六角墊片的復(fù)合模設(shè)計(jì)

摘摘 要要沖壓模具在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。本次設(shè)計(jì)是從零件的工藝性分析開(kāi)始，根據(jù)工藝要求確定設(shè)計(jì)的基本思路。沖壓模具的設(shè)計(jì)充分利用了機(jī)械壓力機(jī)的功用特點(diǎn)，在室溫的條件下對(duì)坯件進(jìn)行沖壓成形，生產(chǎn)效率提高，經(jīng)濟(jì)效益顯著。本零件采用的是倒裝復(fù)合模沖裁，主要要涉及到?jīng)_裁件工藝的分析，排樣的設(shè)計(jì)，排樣方法，搭邊值的計(jì)算，沖裁力的計(jì)算，模具壓力中心的計(jì)算，凸模與凹模刃口尺寸的計(jì)算，模具的總體設(shè)計(jì)，主要零部件的設(shè)計(jì)，模具總裝配圖的繪制，壓力機(jī)設(shè)備的選定。使用 AutoCAD 畫出裝配圖以及零件圖。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞: 墊片、沖壓、復(fù)合模、CAD緒 論改革開(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量的不斷增加，更新?lián)Q代的不斷加快，在現(xiàn)代制造業(yè)中，企業(yè)的生產(chǎn)一方面朝著多品種、小批量和多樣式的方向發(fā)展，加快換型，采用柔性化加工，以適應(yīng)不同用戶的需要；另一方面朝著大批量，高效率生產(chǎn)的方向發(fā)展，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和生產(chǎn)規(guī)模來(lái)創(chuàng)造更多效益，生產(chǎn)上采取專用設(shè)備生產(chǎn)的方式。模具，做為高效率的生產(chǎn)工具的一種，是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛與重要的工藝裝備。采用模具生產(chǎn)制品和零件，具有生產(chǎn)效率高，可實(shí)現(xiàn)高速大批量的生產(chǎn)；節(jié)約原材料，實(shí)現(xiàn)無(wú)切屑加工；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，具有良好的互換性；操作簡(jiǎn)單，對(duì)操作人員沒(méi)有很高的技術(shù)要求；利用模具批量生產(chǎn)的零件加工費(fèi)用低；所加工出的零件與制件可以一次成形，不需進(jìn)行再加工；能制造出其它加工工藝方法難以加工、形狀比較復(fù)雜的零件制品；容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化的特點(diǎn)C C C Z Z Z I I I L L L I I I 第一章第一章 沖裁件的工藝分析沖裁件的工藝分析1.1 零件設(shè)計(jì)任務(wù)零件設(shè)計(jì)任務(wù)由零件圖 11 可知，該零件形狀簡(jiǎn)單、對(duì)稱，是由圓弧和直線組成。沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的精度要求不高為 IT12。將以上精度與零件簡(jiǎn)圖中所標(biāo)注的尺寸公差相比較，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，故決定采用沖裁落料復(fù)合模進(jìn)行加工，且一次沖壓成形。材料：08 鋼具有良好的塑性、焊接性、可鍛性及良好的沖壓性能，常用來(lái)制造焊接結(jié)構(gòu)件和沖壓件。工件結(jié)構(gòu)形狀：沖裁件外形應(yīng)盡量避免有尖角，為了提高模具壽命，在所有 60清角改為 R2 的倒角。零件精度的選擇：本文所設(shè)計(jì)的沖裁零件是板件如圖 1-1，該沖裁件的材料為 08 鋼，具有較好的可沖壓性能。該沖裁件的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，比較適合沖裁，零件圖上所有尺寸均未注公差，屬于自由尺寸，可參考極限配合與技術(shù)測(cè)量確定沖裁件公差等級(jí)，根據(jù)查表，該零件的公差等級(jí)取 IT12 級(jí)確定零件的尺寸公差。 305043.3圖 1-1 零件簡(jiǎn)圖 1.2 沖壓工藝方案的確定沖壓工藝方案的確定該工件包括落料、沖孔兩個(gè)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(chǎn)。方案二：沖孔落料復(fù)合沖壓，采用復(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)。方案一單工序沖裁模指在壓力機(jī)一次行程內(nèi)只完成一個(gè)沖壓工序的沖裁模。該模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足中批量生產(chǎn)的要求。方案二復(fù)合沖裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同時(shí)完成數(shù)道沖壓工序的模具。該模具只需要一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都很高，但工件最小壁厚2.0mm 接近凸凹模許用最小壁厚 2.2mm，模具強(qiáng)度較差，制造難度大，并且沖壓后成品件留在模具上，在清理模具上的物料時(shí)會(huì)影響沖壓速度，操作不方便。方案三級(jí)進(jìn)模：是指壓力機(jī)在一次行程中，依次在模具幾個(gè)不同的位置上同時(shí)完成多道沖壓工序的模具。它也只需要在一副模具內(nèi)可以完成多道不同的工序，可包括沖裁、彎曲、拉深等，具有比復(fù)合更好的生產(chǎn)效率。它的制件和廢料均可以實(shí)現(xiàn)自然漏料，所以操作安全、方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。難以保證制件內(nèi)、外相對(duì)位置的準(zhǔn)確性因此制件精度不高。通過(guò)對(duì)上述三種方案的的分析比較，因?yàn)樵撝萍木纫蟛桓?，用于批量生產(chǎn)。所以該制件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。1.3 排樣設(shè)計(jì)排樣設(shè)計(jì)1.3.1 排樣方法排樣的方法有:直排、斜排、直對(duì)排、混合排，根據(jù)設(shè)計(jì)模具制件的形狀、厚度、材料等方面的全面考慮，排樣方法采用直排式排樣法。搭邊值、條料寬度的確定 1.3.2 搭邊值的確定排樣時(shí)零件之間以及零件與條料側(cè)邊間留下的工藝余料，稱為搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊過(guò)大，浪費(fèi)材料、搭邊過(guò)小，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖件毛刺，有時(shí)還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命或影響送料工作。搭邊值通常由經(jīng)驗(yàn)確定，表所列搭邊值為普通沖裁時(shí)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)之一。根據(jù)制件厚度與制件的排樣方法可以查表得：搭邊值工件間 a1 為 2.0mm 沿邊 a 為 2.2mm1.3.3 條料寬度的確定排樣方式和搭邊值確定以后，條料的寬度和進(jìn)距也就可以設(shè)計(jì)出。計(jì)算條料寬度有三種情況需要考慮：1、有側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度。2、無(wú)側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度。3、有定距側(cè)刃時(shí)條料的寬度。該零件采用無(wú)側(cè)壓裝置的模具，其條料寬度應(yīng)考慮在送料過(guò)程中因條料的擺動(dòng)而使側(cè)面搭邊減少。為了補(bǔ)償面搭邊的減少部分，條料寬度應(yīng)增加一個(gè)條料的擺動(dòng)量。故條料寬度為：B=D+2a+c （1-1）0 -式中：B條料寬度的基本尺寸；D條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；a側(cè)搭邊值。C條料與導(dǎo)料板之間的間隙（即條料的可能擺動(dòng)量）：B100, c=0.51.0; B100, c=1.01.5.導(dǎo)料板之間的距離，應(yīng)使條料與導(dǎo)料板之間保持一定的間隙查表，以保證送料暢通。D 取值由設(shè)計(jì)條料寬度方向沖裁件的最大尺寸為 60 (mm) 側(cè)搭邊值 a 可以從表 31 中查出為 2.2 (mm)故帶入條料寬度公式得；查表可得條料寬度偏差下偏差為-0.8(mm)B=D+2a+c0 -=（60+22.2+0.8）+0.6 -0=65.2 -00.4(mm)1.3.4 材料利用率 材料利用率通常以一個(gè)進(jìn)距內(nèi)制件的實(shí)際面積與所用毛坯面積的百分率 表示；=(nA1/hB)100% （1-2）式中 材料利用率（%） ；n 沖裁件的數(shù)目；A1 沖裁件的實(shí)際面積(mm2)；B 板料寬度(mm)；h進(jìn)距；計(jì)算沖壓件的面積；A1=2521.656-3.141515 =2541(mm2)條料寬度計(jì)算：B=50+22.2=54.4 (mm)送進(jìn)距離計(jì)算：h=43.3+2=45.3 (mm)一個(gè)進(jìn)距的材料利用率； =(nA1/hB)100% =12541(45.354.4)100%=91.3%由此可之， 值越大，材料的利用率就越高，廢料越少。工藝廢料的多少?zèng)Q定于搭邊和余量的大小，也決定于排樣的形式和沖壓方式。因此，要提高材料利用率，就要合理排樣，減少工藝廢料。圖 1-2 排樣圖第二章第二章 沖裁力相關(guān)的計(jì)算沖裁力相關(guān)的計(jì)算2.12.1 計(jì)算沖裁力的公式計(jì)算沖裁力的公式 計(jì)算沖裁力的目的是為了選擇合適的壓力機(jī)，設(shè)計(jì)模具和檢驗(yàn)?zāi)＞叩膹?qiáng)度，壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，以適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力 F p一般可以按下式計(jì)算：Fp=KptL式中 材料抗剪強(qiáng)度，見(jiàn)附表（MPa） ；L沖裁周邊總長(zhǎng)（mm） ；t材料厚度（mm）; 系數(shù) Kp 是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動(dòng)（數(shù)值的變化或分布不均） ，潤(rùn)滑情況，材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因數(shù)而設(shè)置的安全系數(shù) Kp，一般取 13。當(dāng)查不到抗剪強(qiáng)度 r 時(shí)，可以用抗拉強(qiáng)度 b 代替 ，而取 Kp=1 的近似計(jì)算法計(jì)算。由于材料 08 鋼的力學(xué)性能查表可得：抗剪強(qiáng)度 =260360，故取起抗拉強(qiáng)度b 代替抗剪強(qiáng)度 ，查表可知 b=360(MPa)。2.22.2 總沖裁力、推料力、卸料力、頂件力和總沖壓力總沖裁力、推料力、卸料力、頂件力和總沖壓力由于沖裁模具采用彈性卸料裝置和上出件方式。 F總沖壓力。 Fp總沖裁力。 FQ卸料力 FQ1推料力。FQ2頂件力計(jì)算總沖裁力 Fp=F1+F2F1落料時(shí)的沖裁力。 F2沖孔時(shí)的沖裁力。沖裁周邊的總長(zhǎng)（mm）落料周長(zhǎng)為： L2=256 =150 （mm）沖孔周長(zhǎng)為： L1=3.1430 =94.2（mm）落料沖裁力為： F1=KptL2 =12150360 =108000 (N)沖孔沖裁力為： F2=KptL1 =1294.2360 =67824 (N)所以可求總沖裁力為： Fp=F1+F2 =108000+67824 =175824（N）按卸料力公式計(jì)算卸料力 FQFQ=KxFp查表得 Kx=0.04根據(jù)公式得FQ=KxFp=0.04175824=7032.96 (N)按推料力公式計(jì)算推料力 FQ1 FQ1=nKtFp取 n=2查表得 Kt=0.055n梗塞在凹模內(nèi)的制件或度料數(shù)量（n=h/t h 直刃口部分的高度，t 材料厚度）根據(jù)公式得 FQ1=nKtFp =20.055175824 =19340.64按頂件力公式算頂件力 FQ2FQ2=KdFp Kd 查得 0.06根據(jù)公式得FQ2=KdFp=0.06175824=10549.44 （N） 2.32.3 壓力機(jī)公稱壓力的選取壓力機(jī)公稱壓力的選取 沖裁時(shí)，壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于沖裁各工藝力的總和。采用彈壓卸料裝置和上出件的模具表 21 常用冷沖壓設(shè)備的工作原理和特點(diǎn)類型設(shè)備名稱工作原理特點(diǎn)摩擦壓力機(jī)利用摩擦盤與飛輪之間相互接觸傳遞動(dòng)力，皆助螺桿與螺母相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理而工作。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，當(dāng)超負(fù)荷時(shí)，只會(huì)引起飛輪與摩擦盤之間的滑動(dòng)，而不致?lián)p壞機(jī)件。但飛輪輪緣摩擦損壞大，生產(chǎn)率低。適用于中小件的沖壓加工，對(duì)于校正、亞印和成形等沖壓工序尤為適宜。曲柄式壓力機(jī)利用曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作，電機(jī)通過(guò)皮帶輪及齒輪帶動(dòng)曲軸傳動(dòng)，經(jīng)連桿使滑塊作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。曲柄壓力機(jī)分為偏心壓力機(jī)和曲軸壓力機(jī)，二者區(qū)別主要在主軸，前者主軸是偏心軸，后者主軸是曲軸。偏心壓力機(jī)一般是開(kāi)式壓力機(jī)，而曲軸壓力機(jī)有開(kāi)式和閉式之分。生產(chǎn)率高，適用于各類沖壓加工。機(jī)械式壓力機(jī)高速壓力機(jī)工作原理與曲柄壓力機(jī)相同，但其剛度、精度、行程次數(shù)都比較高，一般帶有自動(dòng)送料裝置、安全檢測(cè)裝置等輔助裝置。生產(chǎn)率很高，適用于大批量生產(chǎn)，模具一般采用多工為級(jí)進(jìn)模。液壓機(jī)油壓機(jī)水壓機(jī)利用帕斯卡原理，以水或油為工作介質(zhì)，采用靜壓 力傳遞進(jìn)行工作，使滑塊上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。壓力大，而且是靜壓力，但生產(chǎn)率低。適用于拉深、擠壓等成 形工序。根據(jù)公式得 F=Fp+FQ+FQ2 =175824+7032.96+10549.44 =193406.4 (N)沖壓設(shè)備屬鍛壓機(jī)械。常見(jiàn)的冷沖壓設(shè)備有機(jī)械壓力機(jī)（以 Jxx 表示其型號(hào)）和液壓機(jī)（以 Yxx 表示其型號(hào)） 。沖壓設(shè)備分類：1、 機(jī)械壓力機(jī)按驅(qū)動(dòng)滑塊機(jī)構(gòu)的種類可以分為曲柄式和摩擦式；2、 按滑塊個(gè)數(shù)可分為單動(dòng)和雙動(dòng)；3、 按床身機(jī)構(gòu)形式可分為開(kāi)式（C 型床身）和閉式（型床身） ；4、 按自動(dòng)化程度可分為普通壓力機(jī)和高速壓力機(jī)等；根據(jù)綜上所計(jì)算出來(lái)的總壓力與常用冷沖壓設(shè)備的工作原理和特點(diǎn)選取壓力機(jī)為J2325。第三章 模具壓力中心的確定模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合，否則，會(huì)使沖模和力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過(guò)大的摩擦，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。沖裁模的壓力中心，可按下述原則來(lái)確定：1、對(duì)稱形狀的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。2、工件形狀相同且分布位置對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。3、形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、級(jí)進(jìn)模的壓力中心可用解析計(jì)算法求出沖模的對(duì)稱中心。 根據(jù)制件圖可以得出該工件形狀相同且分布位置對(duì)稱，所以沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。 305043.3圖 3-1 制件圖紙第四章第四章 沖裁間隙沖裁間隙設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求，所需沖裁力小、模具壽命高，但分別從質(zhì)量，沖裁力、模具壽命等方面的要求確定的合理間隙并不是同一個(gè)數(shù)值，只是彼此接近?？紤]到制造中的偏差及使用中的磨損、生產(chǎn)中通常只選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個(gè)范圍內(nèi)，就可以沖出良好的制件，這個(gè)范圍的最小值稱為最小合理間隙 Cmin，最大值稱為最大合理間隙 Cmax。考慮到模具在使用過(guò)程中的磨損使間隙增大，故設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)要采用最小合理間隙值 Cmin。沖裁間隙的大小對(duì)沖裁件的斷面質(zhì)量有極其重要的影響，此外，沖裁間隙還影響模具壽命、卸料力、推件力、沖裁力和沖裁件的尺寸精度。沖裁過(guò)程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間均有摩擦，間隙越小，模具作用的壓應(yīng)力越大，摩擦也越嚴(yán)重，而降低了模具的壽命。較大的間隙可使凸模側(cè)面及材料間的摩擦減小，并延緩間隙由于受到制造和裝配精度的限制，雖然提高了模具壽命而，但出現(xiàn)間隙不均勻。因此，沖裁間隙是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的工藝參數(shù)。 注：取 08 號(hào)鋼沖裁皮革、石棉和紙板時(shí)，間隙的 25%。根據(jù)實(shí)用間隙表查得：材料 08 鋼的最小雙面間隙 2Cmin=0.246mm，最大雙面間隙 2Cmax=0.360mm,為了保證初始間隙值小于最大合理間隙 2Cmax，必須滿足：d=0.6（2Cmax2Cmin） ，P=0.4（2Cmax2Cmin）; |d|+|P|+2Cmin2Cmax。第五章 凸模與凹模刃口尺寸的計(jì)算5.15.1 刃口尺寸計(jì)算的基本原則刃口尺寸計(jì)算的基本原則沖裁件的尺寸精度主要決定于模具刃口的尺寸精度，模具合理的間隙值模具刃口寸及制造精度來(lái)保證。正確確定模具刃口尺寸及其制造公差，是設(shè)計(jì)沖裁模的主要任務(wù)之一。從生產(chǎn)實(shí)踐中可以發(fā)現(xiàn)：1、由于凸、凹模之間存在間隙，使落下的料或沖出的孔都帶有錐度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。2、在測(cè)量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔孔徑是以小端尺寸為基準(zhǔn)。3、沖裁時(shí)，凸、凹模要與沖裁件或廢料發(fā)生摩擦，凸模愈磨愈小，凹模愈磨愈大，結(jié)果使間隙愈用愈大。由此在決定模具刃口尺寸及其制造工差時(shí)需考慮下述原則：1、落料尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時(shí)孔的尺寸由凸模尺寸決定。故落料模時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。2、考慮到凸、凹模的磨損，設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹模基本尺寸應(yīng)取尺寸公差范圍的較小尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸?；境叽鐒t應(yīng)取工件孔尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸、這樣，在凸凹模磨損到一定程度的情況下，仍能沖出合格的制件。凸、凹模間隙則取最小合理間隙值。3、確定沖裁模的刃口制造公差時(shí)，應(yīng)考慮制件的公差要求。如果對(duì)刃口精度要求過(guò)高（即制造公差過(guò)?。?，會(huì)使模具制造困難，增加成本，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期；如果對(duì)刃口尺寸要求過(guò)低（即制造公差過(guò)大） ，則生產(chǎn)出來(lái)的制件可能不合格，會(huì)使模具的壽 命降低。若制件沒(méi)有標(biāo)注公差，則對(duì)于非圓形件按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“非配合尺寸的公差數(shù)值”IT14 級(jí)處理，沖模則可按 IT11 級(jí)制造；對(duì)于圓形件，一般可按 IT79 級(jí)制造模具。沖壓件的尺寸公差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差，落料件上偏差為零，下偏差為負(fù)；沖孔件上偏差為正，下偏差為零。5.25.2 刃口尺寸計(jì)算方法刃口尺寸計(jì)算方法由于模具的加工方法不同，凸模與凹模刃口部分尺寸的計(jì)算公式與制造公差的標(biāo)注也不同，刃口尺寸的計(jì)算方法可以分為兩種情況。凸模與凹模分開(kāi)加工和凸模與凹模配合加工。對(duì)該制件應(yīng)該選用凸模和凹模分別加工的方法，按圖紙加工之尺寸。要分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸和制造公差（凸模 p、凹模 d），它適用于圓形或簡(jiǎn)單形狀的制件。為了保證初始間隙值小于最大合理間隙 2Cmin，必須滿足下列條件： p+d2Cmax-2Cmin 或取 p=0.4(2Cmax-2Cmin) d=0.6(2Cmax-2Cmin)也就是說(shuō)，新制造的模具應(yīng)該是p+d+2Cmin2Cmax。否則制造的模具間隙已經(jīng)超過(guò)允許的變動(dòng)的范圍 2Cmax-2Cmin。下面對(duì)落料和沖孔兩種情況進(jìn)行討論。1、落料： 設(shè)工件的尺寸 D0-，根據(jù)計(jì)算原則,落料時(shí)以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。首先確定凹模尺寸,使凹模基本尺寸接近或等于制件的輪廓的最小極限尺寸,再減小凸模尺寸以保證最小合理間隙值 2Cmin。其計(jì)算公式如下： Dd=(D-X) +d 0 Dp=(Dd-2Cmin)0-p=(D-X-2Cmin) 0 -p2、沖孔：設(shè)沖孔尺寸為 d0+根據(jù)以上原則,沖孔時(shí)以凸模設(shè)計(jì)為基準(zhǔn),首先確定凸模刃口尺寸,使凸?；境叽缃咏虻扔诠ぜ椎淖畲髽O限尺寸,再增大凹模尺寸以保證最小合理間隙 2Cmin。凸模制造偏差取負(fù)偏差，凹模取正偏差。其計(jì)算公式如下： dp=(d+x) 0 -p dd=(dp+2Cmin) +d 0 =(d+x+2Cmin) +d 0在同一工步中出制件兩個(gè)以上孔時(shí),凹模型孔中心距 Ld 按下式確定: Ld=(Lmin+0.5)0.125式中 Dd落料凹?；境叽?mm)；Dp落料凸?；境叽?mm)；D落料件最大極限尺寸(mm)；dd沖孔凹?；境叽?mm)；dp沖孔凸?；境叽?mm)；d沖孔件孔的最小極限尺寸(mm)；Ld同一工步中凹?？拙嗷境叽?mm)；Lmin制件孔距最小極限尺寸(mm)；制件公差(mm) 可查表 71;2Cmin凸、凹模最小初始雙面間隙(mm)；d凸模下偏差,可按 IT6 選用(mm)；p凹模上偏差,可按 IT7 選用(mm)；X 磨損系數(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),可查表或按下列關(guān)系取值：當(dāng)制件公差為 IT10 以上,取 X=1；當(dāng)工件公差為 IT11IT13,取 X=0.75；當(dāng)工件差為 IT14 者,取 X=0.5。5.35.3 刃口尺寸計(jì)算刃口尺寸計(jì)算根據(jù)計(jì)算原則,落料時(shí)以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。首先確定凹模尺寸,使凹模基本尺寸接近或等于制件的輪廓的最小極限尺寸,再減小凸模尺寸以保證最小合理間隙值 2Cmin。Dd=(D-X) +d 0 =(50-0.750.30) +0.025 0 =49.775+0.025 0 Dp=(Dd-2Cmin) 0 -p =（49.775-0.246）0 -0.016 =49.5290 -0.016校核 p+d2Cmax-2Cmin 0.016+0.025 0.360-0.246 0.041 0.114 （滿足間隙要求）根據(jù)計(jì)算原則,沖孔時(shí)以凸模設(shè)計(jì)為基準(zhǔn),首先確定凸模刃口尺寸,使凸?；境叽缃咏虻扔诠ぜ椎淖畲髽O限尺寸,再增大凹模尺寸以保證最小合理間隙 2Cmin。 dp=(d+x) 0 -p =（30+0.750.21）0 -0.013 =30.15750 -0.013 dd=(dp+2Cmin) +d 0 =(30.1575+0.246) +0.021 0 =30.4035+0.021 0校核 p+d2Cmax-2Cmin 0.013+0.021 0.360-0.246 0.034 0.114在同一工步中出制件兩個(gè)以上孔時(shí),凹模型孔中心距 Ld 按下式確定: Ld=(Lmin+0.5)0.125 =(40+0.50.39) 0.1250.39 =40.1950.049第六章 模具總體設(shè)計(jì)6.16.1 模具類型的選擇模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合沖壓，所以模具類型為復(fù)合模。6.26.2 定位方式的選擇定位方式的選擇為保證沖裁出外形完整的合格零件。毛坯在模具中應(yīng)該有正確的位置。正確位置是依靠定位零件來(lái)保證的。由于毛坯形式和模具結(jié)構(gòu)不同，所以定位零件的種類很多。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)毛坯形式、模具結(jié)構(gòu)、零件公差大小、生產(chǎn)效率等進(jìn)行選擇。定位包括控制送料進(jìn)距的擋料和送料定距的擋料。 6.2.1 送進(jìn)導(dǎo)料方式的選擇送進(jìn)導(dǎo)向方式有兩種，在此我們選擇復(fù)合模設(shè)計(jì)中最常用的一種，導(dǎo)料銷導(dǎo)向，在模具中設(shè)計(jì)兩個(gè)導(dǎo)料銷，并位于條料的兩側(cè)，該模具是從右向左送料，所以導(dǎo)料銷裝在前后各一側(cè)。形式為固定導(dǎo)料銷。如圖 81 所示。 圖 6-1 固定導(dǎo)料銷6.2.2 送料定距方式的選用限位銷用來(lái)限制條料送進(jìn)的距離，在此我們根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選用活動(dòng)擋料銷如圖 8-2 所示，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，用途廣泛。 圖 6-2 活動(dòng)擋料銷6.36.3 卸料、出件方式的選擇卸料、出件方式的選擇 卸料零件的目的，是將沖裁后卡箍在凸模上或凸凹模上的制件或廢料卸掉，保證下次沖壓壓正常進(jìn)行。常用的卸料方式有剛性卸料和彈性卸料兩種。 因?yàn)楣ぜ虾駷?2mm，相對(duì)較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。又因?yàn)槭菑?fù)合模生產(chǎn)，所以采用上出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。 6.46.4 標(biāo)準(zhǔn)模架導(dǎo)向方式的選擇標(biāo)準(zhǔn)模架導(dǎo)向方式的選擇 GB/T2851.17(90)GB/T2852.14(90)列出了各種不同結(jié)構(gòu)和不同導(dǎo)向形式的標(biāo)準(zhǔn)模架,是由國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn)并發(fā)布實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn),常用的導(dǎo)柱導(dǎo)套式模架,是由上、下模座和導(dǎo)向零件組成。 按導(dǎo)柱在模架上的固定位置不同，導(dǎo)柱模架的基本型式有四種：對(duì)角導(dǎo)柱模 架；后側(cè)導(dǎo)柱模架；中間導(dǎo)柱模架；四導(dǎo)柱模架。為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該復(fù)合模采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。第七章 主要零部件的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)主要零部件時(shí)，首先要考慮主要零部件用什么方法加工制造及總體裝配方法。結(jié)合模具的特點(diǎn)，本模具適宜采用線切割加工凸模固定板、卸料板、凸凹固定板、凹模及沖孔凸模、凸凹模。除凸凹模外，在采用線切割后，還得采用數(shù)控車床加工其形腔錐度。這種加工方法可以保證這些零件各個(gè)內(nèi)孔的同軸度，使裝配工作簡(jiǎn)化。下面就分別介紹各個(gè)零部件的設(shè)計(jì)方法。 7.17.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.1.1 凸凹模的設(shè)計(jì)因?yàn)樵撝萍螤顝?fù)雜，所以將落料凸模與沖孔凹模設(shè)計(jì)成一個(gè)整體為凸凹模。直通式凸模工作部分和固定部分的形狀做成一樣，直通式凸模采用線切割機(jī)床加工。凹模和工作部分與凸模聯(lián)在一起，為保證廢料直接由凸模從凸凹模內(nèi)孔推出。凹模洞口若采用直刃、則模內(nèi)有積薦廢料，脹力較大。若采用上直下斜的錐面式，可以解出積薦廢料的問(wèn)題，錐度先采用線切割加工后采用數(shù)控車床加工。通過(guò)固定板把凸凹模固定。固定板與凸凹模的配合按 H7/m6。凸凹模材料應(yīng)選 T10A，熱處理 5860HRC，凸凹模與卸料板之間的間隙見(jiàn)表 71 查得凸凹模與卸料板的間隙選為 0.035mm。凸凹模高度是固定板、卸料板和彈簧間隙組成。凸凹模高度為： H=H1+H2+（1520）mm H1固定板厚度；得 H1=0.8H凹=0.816=12.8 mm(標(biāo)準(zhǔn)為 15mm) H2卸料板厚度；查表 94 得 H2=10 mm(1520)附加長(zhǎng)度，包括凸凹模的修磨量，凸模進(jìn)入凹模的深度及固定板與卸料板間的安全距離。 （附加長(zhǎng)度取 18）H=15+10+18 =43 mm 表 7-1 凸凹模與卸料板、導(dǎo)柱與導(dǎo)套的間隙序號(hào)模具沖裁間隙Z卸料板與凸模間隙Z1輔助小導(dǎo)柱與小導(dǎo)套間隙 Z210.0150.0250.0050.007約為 0.00320.0250.050.0070.015約為 0.00630.050.100.0150.025約為 0.0140.100.150.0250.035約為 0.027.1.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì)因?yàn)闆_孔凸模是由圓和非圓組合而成的凸模，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)模具零件精度要求較高；模具裝配精度也較高。將沖孔凸模設(shè)計(jì)成直通式，采用線切割加工。沖孔凸模與凸凹模中的落料凹模鑲拼結(jié)構(gòu)中的壓入式固定。凸模的高度是凸模固定板、凹模及附加長(zhǎng)度組成。凸模高度為： H=H1+H2+（1520）mm H1凸模固定板厚度；得 H1=0.8H 凹=0.816=12.8 mm(標(biāo)準(zhǔn)為 15mm) H2凹模厚度； H2=16 mm(1520)附加長(zhǎng)度，包括凸凹模的修磨量，凸模進(jìn)入凹模的深度及固定板與卸料板間的安全距離。（附加長(zhǎng)度取 18）H=15+16+18 =49 mm 7.1.3 落料凹模的設(shè)計(jì)凹模采用整體凹模，各種沖裁的凹模孔均采用線切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。模具的外形尺寸如下： 模具厚度的確定公式為： H=Kb式中：K92 系數(shù)值，考慮板料厚度的影響； b 沖裁件的最大外形尺寸；查表得：K=0.30 H=0.3050 =15 mm查表取標(biāo)準(zhǔn)：H=16 mm模具壁厚的確定公式為： C=(1.52)H =1.520216=3032 mm凹模壁厚取 C=32 mm、凹模寬度的確定公式為： B=b+2C=44+232=108mm查表取標(biāo)準(zhǔn)取 B=125 mm凹模長(zhǎng)度的確定公式為： L=50+232=114mm凹模的長(zhǎng)度要考慮導(dǎo)料板發(fā)揮的作用，保證送料粗定位精度。查表取標(biāo)準(zhǔn) L=125 mm。凹模輪廓尺寸為 125mm125mm16mm。凹模材料選用 T10A，熱處理 6062HRC。7.2 卸料板的設(shè)計(jì)卸料板不僅有卸料作用，還具有用外形凸模導(dǎo)向，對(duì)內(nèi)孔凸模起保護(hù)作用，卸料板的邊界尺寸與凹模的邊界尺寸相同，卸料板的厚度選擇，卸料板厚度為 10mm。卸料板與 2 個(gè)凸模的間隙以在凸模設(shè)計(jì)中確定了為 0.035。卸料板上設(shè)置了 4 個(gè)螺釘。卸料板采用 45 鋼制造，熱處理淬火硬度 4045HRC。7.3 定位零件的設(shè)計(jì) 為了保證模具的正常工作和沖出合格的沖裁件，必須保證坯料或工序件對(duì)模具的工作刃口處于正確的相對(duì)位置，即必須定位。而模具送料平面中必須有兩個(gè)方向的限位：一是送料方向垂直的方向上限位，保證條料沿正確的方向的送進(jìn)，稱為送進(jìn)的導(dǎo)向，二是在送進(jìn)方向上的限位，控制條料一次送進(jìn)的距離(步距)稱為送料定距。屬于送料導(dǎo)向的定位零件有導(dǎo)料銷，導(dǎo)料板、側(cè)壓板等，屬于送料定距的定位零件有固定擋料銷、始用擋料銷、活動(dòng)擋料銷、導(dǎo)正銷、側(cè)刃等。屬于塊料或工序件的定位零件有定位銷、定 位板等。由于止動(dòng)墊圈沖壓所用的材料屬于條料，厚度不大，零件精度且采用的是復(fù)合模進(jìn)行沖裁。終上所述定位零件選用導(dǎo)料銷，定位零件采用活動(dòng)擋料銷?；顒?dòng)擋料銷的位置可以由公式確定B=A-D/2+d/2 式中A送料進(jìn)距（mm） ；d擋料銷直徑（mm） ；D落料凸模直徑（mm） 。B= A-D/2+d/2 =45.3-50/2+8/2=24.3 (mm)7.4 模架及其它零件的設(shè)計(jì) 根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),模架主要有兩大類,一類是由上模座、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)柱模模架。另一類是由彈壓導(dǎo)板、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)板模模架?？紤]到經(jīng)濟(jì)效益以及加工的特點(diǎn)，選擇后側(cè)導(dǎo)柱模模架。本模具采用滑動(dòng)導(dǎo)柱、導(dǎo)套來(lái)保證模具上、下模的精確導(dǎo)向?；瑒?dòng)導(dǎo)柱、導(dǎo)套都是圓柱形的，其加工方便，可采用車床加工，裝配容易。導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)保證上模座最底位置時(shí)（閉合狀態(tài)） ，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離 15mm。而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離為 5mm。導(dǎo)柱的下部與下模座導(dǎo)柱孔采用 R7/h5 的過(guò)盈配合,導(dǎo)套的外徑與上模座導(dǎo)套孔采用 R7/h5 的過(guò)盈配合。導(dǎo)套的長(zhǎng)度，需要保證沖壓時(shí)導(dǎo)柱一定要進(jìn)入導(dǎo)套10mm 以上。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用 H7/h6 的間隙配合，導(dǎo)柱與導(dǎo)套均采用 20 鋼，熱處理硬度滲碳淬硬 5660HRC。導(dǎo)柱的直徑、長(zhǎng)度，按標(biāo)準(zhǔn)選取。導(dǎo)柱：d/mmL/mm 分別為 32160；導(dǎo)套：d/mmL/mmDmm 分別為 3210545模座的的尺寸 L/mmB/mm 為 160mm315mm。模座的厚度應(yīng)為凹模厚度的 1.52倍上模座的厚度為 30mm，上墊板厚度取 8mm，凸凹固定板厚度取 20mm，下模座的厚度為 40mm。那么該模具的閉合高度為： H閉=H上模+H墊+H凸+H凸凹+H下模-h2式中： H凸凸模長(zhǎng)度，L=49 mm H凸凹凸凹模厚度，H=43 mmh2凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，h2=3 mm H閉=H上模+H墊+H凸+H凸凹+H下模-h2=32+8+49+43+45-3=174mm可見(jiàn)該模具閉合高度小于所選壓力機(jī) J2325 的最大裝模高度（220mm）可以使用。第八章 模具總裝圖通過(guò)以上的設(shè)計(jì)，可得到模具總裝圖。模具的上模部分由上模座、上模墊板、凸模、凸模固定板及凹模等組成。上模座、上模墊板、凸模、凸模固定板及凹模用 4 個(gè) M10 螺釘和 2 個(gè)8 圓柱銷固定。螺釘選?。篗1070mm 的標(biāo)準(zhǔn)件。采用 45 鋼，熱處理淬火硬度 4348HRC。圓柱銷選?。?70mm 的標(biāo)準(zhǔn)件。采用 45 鋼，熱處理淬火硬度 4348HRC。下模部分由下模座、凸凹模、卸料板及固定板等組成。下模座、凸凹模、卸料板及固定板用 4 個(gè) M10 的螺釘和 2 個(gè) 8 的圓柱銷固定。螺釘選?。篗1070mm 的標(biāo)準(zhǔn)件。采用 45 鋼，熱處理淬火硬度 4348HRC。圓柱銷選取：870mm 的標(biāo)準(zhǔn)件。采用 45 鋼，熱處理淬火硬度 4348HRC。沖孔廢料由凸凹模的沖孔凹模漏料孔漏出。 圖 8-1 模具總裝圖1、下模座 2、凸凹模固定板 3、彈簧 4、卸料板 5、螺釘 6、螺釘 7、凹模 8、凸模固定板 9、墊板 10、上模座 11、推板 12、螺釘 13、模柄 14、打桿 15、推桿 16、導(dǎo)套 17、凸模 18、推件塊 19、凸凹模 20、活動(dòng)導(dǎo)料銷 21、螺釘 22、銷釘 23、固定導(dǎo)料銷 第九章第九章 壓力機(jī)設(shè)備的選定壓力機(jī)設(shè)備的選定通過(guò)校核，選擇開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī) J2325 能夠滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力：250KN；滑塊行程：65mm； 最大閉合高度：270mm；最大裝模高度；220mm；作臺(tái)尺寸（前后左右）：370mm560mm；墊板尺寸（厚度孔徑）：50mm200mm；模柄孔尺寸：40mm60mm；最大傾角高度：30。 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 張鼎承.沖模設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19992 馮炳堯.模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè).上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1994 3 徐發(fā)越.沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19944 彭建聲.冷沖壓技術(shù)問(wèn)答.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19945 杜東福.冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì).長(zhǎng)沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版總總 結(jié)結(jié)通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我收獲頗多，指導(dǎo)老師的熱心指導(dǎo)，耐心的為我講解、分析，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中所遇到的問(wèn)題，同學(xué)們的熱心幫助也讓我感到了同學(xué)之間的情誼。這次從設(shè)計(jì)過(guò)程、加工過(guò)程和零件的加工分析過(guò)程，其實(shí)也是考驗(yàn)我大學(xué)來(lái)理論知識(shí)的掌握、實(shí)際操作和如何將書本上的理論知識(shí)怎么樣運(yùn)用到實(shí)際操作的一個(gè)過(guò)程。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中我掌握了很多東西，沖裁件的工藝分析，制件的排樣方法，沖裁力的相關(guān)計(jì)算，模具壓力中心的計(jì)算，沖裁間隙的確定，凸模與凹模刃口尺寸的計(jì)算，模具的總體設(shè)計(jì)，主要零部件的設(shè)計(jì)，壓力機(jī)的選擇，總裝配圖的繪制等?？傊?，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我掌握了很多東西，也有很多不足的地方，設(shè)計(jì)說(shuō)明書格式的不太清楚，模具的公差不好給，圖紙的繪制不熟練，但在老師和同學(xué)的幫助下我順利的完成了設(shè)計(jì)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)我讓我全方位的知道模具的設(shè)計(jì)過(guò)程，真是受益匪淺。