1 摘要 設(shè)計(jì)著重介紹了制件的成型工藝 及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 通過對(duì)制 件的工藝分析 確定了工藝方案 并設(shè)計(jì)了一套倒裝復(fù)合模具 在設(shè)計(jì) 同時(shí)利用參考資料 確定了各工作零件的尺寸 并較多的考慮了模具結(jié) 構(gòu)的調(diào)整性 易更換性及模具成本 同時(shí)在模具設(shè)計(jì)內(nèi)容中融匯了沖壓 模具的不同加工方法 加工工藝及裝配工藝 對(duì)初學(xué)沖壓模具模設(shè)計(jì)者 有一定的參考價(jià)值 本設(shè)計(jì)從模具設(shè)計(jì)到零部件的加工工藝以及裝配工 藝等進(jìn)行詳細(xì)的闡述 并應(yīng)用CAD進(jìn)行各重要零件的設(shè)計(jì) 關(guān)鍵詞 翻邊模 復(fù)合模 2 Abstract The design introduced emphatically the workpiece takes shape the craft and mold structural design Through to the workpiece craft analysis has determined the craft plan And has designed set of true things compound molds Uses the reference during the design has determined each work components size And many considerations mold structure adjustment easy replacement and mold cost Meanwhile has blended together the ramming mold different processing method in the mold design content the processing craft and the assembly craft to begins studies the ramming mold mold designer to have the certain reference value This design designs from the mold to the spare part processing craft as well as the assembly craft and so on carries on the detailed elaboration and carries on each important components using CAD the design Key words the turn down dims mold the compound mold 3 1 緒 論 目前 我國(guó)沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?主要原因是 我國(guó)在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝 模具標(biāo)準(zhǔn)化 模具設(shè)計(jì) 模具制造工藝 及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距 導(dǎo)致我國(guó)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(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大 1 1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 1 1 1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀 我國(guó)模具近年來發(fā)展很快 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì) 2003 年我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn) 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(shì) 頭 模具企業(yè)總體上訂單充足 任務(wù)飽滿 2004 年模具產(chǎn)值 530 億元 進(jìn) 口模具 18 13 億 美元 出口模具 4 91 億美元 分別比 2003 年增長(zhǎng) 18 32 4 和 45 9 進(jìn)出口之比 2004 年為 3 69 1 進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈 口達(dá) 13 2 億美元 為凈進(jìn)口量較大的國(guó)家 在 2 萬多家生產(chǎn)廠點(diǎn)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(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快 主要表現(xiàn)為 大型 精密 復(fù)雜 長(zhǎng)壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)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(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速 國(guó)企 4 股份制改造步伐加快等 雖然說我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速 但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要 我國(guó)尚存在以下幾方面的不足 第一 體制不順 基礎(chǔ)薄弱 三資 企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國(guó)模具工業(yè) 的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用 私營(yíng)企業(yè)近年來發(fā)展較快 國(guó)企改革也在進(jìn) 行之中 但總體來看 體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì) 再加上國(guó)內(nèi)模具工 業(yè)基礎(chǔ)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(shù) 方面 第二 開發(fā)能力較差 經(jīng)濟(jì)效益欠佳 我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例低 水平較低 且不重視產(chǎn)品開發(fā) 在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位 我國(guó)每個(gè)模 具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬美元 國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是 15 20 萬美元 有的高達(dá) 25 30 萬美元 與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模 具企業(yè)還沿用過去作坊式管理 真正實(shí)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(guó)內(nèi)許多企 業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備 但總的來看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多 特別是設(shè)備數(shù)控化率和 CAD CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多 由于體 制和資金等原因 引進(jìn)設(shè)備不配套 設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍 設(shè)備利用率低的問題長(zhǎng)期得不到較好解決 裝備水平低 帶來中國(guó)模具企 業(yè)鉗工比例過高等問題 5 第四 專業(yè)化 標(biāo)準(zhǔn)化 商品化的程度低 協(xié)作差 由于長(zhǎng)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(xì) 商品化程度也低 目前國(guó)內(nèi)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(wù) 與國(guó)際水平相比要落后許多 模具標(biāo)準(zhǔn) 化水平低 標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量 成本有較大影響 對(duì)模具 制造周期影響尤甚 第五 模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后 模具材料性能 質(zhì)量和品種往 往會(huì)影響模具質(zhì)量 壽命及成本 國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比 無論是 質(zhì)量還是品種規(guī)格 都有較大差距 塑料 板材 設(shè)備等性能差 也直接 影響模具水平的提高 1 1 2 國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì) 巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展 雖然我國(guó)的模具工 業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展 但與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍 存在較大差距 尚不能完全滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求 未來的十年 中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)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(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用 CAD CAE CAM 技術(shù) 3 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 6 4 在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù) 氣輔注射成型和高壓注射成型 技術(shù) 5 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率 6 發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù) 7 模具的精度將越來越高 8 模具研磨拋光將自動(dòng)化 智能化 9 研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程 10 開發(fā)新的成形工藝和模具 1 2 國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備 在電子 建材 汽車 電機(jī) 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(shù)水平的 高低 已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志 并在很大程度上 決定著產(chǎn)品的質(zhì)量 效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力 近幾年 全球模具市場(chǎng)呈 現(xiàn)供不應(yīng)求的局面 世界模具市場(chǎng)年交易總額為 600 650 億美元左右 美 國(guó) 日本 法國(guó) 瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分 之一 7 國(guó)外模具總量中 大型 精密 復(fù)雜 長(zhǎng)壽命模具的比例占到 50 以上 國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是 大而專 大而精 2004 年中國(guó)模協(xié)在德國(guó) 訪問時(shí) 從德國(guó)工 模具行業(yè)組織 德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì) VDMA 工模 具協(xié)會(huì)了解到 德國(guó)有模具企業(yè)約 5000 家 2003 年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá) 48 億 歐元 其中 VDMA 會(huì)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(guó)模具產(chǎn)值的 90 可見其規(guī)模效益 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展 國(guó)外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人 才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模具工藝設(shè)計(jì) 高級(jí)鉗工及企業(yè)管理人才 他們的技 術(shù)水平比較高 故人均產(chǎn)值也較高 我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值 約合 1 萬美元左右 而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多 15 20 萬美元 有的達(dá) 到 25 30 萬美元 國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70 以上 而我 國(guó)才達(dá)到 45 8 2 設(shè)計(jì)依據(jù) 原始數(shù)據(jù) 圖 1 1 空調(diào)機(jī)墊片零件圖 空調(diào)機(jī)墊片 材料 45 號(hào)鋼 厚度 3mm 生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn) 9 3 零件沖壓加工工藝分析 沖裁件的工藝性是指沖裁件對(duì)沖裁工藝的適應(yīng)性 一般情況下 對(duì)沖 裁件工藝性影響最大的是幾何形狀 尺寸和精度要求 良好的沖裁工藝性 應(yīng)能滿足材料較省 工序較少 模具加工較易 壽命較高 操作方便及產(chǎn) 品質(zhì)量穩(wěn)定等要求 1 沖裁件結(jié)構(gòu)工藝性 1 沖裁件孔的最小尺寸 模具凸模的強(qiáng)度受沖裁件上孔的尺寸的 影響 所以沖裁件上的孔不能太小 查 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 表 2 2 沖裁空調(diào)機(jī)墊片時(shí) 沖孔的最小尺寸為 1 3t 0 39mm 該零件的孔遠(yuǎn)比 0 39mm 大 所以凸模的強(qiáng)度不受沖裁件上孔的尺寸的影響 2 最小孔距 孔邊距 沖裁件的孔與孔 孔與邊緣之間的距離 a 見圖 2 1 不能太小 否則模具強(qiáng)度不夠或使沖裁件變形 一般 a 2t 但是不得 小于 3 4mm 該零件最小孔邊距 a 75 50mm 2t 6mm 因?yàn)槟＞邚?qiáng)度足夠 故不用分開沖小孔 75 0 10 圖 2 1 2 沖裁件的精度和斷面粗糙度 1 精度 零件圖 1 1 所示防塵墊圈零件其外形相對(duì)比較簡(jiǎn)單 形 狀規(guī)則 適合沖裁加工 但零件尺寸公差要求較高 按 IT14 級(jí)選取 利用 普通沖裁方式可達(dá)到圖樣要求 查 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 表 2 3 該沖 裁件內(nèi)形尺寸公差為 0 20mm 外形尺寸公差為 0 40mm 表 2 4 孔中心距 公差為 0 25 2 斷面粗糙度 查 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 表 2 5 材料厚度 t 3mm 得斷面粗糙度 25 m aR 11 4 確定零件沖壓工藝方案 該零件的外形簡(jiǎn)單 形狀規(guī)則 材料為 45 鋼板 厚度 t 3mm 600MPa 由于生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn) 而且成型工藝只有沖孔b 和落料兩個(gè)工序 所以設(shè)計(jì)關(guān)鍵是設(shè)計(jì)模具工作零件的結(jié)構(gòu) 保證模具使 用壽命 1 方案比較 方案一 采用單工序模 對(duì)于該零件 沖模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 制造周期短 價(jià)格低 而且通用性好 比較容易在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 但是壓力機(jī)一次行程內(nèi) 只能完成一個(gè)工序 生產(chǎn)效率不太高 方案二 采用復(fù)合模 壓力機(jī)一次行程內(nèi)可以完成兩個(gè)或者兩個(gè)以上 工序 生產(chǎn)效率高 適合大批量零件生產(chǎn) 沖件精度較高 不受送料誤差 影響 內(nèi)外形相對(duì)位置一致性好 適宜沖薄料 但是很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 只 能實(shí)現(xiàn)部分自動(dòng)化 而且制造復(fù)雜性和價(jià)格都比單工序模高 方案三 采用級(jí)進(jìn)模 壓力機(jī)一次行程內(nèi)可以完成多個(gè)工序 生產(chǎn)效 率高 沖件精度高 適合中小型零件的大批量零件生產(chǎn) 容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 較難保證內(nèi)外形相對(duì)位置一致性 模具強(qiáng)度高 耐磨性能要好 級(jí)進(jìn)模制 造復(fù)雜性和價(jià)格要比復(fù)合模低 2 確定方案 比較以上方案 決定采用復(fù)合模沖裁該零件 由于生產(chǎn)批量為大批量 12 生產(chǎn) 而且具有操作方便 安全制造方便 維修容易等特點(diǎn) 模具強(qiáng)度較 高 壽命較長(zhǎng) 采用側(cè)刃定距保證定位 該零件屬于小型零件 而且產(chǎn)量是 大批量生產(chǎn) 從模具的制造復(fù)雜性和價(jià)格還有生產(chǎn)效率等方面考慮 所以 決定采用復(fù)合模沖裁該零件 13 5 排樣設(shè)計(jì) 1 導(dǎo)正孔 利用中間的孔作為導(dǎo)正孔 2 確定條料的寬度 條料寬度的確定原則是 最小條料寬度要保證沖裁時(shí)工件周邊有足夠 的搭邊值 最大條料寬度要能在沖裁時(shí)順利地在導(dǎo)料板之間送進(jìn) 并與導(dǎo) 料板之間有一定的間隙 因此 在確定條料寬度時(shí)必須考慮到模具的結(jié)構(gòu) 中是否采用側(cè)壓裝置和側(cè)刃 根據(jù)不同結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行計(jì)算 因?yàn)榇思?jí)進(jìn)模考慮采用的是自動(dòng)送料方式 所以設(shè)計(jì)時(shí)采用側(cè)刃裝置 和采用側(cè)壓裝置 所以計(jì)算條料寬度時(shí) 無按以下式計(jì)算 B D 2 nb mm a0 式中 B 為條料寬度的基本尺寸 D 為條料寬度方向零件輪廓的最大尺寸 mm 條料下料剪切公差 mm 查 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 表 2 5 3 得 0 9mm 0 5mm c B 114 2x2 5 1 mm 120 mm 09 09 3 排樣的方式 根據(jù)以上分析 排樣圖見圖 4 4 所示 14 圖 4 4 4 材料的經(jīng)濟(jì)利用 沖壓件大批量生產(chǎn)成本中 毛坯材料費(fèi)用占 60 以上 排樣的目的就在 于合理利用原材料 衡量排樣經(jīng)濟(jì)性 合理性的指標(biāo)是材料的利用率 其 計(jì)算公式如下 一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率 X100 X100 15 式中 F 為工件的實(shí)際面積 為所用材料面積 包括工件面積與廢料面積 A 為送料進(jìn)距 B 條料寬度 得 X100 46 3 36520479 所以一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率為 46 3 16 6 沖裁工藝力的計(jì)算 1 沖裁力 計(jì)算沖裁力的目的是為了合理地選擇壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具 壓力機(jī)的噸 位必須大于所計(jì)算的沖裁力 以適應(yīng)沖裁的要求 沖裁力的大小主要與材料力學(xué)性能 厚度及沖裁件分離的輪廓長(zhǎng)度有 關(guān) 平刃口模具沖裁時(shí) 沖裁力 F N 可按下式進(jìn)行計(jì)算FKLt 式中 L 沖裁件周邊長(zhǎng)度 mm t 材料厚度 mm 材料抗剪強(qiáng)度 M Pa K 系數(shù) 考慮到模具刃口的磨損 模具間隙的波動(dòng) 材料 力學(xué)性能的變化及材料厚度偏差等因素 一般取 K 1 3 一般情況下 材料的 為計(jì)算方便 也可用下式計(jì)算沖裁力1 3b F N bLt 式中 材料的抗拉強(qiáng)度 MPa b 此制件所需的沖裁力 由沖孔力 落料力兩部分組成 沖 查 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 表 8 1 得 600 M Pab F bL321 2mm 600MPa 357 96mm 329 07mm 517 47mm 216 81kN 所以此制件所需的沖裁力 216 81kN F 17 2 卸料力 推件力 和頂件力的計(jì)算F卸 推 當(dāng)上模完成一次沖裁后 沖入凹模內(nèi)的制件或廢料因彈性擴(kuò)張而梗塞在 凹模內(nèi) 模面上的材料因彈性收縮而會(huì)緊箍在凸模上 為了使沖裁工作連 續(xù) 操作方便 必須將套在凸模上的材料刮下 將梗塞在凹模內(nèi)的制件或 廢料向下推出或向上頂出 從凸模上刮下材料所需的力 稱為卸料力 從 凹模內(nèi)向下推出制件或廢料所需的力 稱為推料力 從凹模內(nèi)向上頂出制 件所需的力 稱頂件力 如圖 4 5 所示 圖 4 5 工藝力示意圖 是由壓力機(jī)和模具的卸料 推料 頂件裝置獲得的 影F卸 推 頂 響這些力的因素主要有材料的力學(xué)性能 材料厚度 模具間隙 凸 凹模 表面粗糙度 零件形狀和尺寸以及潤(rùn)滑情況等 要準(zhǔn)確計(jì)算這些力是困難 的 實(shí)際生產(chǎn)中常用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 卸F沖卸K 推 沖推n 頂 沖頂 式中 沖裁力 k N 沖F 系數(shù) 查 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 表 2 20 得 K卸 推 18 卸料力 推件力和頂件力系數(shù) 0 035 0 040 K卸 推 梗塞在凹模直壁內(nèi)的制件或廢料數(shù)量 n h t 查表 2 22 取n h 9 得 3 0 035 216 81kN 7 59kN卸F沖卸K 3 0 040 216 81kN 3 22kN推 沖推n 所以此制件所需的卸料力 推件力和頂件力分別為 7 59 k N 3 22kN 3 沖壓設(shè)備的選擇 1 壓力機(jī)的噸位應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥跊_裁時(shí)的總力 壓F總 式中 為所選壓力機(jī)的噸位 壓 為沖裁時(shí)的總力 總 沖壓力 的計(jì)算總 總F沖 卸 推F 216 81kN 7 59kN 3 22kN 227 62kN 查 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 表 8 10 得 完成該制件所需的沖壓力 為 250kN 2 初步選擇壓力機(jī) 由 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 表 8 10 查得 選壓力機(jī)為開式雙柱可 傾壓力機(jī) 型號(hào)為 J23 25 其參數(shù)如表 1 1 所示 19 表 1 1 型號(hào) J23 25 公稱壓力 kN 250 滑塊行程 65 滑塊行程次數(shù) 次 min 55 最大封閉高度 270 封閉高度調(diào)節(jié)量 55 滑塊中心線至床身距離 200 床身兩立柱間距離 270 前后 370工作臺(tái)尺寸 左右 560 前后 200 左右 290 工作臺(tái)孔尺寸 直徑 260 厚度 50墊板尺寸 直徑 直徑 40模柄孔尺寸 深度 60 前后滑塊底面尺寸 左右 最大傾斜角度 30 20 4 模具壓力中心的確定 沖裁力合力的作用點(diǎn)稱為沖模壓力中心 為了保證壓力機(jī)和沖模正常平 穩(wěn)的工作 必須使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊中心重合 該零件壓力中 心分析圖如圖 4 6 所示 圖 4 6 壓力中心分析圖 按下列公式求壓力中心的坐標(biāo)值 xoy0Lxno 21yno21 得 73 462 519806 2914 75 96 1 7 0325 6 37 xo 21 取整數(shù)為 437 0 yo 7 零件沖壓工藝計(jì)算 1 凸 凹模間隙值的確定 凸 凹模間隙對(duì)沖裁件斷面質(zhì)量 尺寸精度 模具壽命以及沖裁力 卸料力 推件力等有較大影響 所以必須選擇合理的間隙 沖裁間隙數(shù)值 主要按制件質(zhì)量要求 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值來選用 查 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 表 2 9 該沖裁件為 45 鋼板 板料厚度為 3mm 故沖裁模初始雙邊間隙 0 27mm 0 33mm minzmaxz 2 凸 凹模刃口尺寸的確定 1 確定凸 凹模刃口尺寸的原則 a 落料模先確定凹模刃口尺寸 其標(biāo)稱尺寸應(yīng)取接近或等于制件的最 小極限尺寸 以保證凹模磨損到一定尺寸范圍內(nèi) 也能沖出合格制件 凸 模刃口的標(biāo)稱尺寸應(yīng)比凹模小一個(gè)最小合理間隙 b 沖孔模先確定凸模刃口尺寸 其標(biāo)稱尺寸應(yīng)取接近或等于制件的最 大極限尺寸 以保證凸模磨損到一定尺寸范圍內(nèi) 也能沖出合格的孔 凹 模刃口的標(biāo)稱尺寸應(yīng)比凸模大一個(gè)最小合理間隙 c 選擇模具刃口制造公差時(shí) 要考慮工件精度與模具精度的關(guān)系 既要 保證工件的精度要求 又要保證有合理的間隙值 一般沖模精度較工件精 度高 2 3 級(jí) 工件尺寸公差應(yīng)按 入體 原則標(biāo)注為單向公差 所謂 入 體 原則是指標(biāo)注工件尺寸公差時(shí)應(yīng)向材料實(shí)體方向單向標(biāo)注 即 落料 22 件上偏差為零 下偏差為負(fù) 沖孔件上偏差為零 下偏差為負(fù) 2 凸 凹模配合加工時(shí)的工作部分尺寸 對(duì)于沖裁復(fù)雜形狀沖件的模具或薄板零件的模具 為了保證沖裁凸 凹模間有一定的間隙值 其凸 凹模常采用配合加工方法 凸 凹模工作 部分尺寸計(jì)算 其落料件按凹模磨損后尺寸增大 減小和不變的規(guī)律三種 沖孔件按凸模磨損后尺寸增大 減小和不變的規(guī)律三種 計(jì)算公式見 冷 沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 表 2 14 第一類尺寸 落料凹?；驔_孔凸模磨損后尺寸將會(huì)增大 計(jì)算公式為 x Ajmax 25 0 第二類尺寸 落料凹?；驔_孔凸模磨損后尺寸將會(huì)減小 計(jì)算公式為 x Bjin025 第三類尺寸 凹?；蛲鼓Ｄp后尺寸基本不變 計(jì)算公式為 0 5 Cjmin1 式中 為零件的公差 mm 因沖裁件尺寸公差要求較高 精度按 IT11 選取 X 為磨損系數(shù) 其值在 0 5 1 之間 按表 2 13 選取 該零件 精度為 IT11 故 x 0 75 1 設(shè)計(jì)凸模 凹模的刃口尺寸 沖裁該空調(diào)機(jī)墊片零件用級(jí)進(jìn)模來完成 工序分為三步 所以有三對(duì) 凸 凹模 三對(duì)凸 凹模都采用配合加工的方法來制造 第一對(duì)凸 凹模的圖形如圖 4 1 所示 空調(diào)機(jī)墊片零件的基本尺寸 凹模刃口尺寸 凸模刃口尺寸 圖 4 1 23 第一步工序?yàn)闆_孔 選凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件 只需計(jì)算凸模刃口尺寸及 制造公差 凹模刃口尺寸由凸模的實(shí)際尺寸按間隙要求配做 由 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 表 2 8 查得 沖裁模初始雙邊間隙 0 270mm 0 330mm 由表 2 12 查得 尺寸為 60mm 時(shí) minzmaxz 0 020mm 尺寸為 13 1mm 時(shí) 0 020mm 由表 2 13 查得 p p X 0 75 根據(jù)第二類尺寸 x 又工件的公差 0 1 故沖孔Bjmin025 凸模的基本尺寸計(jì)算如下 1 60 0 75x0 1 mm 60 08 mma025 025 b1 13 1 0 75x0 1 mm 13 18 mm 沖孔凸 凹模的尺寸如圖 4 2 所示 沖孔凹模的尺寸 按凹模實(shí)際尺寸配做 沖孔凸模的尺寸 24 保證雙面間隙值為 0 270 0 330mm 圖 4 2 第二對(duì)凸 凹模的圖形如圖 4 3 所示 空調(diào)機(jī)墊片零件的基本尺寸 凹模刃口尺寸 凸模刃口尺寸 圖 4 3 第二步工序?yàn)闆_孔 選凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件 只需計(jì)算凸模刃口尺寸及 制造公差 凹模刃口尺寸由凸模的實(shí)際尺寸按間隙要求配做 其計(jì)算同上 A2 B1 2 b1 a 2 計(jì)算凹模外形尺寸 凹模厚度 按公式 H Kb 15mm 凹模壁厚 按公式 C 1 5 2 H 30mm 式中 b 為沖裁件的最大外形尺寸 b 114mm K 為系數(shù) 考慮板料厚度的影響 查表 2 24 得 K 0 24 25 則 H Kb 0 24 114 27 36mm 但考慮到要增加凹模強(qiáng)度來提高模具壽命 所以凹模的厚度要適當(dāng)增加 故取 30mm C 1 5 2 H 45 60mm 根據(jù)零件尺寸即可以估算凹模的外形尺寸 長(zhǎng)度 X 寬度為 500mmX315mm 3 凸模固定板的厚度 厚度一般取凹模厚度的 0 6 0 8 倍 H1 0 8H 0 8X30mm 24mm 4 卸料板的厚度 厚度一般取凹模厚度的 0 8 1 0 倍 H2 0 8H 0 8X30mm 24mm 5 凸模墊板的采用和厚度 是否采用墊板 以凸模的承壓面進(jìn)行 計(jì)算 按以下公式計(jì)算 AF 式中 F 為沖裁力 A 為凸模的承壓面 按最小的凸模的承壓面計(jì)算 則 100 6MPa 215680N 查 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 表 2 39 得鑄鐵模板的 為 90 140MPa p 在 之間 為了安全起見 因此須采用墊板 墊板厚度取 8mm p 6 橡膠彈性體自由高度 根據(jù)零件材料厚度為 3mm 沖裁時(shí)凸模 進(jìn)入凹模深度取 1mm 彈簧的自由高度 60mm h自 由 7 計(jì)算凸模外形尺寸 26 凸模形長(zhǎng)度 L 24 21 24 1 68mm 考慮模具維修時(shí)刃磨留量 2mm 三 個(gè)凸模的長(zhǎng)度一樣都為取 70mm 凸模長(zhǎng)度確定后一般不需要作強(qiáng)度核算 8 模具總體設(shè)計(jì) 有了上述各步計(jì)算所得的數(shù)據(jù)及確定方案便可以對(duì)模具進(jìn)行總體設(shè)計(jì) 并畫出草圖 如 圖 4 6 所示 從結(jié)構(gòu)圖初算出閉合高度 60 8 70 30 75 1 242mmH模 根據(jù)凹模的外形尺寸 確定下模板的外形尺寸為 500mmX315mm 9 模具的主要零部件的設(shè)計(jì) 本模具是采用自動(dòng)送料的級(jí)進(jìn)模 三個(gè)凸模用固定板固定 凹?？芍?接用螺釘與圓柱銷固定而且在橫向的定位上增設(shè)一個(gè)定位銷 卸料裝置采 用彈性的 導(dǎo)向裝置采用導(dǎo)柱導(dǎo)套 定位零件用側(cè)刃定位和自動(dòng)送料 用 始用擋料銷作首次定位條料 模柄用浮動(dòng)模柄 10 選定設(shè)備 此模具的總沖壓力 227 62kNF總 閉合高度 242mmH模 外廓尺寸 500mmX315mm 選 J23 25 壓力機(jī) 根據(jù)所要的總沖壓力 227 62kN總F 來看 要用 250kN 的壓力機(jī) 此壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)規(guī)格為 最大沖壓力 250kN 滑塊行程 65mm 連桿調(diào)節(jié)量 55mm 最大裝模高度 270mm 27 工作臺(tái)尺寸 370mmX560mm 因此根據(jù)沖壓力 閉合高度 外廓尺寸等數(shù)據(jù) 所以選擇 J23 25 壓力機(jī)是 合適的 結(jié)論 畢業(yè)設(shè)計(jì)作為三年大學(xué)學(xué)習(xí)中極為重要的一部分 是衡量一個(gè)學(xué)生專 業(yè)課水平的重要標(biāo)志 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們所學(xué)課程的一次系統(tǒng)而深入的綜合 性的總復(fù)習(xí) 是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練 也是我們步入工作前的一次檢 驗(yàn) 就我個(gè)人而言 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 使我學(xué)習(xí)到了許多知識(shí) 對(duì)模具 的設(shè)計(jì)與制造有了極為深刻的認(rèn)識(shí) 是一次由理論向?qū)嵺`的飛躍 回顧一 個(gè)多月的設(shè)計(jì)生活 讓我感慨頗深 主要體會(huì)有以下幾點(diǎn) 28 1 扎實(shí)的基礎(chǔ)課 專業(yè)課是模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ) 由于以前所學(xué)的課程難免有些理解不深 遺忘等 而本次設(shè)計(jì)又或多或 少的用到了這些知識(shí) 從而迫使我認(rèn)真扎實(shí)的學(xué)習(xí)了以前的課程 并加深 了對(duì)這些課程的理解 真正有一種溫故而知新的感覺 如機(jī)械制圖中的各 種線型的特點(diǎn)應(yīng)用 材料力學(xué)中的應(yīng)力校核 熱處理中各種材料與熱處理 性能 公差配合與測(cè)量技術(shù)中公差的正確選用 模具的加工與制造技術(shù) 塑料模具的設(shè)計(jì)與制造步驟 模具材料的正確選用等 2 理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要性 以前的學(xué)習(xí)中 基本上是純理論的學(xué)習(xí) 雖然有金工實(shí)習(xí) 畢業(yè)實(shí)習(xí) 等實(shí)踐的體味 但卻停留在表面上 沒有進(jìn)行過真正的設(shè)計(jì) 從而使理論 與實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié) 而現(xiàn)在我們是在經(jīng)歷了金工實(shí)習(xí) 畢業(yè)實(shí)習(xí)后的一次真 正的練兵 我認(rèn)真回顧了以前所見所學(xué)的塑料模知識(shí) 在腦海里反復(fù)了思 考了塑料模的步驟 然后開始到圖書館查資料作設(shè)計(jì) 在作設(shè)計(jì)的過程中 我才真正感覺到眼高手低的含義 同時(shí)也 窺一斑而知全豹 自己的學(xué)習(xí) 中的不足和薄弱環(huán)節(jié)暴露無遺 但是在老師們的幫助下以及自己的努力下 我終于克服了重重困難 使設(shè)計(jì)得以順利的進(jìn)行 通過向老師們請(qǐng)教 我 了解到設(shè)計(jì)要面向企業(yè) 面向市場(chǎng)的原則 畢業(yè)設(shè)計(jì)正是對(duì)實(shí)踐能力的一 次強(qiáng)有力的訓(xùn)練 是我們獨(dú)立工作的前湊 將對(duì)我們以后的工作產(chǎn)生深遠(yuǎn) 的影響 3 對(duì)模具設(shè)計(jì)中的安全性 經(jīng)濟(jì)性加深了認(rèn)識(shí) 29 在設(shè)計(jì)工作中 要不斷對(duì)安全性進(jìn)行分析 從操作者的角度進(jìn)行設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)中 需要考慮到模具的成本問題 經(jīng)濟(jì)效益是工業(yè)生產(chǎn)的前提 成 本的高直接決定了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力 故在設(shè)計(jì)中盡可能的選用標(biāo)準(zhǔn)件 4 電腦成為設(shè)計(jì)中重要的輔助工具 由于工件形狀復(fù)雜 在設(shè)計(jì)中計(jì)算塑件的體積出現(xiàn)了很大的難度 后 經(jīng)蘇老師指點(diǎn)迷津 通過 Pro E 繪圖和計(jì)算才得以解決 另外在繪零件和 裝配圖時(shí)采用電腦也更方便快捷 采用電腦處理 精度高 方便快捷 在 本次設(shè)計(jì)時(shí) 要求機(jī)械繪圖 電子文檔文本 從而對(duì) AUTOCAD 的學(xué)習(xí)有了 很大的進(jìn)展 對(duì) WORD WPS 等各種文字處理工具有了更為熟練的操作 而 模具 CAD 技術(shù)已成為該行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì) 電腦終將成為設(shè)計(jì)的必備工具 這對(duì)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)著極為重要的現(xiàn)在意義 5 設(shè)計(jì)態(tài)度直接決定著設(shè)計(jì)質(zhì)量 畢業(yè)設(shè)計(jì)一般時(shí)間都足夠 但足夠的時(shí)間不一定都能設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的模 具 這就除了能力水平的問題外 極為重要的一點(diǎn)便是態(tài)度問題 作為學(xué) 生必須要態(tài)度謙虛 工作認(rèn)真 勤學(xué)好問 實(shí)事求是 才能正確對(duì)待設(shè)計(jì) 才有可能取得設(shè)計(jì)的圓滿成功 總之 通過畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對(duì)模具的設(shè)計(jì)與制造有了更深的認(rèn)識(shí) 得到 了許多有益的啟示 這對(duì)畢業(yè)后的過渡轉(zhuǎn)變有極重要的影響 在以后的工 作中 我將繼續(xù)保持謙虛謹(jǐn)慎的工作作風(fēng) 揚(yáng)長(zhǎng)避短 多與人交流 提高 自己的個(gè)人素質(zhì)和技能積累經(jīng)驗(yàn) 誠實(shí)守信 爭(zhēng)取在事業(yè)上更上一層樓 30 芝麻開花 節(jié)節(jié)高 致謝 時(shí)光如電 歲月如梭 三年的大學(xué)生活即將結(jié)束 而我也即將離開可 敬的老師和熟悉的同學(xué)踏入不是很熟悉的社會(huì)中去 在這畢業(yè)之際 作為 一名工科院校的學(xué)生 做畢業(yè)設(shè)計(jì)是一件必不可少的事情 畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常繁雜的工作 它涉及的知識(shí)非常廣泛 很多都是 書上沒有的東西 這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料 還有很 多設(shè)計(jì)計(jì)算 這些都要靠自己運(yùn)用自己的思維能力去解決 可以說 沒有 一定的毅力和耐心是很難完成這樣復(fù)雜的工作 31 在學(xué)校中 我主要學(xué)的是理論性的知識(shí) 而實(shí)踐性很欠缺 而畢業(yè)設(shè) 計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次總演練 畢業(yè)設(shè)計(jì)不但把我以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系 統(tǒng)的連貫起來 也使我在溫習(xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí) 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(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足 為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 由于本人資質(zhì)有限 很多知識(shí)掌握的不是很牢固 因此在設(shè)計(jì)中難免 要遇到很多難題 在有課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)及老師的不時(shí)指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫 助下 克服了一個(gè)又一個(gè)的困難 使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)日趨完善 畢業(yè)設(shè)計(jì)雖 然很辛苦 但是在設(shè)計(jì)中不斷思考問題 研究問題 咨詢問題 一步步提 高了自己 一步步完善了自己 同時(shí)也汲取了更完整的專業(yè)知識(shí) 鍛煉了 自己獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力 使我受益匪淺 我相信這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)我以后的工作一 定有很大的幫助 而且也鍛煉我的吃苦耐勞的精神 讓我在這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)的社 32 8 參考文獻(xiàn) 1 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 王芳 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 1999 2 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 原紅玲主編 高等教育出版社 2008 3 沖壓模具圖冊(cè) 楊占堯主編 高等教育出版社 2008