墊板沖壓成形工藝及級(jí)進(jìn)模模具設(shè)計(jì)【說明書+CAD】
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河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
1 緒 論
模具行業(yè)概況：
模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè),是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備.先進(jìn)國(guó)家的模具工業(yè)已擺脫從屬地位,發(fā)展為獨(dú)立的行業(yè).日本工業(yè)界認(rèn)為: “模具工業(yè)是其它工業(yè)的先行工業(yè),是創(chuàng)造富裕社會(huì)的動(dòng)力”.美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為:“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石”。
在我國(guó).1998年3月在《國(guó)務(wù)院關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》模具被列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位,生產(chǎn)和基本建設(shè)序列第二位,把發(fā)展模具工業(yè)擺在發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要位置.目前,我國(guó)沖壓模具在產(chǎn)值占模具總產(chǎn)值的40%以上,處于主導(dǎo)地位.
沖壓是一種先進(jìn)的少無切削加工方法,具有節(jié)能省材,效率高,產(chǎn)品質(zhì)量好,重量輕,加工成本低等一系列優(yōu)點(diǎn),在汽車,航空航天,儀器儀表,家電,電子,通訊,軍工,日用品等產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用.據(jù)統(tǒng)計(jì),薄板成型后,制造了相當(dāng)于原材料的12倍的附加值,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值中,與其相關(guān)的產(chǎn)品占四分之一,在現(xiàn)代汽車工業(yè)中,沖壓件的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的59%.隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。
在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、在洛陽(yáng)中國(guó)一拖生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于冷沖模具、塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富和加深了對(duì)各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下和在工廠師傅的講解下，我們對(duì)于模具的設(shè)計(jì)和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識(shí)。同時(shí)在實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體并查閱了很多相關(guān)資料，通過這些實(shí)踐，我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過在圖書館借閱相關(guān)手冊(cè)和書籍，更系統(tǒng)而全面了細(xì)節(jié)問題。鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設(shè)計(jì)工作者應(yīng)有的素質(zhì)。設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。
在設(shè)計(jì)的過程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中難免有不妥之處，肯請(qǐng)各位老師指正。
墊片成形工藝及模具設(shè)計(jì)的進(jìn)度
1.了解目前國(guó)內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時(shí)間10天；
2.確定加工方案，所用時(shí)間8天；
3.模具的設(shè)計(jì)，所用時(shí)間40天；
4．模具的調(diào)試．所用時(shí)間5天。
在設(shè)計(jì)的過程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中難免有不妥之處，肯請(qǐng)各位老師指正。
設(shè)計(jì)者：陶玉梅
2 制件的工藝性分析
工件名稱：墊板
生產(chǎn)批量：大批量
材料：A3
厚度：0.5mm
工件簡(jiǎn)圖見圖1
圖1 制件圖
制件的總體分析：工藝性：墊板屬于中等尺寸零件，料厚0.5mm，外形復(fù)雜程度一般，尺寸精度要求無，圖示零件材料為A3鋼，能夠進(jìn)行一般的沖壓加工，市場(chǎng)上也容易得到這種材料，價(jià)格適中。
此工件只有外形落料和沖孔兩個(gè)工序。零件外形可采用落料工藝獲得。沖孔的工藝性：φ4.5mm 的孔，尺寸精度要求一般，可采用沖孔。
圖示零件尺寸均為未注公差的一般尺寸，按慣例取IT14級(jí)，符合一般級(jí)進(jìn)沖壓的經(jīng)濟(jì)精度要求。
由以上分析可知，圖示零件具有較好的沖壓工藝性，適合沖壓生產(chǎn)。
3 工藝方案的確定
墊板零件所需的基本沖壓工序?yàn)槁淞虾蜎_孔，可擬訂出以下三種工藝方案。
方案一：用簡(jiǎn)單模分兩次加工，即先落料,后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。
方案二：落料——沖孔復(fù)合模。采用復(fù)合模生產(chǎn)。
方案三：沖孔——落料級(jí)進(jìn)模。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。
分析各方案的優(yōu)缺點(diǎn)
方案一：生產(chǎn)率低，工件的累計(jì)誤差大，操作不方便，由于該工件為大批量生產(chǎn)，方案二和方案三更具有優(yōu)越性。
方案二：沖壓生產(chǎn)率較高，壓力機(jī)一次行程內(nèi)可完成兩個(gè)以上工序，實(shí)現(xiàn)操作機(jī)械化，自動(dòng)化難，制件和廢料排除較復(fù)雜，另外復(fù)合模制造的復(fù)雜性和價(jià)格較高。
方案三：只需要一副模具，生產(chǎn)率高，壓力機(jī)一次行程內(nèi)可完成多個(gè)工序，實(shí)現(xiàn)操作機(jī)械化自動(dòng)化容易，尤其適應(yīng)于單機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，沖模的制造復(fù)雜性和價(jià)格低于復(fù)合模，精度也可也得到保證。
通過上述三個(gè)方案的比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三更佳。
4 主要工藝參數(shù)計(jì)算
4.1排樣的設(shè)計(jì)與計(jì)算
設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模時(shí)，首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。
根據(jù)工件的形狀選擇有廢料排樣，且為直排的形式，雖然材料的利用率低于少?gòu)U料和無廢料排樣，但工件的精度高
墊板零件設(shè)計(jì)為單向排列，采用直排的排樣方案（如圖2所示）
圖2 排樣圖
4.1.1 確定搭邊與搭肩值
搭邊和搭肩值一般是由經(jīng)驗(yàn)確定的查表而取最小搭邊值為a=1.0mm和b=1.2mm
4.1.2 計(jì)算送料步距和條料的寬度
條料寬度的計(jì)算：擬采用無側(cè)壓裝置的送料方式，由
B-0Δ=〔Dmax+2a〕
Dmax—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸
a—側(cè)搭邊值
代入數(shù)據(jù)計(jì)算，取得條料寬度為31.4mm。
導(dǎo)料板間距離的計(jì)算：由s=D+2(a+c1),代入數(shù)據(jù)計(jì)算得導(dǎo)料板間距離為32.4mm。
4.1.3計(jì)算材料的利用率
查工具書可得所用板料規(guī)格為500x1000x0.3,生產(chǎn)時(shí)條料規(guī)格為31.4x1000x0.3。
材料利用率的計(jì)算公式為
=
式中 A—一個(gè)沖裁件的面積，mm2;
n—板料（或條料.帶料）上沖壓件的數(shù)量；
B—條料（或條料.帶料）寬度，mm;
L—板料（或條料.帶料）長(zhǎng)度， mm
根據(jù)所選的板料長(zhǎng)度、工件尺寸、搭邊值可知:
n=33
所以材料的利用率為
＝＝66.4％
4.2沖壓力的計(jì)算并初步選取壓力機(jī)的噸位
4.2.1沖裁力的計(jì)算
沖裁力的大小隨凸模進(jìn)入材料的深度（凸模行程）而變化，本模具采用普通平刃口模具沖裁，其沖裁力F按下式計(jì)算：
F=KLtΓb
沖裁力公式為P＝P孔+P落
式中P—沖裁力
P孔—沖孔沖裁力
P落—落料沖裁力
① 沖孔沖裁力P孔
P孔＝Ktτ
式中 K—系數(shù)，查表取K＝1.3
—沖孔周長(zhǎng)，L＝3.14×4.5＝14.13mm
t—材料厚度，t＝0.5mm
τ—材料抗剪強(qiáng)度，MPa，查手冊(cè)A3鋼τ＝（370～460）MPa，
取τ＝400 MPa
所以P孔＝Ktτ＝1.3×14.13×0.5×420＝3857.4N
取P孔＝3.9KN
② 落料沖裁力P落
P落＝Ktτ
式中—落料件外形周邊尺寸
＝3.14×29x35.4/360＋3.14×6=81.95+18.84＝100.79mm
所以P落＝KLtτ＝1.3×100.79×0.5×420=27515.6N
取P落＝27.5KN
4.2.2 卸料力、推件力及頂件了力的計(jì)算
卸料力是將廢料或工件從凸凹模上刮下的力。而推件力是將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需的力。頂件力逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需的力。卸料力、推件力和頂件力是由壓力機(jī)和模具卸料裝置或頂件裝置傳遞的，所以在選擇設(shè)備公稱壓力或設(shè)計(jì)沖裁的時(shí)候應(yīng)分別予以考慮，影響這些力的因素較多，主要有材料的力學(xué)性能、厚度、模具間隙、凹模洞口結(jié)構(gòu)、搭邊大小、潤(rùn)滑情況、制件的形狀和尺寸等?，F(xiàn)在按照下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：
卸料力Px
Px＝ P落
式中Px—卸料力
—卸料系數(shù)，查表＝0.045
所以Px＝0.045×27.5＝1.24KN
推料力
＝P孔n
式中—推料系數(shù),查表取=0.065
n—同時(shí)卡在凹模洞孔內(nèi)的件數(shù),取n=8
所以=0.065×3.9×8=2.028KN
4.2.3 總沖壓力
沖裁時(shí),壓力機(jī)的壓力值必須大于或者等于沖裁各工藝力的總和,即大于總的沖壓力,總的沖壓力根據(jù)模具結(jié)構(gòu)不同計(jì)算公式不同,當(dāng)采用彈性卸料裝置和下出件的模具時(shí),總的沖壓力為
=P+ Px++ Px =3.9+27.5+1.9+2.0=35.3KN
4.3 壓力機(jī)的公稱壓力的確定
初選開式可傾壓力機(jī)參數(shù)壓力機(jī)型號(hào)為J23-6.3
查手冊(cè)選擇壓力機(jī)的參數(shù)如表一：
公稱壓力
63KN
最大閉合高度
150 mm
閉合高度調(diào)節(jié)量
35mm
工作臺(tái)尺寸
200×310mm
工作臺(tái)孔尺寸
160×140mm
模柄孔尺寸
Ф25×40mm
4.4 壓力中心的確定
模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心和壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。否則沖壓時(shí)滑塊會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊的滑軌和模具的導(dǎo)向部分不正常磨損，還會(huì)使合理間隙得不到保證，從而影響制件的質(zhì)量降低模具壽命甚至損壞模具。而本模具所沖裁的制件形狀完全對(duì)稱于相互垂直的 兩條對(duì)稱線，所以模具的壓力中心在幾何圖形的中心點(diǎn)上。
4.5 工作部分的尺寸計(jì)算
4.5.1計(jì)算沖孔凸、凹模工作部分的尺寸并確定其公差
該零件屬于無特殊要求的一般沖孔落料件，外形尺寸由落料獲得，而中間的小孔尺寸則是由沖孔得到。
查表而知：Zmin = 0.04, Zmax = 0.06mm
Zmax –Zmin = 0.02mm
基本尺寸小于或等于18時(shí)，δT=0.020，δA=0.020
基本尺寸小于或等于30時(shí)，δT=0.020，δA=0.025
由板料厚度級(jí)零件的形狀 可得 X = 0.5
設(shè)凸、凹模分別按IT9、IT10級(jí)精度制造，分別計(jì)算da如下：
沖?4.5mm的孔
沖孔時(shí)，間隙取在凸模上，則：
凹模尺寸
=(dmax-χ△)
式中：
---沖孔凹模刃口尺寸
dmax---沖孔件孔的最大極限尺寸，mm, d=4.5mm
Zmin——雙面間隙，mm
△——工件公差，mm，△=0.3mm
x——磨損系數(shù)，x=0.5
δ——凸模和凹模的制造公差，mm,查表δ=0.02mm
所以 =(4.8-0.5×0.3) +0.020 =4.65 +0.020 mm
校核：|δT|+|δA|= 0.02 mm +0.02 mm =0.04 mm＞Zmax –Zmin=0.02mm，不滿足間隙公差條件，因此只有縮小δT、δA，提高制造精度，才能保證間隙配合在合理范圍內(nèi)
可取δA≤0.6(Zmax－Zmin)=0.6×0.02=0.012mm
=4.65 +0.0120
落料凸模的基本尺寸與凹模相同，基本尺寸為4.65, 不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)條件中注明：凸模實(shí)際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值Zmin=0.04mm. （落料凸模、凹模刃口部分尺寸分別見圖3、4）
4.5.2落料凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算
因此落料件為復(fù)雜的制件，所以利用凸凹模配合法，這種方法有利于獲得最小的合理間隙，放寬對(duì)模具的加工設(shè)備的精度要求。
采用配作法，計(jì)算凹模的刃口尺寸，首先是根據(jù)凹模磨損后輪廓變化情況正確判斷出模具刃口各個(gè)尺寸在磨損過程中是變大還是變小，還是不變這三種情
況，然后分別按不同的計(jì)算公式計(jì)算。
a、凹模磨損后會(huì)增大的尺寸-------第一類尺寸A
第一類尺寸：Aj=(Amax-x△)0+0.25△
b、凹模磨損后會(huì)減小的尺寸-------第二類尺寸B
第二類尺寸：Bj=(Bmax+x△)0-0.25△
c、凹模磨損后會(huì)保持不變的尺寸 第三類尺寸C
第三類尺寸：Cj=(Cmin+0.5△)60.125△
圖3 落料凹模刃口部分尺寸
圖4落料凸模刃口部分尺寸
由手冊(cè)表查得:尺寸29mm的工件制造公差為0.52mm
尺寸3mm的工件制造公差為0.25m
第一類尺寸：磨損后增大的尺寸：
A1=(Amax－x△) 0+0.25△=（29－0.5×0.52）=mm
A2=(Amax－x△) 0+0.25△=(3－0.5×0.25)= mm
落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是28.74mm,2.875mm, 不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)條件中注明：凸模實(shí)際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值Zmin=0.04mm. （落料凸模、凹模刃口部分尺寸分別見圖3、4）
5 模具總體設(shè)計(jì)
5.1 模具類型的選擇
由沖壓工藝分析可知，采用級(jí)進(jìn)方式?jīng)_壓，所以模具類型為級(jí)進(jìn)模，本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個(gè)工序，為方便小孔廢料和成形工件的落下，采用正裝結(jié)構(gòu)，即沖孔凹模和落料凹模都安排在下模，采用下出料方式。
5.2 定位方式的選擇
本工件是大批量生產(chǎn)，第一個(gè)工位采用始用擋料銷定位，第二個(gè)工位采用固定擋料銷與導(dǎo)正銷共同定位。送料時(shí)始用擋料銷與固定擋料銷作為粗定距，在落料凸模上安裝一個(gè)導(dǎo)正銷，利用條料上φ4.5 mm的孔做定位孔進(jìn)行內(nèi)形定位，依此作為條料送進(jìn)的精確定距。
5.3 導(dǎo)向方式的選擇
為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。采用手工送料方式，為了提高開敞性和導(dǎo)向均勻性，采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。
5.4 卸料方式的選擇
本模具采用正裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料和工件留在凹模孔洞中，為了簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，可以在下模座中開有通槽，使廢料和工件從凹模孔洞中落下。卡在落料凸模上的條料由彈性卸料板卸下。
6 模具主要零部件的設(shè)計(jì)
6.1工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
6.1.1 凹模的設(shè)計(jì)
在本模具中采用螺釘和銷釘將凹模直接固定在支撐件上,凹模刃口為直壁式 ,凹模采用銷釘和螺釘固定時(shí)要保證螺釘(或沉孔)間、螺孔與銷孔間及螺孔與凹模刃壁間的距離不能太近,否則會(huì)影響模具的壽命。
圖5 整體式凹模的結(jié)構(gòu)
整體式凹模的局部結(jié)構(gòu) 如圖5所示。整體式凹模裝于下模座上，由于下模座孔口較大因而使工作時(shí)承受彎曲力矩，若凹模高度H及模壁厚度C不足時(shí)，會(huì)使凹模產(chǎn)生較大變形，甚至破壞。但由于凹模受力復(fù)雜，凹模高度可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，即
凹模高度H=KB（不小于8mm）
凹模壁厚C=(1.5~2)H
送料方向上凹模長(zhǎng)度L=s1+ks2
式中B----垂直送料方向凹模刃口間的最大距離，mm但B不小于15mm
C-----凹模壁厚，mm 指刃口至凹模外形邊緣的距離
L-----送料方向上凹模長(zhǎng)度
s1-------送料方向上凹模刃口間的最大距離
s2-------送料方向上凹模刃口至凹模邊緣的最小距離
K=系數(shù)，取0.40
所以 凹模高度H=KB=0.40×29=11.6mm 查表取標(biāo)準(zhǔn)值H=16mm
C=2H=32mm
L=29+0.4×20=37mm
凹模的外形尺寸確定：125mm×100mm×16mm
凹模與凹模固定板采用過盈配合，無需設(shè)計(jì)凹模上用來固定的螺釘之間以及螺釘與外緣間的距離 。
6.1.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì)
沖小圓孔的凸模，為了增加凸模的強(qiáng)度與剛度，凸模非工作部分直徑應(yīng)作成逐漸增大的多級(jí)形式如圖6所示：
圖6 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)形式
凸模長(zhǎng)度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定的，設(shè)計(jì)該模具為沖孔落料級(jí)進(jìn)模，采用剛性卸料板，其凸模長(zhǎng)度用下列公式計(jì)算：
L=h1+h2+h3+h
式中 L—凸模長(zhǎng)度， mm
h1—凸模固定板高度，mm
h2—卸料板高度，mm
h3—橡膠的高度，mm
沖裁φ4.5mm孔凸模、凹模各尺寸及其組件確定和標(biāo)準(zhǔn)化（包括外形尺寸和厚度）
小凸模長(zhǎng)度 L=16+14+10=40mm
小凸模強(qiáng)度校核
要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應(yīng)力不超過凸模材料的許用壓應(yīng)力，即
校核公式為 ≤
式中P孔—沖孔沖裁力,N, P孔=3680N
Fmin—凸模最小斷面積，, Fmin=/4=15.9
---凸模材料的許用壓力，Mpa,如凸模材料選用Cr12，查手冊(cè)=（1000～160）Mpa,取=1200 Mpa
因?yàn)?=231.5 Mpa＜
所以凸模強(qiáng)度符合要求。
外形落料凸模、凹模各尺寸及其組件的確定和標(biāo)準(zhǔn)化（包括外形尺寸和厚度）
外形凸模的設(shè)計(jì)：外形凸模用線切割機(jī)床加工成直通式凸模，用兩個(gè)M8的螺釘固定在墊板上，由于采用彈性卸料板，凸模按下式計(jì)算
L=h1+h2+h3
其中： h1為固定板厚度（16 mm），h2為卸料板厚度（14mm），h3為橡膠的（10mm）長(zhǎng)度態(tài)下
所以：L=16+14+10=40mm
凸模固定板材料可用45鋼，結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格查手冊(cè)可得125×100×16 。凹模組件的尺寸確定和示意圖
凹模采用整體式凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割加工，安排凹模在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。（圖7）
圖7 整體式凹模的尺寸
凹模的長(zhǎng)度選取要考慮以下因素：
a)保證有足夠的位置安放卸料板
b)便于導(dǎo)尺發(fā)揮作用，保證送料粗定位精度。
選取凹模邊界為125mm×100mm。凹模材料選用Cr12制造，熱處理硬度為58～62HRC。
6.2定位零件的設(shè)計(jì)
在本模具中采用的是條料，所以導(dǎo)料板，導(dǎo)正銷和固定擋料銷作為定位裝置，起導(dǎo)向同時(shí)起定位的作用。用擋料銷擋住搭邊或沖件輪廓，以限定條料的送進(jìn)距離。在本模具中試用固定擋料銷，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，在模具中廣泛應(yīng)用作定距裝置。
6.2.1 始用擋料銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
圖8 始用擋料銷的設(shè)計(jì)
擋料銷標(biāo)記： 4536 GB/T2866.1—81（圖8）
材料：45鋼 GB/699—88
熱處理：硬度43～48HRC
技術(shù)條件：按GB2870—81
6.2.2 固定擋料銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
固定擋料銷的設(shè)計(jì)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件，選用此擋料銷如圖9
圖9 固定擋料銷的結(jié)構(gòu)
選用直徑φ4mm，h=3mm材料為45鋼A型固定擋料銷（JB/T7649.10—94）
6.2.3 導(dǎo)正銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
導(dǎo)正銷主要用于級(jí)進(jìn)模上，消除擋料銷的定位誤差，以獲得較精確的工件。導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尺寸精度，材料的熱處理等可參照J(rèn)B/T7647.1—94和JB/T7647.2—94選定。
導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)形式查手冊(cè)選用如圖10
圖10 導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)形式
D=d-a
式中D——導(dǎo)正銷直徑的基本尺寸
d——沖孔凸模直徑
a——導(dǎo)正銷與沖孔凸模直徑的差值
沖裁φ4.5mm孔的導(dǎo)正銷 查表得h=0.6t 2a=0.04mm
D=d-a=4.65-0.04=4.61mm
h=0.6×0.5=0.3mm
6.2.4 導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
經(jīng)查表分析得導(dǎo)料板長(zhǎng)度L=140mm，寬度B=30mm ，厚度h=6mm如圖11。
圖11導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)
6.3 導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)
導(dǎo)向裝置用來保證上模相對(duì)于下模正確的運(yùn)動(dòng)，對(duì)于生產(chǎn)批量較大，零件的要求較高，壽命要求較長(zhǎng)的模具，一般都需要采用導(dǎo)向裝置，本模具中應(yīng)用導(dǎo)柱導(dǎo)套裝置來完成導(dǎo)向，選用對(duì)角式導(dǎo)柱模架。
6.4 卸料裝置的設(shè)計(jì)
本模具設(shè)計(jì)了彈性卸料板，使用橡膠作為彈性元件。彈性卸料版兼有壓料作用，由于板料只有0.3mm，用剛性的卸料裝置已毀壞板料，故選用彈性卸料裝置。彈性元件的計(jì)算如下：
1、確定自由高度
——沖模工作行程（） 對(duì)沖裁模而言，
——預(yù)留的修模量。根據(jù)模具設(shè)計(jì)壽命一般取
2、確定和
——橡皮的預(yù)壓縮量
——沖模裝配好以后橡皮的高度
3、確定橡皮橫截面積
——所需的彈壓力（）
——橡皮在預(yù)壓縮狀態(tài)下的單位壓力:約為
6.5 連接與固定裝置的設(shè)計(jì)
6.5.1模柄的設(shè)計(jì)
本模具屬于中小型模具,采用模柄將上模固定在壓力機(jī)的滑塊上。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的連接。
在本模具中選用壓入式模柄，通過它與模柄孔采用過渡配合。這種模柄可較好的保證垂直度和同軸度,適用與各種中、小型模具。
模柄材料通常采用Q235或Q275鋼,在此選用Q235鋼.其支撐面應(yīng)垂直于模柄的軸線(垂直度不應(yīng)超過0.02:100)，壓入上模座后應(yīng)將底面磨平。
模柄在本模具選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，并根據(jù)前文壓力機(jī)的參數(shù)確定模柄的直徑和長(zhǎng)度?，F(xiàn)制草圖如下并標(biāo)明其具體尺寸，如圖12：
圖12 模柄結(jié)構(gòu)及尺寸
6.5.2 固定板的設(shè)計(jì)
將凸?；虬寄０匆欢ㄏ鄬?duì)的位置壓入固定后，作為一個(gè)整體安裝在上模座或下模座上。在本模具中只有凸模需要由固定板來固定。
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,需考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢谩９潭ò宓耐拱寄０惭b孔與凸凹模采用過渡配合H7/m6、H7/n6，壓裝后將凸凹模端面和固定板一起磨平。
現(xiàn)選用標(biāo)準(zhǔn)凸模固定板尺寸為: 125mm×100mm×16mm
固定板材料一般采用Q235或45鋼，模具選用材料45鋼。
6.5.3 墊板的設(shè)計(jì)
墊板的作用是直接承受凸模的壓力，以降低模座承受的單位壓力，防止模座被局部壓陷，影響凸模的正常工作。墊板的外形尺寸和模板相同，厚度取6mm
6.5.4 螺釘與銷釘?shù)脑O(shè)計(jì)
螺釘和銷釘都是標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計(jì)模具是按標(biāo)準(zhǔn)選用即可，螺釘用于固定模具零件，一般選用內(nèi)六角螺釘；銷釘起定位作用，常用圓柱銷釘，螺釘、銷釘規(guī)格根據(jù)沖壓力的大小、凹模厚度等確定。所以螺釘?shù)囊?guī)格選用M8、M10.
6.5.5 卸料板的設(shè)計(jì)
卸料板的邊界尺寸和固定板相同，選用材料為45鋼，厚度為14mm.
6.6 模架及組成零件的確定
6.6.1 模架的選用
本模具選用由上模座,下模座,導(dǎo)柱,導(dǎo)套組成導(dǎo)柱模模架及其零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，在此選用對(duì)角導(dǎo)柱模架。
6.6.2 模座的確定
本模中具選用標(biāo)準(zhǔn)模架，因在前述中確定了凹模尺寸為80㎜×80㎜ ×16㎜ ，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確定下模座尺寸為: 125㎜×100㎜×35㎜.
上模座尺寸為: 125㎜×100㎜×30 ㎜.
導(dǎo)柱d/mm×L/mm分別為?22×100mm；
導(dǎo)柱d/mm×L/mm分別為?25×100mm；
導(dǎo)套d/mm×L/mm分別為?22×80×28mm；
導(dǎo)套d/mm×L/mm分別為?25×80×28mm；
模柄：?33×78mm；
墊板厚度：125㎜×100㎜×6 ㎜
模具的閉合高度：
H閉=
=30+6+40+16+14+35+6+10
=157mm
7 模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
J23-6.3型壓力機(jī)的閉合高度要求在115mm—185mm之間，模具的閉合高度在157mm，模具的閉合高度符合要求；
本模具的外形尺寸為200mm×220mm×165mm；
工作臺(tái)尺寸(左右×前后)200mm×310mm ；
工作臺(tái)孔尺寸(左右×前后) 160mm×140mm；
工作臺(tái)尺寸滿足使用要求。
J23-6.3型壓力機(jī)的沖壓力為63KN，為35.3KN，滿足使用要求；
J23-6.3型壓力機(jī)模柄孔尺寸為φ25，所選模柄尺寸為φ25，滿足使用要求。
經(jīng)校核 J23-6.3型壓力機(jī)符合此連續(xù)模設(shè)計(jì)的要求，可以被采用。
8 繪制模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖
8.1模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖見附圖
8.2模具的工作原理
本模具為用導(dǎo)正銷定距的沖孔落料連續(xù)模。上，下模用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向。沖孔凸模4與落料凸模14之間的距離就是送料步距. 條料送進(jìn)時(shí)由固定擋料銷20進(jìn)行初定位，由兩個(gè)安裝在落料凸模上的導(dǎo)正銷15進(jìn)行精定位。，壓力機(jī)上行進(jìn)行首件沖裁時(shí)為保證首件的正確定距，在此級(jí)進(jìn)模中，采用始用擋料銷21，它安裝在導(dǎo)料板中間。
原理：條料沿導(dǎo)料板17送進(jìn)，在條料上沖制首件時(shí)，用手推始用擋料銷，使它從導(dǎo)料板中伸出來抵住條料的前端即可沖第一件上的孔，壓力機(jī)上行，條料繼續(xù)送進(jìn)，導(dǎo)正銷15與擋料銷20配合使用，控制送料步距，壓力機(jī)下行完成沖裁。當(dāng)沖壓完成時(shí)，沖孔廢料和制件依次落入不同的凹模洞中，上模上行回程，完成一此沖裁過程，然后，再開始下一個(gè)行程。
圖13 模具總裝圖
設(shè)計(jì)總結(jié)
畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的，它是對(duì)我們?nèi)陙硭鶎W(xué)課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。它在我們的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。
通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我在溫習(xí)學(xué)過的知識(shí)的同時(shí)又學(xué)習(xí)了許多新知識(shí)，對(duì)一些原來一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識(shí)。特別是原來所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測(cè)量、冷沖模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解，使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。同時(shí)還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)過程中要考慮的問題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費(fèi)材料，保證工件的經(jīng)濟(jì)性，加工工藝的合理性。
在學(xué)校中，我們主要學(xué)的是理論性的知識(shí)，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來，使我們?cè)跍亓?xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí)；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
通過對(duì)墊板制件冷沖模的設(shè)計(jì)，我對(duì)沖裁模有了更為深刻的認(rèn)識(shí)，特別是這種沖孔落料級(jí)進(jìn)模具的設(shè)計(jì)。在模具的設(shè)計(jì)過程中也遇到了一些難以處理的問題，雖然設(shè)計(jì)中對(duì)它們做出了解決 ，但還是感覺這些方案中還是不能盡如人意，如壓力計(jì)算時(shí)的公式的選用、凸凹模間隙的計(jì)算、卸件機(jī)構(gòu)選用、工作零件距離的調(diào)整，都可以進(jìn)行進(jìn)一步的完善，使生產(chǎn)效率提高。
歷經(jīng)近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，敬請(qǐng)各位老師對(duì)我的設(shè)計(jì)過程作最后檢查。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請(qǐng)教各位老師有關(guān)模具方面的問題，并且和同學(xué)的探討，模具設(shè)計(jì)在實(shí)際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時(shí)間里，對(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。
從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個(gè)人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過程，我對(duì)模具的認(rèn)識(shí)過程亦是如此。經(jīng)過近三個(gè)月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)，為將來的事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
在這次設(shè)計(jì)過程中得到了老師以及許多同學(xué)的幫助，我受益匪淺。在此，再次感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師原紅玲老師在這一段時(shí)間給予無私的幫助和指導(dǎo)，并向他們致于深深的敬意，對(duì)關(guān)心和指導(dǎo)過我各位老師表示衷心的感謝!
致 謝
首先感謝本人的導(dǎo)師原紅玲老師，她仔細(xì)審閱了本文的全部?jī)?nèi)容并對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。原紅玲老師知識(shí)淵博、為人誠(chéng)懇、細(xì)心、耐心。她對(duì)我的教導(dǎo)使受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，特別是遇到困難時(shí)，她給了我許多鼓勵(lì)和幫助，在這里我向她表示真誠(chéng)的感謝！
感謝母校——河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識(shí)，掌握了一定的操作技能。
感謝和我在一起進(jìn)行課題研究的同窗同學(xué)，和他們?cè)谝黄鹩懻?、研究使我受益匪淺。
我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識(shí)了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！
在這次設(shè)計(jì)過程中得到了老師以及同學(xué)的幫助，我受益匪淺。在此，再次感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師原紅玲老師在這一段時(shí)間給予無私的幫助和指導(dǎo)，并向她致以深深的敬意，對(duì)關(guān)心和指導(dǎo)過我各位老師表示衷心的感謝
參 考 文 獻(xiàn)
[1]趙志偉等.模具發(fā)展現(xiàn)狀［J］。模具制造，2007，6：2～4。
[2]李紹林、馬長(zhǎng)福主編.實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)[M]。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1998。
[3]陳錫棟、周小玉主編.實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)[M]。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001。
[4]沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組編著.沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000。
[5]原紅玲主編.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)[M]。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008，19～121。
[6]王秀鳳，張永春主編.冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造[M]。北京;北京航空航天大學(xué)出版社，2008。
[7]《模具手冊(cè)》編寫組.模具制造手冊(cè)[M]。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992。
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