2646 防塵墊圈沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)2

2646 防塵墊圈沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)2,防塵,墊圈,沖壓,成形,工藝,模具設(shè)計(jì) 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 1 -1.緒 論目前，我國(guó)沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我?guó)在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國(guó)模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1.1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀我國(guó)模具近年來(lái)發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003 年我國(guó)模具生產(chǎn)廠(chǎng)點(diǎn)約有 2 萬(wàn)多家，從業(yè)人員約 50 多萬(wàn)人，2004 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢(shì)頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿(mǎn)，2004 年模具產(chǎn)值 530 億元。進(jìn)口模具 18.13 億 美元，出口模具 4.91 億美元，分別比 2003 年增長(zhǎng)18%、32.4%和 45.9%。進(jìn)出口之比 2004 年為 3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá) 13.2 億美元，為凈進(jìn)口量較大的國(guó)家。在 2 萬(wàn)多家生產(chǎn)廠(chǎng)點(diǎn)中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過(guò)億元的模具企業(yè)只有 20 多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。近年來(lái)， 模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 2 -專(zhuān)業(yè)模具廠(chǎng)數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；國(guó)企股份制改造步伐加快等。雖然說(shuō)我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國(guó)尚存在以下幾方面的不足:第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來(lái)發(fā)展較快，國(guó)企改革也在進(jìn)行之中，但總體來(lái)看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再加上國(guó)內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 第二，開(kāi)發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬(wàn)美元，國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是15～20 萬(wàn)美元，有的高達(dá) 25～30 萬(wàn)美元，與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過(guò)去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來(lái)看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和 CAD/CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問(wèn)題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低，帶來(lái)中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過(guò)高等問(wèn)題。河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 3 -第四，專(zhuān)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長(zhǎng)期以來(lái)受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)水平低，專(zhuān)業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國(guó)內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占 45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國(guó)際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，對(duì)模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比，無(wú)論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。1.1.2　國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)的模具工業(yè)和技術(shù)在過(guò)去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來(lái)的十年，中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1） 模具日趨大型化； 2）在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)； 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)； 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 4 -4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)； 5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率； 6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)； 7）模具的精度將越來(lái)越高； 8）模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化； 9）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程； 10）開(kāi)發(fā)新的成形工藝和模具。1.2　國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車(chē)、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無(wú)法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并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。近幾年，全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為 600～650 億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 5 -國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到 50%以上；國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是"大而專(zhuān)"、"大而精"。2004 年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，從德國(guó)工、模具行業(yè)組織--德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國(guó)有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá) 48 億歐元。其中（VDMA）會(huì)員模具企業(yè)有 90 家，這 90 家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國(guó)模具產(chǎn)值的 90%，可見(jiàn)其規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬(wàn)美元左右，而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多 15～20 萬(wàn)美元，有的達(dá)到 25～30 萬(wàn)美元。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70%以上，而我國(guó)才達(dá)到 45％．河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 6 -2、設(shè)計(jì)依據(jù)、原始數(shù)據(jù)圖 1-1 空調(diào)機(jī)墊片零件圖空調(diào)機(jī)墊片，材料：45 號(hào)鋼，厚度 3mm，生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)。河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 7 -3、零件沖壓加工工藝分析沖裁件的工藝性是指沖裁件對(duì)沖裁工藝的適應(yīng)性。一般情況下，對(duì)沖裁件工藝性影響最大的是幾何形狀、尺寸和精度要求。良好的沖裁工藝性應(yīng)能滿(mǎn)足材料較省、工序較少、模具加工較易、壽命較高、操作方便及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等要求。1、沖裁件結(jié)構(gòu)工藝性（1）沖裁件孔的最小尺寸 模具凸模的強(qiáng)度受沖裁件上孔的尺寸的影響，所以沖裁件上的孔不能太小，查《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 》表 2-2，沖裁空調(diào)機(jī)墊片時(shí)，沖孔的最小尺寸為 1.3t=0.39mm，該零件的孔遠(yuǎn)比0.39mm 大，所以凸模的強(qiáng)度不受沖裁件上孔的尺寸的影響。（2）最小孔距、孔邊距 沖裁件的孔與孔、孔與邊緣之間的距離 a(見(jiàn)圖2-1)不能太小，否則模具強(qiáng)度不夠或使沖裁件變形，一般 a≥2t，但是不得小于 3～4mm。該零件最小孔邊距 a=75.50mm>2t=6mm。因?yàn)槟＞邚?qiáng)度足夠，故不用分開(kāi)沖小孔。圖 2-15.0河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 8 -2、沖裁件的精度和斷面粗糙度（1）精度 零件圖 1-1 所示防塵墊圈零件其外形相對(duì)比較簡(jiǎn)單，形狀規(guī)則，適合沖裁加工。但零件尺寸公差要求較高，按 IT14 級(jí)選取，利用普通沖裁方式可達(dá)到圖樣要求。查《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 》表 2-3，該沖裁件內(nèi)形尺寸公差為 0.20mm，外形尺寸公差為 0.40mm；表 2-4，孔中心距公差為±0.25（2）斷面粗糙度 查《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》表 2-5，材料厚度 t=3mm，得斷面粗糙度=25 m。aR?河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 9 -4、確定零件沖壓工藝方案該零件的外形簡(jiǎn)單，形狀規(guī)則，材料為 45 鋼板，厚度t=3mm， =600MPa。由于生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)。而且成型工藝只有沖孔b?和落料兩個(gè)工序，所以設(shè)計(jì)關(guān)鍵是設(shè)計(jì)模具工作零件的結(jié)構(gòu)，保證模具使用壽命。1、方案比較方案一：采用單工序模，對(duì)于該零件，沖模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造周期短，價(jià)格低，而且通用性好，比較容易在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但是壓力機(jī)一次行程內(nèi)只能完成一個(gè)工序，生產(chǎn)效率不太高。方案二：采用復(fù)合模，壓力機(jī)一次行程內(nèi)可以完成兩個(gè)或者兩個(gè)以上工序，生產(chǎn)效率高，適合大批量零件生產(chǎn)，沖件精度較高，不受送料誤差影響，內(nèi)外形相對(duì)位置一致性好，適宜沖薄料，但是很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，只能實(shí)現(xiàn)部分自動(dòng)化，而且制造復(fù)雜性和價(jià)格都比單工序模高。方案三：采用級(jí)進(jìn)模，壓力機(jī)一次行程內(nèi)可以完成多個(gè)工序，生產(chǎn)效率高，沖件精度高，適合中小型零件的大批量零件生產(chǎn)，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，較難保證內(nèi)外形相對(duì)位置一致性。模具強(qiáng)度高，耐磨性能要好，級(jí)進(jìn)模制造復(fù)雜性和價(jià)格要比復(fù)合模低。 2、確定方案比較以上方案，決定采用復(fù)合模沖裁該零件，由于生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，而且具有操作方便、安全制造方便，維修容易等特點(diǎn)，模具強(qiáng)度較河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 10 -高，壽命較長(zhǎng)。采用側(cè)刃定距保證定位.該零件屬于小型零件，而且產(chǎn)量是大批量生產(chǎn)。從模具的制造復(fù)雜性和價(jià)格還有生產(chǎn)效率等方面考慮，所以決定采用復(fù)合模沖裁該零件。河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 11 -5、排樣設(shè)計(jì)1、導(dǎo)正孔利用中間的孔作為導(dǎo)正孔2、確定條料的寬度條料寬度的確定原則是：最小條料寬度要保證沖裁時(shí)工件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時(shí)順利地在導(dǎo)料板之間送進(jìn)，并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙。因此，在確定條料寬度時(shí)必須考慮到模具的結(jié)構(gòu)中是否采用側(cè)壓裝置和側(cè)刃，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行計(jì)算。因?yàn)榇思?jí)進(jìn)?？紤]采用的是自動(dòng)送料方式，所以設(shè)計(jì)時(shí)采用側(cè)刃裝置，和采用側(cè)壓裝置，所以計(jì)算條料寬度時(shí)，無(wú)按以下式計(jì)算： B=〔D+2 +nb〕 (mm)a0??式中： B 為條料寬度的基本尺寸；D 為條料寬度方向零件輪廓的最大尺寸(mm)條料下料剪切公差(mm) ，?查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表 2.5.3。得 =0.9mm， =0.5mm。cB=〔114+2x2.5+1〕 (mm)=120 (mm)。09.?09.?3、 排樣的方式根據(jù)以上分析，排樣圖見(jiàn)圖 4-4 所示。河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 12 -圖 4-44、 材料的經(jīng)濟(jì)利用 沖壓件大批量生產(chǎn)成本中，毛坯材料費(fèi)用占 60%以上，排樣的目的就在于合理利用原材料。衡量排樣經(jīng)濟(jì)性、合理性的指標(biāo)是材料的利用率。 其計(jì)算公式如下：一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率 = X100% = X100% ?Ｆ ０Ｆ ??Ａ ＢＦ河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 13 -式中 F 為工件的實(shí)際面積；為所用材料面積，包括工件面積與廢料面積；Ｆ ０A 為送料進(jìn)距； B 條料寬度。得 = X100% = =46.3%???Ａ ＢＦ ??36520479?所以一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率為 46.3%河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 14 -6、沖裁工藝力的計(jì)算1、沖裁力計(jì)算沖裁力的目的是為了合理地選擇壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具，壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的要求。沖裁力的大小主要與材料力學(xué)性能、厚度及沖裁件分離的輪廓長(zhǎng)度有關(guān)。平刃口模具沖裁時(shí)，沖裁力 F（N）可按下式進(jìn)行計(jì)算FKLt??式中 L—沖裁件周邊長(zhǎng)度（mm） ；t —材料厚度（mm） ；—材料抗剪強(qiáng)度（M Pa） ；?K—系數(shù)。 （考慮到模具刃口的磨損，模具間隙的波動(dòng)，材料力學(xué)性能的變化及材料厚度偏差等因素，一般取 K=1.3）一般情況下，材料的 ，為計(jì)算方便，也可用下式計(jì)算沖裁力1.3b???F（N） bLt式中 —材料的抗拉強(qiáng)度（ MPa） 。b此制件所需的沖裁力 由沖孔力、落料力兩部分組成。沖查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表 8-1 得 =600 M Pab?= （ ）F??bL321?=2mm*600MPa*(357.96mm+329.07mm+517.47mm)=216.81kN所以此制件所需的沖裁力 =216.81kN。F河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 15 -2、卸料力 、推件力 和頂件力的計(jì)算F卸 推當(dāng)上模完成一次沖裁后，沖入凹模內(nèi)的制件或廢料因彈性擴(kuò)張而梗塞在凹模內(nèi)，模面上的材料因彈性收縮而會(huì)緊箍在凸模上。為了使沖裁工作連續(xù)，操作方便，必須將套在凸模上的材料刮下，將梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料向下推出或向上頂出。從凸模上刮下材料所需的力，稱(chēng)為卸料力；從凹模內(nèi)向下推出制件或廢料所需的力，稱(chēng)為推料力。從凹模內(nèi)向上頂出制件所需的力，稱(chēng)頂件力。如圖 4-5 所示。圖 4-5 工藝力示意圖、 、 是由壓力機(jī)和模具的卸料、推料、頂件裝置獲得的。影F卸 推 頂響這些力的因素主要有材料的力學(xué)性能、材料厚度、模具間隙、凸、凹模表面粗糙度、零件形狀和尺寸以及潤(rùn)滑情況等。要準(zhǔn)確計(jì)算這些力是困難的，實(shí)際生產(chǎn)中常用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算=卸F沖卸K=推 沖推n=頂 沖頂式中 ----沖裁力（k N）沖F—系數(shù)，查《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》表 2-20 得，K卸 推、河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 16 -卸料力、推件力和頂件力系數(shù)， =0.035， =0.040；K卸 推—梗塞在凹模直壁內(nèi)的制件或廢料數(shù)量，n=h/t。查表 2-22，取nh=9，得 =3。= =0.035*216.81kN=7.59kN卸F沖卸K= =3*0.040*216.81kN=3.22kN推 沖推n所以此制件所需的卸料力、推件力和頂件力分別為 7.59 k N、3.22kN。3、沖壓設(shè)備的選擇（1） 、壓力機(jī)的噸位應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥跊_裁時(shí)的總力。≥壓F總式中 為所選壓力機(jī)的噸位。壓為沖裁時(shí)的總力?？倹_壓力 的計(jì)算總= + + 總F沖 卸 推F=216.81kN+7.59kN+3.22kN=227.62kN查《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》表 8-10 得，完成該制件所需的沖壓力為 250kN。（2） 初步選擇壓力機(jī) 由《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》表 8-10 查得，選壓力機(jī)為開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)，型號(hào)為 J23-25，其參數(shù)如表 1-1 所示。河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 17 -表 1-1型號(hào) J23-25公稱(chēng)壓力/kN 250滑塊行程/㎜ 65滑塊行程次數(shù)/（次/min） 55最大封閉高度/㎜ 270封閉高度調(diào)節(jié)量/㎜ 55滑塊中心線(xiàn)至床身距離/㎜ 200床身兩立柱間距離/㎜ 270前后 370工作臺(tái)尺寸/㎜左右 560前后 200左右 290工作臺(tái)孔尺寸/㎜直徑 260厚度 50墊板尺寸/㎜直徑直徑 40模柄孔尺寸/㎜深度 60前后滑塊底面尺寸/㎜左右最大傾斜角度/（°） 30河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 18 -4、模具壓力中心的確定沖裁力合力的作用點(diǎn)稱(chēng)為沖模壓力中心。為了保證壓力機(jī)和沖模正常平穩(wěn)的工作，必須使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊中心重合。該零件壓力中心分析圖如圖 4-6 所示。圖 4-6 壓力中心分析圖按下列公式求壓力中心的坐標(biāo)值（ ， ）：xoy0Lxno???21yno21得73.462.519806.2914.75.96.1*7*0325*6.37 ???xo河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 19 -取整數(shù)為 437。 。0?yo7、零件沖壓工藝計(jì)算1、凸、凹模間隙值的確定凸、凹模間隙對(duì)沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度、模具壽命以及沖裁力、卸料力、推件力等有較大影響，所以必須選擇合理的間隙。沖裁間隙數(shù)值主要按制件質(zhì)量要求，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值來(lái)選用。查《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》表 2-9，該沖裁件為 45 鋼板，板料厚度為 3mm，故沖裁模初始雙邊間隙=0.27mm， =0.33mm。minzmaxz2、凸、凹模刃口尺寸的確定1、確定凸、凹模刃口尺寸的原則：a、落料模先確定凹模刃口尺寸，其標(biāo)稱(chēng)尺寸應(yīng)取接近或等于制件的最小極限尺寸，以保證凹模磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格制件，凸模刃口的標(biāo)稱(chēng)尺寸應(yīng)比凹模小一個(gè)最小合理間隙。b、沖孔模先確定凸模刃口尺寸，其標(biāo)稱(chēng)尺寸應(yīng)取接近或等于制件的最大極限尺寸，以保證凸模磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格的孔。凹模刃口的標(biāo)稱(chēng)尺寸應(yīng)比凸模大一個(gè)最小合理間隙。c、選擇模具刃口制造公差時(shí)，要考慮工件精度與模具精度的關(guān)系，既要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較工件精度高 2～3 級(jí)。工件尺寸公差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差，所謂“入體”原則是指標(biāo)注工件尺寸公差時(shí)應(yīng)向材料實(shí)體方向單向標(biāo)注，即：落料河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 20 -件上偏差為零，下偏差為負(fù)；沖孔件上偏差為零，下偏差為負(fù)。2、凸、凹模配合加工時(shí)的工作部分尺寸對(duì)于沖裁復(fù)雜形狀沖件的模具或薄板零件的模具，為了保證沖裁凸、凹模間有一定的間隙值，其凸、凹模常采用配合加工方法。凸、凹模工作部分尺寸計(jì)算：其落料件按凹模磨損后尺寸增大、減小和不變的規(guī)律三種；沖孔件按凸模磨損后尺寸增大、減小和不變的規(guī)律三種。計(jì)算公式見(jiàn)《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》表 2-14。第一類(lèi)尺寸：落料凹模或沖孔凸模磨損后尺寸將會(huì)增大，計(jì)算公式為：=( -x△) Ajmax??25.0第二類(lèi)尺寸：落料凹?；驔_孔凸模磨損后尺寸將會(huì)減小，計(jì)算公式為：=( +x△) Bjin025.??第三類(lèi)尺寸：凹?；蛲鼓Ｄp后尺寸基本不變，計(jì)算公式為：=( +0.5△) ±Cjmin1.式中 △為零件的公差(mm)；因沖裁件尺寸公差要求較高，精度按IT11 選取。X 為磨損系數(shù)，其值在 0.5～1 之間，按表 2-13 選取。該零件精度為 IT11，故 x=0.75（1）設(shè)計(jì)凸模、凹模的刃口尺寸沖裁該空調(diào)機(jī)墊片零件用級(jí)進(jìn)模來(lái)完成，工序分為三步，所以有三對(duì)凸、凹模，三對(duì)凸、凹模都采用配合加工的方法來(lái)制造。第一對(duì)凸、凹模的圖形如圖 4-1 所示：空調(diào)機(jī)墊片零件的基本尺寸 凹模刃口尺寸 凸模刃口尺寸圖 4-1河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 21 -第一步工序?yàn)闆_孔，選凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件，只需計(jì)算凸模刃口尺寸及制造公差，凹模刃口尺寸由凸模的實(shí)際尺寸按間隙要求配做。由《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》表 2-8 查得，沖裁模初始雙邊間隙=0.270mm， =0.330mm。由表 2-12 查得：尺寸為 60mm 時(shí)，minzmaxz=0.020mm; 尺寸為 13.1mm 時(shí), =0.020mm。由表 2-13 查得：?p ?pX=0.75。根據(jù)第二類(lèi)尺寸， =( +x△) ，又工件的公差△=0.1，故沖孔Bjmin025.??凸模的基本尺寸計(jì)算如下：1= (60+0.75x0.1) mm=60.08 mma025.?025.?b1=(13.1+0.75x0.1) mm=13.18 mm. .沖孔凸、凹模的尺寸如圖 4-2 所示。沖孔凹模的尺寸（按凹模實(shí)際尺寸配做， 沖孔凸模的尺寸河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 22 -保證雙面間隙值為 0.270～0.330mm） 圖 4-2第二對(duì)凸、凹模的圖形如圖 4-3 所示：空調(diào)機(jī)墊片零件的基本尺寸 凹模刃口尺寸 凸模刃口尺寸圖 4-3第二步工序?yàn)闆_孔，選凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件，只需計(jì)算凸模刃口尺寸及制造公差，凹模刃口尺寸由凸模的實(shí)際尺寸按間隙要求配做。其計(jì)算同上，A2=B1， 2= b1 a（2） 、計(jì)算凹模外形尺寸：凹模厚度：按公式 H=Kb(≥15mm)凹模壁厚：按公式 C=（1.5～2）H(≥30mm)式中 b 為沖裁件的最大外形尺寸；b=114mm。K 為系數(shù)，考慮板料厚度的影響，查表 2-24，得 K=0.24。河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 23 -則 H=Kb=0.24*114=27.36mm但考慮到要增加凹模強(qiáng)度來(lái)提高模具壽命，所以凹模的厚度要適當(dāng)增加，故取 30mm。C=（1.5～2）H=45～60mm根據(jù)零件尺寸即可以估算凹模的外形尺寸；長(zhǎng)度 X 寬度為 500mmX315mm。（3） 、凸模固定板的厚度：厚度一般取凹模厚度的 0.6～0.8 倍。H1=0.8H=0.8X30mm=24mm。（4） 、卸料板的厚度：厚度一般取凹模厚度的 0.8～1.0 倍。H2=0.8H=0.8X30mm=24mm。（5） 、凸模墊板的采用和厚度：是否采用墊板，以凸模的承壓面進(jìn)行計(jì)算，按以下公式計(jì)算：=?AF式中 F 為沖裁力。A 為凸模的承壓面（按最小的凸模的承壓面計(jì)算） 。則 = = =100.6MPa。?215680N查《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》表 2-39 得鑄鐵模板的[ ]為 90～140MPa。?p在 之間，為了安全起見(jiàn)，因此須采用墊板，墊板厚度取 8mm。?p（6） 、橡膠彈性體自由高度：根據(jù)零件材料厚度為 3mm，沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模深度取 1mm， ， ，彈簧的自由高度 =60mm。h自 由（7） 、計(jì)算凸模外形尺寸：河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 24 -凸模形長(zhǎng)度 L=24+21+24-1=68mm，考慮模具維修時(shí)刃磨留量 2mm，三個(gè)凸模的長(zhǎng)度一樣都為取 70mm。凸模長(zhǎng)度確定后一般不需要作強(qiáng)度核算。8） 、模具總體設(shè)計(jì) 有了上述各步計(jì)算所得的數(shù)據(jù)及確定方案便可以對(duì)模具進(jìn)行總體設(shè)計(jì)并畫(huà)出草圖，如-圖 4-6 所示。從結(jié)構(gòu)圖初算出閉合高度：=（60+8+70+30+75-1）=242mmH模根據(jù)凹模的外形尺寸，確定下模板的外形尺寸為 500mmX315mm。9） 、模具的主要零部件的設(shè)計(jì) 本模具是采用自動(dòng)送料的級(jí)進(jìn)模，三個(gè)凸模用固定板固定，凹?？芍苯佑寐葆斉c圓柱銷(xiāo)固定而且在橫向的定位上增設(shè)一個(gè)定位銷(xiāo)。卸料裝置采用彈性的，導(dǎo)向裝置采用導(dǎo)柱導(dǎo)套，定位零件用側(cè)刃定位和自動(dòng)送料，用始用擋料銷(xiāo)作首次定位條料，模柄用浮動(dòng)模柄。10)、選定設(shè)備 此模具的總沖壓力： =227.62kNF總閉合高度： =242mmH模外廓尺寸： 500mmX315mm。選 J23-25 壓力機(jī)，根據(jù)所要的總沖壓力 =227.62kN總F來(lái)看，要用 250kN 的壓力機(jī)。此壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)規(guī)格為：最大沖壓力 250kN滑塊行程 65mm連桿調(diào)節(jié)量 55mm 最大裝模高度 270mm 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 25 -工作臺(tái)尺寸 370mmX560mm因此根據(jù)沖壓力、閉合高度、外廓尺寸等數(shù)據(jù)，所以選擇 J23-25 壓力機(jī)是合適的。結(jié)論畢業(yè)設(shè)計(jì)作為三年大學(xué)學(xué)習(xí)中極為重要的一部分，是衡量一個(gè)學(xué)生專(zhuān)業(yè)課水平的重要標(biāo)志。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們所學(xué)課程的一次系統(tǒng)而深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練，也是我們步入工作前的一次檢驗(yàn)。就我個(gè)人而言，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我學(xué)習(xí)到了許多知識(shí)，對(duì)模具的設(shè)計(jì)與制造有了極為深刻的認(rèn)識(shí)，是一次由理論向?qū)嵺`的飛躍，回顧一個(gè)多月的設(shè)計(jì)生活，讓我感慨頗深，主要體會(huì)有以下幾點(diǎn)：河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 26 -1、扎實(shí)的基礎(chǔ)課，專(zhuān)業(yè)課是模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)由于以前所學(xué)的課程難免有些理解不深，遺忘等，而本次設(shè)計(jì)又或多或少的用到了這些知識(shí)，從而迫使我認(rèn)真扎實(shí)的學(xué)習(xí)了以前的課程，并加深了對(duì)這些課程的理解、真正有一種溫故而知新的感覺(jué)，如機(jī)械制圖中的各種線(xiàn)型的特點(diǎn)應(yīng)用，材料力學(xué)中的應(yīng)力校核，熱處理中各種材料與熱處理性能，公差配合與測(cè)量技術(shù)中公差的正確選用，模具的加工與制造技術(shù)。塑料模具的設(shè)計(jì)與制造步驟，模具材料的正確選用等。2、理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要性以前的學(xué)習(xí)中，基本上是純理論的學(xué)習(xí)，雖然有金工實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)等實(shí)踐的體味，但卻停留在表面上，沒(méi)有進(jìn)行過(guò)真正的設(shè)計(jì)，從而使理論與實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)，而現(xiàn)在我們是在經(jīng)歷了金工實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)后的一次真正的練兵。我認(rèn)真回顧了以前所見(jiàn)所學(xué)的塑料模知識(shí)，在腦海里反復(fù)了思考了塑料模的步驟，然后開(kāi)始到圖書(shū)館查資料作設(shè)計(jì)。在作設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我才真正感覺(jué)到眼高手低的含義，同時(shí)也“窺一斑而知全豹” ，自己的學(xué)習(xí)中的不足和薄弱環(huán)節(jié)暴露無(wú)遺，但是在老師們的幫助下以及自己的努力下，我終于克服了重重困難，使設(shè)計(jì)得以順利的進(jìn)行。通過(guò)向老師們請(qǐng)教，我了解到設(shè)計(jì)要面向企業(yè)，面向市場(chǎng)的原則，畢業(yè)設(shè)計(jì)正是對(duì)實(shí)踐能力的一次強(qiáng)有力的訓(xùn)練，是我們獨(dú)立工作的前湊，將對(duì)我們以后的工作產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。3、對(duì)模具設(shè)計(jì)中的安全性，經(jīng)濟(jì)性加深了認(rèn)識(shí)河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 27 -在設(shè)計(jì)工作中，要不斷對(duì)安全性進(jìn)行分析，從操作者的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中，需要考慮到模具的成本問(wèn)題，經(jīng)濟(jì)效益是工業(yè)生產(chǎn)的前提，成本的高直接決定了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，故在設(shè)計(jì)中盡可能的選用標(biāo)準(zhǔn)件。4、電腦成為設(shè)計(jì)中重要的輔助工具。由于工件形狀復(fù)雜，在設(shè)計(jì)中計(jì)算塑件的體積出現(xiàn)了很大的難度，后經(jīng)蘇老師指點(diǎn)迷津，通過(guò) Pro/E 繪圖和計(jì)算才得以解決。另外在繪零件和裝配圖時(shí)采用電腦也更方便快捷。采用電腦處理，精度高，方便快捷，在本次設(shè)計(jì)時(shí)，要求機(jī)械繪圖，電子文檔文本，從而對(duì) AUTOCAD 的學(xué)習(xí)有了很大的進(jìn)展，對(duì) WORD，WPS 等各種文字處理工具有了更為熟練的操作，而模具 CAD 技術(shù)已成為該行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，電腦終將成為設(shè)計(jì)的必備工具，這對(duì)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)著極為重要的現(xiàn)在意義。5、設(shè)計(jì)態(tài)度直接決定著設(shè)計(jì)質(zhì)量畢業(yè)設(shè)計(jì)一般時(shí)間都足夠，但足夠的時(shí)間不一定都能設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的模具。這就除了能力水平的問(wèn)題外，極為重要的一點(diǎn)便是態(tài)度問(wèn)題，作為學(xué)生必須要態(tài)度謙虛、工作認(rèn)真、勤學(xué)好問(wèn)、實(shí)事求是，才能正確對(duì)待設(shè)計(jì)，才有可能取得設(shè)計(jì)的圓滿(mǎn)成功?？傊ㄟ^(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對(duì)模具的設(shè)計(jì)與制造有了更深的認(rèn)識(shí)，得到了許多有益的啟示，這對(duì)畢業(yè)后的過(guò)渡轉(zhuǎn)變有極重要的影響。在以后的工作中，我將繼續(xù)保持謙虛謹(jǐn)慎的工作作風(fēng)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，多與人交流，提高自己的個(gè)人素質(zhì)和技能積累經(jīng)驗(yàn)，誠(chéng)實(shí)守信，爭(zhēng)取在事業(yè)上更上一層樓，河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 28 -芝麻開(kāi)花—節(jié)節(jié)高。致謝時(shí)光如電，歲月如梭，三年的大學(xué)生活即將結(jié)束，而我也即將離開(kāi)可敬的老師和熟悉的同學(xué)踏入不是很熟悉的社會(huì)中去。在這畢業(yè)之際，作為一名工科院校的學(xué)生，做畢業(yè)設(shè)計(jì)是一件必不可少的事情。畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常繁雜的工作，它涉及的知識(shí)非常廣泛，很多都是書(shū)上沒(méi)有的東西，這就要靠自己去圖書(shū)館查找自己所需要的資料；還有很多設(shè)計(jì)計(jì)算，這些都要靠自己運(yùn)用自己的思維能力去解決，可以說(shuō)，沒(méi)有一定的毅力和耐心是很難完成這樣復(fù)雜的工作。河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 29 -在學(xué)校中，我主要學(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)前的一次總演練。畢業(yè)設(shè)計(jì)不但把我以前學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來(lái)，也使我在溫習(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(wèn)題的能力，開(kāi)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)。由于本人資質(zhì)有限，很多知識(shí)掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計(jì)中難免要遇到很多難題，在有課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)及老師的不時(shí)指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克服了一個(gè)又一個(gè)的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)日趨完善。畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然很辛苦，但是在設(shè)計(jì)中不斷思考問(wèn)題，研究問(wèn)題，咨詢(xún)問(wèn)題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時(shí)也汲取了更完整的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，鍛煉了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)我以后的工作一定有很大的幫助，而且也鍛煉我的吃苦耐勞的精神，讓我在這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)的社會(huì)里有立足之地。最后，我衷心感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師蘇光老師在這一段時(shí)間給予我無(wú)私的幫助和指導(dǎo)，并向你們致意崇高的敬意，以后到社會(huì)上我一定努力工作，不辜負(fù)你們給予我的知識(shí)和對(duì)我寄予的厚望！河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 30 -河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) - 31 -8、參考文獻(xiàn)1、 《冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》 王芳 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 19992、 《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》 原紅玲主編 高等教育出版社 20083、 《沖壓模具圖冊(cè)》 楊占堯主編 高等教育出版社 2008