【正文】 .............................................................................. 33 致謝 .............................................................................................................................. 34 參考文獻 ...................................................................................................................... 35 附錄 .............................................................................................................................. 37 附錄 A 圓凸模的加工工藝過程卡 ..................................................................... 36 附錄 B 落料凹模的加工工藝過程卡 ................................................................. 36 附錄 C 沖裁模初始用間隙 2C（ mm ） ............................................................ 37 附錄 D J23 系列開式可傾壓力機主要技術參數(shù) .............................................. 38 1 1 緒論 沖壓模具在實際工業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛。在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，工人生產(chǎn)的勞動度大、勞動量大，嚴重影響生產(chǎn)效率的提高。 改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量的不斷增加，更新?lián)Q代的不斷加快，在現(xiàn)代制造業(yè)中，企業(yè)的生產(chǎn)一方面朝著多品種、小批量和多樣式的方向發(fā)展，加快換型，采用柔性化加工，以適應不同用戶的需要；另一方面朝著大批量，高效率生產(chǎn)的方向發(fā)展，以提高勞動生產(chǎn) 率和生產(chǎn)規(guī)模來創(chuàng)造更多效益，生產(chǎn)上采取專用設備生產(chǎn)的方式。 模具 作為 效率的生產(chǎn)工具的一種，是 當今 工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛與重要的工藝裝備。采用 沖壓模 具生產(chǎn)制品和零件，具有生產(chǎn)效率高， 表面質量好， 可實現(xiàn)高速大批量的生產(chǎn)；節(jié)約原材料，實現(xiàn)無切屑加工；產(chǎn)品質量穩(wěn)定，具有良好的互換性；操作簡單，對操作人員沒有 較 高的技術要求；利用模具批量生產(chǎn)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(xiàn)生產(chǎn)的自動化的特點。 本 模具結構簡單實用，使用方 便可靠，根據(jù) 緊固墊片 的幾何形狀要求、材料和尺寸的分析得出凸模、凹模和凸凹模的結構，采用復合模沖壓，這樣有利于提高生產(chǎn)效率，模具設計和制造也相對簡單。 2 2 沖裁件的結構工藝性分析 圖 21 工件圖 （ 1） 結構：零件大小適中，外形簡單， 制件需要進行落料、沖孔二道基本工序。 （ 2） 材料： Q235 塑性可鍛性及沖壓性能好，常用作焊接結構件和沖壓件 （ 3） 材料厚度： 2mm； （ 4） 公差：零件圖上所有尺寸均未標注公差，屬自由尺寸，可按 IT14 級確定工件尺寸的公差 0 ? 0 ? 0 ? 0 ? 。亦無其他特殊要求，利用普通沖裁既可達到零件圖紙要求。 （ 5） 生產(chǎn)批量：大批量。 3 表 21 標準公差數(shù)值 公差等級 IT12 IT 13 IT 14 IT 15 IT 16 IT 17 IT 18 基本尺寸/mm /mm /mm /mm /mm /mm /mm /mm 610 1018 1830 3050 5080 80120 表 22 年產(chǎn)量與生產(chǎn)類型的關系 生產(chǎn)類型 同類零件的年產(chǎn)量（件） 輕型零件（零件質量 ＜ 100kg） 中型零件（零件質量 100～2020kg） 重型零件（零件質量＞2020kg） 單件生產(chǎn) ＜ 100 ＜ 10 ＜ 5 成批 生產(chǎn) 小批 100～ 500 10～ 200 5～ 100 中批 500～ 5000 200～ 500 100～ 300 大批 5000～ 50000 500～ 5000 300～ 1000 大量生產(chǎn) ＞ 50000 ＞ 5000 ＞ 1000 結論：由表 21 可得出零件是輕型零 件，制件可以進行沖裁，制件要大批量生產(chǎn)，應重視模具材料和結構，保證模具的復雜程度和壽命。 4 3 確定工藝方案及模具的結構形式 根據(jù)制件的工藝分析，該工件包括落料、沖孔二個基本工序，按其先后順序組合，可以有以下三種工藝方案： 方案一：落料 沖孔，采用單工序模生產(chǎn)； 方案二： 落料 沖孔 ，采用級進模生產(chǎn)； 方案三： 落料 沖孔 ，采用復合模生產(chǎn)； 方案一單工序模是在壓力機一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。優(yōu)點：模具結構簡單，模具壽命長，制造周期短，投產(chǎn)快；缺點：工序分散，模具及操作人員多，勞動量大。 方案二級 進模（又稱為連續(xù)模、跳步模）是指壓力機在一次行程中，依次在模具幾個不同的位置上同時完成多道沖壓工序的沖模。優(yōu)點：效率高、操作安全、模具壽命長，易于實現(xiàn)自動化；缺點：結構復雜、制造精度高、周期長、成本高，材料利用率較其它低。 方案三復合模是只有一個工位，在壓力機的一次行程中，在同一工位同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。優(yōu)點：結構緊湊，生產(chǎn)率高，沖裁件的內孔與外緣的相對位置精度高；缺點：結構復雜，制造精度要求高，成本高。 通過對上述三種方案的的 綜合 分析比較， 采用方案三可以使內孔和外輪廓的相對位置精度得到保證 和條料的定位簡單，并且生產(chǎn)節(jié)奏緊湊節(jié)約生產(chǎn)空間還能使生產(chǎn)效率得到提高， 所以該制件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳。 5 4 模具總體結構設計 模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，該模具采用復合沖壓模。復合模采用倒裝式復合模，因其結構簡單、又 可以使廢料直接又凸模從凸凹模內孔推出并且 卸料可靠、便于操作、并為機械化出件提供了有利條件，所以模具類型為倒裝式復合模 。 定位方式的選擇 為保證沖裁出外形完整的合格零件，毛坯在模具中應該有正確的位置，正確位置是依靠定位零件來保證的。由于毛坯形式和模具結構不同，所以 定位零件的種類很多，設計時應根據(jù)毛坯形式、模具結構、零件公差大小、生產(chǎn)效率等進行選擇。 因為該模具采用的是條料，控制條料的送進方向采用導料銷?？刂茥l料的送進步距采用 活動 擋料銷。 卸料、出件方式的選擇 彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，主要用在沖裁料厚在 2mm 及 以下的板料，由于有壓料作用，沖裁件比較平整。彈壓卸料板與彈性元件 (彈簧或橡皮 )、卸料螺釘組成彈壓卸料裝置。卸料板與凸模之間單邊間隙選擇（ ～ ）t， 若彈壓卸料板還需對凸模起導向作用時，二者 的配合間隙應小于沖裁間隙。彈性元件的選擇，應滿足卸料力和沖模結構的要求。為使卸料可靠，卸料板應高出模具刃口工作面 ～ ，材料采用 45 鋼，熱處理淬火硬度 43～ 48HRC 。 因為工件料厚 2mm，相對較薄，卸料力不大，由此可知卸料、出件方式的選擇可采用彈性卸料裝置卸料。 標準模架和導向零件的選擇 模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定其上，并承受沖壓過程的全部載荷。上 下模間的精確位置，由導柱、導套的導向實現(xiàn)。 方案一：采用對角導柱模架。由于導柱安裝在模具壓力中心對稱的對角線上，所以上模座在導柱上滑動平穩(wěn)。常用于橫向送料級進?；蚩v向送料的落料模、復 6 合模。 方案二：采用后側導柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便。因為導柱安裝在后側，操作者可以看見條料在模具中的送進動作。但是不能使用浮動模柄。 方案三：四導柱模架。具有導向平穩(wěn)、導向準確可靠、剛性好等優(yōu)點。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件及大量生產(chǎn)用的自動沖壓模架。 方案四：中間導柱模架。導柱安裝在 模具的對稱線上，導向平穩(wěn)、準確。只能一個方向送料。 根據(jù)以上方案比較并結合模具結構形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質量，采用后側導柱模架，操作者可以看見條料在模具中的送進動作。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便，并能滿足工件成型的要求。即方案二最佳。 7 5 模具設計工藝計算 計算毛坯尺寸 根據(jù)圖 21 得：工件的尺寸 6877? （ mm ） 。 排樣、計算條料寬度及步距的確定 搭邊值的確定 排樣時零 件之間以及零件與條料側邊之間留下的工藝余料，稱為搭邊。搭邊的作用是補償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質量和送料方便。搭邊過大，浪費材料。搭邊過小，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖件毛刺，有時還會拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命或影響送料工作。 搭邊值通常由經(jīng)驗確定，表 51 所列搭邊值為普通沖裁時經(jīng)驗數(shù)據(jù)之一。 表 51 搭邊 a 和 a1 數(shù)值 材料厚度 圓件及 r＞ 2t 的工件 矩形工件邊長 L＜ 50mm 矩形工件邊長 L ＞50mm 或 r＜ 2t 的工件 工件間 a1 沿邊 a 工件間 a1 沿邊 a 工件間 a1 沿邊 a ＜ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 12 根據(jù)制件厚度與制件的排樣方法可以查表 51 得，搭邊值工件間 a1 為，沿邊 a 為 。 8 條料寬度的確定 條料寬度公式： 0)a2( ???? DB 公式 （ 51） 式中： D — 條料寬度方向沖裁件的最大尺寸， mmD 77? ； a — 側搭邊值， mma ? ； 其中條料寬度偏差上偏差 為 0，下偏差 ?? ，見表 52 條料寬度偏差。 表 52 條料寬度偏差 條料寬度 B/ mm 材料厚度 ≤1 1～ 2 2～ 3 0≤50 50～ 100 100～ 150 查表 52 可得條料寬度偏差的下偏差（ ?? ） 為 ? 。 根據(jù)公式 （ 51） 得： 0 ??B mm 條料的寬度確定后，進而就可以確定導料板間距離。 表 43 導料板與條料之間的最小間隙 Zmin 材料厚度 t/mm 有 側 壓 裝 置 條 料 寬 度 B/ mm 100 以下 100 以上 ~ ~1 1~2 2~3 3~4 5 5 5 5 5 8 8 8 8 8 導料板間距離公式： 9 A =B +Z= D +2a +Z 公式 （ 52） Z — 導料板與條料之間的最小間隙 （ mm ） 查表 43 得 Z=5mm ， 由公式 52 可得： A =D +2a +Z =77+2+5 =85（ mm ） 導料銷的選用 設計導料銷時，應注意以下幾點： （ 1）工件外形簡單時，應以外形定位，外形復雜時以內孔定位。 （ 2）定位要可靠，放置毛坯和取出工件要方便，確保操作安全。 （ 3）若工件需要經(jīng)過幾道工序完成時，各套沖模應盡可能利用工件上同一 位基準，避免累積誤差。 查 參考文獻 [10]沖壓 模具設計手冊 可知 該模具導料銷的直徑為 mmD 6? ，長mm10 ，適用 88699?GB ，且材料為 45 鋼，采用熱處理 43～ 48HRC。 導料銷距離公式： RBA ?? 2/ 公式 （ 53） 式中： R — 導料銷工作部位的半徑