畢業(yè)設(shè)計----機芯自停連桿的沖壓模具設(shè)計

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計</p><p>　題 目機芯自停連桿的沖壓模具設(shè)計 </p><p>　系別機電系 </p><p>　專業(yè)模具設(shè)計與制造 　　　　　　　　</p><p>　班級<

2、;/p><p>　姓名</p><p>　學號</p><p>　指導教師</p><p>　日期</p><p><b>　　設(shè)計任務書</b></p><p><b>　　設(shè)計題目：</b></p><p>　　機芯自停連桿的沖

3、壓模具設(shè)計</p><p><b>　　設(shè)計要求：</b></p><p>　　1.自停連桿工藝性分析及沖裁方案的確定；</p><p>　　2.有關(guān)計算及模具設(shè)計；</p><p>　　3.模具制造工藝編制與裝配。</p><p><b>　　設(shè)計進度：</b></p

4、><p><b>　　第一周: 收集資料</b></p><p>　　第二周: 主要設(shè)計計算</p><p><b>　　第三周：結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　第四周：模具的整體設(shè)計</p><p><b>　　第五周：撰寫論文</b></p&

5、gt;<p>　　第六周：校核、修改、提交論文</p><p><b>　　第七周：論文答辯</b></p><p>　　指導教師（簽名）： </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　我本次設(shè)計的零件為錄音機機芯自停連桿。此工

6、件采用的材料鋼10及厚度0.8mm保證了足夠的強度和剛度,該零件外形復雜，工序煩瑣,故設(shè)計成級進模進行沖裁，在沖裁中對小凸模進行保護。合理排樣、減小廢料。材料為優(yōu)質(zhì)碳素鋼,采用沖壓加工經(jīng)濟性良好。</p><p>　　首先對零件進行了工藝性分析，然后選級進模作為該副模具的工藝生產(chǎn)方案，經(jīng)過計算分析完成該模具的主要設(shè)計計算，凸、凹模工作部分的設(shè)計計算，還有主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，。完成一系列的計算后，畫出總裝圖、凸凹

7、模配合圖等設(shè)計模具必備的圖紙。完成模具設(shè)計的大部分程序。</p><p>　　進行沖壓設(shè)計就是根據(jù)已有的生產(chǎn)條件，綜合考慮影響生產(chǎn)過程順利進行的各方面因素，合理安排零件的生產(chǎn)工序，最優(yōu)地選用，確定各工藝參數(shù)的大小和變化范圍，設(shè)計模具，選用設(shè)備等，以使零件的整個生產(chǎn)過程達到優(yōu)質(zhì)，高產(chǎn)，低耗，安全的目的。</p><p>　　關(guān)鍵詞：模具, 落料 ,沖孔 ,彎曲 ,設(shè)計</p>

8、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要II</b></p><p>　　1 沖壓工藝分析1</p><p><b>　　1.1工件分析1</b></p><p><b>　　1.2 材料2</b>

9、</p><p><b>　　1.3結(jié)構(gòu)形狀2</b></p><p><b>　　1.4尺寸精度2</b></p><p>　　2 模具的技術(shù)要求及材料選用4</p><p>　　2.1模具的技術(shù)要求4</p><p>　　2.2 模具材料的選用及要求4</

10、p><p>　　3 確定工藝方案及模具形式6</p><p>　　4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計7</p><p>　　5 沖裁的工藝計算8</p><p>　　5.1排樣設(shè)計與計算8</p><p>　　5.2計算沖壓力10</p><p>　　5.3 計算壓力中心13</p><

11、;p>　　5.4 計算凸、凹模工作部分尺寸并確定其制造公差13</p><p>　　6 主要零部件設(shè)計20</p><p>　　6.1 浮料裝置20</p><p>　　6.2 導正銷20</p><p>　　6.3 沖裁凸模、凹模20</p><p>　　6.4 小凸包23</p>&

12、lt;p>　　6.5 彎曲凸模、凹模24</p><p>　　7 模具閉合高度的計算25</p><p>　　8 模具總裝圖26</p><p>　　9 壓力設(shè)備的選定28</p><p><b>　　致 謝30</b></p><p><b>　　參考文獻31<

13、;/b></p><p><b>　　1 沖壓工藝分析</b></p><p><b>　　1.1工件分析</b></p><p>　　工件名稱：機芯自停連桿</p><p><b>　　生產(chǎn)批量：大批大量</b></p><p>　　材料：鋼10

14、，厚0.8mm</p><p>　　工件簡圖：如圖1.1所示</p><p><b>　　圖1.1 零件圖</b></p><p><b>　　1.2 材料</b></p><p>　　沖壓工藝對材料的基本要求主要是：</p><p>　　（1） 對沖壓成形性能的要求為了有

15、利于沖壓變形和制件質(zhì)量的提高，材料應具有良好的沖壓成形性能。而沖壓成形性能與材料的機械性能密切相關(guān)，通常要求材料應具有：良好的塑性，屈強比小，彈性模量高，板厚方向性系大，板平面方向性系數(shù)小。</p><p>　?。?） 對材料厚度公差的要求材料的厚度公差應符合國家規(guī)定標準。因為一定的模具間隙適用于一定厚度的材料，材料厚度公差太大，不僅直接影響制件的質(zhì)量，還可能導致模具和沖床的損壞。．對表面質(zhì)量的要求材料的表

16、面應光潔平整，無分層和機械性質(zhì)的損傷，無銹斑、氧化皮及其它附著物。表面質(zhì)量好的材料，沖壓時不易破裂，不易擦傷模具，工件表面質(zhì)量好</p><p>　?。?） 常用沖壓材料沖壓用材料的形狀有各種規(guī)格的板料、帶料和塊料。板料的尺寸較大，一般用于大型零件的沖壓，對于中小型零件，多數(shù)是將板料剪裁成條料后使用。帶料（又稱卷料）有各種規(guī)格的寬度，展開長度可達幾千米，適用于大批量生產(chǎn)的自動送料，材料厚度很小時也是做成帶

17、料供應。塊料只用于少數(shù)鋼號和價錢昂貴的有色金屬的沖壓。 </p><p>　　總上所述，沖壓材料我選擇鋼10作為沖壓件的材料。</p><p>　　鋼10為優(yōu)質(zhì)碳素鋼，碳的質(zhì)量分數(shù)很低，塑性好，有較好的沖壓、彎曲性能由《沖壓模具設(shè)計與制造》表1.3.6取抗剪強度，抗拉強度，屈服點， 斷面收縮率</p><p><b>　　1.3結(jié)構(gòu)形狀</b>

18、</p><p>　　該工件結(jié)構(gòu)復雜，所要沖裁的孔直徑僅2.8mm，包括三處朝向不同方向的彎曲和三個加工難度高的小凸包。</p><p><b>　　1.4尺寸精度</b></p><p>　　該工件未表注公差的尺寸，根據(jù)工件的使用性能，可按IT6級制造。</p><p>　　2 模具的技術(shù)要求及材料選用</p&g

19、t;<p>　　2.1模具的技術(shù)要求</p><p>　　利用模具生產(chǎn)制品零件，其模具質(zhì)量的好壞，壽命的長短，直接關(guān)系到產(chǎn)品制造精度、性能和成本。是提高勞動生產(chǎn)率、降低消耗、創(chuàng)造效益，盡快使產(chǎn)品占領(lǐng)市場的重要性條件。而模具的質(zhì)量、使用壽命、制造精度及合格率很大程度上取決于設(shè)計時對模具材料的選用、熱處理工藝要求、模具零件配合精度及公差等級的選擇和表面質(zhì)量要求。</p><p>

20、　　2.2 模具材料的選用及要求</p><p>　　2.2.1冷沖模材料應具有的性能</p><p>　　冷沖模包括沖裁模、彎曲模、拉深模、成形模和冷擠壓模等。冷沖模在工作中承受沖擊、拉深、壓縮彎曲、疲勞磨擦等機械的作用。模具常常發(fā)生脆斷、堆塌、磨損、啃傷和軟化等形成的失效。因此，作為冷沖模主要材料的鋼材，應具有的性能。</p><p>　　（1）應具有較高的變形

21、抗力：主要抗力指標包括淬火、回火抗壓強度、彎強度等。其中硬度是模具注意重要的抗力指標，高的硬度是保持模具耐磨性的必要條件。工作零件熱處理后的硬度在60HRC強度和抗彎強度才能保證模具具有較高的變形能力。</p><p>　?。?）應具有較高的斷裂抗主要抗力指標有材料的抗沖擊性能抗壓強度、抗彎強度 斷裂抗力和沖擊載荷下抵抗模具裂紋產(chǎn)生一個特性，也是作為防止斷裂的一個重要依據(jù)。其基體中碳含量越高沖擊韌性越高。故對韌性

22、的要求應依據(jù)載荷較大的冷沖鐓及剪切模易受偏心彎曲載荷細長凸?；蛴袘械哪＞?，都需要有較高的韌性</p><p>　?。?）應具有較高的耐磨性和抗疲勞性能：對于在一定條件下工作的模具鋼，為了提高耐磨性，需要在硬度高的基體上均勻分布有大量細小硬的碳化物 相同硬度下，提高鋼的性能是模具在交變應力條件下產(chǎn)生的疲勞破壞，如模具長期使用有刮痕凹槽等</p><p>　　（4）應具有較好的冷、熱加工

23、工藝性：鋼材的加工性能包括可鍛性、可加工性、淬透性、淬硬性較小的脫碳敏感性和較小變形傾向等，以方便模具的加工，易于成形及防止熱處理后變形等。</p><p>　　2.2.2材料的選擇原則</p><p>　?。?）要選擇滿足模具零件工作要求的最佳綜合性能的材料：要選擇滿足模具零件工作要求的最佳綜合性能的材料</p><p>　?。?）要針對模具失效形式選用鋼材：鋼材

24、的失效是影響模具壽命的主要因素包括：</p><p>　　1）為防模具開裂，要選用韌性好的材料</p><p>　　2）為防磨損，應選用合金元素高的材料</p><p>　　3）對于大型沖模應選用淬透性好的材料</p><p>　　4）為保持鋼材硬度能力，要選用耐回火性高的含鉻、鉬合金鋼</p><p>　　5）為防熱

25、處理變形，對于形雜的零件應選用含碳量高、淬透性好的高合金材料.</p><p>　　（3）要根據(jù)制品批量大小，以最低的成本的選材原則選用:</p><p>　　對于需沖壓數(shù)量較多模具，一般采用優(yōu)質(zhì)合金鋼，而數(shù)量少的則采用碳素鋼，以降低成本。</p><p>　?。?）要根據(jù)沖模零件的作用選擇：</p><p>　　凸、凹模具應選用優(yōu)質(zhì)的鋼材制

26、作，對于數(shù)量不多或厚度不大的可采用有色金屬或黑色金屬。而對于支撐板、卸料零件、導向件應選用一般鋼材。</p><p>　?。?）要根據(jù)沖模精密程度選用：</p><p>　　在制造小型精密模具而又復雜時可選用優(yōu)質(zhì)合金鋼制作，而對于比較簡單，形狀、精度有要求不高的模具應選用比較便宜的碳鋼或低合金鋼。</p><p>　　綜上所述，此模具采用合金工具鋼為模具材料。該合金

27、鋼具有較好的耐磨性，較好的淬火不變形性，較好的紅硬性，較小的脫碳敏感性，較深的淬硬深度，但它的切削加工性較差，耐沖擊性也較差?；灸軡M足此模具的沖裁。此模具的彎曲部分也采用這種材料。凸模的熱處理硬度為58~62HRC，凹模的熱處理硬度為62~64HRC。</p><p>　　3 確定工藝方案及模具形式</p><p>　　此工件的工序包括沖孔，落料、彎曲三步，參考下表選擇模具如下表3.1所

28、示</p><p>　　表3.1 三種模具特點比較</p><p>　　此工件是錄音機機芯中的零件。工件形狀較復雜，要求精度較高。有a、b、c三處彎曲，工件上還有3個小凸包。主要工序有沖孔、沖裁、成形、彎曲。若采用單工序模，如果采用單工序模生產(chǎn)則需要三副模具生產(chǎn)成本高，加工效率低，需要的工人數(shù)量多，工廠占地面積大不符合零件的加工要求。況且該工件工序很多，工件小，手工操作，定位難以達到精度

29、，質(zhì)量難以保證，且生產(chǎn)效率低。</p><p>　　又因工件最窄處的尺寸僅1mm，不能滿足復合模中凸凹模的最小壁厚8.5mm 的要求，所以此工件不宜采用復合模的要求；又分析工件屬于定型產(chǎn)品中的零件，批量生產(chǎn)。</p><p>　　故綜合考慮此工件模具采用浮頂器導向，導正銷定位，卸料板卸料自然漏料的多工位級進制造。</p><p><b>　　4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)

30、計</b></p><p>　　板料采用自動送料裝置送進，用導正銷進行精確定位，在第一工位沖出導正銷孔后，第二至第五工位均設(shè)置導正銷導正，從根本上保證了工件沖壓加工精度的穩(wěn)定性。模具裝配圖如圖6所示。</p><p>　　板料依靠在模具兩端設(shè)置的局部導尺導向，中間部位采用導向槽浮頂器導向。由于工件有彎曲工序，每次沖壓后板料需抬起，導向槽浮頂器具有導向和浮頂?shù)碾p重作用。如圖6俯視

31、圖所示，在上側(cè)裝有5個，在第三工位，E區(qū)已被切除，邊緣無板料，因此在下側(cè)只能裝3個導向槽浮頂器。在第四、五工位的下側(cè)是具有彎曲工序的部位，為了使板料在沖壓過程中能可靠的浮起，在圖示部位設(shè)置了彈性浮頂器。為了防止浮頂器鉤住帶料上的孔而引起送料不暢，保證送料穩(wěn)定，共設(shè)置3個彈性浮頂器，模具采用滑動對角導柱模架。上模部分由卸尺、凸模固定板、墊板和各個凸模組成。為了保護細小凸模，裝有4個16mm的小導柱，導柱由凸模固定板固定，與卸料板、凹模板成

32、動配合，其雙面配合間隙不大于0.025mm，這樣可以提高模具的精度與剛度。</p><p>　　模具下模部分由凹模和墊板及導尺、彈頂器等組成，凹模采用整體凹模結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　5 沖裁的工藝計算</b></p><p>　　5.1排樣設(shè)計與計算</p><p>　　5.1.1選擇排樣方法</p&g

33、t;<p>　　設(shè)計級進模時，首先要考慮條料的排樣圖。本工件的形狀是兩頭小中間大，直接排樣時材料利用率低，應采用斜隊排樣示的排樣方法，設(shè)計成隔位沖壓，可顯著地減少廢料，常用的排樣方法有三種：</p><p>　　（1）.有廢料排樣：指沿工件全部外形沖裁，工件與工件、工件與條料邊緣都留有搭邊，此種排樣的缺點是材料利用率低，但有了搭邊就能保證沖裁件的質(zhì)量，模具壽命也高；</p><p

34、>　?。?）.少廢料排樣：指模具只沿著工件部分外形輪廓沖裁，只有局部搭邊的在；</p><p>　?。?）.無廢料排樣：指工件與工件之間及工件與條料側(cè)邊之間均無搭邊的存在，模具刃口沿條料順序切下，直接獲得工件。</p><p>　　少廢料、無廢料排樣的缺點是工件質(zhì)量差，模具壽命不高，但這兩種排樣可以節(jié)省材料，還具有簡化模具結(jié)構(gòu)、降低沖裁力和提高生產(chǎn)率等優(yōu)點。并且工件須具有一定的形狀才

35、能采用少、無廢料排樣。上述三類排樣方法，按工件的外形特征主要分為直排、斜排、直對排、斜對排、混合排、多行排等形式。</p><p>　　根據(jù)本零件的特點，適合采用有廢料直排的方式,這樣不僅使沖出的零件達到要求，有可以盡可能大的提高材料的利用率。</p><p>　　5.1.2確定搭邊值</p><p>　　查表5.1得最小搭邊值：a=1.0mm a1=1.2mm&

36、lt;/p><p>　　表5.1 最小搭邊值表</p><p>　　本模具采用無側(cè)壓裝置，條料與導料板間間隙最小值為1mm。</p><p>　　5.1.3計算送料步距與條料寬度</p><p><b>　　條料寬度B：</b></p><p>　　其中 垂直送料方向上零件尺寸</p>

37、<p><b>　　條料與條料板間間隙</b></p><p><b>　　條料寬度公差值</b></p><p><b>　　有公式得： </b></p><p><b>　　=19mm </b></p><p>　　沖壓材料使用鋼帶卷料，

38、材料厚度0.8mm。采用自動送料器送料如該工件采用的排樣方式如圖2所示，共有6個工位。</p><p>　　第一工位：沖導正銷孔；沖2.8mm圓孔；沖K區(qū)1mm×5mm的窄長孔；沖T區(qū)的T形孔。</p><p>　　第二工位：沖工件右側(cè)M區(qū)外形；連同下一工位沖裁E區(qū)的外形</p><p>　　第三工位：沖工件左側(cè)N區(qū)外形</p><p&

39、gt;　　第四工位：工件A部分向上5mm彎曲，沖4個小凸包。</p><p>　　第五工位：工件B部分向下4.8mm彎曲。</p><p>　　第六工位：工件C部分向下7.7mm彎曲；F區(qū)連體沖裁，廢料從孔中漏出，工件脫離載體，從模具左側(cè)滑出。</p><p>　　工件的外形是分5次沖裁完成的。若把工件分為頭部、尾部和中部，尾部的沖裁是分左、右兩次進行的，如果一次沖

40、出尾部外形，凹模中間部位將處于懸臂狀態(tài)，容易損壞；工件頭部的沖裁是分兩次完成的，第一次是頭部位的T形槽，第二次是E區(qū)的連體沖裁，如果和E區(qū)的沖裁合并，其凹模的強度不好；工件中部的沖裁兼有工件切斷分離的作用。</p><p>　　5.1.4畫排樣圖如下圖5.1所示</p><p><b>　　圖5.1 排樣圖</b></p><p><b&

41、gt;　　5.2計算沖壓力</b></p><p><b>　　5.2.1沖裁力 </b></p><p>　　模具共有8個沖裁區(qū)，沖裁力由下式計算，</p><p>　　各沖裁區(qū)只是沖裁線的長度不同，材料剪切強度極限，板料厚度t=0.8mm，用上式可分別計算出各沖裁區(qū)的沖裁線長度和沖裁力，見下表5.2：</p>&l

42、t;p>　　表5.2 沖裁力計算表</p><p>　　5.2.3 彎曲力 </p><p>　　三個部位的彎曲均屬于自由彎曲，彎曲力用下式計算，式中安全因數(shù)K=1.3，圓角半徑r=0.1t=0.08mm，屈服極限，式中只有板料寬度b不同，a、b、c三個部位的寬度分別是1.5mm，3mm，5mm，</p><p>　　由上式可計算出a、b、c三個部位的彎曲

43、力，分別為204N、408N、680N，彎曲力總和為1292N。</p><p>　　5.2.4沖凸包力 </p><p><b>　　由下式計算，</b></p><p>　　式中L是凸包的周長，因數(shù)K取1.3，所計算出的F是沿周長將板料沖達屈服點所需的力。本模具的凸包很小，取=240Mpa，由上式計算出單個凸包沖壓力為784N，則3個

44、凸包總壓力為2352N。</p><p>　　以上三項沖壓力的總合為：</p><p>　　5.2.5 卸料力、推件力及頂件力的計算</p><p>　　卸料力、推件力和頂件力是有壓力機和模具卸料力裝置或頂件力裝置傳遞的。在選擇設(shè)備的公稱壓力時，應分別予以考慮。影響這些力的因素較多，主要有材料的力學性能、材料厚度、模具洞口的結(jié)構(gòu)、搭邊大小、潤滑情況、制件的形狀和尺寸

45、等。所以要準確的計算這些力是困難的，此模具根據(jù)生產(chǎn)中常用經(jīng)驗公式計算如下：</p><p>　　卸料力 </p><p>　　推件力 </p><p>　　頂件力 </p><p><b>　　式中：——沖裁力</b></p>&

46、lt;p>　　、、——卸料力、推件力、頂件力，其系數(shù)見下表5.3</p><p>　　——同時卡在凹模內(nèi)的沖件數(shù)（或廢料數(shù)）計算如下</p><p>　　此式中，——凹模具洞口的直刃壁高度</p><p><b>　　——板料厚度</b></p><p>　　表5.3 卸料力、推件力、頂件力系數(shù)表</p>

47、;<p>　　卸料力和推件力是選擇卸料裝置和頂件裝置的彈性元件的依據(jù)，在計算沖裁所需要的總沖壓力時，應根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的具體情況考慮卸料力和推件力的影響。當采用剛性卸料和下出件的模具（如剛性卸料的單工序?；蚣夁M模等）時：</p><p>　　當采用彈壓卸料和下出件的模具（如彈壓卸料的單工序模、級進?；蛏夏傂酝屏系牡寡b復合模等）時：</p><p>　　用倒裝復合模沖裁時，與落料

48、有關(guān)，與沖孔有關(guān)。</p><p>　　當采用彈壓卸料和上出件的模具（如上模彈壓卸料、下模彈頂出件的單工序模或上模剛性推料的正裝復合?；蚣夁M模等）時：</p><p>　　此時，與落料有關(guān)，單工序模的與落料力有關(guān)，正裝復合模中與沖孔力及落料力都有關(guān)。</p><p>　　而本零件則采用彈壓卸料和上出件的模具，所以：</p><p>　　5.3

49、 計算壓力中心 </p><p>　　用前述公式，可計算出壓力中心位于沖導正銷孔左邊43.76mm處。</p><p>　　根據(jù)模具的總體平面尺寸應該與壓力機工作臺或墊板尺寸和滑塊下平面尺寸相適應及模具的閉合高度應與壓力機的裝模高度或相適應的原則初選開式雙柱可傾壓力機 J23——16 ，最大閉合高度220 mm 。</p><p>　　5.4 計算凸、凹模工作部分

50、尺寸并確定其制造公差</p><p>　　5.4.1 沖裁間隙的確定</p><p>　　此模具采用經(jīng)驗確定法來確定沖裁間隙值。根據(jù)研究與實際生產(chǎn)經(jīng)驗，間隙值可按要求分類查表確定。此工件對尺寸精度，斷面質(zhì)量要求較高，故選用較小的間隙值，這時沖裁力與模具壽命作為次要因素考慮。查表下表5.4</p><p>　　表5.4 沖裁模初始雙面間隙值Z</p>&

51、lt;p>　　取此工件的沖裁模初始雙面間隙值=0.056, </p><p><b>　　則，</b></p><p>　　5.4.2 凸模與凹模刃口尺寸的確定</p><p>　　按凸模與凹模圖樣分別加工法計算取凸凹模的制造公差為</p><p><b>　　即 </b>&l

52、t;/p><p>　　即 </p><p>　　表5.5 磨損系數(shù)表</p><p>　　根據(jù)零件厚度查磨損系數(shù)表6取此工件的x磨損系數(shù)為1。</p><p>　?。?）落料刃口尺寸的計算</p><p>　　沖裁凸凹模分別按IT6級制造。 該工件要沖裁的工件尺寸為，，，，， 根據(jù)計算原則，落料時以凹

53、模為設(shè)計基準，由公式</p><p>　　對于K 區(qū)1mm5mm的槽 </p><p>　　對于M區(qū)沖裁 </p><p>　　對于N區(qū)沖裁 </p><p>　　對于連體E區(qū)沖裁 </p><p>　　對于連體F區(qū)沖裁 </p&

54、gt;<p>　　對于T區(qū)T形孔 </p><p>　　上述試中 . ——落料凹凸模尺寸</p><p>　　——落料件最大極限尺寸</p><p><b>　　——磨損系數(shù)</b></p><p><b>　　校核</b></p><

55、p>　　即 0.0096+0.00640.072-0.018</p><p>　　0.0160.018 </p><p><b>　　滿足間隙公差條件</b></p><p>　?。?）沖孔刃口尺寸的計算</p><p>　　沖裁凸凹模也按IT4級制造.該工件沖孔尺寸為, ，根據(jù)計算原

56、則，沖孔時以凹模為設(shè)計基準，由公式</p><p>　　對于兩個導正銷釘孔 </p><p>　　對于mm孔 </p><p>　　上述試中 , ——沖孔凸凹模尺寸</p><p>　　——沖孔件孔的最小極限尺寸</p><p><b>　　——磨損系數(shù)<

57、/b></p><p><b>　　校核</b></p><p>　　即 </p><p><b>　　滿足間隙公差條件</b></p><p>　　5.4.3 凸模的結(jié)構(gòu)形式及凸模長度計算</p><p>　　由于沖件的形狀和尺寸不同，沖模的加工以

58、及裝配工藝等實際條件亦不同，所以在實際生產(chǎn)中使用的凸模結(jié)構(gòu)形式很多。本模具的截面形式有圓形和非圓形兩種，刃口形狀有斜刃和平刃兩種，結(jié)構(gòu)為整體式。凸模形式非圓形凸模和沖小孔凸模兩種。在設(shè)計制造中，對小孔凸模采用提高模架剛度和精度、取較大的卸料力、較大的沖裁間隙、保證凸凹模間隙均勻性并減小工作表面粗糙度的措施來保護小凸模。凸模長度計算如下</p><p>　　參考《沖壓模具圖冊》冷沖模組合選用表查得凸模固定板厚度 L

59、為18 mm卸料板厚度h為16mm ,按下式</p><p>　　式中 ——凸模長度</p><p><b>　　——凸模固定板厚度</b></p><p><b>　　——卸料板厚度</b></p><p><b>　　——材料厚度</b></p>

60、<p>　　——增加長度。它包括凸模的修磨量、凸模進入凹模的深度、凸模固定板與卸料板之間的安全距離等，取15 mm</p><p>　　5.4.4 凹模的結(jié)構(gòu)形式及凹模尺寸計算</p><p>　　沖裁時凹模承受沖裁力和側(cè)向擠壓力的作用。由于凹模結(jié)構(gòu)形式及固定方法不同，受力情況有比較復雜，目前還不能用理論的方法確定凹模輪廓尺寸。根據(jù)沖裁的板料厚度和沖件的輪廓尺寸，按經(jīng)驗公式確定

61、如下：</p><p><b>　　凹模高度 </b></p><p><b>　　凹模壁厚 </b></p><p>　　式中 ——凹模刃口的最大尺寸,取連體F區(qū)沖裁沖裁凹模的刃口長度</p><p>　　——系數(shù)，考慮板料厚度的影響查因數(shù)K的數(shù)值表5.6</p

62、><p>　　表5.6 因數(shù)K的數(shù)值</p><p><b>　　6 主要零部件設(shè)計</b></p><p>　　6.1 浮料裝置 </p><p>　　浮料裝置由8個導向槽浮頂器和3個彈性浮頂器組成，其結(jié)構(gòu)參看總裝配圖。浮頂器與凹模板為間隙配合，浮頂?shù)膹椓Υ笮∮裳b在下模座內(nèi)的螺塞調(diào)節(jié)。板料共有三個部位的彎曲，a部位的彎曲

63、是向上的彎曲，彎曲后并不影響板料在凹模上的運動，但是彎曲的凹模卻高出凹模板3mm，如果板料不處于浮起狀態(tài)，將影響送進；b部位的向下彎曲高度為4.8mm，彎曲后凹模開有槽作為它的送進通道，對板料浮起沒有要求；c部位彎曲后已脫離載體?？紤]以上各因素后，只有a部位的彎曲后凹模影響運行，因而將浮起高度定為3.5mm。彈性浮頂器在自由狀態(tài)下高出凹模板3.5mm，導向槽浮頂器在自由狀態(tài)下，其槽的下平面高出凹模板3.5mm，兩種浮頂器浮板的位置處于同

64、一平面上。</p><p><b>　　6.2 導正銷 </b></p><p>　　使用導正銷的目的是消除送進導向和送料定距或定位板等粗定位的誤差。沖裁中，導正銷先進入已沖孔中，導正條料位置，保證孔與外形相對位置公差的要求。級進模常采用導正銷與擋料銷配合使用進行定位，擋料銷只起粗定位作用，導正銷進行精定位。</p><p>　　為使導正銷工

65、作可靠，避免折斷，導正銷的直徑一般應大于2mm .孔徑小與2mm 的孔不宜用導正銷導正，但可另沖直徑大于2mm 工藝孔進行導正。</p><p>　　導正銷的頭部有圓錐形的導入部分和圓柱形的導正部分組成。導正銷的基本尺寸可按下式計算</p><p>　　式中 ——導正銷的基本尺寸</p><p><b>　　——沖孔凸模直徑</b>

66、;</p><p>　　——導正銷與沖孔凸模直徑的差值</p><p>　　即，導正銷 導正銷工作部位直徑為3mm，導正銷制造偏差為（按——81制造），導正銷共設(shè)8個，直接裝在卸料板上。制造卸料板時，導正銷的位置偏差不應大于0.005mm。</p><p>　　6.3 沖裁凸模、凹模 </p><p>　　由排樣圖可看出，沖裁部位共有6個

67、，其中屬于外形沖裁的部位有5個，為避免沖切聯(lián)體外形接刀處因步距誤差而產(chǎn)生連絲和毛刺，故沖裁連體外形的接刀設(shè)計如圖2中的1、2、3所示。</p><p>　　凹模設(shè)計為整體結(jié)構(gòu)，沖裁型孔均采用線切割機床加工。除圓形凸模外，各異形凸模設(shè)計成直通式外形，主要采用線切割加工。</p><p>　　F區(qū)和E區(qū)的凸模體積較大，用螺釘固定在卸料板上。</p><p>　　N區(qū)和M

68、區(qū)的凸模呈扁平狀，在凸模上端鉆孔，用銷釘作擋銷固定。</p><p>　　K區(qū)凸模沖1mm×5mm狹長孔。K區(qū)和T區(qū)的沖裁區(qū)都很小，其凸模就形成細小凸模，細小凸模工作中很容易折斷，設(shè)計時要認真計算它的強度，并選擇合適的安裝方法。</p><p>　　細小凸模的損壞形式主要是受壓失穩(wěn)而折斷，在材料力學中屬于“壓桿穩(wěn)定”的問題。按安裝形式，凸模分為帶導向裝置和無導向裝置兩種，如圖6.

69、1所示。凸模損壞不是其壓應力達到破壞值被壓碎，而是產(chǎn)生側(cè)向彎曲而失去穩(wěn)定性，產(chǎn)生彎曲變形而折斷，顯然，圖6.1a比圖6.1b更容易折斷。</p><p>　　圖6.1 細小凸模損壞形式</p><p>　　1—墊板 2—凸模固定板 3—卸料板 4—凹模</p><p>　　防止凸模失穩(wěn)破壞，主要應計算出圖中所示失穩(wěn)段長度L的值，當L小于一定數(shù)時， 發(fā)生失穩(wěn)

70、折斷。用式計算K區(qū)凸模允許的自由長度。</p><p>　　K區(qū)沖裁力前面已計算出F=4800N。計算凸模的慣性矩。如圖6.2a所示</p><p>　　a) b)</p><p>　　圖6.2 計算截面慣性距</p><p>　　截面最小的慣性矩是對x軸的慣性矩。其值用下式計算。圖中尺寸

71、b=5mm，H=1mm，則：</p><p><b>　　代入式下式即：</b></p><p>　　則K區(qū)凸模允許自由長度為11.09mm。</p><p>　　T區(qū)凸模的截面是由兩個矩形組成截面，如圖6.2b所示。按組合截面的方法計算慣性矩，可算出對x軸的慣性矩為15.9（其計算方法比較復雜，不作介紹）。計算其允許的自由長度，即：</

72、p><p>　　細小凸模的安裝結(jié)構(gòu)可有如圖5所示的幾種方法。</p><p>　　先分析K區(qū)沖裁凸模應采用的結(jié)構(gòu)。通過以上計算，K區(qū)凸模允許的自由長度不大于11.09mm，圖5b所示的結(jié)構(gòu)，是在凸模固定板和卸料板上都裝有保護套。上邊的保護套起固定凸模的作用，下邊的保護套與凸模是間隙配合，兩護套之間的距離L就是凸模的自由長度部分，它應小于11.09mm，同時，L也必須大于卸料板的工作行程。分析本

73、模具各工序后可知，卸料板的行程定為2.5mm，可以滿足各工序的工作需要，所以這種結(jié)構(gòu)是可以采用的。上護套與凸模固定板采用配合，凸模與保護套采用配合，保護套中的1mm×5mm矩形孔，可采用電火花機床加工，采用這種結(jié)構(gòu)凸模容易制造，折斷后更換也很方便。</p><p>　　圖6.3a所示的結(jié)構(gòu)，凸模需穿過橡膠板，凸模穿過橡膠板部分的長度屬于自由長度。考慮到橡膠板彈性體的設(shè)計，其厚度不能太小。另外，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

74、差，亦不適用K區(qū)的凸模。</p><p>　　a) b) c)</p><p>　　圖6.3 細凸模極其細小凸模的安裝方法</p><p>　　1—墊板 2—固定板 3—卸料板 4—凸模護套 5—擊塊</p><p>　　6—擊板

75、7—橡膠 8—凸模護套 9—凸模</p><p>　　圖5c所示的結(jié)構(gòu)，可滿足本模具的使用要求，但凸模制造復雜，不容易更換，所以也不宜采用。</p><p>　　1mm×5mm凹模孔用線切割加工，必須要打穿絲孔，直徑小于1mm的穿絲孔很難加工，因而在穿孔的側(cè)面，打 3mm的穿絲孔，在線切割加工時，切割出4mm×8mm的矩形孔，然后再鑲上鋼塊，鋼塊的一側(cè)就是沖裁

76、的刃口。T區(qū)的T形孔也采用這種方法加工。</p><p>　　T區(qū)的凸模允許自由長度為69.06mm，這一條件很容易滿足，可采用圖6所示的結(jié)構(gòu)。</p><p>　　6.4 小凸包 </p><p>　　小凸包是向上鼓出的，凸模裝在下模板上，在卸料板上裝有凹模鑲塊。凸包直徑為1mm，高為0.1mm，凹模鑲塊工作孔直徑為1mm，凸模直徑為0.8mm，凸模的設(shè)計工作

77、高度為0.3mm，待試模時再調(diào)整其高度。</p><p>　　6.5 彎曲凸模、凹模 </p><p>　　a部分是向上彎曲的。彎曲凹模采用T形槽，鑲在凹模板上，頂件塊與它相鄰，彈簧將他向上頂起，沖壓時，它與凸模形成夾持力，完成彎曲，頂件塊具有向上卸料的作用。彎曲形式屬于單邊彎曲，克服回彈采用施加校正力的方法。</p><p>　　b部位的彎曲，是向下彎曲，彎曲高

78、度為4.8mm。浮料釘只能將板料托起3.5mm，所以在凹模上沿其送進的路線還需加工出2mm寬、3mm深的槽，供其送進時通過。</p><p>　　C部位的彎曲也是向下彎曲，彎曲高度為7.7mm, 彎曲采用T形槽彎曲，鑲在凸模板上，頂件塊與它相鄰，彈簧將它頂向下方，沖壓時，它與凹模形成夾持力，完成彎曲。</p><p>　　b和c各個部位彎曲，對工件有校正力，因而容易被擊打而產(chǎn)生變形，因此各

79、個部位均安裝鑲塊。a部位的頂件塊起到鑲塊的作用。b、c兩部位距離較近，使用同一鑲塊。由于其兩個邊不能與凹模板全部貼緊，故采用螺釘、銷釘將其固定在凹模板上。工件在最后一個工步從載體上脫離后處于自由狀態(tài)，容易貼在凸?；虬寄Ｉ?，為此上模和凹模鑲塊上各裝一個彈性頂料釘。凹模板側(cè)面加工出斜面，使工件從側(cè)面滑出，在適當部位安裝氣管噴嘴，利用壓縮空氣將成品件吹出凹模。</p><p>　　7 模具閉合高度的計算</p&g

80、t;<p>　　沖模的閉合高度是指：滑塊在下死點，即模具在最低工作位置時，上模座上平面與下模座下平面之間的距離H。沖模的閉合高度必須與壓力機的裝模高度相適應。壓力機的裝模高度是指滑塊在下死點位置時，滑塊下端面至墊板上平面間的距離。當連桿調(diào)至最短時為壓力機的最大裝模高度，連桿調(diào)至最長時為最小裝模高度.</p><p>　　沖模的閉合高度H應介于壓力機的最大裝模高度和最小裝模高度之間，其大小關(guān)系為：&l

81、t;/p><p>　　如果沖模的閉合高度大于壓力機的最大裝模高度時，沖模不能在該壓力機上使用。反之，小于壓力機最小裝模高度時，可加減經(jīng)過磨平的墊板。</p><p>　　沖模的其它外形結(jié)構(gòu)尺寸也必須和壓力機相適應，如模具外形輪廓平面尺寸與壓力機墊板、滑塊底面尺寸，模柄與模柄孔尺寸，下模緩沖器平面尺寸與壓力機正整板孔尺寸等都必須相適應，以便模具能正確安裝和正常使用。</p><

82、;p>　　該模具采用采用對角導柱彈壓模架，該模架的特點是，作為凸模導向用的彈壓導板與下模座以導柱導套為導向構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)。凸模與固定板是間隙配合而不是過渡配合，因而凸模與固定板中有一定的浮動量。這種結(jié)構(gòu)形式可以起到保護凸模的作用。</p><p>　　凹模的外形為長方形，其高度尺寸H＝36mm，平面尺寸為。</p><p>　　上模座的厚度取 25mm&

83、lt;/p><p>　　墊板的厚度取 6mm</p><p>　　凸模固定板的厚度取 12mm</p><p>　　凸模固定板與導板之間的安全距離為20mm</p><p>　　導板的厚度取 16mm</p><p>　　導尺的

84、厚度取 18mm</p><p>　　凹模的厚度已定為 16mm</p><p>　　下模座的厚度取 25mm</p><p>　　模具的閉合高度H模為：</p><p>　　可見該模具閉合高度小于所選壓力機J23——16 的最大裝模高度220mm

85、，可以使用。 </p><p><b>　　8 模具總裝圖</b></p><p>　　通過以上設(shè)計，可得到如圖 8.1 所示的模具總裝圖。模具上模部分主要有上模板、墊板、導正銷、凸模、卸料板、固定板、卸料螺釘?shù)葞撞糠纸M成。卸料方式采用彈性卸料，以彈簧為主要元件。下模部分由下模座、浮頂器、凹模等組成。沖孔廢料由漏料孔漏出。</p><

86、p>　　模具工作過程：將條料送入剛性卸料板4下長條形槽中，平放在凹模上，，壓力機滑塊帶著上模下行，凸凹模上表面首先接觸條料先沖兩個導正銷進行定位，導正銷與凸凹模一起固定條料后沖K區(qū)的窄長孔T區(qū)的T形孔。條料送進沖M區(qū)外形，緊接著沖E區(qū)N區(qū)外形，工件成型后進行彎曲.</p><p><b>　　圖8.1 裝配圖</b></p><p>　　1—下模座 2,11—

87、彈簧 3—浮頂器 4—卸料板 5—F區(qū)沖裁凸模 6—彎曲凸模</p><p>　　7—凸模固定板 8—墊板 9—上模座 10—卸料螺釘 12—沖孔凸模 13—T區(qū)沖裁凸模 14—固定凸模用壓板 15—導正銷 16—小導柱 17—導向槽浮頂器 18—打凸包模</p><p><b>　　9 壓力設(shè)備的選定</b></p><

88、;p>　　對于級進模以及輪廓形狀復雜或多凸模的沖裁模，必須求出沖壓力合力的作用點即壓力中心。模具的壓力中心應與模柄的軸線重合，否則會影響模具及壓力機的精度和壽命。一切對稱沖裁件的壓力中心，均位于其輪廓圖形的幾何中心點上。對于該零件，由圖形可知壓力中心位于圓心上。</p><p>　　首先以沖裁所需的總沖壓力初步選擇壓力機，壓力機的公稱壓力必須大于所計算的總沖壓力。</p><p>　

89、　在確定了模具結(jié)構(gòu)及尺寸以后，還需對所選的壓力機的其它技術(shù)參數(shù)進行校核，最后才能確定所需的壓力機。</p><p>　　通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機J23——16能滿足要求。其參數(shù)如下：</p><p>　　公稱壓力 160KN</p><p>　　滑塊行程/mm 55mm</p><p>　

90、　滑塊行程次數(shù) 120次/mm</p><p>　　最大閉合高度 220mm</p><p>　　閉合高度調(diào)節(jié)量 45mm</p><p>　　滑塊中心線至床身距離 160mm</p><p>　　立柱距離 220mm</p><p>　　工

91、作臺尺寸 前后300mm</p><p><b>　　左右450mm</b></p><p>　　工作臺孔尺寸 前后160mm</p><p><b>　　左右240mm</b></p><p>　　直徑210mm </p><p&g

92、t;　　模柄孔尺寸 直徑40mm </p><p><b>　　深度 60mm</b></p><p>　　床身最大可傾角 </p><p><b>　　10 模具的裝配</b></p><p>　　根據(jù)級進模的裝配要點，選

93、凹模作為裝配基準件，先裝下模，再裝</p><p>　　上模，并調(diào)整間隙、試沖返修。具體裝配見下表10.1</p><p>　　表10.1 機芯級進模的裝配</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　感謝***老師，感謝她的諄諄教導，誨人不倦。沒有她的教誨就沒有我今天的成果。在今后的工作學習生活中

94、我一定要學習她嚴謹細致、一絲不茍的作風。她無私的教導我們，毫無保留的將所知傳授給我們，讓她指導的每個學生都。</p><p>　　感謝**老師，在本次設(shè)計過程中給予我極大的幫助、輔導我，使我能夠正確運用自己所學的專業(yè)知識能夠面對問題堅決克服，以良好的成績完成了本次畢業(yè)設(shè)計。</p><p>　　其次，感謝同學們對我的支持，從遙遠的家來到這個陌生的城市里，是他們給予了我兄弟般的關(guān)懷，給寢室裝

95、點了家的溫馨，是他們給我了信心和力量！</p><p>　　在整個設(shè)計的過程中，*老師一直對我熱情的幫助精心的指導，尤其是在課題設(shè)計的過程中，*老師提出了許多的寶貴設(shè)計意見，使的我們的畢業(yè)設(shè)計能夠順利的完成，在最后的論證修改過程中xx老師在百忙之中抽出時間為我們提供必要的幫助和指導，使的我們能順利的完成這次的設(shè)計任務。這次設(shè)計使我受益終身，在鞏固以前所學基礎(chǔ)上又從xx老師那學到了許多課本上沒有的東西，在此向xx老

96、師表示忠心的感謝和崇高的敬意</p><p>　　最后，感謝***學院的各位老師三年來對我們的教育，感謝學院能給我們提供這次非常好的學習實踐機會！ </p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1］ 張超英.沖壓模具與制造.北京.化學工業(yè)出版社，200

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98、銘杰.沖模設(shè)計應用實例.機械工業(yè)出版社，2003.8</p><p>　?。?］ 王立剛.沖模設(shè)計手冊.機械工業(yè)出版社，2002.5</p><p>　?。?］ 郭書彬.最新沖壓新工藝新技術(shù)與沖模設(shè)計圖集及典型疑難實例應用手冊.機械工業(yè)出版社，2003.9</p><p>　　[8] 王芳.冷沖壓模具設(shè)計指導.機械工業(yè)出版社，1998.10</p>

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