畢業(yè)設(shè)計(jì)論文手柄沖孔落料級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)與制造

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1、 手柄沖孔、落料級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)與制造 [摘要] 本文介紹的是一副手柄沖孔、落料級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)與制造，其內(nèi)容包括：零件的工藝分析、工藝方案的確定、沖壓工藝的相關(guān)計(jì)算及設(shè)計(jì)、模具類(lèi)型及結(jié)構(gòu)的確定、模具材料的選擇、主要零部件的設(shè)計(jì)、主要零部件的制造及模具的裝配。 此模具采用人工送料，送料時(shí)板料依靠左右兩導(dǎo)料板進(jìn)行導(dǎo)向。因工件具有一頭大一頭小的特點(diǎn)，所以采用雙向排樣，隔位沖裁。首個(gè)工件沖裁時(shí)的定位依靠始用擋料裝置來(lái)確定，之后用固定擋料銷(xiāo)進(jìn)行定位。沖壓過(guò)程中工件還須通過(guò)裝在凸模上的導(dǎo)正銷(xiāo)來(lái)進(jìn)一步精確定位，使沖出的制件達(dá)到圖樣要求。模具采用彈性卸料方式，這樣在沖壓時(shí)卸料板可壓緊條料，使沖出的工件表

2、面平整，毛刺少或無(wú)毛刺。工件和廢料則直接從壓力機(jī)工作臺(tái)孔中漏下，不需對(duì)模具進(jìn)行清理，節(jié)省了時(shí)間，提高了生產(chǎn)率，同時(shí)操作安全、方便。 [關(guān)鍵詞] 手柄沖孔、落料　　級(jí)進(jìn)?！≡O(shè)計(jì)、加工裝配 目 錄 一、前言 1 二、零件的工藝分析 2 三、工藝方案的確定2 四、沖壓工藝計(jì)算 3 (一) 排樣設(shè)計(jì) 3 (二) 裁板設(shè)計(jì) 4 (三) 沖裁力 5 (四) 卸料力 5 (五) 總壓力計(jì)算及沖壓設(shè)備的選擇 5 (六) 模具壓力中心計(jì)算 6 (七) 彈性橡膠板的算 7 (八) 凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 8 五、模具類(lèi)型及結(jié)構(gòu)的確定 9 六

3、、模具材料的選擇要求 10 七、主要零部件的設(shè)計(jì) 10 (一) 凸模設(shè)計(jì) 10 (二) 凹模設(shè)計(jì) 12 (三) 導(dǎo)尺的設(shè)計(jì) 13 (四) 卸料板的設(shè)計(jì) 14 (五) 凸模固定板的設(shè)計(jì) 15 (六) 始用擋料裝置 15 (七) 模架的確定 15 八、主要零部件的制造 16 (一) 凹模 16 (二) 外形凸模 17 九、模具裝配 18 (一) 復(fù)檢模具零件 18 (二) 左、右導(dǎo)料板的補(bǔ)充加工 18 (三) 下模座的補(bǔ)充加工 19 (四) 下模部分的組裝 20 (五) 組裝凸模組件 20 (六) 凸模固定板的補(bǔ)充工 20

4、(七) 彈壓卸料板的補(bǔ)充加工 20 (八) 上模座的補(bǔ)充加工 21 (九) 組裝模柄組件 21 (十) 上模部分的組裝 21 十、結(jié)論 22 十一、致謝 22 十二、參考文獻(xiàn) 24 十三、附錄 25 手柄沖孔、落料級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)與制造 一、前 言 模具是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝設(shè)備之一。無(wú)論是工業(yè)制品，還是新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，都離不開(kāi)模具。現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平。許多新技術(shù)和新設(shè)備的產(chǎn)生與應(yīng)用往往源于模具工業(yè)。從某種意義上說(shuō)，模具制造技術(shù)代表了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)制造技術(shù)的發(fā)展水平。 近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)

5、的騰飛和產(chǎn)品制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，模具制造業(yè)也相應(yīng)進(jìn)入了高速發(fā)展的時(shí)期。據(jù)我國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，1995年我國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值約為145億元，而2003年已達(dá)450億元左右，年均增長(zhǎng)14%。 另?yè)?jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)除臺(tái)灣、香港、澳門(mén)地區(qū)外，現(xiàn)有模具生產(chǎn)廠(chǎng)點(diǎn)已超過(guò)20000家，從業(yè)人員有60多萬(wàn)人，模具年產(chǎn)值在一億元以上的企業(yè)已達(dá)十多家?？梢灶A(yù)見(jiàn)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展將對(duì)模具提出更為大量、更為迫切的需求，特別需要發(fā)展大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的模具。同時(shí)要求模具設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)周期達(dá)到全新的水平。 我所學(xué)的雖然是機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)，但主要還是以模具的設(shè)計(jì)和制造為主攻方向。在生產(chǎn)實(shí)習(xí)的時(shí)候我曾經(jīng)根據(jù)老師提供的圖紙制

6、造過(guò)一副落料沖孔級(jí)進(jìn)模，雖很有些成功的感覺(jué)，但還是覺(jué)得意猶未盡。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我又選擇了級(jí)進(jìn)模，產(chǎn)品零件是一個(gè)手柄。經(jīng)過(guò)絞盡腦汁又多方查閱資料才設(shè)計(jì)了現(xiàn)在這個(gè)模具。這是第一次設(shè)計(jì)、第一個(gè)成果，喜悅過(guò)后又感到很不安，設(shè)計(jì)的不妥之處、疏漏之處，計(jì)算的過(guò)錯(cuò)之處在所難免，敬請(qǐng)各位專(zhuān)家和老師加以批評(píng)指正。 二、零件的工藝性分析 工件名稱(chēng)：手柄 生產(chǎn)批量：小批量 材料：Q235，料厚1.2mm 工件簡(jiǎn)圖：如圖１所示 此工件為沖裁件，由沖孔和落料兩道工序組成。外形為落料件，形狀具有一頭大一頭小的特點(diǎn)，要沖的孔共有6個(gè)，一個(gè)ф8mm的孔和5個(gè)ф5mm的孔。大端4個(gè)ф5mm的孔與R16m

7、m外圓及ф8mm孔之間只有3.5mm的距離。工件的精度要求不高,模具的設(shè)計(jì)與制造要考慮的是結(jié)構(gòu)合理、制造加工方便經(jīng)濟(jì)。 三、工藝方案的確定 此工件所需的基本沖壓工序?yàn)闆_孔、落料，可擬出如下幾種工藝方案： 方案一：先落料、再?zèng)_孔的單工序沖裁； 方案二：沖孔、落料復(fù)合模沖裁； 方案三：沖孔、落料級(jí)進(jìn)模沖裁。 采用方案一，用單工序沖裁模沖裁，生產(chǎn)率低，工件尺寸的積累誤差大。 采用方案二，用沖孔、落料復(fù)合模進(jìn)行沖裁，產(chǎn)品的精度較高，但因工件孔距較小，模具制造難度較大，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，增加操作危險(xiǎn)性，而且本產(chǎn)品的精度要求并不需要很高。 采用

8、方案三，用沖孔、落料級(jí)進(jìn)模沖裁，可保證工件尺寸精度的要求，工件直接從壓力機(jī)工作臺(tái)孔中漏下，不需對(duì)模具進(jìn)行清理，生產(chǎn)安全，節(jié)省時(shí)間，提高了生產(chǎn)率。故該制件的生產(chǎn)采用沖孔、落料級(jí)進(jìn)模。模具的簡(jiǎn)圖如圖2所示。 圖2模具簡(jiǎn)科 四、沖壓工藝計(jì)算及設(shè)計(jì) （一）排樣圖設(shè)計(jì) 圖3排樣圖 手柄的形狀具有一頭大一頭小的特點(diǎn)，如果只是單向排列，則材料利用率低。采用如圖3所示的排樣方法，可顯著地減少?gòu)U料，但凸模和凹模都要制成兩套，從而增加模具的制造成本，所以設(shè)計(jì)成隔位沖壓。條料完成一遍沖壓后，將條料水平方向旋轉(zhuǎn)180，再?zèng)_第二遍。在第一次沖裁的間隔中沖裁出第二部分的工件。 （二）裁板設(shè)計(jì) 因采用

9、隔位沖壓，為增加搭邊的剛性，這里的搭邊植可適當(dāng)增加，取a=2.5mm, b=3.5mm。條料寬度B根據(jù)以下公式計(jì)算： B=(L+2b+C) 　　　?。?-1） 式中L為垂直于送料方向，根據(jù)排樣圖度量的工件最大距離，為127mm。C為送料保證的間隙：當(dāng)B>100mm, C=1.0~1.5mm,這里取C為1mm,則B=127+3.52+1=135mm。 板料規(guī)格為1500mm1000mm1.2mm,剪切條料尺寸為135mmx1000mm。 條料數(shù) n1=1500/135=11條 每條個(gè)數(shù) n2=1000/26.5=37個(gè) 每板個(gè)數(shù) n3=1137=407個(gè) 沖片

10、面積s=3.1482/2+3.14162/2+1695+895=2782.4mm2 條料利用率 η1=372782.4/1351000100%=76% 板料利用律 η2=372782.411/10001500100%=75% （三）沖裁力 F=KLtτ　　　　　　?。?-2） 式中 K—系數(shù)，一般取K=1.3。 L—沖裁件周邊長(zhǎng)度，這里是6個(gè)孔的總周長(zhǎng)與工件外輪廓線(xiàn)長(zhǎng)之和，即 L=370mm。 t—材料厚度，t=1.2mm。 τ—材料抗剪強(qiáng)度，查表取τ=320MPa。 則F=1.33701.2320=184704N

11、=185KN （四）卸料力 F卸=K卸F　　　　　　　（4-3） 式中 K卸—系數(shù)，查表得K卸=0.05。 則F卸=0.05184704=9235N＝9KN （五）總壓力及沖壓設(shè)備的選擇 F總=F+F卸=185+9=194KN 沖壓設(shè)備的選擇：沖壓生產(chǎn)中常用的沖壓設(shè)備種類(lèi)很多，選用沖壓設(shè)備時(shí)主要應(yīng)考慮下述因素： 1、沖壓設(shè)備的類(lèi)型和工作形式是否適用于應(yīng)完成的工序；是否符合安全生產(chǎn)和環(huán)保要求； 2、　沖壓設(shè)備的壓力和功率是否滿(mǎn)足應(yīng)完成工序的需要； 3、沖壓設(shè)備的裝模高度、工作臺(tái)尺寸、行程等是否適合應(yīng)完成工序所

12、用的模具； 4、沖壓設(shè)備的行程次數(shù)是否滿(mǎn)足生產(chǎn)率的要求等。 根據(jù)模具的形狀尺寸及制件精度，這里選用開(kāi)式可傾工作臺(tái)壓力機(jī)，其主要參數(shù)見(jiàn)表1。 表1 開(kāi)式可傾工作臺(tái)壓力機(jī)主要參數(shù) 標(biāo)稱(chēng)壓力 最大閉合高度/mm 工作臺(tái)尺寸（左右前后）/mm 工作臺(tái)孔尺寸直徑/mm 模柄孔尺寸（直徑深度）/mm /KN /tf 250 560360 180 ф5070 250 25 （六）模具壓力中心計(jì)算 沖裁模壓力中心就是沖裁合力作用點(diǎn)，沖壓時(shí)應(yīng)使模具的壓力中心與沖床滑塊中心重合。因此設(shè)計(jì)模具時(shí)，要使模具的壓力中心通過(guò)模柄的軸線(xiàn)，來(lái)保證模具壓力中心和沖床

13、滑塊中心重合。計(jì)算壓力中心時(shí)，畫(huà)出凹模的型口圖，如圖4所示。 在圖中將xoy坐標(biāo)建立在圖4的對(duì)稱(chēng)中心線(xiàn)上，在圖中將沖裁線(xiàn) 圖4凹模型口圖 按幾何圖分成L1~L6共6組線(xiàn)段，每組線(xiàn)段都要計(jì)算出線(xiàn)段總長(zhǎng)度、力的作用點(diǎn)到x軸、y軸的距離。L1是半圓弧，其力在x方向的作用點(diǎn)可從有關(guān)手冊(cè)中查出，位于距圓心2R/π處；L4也是圓弧，計(jì)算方法同上；L2、L3是直線(xiàn)，力的作用點(diǎn)位于直線(xiàn)中間；L5是圓，力的作用點(diǎn)在圓心；L6由4個(gè)ф5mm的圓和1個(gè)ф8mm的圓組成，力的作用點(diǎn)位于ф8mm的圓心。有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。 表2 計(jì)算壓力中心數(shù)據(jù)表 (mm) 編號(hào) 沖裁線(xiàn)長(zhǎng)度L 力中心到y(tǒng)軸距

14、離x 力中心到x軸距離y L1 25.12 -52.59 26.5 L2 95.34 0 38.5 L3 95.34 0 14.5 L4 50.24 57.69 26.5 L5 15.70 -47.5 -26.5 L6 87.92 47.5 -26.5 將表中的數(shù)據(jù)代入下式計(jì)算， 則 xa=L1x1+L1x2+......+L6x6/L1+L2+......+L6=13.57mm ya=L1y1+L2y2+......+L6y6/L1+L2+......+L6=11.64mm 計(jì)算出的壓力中心如圖4所注a點(diǎn)。 （七）彈性橡膠

15、板的計(jì)算 本模具中橡膠板的工作行程由以下幾部分組成：凸模修磨量5mm;凸模凹模卸料板1mm，工件厚度1.2mm；凸磨沖裁后進(jìn)入凹模2mm，以上四項(xiàng)之和就是橡膠板的工作行程，即： S工作=（5+1+1.2+2）mm=9.2mm 取壓縮量為自由高度的25%，則橡膠板的自由高度為 H自由=S工作/0.25=9.2/0.25=36.8mm 預(yù)壓縮量取20%，查出p=0.75MPa,此時(shí)橡膠板應(yīng)具有足夠的卸料力，則橡膠板所需的面積A=F卸/P=9235/0.75=12313mm2。結(jié)合模具的實(shí)際結(jié)構(gòu)，將橡膠板分成四塊安裝，每塊橡膠板面積為3078mm2，橡膠板直徑D=62.8mm,根

16、據(jù)計(jì)算直徑，選擇標(biāo)準(zhǔn)件，這里選用直徑為60mm的橡膠板。在選擇時(shí)還應(yīng)滿(mǎn)足下式：0.5≤H自由/D≤1.5 （八）凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 1、凸、凹模的加工方法 凸、凹模的加工方法一般有兩種，一種是凸、凹模分開(kāi)加工。另一種是凸、凹模配合加工。凸、凹模分開(kāi)加工時(shí)，是指凸模與凹模分別按圖加工尺寸，要求凸、凹模具有互換性；當(dāng)制件形狀復(fù)雜或凸凹配俁間隙較小時(shí)，采用分開(kāi)加工法比較因難。此時(shí)，可采用配合加工法，即先加工凸模(或凹模)。這種加工法容易保證凸凹模間的間隙。 本文所述的這種形狀簡(jiǎn)單的工件，采用凸、凹模分開(kāi)加工較為適宜。為了保證凸、凹模間初始間隙合理，不僅凸、凹模要分別標(biāo)注公差，而且要求有較高

17、的制造精度，以滿(mǎn)足如下條件： δp+δd≤(Zmax-Zmin)　?。?-4） 式中：δp、δd -----凸、凹模制造公差； Zmax、Zmin------凸、凹模最大與最小雙面間隙。 圓形和規(guī)則的形狀可按凸模IT7，凹模IT8級(jí)精度查標(biāo)準(zhǔn)公差表選取。 2、凸、凹模間隙 已知工件材料為Q235，材料厚度t=1.2mm，查表得Zmax=0.16mm,Zmin=0.13mm。 3、沖孔　　以凸模為基準(zhǔn)，且凸模在實(shí)際工作中磨損后減小，為使模具具有一定使用壽命應(yīng)加上一個(gè)被磨量X△。工件未標(biāo)注公差，所以公差按IT14級(jí)查表，得ф5孔△=0.3mm, ф8孔△=0.36mm, ф16△=

18、0.43mm, ф32孔△=0.62mm, 磨損系數(shù)X查表得X=0.5,凸凹模制造公差δd=0.6(Zmax-Zmin)=0.60.03=0.018mm,δp=0.4(Zmax-Zmin)=0.40.03=0.012mm ф5孔d凸=（dmin+X△）-δp=（5+0.50.3）-δp=5.15-0.018mm d凹=（d凸+Zmin）+δd=（5.15+0.13）+δd=5.28+0.012mm ф8孔d凸=（8+0.50.36）-0.018=8.18-0.018mm d凹=（8.18+0.13）+0.012=8.31+0.012mm 4、落料：以凹模為基準(zhǔn)，且凹模磨

19、損后，尺寸增大，為使模具具有一定使用壽命，應(yīng)減去一個(gè)備磨量X△。 ф16孔D凹=（Dmax-X△）+δd=（16-0.50.43）+δd=15.785+0.012mm 　D凸=（D凹-Zmax）-δp=（15.785-0.13）-δp=15.655-0.018mm ф32孔D凹=（32-0.50.62）+δd=31.69+0.012mm D凸=（31.69-0.13）-δp=31.56-0.018mm 五、模具類(lèi)型及結(jié)構(gòu)的確定 模具根據(jù)工件圖的工藝分析，采用沖孔、落料級(jí)進(jìn)模。 由于凸凹模的間隙比較大，模具采用滑動(dòng)中間導(dǎo)柱模架就可滿(mǎn)足使用要求，而不必采用滾動(dòng)導(dǎo)柱模架

20、。上模部分由墊板、凸模固定板、各個(gè)凸模和卸料板等組成。模具下模部分由導(dǎo)尺、凹模和擋料裝置等組成。 凹模采用整體凹模結(jié)構(gòu)。板料采用手工送料，依靠凹模兩側(cè)設(shè)置的導(dǎo)料板導(dǎo)向，首次沖孔工序，通過(guò)始用擋料裝置進(jìn)行定位，完成后將條料抬起向前移動(dòng)，進(jìn)行第二道落料工序。移動(dòng)時(shí)利用固定擋料銷(xiāo)進(jìn)行粗定位，沖壓時(shí)凸模上的導(dǎo)正銷(xiāo)再作精確定位。模具采用彈性卸料裝置，在沖壓時(shí)卸料板可壓緊條料，這樣沖出的工件表面平整，毛刺少或無(wú)毛刺。工件和廢料則直接從壓力機(jī)工作臺(tái)孔中漏下，不需對(duì)模具進(jìn)行清理，節(jié)省了時(shí)間，提高了生產(chǎn)率，同時(shí)操作安全、方便。 六、模具材料的選擇要求 模具材料是模具的制造基礎(chǔ)，合理選擇模具材料，正確實(shí)施

21、模具熱處理工藝是保證模具壽命，提高模具質(zhì)量和使用效能的關(guān)鍵。冷沖模是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行壓力加工或其他加工所使用的模具。在使用中受到壓縮、拉伸、彎曲、沖擊、摩擦等機(jī)械力的作用。正常失效形式主要是磨損、脆斷、彎曲、啃傷等，因此要求冷作模具剛應(yīng)有在相應(yīng)的熱處理后，具有較高的變形抗力、斷裂抗力、耐磨損、抗疲勞等能力，以保證模具的精度和壽命。目前我國(guó)常用的冷作模具鋼有Cr12、Cr12MoV、CrWMn、W18Cr4V等。 七、主要零部件的設(shè)計(jì) （一）凸模設(shè)計(jì) 1、外形凸模的設(shè)計(jì) 根據(jù)制件的形狀，把外形凸模設(shè)計(jì)成直通式凸模如圖5所示。 圖5 外形凸模材料選用Cr12鋼。Cr12剛是一種應(yīng)用

22、廣泛的冷作模具剛，淬火加熱時(shí)碳化物大量溶入奧氏體，淬火后得到高硬度馬氏體； 回火時(shí)馬氏體析出大量彌散分布的碳化物。由于其硬度很高，因而提 高了鋼的耐磨性，Cr又使等溫轉(zhuǎn)變曲線(xiàn)右移，從而增加了剛的淬透性。馬氏體相變點(diǎn)低，淬火后模具剛中有大量的殘留奧氏體，減少了模具淬火時(shí)的變形量，由于Cr12剛具有高硬度和良好的耐磨性，所以在冷作模具中已得到廣泛應(yīng)用。 采用螺釘緊固的方法固定，用2個(gè)M10的螺釘?shù)跹b在墊板上，與凸模固定板的配合按H6/m5。2個(gè)螺釘孔布置如圖5所示，螺釘孔位置的選擇應(yīng)滿(mǎn)足下式：凸模最小壁厚m>1.5t 外形凸模的高度是固定板（厚20mm）、卸料板（厚25mm）、橡膠板（厚

23、36mm）的總和再減去凸模凹進(jìn)卸料板的1mm，則凸模的高度為80mm。 外形凸模的下部設(shè)置兩個(gè)導(dǎo)正銷(xiāo)，分別用小端的ф5mm和大端的ф8mm的兩個(gè)孔做導(dǎo)正孔,導(dǎo)正銷(xiāo)位置如圖5所示。導(dǎo)正銷(xiāo)的直線(xiàn)部分(0.5~0.8)t，這里定為1mm。導(dǎo)正銷(xiāo)伸入定位孔時(shí)，板料應(yīng)處于自由狀態(tài)。在手工送料時(shí)，板料已由擋料銷(xiāo)粗定位，擋料銷(xiāo)的位置設(shè)定要比計(jì)算的幾何位置向前偏移0.2mm左右，導(dǎo)正銷(xiāo)將工件導(dǎo)正的過(guò)程是將板料向后拉回0.2mm。用這種方法定距，精度可達(dá)到0.02mm左右。一般凸模應(yīng)進(jìn)入卸料板0.8~2.5mm，此值定為1mm。導(dǎo)正必須在卸料板壓緊板料之前完成，所以導(dǎo)正銷(xiāo)直線(xiàn)部分的長(zhǎng)度為1mm+1mm=2mm

24、。導(dǎo)正銷(xiāo)與凸模采用（H7/r6）的配合。導(dǎo)正銷(xiāo)可采用標(biāo)準(zhǔn)件，標(biāo)準(zhǔn)件可查JB/T 7648.5—1994。 2、圓凸模的設(shè)計(jì) 5個(gè)ф5mm和ф8mm的圓形凸模設(shè)計(jì)可查ISO 8021：1986進(jìn)行選取。因其直徑較小易損壞故按常拆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，與凸模固定板采用（H6/m5）的配合。 （二）凹模設(shè)計(jì) 1、凹模刃口形式的確定 凹模的刃口形式主要有直壁式和錐形兩種，漏料孔根據(jù)刃口的形狀有柱行和錐行兩種,這里采用直壁式，如圖6所示。各沖裁的凹模刃口 圖6　凹模 部分均采用電火花線(xiàn)切割機(jī)床加工，刃口部分深度h，根據(jù)材料厚度 1.2mm，h一般取5~10mm，這里定為8mm。落料部分可采用電

25、火花成型加工機(jī)床進(jìn)行擴(kuò)孔加工。 2、凹模外形的確定 凹模外形尺寸是否合理，將直接影響到凹模的強(qiáng)度、剛度和耐用度。所以要經(jīng)過(guò)一定計(jì)算來(lái)確定。各外形尺寸計(jì)算如下： 凹模厚度H：H=Kb1（不小于8mm）（符號(hào)含義見(jiàn)圖6） 式中 K—系數(shù)，查表K=0.2。 b1—垂直于送料方向的凹模洞孔間最大距離。根據(jù)排樣圖，b1=127mm。則： H=K=0.2127=25.4mm 凹模長(zhǎng)度L：　　　　L=L1+2l1 　　式中 L1—平行于送料方向度量的凹模洞孔間最大距離，L1=81.5mm。 l1—凹?？妆谥吝吘壍木嚯x，查表得l1=45mm。 則 L=L1+2l1=81.

26、5+245=171.5mm 凹模寬度B：B=b1+（2.5~4.0）H，這里取系數(shù)為3。 則 B=b1+3H=127+325.4=203.2mm 根據(jù)計(jì)算的凹模尺寸，查JB/T 7643.1—1994，取凹模標(biāo)準(zhǔn)尺寸為：200mmx200mmx25mm。凹模材料選Cr12鋼，用螺釘和銷(xiāo)釘直接固定在下模座上。各螺釘和銷(xiāo)釘孔布置如圖6所示。 （三）導(dǎo)尺的設(shè)計(jì) 導(dǎo)尺也叫導(dǎo)料板，其主要用來(lái)對(duì)板料進(jìn)行導(dǎo)向，導(dǎo)尺工作的側(cè)壁設(shè)計(jì)為平直的。導(dǎo)尺的內(nèi)側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，這樣就確定了導(dǎo)尺的寬度。條料的寬度為135mm，凹模寬度是200mm，導(dǎo)尺與條料之間的間隙一般為0.03mm~0.2mm，這

27、里選為0.2mm，則導(dǎo)尺寬度為（200mm-135mm-0.2mm）/2=32.4mm。導(dǎo)尺的厚度查表為8mm，但考慮到始用擋料裝置的安裝，這里加厚到12mm。導(dǎo)尺用銷(xiāo)釘和螺釘固定在凹模上。導(dǎo)尺材料采用45剛，調(diào)質(zhì)熱處理硬度為40~45HRC。導(dǎo)尺的進(jìn)料端安裝承料板，其外形尺寸為60mm200mm6mm，厚 度為8mm，用4個(gè)螺釘?shù)跹b在導(dǎo)尺上。導(dǎo)尺長(zhǎng)度為凹模長(zhǎng)度與承料板長(zhǎng)度之和，為260mm，入口處設(shè)計(jì)成15的斜角，如圖7所示。 （四）卸料板的設(shè)計(jì) 本模具的卸料板不僅要有卸料作用，還要有壓料和用外形凸模導(dǎo)向?qū)π⊥鼓Ｆ鸨Ｗo(hù)的作用，故采用臺(tái)階式彈壓卸料板。其外形尺寸與凹模的邊界尺寸相同，

28、為200mm200mm。卸料板臺(tái)階部分厚度： h=H-t+Kt（符號(hào)含義見(jiàn)圖8） 式中 K—系數(shù)，當(dāng)料厚t>1mm時(shí)，K取0.1。 t—材料厚度，t=1.2mm。 H—導(dǎo)尺厚度，H=12mm。 則h=12-1.2+0.11.2=10.92mm，這里我們還要考慮固定導(dǎo)尺用的螺釘尾部高度，螺釘為M6，所以臺(tái)階厚度h=10.92mm+6mm=16.92mm，取整為17mm。卸料板總厚度則定為25mm。 因卸料板要對(duì)小凸模起保護(hù)作用，故凸模與卸料板的間隙應(yīng)選擇小一點(diǎn)，取雙面間隙為0.2mm。 卸料板上設(shè)置4個(gè)M10的卸料螺釘，卸料螺釘在上模座的臺(tái)階孔中定位

29、，卸料螺釘工作時(shí)的行程為4.2mm，上模座在螺釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。 橡膠分為四快，每個(gè)卸料螺釘安裝一塊，橡膠板中間鉆ф11mm的孔。橡膠板的厚度務(wù)必一致，不然會(huì)造成受力不均勻，運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作。卸料板材料采用45剛，熱處理HRC40~45。 圖8卸料板 （五）凸模固定板的設(shè)計(jì) 凸模固定板的外形尺寸與凹模一致，為200mm200mm，各凸?？卓刹捎镁€(xiàn)切割機(jī)床加工，6個(gè)圓柱凸模的沉孔可用普通銑床，裝上鏜刀進(jìn)行鏜孔，鏜孔的深度應(yīng)小于圓柱凸模臺(tái)階部分的高度約0.3mm左右，裝配時(shí)用平面磨床對(duì)其進(jìn)行磨削，這樣能夠保證裝配后圓柱凸模不會(huì)上下位移，減少?zèng)_擊，延長(zhǎng)使用壽命。

30、固定板用螺釘?shù)跹b在上模座上。材料采用45剛，調(diào)質(zhì)熱處理HRC40~45。 （六）始用擋料裝置 結(jié)構(gòu)如圖9所示，由支撐座、彈簧、頂桿和螺塞四部分組成。支撐座用2個(gè)M6的螺釘固定在導(dǎo)尺。支撐座采用45剛，頂桿采用T10A。 （七）模架的確定 根據(jù)前面確定的模具類(lèi)型和卸料、出料形式選擇典型組合形式，采用中間導(dǎo)柱模架，依據(jù)凹模尺寸，查國(guó)標(biāo)GB/T 2855.9—1990和GB/T 2855.10—1990確定上下模座，查國(guó)標(biāo)GB/T 2861.1—1990和GB/T 2861.6—1990確定導(dǎo)柱和導(dǎo)套。 八、主要零部件的制造 （一）凹模 凹?？傮w的制造工藝過(guò)程為：鍛造—熱處理（退火）

31、——機(jī)械加工——熱處理（淬火+回火）——線(xiàn)切割——熱處理（回火）。 凹模采用Cr12鋼。由于Cr12型高碳高鉻冷作模具剛結(jié)晶過(guò)程中析出的碳化物極其穩(wěn)定，以常規(guī)熱處理方法無(wú)法細(xì)化。在較大規(guī)格鋼材中殘留有明顯的帶狀或網(wǎng)狀碳化物，而且鋼材規(guī)格越大，碳化物不均勻度越嚴(yán)重。碳化物嚴(yán)重偏析，不僅易產(chǎn)生淬火變形及開(kāi)裂，而且會(huì)使熱處理后的力學(xué)性能變壞，尤其是橫向性能下降更多，嚴(yán)重影響模具使用壽命。因此對(duì)Cr12鋼必須進(jìn)行鍛造以改善碳化物的不均勻性，保證模具的強(qiáng)度、韌性及使用壽命。 鍛造實(shí)際操作時(shí)一定要嚴(yán)格按照鍛造工藝規(guī)范，其關(guān)鍵在于毛坯加熱溫度及保溫時(shí)間。溫度低、時(shí)間短、透燒不足或變形抗力太大，會(huì)產(chǎn)生鍛件

32、內(nèi)裂或裂紋；而加熱溫度過(guò)高，會(huì)使毛坯過(guò)熱或過(guò)燒，導(dǎo)致鍛打碎裂而報(bào)廢；保溫時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)造成晶粒長(zhǎng)大及表面嚴(yán)重脫碳。加熱時(shí)要先預(yù)熱，再逐漸升溫，注意工件放置的位置要適當(dāng)，且應(yīng)注意翻料，以使加熱均勻。 鍛打時(shí)堅(jiān)持多向墩拔，反復(fù)墩粗、拔長(zhǎng)，將網(wǎng)狀碳化物和共晶碳化物打碎，消除碳化物的不均勻性。鍛后應(yīng)注意暖冷并及時(shí)退火。 鍛后一般退火：加熱溫度為850~870℃，保溫4~5 h，爐冷至500℃以下出爐空冷，退火后硬度≤229HBS，組織為粒狀珠光體+碳化物。 鍛后進(jìn)行機(jī)械加工。這里的加工主要是對(duì)凹模外行尺寸及各螺紋孔的加工。外行可用刨床對(duì)其進(jìn)行粗加工，然后用磨床進(jìn)行半精加工。 在電火花線(xiàn)切割加工之前

33、還應(yīng)進(jìn)行熱處理，即淬火和回火。淬火：加熱溫度為950~980℃，油冷，硬度≥60HRC。回火：一般回火溫度為180~200℃，這里為了防止電火花線(xiàn)切割裂紋和磨削裂紋，提高Cr12鋼模具的韌性，建議采取400℃回火?；鼗鸷笥捕葹?8~60HRC。 電火花線(xiàn)切割加工，凹模加工是去除內(nèi)腔，所以線(xiàn)切割前須先打好鉬絲孔，鉬絲孔打在R8圓弧的中心O點(diǎn)，走絲路線(xiàn)如圖10中虛線(xiàn) 所示。 手工編程采用3B格式，編制的程序見(jiàn)表3。 表3 凹模線(xiàn)切割程序 序號(hào) 線(xiàn)段 B x B y B J G Z 1 oa B B B 7793 Gx L1 2

34、 ab B 7793 B B 15586 Gy NR3 3 bc B 7793 B 94793 B 94793 Gy L2 4 cd B 7793 B B 15586 Gy NR1 5 da B 7793 B 94793 B 94793 Gy L4 線(xiàn)切割結(jié)束后還要進(jìn)行低溫回火熱處理，以消除加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。 （二）外形凸模 凸模制造工藝與凹?；鞠嗤?，只是電火花線(xiàn)切割加工部分不同。凸模走絲路線(xiàn)如圖11虛線(xiàn)所示，凸模線(xiàn)切割程序見(jiàn)表—4。 表—4 凸模線(xiàn)切割程序 序號(hào) 線(xiàn)段 B x B

35、y B J G Z 1 ab B B B 5000 Gx L3 2 bc B 7928 B B 15586 Gy NR1 3 cd B 7928 B 94928 B 94928 Gy L4 4 de B 7928 B B 15536 Gy NR3 5 eb B 7928 B 94928 B 94928 Gy L2 九、模具裝配 此模具是一副彈壓卸料板級(jí)進(jìn)模采用配合加工法保證裝配精度。選取凹模為裝配基準(zhǔn)件，先裝下模部分，后裝上模部分。 （一）復(fù)檢模具零件 按零件圖要

36、求，并結(jié)合級(jí)進(jìn)模裝配是具體工藝要求檢驗(yàn)已制作完成的全部模具零件（模具裝配時(shí)需配做完成的加工內(nèi)容不在檢驗(yàn)項(xiàng)目之中）。 （二）左、右導(dǎo)料板的補(bǔ)充加工 1、以凹模型孔為基準(zhǔn)，按裝配圖的位置要求劃出導(dǎo)料板的基準(zhǔn)線(xiàn)。將左、右導(dǎo)料板放在凹模面上，按線(xiàn)找正，注意左導(dǎo)料板的始用擋塊導(dǎo)滑槽與凹模型孔在送料方向的相對(duì)位置。用平行夾板夾住凹模和左、右導(dǎo)板，用ф6.8mm的鉆頭通過(guò)凹模螺釘孔在左、右導(dǎo)料板上鉆出錐窩。 2、將導(dǎo)料板和凹模拆開(kāi)，用ф8.5mm的鉆頭鉆通導(dǎo)料板6—M8的螺釘過(guò)孔，并兩面倒角。 3、用M8的螺釘連接導(dǎo)料板和凹模，不要旋緊。用銅棒輕擊導(dǎo)料板，調(diào)整左、右導(dǎo)料板的位置，保證左、右導(dǎo)料板內(nèi)側(cè)

37、邊緣與落料型孔邊緣等距，且間距為135.2mm。 4、用8的鉆頭通過(guò)凹模銷(xiāo)孔在左、右導(dǎo)料板上鉆出錐窩，將導(dǎo)料板和凹模拆開(kāi)，用ф7.8mm的鉆頭鉆圓柱銷(xiāo)預(yù)孔，然后用絞刀將圓柱銷(xiāo)預(yù)孔絞至8mm，并將導(dǎo)料板上的孔兩面倒角。 （三）下模座的補(bǔ)充加工 1、以下模座兩導(dǎo)柱孔為基準(zhǔn)，根據(jù)凹模外形在下模座上劃出凹模外形的輪廓線(xiàn)，保證凹模工作時(shí)的壓力中心在下模座的中心，按線(xiàn)找正凹模位置，用平行夾板夾緊凹模和下模座。用ф6.8mm的鉆頭通過(guò)凹模螺釘孔在下模座鉆出錐窩。 2、做記號(hào)后拆開(kāi)凹模和下模座。用ф8.5mm的鉆頭在下模座上鉆6—M8的螺釘過(guò)孔，在底面用ф14mm的鉆頭擴(kuò)孔，在用ф14mm鉆頭磨成的平

38、鉆鉆孔，保證沉孔深10mm左右。 3、用M8的螺釘連接凹模和下模座，按線(xiàn)找正凹模位置，旋緊螺釘。用ф8mm的鉆頭通過(guò)凹模銷(xiāo)孔向下模座鉆錐窩，通過(guò)凹模型腔孔在下模座上用劃針劃出漏料孔輪廓線(xiàn)。將凹模和下模座拆開(kāi)，用ф7.8mm的鉆頭鉆圓柱銷(xiāo)預(yù)孔，然后用絞刀將圓柱銷(xiāo)預(yù)孔絞至ф8mm，并將下模座上各孔倒角。 4、下模座上的漏料孔可按輪廓線(xiàn)鉆削、銑削，也可采用線(xiàn)切割機(jī)床加工。 （四）下模部分的組裝 將導(dǎo)料板、凹模、下模座按裝配圖的位置找正，打入適當(dāng)過(guò)盈的圓柱銷(xiāo)，再用螺釘緊固。把始用擋料裝置和承料板用螺釘固定在導(dǎo)料板上，把固定擋料銷(xiāo)裝入預(yù)定孔內(nèi)。 （五）組裝凸模組件 1、將落料凸模和沖孔小凸模

39、分別壓入凸模固定板中，壓入時(shí)要用90?角尺檢測(cè)凸模和固定板的垂直度。每壓入一個(gè)都要以凹模為基準(zhǔn)，在凸模壓入固定板后用透光法檢測(cè)并修整與凹模的間隙至要求。 2、磨平凸模尾端與凸模固定板齊平，翻面磨平凸模刃口。磨削刃口時(shí)應(yīng)墊以等高墊塊，套上卸料板，以防磨削刃口時(shí)小凸模折斷。 （六）凸模固定板的補(bǔ)充加工 1、將已加工好螺釘過(guò)孔和銷(xiāo)孔的墊板放在凸模固定板上，找正相互位置后用平行夾板夾緊，用ф13mm、ф8.5mm、ф8mm的鉆頭分別通過(guò)墊板在凸模固定板上鉆出錐窩。 2、將墊板和凸模固定板拆開(kāi)，用ф13mm的鉆頭在凸模固定板上鉆出4—ф13mm的卸料螺釘過(guò)孔，再用ф6.8mm的鉆頭鉆出6—M8的

40、螺紋底孔，然后用ф7.8mm的鉆頭鉆出銷(xiāo)釘預(yù)孔，最后用絞刀將圓柱銷(xiāo)預(yù)孔絞至ф8mm。 3、將凸模固定板上的各孔兩面倒角，在ф6.8mm的螺紋底孔上攻M8的螺紋。 （七）彈壓卸料板的補(bǔ)充加工 將凸模組件插入彈壓卸料板，用等高墊塊使凸模固定板與彈壓卸料板之間脫開(kāi)一定的距離。用ф13mm的鉆頭通過(guò)凸模固定板上的卸料螺釘過(guò)孔在卸料板上鉆出錐窩，再用ф10.3mm的鉆頭鉆出4—M12的底孔，攻M12的螺紋。 （八）上模座的補(bǔ)充加工 1、將凸模組件上的凸模插入下模已組裝完畢的凹模型孔中，兩邊用等高墊塊墊在凹模和凸模固定板之間，使凸模進(jìn)入凹模5mm左右。 2、以導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向，將上模座放在凸模固

41、定板上，并用平行夾板將上模座與凸模固定板夾緊。 ①將上、下模分開(kāi)，分別用ф6.8mm、ф13mm的鉆頭通過(guò)凸模固定板上的螺釘孔在上模座上鉆出錐窩。 ②在上模座與凸模固定板上做記號(hào)后分開(kāi)，用ф8.5mm的鉆頭在上模座上鉆6—ф8.5mm的緊固螺釘過(guò)孔及4—ф13mm的卸料螺釘過(guò)孔。在反面分別用ф14mm和ф19mm的鉆頭擴(kuò)孔，保證前者沉孔深10mm左右，后者沉孔深17mm左右。 （九）組裝模柄組件 1、將模柄壓入上模座模柄孔內(nèi)，在壓入過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)利用90?角尺檢查模柄與上模座的垂直度。壓入后翻轉(zhuǎn)，將模柄下端面與上模座的下端面一起磨平。 2、用ф4.8mm的鉆頭配鉆防轉(zhuǎn)銷(xiāo)孔至孔深15mm

42、，再用絞刀絞孔至ф5mm。 3、用銅棒打入5mm10mm的圓柱銷(xiāo)。 （十）上模部分的組裝 1、將導(dǎo)正銷(xiāo)裝入落料凸模中。 2、將凸模組件上的凸模插入下模已組裝完畢的凹模型孔中，兩邊用等高墊塊墊在凹模與凸模固定板之間，使凸模進(jìn)入凹模5mm左右，凸模與凹模是間隙中墊入墊片保證間隙均勻。 ３、在凸模固定板上放好墊板及上模座組件，用M8的螺釘把三者固定，用撬杠撬起上模，用紙?jiān)嚊_，檢查沖切的試樣，滿(mǎn)意后旋緊螺釘。 4、取出上模，用ф8mm的鉆頭通過(guò)凸模固定板上的圓柱孔在上模座上鉆出錐窩，再用ф7.8mm的鉆頭鉆出圓柱銷(xiāo)預(yù)孔，然后用絞刀將圓柱銷(xiāo)預(yù)孔絞至ф8mm。用銅棒打入適當(dāng)過(guò)盈的圓柱銷(xiāo)。 5

43、、裝彈壓卸料板，合攏上、下模，再用紙?jiān)嚊_檢查，完成模具裝配。 十、結(jié)論 圖12 緊張而有序的設(shè)計(jì)工作雖然已經(jīng)結(jié)束，但通過(guò)對(duì)自己整個(gè)設(shè)計(jì)的回顧過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)有些地方的設(shè)計(jì)不夠合理。比如此模具中的始用擋料裝置，之前采用的那種方式就不夠合理。原先的設(shè)計(jì)使得其始終處于工作狀態(tài)，對(duì)頂桿的磨損比較大。還有就是由于此模具在加工工件過(guò)程中條料完成一道工序后，需抬起條料向前推進(jìn)一步，又因始用擋料裝置始終處于工作狀態(tài)，此時(shí)的頂桿就會(huì)處在條料的下方，這樣會(huì)使得條料放置不平整，沖壓過(guò)程中可能會(huì)因頂桿不能自由伸縮，造成條料彎曲，甚至損壞模具。所以此模具不適合采用這種裝置進(jìn)行初始定位。后來(lái)還是覺(jué)得采用如下圖12所示的

44、方式比較好。雖然這種方式需要人為操作，但因?yàn)榇搜b置在沒(méi)有手動(dòng)操作的情況下是處于不工作狀態(tài)的，所以沖壓過(guò)程中不會(huì)對(duì)模具加工過(guò)程有干涉，同時(shí)因接觸少了，磨損也會(huì)減少。還有在此設(shè)計(jì)中固定擋料銷(xiāo)的尺寸也應(yīng)進(jìn)行改動(dòng)。原先設(shè)計(jì)的直徑為ф8mm，現(xiàn)在發(fā)覺(jué)這個(gè)尺寸不合理。因?yàn)榕艠硬捎玫氖请p向排列，條料沖完一遍后要水平方向旋轉(zhuǎn)180后再進(jìn)行第二遍沖壓，此時(shí)的定位銷(xiāo)如果采用原先的尺寸，那么在抬起條料向前推進(jìn)的時(shí)候，很可能就會(huì)使定位銷(xiāo)定位在工件落料孔的小孔端，而我們要的是大孔，所以這里的定位銷(xiāo)直徑應(yīng)大于小孔的直徑，改為ф17mm。 由于知識(shí)有限，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，此設(shè)計(jì)中定還有錯(cuò)誤或不足的地方，敬請(qǐng)各位專(zhuān)家和老師加以

45、批評(píng)指正。 十一、致謝 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)我要感謝班主任周老師及各科老師對(duì)我的大力幫　　　　　　　　助，因?yàn)槭撬麄儫o(wú)私的幫助，才使得我能順利地完成此次設(shè)計(jì)任務(wù)，在此對(duì)他們表示衷心的謝意！同時(shí)我將在以后的工作生活中更加的努力學(xué)習(xí)，以回報(bào)老師對(duì)我的幫助。 十二、參 考 文 獻(xiàn) 1肖祥芷、王孝培主編.中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典.第3卷.沖壓模具計(jì). 江西科學(xué)技術(shù)出版社 2 許發(fā)樾主編.實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè).第2版.機(jī)械工業(yè)出版社 3 郝濱海主編.沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社，2004.11 4 趙昌盛主編.實(shí)用模具材料應(yīng)用手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，2005.6 5 陳劍鶴主

46、編.模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ).機(jī)械工業(yè)出版社，2003.2 6 王孝培主編.沖壓手冊(cè)（修訂本）.機(jī)械工業(yè)出版社 7 王敏杰、宋滿(mǎn)倉(cāng)主編.模具制造技術(shù).電子工業(yè)出版社，2004.9 8 葉君主編.實(shí)用緊固件手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，2002.9 9 任嘉卉主編.公差與配合手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，2000.4 10 華北航天工業(yè)學(xué)院孫鳳勤主編.模具制造工藝與設(shè)備.機(jī)械工業(yè)出版社，1999.10 十三、附錄