墊圈沖孔落料級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)        全套CAD圖紙，聯(lián)系QQ153893706 23摘 要本設(shè)計(jì)進(jìn)行了沖孔落料級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)。文中簡(jiǎn)要概述了沖壓模具目前的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢(shì)。對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了詳細(xì)工藝分析和工藝方案的確定。按照沖壓模具設(shè)計(jì)的一般步驟，計(jì)算并設(shè)計(jì)了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、卸料板、擋料銷(xiāo)、導(dǎo)正銷(xiāo)等。模架采用標(biāo)準(zhǔn)模架，選用了合適的沖壓設(shè)備。設(shè)計(jì)中對(duì)工作零件和壓力機(jī)規(guī)格均進(jìn)行了必要的校核計(jì)算。此外，本模具采用始用擋料銷(xiāo)和固定擋料銷(xiāo)。落料凸模內(nèi)裝有導(dǎo)正銷(xiāo)，保證了工件上孔和外形的相對(duì)位置準(zhǔn)確，提高加工精度。如此設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運(yùn)行可靠和沖壓產(chǎn)品大批量生產(chǎn)的要求。關(guān)鍵詞: 級(jí)進(jìn)模；校核；沖孔；落料 AbstractThe design of the banking and punching progressive modulus design.This paper briefly outlined the Stamping Die current development status and trends.The product of a detailed analysis and the identification process.Stamping die design in accordance with the general steps to calculate and design the sets on the main mold parts,such as:punch and die.Punch plate,feet behind the sales,marketking and other derivative is.Die-standard model planes,to choose a suitable stamping equipment.Dsign work on the parts and specifications will press for the necessary checking caculation.In addition,the die block used only with marketing materials and  immovable the marketing materials.Blanking punch contents is a derivative sales,and guarantee the workpiece and the shape of the holes in the relative position,imprve processing accuracy.So the structure is designed to ensure reliable operation of die stamping products and mass production requirements.Keywords: Progressive die ;Check ;Punching;Blanking目 錄1 緒論11.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究背景11.2 我國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展方向11.3 課題研究的模具的主要特點(diǎn)31.4 課題研究的相關(guān)技術(shù)簡(jiǎn)介31.5 課題研究的主要內(nèi)容及意義41.5.1 課題研究的主要內(nèi)容41.5.2 課題研究的意義42 沖壓件的工藝分析52.1 零件工藝性分析52.2 沖裁工藝方案的確定62.3 零件工藝計(jì)算62.3.1 排樣計(jì)算62.3.2 沖壓力計(jì)算72.3.3 壓力中心計(jì)算82.4 沖壓設(shè)備的選用93 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)103.1 模具零部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)103.1.1 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用103.1.2 卸料裝置的設(shè)計(jì)113.1.3 其他零部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)123.2 沖模刃口尺寸及公差的計(jì)算133.2.1 沖孔部分133.2.2 落料部分143.3 確定各主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及尺寸計(jì)算153.3.1 凹模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)153.3.3 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及尺寸計(jì)算164 壓力機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核195 結(jié)論20致謝21參考文獻(xiàn)221 緒論1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究背景沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設(shè)計(jì)和制造有直接關(guān)系。模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)水平的高低，是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。1.2 我國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展方向隨著國(guó)際交往的日益增多和外資在中國(guó)模具行業(yè)的投入日漸增加，中國(guó)模具產(chǎn)業(yè)已經(jīng)與世界模具產(chǎn)業(yè)密不可分，中國(guó)模具在世界中的地位和影響越來(lái)越重要。我國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向?qū)⒅饕性谝韵聨讉€(gè)方面：（1）模具結(jié)構(gòu)日趨大型、精密、復(fù)雜，模具壽命日益提高一方面由于成型（形）零件日趨大型化以及高效率生產(chǎn)所要求的一模多腔（如塑封模已經(jīng)達(dá)到一模幾百腔），使模具日趨大型化。另一方面，隨著零件微型化和模具結(jié)構(gòu)發(fā)展的要求（如多工位級(jí)進(jìn)模工位數(shù)的增加，其步距精度的提高），模具精度由原來(lái)的5m提高到23m，今后有些模具加工精度公差更是要求在1m以下，這必將促進(jìn)超精密加工的發(fā)展。（2）CAD/CAE/CAM技術(shù)在模具設(shè)計(jì)制造中的廣泛應(yīng)用模具制造是設(shè)計(jì)的延續(xù)，推行模具設(shè)計(jì)與制造一體化可達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的要求。實(shí)踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是當(dāng)今最合理的模具生產(chǎn)方式，即可用于建模、為數(shù)控加工提供NC程序，也可針對(duì)不同的模具類(lèi)型，以相應(yīng)的基礎(chǔ)理論，通過(guò)數(shù)值模擬方法達(dá)到預(yù)測(cè)產(chǎn)品成型（形）過(guò)程的目的，改善模具結(jié)構(gòu)。從CAD/CAE/CAM一體化的角度分析，其發(fā)展趨勢(shì)是集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化，其核心理念是讓用戶在統(tǒng)一的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)CAD/CAE/CAM協(xié)同作業(yè)，以便充分發(fā)揮各單元的優(yōu)勢(shì)和攻效。（3）快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)的推廣應(yīng)用快速模具制造及快速成型技術(shù)（RP）是在近兩年內(nèi)迅速發(fā)展起來(lái)的，并向著高精度、更快捷的方向發(fā)展。與傳統(tǒng)的模具技術(shù)相比，該技術(shù)具有制模周期短、成本低的特點(diǎn)，是綜合經(jīng)濟(jì)效益較顯著的模具制造技術(shù)。近年來(lái)快速模具制造嫁接了先進(jìn)的RP及NC技術(shù)，有效滿足了一些高精度、高壽命模具的生產(chǎn)需求。具體新技術(shù)包括快速原型制造技術(shù)（RPM）、表面現(xiàn)象成形技術(shù)、澆鑄成型制模技術(shù)、冷擠壓及超塑成形制模技術(shù)等。（4）新技術(shù)在塑料模具中的推廣應(yīng)用采用新型熱流道技術(shù)是塑料模設(shè)計(jì)制造中的一大變革，可顯著提高模具制造的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省制件的原材料和節(jié)約能源，國(guó)外模具企業(yè)已有一半用上了該項(xiàng)技術(shù)，有的企業(yè)甚至已達(dá)80%以上，氣體輔助注射成型也是塑料成型的一種新工藝，它具有注射壓力低、制品翹曲變形少、表面好、易于成型、壁厚差異可以較大等優(yōu)點(diǎn)，可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。（5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。模具標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)進(jìn)一步增加規(guī)格、品種，發(fā)展和完善銷(xiāo)售網(wǎng)絡(luò)，保證供貨速度，為客戶提供交貨期短、精度高、生產(chǎn)工藝性好、使用壽命長(zhǎng)、價(jià)格低的優(yōu)質(zhì)模具標(biāo)準(zhǔn)件。（6）開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)模具材料是模具工業(yè)的基礎(chǔ)。當(dāng)前，國(guó)外模具材料系列日趨完善與細(xì)化，系列化程度已越來(lái)越高。中國(guó)是世界第一產(chǎn)鋼大國(guó)，國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的高級(jí)優(yōu)質(zhì)模具鋼品種雖然不少，但推廣應(yīng)用不足，每年所需要約70萬(wàn)頓模具鋼，有相當(dāng)一部分需要進(jìn)口。為了扭轉(zhuǎn)這種局面，應(yīng)根據(jù)模具對(duì)使用性能的新要求，通過(guò)調(diào)整材料部分，或借助先進(jìn)的工藝方法和工藝手段，不斷開(kāi)發(fā)具有特殊使用性能的新型模具材料。（7）高速銑削在模具加工中的推廣應(yīng)用高速銑削具有工件溫升低、切削力小、加工平穩(wěn)、加工質(zhì)量好、加工效率高（為普通銑削加工的510倍）及可加工硬材料（60HRC）等諸多優(yōu)點(diǎn)，是高精度型腔模具的重要加工手段。國(guó)外近年來(lái)發(fā)展的高速銑削加工，主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)到40000100000r/min，快速進(jìn)給速度達(dá)到3040m/min，換刀時(shí)間可提高到13s，大副度提高了加工效率，并可獲得Ra10m的加工表面粗糙度，形狀精度可達(dá)10m。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了模具加工的發(fā)展，特別是給汽車(chē)、家電行業(yè)中大型腔模具制造方面注入了新的活力。（8）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程隨著三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、掃描儀等先進(jìn)測(cè)量?jī)x器的應(yīng)用，現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)正向高速度、高精度、高適應(yīng)性、數(shù)字化、自動(dòng)化方向發(fā)展。逆向工程（RE）又稱(chēng)反向工程或求反工程，通過(guò)對(duì)實(shí)物或零件進(jìn)行掃描測(cè)量以及各種先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理手段獲得產(chǎn)品的幾何信息，然后充分利用CAD/CAM技術(shù)快速、準(zhǔn)確地建立產(chǎn)品的數(shù)字幾何模型，進(jìn)行數(shù)據(jù)重構(gòu)設(shè)計(jì)，最后經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)墓こ谭治?、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和CAM編程，就可以加工出產(chǎn)品模具。（9）開(kāi)發(fā)成形新工藝和模具，培養(yǎng)新理念和新模式在成形工藝方面，主要有沖壓模具功能復(fù)合化、超塑性成形、塑性精密成形技術(shù)、塑料模氣體輔助注射技術(shù)及熱流道技術(shù)、高壓注射成形技術(shù)等。另外，隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展和模具行業(yè)整體水平的提高，在模具行業(yè)出現(xiàn)了一些新的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理理念與模式，主要有：適應(yīng)模具單件生產(chǎn)特點(diǎn)的柔性制造技術(shù)；創(chuàng)造最佳管理和效益的團(tuán)隊(duì)精神，精益生產(chǎn)；提高快速應(yīng)變能力的并行工程、虛擬制造及全球敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)制造等新的生產(chǎn)哲理；廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)件的分工協(xié)作生產(chǎn)模式；適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保要求的綠色設(shè)計(jì)與制造等。此外，大力研發(fā)模具的拋光技術(shù)和模具制造設(shè)備，可進(jìn)一步改善成型產(chǎn)品的表面質(zhì)量。1.3 課題研究的模具的主要特點(diǎn)由于本課題設(shè)計(jì)的模具為級(jí)進(jìn)模，故在這里進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。級(jí)進(jìn)模，也叫連續(xù)模。由多個(gè)工位組成，各工位按順序關(guān)聯(lián)完成不同的加工，在沖床的一次行程中完成一系列的不同的沖壓加工。一次行程完成以后，由沖床送料機(jī)按照一個(gè)固定的步距將材料向前移動(dòng)，這樣在一副模具上就可以完成多個(gè)工序，一般有沖孔，落料，折彎，切邊，拉伸等等。級(jí)進(jìn)模的主要特點(diǎn)有：（1）級(jí)進(jìn)模是多任務(wù)序沖模，在一副模具內(nèi)，可以包括沖裁、彎曲成型和拉伸等多種多道工序，具有很高的生產(chǎn)率；（2）級(jí)進(jìn)模操作安全；（3）易于自動(dòng)化；（4）可以采用高速?zèng)_床生產(chǎn)；（5）可以減少?zèng)_床場(chǎng)地面積，減少半成品的運(yùn)輸和倉(cāng)庫(kù)占用；（6）尺寸要求較高的零件,不宜使用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。1.4 課題研究的相關(guān)技術(shù)簡(jiǎn)介CAD也是本課題最主要的做圖工具，這里進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。CAD是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（Computer Aided Design）的簡(jiǎn)稱(chēng)，是當(dāng)今世界發(fā)展最快的技術(shù)之一。它不僅促使了生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變，同時(shí)也促進(jìn)了市場(chǎng)的發(fā)展。目前，CAD技術(shù)已經(jīng)在許多領(lǐng)域中得到應(yīng)用，這里只討論在制造業(yè)中的應(yīng)用。CAD技術(shù)的概念，在計(jì)算機(jī)輔助下進(jìn)行設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的以人為核心的設(shè)計(jì)明顯不同。根據(jù)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)計(jì)劃和對(duì)產(chǎn)品功能的要求，不再僅僅是依靠設(shè)計(jì)者個(gè)人的知識(shí)和能力去設(shè)計(jì)，而是運(yùn)用包括設(shè)計(jì)者本人和存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的多種知識(shí)，在CAD系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)的支持下進(jìn)行工作。這種工作方式設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品大大優(yōu)于單個(gè)設(shè)計(jì)師憑個(gè)人腦力和能力設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品；另外，CAD輸出的結(jié)果也不僅僅是裝配圖和零件圖，還包括設(shè)計(jì)、制造過(guò)程中應(yīng)用計(jì)算機(jī)所需的各種信息。 1.5 課題研究的主要內(nèi)容及意義1.5.1 課題研究的主要內(nèi)容（1）對(duì)墊圈進(jìn)行工藝分析，擬定工藝方案；（2）沖壓工藝計(jì)算及設(shè)計(jì)；（3）模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，零部件尺寸計(jì)算及設(shè)計(jì)；（4）用AutoCAD畫(huà)出模具裝配圖及各重要零件圖。1.5.2 課題研究的意義由于該沖壓模具的設(shè)計(jì)包含了產(chǎn)品的工藝分析、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、零部件尺寸的計(jì)算以及大量CAD制圖任務(wù)等，可以讓人更深入的了解整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。對(duì)即將跨入模具行業(yè)我們，能完成一個(gè)像這樣的課題，應(yīng)該很不錯(cuò)了。這個(gè)課題不僅增加了我們對(duì)模具設(shè)計(jì)整體的感性認(rèn)識(shí)，并且充分的考驗(yàn)了我們所學(xué)的知識(shí)（如大量CAD制圖技術(shù)）。更重要的是通過(guò)整個(gè)設(shè)計(jì)，知道了我們?cè)摳纳频牡胤?，增加了我們進(jìn)入這個(gè)行業(yè)的信心，以便更好的適應(yīng)這個(gè)行業(yè)。2 沖壓件的工藝分析2.1 零件工藝性分析工件墊圈為圖2-1所示的落料沖孔件，材料為Q235鋼，材料厚度為2mm，生產(chǎn)批量為大批量。 圖2-1 墊圈工件圖工藝性分析內(nèi)容如下：（1）材料分析對(duì)于冷沖壓所用的材料，不僅要滿足設(shè)計(jì)的技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)，還應(yīng)當(dāng)滿足沖壓的工藝要求。主要應(yīng)該具備一下幾點(diǎn)：應(yīng)當(dāng)有良好的可塑性。應(yīng)該具備抗壓失穩(wěn)起皺的能力。應(yīng)該具備光潔、平整、無(wú)缺陷損傷的表面狀態(tài)。材料的厚度公差和外形尺寸公差應(yīng)該符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。Q235為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，抗剪強(qiáng)度為300Mpa，具有較好的沖裁成形性能。（2）結(jié)構(gòu)分析零件形狀簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)，由圓弧和直線組成，對(duì)沖裁加工較為有利。但孔邊距較小，故不適合精度要求高的沖壓工序。（3）精度分析一般沖裁件內(nèi)外所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為IT14，該孔中心與邊緣距離尺寸公差為±0.2mm。將以上精度和零件簡(jiǎn)圖中所標(biāo)注的尺寸公差相比較，可認(rèn)為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證。由以上分析可知，該零件可以用普通沖裁的加工方法制得。三個(gè)孔的中心在同一條直線上的位置精度滿足形位公差要求。2.2 沖裁工藝方案的確定零件為一落料沖孔件，可提出的加工方案如下：方案一：先落料，后沖孔，采用兩套單工序模生產(chǎn)。方案二：落料沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需兩道工序、兩副模具，生產(chǎn)效率低，零件精度較差，在生產(chǎn)批量較大的情況下不適用。方案二采用復(fù)合模加工，復(fù)合模的特點(diǎn)是生產(chǎn)率高，沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對(duì)位置精度高，沖模的輪廓尺寸較小。但復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，成本高。復(fù)合模主要用于生產(chǎn)批量大、精度要求高的沖裁件。 方案三采用級(jí)進(jìn)模加工。級(jí)進(jìn)模比單工序模生產(chǎn)率高，減少了模具和設(shè)備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。對(duì)于特別復(fù)雜或孔邊距較小的沖壓件，用簡(jiǎn)單?；驈?fù)合模沖制有困難時(shí)，可用級(jí)進(jìn)模逐步?jīng)_出。但級(jí)進(jìn)模輪廓尺寸較大，制造較復(fù)雜，成本較高，一般適用于大批量生產(chǎn)小型沖壓件。 比較方案二與方案三，對(duì)于所給零件，由于兩小孔比較接近輪廓邊緣，復(fù)合模沖裁零件時(shí)受到壁厚的限制，模具結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度方面相對(duì)較難實(shí)現(xiàn)和保證，所以根據(jù)零件性質(zhì)故采用級(jí)進(jìn)模加工。2.3 零件工藝計(jì)算2.3.1 排樣計(jì)算（1）排樣方案的確定分析零件形狀，零件是一個(gè)形似平行四邊形的中心對(duì)稱(chēng)圖形，故采用最節(jié)省材料的單排方案。（2）搭邊值的確定由表確定搭邊值，根據(jù)零件形狀兩式件間按矩形取搭邊值b=2.0mm，側(cè)邊取搭邊值a=2.2mm。則進(jìn)距： h=22.65+225mm條料寬度：    式中：B條料的寬度，單位mmL沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸，單位mma側(cè)搭邊值C導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙條料寬度的單向（負(fù)向）公差查表得：=0.7排樣圖如下：圖2-2 工件排樣圖 （3）材料利用率由于工件圖形特殊，計(jì)算較為復(fù)雜，且排樣方案為單排方案，故只計(jì)算裁板率。查表可知，可利用1000×4000的板塊沖裁制件。因?yàn)檫M(jìn)距為25mm,條料寬帶也為25mm，是板塊長(zhǎng)度與寬度的因數(shù)。故裁板率為100%。2.3.2 沖壓力計(jì)算該模具采用鋼性卸料和下出料方式?；居?jì)算公式為： （2-1）式中：L沖裁周邊長(zhǎng)度，單位mmt材料厚度，單位mm材料抗剪強(qiáng)度，單位MpaK系數(shù)，一般取K=1.3零件的材料厚度2mm，Q235鋼的抗剪強(qiáng)度取300Mpa。（1）落料力 引用基本公式(2-1)（2）沖孔力 引用基本公式(2-1)中心孔所需的沖孔力：兩個(gè)小孔所需的沖孔力： 沖裁件的推件力，查表，根據(jù)凹模刃口形式，可知刃口高度h=4mm，則n=h/t=2個(gè)。故： 為避免各凸模沖裁力的最大值同時(shí)出現(xiàn)，且考慮到凸模相距很近時(shí)，避免小直徑凸模由于承受材料流動(dòng)擠壓力作用而產(chǎn)生傾斜或折斷故把三個(gè)沖孔凸模設(shè)計(jì)成階梯凸模形式。如圖2-3。 圖2-3 階梯凸模草圖則沖孔落料所需的最大沖壓力為： 2.3.3 壓力中心計(jì)算計(jì)算壓力中心的目的有：（1）使沖裁壓力中心與沖床滑塊中心重合，避免產(chǎn)生偏彎矩，減少模具導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的不均勻磨損。（2）保持沖裁工作間隙的穩(wěn)定性，防止刃口局部迅速變鈍，提高沖裁件的質(zhì)量和模具的使用壽命。（3）合理布置凹模型孔位置。根據(jù)圖形分析，因?yàn)楣ぜD形對(duì)稱(chēng)，故落料時(shí)的壓力中心在上；沖孔時(shí)、的壓力中心在上。如圖2-4。圖2-4 壓力中心測(cè)定圖設(shè)沖模壓力中心離點(diǎn)的距離為x，根據(jù)力矩平衡原理得： 2.4 沖壓設(shè)備的選用選用沖壓設(shè)備的公稱(chēng)壓力應(yīng)大于計(jì)算出的總壓力；最大閉合高度應(yīng)大于沖模閉合高度+5mm；工作臺(tái)臺(tái)面尺寸應(yīng)能滿足模具的正確安裝。根據(jù)沖壓力的大小為的1.11.3倍，結(jié)合實(shí)際可選取開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)J2316。其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱(chēng)壓力：160kN 滑塊行程：70mm 最大閉合高度：220mm 連桿調(diào)節(jié)量：60mm 工作臺(tái)尺寸（前后mm×左右mm）：墊板尺寸（厚度mm×孔徑mm）：模柄尺寸（直徑mm×深度mm）：最大傾斜角度：3 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1 模具零部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1.1 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用標(biāo)準(zhǔn)模架的選用依據(jù)為凹模的外形尺寸，所以應(yīng)首先計(jì)算凹模周界的大小。凹模厚度的確定：式中：取總壓力則系數(shù)： 凹模長(zhǎng)度：                工件長(zhǎng)度為：      凹模寬度的確定：                         取步距為25mm，工件寬為19.8mm。                 則系數(shù)為：凹模寬度為：                        所以，凹模的厚度為H=21mm（取25mm），凹模的總長(zhǎng)為L(zhǎng)=82mm（取100mm），凹模的寬度為 B=109mm,（取120mm）。通過(guò)按標(biāo)準(zhǔn)合適的調(diào)整得到凹模外形尺寸為：。 模具采用對(duì)角導(dǎo)柱模架，根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，可查得模架規(guī)格為：上模座下模座導(dǎo)柱 左 右 導(dǎo)套 左 右 選擇對(duì)角模架是由排樣的形式和凸凹模的安裝位置來(lái)確定的，可以便于縱向或橫向送料，沖壓時(shí)可以防止由于偏心力矩而引起的模具傾斜。上、下模座材料選用HT250鋼，為矩形模座，滿足外形尺寸應(yīng)比凹模相應(yīng)尺寸大4070mm，厚度為凹模厚度的11.5倍等要求，以匹配模具。采用滑動(dòng)導(dǎo)柱，導(dǎo)套來(lái)保證上、下模的精確導(dǎo)向，加工方便，容易裝配。材料采用20鋼，為了增加表面硬度和耐磨性,應(yīng)進(jìn)行表面滲碳處理,滲碳后的淬火硬度為HRC5862。導(dǎo)柱的下部與下模座導(dǎo)柱孔采用過(guò)盈配合，導(dǎo)套的外徑與上模座導(dǎo)套孔采用過(guò)盈配合。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合可根據(jù)凸、凹模間隙選擇，間隙小于0.3mm時(shí)，采用H6/h5配合；間隙大于0.3mm時(shí)，采用H7/h6配合。3.1.2 卸料裝置的設(shè)計(jì)（1）卸料板的確定剛性卸料裝置適用于0.5mm以上條料，而彈性卸料裝置出于卸料力的考慮只適用1.5mm以下，固選擇剛性卸料裝置。用螺釘和銷(xiāo)釘固定在下模上，能承受較大的卸料力，卸料安全，可靠。材料選用Q235鋼，長(zhǎng)和寬尺寸取與凸模固定板相同的尺寸，卸料板的厚度取決于卸料力的大小及卸料尺寸，一般取512mm，這里確定卸料板外形尺寸為，如圖3-1。圖3-1 卸料板零件簡(jiǎn)圖（2）導(dǎo)料板的確定選用材料選用T8鋼，長(zhǎng)和寬尺寸選用典型模架組合尺寸，查冷沖模設(shè)計(jì)表，厚度H=6mm，導(dǎo)料板的外形尺寸為：，由此表還可知擋料銷(xiāo)高度h=3mm。這里把導(dǎo)料板和卸料板設(shè)計(jì)為一體，內(nèi)表面粗糙度為Ra0.8，外表面粗糙度為Ra1.6。如圖3-1導(dǎo)料板和卸料板共同組成了卸料裝置，同時(shí)也起導(dǎo)料作用。 3.1.3 其他零部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)（1）凸模固定板的設(shè)計(jì)材料選用Q235鋼，凸模固定板的外形尺寸取和凹模外形一樣的尺寸，但還應(yīng)考慮緊固螺釘及銷(xiāo)釘?shù)奈恢?，其厚度取凹模厚度?.60.8，取0.8。落料、沖孔凸模固定板的外形尺寸為：，固定板上的凸模安裝孔與凸模采用過(guò)渡配合H7/m6。內(nèi)表面粗糙度取Ra0.8，外表面取Ra1.6。如圖3-2。圖3-2 凸模固定板零件簡(jiǎn)圖（2）墊板的確定材料45，長(zhǎng)和寬的尺寸選用典型模架組合尺寸，墊板的外形尺寸為：。（3）模柄的選擇模柄的作用是將模具的上模座固定在沖床的滑塊上。在設(shè)計(jì)模柄時(shí)，模柄的長(zhǎng)度不得大于沖床滑塊內(nèi)模柄孔的深度，模柄直徑應(yīng)與壓力機(jī)滑塊上的模柄孔徑一致。選用帶螺紋的旋入式模柄，材料Q235，這種模柄可較好地保證模柄軸線與上模座的垂直度。它與上模座孔采用H7/m6，屬于過(guò)渡配合。根據(jù)壓力機(jī)J23-16的相關(guān)參考可知，模柄的外形尺寸為：，用于小型模具。（4）導(dǎo)正銷(xiāo)與擋料銷(xiāo)的設(shè)計(jì)為了保證級(jí)進(jìn)模沖裁件各部分的相對(duì)位置精度，在級(jí)進(jìn)模中可采用導(dǎo)正銷(xiāo)與擋料銷(xiāo)的配合使用。工作時(shí)，始用擋料銷(xiāo)限定條料的初始位置，進(jìn)行沖孔。始用擋料銷(xiāo)在彈簧作用下復(fù)位后，條料再送進(jìn)一個(gè)部距，以固定擋料銷(xiāo)定位，落料時(shí)以裝在落料凸模端面上的導(dǎo)正銷(xiāo)進(jìn)行精定位，保證零件上的孔與外圓的相對(duì)位置精度。設(shè)計(jì)有導(dǎo)正銷(xiāo)的級(jí)進(jìn)模，擋料銷(xiāo)的位置應(yīng)保證導(dǎo)正銷(xiāo)在導(dǎo)正條料過(guò)程中條料活動(dòng)的可能。固定擋料銷(xiāo)的位置可由式計(jì)算: （3-1）式中：c條料進(jìn)距（mm）； D落料凸模直徑（mm）； d擋料銷(xiāo)的頭部直徑（mm）；0.1導(dǎo)正銷(xiāo)往前推的活動(dòng)余量（mm）。由（3-1）式可解得：e=16.76mm。 固定擋料銷(xiāo)與銷(xiāo)孔采用H7/r6配合，導(dǎo)正銷(xiāo)與落料凸模采用H7/r6配合。（5）螺釘、銷(xiāo)釘選擇螺釘?shù)倪x擇上模座固定螺釘選用4M12下模座固定螺釘選用4M12卸料螺釘選用4M10銷(xiāo)釘?shù)倪x擇下模座連接銷(xiāo)釘選用23.2 沖模刃口尺寸及公差的計(jì)算3.2.1 沖孔部分對(duì)沖孔和孔用凸、凹模分開(kāi)的加工方法。 表3-1 沖裁間隙分類(lèi)及雙面間隙值Z （t%mm） 制件 分類(lèi)IIIIII低碳鋼08F，10F，Q235，10，20614>1420>2025中碳鋼45，1Cr18Ni9Ti,4Cr13,可伐合金716>1622>2230高碳鋼T8A,T10A，65Mn鋼1624>2430>3036由表3-1查得：，式中：凸凹模最大初始雙向間隙（mm） 凸凹模最小初始雙向間隙（mm）對(duì)沖孔時(shí)：，對(duì)沖孔時(shí)：，式中：凸模下偏差，按IT6IT7選取 凹模上偏差，按IT6IT7選取由此可知，滿足公差間隙校核條件：查表得，則：沖孔部分：沖孔部分：該尺寸極限偏差轉(zhuǎn)化為。式中：沖孔凸?；境叽纾╩m） 沖孔凹?；境叽纾╩m） 制件公差 磨損系數(shù)，其值與沖裁件的制造精度有關(guān)。當(dāng)沖裁件精度在IT14時(shí)，。3.2.2 落料部分對(duì)外輪廓的落料，由于形狀較復(fù)雜，故采用配合加工方法。落料以凹模為基準(zhǔn)，為使模具具有一定的使用壽命，應(yīng)考慮加、減備磨量。非圓形與圓形凹模刃口尺寸計(jì)算不同之處是凹模各組成尺寸磨損后的變化情況不同，計(jì)算時(shí)要分析凹模各尺寸磨損的變化情況。磨損后增大的尺寸應(yīng)減去一個(gè)備模量；磨損后減小的尺寸應(yīng)加上一個(gè)備磨量；磨損后既不增大也不減小的尺寸可不考慮備模量。當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)件時(shí)，凹模磨損后刃口部分尺寸都增大，因此均屬于A類(lèi)尺寸。零件圖中末注公差的尺寸由表查出其極限偏差： ，尺寸極限偏差需轉(zhuǎn)化為，。查表得 ，則落料凹模刃口尺寸為：該零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相應(yīng)部分尺寸配制，保證雙面間隙值滿足：。3.3 確定各主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及尺寸計(jì)算3.3.1 凹模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)在3.1章節(jié)里已經(jīng)確定了凹模的外形尺寸，這里主要對(duì)凹模外形進(jìn)行選型。常用的凹模洞口形式有三種，分別是：（1）圓柱形孔口這種結(jié)構(gòu)工作刃口的強(qiáng)度較高，刃磨后工作部分的尺寸不變。主要用于沖制料較厚、形狀較復(fù)雜的制件。（2）錐形孔口這種結(jié)構(gòu)工作刃口刃磨后，工作部分的尺寸會(huì)變大。主要用于沖制精度較低、形狀較簡(jiǎn)單的制件。（3）具有過(guò)渡圓柱形孔口具有圓柱形孔口的特點(diǎn)，并且制造方便，是生活中常用的一種結(jié)構(gòu)。綜合考慮，選用第3種具有過(guò)渡圓柱形孔口的形式。凹?？椎膬?nèi)表面粗糙度為Ra0.8，外表面為Ra1.6。冷沖模凸模、凹?；蛲拱寄Ｊ峭瓿蓷l料沖壓成形的最主要的工作零件。凹模工作部分的硬度要求通常為6064HRC。本次設(shè)計(jì)模具的凹模邊緣倒圓角，硬度要求為6063HRC，材料為T(mén)10A，如圖3-3。圖3-3 凹模零件簡(jiǎn)圖3.3.3 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及尺寸計(jì)算（1）凸模結(jié)構(gòu)常見(jiàn)的凸模形式有：臺(tái)肩式凸模這種凸模結(jié)構(gòu)主要用于橫斷面簡(jiǎn)單（如圓形、方形等），裝配修模方便，具有較好的固定性和工作穩(wěn)定性的情況。故在模具中經(jīng)常采用，這里用于沖孔凸模的結(jié)構(gòu)形式。直通式凸模即凸模沿軸線方向橫斷面尺寸相同。這種凸模結(jié)構(gòu)對(duì)于沖制非圓形制件非常實(shí)用。這里作為落料凸模的結(jié)構(gòu)形式。（2）凸模的固定方式主要有臺(tái)肩式和鉚接式固定兩打類(lèi)。這里落料凸模采用鉚接式固定，沖孔凸模采用臺(tái)肩固定式。（3）凸模基本結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定臺(tái)肩固定式凸模的臺(tái)肩尺寸一般大于凸模刃口尺寸35mm。凸模長(zhǎng)度計(jì)算為： 其中初定：導(dǎo)料板厚 卸料板厚 凸模固定板厚 料厚t=2mm式中：h增加長(zhǎng)度，它包括凸模的修磨量10mm，凸模進(jìn)入凹模的深度2mm，凸模固定板與卸料板之間的安全距離2mm等，一般取1020mm，這里取h=14mm。修磨之后的實(shí)際長(zhǎng)度為：沖孔凸模為臺(tái)肩形式，臺(tái)肩厚度取6mm，沖大孔凸模長(zhǎng)度為38mm。由于是階梯形式，大孔凸模長(zhǎng)度要比小孔凸模大一個(gè)料厚，所以沖小孔凸模長(zhǎng)度為36mm。刃口部分表面粗糙度Ra0.4，模壁表面粗糙度為Ra0.8。落料凸模為直通式凸模，長(zhǎng)度為44mm，螺釘?shù)跹b，鉚接深度為2mm。刃口部分表面粗糙度Ra0.8。如圖（3-3）和圖（3-4），分別為沖孔凸模和落料凸模零件圖。圖3-3 沖孔凸模零件簡(jiǎn)圖沖孔凸模的刃口部分淬火硬度為6063HRC，刃口部分熱處理長(zhǎng)度為1012mm。沖孔凸模與凸模固定板采用H7/m6配合。沖模一般需要進(jìn)行預(yù)備熱處理和最終熱處理。沖模的工作零件的預(yù)備熱處理是毛坯常采用退火、正火工藝，其主要目的是消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度以改善切削加工性能，為最終熱處理做準(zhǔn)備。沖模工作零件的最終熱處理是在精加工前進(jìn)行淬火、低溫回火處理，以提高其硬度和耐磨性。 圖3-4 落料凸模零件簡(jiǎn)圖落料凸模的刃口部分淬火硬度為6063HRC，刃口部分熱處理長(zhǎng)度為1012mm。鉚式凸模多用高碳鋼制造。這里兩種凸模都才用T10A材料。落料凸模與凸模固定板采用N7/h6配合。4 壓力機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核壓力機(jī)的閉合高度是指滑塊在下死點(diǎn)位置時(shí)，滑塊下端面到工作臺(tái)上表面的距離。閉合高度減去墊板厚度的差值，稱(chēng)壓力機(jī)的裝模高度。沒(méi)有墊板的壓力機(jī)，其裝模高度與閉合高度相等。模具的閉合高度是指工作行程終了時(shí)，模具上模座頂面到下模座底面之間的距離。模具的閉合高度H模具應(yīng)介于壓力機(jī)的最大裝模高度Hmax與最小裝模高度Hmin之間，否則就不能保證正常的安裝與工作。其關(guān)系為44+25+18+40+45+8=180mm220mm(滿足閉合高度要求)但180Hmin=180+10=190,應(yīng)加墊板保證正常的安裝。工作臺(tái)面（或工作墊板）尺寸一般應(yīng)大于模具底座各邊5070mm。其孔眼尺寸應(yīng)大于工件或廢料尺寸，以便漏料；對(duì)于有彈頂裝置的模具，工作臺(tái)孔眼尺寸還應(yīng)大于下彈頂器的外形尺寸。開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)J2316，如圖4-1。圖4-1 開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)5 結(jié)論到今天為止，三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于可以畫(huà)上一個(gè)句號(hào)了。在自己的努力和指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，我比較順利地完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)。雖然設(shè)計(jì)中仍有很多不足，但通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)模具設(shè)計(jì)的過(guò)程有了進(jìn)一步的了解，學(xué)到了很多對(duì)今后工作有幫助的本領(lǐng)。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)所學(xué)到的知識(shí)的一次大檢驗(yàn)，更是對(duì)自己的綜合能力的考驗(yàn)。比如凸模的階梯形式設(shè)計(jì)和卸料板與導(dǎo)料板的組合設(shè)計(jì)，這都是一次從未有過(guò)的接觸。主要的的收獲和體會(huì)有以下幾個(gè)方面：（1）學(xué)到了根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)相應(yīng)模具的方法。模具設(shè)計(jì)的過(guò)程是創(chuàng)造性勞動(dòng)的過(guò)程，其過(guò)程應(yīng)按科學(xué)程序進(jìn)行，一般包括產(chǎn)品的工藝分析、擬定設(shè)計(jì)方案、總體設(shè)計(jì)、零部件設(shè)計(jì)、技術(shù)資料整理、產(chǎn)品試制、改進(jìn)設(shè)計(jì)等過(guò)程，經(jīng)過(guò)多次改進(jìn)，才能完善和成熟。（2）提高了綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。以前學(xué)習(xí)課本上的內(nèi)容，感覺(jué)都是單獨(dú)的一門(mén)，沒(méi)多大的聯(lián)系。這此畢業(yè)讓我明白了，所學(xué)的知識(shí)完全可以是一個(gè)整體。設(shè)計(jì)一整套的模具就必須用到所有的知識(shí)才能完成，缺一不可，而且還需要大量深入的了解相關(guān)知識(shí)。（3）鞏固了計(jì)算機(jī)繪圖的能力。以前用CAD繪圖，完全是為了完成老師的任務(wù)，一個(gè)一個(gè)一個(gè)指令的摸出來(lái)的，根本沒(méi)怎么用心去畫(huà)一個(gè)圖。這次繪制了大量的圖，讓我不得不快速的掌握CAD繪圖的知識(shí)，更加熟悉的運(yùn)用CAD來(lái)完成零件樣圖和總裝配圖。（4）提高了收集資料和查閱手冊(cè)的能力。收集資料是做畢業(yè)設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作，資料是否全面、可靠，關(guān)系到整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)程。查閱相關(guān)技術(shù)手冊(cè)，是設(shè)計(jì)過(guò)程中隨時(shí)要做的事。這此畢業(yè)設(shè)計(jì)就充分的鍛煉了我的這種能力。（5）明確了設(shè)計(jì)必須結(jié)合實(shí)際。設(shè)計(jì)一套能生產(chǎn)出好的產(chǎn)品的模具，就必須從實(shí)際出發(fā)。因?yàn)楫a(chǎn)品必須有它的實(shí)用價(jià)值和適應(yīng)消費(fèi)者的能力，否則這個(gè)產(chǎn)品就沒(méi)有生命力。（6）鍛煉出嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡目茖W(xué)作風(fēng)?？茖W(xué)工作來(lái)不得半點(diǎn)虛假，在設(shè)計(jì)過(guò)程中每一個(gè)結(jié)構(gòu)、零件、材料、尺寸、公差都反映在圖紙上，每一個(gè)失誤都會(huì)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失，容不得半點(diǎn)馬虎。因此，在設(shè)計(jì)中我們必須有高度的責(zé)任心和嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度。總得來(lái)說(shuō)，經(jīng)歷這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)一個(gè)即將踏入社會(huì)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，真的很重要。參考文獻(xiàn)1 成虹沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)（第2版），2006.72 徐政坤沖壓模具設(shè)計(jì)與制造北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.7 3 余銀柱沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)北京：北京大學(xué)出版社，2005.114 Koric, Seid. Journal of Materials Processing Technology. Feb2008, Vol.5 張六玲國(guó)內(nèi)外模具工業(yè)的基本現(xiàn)狀與市場(chǎng)預(yù)測(cè)J模具制造，2002，(01)6 徐政坤沖壓模具與設(shè)備北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.17 Jae Yeo Lee and Kwangsoo Kim.A feature-based approach to extracting machining featuresJ. Computer-Aided Computer-Aided Design, Vol.30,No.13, pp.101959-1035, 1998 8 周永泰模具設(shè)計(jì)和加工技術(shù)的發(fā)展方向J制造技術(shù)與機(jī)床，2003，(05)9 高佩福實(shí)用模具制造技術(shù)中國(guó)輕工業(yè)出版社，200010 陳劍鶴，吳云飛模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.311 程培源模具壽命與材料北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.512 楊櫂，陳國(guó)香機(jī)械制造與模具制造工藝學(xué)北京：清華大學(xué)出板社，2006.513 呂慧英機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)交通大學(xué)出版社，200014 王謨金機(jī)械制圖北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200515 張春水國(guó)內(nèi)外冷沖模技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)模具工業(yè)出版社，200116 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)教育叢書(shū)編委會(huì)摸具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，2004.117 王樹(shù)勛、林法禹、魏華光實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造國(guó)防科技大學(xué)出版社，1991