【正文】 接關(guān)系。模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)水平的高低，是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一，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(kāi)發(fā)能力。 我國(guó)沖壓 模具 無(wú)論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的高檔 模具 每年仍大量 進(jìn)口 ，特別是中高檔轎車(chē)的覆蓋件 模具 ，目前仍主要依靠 進(jìn)口 。一些低檔次的簡(jiǎn)單沖模，已趨供過(guò)于求， 市場(chǎng) 競(jìng)爭(zhēng)激烈。 在信息化帶動(dòng)工業(yè)化發(fā)展的今天，在經(jīng)濟(jì)全球化趨向日漸加速的情況下，我國(guó)沖壓 模具 必須盡快提高水平。通過(guò)改革與發(fā)展，采取各種有效措施，在沖壓 模具 行業(yè)全體職工的共同努力奮斗之下，我國(guó)沖壓 模具 也一定會(huì)不斷提高水平，逐優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 2 漸縮小與世界先進(jìn)水平的差距。 選題背景及意義 模具制造的產(chǎn)品與生活息息相關(guān)， 內(nèi)燃機(jī)底座緊固墊片在生活中隨處可見(jiàn)，隨著需求增加，大批量生產(chǎn)是一種必然趨勢(shì)。而一套普通的金屬墊片沖裁模的使用壽命達(dá)不到所期望的沖壓次數(shù)。其主要原因有 模具結(jié)構(gòu)不合理 、模具加工工藝問(wèn)題、加工設(shè)備精度、原材料的熱處理。所以要對(duì)墊片 模具結(jié)構(gòu)、 模具加工工藝進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，進(jìn)而提高模具的使用壽命。 本次設(shè)計(jì)是在大學(xué)期間的最后一次設(shè)計(jì)，也是對(duì)大學(xué)三年所學(xué)知識(shí)的檢驗(yàn)， 更是走上工作崗位前的一次練兵，因此，此次設(shè)計(jì)的意義深遠(yuǎn)。 此次設(shè)計(jì)完全采用電子文檔和 AUTOCAD 繪圖，因此這又是一次對(duì) CAD 熟悉的過(guò)程，對(duì)畢業(yè)后直接操作 CAD 有很大的幫助。此次設(shè)計(jì)的為復(fù)合模具，在冷沖模中占有相當(dāng)大的比重，所設(shè)計(jì)的落料拉深沖孔復(fù)合模也是比較復(fù)合模具中的典型。因此設(shè)計(jì)這一副模具可以對(duì)模具的設(shè)計(jì)有很深的理解，希望這次設(shè)計(jì)圓滿(mǎn)順利的完成。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 3 2 沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 制件簡(jiǎn)介 如圖 21 所示。 圖 21 內(nèi)燃機(jī)底座緊固墊片制件圖 材料 45 鋼，厚度 2mm，大批量生產(chǎn)，未注公差為 IT12。 沖壓工藝性分析 （ 1） 材料： 45 鋼 屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜合力學(xué) 性能，具有較高的強(qiáng)度、硬度，又具有良好的塑性、韌性 ；該鋼屬于 中 碳鋼 是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼中應(yīng)用最廣的一類(lèi)。 （ 2） 結(jié)構(gòu)： 如圖所示，其厚度為 2mm， 零件大小適中，外形簡(jiǎn)單， 無(wú)尖角，對(duì)沖裁加工較為有利。零件中有一個(gè)圓孔，孔的直徑尺寸為 45mm，滿(mǎn)足沖裁最小孔徑 dmin≥=2mm 的要求，所以該零件的結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足沖裁要求。 （ 3） 尺寸精度 ：零件 上 ,由公差表查得：孔的公差要求屬于 IT12 級(jí)，落料件公差要求屬于 IT12，所以普通沖裁可以達(dá)到零件的精度要求。對(duì)于未注公差優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 4 尺寸，屬于自由尺寸，按 IT14 精度等級(jí)查取。 經(jīng)查公差表 沖孔 尺寸公差為： 。 （ 4） 生產(chǎn)批量：大批。 結(jié)論： 制件可以進(jìn)行沖裁，制件要大批量生產(chǎn)，應(yīng)重視模具材料和結(jié)構(gòu)，保證模具的復(fù)雜程度和壽命。 表 21 標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值（ 摘自 GB/） 公差等級(jí) IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 基本尺寸/mm /μm /mm ≤3 3～ 6 6～ 10 10～ 18 18～ 30 30～ 50 50～ 80 80～ 120 120～ 180 180～ 250 250～ 315 315～ 400 400～ 500 3 4 4 5 6 7 8 10 12 14 16 18 20 4 5 6 8 9 11 13 15 18 20 23 25 27 6 8 9 9 13 16 19 22 25 29 32 36 40 10 12 15 18 21 25 30 35 40 46 52 57 63 14 18 22 27 33 39 46 54 63 72 81 89 97 25 30 36 43 52 62 74 87 100 115 130 140 155 40 48 58 70 84 100 120 140 160 185 210 230 250 60 75 90 110 130 160 190 220 250 290 320 360 400 結(jié)論：該沖裁件根據(jù)其使用要求及價(jià)格成本選擇合適的沖裁加工精度 IT12，其材料為 45 鋼，綜合力學(xué)性能較好，根據(jù)其相應(yīng)的沖孔、落料尺寸，以及生產(chǎn)批量大等特點(diǎn)，故該制件比較適合于沖裁加工 。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 5 3 確定工藝方案及模具的結(jié)構(gòu)形式 工序性質(zhì)和數(shù)量 工序性質(zhì)：在沖壓加工中，工藝性質(zhì)是指沖壓件所需的工序種類(lèi)，剪裁、落料、沖孔、切邊等屬于分離工序；彎曲、拉深翻邊等屬于成型工序。沖壓工序性質(zhì)的確定主要取決于沖壓件的形狀尺寸和精度要求，及沖壓變形規(guī)律及某些條件的限制。 數(shù)量：根據(jù)零件圖紙分析需經(jīng)過(guò)落料、沖 孔等工序；在保證工件質(zhì)量，生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性要求的前提下，工序數(shù)量應(yīng)盡可能的減少，由于制件精度要求較高，因此采用復(fù)合模。 沖裁方案的分析、確定 （ 1）工藝方案 在沖裁工藝分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)制件的特點(diǎn)確定工藝方案。根據(jù)制件的工藝分析，該工件包括沖孔、落料二個(gè)基本工序，可以有以下三種工藝方案： 方案一： 先 落料 ，再 沖孔，單工序模； 方案二： 先 沖孔 ，后 落料，級(jí)進(jìn)模； 方案三：落料 、 沖孔 同時(shí)進(jìn)行 ，復(fù)合模 。 （ 2） 工藝方案的確定 方案一 ： 具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 但需要兩道工序，即兩幅模具，生產(chǎn)效率低，難以 滿(mǎn)足該大批量生產(chǎn)，故不宜采用。 方案 二：沖壓件的形狀位置和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)效率高，只是一副模具。但較復(fù)雜，并且在送料方向上模具的長(zhǎng)度會(huì)很長(zhǎng)，很浪費(fèi)材料，也增加了模具的加工難度，并且 制造精度高、周期長(zhǎng)、成本高，材料利用率較其它低 ，故不宜采用。 方案三 ：一副模具，生產(chǎn)效率高，沖壓件的精度及其模具制造精度比方案三稍低 ， 為保證沖壓件的形位精度，需在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷(xiāo)或?qū)Я习搴蛽趿箱N(xiāo)，不過(guò)在送料方向上的外形比方案三要短些，在一定程度上降低了模具的加工難度，故此方案比較合適。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 6 通過(guò)對(duì)上述三種方案的的分析比較，因?yàn)?該制件的精度要求不高，用于大批生產(chǎn)。所以該制件的沖壓生產(chǎn)采用方案 三 ，復(fù)合沖裁模為佳。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 7 4 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模具類(lèi)型的選擇 由沖壓工藝分析可知，該模具采用復(fù)合沖壓模。因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 精度要求較高，孔邊距較大，可以 采用復(fù)合模 方案： 方案一：正裝式復(fù)合模，該模具適用于沖制材料交軟的或者板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，還可以沖制孔邊距較小的沖裁件。但是正裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自動(dòng)化程度低。 方案二：倒裝式復(fù)合模，倒裝式不宜沖制孔邊距較小的沖裁件，但倒裝 式復(fù)合模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，又可以直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件。卸料可靠，便于操作，并為機(jī)械化出件提供了有利條件，故應(yīng)用廣泛。 結(jié)論：根據(jù)以上比較，再根據(jù)墊片的實(shí)際結(jié)構(gòu)，尺寸精度等，選擇模具類(lèi)型為倒裝式復(fù)合模。 送料方式的選擇 由于零件的生產(chǎn)批量是大批量及模具類(lèi)型的確定，合理安排生產(chǎn)可采用前后自動(dòng)化送料方式。 定位方式的選擇 （ 1） 因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)導(dǎo)向可選方案： 方案一：導(dǎo)料銷(xiāo)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單是標(biāo)準(zhǔn)件，導(dǎo)料銷(xiāo)導(dǎo)向定位多用于單工序模和復(fù)合模中。 方案二：導(dǎo)料板，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單是標(biāo)準(zhǔn)件 ，導(dǎo)料板導(dǎo)向定位多用于單工序級(jí)進(jìn)模。 結(jié)論，綜上所述，該模具適用方案一，用導(dǎo)料銷(xiāo)導(dǎo)向。 （ 2） 控制條料的送進(jìn)定距方案有： 方案一：固定擋料銷(xiāo)。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，廣泛用于沖制小型沖裁件的擋料定距，其缺點(diǎn)是銷(xiāo)孔離凹模刃壁較近，削弱凹模的強(qiáng)度。 方案二：活動(dòng)擋料銷(xiāo)。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，應(yīng)用廣泛。送料時(shí)不用抬板，方便送料。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 8 結(jié)論：經(jīng)方案比較，選擇方案二，活動(dòng)擋料銷(xiāo)。 卸料 方式 的選擇 卸料方式的方案選擇有： 方案一：剛性卸料裝置。該裝置的卸料力大，卸料可靠。因此，當(dāng)沖裁板料厚度 （ 大于 ） 卸料力較大，平直度要求不高的沖裁件時(shí)，一般采用固定卸料裝置。 方案二：彈性卸料裝置，該裝置即起到卸料作用又起到壓料作用，所得沖裁件質(zhì)量較好，平直度較高，因此質(zhì)量要求較高的沖裁件或者薄板沖裁宜用彈性卸料裝置。 方案三：廢料切刀，對(duì)于落料或者成型件的切邊。宜用于沖制尺寸大，卸料力大的沖裁件。 結(jié)論：根據(jù)以上三種方案的對(duì)比，該模具的卸料方式適用于方案二，采用彈性卸料裝置。 出件裝置 的選擇 推件裝置分為剛性推件裝置和彈性推件裝置兩種方案。 方案一：剛性推件裝置，由打桿和推件塊組成。推件力大，工作可靠，也比較 常用。 方案二：彈性推件裝置，同時(shí)兼壓料、卸料作用，出件力不大，但出件平穩(wěn)無(wú)撞擊，沖件質(zhì)量高，多用于大型薄板以及工件精度要求較高的模具。 結(jié)論：由于零件厚為 2m，精度等級(jí)要求不是很高，故采用剛性推件裝置。 標(biāo)準(zhǔn)模架和導(dǎo)向 方式 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(guò)程的全部載荷。上下模間的精確位置，由導(dǎo)柱、導(dǎo)套的導(dǎo)向?qū)崿F(xiàn)。 方案一：采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)稱(chēng)的對(duì)角線(xiàn)上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)。常用于橫向送料級(jí)進(jìn)?；蚩v向送料的落料模、復(fù)合模。 方案 二：采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便。因?yàn)閷?dǎo)柱安裝在后側(cè)，操作者可以看見(jiàn)條料在模具中的送進(jìn)動(dòng)作。但是不優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 9 能使用浮動(dòng)模柄。 方案三：四導(dǎo)柱模架。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。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(dòng)沖壓模架。 方案四：中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱(chēng)線(xiàn)上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。只能一個(gè)方向送料。 （ a） 下模座 （ b） 導(dǎo)柱 （ c） 導(dǎo)套 （ d） 上模座 圖 41 導(dǎo)柱模架 根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質(zhì)量，采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，操作者可以看見(jiàn)條料在模具中的送進(jìn)動(dòng)作。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便，并能滿(mǎn)足工件成型的要求 ， 即方案二最佳。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 97666224 10 5 工藝參數(shù)計(jì)算 排樣 方式的選擇 排樣是指沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法， 排樣合理與否不但影響材料的經(jīng)濟(jì)利用，還影響制件的質(zhì)量、模具的壽命、制件的生產(chǎn)率和模具的成本等技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 排樣方式的類(lèi)型 根據(jù)材料經(jīng)濟(jì)利用程度 ，排樣方法可以分為有廢料、少?gòu)U料和無(wú)廢料排樣三種，根據(jù)制件在條料上的布置形式，排樣又可以分為直排、斜排、對(duì)排、混合排、多排等多重形式。 采用少、無(wú)廢料排樣法，材料利用率高，不但有利于一次沖程獲得多個(gè)制件，而且可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力，但是，因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差的影響，所以模具沖裁件的公差等級(jí)較低。同時(shí)，因模具單面受力 （ 單邊切斷時(shí) ） ，不但會(huì)加劇模具的磨損，降低模具的壽命，而且也直接影響到?jīng)_裁件的斷面質(zhì)量。 根據(jù)設(shè)計(jì)的零件的形狀、厚度、材料等方面的全面考慮，排樣方法 只能 采用有廢料直排法 ，且節(jié)省材料 。 如圖所示： 圖 51 排樣示意圖 搭邊值的確定 搭邊： 排樣時(shí)零件之間以及零件與條料側(cè)邊之間留下的工藝余料，稱(chēng)為搭邊。 搭邊的作用 ： 補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)