微電機(jī)轉(zhuǎn)子沖片模具設(shè)計(jì)

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1、優(yōu)秀設(shè)計(jì) 說明書 題目 微電機(jī)轉(zhuǎn)子沖片 目 錄 一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書 (2) 二、 零件的工藝分析 (3) 三、 沖壓力計(jì)算及設(shè)備選擇 (5) 四、 壓力中心計(jì)算 (6) 五、 模具結(jié)構(gòu)草圖 (8) 六、 凹模的外形尺寸確定 (9) 七、 沖裁間隙的確定 (10) 八、 毛坯尺寸計(jì)算 (1 0) 九、 卸料裝置的選用 (14) 十、 材料利用率的計(jì)算… ……(15) 十一、模具零件設(shè)計(jì) (16) 十二、設(shè)

2、備校核 … (29) 十三、總結(jié) (31) 十四、參考資料 (32) 第一章設(shè)計(jì)任務(wù)書 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容及要求： 一、 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1繪制產(chǎn)品零件圖。 2、 繪制模具裝配圖。 3、 繪制整套模具零件圖。 4、 編寫設(shè)計(jì)說明書。 二、 生產(chǎn)綱領(lǐng)： 大批量生產(chǎn)。 三、 設(shè)計(jì)要求： 1模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，工藝性好。設(shè)計(jì)計(jì)算正確，參數(shù)選用合理。 2、 模具繪圖布局合理，視圖完整、清晰，各項(xiàng)內(nèi)容符合規(guī)范。 3、 模具裝配圖必須采用CAD繪制并打印。 4、 繪制全套模具零件圖，無后續(xù)加工的標(biāo)準(zhǔn)件除外。 5、 設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容完整，分析透徹，語言流暢，參考資料應(yīng)注明出處

3、。數(shù) 字在10000~15000之間。 6、 圖紙：裝配圖一份（零號紙）、全套零件圖（不需要后續(xù)加工的標(biāo)準(zhǔn)件除 夕卜），總量在2張零號紙以上。 7、 圖紙和說明書打印并交電子檔案，資料收集后要刻錄存檔。 共33頁第 2 頁 計(jì) 算 內(nèi) 容 說明 第二章 零件的工藝性分析 零件圖如下所示 C*1EEDB 肯 鼻15刃』1； = 共33頁第 3 頁 計(jì) 算 內(nèi) 容 說明 共33頁第 # 頁 計(jì) 算 內(nèi) 容 說明 零件圖 1、 形狀: 微電機(jī)轉(zhuǎn)子沖片由中心孔 ①3.238mm、周圍由12個沖槽一個R0.5mm 的圓弧組成，而其零

4、件總大小為 ①15.98mm，厚度為0.2mm，因此知道 其零件較為復(fù)雜。 2、 尺寸： 該零件尺寸最大直徑為①15.98mm，而其零件上的各孔、各槽的尺寸 小,因此看其尺寸而言，尺寸精度要求高。所以按要求取其精度等級為 IT9 級。 3、 沖孔、沖槽時工藝： 零件圖上中心孔直徑為①3.238mm，考慮到凸模強(qiáng)度限制，孔的尺寸 不宜過小，其數(shù)值與孔的形狀、材料的機(jī)械性能、材料的厚度等有關(guān)。 沖槽時，兩個孔與孔之間的距離受模具強(qiáng)度和沖裁件質(zhì)量的限制，其 值不能過小，宜取a > 2t。而零件圖上的沖槽之間距離為 11.05m m較合 適其強(qiáng)度和質(zhì)量要求。 4、 表面質(zhì)量： 共33頁

5、第 # 頁 計(jì) 算 內(nèi) 容 說明 做為微電機(jī)轉(zhuǎn)子沖片，其平面度、同軸度要求咼；從零件上所注的公差， 則其質(zhì)量要求高。 5、材料性能: 本零件所給的材料為Ni50坡莫合金，其硬度很高，近似于高碳鋼 則高碳鋼的抗拉強(qiáng)度在 300~600Mpa之間。 &制定沖壓工藝方案： 由零件圖及零件圖中的工藝要求，制定沖壓工藝方案如下： 本零件的沖壓方案有一下幾種：（1）、本零件可以設(shè)計(jì)為一套復(fù)合模，即沖孔 ――沖槽一一落料復(fù)合模。 （2）、本零件可以設(shè)計(jì)為一套連續(xù)模，即第一工位為沖中心孔和兩個導(dǎo)正孔； 第二工位為沖槽工位；第三工位為空工位；第四工位為落料工位；第五工位 為空工位。 在依據(jù)

6、其零件工藝要求、材料的利用率以及模架的設(shè)計(jì)方案和加工要求而選用連 續(xù)模。 同時根據(jù)其精度分析如下： （1） 、本零件采用高精度的滾動導(dǎo)向連續(xù)沖裁，且模架為四導(dǎo)柱模架。 （2） 、本零件采用條料送進(jìn)。 （3） 、模具中的定位采用側(cè)刃定距。 共33頁第4頁 第三章沖壓力計(jì)算及設(shè)備選擇 1、沖裁力的計(jì)算: 各工位的主要工序是沖裁，利用式(1―― 3)計(jì)算沖裁力。 Ni50坡莫合金的抗剪強(qiáng)度9 b=500Mpa 第一工位： F1= L1*t* 9 b ? =[3.14*(3.238/2) 2+3.14*4 2+8+2+17.98+7.5+ (0.5 2+0.5 2)

7、]x0.2x500 參見《沖壓 工藝與模 具設(shè)計(jì)》 1——7 1——11 P25、26 =94.457*0.2*500 =9445.71N 第二工位： F2=L 2*t* 9 b =12*{[3.14*(1.25/2)*(1.25/2)]/2+[3.14*(2.45/2)*(2.45/2)]/2 +0.47*2+0.67+2*[(12.92-8.3)/2]}*0.2*0.5 =12*(0.98+2.36+0.94+0.67+4.62)*0.2*500 =11484N 第三工位：空工位。 第四工位： F4=L4* t* 9 b =[3.14*(15.98/2)*(1

8、5.98/2)-1+0.5*0.5*3.14-12*0.67]*0.2*500 =(200.46-1+0.79-8.04)*0.2*500 =19220N 第五工位：空工位 因此總沖裁力為： F 總=F1+F2+F3+F4+F5 =40149.71068N 2、卸料力的計(jì)算： F 9 仁&*F 查表1——7卸料力系數(shù)K1=2.3?2.5 則 F 91=K1*F =2.5*40149.7068 =100374.2767N 共33頁第5 頁 計(jì) 算 內(nèi) 容 說明 所以總沖壓力：F o= F 9 1+ F總 =40149.7+100374.28 =140523.

9、9767N 3、設(shè)備的選擇: 根據(jù)零件高精度的要求，以及其多工位的要求，同時根據(jù)計(jì)算所得選定壓力機(jī) 為開式雙柱可傾壓力機(jī)。 因F0=38195.795N，所以選定壓力機(jī)為 J23―― 10。其壓力機(jī)的主要規(guī)格 如下： 型號 J23 公稱壓力/KN 100 滑塊行程/mm 45 滑塊行程次數(shù)/ （次/min） 145 10 最大閉合高度/mm 最大裝模高度/mm 連桿調(diào)節(jié)長度/mm 模柄孔尺寸/mm 傾斜角 30 圭寸閉高度調(diào)節(jié)量/mm 200 145 35 ① 30x65 o 50 《沖壓設(shè) 計(jì)手冊》 壓力機(jī)的 選擇 滑塊中心到床身距離/mm 120

10、 立柱間距離/mm 180 工作臺板厚度/mm 50 工作臺尺寸/mm （左右） 360 工作臺尺寸/mm （前后） 240 工作臺孔尺寸/mm （左右） 180 工作臺孔尺寸/mm （前后） 90 工作臺孔尺寸/mm （直徑） 130 第四章 壓力中心計(jì)算 1、 排樣圖如下： 共33頁第 6 頁 計(jì) 算 內(nèi) 容 說明 排樣圖 2、 材料搭邊值： 查表2―― 10,取其最小工藝搭邊值： a=1.8mm a仁 2.0mm 3、 計(jì)算步距： So=D+a=15.98+1.8=17.78mm 4、 決定定距方式： 由于工位數(shù)較多，從節(jié)省材料考慮決定采用雙側(cè)

11、刃定距， 即：采用B型側(cè)刃, 其側(cè)刃長度 L=17.78+( 0.05~0.1)=17.83mm；寬度 b=8mm 5、 確定首件定位線： 首件定位線是指條料端頭在第一工位應(yīng)處的位置線。在沖孔工位確定首件 位線，主要考慮條料送至落料工位時應(yīng)有足夠的搭邊。在排樣草圖上容易做到這 一點(diǎn)，如上圖。確定初始定位線是為了確定入端側(cè)刃型孔的位置。顯然，入端側(cè) 刃型孔與沖中心孔、導(dǎo)正孔的中心線對齊。 6 計(jì)算壓力中心： 為了保證壓力機(jī)和模具平穩(wěn)的工作，必須使沖模的壓力中心一壓力機(jī)滑塊中 心線相重合，對于使用模柄的中小型模具就是要使其壓力中心與模柄軸線相重 合，否則將使沖模和壓力機(jī)滑塊承受側(cè)向力，

12、引起凸、凹模間隙不均勻和導(dǎo)向零 參考《 冷沖壓工 藝與模具 設(shè)計(jì)》 P56 件加速磨損，甚至還會引起壓力機(jī)導(dǎo)軌的磨損、影響壓力機(jī)精度。對與工件外行 尺寸大、形狀復(fù)雜、多凸模的沖裁模和級進(jìn)模，正確確定其壓力中心就顯得更為 重要。 共33頁第7頁 計(jì) 算 內(nèi) 容 說明 根據(jù)以上的排樣圖計(jì)算如下: L1=8.23mm L2=14.13mm L3=126.396mm L4=191.8125mm L5=17.98mm L6=2mm 丫仁 Omm Y2=0mm Y3=0mm Y4=0mm Y5=0mm Y6=10.99mm 參考《 冷沖壓工 藝與模具

13、 設(shè)計(jì)》 P87 2——39 2——40 X仁 Omm X2=8.99mm X3=17.98mm X4=17.98x3=53.94mm X5=0mm X6=8.99mm X=(X1 * L1+X2 * L2+X3 L3+X4 L4+X紓 L5+X6 L6+)/ ( L1+L2+L3+L4+L5+L6 =(0*8.23+8.99*14.13+126.396*17.98+191.8125*53.94+0*17.98+2*8.99) /(8.23+14.13+126.396+191.8125+17.98+2) =35.40155 Y=(YI *L1+Y0L2+Y3*L3+

14、Y4*L4+Y5*L5+Y6*L6)/(L1+L2+L3+L4+L5+L6) =(0*8.23+0*14.13+126.396*0+191.8125*0+17.98*0+2*8.99) /(8.23+14.13+126.396+191.8125+17.98+2) =0.0498 經(jīng)計(jì)算得壓力中心的坐標(biāo)為： X0=35.40155 Y0=0.0498 。 可取X0=35 Y0=2，作為設(shè)計(jì)模具的參數(shù)。 第五章模具結(jié)構(gòu)草圖 結(jié)構(gòu)草圖如下： 共33頁第 8 頁 計(jì) 算 內(nèi) 容 說明 共33頁第 9 頁 計(jì) 算 內(nèi) 容 說明 參考《 冷沖壓工

15、 藝與模具 設(shè)計(jì)》 P135 第六章 凹模的外形尺寸確定 1、如上排樣圖所示，從型孔邊界畫一矩形Ixb初定為凹模有效面積。 凹模有效面積矩形的對稱中心應(yīng)與壓力中心重合，以便使模柄的中心線通過 壓力中心。但壓力中心對于矩形的寬度b處于對稱位置，因此應(yīng)將矩形的長度增 大為I'使壓力中心對于I'處于對稱位置，即壓力中心到矩形左邊的距離為實(shí)際 凹模有效面積矩形長度的一半。則修正后的凹模有效面積矩形長度I'與寬度b分 別為： L=2x (3x17.78+0.5) =107.68" 108mm B=2x (1.5+7.99+8+4+2) =46.98" 47mm 2、估算凹模的外行尺寸

16、： 如上排樣圖所示，從凹模有效面積矩形I'b向四周擴(kuò)大30?40mm,即為凹 模外行尺寸LxB的尺寸范圍： L=108+2x （30?40） mm=168?188mm B=47+2x （30?40） mm=107?127mm 選用標(biāo)準(zhǔn)凹模： 查表 14——6 得：LxB=165x200 厚度的選擇： 查表14—— 5得：h=22?28mm 根據(jù)要求厚度選擇如下： h=25mm 第七章沖裁間隙的確定 材料厚度t 0.2 硬鋼 Wc (0.5% ?0.6%) Z/t Zmi n Z/t 7% 0.014 9% Zmax 0.018 參考《 冷沖壓工 藝與模具

17、 設(shè)計(jì)》 P13 表1——3 根據(jù)零件的材料和厚度 查表1 3 確定零件的沖裁間隙: 第八章毛坯尺寸 1、條料寬度： 如下圖所示: 共33頁第 10 頁 計(jì) 算 內(nèi) 容 說明 冷沖壓工 藝與模具 設(shè)計(jì)》 P136 0 B= (D+2ai+nbi+2*2+1*1.5 ) -△ =[15.98+ (2*2) + (1*1.5 )] -0.05 0 =22 導(dǎo)料板的入端導(dǎo)料尺寸： B仁 B+C1 查表2―― 13 最小雙面導(dǎo)料間隙C1: C1=0.1 即： B仁 21.48+0.仁 21.58mm 出端導(dǎo)料尺寸： B2=D+2a1+C2+2

18、*2 查表2―― 14 出端導(dǎo)料間隙C2： C2=0.1 即； B2=15.98+( 2x2)+0.1=20.08mm 2、主要刃口尺寸計(jì)算： 從排樣圖看，不僅有沖孔、落料、沖槽，而且還有側(cè)刃沖裁。如果按 基本加工制度處理刃口尺寸，即沖孔以凸模為基準(zhǔn)件，落料以凹模為基準(zhǔn)件，則 凹模即作配作件又作基準(zhǔn)件。不如凹模只作配作件，可一次線切割加工出全部凹 模型孔，容易保證所有沖裁間隙都比較均勻。 這樣只需計(jì)算刃口尺寸，凹模型孔 按要求的沖裁間隙配作。凸模刃口尺寸共有五種類型，分別計(jì)算如下： (1) 、沖孔凸模刃口尺寸： 參考《 冷沖壓工 藝與模具 設(shè)計(jì)》 P136―― 137

19、 各沖孔凸模的刃口尺寸均屬于磨損后減小的尺寸， 應(yīng)按式(2――34) 計(jì)算，即：Bb= (bmin+x △) 0 A/4查公差為IT10級，則△ =+0.013mm,沖孔尺寸 為： +0.013 b仁① 3.238° mm 則按式(2――34)計(jì)算沖孔凸模刃口尺寸分別為： 0 Bi=[3.238+ (1x0.013)] 0 =3.251 (2) 沖槽凸模刃口尺寸： 各沖槽凸模的刃口尺寸屬于磨損后減小的尺寸， 應(yīng)按式(2――34)計(jì) 算，即：Bb= (bmin+x A) 0-A/4。零件圖中所注的公差為IT10級，各槽的尺寸 為： +0.007 3=0.670 mm +

20、0.06 b2=2.45。 mm +0.06 b3=1.250 mm +0.022 b4=8.820 mm 則按式（2――34）計(jì)算沖槽凸模刃口尺寸分別為: 0 B仁［0.67+（ 1x0.007）］ 0 =0.677-0.002 mm 0 B2=［2.45+（ 1x0.06）］ 0 =2.51 -0.015 mm 0 B3=［8.82+（ 1x0.022）］ 0 =8.842 -0.005 mm （3）、落料凸模尺寸： 落料凸模尺寸均屬于磨損后增大的尺寸， 現(xiàn)以凹模為配作件，需計(jì)算落料 凸模刃口尺寸，應(yīng)按式（2 36）進(jìn)行計(jì)算，即： 參考《 冷沖壓

21、工 藝與模具 設(shè)計(jì)》 P136 137 Bp= （ Rax-x △ + △ /4-Zmin） °- △ /4。工件落料尺寸為: 0 b1 = O 15.98-0.012 mm 尺寸15.98的公差為IT10級，取x=1;按板料厚度0.2mm,查表1――3其最小 沖裁間隙Zmin=0.014mm。貝U按式（2―― 36）計(jì)算落料凸模刃口尺寸為： 0 B1= （15.98-1x0.012+0.012/4-0.014） 0 =15.957-0.003 mm （4）、導(dǎo)正孔凸模尺寸： 導(dǎo)正孔凸模尺寸均屬于磨損后減小的尺寸，應(yīng)按式（2 34）計(jì)算, 即： Bb= （ bm

22、in+x △） 0- A /4，其公差要求為 IT 10 級，取 X=1。 沖孔尺寸為： +0.058 b1=30 mm 則按式(2――34)計(jì)算導(dǎo)正凸模刃口尺寸為： 0 B仁[3+ (1x0.058)] 0 =3.048 -0.012 mm (5)、側(cè)刃尺寸： 側(cè)刃工作尺寸應(yīng)與步距尺寸協(xié)調(diào)，一般兩者取相同的尺寸，當(dāng)考慮草測 刃沖切后在條料臺階處產(chǎn)生的毛刺影響送料精度時，可將側(cè)刃工作尺寸增大 0.02?0.05mm。本模具采用了 B型側(cè)刃，沖裁后產(chǎn)生的毛刺對送料步距的影響 很小。因此側(cè)刃工作尺寸可與步距相同。其公差按模具國標(biāo)規(guī)定為 0.02m m,并 取負(fù)偏差，則側(cè)刃工作

23、尺寸及公差為： 0 S=17.78-o.o2 側(cè)刃的其余尺寸可參照標(biāo)準(zhǔn)側(cè)刃確定。凹模側(cè)刃型孔則按側(cè)刃實(shí)際尺寸 配作?？梢?，以凹模為配作件是比較合理的。 第九章卸料裝置的選用 卸料裝置的功用是在一次沖裁結(jié)束之后，將條料或工序件與落料凸模或沖 孔凸模脫離，以便進(jìn)行下一次沖裁。 因本模具零件精度要求較高，同時為防止零件的變形。因此采用彈性卸料, 而因零件精度高，在采用彈性卸料的同時要采用導(dǎo)柱導(dǎo)向。 所以初步選用橡膠塊和卸料板。 選用橡膠塊的計(jì)算如下： 其材料厚度t為0.2mm，經(jīng)計(jì)算卸料力Fx為1644.8N，選用卸料橡膠塊， 其計(jì)算過程如下： 1) 、假設(shè)考慮模具結(jié)構(gòu)，決定用4

24、個厚壁筒形的聚氨脂彈性體。 2）、計(jì)算每個彈性體的預(yù)壓力Fy: Fy=1644.8N/4=411.2N 3）、考慮橡膠塊的工作壓縮量較小，取預(yù)壓縮率 & y=10%并由表2――27 查得單位壓力Fq=1.1Mpa。 參考《 冷沖壓工 藝與模具 設(shè)計(jì)》 P105―― 107 4 ）、按式（2——49）計(jì)算彈性體的截面面積 A: A=Fy/Fq=411.2/1.1=373.8mm 2 5 ）、如果選用直徑為8mm勺卸料螺釘，選取彈性體穿卸料螺釘孔的直徑 d=①8.5mm則彈性體的外徑D可按下式求得： n （D2-d2） /4=A 1/2 （4A/ n+d2） 1/

25、2 (4x373.8/ n+8.5 2) =22.8mm 驗(yàn)算外徑D: Fy=AxFq =[ n4 （22.8 2-8.5 2） x1.1] =355.3N 因此取 D =23mm 6 ）、橡膠塊高度的確定： H=hg/ ￡ j- ￡ y =0.2+1/35%-10% =15mm 所以經(jīng)計(jì)算選取卸料橡膠塊為： 橡膠塊的高度為 H=15mm 總計(jì)塊數(shù)為 n=8 橡膠塊的材料為 邵氏70?80A的聚氨脂橡膠 第十章 材料利用率的計(jì)算 一段條料能沖出的工件的重量與這段條料重量之比的百分?jǐn)?shù)稱為材料利用率。 由于板料沖裁時板厚是一定的，所以材料利用率可用面積之比，即一段條

26、料 的有效面積與這段條料的面積之比，來代替重量之比。 參考《 冷沖壓工 藝與模具 設(shè)計(jì)》 P64 同一工件，排樣不同時，材料利用率也會不同，材料利用率越高者越省料。因此, 材料利用率是判斷排樣是否經(jīng)濟(jì)的重要參數(shù)。 但材料利用率并不是選擇排樣的唯 一標(biāo)準(zhǔn)。一般按下述原則選擇：對于銅板等較貴重材料，特別是在生產(chǎn)量較大時， 應(yīng)盡量選擇材料利用率較高的排樣。如果某種排樣不其它排樣的材料利用率提高 不到5%,且使模具復(fù)雜化時，那么這種排樣是不可取的。而在生產(chǎn)量小時，應(yīng) 盡可能選擇比較簡單的排樣，以便模具容易制造。 按條料計(jì)算材料利用率來計(jì)算： n =n *A/L*B A= nR2 =

27、3.14*7.992 =200.458mm 即： n =4*200.458/71.92*22 =50.17% 式中說明： n ――—根條料能沖出的工件數(shù)； L ――條料的長度（mr） A ——一個工件的實(shí)際面積（mm） 第十一章 模具零件設(shè)計(jì) 1、工作零件設(shè)計(jì)： 1）、工作凸、凹模設(shè)計(jì)： 凸模設(shè)計(jì)的三原則： 為了保證凸模能夠正常工作，設(shè)計(jì)任何結(jié)構(gòu)形式的凸模都必須滿足如 下三原則： （1） 、精確定位 凸模安裝到固定板上以后，在工作過程中其軸線或母線不允許發(fā)生任何方向 的位移，否則將造成沖裁間隙不均勻，降低模具壽命，嚴(yán)重時可造成啃模。 （2） 、防止拔出 回程時，

28、卸料力對凸模產(chǎn)生拉伸作用。凸模的結(jié)構(gòu)應(yīng)能防止凸模從固定板中 拔出來。 （3）、防止轉(zhuǎn)動 對于工作段截面為圓形的凸模，當(dāng)然不存在防轉(zhuǎn)問題?？墒菍τ谝恍┙孛?比較簡單的凸模，為了使凸模固定板上安裝凸模的型孔加工容易， 常常將凸模固 參考《 冷沖壓工 藝與模具 設(shè)計(jì)》 P64 定段簡化為圓形。這時就必須保證凸模在工作過程中不發(fā)生轉(zhuǎn)動，否則將啃模。 工作凸、凹模的設(shè)計(jì)包括沖導(dǎo)正孔凸模、中心孔凸模、沖槽凸模、落料凸模及側(cè) 刃凸模。 （1）、導(dǎo)正孔凸模的設(shè)計(jì)及加工： 根據(jù)沖裁時凸模所受的力，為滿足其需要，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式如下： 根據(jù)以前所取，各凸、凹模都以凸模為基準(zhǔn)，凹模為配作件，則凸模

29、的尺寸 計(jì)算如下： 根據(jù)式（2 34）計(jì)算，即：Bp= （bmin+x △ ） °- △ /4 凸模根據(jù)其強(qiáng)度要求，選用 Cr12MoV，而熱處理后的硬度為58?60HRC 凸模的安裝與固定方法如下：因所設(shè)計(jì)的凸模為圓凸模，所以其固定方式為凸模 固定板上加工出臺階來固定。（示圖如下：） fl 凸模與固定板的配合為過渡配合。 參考《 冷沖壓工 藝與模具 設(shè)計(jì)》 P70 2——17 凸模的裝配方法為壓入法，其特點(diǎn)為連接牢固可靠，對配合孔的精度要求 高。加工成本高，因以凹模為配作件，所以凹模以凸模為基準(zhǔn)配作，保證單面間 隙為0.014mm?0.018mm。其結(jié)構(gòu)圖如下：

30、 其加工方法采用鉆、鉸加工（精度高時精孔鉆加工）。 凹模的固定采用銷釘、螺釘緊固方法。 凸模的加工方法： 沖壓模具的凸模都需進(jìn)行淬火等熱處理工藝， 獲得高硬度和高耐磨性，則可 米取以下加工方案： （1） 、粗車（留磨削余量）一一熱處理一一磨削 （2） 、粗車——熱處理——精車、拋光 （3） 、精車成行——熱處理——拋光 綜合各種實(shí)際因素，則采用方案為（1）。 凸模長度的確定： 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)模具時，當(dāng)選定了典型組合以后，凸模的長度就確定了。設(shè)計(jì)非標(biāo) 準(zhǔn)模具時，凸模的長度一般根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要，并考慮磨損量和安全因素來確定。 因本模具采用的是標(biāo)準(zhǔn)模具，因此凸模的長度就可以通過公式來

31、求， 具體計(jì)算如 下： 彈性卸料方式的凸模長度按下式計(jì)算：（2―― 17） L=h1+h4+h5-0.2 =15+8+15-0.2 =37.8mm 式中說明: h1 凸模固定板厚度（ h2――彈壓卸料板厚度（ mm) mm) h5――預(yù)壓狀態(tài)下卸料橡皮厚度（mm）, h5= （0.85?0.9） H , H為自由狀態(tài)下橡膠的皮厚。公式中的 0.2mm是凸模端面縮進(jìn)卸料板的距離。 （2）、中心孔凸模設(shè)計(jì)： 根據(jù)沖裁時凸模所受的力，為滿足其需要，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式如下： 根據(jù)以前所取，各凸、凹模都以凸模為基準(zhǔn)，凹模為配作件，則凸模的尺寸計(jì)算 如下： 根據(jù)式（2 34）

32、計(jì)算，即：Bp= （bmin+x △ ） °- △ /4 凸模根據(jù)其強(qiáng)度要求，選用 Cr12MoV，而熱處理后的硬度為58?60HRC 凸模的安裝與固定方法如下：因所設(shè)計(jì)的凸模為圓凸模，所以其固定方式為凸模 固定板上加工出臺階來固定。（示圖如下：） 凸模與固定板的配合為過渡配合。 凸模的裝配方法為壓入法，其特點(diǎn)為連接牢固可靠，對配合孔的精度要求 高。加工成本高，因以凹模為配作件，所以凹模以凸模為基準(zhǔn)配作，保證單面間 隙為0.014mm?0.018mm。其結(jié)構(gòu)圖如下： 其加工方法采用鉆、鉸加工（精度高時精孔鉆加工）凹模的固定采用銷釘、螺釘緊固方法。 參考《 冷沖壓工

33、 藝與模具 設(shè)計(jì)》 P70 2——17 凸模的加工方法： 沖壓模具的凸模都需進(jìn)行淬火等熱處理工藝， 獲得高硬度和高耐磨性，則可 米取以下加工方案： （1） 、粗車（留磨削余量）一一熱處理一一磨削 （2） 、粗車——熱處理——精車、拋光 （3） 、精車成行——熱處理——拋光 綜合各種實(shí)際因素，則采用方案為（1）。 凸模長度的確定： 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)模具時，當(dāng)選定了典型組合以后，凸模的長度就確定了。設(shè)計(jì)非標(biāo) 準(zhǔn)模具時，凸模的長度一般根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要，并考慮磨損量和安全因素來確定。 因本模具采用的是標(biāo)準(zhǔn)模具，因此凸模的長度就可以通過公式來求， 具體計(jì)算如 下： 彈性卸料方式的凸模

34、長度按下式計(jì)算：（2―― 17） L=hi+h4+h5-0.2 =15+8+15-0.2 =37.8mm 式中說明： h1 凸模固定板厚度（mm） h2 彈壓卸料板厚度（mm） h5――預(yù)壓狀態(tài)下卸料橡皮厚度（mm）, h5= （0.85?0.9） H， H為自由狀態(tài)下橡膠的皮厚。公式中的 0.2mm是凸模端面縮進(jìn)卸料板的距離。 （3）、沖槽凸模設(shè)計(jì)： 根據(jù)其零件結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)、加工其沖槽凸模，因要將其沖斷，則沖槽凸模要多 加工1mm，其結(jié)構(gòu)圖如下： 共33頁第 24 頁 計(jì) 算 內(nèi) 容 說明 共33頁第 25 頁 計(jì) 算 內(nèi) 容 說明

35、 根據(jù)以前所取，各凸、凹模都以凸模為基準(zhǔn)，凹模為配作件，則凸模的尺寸計(jì)算 如下： 根據(jù)式(2 34)計(jì)算，即：Bp= (bmin+x △) °-&/4 ,而其零件的沖槽為 參考《沖壓 實(shí)例》 12個，為其固定方便將其設(shè)計(jì)成組合基體形式。其形狀為圓柱形，用線切割機(jī) 床加工出型孔。各槽形凸模都以 H7/n6的配合固聯(lián)。組合基體外圓形直徑取 25mm，用H7/n6的配合裝在凸模固定板上。組合基體上沒有臺階作為垂直方向 的固定，在線槽凸模外側(cè)用齊縫銷釘與凸模固定板固定防止轉(zhuǎn)動。線槽凸模的固 定方法不宜采用鉚接方法，因經(jīng)常拆卸、更換對組合基體會有損壞，其尺寸小又 不能用螺釘固定。采用圓環(huán)卡圈

36、的方法固定，在基體上加工出槽，圓環(huán)卡圈切割 成兩半，用圓環(huán)卡住后裝入組合基體，如下圖所示： j 本共位線槽型孔與組合基體用同一程序由線切割機(jī)床加工，配合間隙如下表: 序 號 模具沖裁間隙 /Z 卸料板與凸模間隙/（mm） 輔助小導(dǎo)柱與小導(dǎo)套間隙 /mm 1 >0.015 ?0.025 >0.005?0.007 約為0.003 2 >0.0025?0.05 >0.007?0.015 約為0.006 3 >0.05 ?0.10 >0.015 ?0.025 約為0.01 4 >0.10 ?0.15 >0.025?0.035 約為

37、0.02 與組合模對應(yīng)的凹模設(shè)計(jì)為局部凹模，凹模自身臺階和齊縫銷釘固定在凹模板 上,凹模板用銷釘和螺釘與墊板和下模板的固定， 凹模刃口以下的漏料部分用擴(kuò) 大型孔的方法，采用點(diǎn)火花機(jī)床加工。 凸模長度的確定： 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)模具時，當(dāng)選定了典型組合以后，凸模的長度就確定了。設(shè)計(jì)非標(biāo) 準(zhǔn)模具時，凸模的長度一般根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要，并考慮磨損量和安全因素來確定。 因本模具采用的是標(biāo)準(zhǔn)模具，因此凸模的長度就可以通過公式來求， 具體計(jì)算如 下： 彈性卸料方式的凸模長度按下式計(jì)算：（2―― 17） L=hi+h4+h5-0.2 =15+8+15-0.2 =37.8mm 式中說明： hl

38、凸模固定板厚度（mm） h2 彈壓卸料板厚度（mm） h5――預(yù)壓狀態(tài)下卸料橡皮厚度（mm）, h5= （0.85?0.9） H， H為自由狀態(tài)下橡膠的皮厚。公式中的 0.2mm是凸模端面縮進(jìn)卸料板的距離。 （4）、落料凸模設(shè)計(jì)： 原落料設(shè)計(jì)時應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)，而為使其加工統(tǒng)一，則改為以凸模 為基準(zhǔn)，同時根據(jù)落料時的受力情況設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如下圖所示： 現(xiàn)以凸模為基準(zhǔn)，凹模為配作件，則按式（2―― 36）計(jì)算凸模尺寸: 0 Bp=（ amax-x △ + △ /4-Zmin） - △ /4 凸模根據(jù)其強(qiáng)度要求，選用40Cr或45鋼，而熱處理后的硬度為56?60HRC

39、凸模的安裝與固定方法如下：因所設(shè)計(jì)的凸模為圓凸模，所以其固定方式為凸模 固定板上加工出臺階來固定。（示圖如下： 凸模與固定板的配合為過渡配合。 凸模的裝配方法為壓入法，其特點(diǎn)為連接牢固可靠，對配合孔的精度要求 高。加工成本高，因以凹模為配作件，所以凹模以凸模為基準(zhǔn)配作，保證單面間 隙為0.014mm?0.018mm。其結(jié)構(gòu)圖如下： 共33頁第 28 頁 計(jì) 算 內(nèi) 容 說明 共33頁第 # 頁 計(jì) 算 內(nèi) 容 說明 參考《 冷沖壓工 藝與模具 設(shè)計(jì)》 P70 2——17 其加工方法采用鉆、鉸加工（精度高時精孔鉆加

40、工）。 凹模的固定采用銷釘、螺釘緊固方法。 凸模的加工方法： 沖壓模具的凸模都需進(jìn)行淬火等熱處理工藝， 獲得高硬度和高耐磨性，則可 米取以下加工方案： （1） 、粗車（留磨削余量）一一熱處理一一磨削 （2） 、粗車——熱處理——精車、拋光 （3） 、精車成行——熱處理——拋光 綜合各種實(shí)際因素，則采用方案為（1）。 凸模長度的確定： 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)模具時，當(dāng)選定了典型組合以后，凸模的長度就確定了。設(shè)計(jì)非標(biāo) 準(zhǔn)模具時，凸模的長度一般根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要，并考慮磨損量和安全因素來確定。 因本模具采用的是標(biāo)準(zhǔn)模具，因此凸模的長度就可以通過公式來求， 具體計(jì)算如 下： 彈性卸料方式的凸模長

41、度按下式計(jì)算：（2―― 17） L=h1+h4+h5-0.2 =15+8+15-0.2 =37.8mm 式中說明： hl 凸模固定板厚度（mm） h2 彈壓卸料板厚度（mm） h5――預(yù)壓狀態(tài)下卸料橡皮厚度（mm）, h5= （0.85?0.9） H , H為自由狀態(tài)下橡膠的皮厚。公式中的 0.2mm是凸模端面縮進(jìn)卸料板的距離。 2、其它零件設(shè)計(jì) （1）、各標(biāo)準(zhǔn)件的選用： ① 各用途的螺釘、銷釘?shù)倪x用： 根據(jù)模具的實(shí)際選用螺釘、銷釘，其結(jié)構(gòu)圖如下: 共33頁第 29 頁 計(jì) 算 內(nèi) 容 說明 共33頁第 30 頁 計(jì) 算 內(nèi) 容

42、說明 螺釘?shù)倪x用例表如下： 螺紋規(guī)格d M8 螺距p 1.25 b參考 22 min 0.15 c max 0.6 da max 9.2 ds max 8 min 7.78 e min 14.20 k 6.86 s 12.57 銷釘?shù)倪x用例表如下： （圓柱銷） 銷 GB 11 ——86 M10 1.25 26 0.15 0.6 11.2 參考《 max10 min 9.78 冷沖壓工 17.59 藝與模具 7.89 設(shè)計(jì)》 15.57 附錄 d （公稱） 6 8 10 a? 0.8

43、0 1.0 1.2 c? 1.2 1.6 2.0 L （公稱） 12 ?60 14 ?80 20 ?95 共33頁第 # 頁 計(jì) 算 內(nèi) 容 說明 ②模柄的選用：結(jié)構(gòu)圖如下: 共33頁第 31 頁 計(jì) 算 內(nèi) 容 說明 共33頁第 # 頁 計(jì) 算 內(nèi) 容 說明 各模架才名稱 尺寸 凹模周界 315*200 上模座 3

44、15*200*50 下模座 315*200*65 導(dǎo)柱 32*195 導(dǎo)套 32*120*48 保持圈 32*395*76 彈簧 2*37*79 壓板 16*20 螺釘 M6*16 ③模架的選用: 參考《冷沖 模設(shè)計(jì)指 導(dǎo)書》 根據(jù)壓力機(jī)選擇模柄： 查表2―― 38 選用浮動模柄 d D D1 H 1 2 3 4 凹球面 模柄 墊塊 錐面壓 圈 螺釘 30 r 65 : 100 25 30*63 ：65*10.5 : 100*20 M8*25 ④各模板的尺寸: 凹模板 凹模墊板 導(dǎo)料板 卸料板 上模墊板 凸

45、模固定板 卸料橡膠 165*200*25 165*200*15 69*200*8 165*200*16 165*200*10 165*200*15 H=15 所以依據(jù)上面所選的各標(biāo)準(zhǔn)的模架，則整個模架的尺寸都以選擇了。因此其 它的尺寸根據(jù)各模架的尺寸來確定。 ⑤側(cè)刃的設(shè)計(jì)： 因本模具的精度要求高，所以設(shè)計(jì)雙側(cè)刃定距。則側(cè)刃的設(shè)計(jì)如下： 設(shè)計(jì)側(cè)刃時，第一個側(cè)刃位置應(yīng)有置在第一工位上， 若側(cè)刃孔離凹?？椎?距離太近，為照顧凹模強(qiáng)度，側(cè)刃位置可成倍進(jìn)距地位移。 第十二章 設(shè)備校核 第二個側(cè)刃，目的是使料尾能充分利用。但雙側(cè)用料的耗損更多，只有 當(dāng)條料不長，不用第二側(cè)刃則料尾

46、所造成損耗更大時才宜采用。 第二側(cè)刃位置選 擇，只需考慮凹模有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，沒有嚴(yán)格要求。 共33頁第 32 頁 計(jì) 算 內(nèi) 容 說明 共33頁第 # 頁 計(jì) 算 內(nèi) 容 說明 模具結(jié)構(gòu)和各零件都設(shè)計(jì)好后必須對模具進(jìn)行必要的校核。 其中的校核包 括凸模強(qiáng)度校核、壓力機(jī)的校核等。 因各尺寸都是計(jì)算出來的，所以壓力機(jī)的校核以及其它一些的校核都不要 校核。因?yàn)樗呀?jīng)有足夠的強(qiáng)度等，而必要校核的是凸模強(qiáng)度的校核。 凸模強(qiáng)度的校核： 一般凸模的強(qiáng)度是足夠的，沒有必要進(jìn)行強(qiáng)度校核。只有當(dāng)凸模特別細(xì)長， 或凸模的截面尺寸相對于板厚很小時，才進(jìn)行強(qiáng)度校核。凸模強(qiáng)度校核包括

47、抗壓 能力和抗縱向彎曲能力兩個方面的內(nèi)容。 參考《 冷沖壓工 藝與模具 設(shè)計(jì)》 P70 （1）、凸模抗壓能力校核： 凸模能正常工作，其最小截面承受的壓應(yīng)力必須小于凸模材料允許的壓應(yīng)力 [d: 薩F/A < [ d 對于圓形凸模，F(xiàn)= ndt T弋入上式可得： d>4tT d =（4x0.2x350） /500 =0.56 式中說明： 0——凸模最小截面的壓應(yīng)力（Mpa） F――沖裁力（N） A 凸模最小截面積（mm2） d 凸模最小直徑（mm） t 板料厚度（mm） t——板料抗剪強(qiáng)度（Mpa） [d――凸模材料許用壓應(yīng)力（Mpa） 如果凸模材料用一般

48、工具鋼，淬火硬度為58?62HRC,可取[d為1000? 1600Mpa，沖裁低碳鋼板時，t取300Mpa，則按式（2―― 19）,可計(jì)算無導(dǎo)向沖 裁時凸模的最小直徑應(yīng)為：dmin= （0.75?1.2） t。考慮到某些不穩(wěn)定因素，一般 可以這樣認(rèn)為：當(dāng)凸模直徑接近板料厚度時，對凸模應(yīng)采取特殊的保護(hù)措施。 核對各凸模直徑： 導(dǎo)正孔凸模d1=^3mm>0.56mm 中心孔凸模 d2=^3.238mm>0.56mm 落料凸模 d3=^15.98mm>0.56mm 所以各凸模的強(qiáng)度經(jīng)核算后其各凸模強(qiáng)度足夠。 （2）、凸?？v向抗彎曲能力校核： 參考《 冷沖壓工 藝與模具 設(shè)計(jì)》

49、P71 沖裁時凸模縱向抗彎曲能力可利用桿件受軸向壓力的歐拉公式進(jìn)行校核。 因凸模有導(dǎo)向，則采用式（2―― 23）計(jì)算： ? Lmax <（ 2x nxExJ/nxF 對圓凸模上式可簡化為； ? Lmax < 270x （d2/F?） =270x15.98 2/38195.795 ? =352.785 因各凸模尺寸為：d1=3.238mm d2=3mm d3=15.98mm 經(jīng)驗(yàn)算各凸模的縱向彎曲能力校核以滿足凸模的要求。 (3) 、核對模具開模行程： 根據(jù)本模具所選用的模架，其開模行程為 45mm而本模架采用滾動導(dǎo)柱導(dǎo) 向。所以在開模的同時要保持滾動導(dǎo)柱保持圈有三至

50、四圈保持彈簧在滾動導(dǎo)柱的 導(dǎo)套里。 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模具上導(dǎo)套的尺寸為：32*120*48 保持圈的尺寸為：32*39.5*76 所以當(dāng)模具回程時，其保持圈一直都有保持彈簧在滾動導(dǎo)柱導(dǎo)套里， 所以本模具 的開模行程準(zhǔn)確。 第十三章 總結(jié) 現(xiàn)本模具的整體設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，如今回顧自己的設(shè)計(jì)過程，總結(jié)如下： 本零件為微電機(jī)轉(zhuǎn)子沖片，從其零件圖中尺寸的標(biāo)注得知零件的精度要求高， 而且零件的形狀也較為復(fù)雜，因零件中每個沖槽的間距較小，則設(shè)計(jì)較為困難。 因此整個模具的設(shè)計(jì)如下：因有多種方案，經(jīng)分析采用連續(xù)模；其精度要求 高，則模具采用四導(dǎo)柱的滾動導(dǎo)向模架， 同時模柄采用浮動模柄；在卸料方面本 模具采用

51、彈性卸料裝置，即為：卸料橡膠 +卸料板，因精度要求高，則在卸料板 上加小導(dǎo)柱，以精確導(dǎo)向提高其精度；在工位排樣方面為單排、五工位排樣，而 在第一工位時要沖兩個導(dǎo)正孔，為第二工位的沖槽做導(dǎo)向準(zhǔn)備，在第二工位設(shè)置 兩個導(dǎo)正銷提高精度。 以上就是整個模具的設(shè)計(jì)過程，在此次的設(shè)計(jì)過程中本人學(xué)到了不少的知識， 主要如下： 知道沖裁模具的整體設(shè)計(jì)過程，同時對沖裁的模具結(jié)構(gòu)、計(jì)算、各種標(biāo)準(zhǔn)件的 選用，以及各零件公差、配合的選擇標(biāo)準(zhǔn)。 共33頁第 35 頁 計(jì) 算 內(nèi) 容 說明 沖裁的設(shè)計(jì)首先查看設(shè)計(jì)任務(wù)書，以及找到設(shè)計(jì)所需要的資料。接著分析本模具 零件的結(jié)構(gòu)，包括零件的形狀、尺寸、精度、表

52、面質(zhì)量、材料性能等。經(jīng)過零件 工藝分析后制定沖壓工藝方案，同時從各種方案中選擇一個最佳的方案對模具進(jìn) 行設(shè)計(jì)。接著以此繪制模具結(jié)構(gòu)草圖；繪制模具結(jié)構(gòu)草圖后就對零件的排樣圖進(jìn) 行沖壓力計(jì)算，計(jì)算沖壓力后以沖壓力來選擇沖壓設(shè)備， 接著對排樣圖進(jìn)行壓力 中心計(jì)算。進(jìn)行了壓力中心計(jì)算后對各沖孔、沖槽進(jìn)行凸、凹模尺寸計(jì)算，同時 計(jì)算所需胚料的寬度。在對各沖孔、沖槽的凸、凹模進(jìn)行計(jì)算后，就對各沖孔、 沖槽的凸、凹模結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，接著對設(shè)備進(jìn)行校核，到此整個模具設(shè)計(jì)完成。 而在此設(shè)計(jì)中也有不足之處。就是對模架的選用、卸料橡膠的選用，以及各 凸模的校核都有點(diǎn)問題。因此希望能對在了解些。 第十四章 參考資料 1、 《沖模技術(shù)》 涂光祺主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2、 《冷沖壓模具結(jié)構(gòu)圖冊大全》 高廣升主編 華南理工大學(xué)出版社 3、 《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 機(jī)械工業(yè)出版社 4、 《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》 鐘锍斌主編 華北航空工業(yè)學(xué)院 5、《沖壓手冊》 王孝培主編 北京機(jī)械工業(yè)出版社 6《沖模設(shè)計(jì)手冊》 沖模設(shè)計(jì)手冊編寫組編著 7、《沖壓模具結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)圖解》 張玉良譯 北京國防工業(yè)出版社 8、《實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊》 鄭可惶主編 北京宇航出版社 9、《沖壓工藝學(xué)》 李碩本主編 北京機(jī)械工業(yè)出版社 共33頁第36頁