764 沖裁復合模的設計

764 沖裁復合模的設計,復合,設計 摘要：伴隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速?，F(xiàn)代模具產(chǎn)業(yè)已向大型化、多功能、高精度的方向發(fā)展,模具技術含量不斷提高,多功能復合模得到進一步的發(fā)展,熱流道技術和模具標準件日益得到廣泛的應用,同時塑料模比例不斷提高,快速經(jīng)濟型模具前景十分廣闊.我國模具產(chǎn)業(yè)也得到了較快的發(fā)展,九五期間年平均增速度約 13%,至 2000 年,我國模具總產(chǎn)值預計為 260270 億元,模具行業(yè)結構也有了較大的改善,模具商業(yè)化程度提高了近 10%,中高檔模具占模具總量的比例有了明顯提高。隨著模具的迅速發(fā)展，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具已經(jīng)成為生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品不可缺少的重要工藝設備，為了擴展在工藝方面的知識面為了適應社會的要求，學校舉行了課程設計，這次課程設計是在學習完沖模、模具制造等課程的基礎上進行的，是對我綜合能力的考核，是對我所學知識的綜合運用，也是對我所學知識的回顧與檢查。通過實例，分析了零件的沖壓工藝方案，闡述了模具結構特點及工作過程，最后提出了模具設計應該注意的問題。關鍵詞：沖模；沖壓工藝；模具設計山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)說明書- 1 -1 緒 論1.1 模具概述伴隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速?，F(xiàn)代模具產(chǎn)業(yè)已向大型化、多功能、高精度的方向發(fā)展,模具技術含量不斷提高,多功能復合模得到進一步的發(fā)展,熱流道技術和模具標準件日益得到廣泛的應用,同時塑料模比例不斷提高,快速經(jīng)濟型模具前景十分廣闊.我國模具產(chǎn)業(yè)也得到了較快的發(fā)展,九五期間年平均增速度約 13%,至 2000 年,我國模具總產(chǎn)值預計為 260270 億元,模具行業(yè)結構也有了較大的改善,模具商業(yè)化程度提高了近 10%,中高檔模具占模具總量的比例有了明顯提高。當今世界,工業(yè)正日益朝著批量化的方向發(fā)展。這樣對沖壓生產(chǎn)提出了自動化,智能化的要求;從而使模具向簡單化、調(diào)試方便快速性方向發(fā)展,對生產(chǎn)人員要求的普遍性提高。同時伴隨生產(chǎn)還有許多的問題,比如噪音問題,生產(chǎn)的安全性問題,所有這些問題要獲得真正有效的解決都離不開沖壓生產(chǎn)設備,生產(chǎn)工藝方案的制訂,生產(chǎn)人員的狀況,生產(chǎn)現(xiàn)場的管理等;而最為重要的是模具設計與制造的能力的提高。展望未來,沖壓生產(chǎn)還有許多可提高之處。1.2 沖模發(fā)展狀況目前,我國的模具工業(yè)已初具規(guī)模,但與先進工業(yè)國家相比仍有較大差距.近年來對模具技術的探索和研究主要取得了以下成果:（1）研究了幾十種模具新鋼種及硬質(zhì)合金,鋼結硬質(zhì)合金等新型材料,并采用了一些熱處理新工藝,模具壽命有所提高。（2）發(fā)展了一些多任務位級進模,硬質(zhì)合金模和簡單經(jīng)濟模具等新產(chǎn)品。（3）研究和應用了一些新技術和新工藝。（4）模具加工設備的生產(chǎn)已具有一定的基礎。目前已能小批量生產(chǎn)精密的坐標磨床,計算器數(shù)控仿形銑床,電火花線切割機床,高精度的電火花機床等。（5）模具計算器輔助設計與制造已有多家單位正在研究開發(fā),有些已經(jīng)投入使用。隨著工業(yè)的發(fā)展,國內(nèi)模具需求量都在激增,其中高精度,高效率,高壽命模具的沖裁復合模的設計- 2 -應用也正日趨廣泛.為了滿足這種需要,模具技術主要朝著如下幾個方面發(fā)展:(1) 發(fā)展高精度,高效率,高壽命的模具,例如高速沖床所用的模具,多任務位級進模,少無廢料級進模等先進,經(jīng)濟的模具。(2) 發(fā)展各種簡易模具 ,如低熔點合金模,超塑性模,鋅基合金模等。(3) 實現(xiàn)模具標準化 ,進行模具專業(yè)化生產(chǎn)。(4) 發(fā)展各種高效 ,精密,自動化的模具加工設備。如模具毛坯下料用的高速鋸床,陽極切割機床,砂線切割機床,激光切割機床等高級設備。粗加工用的高速銑床,高速磨床等.精加工用的數(shù)控電氣仿形床,數(shù)控連續(xù)軌跡坐標銑床。CNC 低速走絲精密線切割機床,各種高精度電火花機床,精密電解成形機,三坐標測量機等精密加工設備和加工中心,并逐步實現(xiàn)模具自動加工系統(tǒng)。(5) 開發(fā)和應用模具 CAD/CAM 技術,提高模具設計質(zhì)量和效率,提高制造精度,縮短制造周期。(6) 研究模具新材料,一方面研究高強度,高耐磨及有些特殊性能的合金模具鋼;另一方面研究簡易模具的材料。2 設計任務書（JR）2.1 零件方案零件的名稱：沖壓墊片（如下圖所示） ；生產(chǎn)批量：大批量；材料：08F 板厚：t =2 mm ； 要求設計落料，沖孔復合模；圖 2-1 工件圖山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)說明書- 3 -2.2 沖壓件工藝的分析工件如上圖所示，我開始考慮用級進模，因為級進沖模在設計上比較靈活，但后來想這種形狀較為簡單，由于產(chǎn)品批量較大，精度比較要求一般，我采用復合模，一套模具完成此工件的加工。產(chǎn)品工藝分析包括技術和經(jīng)濟兩方面的內(nèi)容。在技術方面,根據(jù)產(chǎn)品圖紙,主要分析沖壓件的形狀特點,尺寸大小,精度要求和材料性能等因素是否符合沖壓工藝的要求;在經(jīng)濟方面,主要根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)批量,分析產(chǎn)品成本,闡明采用沖壓生產(chǎn)可以取得的經(jīng)濟效益。因此,中壓件的工藝分析,主要討論在不影響零件使用的前提下,能否以最簡單最經(jīng)濟的方法沖壓出來,能夠做到的,表示該沖壓件的工藝性好,反之，工藝性差。影響沖壓件工藝性的因素主要有零件的形狀特點,尺寸大小,設計基準,公差等級和形狀位置誤差要求,材料的厚度及成形后允許的變薄量,材料的機械性能和沖壓性能,在沖壓過程中產(chǎn)生的回彈,翹曲的可能性,毛刺大小和方向要求等。這些因素對確定沖壓工序的性質(zhì),數(shù)量和順序,對模具的結構形式及制造精度要求等都有很大關系,因此,在制定沖壓工藝過程中必須根據(jù)零件圖認真加以分析,尤其應該注意分析零件在沖壓加工中的難點所在.良好的沖壓工藝性表現(xiàn)在材料消耗少,沖壓成形時不必采用特殊的控制措施,工藝過程簡單而且壽命長,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,操作方便等.如果發(fā)現(xiàn)零件的工藝性差,則應該在不影響使用要求的前提下,對零件的形狀,尺寸及其它要求作必要的修改。此零件外形對稱,無尖角,成品的精度要求不是很高,外形公差要求為0.25mm,角度公差要求為1.00?？紤]到裝配的要求,抽孔必須保證抽起高度,孔距有位置要求,但孔徑無公差配合.因為要和下蓋接觸,所以兩側的小孔位置也必須保證。由以上分析可知,該零件為板材沖壓件,尺寸精度要求不高,工藝上雖有難度,但易于刻服,又屬批量生產(chǎn),因此可以用沖壓方法生產(chǎn)。3 設計計算說明書（SS）3.1 確定沖壓的基本工序如上圖零件圖所示，該零件行進沖壓加工的基本工序為沖孔、落料。根據(jù)零件要求進行工沖裁復合模的設計- 4 -藝計算分析。3.2 確定基本工序的尺寸公差零件圖上的尺寸未標注公差，按照 IT14 級確定工件的公差。經(jīng)查表（GB180079）得各尺寸的公差為：查表得： 42-0.620200+0.52， 240+0.52，40+0.33.3 排樣及材料的利用率毛坯直徑為 42，考慮操作方便，采用單排排樣。首先查表明確搭邊值。根據(jù)零件形狀，兩零件之間按照圓形取搭邊值a=1.2mm，側邊搭邊值取 a1=1.5 。所以進料步距為 S0=43.2mm。 條料寬度的計算：B =（D+2a 1） - 0查表 2-12 得 =0.5 ；所以 B =（42+2X1.5） -0.50=45-0.50mm。3.4 計算工序壓力P0=PP 推P 沖=KL 沖 t=1.366.521881000=32.5KNP 落=KLt 08 鋼查表抗剪強度 360 ,取260Maa320P 落=KL 落 t=1.3131.921881000=64.5KNP= P 沖P 落=32.564.5=97KN計算推料力：P 推=nK2P 沖查表 1-7 得 K2=0.050，取 n=4，P 推=40.05532.5=7.15KN山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)說明書- 5 -計算總的沖壓力：P0=P+P 推=977.15=104.15KN。卸料力有兩種即下模卸條料的力 PS1 和上模卸工件的力 PS2：PS1=0.0564.5=3.225KN；PS2=0.05（64.532.5）=4.85KN。式中：P 0理論上總的沖壓力；P 總的沖裁力；P 推 總的推件力；P 沖 沖孔時所用的沖裁力；P 落 落料時所用的沖裁力；為材料的抗剪強度；L 沖 為沖孔輪廓的周長；L 落 為落料輪廓的周長；3.5 沖壓設備的的選擇為使壓力機能安全工作，?。?壓F（1.6-1.8）p.=177.055KN；公稱壓力：250KN；滑塊塊行程：100mm；最大封閉高度：270mm；連桿調(diào)節(jié)量：55mm；滑塊底面尺寸：左右 250；前后 220；工作臺尺寸：1345X950mm；模柄孔尺寸：40X60mm；工作臺板厚度：50mm；最大大角度：30；電動機功率：2.2KW。沖裁復合模的設計- 6 -3.6 確定壓力中心 根據(jù)圖形分析，因為工件圖形對稱，故落料和沖孔的中心都在工件的幾何中心，根據(jù)力矩平衡原理得：P落 X=(43.2-X)P沖由此計算得 X=14.474mm。3.7 沖模刃口尺寸及公差的計算（1）沖孔凸模刃口尺寸計算：dp=（d min+） -p 0內(nèi)孔基本尺寸為 20的刃口尺寸 dp1：因為 d 1min=20mm； 查公差表得 =0.52 ，p=0.25=0.13；查表 2-21 得 =0.5所以 d p1=20.26-0.130mm內(nèi)孔基本尺寸為 22mm 的刃口尺寸 dp2：因為 d2min=22mm ，查公差表得 =0.52 ，p=0.13；所以 d p2=22.26-0.130mm內(nèi)孔基本尺寸為 4mm 的刃口尺寸 dp3：因為 d3min=4mm ；查公差表得 =0.3 ，p=0.075；所以 dp3=4.150-0.075mm（2）落料凹模刃口尺寸：壓圈外圓基本尺寸為 42mm， 查公差表得 =0.62mm d=0.155，因為 D max=42mm ，Dd=（D max-） 0+ =41.690+0.155mm。(3)凸凹模內(nèi)部刃口尺寸根據(jù)凸模刃口實際尺寸配作保證雙面間隙為 0.25-0.36mm。凸凹模外部刃口尺寸根據(jù)凹模刃口實際尺寸配作保證雙面間隙為 0.25-0.36mm。山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)說明書- 7 -3.8 確定個主要零件的結構尺寸(1)凹模外形尺寸的確定凹模厚度 H 的確定：H=（0.1104150） 1/3 P0=104150N所以 H=21.8mm查模具設計與制造實訓表 6-2 取 H=25mm C=34mm根據(jù)壓力中心圖可以得出凹模外徑 D=110（2）取凸凹模墊板的厚度為 9mm，直徑為 110mm。（3）取凸凹模固定板的厚度為 15mm，直徑為 110mm。（4）取回程卸料板的厚度為 10mm，直徑為 110mm。（5）取凹模墊板的厚度為 8mm，直徑為 110mm。（6）取凸模固定板的厚度為 20mm，直徑為 110mm。（7）取凸模墊板的厚度為 8mm，直徑為 110mm。（8）凸模長度的確定：L 凸=h1+h2+h3=25820=53mm其中 h1為凹模厚度 25mm，h 2為凹模墊板厚度 8mm，h 3為凸模固定板厚度 20mm。（9）模架的選用：選用 125125160-190I GB/T 285.3-90（滑動導向后側導柱模架） 。3.9 工藝方案的確定在工藝分析的基礎上,根據(jù)產(chǎn)品圖紙進行必要的工藝計算,然后分析沖壓件的沖壓性質(zhì),沖壓次數(shù),沖壓順序和工序組合方式,提出各種可能的沖壓工藝方案.通過對產(chǎn)品質(zhì)量,生產(chǎn)效率,設備條件,模具制造和壽命,操作安全以及經(jīng)濟效益等方面的綜合分析和比較,確定出一種適合于本單位生產(chǎn)的最佳工藝方案.確定工藝方案時應考慮到以下內(nèi)容。3.9.1 沖壓性質(zhì)剪裁,落料,沖孔,是常見的沖壓工藝各沖壓工序有其不同的性質(zhì),特點和用途.編制沖壓工藝時,可以根據(jù)產(chǎn)品圖和生產(chǎn)批量等要求,合理地選擇這些工序。沖裁復合模的設計- 8 -3.9.2 沖壓次數(shù)沖壓次數(shù)是指同一性質(zhì)的工序重復進行的次數(shù).對于拉深件,可根據(jù)它的形狀和尺寸,以及板料許可的變形程度,計算出拉深次數(shù).彎曲件或沖裁件的沖壓次數(shù)也是根據(jù)具體形狀和尺寸及極限變形程度來決定。3.9.3 沖壓順序沖壓件各工序的先后順序,主要依據(jù)工序的變形特點和質(zhì)量要求等安排的,一般按列原則進行:（1）對于帶孔的或有缺口的沖裁件,如果選用簡單模,一般先落料,再沖孔或切口.使用連續(xù)模時,則應先沖孔或切口,后落料。（2）對于帶孔的彎曲件,孔邊與彎曲線的間距較大時,可以先沖孔,后彎曲.如果孔邊在彎曲線附近,必須在零件壓彎后再沖也.孔與基準面的間距有嚴格要求時,也應先壓彎后沖孔。（3）對于帶孔的拉深件,一般來說,都是先拉深,后沖孔,但是孔的位置在零件底部,且孔徑尺寸要求不高時 ,也可以先在毛坯上沖孔,后拉深。（4）多角彎曲件,應從材料變形和彎曲時材料流動兩方面安排彎曲的先后順序.一般情況下,先彎外角,再彎內(nèi)角。（5）對于形狀復雜的拉深件,為了便于材料變形和流動,應先成形內(nèi)部形狀,再拉深外部形狀。（6）整形或校平工序,應在沖壓件基本成形以后進行。該零件進行沖壓加工的基本工序為沖孔、落料。其中，沖孔和落料屬于簡單分離。3.9.4 組合方式工序的組合方式可以選用復合模和連續(xù)模,主要取決于沖壓件的生產(chǎn)批量,尺寸大小和精度等因素.一般按下列原則進行:（1）對于多孔的沖裁件,當孔之間的間距, 孔與材料邊的距離大于允許值時,最好落料與沖孔在一道復合工序中完成。（2）當彎曲件的平直高度大于 10mm 時,彎曲工序一般與沖裁工序分開單獨進行。對于形狀復雜的彎曲件,為簡化模具設計過程,降低模具制造成本,一般安排由兩山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)說明書- 9 -道劃兩道以上的工序來完成;而形狀較簡單的彎曲件 (如 V 形,U 形,Z 形等),應盡量采用一道工序彎曲成形。3.10 模具結構形式選擇的基本原則（1）能沖出符合技術要求的工件。（2）能提高生產(chǎn)率。（3）模具制造和修磨方便。（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。3.10.1 卸料裝置沖孔時,由于孔口部分的回彈,料片卡在沖子上隨沖子一起向上運動,因此需要有卸料裝置把料片推下.在實際沖裁時,由于彈性卸料裝置可以平整工件,且使模具結構簡單,因此采用彈性卸料裝置。3.10.2 導向裝置分析工件可知,雖然模具間隙很小,但由于其料厚為 1.0,且此網(wǎng)孔的作用系散熱,精度要求不是太高,所以可以不用外導柱來導向,只需用內(nèi)導柱即可。針對與該水管壓蓋零件而言該零件進行沖壓加工的基本工序為沖孔且拉深后翻邊再落料。其中沖孔和落料屬于簡單的分離工序而拉深翻邊則屬于彎曲成型。綜合分析，沖裁件的尺寸精度不高，形狀不大，但產(chǎn)量大，根據(jù)材料較厚（t=1.5）工序較多的特點，為保證孔位精度和較高的生產(chǎn)率，以及防止拉深開裂等。實行工序集中的工藝方案，即采用吊裝式導正釘定位、雙側刃定距、固定卸料裝置、壓邊裝置、自然漏料方式的連續(xù)沖裁模結構。3.10.3 凹模板外形尺寸的確定凹模結構設計包括：確定凹模的外形尺寸和凹模板的厚度，選擇凹模形孔側壁的形狀，布置凹模板上形孔，螺孔和銷孔的位置以及標注尺寸等。凹模板厚度 H 的確定：沖裁復合模的設計- 10 -H = （F 取總壓力） ；321.0K所以，H =25 mm，凹模板長度 L 的確定，L = b+ 2 c，t=2.5 mm, b = 25mm，查表得，c = 34 mm；L = 35 + 234 = 93 mm。為使凹模板板獲得更好的受力，可以將凹模的長度和厚度適當增大。由此，確定凹模板的外形尺寸為：40011036。3.10.4 凸模固定板外形尺寸的確定凸模固定板的外形尺寸同凹模板相同，厚度為凹模板 0.81 倍，故凸模固定板外形尺寸為，40011015。3.10.5 凸凹模 墊板外形尺寸確定圖 5-1墊板的平面形狀與尺寸與固定板相同，其厚度一般為 610 mm，故墊板的外形尺寸為，40011010。 3.10.6 卸料橡膠的選用下模卸料橡膠(1)選用牌號為 1120 的合成橡膠體切割制作。(2)計算彈性體的預壓力 Fy：Fy=3.2251000=3225N山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)說明書- 11 -(3)橡膠高度的確定考慮橡膠塊的工作壓縮量較小，取預壓縮率 y=15%極限壓縮率取 j=35%橡膠塊的工作壓縮量 hg=t1=3H= hg（ j y）=15mm(4)確定橡膠體的截面面積 A；(5)查表 2-27 得 Fq=2.1A= FyFq=32252.1=1535.7mm2采用 M645 的卸料螺釘加工制得，取橡膠塊穿卸料螺釘?shù)目字睆綖?d因為膠塊穿過凸凹模，取單邊間隙為 3mm 所以橡膠的外徑不能少于 65mm。為提高橡膠的使用壽命取橡膠的外徑為 108mm。下模卸料橡膠采用聚氨脂彈性體制得，外徑為 42mm，內(nèi)徑為 26mm，高度為15mm。3.10.7 模板類零件的固定模板類零件包括凸模固定板、凹模板、導料板等，一般采用銷釘定位，內(nèi)六角螺釘連接。當模板層少于三層時，可用一個螺釘連接，超過三層,應分層連接.本模具設計中，因使用快速換凸模機構故將上模座，上模墊板，上模固定板，用一螺釘連接，它們間用銷釘定位凸模蓋板只起固定凸模上下方向作用，只需用螺釘固定在凸模固定板上，無需銷釘定位。3.10.8 凸模的固定標準圓凸模采用臺階式，即在凸模固定板上開臺階孔，將標準圓凸模放入，上面蓋上凸模墊板，用六角螺釘和銷釘將墊板以及凸模固定板與上模座一起固定。鉚裝式凸模是直痛結構，鉚頭一端材料需要保持軟狀態(tài)，必須限定淬火長度，固定板型孔按凸模配作成過渡配合（取 m6） ，同時型孔上端沿周邊制成（1.52.5）45斜角，做成鉚窩。圖 6-13.10.9 凹模鑲塊的固定沖裁復合模的設計- 12 -本設計為快速更換沖裁凹模鑲塊,因為凹模(尤其沖裁凹模)是易損件，需經(jīng)常更換。該復合模按下圖所示設計凹模鑲塊，凹模鑲塊外側不帶臺階。更換凹模時，用一個銷釘從下模墊板的廢料漏孔將凹模鑲塊從固定板內(nèi)頂出，不必拆卸聯(lián)接固定板的螺釘和銷釘，有時還無需將模具從高速沖床上卸下，因此更換凹模速度快，而且可保證模具的重復裝配精度，提高模具的使用壽命。因為卸料板能彈性壓料，所以在生產(chǎn)過程中不帶臺階的凹模鑲塊不會從下模固定板中形跳出。4 設計并繪制總裝配圖、選取標準件按已確定的模具形式及參數(shù)，從冷沖模標準中選取標準模架。凹模周界 L=400 mm、B=160 mm、厚度 H=45 mm 的對角上模座；上模座 40016045 GB/T2855.1-90 材料 HT200 GB9436-88圖 4-14.1 下模座的選用排配有墊腳螺釘側(如圖 1-4 中尺寸 E),單邊加大 30MM.裝有外導柱側(如圖 1-4 中尺寸 F),山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)說明書- 13 -50 有珠:單邊加大 125MM; 50 無珠:單邊加大 110MM;36 有珠:單邊加大 100MM; 36 無珠:單邊加大 100MM;25 有珠:單邊加大 90MM; 25 無珠:單邊加大 90MM.未排外導柱又未排墊腳螺釘側,單邊加大 10MM。注意:下模座到下墊腳的螺釘,在下模座上不需要沉頭,設計成身過孔即可。4.2 上模座的選用上模座不具有上托板的功能時,可取上模座與下模座規(guī)格(長 X 寬)相同。如果模具無上托板,上模座兼具有上托板的功能時,還應注意:沖裁復合模的設計- 14 -L 與 W 及 L2,L4 取值要盡量符合上托板的標準 L1 取值要符合上托板的標準。U 型鎖固溝的數(shù)量及布置形式,可根據(jù)模具大小選取.模座厚度大于 30MM 時,影線部分背面銑深后要保證余下的模板厚度為 30.0mm.C 值 要 保 證 不 小 于 零 。5 使用說明書（SM）5.1 工作過程（1). 準備工作:將條料順著乘料板導向槽全部拉入乘料板中,然后把條料拖出一步一步手工送料。(手工送料到全部工位后讓其在步進電動機的帶動下自動送料。)（2). 沖床滑塊帶動上模從最高點開始向下運動。（3). 上模繼續(xù)下行,外導柱進入導套對上模導向起粗定位作用。（4). 壓料彈釘與卸料板壓板接觸,壓著卸料板下行,內(nèi)導柱進入下模導套孔進行精確導向起精確定位作用。（5). 導正銷進入條料上導正孔,壓料板接觸條料,隨著上模下行條料被壓向下運動. 壓料板壓著帶料下行。 （6). 條料接觸凹模板時壓料板停止運動,沖床滑塊繼續(xù)向下運動,上模壓料彈釘彈簧開始壓縮.壓料板受彈簧壓力壓緊條料,經(jīng)一定的行程,沖裁和拉深凸模開始工作，同時拉深工位上的壓邊圈，緊壓條料，保證拉深工序順利完成。（7). 沖床滑塊繼續(xù)向下運動,在接近下死點(閉模狀態(tài))時,沖頭完全進入下?？變?nèi),完成沖孔、落料等工序.此時上模的最下表面,與下模的最上表面接觸。（8). 沖孔廢料從凹模板到凹模墊板到下模座落料孔落下。（9). 在沖床經(jīng)過下死點后,沖床滑塊帶動上模開始回升,凸模退回一段距離后此時由于壓料彈釘壓力漸漸退去。（10). 沖床滑塊帶動上模繼續(xù)上行,回到開模狀態(tài)的最高點完成一次沖壓過程。（11） 帶料送進一個步距,帶料掉下,至送料高度.準備下一個工作循環(huán)。5.2 模具結構特點該級進模的下模由下模座、下模墊板、下模固定板、凹模鑲塊、抬料釘、導料山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)說明書- 15 -板、卸料板,導柱導套、卸料板彈釘、卸料板限位器等零部件組成，其中下模固定板、凹模鑲塊、導料板、卸料板等是關鍵零部件。5.2.1 下模固定板具有高精度、長壽命下模固定板與凸模固定板一樣，選用淬透性好、淬火變形小的合金模具鋼材料，熱處理達 HRC5055，線切割加工，以保證下模固定板的高精度和長壽命。 5.2.2 快速更換沖裁凹模鑲塊因為凹模(尤其沖裁凹模)是易損件，需經(jīng)常更換。該復合模設計凹模鑲塊，凹模鑲塊外側不帶臺階。更換凹模時，用一個銷釘從下模墊板的廢料漏孔將凹模鑲塊從固定板內(nèi)頂出，不必拆卸聯(lián)接固定板的螺釘和銷釘，有時還無需將模具從高速沖床上卸下，因此更換凹模速度快，而且可保證模具的重復裝配精度，提高模具的使用壽命。因為卸料板能彈性壓料，所以在生產(chǎn)過程中不帶臺階的凹模鑲塊不會從下模固定板中跳出。拉深之前需要壓料，所以卸料板又需作壓料板使用，因此在上模設計了壓料彈釘。在彎曲之前，壓料彈釘將卸料板壓住，從而使卸料板將片料壓住。沖床完成一次工作行程后，壓料彈釘隨上模一起上行；送料時，下模的卸料板彈釘將卸料板抬起，但卸料板彈釘?shù)膹椓Ρ仨氝h小于上模壓料彈釘?shù)膹椓?。在下模座上設計剛性的卸料板限位器，既可控制卸料板的抬起高度，又可承受很大的卸料力。因此卸料板既可彈性壓料，又可剛性卸料。為了保證落料、翻邊上模的位置精度，在落料凸模底部安裝了導正銷、用于落料前的導正。而將翻邊凸模底部設計成為半球狀。有利于翻邊的準確定位。此下模的結構簡單,動作可靠,避免了結構復雜的側沖機構的設計,可大大降低模的成本,以及調(diào)試,維護難度。6 標準化審查報告（BS）6.1 產(chǎn)品圖樣的審查帶凸緣杯形件拉深模具的設計已經(jīng)基本完成，現(xiàn)具備全套圖紙和一些基本數(shù)據(jù)，根據(jù)有關規(guī)定，對其進行標準化審查，結果如下：（1）產(chǎn)品圖樣完整、統(tǒng)一、表達準確清楚。符合 GB4460-84、GB-83機械制沖裁復合模的設計- 16 -圖的規(guī)定。（2）產(chǎn)品圖樣公差與配合的選擇與標注符合 GB/T1800、3-1998 的規(guī)定。（3）產(chǎn)品圖樣的編號符合 JB/T5054.5-2000中華人民共和國機械行業(yè)標準產(chǎn)品圖樣及設計的完整性。（4）圖紙標題欄與明細欄符合 GB/T10609.1-1989GB/T10609.2-1989 的規(guī)定。（5）產(chǎn)品圖樣粗糙度的標注符合 GB131-83表面特征代號及注發(fā)的規(guī)定。（6）產(chǎn)品圖樣焊縫的代號符合 GB324-80焊縫代號的規(guī)定。6.2 產(chǎn)品技術文件的審查(1)產(chǎn)品技術文件名詞、術語符合 ZB/TJ01 和 0351-90產(chǎn)品圖樣及設計文件術語及有關標準的規(guī)定。(2)量和單位符合 GB3100-GB3102-93 的規(guī)定。(3)技術文件所用的編碼符合 JB/T8823-1988機械工業(yè)企業(yè)計算機輔助管理信息分類編碼導則的規(guī)定。(4)技術文件的完整性符合 JB/T5054.5-2000產(chǎn)品圖樣及技術文件完整性的規(guī)定及有關要求6.3 標準件的使用情況本設計所用的緊固件均采用標準的螺栓，材料及材料代號也符合國家標準和部頒標準的相關規(guī)定。6.4 審查結論經(jīng)過對帶凸緣杯形件拉深模具的設計的標準化審查，認為該設計基本貫徹了國家最新辦法的各種標準，圖紙和設計文件完整齊全，符合標準化的要求。山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)說明書- 17 -結束語由于社會的發(fā)展,人民生活水平的提高,物品不斷更新?lián)Q代以及人們對個性化的物品喜好,致使商家為了搶奪市場,須不斷推出新產(chǎn)品,這樣樣品制造就顯得極為重要。樣品制造具有很大的靈活性,為了滿足市場的需求,其制造周期不斷在縮短,因此,樣品制造的方法簡易可行,其設備是先進的快速加工設備。當然,樣品制造并沒有完全脫離沖壓生產(chǎn),它還須用到?jīng)_壓的一些知識。模具是工業(yè)之母,模具設計的好壞關系到產(chǎn)品的質(zhì)量及成本。當前,模具設計制沖裁復合模的設計- 18 -造朝著 CAD/CAM/CAE 技術展,使設計人員節(jié)省了大量的繪圖時間,把精力花在模具結構的改進和模具技術的研究。現(xiàn)在是多品種小批量生產(chǎn)的時代,要求模具的生產(chǎn)周期愈短愈好,開發(fā)快速經(jīng)濟模具越來越引起人們的重視。模具設計在要求首先要在經(jīng)濟考慮，經(jīng)濟時代不可能去虧本開和模具，能節(jié)省的就要盡量節(jié)??；其次，要在復雜程度上去設計模具，能做復合的就做復合模具，免得浪費材料和時間；再次我們在要精度上去考慮，精度高的我們不能做簡單模具設計。參考文獻1 許發(fā)樾.模具結構設計M. 北京：機械工業(yè)出版設，2003.2 模具設計與制造技術叢書編委會.模具結構設計M. 北京：機械工業(yè)出版社， 2006.3 翁其金，徐新成.沖壓工藝及沖模設計M. 北京：機械工業(yè)出版社， 2005.4 金磊.中文 Pro/ENGINEER WILDFIRE 基礎與實例教程M.北京：紅旗出版社，北京希望電子出版社，2005.5 王新華.沖模設計與制造實用計算手冊M. 北京：機械工業(yè)出版社， 2005.山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)說明書- 19 -6 模具實用技術叢書編委會.沖模設計應用實例M. 北京：機械工業(yè)出版社， 2005.7 郭成，儲家佑.現(xiàn)代沖壓技術手冊S. 北京：中國標準出版社，2005.8 陳錫棟，周小玉.使用模具技術手冊M. 北京：機械工業(yè)出版社， 2005.9 吳宗澤，羅圣國.機械設計課程設計手冊S. 北京：高等教育出版社，2005.10 陳隆德，趙福令.互換性與測量技術基礎M. 大連：大連理工大學出版社， 2004.11 夏巨諶，李志剛.中國模具設計大典數(shù)據(jù)庫DB. 北京：中國機械工程學會， 2003.12 戴兢志.Pro/ENGINEER 模具設計入門與實務M. 北京：人民郵電出版社，2005.13 王孝培.實用沖壓技術手冊M. 北京：機械工業(yè)出版社， 2001.14 許發(fā)樾.沖壓模具制造實例M. 北京：機械工業(yè)出版社， 2004.15 丁松聚.冷沖模設計M. 上海：上海高機書店，1992.16 陳萬林.實用模具技術M. 北京：機械工業(yè)出版社，2000致 謝本畢業(yè)設計,我的是一副復合模設計，在規(guī)定的時間內(nèi)完成從模具裝配.結構及零件的設計經(jīng)歷了了兩個月.除了自己的努力外,更多的是要感謝各位老師在我設計過程中對我的指導。在此,我要感謝我的指導老師邢澤炳老師,沖壓模具專業(yè)老師以及在這次設計給我?guī)椭耐瑢W，他們的指導,讓我修正了設計中一個又一個的錯誤,更重要的是我從中學到了很多東西,這些在原來學過的教材中是無法找到了,這些也是我以后工作中很寶貴的財富。沖裁復合模的設計61 緒 論 .11.1 模具概述 .11.2 沖 模發(fā)展狀況 .12 設計任務書（JR） .22.1 零件方案 .22.2 沖壓件工藝的分析 .33 設計計算說明書（SS） .33.1 確定沖壓的基本工序 .33.2 確定基本工序的尺寸公差 .43.3 排樣及材料的利用率 .43.4 計算工序壓力 .43.5 沖壓設備的的選擇 .53.6 確定壓力中心 .53.7 沖模刃口尺寸及公差的計算 .63.8 確定個主要零件的結構尺寸 .73.9 工藝方案的確定 .73.9.1 沖壓性質(zhì) .73.9.2 沖壓次數(shù) .73.9.3 沖壓順序 .83.9.4 組合方式 .83.10 模具結構形式選擇的基本原則 .93.10.1 卸料裝置 .93.10.2 導向裝置 .93.10.3 凹模板外形尺寸的確定 .93.10.4 凸模固定板外形尺寸的確定 .103.10.5 凸凹模 墊板外形尺寸確定 .103.10.6 卸料橡膠的選用 .103.10.7 模板類零件的固定 .113.10.8 凸模的固定 .113.10.9 凹模鑲塊的固定 .114 設計并繪制總裝配圖、選取標準件 .124.1 下模座的選用 .124.2 上模座的選用 .135 使用說明書（SM） .135.1 工作過程 .135.2 模具結構特點 .145.2.1 下模固定板具有高精度、長壽命 .145.2.2 快速更換沖裁凹模鑲塊 .146 標準化審查報告（BS） .156.1 產(chǎn)品圖樣的審查 .156.2 產(chǎn)品技術文件的審查 .156.3 標準件的使用情況 .156.4 審查結論 .16結束語 .17致 謝 .19AbstractThrough an example, the stamping process for forming the multi-direction bent parts is analyzed .The structure characteristics and working process of the die for stamping the multi-direction bent parts are presented .The parts needing attention in the design of the die are put forward .key words: die; stamping process ; die design摘要：伴隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速?，F(xiàn)代模具產(chǎn)業(yè)已向大型化、多功能、高精度的方向發(fā)展,模具技術含量不斷提高,多功能復合模得到進一步的發(fā)展,熱流道技術和模具標準件日益得到廣泛的應用,同時塑料模比例不斷提高,快速經(jīng)濟型模具前景十分廣闊.我國模具產(chǎn)業(yè)也得到了較快的發(fā)展,九五期間年平均增速度約 13%,至 2000 年,我國模具總產(chǎn)值預計為 260270 億元,模具行業(yè)結構也有了較大的改善,模具商業(yè)化程度提高了近 10%,中高檔模具占模具總量的比例有了明顯提高。隨著模具的迅速發(fā)展，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具已經(jīng)成為生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品不可缺少的重要工藝設備，為了擴展在工藝方面的知識面為了適應社會的要求，學校舉行了課程設計，這次課程設計是在學習完沖模、模具制造等課程的基礎上進行的，是對我綜合能力的考核，是對我所學知識的綜合運用，也是對我所學知識的回顧與檢查。通過實例，分析了零件的沖壓工藝方案，闡述了模具結構特點及工作過程，最后提出了模具設計應該注意的問題。關鍵詞：沖模；沖壓工藝；模具設計山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)說明書- 1 -1 緒 論1.1 模具概述伴隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速?，F(xiàn)代模具產(chǎn)業(yè)已向大型化、多功能、高精度的方向發(fā)展,模具技術含量不斷提高,多功能復合模得到進一步的發(fā)展,熱流道技術和模具標準件日益得到廣泛的應用,同時塑料模比例不斷提高,快速經(jīng)濟型模具前景十分廣闊.我國模具產(chǎn)業(yè)也得到了較快的發(fā)展,九五期間年平均增速度約 13%,至 2000 年,我國模具總產(chǎn)值預計為 260270 億元,模具行業(yè)結構也有了較大的改善,模具商業(yè)化程度提高了近 10%,中高檔模具占模具總量的比例有了明顯提高。當今世界,工業(yè)正日益朝著批量化的方向發(fā)展。這樣對沖壓生產(chǎn)提出了自動化,智能化的要求;從而使模具向簡單化、調(diào)試方便快速性方向發(fā)展,對生產(chǎn)人員要求的普遍性提高。同時伴隨生產(chǎn)還有許多的問題,比如噪音問題,生產(chǎn)的安全性問題,所有這些問題要獲得真正有效的解決都離不開沖壓生產(chǎn)設備,生產(chǎn)工藝方案的制訂,生產(chǎn)人員的狀況,生產(chǎn)現(xiàn)場的管理等;而最為重要的是模具設計與制造的能力的提高。展望未來,沖壓生產(chǎn)還有許多可提高之處。1.2 沖模發(fā)展狀況目前,我國的模具工業(yè)已初具規(guī)模,但與先進工業(yè)國家相比仍有較大差距.近年來對模具技術的探索和研究主要取得了以下成果:（1）研究了幾十種模具新鋼種及硬質(zhì)合金,鋼結硬質(zhì)合金等新型材料,并采用了一些熱處理新工藝,模具壽命有所提高。（2）發(fā)展了一些多任務位級進模,硬質(zhì)合金模和簡單經(jīng)濟模具等新產(chǎn)品。（3）研究和應用了一些新技術和新工藝。（4）模具加工設備的生產(chǎn)已具有一定的基礎。目前已能小批量生產(chǎn)精密的坐標磨床,計算器數(shù)控仿形銑床,電火花線切割機床,高精度的電火花機床等。（5）模具計算器輔助設計與制造已有多家單位正在研究開發(fā),有些已經(jīng)投入使用。隨著工業(yè)的發(fā)展,國內(nèi)模具需求量都在激增,其中高精度,高效率,高壽命模具的沖裁復合模的設計- 2 -應用也正日趨廣泛.為了滿足這種需要,模具技術主要朝著如下幾個方面發(fā)展:(1) 發(fā)展高精度,高效率,高壽命的模具,例如高速沖床所用的模具,多任務位級進模,少無廢料級進模等先進,經(jīng)濟的模具。(2) 發(fā)展各種簡易模具 ,如低熔點合金模,超塑性模,鋅基合金模等。(3) 實現(xiàn)模具標準化 ,進行模具專業(yè)化生產(chǎn)。(4) 發(fā)展各種高效 ,精密,自動化的模具加工設備。如模具毛坯下料用的高速鋸床,陽極切割機床,砂線切割機床,激光切割機床等高級設備。粗加工用的高速銑床,高速磨床等.精加工用的數(shù)控電氣仿形床,數(shù)控連續(xù)軌跡坐標銑床。CNC 低速走絲精密線切割機床,各種高精度電火花機床,精密電解成形機,三坐標測量機等精密加工設備和加工中心,并逐步實現(xiàn)模具自動加工系統(tǒng)。(5) 開發(fā)和應用模具 CAD/CAM 技術,提高模具設計質(zhì)量和效率,提高制造精度,縮短制造周期。(6) 研究模具新材料,一方面研究高強度,高耐磨及有些特殊性能的合金模具鋼;另一方面研究簡易模具的材料。2 設計任務書（JR）2.1 零件方案零件的名稱：沖壓墊片（如下圖所示） ；生產(chǎn)批量：大批量；材料：08F 板厚：t =2 mm ； 要求設計落料，沖孔復合模；圖 2-1 工件圖山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)說明書- 3 -2.2 沖壓件工藝的分析工件如上圖所示，我開始考慮用級進模，因為級進沖模在設計上比較靈活，但后來想這種形狀較為簡單，由于產(chǎn)品批量較大，精度比較要求一般，我采用復合模，一套模具完成此工件的加工。產(chǎn)品工藝分析包括技術和經(jīng)濟兩方面的內(nèi)容。在技術方面,根據(jù)產(chǎn)品圖紙,主要分析沖壓件的形狀特點,尺寸大小,精度要求和材料性能等因素是否符合沖壓工藝的要求;在經(jīng)濟方面,主要根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)批量,分析產(chǎn)品成本,闡明采用沖壓生產(chǎn)可以取得的經(jīng)濟效益。因此,中壓件的工藝分析,主要討論在不影響零件使用的前提下,能否以最簡單最經(jīng)濟的方法沖壓出來,能夠做到的,表示該沖壓件的工藝性好,反之，工藝性差。影響沖壓件工藝性的因素主要有零件的形狀特點,尺寸大小,設計基準,公差等級和形狀位置誤差要求,材料的厚度及成形后允許的變薄量,材料的機械性能和沖壓性能,在沖壓過程中產(chǎn)生的回彈,翹曲的可能性,毛刺大小和方向要求等。這些因素對確定沖壓工序的性質(zhì),數(shù)量和順序,對模具的結構形式及制造精度要求等都有很大關系,因此,在制定沖壓工藝過程中必須根據(jù)零件圖認真加以分析,尤其應該注意分析零件在沖壓加工中的難點所在.良好的沖壓工藝性表現(xiàn)在材料消耗少,沖壓成形時不必采用特殊的控制措施,工藝過程簡單而且壽命長,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,操作方便等.如果發(fā)現(xiàn)零件的工藝性差,則應該在不影響使用要求的前提下,對零件的形狀,尺寸及其它要求作必要的修改。此零件外形對稱,無尖角,成品的精度要求不是很高,外形公差要求為0.25mm,角度公差要求為1.00?？紤]到裝配的要求,抽孔必須保證抽起高度,孔距有位置要求,但孔徑無公差配合.因為要和下蓋接觸,所以兩側的小孔位置也必須保證。由以上分析可知,該零件為板材沖壓件,尺寸精度要求不高,工藝上雖有難度,但易于刻服,又屬批量生產(chǎn),因此可以用沖壓方法生產(chǎn)。3 設計計算說明書（SS）3.1 確定沖壓的基本工序如上圖零件圖所示，該零件行進沖壓加工的基本工序為沖孔、落料。根據(jù)零件要求進行工沖裁復合模的設計- 4 -藝計算分析。3.2 確定基本工序的尺寸公差零件圖上的尺寸未標注公差，按照 IT14 級確定工件的公差。經(jīng)查表（GB180079）得各尺寸的公差為：查表得： 42-0.620200+0.52， 240+0.52，40+0.33.3 排樣及材料的利用率毛坯直徑為 42，考慮操作方便，采用單排排樣。首先查表明確搭邊值。根據(jù)零件形狀，兩零件之間按照圓形取搭邊值a=1.2mm，側邊搭邊值取 a1=1.5 。所以進料步距為 S0=43.2mm。 條料寬度的計算：B =（D+2a 1） - 0查表 2-12 得 =0.5 ；所以 B =（42+2X1.5） -0.50=45-0.50mm。3.4 計算工序壓力P0=PP 推P 沖=KL 沖 t=1.366.521881000=32.5KNP 落=KLt 08 鋼查表抗剪強度 360 ,取260Maa320P 落=KL 落 t=1.3131.921881000=64.5KNP= P 沖P 落=32.564.5=97KN計算推料力：P 推=nK2P 沖查表 1-7 得 K2=0.050，取 n=4，P 推=40.05532.5=7.15KN山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)說明書- 5 -計算總的沖壓力：P0=P+P 推=977.15=104.15KN。卸料力有兩種即下模卸條料的力 PS1 和上模卸工件的力 PS2：PS1=0.0564.5=3.225KN；PS2=0.05（64.532.5）=4.85KN。式中：P 0理論上總的沖壓力；P 總的沖裁力；P 推 總的推件力；P 沖 沖孔時所用的沖裁力；P 落 落料時所用的沖裁力；為材料的抗剪強度；L 沖 為沖孔輪廓的周長；L 落 為落料輪廓的周長；3.5 沖壓設備的的選擇為使壓力機能安全工作，?。?壓F（1.6-1.8）p.=177.055KN；公稱壓力：250KN；滑塊塊行程：100mm；最大封閉高度：270mm；連桿調(diào)節(jié)量：55mm；滑塊底面尺寸：左右 250；前后 220；工作臺尺寸：1345X950mm；模柄孔尺寸：40X60mm；工作臺板厚度：50mm；最大大角度：30；電動機功率：2.2KW。沖裁復合模的設計- 6 -3.6 確定壓力中心 根據(jù)圖形分析，因為工件圖形對稱，故落料和沖孔的中心都在工件的幾何中心，根據(jù)力矩平衡原理得：P落 X=(43.2-X)P沖由此計算得 X=14.474mm。3.7 沖模刃口尺寸及公差的計算（1）沖孔凸模刃口尺寸計算：dp=（d min+） -p 0內(nèi)孔基本尺寸為 20的刃口尺寸 dp1：因為 d 1min=20mm； 查公差表得 =0.52 ，p=0.25=0.13；查表 2-21 得 =0.5所以 d p1=20.26-0.130mm內(nèi)孔基本尺寸為 22mm 的刃口尺寸 dp2：因為 d2min=22mm ，查公差表得 =0.52 ，p=0.13；所以 d p2=22.26-0.130mm內(nèi)孔基本尺寸為 4mm 的刃口尺寸 dp3：因為 d3min=4mm ；查公差表得 =0.3 ，p=0.075；所以 dp3=4.150-0.075mm（2）落料凹模刃口尺寸：壓圈外圓基本尺寸為 42mm， 查公差表得 =0.62mm d=0.155，因為 D max=42mm ，Dd=（D max-） 0+ =41.690+0.155mm。(3)凸凹模內(nèi)部刃口尺寸根據(jù)凸模刃口實際尺寸配作保證雙面間隙為 0.25-0.36mm。凸凹模外部刃口尺寸根據(jù)凹模刃口實際尺寸配作保證雙面間隙為 0.25-0.36mm。山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)說明書- 7 -3.8 確定個主要零件的結構尺寸(1)凹模外形尺寸的確定凹模厚度 H 的確定：H=（0.1104150） 1/3 P0=104150N所以 H=21.8mm查模具設計與制造實訓表 6-2 取 H=25mm C=34mm根據(jù)壓力中心圖可以得出凹模外徑 D=110（2）取凸凹模墊板的厚度為 9mm，直徑為 110mm。（3）取凸凹模固定板的厚度為 15mm，直徑為 110mm。（4）取回程卸料板的厚度為 10mm，直徑為 110mm。（5）取凹模墊板的厚度為 8mm，直徑為 110mm。（6）取凸模固定板的厚度為 20mm，直徑為 110mm。（7）取凸模墊板的厚度為 8mm，直徑為 110mm。（8）凸模長度的確定：L 凸=h1+h2+h3=25820=53mm其中 h1為凹模厚度 25mm，h 2為凹模墊板厚度 8mm，h 3為凸模固定板厚度 20mm。（9）模架的選用：選用 125125160-190I GB/T 285.3-90（滑動導向后側導柱模架） 。3.9 工藝方案的確定在工藝分析的基礎上,根據(jù)產(chǎn)品圖紙進行必要的工藝計算,然后分析沖壓件的沖壓性質(zhì),沖壓次數(shù),沖壓順序和工序組合方式,提出各種可能的沖壓工藝方案.通過對產(chǎn)品質(zhì)量,生產(chǎn)效率,設備條件,模具制造和壽命,操作安全以及經(jīng)濟效益等方面的綜合分析和比較,確定出一種適合于本單位生產(chǎn)的最佳工藝方案.確定工藝方案時應考慮到以下內(nèi)容。3.9.1 沖壓性質(zhì)剪裁,落料,沖孔,是常見的沖壓工藝各沖壓工序有其不同的性質(zhì),特點和用途.編制沖壓工藝時,可以根據(jù)產(chǎn)品圖和生產(chǎn)批量等要求,合理地選擇這些工序。沖裁復合模的設計- 8 -3.9.2 沖壓次數(shù)沖壓次數(shù)是指同一性質(zhì)的工序重復進行的次數(shù).對于拉深件,可根據(jù)它的形狀和尺寸,以及板料許可的變形程度,計算出拉深次數(shù).彎曲件或沖裁件的沖壓次數(shù)也是根據(jù)具體形狀和尺寸及極限變形程度來決定。3.9.3 沖壓順序沖壓件各工序的先后順序,主要依據(jù)工序的變形特點和質(zhì)量要求等安排的,一般按列原則進行:（1）對于帶孔的或有缺口的沖裁件,如果選用簡單模,一般先落料,再沖孔或切口.使用連續(xù)模時,則應先沖孔或切口,后落料。（2）對于帶孔的彎曲件,孔邊與彎曲線的間距較大時,可以先沖孔,后彎曲.如果孔邊在彎曲線附近,必須在零件壓彎后再沖也.孔與基準面的間距有嚴格要求時,也應先壓彎后沖孔。（3）對于帶孔的拉深件,一般來說,都是先拉深,后沖孔,但是孔的位置在零件底部,且孔徑尺寸要求不高時 ,也可以先在毛坯上沖孔,后拉深。（4）多角彎曲件,應從材料變形和彎曲時材料流動兩方面安排彎曲的先后順序.一般情況下,先彎外角,再彎內(nèi)角。（5）對于形狀復雜的拉深件,為了便于材料變形和流動,應先成形內(nèi)部形狀,再拉深外部形狀。（6）整形或校平工序,應在沖壓件基本成形以后進行。該零件進行沖壓加工的基本工序為沖孔、落料。其中，沖孔和落料屬于簡單分離。3.9.4 組合方式工序的組合方式可以選用復合模和連續(xù)模,主要取決于沖壓件的生產(chǎn)批量,尺寸大小和精度等因素.一般按下列原則進行:（1）對于多孔的沖裁件,當孔之間的間距, 孔與材料邊的距離大于允許值時,最好落料與沖孔在一道復合工序中完成。（2）當彎曲件的平直高度大于 10mm 時,彎曲工序一般與沖裁工序分開單獨進行。對于形狀復雜的彎曲件,為簡化模具設計過程,降低模具制造成本,一般安排由兩山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)說明書- 9 -道劃兩道以上的工序來完成;而形狀較簡單的彎曲件 (如 V 形,U 形,Z 形等),應盡量采用一道工序彎曲成形。3.10 模具結構形式選擇的基本原則（1）能沖出符合技術要求的工件。（2）能提高生產(chǎn)率。（3）模具制造和修磨方便。（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。3.10.1 卸料裝置沖孔時,由于孔口部分的回彈,料片卡在沖子上隨沖子一起向上運動,因此需要有卸料裝置把料片推下.在實際沖裁時,由于彈性卸料裝置可以平整工件,且使模具結構簡單,因此采用彈性卸料裝置。3.10.2 導向裝置分析工件可知,雖然模具間隙很小,但由于其料厚為 1.0,且此網(wǎng)孔的作用系散熱,精度要求不是太高,所以可以不用外導柱來導向,只需用內(nèi)導柱即可。針對與該水管壓蓋零件而言該零件進行沖壓加工的基本工序為沖孔且拉深后翻邊再落料。其中沖孔和落料屬于簡單的分離工序而拉深翻邊則屬于彎曲成型。綜合分析，沖裁件的尺寸精度不高，形狀不大，但產(chǎn)量大，根據(jù)材料較厚（t=1.5）工序較多的特點，為保證孔位精度和較高的生產(chǎn)率，以及防止拉深開裂等。實行工序集中的工藝方案，即采用吊裝式導正釘定位、雙側刃定距、固定卸料裝置、壓邊裝置、自然漏料方式的連續(xù)沖裁模結構。3.10.3 凹模板外形尺寸的確定凹模結構設計包括：確定凹模的外形尺寸和凹模板的厚度，選擇凹模形孔側壁的形狀，布置凹模板上形孔，螺孔和銷孔的位置以及標注尺寸等。凹模板厚度 H 的確定：沖裁復合模的設計- 10 -H = （F 取總壓力） ；321.0K所以，H =25 mm，凹模板長度 L 的確定，L = b+ 2 c，t=2.5 mm, b = 25mm，查表得，c = 34 mm；L = 35 + 234 = 93 mm。為使凹模板板獲得更好的受力，可以將凹模的長度和厚度適當增大。由此，確定凹模板的外形尺寸為：40011036。3.10.4 凸模固定板外形尺寸的確定凸模固定板的外形尺寸同凹模板相同，厚度為凹模板 0.81 倍，故凸模固定板外形尺寸為，40011015。3.10.5 凸凹模 墊板外形尺寸確定圖 5-1墊板的平面形狀與尺寸與固定板相同，其厚度一般為 610 mm，故墊板的外形尺寸為，40011010。 3.10.6 卸料橡膠的選用下模卸料橡膠(1)選用牌號為 1120 的合成橡膠體切割制作。(2)計算彈性體的預壓力 Fy：Fy=3.2251000=3225N山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)說明書- 11 -(3)橡膠高度的確定考慮橡膠塊的工作壓縮量較小，取預壓縮率 y=15%極限壓縮率取 j=35%橡膠塊的工作壓縮量 hg=t1=3H= hg（ j y）=15mm(4)確定橡膠體的截面面積 A；(5)查表 2-27 得 Fq=2.1A= FyFq=32252.1=1535.7mm2采用 M645 的卸料螺釘加工制得，取橡膠塊穿卸料螺釘?shù)目字睆綖?d因為膠塊穿過凸凹模，取單邊間隙為 3mm 所以橡膠的外徑不能少于 65mm。為提高橡膠的使用壽命取橡膠的外徑為 108mm。下模卸料橡膠采用聚氨脂彈性體制得，外徑為 42mm，內(nèi)徑為 26mm，高度為15mm。3.10.7 模板類零件的固定模板類零件包括凸模固定板、凹模板、導料板等，一般采用銷釘定位，內(nèi)六角螺釘連接。當模板層少于三層時，可用一個螺釘連接，超過三層,應分層連接.本模具設計中，因使用快速換凸模機構故將上模座，上模墊板，上模固定板，用一螺釘連接，它們間用銷釘定位凸模蓋板只起固定凸模上下方向作用，只需用螺釘固定在凸模固定板上，無需銷釘定位。3.10.8 凸模的固定標準圓凸模采用臺階式，即在凸模固定板上開臺階孔，將標準圓凸模放入，上面蓋上凸模墊板，用六角螺釘和銷釘將墊板以及凸模固定板與上模座一起固定。鉚裝式凸模是直痛結構，鉚頭一端材料需要保持軟狀態(tài)，必須限定淬火長度，固定板型孔按凸模配作成過渡配合（取 m6） ，同時型孔上端沿周邊制成（1.52.5）45斜角，做成鉚窩。圖 6-13.10.9 凹模鑲塊的固定沖裁復合模的設計- 12 -本設計為快速更換沖裁凹模鑲塊,因為凹模(尤其沖裁凹模)是易損件，需經(jīng)常更換。該復合模按下圖所示設計凹模鑲塊，凹模鑲塊外側不帶臺階。更換凹模時，用一個銷釘從下模墊板的廢料漏孔將凹模鑲塊從固定板內(nèi)頂出，不必拆卸聯(lián)接固定板的螺釘和銷釘，有時還無需將模具從高速沖床上卸下，因此更換凹模速度快，而且可保證模具的重復裝配精度，提高模具的使用壽命。因為卸料板能彈性壓料，所以在生產(chǎn)過程中不帶臺階的凹模鑲塊不會從下模固定板中形跳出。4 設計并繪制總裝配圖、選取標準件按已確定的模具形式及參數(shù)，從冷沖模標準中選取標準模架。凹模周界 L=400 mm、B=160 mm、厚度 H=45 mm 的對角上模座；上模座 40016045 GB/T2855.1-90 材料 HT200 GB9436-88圖 4-14.1 下模座的選用排配有墊腳螺釘側(如圖 1-4 中尺寸 E),單邊加大 30MM.裝有外導柱側(如圖 1-4 中尺寸 F),山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)說明書- 13 -50 有珠:單邊加大 125MM; 50 無珠:單邊加大 110MM;36 有珠:單邊加大 100MM; 36 無珠:單邊加大 100MM;25 有珠:單邊加大 90MM; 25 無珠:單邊加大 90MM.未排外導柱又未排墊腳螺釘側,單邊加大 10MM。注意:下模座到下墊腳的螺釘,在下模座上不需要沉頭,設計成身過孔即可。4.2 上模座的選用上模座不具有上托板的功能時,可取上模座與下模座規(guī)格(長 X 寬)相同。如果模具無上托板,上模座兼具有上托板的功能時,還應注意:沖裁復合模的設計- 14 -L 與 W 及 L2,L4 取值要盡量符合上托板的標準 L1 取值要符合上托板的標準。U 型鎖固溝的數(shù)量及布置形式,可根據(jù)模具大小選取.模座厚度大于 30MM 時,影線部分背面銑深后要保證余下的模板厚度為 30.0mm.C 值 要 保 證 不 小 于 零 。5 使用說明書（SM）5.1 工作過程（1). 準備工作:將條料順著乘料板導向槽全部拉入乘料板中,然后把條料拖出一步一步手工送料。(手工送料到全部工位后讓其在步進電動機的帶動下自動送料。)（2). 沖床滑塊帶動上模從最高點開始向下運動。（3). 上模繼續(xù)下行,外導柱進入導套對上模導向起粗定位作用。（4). 壓料彈釘與卸料板壓板接觸,壓著卸料板下行,內(nèi)導柱進入下模導套孔進行精確導向起精確定位作用。（5). 導正銷進入條料上導正孔,壓料板接觸條料,隨著上模下行條料被壓向下運動. 壓料板壓著帶料下行。 （6). 條料接觸凹模板時壓料板停止運動,沖床滑塊繼續(xù)向下運動,上模壓料彈釘彈簧開始壓縮.壓料板受彈簧壓力壓緊條料,經(jīng)一定的行程,沖裁和拉深凸模開始工作，同時拉深工位上的壓邊圈，緊壓條料，保證拉深工序順利完成。（7). 沖床滑塊繼續(xù)向下運動,在接近下死點(閉模狀態(tài))時,沖頭完全進入下?？變?nèi),完成沖孔、落料等工序.此時上模的最下表面,與下模的最上表面接觸。（8). 沖孔廢料從凹模板到凹模墊板到下模座落料孔落下。（9). 在沖床經(jīng)過下死點后,沖床滑塊帶動上模開始回升,凸模退回一段距離后此時由于壓料彈釘壓力漸漸退去。（10). 沖床滑塊帶動上模繼續(xù)上行,回到開模狀態(tài)的最高點完成一次沖壓過程。（11） 帶料送進一個步距,帶料掉下,至送料高度.準備下一個工作循環(huán)。5.2 模具結構特點該級進模的下模由下模座、下模墊板、下模固定板、凹模鑲塊、抬料釘、導料山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)說明書- 15 -板、卸料板,導柱導套、卸料板彈釘、卸料板限位器等零部件組成，其中下模固定板、凹模鑲塊、導料板、卸料板等是關鍵零部件。5.2.1 下模固定板具有高精度、長壽命下模固定板與凸模固定板一樣，選用淬透性好、淬火變形小的合金模具鋼材料，熱處理達 HRC5055，線切割加工，以保證下模固定板的高精度和長壽命。 5.2.2 快速更換沖裁凹模鑲塊因為凹模(尤其沖裁凹模)是易損件，需經(jīng)常更換。該復合模設計凹模鑲塊，凹模鑲塊外側不帶臺階。更換凹模時，用一個銷釘從下模墊板的廢料漏孔將凹模鑲塊從固定板內(nèi)頂出，不必拆卸聯(lián)接固定板的螺釘和銷釘，有時還無需將模具從高速沖床上卸下，因此更換凹模速度快，而且可保證模具的重復裝配精度，提高模具的使用壽命。因為卸料板能彈性壓料，所以在生產(chǎn)過程中不帶臺階的凹模鑲塊不會從下模固定板中跳出。拉深之前需要壓料，所以卸料板又需作壓料板使用，因此在上模設計了壓料彈釘。在彎曲之前，壓料彈釘將卸料板壓住，從而使卸料板將片料壓住。沖床完成一次工作行程后，壓料彈釘隨上模一起上行；送料時，下模的卸料板彈釘將卸料板抬起，但卸料板彈釘?shù)膹椓Ρ仨氝h小于上模壓料彈釘?shù)膹椓?。在下模座上設計剛性的卸料板限位器，既可控制卸料板的抬起高度，又可承受很大的卸料力。因此卸料板既可彈性壓料，又可剛性卸料。為了保證落料、翻邊上模的位置精度，在落料凸模底部安裝了導正銷、用于落料前的導正。而將翻邊凸模底部設計成為半球狀。有利于翻邊的準確定位。此下模的結構簡單,動作可靠,避免了結構復雜的側沖機構的設計,可大大降低模的成本,以及調(diào)試,維護難度。6 標準化審查報告（BS）6.1 產(chǎn)品圖樣的審查帶凸緣杯形件拉深模具的設計已經(jīng)基本完成，現(xiàn)具備全套圖紙和一些基本數(shù)據(jù)，根據(jù)有關規(guī)定，對其進行標準化審查，結果如下：（1）產(chǎn)品圖樣完整、統(tǒng)一、表達準確清楚。符合 GB4460-84、GB-83機械制沖裁復合模的設計- 16 -圖的規(guī)定。（2）產(chǎn)品圖樣公差與配合的選擇與標注符合 GB/T1800、3-1998 的規(guī)定。（3）產(chǎn)品圖樣的編號符合 JB/T5054.5-2000中華人民共和國機械行業(yè)標準產(chǎn)品圖樣及設計的完整性。（4）圖紙標題欄與明細欄符合 GB/T10609.1-1989GB/T10609.2-1989 的規(guī)定。（5）產(chǎn)品圖樣粗糙度的標注符合 GB131-83表面特征代號及注發(fā)的規(guī)定。（6）產(chǎn)品圖樣焊縫的代號符合 GB324-80焊縫代號的規(guī)定。6.2 產(chǎn)品技術文件的審查(1)產(chǎn)品技術文件名詞、術語符合 ZB/TJ01 和 0351-90產(chǎn)品圖樣及設計文件術語及有關標準的規(guī)定。(2)量和單位符合 GB3100-GB3102-93 的規(guī)定。(3)技術文件所用的編碼符合 JB/T8823-1988機械工業(yè)企業(yè)計算機輔助管理信息分類編碼導則的規(guī)定。(4)技術文件的完整性符合 JB/T5054.5-2000產(chǎn)品圖樣及技術文件完整性的規(guī)定及有關要求6.3 標準件的使用情況本設計所用的緊固件均采用標準的螺栓，材料及材料代號也符合國家標準和部頒標準的相關規(guī)定。6.4 審查結論經(jīng)過對帶凸緣杯形件拉深模具的設計的標準化審查，認為該設計基本貫徹了國家最新辦法的各種標準，圖紙和設計文件完整齊全，符合標準化的要求。山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)說明書- 17 -結束語由于社會的發(fā)展,人民生活水平的提高,物品不斷更新?lián)Q代以及人們對個性化的物品喜好,致使商家為了搶奪市場,須不斷推出新產(chǎn)品,這樣樣品制造就顯得極為重要。樣品制造具有很大的靈活性,為了滿足市場的需求,其制造周期不斷在縮短,因此,樣品制造的方法簡易可行,其設備是先進的快速加工設備。當然,樣品制造并沒有完全脫離沖壓生產(chǎn),它還須用到?jīng)_壓的一些知識。模具是工業(yè)之母,模具設計的好壞關系到產(chǎn)品的質(zhì)量及成本。當前,模具設計制沖裁復合模的設計- 18 -造朝著 CAD/CAM/CAE 技術展,使設計人員節(jié)省了大量的繪圖時間,把精力花在模具結構的改進和模具技術的研究。現(xiàn)在是多品種小批量生產(chǎn)的時代,要求模具的生產(chǎn)周期愈短愈好,開發(fā)快速經(jīng)濟模具越來越引起人們的重視。模具設計在要求首先要在經(jīng)濟考慮，經(jīng)濟時代不可能去虧本開和模具，能節(jié)省的就要盡量節(jié)省；其次，要在復雜程度上去設計模具，能做復合的就做復合模具，免得浪費材料和時間；再次我們在要精度上去考慮，精度高的我們不能做簡單模具設計。參考文獻1 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