止動墊片沖裁復合模模具設計說明書

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1、洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 止動墊片沖裁復合模模具設計 摘 要 本次設計了一套沖孔、落料的模具。首先要對止動墊片進行工藝分析，經(jīng)過工藝分析和對比確定模具架及壓力機，確定壓力機的型號。再分析對沖壓件加工的模具適用類型選擇所需設計的模具。得出將設計的模具類型后將模具的各工作零部件設計過程表達出來。 在說明書中第一部分，主要敘述了沖壓模具的發(fā)展狀況，說明了沖壓模具的重要性與本次設計的意義，對沖壓件的工藝分析，工藝方案的確定。通過，對零件排樣圖的設計，完成了材料利用率的計算。再進行沖裁工藝力的計算和沖裁模工作部分的設計計算。最后對主要零部件的設計和標準件的選擇，為本次設計模具

2、的繪制和模具的成形提供依據(jù)，以及為裝配圖各尺寸提供依據(jù)。通過前面的設計方案畫出模具各零件圖和裝配圖。 關鍵字：沖壓；落料沖孔；模具結(jié)構(gòu)；復合膜 Gasket Blanking Stop Mold Design Of Complex ABSTRACT The design of a punching, blanking die. We must first stop the gasket process analysis, process analysis and comparison through the mold fr

3、ame and press OK, OK press models. Further analysis of the stamping process to select the desired type of mold for the design of the mold. Types obtained after the design of the mold die design process of the working parts express. In the description in the first part, described the development

4、of stamping die, stamping die shows the importance and significance of this design, the stamping process analysis, process plan determined. Passed, the design of components layout diagram, complete the calculation of material utilization. Blanking process further force calculation and Die Design and

5、 calculation of working part. Finally, the main components of the design and selection of standard parts, mold design drawing based time and provide the basis for forming the mold, as well as provide the basis for each size assembly drawings. Draw through the front of the mold design and assembly dr

6、awings of parts. Key word:Wash to press;Fall to anticipate to hurtle the bore;Molding tool construction; Composite film 7 目　錄 前　言 1 第1章 緒論 5 1.1 模具行業(yè) 5 1.2國內(nèi)外模具發(fā)展狀況及趨勢 5 1.3本次設計的主要方向、目的 6 第2章 制定止動墊片的工藝過程 8 2.1 設計任務書及產(chǎn)品圖 8 2.2分析零件的工藝性 9 2.3沖裁零件工藝方案的擬定 9 2.4排樣形式和剪裁方法、材料利用率計算 11 2

7、.5計算沖壓力、選擇壓力機 12 2.6確定模具壓力中心 13 第3章 止動墊片復合模結(jié)構(gòu)設計 17 3.1模具類型及結(jié)構(gòu)形式的確定 17 3.2繪制模具總裝配圖的步驟 17 3.2.1工件排樣圖 17 3.2.2工作零件 18 3.2.3定位零件 19 3.2.4固定板、墊板 21 3.2.5導向、固定、緊固及其它零件 22 3.3繪制零件圖 23 3.4導柱導套選擇 24 3.5模座選擇 24 3.6螺釘、銷釘?shù)倪x用 25 第4章 模具加工技術要求 26 4.1表面粗糙度及標準 26 4.2加工精度 27 4.2.1尺寸偏差 27 4.2.2形位公差 2

8、7 4.2.3配合要求 27 結(jié)　論 29 謝 辭 30 參考文獻 31 前　言 冷沖壓是利用安裝在壓力機上的沖模對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需要零件（俗稱沖壓件或沖件）的一種壓力方法。因為它通常是在壓力機室溫狀態(tài)下進行加工，所以稱為冷沖壓。 冷沖壓生產(chǎn)過程的主要特征是依靠沖模和沖壓設備完成加工，便于實現(xiàn)自動化，生產(chǎn)率很高，操作簡便。對于普通壓力機，每臺每分鐘可生產(chǎn)幾件到幾十件沖壓件，而高速沖床每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件甚至幾千件以上沖壓件。冷沖壓所獲得的零件一般無需進行切削加工，因而是一種節(jié)省能源、節(jié)省原材料的無或少切削加工方法。由于冷沖壓所用原材料多

9、是表面質(zhì)量好的板料或帶料，沖件的尺寸公差由沖模來保證，所以尺寸穩(wěn)定、互換性好。冷沖壓產(chǎn)品壁薄、質(zhì)量輕、剛性好，可以加工成形狀復雜的零件，小到鐘表的秒針、大到汽車縱梁、覆蓋件等。 但由于沖模制造一般是單件小批量生產(chǎn)，精度高，技術要求高，是技術密集型產(chǎn)品，制造成本高。因而，冷沖壓生產(chǎn)只有在大批量的情況下才能獲得較高的經(jīng)濟效應。 綜上所述，冷沖壓與其他加工方法相比，具有獨到的特點，所以在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其在大批量生產(chǎn)中應用十分廣泛。相當多的工業(yè)部門都越來越多采用冷沖壓加工產(chǎn)品零部件，如機械制造、車輛生產(chǎn)、航空航天、電子、電器、輕工、儀表及日用品等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當大，不

10、少過去用鑄造、鍛造、切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在已被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。通過沖壓加工，大大提高了生產(chǎn)率，降低了成本。可以說，如果在生產(chǎn)中不廣泛采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門的產(chǎn)品 要提高生產(chǎn)率、提高質(zhì)量、降低成本，進行產(chǎn)品的更新?lián)Q代是難以實現(xiàn)的。 隨著科學技術的進步和社會的發(fā)展，產(chǎn)品對模具的要求愈來愈高，傳統(tǒng)的模具設計與制造方法已經(jīng)不能適應產(chǎn)品及時代更新的需要。特別是90年代以來，工業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量不斷增加，對產(chǎn)品質(zhì)量、樣式和外觀提出新的要求，使模具需求量增加，對模具的質(zhì)量要求也越來越高，模具技術直接影響直接造業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)品更新?lián)Q代和產(chǎn)品競爭力。因此迅速提高模具的技術水平已成為當務之

11、急。 隨著近代工業(yè)的發(fā)展，冷沖壓技術得到迅速發(fā)展。 1.冷沖壓工藝方面 研究和推廣應用旨在提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本和擴大沖壓工藝應用范圍的各種沖壓技術發(fā)展的重要趨勢。目前，國內(nèi)外涌現(xiàn)并迅速用于生產(chǎn)的沖壓先進工藝有精密沖壓、柔性膜成形、超塑性成形、無模多點成形、爆炸和電磁等高能成形、高效精密沖壓技術以及冷擠壓技術等等。這些沖壓先進技術在實際生產(chǎn)中已經(jīng)取得良好的技術經(jīng)濟效果。 精密沖壓既是提高沖壓件精度的有效方法，又是擴大沖壓加工范圍的重要途徑。目前精密沖裁的精度可達IT6~IT7,板料厚度可達25mm。精沖方法不但可以沖裁，還可以成形（精密彎曲、拉深、翻邊、冷擠、壓印和沉孔等）。

12、 2. 沖模設計和制造方面 沖模是實現(xiàn)沖模生產(chǎn)的基本條件。目前在沖模設計與制造上，有兩種趨勢應給與足夠的重視。 (1)模具結(jié)構(gòu)與精度正朝著兩方面發(fā)展 一方面為了適應高速、自動、精密、安全等大批量自動化生產(chǎn)的需要，沖模正朝著高效、精密、長壽命、多工位、多功能方向發(fā)展；另一方面，為適應市場上產(chǎn)品更新?lián)Q代迅速的要求，各種快速成型方法和簡易經(jīng)濟沖模的設計與制造業(yè)得到迅速發(fā)展。 高效、精密、多功能、長壽命多工位級進模和汽車覆蓋件沖模的設計制造水平代表了現(xiàn)代沖模技術水平。我國能夠設計制造出機電一體化的，達到國際先進水平的高效、精密、長壽命、多工位級進模，工作零件精度達到2~5m,步距精度達到

13、2~3m，總壽命達到1億模次以上；我國汽車工業(yè)，已具備中檔轎車成套覆蓋件沖模生產(chǎn)能力，并在汽車試制和小批量生產(chǎn)中應用高強度樹脂澆注成形覆蓋件沖模，縮短試制周期，降低成本，加速了新車型的開發(fā)。 (2)模具設計與制造的現(xiàn)代化 計算機技術、信息技術等先進技術在模具技術中得到廣泛的應用，是模具技術設計制造水平發(fā)生了深刻的革命性的變化。目前最為突出的是模具CAD/CAM/CAE。當今世界模具工業(yè)格局是以日、美及歐洲各工業(yè)化國家作為世界模具技術發(fā)展的領頭羊，占據(jù)了世界模具的半壁江山，他們擁有現(xiàn)代化的設計方法和先進的模具制造設備，特別是最近幾年這些國家把CAD/CAM系統(tǒng)作為模具工業(yè)發(fā)展的臂翼，發(fā)

14、展的勢頭如日中天。 模具技術的飛速發(fā)展，模具CAD/CAM因其技術先進以迅速發(fā)展和廣泛應用，它的技術經(jīng)濟效果是傳統(tǒng)模具設計制造方法所不能比擬的，具體有以下特點： 1縮短了模具的生產(chǎn)周期。 2.高模具質(zhì)量。 3.顯著降低生產(chǎn)效率。 4.CAD/CAM技術將技術人員繁多的計算繪圖和NC編程中解放出來使其產(chǎn)生更多的創(chuàng)造性勞動。 現(xiàn)代模具制造和模具工業(yè)與傳統(tǒng)模具業(yè)比較起來有新的特點： 1.生產(chǎn)率高 現(xiàn)代模具生產(chǎn)率比傳統(tǒng)模具高的多，其主要原因是現(xiàn)代模具有多工位，多腔?；蚨喙δ?。例如，高生產(chǎn)率進級模有50多個2位，橡膠鞋模有18個2位。一套多功能模具除了沖壓成形外,還承擔裝配,鉚接等組裝任

15、務，可直接生產(chǎn)組合件。 2.精度高 現(xiàn)代模具要求精度比傳統(tǒng)模具高出一個數(shù)量級。工位級進模精沖模精密塑料模精度已達0.003mm甚至更高。一些高精度尤其是那些全拼嵌壽命長。長壽命模具是保證高沖壓設備實現(xiàn)高生產(chǎn)效率的基本條件，現(xiàn)代沖模壽命一般在500萬次以上。硬質(zhì)合金模具壽命可達2-6千萬次，注塑模40-60萬件，壓鑄模50-100萬件，而傳統(tǒng)模具壽命只有現(xiàn)代模具的1/5或1/10。 3.型腔形狀和模具結(jié)構(gòu)復雜 隨著人們對產(chǎn)品形狀，尺寸精度，及整體性生產(chǎn)率等要求的提高，以及許多新材料新工藝的廣泛應用，現(xiàn)代模具的型腔結(jié)構(gòu)更復雜。 綜合以上特征，我們可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代模具工業(yè)，以成為一種獨立的工業(yè)

16、體系。模具的標準化，專業(yè)化水平高，具備模具標準化和優(yōu)質(zhì)模具材料的生產(chǎn)與供應系統(tǒng)。另外技術人才和資本密集。模具以從傳統(tǒng)勞動密集型轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g密集型。人才密集型和資本密集型的產(chǎn)業(yè)。技術密集型體現(xiàn)在模具的CAD/CAM，而先進的設計手段和設備必然需要高素質(zhì)的專業(yè)人才，從而形成人才密集型。同時產(chǎn)業(yè)高也是現(xiàn)代模具的一個重要標志。但是要在模具生產(chǎn)中實現(xiàn)CIMS，還需經(jīng)過一段時間。但隨著CAD/CAM集成化技術的發(fā)展和廣泛應用，以及相關高新技術的發(fā)展，在不久的將來全盤化，自動化CIMS必將在模具生產(chǎn)中實現(xiàn)。使模具技術，及至整個人類模具技術實現(xiàn)新的飛越。 縱觀整個現(xiàn)代模具技術的發(fā)

17、展，我們可以看出模具制造技術總是向著高，新方向發(fā)展，并且伴隨有人工轉(zhuǎn)向自動化方向發(fā)展?？偠灾?，模具設計與制造將會徹底的擺脫主要依靠人工的生產(chǎn)方法，這樣才能使模具制造更合理化，結(jié)構(gòu)更簡化，精度更高，為將來各行業(yè)的發(fā)展提供新的活力。 第1章 緒論 1.1 模具行業(yè) 沒有高水平的模具就沒有高水平的產(chǎn)品。模具生產(chǎn)技術水平的高低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志，因為模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60～80%的零部件都要依靠模具成型。 1.2國內(nèi)外模具發(fā)展狀況及趨勢

18、 我國模具工業(yè)從起步到飛躍發(fā)展，歷經(jīng)了半個多世紀，近幾年來，我國模具技術有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。大型、精密、復雜、高效和長壽命模具又上了新臺階。按照中國模具工業(yè)協(xié)會的劃分,我國模具基本分為10大類，其中,沖壓模和塑料成型模兩大類占主要部分。目前,我國以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術已取得很大進步。幾大汽車模具廠由于采用了國際上先進的模具加工廠設備、制造技術和軟件,實現(xiàn)了CAD(計算機輔助設計)/CAE(計算機輔助實驗)/CAM(計算機輔助制造)一體化,提高了沖壓模具的設計開發(fā)和制造能力,縮短了模具的生產(chǎn)周期。國內(nèi)的模具企業(yè)也在充分抓住汽車工業(yè)所帶來的發(fā)展契機,加大設

19、備、產(chǎn)品、生產(chǎn)規(guī)模的升級步伐,積極開拓國內(nèi)外市場。 然而，我國模具制造技術與工業(yè)發(fā)達國家的差距還很大，沖壓模具CAD/CAE/CAM技術的開發(fā)手段比較落后、技術的普及率不高,應用不夠廣泛，僅有約10%的模具在設計中采用了CAD技術,距拋開繪圖板還有漫長的一段路要走；在應用CAE進行模具方案設計和分析計算方面,也才剛剛起步,在應用CAM技術制造模具方面,由于缺乏先進適用的制造裝備和工藝設備,只有5%左右的模具制造設備被應用于這項工作。精密加工設備在模具加工設備中所占比重較低,工藝設備落后,直接影響國產(chǎn)模具質(zhì)量的提高。 我國模具工業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)能力只能滿足需求量的60%左右,大部分模具廠的模具加工

20、設備陳舊,在役期長、精度差、效率低,還不能適應國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。生產(chǎn)沖壓模具的專用技術尚未成熟,大多仍還處于試驗摸索階段，如模具的表面涂層、表面熱處理技術、導向副潤滑技術、型腔傳感及潤滑技術、去應力技術、抗疲勞及防腐技術等未完全形成生產(chǎn)能力,走向商品化。一些關鍵、重要的技術缺少知識產(chǎn)權(quán)的保護。 模具標準件標準化程度及使用覆蓋率較低，在汽車制造業(yè)中被大量使用的模具是沖壓模。近5年來,汽車模具標準件的使用覆蓋率盡管有了較大增長,已從20世紀末的25%～30%提高到目前的45%左右。但這種增長距國際先進水平(一般在70%以上,中小模具在80%以上)差距還很大。這是汽車模具交貨期長,也是我國成為模

21、具進口大國的重要原因之一。 目前模具技術的發(fā)展趨勢 模具CAD/ CAE/ CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡化方向發(fā)展；模具檢測、加工設備向精密、高效和多功能方向發(fā)展；快速經(jīng)濟制模技術的廣泛應用；模具材料及表面處理技術的研究；模具研磨拋光將向自動化、智能化方向發(fā)展；模具標準件的應用將日漸廣泛；壓鑄模、擠壓模及粉末鍛模比例增加；模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式。 還有模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式，在成型工藝方面，主要是沖壓模具功能復合化，模具加工系統(tǒng)自動化等。另一方面，隨著先進制造技術的不斷發(fā)展和整體制造水平的提高,在模具行業(yè)提出新的設計、生產(chǎn)、管理理念與模式。主要有：適應模具單件生產(chǎn)

22、特點的柔性制造技術；創(chuàng)造最佳管理和效益的團隊精神；提高快速應變能力的并行工程、虛擬制造及全球敏捷制造、網(wǎng)絡制造等新的生產(chǎn)哲理；廣泛采用標準件通用件的分工協(xié)作生產(chǎn)模式；適應可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保要求的綠色設計與制造等。 1.3本次設計的主要方向、目的 沖壓工藝在機電產(chǎn)品制造行業(yè)中應用廣泛是眾目共睹的，而沖模是實現(xiàn)沖壓工藝的主要工藝裝備，在模具制造行業(yè)中占有重要的地位。 沖模技術的水平直接和生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量（尺寸公差和表面粗糙度等）、一次刃磨的壽命以及設計和制造模具的周期緊密相關。提高沖模技術水平有利于獲得優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、廉價的產(chǎn)品，技術經(jīng)濟效果顯著，深受制造行業(yè)的重視。沖壓—就是在室溫

23、下，利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。沖壓模具--在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模）。 沖壓加工的特點：由于冷沖壓加工具有上述突出的優(yōu)點，因此在批量生產(chǎn)中得到了廣泛的應用，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中占有十分重要的地位，是國防工業(yè)及民用工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的加工方法。沖壓成形加工必須具備相應的模具，而模具是技術密集型產(chǎn) 品，其制造屬單件小批量生產(chǎn)，具有難加工、精度高、技術要求高、生產(chǎn)成本高（約占產(chǎn)品成本的10%～30%）的特點。所以，只有在沖壓零件生產(chǎn)批量大

24、的情況下，沖壓成形加工的優(yōu)點才能充分體現(xiàn)，從而獲得好的經(jīng)濟效益。 第2章 制定止動墊片的工藝過程 2.1 設計任務書及產(chǎn)品圖 設計任務書及產(chǎn)品圖 一、課題名稱：止動墊片沖裁復合模模具設計二、設計主要技術參數(shù)（課題研究方向）：通過對止動墊片加工工藝的分析，制定工藝方案，并設計沖壓模具。三、課題要求、主要任務及數(shù)量指圖紙規(guī)格、張數(shù)，說明書字數(shù)等） 畢業(yè)設計說明書的字數(shù)應為0.5-0.8萬字。并需翻譯0.5-1萬印刷符（或譯出2000漢字）以上的有關技術資料（并附原文），內(nèi)容應盡量結(jié)合課題。 產(chǎn)品圖如下所示： 圖2-1止動

25、墊片零件圖 2.2分析零件的工藝性 分析零件的工藝性，止動墊片的形狀基本對稱、有和理的圓角過度，適合模具加工。圓角過渡可減少熱處理或沖壓時在尖角處開裂的現(xiàn)象。同時可防止尖角部位刃口的過度磨損。 2.3沖裁零件工藝方案的擬定 方案一：沖孔、沖裁及落料的連續(xù)沖裁。 方案二：沖孔、落料的一次復合沖裁。 采用方案一，生產(chǎn)率可以提高，但連續(xù)模制造難度大。對提高效益很不利。且工件累積誤差大。直接造成費品率大，加大生產(chǎn)成本。 采用方案二，可保證大批生產(chǎn)量生產(chǎn)，效率提高的同時復合沖裁尺寸精度級別高，避免了多次單工序沖裁定位誤差，并且采用方案二復合沖裁的過程中可以進行壓

26、料，沖裁件比較平整。經(jīng)濟原則，單工序模具加工的費用比復合模具昂貴?？杀ＷC工件尺寸的要求，也可以提高生產(chǎn)率。同時采用彈性壓料及頂件裝置，且操作比較安全。 安裝調(diào)整難易和成本高低原則：對于止動墊片來說采用復合沖裁比采用單單工序沖裁較為適宜，因為復合沖裁模具制造安裝調(diào)整容易且成本較低。 綜上所述，對于止動墊片來說選用方案二落料沖孔復合沖裁比較好。 模具結(jié)構(gòu)簡圖如下圖所示： 圖 2-2 模具結(jié)構(gòu)簡圖 2.4排樣形式和剪裁方法、材料利用率計算 零件輪廓尺寸為Ф96，考慮操作方便采用單排。由參考資料《冷沖壓工藝與模具

27、設計》查表2-14（P62）得側(cè)面b=2mm工件間隙a=2mm， 條料寬： b=96+2b=(96+4)mm=100mm 進距： h=96+a=(96+2)mm=98mm 選用板料規(guī)格為1.5mmx500mmx1500mm，采用橫排，剪切條料尺寸為100mmx1500mm。 條數(shù)： n1=500/100=5條 每條個數(shù)： n2=(1500-1.2)/98=15個余40.8mm 每板個數(shù)： n3=n1xn2=5x15=75個 沖片面積： S=πx 402+8 x 7.8 x 6=5396.15mm2 材料利用率：

28、 η=(75x5396.15/500x1500)x100% =53.96% 2.5計算沖壓力、選擇壓力機 已知工件材料：Q235鋼，材料厚度t=１．５mm裝置采用彈壓卸料裝置和上出件模具 查書本《冷沖壓工藝與模具設計》表2-5（P56）　K卸＝０．０５， K頂＝０．０６ 沖裁力：Ｆ= ＫＬｔτ＝１．３X３４７X１．５X３５０ =２３６．８３ＫＮ 卸料力：Ｆ卸=K卸Ｆ=０.０５x２３６．８３ =１１.８４ＫＮ 頂料力：Ｆ頂= K頂Ｆ=０.０６x２３６．８３ =１４.２１ＫＮ 沖孔力：Ｆ沖＝ＫＬｔτ＝１．３X２０

29、３．６４X１．５X３５０ ＝１３８．９８ＫＮ 則零件所需得沖壓力：Ｆ總＝Ｆ＋Ｆ沖＋Ｆ頂＋Ｆ卸＝２３６．８３＋１３８．９８＋１４．２１＋１１．８４＝４０１．８６ＫＮ 根據(jù)以上計算總力可選用630KN壓力機，選用ＪＢ２３-６３，公稱壓力630KN，滑塊行程１００，行程次數(shù)４０次/min，最大裝模高度４００mm，連桿調(diào)節(jié)長度８０mm，工作臺前后左右５７０*８６０，模柄孔尺寸直徑*深度50*70，電動機功率p=5.5KW。 2.6確定模具壓力中心 沖裁時沖裁力的合力作用點稱為壓力中心，在設計模具時，要求模具的模柄中心（一般情況下也是凹模的幾何中心）與壓力中心重合，對于要求不高或沖裁力

30、較小間隙較大的模具，壓力中心不允許超出模柄投影面積范圍，否則產(chǎn)生偏載，使模具導向部分偏斜，影響凸凹模間隙，加速模具磨損，降低制件質(zhì)量和模具壽命，造成嚴重后果。確定壓力中心就是為了合理的確定模具結(jié)構(gòu)。 求壓力中心的方法是：采用求空間平行力系的合力作用點。按比例畫出排樣圖,選定坐標系xOy。如圖2-3所示： 圖2-3 解析法解壓力中心圖 壓力中心的計算： 所以壓力中心（-19.34,6.4） 故模具壓力中心在模柄的投影范圍之內(nèi)，故符合要求。 16 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 第3章 止動墊片復合模結(jié)構(gòu)設計 3.1模具類型及結(jié)構(gòu)形式的確定

31、 根據(jù)對止動墊片的工藝分析，擬采用沖孔、落料復合模，這樣可以保證零件所要求的各項指標精度，工序次數(shù)少，生產(chǎn)率高，適于大批量生產(chǎn)。若采用自動送料，操作就更加安全。 在沖裁過程中，工件在接觸頂件塊是開始壓緊，沖裁結(jié)束后，這樣沖出的工件表面平整。沖孔廢料從壓力機工作臺孔中漏下，使模具周圍可以保持清潔。 采用彈性卸料裝置，在沖裁時可壓緊條料，提高沖裁件的斷面質(zhì)量。 上模采用剛性頂件裝置，可以使模具結(jié)構(gòu)緊湊，制造簡便，維修容易。廢料再滑塊到達上死點時推出，易采用自動接料裝置。 為了保證工件的高精度要求，采用I級精度要求的模架。 3.2繪制模具總裝配圖的步驟 3.2.1工件排樣圖

32、 如下所示 圖3-1 工件排樣圖 3.2.2工作零件 工件的外形凹模用整體式結(jié)構(gòu)直刃口形式。這種刃口不隨修模刃口增大。因此沖件精度高，刃口強度也較好。但是沖裁時磨損較大洞口磨損后會形成倒錐形，因此每次修磨的刃磨量大，總壽命低。沖裁時工件易大且孔內(nèi)積聚，嚴重時使凹模脹裂。 由《冷沖壓工藝與模具設計》公式（P69），凹模厚度H=Kb(>=15) 凹模壁厚C=(2～3)H，由零件尺寸知其中b =96。 查表《冷沖壓工藝與模具設計》2-21（P69）知 K=0.5 則凹模厚度： H=Kb

33、=0.25x96=24,取H=40mm 凹模壁厚： C=(2～3)H=2x20=40mm 凹模外徑： D外>=(96+2x40)=176mm 實際?。? D外=200mm,H=40mm. 凸凹模工作面的內(nèi)外緣均為刃口，內(nèi)外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸。因此從強度方面考慮其壁厚最小值應限制，凸凹模的最小壁厚與模具結(jié)構(gòu)有關，復合模結(jié)構(gòu)內(nèi)孔為直筒形刃口形式，且采用上卸料方式。 由工件知最小壁厚處為9.5mm查表3-6知勻許的最小壁厚為x其中(x-1.4)/(0.5-0.4)=(1.8-1.4)/(0.6-0.4)解x=1.5mm故凹

34、模壁厚滿足強度要求。 凸模選用圓形凸模，利于沖大孔或落料，以減少磨削面積。 結(jié)構(gòu)簡圖如下： 圖3-2凸模結(jié)構(gòu)簡圖 凸模強度校核：由于凸模直徑大，長度小，強度是足夠的，無需校核。 3.2.3定位零件 1)送料方向的控制采用結(jié)構(gòu)簡單制造方便的圓柱頭固定導料銷安裝在凸凹模固定板上，其圖見零件圖。 2)送料步距的控制，也采用和導料銷一樣的圓柱頭固定導料銷安裝在凸凹模固定板上。凹模上的固定擋料銷孔與刃口間的壁厚為10mm,大于允許的最小壁厚1.6mm，滿足強度要求。故所選擋料銷合適。 3）壓料、卸料及出件裝

35、置 上模頂件采用剛性頂件裝置，卸料板與凸凹模之間取間隙(0.1-0.5)t，在這里取0.2t=0.2x1.5=0.03mm 頂件塊結(jié)構(gòu)簡圖如下： 圖圖3-3頂件塊結(jié)構(gòu)簡圖 卸料板結(jié)構(gòu)簡圖如下： 圖3-4 卸料板結(jié)構(gòu)簡圖 圖3-4 卸料板結(jié)構(gòu)簡圖 3.2.4固定板、墊板 固定板如圖所示 圖3- 圖3-5 凹模固定板

36、結(jié)構(gòu)簡圖 墊板如圖所示 圖3-6 凹模墊板結(jié)構(gòu)簡圖 圖3-6 凹模墊板結(jié)構(gòu)簡圖 沖孔凸模與凹模用一個上固定板固定，凸凹模用一個下固定板固定為一體。為提高下模座對沖孔凸模的承載能力，在下模座上加一個墊板。 3.2.5導向、固定、緊固及其它零件 采用后側(cè)導柱，導套方向，可從兩個方向送料，操作方便，也便于模具的凸凹模在不卸下的情況下刃磨刃口。 根據(jù)凹模的最大輪廓尺寸直徑為200mm，從GB2855.5-81、GB2855.6-81中選用上下模座。

37、 根據(jù)各零件的尺寸合理布局螺釘，圓柱銷的位置。從GB70-76和GB119-76中選用適當?shù)囊?guī)格與尺寸，詳見明細表。 3.3繪制零件圖 1)凸凹模尺寸計算：由《冷沖壓工藝與模設計》（表2-2 (P51)）凸凹模間隙Zmin=0. 21 Zmax=0. 30 對于沖外部性狀的凸、凹模分開加工，則： 查表2-3（P52）得x=0.5；查表2-4（P53）得δp=-0.025,δd=+0.035 dp=(96+0.50.30) Zmin=0.025 Zmax=0.035根據(jù)產(chǎn)品要求直徑為96上偏差為0,，下偏差為0.035屬于七級精度。則模具制造采用四級精度，凹模制造公

38、差取+0.01mm。 直徑61上偏差為 +0.046下偏差為0，屬于八級精度同樣采用四級精度內(nèi)形沖孔凸模制造公差取-0.008mm。 制造方法采用配做，故有如下計算及結(jié)果。 外形落料 D凹=（Dmax-X）（為系數(shù)） D凹=（Dmax-X） =（96-1x0.035） =95.965 凸凹模按凹模間隙取0.025配作 D凸=（D凹-Zmin） =（Dmax-X-Zmin） =（95.965-0.025） =95.94 內(nèi)形沖孔 d凸=（dmin+X） =（61+1x0.046） =61.

39、046 以上凹模按凸模間隙取0.025間隙配作。 d凸凹=（d凸+Zmin） =（61.046+0.025） =61.071 槽形尺寸及公差均屬自由公差14級故可根據(jù)實際情況，先確定凸模尺寸，后根據(jù)凸模尺寸取間隙0.03間隙配作。 查表知復合模卸料板頂件塊推件塊與凸凹模間隙?。?.1-0.2）t=（0.1-0.2）mm。 3.4導柱導套選擇 導柱和導套一般采用過盈配合H7/r6分別壓入下模座和上模座的安裝孔中。導柱、導套之間采用間隙配合，其配合尺寸必須小于沖裁間隙。 導柱、導套一般選用20鋼制造。為了增加表面硬度和耐磨性，應進

40、行表面滲碳處理，滲碳后的淬火硬度為58~62HRC。 3.5模座選擇 模座一般分為上、下模座，其形狀基本相似。上、下模座的作用是直接或間接地安裝沖模的所有零件，分別與壓力機滑塊和工作臺連接，傳遞壓力。因此，必須十分重視上、下模座的強度和剛度。模座因強度不足會產(chǎn)生破壞；如果剛度不足，工作時會產(chǎn)生較大的彈性變形，導致模具的工作零件和導向零件迅速磨損，這是常見的卻又往往不為人們所重視的現(xiàn)象。 在選用和設計時應注意如下幾點： (1）盡量選用標準模架，而標準模架的型式和規(guī)格就決定了上、下模座的型式和規(guī)格。如果需要自行設計模座，則圓形模座的直徑應比凹模板直徑大30~70mm，矩形模座的長度應比

41、凹模板長度大40~70mm，其寬度可以略大或等于凹模板的寬度。模座的厚度可參照標準模座確定，一般為凹模板厚度的1.0~1.5倍，以保證有足夠的強度和剛度。對于大型非標準模座，還必須根據(jù)實際需要，按鑄件工藝性要求和鑄件結(jié)構(gòu)設計規(guī)范進行設計。 (2）所選用或設計的模座必須與所選壓力機的工作臺和滑塊的有關尺寸相適應，并進行必要的校核。比如，下模座的最小輪廓尺寸，應比壓力機工作臺上漏料孔的尺寸每邊至少要大40~50mm。 (3）模座材料一般選用HT200、HT250，也可選用Q235、Q255結(jié)構(gòu)鋼，對于大型精密模具的模座選用鑄鋼ZG35、ZG45。 (4）模座的上、下表面的平行度應達到要求，平

42、行度公差一般為4級。 (5）上、下模座的導套、導柱安裝孔中心距必須一致，精度一般要求在0.02mm以下；模座的導柱、導套安裝孔的軸線應與模座的上、下平面垂直，安裝滑動式導柱和導套時，垂直度公差一般為4級。 (6）模座的上、下表面粗糙度為Ra1.6 ~0.8μm，在保證平行度的前提下，可允許降低為Ra3.2~1.6μm。 3.6螺釘、銷釘?shù)倪x用 螺釘用于固定零件，而銷釘則起定位作用，螺釘要盡量在被固定件的外形輪廓附近均勻分布，銷釘要盡量對角分布。螺釘和銷釘都是標準件，設計模具時按標準件選用即可。本設計中螺釘全部用內(nèi)六角頭螺釘，銷釘全部為圓柱銷釘。

43、 第4章 模具加工技術要求 設計模具時，應根據(jù)模具零件的功能和固定方式及配合要求的不同，合理選用其公差配合、形位公差及表面粗糙度。否則，將不僅直接影響模具的正常工作和沖壓件的質(zhì)量，而且也影響模具的使用壽命和制造成本。 4.1表面粗糙度及標準 為了較少金屬流經(jīng)模腔的阻力，降低摩擦和避免發(fā)生粘滯現(xiàn)象，模具表面必須非常光潔，并應對整個模腔進行仔細研究。 表4-1 模具零件粗糙度 粗糙度 使用范圍 配合面 零件部件 Ra0.2 1.拋光的成形面及表面 2.精密配合的滑動面 凸模成形端部，工作面圓角，導柱導套滑動面 Ra0.4 1.凸模 2

44、.凹模 工作表面，行腔表面、圓角，高精密導柱和導套的壓入面 Ra0.8 1.零件的固定和支撐表面 凹模夾持固定，尾部端面和非工作不分；凹模的外表面和上下表面；墊板和墊塊平面；凹模支承的斷面及外表面 2.工作部分滑動表面 頂料桿與凹模；環(huán)形頂出器與凸模和凹模一般精度的導柱、導套的滑動表面 3. 密合表面 橫向分割凹模的接觸面 4. 導向表面 凸凹模自身導向的滑動面 5. 過盈配合和過度配合的緊固表面 凸模與固定套，組合凹模的壓配合面 Ra1.6 一般配合部位非配合的滑動表面支承面 模柄表面、銷孔、頂桿、打料桿的滑動面，模板，模低平面 4.2加工精度 4.

45、2.1尺寸偏差 1、凸、凹模有效部位工作尺寸的極限偏差，按GB1804-79規(guī)定的IT7級，孔尺寸為，軸尺寸為，長度尺寸為。 2、模具中配合部位的尺寸，采取基孔制。工作及導向部分，采用七級精度的第一種間隙配合；滑動部分；緊固部分。 3、安裝尺寸應與機器尺寸規(guī)格相吻合，除模柄按與壓力機滑塊的模柄孔配合外，其余輪廓尺寸的極限偏差，按GB1804-79規(guī)定的IT14。 4、模具零件未注明公差要求的自由尺寸的極限配合，按GB1804-79規(guī)定的IT14級，孔，軸，長。 5、未注鑄造圓角為R2～R5。 4.2.2形位公差 形位公差應用符號標注在圖形上，也可在技術要求中用文字說明。

46、 1、凸模，凹模，頂料桿和環(huán)形卸料器等工作零件，標注同軸度、垂直度和平行度要求。 2、非圓形軸對稱工作零件，標注對稱度要求。 3、導柱、導套標注圓柱度、直線度和圓跳動度等。 4、模板和模座平面，墊塊和墊板平面，支承平面，標注平行度要求。 5、模板和模座上的導套和導柱孔，標注同軸度和垂直度要求。 4.2.3配合要求 模具零件的公差配合分為過盈配合、過渡配合及間隙配合三種。過盈配合用于模具工作時其零件之間沒有相對運動且又不經(jīng)常拆裝的零件，如導柱、導套與模板的配合；過渡配合用于模具工作時其零件之間沒有相對運動但需要經(jīng)常拆裝的零件，如壓入式凸模與固定板的配合；間隙配合用于模具工作時需

47、要相對運動的零件，如導柱與導套之間的配合等。模具中常用零件的公差配合要求見下表4-2。 表4-2 模具零件的公差配合 序號 配合零件名稱 配合要求 序號 配合零件名稱 配合要求 1 導柱、導套分別與模板 H7/r6 7 固定擋料銷與凹模 H7/h6 H7/h6 2 導柱與導套 H7/h6 H6/h5 8 活動擋料銷與卸料板 H9/h8 H9/h9 3 導板與凸模 H7/h6 9 初始擋料銷與導料 9/f8 4 壓入式模柄與上模板 H7/m6 10 側(cè)壓板與導料板（導尺） H8/f9

48、 結(jié)　論 畢業(yè)設計是?？茖W習階段一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的機會，通過這次比較完整的止動墊片沖孔、落料復合模模具的設計、計算，使我對沖裁模的設計流程有了更深一層的了解，我擺脫了單純的理論知識學習狀態(tài)，和實際設計的結(jié)合鍛煉了我的綜合運用所學的專業(yè)基礎知識，解決實際工程問題的能力，同時也提高我查閱文獻資料、設計手冊、設計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對整體的掌控，以及對細節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富。這是我們都希望的也正是我們進行畢業(yè)設計的目的所在。 在設計過程中，解決了沖裁方案的確定、模具結(jié)構(gòu)選擇、主要零部

49、件的設計、壓力機型號的選擇與校核、定位方案的確定、卸料方式的確定、模架的確定、標準零件的選擇、模具的裝配方法及調(diào)試等一系列的計算，并通過CAD繪圖把我設計的內(nèi)容變?yōu)閳D紙，特別是解決了凸凹模設計和標準件的查找問題。在計算方面，有些數(shù)據(jù)、尺寸是一點也馬虎不得，只要一個數(shù)據(jù)有誤，就得全部改動，使設計難度大大的增加。我感覺要完成這次設計不僅要有扎實的專業(yè)知識，還要有過硬的計算機基礎做保障，方能很好的完成這次設計。由于我們實際經(jīng)驗的缺乏，還有很多具體性的問題存在，所以，我們今后的學習中不僅要學好應該所學的，還要盡可能多的去拓展我們在其它方面的領域，只有這樣，我們才能在未來的制造及其它行業(yè)中立于不敗之地。

50、 今后我更會關注新技術新設備新工藝的出現(xiàn)，并爭取盡快的掌握這些先進的知識，更好的為祖國的快速發(fā)展服務。 29 謝 辭 本次畢業(yè)設計受到了院系各級領導的高度重視，得到了全校教師的大力支持與幫助。在此，我衷心的向你們道一聲：你們辛苦了。 通過畢業(yè)設計，是對我們?nèi)陙硭鶎W知識的綜合的檢測，更是一個對所學知識的回顧及綜合復習的過程；對機械制圖、工程材料、機械設計、模具設計等過程等都有了更進一步的認識。 感謝院系領導給了我足夠時間來完成整套模具設計，在設計過程中，得到了老師和同學的幫助與指導，在此表示感謝；也對做相關題目的同學的資助表示感謝，感謝他們在模具設計過程中對我的幫助和指導，尤其

51、對擔任本次設計的指導老師朱春熙老師表示深深敬意，在設計過程中遇到一些困難，在朱老師的幫助下我才順利的完成了該沖壓模具的設計，他對我設計過程中出現(xiàn)的疏忽與不足之處提出批評與修改建議，使我的設計的模具最終更加的完善。 這次設計我深知有很多不足，在此懇請大家給予指導。 31 參考文獻 [1] 《沖模設計手冊》 模具手冊之四 機械工業(yè)出版社，2002 [2] 《中國模具設計大典》（3）中國機械工程學會、中國模具設計大典編委會　江西科學技術出版社 [3] 《冷沖壓工藝與模具設計》　陳劍鶴主編　機械工業(yè)出版社 [4] 《機械制圖》（第三版） 劉小年 陳婷主編 機械工業(yè)出版社

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