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I 摘要 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)是沖孔落料級(jí)進(jìn)模再拉深的設(shè)計(jì) 沖壓模具主要是將板料分離或成 形而得到制件的加工方法 因?yàn)槟＞叩纳a(chǎn)主要是大批量的生產(chǎn) 而且模具可以保證 沖壓產(chǎn)品的尺寸精度和產(chǎn)品質(zhì)量 模具的設(shè)計(jì)與制造主要考慮到模具的設(shè)計(jì)能否滿足 工件的工藝性設(shè)計(jì) 能否加工出合格的零件 以及后來的維修和存放是否合理等 在 本次設(shè)計(jì)的墊片中 不僅要考慮要使做出的零件能滿足工作要求 還要保證它的使用 壽命 其次設(shè)計(jì)中還要考慮到它的實(shí)際工作環(huán)境和必須完成的設(shè)計(jì)任務(wù) 模架采用對(duì)角 型模架 這樣可以采用線切割等數(shù)控設(shè)備來一次完成全部的工序加工 在設(shè)計(jì)中我要 考慮到很多關(guān)于我所設(shè)計(jì)模具的知識(shí) 包括它的使用場(chǎng)合 外觀要求等 從這里可以 知道模具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)很復(fù)雜的工作 所以在設(shè)計(jì)要不斷的改進(jìn)直到符合要求 本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 工件的工藝性分析 沖壓工藝方案的確定 模具的技術(shù)要 求及材料選用 主要設(shè)計(jì)尺寸的計(jì)算 工作部分尺寸計(jì)算 模具的總體設(shè)計(jì) 主要零 部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模具的總裝圖 模具的裝配等 關(guān)鍵詞 模具產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 沖壓模具 級(jí)進(jìn)模 散熱器 II Abstract Stamping products has been extensively applied in the industry agriculture national defense and in the daily lives of area especially in the machinery industry Mechanical products is the most pressing housing products and the improvement of product performance requires of high quality performance stamping molds stamping process and product design There are many ways of molding products of stamping progressive die is mainly used for blanking bending stretching etc And Stamping molds almost form more than 60 percent of the total number For example Electrical Control can be realized as semi automatic or automatic operation Cold metal stamping die mainly used for the molding products and it is very important in the production of stamping technology devices The basic component of stamping molds is block model from top to bottom mould plate fixed plate of mould plate die inserts raising nails I plateplate unloading I Introduction sets column unloading bombs nail plate plate Discharge and so on Key wards mold industry stamping die progressive die radiator III 目 錄 摘要 I Abstract II 第一章 緒論 1 1 1 沖壓模的發(fā)展與現(xiàn)狀 3 1 2 冷沖壓工序與分類 4 1 2 1 冷沖壓工序 4 1 2 2 冷沖壓工序名稱分類 4 第二章 冷沖壓模具的分類 5 2 1 冷沖壓模具的基本機(jī)構(gòu)形式 5 2 2 沖模的分類 5 2 3 單工序沖模和復(fù)合模 級(jí)進(jìn)模 6 第三章 沖壓件工藝分析 7 3 1 工藝方案及模具結(jié)構(gòu)類型的確定 8 3 1 1 排樣設(shè)計(jì) 8 3 1 2 條料寬度與導(dǎo)料板間距離的計(jì)算 8 3 1 3 材料的利用率計(jì)算 8 第四章 模具工藝參數(shù)計(jì)算 10 4 1 沖壓力的計(jì)算 10 4 2 壓力機(jī)的選擇 10 4 3 壓力中心的確定 11 4 4 工作零件刃口尺寸的計(jì)算 11 4 5 主要零件尺寸設(shè)計(jì) 17 4 5 1 工作零件的設(shè)計(jì) 18 4 5 1 1 凸模的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度 剛度校核 18 4 5 1 2 凹模設(shè)計(jì) 19 4 5 1 3 凸凹模的鑲拼結(jié)構(gòu) 19 4 5 2 凸凹模固定板 20 4 5 3 定位零件的設(shè)計(jì) 20 4 5 3 1 條料橫向定位裝置 20 4 5 3 2 條料縱向定位裝置 21 4 5 4 卸料 頂件 推件零件 21 IV 4 5 4 1 卸料裝置 22 4 5 4 2 推件與頂件裝置 22 4 5 5 彈性元件的選用 22 4 5 5 1 彈簧的選用和計(jì)算 22 4 5 5 2 橡膠的選用與計(jì)算 23 第五章 拉深工藝參數(shù)的計(jì)算 25 5 1 確定是否需要修邊余量 26 5 2 確定是否需要壓邊圈 26 5 3 確定拉深次數(shù) 26 5 4 拉深力的計(jì)算 26 5 5 壓力中心確定和計(jì)算 27 5 6 壓力機(jī)的選擇 27 5 7 拉深模工作部分結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì) 27 5 7 1 凸模和凹模單邊間隙 Z 27 5 7 2 凸 凹模工作部分尺寸及公差 28 5 7 3 凸凹模的設(shè)計(jì)尺寸 28 5 7 3 1 凸模的設(shè)計(jì)尺寸 28 5 7 3 2 凹模的設(shè)計(jì)尺寸 29 5 7 4 凸模的強(qiáng)度 剛度校核 29 5 7 5 凸凹模固定板 30 5 8 定位零件和彈性零件 30 5 8 1 卸料 頂件 推件零件 30 5 8 2 彈性元件 31 設(shè)計(jì)總結(jié) 32 致謝 33 參考文獻(xiàn) 34 附件 35 1 第一章 緒論 模具是現(xiàn)代工業(yè) 特別是汽車 拖拉機(jī) 航空 無線電 電機(jī) 電器 儀器 儀 表 兵器 日用品等工業(yè)必不可少的工藝裝備 鍛件 沖壓件 壓鑄件 粉末冶金零 件以及非金屬零件 如 塑料 陶瓷 橡膠玻璃等制品都是用模具成型的 模具技術(shù)直接影響制造業(yè)的發(fā) 展 產(chǎn)品更新?lián)Q代能力和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力 模具工業(yè)潛力很大 前景廣闊 近十多年來 美國 日本 德國等發(fā)達(dá)國家的模具總產(chǎn)值已超過機(jī)床總產(chǎn)值 模具技術(shù)進(jìn)步極大地 促進(jìn)了工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)發(fā)展 因而深受贊譽(yù) 美國工業(yè)界認(rèn)為 模具工業(yè)是美國工業(yè)的 基石 在日本 模具被譽(yù)為 進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力 在聯(lián)邦德國 模具被冠之以 金屬加工業(yè)中的帝王 之稱 在羅馬尼亞 有 模具就是黃金 之說 可見模具工 業(yè)在世界各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有極其重要的地位 模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制 造水平的重要標(biāo)志之一 模具高級(jí)技工在沖模制造流程中的中心地位是無可代替的 他們對(duì)保證模具質(zhì)量 提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)里起著非常重要的作用 為適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展和產(chǎn)品技術(shù)既不 的需要 加快高級(jí)技能人才的培養(yǎng) 模具作為一種高附加值的技術(shù)密集產(chǎn)品 它的技術(shù)水平已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家制 造業(yè)水平的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)之一 而要提高模具技術(shù)水平不但要有先進(jìn)的制造設(shè)備 更 重要的是有掌握先進(jìn)制造設(shè)備的人才 人力資源是企業(yè)最重要的戰(zhàn)略資源 它決定這 企業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的 持續(xù)的發(fā)展 目前 很多從事模具制造的企業(yè)已注意到人才的重要性 特別是隨著高檔水平模 具的需要不斷增加 對(duì)人才素質(zhì)的要求也越來越高 所以企業(yè)在購置數(shù)控加工設(shè)備的 同時(shí)要加人才的培訓(xùn) 目前 專門針對(duì)培養(yǎng)掌握先進(jìn)模具制造技術(shù)的高 中級(jí)技術(shù)人 才的教材又比較少 開展這方面培訓(xùn)工作比較困難 冷沖壓生產(chǎn)是當(dāng)代金屬加工領(lǐng)域的 重要手段 冷沖模是沖壓生產(chǎn)中必不可少的主要工藝裝備 現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展在很 大程度上取決于沖模制造的發(fā)展水平 可以認(rèn)為 模具制造行業(yè)已成為國民經(jīng)濟(jì)的基 礎(chǔ)工業(yè)之一 冷沖壓加工是在常溫下 利用壓力機(jī)的壓力 通過沖模對(duì)各種不同規(guī)格 尺寸的材料進(jìn)行加工 制成所需要形狀和尺寸的零件 相對(duì)冷沖壓而言 將材料加熱 后進(jìn)行的沖壓稱為熱沖壓 沖裁的過程時(shí)將金屬或非金屬板材的一部分材料與另一部 分材料分離的過程 根據(jù)工序需要不同 可以沿封閉輪廓或非封閉輪廓線分離 冷沖 模零件根據(jù)作用可分為工作零件 定位零件 卸料和推件零件 導(dǎo)向零件 支持零件 緊固零件和供力零件 一般認(rèn)為 模具的工作零件 定位零件和卸料 推力零件為模 2 具的工藝零件 而其他則稱為沖模的輔助零件 模具是完成沖壓工序地一種專用工具 在沖壓生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)是不可缺少地工藝裝備 沖模必須滿足沖壓生產(chǎn)的要求 不僅要沖壓出合格的零件 而且要適應(yīng)批量生產(chǎn)的需 要 既要操作方便 安全可靠 使用壽命和容易制造與維修地特點(diǎn) 模具按工序可分 單工序沖模和復(fù)合模 連續(xù)模 單工序沖模又稱簡(jiǎn)單沖模 在一套沖模中只完成一個(gè) 工序 如落料模 沖孔模 彎曲模 拉深模等 單工序沖模在沖壓生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)是應(yīng)用最 多地一種形式 即使在大批量生產(chǎn)條件下依然如此 復(fù)合沖壓是在沖床滑塊的一次行 程中 在同一位置上 使材料順序完成幾個(gè)沖壓工序地方法 如落料 沖孔 落料 拉深 落料 拉深 沖孔等復(fù)合工序 該類模具稱為復(fù)合模 連續(xù)模又稱級(jí) 進(jìn)模 跳步模 連續(xù)沖壓是在沖床滑塊的一次行程中 按一定程序完成兩個(gè)或兩個(gè)以 上的工序 如沖孔 落料 切口 沖孔 彎曲 切斷 切口 拉深 沖 孔 落料等 工作時(shí) 隨著條料 或帶料 的連續(xù)送進(jìn) 在模具的不同部位 分別 順序完成的一次行程中 得到一個(gè)或數(shù)個(gè)制作 正確的選擇模具材料和模具的制造技術(shù) 在很大程度上決定著成形模具的使用壽 命 為著某些原因 模具可能不得不更換 例如 由于磨損或塑性變形而使尺寸發(fā)生 改變 表面損壞 光潔度降低 潤(rùn)滑故障和裂紋即破裂 在熱壓模鍛中 模具失效的 主要模式是腐蝕作用 熱疲勞 機(jī)械疲勞和永久性即塑性變形 腐蝕 通常也叫做模 具磨損 實(shí)際上模具由于受到壓力后模具表面上的材料發(fā)生剝落 變形材料的滑移 模具材料的抗磨性 模具表面溫度 模具和材料接觸表面的相對(duì)滑動(dòng)速度以及接觸層 的性質(zhì) 都是影響模具磨損的最主要的因素 熱成形加工中會(huì)發(fā)生熱裂效應(yīng) 熱疲勞 都發(fā)生在模具模腔的表面 由于跟熱變形材料接觸 就在周期性屈服的模具表面引起 了熱疲勞 由于溫度梯度的急劇變化 這種接觸引起表面層的膨脹 而且表面層受到 壓應(yīng)力的影響 在溫度足夠高的時(shí)刻 這些壓應(yīng)力可引起表面層的破壞 當(dāng)模具表面 冷卻時(shí) 可發(fā)生反向應(yīng)力 因而表面層將處于拉應(yīng)力狀態(tài) 這種狀態(tài)循環(huán)往復(fù)將引起 形成龜裂的模面 那就是作為識(shí)別熱裂紋的特征 模具破裂或產(chǎn)生裂紋是由于機(jī)械疲 勞 并且是在模具過載和局部應(yīng)力高等情況下發(fā)生的 在變形加工過程中 由于加載 減載 模具承受著交變應(yīng)力作用 這就將引起開裂并發(fā)生重大破壞 在給定的成形工 藝條件下 模具材料的機(jī)械性能對(duì)模具壽命和模具的損壞影響很大 一般而言 最具 影響的性能是取決于加工過程的溫度 這樣 用于冷卻成形加工工藝的模具材料與用 于熱成形加工的材料有著極大的區(qū)別 對(duì)于金屬成形加工工藝的小批 單件生產(chǎn) 模 具的設(shè)計(jì) 制造和模具材料的選擇是非常重要的 為了提供成本合理和具有令人滿意 的壽命的模具 必須用合適的模具材料和用現(xiàn)代的制造方法來制造模具 成形加工的 經(jīng)濟(jì)效益常常是取決于模具壽命和所制造的每件模具的成本 根據(jù)上述應(yīng)用 合適的 模具材料的選擇取決于以下三方面的因素 加工工藝本身有關(guān)的因素 包括模腔尺寸 所用機(jī)器形式和變形速度 毛坯尺寸 3 和溫度 要用的模具溫度 潤(rùn)滑 生產(chǎn)率和要生產(chǎn)的零件數(shù)量 與模具加載形式相關(guān)的因素 包括加載速度 即模具與正在變形的金屬之間的沖 擊時(shí)間或逐漸接觸的時(shí)間 在熱變形加工中 這種接觸時(shí)間顯得特別重要 在模具上 的最大載荷和壓力 最大和最小的模具溫度以及模具將要承受的加載周期的數(shù)目 冷沖壓生產(chǎn)是當(dāng)代金屬加工領(lǐng)域的重要手段 冷沖模是沖壓生產(chǎn)中必不可少的主 要工藝裝備 現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展在很大程度上取決于沖模制造的發(fā)展水平 可以認(rèn) 為 模具制造行業(yè)已成為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)之一 冷沖壓加工是在常溫下 利用壓 力機(jī)的壓力 通過沖模對(duì)各種不同規(guī)格尺寸的材料進(jìn)行加工 制成所需要形狀和尺寸 的零件 相對(duì)冷沖壓而言 將材料加熱后進(jìn)行的沖壓稱為熱沖壓 沖裁的過程時(shí)將金屬或非金屬板材的一部分材料與另一部分材料分離的過程 根 據(jù)工序需要不同 可以沿封閉輪廓或非封閉輪廓線分離 冷沖模零件根據(jù)作用可分為 工作零件 定位零件 卸料和推件零件 導(dǎo)向零件 支持零件 緊固零件和供力零件 一般認(rèn)為 模具的工作零件 定位零件和卸料 推力零件為模具的工藝零件 而其他 則稱為沖模的輔助零件 為獲得高質(zhì)量的汽車覆蓋件金屬模具 提出了基于快速成形技 術(shù)的快速金屬模具制造技術(shù) 計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ) 金屬材料與熱處理 互換性原理與測(cè) 量技術(shù)基礎(chǔ) 成型設(shè)備概論 模具工程材料 現(xiàn)代技術(shù) 塑料成型技術(shù) 沖壓成型技 術(shù) 計(jì)算機(jī)在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 正確的選擇模具材料和模具的制造技術(shù) 在很大程度上決定著成形模具的使用壽 命 為著某些原因 模具可能不得不更換 例如 由于磨損或塑性變形而使尺寸發(fā)生 改變 表面損壞 光潔度降低 潤(rùn)滑故障和裂紋即破裂 1 1 沖壓模的發(fā)展與現(xiàn)狀 我國的模具工業(yè)發(fā)展經(jīng)歷了艱辛的歷程 解放前 由于我國基礎(chǔ)工業(yè)薄弱 模具 使用得很少 所用的模具都是在模具作坊中制作的 這些模具大多數(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 精度 低 就模具的結(jié)構(gòu)形式而言 多為沖壓模 制造方法多為由有經(jīng)驗(yàn)的老鉗工帶領(lǐng)徒弟 手工研銼 缺乏設(shè)計(jì)圖紙和工藝文件 談不上有什么模具工業(yè) 解放后 由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要 特別是由于東北地區(qū)擔(dān)負(fù)著電機(jī) 儀表 電器 變壓器等產(chǎn)品的生產(chǎn)任務(wù) 模具工業(yè)得到了迅速發(fā)展 當(dāng)時(shí)雖然缺乏先進(jìn)的技術(shù) 但 是由于結(jié)合我國實(shí)際情況 組織了專門的技術(shù)力量 因而取得了明顯的進(jìn)步 1 沖模結(jié)構(gòu)由單工序模向復(fù)合模發(fā)展 并可生產(chǎn)少量級(jí)進(jìn)模 2 由整體模向拼塊模發(fā)展 3 模具制造技術(shù)則由手工加工為主發(fā)展到采用成型磨削 4 4 1951 年和 1952 年制成了 800KW 和 3000KW 水輪發(fā)電機(jī)的大型扇形復(fù)合沖模 到 1954 年 前蘇聯(lián)和東歐社會(huì)主義國家的有關(guān)模具技術(shù)和設(shè)備開始輸入我國 這 對(duì)我國模具工業(yè)的發(fā)展起到了促進(jìn)作用 對(duì)模具技術(shù)人才的培養(yǎng) 工藝技術(shù)的發(fā)展和 關(guān)鍵設(shè)備的使用都有很大的幫助 在此情況下 成型磨削開始取代大部分手工操作 熱處理變形基本得到控制 模具制造的精度和表面粗糙度明顯提高 模具的制造周期 也大大縮短 在 1966 年至 1976 年期間 由于整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)都受到很大的干擾和影響 模具工 業(yè)沒有獲得應(yīng)有的突飛猛進(jìn) 但是廣大模具工作者在總結(jié)推廣模具設(shè)計(jì)和制造經(jīng)驗(yàn)及 先進(jìn)技術(shù)方面做了大量工作 編寫 模具手冊(cè) 對(duì)模具生產(chǎn)的發(fā)展起到了良好的指導(dǎo) 作用 自從 1977 年以來 由于機(jī)械 電子 輕工 儀表 交通等工業(yè)的蓬勃發(fā)展 對(duì)模 具的需求越來越多 在供貨期上則要求越來越短 20 世紀(jì) 80 年代后期 計(jì)算機(jī)輔助設(shè) 計(jì) CAD 和計(jì)算機(jī)輔助制造 CAM 技術(shù)開始在沖模 鍛模和塑料模中應(yīng)用 并取得 發(fā)展 加入 WTO 后 各行業(yè)大批境外企業(yè)的涌入 使作為支持工業(yè)的模具行業(yè)迎來發(fā)展 機(jī)遇 同時(shí)也面臨國外先進(jìn)技術(shù)和高品質(zhì)產(chǎn)品的挑戰(zhàn) 到目前為止 我國技術(shù)含量低 的模具已供過于求 市場(chǎng)利潤(rùn)空間狹小 而技術(shù)含量高較高的中 高檔模具還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不 能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要 精密 復(fù)雜的沖壓模具和塑料模具 轎車覆蓋件模具 電子接插件等電子產(chǎn)品模具等高檔模具需要進(jìn)口 因此 模具工業(yè)發(fā)展前景廣闊 1 2 冷沖壓工序與分類 冷沖壓加工是在常溫下 利用壓力機(jī)得壓力 通過沖模對(duì)各種不同規(guī)格尺寸的材 料進(jìn)行加工 制成所需要形狀和尺寸的零件 相對(duì)冷沖壓而言 將材料加熱后進(jìn)行的 沖壓稱位熱沖壓 1 2 1 冷沖壓工序 按其工作性質(zhì)分為分離工序和變形工序兩大類 分離工序 使材料沿一定的輪廓線使其分離或部分分離 達(dá)到一定形狀和尺寸要 求 變形工序 對(duì)材料施加壓力 使其發(fā)生塑性變形 獲得一定形狀和尺寸要求的零 件 5 1 2 2 冷沖壓工序名稱分類 落料 沖孔 切邊 切口 剖切 整修 精沖 切斷 彎曲 卷邊 拉深 反拉 深 邊薄拉深 成形 脹形 整形 縮口 拉深 翻孔 校正 壓印 冷鐓 正沖壓 反沖壓 復(fù)合沖壓 第二章 冷沖壓模具的分類 2 1 冷沖壓模具的基本機(jī)構(gòu)形式 模具是完成沖壓工序的一種專用工具 在沖壓生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)是不可缺少的工藝裝備 沖模必須滿足沖壓生產(chǎn)的要求 不僅要沖壓出合格的零件 而且要適應(yīng)批量生產(chǎn)的需 要 具有操作方便 安全可靠 使用壽命長(zhǎng)和容易制造與維修的特點(diǎn) 2 2 沖模的分類 1 按沖壓工序不同 可分為落料 沖孔模 彎曲模 拉深模 冷沖壓模等 2 按工序組合方式 按工序組合方式 冷沖模有單工序沖模 復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模等 3 按沖模導(dǎo)向方式分類 按沖模導(dǎo)向方式分為無導(dǎo)向沖模 導(dǎo)柱模和導(dǎo)板模 無導(dǎo)向沖模又稱敞開模 多 用于單工序沖壓 生產(chǎn)批量較小或沖壓件精度要求低的情況 上 下模的相對(duì)位置由 壓力機(jī)來保證 導(dǎo)柱模是上 下模之間用導(dǎo)柱和導(dǎo)套來保證其相對(duì)位置精度 一般由二導(dǎo)柱的和 四導(dǎo)柱的布排方式 使用滾動(dòng)導(dǎo)向的模架制造可比滑動(dòng)導(dǎo)向模架提供更高的導(dǎo)向精度 導(dǎo)柱 導(dǎo)套導(dǎo)向的模架制造技術(shù)的成熟和標(biāo)準(zhǔn)沖壓模架供應(yīng)的市場(chǎng)商品化 使導(dǎo) 柱模得到廣泛得應(yīng)用 大批量沖壓生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)多使用導(dǎo)柱模 有利于生產(chǎn)組織和操作安 全 用導(dǎo)板導(dǎo)向的模具有兩種形式 一種使用導(dǎo)板 兼作卸料板 直接為凸模導(dǎo)向 6 對(duì)小孔沖模 可以同時(shí)保護(hù)小凸模 也可以將導(dǎo)板導(dǎo)向與導(dǎo)柱導(dǎo)向連用 固定導(dǎo)板模 一般適用于材料厚大于 0 5mm 的單工序落料 沖孔和多工序跳步?jīng)_孔 落料和連續(xù)拉 深等沖壓工序 使用導(dǎo)板導(dǎo)向的另一種形式用于大型覆蓋件拉深模 整形模等 4 按送料方式分類 按送料方式可分為手工料模 半自動(dòng)化沖模和自動(dòng)沖模 5 按使用模具材料分 按使用模具材料分類不同 可分為金屬?zèng)_模和非金屬?zèng)_模兩類 非金屬?zèng)_模主要 有 橡膠模和塑料 樹脂 沖模 6 按生產(chǎn)適應(yīng)性分類 根據(jù)不同生產(chǎn)規(guī)模得需求 可分為普通沖模和專用沖模兩種形式 通用沖模 有組合沖模 普通彎曲模等 一般生產(chǎn)中使用的沖模多為專用沖模 即一副模具 只沖壓某一種或幾種零件 2 3 單工序沖模和復(fù)合模 級(jí)進(jìn)模 1 單工序沖模 單工序沖模又稱簡(jiǎn)單沖模 在一套沖模中只完成一個(gè)工序 如落料模 沖空模 彎曲模 拉深模等 單工序沖模在沖壓生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)是應(yīng)用最多得一種形式 即使在大批 量生產(chǎn)條件下依然如此 2 復(fù)合模 復(fù)合沖壓是在沖床滑塊的一次行程中 在同一位置上 使材料順序完成幾個(gè)沖壓 工序的方法 如落料 沖孔 落料 拉深 落料 拉深 沖孔等復(fù)合工序 該類模具稱為復(fù)合模 3 級(jí)進(jìn)模 級(jí)進(jìn)模又稱連續(xù)模 跳步模 連續(xù)沖壓是在沖床滑塊的一次行程中 按一定程序 完成兩個(gè)或兩個(gè)以上得工序 如沖孔 落料 切口 沖孔 彎曲 切斷 切 口 拉深 沖孔 落料等 工作時(shí) 隨著條料 或稱帶料 得連續(xù)送進(jìn) 在模 具的不同部位 分別順序完成不同沖壓工序 在沖床的一次行程中 得到一個(gè)或數(shù)個(gè) 制件 一般認(rèn)為 當(dāng)連續(xù)沖壓的工位級(jí)進(jìn)模 多工位級(jí)進(jìn)模用于大批量生產(chǎn)中 多采 用帶 卷 料沖壓 必要時(shí)與自動(dòng)送料裝置聯(lián)用 7 第三章 沖壓件工藝分析 該沖裁件的外形尺寸為 由于制造該零件需要做到?jīng)_孔 落料m1050 拉深 可以把零件分為兩部分加工起來 第一部分為沖孔 落料 第二部分為拉深 圖 1 工件展開圖 材料 該沖裁件的材料是鋁制合金鋼 具有較好的可沖壓性能 零件結(jié)構(gòu) 該沖裁件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)復(fù)雜 在沖裁件圓周有多個(gè)四方孔和橢圓孔 比較適 合沖裁 8 尺寸精度 沖裁件的公差等級(jí)不高于 IT11 級(jí) 現(xiàn)按 IT11 級(jí)確定工件尺寸的公 差 查公差表可得各尺寸公差為 零件外形 長(zhǎng) 660 0 13 寬 640 0 11 厚度 10 0 1 結(jié)論 適合沖裁 3 1 工藝方案及模具結(jié)構(gòu)類型的確定 該零件包括沖孔 落料兩個(gè)基本工序 可以采用以下三種工藝方案 先落料 再?zèng)_孔 采用單工序模生產(chǎn) 落料 沖孔復(fù)合沖壓 采用復(fù)合模生產(chǎn) 沖孔 落料連續(xù)沖壓 采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn) 方案 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 但需要兩道工序 兩套模具才能完成零件的加工 生產(chǎn)效 率較低 難以滿足零件大批量生產(chǎn)的需求 由于零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 為提高生產(chǎn)效率 主 要應(yīng)采用復(fù)合沖裁或級(jí)進(jìn)沖裁方式 根據(jù)沖裁件尺寸精度等級(jí)與尺寸形狀的適應(yīng)性 沖裁件的尺寸較小 沖裁件上的孔與孔之間或邊緣之間的距離過小 不宜采用復(fù)合沖 裁 故宜采用級(jí)進(jìn)模沖裁 3 1 1 排樣設(shè)計(jì) 通過對(duì)產(chǎn)品零件的分析和計(jì)算 查閱相關(guān)資料 以下的計(jì)算和相關(guān)數(shù)據(jù) 為模具設(shè)計(jì) 做好事先的工作 以便于設(shè)計(jì)模具 制造模具 3 1 2 條料寬度與導(dǎo)料板間距離的計(jì)算 查 沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 1 11 確定搭邊值 零件采用單直排排樣方式 由 沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 1 11 可得零件間的搭邊值為 a 2mm 零件與條料側(cè)邊之間的搭邊值為 1 5mm 若模具采用無側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板結(jié)構(gòu) 歩距 3 aDs 15 m68 2 條料寬度 3 1 maB 06 0 mx0 712 6 Z2 7 導(dǎo)料板間距離 3 mA71 18 式中 條料寬度單向 負(fù)向 公差 由 沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 1 13 可得 9 0 6mm 條料寬度方向沖裁件的最終大尺寸 maxD 搭邊值 導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙 由 沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 1 15 可得Z 的取值范圍為 1 0 1 5 取值 mZ0 1 3 1 3 材料的利用率計(jì)算 查板材標(biāo)準(zhǔn) 宜選 的鋁制合金材料 215 若剪裁 則m2065 則每張板料所出零件數(shù)為 43719 2 60 若剪裁 則1 則每張板料所出零件數(shù)為 8 5 12 可選取第二種裁法 板料的利用率 3 10 4D n 2LB總 3 6 10 5249 372 16 式中 一張板料上沖裁件的總數(shù)目 總 值越大 材料的利用率就越高 在沖裁件的成本中材料費(fèi)用一般占 60 以上 可見材料利用率是一項(xiàng)很重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 10 第四章 模具工藝參數(shù)計(jì)算 4 1 沖壓力的計(jì)算 沖裁力 3 bkltF 沖 裁 24 式中 材料的厚度t 材料的抗剪強(qiáng)度 查 沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 8 1 可得 30Mpa 修正系數(shù) 一般取 k 1 3k 由于零件外形較復(fù)雜 采用在 AUTOCAD 環(huán)境下測(cè)量 可得 ml 14 9325 1621482341 5 KNkltFb 870 9 沖 裁 卸料力 3 K6 0 8 5卸卸 26 由 沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì) 表 3 11 可查得 之間 取值為 0 05 25 卸 推件力 3 Fn推推 27 由 沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì) 表 3 11 可查得 在此取 07 3 推K05 推K n 同時(shí)梗塞在凹模內(nèi)的工件 或廢料 數(shù) 11 h 凹模洞口的直壁高度 mm 20 1 tn KNKNFK21 78 182 175 推推 頂件力 3 60659 0頂頂 28 由 沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì) 表 3 11 可查得 在此取 7 3 頂 05 頂K 故沖壓工藝總壓力 3 KNFF61 2 頂推卸總 29 4 2 壓力機(jī)的選擇 根據(jù)沖壓工藝總壓力 模具閉合高度 沖床工作臺(tái)面尺寸等 并結(jié)合KNF61 23 總 現(xiàn)有設(shè)備 選用 JB2 125 普通開式可傾壓力沖床 并在工作臺(tái)面上備制墊塊 其主要工 藝參數(shù)如下 公稱壓力 125KN 公稱力行程 12mm 滑塊行程 130mm 行程次數(shù) 38 次 分 封閉高度調(diào)節(jié)量 100mm 最大閉合高度 480mm 連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度 30mm 工作尺寸 長(zhǎng) 寬 1080mm 710mm 工作臺(tái)尺寸 前后 左右 430mm 360mm 模柄尺寸 直徑 深度 m80 工作臺(tái)墊板厚度 毫米 100mm 外形尺寸 長(zhǎng) 寬 高 1900mm 1950mm 3210mm 機(jī)身最大可傾角 15 4 3 壓力中心的確定 12 因設(shè)計(jì)為對(duì)稱沖壓 所以壓力中心在毛坯的幾何中心 4 4 工作零件刃口尺寸的計(jì)算 圖 2 工件展開圖 在確定工作零件刃口尺寸的計(jì)算方法之前 首先要考慮工作零件的加工方法及模 13 具裝配方法 結(jié)合該模具的特點(diǎn) 工作零件的形狀相當(dāng)較簡(jiǎn)單 適宜采用線切割機(jī)床 分別加工落料凸模 凹模 凸模固定板 這種加工方法可以保證這些零件各個(gè)孔的位 置精度 使裝配工作簡(jiǎn)化 因此 工作零件刃口尺寸的計(jì)算就按分開加工的方法來計(jì) 算 該沖裁件中間的內(nèi)圓與四個(gè)轉(zhuǎn)角半圓由沖孔制成 外形邊由落料制成 需要分別 計(jì)算沖孔和落料兩道工序所用模具的工作部分尺寸 根據(jù) 沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì) 表 3 3 來選取初始雙面間隙 查出 mZ08 ax mZ06 in 1 外輪廓 圖 3 外輪廓 查表 3 5 知 凸模 凹模的制造偏差 mp02 d0 磨損系數(shù) 1 x 校核間隙 3 mZdp 02 5 3 inmax 7 不符合 條件 所以可適當(dāng)調(diào)整以滿足以上上述條件minaxZ p08 2 40 6 80 4 d1 將已知和查表的數(shù)據(jù)代入公式 即得 3 mxDd 012 012 0 856 56 a 長(zhǎng) 2 3 dd 012 012 0 3 4 m 寬 2 3 mZDpp 08 08 0 7965 85 6 in 長(zhǎng) 14 3 3 mZDdp 08 08 0 7963 85 63 min 寬 3 2 圖 4 柵格 2 查 沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì) 表 2 10 知 凸模 凹模的制造偏差 mp02 md02 由表 3 5 查出系數(shù) 1 x 校核間隙 3 Zmdp 02 04 2 0 minax 7 不符合 條件 所以可適當(dāng)調(diào)整以滿足以上上述條件 minaxZ p8 4 6 08 4 d012 將已知和查表的數(shù)據(jù)代入公式 即得 3 mxDd 012 012 0 85 5 a 長(zhǎng) 2 3 dd 012 012 0 9 m 寬 2 3 mZDpp 08 08 0 79 685 1 in 長(zhǎng) 3 3 dp 08 08 0 mi 寬 15 3 3 圖 4 柵格 3 查 沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì) 表 2 10 知 凸模 凹模的制造偏差 mp02 md02 由表 3 5 查出系數(shù) 1 x 校核間隙 3 Zmdp 02 04 2 0 minax 7 不符合 條件 所以可適當(dāng)調(diào)整以滿足以上上述條件 minaxZ p8 4 6 08 4 d012 將已知和查表的數(shù)據(jù)代入公式 即得 3 mxDd 012 012 0 85 53 a 長(zhǎng) 2 3 dd 012 012 0 3 14 m 寬 2 3 mZDpp 08 08 0 79 685 2 in 長(zhǎng) 3 3 dp 08 08 0 13 13 mi 寬 16 3 4 圖 5 柵格 4 查 沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì) 表 2 10 知 凸模 凹模的制造偏差 mp02 md02 由表 3 5 查出系數(shù) 1 x 校核間隙 3 Zmdp 02 04 2 0 minax 7 不符合 條件 所以可適當(dāng)調(diào)整以滿足以上上述條件 minaxZ p8 4 6 08 4 d012 將已知和查表的數(shù)據(jù)代入公式 即得 3 mxDd 012 012 0 859 5 a 長(zhǎng) 2 3 dd 012 012 0 3 m 寬 2 3 mZDpp 08 08 0 79 685 9 in 長(zhǎng) 3 3 dp 08 08 0 2 2 mi 寬 3 5 17 圖 6 柵格 5 查 沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì) 表 2 10 知 凸模 凹模的制造偏差 mp02 md02 由表 3 5 查出系數(shù) 1 x 校核間隙 3 Zmdp 02 04 2 0 minax 7 不符合 條件 所以可適當(dāng)調(diào)整以滿足以上上述條件 minaxZ p8 4 6 08 4 d012 將已知和查表的數(shù)據(jù)代入公式 即得 3 mxDd 012 012 0 854 5 a 長(zhǎng) 2 3 dd 012 012 0 2 m 寬 2 3 mZDpp 08 08 0 794 685 4 in 長(zhǎng) 3 3 dp 08 08 0 1 1 mi 寬 3 6 18 圖 7 柵格 6 查 沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì) 表 2 10 知 凸模 凹模的制造偏差 mp02 md02 由表 3 5 查出系數(shù) 1 x 校核間隙 3 Zmdp 02 04 2 0 minax 7 不符合 條件 所以可適當(dāng)調(diào)整以滿足以上上述條件 minaxZ p8 4 6 08 4 d012 將已知和查表的數(shù)據(jù)代入公式 即得 3 mxDd 012 012 0 853 54 a 長(zhǎng) 2 3 dd 012 012 0 m 寬 2 3 mZDpp 08 08 0 793 685 3 in 長(zhǎng) 3 3 dp 08 08 0 mi 寬 3 19 4 5 主要零件尺寸設(shè)計(jì) 4 5 1 工作零件的設(shè)計(jì) 4 5 1 1 凸模的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度 剛度校核 在一般情況下 凸模的強(qiáng)度和剛度是足夠的 沒必要進(jìn)行校核 但是當(dāng)凸模的截 面尺寸很小而沖裁的板料厚度較在或根據(jù)需要確定的凸模特別細(xì)長(zhǎng)時(shí) 則應(yīng)進(jìn)行承壓 能力和抗縱彎曲能力的校核 沖孔凸模承壓能力的校核 凸模的承壓能力按下式校核 3 AF 38 式中 凸模最小截面的壓應(yīng)力 MPa 凸模縱向所承受的壓力 它包括沖裁力和推件力 或頂件力 N F 凸模最小截面積 mm 2 A 凸模材料的許用抗壓強(qiáng)度 凸模材料的許用抗壓強(qiáng)度大小取決于凸模材料及熱處理 對(duì)于鋁制合金鋼 淬火 硬度為 時(shí) 可取 HRC62 58 MPa310 6 AF2079 81 沖孔凸模強(qiáng)度滿足 沖孔凸模失穩(wěn)彎曲能力的校核 根據(jù)凸模在沖裁過程中的受力情況 可以把凸模 看作壓桿 所以 凸模不發(fā)生失穩(wěn)縱彎的最大沖裁力可以用歐拉極限公式確定 凸模無導(dǎo)向時(shí) 相當(dāng)于一端固定 另一端自由的壓桿 由歐拉公式可解得凸模不發(fā)生 失穩(wěn)彎曲的最大長(zhǎng)度為 3 nFEJL4max 2 40 式中 E 凸模材料的彈性模量 對(duì)于模具鋼 可取 MPaE5102 凸模最小截面慣性矩 mm J 安全系數(shù) 淬火鋼 n3 2 n 凸模所受總的壓力F 落料凸模承壓能力的校核 結(jié)合工件外形并考慮加工 將落料凸模設(shè)計(jì)成直通式 采用線切割機(jī)床加工 20 凸模固定板的配合按 其總長(zhǎng) 為 67mHl 3 hhl 321 37 式是 凸模固定板的厚度1 固定卸料板的厚度2h 導(dǎo)料的板厚度3 增加長(zhǎng)度 它包括凸模的修磨量 凸模進(jìn)入凹模的深度 0 5 1 mm 凸模固定板與卸料板之間的安全距離 一般取 10 20mm 等 如果是彈性卸料裝 置 則沒有導(dǎo)料板厚度 這一項(xiàng) 而應(yīng)考慮固定板至卸料板間彈性元件的高度 3hmhl 3154221 4 5 1 2 凹模設(shè)計(jì) 沖裁時(shí)凹模承受沖裁力和側(cè)向沖壓力的作用 由于凹結(jié)構(gòu)形式和固定方法不同 受力情況又比較復(fù)雜 目前尚不用理論計(jì)算方法確定凹模輪廓尺寸 在生產(chǎn)中 通常 根據(jù)沖裁的板料厚度和沖件的輪廓尺寸 或凹?？卓谌锌诒陂g距離 按經(jīng)驗(yàn)公式來確 定表 3 14 凹模厚度 H 不小于 8 ks 3 46 式中 垂直送料方向的凹模刃壁間最大距離 mm 系數(shù) 考慮板料厚度的影響 其值查表 3 15 可得 此處取k 3 0 2 k 0 25 msH16425 0 垂直于送料方向的凹模寬度 B 3 B1937 47 送料方向的凹模長(zhǎng)度 3 msL12630621 48 式中 送料方向的凹模刃壁間最大距離 1s 送料方向的凹模刃壁至凹模邊緣的最小距離 其值查表 3 14 可得2 21 ms302 故確定凹模板外形為 m16219 4 5 1 3 凸凹模的鑲拼結(jié)構(gòu) 對(duì)于大 中型的凸 凹或形狀復(fù)雜 局部薄弱的小型凸 凹模 如果采用整體式 結(jié)構(gòu) 將給加工或熱處理帶來困難 而且當(dāng)發(fā)生局部損壞時(shí) 就會(huì)造成整個(gè)凸 凹模 的報(bào)廢 因此常采用鑲拼結(jié)構(gòu)的凸 凹模 鑲拼結(jié)構(gòu)有鑲拼和拼接兩種 鑲拼是將局部易磨損部分另做一塊 然后鍵入凹模體或 凹模固定板內(nèi) 拼接則是將整個(gè)凸 凹模的形狀按分段原則分成若干塊 分別加工后 拼接起來 本設(shè)計(jì)采用拼接的形式把凸 凹模加工 4 5 2 凸凹模固定板 將凸模或凹模按一定相對(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 選用圓形固定板 凸模固定板厚度一般為凹模的 60 80 凸模固定板厚度 mHh2 167 0 8 60 固定板與凸模為過渡配合 壓裝后獎(jiǎng)凸模端面與固定板一起磨n或 平 對(duì)于有彈壓導(dǎo)板等模具 浮動(dòng)凸模與固定板采用間隙配合 4 5 3 定位零件的設(shè)計(jì) 為保證模具的正常工作和沖出合格的沖裁件 必須保證坯料或工序件對(duì)模具的工 作刃口處于正確的相對(duì)位置 即必須定位 條料在模具送粒平面中必須有兩個(gè)方向的限位 一是在與送料方向的垂直的方向 上限位 保證條料沿著正確的方向送料 稱為條料橫向定位或送料導(dǎo)向 二是在送料 方向上的限位 控制條料一次送進(jìn)的距離 步距 稱為條料縱向定位或送料定距 對(duì) 于塊料或工序件的定位 基本上也是兩個(gè)方向上的限位 4 5 3 1 條料橫向定位裝置 1 導(dǎo)料板 在固定卸料式?jīng)_模和級(jí)進(jìn)總裁模中 條料的橫向定位使用導(dǎo)料板 導(dǎo)料板一般由兩塊組成 稱為分體式導(dǎo)料板 在簡(jiǎn)單落料模上 有時(shí)將導(dǎo)料板與 固定卸料板制成一件 稱為整體式導(dǎo)料板 采用整體式導(dǎo)料板的模具 結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單 但是 固定卸料板的加工量較大 且不便于安裝調(diào)整 為使條料順利通過 兩導(dǎo)料板間的距離應(yīng)等于條料最大寬度加上一個(gè)間隙值 間隙值 取 導(dǎo)料板高度取決于擋料方式和板料厚度 采用固定擋料銷時(shí) 導(dǎo)料板高度見m1 22 表 3 17 可得導(dǎo)料板高度為 m4 2 導(dǎo)料銷 使用導(dǎo)正銷的目的是對(duì)已沖孔的條料在落料前導(dǎo)正孔位 補(bǔ)償微小的送料進(jìn)給誤 差 保證空與外形相對(duì)位置公差的要求 導(dǎo)正銷通常與擋料銷配合使用 導(dǎo)正銷進(jìn)行 精定位 固定擋料銷作粗定位 凸模固定板上設(shè)置一個(gè)導(dǎo)正銷 導(dǎo)正銷導(dǎo)正部分與導(dǎo)正孔采用 的配合 采用67mH T8A 鋼制作 熱處理硬度為 有較高的耐磨損性 HRC60 5 3 側(cè)壓裝置 在一側(cè)導(dǎo)料板上裝兩個(gè)橫向彈頂元件 組成側(cè)壓裝置 在級(jí)進(jìn)模上設(shè)置側(cè)壓裝置 后 將迫使條料在送料在送進(jìn)時(shí)始終緊貼基準(zhǔn)導(dǎo)料板 可減小送料誤差 提高工件內(nèi) 形與外形的位置尺寸精度 由于本設(shè)計(jì)中工件板厚為 1mm 所以采用簧片式側(cè)壓裝置 4 5 3 2 條料縱向定位裝置 在落料模是中與復(fù)合模中 縱向定位的主要作用是保證縱向拱搭邊值 而在級(jí)進(jìn) 總裁模中 還將影響制件的開關(guān)尺寸精度 因此要求更高 1 固定擋料銷 固定擋料銷裝在凹模型孔出料一側(cè) 利用落料以后的廢料孔邊進(jìn)行擋料 控制送 料距離 2 活動(dòng)擋料銷 活動(dòng)擋料銷是一種可以伸縮的擋料銷 活動(dòng)擋料銷通常安裝在倒裝落料?；虻寡b 復(fù)合模的彈壓卸料板上 3 回帶式擋料銷裝置 回帶式擋料銷裝置是一種裝在固定卸料板上的擋料裝置 送料時(shí) 由搭邊撞擊擋 料銷端頭斜面 使擋料銷抬起并越過搭邊 這時(shí)擋料銷已套在落料后的廢料孔內(nèi) 及 時(shí)回拉條料 使搭邊抵住擋料銷圓弧面 便可定距 送料過程為一推一拉 4 始用擋料裝置 在級(jí)進(jìn)模中解決首件定位問題 需設(shè)置始用擋料裝置 5 側(cè)刃與側(cè)刃擋塊 6 導(dǎo)正銷 在側(cè)刃定矩時(shí) 由于經(jīng)側(cè)刃沖切后的條料寬度比較精確 能以較小的間隙沿導(dǎo)料 板進(jìn)行導(dǎo)料 所以一般認(rèn)為側(cè)刃的定位精度高于擋料銷的定位精度 但兩者同屬于接 觸定位 受材料變形 毛刺等因素的影響 定位精度不高于 m1 0 7 定位板和定位銷 定位板和定位銷一般用于塊料 單個(gè)毛坯或工序件的定位 工件定位面可以選擇 23 外形 也可以選擇內(nèi)孔 要根據(jù)工件的形狀 尺寸大小及定位精度來考慮 外形簡(jiǎn)單 的工件一般采用外緣定位 外輪廓復(fù)雜的一般可采用內(nèi)孔定位 4 5 4 卸料 頂件 推件零件 卸料 推件和頂件裝置的作用是當(dāng)沖模完成一次沖壓之后 把沖件或廢料從模具 工作零件上卸下來 以便沖壓工作繼續(xù)進(jìn)行 通常 卸料是指把沖件或廢料從凸模上 卸下來 推件和頂件一般指把沖件或廢料從凹模上卸出來 4 5 4 1 卸料裝置 當(dāng)卸料板僅起卸料作用時(shí) 凸模與卸料板的雙邊間隙取決于板料厚度 一般在 之間 板料薄時(shí)取小值 板料厚時(shí)取大值 當(dāng)固定卸料板兼起導(dǎo)板作用時(shí) m5 0 2 與凸模一般按 配合制造 但應(yīng)保證導(dǎo)板與凸模之間間隙小于凸 凹模之間67hH 間隙 以保證凸 凹模的正確配合 固定卸料板厚度應(yīng)取凹模厚度的 0 8 倍 板料厚 度超過 3mm 時(shí) 可與凹模厚度一致 4 5 4 2 推件與頂件裝置 1 推件裝置 推件一般是剛性的 由打桿 推板 連接推桿和推桿塊組成 有的剛性推件裝置 不需要推板和連接推桿組成中間傳遞結(jié)構(gòu) 而由打桿直接推件塊 甚至直接由打桿推 件 2 頂件裝置 頂件裝置一般是彈性的 由頂桿 頂件塊和裝在下模底下的彈頂器組成 這種結(jié) 構(gòu)的頂件力坡度較高 但沖件容易嵌入邊料中 產(chǎn)生彈性推件同樣的問題 彈頂器可 以做成通用的 其彈性元件是彈簧或橡膠 4 5 5 彈性元件的選用 4 5 5 1 彈簧的選用和計(jì)算 卸料彈簧選擇與計(jì)算步驟如下 1 初定彈簧數(shù)量 n 一般選 個(gè) 此處選 4 個(gè) 4 2 2 根據(jù)總卸料力 和初選的彈簧個(gè)數(shù) 計(jì)算出每個(gè)彈簧應(yīng)有的預(yù)壓力卸F 預(yù)F 3 NF7 15489 60 卸預(yù) 24 56 3 根據(jù)預(yù)壓力 預(yù)選的彈簧個(gè)數(shù) 選擇時(shí)應(yīng)使彈簧的極限工作壓力 大于預(yù)F 極F 一般可取預(yù)F N95 30247 152 5 1 預(yù)極 4 計(jì)算彈簧在預(yù)壓力 作用下的預(yù)壓縮量 預(yù) 預(yù)h 3 極極預(yù)預(yù) h 57 式中 彈簧極限壓縮量 極h 彈簧極限工作負(fù)荷極F 彈簧預(yù)壓力預(yù) 查有關(guān)彈簧規(guī)格 初選彈簧的規(guī)格為 md4 D2mt12 7 圈5 7 nmh60NF670 極 hj9 2 5 校核彈簧最大允許壓縮量是否大于實(shí)際工作總壓縮量 即 3 磨卸預(yù)極 58 4 5 5 2 橡膠的選用與計(jì)算 為了得到平整的工件 此模具采用彈壓卸料結(jié)構(gòu) 使條料在落料和拉深過程始終 處在一個(gè)穩(wěn)定的壓力作用之下 從而改善毛坯的穩(wěn)定性 避免材料在切向應(yīng)力的作用 下起皺的可能 橡膠在這個(gè)過程中起卸料和壓料的作用 根據(jù)公式 3 59 所以橡膠的橫截面積為 ApF pFA 3 60 橡膠所產(chǎn)生的壓力 設(shè)計(jì)時(shí)取大于或等卸料力 N 橡膠所產(chǎn)生的單位面積壓力 N mm 2 與壓縮量有關(guān) 其值可按 沖壓工藝及P 模具設(shè)計(jì) 圖 3 65 確定 設(shè)計(jì)時(shí)取預(yù)壓量下的單位壓力 橡膠的橫截面積 mm 2 AF89 605 卸 選用 b 圓筒形 壓縮量取 50 橡膠高度尺寸 為了使橡膠不因多次反復(fù)壓縮而損害其彈性 其極限壓縮量 應(yīng)按下式確定 jh 3 61 Hhjj 25 H 橡膠自由狀態(tài)下的高度 mm 橡膠極限壓縮率 對(duì)于合成橡膠 可取 對(duì)于聚氨酯橡膠 可j 45 3 j 取 35 硬度越高 越小 j 橡膠的預(yù)壓縮量 3 Hhy 61 橡膠的壓縮率y 上兩式相減得橡膠高度 H 的計(jì)算公式 3 yjyjhgH 62 橡膠的工作壓縮量 mm hg 橡膠的校核 校核橡膠高度與直徑之比 如果超過 1 5 則應(yīng)把橡膠分成若干塊 在基間墊以鋼 墊圈 如果小于 0 5 則應(yīng)重新確定其尺寸 26 第五章 拉深工藝參數(shù)的計(jì)算 第二部分為拉深 即對(duì)已經(jīng)完成沖孔 落料后的工件進(jìn)行二次加工 圖 8 工件 零件公差確定為 IT3 制造公差可采用 IT10 級(jí) 此處設(shè)計(jì)為什么不用翻邊 而采用拉深 是因?yàn)榉叺淖冃涡再|(zhì)可分為伸長(zhǎng)類翻 邊和壓縮類翻邊 伸長(zhǎng)類翻邊的變形特點(diǎn)是切向伸長(zhǎng) 厚度變薄的變形 壓縮類的翻 邊的變形特點(diǎn)是切向的壓縮 厚度增厚的變形 拉深工藝可分為不變薄拉深和變薄拉 深兩種 不變薄拉深件的壁厚與毛坯厚度基本相同 工業(yè)上應(yīng)用較多 變薄拉深件的 壁厚則明顯小于毛坯厚度 所用此處采用不變薄拉深工藝 27 5 1 確定是否需要修邊余量 根據(jù)沖壓件相對(duì)高度 5 mdh18 025 17 由 沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì) 表 5 11 可查得修邊余量為 mH410 5 0 3 5 2 確定是否需要壓邊圈 根據(jù)坯料相對(duì)厚度 5 10 641 式中 t 坯料厚度 mm 由 沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì) 表 5 8 需要采用壓邊圈 5 3 確定拉深次數(shù) 該零件可一次拉深成型 5 4 拉深力的計(jì)算 拉深力可按下式公式計(jì)算 5 bKLtp 47 式中 盒形件的周長(zhǎng) 材料的拉抗強(qiáng)度 查 沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 8 2 可得b MPab5 14 材料的厚度 t 系數(shù) K8 0 5 28 KNKLtpb 72 14834 650 5 5 壓力中心確定和計(jì)算 由于工件為對(duì)稱件 所以該工件的壓力中心為幾何中心 即壓力中心分別距離長(zhǎng) 寬為 22mm 5 6 壓力機(jī)的選擇 根據(jù)沖壓工藝總壓力 模具閉合高度 沖床工作臺(tái)面尺寸等 并結(jié)合現(xiàn)KNp72 148 有設(shè)備 選用 JB21 160 普通開式可傾壓力沖床 并在工作臺(tái)面上備制墊塊 其主要 工藝參數(shù)如下 公稱壓力 160KN 公稱力行程 12mm 滑塊行程 160mm 行程次數(shù) 50 次 分 封閉高度調(diào)節(jié)量 120mm 最大閉合高度 150mm 連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度 30mm 工作尺寸 長(zhǎng) 寬 710mm 1120mm 工作臺(tái)尺寸 前后 左右 370mm 510mm 模柄尺寸 直徑 深度 m80 工作臺(tái)墊板厚度 毫米 120mm 外形尺寸 長(zhǎng) 寬 高 2175mm 1388mm 3047mm 機(jī)身最大可傾角 不可傾 5 7 拉深模工作部分結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì) 29 5 7 1 凸模和凹模單邊間隙 Z 采用壓邊圈的設(shè)計(jì) 所以 5 ktZ max 55 式中 材料最大厚度 axt 間隙系數(shù) 查 沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì) 表 5 18 可得k 2 0 kmtZ2 1 0max 5 7 2 凸 凹模工作部分尺寸及公差 查 沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì) 表 5 19 可得 md05 p03 5 dDd 0min75 56 5 0in2 pZp 57 凹模的基本尺寸 mDdd 05 05 0min 924317 475 凸模的基本尺寸 Zpp 822 在凹模中還需要對(duì)零件連接螺栓的位置進(jìn)行加工 以確保在拉深時(shí)候此處位置不 會(huì)被凸模觸碰到 以免造成工件的損壞 圖 9 柵格 6 可把凹模加成一個(gè)長(zhǎng) 9mm 寬 8mm 的長(zhǎng)方形槽 以便在拉深時(shí)候不會(huì)受到?jīng)_擊 而 且還可以當(dāng)成一個(gè)定位裝置 30 5 7 3 凸凹模的設(shè)計(jì)尺寸 5 7 3 1 凸模的設(shè)計(jì)尺寸 結(jié)合工件外形并考慮加工 將落料凸模設(shè)計(jì)成直通式 采用線切割機(jī)床加工 凸模固定板的配合按 其總長(zhǎng) 為 67mHl 3 hhl 321 37 式中 凸模固定板的厚度1 固定卸料板的厚度2h 導(dǎo)料的板厚度3 增加長(zhǎng)度 它包括凸模的修磨量 凸模進(jìn)入凹模的深度 0 5 1 mm 凸模固定板與卸料板之間的安全距離 一般取 10 20mm 等 如果是彈性卸料裝 置 則沒有導(dǎo)料板厚度 這一項(xiàng) 而應(yīng)考慮固定板至卸料板間彈性元件的高度 3hmhl 3154221 5 7 3 2 凹模的設(shè)計(jì)尺寸 沖裁時(shí)凹模承受沖裁力和側(cè)向沖壓力的作用 由于凹結(jié)構(gòu)形式和固定方法不同 受力情況又比較復(fù)雜 目前尚不用理論計(jì)算方法確定凹模輪廓尺寸 在生產(chǎn)中 通常 根據(jù)沖裁的板料厚度和沖件的輪廓尺寸 或凹?？卓谌锌诒陂g距離 按經(jīng)驗(yàn)公式來確 定表 3 14 凹模厚度 H 不小于 8 ks 3 46 式中 s 垂直送料方向的凹模刃壁間最大距離 mm K 系數(shù) 考慮板料厚度的影響 其值查表 3 15 可得 此處取3 0 2 k 0 25 mksH1425 0 垂直于送料方向的凹模寬度 B 3 B73 47 送料方向的凹模長(zhǎng)度 31 3 msL9425421 48 式中 送料方向的凹模刃壁間最大距離 1s 送料方向的凹模刃壁至凹模邊緣的最小距離 其值查表 3 14 可得2ms52 故確定凹模板外形為 m1794 5 7 4 凸模的強(qiáng)度 剛度校核 在一般情況下 凸模的強(qiáng)度和剛度是足夠的 沒必要進(jìn)行校核 但是當(dāng)凸模的截 面尺寸很小而沖裁的板料厚度較在或根據(jù)需要確定的凸模特別細(xì)長(zhǎng)時(shí) 則應(yīng)進(jìn)行承壓 能力和抗縱彎曲能力的校核 拉深凸模承壓能力的校核 凸模的承壓能力按下式校核 3 AF 38 式中 凸模最小截面的壓應(yīng)力 MPa 凸?？v向所承受的壓力 N F 凸模最小截面積 mm 2 A 凸模材料的許用抗壓強(qiáng)度 凸模材料的許用抗壓強(qiáng)度大小取決于凸模材料及熱處理 對(duì)于鋁制合金鋼 淬火硬 度為 58 62HRC 時(shí) 可取 MPa310 6 PaAF3108 4172 拉深凸模強(qiáng)度滿足 5 7 5 凸凹模固定板 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 選用圓形固定板 凸模固定板厚度一般為凹模的 60 80 凸模固定板厚度 mHh7 1 0 8 60 固定板與凸模為過渡配合 H7 n6 或 H7 m6 壓裝后獎(jiǎng)凸模端面與固定板一起磨 平 對(duì)于有彈壓導(dǎo)板等模具 浮動(dòng)凸模與固定板采用間隙配合 32 5 8 定位零件和彈性零件 為保證模具的正常工作和沖出合格的沖裁件 必須保證坯料或工序件對(duì)模具的工 作刃口處于正確的相對(duì)位置 即必須定位 條料在模具送粒平面中必須有兩個(gè)方向的限位 一是在與送料方向的垂直的方向 上限位 保證條料沿著正確的方向送料 稱為條料橫向定位或送料導(dǎo)向 二是在送料 方向上的限位 控制條料一次送進(jìn)的距離 步距 稱為條料縱向定位或送料定距 對(duì) 于塊料或工序件的定位 基本上也是兩個(gè)方向上的限位 由于需要在凹模兩側(cè)加工兩個(gè)槽 所以可以把這兩個(gè)槽當(dāng)成定位裝置 5 8 1 卸料 頂件 推件零件 卸料 推件和頂件裝置的作用是當(dāng)沖模完成一次沖壓之后 把沖件從模具工作零件上 卸下來 以便沖壓工作繼續(xù)進(jìn)行 通常 卸料是指把沖件從凸模上卸下來 推件和頂 件一般指把沖件或廢料從凹模上卸出來 1 固定卸料裝置 當(dāng)卸料板僅起卸料作用時(shí) 凸模與卸料板的雙邊間隙取決于板料厚度 一般在 之間 板料薄時(shí)取小值 板料厚時(shí)取大值 當(dāng)固定卸料板兼起導(dǎo)板作用時(shí) m5 0 2 與凸模一般按 配合制造 但應(yīng)保證導(dǎo)板與凸模之間間隙小于凸 凹模之間間隙 67hH 以保證凸 凹模的正確配合 固定卸料板厚度應(yīng)取凹模厚度的 0 8 倍 板料厚度超過 3mm 時(shí) 可與凹模厚度一致 2 推件裝置 推件一般是剛性的 由打桿 推板 連接推桿和推桿塊組成 有的剛性推件裝置 不 需要推板和連接推桿組成中間傳遞結(jié)構(gòu) 而由打桿直接推件塊 甚至直接由打桿 推件 3 頂件裝置 頂件裝置一般是彈性的 由頂桿 頂件塊和裝在下模底下的彈頂器組成 這種結(jié) 構(gòu)的頂件力坡度較高 但沖件容易嵌入邊料中 產(chǎn)生彈性推件同樣的問題 彈頂器可 以做成通用的 其彈性元件是彈簧或橡膠 5 8 2 彈性元件 可以按照沖孔 落料工序中使用的元件 33 設(shè)計(jì)總結(jié) 散熱器是現(xiàn)代社會(huì)中不可或缺的產(chǎn)品之一 在實(shí)際生產(chǎn)生活中需求量很大 這次 通過對(duì)散熱器沖壓模具的設(shè)計(jì) 對(duì)沖壓模具的工藝要求有了更深一層的理解 掌握了 沖壓模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算方法 對(duì)獨(dú)立設(shè)計(jì)模具有了一次新的鍛煉 通過近兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì) 使我們充分的掌握了一般的設(shè)計(jì)方法和步驟 不僅是 對(duì)所學(xué)知識(shí)的一個(gè)鞏固 也從中得到新的啟發(fā)和感受 同時(shí)也提高了自己運(yùn)用理論知 識(shí)解決實(shí)際問題的能力 而且比較系統(tǒng)的理解了模具設(shè)計(jì)的整個(gè)過程 通過這次模具 設(shè)計(jì) 本人在多方面都有所提高 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中 綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行一次沖 壓模具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作能力 鞏固與擴(kuò)充了模具設(shè) 34 計(jì)等課程所學(xué)的內(nèi)容 掌握沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟 掌握了模具的基本結(jié)構(gòu) 提 高了計(jì)算能力 繪圖能力 熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn) 同時(shí)各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù) 習(xí) 獨(dú)立思考的能力也有所提高 在這次設(shè)計(jì)過程中 體現(xiàn)出自己?jiǎn)为?dú)設(shè)計(jì)模具的能力以及綜合運(yùn)用知識(shí)的能力 體會(huì)了學(xué)以致用好處 從中發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié) 從而加以彌補(bǔ) 在此感謝馮旭強(qiáng)老師 他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致 一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作 學(xué)習(xí)中的榜 樣 這次論文的每個(gè)細(xì)節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù) 都離不開他的細(xì)心指導(dǎo) 同時(shí)感謝對(duì)我?guī)椭^的同學(xué)們 由于本人的設(shè)計(jì)能力有限 在設(shè)計(jì)過程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤 懇請(qǐng)老師們多多指 教 我十分的樂意接受你們的批評(píng)與指正 本人將萬分感謝 致謝 經(jīng)過了這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 本人對(duì)于模具設(shè)計(jì)方面的知識(shí)有了更深入的了解 衷心感 謝各位老師對(duì)我的悉心指導(dǎo) 本設(shè)計(jì)是在馮旭強(qiáng)老師直接指導(dǎo)下完成的 在設(shè)計(jì)的過 程中 老師常常在忙中擠出時(shí)間 對(duì)設(shè)計(jì)的各個(gè)步驟進(jìn)行的認(rèn)真審查 并提出了許多 的建議 能在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中 能得到老師的指導(dǎo)使我感到非常的榮幸 老師嚴(yán) 謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng) 高尚的學(xué)術(shù)品質(zhì) 熱情的待人態(tài)度給我留下了深刻的影響