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上防塵墊圈沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì) 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)上防塵蓋沖孔模具設(shè)計(jì)的要求，分別對(duì)模具的工作零部件等六大類零部件作詳細(xì)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括沖裁件的工藝分析及工藝方案的確定、工藝計(jì)算、沖裁模具的設(shè)計(jì)、模具的安裝與調(diào)整等。 在工藝計(jì)算部分要對(duì)沖壓力的計(jì)算、模具壓力中心的確定、凸凹模尺寸并確定制造公差的計(jì)算、彈性元件的選取與計(jì)算等內(nèi)容詳細(xì)計(jì)算。必要時(shí)還要對(duì)模具的主要零件進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。 在沖裁模的設(shè)計(jì)部分要對(duì)工作零件、定位零件、卸料與頂件零件、導(dǎo)向零件連接與固定零件等結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的分析設(shè)計(jì)。要在設(shè)計(jì)過(guò)程中了解模具的工作過(guò)程和注意標(biāo)準(zhǔn)的選用，對(duì)單工序沖裁模的結(jié)構(gòu)有進(jìn)一步的了解。 模具的安裝與調(diào)試部分要注意有導(dǎo)柱模具與無(wú)導(dǎo)柱模具的安裝方法及順序，通過(guò)模具的安裝，了解模具的組成及各部分零部件的作用等。注意模具安裝過(guò)后的試沖過(guò)程中常見的缺陷與解決方法等。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)要對(duì)單工序模具有更近一步的了解，注意它與復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模之間的區(qū)別，三者雖然都是一副模具，但本次單工序模是單存的沖孔，在設(shè)計(jì)時(shí)要注意模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、模具使用方便、模具壽命高等問(wèn)題。并且要提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。 關(guān)鍵詞：復(fù)合模 級(jí)進(jìn)模 試沖 間隙配合 過(guò)渡配合 第1章 緒論 冷沖壓是當(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配。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)已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)之一。模具高級(jí)技工在沖模制造流程中的中心地位是無(wú)可替代的，他們對(duì)保證模具質(zhì)量提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)起著非常重要的作用。 近年來(lái)國(guó)內(nèi)外都在研究如何把沖壓加工應(yīng)用于多種小批量生產(chǎn)，比如簡(jiǎn)易模具的采用，生產(chǎn)線的合理化，以及數(shù)控沖床和模具的采用，生產(chǎn)線的合理化及數(shù)控沖床和沖壓中心等，就是在這方面的具體應(yīng)用。 沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一，沖裁加工是沖壓工藝中的一種，而沖孔模的加工是沖裁加工的一種，它不僅可以加工金屬板料，筒形件毛坯，半成品而且也可以加工非金屬材料。沖孔加工時(shí)，材料在模具的作用下，與其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力，當(dāng)內(nèi)力的作用達(dá)到一定程度時(shí)材料毛坯或半成品的整個(gè)部位便會(huì)產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對(duì)應(yīng)的變形從而獲得一定的形狀尺寸性能的零件。 沖孔生產(chǎn)靠模具與設(shè)備完成加工過(guò)程，所以它的生產(chǎn)率高，而且由于操作簡(jiǎn)便也便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。 利用模具加工，可以獲得其它加工方法所不能或難以制造的，形狀復(fù)雜的零件。 沖孔產(chǎn)品的尺寸精度時(shí)由模具保證的，所以質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需要經(jīng)過(guò)機(jī)械加工便可使用。 沖孔加工一般不需要加熱毛坯，也不象鉆孔加工那樣，所以這不但節(jié)能而且節(jié)約材料，沖孔產(chǎn)品的表面質(zhì)量較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產(chǎn)的材料，在沖孔過(guò)程中材料表面不受破壞。 因此，沖孔工藝是一種產(chǎn)品質(zhì)量較好而且成本低的加工工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還具有重量輕且剛性好的特點(diǎn)。 沖孔工藝在汽車，拖拉機(jī)，電機(jī)，電器，儀器，儀表，各種民用輕工產(chǎn)品以及航空，航天和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要的地位?，F(xiàn)代各先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達(dá)的。在我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程中，沖壓生產(chǎn)占有重要的地位。 第２章 　沖裁工藝設(shè)計(jì) ２.1 沖壓工藝 ２.1.1 沖壓工藝設(shè)計(jì) 沖壓工藝設(shè)計(jì)包括沖裁件的工藝性和沖裁工藝方案的確定。良好的工藝性和合理的工藝方案可以用最少的材料，最少的工序數(shù)和工時(shí)，使得模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且模具壽命長(zhǎng)，能穩(wěn)定地獲得合格沖件，所以勞動(dòng)量和沖裁件成本是衡量沖裁工藝設(shè)計(jì)合理性的主要指標(biāo)。 ２.1.2 沖裁件的工藝性 沖裁件的工藝性是指沖裁工作對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)性，即沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)、尺寸偏差、形位公差與尺寸基準(zhǔn)是否符合沖裁工藝的要求。沖裁件的工藝性對(duì)沖裁工件的質(zhì)量、材料利用率、模具制造難易、模具壽命、操作方式及沖壓設(shè)備的選用等都有很大的影響。一般情況下，對(duì)沖裁件工藝性能滿足材料省、工序少、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、模具較易加工、操作方便且壽命較高等要求，從而顯著降低沖裁工件的制造成本。 ２.1.3 沖裁件的工藝分析 該沖裁件的形狀簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)對(duì)稱，有圓角過(guò)渡，有利于模具加工，減少了熱處理或沖壓時(shí)在尖角處開裂的現(xiàn)象。同時(shí)，也可以防止尖角部位刃口的過(guò)渡磨損。 ２.2 工藝方案的確定 ２.2.1 沖裁件的工藝方案分析 本次沖裁件為單純的沖孔，即零件的形狀簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)對(duì)稱，因此，可以采用單工序沖裁。模具制造安裝都較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率也高，成本較底。［１］ 第３章 工藝計(jì)算 在沖裁模設(shè)計(jì)中，沖壓力是指沖裁力、卸料力、推件力和頂件力的總和。它是沖裁時(shí)選擇壓力機(jī)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，校核模具強(qiáng)度和剛度的重要依據(jù)。 ３.1 沖壓力計(jì)算 ３.1.1 沖裁力的計(jì)算 沖裁力是沖裁過(guò)程中凸模對(duì)板料的壓力，它有凸模行程而變化的，對(duì)沖裁力有直接影響的因素主要是板料的力學(xué)性能，厚度與沖裁力的輪廓周長(zhǎng)。但是沖裁間隙刃口鋒利程度，沖裁速度，潤(rùn)滑情況等也對(duì)沖裁力有較大影響，綜合考慮上述影響因素，本次沖裁采用平刃沖裁： = ---沖裁力（） --- 沖裁件周邊長(zhǎng)度L= ---材料抗剪強(qiáng)度=300（MPa） =1.2---材料厚度 --- 系數(shù)，通常=1.3 所以= =1.3××1.2×300 =88215.92 N 3.1.2 卸料力、推件力、頂件力的計(jì)算 推件力及頂件力計(jì)算，當(dāng)沖裁完成后， 從板料上沖裁下來(lái)的沖件，由于徑向發(fā)生彈性變形而擴(kuò)張，會(huì)塞在凹?？咨匣蛘甙辶仙系目讋t沿徑向發(fā)生彈性收縮而緊箍在凸模上，為了使沖裁工作繼續(xù)進(jìn)行必須將工件 或廢料從模具內(nèi)卸下或推出，從凸模上卸下緊箍的料所需要的力稱為卸料力，表示，將梗塞在凹模內(nèi)料順沖裁方向推出所需要的力稱為推件力，用表示，逆沖裁方向，從凹模內(nèi)頂出所需要的力稱為頂件力，用頂表示。 卸料力、推件力和頂件力是由壓力機(jī)和模具的卸料，頂件和推件裝置傳遞的。所以在選擇壓力機(jī)公稱壓力和設(shè)計(jì)以上機(jī)構(gòu)時(shí)都需要對(duì)這三種力進(jìn)行計(jì)算，影響這些力的因素較多，主要有：材料的力學(xué)性能和料厚沖件形狀和尺寸大小及凹模間隙大小，排樣搭邊植大小及潤(rùn)滑情況等。 =； =； = F為沖裁力； 、、分別為卸料系數(shù)、推件系數(shù)和頂件系數(shù)， 查表得=0.04~0.05 =0.055 =0.06 N塞在凹?？卓趦?nèi)的沖件數(shù) ，有反推裝置時(shí)=1， 錐形孔口=0，直刃口下出件凹模N=h/，其中h是直刃口部分的高度（mm），是材料厚度（mm）壓力機(jī)公稱壓力的確定。 = /=5/1.2=4.2 = =0.05×88215.92=4410.11 = =4.2×0.055×88215.92=20377.88 = =0.06×88215.92=5292.96 3.1.3 總壓力計(jì)算 沖裁時(shí)，壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于沖壓力，為沖裁力和與沖裁力同時(shí)發(fā)生的卸料力，推件力的總和。根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)沖壓力計(jì)算應(yīng)分別對(duì)待。本次沖裁模具結(jié)構(gòu)采用彈壓卸料裝置和下出件方式時(shí)=++ =++=113003.91 3.2 壓力中心的確定 3.2.1 壓力中心的計(jì)算 確定如圖所示零件的沖孔模的壓力中心該零件采用多凸模，模具壓力中心的確定方法把坐標(biāo)原點(diǎn)取在四條邊的對(duì)稱中心上。如下圖所示： 3.2.1 沖裁輪廓周邊及壓力中心坐標(biāo) 沖裁輪廓周長(zhǎng)/ 各凸模壓力中心坐標(biāo) 2××4.5 0 0 ×30 0 0 合計(jì)2××4.5+×30 X=0 Y=0 由壓力中心計(jì)算公式得： =（=0 =（=0 [ 2 ] 第4章 模具結(jié)構(gòu)及成形設(shè)備的選擇 4.1 模具結(jié)構(gòu)的確定 4.1.1 模具結(jié)構(gòu)的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用單工序沖孔，所以模具類型為沖孔單工序模。該模具用于拉深件的低部沖孔，采用彈簧卸料板卸料，并兼有沖孔時(shí)的壓件作用，因此，沖孔質(zhì)量較好。由于孔邊和拉深件側(cè)壁較進(jìn)，為保證凹模有足夠強(qiáng)度，拉深件口部朝上放置，用定位板定位。[ 3 ] 4.2 沖壓設(shè)備的確定 4.2.1 沖壓設(shè)備的選用 沖壓設(shè)備的選擇是工藝設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，它直接關(guān)系到設(shè)備的合理使用、安全、產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命、生產(chǎn)效率和成本等一系列重要問(wèn)題。 首先，應(yīng)該根據(jù)所要完成工序的工藝性質(zhì)、批量大小、工件的幾何尺寸和精度等選定壓力機(jī)類型，沖壓生產(chǎn)中常用的是曲柄壓力機(jī)和液壓機(jī)，對(duì)于本次沖孔件為中小型沖裁見多用具有形床身的開式曲柄壓力機(jī)，雖然開式壓力機(jī)的剛度差，并且由于床身的變形而破壞了沖模的間隙分布，降低了沖模的壽命和沖裁件的質(zhì)量，但它卻具有操作空間三面敞開，操作方便，容易安裝。械化的附屬設(shè)備和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，目前，仍是中小件生產(chǎn)的主要設(shè)備， 根據(jù)以上沖裁力的分析及計(jì)算，可選擇開式雙柱可傾壓力機(jī)23—25，公稱壓力為160，滑塊行程為55mm，最大閉合高度為220mm。[ 4 ] 第5章 主要模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及較核 5.1 凸模的設(shè)計(jì) 5.1.1 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模的結(jié)構(gòu)形式主要取決于沖件的形狀和尺寸，沖模結(jié)構(gòu)加工以及裝配工藝等實(shí)際條件，本次沖裁模采用圓形截面形狀，平刃，整體式凸模如圖所示： 圖4.1 5.1.2 凸模長(zhǎng)度的設(shè)計(jì) 凸模長(zhǎng)度的確定主要根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，修磨，操作安全，裝配等因素的需要。如果選用沖模標(biāo)準(zhǔn)典型組合，可取標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度，其他情況應(yīng)該進(jìn)行計(jì)算： =+ + =凸模固定板厚度+固定卸料板厚度+增加長(zhǎng)度，增加長(zhǎng)度它包括凸模的修磨量、凸模進(jìn)入凹模的深度、凸模固定板與卸料板的安全距離，一般取15～20mm。 5.1.3 凸模材料及其他要求 模具刃口要有較高耐磨料，并能承受沖裁時(shí)的沖擊力，所以應(yīng)有較高的厚度與適當(dāng)?shù)捻g性，形狀簡(jiǎn)單的凸模常選用8，等制造。本次沖裁件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)稱，可選10作為凸模材料，凸模工作部分的表面粗糙度=0.8~0.4mm，固定部分=1.6~0.8mm 5.2 凸模的強(qiáng)度與剛度校核 5.2.1 正壓力的校核 凸模正壓力按下式校核 =/≤[] ---小截面的壓應(yīng)力 ---向所承受的壓力，它包括沖裁力和推件力（或頂件力） ---凸模最小截面 []凸模材料的許用抗壓強(qiáng)度 []大小取決于凸模材料，熱處理和模具結(jié)構(gòu)對(duì)于T10A鋼，淬火硬度為58～62HRC時(shí)，可取[]=（1.0～1.6）×10P 由=+=108593.8 N =×30/4=706.86mm =/=0.154×10[] 則該凸模的正壓應(yīng)力是足夠的。 5.2.2 彎曲應(yīng)力的較核 根據(jù)凸模在沖裁過(guò)程中的受力情況，可以把凸?？醋鲏簵U，所以，凸模不發(fā)生失穩(wěn)?？v彎曲的最大沖裁力可以用歐拉極限力公式確定，根據(jù)歐拉公式并考慮安全系數(shù)可得凸模允許的最大壓力為： = / 凸模縱向?qū)嶋H總壓力應(yīng)小于允許的最大壓力即： 有以上公式可得凸模不發(fā)生縱彎曲的的最大長(zhǎng)度為； /（4.2.1） ---凸模允許的最大壓力 ---凸模所受的總壓力 ---凸模材料的彈性模量，對(duì)于模具剛=2.2×10 ---凸模最小截面的慣性的慣性矩，對(duì)于圓形凸模=/64 ---安全系數(shù)，淬火鋼取2～3 ---凸模最大允許長(zhǎng)度 ---支承系數(shù) 對(duì)于凸模無(wú)導(dǎo)向時(shí)，可視為一端固定一端自由的壓桿。取=2，把上述值代入（4.2.1）式，可以得到一般截面形狀的凸模不發(fā)生失穩(wěn)彎曲的最大允許長(zhǎng)度如下： （4.2.2） 把圓形凸模刃口直徑的慣性矩代入（4.2.2）式，可得圓形截面的凸模不發(fā)生失穩(wěn)彎曲的極限長(zhǎng)度為： L 則凸模的彎曲應(yīng)力是足夠的。 如果由于模具結(jié)構(gòu)的需要，凸模的長(zhǎng)度大于極限長(zhǎng)度或凸模工作部分直徑小于允許的最小值，就應(yīng)采用凸模加護(hù)套等辦法加以保護(hù)，實(shí)際生產(chǎn)中考慮到模具制造刃口利鈍、偏載等因素的影響，即使凸模長(zhǎng)度不大于極限為保證沖裁工作的正常進(jìn)行，有的也采取保護(hù)措施。 5.2.3 凸模固定端的壓力較核 凸模固定端的單位壓力按下式計(jì)算，即： =88215.92/1963.49 =44.93 式中---凸模固定端面壓力（） ---凸模固定端部分最大剖面面積（mm） ---沖孔的沖裁力為88215.92 []---模座材料許用壓力（） 凸模固定端與模座直接接觸當(dāng)其單位壓力超過(guò)模座材料的許用壓應(yīng)力時(shí)模座就會(huì)損傷，為此一在凸模頂端與模座之間加一個(gè)淬硬的墊板，模座許用擠壓力如表（4.2.1），通常當(dāng)凸模固定端面壓力超過(guò)80～90 ，（模座材料采用鑄鐵時(shí)或壓力超過(guò)180～200 ，模座材料采用Q235時(shí)）即應(yīng)使用墊板。[ 5 ] 表4.2.1 模座材料的許用擠壓力 模座材料 許用擠壓力 模座材料 許擁擠壓應(yīng)力 鑄鐵 250 90～140 鑄鋼 310～570 110～150 5.3 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.3.1 凹模刃口的結(jié)構(gòu)形式 由于本次沖孔件形狀簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)對(duì)稱，凹?？刹捎弥蓖残稳锌?，其中取5～10mm，取～5，其優(yōu)點(diǎn)是刃口強(qiáng)度較高，修模后刃口尺寸不變；其缺點(diǎn)是孔口容易積存工件或廢料，推件力大且磨損大，這種刃口的凹模適用形狀復(fù)雜或精度要求高的工件的沖裁。 5.3.2 凹模外形尺寸的確定 本次沖孔模采用整體式凹模，凹模外形尺寸還不能應(yīng)保證有足夠的強(qiáng)度與剛度，沖裁時(shí)，凹模要承受一定的沖裁力和側(cè)向擠壓力，隨著凹模結(jié)構(gòu)形式固定方法的不同，受力情況比較復(fù)雜，凹模外形尺寸一般是根據(jù)被沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸，按經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定 凹模厚度= 垂直于送料方向的凹模寬度=+（2.5～4.0） 送料方向的凹模長(zhǎng)度L=+2 ---垂直送料方向的凹模刃口間最大距離為30mm ---送料方向的凹模刃口間最大距離30mm ---送料方向的凹模刃口至凹模邊緣的最小距離，=30mm ---系數(shù)，考慮板料厚度的影響為0.50 = =0.50×30=15mm =S+3×H=30+3×15=75mm = S+2S=30+2×30=90mm 取凹模厚度為=35mm =100mm L=200 5.4 工作部分尺寸刃口的計(jì)算 5.4.1 凸模、凹模間隙 沖裁間隙是直接關(guān)系到?jīng)_件端面質(zhì)量，尺寸精度、模具壽命和力能消耗的重要工藝參數(shù)，沖壓間隙數(shù)值主要與材料牌號(hào)、供應(yīng)狀態(tài)和厚度有關(guān)，但由于各種沖壓件對(duì)其斷面質(zhì)量和尺寸精度的要求不同，以及生產(chǎn)條件的差異在生產(chǎn)實(shí)踐中就很難有一種統(tǒng)一的間隙測(cè)量方法的要求，將習(xí)慣采用雙面間隙Z，經(jīng)查表得： =0.126mm =0.180mm 5.4.2 凹模刃口計(jì)算 模具工作部分尺寸的選取應(yīng)考慮到材料的彈性回跳和凸模的餓磨損，一般應(yīng)取凸模的基本尺寸接近于孔的最大極限尺寸，以保證凸模磨損至一定范圍時(shí)仍可繼續(xù)使用，而凹模的基本尺寸則較凸模的基本尺寸增加了模具的最小間隙值。 模具刃口尺寸及公差的計(jì)算與加工方法，基本可以分為兩類，一種是分開加工；另一種是配合加工，由于配合加工精度較低，故生產(chǎn)中一般采用分開加工，而采用分開加工必須滿足下列條件： +- ---最大沖裁間隙 ---最小沖裁間隙 、---分別為凸模、凹模的制造公差 =（+） =（+Z） =（++ Z） 、---分別為沖孔凸模、凹模的基本尺寸 ---沖孔件的最小極限尺寸 ---沖裁件公差為0.210 、---分別為凸模、凹模制造公差 ---磨損系數(shù)為0.75 大凸模、凹模：=0.020 =0.020 則 =（+）=（30+0.75×0.120）=30.09mm =（+Z）=（++ Z）=（30.09+0.126）mm=30.216mm 第6章 其它零部件的選擇 6.1 定位裝置的選擇 6.1.1 定位零部件的選擇 沖模的定位裝置用以保證材料的正確送進(jìn)及在沖模中的正確位置，本次沖裁件為筒形件，為保證筒形件的正確定位，則用定位銷或定位板。 6.1.2 定位板的設(shè)計(jì) 定位方式的選擇要根據(jù)工件的具體要求考慮。一般當(dāng)外形簡(jiǎn)單時(shí)以外緣定位，外形復(fù)雜或外緣定位不符合要求時(shí)才以內(nèi)孔定位。定位要可靠，放置毛坯和取出工件要方便，操作要安全。對(duì)于不對(duì)稱的工件，定位須設(shè)計(jì)成不可逆的，應(yīng)具有鮮明的方向性，以避免出廢品或由于操作緊張引起事故。 由于本次沖裁件為立體筒形件，可以采用外形定位的定位板定位，設(shè)計(jì)時(shí)定位板與工序件之間一般取9/8，制造時(shí)常以工序件為基準(zhǔn)修配得到。[6] 6.2 卸料裝置的選擇 6.2.1 卸料零部件的設(shè)計(jì) 卸料裝置有剛性與彈性卸料板和廢料切刀等形式。彈性卸料裝置卸料力小，一般用于材料厚度小于1.5的沖裁。彈性卸料裝置一般由卸料板、彈性元件（彈簧或橡皮）和卸料螺釘組成。有裝于上模的彈性卸料結(jié)構(gòu)；也有裝于下模的卸料結(jié)構(gòu)。卸料板與凸模之間的單邊間隙：對(duì)于固定卸料板（一般僅起卸料作用），?。?.1~0.5）；對(duì)于無(wú)導(dǎo)向彈性卸料板，?。?.1~0.2）；對(duì)于帶導(dǎo)向凸模的彈性卸料板，它和凸模的單邊間隙應(yīng)小于凸模與凹模之間的單邊間隙z/2。 本次沖裁件為薄壁和要求平整的圓筒形沖裁件，可采用彈壓卸料板，其彈力來(lái)源為彈簧或橡皮。 6.3 導(dǎo)向裝置的選擇 6.3.1 導(dǎo)向方式的選擇 導(dǎo)向零件是指上、下模的導(dǎo)向裝置零件。對(duì)大批量生產(chǎn)、要求模具壽命長(zhǎng)、工件精度高的沖裁模，一般采用導(dǎo)向裝置，以保證上、下模的精確導(dǎo)向。常用的導(dǎo)向裝置有導(dǎo)板和導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)。 導(dǎo)柱常用兩個(gè)。對(duì)大型沖模、沖裁工件精度要求特別高或自動(dòng)化沖模。則用四個(gè)或6個(gè)導(dǎo)柱。兩個(gè)導(dǎo)柱直徑除后側(cè)導(dǎo)柱相同外，其余對(duì)角與中間布置的兩導(dǎo)柱直徑均不相同，以避免裝配錯(cuò)誤或間隙不君勻而壞刃口。 導(dǎo)柱和與之相配合的導(dǎo)套，分別壓入下模座和上模座的安裝孔中，分別采用7/6和7/6過(guò)盈配合。導(dǎo)柱、導(dǎo)套也有采用環(huán)氧樹脂粘貼固定的。 導(dǎo)柱和導(dǎo)套既要耐磨又要具有足夠的韌性，一般選用20號(hào)鋼經(jīng)滲碳淬火處理，導(dǎo)柱和導(dǎo)套之間采用間隙配合，配合精度為6/5(5～6)或7/6(7～8). 為提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該沖孔模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向裝置。[ 7 ] 6.4 連接與固定零件的選擇 6.4.1 模柄的選擇 中小型模具一般是通過(guò)模柄將上模固定在壓力機(jī)滑快上。模柄是作為上模與壓力機(jī)滑塊連接的零件。對(duì)它的基本要求是：一要與壓力機(jī)滑塊上的模柄孔正確配合，安裝可靠；二要與上模正確而可靠連接。本次沖孔采用壓入式模柄，它與模座孔采用過(guò)渡配合/6、/6，并加銷釘以防轉(zhuǎn)動(dòng)。這種模柄可較好保證軸線與上模座的垂直度，適用于本次沖裁的中、小型沖孔模。 模柄材料通常采用Q235或Q275鋼，其支撐面應(yīng)垂直于模柄的軸線（垂直度不應(yīng)超過(guò)0.02：100）。 6.4.2 固定板的選擇 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。模具中最常見的是凸模固定板，固定板分為圓形固定板和矩形固定板兩種，主要用于固定小型的凸模和凹模。由于本次沖裁為簡(jiǎn)單的筒形件的沖孔，則選矩形固定板。 凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.6～0.8倍，其平面尺寸可與凹模卸料板外形尺寸相同，但還應(yīng)考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢?，固定板的凸模安裝孔與凸模采用過(guò)渡配合7/6,7/6.壓裝后將凸模端面與固定板一起磨平。固定板材料一般采用Q235或45鋼。 6.4.3 上模座、下模座的選擇 上模座、下模座上不僅要安裝沖裁模的全部零件,而且要承受和傳遞沖壓力.所以模座不僅應(yīng)有足夠的強(qiáng)度,還要有足夠的剛度.模座的剛度不足,會(huì)降低沖模壽命.因此,模座要有足夠的厚度,一般取為凹模厚度的1～1.5倍.現(xiàn)已有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)選取.標(biāo)準(zhǔn)模座有對(duì)角導(dǎo)柱上模座、下模座,后側(cè)導(dǎo)柱上模座、下模座,滾動(dòng)導(dǎo)向上模座、下模座,中間導(dǎo)柱上模座、下模座,滾動(dòng)導(dǎo)向上模座、下模座,以及無(wú)導(dǎo)向規(guī)定的鋼板及鑄鐵模座。 上模座、下模座的導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝孔的軸心線應(yīng)與基準(zhǔn)面垂直,其垂直度誤差按如下規(guī)定: (1) 安裝滑動(dòng)導(dǎo)柱、導(dǎo)套的模座為100:0.01mm; (2) 安裝滾動(dòng)導(dǎo)柱或?qū)椎哪Ｗ鶠?00:0.005mm. 各種模座(包括通用模座),其上、下兩平面的表面粗造度為0.8 ,只有在保證平行度要求下才允許降低為1.6。所有模座的平行度(符號(hào)T)按GB2870—81規(guī)定。 標(biāo)準(zhǔn)模座均設(shè)有其重孔,并規(guī)定為螺孔,便于模具的起吊運(yùn)輸。 根據(jù)以上分析，在本副模具設(shè)計(jì)中選用中間導(dǎo)柱上模座、下模座，且安裝滑動(dòng)導(dǎo)柱、導(dǎo)套。 6.5 標(biāo)準(zhǔn)件的選用 6.5.1 模架的選用 模具選用中間導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架，可承受較大的沖壓力。為防止裝模時(shí)，上模誤轉(zhuǎn)180裝配，將模架中兩對(duì)導(dǎo)柱與導(dǎo)套作成粗細(xì)不等： 導(dǎo)柱/mm×L/mm分別為，導(dǎo)套 上模座厚度取40mm，即=40 mm 上模墊板厚度取10mm，即=10 mm 固定卸料板厚度取10mm,即=1 mm 上固定板厚度取20 mm ，即 =20 mm 下模座厚度取50mm ， 即=50 mm 模具閉合高度+++ + - = （40+10+70+35+20+50-10）mm=215mm ---凸模的高度，=70mm ---凹模的厚度，=35 mm ---凸模進(jìn)入凹模的深度，=10 mm 第7章 模具的裝配與調(diào)試 7.1 模具的裝配 7.1.1 模具的裝配要點(diǎn) （1）裝配時(shí)可選用凹模做基準(zhǔn)件，先裝配下模，再采用控制凸、凹模間隙的方法安裝上模。 （2）凸模采用壓入法固定于固定板中時(shí)，應(yīng)保證各凸模與相應(yīng)凹模型孔的間隙均勻。對(duì)多孔沖模，應(yīng)先壓入兩個(gè)凸模，調(diào)整，認(rèn)定間隙均勻后，在依次壓入其余凸模，以先壓入大凸模和內(nèi)側(cè)的凸模為宜。 （3）安裝定位板時(shí)，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求，即凹模型孔與定位板定位面的孔邊距，確定定位板的位置，一般用測(cè)量法確定，也可用標(biāo)準(zhǔn)樣件法確定，如結(jié)構(gòu)選用定位銷定位，定位銷孔是與凹模型孔同時(shí)加工出的，可用定位銷的大小來(lái)調(diào)整，保證定位精度。 7.1.2模具的裝配 沖孔模的凸模是裝在下模的，為了便于操作，一般先裝下模。其裝配步驟如下： （1）把凹模裝入固定板中，磨平底面。 （2）在凹模上安裝定位板。 （3）把固定板安裝在下模座上。找正固定板位置后，先在下模座上投窩，加工螺紋孔，然后加工銷釘孔，裝入銷釘，擰緊螺釘。 （4）把已裝入固定板的凸模插入凹模內(nèi)。固定板與凹模之間墊上適當(dāng)高度的平行墊鐵，再把上模座放在固定板上，將上模座和固定板夾緊，并在上模座投卸料螺孔窩和緊固螺釘過(guò)孔窩，拆開后鉆孔。然后，放入墊板，擰上緊固螺釘。 （5）調(diào)整凸、凹模的間隙。 調(diào)整間隙可用透光法，即將模具翻過(guò)來(lái)，把模柄夾在虎鉗上，用手燈照射，從下模座的漏料孔中觀察間隙大小和是否均勻。 調(diào)整間隙也可以用切紙法進(jìn)行，即以紙當(dāng)作零件，用手捶敲擊模柄，在紙上切出沖件的形狀來(lái)。根據(jù)紙樣有無(wú)毛刺和毛刺是否均勻，可以判別間隙大小和均勻性。如果紙樣的輪廓上沒有毛刺或毛刺均勻，說(shuō)明間隙是均勻的，如果局部有毛刺，說(shuō)明間隙不均勻。 當(dāng)凸、凹模的形狀復(fù)雜時(shí)，用上述兩種方法調(diào)整間隙比較困難，可采用凸模鍍銅等方法獲得所需的間隙。 調(diào)整間隙時(shí)，用手捶輕輕敲擊固定板的側(cè)面，使凸模的位置改變，以得到均勻的間隙。 （6）調(diào)好間隙后加工銷釘孔，裝入銷釘。 （7）將彈壓卸料板裝在凸模上，并檢查它是否能靈活地移動(dòng)，檢查凸模端面是否縮在卸料板孔內(nèi)（0.5mm左右），最后安裝彈簧。 （8）安裝其他零件。試沖合格后，淬硬定位板。 （9）試沖與調(diào)整。 （10）打標(biāo)記交付生產(chǎn)使用。[8] 7.2 模具的調(diào)試 7.2.1 調(diào)整模具閉合高度 模具的上下模安裝到壓力機(jī)上后，要調(diào)整模具閉合高度大小，適應(yīng)設(shè)計(jì)要求沖孔時(shí)的沖裁模，將凸模調(diào)整進(jìn)入凹模刃口的深度為其被沖料厚的2/3或略深一些就可以了，各種不同的壓力機(jī)都有一個(gè)閉合高度的可調(diào)范圍，其值等于壓力機(jī)最大閉合高度H-H對(duì)于本次壓力設(shè)備采用開式壓力機(jī)，取閉合高度調(diào)節(jié)量=70mm。 7.2.2、調(diào)整沖裁間隙 沖裁間隙的調(diào)整是指沖裁模裝配時(shí)凸、凹模之間的間隙如何作到均勻一致，其方法較多，實(shí)際應(yīng)用時(shí)根據(jù)沖模的結(jié)構(gòu)、形狀、間隙大小和裝配方法不同可采用不同的調(diào)整方法，而本次沖孔模為帶有導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向裝置的中小型模具，沖裁單邊間隙小于0.1mm，可采用切紙法作為進(jìn)一步驗(yàn)證間隙調(diào)整情況，紙片的厚度原則上根據(jù)間隙的大小而定，間隙愈小紙片愈薄，但常用0.05mm厚的紙片進(jìn)行試切。 7.3 試模與模具的運(yùn)動(dòng)過(guò)程 7.3.1 模具的試模 模具裝配完后，要按正常生產(chǎn)條件下進(jìn)行試模，即試模用設(shè)備和試模用材料等技術(shù)均要符合生產(chǎn)要求，這樣才能證實(shí)模具的實(shí)際使用性能是否滿足生產(chǎn)要求。[ 9 ] 7.3.2 模具的運(yùn)動(dòng)過(guò)程 上模部分通過(guò)模柄安裝在壓力機(jī)滑塊上,下模部分通過(guò)螺栓壓板安裝在壓力機(jī)工作臺(tái)面上。導(dǎo)尺槽固定在下模部分,下模部分還有定位裝置,本次模具為定位板.模柄在曲柄壓力機(jī)的作用下帶動(dòng)凸模向下運(yùn)動(dòng),從而使模具在垂直方向上進(jìn)行沖孔,沖裁完畢,壓力機(jī)滑塊回程,帶動(dòng)上模部分上行,卡在凸模外的料有卸料板卸下(彈性卸料板).卡在凹模內(nèi)的料有推件裝置推出,上模內(nèi)的工件有打料裝置大出,完成一次沖壓 設(shè)計(jì)總結(jié) 此模具為簡(jiǎn)單的單工序沖孔模，沖拉深筒形件的三個(gè)空，此模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便，采用了彈性卸料板卸料，用定位板定位，且此模具生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高，適用于大中小型企業(yè)及大批量生產(chǎn)。 本次設(shè)計(jì)我查閱了大量的質(zhì)料，特別三有關(guān)冷沖模方面的。這無(wú)疑拓寬了我在這方面的知識(shí)，對(duì)今后的發(fā)展將會(huì)起到一定的幫助，通過(guò)翻閱大量的模具書籍，使我對(duì)模具設(shè)計(jì)有了近一步的了解，在其放法上有了深刻的體會(huì)，由于本設(shè)計(jì)設(shè)及到冷沖壓得沖孔模設(shè)計(jì)和模具的安裝、調(diào)試等知識(shí)，在查閱過(guò)程中又從新對(duì)它們進(jìn)行了一遍系統(tǒng)的復(fù)習(xí)，進(jìn)一步加強(qiáng)了所學(xué)知識(shí)。使它們系統(tǒng)化和結(jié)構(gòu)化。 限于水平和經(jīng)驗(yàn)，本設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)和不足之處在所難免，希望老師和同學(xué)提出批評(píng)和建議。 總之，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我認(rèn)識(shí)到學(xué)與用之間還差很多。 對(duì)于論文中存在的缺點(diǎn)和錯(cuò)誤敬請(qǐng)老師批評(píng)指正。 參 考 文 獻(xiàn) [ 1 ] 中國(guó)機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會(huì) 冷沖模設(shè)計(jì)及制造 機(jī)械工業(yè)出版社 [ 2 ] 付宏生 冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)制造 化學(xué)工業(yè)出版社 [ 3 ] 王孝培 中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典 江西科學(xué)技術(shù)出版社 [ 4 ] 王孝培 沖壓手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 [ 5 ] 郝擯海 沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè) 化學(xué)工業(yè)出版社 [ 6 ] 王芳 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 機(jī)械工業(yè)出版社 [ 7 ] 劉建超 張寶忠 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造 高等教育出版社 [ 8 ] 翟德梅 模具制造技術(shù) [ 9 ] 許發(fā)樾 實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 致 謝 本次設(shè)計(jì)是在各專業(yè)老師和翟老師的指導(dǎo)下完成的，首先對(duì)各專業(yè)老師的指導(dǎo)表示衷心的感謝，特別是畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師翟老師，翟老師除了給出了參考題目外，又幫助解釋論文格式。在設(shè)計(jì)論文的過(guò)程中，又幫助分析題目，給出具體的設(shè)計(jì)方案和思路，分析設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題和解決方法，并幫助找到相關(guān)方面的書籍。 隨著畢業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)束，大學(xué)三年學(xué)習(xí)也將畫上句號(hào)，此時(shí)此刻心情復(fù)雜。三年來(lái)作為學(xué)生，當(dāng)然最重要的任務(wù)就是學(xué)習(xí)，尤其要重視專業(yè)課的學(xué)習(xí)，沒有過(guò)硬的知識(shí)在將來(lái)人才的競(jìng)爭(zhēng)中就要成為弱者。通過(guò)這三年的學(xué)習(xí)，我已經(jīng)徹底的適應(yīng)了大學(xué)這種“師傅領(lǐng)進(jìn)門，修行在個(gè)人”的教學(xué)方式。我覺得這種方式非常好，讓我們?cè)诘玫嚼蠋熣_指導(dǎo)的同時(shí)，還可以自己安排時(shí)間進(jìn)行自學(xué)，讓我們懂得應(yīng)該抓緊時(shí)間充實(shí)自己，盡量多學(xué)一些東西。給了我們充分的學(xué)習(xí)自由，再也不會(huì)機(jī)械的“填鴨”了，讓我們多了許多可以充實(shí)自己的時(shí)間。我認(rèn)為學(xué)問(wèn)未必全在書本上，很多知識(shí)都需要自己的探索，在探索中掌握，所以我認(rèn)為不管做什么都要靠自己獨(dú)立完成，這樣才能好的鍛煉自己。 本設(shè)計(jì)在編寫過(guò)程中得到了同學(xué)、老師的幫助與支持特在此再次表示衷心的感謝，由于個(gè)人水平有限，查閱資料及考慮問(wèn)題不全面，所以本設(shè)計(jì)難免存在不足和缺陷，雖經(jīng)核對(duì)，但是疏忽之處再所難免，所以懇請(qǐng)老師們能給予批評(píng)與指導(dǎo)。 第 24 頁(yè) 共 24 頁(yè)