)展中也有隱憂。 隱憂之一是生產模具的原材料、人工等成本費用不斷上漲，2007年又比上年漲了20%左右，致使模具企業(yè)利潤空間進一步受擠壓，利潤率進一步下降，有些企業(yè)已出現(xiàn)虧損，顯得難以為繼。隱憂之二是模具人才，特別是高技能、高水平人才全行業(yè)缺乏，這已制約了模具行業(yè)的進一步發(fā)展。由于總數(shù)量的供不應求，高層次人才的正常流動現(xiàn)在已變得有一些不正常了，用人單位的用人成本也顯著增加。同時，人才素質也亟待提高。 1.2沖壓模具簡介 沖壓模具(StampingTooling)是沖壓生產必不可少的工藝裝備，是技術密集型產品。沖壓件的質量、生產效率以及生產成本等，與模具設計和制造有直接關系。 沖壓模具的形式很多，一般可按以下幾個主要特征分類： 根據(jù)工藝性質分類 （1）沖裁模沿封閉或敞開的輪廓線使材料產生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。 （2）彎曲模使板料毛坯或其他坯料沿著直線（彎曲線）產生彎曲變形，從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。 （3）拉深模是把板料毛坯制成開口空心件，或使空心件進一步改變形狀和尺寸的模具。 （4）成形模是將毛坯或半成品工件按圖凸、凹模的形狀直接復制成形，而材料本身僅產生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、擴口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。 1.3我國沖壓模具發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 改革開放以來，隨著 民經濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增 。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，們已經越來越認識到產品質量、成本和新產品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造 整個鏈條中最基礎的要素之一， 模具制造技術現(xiàn)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應用于沖壓模的設計中。以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術已取得很大進步，東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構和大專院校開展模具技術的研究和開發(fā)。經過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術方面取得了顯著進步；在提高模具質量和縮短模具設計制造周期等方面做出了貢獻。例如，吉林大學汽車覆蓋件成型技術所獨立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件，華中理工大學模具技術國家重點實驗室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學模具CA國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國內模具行業(yè)擁有不少的用戶。 雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設備在模具加工設備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術的普及率不高；許多先進的模具技術應用不夠廣泛等等，致使相當一部分大型、精密、復雜和長壽命模具依賴進口。模具技術的發(fā)展應該為適應模具產品“交貨期短”、“精度高”、“質量好”、“價格低”的要求服 務。達到一要求急需發(fā)展如下幾項： 2 零件的工藝分析擬定 2.1 沖裁件的工藝性分析 （1）材料SUS201是不銹鋼，具有良好的沖壓性能。 （2）工件結構 該零件形狀簡單。孔邊距遠大于凸、凹模允許的最小壁厚，故可以考慮采用復合沖壓工序。 （3）尺寸精度 零件圖上尺寸未標注公差，屬自由公差，按IT14級確定工件的公差，一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。 由于該圖紙未標注尺寸公差，所以此次設計孔中心距公差等級取12級，其余的尺寸公差等級全部取14級。 由公差等級表查得： -公差等級 IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 基本尺寸/mm /μm /mm ≤3 ＞3~6 ＞6~10 ＞10~18 ＞18~30 ＞30~50 ＞50~80 ＞80~120 ＞120~180 ＞180~250 ＞250~315 ＞315~400 ＞400~500 3 4 4 5 6 7 8 10 12 14 16 18 20 4 5 6 8 9 11 13 15 18 20 23 25 27 6 8 9 9 13 16 19 22 25 29 32 36 40 10 12 15 18 21 25 30 35 40 46 52 57 63 14 18 22 27 33 39 46 54 63 72 81 89 97 25 30 36 43 52 62 74 87 100 115 130 140 155 40 48 58 70 84 100 120 140 160 185 210 230 250 60 75 90 110 130 160 190 220 250 290 320 360 400 0.10 0.12 0.15 0.18 0.21 0.25 0.30 0.35 0.40 0.46 0.52 0.57 0.63 0.14 0.18 0.22 0.27 0.33 0.39 0.46 0.54 0.63 0.72 0.81 0.89 0.97 0.25 0.30 0.36 0.43 0.52 0.62 0.74 0.87 1.00 1.15 1.30 1.40 1.55 工件厚度為2.6mm，適于沖裁。 結論：該產品用沖壓工藝完全可以得到。 2.2 確定沖壓工藝方案 該零件（如右圖）包括落料、沖孔兩個基本工序，可以有以下三種工藝方案： 方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產。 方案二：落料—沖孔復合沖壓，采用復合模生產。 方案三：沖孔—落料連續(xù)沖壓，采用級進模生產。 方案一模具結構簡單，但需要兩道工序兩副模具，生產率低，難以滿足該零件的年生產需要。方案二只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度容易保證，且生產率也高。盡管模具結構較方案一復雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。方案三也只需要一副模具，生產率也高，但模具制造、安裝較復合模復雜。通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產采用方案二為佳。 其三種工序的性能見表2-2。 表2-2 單工序沖裁、級進沖裁和復合沖裁性能 比較項目 單工序模 復合模 級進模 生產批量 小批量 中批量和大批量 中批量和大批量 沖壓精度 較低 較高 較高 沖壓生產率 低，壓力機一次行程內只能完成一個工序 較高，壓力機一次行程內可完成二個以上工序 高，壓力機在一次行程內能完成多個工序 實現(xiàn)操作機械化自動化的可能性 較易，尤其適合于多工位壓力機上實現(xiàn)自動化 制件和廢料排除較復雜，只能在單機上實現(xiàn)部分機械操作 容易，尤其適應于單機上實現(xiàn)自動化 生產通用性 通用性好，適合于中小批量生產及大型零件的大量生產 通用性較差，僅適合于大批量生產 通用性較差，僅適合于中小型零件的大批量生產 沖模制造的復雜性和價格 結構簡單，制造周期短，價格低 沖裁較復雜零件時，比級進模低 沖裁較簡單零件時低于復合模 2.3 選擇模具結構形式 2.3.1模具的形式 此工件有兩個孔，若采用正裝式復合模，操作很不方便；另外此工件無較高平直度要求，工件要求精度也較低，沖孔廢料由沖孔凸模沖入凹模洞口中，積聚到一定數(shù)量，由下模漏料孔排出，不必清除廢料，操作方便，應用很廣，但工作表面平直度較差，凹凸模承受的張力較大。因此凹凸模的壁厚應嚴格控制，以免強度不足。所以從操作方便、模具制造簡單等方面考慮，決定采用復合模。 按照復合模工作零件的安裝位置不同，分為正裝式復合模和倒裝式復合模兩種兩種的優(yōu)點、缺點及適用范圍見表2.3.1。 通過對正裝式復合模和倒裝式復合模兩種優(yōu)點、缺點及適用范圍的分析比較，正裝式復合模適合于沖制材質較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，還可以沖制孔邊距離較小的沖裁件。 表2.3.1正裝式復合模、倒裝式復合模的優(yōu)點、缺點及適用范圍 比較項目 正裝(順裝)式復合模 倒裝式復合模 結構 凸凹模裝在上模，落料凹模和沖孔凸模裝在下模 凸凹模裝在下模，落料凹模和沖孔凸模裝在上模 優(yōu)點 沖出的沖件平直度較高 結構較簡單 缺點 結構復雜，沖件容易被嵌入邊料中影響操作 不宜沖制孔邊距離較小的沖裁件 適用范圍 沖制材質較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，還可以沖制孔邊距離較小的沖裁件 不宜沖制孔邊距離較小的沖裁件，但倒裝式復合模結構簡單、又可以直接利用壓力機的打桿裝置進行推件，卸料可靠，便于操作，并為機械化出件提供了有利條件，故應用十分廣泛 2.3.2定位裝置 采用擋料銷橫向定位，安裝在卸料板上，并在凹模板開設讓位孔。 2.3.3卸料裝置 1.條料的卸除 采用彈性卸料板。因為是倒裝式復合模，所以卸料板安裝在下模。 2.工件的卸除 采用打料裝置將工件從上模落料凹模中推下，落在模具工作面上。 3.沖孔廢料的卸除 采用下模座上漏料孔排出。沖孔廢料在下模的凹凸模內積聚到一定數(shù)量，便從下模座的漏料孔中排出。 2.3.4導向零件 導向零件有許多，如用導板導向則在模具上安裝不便，而且阻擋操作者視線，所以不采用；若用鋼珠式導柱導套進行導向，則雖然導向精度高，壽命長，但結構比較復雜，所以不采用；針對這次加工的產品精度要求不高，采用滑動式導柱導套進行導向即可。而且模具在壓力機上的安裝比較簡單，操作又方便，還可降低成本。 2.3.5模架 若采用中間導柱模架，則導柱對稱分布，受力平衡，滑動平穩(wěn)，拔模方便，但只能一個方向送料。若采用后側導柱模架，則可三方向送料。操作者視線不被擋住，結構比較緊湊,本設計決定采用后側導柱模架。 3 必要的工藝計算 3.1排樣設計與計算 1、單直排 a、搭邊。查《沖壓模具設計與制造》，確定搭邊直a、a1 t = 2.6 mm，工件間a1 =7 mm。 側搭邊 a = 6mm。 b、條料寬度。采用無側邊裝置，所以 B=（D+2a）= （160+7+7）= 174mm 式中——條料寬度的單向偏差，mm，查表得=-0.15mm c、送料步距： S = L + a =100 +6 = 106 mm d、材料利用率 利用CAD軟件，查得其面積為1163.542mm 條料一個步距內的面積為4534=1530 mm =100%=100%=76.04% 排樣圖如下： 3.2計算沖壓力 沖裁力公式為 P= P+ P 式中 P —— 沖裁力； P—— 沖孔沖裁力； P——落料沖裁力。 （1） 沖孔沖裁力P孔。 P= Pt 式中 L ——沖孔周長； t ——材料厚度，t=2.6mm； ——材料抗拉強度，MPa，查手冊，2A14，=375~460MPa，取=400MPa。 所以 P = Lt=（232+22.6）1400=35168N （2） 落料沖裁力P落。 P= Lt 所以 P= Lt=（++264）1400 =77605.3N （3） 卸料力P。 P= K P 式中 P——卸料力； K——卸料系數(shù)，查表K=0.04~0.05，取K=0.04。 所以 P= K P=0.0477605.3N=3104.212N （4） 推件力P P = KPn 式中 K——推料系數(shù)，查表取K=0.055； n——同時卡在凹模洞孔內的件數(shù)，取n=3。 所以 P = KP n=0.055351683N=5802.72N （5） 總沖壓力P總。沖裁時，壓力機的壓力值必須大于或等于沖裁各工藝力的總和，即大于總的沖壓力?？偟臎_壓力根據(jù)模具結構不同計算公式不同，當采用彈壓卸料裝置和下出件的模具時，總的沖壓力為 P =P+ P+ P= P+ P+ P+ P=77605.3+3104.212+35168+5802.72 N=121680.26N122KN 初選壓力機型號為：JH23—25。 該壓力機的主要參數(shù)： 公稱壓力250KN 滑塊行程75mm 最大封閉高度260mm 封閉高度調節(jié)量55mm 工作臺尺寸560370 模柄孔尺寸4060 3.3 計算模具壓力中心 由于該零件關于中心對稱，所以模具的壓力中心在幾何圖形的中心點上。 3.4計算模具刃口尺寸 落料 設工件的尺寸為,根據(jù)計算原則，落料以凹模為設計基準。首先確定凹模尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等于工件輪廓的最小極限尺寸;將凹模尺寸減去最小合理間隙值即得到凸模尺寸。 =（） D=（D） =（D） 沖孔 設沖孔尺寸為，根據(jù)計算原則，沖孔時以凸模為設計基準。首先確定凸模尺寸，使凸模的基準尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸；將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得到凹模尺寸。 d=(d+x) d=(d+z)=(d+x+z) 孔心距 孔心距屬于磨損后基本不變的尺寸。在同一工步中，在工件上沖出孔距為L兩個孔時，其凹模型孔中心距可按下式確定。 L=L 上述式中： 、D ——落料凹、凸模尺寸； d、 d ——沖孔凸、凹模尺寸； D ——落料件的最大極限尺寸； d ——沖孔件孔的最小極限尺寸； L、 L ——工件孔心距和凹?？仔木嗟墓Q尺寸； ——工件制造公差； z——最小合理間隙； x ——磨損系數(shù)； ——凸或凹模的制造公差，可按IT6~IT7級來選取，也可查選取，或取（），（）。 為了保證初始間隙不超過Z即++,和選取必須滿足以下條件： + 外形由落料獲得， 10由沖孔同時得到： 查表得：Z=0.1mm,Z=0.14mm, 則 Z-Z=(0.14-0.1)mm=0.04mm 由于尺寸為自由公差，均為IT14級，所以=0.5mm 設凸、凹模分別按IT6和IT7級加工制造，則 沖16孔： d=(d+)=(16+0.50.43) =16.215mm d=( d+ Z)=(16.215+0.1)=16.315mm 校核：+ 0.011+0.0180.14-0.1 0.029<0.04（滿足間隙公差條件） 落料 D=(D- )=(30-0.50.15) =29.925mm D=( D- Z)=(29.925-0.1)=29.825mm 校核：+ 0.012+0.0080.14-0.1 0.002<0.04（滿足間隙公差條件） 符合精度要求。 材料 厚度 08、10、35、 09Mn、Q235 16Mn 40、50 65Mn Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax 小于0.5 極小間隙(或無間隙) 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.5 1.75 2.0 2.1 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.5 6.0 6.5 8.0 0.040 0.048 0.064 0.072 0.092 0.100 0.126 0.132 0.220 0.246 0.260 0.260 0.400 0.460 0.540 0.610 0.720 0.940 1.080 0.060 0.072 0.092 0.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.360 0.380 0.500 0.560 0.640 0.740 0.880 1.000 1.280 1.440 0.040 0.048 0.064 0.072 0.090 0.100 0.132 0.170 0.220 0.260 0.280 0.380 0.420 0.480 0.580 0.680 0.680 0.780 0.840 0.940 1.200 0.060 0.072 0.092 0.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.380 0.400 0.540 0.600 0.660 0.780 0.920 0.960 1.100 1.200 1.300 1.680 0.040 0.048 0.064 0.072 0.090 0.100 0.132 0.170 0.220 0.260 0.280 0.380 0.420 0.480 0.580 0.680 0.780 0.980 1.140 0.060 0.072 0.092 0.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.380 0.400 0.540 0.600 0.660 0.780 0.920 1.040 1.320 1.500 0.040 0.048 0.064 0.064 0.090 0.090 0.060 0.072 0.092 0.092 0.126 0.126 4 減震沖壓模具主要零件的設計計算 4.1落料凹模 1）厚度H H=K 式中 K——修正系數(shù)，查表K=1.25； P——落料沖裁力，N，P=77605.3N=78KN。 代入 H=1.25=24.7mm 取H=20mm 2）長度和寬度L、B L=l+2W 式中 W——垂直于送料方向的凹模型孔壁間最大距離。 W1.2 H=1.220=24mm 所以 L= l+2W=252+12+242=110mm B= B+2W=26+242=74mm 取 L=120mm B=70mm 由于凹模內要設置推件塊，為了使模具加工簡單，將凹模分成兩塊：凹模板和空心墊板，每塊板的厚度各為10mm。 其零件圖如下： 4.2 凸模長度及強度校核 1）凸模長度L. L=H+l H=(0.6~0.8)H H=K l= H 以上各式中 H——凸模固定板厚度； H——凸模厚度； P——沖裁力； K——系數(shù)； l——凸模自由長度； H——落料凹模厚度，H=40mm。 所以H=K=1=15.2mm，取H=16mm H=(0.6+0.8)H=(0.6~0.8)16 = 9.6~12.8mm，取H=10mm l= H=37mm 所以L= H+l=125+20=145mm 其零件圖如下圖所示： 2）凸模強度——壓應力校核 校核公式為： 式中 P——沖裁力，N，P=7536N， F——凸模最小斷面積，F(xiàn)=r=3.1433=28.26mm， []——凸模材料的許用壓應力，MPa，材料為Cr12，查手冊，[]=(1000~1600)MPa,取[]=1200MPa. 因為 ==266.7MPa<[] 所以凸模強度符合要求。 4.3 凸凹模長度確定及壁厚校核 1）凸凹模長度H確定 H=H-F+H-1+H=50-20+10-1+20=59mm60mm 式中 H——彈簧的自由長度，mm，H=50； F——彈簧壓縮量，mm； H——卸料板厚度，mm，取H=10mm； H——固定板厚度，mm，取H=20mm。 2）凸凹模壁厚校核。 查表，倒裝復合模最小壁厚n=2.7mm，（料厚t=1mm） 此例中n=6-3=3mm> n 所以滿足最小壁厚n> n的要求。 4.4 凹模板尺寸 凹模形狀為矩形180115,厚度取40mm。 其零件圖如下圖所示： 4.5 墊板結構與設計 理論上，確定是否需要墊板的方法如下： 條件：沖裁時，如果凸模的端部對模座的壓應力超過模座材料的許用壓應力，這時需要凸模端部與模座之間加上一塊強度較高的墊板。即下列情況需要加墊板。 式中 ——凸模端面壓應力，MPa； ——模座材料許用壓應力，鑄鐵約為100MPa，鋼約為200MPa； P——沖裁力，N； F——凸模上端面面積，mm； D——凸模上端面直徑，mm。 墊板形狀和凸模固定板一致，矩形，墊板厚度一般為3~10mm。 墊板材料常用T7或T8工具鋼，熱處理硬度為48~52HRC。墊板淬硬后兩面應磨平，表面粗糙度R0.32~0.63um。 本例中上模部分已有墊板。下面確定凸凹模與下模板之間是否需要墊板：本例中，由于凸凹模和固定板的配合為過盈配合，所以其表面積按固定板面積計算，很顯然不需要加墊板。因為加墊板之后與沒加之前（下表面積）沒有區(qū)別。 4.6卸料板的設計 1）卸料板的形狀和尺寸。 卸料板取矩形板，厚度為H=10mm，卸料板材料選A3或（45鋼），不用熱處理淬硬。 2）卸料板上成形孔的設計。取彈壓卸料板與凸模的雙面間隙為0.1~0.3mm。 4.7 模座選擇 由于模板周界為260260mm，所以選： 上模座26026040 GB/T2855.5—1990 下模座26026040 GB/T2855.6—1990 材料 HT200 GB9436—88 閉合高度最小140mm，最大165mm。 導柱28153 GB/T2861.1—1990 導套3880 GB/T2861.6—1990 5 壓力機校核 初選壓力機型號為：JH23—25.該壓力機的主要參數(shù)：公稱壓力250KN 滑塊行程75mm 最大封閉高度260mm，封閉高度調節(jié)量55mm 工作臺尺寸560370 模柄孔尺寸4060。 5.1 模柄孔的校核 模柄的尺寸為9085，上模座厚度為40mm，則模柄伸出上模座的高度為50mm<60mm，因此合適。 5.2模具閉合高度的校核 模具的閉合高度H=30+15+10+10+10+49+30-1=153mm，而壓力機的最大封閉高度260mm，其調節(jié)量為55mm，則壓力機的最小閉合高度為205mm，大于模具的閉合高度，可以在模具下模座下加墊板，所以此項也可滿足要求。 5.3壓力機工作臺尺寸的校核 查手冊，該型號模座的外形尺寸為：260260mm，壓力機的工作臺尺寸為560370mm，符合每邊留出60~100mm的要求，用來安裝固定模具用的螺栓、墊塊和壓板，所以合適。 5.4沖裁力校核 沖裁合格產品所需的沖裁力P為122KN<壓力機的公稱壓力250KN，所以合適。 綜上所述：型號為JH23—25的壓力機符合要求。 6 繪制模具總裝配圖 7 模具的裝配 7.1 模具的裝配過程可歸納為 模柄裝配---導套裝配、導柱裝配模架---裝配下模部分---裝配上模部分---試模 7.2 裝配的技術要求有 （1)裝配好的沖模，其閉合高度應符合設計要求； （2）模柄裝入模座后，其軸心線對上模座上平面的垂直度誤差，在全長范圍內不大于0.05mm； （3）導柱與導套裝配后，其軸心先應分別垂直于下模座的底平面和上模座的上平面，其垂直度誤差應符合表的規(guī)定； （4）上模座的上平面應與下模座的底平面平行，其平行度應符合規(guī)定； （5）裝入模架的每對導柱和導套的配合間隙（或過盈）應符合規(guī)定； （6）裝配好的模架，其上模座沿導柱上、下移動應平穩(wěn)，無阻滯現(xiàn)象； （7）裝配好的導柱，其固定端面與下模座下平面應保留1—2mm距離，選 用B型導套時，裝配后其固定端面應低于上模座上平面1—2mm; （8）凸模和凹模的配合間隙應符合設計要求，沿整個刃口輪廓應均勻一致； （9）定位裝置要保證定位正確可靠，卸料、頂料裝置要動作靈活、正確出料孔要暢通無阻，保證制件及廢料不卡在沖模內； （10）模具應在生產現(xiàn)場進行試模，沖出的制品應符合設計要求。 7.3 選擇沖壓設備 根據(jù)總沖壓力F總=97.7 (KN)，模具閉合高度H=245mm，沖床工作臺面尺寸等，并結合現(xiàn)有設備，查表選用J23–63開式雙柱可傾壓力機。其主要工藝參數(shù)為： 標稱壓力：630 kg 滑塊行程：130mm 行程次數(shù)：50次/min 連桿調節(jié)長度：80mm 最大裝模高度：360mm 電動機功率：5.5 kw 工作臺尺寸（前后X左右）480 X 170 模柄孔尺寸（直徑X深度）Φ30 X 70 7.4 試模 沖模裝配完成后，在生產條件下進行試模，通過試沖可以發(fā)現(xiàn)模具的設計和制造缺陷，找出生產的原因，對模具進行適當?shù)恼{整和修理后再進行試沖，直到模具能正常工作，沖出合格的制件模具的裝配過程即告結束。 結論 通過最近的一段時間所做的畢業(yè)設計，使我們充分把握的設計方法和步驟，不僅復習所學的知識，而且還獲得新的經驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設計進度本文所設計的是減震沖壓模具的設計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設，讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設計完成了老師和同學的幫助下，在大學研究的最后，感謝幫助過我的老師和同學，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 參考文獻 [1]王孝培主編. 沖壓手冊. 機械工業(yè)出版社 1990.11 [2]王一梅主編.典型實用模具圖冊.江蘇科學技術出版社1991.8 [3]模具實用技術叢書編委會主編. 沖模設計應用實例.機械工業(yè)出版社.2000.4 [4]丁松聚主編.冷沖模設計. 機械工業(yè)出版社. 2001.10 [5]徐政坤主編. 沖壓模具設計與制造. 化學工業(yè)出版社.2005.1 [6]付宏生主編. 冷沖壓成形工藝與模具設計制造. 化學工業(yè)出版社.2005.3 [7]K.Stoeckhert/G.Menning 編著.模具制造手冊. 化學工業(yè)出版社.2003.2 [8]楊占堯主編.現(xiàn)代模具工手冊. 化學工業(yè)出版社.2007.7 [9]高軍、李嘉平、修大鵬等編著.沖壓模具標準件選用與設計指南. 化學工業(yè)出版社.2007.2 [10]楊占堯主編.沖壓模具圖冊.高等教育出版社.2008.3 [11]周本凱編著.沖壓模具設計實踐. 化學工業(yè)出版社.2008.3 [12]中國就業(yè)培訓技術指導中心組織編寫.模具設計師.中國勞動社會保障出版社.2008.5 致謝 在論文完成之際，我首先向我的導師致以衷心的感謝和崇高的敬意！在這期間，導師在學業(yè)上嚴格要求，精心指導，在生活上給了我無微不至的關懷，給了我人生的啟迪，使我在順利的完成學業(yè)階段的學業(yè)的同時，也學到了很多做人的道理，明確了人生目標。導師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，淵博的學識，實事求是的作風，平易近人、寬以待人和豁達的胸懷，深深感染著我，使我深受啟發(fā)，必將終生受益。 經過近半年努力的設計與計算，論文終于可以完成了，我的心里無比的激動。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因為它是我用心、用汗水成就的，也是我在大學四年來對所學知識的應用和體現(xiàn)。 四年的學習和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的能力，更重要的是從周圍的老師和同學們身上潛移默化的學到了許多。在此，向他們表示深深的謝意與美好的祝愿。 26