接線端子沖壓工藝與模具設計【級進?！?級進模,接線端子沖壓工藝與模具設計【級進模】,接線,端子,沖壓,工藝,模具設計 接線端子沖壓工藝與模具設計 1 緒論 模具是工業(yè)生產的基礎工藝裝備，被稱為“工業(yè)之母”。75%的粗加工工業(yè)產品零件、50%的精加工零件由模具成型，絕大部分塑料制品也由模具成型。作為國民經濟的基礎工業(yè)，模具涉及機械、汽車、輕工、電子、化工、冶金、建材等各個行業(yè)，應用范圍十分廣泛。 改革開放以來，隨著國民經濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直已15％左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經越來越認識到產品質量、成本和新產品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎的要素之一，模具制造技術現(xiàn)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。 中國模具生產總量雖然已位居世界第三，但設計制造水平在總體上要比德、美、日、法、意等工業(yè)發(fā)達國家落后許多，也比英國、加拿大、西班牙、葡萄牙、韓國、新加坡等國落后。其差距主要表現(xiàn)在下列六方面。 （1）國內自配率不足80%，其中中低檔模具供過于求，中高檔模具自配率不足60%。 （2）企業(yè)組織結構、產品結構、技術結構和進出口結構都不夠合理。中國模具生產廠中多數(shù)是自產自配的工模具車間（分廠），專業(yè)模具廠也大多數(shù)是“大而全”、“小而全”的組織形式。國外模具企業(yè)大多是“小而?！薄ⅰ靶《?。中國模具自產自配比例高達50%以上，國外70%以上是商品模具。國內模具總量中屬大型、精密、復雜、長壽命模具的比例只有30%左右，國外在50%以上。2003年模具進出口之比為4:1，進出口相抵后的凈進口為10.3億美元，是凈進口量最大的國家。 （3）模具產品水平和生產工藝水平總體上比國際先進水平低許多，而模具生產周期卻要比國際先進水平長許多。產品水平低主要表現(xiàn)在精度、型腔表面粗糙度、壽命及模具的復雜程度上；工藝水平低主要表現(xiàn)在設計、加工、工藝裝備等方面。 （4）開發(fā)能力弱，經濟效益欠佳。中國模具企業(yè)技術人員比例較低，水平也較低，不重視產品開發(fā)，在市場中常處于被動地位。國內每個職工平均每年創(chuàng)造模具產值約合1萬美元左右，而模具工業(yè)發(fā)達國家大多是15～20萬美元，有的甚至達到25～30萬美元。由此而來的是中國模具企業(yè)經濟效益差，大都微利，國有企業(yè)總體虧損，缺乏后勁。 （5）模具標準化水平和模具標準件使用覆蓋率低。國外先進國家模具標準件使用覆蓋率達70%以上，國內模具標準件使用覆蓋率只有45%左右。 （6)與國際先進水平相比，模具企業(yè)的管理落后更甚于技術。管理落后易被忽視，國內大多數(shù)模具企業(yè)還沿用過去作坊式粗放經營管理模式，真正實現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的還不多。 發(fā)展戰(zhàn)略與重點 ： (1)在信息社會和經濟全球化不斷發(fā)展的過程中，模具行業(yè)發(fā)展趨勢主要是模具產品向著更大型、更精密、更復雜及更經濟快速方面發(fā)展，技術含量不斷提高；模具生產向著信息化、數(shù)字化、無圖化、精細化、自動化方面發(fā)展；模具企業(yè)則向著技術集成化、設備精良化、產品品牌化、經營國際化方向發(fā)展。 (2)為此，“十一五”期間我們要積極培育模具大市場，以汽車、電子信息、家電和辦公設備、機械和建材等模具主要用戶行業(yè)為主要服務對象，以優(yōu)質服務為宗旨，縮小與先進國家之間的差距，搞好模具工業(yè)的產品結構調整和創(chuàng)新，通過信息化和數(shù)字化來提升行業(yè)水平。 (3)此外，還要加快模具企業(yè)，尤其是國有企業(yè)的體制改革和機制轉換的步伐；加快模具生產標準化、專業(yè)化和商品化的發(fā)展，大力增加大型、精密、復雜等技術含量高的中高檔模具的比例；加強國際交流與合作，實施“走出去”戰(zhàn)略，鼓勵出口；支持東北老工業(yè)基地和西部地區(qū)模具工業(yè)的發(fā)展；培育具有較強開發(fā)力量和水平的模具生產基地及能與世界一流企業(yè)相抗衡的大企業(yè)；努力提高企業(yè)管理水平，促進模具標準件上品種、上水平、上規(guī)模；逐步建立起適應中國國情的模具科研設計、人才培訓和生產體系，不但要使中國進一步成為模具生產大國，更要逐步成為模具生產強國。 (4)隨著國民經濟總量和工業(yè)產品技術的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對模具的需求量越來越大，技術要求也越來越高。雖然模具種類繁多，但其發(fā)展重點應該根據(jù)需要量大、技術含量高、代表發(fā)展方向、出口前景好的原則來選擇。所選擇的產品，必須是目前已有一定基礎，并有條件、有可能發(fā)展起來的。對于技術發(fā)展重點，則要看國際發(fā)展趨勢，以及中國具體情況，也應該是既代表發(fā)展方向，又可能發(fā)展起來的技術。 (5)多工位級進模和精沖模代表了沖壓模具的發(fā)展方向，其精度要求和壽命要求極高，主要為電子信息產業(yè)、汽車、儀器儀表、電機電器等配套。這兩種模具，國內已有相當基礎，并引進了國外技術設備，個別企業(yè)生產的產品已達到世界水平，但大部分企業(yè)仍有較大差距，總量也供不應求，進口較多。 (6)多工位級進模的使用可以減少沖壓設備和模具數(shù)量，從而提高生產效率，降低產品的成本，增加產品在市場中的競爭力，為企業(yè)帶來更大的效益。 (7)現(xiàn)代模具行業(yè)是技術、資金密集型的行業(yè)。它作為重要的生產裝備行業(yè)在為各行各業(yè)服務的同時，也直接為高新技術產業(yè)服務。由于模具生產要采用一系列高新技術，如CAD/CAE/CAM/CAPP等技術、計算機網(wǎng)絡技術、激光技術、逆向工程和并行工程、快速成型技術及敏捷制造技術、高速加工及超精加工技術等等，因此，模具工業(yè)已成為高新技術產業(yè)的一個重要組成部分，有人說，現(xiàn)代模具是高技術背景下的工藝密集型工業(yè)。模具技術水平的高低，在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發(fā)能力，因此已成為衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志。 (8）模具工業(yè)是無以倫比的"效益放大器"。用模具加工產品大大提高了生產效率，而且還具有節(jié)約原材料、降低能耗和成本、保持產品高一致性等特點。因此模具被稱為"效益放大器"，在國外，模具被稱為"金鑰匙"、"進入富裕社會的原動力"等等。從另一個角度上看，模具是人性化、時代化、個性化、創(chuàng)造性的產品。更重要的是模具發(fā)展了，使用模具的產業(yè)其產品的國際競爭力也提高了。據(jù)國外統(tǒng)計資料，模具可帶動其相關產業(yè)的比例大約是1:100，即模具發(fā)展1億元，可帶動相關產業(yè)100億元。 連續(xù)模具有以下特點： （1）連續(xù)模是多工序沖模。在一副模具內，可以包括沖裁、彎曲、成形和拉伸等多種多道工序，具有比復合模更高的勞動生產率。 （2）連續(xù)模具有操作安全這樣一個顯著特點，因為手不必進入危險區(qū)域。 （3）因為工序可以分散，不必集中在一個工位，不存在符合模“最小壁厚”的問題，因而模具強度較高，壽命較長。 （4）連續(xù)模易于自動化，包括自動送料，自動出件，自動疊片。 （5）連續(xù)模工件和廢料均往下漏，因而可以采用高速壓力機生產。 （6）使用連續(xù)?？梢詼p少壓力機，車間面積，半制品運輸及倉庫面積。 （7）連續(xù)模較難保持內、外行相對位置的一致性，其原因是內、外形是逐次沖出的，每次沖壓都有定位誤差。但內、外形相對位置精度要求高的零件，有時不一定是全部輪廓有這樣的要求，可能只是部分的。碰到這種情況，可以在沖內形的同一工位上，把這部分輪廓同時沖出，從而保證零件的要求。 2 零件介紹 2.1零件圖及技術參數(shù) 材料：不銹鋼（1Cr18Ni9Ti） 厚度：1mm 產品批量：大批量 圖2-1 零件圖 不銹鋼（1Cr18Ni9Ti）各項參數(shù)如表2.1： 表2-1 不銹鋼（1Cr18Ni9Ti）參數(shù) 抗拉強度 屈服點 伸長率 540 205 40 2.2零件工藝性分析 由于零件圖上尺寸沒標注公差，所以按IT14計算符合一般沖壓經濟要求，取模具精度為IT11. 零件材料為不銹鋼（1Cr18Ni9Ti），能夠進行一般沖壓加工，在市場上也容易買到這種材料，價格適中。 該制件形狀簡單，如采用單工序模具生產，則需要剪條料、落料、沖孔等工序，使用多套模具，且占用設備多，生產周期較長，故采用級進模具生產。提高生產率,且便于對工藝資料、生產等方面的管理。 2.3排樣設計 ⒈零件圖尺寸標注轉化（按入體原則轉化） 轉化前 轉化后 圖2-2 尺寸轉化后零件圖 從零件本身的特點、條料的特性和模具的結構總體分析: 將零件的成形分布在5個工位上完成，選定條料的送進方向為由右至左, 依次將零件四周余料切除,通過第一工位側刃沖出工藝定位口及導正銷孔，便于后續(xù)工位準確定位，根據(jù)切除余料位置合理布局浮升銷位置，條料送進時采用兩側導板做導向，增加了導向精度。 通過對零件進行工藝分析，提出以下工序排樣方案： 圖2-3 工序排樣圖 第一步：側刃沖裁（兩側）、沖導正銷孔、沖2小孔。第二步~第四步：依次沖出零件內、外異型孔。第五步：落料，將制件與載體切斷。 條料及導尺間距的計算： 步距S的確定： S=L+a=27+4.5=31.5mm 條料寬度： （2-1） 導尺間距離： （2-2） 導尺間側刃沖裁后距離： （2-3） 式中 L—沖件垂直于送料方向尺寸； n—側刃數(shù)； b—側刃沖裁的條邊寬度； y—沖切后條料寬度與導尺間間隙； a—側搭邊的最小值； z—導尺與條料間隙； B—條料寬度； —導尺間起始距離； —導尺間側刃沖裁后距離； 本設計中取n=2 b=1.5 y=0.1 a=4.5 z=0.5 經計算得：B=37.75mm 考慮到導正銷孔位置為使側刃凸模與導正銷孔沖頭不發(fā)生干涉，取B=43mm 單步距材料利用率的計算：經軟件計算零件面積 3 工藝計算 3.1工藝與設計計算 (1) 沖裁力的計算 對于普通平刃刃口的沖裁 （3-1） 式中： F—沖裁力（N） L—沖裁件周長（mm） t—板料厚度（mm） —材料的抗剪強度（MPa）（?。? K—系數(shù)（取K=1.3） 總共有9處沖裁 通過軟件計算各沖裁區(qū)周長為L（mm）： （其中L1為導正銷孔輪廓，L2、L3側刃輪廓，L4~L9異形孔輪廓，L10為φ2孔） 44.15 6.28 沖裁力： （3-2） （3-3） （3-4） （3-5） (2)壓力中心的確定： （3-6） 求得X0=12.7 Y0=-0.11 所以壓力中心位置為（12.11，0.11） 圖3-1 壓力中心 3.2凸、凹模尺寸計算 （1）凸、凹模分開加工：代表示例—導正銷孔尺寸 刃口計算：未標注公差按IT14級，查得，， 由于 故取 所以 長度的計算：根據(jù)固定板、橡膠、卸料板厚度等確定凸模長度，具體尺寸如下： 圖3-2導正銷孔凸模、凹模 （2）凸模與凹模配合加工—異型孔刃口尺寸的計算： 由于工件形狀復雜，為保證凸、凹模間一定的間隙值，必須嚴格限制沖模制造公差，因此，造成沖模制造困難。對于沖制薄材料（因Zmax與Zmin的差值很小）的沖模，或沖制復雜形狀工件的沖模，或單件生產的沖模，常常采用凸模與凹模配合的加工方法。 配作法就是先按設計尺寸制出一個基準件（凸?；虬寄＃缓蟾鶕?jù)基準件的實際尺寸再按最小合理間隙配制另一件。這種加工方法的特點是模具的間隙由配制保證，工藝比較簡單，并且還可放大基準件的制造公差，使制造容易。設計時，基準件的刃口尺寸及制造公差應詳細標注，而配作件上只標注公稱尺寸，不注公差，但在圖紙上注明：“凸（凹）模刃口按凹（凸）模實際刃口尺寸配制，保證最小雙面合理間隙值Zmin”。 采用配作法，計算凸模或凹模刃口尺寸，首先是根據(jù)凸模或凹模磨損后輪廓變化情況，正確判斷出模具刃口各個尺寸在磨損過程中是變大，變小還是不變這三種情況，然后分別按不同的公式計算。 1）凸模或凹模磨損后會增大的尺寸——第一類尺寸A； 落料凹模或沖孔凸模磨損后將會增大的尺寸，相當于簡單形狀的落料凹模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法的公式。 第一類尺寸： （3-7） 2）凸模或凹模磨損后會減小的尺寸——第二類尺寸B； 沖孔凸模或落料凹模磨損后將會減小的尺寸，相當于簡單形狀的沖孔凸模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法如下。 第二類尺寸： （3-8） 3）凸模或凹模磨損后會基本不變的尺寸——第三類尺寸C； 凸?；虬寄Ｔ谀p后基本不變的尺寸，不必考慮磨損的影響，相當于簡單形狀的孔心距尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法如下。 第三類尺寸： （3-9） 式中 —基準件尺寸，單位為； —相應的工件極限尺寸，單位為； —工件公差，單位為； —基準件制造偏差，單位為，當刃口尺寸公差標注形式為（或）時， ，當標注形式為時， 。 ①側刃孔刃口的計算： 圖3-3側刃尺寸圖 所有尺寸都為B類尺寸： ②第一異形孔刃口尺寸的計算： 圖3-4 第一異形孔尺寸 其中A類尺寸：R10.2，其余為B類尺寸。 代入公式得 ③第二異形孔刃口尺寸計算： 圖3-5 第二異形孔尺寸 其中A類尺寸：R10.2，其余為B類尺寸。 代入公式得 ④第三異形孔刃口尺寸的計算： 圖3-6 第三異形孔尺寸 其中A類尺寸：R2，B類尺寸為5.8、R5、R0.7。其余為C類尺寸。 第四異形孔刃口尺寸的計算： 圖3-7 第四異形孔尺寸 其中A類尺寸：R10.2，其余為B類尺寸。 第五異形孔刃口尺寸的計算： 其中A類尺寸：R10.2，其余為B類尺寸。 4 沖壓設備的選擇 4.1沖壓設備的選擇原則 沖壓設備的選擇主要是根據(jù)沖壓工藝性質、生產批量大小、沖壓件的幾何形狀、尺寸及精度要求等因素來確定的。沖壓生產中常用的沖壓設備種類很多，選擇沖壓設備時主要考慮下述因素： ①沖壓設備的類型和工作方式是否適用于應完成的工序；是否符合安全生產和環(huán)保的要求； ②沖壓設備的壓力和功率是否滿足應完成工序的需要； ③沖壓設備的裝模高度、工作臺面尺寸、行程等是否適合應完成工序所用的模具； ④沖壓設備的行程次數(shù)是否滿足生產率的要求等。 4.2沖壓設備規(guī)格的選擇 沖壓設備規(guī)格的確定，主要取決于工藝參數(shù)及模具結構尺寸。 ①壓力機標稱壓力必須大于沖壓的工藝力。 ②壓力機的裝模高度必須符合模具閉合高度的要求。 ③壓力機的臺面尺寸必須大于下模座的外形尺寸，并要留有固定模具的位置，一般每邊應大出50～70mm以上。壓力機臺面的漏料孔尺寸必須大于工件（或廢料）的尺寸。 4.3沖壓設備類型的選擇 根據(jù)計算本設計中選擇設備為，可選擇壓力機的設備為開式雙柱固定臺式壓力機，其型號為JD21-100。 4.4壓力機的主要參數(shù) 表4-1 壓力機的主要技術參數(shù) 主要技術參數(shù) 型號 JD21-100 公稱壓力/KN 1000 滑塊行程/mm 可調10~120 滑塊行程次數(shù)/n˙min-1 75 最大閉合高度/mm 400 閉合高度調節(jié)量/mm 85 工作臺尺寸/mm 前后 600 左右 1000 模柄孔尺寸/mm 直徑 60 深度 80 滑塊底面尺寸/mm 前后 380 左右 500 墊板尺寸/mm 厚度 100 直徑 200 5 模具零件的結構設計 5.1沖裁部分 (1) 計算各主要零件的尺寸 1) 凹模鑲塊厚度 由《沖模技術》可知凹模厚度和壁厚可按以下公式計算 凹模厚度 H=KB （5-1） 凹模壁厚 C=（1.5~2）H （5-2） 式中： B—凹?？椎淖畲髮挾龋╩m），但B不小于15mm K—系數(shù)（0.2~0.8） C—凹模壁厚（mm），指刃口至邊緣的距離 H=0.8×31.5=25.2mm 故取H=25mm 根據(jù)沖裁異形孔外形和排樣步距尺寸即可估算凹模固定板的外形尺寸： 長度×寬×高度為： 200×153×40mm 用上述方法確定的凹模鑲塊尺寸、強度和剛度足夠，一般不再進行強度和剛度的校核。 凹模固定板固定方式： 采用螺釘擰緊，銷釘定位的方式。 螺釘：M12內六角圓柱螺釘 銷子：M12圓柱銷 2) 凹模鑲塊： 在沖裁異形孔時，凹模部分設計了4個鑲塊,因為在加工異形孔時凹模磨損較快，如果制作成整體式凹模，只要有一處磨損就要把整個凹模更換，這樣十分浪費，也增加了加工成本，所以把易磨損凹模制成鑲塊。 鑲塊固定方式： 采用開槽圓柱螺釘固定，利用凹模上的鑲塊槽進行定位。 螺釘：M6開槽圓柱螺釘 鑲塊結構的特點： 優(yōu)點：采用鑲塊結構，節(jié)省了較貴的模具鋼，降低了成本；便于鍛造、加工；易于控制和調整刃口尺寸和沖裁間隙，模具精度較高，壽命較長；避免了應力集中，減少或消除了熱處理變形與開裂的危險；便于維修與更換已損壞或過分磨損部分。 缺點：為保證鑲塊刃口尺寸和凸、凹模間隙，對各鑲塊的尺寸要求較嚴格，裝配工藝比較復雜；由于沖模間隙較精確，所以對壓力機精度要求較高。 凹模的最小壁厚a： 查《冷沖壓成型工藝與模具設計制造》表4-35，得 t=1時 a=2.7mm 所以鑲塊周邊讓出5mm，強度和剛度足夠，一般不再進行強度和剛度的核算。 圖5-1 凹模鑲塊 3) 凸模固定板的厚度 對于小型的凸、凹模零件,一般通過固定板間接地固定在模座上、以節(jié)省貴重的模具鋼。固定型式參見《沖模技術》表9－2。為使凸模固定牢靠并有良好的垂直度，固定板必須有足夠的厚度。一般可按下式計算 凸模固定板： H=（0.6~0.8） （5-3） 所以根據(jù)實際情況選擇固定板厚度為： 凸模固定板厚度為25mm 材料：45 4) 墊板的采用與厚度 由《模具設計與加工速查手冊》表2-220，采用45鋼墊板，墊板厚度：凸模墊板取15mm，凹模墊板取20mm。 外形尺寸為： 長度×寬度：200×153mm 材料：45 熱處理：43-48HRC 表面質量要求：上下面： 其余 5) 橡膠快的選擇 ① 聚氨酯彈性體參考標準（JB/T 7650.9-1995） 查的：聚氨酯塊H=32對應載荷D=3510N 所以F=4*D=4*3510=14000N > =13446N ② 橡膠板的壓縮量和厚度 橡皮的最大壓縮量一般不超過厚度H的45%，橡皮的預壓縮量為30%H，取 H=32mm H—橡皮板自由狀態(tài)下的厚度（mm） h—許可壓縮量（mm） h=(0.25～0.3)H （5-4） 取h=7mm 注意事項：1.在使用時，橡膠應注意防油。 2.橡膠裝上沖模后在其周圍留有足夠的變形空間。 6) 卸料板 卸料裝置除起卸料作用外，對于不同沖壓工序還有不同的作用：在沖裁工序 中，可起壓料作用；在彎曲工序中，可起到局部成型的作用。卸料裝置對各凸模還起導向和保護作用。 卸料裝置可分為固定卸料和彈性卸料兩種。在多工位連續(xù)模中，多數(shù)采用彈性卸料裝置。只有當工位數(shù)較少及料厚大于1.5mm的沖件才采用固定卸料裝置。 卸料板設計原則： ① 卸料板各工作形孔應與凹模形孔同心。卸料板的各形孔與對應凸模加工成H/h6配合形式。 ② 卸料板各工作形孔應較光潔，其表面粗糙度值—般取Ra=0.8μm。沖壓速度越高、表面粗糙度值越小。 ③ 多工位連續(xù)模卸料板應具有良好的耐磨性能。卸料板采用高速鋼或合金工具鋼制造，淬火硬度56～58HRC，一般速度沖壓時，卸料板可選用10鋼、20鋼、45鋼制造、淬火硬度40-45HRC ④ 卸料板應具有必要的強度和剛度，卸料板凸臺高度： h=導料板厚度－板料厚度+（0.30～0.50）mm （5-5） 本設計中h=10-1+0.5=10.5mm ⑤ 卸料螺釘?shù)墓ぷ鏖L度L在一副模內應嚴格一致，以免造成不平衡卸料， 損壞凸模。 ⑥ 導正銷有效工作直壁露出卸料板底面不能過長，以防回程時，將制件帶 起．影響連續(xù)作業(yè)。 ⑦ 卸料螺釘沉孔深度應有足夠的活動量 卸料孔每側與凸模保持間隙： C=（0.1～0.5）t （5-6） t=1mm 所以， C=0.5t=0.5×1=0.5mm B=200mm 查《模具設計與加工速查手冊》表2-214得， 取 （5-7） 卸料板尺寸 長度×寬度 200×153mm 7) 導料板 導料板一般沿條料送進方向安裝在凹模形孔的兩側，對條料進行導向。 導料板按其截面形狀可分為平直式和帶臺式兩種。平直式多用于低速、手工送料，且為平面沖裁的連續(xù)模；而帶臺式多用于高速、自動送料，且多為帶成型、彎曲的立體沖壓連續(xù)模，以保證條料在浮動送料過程中始終保持在導料板內運動。 為了導料方便，一般在進料端都有較大的圓角或較小的斜角，導料板長度大于凹模長度以使導料準確，在導料板前端的下面裝有托料板以托住條料平穩(wěn)送進。對于用側刃擋塊的連續(xù)模，導料板上要壓入淬硬的擋料鑲塊。 本套模具采用兩段導料板導料： 規(guī)格：長度×寬度×高度：100×40×10mm 注：①材料：45鋼 GB/T699—1999。 ②熱處理：調質28～32HRC。 ③技術條件：按JB/T7653—1994的規(guī)定。 8)凸模的設計： 級進模的沖裁部分往往采用分解沖裁的方法，首先要考慮把調料上的各個先后加工部分正確地連接起來；同時凹模的工藝性要好，使其制造容易，刃磨修整方便。 有關相鄰的凸凹設置，要確定其先后沖裁順序，以減少沖裁時引起材料的相互牽引。設t為沖壓材料厚度，各凸模刃口高度要有（1/4~3/4）t的高度差異。另外，小的沖孔凸模要帶臺肩，其他異形凸模采取銷固定。 根據(jù)《模具設計與加工速查手冊凸?！? 長度計算可按下面公式： （5-8） 式中L—凸模長度（mm） —凸模固定板厚度（mm） —卸料板厚度（mm） —導板厚度（mm） —自由尺寸（mm），自有尺寸包括凸模修磨量、凸模進入凹模深度（0.5~1mm）和固定板與卸料板之間距離A等，一般取10~20mm。 綜上=25+22+10+16=73mm 9)導正銷設計原則 設置導正銷應遵循以下原則： ①導正孔要在第一個工位沖出，連接的工位要有導正銷，在以后的工位上，根據(jù)工位數(shù)優(yōu)先在易竄動的工位設置導正銷； ②重要的加工工位之前要有導正銷； ③單載體末工位要有導正銷，以校正載體橫向彎曲； ④導正銷至少設置兩個，超過兩個時，互相應等間隔布置； ⑤必須設置導正銷而又有其他工序干涉時，可設置空位； ⑥盡可能采用間接導正，這樣可用較大導正銷。 常用導正銷形式有浮動式和固定式兩種，浮動式結構復雜，精度差，但不易損壞；固定導正銷，其精度高，定位準確。 導正銷設計中，其尺寸應等于或略小于工藝孔徑d，由于導正銷位置及尺寸和條料變形，會使條料送進距離產生誤差，可在其后每3~5步再設置若干導正銷，或在產品尺寸要求較嚴的工步上設置導正銷，一邊在一定程度上糾正導正銷形成的送進誤差，同時增加條料的橫向穩(wěn)定性和沖壓件尺寸精度，采用雙排導正銷也有利于提高送進精度。 圖5-2 導正銷 本設計中選擇B型導正銷，其型號為BGB2864.2—81，數(shù)量為3個，具體要求如下： 材料：9Mn2V。 熱處理：HRC52~56。 技術要求：按GB2870—81的規(guī)定。 10)浮升銷的設計 由于零件在沖裁工序后產生毛刺需將制件抬起才能確保條料準確向前送進，故模具應設置浮升裝置，本設計中采用5個浮升銷。 圖5-3浮升銷 11)級進模步距精度的計算： 由《多工位級進模設計及實例》可知多工位級進模步距精度一般可按下面公式計算： （5-9） 其中 為步距公差 b為沿送料方向毛坯輪廓尺寸精度提高三倍公差值 n級進模工位數(shù) K為修正系數(shù)（參見下表） 表5-1 K值系數(shù)表 雙面沖裁間隙Z 0.01~0.03 0.03~0.05 0.05~0.08 0.08~0.12 0.12~0.15 0.15~0.18 0.18~0.22 K值 0.85 0.90 0.95 1.00 1.03 1.06 1.10 所以，為了克服多工位級進模各工位之間的誤差，在凸、凹模固定板、卸料板等零件中與步距有關的孔位尺寸時，均以第一工位為尺寸基準向后標注，無論距離多大，公差值均為。 12)小導柱、導套 規(guī)格： 小導柱 A20×80 JB/T7645.1—1994 小導套20×25 JB/T7645.3—1994 ①.材料：20鋼 GB/T699—1988。 ②.熱處理：滲碳深度0.8~1.2mm 硬度58~62HRC。 ③.技術條件：按JBT7653—1994的規(guī)定。 13)上下模座、導柱導套、螺釘、銷釘?shù)倪x用 上模座： GB/T2855.13—1990 材料：HT200 GB/T9436—1988 下模座： GB/T2855.14—1990 材料：HT200 GB/T9436—1988 導柱：導柱A28h5×200 GB/T2861.1—2008 材料：20鋼 GB/T699—1999 導套：導套A28h6×100×38 GB/T2861.3—2008 材料：20鋼 GB/T699—1999 螺釘：M12 材料：45鋼GB/T70.1—2008銷釘： 材料：45 GB/T11 6 模具介紹 6.1模具的主要特點 (1) 模具采用四導柱滾動導向精密模架,上、下模座采用HT200經調質處理,模座的上表面相對下表面的平行度小于0.002mm ,4個導向件的中心距誤差小于0.005mm； 模具的導向孔相對上表面的垂直度小于0.002mm。 圖6-1 模具裝配圖 圖6-2 模具三維裝配圖 (2) 凸、凹模固定板采用45#鋼板。卸料板采用45鋼,熱處理硬度為38～42HRC。對于沖異形孔凸模、凹模,采用Cr12MoV,熱處理硬度為58～62HRC。 (3) 沖壓的條料采取手動送料方式 ,開始送料時,由側刃作初定位,多個導正釘用作精定位,用來保證最終的定位精度。 (4) 模具異形孔凸、凹模零件均采用鑲塊結構制造,當其中任一部分刃口磨損或需要更換時,只需拆下鑲塊部分而不進行整副模具的拆卸,對模具的調整維修更換十分方便。 (5) 凹模刃口采用刃壁無斜度結構,并進行多次切割,這種結構的凹模強度較好, 便于廢料下落,經過多次切割,凹模的精度高,刃口的光潔度好。 (6) 凸模與固定板采用間隙配合。并用銷釘與固定板固定,凸模與凹模之間的相對位置通過導柱的精度來保證。 (7) 在凸模固定板、卸料板和凹模之間又有4個小導柱、導套導向件,使模具在復式導向下沖壓, 總體上提高了模具的導向精度和相對位置精度。 6.2主要零件的加工 （1）凹模、卸料板、固定板上的各形孔(導柱孔、導正銷孔)相對位置精度決定模具的沖裁質量和模具壽命, 因此這3塊板的加工非常關鍵?？紤]到加工設備的實際情況, 采用的工藝流程為: 表6-1 凹模固定板加工工藝路線 工序號 工序名稱 工序內容 1 備料 乙炔焰切割毛坯 2 粗加工 銑削上下平面及鑲塊配合面，留磨余量0.6mm 3 熱處理 淬火，硬度HRC58-62，回火消除殘余應力 4 線切割 切割漏料孔 5 坐標磨 孔精度達0.005，表面粗糙度Ra=0.4μm 應用UG中的CAM（計算機輔助制造）模塊模擬銑削加工，可以方便準確的生成加工過程中所需的G代碼，并在確認刀軌的情況下觀察模擬加工情況。觀察零件是否產生過切等現(xiàn)象。 （2）凹模鑲件因形狀差異,加工的方法亦不同。一般凹模鑲件采用: 表6-2 凹模鑲件加工工藝路線 工序號 工序名稱 工序內容 1 備料 鍛造毛坯 2 粗加工 外形，孔及穿絲孔 3 熱處理 淬火，硬度HRC58-62 4 精密磨削 磨上下面及側面達到設計要求 5 線切割 切割各刃口輪廓 （3）圓形凸模加工工藝:車→熱處理→磨(外圓及兩端面)。 非圓形凸模加工工藝: 表6-3 非圓形凸模加工工藝路線 工序號 工序名稱 工序內容 1 備料 一塊料上加工出多個凸模 2 粗加工 固定銷孔及穿絲孔的加工 3 熱處理 熱處理，淬硬HRC58-62 4 線切割 切割凸模輪廓形狀 由于凸模切割高度較高,當凸模較單薄或材料本身內應力較大時,凸模變形較大。所以必須考慮對應的策略: ①選熱處理后變形量小、內應力小的材料作凸模； ②凸模的周邊距毛坯料邊緣的寬度不能太小,應取凸模高度1/5為宜(一般情 況下取7～10mm)； ③在凸模毛坯上沒有穿絲孔,穿絲孔距凸模邊距離應為5～7mm； ④為補償凸模的變形,第1次切割的留量應較加工時單邊留量0.02mm； ⑤適當提高線切割絲速,提緊絲的張力。 （4）線切割表面的處理,線切割后的工件表面,有一層黑色的炭化層,習慣上叫做軟化層,它的存在對模具的壽命很不利,應該除去,最有效的工藝方法是采用玻璃噴射處理。 6.3模具制造裝配要點 凹模板、導尺均是需淬硬的零件,凹模板加工后,在線切割和淬硬以前,在模架的下模板上進行裝配。在凹模上劃出各個形孔和圓孔的線, 并根據(jù)計算數(shù)據(jù)劃出壓力中心, 使壓力中心線與下模座的中心線對正。鉆、攻螺孔, 將下模板、下模墊板、凹模板、導尺進行裝配, 校正導尺間距后, 鉆鉸銷釘孔和攻螺孔, 將上述四板固定。 鉆孔并安裝承料板。然后將下模全部拆開, 將下模墊板、凹模板和導尺熱處理淬硬后進行線切割加工, 用平面磨床磨平后重新裝配。固定在上模板的上模部分,各凸模墊板都應淬硬,裝配前將凸模淬硬并完成全部加工。裝配時,將凸模壓入凸模固定板, 凸模與凸模固定板是過盈配合。將外形凸模和小導柱固定在墊板上,再與卸料板穿在一起。凸、凹模間隙為0.025mm~0.045mm,在凹模型孔中墊約0.05mm的硬紙片,以確定間隙。將已組裝為一體的凸模固定板、凸模、小導柱、卸料板、墊板一同,并使凸模插入凹?？字?將上模板通過導柱、導套與下模板裝在一起。透過上模板鉆、攻螺孔,使上模板、小導柱、墊板、墊板上的小導套、凸模固定板固定檢查無誤后, 鉆、鉸銷釘孔,打入銷釘,再鉆、攻螺孔、安裝卸料螺釘和彈簧。上模全部拆開, 將墊板淬硬磨平,再次裝配上模,完成模具裝配。 總結 經過近段的努力，在老師和同學們的指導和幫助下，我順利地完成了這次的畢業(yè)設計任務。經過這次的設計任務，使我對模具設計，特別是模具的設計過程有了進一步地了解；對模具的基本結構、組裝、調試、加工制造等方面有了深刻理解。在設計的過程中，通過對制件的分析和對模具的設計的研究時，能夠較好地將課本上的理論知識應用與設計當中，并且能夠從整體，宏觀上去研究、分析、考慮設計問題。同時，在這次的設計過程中，還很大地程度上鍛煉了自己的動手能力，如：親自去收集和查找有關資料，并從中又學會了一門新的課程《如何查找資料和文獻》；其次，通過搜尋大量的資料，還大大地鍛煉了自己的畫圖、看圖、排版等方面的能力。最重要的是，經過這次畢業(yè)設計，使我真正地感受到了集體的力量和學習方法。在設計過程中，難免會遇到技術或其他方面的難題，但是通過老師的指導和與同學們的交流和虛心地請教都得到了解決，使我最終順利地完成設計。 由于本人的水平有限，經驗不足，在設計當中如有不妥之處，還懇請各位老師指導更正。 致謝 在本設計結束之際，本人特向一直默默奉獻的指導教師原國森老師致以衷心的感謝，整個設計過程中都凝結這原國森老師的辛勤汗水。老師那治學嚴謹、工作態(tài)度認真、對待本職工作兢兢業(yè)業(yè)的態(tài)度是值得我們學習的，在本次設計過程中，我對模具設計有了簡要的了解，在設計過程中鞏固自己以往所學的專業(yè)知識，鍛煉自己的思維能力及如何考慮問題，了解了與模具相關的其他知識，在設計過程中我發(fā)現(xiàn)在自己的不足，很多專業(yè)問題理解不夠深刻，相關聯(lián)學科掌握不夠緊湊，缺乏變通能力。 在整個設計過程中多虧原國森老師耐心細致的講解，深入淺出的剖析每個知識環(huán)節(jié)，將模具有關的知識環(huán)節(jié)都加以詳盡講述，讓我知識面變得寬廣起來。自己也對模具行業(yè)有了一定的了解，這對于以后參加工作有著莫大的益處。原國森老師做事的認真態(tài)度也是我們這些涉世不深的畢業(yè)生學習榜樣，細節(jié)決定成敗，在工作中只有認認真真才有可能在工作崗位中取得成功。 其次要感謝與我一起做設計的同學們，在段算時間里，你們給了我很大的幫助，使我在整個過程中感受到了同學間的友誼關系，互幫互助，相互鼓勵。這是我對畢業(yè)設計全過程感到輕松愉快。 在設計過程中我鞏固了三維建模軟件UG的使用，提高了Autocad的使用熟練程度，通過畢業(yè)設計使自己的繪圖速度與質量較之前相比有了一定提高。 最后，感謝所有幫助過我的人，沒有你們我無法順利完成畢業(yè)設計，在今后的工作學習中我會再接再厲，不會辜負你們的期望。 參考文獻 [1] 劉建超，張寶忠主編，沖壓模具設計與制造[M]。北京：高等教育出版社，2004 [2] 夏巨甚，李志剛主編，中國模具設計大典3[M]。北京：機械工業(yè)出版社，2003 [3] 王孝培主編，沖壓手冊[M]。北京：機械工業(yè)出版社，1990 [4] 王芳主編，冷沖模設計指導[M]。北京：機械工業(yè)出版社，2001 [5] 馮炳堯，韓泰榮，蔣文森編，模具設計與制造簡明手冊第2版[M]。上海：上?？茖W技術出版社，1998 [6] 郝濱海編著. 沖壓模具簡明設計手冊[M]. 化學工業(yè)出版社，2005，1 [7] 楊玉英主編. 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