銅片沖壓成形工藝及沖孔落料級進模模具設計【接觸環(huán)】【焊片】【墊片】【說明書+CAD】

河南機電高等?？茖W校 學生畢業(yè)設計中期檢查表 學生姓名 學 號 指導教師 選題情況 課題名稱 銅片沖壓成形工藝及模具設計 難易程度 偏難 適中 偏易 工作量 較大 合理 較小 符合規(guī)范化的要求 任務書 有 無 開題報告 有 無 外文翻譯質量 優(yōu) 良 中 差 學習態(tài)度、出勤情況 好 一般 差 工作進度 快 按計劃進行 慢 中期工作匯報及解答問題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績評定： 所在專業(yè)意見： 負責人： 2009 年 4 月10日 河南機電高等專科學校 畢業(yè)設計任務書 系 部： 材 料 工 程 系 專 業(yè)： 模具設計與制造 學生姓名: 張志威 學 號: 061304413 設計題目： 銅片復合沖裁模設計 銅片沖壓成形工藝及模具設計 起 迄 日 期: 2009 年 4 3月 20 11 日~ 5月10 20 日 指 導 教 師: 原紅玲 2009 年 4 3 月 20 12 日 畢 業(yè) 設 計任 務 書 1．本畢業(yè)設計課題來源及應達到的目的： 本設計題目為墊片沖壓成形工藝與模具設計本設計題目為銅片沖壓成形工藝與模具設計，通過設計，應對沖壓工藝生產(chǎn)較為熟悉，能熟練使用相關設計手冊，獨立完成一套模具的設計及模具工作零件加工工藝的編制。并且能夠運用模具設計軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。 2．本畢業(yè)設計課題任務的內容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）： 題目：銅片沖壓成形工藝及模具設計銅片沖裁模具設計 原始資料情況： 材料：Q215- A鋼 QSn4-4-.25 料厚：0.3m1.5mm 生產(chǎn)批量：中批量大批量 設計要求： （1）銅片的結構工藝分析 （2）銅片你沖裁模的設計，繪制模具總裝圖一張； （3）畫出非標零件圖； （4）編寫設計說明書一份； （5）編制主要零件加工工藝過程卡。 畢業(yè)設計是沖裁模設計課程重要的綜合性和實踐性教學環(huán)節(jié)?，F(xiàn)將本設計的進度表安排如下： （1）查閱相關資料，確定設計提綱----1周； （2）進行各種工藝計算----2周； （3）根據(jù)計算結果，繪制裝配圖，并繪制非標準件零件圖----2周； （4）撰寫畢業(yè)說明書，編制加工工藝卡----1周。 所在專業(yè)審查意見 ： 負責人： 年 月 日 系部意見： 系領導： 年 月 日 插 圖 清 單 圖 1-工件簡圖…………………………………………………………………… 7 圖 2-排樣圖……………………………………………………………………… 12 圖 3-凹模板 ………………………………………………………………………17 圖 4-落料凸模 ……………………………………………………………………18 圖 5-沖孔凸模 ……………………………………………………………………19 圖 6-模柄 …………………………………………………………………………20 圖 7-卸料板 ………………………………………………………………………22 圖 8-側刃固定圖 …………………………………………………………………23 圖 9-承料板 ………………………………………………………………………24 圖 10-導料板 …………………………………………………………………… 25 圖 11-模具總裝圖 ……………………………………………………………… 26  表 格 清 單 表 1-壓力機參數(shù)…………………………………………………………………11 表 2-圓柱銷主要參數(shù)……………………………………………………………21 表 3-彈簧主要參數(shù)………………………………………………………………23 河南機電高等專科學校 畢業(yè)設計說明書 畢業(yè)設計題目：銅片沖壓成形工藝及模具設計 系 部 專 業(yè) 班 級 學生姓名 學 號 指導教師 2009年 05 月 15日 銅片沖壓成形工藝及模具設計 摘 要 本設計題目為銅片沖壓成形工藝及模具設計。通過對該零件模具的設計，進一步加強了設計者沖壓模設計的基礎知識，為設計更復雜的沖壓模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗。 本設計運用沖壓成形工藝及模具設計的基礎知識，介紹了模具設計時要注意的要點，并較多的考慮了模具結構的調整性、易更換性及模具成本。從控制制件尺寸精度出發(fā)，對銅片沖壓成型工藝及模具的各主要尺寸進行了理論計算，以確定各工作零件的尺寸，從模具設計到零部件的加工工藝以及裝配工藝等進行詳細的闡述，并應用CAD進行各重要零件的設計。 關鍵詞：沖壓模 工藝分析 模具結構 Copper stamping forming process and die design ? Abstract The design forming the subject for the copper stamping process and die design. Parts of the mold is through the design, designers have further strengthened the basis for stamping die design knowledge, for the design of more complex stamping die to do a good job of paving the way and draw a more profound experience. The design is use of punch forming process and is die design of the basic knowledge on the mold design to the main points of attention and more consideration of the mold structure, and easy to replace and the cost of mold. Size precision parts from the control, the shape of the copper stamping process and die size of all the major theoretical calculations carried out to determine the size of the working parts, the parts from the mold design process and the assembly are process in detail, etc. and the application of CAD for the design of the important parts. Keywords: stamping die， mold structure， Process Analysis 機 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 粗銑 工序號 02 零件名稱 凹模 零件號 00-04 零件重量 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 號 重 量 GrWMn 60-64HRC 設 備 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 名 稱 型 號 銑床 虎鉗 游標卡尺 安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀 長 度 走 刀 次 數(shù) 切 削 深 度 進給量 主 軸 轉 速 切 削 速 度 基 本 工 時 一次 1 銑上平面 75面銑刀 游標卡尺 0.5 2 1 200㎜/ min 800r/min 一次 1 銑下平面 75面銑刀 游標卡尺 0.5 2 1 200㎜/ min 800r/min 一次 2 銑兩端面 20立銑刀 游標卡尺 0.5 1 1 60㎜/ min 300r/min 一次 2 銑兩端面 20立銑刀 游標卡尺 0.5 1 1 60㎜/ min 300r/min 設 計 者 張志威 指 導 教 師 原紅玲 共 1 頁 第 1 頁 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 零件號 零 件 名 稱 00-04 凹模 工序號 工 序 名 稱 設 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 01 下料(105×85×20) 直尺 02 粗銑六面 銑床 虎鉗 標準 面銑刀 游標卡尺 03 磨削 磨床 磁力夾具、虎鉗 砂輪 游標卡尺 04 鉗工 鉆床 虎鉗 鉆刀、鉸刀、攻絲刀 高度尺、游標卡尺 05 熱處理（淬火、回火） 電熱爐 火鉗 06 磨削 磨床 磁力夾具、虎鉗 砂輪 游標卡尺 07 線切割 線切割機床 復式支撐夾具 銅絲 游標卡尺 08 鉗工 研磨工具 游標卡尺 編制 張志威 校對 審核 批準 目 錄 1 緒論 ……………………………………………………………………………1 1.1 國內模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 …………………………………………………1 1.1.1 國內模具的現(xiàn)狀 ……………………………………………………………1 1.1.2 國內模具的發(fā)展趨勢 ………………………………………………………………2 1.2 　國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢………………………………………………………3 2 工藝性分析……………………………………………………………………………7 1.2 制件的外形分析 ……………………………………………………………………7 1.1 制件的工藝性分析……………………………………………………………………7 3 工藝方案的確定…………………………………………………………………………9 4 確定模具總體結構方案 ………………………………………………………………10 4.1 模具類型…………………………………………………………………………………10 4.2 操作與定位方式 ………………………………………………………………………10 4.3 卸料與出件方式 ………………………………………………………………………10 4.4 模架類型及精度 ………………………………………………………………………10 5 工藝與設計計算……………………………………………………………………… 11 5.1 排樣設計與計算 ………………………………………………………………………11 5.2 計算沖壓力與壓力中心初選壓力機……………………………………………… 12 5.3 計算凸、凹模刃口尺寸及公差 ……………………………………………………13 5.3.1 落料凹模刃口尺寸………………………………………………………………… 13 5.3.2 沖孔凹模刃口尺寸………………………………………………………………… 15 5.3.3 側刃孔尺寸………………………………………………………………………… 15 6 設計選用模具零件、部件、繪制模具總裝圖 ……………………………………16 6.1 凹模設計 ………………………………………………………………………………16 6.2 凸模設計 ………………………………………………………………………………17 6.3 準模架的選用 ………………………………………………………………………… 19 6.4 卸料部件的設計與標準化……………………………………………………………21 6.5 卸料板的設計 …………………………………………………………………………22 6.6 側刃的實際 ……………………………………………………………………………22 6.7 彈簧的選用 ……………………………………………………………………………23 6.8 承料板的選擇 …………………………………………………………………………24 6.9 導料板的選用 …………………………………………………………………………24 7 總裝配圖 ………………………………………………………………………………… 26 結論…………………………………………………………………………………………… 27致謝 ……………………………………………………………………………………………28參考文獻 ………………………………………………………………………………………30 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計（論文）評語 學生姓名： 班級: 學號： 題 目： 銅片沖壓成型工藝及模設計 綜合成績： 指導者評語： 指導者(簽字)： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）評語 評閱者評語： 評閱者(簽字)： 年 月 日 答辯委員會（小組）評語： 答辯委員會（小組）負責人(簽字)： 年 月 日 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)說明書 1緒 論 從現(xiàn)在的發(fā)展形式可以看出，我國沖壓技術與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。 1.1 國內模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1.1.1國內模具的現(xiàn)狀 我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計，2003年我國模具生產(chǎn)廠點約有2萬多家，從業(yè)人員約50多萬人，2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務飽滿，2004年模具產(chǎn)值530億元。進口模具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%。進出口之比2004年為3.69:1，進出口相抵后的進凈口達13.2億美元，為凈進口量較大的國家。 在2萬多家生產(chǎn)廠點中，有一半以上是自產(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，其余都是小型企業(yè)。?近年來，?模具行業(yè)結構調整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復雜、長壽命中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度快于一般模具產(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。 雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠遠不能適應國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足: 第一，體制不順，基礎薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(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，國企改革也在進行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應市場經(jīng)濟，再加上國內模具工業(yè)基礎薄弱，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方面。 ??? 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟效益欠佳.我國模具企業(yè)技術人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是15～20萬美元，有的高達25～30萬美元，與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現(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．雖然國內許多企業(yè)采用了先進的加工設備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設備數(shù)控化率和CAD/CAM應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設備不配套，設備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設備利用率低的問題長期得不到較好解決。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、標準化、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，商品化程度也低。目前國內每年生產(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，與國際水平相比要落后許多。模具標準化水平低，標準件使用覆蓋率低也對模具質量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關技術落后．模具材料性能、質量和品種往往會影響模具質量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設備等性能差，也直接影響模具水平的提高。 1.1.2　國內模具的發(fā)展趨勢 巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向包括以下幾方面:???? 1） 模具日趨大型化；??? ? 2）在模具設計制造中廣泛應用CAD/CAE/CAM技術；?? ? 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；??? ? 4）在塑料模具中推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型和高壓注射成型技術；? ?? 5）提高模具標準化水平和模具標準件的使用率；??? 6）發(fā)展優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術；??? 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）研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程；?? ?10）開發(fā)新的成形工藝和模具。 1.2　國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 模具是工業(yè)生產(chǎn)關鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機、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法替代的。模具生產(chǎn)技術水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質量、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量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、復雜、長壽命模具的比例占到50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國模協(xié)在德國訪問時，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具企業(yè)約5000家。2003年德國模具產(chǎn)值達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。 隨著時代的進步和技術的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術的人才如模具結構設計、模具工藝設計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．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)達國家大多15～20萬美元，有的達到 25～30萬美元。國外先進國家模具標準件使用覆蓋率達70%以上，而我國才達到45％． 模具技術的發(fā)展應該為適應模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質量好”、“價格低”的要求服務。達到這一要求急需發(fā)展如下幾項：? (1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術 模具CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，普及CAD/CAM/CAE技術的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術培訓和技術服務的力度；進一步擴大CAE技術的應用范圍。計算機和網(wǎng)絡的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。? (2)高速銑削加工? 國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。?? (3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或實物掃描到加工出期望的模型所需的諸多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。? (4)電火花銑削加工?? ??? 電火花銑削加工技術也稱為電火花創(chuàng)成加工技術，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術，它是有高速旋轉的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術的機床在模具加工中應用。預計這一技術將得到發(fā)展。? (5)提高模具標準化程度? 　　?我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發(fā)達國家一般為80%左右。? (6)優(yōu)質材料及先進表面處理技術?? 　　選用優(yōu)質鋼材和應用相應的表面處理技術來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應發(fā)展工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術。? (7)模具研磨拋光將自動化、智能化? 　 模具表面的質量對模具使用壽命、制件外觀質量等方面均有較大的影響，研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質量是重要的發(fā)展趨勢。? (8)模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展?? 　　這是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動加工系統(tǒng)應有多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質量監(jiān)測控制系統(tǒng)。 如今，我國模具成型工業(yè)已形成了相當規(guī)模的完整體系，越來越多的新技術，新工藝，新材料誕生，并將應用在模具產(chǎn)業(yè)中，這將促使我國模具工業(yè)的飛躍發(fā)展。同時，我國模具工業(yè)的總體水平與世界先進國家相比還有一定差距，還要大力推進模具產(chǎn)業(yè)的科技進步，開展新技術，新材料研究開發(fā)，并進一步加強對模具工業(yè)專業(yè)技術人才的培養(yǎng)，使之可持續(xù)發(fā)展，為我國模具成型加工技術超趕世界先進水平作出貢獻。 大學三年的學習即將結束，畢業(yè)設計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié)，是對以前所學的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術得到愈來愈廣泛的應用。在完成大學三年的課程學習和課程、生產(chǎn)實習，我熟練地掌握了機械制圖、機械設計、機械原理等專業(yè)基礎課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學習的目的。對于模具設計這個實踐性非常強的設計課題，我們進行了大量的實習。經(jīng)過在新飛電器有限公司、洛陽中國一拖的生產(chǎn)實習，我對于模具特別是沖壓模具的設計步驟有了一個全新的認識，豐富了各種模具的結構和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是實現(xiàn)了零的突破。在指導老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時在現(xiàn)場查閱了很多相關資料并親手拆裝了一些典型的模具實體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關手冊和書籍，設計中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學進行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設計。 在設計的過程中，將有一定的困難，但有指導老師的悉心指導和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設計任務。由于學生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設計中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正。 2 制件的工藝性分析 工件名稱 ：接觸環(huán) 生產(chǎn)批量：大批量 材料：QSn4-4-2.5 厚度：0.3mm 工件簡圖見圖 圖1-工件簡圖 1.1制件的工藝性分析 該制件為接觸環(huán),所用材料為錫磷青銅QSn4-4-2.5，且為軟態(tài)，帶料，抗剪強度斷后伸長率。因此，該材料有良好的彈性和良好的塑性，沖裁結構較好，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。 1.2制件的外形分析 制件形較為簡單,形狀對稱，尺寸較小。只有落料和沖孔兩個工序，但是工件較小有1個φ1.9mm的橢圓孔，一個φ2.5mm的半橢圓孔，孔與邊緣之間的距離也滿足要求。工件的尺寸精度較低，只需要采用普通沖裁。 為避免工件變形和保證模具強度，孔邊距和孔間距不能過小，其最小許可值當?。篊≥(1～1.5) t根據(jù)已知工件的尺寸可得：C1=1.2 C2=1.35 t=0.3 所以工件的尺寸符合上述要求。 沖孔時因受凸模強度限制孔的尺寸不應太小，否則凸模易折斷或壓彎，查表2.7.3而知工件上孔的直徑當大于或等于0.35倍的料厚，即d≥0.35t，由任務書零件圖易于看出工件尺寸符合要求。R2.1、R0.9mm、5.2mm、2.5mm、20.4mm、4.2mm、1.8mm均為自由公差可看作IT14級，尺寸精度較低?？仔木嗟墓顬?2.10.2屬于T11級精度，可以通過模具結構的正確性設計來實現(xiàn)。 3 工藝方案的確定 該零件包括：沖孔、落料兩個基本工序，可有以下三種工藝方案供選擇： 方案一、先落料后沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。 方案二、落料-沖孔復合沖壓，采用復合模生產(chǎn)。 方案三、沖孔-落料連續(xù)沖壓，采用級進模生產(chǎn)。 對各種方案的分析方案一、模具結構簡單，但需要兩道工序，兩副模具，生產(chǎn)效率低，難以滿足該零件的年產(chǎn)量要求。方案二、只需一副模具，沖壓件的料較薄邊距也小，考慮到凸凹模強度的影響圖一采用復合模。方案三、只需要一副模具，生產(chǎn)率也很高，且零件較小，錫銅板較薄，出件和廢料清除也較易，工作安全性和生產(chǎn)率較高。通過以上三種方案的分析比較，并根據(jù)設計要求確定該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳，并選擇級進模。 4 確定模具總體結構方案 4.1 模具類型 根據(jù)零件的沖裁工藝方案，采用級進沖裁模。本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個工序，為方便小孔廢料和成形工件的落下，采用正裝結構，即沖孔凹模和落料凹模都安排在下模。 4.2 操作與定位方式 因是大批量生產(chǎn)，但工件簡單，所以采用手動送料方式比較好，能夠使模具制造簡單。由于零件尺寸較小且厚度較薄，可采用雙側刃前后對角布置的導料板導向，以及側刃定距的定位方式。 4.3 卸料與出件方式 本模具采用正裝結構，沖孔廢料和工件留在凹?？锥粗校瑸榱撕喕＞呓Y構，可以在下模座中開有通槽，使廢料和工件從孔洞中落下?？紤]到零件的厚度較薄，可以采用有卸料螺釘卸料板，彈簧組成的彈性卸料裝置卸搭邊條料，并采用由凸模直接從凹模洞口推出的方式以提高工作效率。 4.4模架類型及精度 考慮到零件的工藝特點，可以采用導向平穩(wěn)的對角導柱模架。由于零件的精度要求不高可以采用Ｉ級模架精度。 5 工藝與設計計算 5.1 排樣設計與計算 設計級進模時，首先要設計條料排樣圖。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廢料和無廢料排樣，但工件的精度高，且易于保證工件外形的圓角。采用45°的斜對排，如下圖所示。 根據(jù)排樣圖的幾何關系可以算出兩排的中心距為18mm查表得：因采用IC型側刃，所以料寬沒邊要增加燕尾形切入深度。故條料長度為 沖裁后廢料寬度為： 進距為： 導板間距為 由零件圖可以近似算出一個零件的面積為，因為一次進距內沖料兩件。一個進距內的坯料面積為。因此材料的利用率為 排樣圖如下所示： 圖2-排樣圖 5.2 計算沖壓力與壓力中心，初選壓力機 沖裁力: 根據(jù)零件圖可算出一個零件的內外周長之和為L1=77mm，側刃沖切長度L2=13.8mm，根據(jù)排樣圖一模沖兩件和雙側刃的布置，可以算出沖裁長度為： 。則 卸料力：查表得取則 推件力：根據(jù)材料厚度取凹模刃口直臂高度好h=5mm，故n=h/t=5/0.5=16. 查表得取則 所以，總沖裁力 應選的壓力機公稱壓力，因此可選壓力機型號為J23-6.3. 型號為J23-6.3的壓力機的主要技術規(guī)格： 滑塊行程（mm） 35 工作臺尺寸（mm) 前后 200 左右 310 最大閉合高度（mm） 150 工作臺孔尺寸（mm） 前后 110 左右 160 閉合高度調節(jié)量（mm） 35 墊板尺寸（mm） 厚度 30 直徑 滑塊中心線距床身距離（mm） 110 模柄孔尺寸（mm） 直徑 30 深度 55 立柱距離（mm） 150 床身最大可傾角度 角度 45 表1-壓力機參數(shù) 因沖裁尺寸較小，沖裁力不大，且選用的是對角導柱模架，使其受力平穩(wěn)，壓力中心不會超出模柄端面積之外，故不必詳細計算壓力中心的位置。 5.3 計算凸、凹模刃口尺寸及公差 由于材料薄，模具間隙小，故采用配作加工。加工時一凹模為制造基準，只需要計算凹模刃口尺寸及公差，并將尺寸標注在凹模圖樣上即可。各凸模僅按凹模對應的尺寸標注其基本尺寸，并說明按凹模的實際刃口尺寸配雙邊間隙0.03mm。側刃則按側刃孔配單邊間隙0.015mm。 5.3.1 落料凹模刃口尺寸 落料凹模刃口尺寸計算需按磨損情況分類計算。 （1）凹模磨損后增大的尺寸，按公式計算 （2） 凹模磨損后減小的尺寸，按公式計算 （3） 凹模磨損后不變的尺寸，按公式計算 5.3.2 沖孔凹模刃口尺寸 沖孔凹模為長圓形，故可按公式計算 5.3.3 側刃孔尺寸 可按公式計算，取則 6 設計選用模具零件、部件 6.1 凹模設計 凹模采用矩形板狀結構和直接用螺釘、銷釘與下模座固定板的固定方式。凹模刃口采用直刃壁結構，刃壁高度取5mm，漏料部分沿刃口輪廓適當擴大。凹模輪廓尺寸計算如下。 沿送料方向的凹模型孔壁間的最大距離為 垂直于沿送料方向的凹模型孔壁間的最大距離為 （取側刃厚度為6mm） 沿送料方向的凹模長度為 （取c=20mm） 垂直于沿送料方向的凹模寬度為 凹模厚度為 根據(jù)算出的凹模輪廓尺寸，選取于計算值向接近的標準凹模板輪廓尺寸，其大小為 凹模的材料選用 CrWMn，工作部分熱處理淬硬為。凹模如下圖所示： 圖3-凹模板 6.2 凸模設計 落料凸模刃口部分設計成階梯型結構，安裝部分設計成便于安裝的長圓形，通過鉚接方式于固定板固定。凸模的尺寸根據(jù)刃口尺寸、卸料裝置和安裝固定要求來確定。凹模的材料選用 CrWMn，工作部分熱處理淬硬為。 圖4-落料凸模 沖孔凸模刃口部分為長圓形，結構簡單。因沖孔凸模尺寸很小，所以要對其進行強度校核和剛度校核。 （1）凸模最小直徑校核（強度校核） 孔徑遠大于材料厚度，故凸模的強度和剛度足夠。取凸模于卸料板的雙邊間隙為0.2mm（不起導向作用）。 查表得，凸模的最小直徑的d應滿足 （取，而因故凸模強度足夠。 （2）凸模最大自由強度的校核（剛度校核） 查表得，凸模最大自由強度L應滿足 所以小沖孔凸模的工作部分的長度不能超過13.6mm。取小沖孔凸模的工作部分的長度12mm。 圖5-沖孔凸模 6.3 準模架的選用 由凹模周界可以選取標準模架凹模周界Ｌ＝125mm,B=80mm材料GB/T281.3-1990 導柱導套H6/h5配合導柱標記：20×110 GB/T 22×110 GB/T2861.1—9 導套標記：20×70×28 GB/T2861.6—9022×70×28 GB/T2861.6—90 上模座標記：125×80×25 GB/T2855.1—90 下模座標記：125×80×30 GB/T2855.2—90 該模具的閉合高度由（4）為 H閉=H上模+H墊+L+H+H下模－h(huán)2＝130mm 模柄壓入式的結構如圖所示。其主要參數(shù)為： 圖6-模柄 6.4 卸料部件的設計與標準化 卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板上設置4個卸料螺釘，公稱直徑為8mm，螺紋部分為M8×10mm。卸料釘尾部應留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應使卸料板超出凸模端面1mm,有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調整。 聯(lián)接件的選用與標準化 本模具采用螺釘固定，具體講 內六角螺釘標記：35鋼M8×45 GB70—85 螺釘標記：35鋼M6×20 GB68—76 圓柱銷釘標記：35鋼8×50 GB 119—86 d（m6） 6 C= 1.2 產(chǎn)品長度 50 沖裁度 Ra≤0.8μm 表2-圓柱銷釘參數(shù) 止動圓柱銷標記：35鋼8×20 GB119—86 6.5卸料板的設計 彈性卸料板具有卸料和壓料雙重作用，多用于沖裁薄料，使平面度提高。其平面外形尺寸等于或稍大于凹模板尺寸，厚度取凹模厚度的0.6-0.8倍。卸料板與凸模的雙邊間隙取0.3mm。當卸料板對凸模起導向作用時，卸料板與凸模間按H7/h6配合，但其間隙應比凸、凹模間隙小，而凸模與固定板按H7/h6配合。為了便于卸料，在模具開啟狀態(tài)時，卸料板工作平面應高出凸模刃口端0.3-0.5mm 卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為12mm。在前面已經(jīng)確定了采用彈性卸料板，設計卸料板為一整體板。 卸料板采用Q45鋼制造，淬火硬度為40～45HRC。如圖所示： 圖7-卸料板 6.6 側刃的實際 側刃用于控制條料的不進距離，其定距準確、效率高，但是增加了材料消耗、沖裁力和模具的制造難度。側刃主要用于連續(xù)?；虿贿m宜采用其他定位方式的沖裁，選用對角布置的側刃。 圖8-側刃固定圖 6.7 彈簧的選用 沖裁中常用的圓柱壓縮彈簧是用60Si3MnA、60Si2Mn或碳素彈簧鋼絲卷制而成，熱處理硬度為43-48HRC，彈簧兩端拼緊并磨平。根據(jù)卸料力估算出彈簧的個數(shù)算出每個彈簧所承受的負荷，初選出彈簧的規(guī)格，進行校核檢查彈簧最大允許壓縮量，滿足下列條件后合適。即 根據(jù)計算可選用的彈簧。 材料直徑d（mm） 彈簧中徑D（mm） 許應壓力τp(Mpa) 試驗載荷Fs（N） 長度(mm) 2.5 12 710 198.0 40 表3-彈簧主要參數(shù) 6.8 承料板的選擇 承料板與一導料板用螺釘固定，在條料送進過程中起到支撐平衡作用，選用45鋼加工，其尺寸為42mm×20mm×6mm。 圖9-承料板 6.9 導料板的選用 此模具用兩個導料板其導向作用，并且有側刃槽為側刃步距下落其定位作用，其一導料板還為承料板其固定作用。其上有固定承料板的兩個螺釘孔。在導料板上開有側刃定距槽，如下圖： 圖10-導料板 7 總裝配圖 條料送進時采用固定雙側刃進行定位，而有導料板保證送料沿正確的方向送進。當條料送到指定位置時，上模在壓力機的作用下進行沖壓。當沖壓完成時，上模上行回程，卡在凸模上的廢料由彈性卸料板卸下，沖孔廢料和落料制件被凸模直接從凹?？谥型讼隆Ｈ缓?，上模回程條料再次送進由側刃定距為下次沖壓做準備。然后，上模下行再開始下一個行程。 圖11-模具總裝圖 結論 大學三年的學習即將結束，畢業(yè)設計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié)，是對以前所學的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術得到愈來愈廣泛的應用。在完成大學三年的課程學習和課程、生產(chǎn)實習，我熟練地掌握了機械制圖、機械設計、機械原理等專業(yè)基礎課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學習的目的。對于模具設計這個實踐性非常強的設計課題，我們進行了大量的實習。經(jīng)過在新飛電器有限公司、在洛陽中國一拖、中信重型礦山機械廠的生產(chǎn)實習，我對于冷沖模具、塑料模具的設計步驟有了一個全新的認識，豐富和加深了對各種模具的結構和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導老師的細心指導下和在工廠師傅的講解下，我們對于模具的設計和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認識。同時在實習現(xiàn)場親手拆裝了一些典型的模具實體并查閱了很多相關資料，通過這些實踐，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手冊和書籍，更系統(tǒng)而全面了細節(jié)問題。鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設計工作者應有的素質。 設計中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學進行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設計。 在設計的過程中，將有一定的困難，但有指導老師的悉心指導和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設計任務。由于學生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設計中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正！ 致謝 首先感謝本人的導師原紅玲老師，他對我的仔細審閱了本文的全部內容并對我的畢業(yè)設計內容提出了許多建設性建議。原紅玲老師淵博的知識，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設計的過程中，特別是遇到困難時，他給了我鼓勵和幫助，在這里我向他表示真誠的感謝！ 畢業(yè)設計是我們進行完了三年的模具設計與制造專業(yè)課程后進行的，它是對我們三年來所學課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復習，也是一次理論聯(lián)系實踐的訓練。它在我們的學習中占有重要的地位。 通過這次畢業(yè)設計使我在溫習學過的知識的同時又學習了許多新知識，對一些原來一知半解的理論也有了進一步的的認識。特別是原來所學的一些專業(yè)基礎課：如機械制圖、模具材料、公差配合與技術測量、冷沖模具設計與制造等有了更深刻的理解，使我進一步的了解了怎樣將這些知識運用到實際的設計中。同時還使我更清楚了模具設計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材料，保證工件的經(jīng)濟性，加工工藝的合理性。 感謝母?！幽蠙C電高等?？茖W校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學習及實踐環(huán)境，使我學到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。 在學校中，我們主要學的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設計就相當于實戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設計可是把我們以前學的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在溫習舊知識的同時也可以學習到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補我們實踐經(jīng)驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎。 通過對沖孔落料冷沖模的設計，我對沖裁模有了更為深刻的認識，特別是這種沖孔落料模具的設計。沖裁模的主要零件的加工一般比較復雜，多采用線切割進行加工，彎曲回彈的影響因素多，不容易從純理論的角度精確的計算出來，多需要在試模后再進行調整。在模具的設計過程中也遇到了一些難以處理的問題，雖然設計中對它們做出了解決 ，但還是感覺這些方案中還是不能盡如人意，如壓力計算時的公式的選用、凸凹模間隙的計算、卸件機構選用、工作零件距離的調整，都可以進行進一步的完善，使生產(chǎn)效率提高。 歷經(jīng)近三個月的畢業(yè)設計即將結束，敬請各位老師對我的設計過程作最后檢查。在這次畢業(yè)設計中通過參考、查閱各種有關模具方面的資料，請教各位老師有關模具方面的問題，并且和同學的探討，模具設計在實際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時間里，對模具的認識有了一個質的飛躍。 從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人學習事物所必經(jīng)的一般過程，我對模具的認識過程亦是如此。經(jīng)過近三個月的努力，我相信這次畢業(yè)設計一定能為三年的大學生涯劃上一個圓滿的句號，為將來的事業(yè)奠定堅實的基礎。 最后，我非常慶幸在三年的的學習、生活中認識了很多可敬的老師和可親的同學，并感激師友的教誨和幫助！ 在這次設計過程中得到了老師以及許多同學的幫助，使我受益匪淺。在此，再次感謝各位老師特別是我的指導老師原紅玲老師在這一段時間給予我無私的幫助和指導，并向他們致以深深的敬意，同時也對關心和指導過我各位老師表示衷心的感謝! 參考文獻 [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、馬長福主編.實用模具技術手冊[M].上?？茖W技術出版社，1998 [3]中國模具設計大典編委會.中國模具大典.江西科學技術出版社,2003.1 [4]王孝培.實用沖壓技術手冊.北京:機械工業(yè)出版社,2002.1 [5] 赫濱海.沖壓模具簡明設計手冊.北京:化學工業(yè)出版社,2005.1 30