芯軸托架沖壓模具設(shè)計(jì)（4套）【全套含CAD圖紙】

芯軸托架沖壓模具設(shè)計(jì)（4套）【全套含CAD圖紙】,全套含CAD圖紙,托架,沖壓,模具設(shè)計(jì),全套,CAD,圖紙 計(jì)算機(jī)集成制造（CIM） 在沖壓與注塑模具中的應(yīng)用 IOAN BONDREA, CARMEN SIMION 羅馬尼亞錫比烏大學(xué)赫爾曼奧博特工程學(xué)院制造工程系，錫比烏第四郵政大街，550025。 ioan.bondrea@ulbsibiu.ro ，carmen.simion@ulbsibiu.ro HARALD HERRMANN 布蘭德機(jī)械，德國(guó)Pfeffenhausen，Rottenburger大街73號(hào)，84076。 herald.herrmann@brandl-hb.com 摘要：在自動(dòng)化工業(yè)中，生產(chǎn)率的提高首先意味著盡可能多地減少生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。因此，沖壓與注塑模具的設(shè)計(jì)和制造必須在高效高質(zhì)量的條件下進(jìn)行，并且被分配給這些任務(wù)的時(shí)間應(yīng)該盡可能的短。而減少設(shè)計(jì)—制造時(shí)間的方法之一就是在計(jì)算機(jī)的幫助下將全部的CAD/CAE/CAM進(jìn)程集成為計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）。這種集成是通過(guò)軟件和硬件將自動(dòng)化工業(yè)中各個(gè)參加沖壓和注塑模具設(shè)計(jì)與制造的不同部門聯(lián)系起來(lái)而實(shí)現(xiàn)的。這種聯(lián)系考慮到了各個(gè)部門輸出數(shù)據(jù)文件的處理；這些文件包括圖形數(shù)據(jù)（裝配和執(zhí)行設(shè)計(jì)），也有編碼數(shù)據(jù)（程序中的技術(shù)數(shù)據(jù)）。本文從增加自動(dòng)化工業(yè)中沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造的柔性和生產(chǎn)率的觀點(diǎn)出發(fā)，介紹了CAD/CAE/CAM之間的聯(lián)系方式。 關(guān)鍵詞：PLM、CAD、CAE、CAM、PP&C、CIM。 第 8 頁(yè) 共 8 頁(yè) 1.一般問(wèn)題 計(jì)算機(jī)集成制造，即CIM，是用來(lái)描述一個(gè)完全自動(dòng)化的工廠的，這個(gè)工廠的所有程序及數(shù)據(jù)信息都在計(jì)算機(jī)的控制下運(yùn)行。 計(jì)算機(jī)集成制造的核心是CAD/CAM。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）系統(tǒng)是生產(chǎn)中減少循環(huán)時(shí)間所必須的。CAD/CAM是設(shè)計(jì)和制造中的高科技集成工具。CAD技術(shù)用于成組技術(shù)以創(chuàng)造可快速檢索的類似的幾何形狀。電子文件取代了繪圖室。CAD/CAM集成系統(tǒng)提供了設(shè)計(jì)/繪圖，工序安排和制造的功能。CAD提供了電子版的圖紙，CAM提供了刀具加工工件的路徑。 能提供高質(zhì)量、低價(jià)格、多品種產(chǎn)品的制造策略已經(jīng)成為關(guān)鍵的競(jìng)爭(zhēng)因素。消費(fèi)者希望有最短的運(yùn)輸時(shí)間和最先進(jìn)的產(chǎn)品；企業(yè)也必須不斷創(chuàng)新，縮短市場(chǎng)響應(yīng)時(shí)間。所有的這些都要求企業(yè)有快速適應(yīng)市場(chǎng)條件變化的能力。許多企業(yè)已經(jīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)作出回應(yīng)并通過(guò)實(shí)施基于計(jì)算機(jī)的精密系統(tǒng)工 具以實(shí)現(xiàn)對(duì)自己產(chǎn)品的規(guī)劃和控制。CIM的基本概念重點(diǎn)一方面在于技術(shù)和主導(dǎo)分支機(jī)構(gòu)電子數(shù)據(jù)交換的業(yè)務(wù)的整合，另一方面在于不同提高業(yè)務(wù)之間信息和物料流動(dòng)的產(chǎn)品系統(tǒng)。圖1說(shuō)明了計(jì)算機(jī)集成制造個(gè)組成部分的概念及相互關(guān)系。 當(dāng)基于計(jì)算機(jī)輔助工具（CAD、CAP、CAM、CAQ）的工程同不同階段的生產(chǎn)計(jì)劃管理系統(tǒng)的管理相聯(lián)系的時(shí)候，計(jì)算機(jī)集成制造才得以實(shí)現(xiàn)，以此使得信息資源得到更加有效的利用?？煽?、高質(zhì)量、快速、靈活和成本高效的生產(chǎn)工藝是理想的結(jié)果。典型的經(jīng)驗(yàn)性的調(diào)查以查明是否這些高目標(biāo)的真正實(shí)現(xiàn)是罕見(jiàn)的。該領(lǐng)域的專家表達(dá)他們對(duì)于CIM潛力的看法。案例研究描述了具體的公司在特定情況下的表現(xiàn)，很多這樣的描述是CIM設(shè)備供應(yīng)商提供的，但學(xué)術(shù)文獻(xiàn)對(duì)于CIM的優(yōu)點(diǎn)或者不足都沒(méi)有提供令人信服的有效的證據(jù)。考慮到實(shí)施CIM的奢華、復(fù)雜而漫長(zhǎng)的過(guò)程，這確實(shí)是其不如人意的地方。 圖1． 2.產(chǎn)品生命周期管理 所有的企業(yè)都想盡可能地使顧客滿意。工作分析是定義滿足顧客期望的產(chǎn)品的一種有效方法。所以，它需要符合“良好產(chǎn)品”的定義，也就是最終客戶所期待的，但它需要整合將影響到的中介用戶，以便從觀念開(kāi)始賦予產(chǎn)品生命。組織一個(gè)工廠從本質(zhì)上來(lái)講取決于其所生產(chǎn)產(chǎn)品的種類及其重要性。人們認(rèn)為工廠的資源由其功能決定的結(jié)構(gòu)來(lái)安排。工廠主要的四種要素如下（圖2）： ● 產(chǎn)品——生產(chǎn)過(guò)程的最終結(jié)，可以使有形的貨物或者是服務(wù)； ● 客戶——購(gòu)買別人、別的公司或?qū)嶓w的個(gè)人、公司或者其他的實(shí)體； ● 供應(yīng)——可以購(gòu)買的貨物或服務(wù)的總量； ● 資源——可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)目標(biāo)、 建成一套設(shè)備、吸引人才、產(chǎn)生價(jià)值的人、資產(chǎn)、原料或者資金。 分析和發(fā)展階段的必要性對(duì)于一個(gè)產(chǎn)品的生命周期非常重要，對(duì)成本、質(zhì)量和交貨條件都有影響。 從費(fèi)用的角度考慮，匯報(bào)的順序方法中，同步法曲線與預(yù)期費(fèi)用變得越來(lái)越接近，這使得可以追求在項(xiàng)目過(guò)程中的所作出的決定的實(shí)時(shí)財(cái)務(wù)結(jié)果。 使用一個(gè)平行結(jié)構(gòu)的工件并不能解決 圖2． 所有可能的問(wèn)題。其中一個(gè)可能出現(xiàn)的困難就與人性問(wèn)題有關(guān)。為了使這種重組更容易，在同一個(gè)空間中這一項(xiàng)目的參與者的物理性重組可能是一種解決方案，即使不是那么容易完成它，因?yàn)椴煌袠I(yè)間的交流是個(gè)問(wèn)題。因此，一個(gè)車翼就出現(xiàn)了： ● 設(shè)計(jì)者根據(jù)光反射的方式； ● 由機(jī)械工人從薄板成形過(guò)程中承受最大塑性變形的角度來(lái)看； ● 從形成模具的刀具軌跡的角度看，在操作者推薦公差之內(nèi)；所有這些都有相似之處，即可定義為幾何貝茲曲線方塊。找到一種允許所有人探索工程項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)展的通用語(yǔ)言是不可能的。 產(chǎn)品生命周期管理（PLM）是一種商業(yè) 圖3. 戰(zhàn)略方法，可運(yùn)用慣有的商業(yè)解決方案在產(chǎn) 品整個(gè)生命周期內(nèi)管理產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)（圖3.）通過(guò)PLM，汽車制造業(yè)可以提高其產(chǎn)量， 滿足用戶，降低成本，減少故障時(shí)間，贏得競(jìng)爭(zhēng)，增加盈利等等，并且知道什么時(shí)候以什么樣的方式來(lái)宣傳產(chǎn)品。 在我們的研究中，我們集中關(guān)注了以下的行為： 規(guī)劃——配置、調(diào)度； 設(shè)計(jì)——概念、細(xì)節(jié)、分析、成型、測(cè)試、固態(tài)成型、仿真； 制造——工藝規(guī)劃、部件生產(chǎn)、計(jì)算機(jī)數(shù)控加工、可視化數(shù)控。 2.產(chǎn)品設(shè)計(jì) 概念設(shè)計(jì)被看做是一個(gè)基于歸納、演繹、直覺(jué)、經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)造力的活動(dòng)。通過(guò)信息技術(shù)系統(tǒng)，我們可以將經(jīng)驗(yàn)、演繹、歸納逐步從概念工程轉(zhuǎn)移到CAD系統(tǒng)，后者由此變成一個(gè)智能系統(tǒng)。一個(gè)CAD系統(tǒng)需要在技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)和通用數(shù)據(jù)庫(kù)之間有永久對(duì)話，一方面，與算法基礎(chǔ)，另一方面通過(guò)概念監(jiān)測(cè)器?？紤]到概念過(guò)程需要提供解決問(wèn)題的優(yōu)化方法，但是卻沒(méi)有能夠保證全局優(yōu)化概念的一般方法論。這就是為什么CAD系統(tǒng)能使用戶的成本和時(shí)間減少同時(shí)具有高度的靈活性的原因。在CAD中，汽車公司的沖壓件及模具工具使用CATIA5。CATIA為用戶提供編輯結(jié)構(gòu)設(shè)施、檢驗(yàn)、動(dòng)畫(huà)模擬、數(shù)據(jù)庫(kù)、模塊和可能性定義、存儲(chǔ)及再利用工程的知識(shí)。CATIA使用PLM的概念為設(shè)計(jì)和生產(chǎn)準(zhǔn)備提供一個(gè)獨(dú)特的技術(shù)環(huán)境。使用CAD模塊創(chuàng)造一個(gè)沖壓和模具工具的前提是： ——其融入集成系統(tǒng)的生產(chǎn)； ——通過(guò)信息系統(tǒng)與其他兩個(gè)模塊的聯(lián)系，實(shí)用信息的類型的定義以及他們相互之間的兼容性信息； ——由CAPP模塊（將CAD模塊的數(shù)據(jù)作為內(nèi)部數(shù)據(jù)的模塊）識(shí)別幾何數(shù)據(jù)（產(chǎn)品有關(guān)的幾何信息）的可能性。在生產(chǎn)準(zhǔn)備階段關(guān)于形態(tài)特征的準(zhǔn)時(shí)的嘗試已經(jīng)顯示特別的興趣。在這個(gè)階段末，預(yù)期使用一個(gè)從概念開(kāi)始成形的產(chǎn)品，形式特征提取算法可以應(yīng)用到所提供的模型。在計(jì)算數(shù)據(jù)的輔助下，該模型可擴(kuò)展，所以將接近一個(gè)具有高水平結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，不僅包含結(jié)構(gòu)的描述而且在局部有數(shù)據(jù)補(bǔ)充，對(duì)于制造業(yè)尤其有利。 形式特點(diǎn)的描述在于以下兩個(gè)方面： ●它的形式（幾何、類型、種類） ●對(duì)其含義或功能的補(bǔ)充數(shù)據(jù)，即使這并不干涉最后的算法。 對(duì)形式特點(diǎn)的研究使得對(duì)于自動(dòng)認(rèn)識(shí)塊有了更高的背景。益處很快顯現(xiàn)，因?yàn)檫@種理解越深刻，自動(dòng)性的可能性越多，生產(chǎn)也越快，因此也更為先進(jìn)。在我們特別的案例中，特別是形式特征，必須在制造階段之前被發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致： ●減少，甚至是取消人為干涉直到完全必要，以解釋那些概念模型，因此降低錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)； ●自動(dòng)選擇刀具； ●計(jì)算刀具軌跡； ●基于加工工藝參數(shù)的特征； ●加工可能性分析； ●刀具分類和對(duì)象對(duì)比； 圖4. 在模具的設(shè)計(jì)階段，通過(guò)CITAI v5聯(lián)系的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的圖形數(shù)據(jù)庫(kù)是一種重要的設(shè)備，可以提高生產(chǎn)率并提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)精度。由于CITIA v5這樣的設(shè)備的存在，使得沖壓模具工具的參數(shù)化設(shè)計(jì)成為可能，這也導(dǎo)致了其設(shè)計(jì)生產(chǎn)率及質(zhì)量的提升。 規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)庫(kù)被用于設(shè)計(jì)階段；這些都為設(shè)計(jì)中的“xls”文件和數(shù)值參數(shù)提供支持。圖4展示了一個(gè)沖壓工具的三維和二維模型。在設(shè)計(jì)階段，技術(shù)工程師團(tuán)隊(duì)同時(shí)進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的技術(shù)流程，使重疊的設(shè)計(jì)階段減少了總得設(shè)計(jì)時(shí)間，因此降低了制造成本。一旦三維和二維的圖紙被繪制出來(lái)，制造工藝所需的必要的技術(shù)數(shù)據(jù)也已具備時(shí)，工件的組成元件、材料、成本就以材料清單的形式確定。 3.分析和仿真 產(chǎn)品是由描述的對(duì)象，不只是在幾何結(jié)構(gòu)上，而且取決于一定量的特征，如：功能特點(diǎn)、制造特點(diǎn)等。所以產(chǎn)品的模型包含了： ●幾何信息，可以對(duì)應(yīng)一個(gè)被操作的實(shí)體模型； ●技術(shù)數(shù)據(jù)，例如加工操作（鉆孔、制螺紋、銑削、車削），對(duì)于整個(gè)幾何特征或其某一部分更明確的數(shù)據(jù)； ●精確地?cái)?shù)據(jù)，以表明與理想特征的制造公差； ●材料信息，以指定材料的種類及其性能； ●管理數(shù)據(jù)，使材料維護(hù)更容易（參考文獻(xiàn)、供應(yīng)商、供銷商）。 圖5. 模型做好以后，人們可以通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）的方法進(jìn)行工程計(jì)算。產(chǎn)品建設(shè)功能的優(yōu)化允許其在動(dòng)態(tài)應(yīng)力及沖壓成型仿真的條件下進(jìn)行驗(yàn)證。通過(guò)這種仿真（圖5.），產(chǎn)品承受實(shí)際工作的條件，并且所得到的結(jié)果（圖6.）提供了必要的數(shù)據(jù)，通過(guò)這些數(shù)據(jù)，產(chǎn)品和技術(shù)設(shè)計(jì)者可以正確的決定工程項(xiàng)目。 圖6. 在分析和優(yōu)化操作的末期，產(chǎn)品模型的幾何信息被移交給產(chǎn)品物理實(shí)現(xiàn)的制造部門。 4.制造 計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程（CAPP）建設(shè)性的將計(jì)算機(jī)輔助概念和輔助制造聯(lián)系起來(lái)。在這個(gè)模塊中，生產(chǎn)的工藝流程被構(gòu)想出來(lái)，然后數(shù)據(jù)被傳輸?shù)揭圃斓哪康漠a(chǎn)品中。計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）是產(chǎn)品系統(tǒng)最復(fù)雜的模塊，它的集成直接影響到制造的靈活性和質(zhì)量。CAM模塊包含自動(dòng)生成基于幾何模型的數(shù)控機(jī)床運(yùn)行指令的程序。CATIA v5 是允許制作數(shù)控制造項(xiàng)目的數(shù)控機(jī)床所需的基礎(chǔ)上運(yùn)用制造組建的程序，如圖7所示。CAM部分的結(jié)果，APT中的數(shù)控程序或者數(shù)控代碼被轉(zhuǎn)移到計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）設(shè)備，產(chǎn)品的品牌就產(chǎn)生了。 5.產(chǎn)品規(guī)劃及控制 產(chǎn)品規(guī)劃及控制（PP&C）對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程而言是電子加工數(shù)據(jù)的一個(gè)經(jīng)典應(yīng)用。PP&C一詞是用來(lái)描述信息系統(tǒng)被用于規(guī)劃、檢測(cè)和控制產(chǎn)品工藝生命周期的方式，起始于數(shù)據(jù)的收集，終止于產(chǎn)品的輸出，同時(shí)考慮到由產(chǎn)品的位置和功能所決定的質(zhì)量方面。 圖形數(shù)據(jù)庫(kù)、技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)、客戶和運(yùn)輸之間的聯(lián)系都是通過(guò)使用SAP/R3程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 6.集成對(duì)于汽車制造業(yè)的影響 工業(yè)中最活躍的領(lǐng)域之一就是汽車制造業(yè)。制造的準(zhǔn)備要求盡可能短的設(shè)計(jì)時(shí)間以及用于汽車零部件（特別是那些用薄板做成的）制造的低成本的模具。 設(shè)計(jì)工作的生產(chǎn)率和質(zhì)量的提升，同時(shí)成本的降低，可以通過(guò)運(yùn)行CATIA v5和CIM概念來(lái)使用CAD/CAE/CAM的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。 本論文顯示了在BRANDL RO公司關(guān)于在汽車行業(yè)的模具領(lǐng)域中開(kāi)發(fā)一種制造集成系統(tǒng)的研究結(jié)果。在這家公司，我們?yōu)榱酥圃煲粋€(gè)產(chǎn)品通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)集成了所有必要的工序。在其最廣泛的應(yīng)用中，CIM集成所有制造信息，不僅僅是產(chǎn)品的制造數(shù)據(jù)，而且包括制造業(yè)企業(yè)的商業(yè)程序、公司目標(biāo)和結(jié)構(gòu)管理等，這些術(shù)語(yǔ)詳見(jiàn)圖8。 這一概念，制造和整合這些模塊為一體的生產(chǎn)制造體系導(dǎo)致了CIM系統(tǒng)的產(chǎn)生，同時(shí)出現(xiàn)應(yīng)用于汽車行業(yè)的模具生產(chǎn)的產(chǎn) 圖7. 圖8 品，這是一個(gè)可以改善公司競(jìng)爭(zhēng)力的方案。 我們可以說(shuō)信息流是描述CIM概念最關(guān)鍵的因素，質(zhì)量、密度和速度對(duì)于制造的產(chǎn)品有重要作用。信息技術(shù)是一套相互聯(lián)系的科學(xué)，以建立一個(gè)擁有基礎(chǔ)分布式連接和標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的綜合型企業(yè)。 圖9. 6.結(jié)論 本論文展示了現(xiàn)代生產(chǎn)體系的汽車領(lǐng)域中“制造科學(xué)”部門有關(guān)的設(shè)計(jì)和制造沖壓模具工具的一部分研究和關(guān)注成果。 使用CIM和PLM概念，使得高質(zhì)量、低成本的建成沖壓模具成為可能。 設(shè)計(jì)和制造團(tuán)隊(duì)、技術(shù)和質(zhì)量工程師都與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來(lái)，使活動(dòng)重疊，并由此減少制造和運(yùn)輸?shù)臏?zhǔn)備時(shí)間。所有的這些都增加了公司的收益。 通過(guò)計(jì)算機(jī)將概念活動(dòng)與設(shè)計(jì)和制造集成到計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIM）決定了公司生產(chǎn)的靈活性和低成本。 集成工程被定義為一種方法論，它允許集成和并行設(shè)計(jì)，以及制造和維修的相關(guān)過(guò)程，并且在一開(kāi)始就考慮在整個(gè)產(chǎn)品生命周期中的綜合素質(zhì)、延遲、成本、客戶要求等特點(diǎn)。 圖9綜述了工廠中使用的不同類型的模塊。 考慮到CIM組件的主要成本，對(duì)時(shí)序?qū)嵤?zhàn)略的經(jīng)驗(yàn)確認(rèn)是一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)。對(duì)于CIM的投資可以或者也許應(yīng)該從一個(gè)或者僅有的幾個(gè)組件開(kāi)始。更多的元素可以再原 有基礎(chǔ)上一步一步的增加，就像生產(chǎn)設(shè)施需要許可證或財(cái)力和人力資源的投資。 這使得CIM對(duì)于中小型企業(yè)有吸引力并且可行。由于資本密集型公司執(zhí)行這一方案，利用CIM優(yōu)勢(shì)并無(wú)限放大。 CIM模塊概念的貢獻(xiàn)和成就在于以期實(shí)現(xiàn)一個(gè)為沖壓模具工具的集成制造系統(tǒng)。 參考文獻(xiàn) 【1】 Ioan Bondrea，Virtual Manufacturing in a Milling Example，7th International Conference “Modern Technologies in Manufacturing”，Cluj-Napoca，2005． 【2】 Ioan Bondrea，Carmen Simion，the Integration of CAD/CAE/CAM Activities Using CATIA v5，Computing and Solutions in Manufacturing Engineering， ISBN 973-635-372-9，Brasov，2004． 【3】 Jack B．Revelle，Manufacturing Handbook of Best Practices，CRC Press,Washington，SUA，2002． 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表 指導(dǎo)教師： 職稱： 教授 所在院（系）：機(jī)械學(xué)院 教研室（系、研究所）： 機(jī)械制造 題 目 芯軸托架模具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 學(xué)號(hào) 一、進(jìn)度情況說(shuō)明 按照畢業(yè)設(shè)計(jì)總體安排，進(jìn)度完成情況如下： 第一至第四周，我認(rèn)真進(jìn)行了畢業(yè)實(shí)習(xí)并完成了實(shí)習(xí)報(bào)告； 第五至第六周，我完成英文文獻(xiàn)的翻譯工作，查閱畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)資料并完成了開(kāi)題報(bào)告； 第七至第八周，對(duì)芯軸托架進(jìn)行工藝性分析，確定其沖壓工藝方案，初步確定模具設(shè)計(jì)總體方案。 第九至第十周，繼續(xù)查閱模具設(shè)計(jì)的相關(guān)資料并進(jìn)行初步計(jì)算，基本確定模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總體方案。 待完成的任務(wù)： 在接下來(lái)的時(shí)間里，我會(huì)繼續(xù)學(xué)習(xí)研究相關(guān)資料，對(duì)前期的工作做進(jìn)一步的深入，逐步落實(shí)模具各部分零件的設(shè)計(jì)，完成零件圖和總裝圖，在老師的指導(dǎo)下逐步完善畢業(yè)設(shè)計(jì)，并撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，爭(zhēng)取順利答辯。 二、階段性成果： 1.查閱了沖壓模具設(shè)計(jì)的書(shū)籍及文獻(xiàn)資料，對(duì)沖壓模具設(shè)計(jì)的方法、步驟有了基本的了解，學(xué)習(xí)研究了沖壓模具的主要組成零部件的設(shè)計(jì)方法； 2.結(jié)合參考資料，并對(duì)工件的工藝性分析后，確定了芯軸托架的沖壓工藝方案； 3.完成了模具結(jié)構(gòu)總體方案設(shè)計(jì)，運(yùn)用AutoCAD繪制了模具總體結(jié)構(gòu)草圖，初步掌握了科學(xué)研究的基本方法； 4.對(duì)整體設(shè)計(jì)有了宏觀的把握，為后續(xù)的設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)； 5.鍛煉了自己獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為自己以后的學(xué)習(xí)和工作做好準(zhǔn)備。 三、存在主要問(wèn)題及解決方法 在前期的設(shè)計(jì)過(guò)程中存在很多問(wèn)題： 1.由于本科階段沒(méi)有學(xué)過(guò)模具設(shè)計(jì)相關(guān)的課程，查閱的文獻(xiàn)資料有限，本人能力亦有限，難免會(huì)遇到問(wèn)題不知道如何下手； 2.在具體的設(shè)計(jì)計(jì)算中會(huì)遇到很多專業(yè)性的問(wèn)題，由于本科階段沒(méi)有接觸或者學(xué)習(xí)的時(shí)候不夠認(rèn)真，加上設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，所以會(huì)有一定的難度。 3.使用繪圖軟件不夠熟練，運(yùn)用計(jì)算機(jī)繪圖的時(shí)候會(huì)有些許困難。 解決問(wèn)題的方法： 1.認(rèn)真學(xué)習(xí)研究模具設(shè)計(jì)的相關(guān)資料，通過(guò)圖書(shū)館、網(wǎng)絡(luò)等各種途徑開(kāi)拓思路，盡自己的最大努力解決問(wèn)題，并及時(shí)向老師請(qǐng)教； 2.學(xué)習(xí)CAD繪圖和WORD的相關(guān)知識(shí)，努力做好模具總裝圖和零件圖的繪制以及畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的撰寫。 四、指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中的紀(jì)律及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)的完成進(jìn)展等方面的評(píng)語(yǔ) 指導(dǎo)教師： （簽名） 年 月 日 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 題目名稱 芯軸托架模具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 學(xué)號(hào) 一、選題的目的和意義 現(xiàn)在，模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的低的重要重要標(biāo)志之一，因?yàn)槟＞咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的能力。 在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國(guó)的沖壓模具無(wú)論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力方面都已有很大的發(fā)展，但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍然很大。一些大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進(jìn)口。一些低檔的簡(jiǎn)單沖模，已趨供過(guò)于求，競(jìng)爭(zhēng)異常激烈。 我所學(xué)的專業(yè)是機(jī)械制造及自動(dòng)化，并且自己對(duì)模具設(shè)計(jì)也很感興趣，為了更好的把所學(xué)的知識(shí)與實(shí)際聯(lián)系起來(lái)，并更好的適應(yīng)將來(lái)的工作，所以畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇了芯軸托架模具設(shè)計(jì)。希望通過(guò)本次設(shè)計(jì)接受工程師必須的綜合訓(xùn)練，提高實(shí)際工作能力。如調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)和收集資料并進(jìn)行分析的能力；制訂設(shè)計(jì)或試驗(yàn)方案的能力；設(shè)計(jì)、計(jì)算和繪圖能力；總結(jié)提高撰寫論文的能力。 希望本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，能使我們把先修的基礎(chǔ)和專業(yè)基礎(chǔ)課程中所獲得的理論知識(shí)在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中綜合地加以應(yīng)用，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)之后能夠熟練應(yīng)用有關(guān)參考資料、計(jì)算圖表、手冊(cè)；熟悉有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和部頒標(biāo)準(zhǔn)，為以后成為優(yōu)秀的工程技術(shù)人員打下良好的基礎(chǔ)。 二、國(guó)內(nèi)外研究綜述 一．沖壓模具市場(chǎng)現(xiàn)狀 根據(jù)中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的統(tǒng)計(jì)資料，根據(jù)中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2009年中國(guó)模具進(jìn)出口總額為38.07億美元，比上年下降3.03%。其中進(jìn)口總額為19.64億美元，同比減少2%；出口總額為18.43億美元，同比減少4.11%。從上述價(jià)格可看出，中國(guó)出口模具的技術(shù)含量和附加值比上年又有了上升，與進(jìn)口模具相比，技術(shù)和價(jià)格差距也在不斷縮小，充分體現(xiàn)出了2009年中國(guó)模具產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。 從進(jìn)出口模具價(jià)格方面分析，2009年出口沖壓模具平均每噸價(jià)8894.5美元，比上年上升13.5%；出口塑料橡膠模具平均每套價(jià)963美元，比上年上升15.6%。如果與進(jìn)口價(jià)相比較，則沖壓模具平均每噸進(jìn)出口之比為1.8：1；塑料橡膠模具平均每套進(jìn)出口之比為2.5：1。與上年相比，差距明顯縮小。 按進(jìn)口貨源地分，進(jìn)口模具主要來(lái)自日本、韓國(guó)、德國(guó)，其次是中國(guó)臺(tái)灣、美國(guó)、加拿大、意大利、新加坡、丹麥和法國(guó)；按出口目的地分，中國(guó)出口模具的市場(chǎng)主要是香港、美國(guó)和日本，其次是德國(guó)、印度、中國(guó)臺(tái)灣、法國(guó)、巴西、韓國(guó)和越南；按出口貨源地分，出口模具主要來(lái)自廣東、浙江和江蘇。 二．沖壓模具水平狀況 1.模具CAD/CAE/CAM水平現(xiàn)狀 21世紀(jì)開(kāi)始的CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)普及，近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α? 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和高校開(kāi)展模具研究與開(kāi)發(fā)。經(jīng)過(guò)努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得顯著進(jìn)步，在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期方面作出了貢獻(xiàn)。 例如，華中科技大學(xué)模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級(jí)進(jìn)模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學(xué)模具CAD國(guó)家工程研究中心開(kāi)發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開(kāi)發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件都具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并已在生產(chǎn)實(shí)踐中得到應(yīng)用，產(chǎn)生良好效益。 2.我國(guó)模具設(shè)計(jì)與制造現(xiàn)狀 我國(guó)現(xiàn)在每年還要從境外進(jìn)口20多億美元的模具，這些大都是國(guó)內(nèi)尚不能生產(chǎn)的高中檔模具。國(guó)內(nèi)中高檔模具的自配率只占50%左右；大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命等技術(shù)含量較高的模具只占到模具總量的30%左右。我國(guó)模具商品化率還只有50%多(發(fā)達(dá)國(guó)家達(dá)70%以上)；模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率也較低，只有50%左右；模具生產(chǎn)專業(yè)化水平還較低。這些都說(shuō)明我國(guó)的模具工業(yè)還不夠強(qiáng)大，我國(guó)還不是模具強(qiáng)國(guó)。 近些年來(lái)，中國(guó)模具的設(shè)計(jì)和制造水平有了很大提高，CAD/CAE/CAM等計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)、高速加工技術(shù)、熱流道技術(shù)、氣輔技術(shù)、逆向工程等新技術(shù)得到廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)在，中國(guó)已能生產(chǎn)精度達(dá)到2微米的多工位級(jí)進(jìn)模，壽命可達(dá)3億沖次以上。個(gè)別企業(yè)生產(chǎn)的多工位級(jí)進(jìn)模已可在2000次/分的高速?zèng)_床上使用，精度可達(dá)1微米。在大型塑料模具方面，中國(guó)已能生產(chǎn)43英寸大屏幕彩電和65英寸背投式電視的塑殼模具、10公斤大容量洗衣機(jī)全套塑料件模具以及汽車保險(xiǎn)杠、整體儀表板等塑料模具等。在精密塑料模具方面，中國(guó)已能生產(chǎn)照相機(jī)和手機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及精度達(dá)5微米的7800腔塑封模具等。在大型精密復(fù)雜壓鑄模方面，國(guó)內(nèi)已能生產(chǎn)自動(dòng)扶梯整體踏板壓鑄模、汽車后橋齒輪箱壓鑄模以及汽車發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的鑄造模具等。在汽車覆蓋件模具方面，國(guó)內(nèi)已能生產(chǎn)中檔新型轎車的覆蓋件模具。但是，我國(guó)模具的制造從總體上看，產(chǎn)品還只是以中低檔為主，中高檔模具很多還要依賴進(jìn)口；企業(yè)雖然重視推廣應(yīng)用新技術(shù)，但這些新技術(shù)應(yīng)用的水平還不夠高。我國(guó)模具產(chǎn)品水平與發(fā)達(dá)國(guó)家還有相當(dāng)?shù)牟罹唷? 三．沖壓模具的發(fā)展趨勢(shì) 1、沖壓模具產(chǎn)品發(fā)展重點(diǎn)。 沖壓模具共有7小類，并有一些按其服務(wù)對(duì)象來(lái)稱呼的一些種類。目前急需發(fā)展的是汽車覆蓋件模具，多功能、多工位級(jí)進(jìn)模和精沖模。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(jí)進(jìn)模、連續(xù)模今后將會(huì)有較快的發(fā)展。多功能 、多工位級(jí)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(jí)進(jìn)模。精沖模中發(fā)展重點(diǎn)是厚板精沖模大型精沖模，并不斷提高其精度。 2、沖壓模技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)。 (1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù) 模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。 (2)高速銑削加工 國(guó)外近年來(lái)發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。 (3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。 (4)電火花銑削加工 電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國(guó)外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到發(fā)展。 (5)優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù) 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來(lái)提高模具的壽命十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。 (7)模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺(tái)機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的夾具、刀具數(shù)控庫(kù)；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。CNC雕刻機(jī)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展上從最近的一兩年才有較大的發(fā)展，相關(guān)加工廠和使用單位時(shí)刻以敏銳的眼光盯著廠家的動(dòng)向，這也是身為雕銑機(jī)主機(jī)生產(chǎn)廠一點(diǎn)也不敢松懈的真正原因所在。在國(guó)外很早就有雕銑機(jī)的名詞(CNC engraving and milling machine)，嚴(yán)格地講雕是銑的一部分，是購(gòu)買雕刻機(jī)還是購(gòu)買數(shù)控銑式加工中心是經(jīng)常要問(wèn)自己的問(wèn)題。另外，還有目前盛行的高速切削機(jī)床(HSC MACHINE)。三個(gè)機(jī)型主要區(qū)別是：數(shù)控銑和加工中心用于完成較大銑削量的工件的加工設(shè)備；數(shù)控雕銑機(jī)用于完成較小銑削量，或軟金屬的加工設(shè)備；高速切削機(jī)床用于完成中等銑削量，并且把銑削后的打磨量降為最低的加工設(shè)備。 模具技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)主要是朝信息化、高速化生產(chǎn)與高精度化發(fā)展。因此從設(shè)計(jì)技術(shù)來(lái)說(shuō)，發(fā)展重點(diǎn)在于大力推廣CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用，并持續(xù)提高效率，特別是板材成型過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬分析技術(shù)。模具CAD、CAE技術(shù)應(yīng)向集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，并提高模具CAD、CAM系統(tǒng)專用化程度。為了提高CAD、CAE、CAM技術(shù)的應(yīng)用水平，建立完整的模具資料庫(kù)及開(kāi)發(fā)專家系統(tǒng)和提高軟件的實(shí)用性十分重要。從加工技術(shù)來(lái)說(shuō)，發(fā)展重點(diǎn)在于高速加工和高精度加工。高速加工目前主要是發(fā)展高速銑削、高速研拋和高速電加工及快速制模技術(shù)。高精度加工目前主要是發(fā)展模具零件精度1μm以下和表面粗糙度Pa≤0.1μm的各種精密加工。提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度，搞好模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)供應(yīng)也是沖壓模具技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)之一。為了提高沖壓模具的壽命，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)。對(duì)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(kāi)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)。 三、畢業(yè)設(shè)計(jì)所用的方法 1 在學(xué)校圖書(shū)館查閱相關(guān)資料。 2 在工廠的實(shí)踐畢業(yè)實(shí)習(xí)。 3 通過(guò)老師和工程師的指導(dǎo)。 4 通過(guò)瀏覽因特網(wǎng)上的相關(guān)資料。 5 通過(guò)對(duì)相關(guān)資料和數(shù)據(jù)的理論計(jì)算和分析 四、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度說(shuō)明 一、進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí),收集資料 第1—4周 二、查找文獻(xiàn)、完成實(shí)習(xí)報(bào)告、開(kāi)題報(bào)告 第5—6周 三、心軸托架模具的初步設(shè)計(jì) 第7—8周 四、心軸托架模具的詳細(xì)設(shè)計(jì) 第9—10周 五、畢業(yè)設(shè)計(jì)的完善 第11—15周 六、畢業(yè)答辯 第16—17周 四、主要參考文獻(xiàn)與資料獲得情況 【1】孔慶華 劉傳紹 主編. 極限配合與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ). 同濟(jì)大學(xué)出版社，2002 【2】劉鴻文 主編. 材料力學(xué). 高等教育出版社，2004 【3】顧崇銜 主編. 機(jī)械制造工藝學(xué). 陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1999 【4】薛啟翔 主編. 沖壓模具設(shè)計(jì)和加工計(jì)算速查手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社，2008 【5】許發(fā)樾 主編. 實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社，2005 【6】盧秉恒 主編. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ). 機(jī)械工業(yè)出版社，2008 【7】濮良貴 紀(jì)名剛 主編. 機(jī)械設(shè)計(jì). 高等教育出版社，2006 【8】孫恒 陳作模 主編. 機(jī)械原理. 高等教育出版社，2006 五、指導(dǎo)教師審批意見(jiàn) 指導(dǎo)教師： （簽名） 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 專業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 一、題目 二、起止日期 年 月 日至 年 月 日 三、主要任務(wù)與要求 指導(dǎo)教師 職稱 學(xué)院領(lǐng)導(dǎo) 簽字（蓋章） 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱人評(píng)語(yǔ) 題目 評(píng) 閱 人 職稱 工作單位 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)定書(shū) 題目 指導(dǎo)教師 職稱 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯許可證 答辯前向畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯委員會(huì)（小組）提交了如下資料： 1、設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明 共 頁(yè) 2、圖紙 共 張 3、指導(dǎo)教師意見(jiàn) 共 頁(yè) 4、評(píng)閱人意見(jiàn) 共 頁(yè) 經(jīng)審查， 專業(yè) 班 同學(xué)所提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），符合學(xué)校本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的相關(guān)規(guī)定，達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)的要求，根據(jù)學(xué)校教學(xué)管理的有關(guān)規(guī)定，同意參加畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯。 指導(dǎo)教師 簽字（蓋章） 年 月 日 根據(jù)審查，準(zhǔn)予參加答辯。 答辯委員會(huì)主席（組長(zhǎng)） 簽字（蓋章） 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)（小組）決議 院（系） 專業(yè) 班 同學(xué)的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）于 年 月 日進(jìn)行了答辯。 根據(jù)學(xué)生所提供的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）材料、指導(dǎo)教師和評(píng)閱人意見(jiàn)以及在答辯過(guò)程中學(xué)生回答問(wèn)題的情況，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)（小組）做出如下決議。 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的總評(píng)語(yǔ) 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的總評(píng)成績(jī)： 三、答辯組組長(zhǎng)簽名： 答辯組成員簽名： 答辯委員會(huì)主席： 簽字（蓋章） 年 月 日 摘 要：本設(shè)計(jì)為芯軸托架沖壓模具設(shè)計(jì)，根據(jù)零件的形狀、尺寸、精度、材料等條件，首先對(duì)芯軸托架的工藝性進(jìn)行了分析，并通過(guò)綜合對(duì)比確定了沖壓工藝方案及模具結(jié)構(gòu)方案，然后通過(guò)工藝設(shè)計(jì)計(jì)算確定排樣方案、計(jì)算沖壓力和壓力中心、初選壓力機(jī)，重點(diǎn)對(duì)落料沖孔復(fù)合模的各組成零部件的結(jié)構(gòu)、尺寸等進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，而模架則采用標(biāo)準(zhǔn)模架，再進(jìn)行孔加工即可。本設(shè)計(jì)還對(duì)彎曲模及最終沖孔模的整體方案作以說(shuō)明，所設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、定位基準(zhǔn)一致、能滿足產(chǎn)品的質(zhì)量要求。最終完成四套模具之總裝圖、落料沖孔復(fù)合模之各零件圖以及本篇論文之撰寫。 關(guān)鍵詞：模具設(shè)計(jì)、凸模、凹模、凸凹模。 Abstract：This design is called the die design of the bracket of shaft．According to the shape，size，precision and material of the bracket of shaft，the forming technologies are analyzed．Through comprehensive comparing，the stamping technology and the structure of the die are determined．After the calculation of the process，the nesting board is decided．The pressure and the pressure center are calculated，the press machine is chosen initially．The design calculations for the structure and the sizes of the components which consist of the blanking and punching die are emphasized．As for the die set are chosen from the standard，only need to make some hole in them．The overall solution of the bending die and the finally punching die are also described in this design．It is proved that the structure is simple and easy to operate，it can meet the requirement of the accuracy and quality of the product．And eventually，the assembly drawing of the four set of die，the drawing of the components which consist of the blanking and punching die，as well as the writing of this paper are finished． Key words：die design、male die、female die、punch die． 目錄 1. 緒 論 1 1．1沖壓的概念、特點(diǎn)及應(yīng)用 1 1．2沖壓的基本工序及模具 2 1．3沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 3 1．3．1沖壓成形理論及沖壓工藝 3 1．3．2模具先進(jìn)制造工藝及設(shè)備 4 1．3．3模具CAD /CAM 5 1．3．4模具標(biāo)準(zhǔn)化 6 2．零件工藝分析 8 2．1零件的結(jié)構(gòu)分析 8 2．2零件的精度 9 2．3沖壓方案分析 9 3．落料沖孔復(fù)合模 11 3．1．模具類型 11 3．2操作與定位方式 11 3．3卸料與出件方式 11 3．4模架類型及精度 11 3．5工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 12 3．5．1零件展開(kāi)尺寸計(jì)算 12 3．5．2排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 12 3．5．3沖裁力和壓力中心 13 3．6凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 15 3．6．1沖裁間隙的確定 15 3．6．2凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 16 3．7復(fù)合模零部件設(shè)計(jì) 19 3．7．1沖孔凸模 19 3．7．2落料凹模 20 3．7．3凸凹模設(shè)計(jì) 21 3．7．4定位零件設(shè)計(jì) 22 3．7．5卸料部件的設(shè)計(jì) 23 3．7．6推件裝置的設(shè)計(jì) 25 3．7．7模架及組成零件設(shè)計(jì) 27 3．7．8連接與固定零件 30 3．8模具總裝圖 32 3．9沖壓設(shè)備的選擇 34 3．10裝配技術(shù)要求 34 4.彎曲模模具體設(shè)計(jì) 35 4．1彎曲模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題 35 4．2彎曲模工作部分尺寸設(shè)計(jì) 35 4．2．1凸模圓角半徑 35 4．2．2凹模圓角半徑 37 4．2．3凹模深度 37 4．2．4凸凹模間隙 39 4．2．5 U形彎曲件凸、凹模橫向尺寸及公差 40 4．2．6凸、凹模外形尺寸 41 5．最終沖孔模 44 結(jié)束語(yǔ) 45 致謝 46 參考文獻(xiàn) 47 1. 緒 論 1．1沖壓的概念、特點(diǎn)及應(yīng)用 沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或者塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。 在沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為沖壓模具，簡(jiǎn)稱沖模。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒(méi)有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒(méi)有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。 沖壓加工與其它加工方法相比，沖壓加工無(wú)論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)如下： (1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。這是因?yàn)闆_壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來(lái)完成加工，普通壓力機(jī)的行程次數(shù)為每分鐘可達(dá)幾十次，高速壓力要每分鐘可達(dá)數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個(gè)沖件。 (2)沖壓時(shí)由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量,而模具的壽命一般較長(zhǎng),所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。 (3)沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強(qiáng)度和剛度均較高。 (4)沖壓一般沒(méi)有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。 由于沖壓具有如此優(yōu)越性，沖壓加工在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。例如：在宇航、航空、軍工、機(jī)械、農(nóng)機(jī)、電子、信息、鐵道、郵電、交通、化工、醫(yī)療器具、日用電器及輕工等部門里都有沖壓加工。不但整個(gè)產(chǎn)業(yè)界都用到它，而且每個(gè)人都直接與沖壓產(chǎn)品發(fā)生聯(lián)系。像飛機(jī)、火車、汽車、拖拉機(jī)上就有許多大、中、小型沖壓件。小轎車的車身，車架及車圈等零部件都是沖壓加工出來(lái)的。據(jù)有關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì)：自行車、縫紉機(jī)、手表里有80%是沖壓件；電視機(jī)、收錄機(jī)、攝像機(jī)里有90%是沖壓件；還有食品金屬罐殼、鋼精鍋爐、搪瓷盆碗及不銹鋼餐具，全都是使用模具的沖壓加工產(chǎn)品；就連電腦的硬件中也缺少不了沖壓件。 但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時(shí)一個(gè)復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益的。 由于沖壓加工具有上述突出優(yōu)點(diǎn)，因此在批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中占有十分重要的地位，是國(guó)防工業(yè)及民用工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的加工方法。 1．2沖壓的基本工序及模具 沖壓加工因制件的形狀、尺寸和精度各異，所采用的工序也各有不同。根據(jù)材料變性特點(diǎn)可將沖壓工序分為兩大類：分離工序和成形工序。坯料在沖壓力作用下，變形部分的應(yīng)力達(dá)到強(qiáng)度極限發(fā)生斷裂而產(chǎn)生分離的工序稱為分離工序，主要包括剪裁和沖裁。坯料在沖壓力作用下，變形部分的應(yīng)力達(dá)到屈服極限，但未達(dá)到強(qiáng)度極限，發(fā)生塑性變形而形成具有一定形狀和尺寸精度的零件或半成品的加工工序即稱為成形工序，主要包括彎曲、拉深、翻邊、旋壓等。 沖壓模具的形式很多，沖?？梢园凑找韵轮饕卣鱽?lái)分類： 根據(jù)工藝性質(zhì)分類 ａ．沖裁模　沿封閉或敞開(kāi)的輪廓線使材料產(chǎn)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。 ｂ．彎曲模　使板料毛坯或其他坯料沿著直線（彎曲線）產(chǎn)生彎曲變形，從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。 ｃ．拉深?！∈前寻辶厦髦瞥砷_(kāi)口空心件，或使空心件進(jìn)一步改變形狀和尺寸的模具。 ｄ．成形?！∈菍⒚骰虬氤善饭ぜ磮D凸、凹模的形狀直接復(fù)制成形，而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、擴(kuò)口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。 根據(jù)工序組合程度分類 ａ．單工序?！≡趬毫C(jī)的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。 ｂ．復(fù)合?！≈挥幸粋€(gè)工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在同一工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 ｃ．級(jí)進(jìn)模（也稱連續(xù)模）　在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個(gè)或更多的工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 但不論何種類型的沖壓模具，都可以看成是由上模和下模所組成，上模被固定在壓力機(jī)工作臺(tái)或墊板上，是沖模的固定部分。工作時(shí)，坯料在下模面上通過(guò)定位零件定位，壓力機(jī)滑塊帶動(dòng)上模下壓，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下，坯料便產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上?；厣龝r(shí)，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來(lái)，以便進(jìn)行下一次沖壓循環(huán)。 1．3沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 目前，我國(guó)沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有相當(dāng)?shù)牟罹?，主要原因在于我?guó)的沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面還有很大的不足，導(dǎo)致我國(guó)模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具差距較大。 隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，沖壓產(chǎn)品生產(chǎn)正呈現(xiàn)多品種、少批量、復(fù)雜、大型、精密，更新?lián)Q代速度快等特點(diǎn)變化，沖壓模具正向著高效、精密、長(zhǎng)壽命、大型化方向發(fā)展。其主要表現(xiàn)和發(fā)展方向如下： 1．3．1沖壓成形理論及沖壓工藝 加強(qiáng)沖壓變形基礎(chǔ)理論的研究，以提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)算方法，正確地確定沖壓工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決沖壓變形中出現(xiàn)的各種實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)一步提高沖壓件的質(zhì)量。 研究和推廣采用新工藝，如精沖工藝、軟模成形工藝、高能高速成形工藝、超塑性成形工藝以及其他高效率、經(jīng)濟(jì)成形工藝等，進(jìn)一步提高沖壓技術(shù)水平。 特別值得指出的是，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進(jìn)一步完善，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用塑性成形過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，即利用有限元等數(shù)值分析方法模擬金屬的塑性成形過(guò)程，通過(guò)分析數(shù)值，幫助設(shè)計(jì)人員實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)。 1．3．2模具先進(jìn)制造工藝及設(shè)備 模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)正不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透、交叉、融合，對(duì)其實(shí)施改造，形成先進(jìn)制造技術(shù)。目前又出現(xiàn)了在沖壓模內(nèi)攻牙技術(shù)，引導(dǎo)了不少?zèng)_壓廠家為了降低成本,引起了一股搶購(gòu)熱潮。模具先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在： (1) 高速銑削加工 普通銑削加工采用低的進(jìn)給速度和大的切削參數(shù)，而高速銑削加工則采用高的進(jìn)給速度和小的切削參數(shù)，高速銑削加工相對(duì)于普通銑削加工具有如下特點(diǎn)： ａ．高效　高速銑削的主軸轉(zhuǎn)速一般為15000r/min～40000r/min，最高可達(dá)100000r/min。在切削鋼時(shí)，其切削速度約為400m/min，比傳統(tǒng)的銑削加工高5～10倍；在加工模具型腔時(shí)與傳統(tǒng)的加工方法(傳統(tǒng)銑削、電火花成形加工等)相比其效率提高4～5倍。 ｂ．高精度　高速銑削加工精度一般為10μm，有的精度還要高。 　　 ｃ．高的表面質(zhì)量　由于高速銑削時(shí)工件溫升小（約為3°C），故表面沒(méi)有變質(zhì)層及微裂紋，熱變形也小。最好的表面粗糙度Ra小于1μm，減少了后續(xù)磨削及拋光工作量。 ｄ．可加工高硬材料　可銑削50～54HRC的鋼材，銑削的最高硬度可達(dá)60HRC。 鑒于高速加工具備上述優(yōu)點(diǎn)，所以高速加工在模具制造中正得到廣泛應(yīng)用，并逐步替代部分磨削加工和電加工。 (2) 電火花銑削加工 電火花銑削加工（又稱為電火花創(chuàng)成加工）是電火花加工技術(shù)的重大發(fā)展，這是一種替代傳統(tǒng)用成型電極加工模具型腔的新技術(shù)。像數(shù)控銑削加工一樣，電火花銑削加工采用高速旋轉(zhuǎn)的桿狀電極對(duì)工件進(jìn)行二維或三維輪廓加工，無(wú)需制造復(fù)雜、昂貴的成型電極。日本三菱公司最近推出的EDSCAN8E電火花創(chuàng)成加工機(jī)床，配置有電極損耗自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)、CAD/CAM集成系統(tǒng)、在線自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)，體現(xiàn)了當(dāng)今電火花創(chuàng)成加工機(jī)床的水平。 (3) 慢走絲線切割技術(shù) 目前，數(shù)控慢走絲線切割技術(shù)發(fā)展水平已相當(dāng)高，功能相當(dāng)完善，自動(dòng)化程度已達(dá)到無(wú)人看管運(yùn)行的程度。最大切割速度已達(dá)300mm2/min，加工精度可達(dá)到±1.5μm，加工表面粗糙度Ra0.1～0.2μm。直徑0.03～0.1mm細(xì)絲線切割技術(shù)的開(kāi)發(fā)，可實(shí)現(xiàn)凹凸模的一次切割完成，并可進(jìn)行0.04mm的窄槽及半徑0.02mm內(nèi)圓角的切割加工。錐度切割技術(shù)已能進(jìn)行30°以上錐度的精密加工。 (4) 磨削及拋光加工技術(shù) 磨削及拋光加工由于精度高、表面質(zhì)量好、表面粗糙度值低等特點(diǎn)，在精密模具加工中廣泛應(yīng)用。目前，精密模具制造廣泛使用數(shù)控成形磨床、數(shù)控光學(xué)曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床及自動(dòng)拋光機(jī)等先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)。 (5) 數(shù)控測(cè)量 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，必然導(dǎo)致模具零件形狀的復(fù)雜。傳統(tǒng)的幾何檢測(cè)手段已無(wú)法適應(yīng)模具的生產(chǎn)。現(xiàn)代模具制造已廣泛使用三坐標(biāo)數(shù)控測(cè)量機(jī)進(jìn)行模具零件的幾何量的測(cè)量，模具加工過(guò)程的檢測(cè)手段也取得了很大進(jìn)展。三坐標(biāo)數(shù)控測(cè)量機(jī)除了能高精度地測(cè)量復(fù)雜曲面的數(shù)據(jù)外，其良好的溫度補(bǔ)償裝置、可靠的抗振保護(hù)能力、嚴(yán)密的除塵措施以及簡(jiǎn)便的操作步驟，使得現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化檢測(cè)成為可能。 1．3．3模具CAD /CAM 計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的迅速發(fā)展和有機(jī)結(jié)合，形成了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造這一新技術(shù)。 CAD/CAM是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，它以計(jì)算機(jī)軟件的形式為用戶提供一種有效的輔助工具，使工程技術(shù)人員能借助計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成型工藝、數(shù)控加工及成本等進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。模具CAD/CAM能顯著縮短模具設(shè)計(jì)及制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，已成為人們的共識(shí)。 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和高校開(kāi)展模具研究與開(kāi)發(fā)。經(jīng)過(guò)努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得顯著進(jìn)步，在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期方面作出了貢獻(xiàn)。 例如，華中科技大學(xué)模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級(jí)進(jìn)模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學(xué)模具CAD國(guó)家工程研究中心開(kāi)發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開(kāi)發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件都具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并已在生產(chǎn)實(shí)踐中得到應(yīng)用，產(chǎn)生良好效益。 模具先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)制模技術(shù)模具質(zhì)量依賴于人為因素，不易控制的狀況，使得模具質(zhì)量依賴于物化因素，整體水平容易控制，模具再現(xiàn)能力強(qiáng)。 1．3．4模具標(biāo)準(zhǔn)化 模具標(biāo)準(zhǔn)化是縮短制造周期、降低模具生產(chǎn)成本、提高模具質(zhì)量的有效方法，模具標(biāo)準(zhǔn)化程度的高低是體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家模具整體技術(shù)的重要標(biāo)志之一。我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件技術(shù)水平低、模具標(biāo)準(zhǔn)化程度低，與先進(jìn)工業(yè)國(guó)家相比有較大差距。 國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)證明，模具標(biāo)準(zhǔn)件的專業(yè)化生產(chǎn)和商品化供應(yīng)，極大地促進(jìn)了模具工業(yè)的發(fā)展。 廣泛應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)件可縮短設(shè)計(jì)制造周期達(dá)25-40％；可節(jié)約由于使用者自制標(biāo)準(zhǔn)件所造成的社會(huì)工時(shí)，減少原材料及能源的浪費(fèi)；可為模具CAD／CAM等現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)；可顯著提高模具的制造精度和使用性能。通常采用專業(yè)化生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)件比自制標(biāo)準(zhǔn)件其配合精度和位置精度將至少提高一個(gè)數(shù)量級(jí)，并可保證互換性，提高模具的使用壽命，進(jìn)而促進(jìn)行業(yè)內(nèi)部經(jīng)濟(jì)體制、經(jīng)營(yíng)機(jī)制以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)管理方面的改革，實(shí)現(xiàn)專業(yè)化和規(guī)模化生產(chǎn)，并帶動(dòng)模具標(biāo)準(zhǔn)件商品市場(chǎng)的形成與發(fā)展?？梢哉f(shuō)沒(méi)有模具標(biāo)準(zhǔn)件的專業(yè)化和商品化，就沒(méi)有模具工業(yè)的現(xiàn)代化。 學(xué)習(xí)借鑒國(guó)外先進(jìn)模具標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)發(fā)我國(guó)模具新標(biāo)準(zhǔn)，提高模具標(biāo)準(zhǔn)件精度和互換性以及模具標(biāo)準(zhǔn)化程度，是我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化努力地方向。 2．零件工藝分析 芯軸托架零件圖如下： 圖2．1 2．1零件的結(jié)構(gòu)分析 圖2．1所示為在機(jī)械產(chǎn)品中使用較為廣泛的芯軸托架，采用沖壓生產(chǎn)。零件中心孔裝有芯軸，零件材料為08冷軋鋼，料厚1.5mm，工件表面不允許有嚴(yán)重劃痕，孔不允許有變形。 由芯軸托架零件圖可知，中心孔內(nèi)裝有芯軸，且為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，為提高沖件精度，遵循基準(zhǔn)重合原則，應(yīng)先沖出中心孔，便于后續(xù)工序之定位，且孔邊距與彎曲中心的距離為6mm，大于1.0t(1.5mm)，彎曲時(shí)不會(huì)引起孔變形，故而可行。 的孔是與機(jī)身連接的緊固孔，為保證裝配要求，對(duì)5個(gè)孔提出了精度要求（IT9），要求孔不能有變形，而孔的邊緣與彎曲中心距離1.5mm，等于1.0t,彎曲時(shí)易發(fā)生孔變形，故應(yīng)在彎曲成形后沖出。 2．2零件的精度 除去芯軸孔、四個(gè)定位小孔以及孔距外，其余尺寸均為標(biāo)注公差，按照線性尺寸的未注公差選取中等級(jí)，相當(dāng)于IT14級(jí)，并按照“入體原則”標(biāo)注各尺寸公差分別為： 零件外形： 、 、 、 、 各孔尺寸： 、 屬IT9級(jí)精度 孔心距： 屬IT12級(jí)精度 利用普通沖裁方式即可滿足零件精度要求。 2．3沖壓方案分析 制成該零件的基本工序?yàn)槁淞?、沖孔和彎曲。根據(jù)前述分析可知，大致分為以下三步：落料、沖中心孔，彎曲四個(gè)直角，沖四個(gè)緊固小孔。 (1) 落料、沖中心孔可采用以下方案： a．先落料，再?zèng)_孔，采用單工序模生產(chǎn)； b．落料-沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)； c．采用落料，沖孔連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 方案a模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序、兩套模具才能完成，生產(chǎn)效率低；方案b和方案c的生產(chǎn)效率都能滿足大批量生產(chǎn)的要求，但是采用級(jí)進(jìn)沖裁時(shí)不能滿足芯軸孔的精度要求（級(jí)進(jìn)模所制零件精度一般為IT13-IT10級(jí)，復(fù)合模所制零件精度一般為IT10-IT8級(jí)）；采用方案c，生產(chǎn)效率高，操作方便，沖出的零件能滿足精度要求。 (2) 彎曲四個(gè)直角可采用以下方案： a．一次彎曲，采用一套模具； b．分兩次彎曲。 方案a雖然操作簡(jiǎn)單，但考慮到零件彎曲后的回彈太大，其不能保證零件的形狀精度，故而不行，采用方案b則無(wú)此問(wèn)題。 (3) 沖四個(gè)小孔 待前面的工序完成以后，采用一套單工序沖孔模即可完成此工序。 最終確定采用以下方案生產(chǎn)該零件：①落料和沖孔；②第一次彎曲四直角；③第二次彎曲四直角；④校準(zhǔn)四直角并沖孔，即采用一套落料沖孔復(fù)合模，兩套彎曲模和一套單工序沖孔模來(lái)實(shí)現(xiàn)零件的生產(chǎn)。 3．落料沖孔復(fù)合模 3．1．模具類型 根據(jù)零件沖裁工藝方案，采用落料沖孔復(fù)合模，其主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有作為落料凸模和沖孔凹模雙重作用的凸凹模，凸凹模裝在下模成為倒裝式。倒裝式省去了頂出裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作。 3．2操作與定位方式 雖然零件的生產(chǎn)批量較大，但通過(guò)合理安排生產(chǎn)，采用手工送料方式即能達(dá)到批量要求，并能降低模具成本，因此采用手動(dòng)送料方式?？紤]到零件尺寸大小、料厚等，為便于操作和保證零件精度，采用導(dǎo)料板導(dǎo)向，采用固定擋料銷定距。 3．3卸料與出件方式 采用彈壓卸料裝置卸料，既起卸料作用又起壓料作用，所得沖裁零件質(zhì)量較好，平直度高。 落料件采用推件塊從落料凹模中推出，而沖孔廢料則直接從沖孔凹模中掉下。 3．4模架類型及精度 考慮到送料與操作的方便性，模架采用后側(cè)式導(dǎo)柱的模架，用導(dǎo)套導(dǎo)柱導(dǎo)向。由于零件精度要求不是很高，但沖裁間隙較小，故采用Ⅰ級(jí)模架精度。 3．5工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 3．5．1零件展開(kāi)尺寸計(jì)算 查《沖壓模具與制造》表3-6，彎曲件展開(kāi)尺寸計(jì)算公式有： 由零件圖可知： ， ， 再查《沖壓模具與制造》表3-3知， ， 代入各參數(shù)即可求得零件展開(kāi)長(zhǎng)度 精度等級(jí)為IT14級(jí)，故其尺寸公差為： 3．5．2排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 零件展開(kāi)后幾何輪廓為規(guī)則的矩形，輪廓尺寸為104.3mm×30mm.考慮方便操作并保證零件精度，采用直排有廢料排樣。如圖3．1所示。 查《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表2.5.2，最小搭邊值，工件間，側(cè)面。送料步距。 圖3．1 排樣圖 本模具不采用側(cè)壓裝置，但采用的彈壓卸料裝置兼有壓料作用，故仍可按照有側(cè)壓裝置來(lái)計(jì)算導(dǎo)料板寬度，查《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》按下式計(jì)算： 條料寬度： 導(dǎo)料板間距： 其中：——條料寬度方向沖裁件的最大尺寸； ——側(cè)搭邊值； ——條料寬度的單向（負(fù)向）偏差； ——導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙。 查表得 ， 代入數(shù)據(jù)即可求得： 條料寬度： ，導(dǎo)料板間距： 查選擇板料規(guī)格為1100×2000×1.5 采用縱向裁剪時(shí)，裁剪尺寸為109.3。一塊板料可剪成10根條料，每根條料可沖出63個(gè)沖件，則一塊板料的材料利用率為： 其中： —— 一張板料上沖裁件的總數(shù)； —— 一個(gè)沖裁件的實(shí)際面積； —— 板料長(zhǎng)度； —— 板料寬度。 則有： 3．5．3沖裁力和壓力中心 ①?zèng)_裁力： 查《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》，沖裁力計(jì)算公式為： 式中： —— 沖裁力； —— 沖裁周邊長(zhǎng)度； —— 材料厚度； —— 材料抗剪強(qiáng)度； —— 系數(shù)，一般取1.3。 由零件圖易求得沖裁周邊長(zhǎng)度 查《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表1.3.6，沖壓常用金屬材料力學(xué)性能取 代入各參數(shù)即可求得沖裁力 ②卸料力與推件力： 查《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》，卸料力與推件力的計(jì)算公式分別為： 式中： —— 沖裁力； 、 —— 卸料力、推件力系數(shù)； —— 同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖裁件（或廢料）數(shù)。 式中： —— 凹模洞口的直刃壁高度； —— 板料厚度。 查《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表2.6.1，有， 查《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表2.9.4，取凹模洞口直壁刃高度 代入各參數(shù)即可求得： 卸料力 推件力 ③壓力機(jī)的公稱壓力： 壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于各種沖壓工藝力的總和。本套模具采用彈性卸料裝置和下出料方式，根據(jù)《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》公式2.6.6 可求得， ④壓力中心： 模具的壓力中心即是沖壓力合力的作用點(diǎn)。為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心和壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。否則，沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會(huì)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。 本零件幾何輪廓為規(guī)則的對(duì)稱圖形，其壓力中心即位于幾何輪廓的中心。 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，初選壓力機(jī)JC23-25，公稱壓力250KN。 3．6凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 3．6．1沖裁間隙的確定 沖裁間隙是指凹模刃口橫向尺寸與凸模刃口橫向尺寸的差值，如圖3.2所示。表示雙面間隙，單面間隙用表示，如無(wú)特殊說(shuō)明，沖裁間隙就是指雙面間隙。值可為正，亦可為負(fù)，但在普通沖裁中均為正值。 圖3.2 沖裁間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量、沖裁力和模具壽命均有很大影響，是沖裁工藝與沖模設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的工藝參數(shù)。但很難找到一個(gè)固定的間隙值能同時(shí)滿足沖件質(zhì)量最佳、 沖模壽命最長(zhǎng)。沖裁力最小等各方面的要求。因此，實(shí)際沖壓中給沖裁間隙規(guī)定一個(gè)范圍值，即為合理間隙，其最小值稱為最小合理間隙（），最大值稱為最大合理間隙（）。 查《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表2.3.3，節(jié)選如下： 表3.1 沖裁模初始雙面間隙值（） 材料厚度 t(mm) 08、10、35 Q295、Q235A Q345 40、50 65Mn 1.5 0.132 0.240 0.170 0.240 0.170 0.240 取： ， 3．6．2凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 凸模和凹模的刃口尺寸和公差直接影響沖裁件的尺寸精度。模具的合理間隙也靠凸、凹模刃口尺寸及公差來(lái)保證。因此，正確制定凸、凹模刃口尺寸和公差，是沖模設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要工作。 ① 落料凸、凹模 設(shè)計(jì)落料模先確定凹模刃口尺寸，然后以凹模為基準(zhǔn)，合理間隙取在凸模上。根據(jù)沖模在使用中的磨損規(guī)律，落料凹?；境叽鐟?yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸。 根據(jù)《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》，落料凸、凹模刃口計(jì)算公式如下： 式中：、——落料凹、凸模刃口尺寸； ——落料件最大極限尺寸； ——工件制造公差； ——磨損系數(shù)，在0.5～1之間選取，與制造精度有關(guān)，可查表或按下列關(guān)系選取： 制件精度在IT10以上， 制件精度IT11至IT13, 制件精度IT14， ——最小合理間隙； 、——凹、凸模的制造公差。 為保證初始間隙不超過(guò)，和的選取必須滿足以下條件： 查《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表2.4.1（內(nèi)容見(jiàn)表3.3）： 表3.3 規(guī)則形狀（圓形、方形）沖裁時(shí)凸模、凹模的制造偏差（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 0.020 0.020 180～260 0.030 0.045 18～30 0.020 0.025 260～360 0.035 0.050 30～80 0.020 0.030 360～500 0.040 0.060 80～120 0.025 0.035 ≥500 0.050 0.070 120～180 0.030 0.040 取凸模刃口長(zhǎng)度方向制造偏差為0.025mm,寬度方向制造偏差為0.020mm；取凹模刃口長(zhǎng)度方向制造偏差0.035mm，寬度方向制造偏差0.025mm。 根據(jù)落料件外形尺寸公差（IT14級(jí)），取。則： 凹模刃口尺寸為： 長(zhǎng)度方向： 寬度方向： 凸模刃口尺寸為： 長(zhǎng)度方向： 寬度方向： 校核： 長(zhǎng)度方向：0.035mm+0.025mm=0.06mm≤0.240mm-0.132mm=0.108mm 寬度方向：0.025mm+0.020mm=0.045mm≤0.108mm 能夠滿足間隙公差要求。 ② 沖孔凸、凹模 設(shè)計(jì)沖孔模是先確定凸模刃口尺寸，然后以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。根據(jù)沖孔模的磨損規(guī)律，凸模基本尺寸取接近或等于工件孔的最大極限尺寸。 根據(jù)《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》，沖孔凸、凹模刃口尺寸計(jì)算公式如下： 式中： 、——沖孔凹、凸模刃口尺寸； ——沖孔件孔的最小極限尺寸； ——工件制造公差； ——最小合理間隙； ——磨損系數(shù)； 、——凹、凸模制造公差，同樣要滿足一下要求： 中心孔尺寸為IT9級(jí)精度，取，凸、凹模分別按IT6和IT7級(jí)精度制造。則： 沖孔凸模刃口尺寸為： 沖孔凹模刃口尺寸為： 校核： 0.009mm+0.015mm=0.024mm≤0.240mm-0.132mm=0.108mm 能滿足間隙公差要求。 3．7復(fù)合模零部件設(shè)計(jì) 3．7．1沖孔凸模 ①凸模的結(jié)構(gòu)形式　沖孔凸模刃口尺寸為圓形，為便于凸模的固定和加工，將凸模設(shè)計(jì)成臺(tái)階式，查《實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖3-57，選擇凸模結(jié)構(gòu)形式為：標(biāo)準(zhǔn)圓凸模b。 臺(tái)階式凸模強(qiáng)度剛性好，裝配修磨方便，其工作部分尺寸由計(jì)算而得；與凸模固定板配合部分按過(guò)渡配合制造；最大直徑的作用是形成臺(tái)階，以便固定，保證工作時(shí)凸模不被拉出。 ②凸模的長(zhǎng)度 凸模長(zhǎng)度尺寸應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)，并考慮修磨、固定板與卸料板之間的安全距離、裝配等的需要來(lái)確定。 當(dāng)采用彈壓卸料裝置時(shí)，凸模長(zhǎng)度按下式計(jì)算： 式中：——凸模長(zhǎng)度； ——凸模固定板厚度； ——卸料板厚度； ——材料厚度； ——增加長(zhǎng)度，包括凸模的修磨量、凸模進(jìn)入凹模的深度（0.5～1mm）、凸模固定板與卸料板間的安全距離，一般取10～20mm。 因此 ③凸模的強(qiáng)度校核 一般情況下，凸模的強(qiáng)度足夠，無(wú)需校核；但對(duì)于細(xì)長(zhǎng)凸模，則需進(jìn)行剛度校核。根據(jù)《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表2.9.2，有校核公式如下： 式中：——凸模允許的最大自由長(zhǎng)度； ——凸模的最小直徑； ——沖裁力。 代入數(shù)據(jù)即可求得： 即沖孔凸模自由長(zhǎng)度不超過(guò)21.7mm，根據(jù)沖孔標(biāo)準(zhǔn)中的凸模長(zhǎng)度系列，選取凸模長(zhǎng)度56mm。 ④凸模的材料和技術(shù)要求 凸模材料采用碳素工具鋼T10A，凸模工作端（即刃口）淬硬至56～60HRC，凸模尾端淬火后硬度為43～48為宜。 零件圖如圖3.3： 3．7．2落料凹模 圖3.3 沖孔凸模 ①凹模的結(jié)構(gòu)形式 凹模采用整體式板行結(jié)構(gòu)，通過(guò)螺釘直接固定。 因沖件批量大，考慮到凹模的磨損和保證沖件質(zhì)量，凹模刃口形式采用直刃壁結(jié)構(gòu)，刃壁高度取9mm，漏料部分沿刃口輪廓單邊擴(kuò)大0.5mm。 ②凹模輪廓尺寸的確定 根據(jù)《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》公式2.9.3和2.9.4有： 凹模高度： 凹模壁厚： 式中：——凹模刃口最大尺寸； ——系數(shù)，考慮板料厚度的影響。 由前述計(jì)算知： 查《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表2．9．5，取系數(shù)。則： 凹模高度 凹模壁厚 。 取凹模高度35mm，凹模壁厚40mm。 故凹模長(zhǎng)度為：，取為200mm 凹模寬度為：,取為125mm。 綜上，凹模輪廓尺寸為：。 ③螺栓與圓柱銷的布置 落料凹模采用四個(gè)M10螺釘與上模座連接，螺釘孔均勻分布，圓柱銷起定位作用，查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》表5-25選取圓柱銷為： 。查《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表2.9.3?。槁葆斂纵S線到凹模邊緣的距離）；取，。 ④凹模的材料和技術(shù)要求 凹模材料選用T10A。工作部分淬硬至HRC58～62。 3．7．3凸凹模設(shè)計(jì) 凸凹模是復(fù)合模中同時(shí)具有落料凸模和沖孔凹模作用的零件。它的內(nèi)外緣均為刃口，內(nèi)外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸。從強(qiáng)度方面考慮，其壁厚受最小值的限制。凸凹模的最小壁厚還與模具結(jié)構(gòu)有關(guān)，本套模具采用倒裝式結(jié)構(gòu)，內(nèi)孔為直刃壁形式，采用下出料方式，脹力大，最小壁厚應(yīng)大些。 查《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表2.9.6，取最小壁厚。 凸凹模的高度取決于起落料作用的凸模，外形為方形，固定方式采用臺(tái)階式結(jié)構(gòu)與凸凹模固定板連接。 查《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》表22.2-3，選擇材料為T10A，外緣工作部分淬硬至56～60HRC，內(nèi)緣淬硬至60～64HRC。 其零件圖如圖3.4： 圖3.4 凸凹模 3．7．4定位零件設(shè)計(jì) 沖模的定位零件是來(lái)保證條料的正確送進(jìn)及在模具中的正確位置的。 條料在模具送料平面中必須有兩個(gè)方向的限位：一是在與條料防線垂直的方向上的限位，保證條料沿正確方向送進(jìn)，稱為送進(jìn)導(dǎo)向，本套模具的送進(jìn)導(dǎo)向裝置為導(dǎo)料板；二是在送料方向上的限位，控制條料一次送進(jìn)的距離，稱為送料定距，本套模具采用擋料銷定距。 ①擋料銷 擋料銷起定位作用，用它擋住搭邊或沖件輪廓，以限定條料送進(jìn)距離。本套模具選用活動(dòng)擋料銷。沖裁時(shí)，它隨凹模的向下運(yùn)動(dòng)而壓入孔中，工作方便，常用于倒樁是復(fù)合模中。 查《沖壓模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》圖5-23，選用扭簧彈頂擋料裝置，再查表5-20,5-21，5-22選擋料銷為6×22 JB/T 7649.6-1994，扭簧為6×35 JB/T 7649.6-1994，螺釘為M6×8 GB/T67-2000。 其中，擋料銷與擋料孔采用配合H11/d11。擋料銷材料為45鋼，熱處理至43～48HRC，扭簧材料為65Mn，熱處理至44～50HRC。 ②導(dǎo)料板 條料靠著導(dǎo)料板導(dǎo)向送進(jìn)，以免送偏。本套模具采用與卸料板相連接的整體式結(jié)構(gòu)的導(dǎo)料板，導(dǎo)料板的寬度前面已經(jīng)算出，其高度H視板料厚度t與擋料銷的高度h而定，查《沖壓模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表5-39，取導(dǎo)料板的高度H=5mm。 材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，28～32HRC。 3．7．5卸料部件的設(shè)計(jì) 卸料裝置分為固定卸料裝置、彈壓卸料裝置和廢料切刀裝置。卸料板用于卸掉卡箍在凸模上或凸、凹模上的沖裁件或廢料。 ①卸料板 本套模具采用的彈壓卸料裝置，卸料板的周界尺寸與落料凹模的周界尺寸相同，厚度為15mm。材料采用45鋼，淬火硬度40～45HRC。 ②卸料螺釘 卸料板上設(shè)置4個(gè)卸料螺釘，公稱直徑為10mm，螺紋部分為M8×8mm。卸料螺釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間，卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出凸凹模端面1mm，有誤差時(shí)通過(guò)在螺釘與卸料板之間安裝墊片來(lái)調(diào)整。 查《沖壓模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表5-47，選卸料螺釘規(guī)格為：10×60mm JB/T7650.5-1994。 ③橡膠的設(shè)計(jì) 橡膠允許承受的負(fù)荷較大，安裝調(diào)整靈活，是沖裁模中常用的彈性元件。 本套模具選用4塊完全一樣的圓筒形橡膠，避免因受力不均產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常生產(chǎn)。 ａ．卸料板的工作行程： 式中：——凸模凹進(jìn)卸料板的高度，1mm； ——料厚； ——凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，取為2mm。 故而， ｂ．橡膠的工作行程： 式中：——卸料板的工作行程； ——凸模修模量，取為5.5mm. 故而，。 ｃ．橡膠的工作行程取為自由高度的25%，則橡膠的自由高度為40mm。 ｄ．橡膠的預(yù)壓縮量 ｅ．每個(gè)橡膠承受的載荷 ｆ．橡膠的外徑D：根據(jù)《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表2.9.12有計(jì)算公式如下： 式中：——圓筒形橡膠內(nèi)徑，根據(jù)結(jié)構(gòu)選取，取為10.5mm； ——每個(gè)橡膠承受的載荷； ——橡膠壓縮10%～35%時(shí)的單位壓力，。 查《沖壓模具實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè)》表B-8，取 代入各數(shù)據(jù)即可求得橡膠的外徑 ｇ．校核橡膠的自由高度 橡膠高度與直徑只比應(yīng)滿足下式： 式中：——橡膠的自由高度； ——橡膠的外徑； 根據(jù)上述計(jì)算有：，滿足條件。 ｈ．橡膠的安裝高度 。 3．7．6推件裝置的設(shè)計(jì) 推件的目的是從凹模中卸下沖件或廢料，一般裝在上模內(nèi)。 推件裝置主要有剛性推件裝置和彈性推件裝置兩種。一般剛性的用得較多，由打桿、推板、連接推桿和推件塊組成，查《新編實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》，有如圖3.5所示的幾種結(jié)構(gòu)形式： 圖3.5 本套模具選用圖3.6中第一種結(jié)構(gòu)的推件裝置。其各構(gòu)件設(shè)計(jì)如下： ①推板 查《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》，推板有如圖3.6所示的幾種標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)： 由于本套模具中凹模刃口輪廓形狀為狹長(zhǎng)的長(zhǎng)方形，推板選用圖3.6中的A型結(jié)構(gòu)，查《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》選用推板規(guī)格為 圖3.6 ②推件塊 推件塊的外形輪廓取決于凹模刃口形狀，其工作部分要求將凹模中的落料件全部推 出，故應(yīng)比凹模直刃壁高度長(zhǎng)1mm，上部加臺(tái)肩，避免推件塊脫落。故其結(jié)構(gòu)圖下圖所示： 圖3.7 推件塊 ③連接推桿 連接推桿一般需要2至4根，且長(zhǎng)短一致，均勻分布?？紤]到所選推板及推件塊的形狀特征，故而采用四根連接推桿，直徑6mm，長(zhǎng)度56mm。 ④打桿 打桿的長(zhǎng)度按下式計(jì)算： 式中：——頂出狀態(tài)時(shí)，打桿在上模座平面以下的長(zhǎng)度； ——壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸； ——考慮各種誤差而加的常數(shù)，一般取。 取打桿長(zhǎng)度80mm。 打桿直徑與模柄中心孔間隙配合，取直徑11mm。 3．7．7模架及組成零件設(shè)計(jì) 模架是上模座、下模座、導(dǎo)柱和導(dǎo)套的組合體。根據(jù)模架導(dǎo)向用的導(dǎo)柱和導(dǎo)套間的配合性質(zhì)，模架可分為滾動(dòng)導(dǎo)向模架和滑動(dòng)導(dǎo)向模架兩大類。每類模架中，由于導(dǎo)柱安裝位置和數(shù)量不同，各自又具有多種模架類型。 考慮到送料與操作的方便性，模架采用后側(cè)式導(dǎo)柱的模架（如圖3.8），用導(dǎo)套導(dǎo)柱導(dǎo)向。由于零件精度要求不是很高，但沖裁間隙較小，故采用Ⅰ級(jí)模架精度。 后側(cè)導(dǎo)柱模架的特點(diǎn)是導(dǎo)向裝置在后側(cè)，橫向和縱向送料都比較方便，但如果有偏心載荷，壓力機(jī)導(dǎo)向又不精確，就會(huì)造成上模歪斜，導(dǎo)向裝置和凸、凹模都容易磨損，從而影響模具壽命。因此一般用于較小的沖模。 選擇模架尺寸時(shí)要從凹模的輪廓尺寸來(lái)考慮，一般在長(zhǎng)度及寬度上模架都應(yīng)比凹模大30～40mm，模架厚度一般等于凹模厚度的1～1.5倍。選擇模架時(shí)還要 圖3.8 注意模架與壓力機(jī)的安裝關(guān)系，例如，在模架與壓力機(jī)工作臺(tái)孔的關(guān)系中，模座的寬度應(yīng)比壓力機(jī)工作臺(tái)孔徑每邊約大40～50mm。另外，沖壓模具的閉合高度應(yīng)大于壓力機(jī)的最小裝模高度，小于壓力機(jī)最大裝模高度。 查《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》表22.4-30選模架規(guī)格為200×125×170～205 Ⅰ GB/T2851.3-1990。 ①模座 模座一般分為上模座和下模座，形狀基本相似。上下模座的作用是直接或間接地安裝沖模的所有零件，分別與壓力機(jī)滑塊和工作臺(tái)連接，傳遞壓力。 模座因強(qiáng)度不足會(huì)產(chǎn)生破壞；如果剛度不足，工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的變形，導(dǎo)致模具工作零件和導(dǎo)向零件的迅速磨損，因此必須十分重視上、下模座的強(qiáng)度和剛度。 根據(jù)《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》表22.4-30所選模架規(guī)格，有上模座規(guī)格為：200×125×40 GB/T2855.5-1990（見(jiàn)圖3.9），下模座的規(guī)格為：200×125×50 GB/T2855.6-1990（見(jiàn)圖3.10）。 圖3.9 標(biāo)準(zhǔn)上模座 圖3.10 標(biāo)準(zhǔn)下模座 ②導(dǎo)向裝置 導(dǎo)向零件是用來(lái)保證上模相對(duì)于下模的正確運(yùn)動(dòng)。對(duì)生產(chǎn)批量較大、零件公差要求較高、壽命要求較長(zhǎng)的模具，一般都采用導(dǎo)向裝置。其中，應(yīng)用最廣泛的是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。 一般導(dǎo)柱安裝在下模座，導(dǎo)套安裝在上模座，分別采用過(guò)盈配合。導(dǎo)柱與導(dǎo)套按或配合，其配合間隙必須小于沖裁間隙。 圖3.11 標(biāo)準(zhǔn)A型導(dǎo)柱 最常用的導(dǎo)柱是標(biāo)準(zhǔn)A型導(dǎo)柱（見(jiàn)圖3.11），其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，但與模座為過(guò)盈配合，裝拆麻煩是其不足之處。 根據(jù)《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》所選模架，確定導(dǎo)柱規(guī)格為： A型導(dǎo)柱一般與A型或B型導(dǎo)套配套用于滑動(dòng)導(dǎo)向。標(biāo)準(zhǔn)A型導(dǎo)套見(jiàn)圖3.12。 圖3.12 標(biāo)準(zhǔn)A型導(dǎo)套 根據(jù)《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》所選模架，確定導(dǎo)套規(guī)格為： 3．7．8連接與固定零件 模具的連接與固定零件有模柄、固定板、墊板、螺釘、銷釘?shù)?。這些零件大多有標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)可按標(biāo)準(zhǔn)選用。 ①模柄 中小型模具一般通過(guò)模柄將上模固定在壓力機(jī)滑塊上。模柄是作為上模與壓力機(jī)滑塊連接的零件。對(duì)它的基本要求是：一要與壓力機(jī)滑塊上的模柄孔正確配合，安裝可靠；二要與上模正確而可靠連接。 選擇模柄時(shí)，應(yīng)先根據(jù)模具大小、上模結(jié)構(gòu)、模架類型及精度等確定模柄的結(jié)構(gòu)類型，再根據(jù)壓力機(jī)滑塊上模柄孔的尺寸確定模柄的尺寸規(guī)格。一般來(lái)說(shuō)，模柄直徑應(yīng)與模柄孔直徑相同，模柄長(zhǎng)度應(yīng)比模柄孔深度小5～10mm。 模柄的結(jié)構(gòu)有很多結(jié)構(gòu)形式，常用的有帶凸緣的模柄、壓入式模柄、旋入式模柄等。其中帶凸緣的模柄用3至4個(gè)螺釘孔和附加的銷釘與上模座固定連接，主要用于大型模具或上模中開(kāi)設(shè)推板孔的中小型模具；壓入式模柄是采用過(guò)渡配合（H7/m6）并加銷釘以防轉(zhuǎn)動(dòng)，使之與上模座固定連接，主要用于上模座較厚而又沒(méi)開(kāi)設(shè)推板孔或上模比較重的場(chǎng)合；旋入式模柄則通過(guò)螺紋與上模座固定連接，并加放松螺釘，以防轉(zhuǎn)動(dòng)，主要用于中小型有導(dǎo)柱的模具。 本套模具選用帶凸緣的模具，其結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖3.13。 圖3.13 常用模柄 查《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》表22.5-26選模柄規(guī)格為：B40 JB/T 7646.3-1994。 ②固定板 將凸?；虬寄０匆欢ㄏ鄬?duì)位置壓入固定后，作為一個(gè)整體安裝在上模座或下模座上。模具中最常用見(jiàn)的是凸模固定板，固定板分為圓形固定板和矩形固定板兩種，主要用于固定小型的凸模和凹模。 凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.6～0.8倍，其平面尺寸可與凹模、卸料板外形尺寸相同，但還應(yīng)考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢谩９潭ò宓耐鼓０惭b孔與凸模采用過(guò)渡配合H7/m6、H7/n6，壓裝后將凸模端面與固定板一起磨平。 本套模具中，沖孔凸模及凸凹模均需要固定板，厚度取為20mm，外形尺寸與卸料板相同。并分別根據(jù)上下模座的連接特點(diǎn)來(lái)考慮緊固螺釘和銷釘?shù)牟贾谩? ③墊板 墊板的作用是直接承受凸模的壓力，以降低模座所承受的單位壓力，防止模座被局部壓陷，從而影響凸模正常工作。是否需要墊板，可按下式校核： 式中：——凸模頭部端面對(duì)模座的單位壓力，N； ——凸模承受的總壓力，N； ——凸模頭部端面支撐面積，。 經(jīng)校核知：沖孔凸模需要墊板，凸凹模不需要。 凸模墊板厚度取為10mm，外形與凸模固定板相同，材料選用45鋼。 ④螺釘與銷釘 螺釘和銷釘都是標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計(jì)時(shí)按標(biāo)準(zhǔn)選取即可。 螺釘用于固定模具零件，一般選用六角螺釘；銷釘起定位作用，常用圓柱銷釘。 a．連接凸凹模固定板與下模座的開(kāi)槽圓柱頭螺釘兩顆，規(guī)格為：M10×50 GB/T 65-2000；定位圓柱銷一個(gè)，規(guī)格為：銷8n6×50GB/T119.1-2000。 b．連接凹模、凸模固定板、墊板與上模座的開(kāi)槽圓柱頭螺釘四顆，M10×80 GB/T 65-2000；定位圓柱銷一個(gè)，規(guī)格：銷8n6×70GB/T119.1-2000。 c．連接模柄與上模座的內(nèi)六角螺釘四顆，規(guī)格為：M8×35 GB/T 70.1-2000。 3．8模具總裝圖 通過(guò)以上設(shè)計(jì)，可得到如圖3.14所示的模具總裝圖。模具上模部分主要由模柄、上模座、墊板、凸模固定板、凸模、凹模、推件裝置等組成；模具下部主要由卸料板、卸料橡膠、凸凹模、凸凹模固定板、下模座等組成。沖孔廢料由漏料孔漏出，落料件由推件塊推出。 圖3.14 落料沖孔復(fù)合模 1—凸凹模 2—凸凹模固定板 3—卸料螺釘 4—下模座 5—卸料橡膠 6—擋料銷 7—卸料板 8—推件塊 9—凹模 10—凸模 11—凸模固定板 12—墊板 13—上模座 14，19，23—螺釘 15，24—圓柱銷 16—連接推桿 17—打桿 18—模柄 20—推板 21—導(dǎo)套 22—導(dǎo)柱 模具總裝高度280mm。 條料由右向左送進(jìn)，在卸料板上定位，并由擋料銷6定距，上模部分下行，凸凹模1與凹模9作用落料，同時(shí)凸模10與凸凹模1作用沖中心孔。模具閉合時(shí)，推件塊被凸凹模1向上推，上?；爻虝r(shí)彈性卸料板7起到卸料作用，推件塊8在連接推桿16的作用下將落料件推出。 3．9沖壓設(shè)備的選擇 通過(guò)校核，選擇開(kāi)式雙柱可傾斜壓力機(jī)JC23-25能滿足要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下： 公稱壓力：250 KN 滑塊行程：65 mm 最大裝模高度：300 mm 裝模高度調(diào)