側刃定位連續(xù)沖裁模,定位,連續(xù),沖裁模 湖南工學院 塑料模課程設計說明書 設計課題 后油箱 機械工程系 系 模具設計與制造 專業(yè) 班級 模具0502班 學號 201050203 設計人 賈平安先生 指導老師 曾立平教授 完成日期2007年12月12日 目錄 一：設計任務書……………………………………………… 二：設計說明書……………………………………………… ① 塑料成型工藝分析……………………………………… ② 塑料分型面位置的分析和確定………………………… ③ 塑件型腔數(shù)量及排練方式的確定……………………… ④ 注射機的選擇及工藝參數(shù)的校核……………………… ⑤ 澆注系統(tǒng)的設計與計算………………………………… ⑥ 成型件的結構設計及力學計算……………………… ⑦ 模架選擇或設計………………………………………… ⑧ 導向機構的設計………………………………………… ⑨ 脫模機構的設計………………………………………… ⑩ 側向分型抽芯機構的設計……………………………… ? 溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計…………………………………… ? 排氣系統(tǒng)的設計………………………………………… ? 設計小結……………………………………………… 設計任務書 一．設計題目 后油箱注射成型模具的設計 材 質：PA1010塑料，箱體零件 技術要求：所設計的模具應使成型塑料零件達到給定要求的精度，大批量生產(chǎn)。 　　塑料件平面圖如下： 二、原始數(shù)據(jù) 　?。?、　AUTOCAD圖 ２、　尺寸公差按SJ1372-78,3級（參見塑料模設計資料一，表6-6），孔類尺寸為正公差，軸類尺寸為負公差 ３、　各個加工面的光潔度相當與R。1.6　 ４、　生產(chǎn)批量為小批量。 三.設計目的 課程設計是塑料模具設計課程重要的綜合性與實踐性教學環(huán)節(jié)。課程設計的基本目的是： ⑴　綜合運用塑料模具設計，機械制圖、公差與技術測量、機械原理及零件、模具材料及熱處理、木匠木制造工藝等等必修課程的知識，分析和解決塑料模具設計問題，進一步鞏固，加深和拓寬所學的知識。 ⑵　通過設計實踐，逐步樹立正確的設計思想，增強創(chuàng)新意識和競爭意識，基本掌握塑料模具設計的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。 ⑶　通過計算、繪圖和運用技術標準、規(guī)范、設計手冊等有關設計資料，進行塑料模具設計全面的基本技能訓練，為畢業(yè)設計打下一個良好的實踐基礎。 設 計 說 明 書 塑料成型工藝分析 1．塑件（后油箱）分析 Ⅰ塑件 　 如下圖所示，為后油箱零件圖。 塑件零件工作圖 Ⅱ塑料名稱 PA1010（尼龍1010）。 Ⅲ色調 半透明 Ⅳ生產(chǎn)綱領 大批量 Ⅴ塑件的結構及成型工藝性分析 ⑴精度等級。一般采用精度5級。 ⑵脫模斜度。該塑件壁厚均為2㎜，為殼體類零件，型腔深度為10㎜，所用材料PA1010流動性好，注射充型流暢，故對型芯的包緊力不是很大，所以此零件成型無須脫模斜度。 Ⅵ PA1010的主要性能指標見下表 密度／g/cm3 1.04 抗彎強度／MPa 88 比體積／cm3/g 0.96 沖擊韌度/kj.m- 2 25.3 吸水率２４h／（％） 0.3 硬度 9.75 收縮率／s 1.3～2.3 熱變形溫度t（0C） 148 熔點／t0C 205 擊穿強度/kV. mm -1 20 抗拉屈服強度／MPa 62 抗拉彈性模量／MPa 1.8×10 3 PA1010的主要性能指標 2．熱塑性塑料（PA1010）的性能分析 Ⅰ使用性能 抗拉強度、硬度、耐磨性、自潤滑性突出，吸水性強；化學穩(wěn)定性較好，能溶于甲醛、苯酚、濃硫酸等。 Ⅱ成型性能 熔點高，成型前須預熱；黏度低，吸水性較小，耐寒性較好，流動性好，易產(chǎn)生逸流、飛邊；熔融溫度下較硬，易損模具，主流道及型腔壁易粘模。 ⅢPA1010成型塑件的主要缺陷及消除設施。 ⑴缺陷 缺料（注射量不足）、氣孔、溢料飛邊、熔接痕強度低、表面硬度和強度不足。 ⑵消除設施 加大主流道、分流道、澆口，加大噴嘴，增加注射壓力，提高模具溫度。 塑料分型面位置的分析和確定 Ⅰ分型面位置選擇分析 以后油箱的底面為分型面，如下圖， 分型面形式與位置 1-動模部分 2-分型面 3-定模部分 4-成型零件 分型面與開模方向垂直，能充分利用注射機的鎖模機構開合模具。這樣開設分型面使定模型芯長度約為44㎜，側抽芯長度為一個壁厚（1.5㎜），避免了側抽芯較長；將零件整體放入動模中，能保證塑件美觀，尺寸精度；不足的是排氣不良，只能通過多開設排氣孔來彌補，還有模具型腔叫難制造，但相對而言此方法最佳。 Ⅱ分型面位置確定 根據(jù)對比與分析此分型面符合分型面的選擇方法，屬于最佳方案。 Ⅲ塑件型腔數(shù)量及排練方式的確定 當塑件分型面確定之后，就需要考慮是采用但單型腔模還是多型腔模。 一般來說，大中型塑件和精度要求高的小型塑件優(yōu)些采用一模一腔的結構，但對于精度要求不高的小型塑件（沒有配合精度），形狀簡單，又是大批量生產(chǎn)時，若采用多型腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)率大為提高。故由此初步議定采用一模兩腔。排列方式于下圖： 型腔布置 注射機的選擇及工藝參數(shù)的校核 Ⅰ　所需注射量的計算 ⑴　塑件質量、體積計算 對于該設計，用戶提供了塑件圖樣，據(jù)此建立塑件模型并對此模型分析得； 塑件體積　v１　≈13096 .36mm3 塑件質量　m≈ρv１=13096 .36×1.04=13.62g ⑵ 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步計算 　　可按塑料體積0.6倍計算，由于該模具一模采用兩腔，所以澆注系統(tǒng)的凝料體積為 V２=２V×0.6=2×13.62×0.6=16.344cm3 ⑶該模具一次注射所需塑料PA1010 體積 V0=2v１＋V２=2×13.096 36＋16.344＝42.54cm3　 質量 　m0=ρv 0≈44.24g Ⅱ 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計算 流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積A2，在模具設計前是個未知值，根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計分析，A2是每個塑件在分型面上的投影面積A1的0.2倍至0.5倍，因此可用0.35nA1來進行估算，所以 A=nA1＋A2=nA1＋0.35nA1=1.35nA1=1.35×2A1 =15187.5mm2 式中A1=125×1.5×30 =5625mm2。 Fm =Ap型=15187.5×30 =455625N =455.625KN 式中p型為型腔的成型壓力（MPa），一般是注射壓力的30%～65%，尼龍流動性好，該處取型腔平均壓力為30MPa。 Ⅲ 選擇注射機 根據(jù)上面計算出的鎖模力和注射量，根據(jù)《塑料制品成型及模具設計》第242頁可選用SZ-100/630臥式注射機，其主要技術參數(shù)如下表。 項目 數(shù)值 理論注射機容量（cm3） 75，105 螺杠（柱塞）直徑（mm） 30,35 注射壓力（MPa） 224,164.5 鎖模力（KN） 630 拉杠內(nèi)間距（mm） 370×320 移模行程（mm） 270 最大模具厚度（mm） 300 最小模具厚度（mm） 150 噴嘴球半徑（mm） 15 模具定位孔直徑（mm） 125 SZ-100/630臥式注射機主要技術參數(shù) Ⅳ 注射機的有關參數(shù)的校核 ⑴　由注射機料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù)n。 n≦（kMt/3600-m2）/m2=（0.8×9.5×30-0.6×2×13.62）/13.62 =15.54＞＞2 型腔數(shù)目校核合理。 式中 k——注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8； M——注射機的額定塑化量（9 .5g/s） t——成型周期，取30s。 ⑵ 注射壓力的校核。 pe≧k1p0=1.3×130=169MPa,而pe=190MPa，注射壓力校核合格。 式中k1———取1.3 (參考五先明主編的《塑料模具設計指導》公式（2-10）)； p0——取130 MPa（屬薄壁窄澆口類）。 ⑶ 鎖模力校核。 F≧KAp型=1.2×455.625=546.75KN,而F=630，鎖模力校核合格。 其他安裝尺寸的校核要待模架選定結構尺寸確定以后才可以進行。 澆注系統(tǒng)的設計與計算 1 .主流道的設計 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴射出的熔體導入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。 ⑴ 主流道尺寸 ①主流道小端直徑 d=注射機噴嘴直徑+（0.5～1） =3+（0.5～1）,取d=3.5 mm。 ②主流道球面半徑 SR0=注射機噴嘴球頭半徑+（1～2） =15+（1～2），取SR0 =16 mm。 ③球面配合高度 h =3 mm～5 mm，取h = 3mm。 ④主流道長度 盡量小于60 mm，由標準模架結構該模具的結構，取L =25+20 =45 mm ⑤主流道大端直徑 D =d+2Ltana≈7.54(半錐角a為1°～2°)，取D=7.5mm。 ⑥澆口套總長 L0=45+h+2=50mm ⑵主流道襯套的形式 主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，屬于易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設計成可拆御更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效地選用優(yōu)質鋼材單獨進行加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如T8A,T10A等，熱處理硬度為50HRC～55HRC，如下圖。 主流道襯套 ⑶主流道襯套的固定 主流道襯套的固定形式如下圖所示。 1-定位圈； 2主流道襯套； 3定模座板； 4內(nèi)六角螺釘。 主流道襯套的固定形式 ⑷主流道凝料體積 ⑸主流道剪切速率校核 由經(jīng)驗公式 式中qv——模具的體積流量，此時按單位時間計算的，數(shù)值在前面已經(jīng)計算出來。 Rn＝（3.5+7.5）/2/2＝0.275cm 主流道剪切速率～。 主流道剪切速率偏小主要是注射量小、噴嘴尺寸偏大的所致。 2. 冷料穴的設計 ⑴主流道冷料穴的設計 開模時應將主流道中的凝料拉出，所以冷料穴直徑應稍大于主流道大端直徑。大端直徑為7.5mm,所以這里可以取9mm；冷料穴升度h約為3/4d≈6mm。此模具采用Z字形冷料穴，如下圖所示； 1；定模座板 2；冷料穴 3；動模板 4；推桿 冷料穴形式 ⑵分流道冷料穴的設計 當分流道較長時，可將分流道端部沿料流前進方向作為分流道冷流穴，以儲貯存前鋒冷料。一般在分流道端部加長5mm作為分流道冷料穴。 3.分流道的設計 ⑴分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關，有多種不同的布置形式，但應遵循兩方面原則：一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、所模力力求平衡。分流道應能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，是塑料熔體盡快地經(jīng)分流道均衡的分配到各個型腔，因此，該模具的流道布置形式采用平橫式。 ⑵分流道長度 第一級分流道 l1＝50mm 第二級分流道 l2＝6mm（冷料井升度） 所以總長L為56mm。 ⑶分流道的形狀、截面尺寸以及凝料體積 ①形狀及截面尺寸。為了便于機械加工及凝料脫模，本設計的分流道設置在分型面上定模一側，截面形狀采用加工工藝性比較好的梯形截面。梯形截面對塑料及流動阻力均不大，一般采用下面經(jīng)驗公式來確定截面尺寸，即 式中B——梯形大底邊的寬度（mm） m——塑件的質量（g） L——單向分流道的長度（mm） H——梯形的高度（mm） 根據(jù)王樹勛主編的《模具適用技術設計綜合手冊》取B＝4mm H＝（２／３）B＝（２／３）×４＝２.67，取H＝３mm 分流道L１截面形狀如圖所示 分流道截面形狀 從理論上說，L2分流道可比L1截面小10%，但為了刀具的統(tǒng)一和加工方便，在分型面上的分流道采用一樣的截面。 ②凝料體積 分流道長度L＝50×2+6＝106㎜ 分流道截面面積 A＝（4+3）×3÷2＝10.5 ⑷ 分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只是中心部位的塑料熔體得到流動狀態(tài)較理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低一般取0.63um～1.6um,這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動阻力。避免熔流表面滑移，使中心層具有叫高的剪切速率。此處Ra＝0.8um。 4.澆口的設計 澆口是連接流道與型腔之間的一段細短通道，他是澆注系統(tǒng)的關鍵部分，澆口的形狀、位置和尺寸對塑件的質量影響很大。 ⑴澆口類型及位置的確定 該模具是中小型多腔模具，從塑件的結構來看，開設側澆口較合理。開設在塑件的后板與底平面交界處正中間，從型腔外側進料，能方便地調節(jié)充模時的剪切速率和澆口封閉時間，因而又稱為標準澆口。這類澆口加工容易，修正方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具。 ⑵澆口結構尺寸的經(jīng)驗計算 ①側澆口深度和寬度經(jīng)驗計算 經(jīng)驗公式為 h＝nt＝0.8×1.5＝1.2mm, W＝＝4.5mm 式中 h——側澆口深度（mm） w——澆口寬度（mm） A——塑件外表面積（約為28360mm2） t——塑件厚度（平均厚度約為1.5mm） n——塑件系數(shù)，由下表查得n＝0.8。 塑料材料 PEPS POM、 PC、PP PA、PMMA、PVAC PVC n 0.6 0.7 0.8 0.9 注；源自實用模具技術手冊中的表6.6-3 ②側澆口的經(jīng)驗計算 由于側澆口的種類較多，現(xiàn)講常用的經(jīng)驗數(shù)據(jù)列入下表。 側澆口的推薦尺寸 塑料壁厚/mm 側澆口尺寸/mm 澆口長度l/mm 深度h 寬度w 1.0 ＜0 .8 0～0.5 0～1.0 0.8～2.4 0.5～1.5 0.8～2.4 2.4～3.2 1.5～2.2 2.4～3.3 3.2～6.4 2.2～2.4 3.3～6.4 注；原自使用模具技術手冊中的表6.6-5 綜上的側澆口尺：深度 h ＝ 1.5mm 寬度 w ＝ 2mm 長度 l ＝ 1.0mm 澆口截面形狀與下圖，其尺寸實際應用效果如何，應在試模中檢測與改進。 1——主澆口 2——分流道 3——澆口 4——塑件 側澆口形式 ⑵澆注系統(tǒng)的平衡 對于該模具，從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸對應相同，各個澆口也相同，澆注系統(tǒng)顯然是平衡的。 成型零件的結構設計及力學計算 1.成型零件的結構設計 塑料沒有局型腔在成型過程中受到塑料熔體的高壓作用，用具有足夠的強度和剛度，如果型腔側壁和底版厚度過小，可能因強度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞；也可能因剛度不足而產(chǎn)生饒曲變形，導致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。因此，應通過強度和剛度計算來確定型腔壁厚，尤其對于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能單純憑經(jīng)驗來確定型腔壁厚和底板厚度。根據(jù)此塑件的結構，型腔的組成由組合式較好，能方便的制造型腔，減少勞動量，但帶來的是各組成部分的配合精度，相對而言利大于弊。故采用組合式。 2.成型零件的結構計算 ⑴ 凹模（型腔）的計算 零件PA1010 平均收縮率 S=2% ，此塑件未標注公差，對于軍用品按IT13級，而對于民用品按IT14級標注，所以δ按IT14級公差選取。 式中 S—塑件平均收縮率S＝2%； A—塑件外形尺寸（如上圖所示）； X—修正系數(shù)（取0.6）； △—塑件公差值； —制造公差，（取△/3）。 ⑵凸模（型芯）的計算 式中 S—塑件平均收縮率S＝2%； A—塑件外形尺寸（如上圖所示）； X—修正系數(shù)（取0.6）； △—塑件公差值； —制造公差，（取△/3）。 ⑵凸模（型芯）的計算 ⑶型芯高度計算 模架選擇或設計 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結合標準模架，選用接個形狀式為A2型、模架尺寸為180mm～250mm的標準模架，可符合要求。 模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘；模具外表面盡量不要有突起部分；模具外表面應光潔，加涂銹油。兩模之間應有分模間隙，即在裝配才、調試、維修過程中,可以方便地分開兩塊模板。 １．定模座板（２５０mm×１８０mm，厚２０mm） 　　定模座板是模具與注射機連接固定的板，材料為４５鋼。 通過４個Ｍ１０的內(nèi)六角圓柱螺釘與定模固定板連接；定位圈通過４個Ｍ６的內(nèi)六角圓柱螺釘與其連接；定模座板與澆口套為Ｈ８／ｆ８配合。 2.定模板(凸模固定板)(180mm×250mm,厚20mm) 用于固定型芯(凸模固定板)、導套.固定板應有一定的厚度,并有足夠的強度,一般用45鋼或Q235A制成,最好調質230HB～270HB. 其上的導套孔與導套一端采用H7/k6配合,另一端采用H7/e7配合;定模(凸模固定）板與澆口套采用H8/m6配合;定模（凸模固定）板與圓筒型芯為H7/m6配合. 上面還開有4個彈簧頂銷孔,以便于分模時,斜滑快順利地留在動模部分,定模(凸模固定）板上的頂銷孔與頂銷為H8/f8配合. 3.支承板(180mm×250mm,厚32mm) 此模具完全沒有必要設計支承板,因型腔壓力不大. 4.墊快(32mm×250mm,厚50mm) ⑴主要作用 在動模座板與支承板之間形成推出機構的動作空間,或是調節(jié)模具的總厚度,以適用注射機的模具安裝厚度要求. ⑵結構形式 可以是平行墊快或拐角墊快.該模具采用平行墊快。 ⑶墊快材料 墊快材料為Q235A,也可以用HT200、球墨鑄鐵等.該模具墊快采用Q235A制造. ⑷墊快的高度h校核 h＝h1+h2+h3+s+＝0+16+12.5+34+4.5＝67mm,符合要求. 式中 h1——頂出板限位釘?shù)暮穸?，該模具沒有采用限位釘,故其值為0; h2----推板厚度,為16mm; h3----推桿固定板厚度,為12.5mm; s----推出行程,為34mm; ------推出行程富余量,一般為3mm～6mm,取4.5mm. ⒌動模座板(250mm×250mm,厚25mm) 材料為45鋼,其上的注射機頂桿孔為45mm.其上的推板導柱孔與導柱采用H7/m6配合. ⒍模套(180mm×250mm,厚36mm) 辮合模通過矩形導滑槽在模套中滑動,以完成側向分型和合模復位.材料為45鋼. 其上的導柱孔與導柱為H7/k6配合.為有利于合模時壓鑄,模套厚套應稍小于辮合模厚度(),取36.3mm. 7.推板(114mm×250mm,厚16mm) 材料為45鋼.其上的推板導套孔與推板導套采用H7/f9配合. 導向機構的設計 因為該模具采用標準模架,因為模架本身帶有導向裝置,設計時只要按模架規(guī)格選用既可. 側向分型抽芯機構的設計 ⑴抽芯距 通常抽芯距等于側成型孔的深度或成型凸臺的長度S加上2~3mm的安全系數(shù). L＝S+2~3mm＝1.5+2~3mm＝4mm ⑵側抽芯機構的選用 根據(jù)設計塑件的外型選取斜導柱式抽芯機構 斜導柱式抽芯機構結構簡單，制造方便，安全可靠等特點，且該抽芯不需較大的抽芯力， 采用用它經(jīng)濟。 斜導柱的抽拔角可在10~200之間選取，取α=150 a .斜導柱的結構形式 中小型模具中常用的一種結構形式其臺間端部相平與模面其角度與抽拔角一致。 左圖是斜導柱的結構形式 斜導柱固定部分與模板的配合精度為的過度配合。斜導柱后側滑快的斜孔中滑動時，有較大的側向分力，所以相互的運動摩擦里較大，因此，斜導柱與側滑快斜孔之間配合不能過于緊密，在實際中應有0.2~0.3mm的間隙，還有，如果精度高的動配合在開模的瞬間主分型面和側分型面幾乎是同時分型的，這時由于禊塊還在起鎖緊作用，會引起側抽芯的運動干擾。 b．圓柱形斜導柱直徑的確定 I．圓柱形斜導柱直徑的確定 為方便計算取 F=930N ，脫模斜度 由公式得 d===10.8mm d—斜導柱直徑mm F—抽拔力N —拔模角 —斜導柱的取用彎曲力 取=137.2MP =+M=+=16.96mm 本設計取 d=12mm II．抽拔角的選擇 抽拔角是決定側抽芯工作效果的重要技術參數(shù)之一，它直接關系到斜導柱的所承受的彎曲力，側抽拔力以及斜導柱的有效工作長度，抽芯距和開模行程。一般說來斜導柱與側滑塊的斜孔之間有一定的間隙，選擇抽拔角時一定要同時兼顧抽芯距及斜導柱受力狀況以及其他相關的因素，斜導柱的抽拔角可在10~20之間選取，一般不得大于25，遇特殊情況時特殊處理。 F= =（開模力） L=（有效工作長度） H=（最小開模行程） III．圓柱形斜導柱總長度的計算 L—斜導柱總長度mm D—斜導柱抬肩直徑mm —斜導柱抽拔角 h—斜導柱固定板厚度mm —斜導柱與側滑塊斜孔的配合間隙mm —斜杠工作的直徑mm —抽芯距實際距離加2~4mm L=+++++ 估算：L=+++++d =+++6++12 =1.9+33.5+11.5+6+11.5+4 =66.66mm 本設計根據(jù)需要取L=98mm （4）側型芯機構的設計 側型芯機構包括側滑塊，導滑槽，定位裝置，鎖緊裝置等幾部分。斜滑塊的設計原則： （1）斜滑塊的導向斜角α可比斜導柱的大些，但也不大于30°,一般取10°~25°，斜滑塊的推出長度必須小于導滑總長L的2/3。 （2）斜滑塊與導滑槽采用雙面配合間隙配合。詳見《塑料制品成型及模具設計》表4-21。 （3）為保證斜滑塊的分型面密合，成型時不致發(fā)生溢料，斜滑塊底部與模套之間應留有0.2~0.5mm的間隙，同時斜滑塊頂面應高出模套0.2~0.5mm。 （4）當內(nèi)側抽芯時，斜滑塊的頂端面應低于型芯頂端面0.05~0.10mm，以免推出時阻礙斜滑塊的徑向移動。另外，在斜管塊頂端面的徑向移動范圍內(nèi)（L>L1），塑件內(nèi)表面上不應有任何臺階，以免阻礙斜滑塊活動。  在實際用中，為了便于加工和維修，多采用分體結構形式，故本設計采用分體式結構。具體如下圖所示 I．側型芯的與側滑座的連接形式 滑塊形式 鑲嵌圓柱體側型芯其直徑較大時，采用貫通的圓柱銷從型芯的中間穿過，而直徑較小的，則從型芯的側壁打一個騎墻削，它的中心應落在側型芯的外部，這樣雖然只深入到圓柱削的1/3，就有較好的緊固效果。 II．側滑座的導滑形式 在側滑座和導滑槽的配合中，有兩個尺寸較為重要，一是側滑座的寬度s，二是導滑槽的厚度B。他們的配合均為基孔制的間隙配合，即H7/f6。側滑座斜孔d（H7）抽拔角與斜導柱配作完成。其尾部的斜面上作為鎖緊用的其尾部角度即鎖緊禊角為=+ III．側滑座的定位裝置 本設計采用擋板式定位 。利用側滑座的自重，使用擋板式側滑座定位，結構簡單，但只適用于側型芯安放在模具下方的情況。模具裝配圖上應特別注明模具安裝的方向要求 ＩV．側滑座的鎖緊裝置 １保證側型芯準確復位，斜導柱的復位只能使其粗定位； ２.承受注射壓力對側型芯的沖擊，在注射成型的型腔內(nèi)呈現(xiàn)熔融狀態(tài)的塑料對側型芯有一個很大的壓力，鎖緊塊就是承受壓力的沖擊，防止側型芯外移，同時消除了斜導柱的彎曲力。 本設計采用嵌入式的鎖緊塊固定方式，它是貫通嵌入模板，它鎖緊強度較好，加工簡單，特別有利于組裝的研合研和前鎖緊塊長度留有研合余量，研合完成后再將背面的高于模板部分去掉即可，然后安裝定模座板壓緊止動。 注意：鎖緊塊與模邊的距離s不能太薄，而固定孔的四角應有適當?shù)钠綇?，沒有定模板時方可以采用。 定模圖 溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計 1，加熱系統(tǒng) 由于該模具的模溫要求在80℃以下，又是小型模具，所以無需設置加熱裝置。 2，冷卻系統(tǒng) PA1010的成型溫度和模具溫度分別為190℃～250℃、50℃～80℃，用常溫水對模具進行冷卻。 3，冷卻系統(tǒng)的簡略計算 ⑴求塑件每小時釋放的熱量Q 查表4.6-4（實用模具技術手冊）得PA1010單位質量放出的熱量Q1＝6.5×100kJ/kg～7.5×100KJ/kg,取Q1＝7.5×100KJ/kg，故 Q＝WQ1＝88.48×7.5×100×60＝398160KJ/h 式中W——單位時間（每分鐘）內(nèi)注入模具中的塑料質量（kJ/min），該模具每分鐘注射兩次，所以W＝2×44.24＝88.48KJ/min。 ⑵求冷卻水的體積流量 查表8.6-15（實用模具技術手冊）得 式中 p---冷卻水的密度，為1×Kg/ ； C1----冷卻水的比熱容，為4.187KJ/（kg.℃）; -----冷卻水出口溫度，取25℃； -----冷卻水入口溫度，取20℃。 ⑶求冷卻水管道直徑d 查《實用模具技術手冊》中的表37-6，為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取d＝8mm. ⑷ 求泠卻水在管道內(nèi)的流速v 在《實用模具技術手冊》中，運用公式37-4得 ⑸求冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù)h 查《實用模具技術手冊》中的表37-3，取f＝6.84（水溫為25℃），再由《實用模具技術手冊》中的式37-4有 ℃ ⑹求冷卻水管道總傳熱面積A 由《實用模具技術手冊》中的式37-5有 式中 ——模具溫度與冷卻水溫度之間的平均溫差（℃），模具溫度取65℃。 ⑺求模具上應開設的冷卻水管道的孔數(shù)n 在《實用模具技術手冊》中，運用公式37-6得 ⒋冷卻裝置的布置 由于該塑件為階梯形零件，在分流道部位，應重點加強冷卻，可以布置在分流道偏上的部位。 對于型芯的冷卻水道，可采用隔片導流式。但經(jīng)過上面的計算可以知道塑料釋放的總熱量不大，只在模具型腔周圍開設冷卻水道即可。 排氣系統(tǒng)的設計 該模具是小型模具，完全可以通過分型面和型芯以及凹模鑲拼出的間隙排氣.故不需另設排氣系統(tǒng). 設計小結 25 目 錄 第一章 零件的工藝性………………………………………………………… 3 1.1 原始資料 ………………………………………………………………… 3 1.2 材料的分析………………………………………………………………… 3 1.3 確定工藝方案和模具形式………………………………………………… 4 第二章 主要工藝參數(shù)的計算…………………………………………………… 4 2.1 確定排樣、裁板方案……………………………………………………… 4 2.2 材料利用率………………………………………………………………… 5 第三章 模具設計………………………………………………………………… 6 3.1 模具結構的設計…………………………………………………………… 6 3.2 模具工作部分尺寸及公差計算…………………………………………… 7 3.2.1 落料凸凹模刃口尺寸及公差的計算……………………………………… 7 3.2.2 壓力中心……………………………………………………………………… 8 3.3 沖壓力的計算………………………………………………………………… 9 3.3.1 沖裁力的計算……………………………………………………………… 9 3.3.2 卸料力的計算……………………………………………………………… 10 3.3.3 沖壓力的計算……………………………………………………………… 10 3.4 沖壓設備的選擇…………………………………………………………… 10 第四章 沖模零件的設計………………………………………………………… 11 4.1 沖孔落料凹模的設計…………………………………………………… 11 4.1.1 凹模的尺寸計算………………………………………………………… 11 4.1.2 凹模的結構形式………………………………………………………… 12 4.2 卸料裝置………………………………………………………………… 12 4.3 條料的橫向定位裝置…………………………………………………… 13 4.4 條料的縱向定位裝置…………………………………………………… 14 4.5 凸模固定板……………………………………………………………… 14 4.6 凸模的結構設計…………………………………………………………… 15 4.7 模架導向…………………………………………………………………… 15 4.8 定位裝置…………………………………………………………………… 15 第五章 其它沖模零件設計……………………………………………………… 16 5.1 模柄的類型及選擇………………………………………………………… 16 5.2 緊固件……………………………………………………………………… 17 5.5 定位銷……………………………………………………………………… 17 第六章 模具的裝配……………………………………………………………… 17 6.1 連續(xù)模的裝配……………………………………………………………… 17 6.2 凸、凹模間隙的調整……………………………………………………… 18 第七章 具體零件的工藝方案………………………………………………… 18 第一章 零件的工藝性 1.1原始資料： 圖1.1所示為直槽調節(jié)板零件圖，材料為Q235號鋼，厚度為t=1.5mm,大批量生產(chǎn)。 工件圖 1.2 材料的分析： 現(xiàn)將零件材料為Q235號鋼的力學性能主要參數(shù)及其概念敘述如下： （1） 應力：材料單位面積上所受的內(nèi)力，單位是N/mm，用Pa表示。10Pa=1MPa；1MPa = 1N/mm；10Pa = 1GPa。 （2） 抗剪強度τb。材料受到剪切作用，開始產(chǎn)生斷裂時的應力值，單位是MPa。取τb = 310～380MPa。 （3） 抗拉強度σb。材料受到拉深作用，開始產(chǎn)生斷裂時的應力值，單位是MPa。σb = 432～461 Mpa。 綜上所述，對零件材料為Q235號鋼的力學性能分析，主要是為了便于模具設計 中各參數(shù)的計算，故在后續(xù)的模具設計中各參數(shù)的計算均以上面所取的數(shù)值進行計算。 1.2.1 零件工藝性的分析 該零件結構簡單，是典型的沖孔、落料件。在沖裁過程中，根據(jù)零件的結構，形狀等一些技術要求，應考慮以下幾點： (1) 沖裁件的內(nèi)外形轉角處應避免尖銳的轉角 應有適當?shù)膱A角，一般應有R＞0.5t(t為板料厚度)的圓角，否則模具的壽命將明顯的降低。如果圖樣上未注明圓角半徑，兩沖裁邊交角處可按R=t處理。這個零件標明圓角為2mm，t=1.5mm，滿足要求。 （2）沖裁件上無窄長的懸臂和凹槽，可以滿足要求。 （3）沖裁件上孔與孔之間、孔到零件邊緣的距離b 受模具強度和制件質量的限制，其值不能太小，一般要求b≥2t，孔到零件邊緣距離b=5mm，基本滿足要求。 1.2.2 零件的精度和表面粗糙度分析 （1）普通沖裁件內(nèi)外形尺寸的經(jīng)濟精度一般不高于IT11級，落料件精度最好低于IT10級。t=1.5mm,基本尺寸18mm～500mm的沖裁件的直線尺寸精度應不高于IT11級。該零件的未注公差滿足上述要求，取IT13級?！稕_壓工藝與模具設計》表2-3。 （2）沖裁件的角度偏差值為±0o50’。見表《沖壓工藝與模具設計》表2-6。 （3）沖裁件對稱度公差等于構成它要素中較大尺寸的公差。 （4）沖裁件的平面度和直線度的公差等于被測表面最大輪廓尺寸的0.5%。 （5）一般金屬件普通沖裁的斷面，其表面粗糙度Ra值參見《沖壓工藝與模具設計》表2-7，查得該零件為6.3um。 （6）毛刺高度的極限值，參見《沖壓工藝與模具設計》表2-8，該零件毛刺高度極限值為0.11mm。 1.3 根據(jù)生產(chǎn)批量和條件（沖壓加工條件和模具制造條件）確定工序組合 生產(chǎn)批量大時，沖壓工序應盡可能組合在一起，用復合模具。 由于工件沖壓成形只需兩道工序完成，為降低生產(chǎn)成本，選擇連續(xù)送進的工序，使需要加工的部分逐步加工，根據(jù)零件形狀確定沖壓工序類型和選擇工序順序，沖壓該零件需要的基本工序有沖孔、落料。 所以,我安排了如下工序: (一) 沖孔 （二）落料 該工序根據(jù)排樣圖設計，工序合理，節(jié)省材料。因此適用于本次的沖裁，落料連續(xù)模。 第二章 主要工藝參數(shù)的計算 2.1 確定排樣、裁板方案 沖裁件在板料、條料或帶料上的布置方法稱為排樣。排樣是否合理，直接影響到材料的利用率、零件質量、生產(chǎn)率、模具結構與壽命及生產(chǎn)操作方式與安全。因此，在沖壓工藝和模具設計中，排樣是一項極為重要的、技術性很強的工作。 加工此零件為大批大量生產(chǎn)，沖壓件的材料費用約占總成本的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)約金屬和減少廢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作為衡量排樣合理性的指標。 同時屬于工藝廢料的搭邊對沖壓工藝也有很大的作用。通常，搭邊的作用是為了補充送料是的定位誤差，防止由于條料的寬度誤差、送料時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量，沖制出合格的工件。同時，搭邊還使條料保持有一定的剛度，保證條料的順利行進，提高了生產(chǎn)率。搭邊值得大小要合理選取。根據(jù)此零件的尺寸查《沖壓工藝與模具設計》表2-10取 搭邊值為 a1=2.5m 步距方向 a =2.0mm 于是有： 步距 s=d+a=22+2.0=24mm 其中 d 表示零件的長度 條料寬度 公式見《沖壓工藝與模具設計》表2-11 （P63頁） B=（D+2a1+nb1）=（54+2×2.5+2×1.5）=62.0mm 其中 B——條料寬度 D——工件橫向最大尺寸 a1——搭邊值 n——側刃數(shù)目 n=2 b1——側刃余量 見《沖壓工藝與模具設計》表2-14 取b1=1.5 △——度公差， 見《沖壓工藝與模具設計》表2-12 取△=0.6 板料規(guī)格擬用1.5mm×800mm×1500mm熱軋鋼板（表1-28《實用沖壓模具設計手冊》）。由于毛坯面積較大所以橫裁和縱裁的利用率相差不多，從送料方便考慮，我們可以采用橫裁。 裁板條數(shù) 條 每條個數(shù) 個 每板總個數(shù) 個 排樣圖如下所示： 2.2 材料利用率 材料利用率 式中 A——一個步距內(nèi)工件的有效面積（mm2）； S———送料步距（mm）； B———料寬（mm）。 第三章 模具設計 3.1模具結構的設計 模具結構形式的選擇采用沖孔落料連續(xù)模。 如前所述，模具設計包括模具結構形式的選擇和設計，模具結構參數(shù)計算，模具圖的繪制等內(nèi)容?，F(xiàn)對沖孔落料模設計步驟如下： 模具結構如下圖所示： 模具結構圖 1 下模座 2 導柱 3 導套 4 上模座 5 固定板 6 墊板 7螺釘 8 20 21定位銷 9 模柄 10 騎縫螺釘 11 19 22螺栓 12 落料凸模 13沖孔凸模 14 側刃 15 橡皮 16卸料板 17導料板 18凹模 模具的結構如上圖所示，條料由前向后送進。上模座下面加一個墊板用來連接固定板和上模座，四個螺釘?shù)跹b直通式的落料凸模，同時在落料凸模上面加兩個導正銷，用來導正落料裝置，在模具的四個角安裝了四個橡膠彈簧，在橡膠彈簧下面加卸料板用來卸料。當條料由前向后送料時，首先在沖孔凸模上加工，走過一個空工位,再落料，直線進給下去。 3.2 模具工作部分尺寸及公差計算 3.2.1刃口尺寸計算 模具工作部分加工時要注意經(jīng)濟上的合理性，精度太高，則制造困難、成本高；精度太低，則又可能加工不出合格的產(chǎn)品。因此，模具的精度應隨工件的精度要求而定，這樣才會有好的經(jīng)濟性。一般模具精度比工件精度至少高兩個級別。 無論落料凹模還是沖孔凸模，磨損后刃口尺寸的變化均可能有三種情況：磨損后尺寸增大，稱A類尺寸；磨損后尺寸減小，稱B類尺寸；磨損后尺寸不變，稱C類尺寸。 上述ABC三類刃口尺寸磨損后的變化規(guī)律分別與圓形落料凹模沖孔凸?？字行木喑叽缒p后的變化規(guī)律一致。因此，按刃口尺寸的計算原則，ABC三類刃口尺寸的計算并不需要新的公式，A類尺寸可用圓形落料凹模刃口尺寸計算公式，B類尺寸用圓形沖孔凸模刃口尺寸計算公式，C類尺寸用孔中心距尺寸的計算公式。分列如下： A類尺寸： B類尺寸： C類尺寸： 式中 amax——與A類尺寸對應的工件尺寸允許的最大值（mm）； bmin——與B類尺寸對應的工件尺寸允許的最小值（mm）； Cmin——與C類尺寸對應的工件尺寸允許的最小值（mm）。 沖孔時： 查標準公差數(shù)值表 GB/T1800.3-1998（《互換性與公差》P33頁 表2-3）確定每個未注公差尺寸的偏差值如下： 孔類尺寸 12 然后畫出凸模刃口磨損圖，如下圖所示，以虛線表示刃口磨損后的輪廓，很容易對各刃口尺寸進行分類。刃口磨損后，無增大的尺寸和不變的尺寸，減小的尺寸有Bd。 按分類后的刃口尺寸再將工件相應尺寸分類： b=12。 按各尺寸的公差等級確定補償系數(shù)x：因所有尺寸均取IT13，x=0.75。（x查《沖壓工藝與模具設計》表2-21） 該件為沖孔，只需要計算凸模刃口尺寸，各類尺寸分別按《沖壓工藝與模具設計》式2-34計算如下： =(12+0.75×0.27) =12.20 查沖裁間隙表1-3（《沖壓工藝與模具設計》）得該件沖裁模初始合理雙面沖裁間隙Zmin=（6%×1.5）mm=0.09mm 落料時： 查標準公差數(shù)值表 GB/T1800.3-1998（《互換性與公差》P33頁 表2-3）確定每個未注公差尺寸的偏差值如下： 軸類尺寸 54 22 然后畫出凹模刃口磨損圖，如下圖所示，以虛線表示刃口磨損后的輪廓，很容易對各刃口尺寸進行分類。刃口磨損后，無減小的尺寸和不變的尺寸，增大的尺寸有Ad。 按分類后的刃口尺寸再將工件相應尺寸分類： a1=54 a2=22。 按各尺寸的公差等級確定補償系數(shù)x：因所有尺寸均取IT13，x=0.75。（x查《沖壓工藝與模具設計》表2-21） 該件為落料，只需要計算凹模刃口尺寸，各類尺寸分別按《沖壓工藝與模具設計》式2-34計算如下： =(54-0.75×0.46) =53.66 =(22-0.75×0.33) =21.75 查沖裁間隙表1-3（《沖壓工藝與模具設計》）得該件沖裁模初始合理雙面沖裁間隙Zmin=（6%×1.5）mm=0.09mm 3.2.2壓力中心 任何幾何圖形的重心就是其壓力中心。因此一切對稱圖形的對稱圖形的對稱中心就是其壓力中心。 一般情況下求壓力中心的公式如下： 其坐標取法如圖所示 各形孔的沖裁長度和重心坐標如下： =0 =0 =148.56 =48 =0 =37.68 =47 =29.5 =24 =-25 =-29.5 =24 =59 =30.25 =2 =-13 =-30.25 =2 利用式（2-39）,式（2-40）（《沖壓工藝與模具設計》）,計算可得壓力中心的坐標為（10，0） 3.3 沖壓力的計算 沖壓力包括沖裁力和卸料力。 3.3.1 沖裁力的計算 計算沖裁力的目的是為了確定壓力機的額定壓力，因此要計算最大沖裁力。如果視沖裁過程為剪切，則沖裁力F可按下式計算： F（N）——沖裁力； A 為剪切斷面面積； 板料的抗剪強度。 考慮到刃口的磨損，間隙的波動，材料力學性能的變化，板料厚度的偏差等因素的影響，可取安全系數(shù)為1.3，并取抗剪強度為抗拉強度的0.8倍，于是在生產(chǎn)種沖裁力便可按下式計算： F=L t 式中 L—— 沖裁輪廓的總長度（mm）； t——板料的厚度； ——板料的抗拉強度。 圓凸模的沖裁力F1=1.3×12∏××1.5×450=33064.2N 落料件的沖裁力F2=1.3×148.56×1.5×450=130361.4N 兩個側刃的沖裁力F3=2×1.3×(24+2)×1.5×450=45630N 總的沖裁力F=F1=F2+F3=209055.6N 3.3.2 卸料力的計算 在生產(chǎn)中采用下列經(jīng)驗公式 FQ = K1 F（N） 查《沖壓工藝與模具設計》表1-7 K1 取0.05 計算得: FQ =0.05×209055.6=10452.78N 3.3.3 沖壓力的計算 F0 =F+ FQ=209055.6+10452.78=219508.38N 3.4 沖壓設備的選擇 為安全起見，防止設備的超載，對于沖裁工序，壓力機的公稱壓力P應大于或等于沖裁時總沖壓力的1.1～1.3倍。 即： P≥ （1.1～1.3）Fmax 取 P = 1.1 Fmax P = 1.1 Fmax= 1.1×219508=241458.8N 所以可以選擇噸位為250KN以上的壓力機，參照《沖壓與塑壓設備》（P30頁）表2-3，可選取公稱壓力為250KN的開式可傾壓力機，該壓力機與模具設計的有關參數(shù)見下表： 表1 名稱 符號 單位 量值 公稱壓力（KN） P KN 25 達到公稱壓力時滑塊離下止點距離/mm Sp mm 6 滑塊行程 固定行程/mm S mm 80 調節(jié)行程/mm S1 mm 80 S2 mm 10 標準行程次數(shù)（不小于）/（次/min） N min 100 最大閉合高度/mm 固定臺和可傾/mm H mm 250 活動臺位置 最低/mm H2 mm 360 最高/mm H1 mm 180 閉合高度調節(jié)量/mm △H mm 70 滑塊中心到機身距離（喉深）/mm C mm 190 工作臺尺寸/mm 左右 L mm 560 前后 B mm 360 工作臺孔尺寸/mm 左右 L1 mm 260 前后 B1 mm 130 直徑 D mm 180 立柱間距離（不小于）/mm A mm 260 傾斜角（不小于）/（°） （°） 30 模柄孔尺寸（直徑x 深度）/mm d×1 mm Φ50 x 70 工作臺板厚度/mm t mm 70 第四章 沖模零件的設計 4.1 沖孔、落料凹模的設計 4.1.1 凹模的尺寸計算 凹模工作部分的尺寸計算，參見前面的主要工藝參數(shù)的計算。其他部分結構尺寸如下： （1）凹模壁厚C 凹模壁厚C是指凹模刃口到凹模外邊緣的最短距離。凹模壁厚將直接影響凹模板的外形尺寸，即長度與寬度（L x B）。故在設計過程中應選擇合適的凹模壁厚C。 凹模壁厚C值主要考慮布置連接螺釘孔和銷釘孔的需要，同時也能保證凹模強度和剛度，在選擇凹模壁厚時，還應注意以下幾點：工件落料時取表中較小值，反之取較大值；型孔為圓弧時取小值、為直邊時取中值、為尖角時取大值；當設計標準模具或雖然設計非標準模具，但凹模板毛坯需要外購時，應將計算的凹模外形尺寸L X B按模具國家標準中凹模板的系列尺寸進行修正，取較大規(guī)格的尺寸。所以，根據(jù)該設計的結構形式，我選用矩形凹模板，查《沖壓模具設計與制造技術》表3-22 （P70頁） 凹模壁厚C=40mm。 （2）凹模厚度H 凹模板的厚度H主要不是從強度需要考慮的，而是從連接螺釘旋入深度與凹模剛度的需要考慮的。凹模板的厚度一般應不小于10mm，特別小型的模具可取8mm。隨著凹模板外形尺寸的增大，凹模板的厚度也應相應的增大。 (3) 估算凹模外形尺寸 凹模長L=98+40*2=178 凹模寬B=62+40*2=142 對照《沖壓模具設計與制造技術》表3-21（P70頁）將上述尺寸定為標準值200*160*32（GB2858-81）所以取凹模的厚度為32mm.但在布置凹模平面圖時發(fā)現(xiàn)該凹模周界尺寸顯得過大。最后選定的凹模周界尺寸為L*B*H=200*160*32。 凹模的外形尺寸已標準化，用以上方法求得的外形尺寸應向接近的標準尺寸靠攏。故凹模尺寸、強度和剛度足夠，一般不再進行強度和剛度的核算。 4.1.2 凹模的結構形式 確定級進沖裁模的結構形式，主要依據(jù)零件的生產(chǎn)批量、尺寸精度和材料種類與厚度，選取模具的導向方式與精度、定距方式及卸料方式等，以便進行結構設計。 本次設計的零件生產(chǎn)量較大，板料較厚，工位數(shù)較多，適于選擇側刃定距、彈壓卸料的級進沖裁模。 凹模采用螺釘固定，用銷釘定位，具體的見裝配圖 凹模結構圖 4.2卸料裝置 卸料裝置的功用是在一次沖裁結束后,將條料或工序件與落料凸?；驔_孔凸模脫離，以便進行嚇一次沖裁。它有固定卸料和彈壓卸料兩種裝置形式，此次設計選用彈壓卸料裝置。它由彈壓卸料板、卸料螺釘與彈性元件組成。 （1）彈壓卸料板的設計 在有導料板的模具中，沖裁時，彈壓卸料板應壓緊板料，而不應撞擊導料板。因此，彈壓卸料板應制成臺階形，臺階寬度小于導料板間距，臺階高度取H1=H-T+（0.5～1），式中的H為導料板的厚度，T為板料后度，所加尺寸為安全距離。 彈壓卸料板的型孔與凸模之間應有合適的間隙，為滿足卸料要求只要單邊間隙小于板厚就可。為提高壓料效果，間隙值越小越好。在彈壓卸料板無精確導向時，其型孔與凸模之間的雙邊間隙可取0.1～0.3mm。 （2）彈性元件的選用與計算 彈性元件有彈簧與橡膠塊兩種。橡膠作為彈性元件，具有承受負荷比彈簧大，安全及安裝調整方便等優(yōu)點，此次設計選用的是橡膠作為彈性元件。 卸料彈簧的選用步驟如下： (1)考慮了模具結構，決定用4各厚壁筒形的聚氨酯彈性體 (2)計算每個彈性體的預壓力: =10453/4=2613N (3)考慮橡膠塊的工作壓縮量較小，取預壓縮率=20%。并由《沖壓工藝與模具設計》表2-27查得單位壓力=2.5Mpa. (4)按式（2-49）（《沖壓工藝與模具設計》）計算彈性體的截面面積A： A=/=2613/2.5=1045 (5)如果選用直徑為8mm的卸料螺釘，選取彈性體穿卸料螺釘孔的直徑d=8.5mm。則彈性體的外徑D可按下式求得： 取D=40 為了保證足夠的卸料力，以獲得更平整的工件，需加大壓料力，可適當增大外徑D。 （6）橡膠塊高度的校核： mm 式中 H 橡膠塊自由狀態(tài)下的高度（mm） 橡膠塊極限壓縮率（%） 取≦35% 橡膠塊預壓縮率（%） =20% H/D=25/40=0.625 介于0.5～1.5之間，故，所選的橡膠塊合適。 4.3 條料的橫向定位裝置 條料的橫向定位也稱為導料，主要作用是保證條料的橫向搭邊值。故在此次設計中采用導料板進行條料的橫向定位，其設計過程如下所述： 導料板一般由兩塊組成，裝配模具時保證兩導向面互相平行，稱為分體式導向板在簡單落料模上，有時將導料板與固定卸料板制成一體，稱為整體式導料板。采用整體式導料板的模具，結構較簡單，但是，固定卸料板的加工量比較大，且不便于安裝調整。 在彈壓卸料式級進模中，條料的橫向定位使用導料板，而不用導料銷。導料板比導料銷耐用，安裝調整方便。 （1）導料板的長度 對于無承料板的模具，導料板的長度就等于凹模板的長度。即：L=160mm。 （3）導料板的厚度 查《沖壓工藝與模具設計》表2-22， 導料板厚度可得：由于此零件的厚度為1.5mm，故取導料板的厚度為4mm。 其導料板的結構圖如下圖所示： 4.4 條料的縱向定位裝置： 條料縱向定位也稱為擋料。在落料模與復合模中，擋料的主要作用是保證條料的縱向搭邊值。而在級進模中還將影響制件的形位尺寸精度，因此要求更高。 考慮該模具結構較復雜，因此選用側刃定距的方式定位。 側刃的結構形式 側刃的標準形式分兩大類，即Ⅰ類平頭側刃與Ⅱ類階梯側刃，每類有三種型號。在此次設計中我采用ⅡB型，此類階梯側刃前端較薄的一段為導引段，在沖裁前先導入凹模側刃型孔，并與型孔非沖裁刃口靠住，沖裁時便可平衡側向力，適用于沖較厚的板料。另外，B型側刃的沖裁刃口為單燕尾形，能克服產(chǎn)生毛刺，降低精度的缺點，即使在角頂處留下毛刺，對定距和導料也沒有影響。同時，它采用在短邊加抬肩的方式固定。 側刃結構圖： 4.5凸模固定板 凸模固定板的外形與尺寸通常與凹模板相同，厚度為凹模板厚度的0.8～1倍。 所以H=(0.8～1)*H凹=（0.8～1）×32mm 固定凸模的型孔決定于凸模的結構設計，對于圓凸模，取凸模固定端的直徑按H7精度加工；對于用螺釘?shù)跹b的直通式凸模，要求型孔按凸模實際尺寸配作成H7/h6；對于用低熔點合金、環(huán)氧樹脂及膠粘法固定的凸模，則型孔尺寸按相應凸模尺寸適當放大周邊間隙來確定。 4.6 凸模的結構設計 （1）凸模的結構設計的三原則 為了保證凸模能夠正常工作，設計任何結構形式的凸模都滿足如下三原則。 ① 精確定位 凸模安裝到固定板上以后，在工作過程中其軸線或母線不允許發(fā)生任何方向的移位否則將造成沖裁間隙不均勻，降低模具壽命，嚴重時可造成啃模。 ② 防止拔出 回程時，卸料力對凸模產(chǎn)生拉伸作用，凸模的結構應能防止凸模從固定板中拔出來。 ③ 防止轉動 對于工作段截面為圓形的凸模，當然不存在防轉的問題?？墒菍τ谝恍┙孛姹容^簡單的凸模，例如長圓形、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化為圓形。這時就必須保證凸模在工作過程中不發(fā)生轉動，否則將啃模。 （2）沖裁凸模結構 對于沖圓孔的凸模，可以采用帶臺肩的直通式凸模，對于落料凸?？梢圆捎寐葆?shù)跹b的直通式凸模。其具體的模具結構形式可見下圖，裝配方式可參看裝配圖： 落料凸模結構形圖 沖孔凸模結構形圖 4.7 模架導向 （1）模架導向的特點 普通模架由導柱、導套、上模座和下模座組成。從安全考慮，通常導柱安裝在下模座，導套安裝在上模座。導柱與導套的配合面取圓柱面，以便容易加工成小間隙配合，使模架的導向精度高于壓力機滑塊的導向精度。 采用模架進行導向，不僅能保證上、下模的導向精度，而且能提高模具的剛性、延長模具的使用壽命、使沖裁件的質量比較穩(wěn)定、使模具的安裝調整比較容易。因此在中小型沖模上廣泛采用模架作為上、下模的導向裝置。 4.8 定位裝置 沖壓加工時，條料或坯料在沖模內(nèi)處于正確的位置，稱為定位。 定位的基本形式有如下三種類型： （1）導向定位 （2）接觸定位 （3）形狀定位 在此設計模具中選用接觸定位。 第五章 其它沖模零件設計 5.1 模柄的類型及選擇 中小型模具一般都用模柄將上模與壓力機滑塊相連接。設計模具時，選擇模柄的類型要考慮模具結構的特點和使用要求，模柄工作段的直徑應與所選定的壓力機滑塊孔的直徑相一致。下面分別介紹幾種常見的標準模柄形式，可供設計時選用。 （1）旋入式模柄 旋入式模柄，通過螺紋與上模座連接，上端兩平行面供搬手旋緊用。騎縫螺釘用于防止模柄轉動。 （2）壓入式模柄 壓入式模柄，固定段與上模座孔采用H7/h6過渡配合，并加騎縫銷防止轉動。裝配后模柄軸線與上模座垂直度比旋入式模柄好。 （3）凸緣式模柄 凸緣模柄，在上模座加工出容納模柄大凸緣的沉孔，與凸緣為H7/h6配合，并用3個或4個內(nèi)六角螺釘進行固定。由于沉孔底面的表面粗糙度較差，與上模座的平行度也較差，所以裝配后模柄的垂直度遠不如壓入式的模柄。因此在能應用壓入式模柄時，不應采用凸緣模柄。這種模柄的優(yōu)點在于凸緣的厚度一般不到模座厚度的一半，模座凸緣以下部分仍可加工出形孔，以便容納推件裝置的頂板采用螺紋模柄的小型模具也可以這樣應用，但螺紋連接段的長度要比上模座厚度小些。 （4）浮動模柄 模柄與上模座不是剛性連接，允許模柄在工作過程中產(chǎn)生少許傾斜。采用浮動模柄，可避免壓力機滑塊由于導向精度不高對模具導向裝置產(chǎn)生不利影響，減少對模具導向件的磨損，延長其使用壽命，使模具導向裝置長期保持良好的導向精度。浮動模柄主要用于滾動導向模架，在壓力機導向精度不高時，選用一級精度滑動導向模架也可采用。但選用浮動模柄的模具必須使用行程可調沖床，保證在工作過程中導柱和導套不脫離。否則，在回程上模有可能與浮動模柄移位，嚴重時甚至可將上模甩出去，輕者損壞模具，重者可能造成人生事故。 （5）通用模柄 將快換凸模插入模柄孔內(nèi)，配合為H7/h6，再用螺釘從模柄側面將其固緊，防止卸料時拔出，就組成了通用沖孔模的上模。 根據(jù)以上模具的比較，在此設計中選用壓入式的模柄。其結構如下圖所示： 5.2 緊固件 沖模上的緊固件包括連接螺釘和定位銷釘。受力較大的連接螺釘一般都采用內(nèi)六角螺釘，其特點是用45號鋼制造，并淬火達35～40HRC，因此可承受較大的拉應力。受力不大的小螺釘可以采用普通圓柱頭螺釘，但一般不用半球頭螺釘或沉頭螺釘。前者一字槽容易擰壞，后者裝配時不變便調整。一般采用M8號螺釘。 5.3 定位銷 定位銷釘采用普通圓柱銷:GB119-86 銷8X75,可以承受一定的切應力。 壓入式的模柄結構圖 第六章 模具的裝配 6.1 連續(xù)模的裝配 連續(xù)模一般以凹模作為裝配基件。其裝配順序為：①裝配模架；②裝配凹模組件（凹模及導料板）和凸模組件（凸模及其固定板、墊板）；③將凸、凹模組件用螺釘和銷釘安裝固定在指定模座的相應位置上；④以凹模為基準，將凸模組件初步固定在凹模模座上，調整凸模組件及凹模的位置，使凸模刃口和凹模刃口分別與凸凹模的內(nèi)、外刃口配合，并保證配合間隙均勻后固緊凸模組件與凹模；⑤試沖檢查合格后，將凸模組件、凹模和相應模座一起鉆鉸銷孔；⑥卸開上、下模，安裝相應的定位、卸料、導料零件，再重新組裝上、下模，并用螺釘和定位銷緊固。 安裝完成后檢查模具裝配是否準確： 1．擦清壓力機滑塊底面、工作臺或墊板平面以及沖模上下模座的頂面和底面。 2．將沖模置于壓力機工作臺或墊板上，移至近似工作位置。 3．觀察工件或廢料能否漏下。 4．用手扳動飛輪或利用壓力機的寸動位置，使壓力機滑塊逐步降至下止點。在滑塊下降過程中移動沖模，以便模柄進入滑塊中的模柄孔內(nèi)。 5．調節(jié)壓力機至近似的閉合高度。 6．安裝固定下模的壓板、墊塊和螺栓，但不擰緊。 7．緊固下模，確保上模座頂面與滑塊頂面緊貼無隙。 8．緊固下模，逐次交替擰緊。 9．調整閉合高度，使凸模進入凹模。 10．回升滑塊，在各滑動部分加潤滑劑。確保導套上部出氣槽暢通。 11．以紙片試沖，觀察毛刺以判斷間隙是否均勻?；瑝K寸動或由手扳飛輪移動。 12．刃口加油，用規(guī)定材料試沖若干件，檢查沖件質量。 13．安裝、測試送料和出料裝置。材料應人工逐步送進。 14．再次試沖。 15．安裝安全裝置。 6.2 凸、凹模間隙的調整 沖模中凸、凹模之間的間隙大小及其均勻程度是直接影響沖件質量和模具使用壽命的主要因素之一，因此，在制造沖模時，必須要保證凸、凹模間隙的大小及均勻一致性。通常，凸、凹模間隙的大小是根據(jù)設計要求在凸、凹模加工時保證，而凸、凹模之間間隙的均勻性則是在模具裝配時保證的。 沖模裝配時調整凸、凹模間隙的方法很多，需根據(jù)沖模的結構特點、間隙值的大小和裝配條件來確定。 這里沖裁模的凹、凸初始雙邊間隙Z的范圍是Z（0.170，0.230）。由《沖壓工藝及模具設計》表1-4查得。 第七章 具體零件的工藝方案 在機械制造中，采用各種機械加工方法將毛坯加工成零件，再將這些零件裝配成機器。為了使上述制造過程滿足“優(yōu)質、高產(chǎn)、低成本”的要求，首先要指定零件的機械加工工藝規(guī)程和機器的裝配工藝規(guī)程，然后按照所制訂的工藝規(guī)程來進行機械加工和裝配。由于零件的工藝過程可以是多種多樣的，工藝人員的任務是從現(xiàn)有生產(chǎn)條件出發(fā)，制訂出一個切合實際的最優(yōu)工藝過程，并將其有關內(nèi)容用文件的形式規(guī)定下來。規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為機械加工工藝規(guī)程。 機械加工工藝規(guī)程是指導生產(chǎn)的主要技術文件。按照工藝規(guī)程進行生產(chǎn)，才能保證達到產(chǎn)品質量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性的要求。合理的工藝規(guī)程在編制后應要滿足下述要求： 1.零件所需的工序數(shù)量要盡量少，并且要減少或不再采用其他加工方法加工。 2.零件各工序所采用的設備結構要簡單、壽命要長。 3.工序中所占用的設備要少，盡可能采用生產(chǎn)機械化與自動化。 4.生產(chǎn)準備周期要短，所需材料要少，成本要低廉。 5.零件的生產(chǎn)工藝流程要合理，做到安全生產(chǎn)。 6.制出的零件應符合技術要求，并且尺寸精度要高，表面質量要好。 7.盡量采用技術等級不高的工人生產(chǎn)，以降低成本。 制訂機械加工工藝規(guī)程的原則是：在一定的生產(chǎn)條件下，以最低的成本，按計劃規(guī)定的速度，可靠地加工出圖紙要求的零件。在編制工藝規(guī)程時，應注意以下幾個問題： 1.技術上的先進性 在編制工藝規(guī)程時，應盡量菜油新工藝、新技術、先進設備和新材料，以獲得較高的生產(chǎn)率，但不應加大操作工人的勞動強度，而應依靠設備的先進性來保證。 2.經(jīng)濟上的合理性 在一定的生產(chǎn)條件下，可能有幾種能保證零件技術要求的加工工藝方案，此時應全面考慮，應根據(jù)工序數(shù)量、機械加工難易程度、通過核算或分析選擇經(jīng)濟效益最佳的加工方案，以使零件減少工序及降低成本。同時，加工精度要求不高的零件，盡量不使用高精度的加工設備。 3.創(chuàng)造必要的良好工作條件 在編制工藝規(guī)程時，必須保證操作人員有良好而安全的工作條件，并保證所加工的零件的質量合格及減輕工人的勞動強度。 參考文獻 [ 1 ] 陳炎嗣 郭景儀 《沖壓模具設計與制造技術》 北京出版社 1991 [ 2 ] 鐘毓斌.沖壓工藝與模具設計［Ｍ］.北京：機械工業(yè)出版社，2002 [ 3 ] 鄭可煌 《實用沖壓模具設計手冊》1993 第 17 頁 共 17 頁