墊片復合沖壓模具設計

墊片復合沖壓模具設計,墊片,復合,沖壓,模具設計 摘 要 本次設計了一套落料、沖孔的模具。經過查閱資料，首先要對零件進行工藝分析。經過工藝分析和對比，采用落料、沖孔工序。通過沖裁力、頂件力、卸料力等計算，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。 在文檔中第一部分，主要敘述了沖壓模具的發展狀況，說明了沖壓模具的重要性與本次設計的意義，接著是對沖壓件的工藝分析，完成了工藝方案的確定。第二部分，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，對選擇沖壓設備提供依據。最后對主要零部件的設計和標準件的選擇，為本次設計模具的繪制和模具的成形提供依據，以及為裝配圖各尺寸提供依據。通過前面的設計方案畫出模具各零件圖和裝配圖。 本次設計闡述了沖壓倒裝復合模的結構設計及工作過程。本模具性能可靠，運行平穩，提高了產品質量和生產效率，降低勞動強度和生產成本。 關鍵詞：沖壓模;復合模;連接片;沖裁間隙 5 目　錄 摘 要 I 目　錄 II 前　言 1 第1章 沖裁工藝設計 3 1.1 沖裁件的工藝分析 3 1.1.1 工件材料 3 1.1.2 工件結構 3 1.1.3 尺寸精度 4 1.2 沖裁工藝方案的確定 4 第2章 沖裁排樣設計 5 2.1 排樣的方法及排樣圖 5 2.1.1 排樣的方法 5 2.1.2 排樣圖 5 2.2 排樣的計算 5 2.2.1 確定搭邊值 5 2.2.2 送料步距 6 2.2.3 條料寬度計算 6 2.2.4 材料利用率 7 第3章 沖壓力和壓力中心的計算 8 3.1 確定沖壓力 8 3.1.1 沖裁力的計算 8 3.1.2 卸料力、推件力及頂件力的計算 10 3.1.3壓力機公稱壓力的確定 11 3.1.4沖裁功 11 3.2 確定模具壓力中心 12 3.3 沖壓設備的選用 14 第4章 凸凹模刃口尺寸的確定 15 4.1 確定凸凹模刃口尺寸的原則 15 4.1.1 凸凹模刃口尺寸的作用 15 4.1.2 刃口尺寸計算原則 15 4.2凸凹模刃口尺寸的確定 16 第五章 主要零部件的設計 19 5.1 模具類型的選擇 19 5.2 定位方式的選擇 19 5.2.1 導料銷的選擇 19 5.2.2 擋料銷的選擇 20 5.3 卸料裝置和推件裝置的選擇 20 5.4 工作零件的設計 22 第六章 壓力機的選取 28 6.1 壓力機的選擇 28 5.2 裝模高度的校核 28 第七章 模具總裝圖 30 結　論 31 謝 辭 32 參考文獻 33 前　言 模具，作為高效率的生產工具的一種，是工業生產中使用極為廣泛與重要的工藝裝備。采用模具生產制品和零件，具有生產效率高，可實現高速中批量的生產；節約原材料，實現無切屑加工；產品質量穩定，具有良好的互換性；操作簡單，對操作人員沒有很高的技術要求；利用模具批量生產的零件加工費用低；所加工出的零件與制件可以一次成形，不需進行再加工；能制造出其它加工工藝方法難以加工、形狀比較復雜的零件制品；容易實現生產的自動化的特點。沖壓技術的水平直接和生產率、產品質量（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。 1 .我國沖壓技術的現狀： 目前，我國的沖壓技術、沖壓模具與工業發達國家相比還有一定的差距，主要表現在以下幾點。 （1） 沖壓基礎理論與成形工藝落后。 （2） 模具標準化程度低。 （3） 模具設計方法和手段、模具制造工藝及設備落后。 （4） 模具專業化水平低。 2 .沖壓技術的發展方向： 雖然我國的模具工業和技術在過去的十多年中得到了快速發展，但與工業發達國家相比仍有很大差距。未來的十年，中國模具工業和技術的主要發展方向包括以下幾個方面。 （1） 提高模具的設計制造水平，使其朝著大型化、精密化、復雜換、長使用壽命化發展。 （2） 在模具設計制造中更加普及應用國產的CAD/CAE/CAM技術。 （3） 發展快速制造成形和快速制造模具的技術。 （4） 提高模具標準化水平和模具標準件的使用率。 （5） 研究和發展優質的模具材料和先進的表面處理技術。 （6） 研究和開發模具的拋光技術和設備。 （7） 研究和普及模具的高速測量技術與逆向工程。 （8） 研究和開發新的成形工藝和模具。 3 .主要研究目標： 設計1套模具，包括總裝圖和部分零件圖，要求正確選擇標準件和模具材料，零件尺寸設計正確。 在本次課程設計中利用計算機輔助設計（CAD）繪制模具主要工作零件圖和模具的總裝配圖，。根據對零件的綜合分析，在這次設計中我設計的模具是倒裝落料沖孔復合模，主要介紹的是沖裁工藝、工藝計算、沖裁模的結構和設計、沖裁模落料沖孔的工作原理等。 本說明書有施華導師指導和幫助，同時還得到了同學們的提示，特在此表示衷心的感謝！ 由于水平有限，缺點錯誤在所難免，希望大家指正！ 第1章 沖裁工藝設計 1.1 沖裁件的工藝分析 圖1.1墊片連接板 1.1.1 工件材料 工件材料為Qsn4-4-2.5鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結構相對簡單，有2個8mm的圓孔；普通沖裁完全能滿足要求。 1.1.2 工件結構 該零件形狀簡單。邊孔距遠大于凸、凹模允許的最小壁厚（見表1.1），故可以考慮采用復合沖壓工序。 表1.1 倒裝復合模的沖裁凸凹模最小壁厚 （單位：mm） 材料厚度t 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 最小壁厚δ 1.4 1.8 2.3 2.7 3.2 3.6 材料厚度t 1.6 1.8 2 2.2 2.5 2.8 最小壁厚δ 4 4.4 4.9 5.2 5.8 6.4 材料厚度t 3 3.2 3.5 3.8 4 4.2 最小壁厚δ 6.7 7.1 7.6 8.1 8.5 8.8 1.1.3 尺寸精度 零件圖上所有尺寸按IT13級設計. 由表1.1和表1.2查得，沖裁件內外形達到的經濟精度為IT13，工件尺寸的公差，一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。 表1.2 沖裁件內外形所能達到的經濟精度 材料厚度 t / mm 基 本 尺 寸 / mm ≤3 3~6 6~10 10~18 18~500 ≤1 IT12~IT13 IT11 1~2 IT14 IT12~IT13 IT11 2~3 IT14 IT12~IT13 3~5 — IT14 IT12~IT13 1.2 沖裁工藝方案的確定 該零件包括落料、沖孔兩個基本工序，可以有以下三種工藝方案： 方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產。即先用一副模具進行落料，后用一副模具沖Ф8的孔，該方案模具結構簡單，但需要兩副模具才能完成零件的加工，效率低，生產過程精度也不容易保證，且操作也不方便，不符合中批量生產的要求。 方案二：落料—沖孔復合沖壓，采用復合模生產。復合模是一種多工序沖模，是壓力機的一次工作行程中，在模具同一工位同時完成數道分離的模具，其生產效率高，沖裁件內孔與外緣相對位置精度高，可以借模具精度來保證零件精度，但復合模結構復雜，制造精度要求高，成本高，而且帶狹窄面的工件受到凸凹模強度限制而不能用復合模加工。 方案三：沖孔—落料連續沖壓，采用級進模生產。在級進模中，整個沖件的成型是在連續過程中逐步完成的，是一種工位多，效率高的沖模。該方案也只需要一副模具，生產效率也高，但為了滿足精度要求，有必要增加兩個導正銷，這樣模具制造、安裝較復合模復雜。 根據上述分析，采用復合模進行生產。且由于該零件的最小壁厚（24/2-10/2=7mm）大于倒裝式復合模所要求的最小壁厚（5.8mm），故可以采用倒裝式復合模進行生產，以提高生產效率。 第2章 沖裁排樣設計 2.1 排樣的方法及排樣圖 2.1.1 排樣的方法 根據材料的利用情況，排樣的方法可分為三種： （1） 有廢料排樣 （2） 少廢料排樣 （3） 無廢料排樣 采用少、無廢料排料可以簡化沖裁模結構，減少沖裁力。但是條料導向與定位所產生的誤差影響，沖裁件公差等級低。同時，由于是模具單面受力（單邊切斷時），不但會加劇模具磨損，降低模具壽命，而且也直接影響沖裁件的斷面質量。因此選擇有廢料排樣，雖然材料利用率低，沖裁件質量及模具壽命高。 根據零件結構形狀采用有廢料排樣中直對排的排樣形式。 2.1.2 排樣圖 排樣圖見圖2.1。 圖2.1排樣圖 2.2 排樣的計算 2.2.1 確定搭邊值 查表2.1，確定搭邊值a、a1,由t=0.5mm，采用手工送料，取工件間a1=2mm，側搭邊a=2.2mm。 表2.1 最小工藝搭邊值 （單位：mm） 材料厚度 手 工 送 料 t / mm 圓 形 非 圓 形 往 復 送 料 　 a1 a a1 a a1 a ≤1 1.5 1.5 1.5 2 2 3 >1~2 1.5 2 2 2.5 2.5 3.5 >2~3 2 2.5 2.5 3 3.5 4 >3~4 2.5 3 3 3.5 4 5 >4~5 3 4 4 5 5 6 >5~6 4 5 5 6 6 7 >6~8 5 6 6 7 7 8 >8 6 7 7 8 8 9 注：沖皮革、紙板、石棉等非金屬材料時，搭邊應乘以1.5~2。 2.2.2 送料步距 送料步距（送料步距簡稱步距或進距），是條料在模具上每次送進的距離。步距是決定擋料銷位置的依據，每次只沖一個零件的步距s的計算公式為 S=D+a1 （式2.1） 式中 D： 平行于送料方向的沖件寬度； a1： 沖件之間的搭邊值。 計算送料步距為S= D+a1 =63.8+2 =65.8（mm） 2.2.3 條料寬度計算 條料是由板料剪裁下料而得到的。條料寬度的確定原則為，最小條料寬度要保證沖裁時零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料板之間送進，并與導料板之間有一定的間隙，進而確定導料板間的距離。 由于是手工送料，本設計采用導料板之間有側壓裝置時條料的寬度與導料板間距離的計算方法。因為導板之間有側壓裝置或用手將條料緊貼單邊導料板的模具，能使條料始終沿著導料板送進，可按下式計算。 條料寬度 B =（L +2a+△） （式2.2） 式中 B： 條料的寬度，mm； L： 沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸，mm； a： 側搭邊值，可參考表2.1； △： 條料寬度的單向（負向）公差，見表2.3。 由表2.2和經驗，取Z=0.8mm 條料寬度 B=（55+2×2+0.8）=59.8 (mm)s 表2.2 條料寬度偏差△ mm 條料寬度 B 材料厚度t ≤1 1~2 2~3 3~5 ≤50 0.4 0.5 0.7 0.9 50~100 0.5 0.6 0.8 1.0 100~150 0.6 0.7 0.9 1.1 150~220 0.7 0.8 1.0 1.2 220~300 0.8 0.9 1.1 1.3 2.2.4 材料利用率 沖壓件中批量生產成本中，坯料材料費用占50%以上，排樣的目的就在于合理利用原材料。衡量排樣經濟性、合理性的指標是材料的利用率。其計算公式如下 一個步距內的材料利用率η為 η=nA/Bs×100% （式2.3） 式中 A： 一個步距內沖裁件面積（包括沖出的小孔在內），mm； n： 一個步距內沖裁件數目; B： 條料寬度，mm； s： 步距，mm； 其中 A=1546.64（mm2） 一個步距內的材料利用率η為 η=A/(B*S) =66.28% 9 第3章 沖壓力和壓力中心的計算 3.1 確定沖壓力 3.1.1 沖裁力的計算 沖裁力是沖裁時凸模沖穿板料所需的壓力。在沖裁過程中，沖裁力是隨凸模進入板料的深度（凸模行程）而變化的。通常，沖裁力是指沖裁過程中的最大值（Fmax）。 影響沖裁力的主要因素是材料的力學性能、厚度、沖件輪廓周長及沖裁間隙、刃口鋒利程度與表面粗糙度等。綜合考慮上述影響因素，平刃口模具的沖裁力可按下式計算 F=KLtτb （式3.1） 式中 F：沖裁力，N； L：沖件周邊長度，mm； t：材料厚度，mm； τb：材料抗剪強度，MPa； K：考慮模具間隙的不均勻、刃口的磨損、材料力學性能與厚度的波動等因素引入的修正系數，一般取K=1.3。 對于同一種材料，其抗拉強度與抗剪強度的關系為σb≈1.3τb，故沖裁力也可按下式計算 F=KLtσb （式3.2） 本設計的沖裁力按式3.2進行計算。 查表3.1，σb的取值范圍為303～372，取σb=360MPa。 （1）沖裁件的落料周長 L1=220.7（mm） 則落料力為 F1=KL1tσb=1.3×220.7×0.5×360=51.643（KN） （2）沖裁件的沖孔周長 L2=164（mm） 則沖孔力為 F2=KL2tσb=1.3×164×0.5×360=38.3（KN） 沖件周邊長度 L= L1+ L2=164+220.7=384（mm） 則沖裁力為 F=KLtσb= F1+ F2=89（KN） 表3.1 沖壓常用金屬材料的力學性能 材料 名稱 牌 號 材 料 狀 態 力 學 性 能 抗剪強度 τ/MPa 抗拉強度 σb/MPa 屈服點 σs/MPa 伸長率 δ（%） 普 通 碳素鋼 Q195 Q235 Q275 未 經 退 火 255~314 315~390 195 28~33 303~372 375~460 235 26~31 392~490 490~610 275 15~20 碳 素 結構鋼 08F 08 10F 10 15 20 35 45 50 已退火 230~310 275~380 180 27~30 260~360 215~410 200 27 220~340 275~410 190 27 260~340 295~430 210 26 270~380 335~470 230 25 380~400 355~500 250 24 400~520 490~635 320 19 440~560 530~685 360 15 440~580 540~715 380 13 不銹鋼 1Cr13 已退火 320~380 440~470 120 20 1Cr18Ni9Ti 經 熱 處 理 460~520 560~640 200 40 鋁 1060、1050A、 1200 已退火 80 70~110 50~80 20~28 冷作 硬 化 100 130~140 — 3~4 注：表中數據為板材力學性能。 3.1.2 卸料力、推件力及頂件力的計算 當沖裁完成后，從板料上沖裁下來的沖件（或廢料）由于徑向發生彈性變形而擴張，會塞在凹?？卓趦然蛘甙辶仙系目祝瑒t沿徑向發生彈性收縮而緊箍在凸模上。為了使沖裁工作繼續進行，必須將工件或廢料從模具內卸下或推出。從凸模上卸下緊箍的料所需要的力稱為卸料力，用F卸表示；將梗塞在凹模內的料順沖裁方向推出所需要的力稱為推件力，用F推表示；逆沖裁方向將料從凹模內頂出所需要的力稱為頂件力，用F頂表示。 卸料力、推件力和頂件力是由壓力機和模具的卸料、頂件和推件裝置傳遞的。所以在選擇壓力機公稱壓力和設計以上機構時，都需要對這三種力進行計算。影響這些力的因素較多，主要有：材料的力學性能和料厚；沖件形狀和尺寸大?。煌埂寄ｉg隙大?。慌艠哟钸呏荡笮〖皾櫥闆r等。生產中常用下列經驗公式計算 F卸= K卸F （式3.3） F推= nK推F （式3.4） 式中 F：沖裁力； K卸、K推：分別為卸料系數、推件系數和頂件系數，其值見表3.2； n：塞在凹?？卓趦鹊臎_件數。有反推裝置時，n=1；錐形孔口，n=0；直刃口，下出件凹模，n=h/t，其中h是直刃口部分的高度（mm），t是材料厚度（mm）。 表3.2 卸料力、推件力及頂件力的系數 料厚δ/mm K卸 K推 K推 鋼 ≤0.1 0.065～0.075 0.1 0.14 >0.1～0.5 0.045～0.055 0.063 0.08 >0.5～2.5 0.04～0.05 0.055 0.06 >2.5～6.5 0.03～0.04 0.045 0.05 >6.5 0.02～0.03 0.025 0.03 鋁、鋁合金 0.025～0.08 0.03～0.07 純銅、黃銅 0.02～0.06 0.03～0.09 對于本模具設計的計算如下。 查表3.2，得K卸=0.04～0.05，K推=0.055。 （1）卸料力 F卸 =K卸F =0.05×89 =4.45（KN） 式中 K卸查表3.2，取K卸=0.05。 （2）推件力 F推= nK推F =1×0.055×89 =4.89 （KN） 式中 K卸查表3.2，取K推=0.055；n為卡在凸、凹模內的沖孔廢料數目。 3.1.3壓力機公稱壓力的確定 沖裁時，壓力機的公稱壓力必須大于或等于沖壓力（F總），F總為沖裁力和與沖裁力同時發生的卸料力、推件力或頂件力的總和。根據不同的模具結構，沖壓力計算應分別對待，即 當模具結構采用彈壓卸料裝置和下出件方式時：F總=F+ F卸+ F推 當模具結構采用彈壓卸料裝置和上出件方式時：F總=F+ F卸+ F頂 當模具結構采用剛性卸料裝置和下出件方式時：F總=F+ F推 該落料沖孔復合模采用倒裝結構及彈壓卸料和下出料（沖孔廢料）方式，則總沖壓力F總為 F總=F+ F卸+ F推 =280.78+14.04+15.44 =310.26 （KN） 3.1.4沖裁功 選擇沖裁設備時，除了要計算沖裁力，使壓機的公稱壓力大于沖裁力以外，還要進行沖裁功的驗算，使壓機的每次行程功不超過額定的數值，以保證其電動機不過載、飛輪轉速不致下降太多。 因為功是力與其行程的乘積，所以平端刃口的沖裁功按下式計算： W=mPt/1000 式中 W：沖裁功，N·mm； t：材料厚度，mm； P：沖裁力，N： m：系數，一般取為0.63。 當計算出的沖裁功大于壓機規定的行程功時，就必須改變沖裁工藝或另選更大行程功的設備。壓機規定的行程功，可從壓機的說明書或有關資料、手冊中查詢。 本設計的沖裁功為 W=mPt/1000 （式3.5） =0.63×310260×2.5/1000 =488.66 （N·mm） 3.2 確定模具壓力中心 模具的壓力中心，就是沖壓力合力的作用點。求壓力中心的方法是：采用求空間平行力系的合力作用點。 為了使模具能夠正常又平衡地工作，特別是對于大而復雜的沖件、多凸模沖孔以及連續沖裁時，必須使壓力中心通過壓力機滑塊的中心線。對于帶有模柄的沖裁模，壓力中心需通過模柄的軸心線。否則，在沖裁過程中，會產生偏心載荷，形成彎矩，使得模具歪斜，加快壓力機滑塊與導軌之間以及模具導向裝置的磨損，刃口迅速變鈍（無導向裝置時特別突出），嚴重時，會啃刃或造成設備、人身事故。在實際生產中，可能出現由于沖裁件的形狀特殊，從模具結構方面考慮，不宜使壓力中心與模柄中心線相重合，此時應注意使壓力中心的偏離，不超出所選壓力機模柄孔投影面積的范圍。 產品對稱，壓力中心在產品的最中間。 3.3 沖壓設備的選用 機械壓力機類型的選定依據是沖壓的工藝性質、生產批量的大小、沖壓件的幾何尺寸和精度要求等。中小型沖壓件生產中，主要應用開式機械壓力機。 機械壓力機的規格指機械壓力機的主參數─公稱壓力。所選機械壓力機的公稱壓力和功率必須大于沖壓作業所需的壓力和功率，以避免壓力和功率的超載。所選壓力機的閉合高度要與沖模的閉合高度相適應，壓力機的滑塊行程必須滿足沖壓工藝要求。此外，選擇壓力機臺面尺寸必須考慮到固定沖模的位置，壓力機滑塊模柄孔尺寸、工作臺孔尺寸、滑塊中心線到機身后側的距離、頂件橫梁槽的尺寸、機身側柱間及導軌間的距離及壓力機的傾斜范圍等，都應與模具各部位尺寸相適應。 從滿足沖壓工藝力的要求看，可選用600的開式壓力機。 15 第4章 凸凹模刃口尺寸的確定 4.1 確定凸凹模刃口尺寸的原則 4.1.1 凸凹模刃口尺寸的作用 凸模與凹模尺寸精度是影響沖裁件尺寸精度的重要因素，。凸、凹模的合理間隙值要靠刃口尺寸及其公差來保證。 4.1.2 刃口尺寸計算原則 1、根據落料和沖孔的特點 落料件的尺寸決定于凹模尺寸，故落料模應以凹模為設計基準；沖孔件的尺寸決定于凸模尺寸，所以沖孔模應以凸模為設計基準;先確定凸模的刃口尺寸，再按間隙值確定凹模的刃口尺寸。 2、考慮凸模與凹模的尺寸磨損 凸、凹模在沖裁過程中必然會出現磨損使落料尺寸增大。為了保證沖裁件的尺寸精度，盡可能的提高模具壽命，設計落料模時，凹模刃口的基本尺寸應取落料件的尺寸公差范圍內的較小尺寸。 3、把握好刃口制造精度與工件精度的關系 凸、凹模刃口尺寸精度的選擇，應以能保證工件的精度要求為前提，保證合理的凸凹模間隙值，從而保證模具的使用壽命。一般情況下，也可按工件公差的1/3~1/4選取。對于圓形凸、凹模，由于制造容易，精度易保證，制造公差可按照IT6~IT7級選取。 表4.1 初始雙面間隙、 材料厚度/ 08、10、35 09M2、Q235 Q345 40、50 65 小于0.5 極小間隙 0.5 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.060 0.6 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.7 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.092 0.8 0.072 0.104 0.072 0.104 0.072 0.104 0.064 0.092 0.9 0.090 0.126 0.090 0.126 0.090 0.126 0.090 0.126 1.0 0.010 0.14 0.100 0.140 0.100 0.140 0.090 0.126 1.2 0.126 0.180 0.132 0.180 0.132 0.180 1.5 0.132 0.240 0.170 0.240 0.170 0.240 1.75 0.220 0.320 0.220 0.320 0.220 0.320 2.0 0.246 0.360 0.260 0.380 0.260 0.380 2.1 0.260 0.380 0.280 0.400 0.280 0.400 2.5 0.36 0.500 0.380 0.540 0.380 0.540 由表4.1 確定初始雙面間隙、 的值,現取=0.360、 =0.500 表4.2 規則形狀凸、凹模的制造偏差 基本尺寸 凸模偏差 凹模偏差 基本尺寸 凸模偏差 凹模偏差 ～18 18～30 18～30 0.020 0.020 0.025 0.030 120～180 180～160 0.030 0.040 0.045 80～120 0.025 0.035 160～360 1360～500 500～30 0.035 0.040 0.050 0.050 0.060 0.070 由表4.2 確定、的值 表4.3磨損系數表 工件精度IT10以上 =1 工件精度IT11～IT13 =0.75 工件精度IT14 =0.5 4.2凸凹模刃口尺寸的確定 采用凸模和凹模分開加工的，采用這種方法，要分別標注凸模和凹模刃口尺寸與制造公差，為了保證間隙值必須滿足式： +- （式4.1） 凸凹模制造公差按T7級數選取 對于沖8mm 小孔 ==0.02mm 對于落料尺寸55mm =0.03 =0.02mm 對于落料尺寸90mm =0.025 =0.02mm 沖孔時首先確定凸模刃口尺寸。由于基準件凸模的刃口尺寸在磨損減小，因此應使用凸模的基本尺寸接近工件的最大極限尺寸，凸模制造去負偏差，凹模去正偏差，----磨損系數，-----工件公差，按IT12精度選取。 沖孔（8mm）=（+） （式4.2） =（8+0.5×0.15）=9.075 查標準公差表表知=0.15 =（++Z） （式4.3） =（8+0.5×0.15+0.360） =8.235 校核間隙： +=0.02+0.02=0.04≤0.140 所以滿足+≤的條件，制造公差合適。 落料尺寸55mm =（-） ==（55-0.5×0.3）=60.85 =（--Z） ==（55-0.5×0.3-0.360）=60.49 查標準公差表表知=0.30 校核間隙： +=0.03+0.02=0.05≤0.140 所以滿足+≤的條件，制造公差合適。 落料尺寸90mm =（-） ==（90-0.5×0.21）=89.895 =（--Z） ==（90-0.5×0.21-0.360）=89.135 查標準公差表表知=0.21 校核間隙： +=0.025+0.02=0.045≤0.140 所以滿足+≤的條件，制造公差合適。 第五章 主要零部件的設計 5.1 模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知采用復合沖壓，但復合模又可分為倒裝復合模和正裝復合模，其各自的特點如下表 表5.1正裝復合模與倒裝復合模的比較 序號 正裝 倒裝 1 對于薄沖件能達到平整要求 不能達到平整要求 2 操作不方便、不安全，孔的廢料又打棒打出 操作方法能裝自動撥料裝置即能提高生產效率又能保證安全生產?？椎膹U料通過凸凹模的孔往下漏掉 3 裝凹模的面積較大，有利于復雜重建用拼塊結構 如凸凹模較大，可直接將凸凹模固定在底座上省去固定板 4 廢料不會在凸凹?？變确e聚，每次又打棒打出，可減少孔內廢料的漲力，又利于凸凹模減小最小壁厚 廢料在凸凹?？變确e聚，凸凹模要求又較大的壁厚以增加強度。 該沖件屬于普通沖裁，精度要求不高又屬于大批量生產，刃壁較薄，采用倒裝比較合適，因此選用倒裝復合模。 5.2 定位方式的選擇 定位零件是用來保證條料的正確送進及在模具中的正確位置，以保證沖制出合格的零件。條料在模具送料平面中必須有兩個方向的限位：一是在與條料方向垂直方向上的限位，保證條料沿正確的方向送進成為送進導向；二是在送料方向的限位，控制條料一次送進的距離（步距）。 5.2.1 導料銷的選擇 屬于送料導向的定位零件又導料銷，導料板、側壓板等。導料板及側壓板多用于級進模和單工序模中。導料銷則多用于復合模和單工序模中。因此選導料銷做為導向且位于條料的同側，一般設2個，從前向后送料時導料銷裝在左側（固定式），為標準件。 5.2.2 擋料銷的選擇 屬于送料定距的定位零件有擋料銷、導正銷、側刃等，導正銷及側刃多用于級進模和單工序模中。擋料銷則多用于復合模和單工序模中。選取擋料銷做定距定位零件。在模具閉合后不許擋料銷的頂端高出材料因選取活動式橡膠彈頂擋料銷。其擋料銷的高度h查表得h=3，固定擋料銷釣形A10 表5.2擋料銷高度 0.3～2 3 2～3 4 5.3 卸料裝置和推件裝置的選擇 5.3.1 卸料裝置的選擇 常見的卸料零件又固定卸料板和彈壓卸料板。前者式剛性結構主要起卸料作用，卸料力大，適用于沖材料厚度大于0.8的模具，后者是柔性結構，兼有壓料和卸料兩個作用。其卸料力的大小決定與所選用的彈性元件。主要用于沖制薄料和要求制件平整的沖模中，因此選取彈壓卸料板。 彈壓卸料板與凸模配合間隙值查表的=0.05 表5.3彈壓卸料板與凸模配合間隙值 材料厚度 ＞0.5 ＞0.5～1 ＜1 單面間隙 0.05 0.1 0.15 在自由狀態下的彈壓卸料板應高出凸模刃口0.1～0.3。卸料板的厚度查表5.4。 表5.4卸料板的厚度 材料厚度 卸料板寬度 ≤ 50 >50～80 > 80～125 ho H0 ho H0 ho H0 ～0.8 6 8 6 10 12 14 >0.8～1.5 6 10 8 12 14 15 >1.5～3 6 -- 10 -- 15 -- 查上表數據得卸料板厚度 下卸料采用彈性樹脂作為彈性單元，彈性樹脂的自由高度為： =（3.5～4） 式中——彈性樹脂的自由高度（mm）; ——工作行程與模具修磨量和調整量（4～6mm）之和。 =（1.5+6）mm=7.5mm 則 =(3.5～4)×7.5mm=26.25～30mm 取=30mm。 彈性樹脂的裝配高度為： （0.7～0.8）=21～24mm，取23mm 5.3.2 推件裝置的選擇 推件裝置主要有剛性推件裝置和彈性推件裝置兩種，一般剛性用的較多，它由打桿、推板、連接桿和推件塊組成。其工作原理是在沖壓結束后上?；爻虝r，利用壓力機滑塊上的打料桿，撞擊上模內的打桿與推件板，將凹模內的工件推出，其推件力大，工作可靠。此套模具由于沖孔不多，所以采用彈性推件裝置。如圖5.1. 圖5.1 彈性卸料示意圖 5.4 工作零件的設計 1. 凹模的設計 凹模厚度的確定： ——為系數 ——為凹模刃口的最大尺寸() 查表5.5選取系數=0.2 表5.5凹模系數 條料寬度 材料厚度 ≤1 ＞1～3 ＞3～6 ≤50 0.30～0.40 0.35～0.50 0.45～0.60 ＞50～100 0.20～0.30 0.22～0.35 0.30～0.45 ＞100～200 0.15～0.20 0.18～0.22 0.22～0.30 ，取25。凹模壁厚;凹模外形尺寸為125X160。 凹模的刃口形式選用直筒式刃口。該凹模的厚度的全部為有效刃口高度，刃壁無斜度，刃磨后刃口尺寸不變，適用于制件或廢料逆沖壓方向推出的沖裁模如復合模、薄料落料模。其形狀如圖5.2 圖5.2 凹模示意圖 2. 凸凹模的設計 凸凹模是復合模中同時具有落料凸模和沖孔凹模作用的工作零件。凸、凹模的結構大到分為整體式和鑲拼式的兩種，鑲拼式結構適合于大，中型和形狀復雜，局部容易損壞的整體凸模式或凹模，而此處所需的凸凹模形狀較簡單，所以選用整體式來加工凸凹模。 它的內外圓均為刃口，凸凹模的最小壁厚與模具結構有關：當模具為正裝結構時，內孔為直筒形刃口形式，且采用下出料方式，則內孔無積存廢料，脹力小，最小壁厚為材料厚度的1.5倍，即3.75MM。 其結構如圖5.3 圖5.3凸凹模 3 .凸模的設計 凸模的固定形式有：采用凸模固定板固定、與上模板直接固定和采用低溶點合金或環氧樹脂澆注固定三種，各自的特點的比較如下表。 表5.6固定形式的特點比較 固定形式 固定方法 特點 凸模固定板固定 一般采用H7/m6過渡配合，圓形凸模則采用凸肩固定 定位精度高，牢靠，但固定孔精度高，加工困難 與上模板直接連接 采用螺釘，銷釘直接把凸模固定在上模板上 適用于大型凸模的固定 低熔點合金澆注固定 或 環氧樹脂澆注固定 使低熔點合金或氧樹脂溶化，像粘結劑一樣固定在凸模上 適用于沖裁0.3～2的板料 由于本工件是大批量的生產，且內孔有一定的精度要求，模具采用的是復合模，則從上表的比較中可選低熔點合金澆注固定或環氧樹脂澆注固定形式固定模，。 沖孔凸模為圓形，采取臺階式凸模，它的強度剛性較好，裝配修磨方便，與凸模固定板配合部分按過渡配合（H7/m6或H7/n7）制造，最大直徑的作用是形式臺肩，以便固定，保證工作時凸模不配拉出，材料選取,熱處理硬度為58～62。其凸模長度計算公式： 其中1—凸模固定板厚度 =20mm —材料厚度 0.8 —凹模塊厚度35 —增加長度，一般選取0～10 凸模的結構形式如圖 5.4 圖5.4 凸模示意圖 4.模架及組成零件的設計： 該模架選用對角導柱方形模架，導向裝置安裝在模具的對稱線上，滑動平穩，導向準確可靠。由標準（GB/T8070-2008）中選取,從而確定以下材和尺寸： 模架材料選取鑄鐵200 模架上模板的長度為230、寬度210、厚度35。 下模板的長度為230、寬度210、厚度45； 最大高度為235、最小高度為190。 模柄選取旋入式模柄，A50，JB/T7646.2； 螺釘選用標準件內六角螺釘，規格為M8； 螺釘M8； 圓柱銷8mm 導柱28×180、32×180， 導套為110×43，長度110×43； 應按6/5配合；柱間的距離22； 材料為20鋼。 第六章 壓力機的選取 6.1 壓力機的選擇 由以上的設計、計算，確定壓力機的規格尺寸如下： 查表選取國產600開式可傾壓力機 其最大裝模高度為300 最小裝模高度為160 模柄孔尺寸為直徑50，深度為80 工作臺尺寸左右為450、前后300， 工作臺孔尺寸：左右420、前后410 立柱間距離：420 床身最大可傾斜角350 6.2 裝模高度的校核 為了保證模具和壓力機相適應，沖模的閉合高度應介于壓力機的最大裝模高度和最小裝模高度之間，其關系式為： （式6.1） 式中 ——沖模的閉模高度; 　　 ——最大閉模高度; 　　 ——最小閉模高度; ——墊板高度； ——最大裝模高度； ——最小裝模高度。 則 =192.5 有此可知,則所選則的壓力機符合要求。 第七章 模具總裝圖 圖6.1總裝圖 工作原理：工作時，板料以導料銷和擋料銷定位，上模下壓，凸凹模外形與推薦塊配合，在凹模腔內落料，同時沖孔凸模與凸凹模內控進行沖孔，沖孔廢料直接落下；然后上模上行，當滑塊碰到上死點時，推桿開始工作，將工件從凹模內推出落下。 33 結　論 本次墊片連接板的結構設計包含了落料和沖孔復合模設計，再根據各沖壓工序的計算結果設計、生產模具，確保了沖壓的成功,減少了沖壓試模的成本，在最短的時間內得到了滿意的沖壓件。該方法適合于沖壓大型或復雜沖壓件，以提高模具制造的成功率，縮短模具生產時間，降低試壓成本。 本次設計的主要內容是墊片連接板的設計。模具設計的主要任務是通過對所給工件尺寸，形狀，材料及經濟性的分析，確定相應的模具結構。主要進行尺寸的計算，凸、凹模工作部分尺寸的計算、模具的設計及壓力機的選擇。在設計中以便更直觀地表達模具的詳細結構。 通過這次設計認識到模具的設計應考慮技術和經濟因素，在保證模具結構合理的前提下盡量使模具結構簡單，生產加工成本最低，精度最高，在未來的時間里中國的模具制造業還會有更大發展空間。 謝 辭 通過此次課程設計，使我學到了許多知識，其中還包括許多課本上學不到的知識。比如說模具整體的設計過程和所設計模具的實用性。我所設計的模具的最終目的是用模具來生產出合格的產品。當然，在設計過程中出現的一些難題。比如說怎樣提高產品的加工精度，以及小型工件的加緊這些問題，都通過我們去翻閱相關的書籍和經過施華老師的悉心指教和幫助最終才得以解決。通過本次課程設計，也使得我們這組成員更加齊心協力、努力創新，自始至終，都抱著一顆堅定的信念,即如何做能使其工件更加美觀、精度更高、工作效率最高的心態即將課程的我們，在以后的工作中難免會遇到一些問題或麻煩。 隨著科學技術的高度的發達，一些質量優、性能好、效率高、能耗低、價格廉的產品將開發出來并淘汰那些老的生產技術或設備。因此，我們應該樹立良好的設計思想，重視對自己進行機械設計能力的培養，樹立知識經濟意識；善于利用各種信息資源，擴展知識面和能力；培養嚴謹、科學、創新與創業、艱苦奮斗的企業精神，加強環境保護意識，做到清潔生產和文明生產，以最大限度的獲得企業效益和社會效益 在此，感謝我的指導老師在百忙之中給予我作品的悉心指點與幫助。感謝她為我指點迷律、出謀劃策。同時，也感謝我的這組的成員在這次設計中給予我的幫助！ 所以，在以后的工作中，繼續學習和加深。在此我非常感謝老師在設計過程中對我的指導和幫助，向施華老師致以誠摯的謝意！ 參考文獻 [1].成虹.沖壓工藝與模具設計.高等教育出版社，1987. 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