M20螺栓墊片沖壓工藝及沖壓模具設(shè)計(jì)

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I本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書M20 螺栓墊片沖壓工藝及沖壓模具設(shè)計(jì)M20 Bolt and Basket Stamping Die Stamping Process Design性 質(zhì): 畢業(yè)設(shè)計(jì) □畢業(yè)論文□ √教 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院系 別： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化學(xué)生學(xué)號：學(xué)生姓名：專業(yè)班級：指導(dǎo)教師：職 稱：螺栓墊片的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)II起止日期： 2013.3.4～2011.6.18摘 要螺栓墊片沖壓工藝及沖壓模具設(shè)計(jì)，通過對沖壓件的全面分析和有關(guān)沖壓工藝的資料閱讀，了解有關(guān)模具設(shè)計(jì)的基本概況，確定合理的沖壓工藝方案，設(shè)計(jì)沖壓工序的模具，使用標(biāo)準(zhǔn)的模架，使用 UG 三維繪圖軟件繪制模具三維圖，對沖壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行工藝分析。明確了設(shè)計(jì)思路，確定沖壓成型工藝過程對各個具體部分進(jìn)行計(jì)算和校核，這樣設(shè)計(jì)出來的結(jié)構(gòu)可確保模具工具可行性運(yùn)行，保證了其他部件的配合，根據(jù)三維圖繪制模具的二維圖和零件圖。通過止退墊片的設(shè)計(jì)，鞏固和深化了所學(xué)知識，并對有關(guān)模具設(shè)計(jì)的國內(nèi)外發(fā)展有了充分的了解。關(guān)鍵詞：沖壓工藝；止動墊片；模具設(shè)計(jì)；沖壓模具IIIAbstractThe bolt and gasket stamping die stamping process design,By stamping parts stamping process analysis and information about reading, a lot of information about the basic overview of mold design, stamping process to determine a reasonable solution Stamping die design process, using a standard mold base, the use of three-dimensional graphics software to draw UG mold three-dimensional images of the stamping process analysis institutions Clear design ideas, stamping process to determine the specific part of each calculation and verification This structure can be designed to ensure reliable operation die tools to ensure the cooperation of other parts, according to three-dimensional two-dimensional graph drawing dies and parts diagram Through the stop gasket design, consolidate and deepen the knowledge, and domestic and international developments related to mold design has been well understood.Keywords: stamping process; stop pads; mold design; stamping die螺栓墊片的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)IV目 錄摘 要 IAbstract.II第 1 章 緒 論 11.1 課題來源及研究意義 .11.2 螺栓止退墊片工作原理與設(shè)計(jì)要求 .21.3 相關(guān)課題國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀 .21.3.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 .21.3.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 .4第 2 章.止退墊片沖?？傮w方案的確定 .52.1 設(shè)計(jì)題目及主要參數(shù) 52.1.1 設(shè)計(jì)題目 .52.1.2 止退墊片主要參數(shù) 52.2 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) .52.2.1 沖壓件工藝分析 .52.2.2 工藝方案及模具結(jié)構(gòu)類型 .62.3 排版設(shè)計(jì) .62.3.1.步距 .62.3.2．條料寬度 72.3.3.確定條料的寬度 .72.3.4 材料的經(jīng)濟(jì)利用 .82.4 沖壓力和壓力中心計(jì)算 .92.4.1 沖壓力的計(jì)算 .92.4.2 工作零件刃口尺寸計(jì)算 102.4.3 工作零件結(jié)構(gòu)尺寸 122.4.4 其他模具零件結(jié)構(gòu)尺寸 132.4.5 沖床選用 14第 3 章.模具制造 153.1 主要模具零件加工工藝過程 15結(jié)束語 .19參考文獻(xiàn) .20謝 辭 .211第 1 章 緒 論1.1 課題來源及研究意義本次我設(shè)計(jì)的題目是” M20 螺栓墊片沖壓工藝及沖壓模具設(shè)計(jì)” ，本課題來源于吉林省科技廳《新型止退螺紋緊固裝置在汽車懸掛系統(tǒng)的推廣應(yīng)用》項(xiàng)目螺栓墊片沖壓模具設(shè)計(jì)部分研究內(nèi)容。本設(shè)計(jì)說明書是止退墊片沖模設(shè)計(jì)的基本要求、主要內(nèi)容及相關(guān)的技術(shù)資料而編寫的。內(nèi)容涉及到《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》 、 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》 ， 《標(biāo)準(zhǔn)緊固件設(shè)計(jì)制作工藝與質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范全書》等課程。這次設(shè)計(jì)運(yùn)用了沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)的各種優(yōu)點(diǎn)來設(shè)計(jì)加工沖壓模具的，模具設(shè)計(jì)是隨著生產(chǎn)和技術(shù)的發(fā)展，在沖壓模具，冷鍛為主的多門技術(shù)學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合過程中逐漸形成和發(fā)展起來的一門新興邊緣技術(shù)學(xué)科。模具作為高效率的生產(chǎn)工具的一種，是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛和重要的工藝裝備。采用模具生產(chǎn)制片和零件，具有生產(chǎn)效率高，可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。節(jié)約原材料，實(shí)現(xiàn)無切削加工。產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。具有良好的互換性，操作簡單，對操作人員沒有很高的技術(shù)要求。利用模具批量生產(chǎn)零件加工費(fèi)用低，所加工出的零件與制件可以一次成形，不需徑向再加工，能制造出其他加工工藝方法難以加工，形狀比較復(fù)雜的零件制品，容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的最大化的等點(diǎn).壓加工在國民經(jīng)濟(jì)各個領(lǐng)域應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。因此，本設(shè)計(jì)的主要目的就是使我們學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識和獨(dú)立分析、設(shè)計(jì)及解決實(shí)際問題的能力。本書共分四章，第一章概述了止退墊片的功能特點(diǎn)，安裝及使用；第二章總體方案的設(shè)計(jì)包括了設(shè)計(jì)的內(nèi)容、要求、工作量、總體方案的確定等；第三章是設(shè)計(jì)的是模具零部件的設(shè)計(jì)，第四章是設(shè)計(jì)后的感言。 在本設(shè)計(jì)編寫過程中，得到了劉興德老師支持和幫助，在此向他們表示衷心的感謝。限于我的水平，書中的錯誤疏漏之處在所難免，懇請老師們批評指正。編 者2013 年 6 月螺栓墊片的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)21.2 螺栓止退墊片工作原理與設(shè)計(jì)要求螺栓止退墊片沖壓工藝及沖壓模具的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的工藝過程，止退墊片的工作原理為：圓螺母止動墊片有內(nèi)舌，外圓還有可以被拉彎的齒，首先將螺栓穿過止動墊片，擰好螺紋（未擰緊時）將止動墊片的內(nèi)舌放入螺栓的凹槽中，當(dāng)六角螺母預(yù)緊就位后，止動墊片的外齒與圓螺母所配合底面的槽相對應(yīng)，螺母扳將墊片的外齒折彎嵌入相對應(yīng)的螺母的槽中，這樣螺母就被固定了，達(dá)到放松的目的。止推墊片沖壓模具可以這樣來定義和描述，沖壓加工是借助于常規(guī)或?qū)Ｓ脹_壓設(shè)備的動力，使板料在模具里直接受到變形力并進(jìn)行變形，從而獲得一定形狀,尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技術(shù)。1、模具工作表面不允許有砂眼，縮孔等2、模具表面精度高，耐磨，耐高溫。3、定位精度高，沖壓精度準(zhǔn)確。4、自動化程度高，操作簡單。5、壽命長，安全可靠。1.3 相關(guān)課題國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜螅饕蚴俏覈跊_壓基礎(chǔ)理論和成型工藝，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)國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命，效率，加工精度，生產(chǎn)周期等發(fā)面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距有相當(dāng)大1.3.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1）.國內(nèi)模具的現(xiàn)狀我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003 年我國模具生產(chǎn)廠點(diǎn)大約有 2 萬多家，從業(yè)人員約 5 萬人，2004 年模具行業(yè)的發(fā)展寶石良好的勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿，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 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)口量最大的國家。在 2 萬多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中，有一半以上的自產(chǎn)自用的，在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有 20 多家，中型企業(yè)幾十家，其余的都是小型企業(yè)，近年來，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，3長壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一半模具產(chǎn)品，專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；’三資‘及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。雖然說我國模具有發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適用國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要我國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)在中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進(jìn)行之中，但總體來看，體制和機(jī)制尚不適用市場經(jīng)濟(jì)，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳，我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常屬于被動地位，我國每個模具職工平均年創(chuàng)造值約合 1 萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是 15--20 萬美元，有的高達(dá) 25--30 萬美元，與之相對的是我國相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，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，雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總體仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率要比國外企業(yè)低很多，有用體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長期得不到好的解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。第四，專業(yè)化，標(biāo)準(zhǔn)化，商品化的程度低，協(xié)作差，由于長期以來受“大而全”小而全“影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度低，目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占 45%左右，其余為自產(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)，與國際水平相比落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率也對模具質(zhì)量，成本有較大的影響，對模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料機(jī)模具相關(guān)技術(shù)落后，模具材料性能，質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量，壽命及成本。國產(chǎn)模具鋼與國外進(jìn)口鋼相比，無論是品種還是質(zhì)量規(guī)格，都有比較大差距，塑性，板材，設(shè)備等性能，也直接影響模具水平的提高。2）.國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去幾十年得到了快速的發(fā)展 但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大的差距，尚不能滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來十年 中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面：螺栓墊片的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)41）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)；4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流通技術(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）模具的精度將越來越高；8） 模具研磨拋光將自動化，智能化；9）研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)和逆向工程；10）開發(fā)新的成型工藝和模具。 1.3.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子，建材，汽車，點(diǎn)擊，電器儀表，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，搞精度，高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他價格制作所無法替代的。模具生產(chǎn)生產(chǎn)水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(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)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場年交易總額為 600--650 億美元左右。美國，日本，法國，瑞士等國家年出口模具兩約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。國外模具總量中，大型，精密，復(fù)雜，長壽命模具比例占到 50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是“大二?！?“大二精” ，2004 年中國模協(xié)在德國訪問時，從德國工，模具行業(yè)組織--德國機(jī)械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具協(xié)會約有 5000 家。2003 年德國模具產(chǎn)值達(dá) 48 億歐元。其中（VDMA）會員模具企業(yè)有 90 家，這 90 家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的 90%，可見其規(guī)模效益。隨著時代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如每句結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，模具工藝設(shè)計(jì)，高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高，故人均產(chǎn)值比較高，我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)的國家大多 15-20 萬美元，有的打到 25-30 萬美元。國外先進(jìn)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70%以上，而我國才達(dá)到 45%。5螺栓墊片的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)6第 2 章.止退墊片沖?？傮w方案的確定2.1 設(shè)計(jì)題目及主要參數(shù)2.1.1 設(shè)計(jì)題目M20 螺栓墊片沖壓工藝及沖壓模具設(shè)計(jì) 2.1.2 止退墊片主要參數(shù) 1.外圓直徑 ：?36mm2.內(nèi)圓直徑 : ?20mm 3.外齒內(nèi)直徑 ：?28mm 4.內(nèi)舌尺寸 ：寬為 4mm，長為：4mm5.材料厚度 ：t=1mm 6.生產(chǎn)批量 ：中批如圖所示零件名稱：止退墊片圖表 2.1 止退墊片 2.2 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)2.2.1 沖壓件工藝分析①.材料：改沖裁件的材料為彈簧鋼 60Si2Mn，該種鋼主要用來制造鐵道車輛汽車拖拉機(jī)上的板簧和螺旋彈簧，安全閥彈簧也廣泛用于各種重型機(jī)械上的減震器，儀表中的各類彈簧。允許工作溫度低于 230℃目前 60Si2Mn 鋼的生產(chǎn)量幾乎占彈簧鋼產(chǎn)量的 80%。②.零件結(jié)構(gòu)：該沖裁件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，并在外沿有 5 個外齒，還有 1 個內(nèi)舌，適合沖裁③.尺寸精度：零件圖上所有未注公差的尺寸，屬于自由尺寸，可按 IT14 級確定工件的尺寸公差?？椎墓畛叽缈砂?IT9 計(jì)算，外齒公差尺寸可按 IT11 計(jì)算，查公差表可得各公差尺寸為零件外形： mm0.623?外齒尺寸： mm.108?7零件內(nèi)孔： mm0.52?內(nèi)舌尺寸：寬為 4mm，長為：4mm2.2.2 工藝方案及模具結(jié)構(gòu)類型該零件包括沖孔，切口，落料三個基本步驟，可以采用以下三種工藝方案①先落料，切口，沖孔，采用單工序模生產(chǎn)②落料—沖孔—切口復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)③沖孔—切口—落料連續(xù)沖壓，采用級進(jìn)模生產(chǎn)方案①：模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要三道工序，三道模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)效率較低，難于滿足零件中批量生產(chǎn)的需要，由于零件結(jié)構(gòu)簡單，為提高生產(chǎn)效率，主要采用復(fù)合?；蚣夁M(jìn)模沖裁方式。方案②：采用復(fù)合模，壓力機(jī)一次行程內(nèi)可以完成兩個或者兩個以上工序，生產(chǎn)效率高，適合中批量零件生產(chǎn)，沖件精度較高，不受送料誤差影響，內(nèi)外形相對位置一致性好，適宜沖薄料。 方案③：采用級進(jìn)模，壓力機(jī)一次行程內(nèi)可以完成多個工序，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)自動化，較難保證內(nèi)外形相對位置一致性。模具強(qiáng)度高。 工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，為了便于操作，所以復(fù)合模結(jié)構(gòu)采用倒裝復(fù)合模及彈性卸料和定位釘定位方式。2.3 排版設(shè)計(jì)2.3.1.步距步距指沖壓過程中條料每次向前送進(jìn)的距離，其值為排樣時沿送進(jìn)方向兩相鄰毛坯之間的最小距離值。步距可定義為：S=L+a式中 S─沖裁步距；L─沿條料送進(jìn)方向，毛坯外形輪廓的最大寬度值；a─沿送進(jìn)方向的搭邊值。查《模具標(biāo)準(zhǔn)手冊》 ，表 3-2 低碳鋼零件搭邊值，確定搭邊值兩工件間的搭邊：a=0.8mm工件邊緣搭邊：a1=1mm步距為：36.08mm螺栓墊片的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)82.3.2．條料寬度條料寬度指根據(jù)排樣結(jié)果確定的毛坯所需寬度方向的最小尺寸。理論上條料寬度可按下式計(jì)算：B=D+2a1 (2-1) 式中 B─條料寬度的理論值；D─垂直于送進(jìn)方向毛坯的最大輪廓尺寸,它隨毛坯排樣方位變化a1─側(cè)搭邊值。2.3.3.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工件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時順利地在導(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)榇藦?fù)合模考慮采用的是手工送料方式，所以有側(cè)壓板導(dǎo)向的搭邊可小些。設(shè)計(jì)時采用側(cè)刃裝置，和采用側(cè)壓裝置，所以計(jì)算條料寬度時，無按以下式計(jì)算：B=D+2a1+△(mm) (2-2)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) △ 為條料寬度的單向（負(fù)向）公差(mm) ，查《模具標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)手冊》表 3-2 低碳鋼零件搭邊值得工件邊緣搭邊：a 1=1.0mm查《模具標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)手冊》表 3.3 條料裁剪公差和與導(dǎo)料板的間隙。得 △=0.4mm D=36mmB=D+2a1+△=38.4mm9圖表 2.2 材料布置排 樣 方 案 和 搭 邊 值 確 定 后 ， 即 可 定 條 料 或 帶 料 的 寬 度 。 在 確 定 條 料 寬 度時 ， 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 ， 以 內(nèi) 感 根 據(jù) 不 同結(jié) 構(gòu) 分 別 進(jìn) 行 計(jì) 算 。圖表 2.3 有側(cè)壓沖裁圖表 2.4 無側(cè)壓沖裁2.3.4 材料的經(jīng)濟(jì)利用 沖裁件中批量生產(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。 螺栓墊片的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)10其計(jì)算公式如下：一個進(jìn)距內(nèi)的材料利用率 = ×100% (2-3)?BSA─材料利用率；?A─產(chǎn)品毛坯外形所包容的面積；B─條料寬度；S─沖裁步距。= ×100%= ×100%=73.43%?BA??236.148.0?2.4 沖壓力和壓力中心計(jì)算2.4.1 沖壓力的計(jì)算沖裁力是沖裁過程中凸模對板料施加的壓力，它是隨凸模進(jìn)入材料的深度（凸模行程）而變化的，用普通平刃口模具沖裁時，其沖裁力 F 一般按下式計(jì)算：(2-4)bF=KLt?式中 F--沖裁力L--沖裁周邊長度t--材料厚度b?--材料抗剪強(qiáng)度K--系數(shù)系數(shù) K 是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動和不均勻，刃口的磨損，材料力學(xué)性能和厚度波動等因素的影響而給出的修正系數(shù)，一般取 K=1.3.為計(jì)算簡單，也可以按下式估算沖裁力：bFLt??式中 ---材料的抗拉強(qiáng)度。（1）沖壓力落料力 b1.3Lt??落11= 36.14.720?=52.902KN切口力 b.FLt??切= ??36281. 1451720???????????= .0.47=112.769 KN= KN切落總 F??52.91.65.?其中 b?按已低溫退火彈簧鋼 60Si2Mn 計(jì)算。表格 2-1 卸料力，推件力和頂件里系數(shù)沖孔力 b1.3FLt???沖= .207?=58.780 KN卸料力KN0.516.78.2XXFKF????總卸KN45.9TTn?總推n= （h 為下模刃口高度，t 為材料的厚度）為卡在下?？變?nèi)零件數(shù)。KN0.615.7.DDFK????頂 總 推卸沖總總 沖 壓 力 F?螺栓墊片的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)12=165.67+58.780+8.2+455.59=688.24KN壓力中心如圖所示由圖可知沖壓件的壓力中心的坐標(biāo)為（18，,18）2.4.2 工作零件刃口尺寸計(jì)算落料部分以落料凹模為基準(zhǔn)，落料凸模按間隙值配制，沖孔部分以沖孔凸模為基準(zhǔn)計(jì)算，沖孔凹模按間隙值配制，切口部分以切口凸模為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)，切口凹模按間隙值配制，即以落料凹模，沖孔凸模，切口凸模為基準(zhǔn)，凸凹模按間隙值配制。圖表 2.5 壓力坐標(biāo)表格 2-2 刃口尺寸計(jì)算表基本尺寸及分類沖裁間隙 磨損系數(shù) 計(jì)算公式 制造公差計(jì)算結(jié)果落料凹模0max.62D3???.07-9Zin.?制件精度為 IT14 故x=5 40maxd????）（ ?D0.13max5740.246~.3D??相 應(yīng) 凸 模 尺 寸 按凹 模 尺 寸 配 制 保證 雙 面 間 隙 在之 間13沖孔凸模min0.43d2???同上制件精度為 IT9 故x=0.7504maxd(????）?D 0.1d2.35D??相應(yīng)凹模尺寸按凸模刃口尺寸配制保證雙面間隙在0.246~0.36 之間切口凸模??0mind= .13028同上制件精度為 IT11 故x=0.75 04maxd(????）?D 0.425d8.97D??相應(yīng)凹模尺寸按凸模刃口尺寸配制保證雙面間隙在0.246~0.36 之間螺栓墊片的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)14表格 2-3 沖裁凹模刃口型式及主要參數(shù)152.4.3 工作零件結(jié)構(gòu)尺寸落料凹模板尺寸凹模厚度： H=kb (≥15mm) (2-5)H= m12304.??則取 H=14mm凹模壁厚偶 C=（1.5∽2）H=（1.5∽2）×14=（21∽28）mm實(shí)取 C=25mm凹模板邊長：L=b+2c=30+2×25=80mm查標(biāo)準(zhǔn) GB2858.1-81凹模板寬 B=80mm故確定凹模板外形為：100×80×14（mm）凸凹模尺寸凸凹模高度： =16+10+20=46 mmhL??21其中： 為凸凹模固定板厚度1h為彈性卸料板厚度2h 為增加長度（包括凸模進(jìn)入凹模深度，彈性內(nèi)外刃口最小壁厚為 7mm，根據(jù)強(qiáng)度要求，查《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表 2.96 知，該壁厚為 2.7mm，即可故該凸凹模側(cè)壁強(qiáng)度足夠。沖孔凸模尺寸=12+22=34mm21h??凸L其中： 為凸模固定板厚度為凹模板厚度2凸模強(qiáng)度校核：該凸模不屬于細(xì)長桿，強(qiáng)度足夠。2.4.4 其他模具零件結(jié)構(gòu)尺寸1)根據(jù)倒裝復(fù)合模形式特點(diǎn)：凹模板尺寸并查標(biāo)準(zhǔn) JB/T-6743.1-94，確定其他模具模板尺寸，列于下表表格 2.4 模板尺寸 序號 名稱 長×寬×高（mm） 材料 數(shù)量1 上墊板 100×80×6 T10A 12 凸模固定板 100×80×12 45# 13 卸料板 100×80×10 45# 14 凸凹固定板 100×80×16 45# 15 下墊板 100×80×6 T10A 1根據(jù)模具零件結(jié)構(gòu)尺寸，查標(biāo)準(zhǔn) GB/T2851.3-90 選取后側(cè)導(dǎo)柱100×80×30 標(biāo)準(zhǔn)模架一副。2)彈簧的選擇螺栓墊片的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)16由于卸料板需要足夠的彈力，則必須要有彈簧的彈力，選擇彈簧根據(jù)GB/T2861.11-901）.材料：65Mn2）.熱處理，硬度為 HRC44-503）.技術(shù)條件按 GB/T12446 的規(guī)定鋼絲直徑為 d=1mm，中徑為 =11mm , 長度 H=44mm 圓柱螺旋壓縮彈簧，2D彈簧： GB/T2861.1141?圖表 2-6 彈簧2.4.5 沖床選用根據(jù)總壓力 F 總=688.24KN，模具閉合高度，沖床工作臺面尺寸等，并結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備選用 J23-100 開式雙柱可傾壓力機(jī)，并在工作臺面上備制墊塊。其主要工藝參數(shù)如下：公稱壓力:1000KN滑塊行程：130mm行程次數(shù)：38 次/分最大閉合高度：480mm連桿調(diào)節(jié)長度：100mm工作臺尺寸（前臺×左右）：2472mm×1736mm17第 3 章.模具制造3.1 主要模具零件加工工藝過程3.1.1 落料凹模加工工藝過程 材料：Gr12 硬度：60∽64HRC序號 工序名 工序內(nèi)容1 備料 煅件（退火狀態(tài)）：85×85×23mm2 粗銑 銑六面到 80.3×80.3×22.5，注意兩大平面與兩相鄰側(cè)面用標(biāo)準(zhǔn)角尺測量達(dá)基本垂直3 平面磨 磨光兩大平面厚度達(dá) 14.6mm，并磨兩相鄰側(cè)面達(dá)四面垂直度0.02mm/100mm4 鉗 ①劃線 劃出各孔徑中心線并劃出凹模洞口輪廓尺寸②鉆孔 鉆螺紋底孔，銷釘?shù)卓?，凹模洞口穿線孔③鉸孔 鉸銷釘孔到要求④攻絲 攻螺紋絲到要求5 熱處理 淬火 時硬度達(dá)到 60∽64mm6 平面磨 磨光兩大平面使厚度達(dá)到 22.3mm7 線切割 割凹模洞口，并留 0.01∽0.02mm 研余量8 鉗 ①研磨洞口內(nèi)壁側(cè)面達(dá) 0.8um②配推件塊到要求9 鉗 用墊片層保護(hù)凸凹模與凹模間隙均勻后，凹模與上模座配坐銷釘孔10 平磨 磨凹模板上厚度達(dá)到要求11 鉗 總裝配3.1.2 沖孔凸模加工工藝過程 材料：T10A 硬度:56 ∽60HRC序號 工序名 工序內(nèi)容1 備料 段件（退火狀態(tài)）：?22×36mm2 熱處理 退火，硬度達(dá) 180∽220HB3 車 ①車一端面，打頂針孔，車外圓至 ?20mm，掉頭車另一端面，長度至尺寸 34mm，打頂針孔。②雙頂針頂，車外圓尺寸 ?19.4±0.04mm，?16.4±0.04mm 至要求；4 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)5 熱處理 淬火 時硬度達(dá)到 56∽60HRC6 磨削 磨削外圓尺寸 ?35 mm， mm 至要求025.?0.4?7 線切割 切去工作斷面頂針孔，長度尺寸至 34 1.0?8 磨削 磨削斷面至 Ra0.8um螺栓墊片的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)189 檢驗(yàn)10 鉗工 裝配（鉗修并裝配，保證）3.1.3 凸凹模加工工工藝過程 材料：Cr12 硬度：60∽64HRC序號 工序名 工序內(nèi)容1 備料 段件（退火狀態(tài)）：?36×50mm2 粗銑 銑外表面見光3 平磨 磨高度兩平面到尺寸 48mm4 鉗 ①劃線 在長度方側(cè)留線切割夾位 2mm 后，分中劃凸模輪廓線并劃五個切口凹模的中心線②鉆孔 按凹模洞口中心鉆線切割穿絲孔③擴(kuò)大凹模落料沉孔到要求，鉆螺紋底孔并攻絲到要求5 熱處理 淬火 時硬度達(dá)到 60∽64HRC6 平磨 磨高度到 46.4mm7 線切割 割凸模及外圓五個凹模，并單邊留 0.01∽0.02mm 研磨余量8 鉗 ①研配 研凸凹模并配入凸模固定板 ②研 各側(cè)壁到 0.8um9 平磨 磨高度到要求10 鉗 總裝配3.1.4 凸模固定板加工工藝過程 材料：45# 硬度：24∽28HRC序號 工序名 工序內(nèi)容1 備料 段氣割下料： mm16850?2 熱處理 調(diào)質(zhì) 硬度 24--28HRC03 粗銑 銑六面達(dá) mm，并使兩大平面和相鄰兩側(cè)面相互基準(zhǔn).23.1垂直4 平磨 磨光兩大平面厚度達(dá) 12.4mm，并磨兩相側(cè)面使四面垂直，垂直度0.02/100mm5 鉗 ①劃線 凸模固定孔中心線，銷釘孔中心線，螺紋過孔中心線，銷釘過孔中心線及外圓五個切口孔②鉆孔 凸模固定孔穿絲線，螺紋過孔和銷釘過孔到要求6 線切割 割凸模安裝固定孔，并單邊留 0.01∽0.02mm 研磨余量7 銑 銑凸模固定孔背面沉孔到要求8 鉗 研配凸模9 平磨 磨模高度到要求10 鉗 總裝配用透層使凸模凹模間隙均勻后，與上模座辦配作銷孔193.1.5 卸料板加工工藝過程 材料：45# 硬度：24∽28HRC序號 工序名 工序內(nèi)容1 備料 氣割下料： mm12850?2 熱處理 調(diào)質(zhì) 硬度 24--28HRC03 粗銑 銑六面達(dá) mm，并使兩大平面和相鄰兩側(cè)面相互基準(zhǔn).3.垂直4 平磨 磨光兩大平面厚度達(dá) 10.4mm，并磨兩相側(cè)面使四面垂直，垂直度0.02/100mm5 鉗 ①劃線 凸模固定孔中心線，銷釘孔中心線，螺紋過孔中心線，銷釘過孔中心線②鉆孔 凸模固定孔穿絲線，螺紋過孔和銷釘過孔到要求③鉸孔 攻絲 鉸定位釘?shù)卓椎揭?，螺紋孔攻絲到要求6 線切割 割型孔到要求7 鉗 ①型孔和凸凹模裝配②定位釘和定位孔裝配③螺紋孔和螺釘裝配8 平磨 磨厚度到要求9 鉗 總裝配3.1.6 上墊板加工工藝過程 材料：T8A 硬度：54∽58HRC序號 工序名 工序內(nèi)容1 備料 鍛件（退火狀態(tài)）： mm8510?2 粗銑 銑六面達(dá) mm，并使兩大平面和相鄰兩側(cè)面相互基準(zhǔn)垂直73.83 平磨 磨光兩大平面厚度達(dá) 6mm，并磨兩相側(cè)面使四面垂直，垂直度0.02/100mm4 鉗 ①劃線 螺紋過孔中心線，銷釘過孔中心線②鉆孔 鉆螺紋過孔和銷釘過孔到要求5 熱處理 淬火 硬度：54∽58HRC6 平磨 磨厚度到要求7 鉗 總裝配3.1.7 空心墊板加工工藝過程 材料：45# 硬度：24∽28HRC序號 工序名 工序內(nèi)容1 備料 氣割下料： mm8510?2 熱處理 調(diào)質(zhì) 硬度 24--28HRC03 粗銑 銑六面達(dá) mm，并使兩大平面和相鄰兩側(cè)面相互基準(zhǔn)垂直73.4 平磨 磨光兩大平面厚度達(dá) 6mm，并磨兩相側(cè)面使四面垂直，垂直度0.02/100mm螺栓墊片的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)205 鉗 ①劃線 螺釘過孔中心線，銷釘過孔中心線，推件塊型孔輪廓線②鉆孔 螺紋過孔和銷釘過孔到要求6 銑 銑推件塊型孔到要求7 鉗 配入推薦塊8 平磨 磨兩大平面厚度到要求9 鉗 總裝配3.1.8 上模座加工工藝過程 材料：HT200序號 工序名 工序內(nèi)容1 備料 按 GB/T2855.5-90 選購 模架801?2 鉗 ①劃線 螺釘過孔中心線，銷釘過孔中心線，模柄孔中心線及輪廓線②鉆孔 鉆螺釘過孔及忽背面沉孔到要求3 平磨 與模柄配平模柄孔 ?36 及臺階 ?67 到要求4 鉗 與模柄配鉆止轉(zhuǎn)小孔到要求5 鉗 總裝配①用透光層保護(hù)凸模固定板上兩凸模與下模上凸凹模對中后，上模座與凸模固定板配作銷孔②用墊片層保證凹模與下模上凸凹模的凸模對中后，上模座與凹模板配作銷孔6 鉗 總裝配3.1.9 下模座加工工藝過程 材料：HT200序號 工序名 工序內(nèi)容1 備料 按 GB/T2855.5-90 選購 模架801?2 鉗 ①劃線 緊固螺釘過孔中心線，缺料螺釘過孔中心線，落廢料孔中心線凸凹模緊固螺釘頭過孔中心線②鉆孔 鉆上述個孔到要求，忽孔背面沉孔到要求3 鉗 與凸凹模固定板陪坐銷釘孔4 鉗 總裝配3.1.10 推件塊加工工藝過程 材料：45# 硬度：24-28HRC序號 工序名 工序內(nèi)容1 備料 氣割下料 ?36×162 熱處理 淬火 硬度：24-28HRC3 粗銑 銑表面見光尺寸為 ?34×144 平磨 墨上下兩平面到要求5 鉗 ①劃線 ?16 過孔中心子線，各面輪廓線21②鉆孔 鉆五個外圓切口孔過孔到要求6 銑 各型面各臺階到要求7 鉗 總裝配螺栓墊片的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)22結(jié)束語本次對止退墊片沖模設(shè)計(jì)在加工精度、工藝性能、加工產(chǎn)品質(zhì)量等方面的性能有很大的提高，滿足止推墊片的生產(chǎn)要求。同時滿足經(jīng)濟(jì)性要求，盡量降低生產(chǎn)成本。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我受益匪淺。在設(shè)計(jì)過程中提高了我獨(dú)立思考、主動創(chuàng)造的能力。這對我以后的工作和學(xué)習(xí)生活都將會有很大的幫助。通過本次的設(shè)計(jì)使我對機(jī)械設(shè)計(jì)過程有了更直觀的了解，知道了機(jī)械設(shè)計(jì)過程的艱辛，對其有了更深刻的認(rèn)識。使我系統(tǒng)地掌握和運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識，使我的知識面有了較高的拓展并使邏輯思維能力得到了很好的鍛煉。在夾具沖壓的設(shè)計(jì)過程中，用到更多的相關(guān)專業(yè)知識。對我的綜合知識能力有了較大的提高。緊張的畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我接觸到了很多在課堂上學(xué)不到的知識，并在很大程度上提高了我分析問題，解決實(shí)際問題的能力。在此衷心地感謝學(xué)校在我踏上工作崗位之前，給了我一個如此寶貴的機(jī)會。使我對以前學(xué)過的理論知識得到了很好的溫習(xí)和鞏固，并對今后的學(xué)習(xí)和工作都打下了很好的基礎(chǔ)。23參考文獻(xiàn)[1] 楊黎明.《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》.北京：國防工業(yè)出版社，1993 年.[2] 陳 永， 《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》 ，機(jī)械工業(yè)出版社,2009-07[3] 郝濱海， 《沖壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊》 ，北京化工出版社；2004-11[4] 錢 達(dá)， 《標(biāo)準(zhǔn)緊固件設(shè)計(jì)制作工藝與質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范全書》 ，清華同方光盤電子出版社；[5] 齊衛(wèi)東， 《簡明沖壓模具設(shè)計(jì)手冊》 ，北京理工大學(xué)出版社，2010[6] 譚慶昌.《機(jī)械設(shè)計(jì)》.北京：高等教育出版社，2004 年[7] 吳宗澤.《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》. 北京：高等教育出版社，2000 年[8] 劉朝儒. 《機(jī)械制圖》.北京：高等教育出版社，2002 年[9] 楊占堯 《最新沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用手冊》.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010年[10] 王春燕 《機(jī)械原理》北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 年螺栓墊片的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)24謝 辭我的這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是在王老師的精心指導(dǎo)下完成的，在劉老師的精益求精的科研工作作風(fēng)的鼓舞下，我對自己設(shè)計(jì)的課題嚴(yán)格要求，認(rèn)真對待，通過自己的努力了解和基本掌握了止退墊片沖模設(shè)計(jì)中所設(shè)計(jì)的問題以及解決辦法。在這段時間里，劉老師本著認(rèn)真的工作作風(fēng)、高度的責(zé)任心和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度為我營造了一個良好的氛圍，對我順利的完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)起到了很大的幫助。本次設(shè)計(jì)使我對大學(xué)以來所學(xué)的知識得到綜合的融會貫通，并有了進(jìn)一步的理解，對所學(xué)的知識以及相互聯(lián)系有了實(shí)際應(yīng)用的機(jī)會，使我在各方面的能力都得到了很大程度的提高和鍛煉；學(xué)會了一些設(shè)計(jì)方法，提高了自身分析解決問題的能力，為以后的學(xué)習(xí)和工作打下了良好的基礎(chǔ)。在這里特別感謝劉老師對我的幫助和精心指導(dǎo)，同時也感謝同學(xué)們在設(shè)計(jì)中給予的幫助。繁忙的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束，由于水平有限，考慮不免有漏洞，設(shè)計(jì)難免有不當(dāng)之處，懇請答辯老師批評指正！