沖壓模具-護(hù)罩殼側(cè)壁沖孔模設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+文檔】,含CAD圖紙+文檔,沖壓,模具,護(hù)罩,側(cè)壁,沖孔,設(shè)計(jì),cad,圖紙,文檔 湖 南 工 學(xué) 院 2006屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 題 目 院(系)、部： 機(jī)械工程系 學(xué)生姓名： 鐘永權(quán) 指導(dǎo)教師： 曾立平 職稱(chēng) 教授 專(zhuān) 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí)： 模0301 完成時(shí)間： 2006年5月 指 導(dǎo) 教 師 評(píng) 語(yǔ) 2002級(jí)冷沖模課題畢業(yè)設(shè)計(jì) 任務(wù)書(shū) 一、設(shè)計(jì)題目：護(hù)罩殼側(cè)壁沖孔模設(shè)計(jì) 二、原始數(shù)據(jù)： 1、冷沖壓件零件圖(包括零件尺寸、精度、材料等)。 2、生產(chǎn)批量為大批大量。 三、設(shè)計(jì)要求： 1、保證規(guī)定的生產(chǎn)率和高質(zhì)量的沖壓件的同時(shí)，力求成本低、模具壽命長(zhǎng)。 2、的冷沖模必須保證操作安全、方便。 3、模零件必須具有良好的工藝性，即制造裝配容易、便于管理。 4、便于搬運(yùn)、安裝、緊固到?jīng)_床上并且方便、可靠。 5、保證模具強(qiáng)度前提下，注意外形美觀(guān)，各部分比例協(xié)調(diào)。 四、設(shè)計(jì)圖紙 1、模具總裝圖一張。 2、全部模具零件圖紙（其中至少有一張電腦繪圖）。 說(shuō)明書(shū) 1、資料數(shù)據(jù)充分，并標(biāo)明數(shù)據(jù)出處。 2、計(jì)算過(guò)程詳細(xì)、完全。 3、公式的字母含義應(yīng)標(biāo)明，有時(shí)還應(yīng)標(biāo)注公式的出處。 4、內(nèi)容條理清楚，按步驟書(shū)寫(xiě)。 5、說(shuō)明書(shū)要求有計(jì)算機(jī)打印出來(lái)。 目 錄 一、罩殼的工藝分析 二、沖裁力、卸料力、頂出力的計(jì)算 三、初選壓力機(jī) 四、凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 五、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 六、刃口的尺寸計(jì)算 七、壓力中心的計(jì)算 八、定位裝置的設(shè)計(jì) 九、卸料裝置的設(shè)計(jì) 十、頂料裝置的設(shè)計(jì) 十一、沖模的導(dǎo)向選用 十二、其它零件的設(shè)計(jì) 十三、模架及其零件選用 十四、模的安裝和安全技術(shù) 十五、整個(gè)模具的動(dòng)作分析 十六、計(jì)體會(huì)及致謝 十七、參考資料 1 罩殼的工藝分析 1.1 零件圖 圖1.1 護(hù)罩殼 1.2 零件圖的工藝分析 沖壓件工藝性是指沖壓零件在沖壓加工過(guò)程中加工的難易程度。雖然沖壓加工工藝過(guò)程包括備料—沖壓加工工序—必要的輔助工序—質(zhì)量檢驗(yàn)—組合、包裝的全過(guò)程，但分析工藝性的重點(diǎn)要在沖壓加工工序這一過(guò)程里。而沖壓加工工序很多，各種工序中的工藝性又不盡相同。即使同一個(gè)零件，由于生產(chǎn)單位的生產(chǎn)條件、工藝裝備情況及生產(chǎn)的傳統(tǒng)習(xí)慣等不同，其工藝性的涵義也不完全一樣。這里我們重點(diǎn)分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性。 首先，我們必須清楚沖裁件的結(jié)構(gòu)要素，其要素包括：（選自《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》P45） (1)、沖裁件的內(nèi)、外形轉(zhuǎn)角處應(yīng)避免尖銳的轉(zhuǎn)角，應(yīng)有適當(dāng)?shù)膱A角。一般應(yīng)有R > 0.5t(t為板料厚度)的圓角，否則模具壽命將明顯降低。 (2)、沖裁件上應(yīng)盡量避免窄長(zhǎng)的懸臂和凹槽。最好b > 2t、l < 3t。對(duì)于高碳鋼、合金鋼等硬質(zhì)材料，允許值應(yīng)增大30%～50%；對(duì)于黃銅、純銅和鋁等軟材料，可減少20%～25%。 (3)、沖裁件上孔與孔之間，孔到零件邊緣的距離，受模具強(qiáng)度和制件質(zhì)量的限制，其值不能太小，一般要求 b ≥ 2t (4)、因受凸模強(qiáng)度和穩(wěn)定性的限制，沖裁件的孔不能太小 結(jié)合實(shí)際圖紙得出如下工藝分析： 零件是在已拉抻完成了的圓形體上小沖孔，筒形長(zhǎng)為，要求沖出8個(gè)的小孔，兩上一列，共4列，各自分布在的角方向上，從結(jié)構(gòu)上分析來(lái)看，兩側(cè)孔的要求同心度較高，因此模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采取上下孔同時(shí)沖出的工藝方案。 但是一次沖孔只能完成對(duì)稱(chēng)的兩列及4個(gè)孔，所以要分兩次沖孔才能完成，側(cè)壁上的8個(gè)孔，那么就需要高置一個(gè)定位裝置來(lái)控制第二次沖孔的定位。 其次如果采用一般的單懸臂式?jīng)_孔模，沖裁時(shí)模具體做法受偏載，工作不平穩(wěn)，將加速刃口的磨損，降低模具的壽命，該模具一次對(duì)稱(chēng)沖兩件，工作平穩(wěn)，同時(shí)也能減小刃口的磨損。 考慮到取放工件的方便采用后側(cè)導(dǎo)柱模架導(dǎo)向沖裁。 最后是關(guān)于是否要確定排樣方案，根據(jù)排樣概念分析如下： 加工此零件為大批大量生產(chǎn)，沖壓件的材料費(fèi)用約占總成本的60%~80%之多。因此，材料利用率每提高1%，則可以使沖件的成本降低0.4%~0.5%。在沖壓工作中，節(jié)約金屬和減少?gòu)U料具有非常重要的意義，特別是在大批量的生產(chǎn)中，較好的確定沖件的形狀尺寸和合理的排樣的降低成本的有效措施之一。 由于材料的經(jīng)濟(jì)利用直接決定于沖壓件的制造方法和排樣方式，所以在沖壓生產(chǎn)中，可以按工件在板料上排樣的合理程度即沖制某一工件的有用面積與所用板料的總面積的百分比來(lái)作為衡量排樣合理性的指標(biāo)。 同時(shí)屬于工藝廢料的搭邊對(duì)沖壓工藝也有很大的作用。通常，搭邊的作用是為了補(bǔ)充送料是的定位誤差，防止由于條料的寬度誤差、送料時(shí)的步距誤差以及送料歪斜誤差等原因而沖出殘缺的廢品，從而確保沖件的切口表面質(zhì)量，沖制出合格的工件。同時(shí)，搭邊還使條料保持有一定的剛度，保證條料的順利行進(jìn)，提高了生產(chǎn)率。搭邊值得大小要合理選取。 （選自《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》P55） 根據(jù)零件具有對(duì)稱(chēng)性以及裝料的特點(diǎn)分析得出，排樣方案沒(méi)有必要。 2 沖裁力、卸料力、頂出力的計(jì)算 2.1 沖裁力的計(jì)算 根據(jù)教材知識(shí)，采用沖裁力公式：( 《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》P175 ) ……………………………………..2.1 式中： ——沖裁輪廓的總長(zhǎng)度 ——析料厚度 ——板料的抗拉強(qiáng)度 沖裁件為20號(hào)鋼，抗拉強(qiáng)度=353~500取=400 那么： =3.14161.5400 =30144 2.2 卸料力的計(jì)算 一般情況下，沖裁件從板料切下以后受彈性變形及收縮影響。會(huì)使落料件梗塞在凹模內(nèi)，而沖裁后剩下的板料則箍緊在凸模上。從凸模上將沖件或廢料卸下來(lái)所需的力稱(chēng)卸料力。影響這個(gè)力的因素較多，主要有材料力學(xué)性能、模具間隙、材料厚度、零件形狀尺寸以及潤(rùn)滑情況等。所以要精確地計(jì)算這些力是困難的，一般用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 根據(jù)選自《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》知識(shí)，采用經(jīng)驗(yàn)公式： =…………………………………..2.2 式中：——為卸料力 ——為卸料系數(shù)，其值查表（1-7） ——為沖裁力 表1-7 卸料力、推件力、頂件力系數(shù)、、 材料種類(lèi) 板料厚度/ 鋼 ~0.1 >0.1~0.5 >0.5~2.5 >2.5~6.5 >6.5 0.06~0.075 0.045~0.055 0.04~0.05 0.03~0.04 0.02~0.03 0. 1 0.065 0.050 0.045 0.025 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 黃銅、紫銅 0.02~0.06 0.03~0.09 鋁、鋁合金 0.025~0.08 0.03~0.07 那么： =0.0430144 =1205.76 (此卸料力為單孔卸料力) 2.3 頂件力的計(jì)算 根據(jù)選自《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》知識(shí)，采用經(jīng)驗(yàn)公式； =…………………………………….2.3 式中: ——為頂件力 ——為頂件力系數(shù)，其值見(jiàn)表（1-7） ——為沖裁力 那么； =0.0630144 =1808.64 2.4 計(jì)算總沖裁力 根據(jù)選自《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》知識(shí)，采用總沖壓力的計(jì)算公式： =++…………………………………2.4 式中： ——為總沖裁力 =8=301448=241152 ——為總卸料力 =4=1205.764=4823.04 ——為總頂件力 =4=18080.644=72322.56 那么： =2411852+4823.04+72322.56 =318297.6 3 初選壓力機(jī) 3.1 壓力機(jī)的選取原則 根據(jù)總的沖壓力選取大于總沖壓力的壓力機(jī)沖裁。選擇合適的壓力機(jī)型號(hào)，使之與模具行成合理的配置關(guān)系，可提高模具使用過(guò)程中的安裝可靠性，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率和模具壽命。選擇壓力機(jī)型號(hào)主要是使其技術(shù)規(guī)格能符合模具成型工藝的要求，主要考慮公稱(chēng)壓力、閉合高度、滑塊行程以及工作臺(tái)墊板尺寸等。 根據(jù)所要完成的沖壓工藝性質(zhì)，生產(chǎn)批量的大小，沖壓的集合尺寸和精度要求等來(lái)選擇設(shè)備的類(lèi)型。對(duì)于中小型的修邊件主要采用開(kāi)式機(jī)械壓力機(jī)。雖然開(kāi)式?jīng)_床的剛度差，在沖壓力的作用下床身的變形能破壞修邊模的間隙分布，降低模具的壽命和修邊件的表面質(zhì)量。可是它提供了極為方便的操作條件和非常容易安裝的機(jī)械化附屬裝置的特點(diǎn)，使它成為目前中、小型沖壓設(shè)備的主要形式。 根據(jù)沖壓件的尺寸、模具的尺寸和沖壓力來(lái)確定沖壓設(shè)備的規(guī)格。 1、壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力必須大于沖壓所需要的總沖壓力，即：> 2、機(jī)的行程大小應(yīng)適當(dāng)。由于壓力機(jī)的行程影響到模具的張開(kāi)高度，對(duì)于修邊等模具，其行程不宜過(guò)大，以免發(fā)生凸模與導(dǎo)板分離（導(dǎo)板模）或滾珠導(dǎo)向裝置脫開(kāi)的不良后果。 3、沖模的閉合高度相適應(yīng)。即滿(mǎn)足：沖模的閉合高度介于壓力機(jī)的最大閉合高度和最小閉合高度之間。 4、壓力機(jī)工作臺(tái)的尺寸必須大于模具下模座的外形尺寸并還要留有安裝固定的余地。但在過(guò)大的工作臺(tái)面上安裝過(guò)小尺寸的沖模時(shí)，對(duì)工作臺(tái)的受力條件也是不利的。 3.2 選取壓力機(jī) 根據(jù)上述原則，我們查表選用開(kāi)式壓力機(jī)(≤沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)≥表C-1) 開(kāi)式?jīng)_壓機(jī)的重要參數(shù)如下: 噸位: 行程： 模柄孔： 4 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1 凸模選取原則 為了保證凸模能夠正常工作，設(shè)計(jì)任何結(jié)構(gòu)形式的凸模都必須滿(mǎn)足如下三原則。 4.1.1 精確定位 凸模安裝到固定板上以后，在工作過(guò)程中其軸線(xiàn)或母線(xiàn)不允許發(fā)生任何的移位，否則將造成沖裁間隙不均勻，降低模具壽命，嚴(yán)重時(shí)造成啃模。 4.1.2 防止拔出 回程時(shí)，卸料力對(duì)凸模產(chǎn)生拉伸作用。凸模結(jié)構(gòu)應(yīng)能防止凸模從固定板中拔出來(lái) 4.1.3 防止轉(zhuǎn)動(dòng) 對(duì)于一些截面比較簡(jiǎn)單的凸模，例如長(zhǎng)圓形、半圓形、矩形等，為了使凸模固定板上安裝凸模的型孔加工容易，常常將凸模固定段簡(jiǎn)化圓形。這時(shí)就必須保證凸模在工作過(guò)程中不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，否則將出現(xiàn)啃模現(xiàn)象。 4.2 凸模的結(jié)構(gòu) 根據(jù)沖孔的形狀和尺寸設(shè)計(jì)（圖形如下） 圖4.1凸模 4.3 計(jì)算凸模長(zhǎng)度 根據(jù)選自《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》知識(shí)可得公式 ++－......................4.1 式中： ——凸模固定板厚度 ——彈壓卸料析厚度 ——預(yù)壓狀態(tài)下橡膠的高度 是凸模端面縮進(jìn)卸料板的距離 那么: 30+20+31.5－0.2 =81.3 4.4 凸模強(qiáng)度校核 根據(jù)選自《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》知識(shí)可以得到以下： 4.4.1 凸模抗壓能力校核 凸模能正常工作其最小截面承受的壓應(yīng)力必須小于凸模材料允許的壓應(yīng)力[] = …………………………………4.2 式中： ——凸模最小截面的壓應(yīng)力 ——沖裁力 ——凸模最小截面積 []——凸模材料許用應(yīng)力 則：==150 4.4.2 凸?？v向抗彎能力校核 由歐拉公式可解得凸模不發(fā)生失穩(wěn)彎曲的最小長(zhǎng)度為： ……………………………4.3 式中： ——凸模材料的彈性模量，一般模具鋼可取 =2.2 ——凸模最小截面慣性矩 ——彎曲安全系數(shù)，淬火鋼 ——沖裁力 則： 83.1所以合格 5 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.1 凹模結(jié)構(gòu) 根據(jù)零件圖形，凹模的外形尺寸與護(hù)罩殼的內(nèi)部尺寸穩(wěn)合，并且一端要壓入在凹模體內(nèi)，凹模的中心部位為空心，為了便于廢料的排出，應(yīng)將制成一定的錐度，圖形如下： 圖5.1 凹模 根據(jù)零件圖的尺寸要求，不能以凹模的端面定位，那么定位基準(zhǔn)設(shè)在凹模體側(cè)面上。 5.2 計(jì)算凹模厚度 按以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： ………………………….5.1 式中： ——沖裁力 ——凹模材料修正系數(shù)，見(jiàn)表2-18 ——凹模刃口周邊長(zhǎng)度修正系數(shù)，見(jiàn)表2-18 那么:確 表2-18凹模厚度按刃口長(zhǎng)度修正系數(shù) 刃口長(zhǎng)度/mm <50 50~75 75~150 150~300 300~500 >500 修正系數(shù) 1 1.12 1.25 1.37 1.50 1.60 6 刃口的尺寸計(jì)算 6.1 配作法制模刃口尺寸計(jì)算 采用配作法制模時(shí),刃口尺寸的計(jì)算與處理基本作法如下：落料時(shí)，只計(jì)算凹模刃口尺寸，制造公差取工件相應(yīng)尺寸公差的1/4。凸模刃口尺寸不需計(jì)算，在凸模的工作圖上只注凹模相應(yīng)刃口尺寸的基本尺寸，不注公差。在技術(shù)要求中注寫(xiě)“刃口尺寸按凹模實(shí)際尺寸配作，保證單邊間隙為”。沖孔時(shí)則只計(jì)算凸模刃口尺寸并取工件相應(yīng)尺寸公差的1/4為其制造公差，不計(jì)算凹模刃口尺寸，在凹模工作圖上只注相應(yīng)凸模刃口的基本尺寸，不注公差。并在技術(shù)要求中注寫(xiě)“刃口尺寸按凸模實(shí)際尺寸配作，保證單邊間隙為”。 對(duì)于非規(guī)則形狀的沖裁，落料凹模刃口尺寸隨刃口磨損量增大的變化情況，沒(méi)有圓形落料凹模刃口尺寸磨損后只增大那樣單一的變化規(guī)律；沖孔凸模沒(méi)有圓形沒(méi)有圓形沖孔凹模刃口尺寸磨損后只減小那樣單一的變化規(guī)律；無(wú)論是落料凹模還是沖孔凸模，磨損后刃口尺寸的變化均有可能有三種情況：磨損后尺寸增大，簡(jiǎn)稱(chēng)A類(lèi)尺寸；磨損后尺寸減小，簡(jiǎn)稱(chēng)B類(lèi)尺寸；磨損后尺寸不變，簡(jiǎn)稱(chēng)C類(lèi)尺寸。 A類(lèi)尺寸： ………….....6.1 B類(lèi)尺寸： ……………...6.2 C類(lèi)尺寸： ………..6.3 式中 ——與A類(lèi)尺寸對(duì)應(yīng)的工件尺寸允許的最大值（mm） ——與B類(lèi)尺寸對(duì)應(yīng)的工件尺寸允許的最小值（mm） ——與C類(lèi)尺寸對(duì)應(yīng)的工件尺寸允許的最小值（mm） 6.1.1 凸模刃口尺寸 根據(jù)選自《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》知識(shí)，采用B類(lèi)尺寸用圓形沖孔凸模刃口尺寸計(jì)算公式： ……………….6.4 式中： 與B類(lèi)尺寸對(duì)應(yīng)的工作尺寸允許的最小值 ——補(bǔ)償刃口磨損量系數(shù)，見(jiàn)表2-21； ——為工作公差數(shù)值 表2-21補(bǔ)償刃口磨損量系數(shù)x 工件尺寸公差等級(jí) X IT10級(jí)以上 1 IT11~13級(jí) 0.75 IT14級(jí)以下 0.5 材料為20號(hào)鋼，料厚t=1.5mm未注公差尺寸為IT14級(jí)，凸模屬于軸類(lèi)尺寸，查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表（GB1800-70）確定的公差尺寸偏差值如下： 那么利用上面公式計(jì)算： = 6.1.2 凹模刃口尺寸 刃口尺寸按凸模實(shí)際尺寸配作，取,保證單邊間隙為0.045值 查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》，表1-3金屬材料沖裁間隙 20號(hào)鋼 7 壓力中心的計(jì)算 為了保證壓力機(jī)和模具平穩(wěn)的工作，必須使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊中心線(xiàn)重合，對(duì)于使用模柄的中小型模具就是要使其壓力中心與模柄軸線(xiàn)相重合，否則將會(huì)使沖模和壓力機(jī)滑塊承受側(cè)向力，產(chǎn)生偏移，引起凸、凹模間隙不均勻和導(dǎo)向零件加速磨損，還會(huì)引起壓力機(jī)導(dǎo)軌的磨損、影響壓力機(jī)精度，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞模具和設(shè)備，造成沖壓事故。 任何幾何圖形的重心就是其壓力中心。對(duì)于復(fù)雜工件和多凸模沖裁的壓力中心，可利用力矩原理用計(jì)算法求得，即分力對(duì)某坐標(biāo)軸力矩之和等于其合力對(duì)該坐標(biāo)軸的力矩。 在實(shí)際生產(chǎn)中，可能出現(xiàn)沖模壓力中心在沖壓過(guò)程中發(fā)生沖壓變形的情況，或者由于沖壓件形狀的特殊性，從模具結(jié)構(gòu)考慮不宜于使壓力中心與滑塊中心重合，這時(shí)應(yīng)注意使壓力中心偏離不致超出所選壓力機(jī)所允許范圍。 該模具一次沖裁兩件，對(duì)稱(chēng)沖孔，受力均勻平衡，所以壓力中心取在稱(chēng)線(xiàn)上，不用再計(jì)算。 8 定位裝置的設(shè)計(jì) 8.1 擋料銷(xiāo) 擋料銷(xiāo)的作用是擋住條料搭邊或沖件輪廓以限定條料送進(jìn)的距離。因圓柱頭擋料銷(xiāo)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，故選用圓柱頭固定擋料銷(xiāo)，固定在凹模上。用來(lái)整體定位護(hù)罩殼的橫向位置，采用凹模體兩側(cè)面定位，那么在安裝凹模時(shí)，應(yīng)注意與凹模體上的定位銷(xiāo)之間的尺寸做出相應(yīng)的要求。擋料銷(xiāo)用45號(hào)鋼制造，淬火硬度為，其結(jié)構(gòu)如下圖： 圖8.1 擋料銷(xiāo) 8.2 彈性定位銷(xiāo) 另一個(gè)定位裝置是用來(lái)定位第二次沖孔時(shí)防止護(hù)罩殼旋轉(zhuǎn)的定位，考慮到護(hù)罩殼的裝入和取出方便，采用彈性式定位銷(xiāo)，其結(jié)構(gòu)圖如下： 圖8.2彈性定位銷(xiāo)(a) 圖8.3彈性定位銷(xiāo)(b) 定位銷(xiāo)的尺寸與凸模的尺寸一致，其余尺寸根據(jù)具體實(shí)體的尺寸而定。 8.2.1 彈簧的選取 彈簧選用按（GB2089~80）、尺寸參數(shù)如下： 材料直徑 彈簧中徑 節(jié)距≈ 工作極限載荷 單圈彈簧工作極限載荷下變形量 單圈彈簧剛度 最大心軸直徑 最小導(dǎo)筒直徑 d mm mm P mm N mm K mm mm 1.4 12.0 5.07 71.49 3.277 21.8 8.6 15.4 1.6 12.0 4.66 101.99 2.730 37.4 8.4 15.6 根據(jù)受力情況選用相應(yīng)的彈簧 導(dǎo)筒的外徑為內(nèi)直徑以配合定位銷(xiāo)為主。 9卸料裝置的設(shè)計(jì) 9.1 卸料板的選取 彈性卸料板卸料力小，卸料均勻，工件平整，故采用彈性卸料方式。彈性卸料裝置由卸料板、卸料螺釘和彈性元件組成。根據(jù)凹模形狀卸料板選用長(zhǎng)方形，其平面形狀尺寸等于凹模尺寸，厚度取。卸料板的成形孔形狀基本上與凹模孔相同，加工時(shí)與凹模配合加工。卸料螺釘采用標(biāo)準(zhǔn)的圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘M16，數(shù)量為4個(gè)，各卸料螺釘?shù)拈L(zhǎng)度一致，以保證裝配后卸料板水平和均勻卸料。 9.2 彈性元件的選取及計(jì)算 9.2.1 彈性元件選取 根據(jù)前面的卸料力計(jì)算,卸料力不大,彈性元件可以選用安裝方便的圓柱橡膠塊。 9.2.2 確定橡膠參數(shù) 橡膠參數(shù)計(jì)算步驟為： 根據(jù)分折，采用橡膠塊卸料,用4塊聚氨酯橡膠塊卸料，每塊承受1205.76N. 則：=1205.76N 考慮橡膠塊的工作壓縮量較大，取預(yù)壓縮率，并由表2-27查得單位壓力 按公式： ……………………………….9.1 式中： ——為橡膠塊截面積 ——為橡膠塊所受的壓力 ——為橡膠塊受壓時(shí)的單位壓力 那么：=1205.76/1.1=1096.15 表2-27橡膠壓縮率與單位壓力 橡膠壓縮率（%） 橡膠單位壓力 合成橡膠 聚氨酯彈性體 10 0.26 1.1 15 0.50 20 0.70 2.5 25 1.06 30 1.52 4.2 35 2.10 5.6 選用直徑為16的卸料螺釘，選取彈體穿卸料螺釘孔的直徑，則彈性體的外徑D可按下式求得： ………………………………9.2 為了保證足夠的卸料力,以獲得更平整的工件,需要加大壓料力取 計(jì)算預(yù)壓力: ……………………………………9.3 求橡膠塊的自由高度: …………………….9.4 式中: ——為工作行程 ——為橡膠塊極限壓縮率，對(duì)于硬度為邵氏70~80A的聚氨酯橡膠，則應(yīng)取35%。硬度越高，值越小。這里取=30%。 ——橡膠塊預(yù)壓縮率，聚氨酯橡膠= 那么： 取 橡膠塊高度的校核： 經(jīng)校核合格。 求極限壓縮量： =…………………………..9.5 則： = = 預(yù)壓縮量： ……………………………………9.6 則： 橡膠塊工作極限下的壓縮量： ……………….9.7 橡膠塊預(yù)壓下的高度： ………………………..9.8 工作行程的校核： ……………………………9.9 經(jīng)校核合格。 9.3 卸料螺釘?shù)倪x取 卸料螺釘長(zhǎng)L的確定 直徑為16的卸料螺釘經(jīng)查教材附表27圓柱頭內(nèi)六角螺釘（GB2867.6-81）可得螺釘?shù)念^高為h=16mm. 模座沉孔深度的計(jì)算： ………9.10 式中： ——螺釘頭部高度 ——卸料板工作行程，一般取為板料厚度； ——凸模預(yù)計(jì)總?cè)心チ?，，板料厚度大時(shí)取值。 則： 則剩余高度為 ……………………………….9.11 式中: ——固定板厚度 ——墊板厚析 ——預(yù)壓后彈性元件的高度 ——螺釘在上模板內(nèi)的高度。 則： 凸模經(jīng)刃磨后，在重新安裝彈壓卸料板時(shí)，在螺釘頭部應(yīng)加墊圈，其厚度為刃磨量。 10 頂料裝置的設(shè)計(jì) 10.1 頂料裝置的選取 根據(jù)預(yù)壓力=3617.28估算極限工作壓力：….10.1 則： 因此選取圓柱彈簧。 10.2 圓柱彈簧參數(shù)的選取 查表30-2-8圓柱螺旋壓縮彈簧的尺寸及參數(shù)(按GB2008-90) 材料直徑 彈簧中徑 節(jié)距≈ 工作極限載荷 單圈彈簧工作極限載荷下變形量 單圈彈簧剛度 最大心軸直徑 最小導(dǎo)筒直徑 d mm mm P mm N mm K mm mm 12 65 21.7 6384 8.619 741 48 82 計(jì)算工作行程: 在預(yù)壓力作用下的安裝高厚為： 初求彈簧的自由高度：=…………………….10.2 == 初求彈簧的有效圈數(shù)：根據(jù) ……………10.3 則： 圈 取圈 彈簧的實(shí)際高度：………………………….10.4 最小載荷的計(jì)算：最小載荷是兩上凹模和一個(gè)凹模體的重量。 凹模： 凹模體： 最小工作載荷下的高度： 在預(yù)壓力時(shí)的高度： 極限壓縮高度： =……10.5 彈簧的校核： …….10.6 滿(mǎn)足要求校核合格。 規(guī)格標(biāo)記為:彈簧. 11沖模的導(dǎo)向選用 在前面已提到考慮到取入工件的方便選用后側(cè)導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)， 采用普通型的后側(cè)導(dǎo)柱。 其：上模坐的公差配合為： 導(dǎo)套與導(dǎo)柱的公差配合為： 導(dǎo)柱與下模坐的公差配合為： 12 其它零件的設(shè)計(jì) 模具的聯(lián)接螺釘、卸料螺釘、卡圈、圓柱銷(xiāo)等零件全部采用標(biāo)準(zhǔn)零件，而有的特殊螺釘需要單獨(dú)加工，如固定側(cè)向定位的銷(xiāo)的螺釘就需要單獨(dú)設(shè)計(jì)加工而得。至于墊板、卸料板、凸模固定板可根據(jù)《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》知識(shí)或經(jīng)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)加工而得，其圖分別如下： 上模墊板； 圖12.1 上模墊板 上模卸料板： 圖12.2 上模卸料板 上凸模固定板： 圖12.3 上凸模固定板 13 模架及其零件選用 13.1 模架 模架選用后側(cè)導(dǎo)柱模架，這種模架的導(dǎo)柱分布在模座的一側(cè)，兩個(gè)導(dǎo)柱的直徑相同，可避免上模與下模錯(cuò)裝而發(fā)生啃模事故。該模架滑動(dòng)平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確牢靠，可保證均勻的沖裁間隙，提高模具的刃磨壽命，并使模具的調(diào)試簡(jiǎn)單化。此類(lèi)模架只適用于橫向送料，其優(yōu)點(diǎn)是工作面開(kāi)敞，適于大件邊緣沖裁和沖孔。模架的選用參照標(biāo)準(zhǔn)模架選購(gòu)。 13.2 導(dǎo)向零件 該工件生產(chǎn)批量大、公差要求較高，為保證模具有較高的精度和壽命，故采用導(dǎo)向零件對(duì)上、下模進(jìn)行導(dǎo)向，以保證上模相對(duì)與下模的正確運(yùn)動(dòng)。常用的導(dǎo)向零件有導(dǎo)柱、導(dǎo)套和導(dǎo)板，這里選用導(dǎo)柱和導(dǎo)套，其配合精度為，材料選用20號(hào)鋼，淬火硬度為。導(dǎo)柱下部長(zhǎng)度與下模板導(dǎo)柱孔采用過(guò)盈配合，上部長(zhǎng)度與導(dǎo)套孔徑間隙配合。導(dǎo)套孔徑有油槽，用以存油潤(rùn)滑，外徑與上模板采用過(guò)盈配合，配合使導(dǎo)套孔徑會(huì)收縮，所以導(dǎo)套過(guò)盈配合部分的孔徑應(yīng)比導(dǎo)套和導(dǎo)柱間隙配合部分導(dǎo)套孔徑增大。選擇導(dǎo)柱長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)考慮模具閉合時(shí)導(dǎo)柱上端面和上模板平面的距離不小于，導(dǎo)套的上端面與上模板上平面的距離應(yīng)大于，用以排氣和出油。本模具采用的導(dǎo)柱與導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式初定為滑動(dòng)導(dǎo)向式，如下圖所示。并且左右兩邊的導(dǎo)柱導(dǎo)套尺寸不同，用以避免上模與下模錯(cuò)裝而發(fā)生啃模事故，具體尺寸見(jiàn)后述。 圖13.1 導(dǎo)向裝置 13.3 模座 模座的尺寸規(guī)格根據(jù)模架類(lèi)型、凹模周界尺寸和安裝要求確定。對(duì)于矩形模座，其長(zhǎng)度應(yīng)比凹模長(zhǎng)度大，寬度等于或略大于凹模寬度，深度取凹模板厚度的倍。考慮受力情況，上模座厚度可比下模座小。 13.4 模柄的選擇 中小型模具一般都用模柄將上模與壓力機(jī)滑塊相連接，模柄工作段的直徑應(yīng)與所選的壓力機(jī)滑塊孔的直徑相一致。且兩者的下平面垂直度要好。如果垂直度不好，則就不可能得到凸模和凹模正確的相關(guān)運(yùn)動(dòng)，因而會(huì)使模具破損或產(chǎn)生其他的事故。設(shè)計(jì)模具時(shí)，選擇模柄的類(lèi)型要考慮到模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和使用要求，本模具選用的是如下圖所示的壓入式模柄，固定段與上模座孔采用H7/m6過(guò)渡配合， 13.2壓入式模柄 13.5 固定板的選擇 凸模通常用固定板固定在模板上。凸模固定板有圓形和矩形兩種，其平面尺寸除保證能安裝凸模外，還要考慮到螺釘和銷(xiāo)釘孔的設(shè)置。其外形與尺寸通常與凹模板相同，厚度一般取等于凹模厚度的0.8－1倍。固定板與凸模采用過(guò)渡配合（H7/m6），壓入后將凸模尾端與固定板一起磨平。 13.6 墊板的選擇 墊板的作用是直接承受和分散凸模傳來(lái)的壓力，以降低模板單位面積上的壓力。在凸模固定板與上模之間加一塊淬硬的墊板，可避免硬度較低的模座因局部受凸模較大的沖擊壓力而出現(xiàn)凹陷，致使凸模松動(dòng)，墊板的形狀與尺寸應(yīng)與固定板相同，其厚度一般取6~10㎜。 13.7 緊固件的選擇 沖模上的緊固件包括連接螺釘和定位銷(xiāo)釘。受力較大的連接螺釘一般采用內(nèi)六角螺釘，其特點(diǎn)是用45號(hào)鋼制造，并淬火35~40HRC，因此可承受較大的拉應(yīng)力，而且這種螺釘緊固牢靠，且螺釘頭埋在凹模內(nèi)，使結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀(guān)。螺釘?shù)奈恢帽M可能對(duì)稱(chēng)，以使零件受力均勻。銷(xiāo)釘起定位作用，防止零件之間發(fā)生錯(cuò)移，其本身受剪應(yīng)力。銷(xiāo)釘一般用兩個(gè)，多采用圓柱銷(xiāo)釘，與零件上的銷(xiāo)孔采用過(guò)渡配合，若零件受到的錯(cuò)移力大的時(shí)候則選用較大的銷(xiāo)釘。當(dāng)零件采用窩座定位的時(shí)候，則不用銷(xiāo)釘。 13.8 限位圈的選擇 根據(jù)凸模的伸出高度設(shè)計(jì)，其圖如下： 圖13.3限位圈 13.9 模具主要零件的尺寸規(guī)格及閉合高度 綜上分析，確定本模具的主要零部件的尺寸規(guī)格為： 上模座 下模座 上模墊板 下模墊板 上凸模固定板 下凸模固定板 卸料板 凹模 限位圈 橡膠工作壓縮后高度 模具閉合高度： 14 模的安裝和安全技術(shù) 沖模的使用壽命、工作安全和沖件質(zhì)量等與沖模的正確安裝有著極密切的關(guān)系。沖模在壓力機(jī)上的安裝程序是首先上模固定在壓力機(jī)滑塊上，根據(jù)上模位置固定下模。 沖模安全技術(shù)包括人身安全技術(shù)和裝備安全技術(shù)兩個(gè)方面。前者主要是保障操作者的人身、特別是雙手的安全，也包括降低沖壓噪聲，后者主要是防止裝備事故，保證模具或壓力機(jī)不受意外損傷。 壓力機(jī)所采用的安全措施主要有以下幾種： a) 裝設(shè)固定防護(hù)罩，不使操作者接近危險(xiǎn)區(qū)。在踏腳板上裝防護(hù)罩，以免重物墜落沖擊踏腳板而意外開(kāi)機(jī)，從而造成滑快下降而引起工傷事故。 b) 使操作者因進(jìn)行操作等必要?jiǎng)幼鞫x開(kāi)危險(xiǎn)區(qū)。如采用雙手操作裝置，裝設(shè)互鎖操作系統(tǒng)等各種安全裝置。對(duì)于雙手操作裝置，只能是雙手同時(shí)按下按鈕時(shí)，才能使離合器工作。這樣，當(dāng)模具進(jìn)行動(dòng)作時(shí)，雙手必然離開(kāi)危險(xiǎn)區(qū)。 c) 采用機(jī)械和電器的方法使壓力遇到危及人身安全時(shí)實(shí)現(xiàn)緊急停車(chē)并予以排除，如采用微動(dòng)開(kāi)關(guān)、光電安全裝置、電容式保護(hù)裝置等。 d) 使用防止由于操作者誤操作而造成連沖的裝置及防止由機(jī)械、電氣故障所造成滑塊下落的緊急制動(dòng)器。 e) 不使操作者的手進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)。如采用自動(dòng)送料裝置、半自動(dòng)送料裝置及各種手工工具等。在取件和清除廢料等也常用機(jī)械手等自動(dòng)裝置及氣動(dòng)排除裝置。 15 整個(gè)模具的動(dòng)作分析 此模具的總裝配圖如下： 圖16.1 模具裝配圖 該模具一次對(duì)稱(chēng)沖兩件，工作平穩(wěn)，兩個(gè)凹模7從側(cè)壓入凹模體12內(nèi)，并由銷(xiāo)釘13定位，凹模體12由兩導(dǎo)柱5進(jìn)行精確導(dǎo)向，不工作時(shí)由彈簧4頂起，并由卡圈15限位，因此凹模7是浮動(dòng)的，隨上模的下行，在固定板8與卸料板30之間的橡膠19壓縮到極限、凹模體12與限位圈27相互抵住之前，可由上下沖孔凸模完成上、下兩孔的沖裁，回程時(shí)凹模體由彈簧頂起使下沖孔凸模與工件脫離，彈壓卸料板壓緊工件，可使上沖孔凸模脫離工件時(shí)，減小孔周邊不必要的變形沖孔廢料順凹模的錐面排出。 16 計(jì)體會(huì)及致謝 在畢業(yè)設(shè)計(jì)之前，我也完成過(guò)冷沖模設(shè)計(jì)、塑料模設(shè)計(jì)以及液壓課程設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)這些設(shè)計(jì)之后，使我對(duì)模具這門(mén)專(zhuān)業(yè)有了濃厚的性趣，對(duì)設(shè)計(jì)有了深刻的認(rèn)識(shí)和提高。使我對(duì)設(shè)計(jì)的過(guò)程和前期的準(zhǔn)備工作有了一定的經(jīng)驗(yàn)，也為我這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定了其礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)老師的指導(dǎo)，我基本上能夠獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 雖然經(jīng)過(guò)這么多次的設(shè)計(jì)，但也存在著不少的問(wèn)題，經(jīng)總結(jié)歸納有以下幾點(diǎn)： 一、沒(méi)有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)：雖然完成過(guò)多次設(shè)計(jì)，但是都是紙上談兵，沒(méi)有實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，有許多零件尺寸取值不會(huì)，因?yàn)槟＞咴O(shè)計(jì)與制造這門(mén)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐性比較強(qiáng)，許多知識(shí)都是從經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)而出的，比如說(shuō)凸模一修模余量一般取4~10mm，凸模與卸料板之間一般凸模縮進(jìn)卸料板0.1mm，公差的配合選用，各零件的表面粗糙度的要求等等，都需要我們具有豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，這一點(diǎn)在學(xué)?？赡苁堑貌坏教岣吡?，只有在以后的工作中不斷總結(jié)和提高。 二、知識(shí)還非常的欠缺：機(jī)械、模具這個(gè)行業(yè)知識(shí)面是非常的廣泛，它涉及到力學(xué)、熱處理學(xué)、電學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等知識(shí)，尤其是力學(xué)、數(shù)學(xué)和熱處理學(xué)最為突出，常常要計(jì)算凸模等零件的剛度、強(qiáng)度，彈簧、橡膠的彈性等。在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，就是因?yàn)榱W(xué)知識(shí)欠缺才使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)花費(fèi)了大量的時(shí)間，這是對(duì)于我們從事模具設(shè)計(jì)這行業(yè)的人來(lái)說(shuō)是很不利的，因這時(shí)間就是金錢(qián)，從經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)考慮，花費(fèi)時(shí)間越多就會(huì)使生產(chǎn)周期加長(zhǎng)，就會(huì)導(dǎo)至生產(chǎn)效率低。其次，當(dāng)今社會(huì)的竟?fàn)幰彩菚r(shí)間的竟?fàn)?，誰(shuí)搶先在前，誰(shuí)就先占有商機(jī)、占有市場(chǎng)。所以，我們要不斷的加強(qiáng)學(xué)習(xí)，吸收更多的知識(shí)，加強(qiáng)自身的能力，我現(xiàn)在只是學(xué)業(yè)畢業(yè)了，但是我的學(xué)習(xí)永遠(yuǎn)沒(méi)畢業(yè)。 三、軟件知識(shí)不足：我們?cè)趯W(xué)校雖然學(xué)習(xí)了CAD、Pro/ENGINEER軟件，但是我們的學(xué)藝還不夠精，所學(xué)到的知識(shí)只是皮毛而也，還不足也應(yīng)用，還得有待加強(qiáng)和提高，市場(chǎng)上很需要這方面的人才，而對(duì)我們從事模具設(shè)計(jì)這行業(yè)是必備的工具。如果我們沒(méi)有學(xué)好這些軟件知識(shí)，就如同我們沒(méi)有腳一樣，將來(lái)寸步難行。而且軟件的更新非常的快，我們還跟著改進(jìn)。除了CAD、Pro/ENGINEER之外，還有別的軟件要學(xué)習(xí)，如：UG、CNC等，像這些軟件都是我們專(zhuān)業(yè)必須要掌握的輔助工具，供我們很好的從事這門(mén)專(zhuān)業(yè)。所以軟件知識(shí)也得需要好好的學(xué)習(xí)。 四、借助軟件知識(shí)將模具仿真化：這是一個(gè)尤為重要的知識(shí)，是在學(xué)好軟件的基礎(chǔ)上提升的，模具的仿真可以大大提高經(jīng)濟(jì)效益，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的問(wèn)題所在，及時(shí)的更改、修正，減小經(jīng)濟(jì)的浪費(fèi)和損失，縮短生產(chǎn)周期。 這項(xiàng)技術(shù)是目前領(lǐng)先的技術(shù)，具有很大的發(fā)展空間和開(kāi)發(fā)潛力，有待我們不斷的開(kāi)發(fā)。 總而言之，我們所學(xué)的知識(shí)要跟得上時(shí)代的發(fā)展，甚至要?jiǎng)?chuàng)新、超越。但知識(shí)是無(wú)窮無(wú)盡的，也不能眼高手低，還得扎扎實(shí)實(shí)的學(xué)好基礎(chǔ)知識(shí)，此外，所學(xué)的知識(shí)要用到實(shí)踐中，為人類(lèi)、為社會(huì)創(chuàng)造利益，才能達(dá)到學(xué)為所用，人盡其才的效果，才能體現(xiàn)自己的人生價(jià)值。 在此離別之際，我真誠(chéng)的感謝各位老師孜孜不倦的教導(dǎo)，和無(wú)微不至的關(guān)懷。三年來(lái)，我在學(xué)習(xí)上，無(wú)論是學(xué)習(xí)方法還是學(xué)習(xí)態(tài)度上都有了一個(gè)質(zhì)的飛躍，在為人處世上，我學(xué)會(huì)了用包容的眼光去看待別人的缺點(diǎn)，用明亮的眼光去發(fā)現(xiàn)別人的優(yōu)點(diǎn)。在社會(huì)活動(dòng)能力鍛煉上，我覺(jué)得自己相比剛?cè)胄r(shí)懵懂的我有了很大的提高。這些都為我走入社會(huì)，走向工作崗位打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這些成績(jī)的取得，要?dú)w功于我可敬可愛(ài)的老師們。在外實(shí)習(xí)的這段日子里，我感觸良多。感覺(jué)自己在學(xué)校的時(shí)候，沒(méi)有沉下心去踏踏實(shí)實(shí)的學(xué)習(xí)。老師授予我們的知識(shí)，我沒(méi)有花更多的時(shí)間去鞏固，去舉一反三。以至在工作當(dāng)中遇到一些問(wèn)題必須回過(guò)頭來(lái)復(fù)習(xí)。老師教導(dǎo)我們要謙虛謹(jǐn)慎，學(xué)海無(wú)涯。我卻學(xué)了點(diǎn)皮毛，沾沾自喜，自以為是。當(dāng)在生產(chǎn)實(shí)際中碰到難題時(shí)，方才恍然大悟。做學(xué)問(wèn)要嚴(yán)謹(jǐn)，要勤奮。在這一點(diǎn)上，我們的老師是我永遠(yuǎn)的楷模。活到老，學(xué)到老。這是老師經(jīng)常教導(dǎo)我們的一句經(jīng)典。我會(huì)牢記在心的。 在這里，我也要衷心的感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師曾主任和我的班主任郭雪娥老師，他們?cè)诎倜χ袛D出時(shí)間給我輔導(dǎo)，及時(shí)糾正我畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤。兩位老師愛(ài)崗敬業(yè)的精神是我學(xué)習(xí)的榜樣。我也對(duì)模具專(zhuān)業(yè)有了深厚的基礎(chǔ)知識(shí)，，對(duì)模具設(shè)計(jì)產(chǎn)生了濃厚的興趣，在以后的日子里，我要加強(qiáng)這方面的學(xué)習(xí)，希望能有所成績(jī)。 同時(shí)也要感謝在我三年學(xué)習(xí)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)完成過(guò)程當(dāng)中給予了我無(wú)私幫助的同學(xué)們，是你們給了我集體的溫暖和大學(xué)生活的美好回憶。我將帶著一份感恩的心離開(kāi)母校，牢記恩師的教誨，扎實(shí)工作，為母校爭(zhēng)光！再次感謝各位老師，祝你們身體健康，工作順利！ 17 參考資料 1、《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》 劉心治主編 重慶大學(xué)出版社 2、《沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》 萬(wàn)戰(zhàn)勝主編 鐵道出版社 3、《沖模設(shè)計(jì)》 吉林人民出版社 4、《實(shí)用沖壓技術(shù)》 機(jī)工出版社 5、《冷沖壓及塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)資料》 機(jī)工出版社 6、《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》 馮炳堯等編 上海工業(yè)出版社 7、《沖壓工藝模具設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)》 鄭家賢編 機(jī)械工業(yè)出版社 8、《實(shí)用板金沖壓工藝圖集》 梁炳文主編 機(jī)械工業(yè)出版社 9、《新編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 學(xué)苑出版社 10、《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社 30