【正文】 等， 通過(guò)此次設(shè)計(jì)大致對(duì) 模具設(shè)計(jì) 有一定程度了解明白它并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的工作 ， 因此 要 永不停息 的 學(xué)習(xí)新知識(shí)以應(yīng)付設(shè)計(jì)過(guò)程中的各種問(wèn)題 。 其他零部件的設(shè)計(jì)與選用 ............................................ 23 8 模具的總裝配圖 ..................................................... 25 9 模具的裝配、調(diào)試和檢測(cè) ............................................. 26 參考文獻(xiàn) ............................................................... 28 致 謝 ................................................................. 29 1 前言 模具 作為工業(yè)快速發(fā) 展的強(qiáng)力推進(jìn)器，極大程度地加速了工業(yè)的發(fā)展步伐 。 一、國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況 國(guó) 內(nèi)方面： 盡管起步晚在一定程度上影響了我國(guó)模具的發(fā)展進(jìn)程， 但是通過(guò) 50 年的不懈努力，我國(guó)的模具技術(shù)水平發(fā)生了質(zhì)的的飛躍。在大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命技術(shù)上， 我國(guó)模具技術(shù)和外國(guó)相比更是存在不小的差距 ，所以 每年必 會(huì)進(jìn)口大量 此類模具 以彌補(bǔ)市場(chǎng)空白 。 國(guó)外方面：歐美和日韓在模具制造方面走在了世界的前列，由于起步早，積累了許多實(shí)用的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，研發(fā)了新的制造技術(shù)。隨著 計(jì)算機(jī) 的 廣泛普及 和 升級(jí)換代 ， 全面推廣 普及 CAD/CAM/CAE 技術(shù)的條件已 日趨 成熟，各 行業(yè)應(yīng)逐步 加大 對(duì) CAD/CAM 的 技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù) 應(yīng)用 ；進(jìn)一步擴(kuò)大 和加深 CAD/CAE 技術(shù)的應(yīng)用范圍。高速銑削加工技術(shù)的 進(jìn)步 ， 為航天 、 機(jī)械、交通 行業(yè)中大型模具制造 增加 了新的 活 力。模具掃描系統(tǒng)已在 航天 、 家電 、 機(jī)械 等行業(yè)得到 廣泛 應(yīng)用，相信在 國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中將展現(xiàn)出更強(qiáng)勁的推動(dòng)力。 然而優(yōu)良材料的性能是否能夠得以完美體現(xiàn)，主要取決于對(duì)模具的熱處理和表面處理是否正確有效，能否充分釋放材料的潛力 。 為進(jìn)一步提高模具的光潔度，可以通過(guò)采用由專業(yè)機(jī)床自動(dòng)，智能拋光研磨的 方法 來(lái)取代比較費(fèi)力，費(fèi)時(shí)的手工拋光 ， 既大大提高了拋光的效率也有效的提高了模具的表面質(zhì)量 (7) 自動(dòng)加工系統(tǒng)的研發(fā)是我國(guó)模具發(fā)展的 的 前途所在 。材料為 20 鋼，料厚為 1mm。 沖裁件凸出或凹入部分寬度 應(yīng)該適當(dāng)增大 ，并應(yīng) 盡可能避免較大 的 切口 。 在 已進(jìn)行了 彎曲或拉深 的工件 上沖孔時(shí)， 為了確保 零件強(qiáng)度和形狀不被破壞其孔壁與工件之間 應(yīng)保留適當(dāng)大的 距離。 （ 2）拉深件的 結(jié)構(gòu) 盡 量 簡(jiǎn)單、對(duì)稱， 使 變形 的 均勻 性的到保證 。當(dāng) r， 則 應(yīng) 設(shè)計(jì) 整形工序 確保零件形狀不被破壞 。 材料的工藝性分析 此次 設(shè)計(jì)中，選 20 鋼 作為 拉深材料。該鋼 具有低 強(qiáng)度， 高 韌性、 高 塑性和 好的 焊接性。 方案一： 每道工序均 采用單工序模，即落料、拉深、沖孔 依次分別進(jìn)行 。 此外由于各 工序所需的沖壓力小，解決 了 沖壓設(shè)備噸位 不足 的 難題 。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 方案三生產(chǎn)效率高，模具數(shù)量少。因此，作為冷沖模材料的鋼材，應(yīng)具備下述幾方面的性能： 較高的變形抗力：主要抗力指標(biāo)有強(qiáng)度、硬度、韌性、抗彎強(qiáng)度等。 ：對(duì)在一定工作環(huán)境下工作的模具鋼，為了進(jìn)一步增加耐磨性，可在具有高硬度的材料表面上添加一層具有大量細(xì)小硬質(zhì)碳化物的 涂層。 要針對(duì)模具的主要失效形式 有目的地選用鋼材，鋼材的失效是決定模具壽命的主要因素，包括： （ 1）為避免模具開裂，應(yīng)該選用韌性好的材料 （ 2）為避 免磨損，應(yīng)該選用合金元素高的材料 （ 3）針對(duì)對(duì)大型沖模應(yīng)首選淬透性好的材料 （ 4）為保證鋼材硬度符合，應(yīng)選用含鉻、鉬耐回火性高的合金鋼 根據(jù)零件批量大小，以最經(jīng)濟(jì)的選材原則選用： 需要進(jìn)行大批量生產(chǎn)的模具，通常利用優(yōu)質(zhì)合金鋼來(lái)進(jìn)行制造，而碳素鋼則是用來(lái)制作生產(chǎn)小批量的模具，以節(jié)約成本。 主要設(shè)計(jì)尺寸的計(jì)算 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 毛胚尺寸的確定 拉深 件拉深時(shí)，毛胚 的確定 ， 不但可以有效 節(jié)省材料和 獲得 口部平 整 的 工件 ， 同時(shí)對(duì)零件的成型也有好處，確保了拉深零件的成型的質(zhì)量 。 對(duì)于 無(wú)圓角彎曲件的展開長(zhǎng)度 可以通過(guò) 體積相等 的原則進(jìn)行計(jì)算 ， 此時(shí)需要將 材料 彎曲 變薄的情況 也考慮進(jìn)去 。21 ??? ，式中 x’ —— 系數(shù)，一般取 x’ =~ 由于盒形件長(zhǎng)寬凸緣不一致，所以在長(zhǎng)度方向和寬度方向展開尺寸有差別，但為了設(shè)計(jì)方便和沖壓方便，計(jì)算時(shí)統(tǒng)一采用較大凸緣來(lái)計(jì)算毛胚尺寸 則得 l=+52+? 1= 其次開始確定盒形件展開尺寸 根據(jù) 彎曲計(jì)算直邊部分的展開長(zhǎng)度 （ 1）底底底 rHrrHl ????? ? ??????l （ 2）按拉深計(jì)算圓角部分 的 毛胚半徑 R 由式 22 rrddHdD ???? 即可得 ? ?底底 rrrrHrR ???? 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 當(dāng) r 底 =r 時(shí)，則 rHR 2? 所以 R= （ 3）對(duì) 毛坯的圓角 與 直邊 的 相連 處進(jìn)行修正，使其 平滑相連（圖 41） ， 然后過(guò)ah 線段的中 點(diǎn) C 作 圓弧 R 的 切線，再以 R 為半徑作圓弧 使之 與直線相切。 所以 ，確定 拉深 間隙的原則 是， 考慮板料厚度公差 的同時(shí)還要 要考慮零件口部的增厚的現(xiàn)象， 按照 拉深使是否 需要 采用壓邊圈和零件的尺寸精度要求合理確定。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 取 K=，則拉深模間隙為 (2)拉深次數(shù)的確定 盒形件初次拉深的極限變形程度，可以用盒形件的相對(duì)高度 H/r 來(lái)表示。其間隙系數(shù) K=0~ ~ ~ 0， 05~ ~3 ~ ~ 3 ~ ~ 表 42 盒形件初次拉深的最大相對(duì)高度 H/B 角部的相對(duì)圓角半徑 毛胚相對(duì)厚度 t/D(%) ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 毛胚的相對(duì)厚度 %%100 ???Dt 查表 42 知道盒形件的相對(duì)高度不超過(guò)表中所列極限值，所以盒形件可以一次拉成。拉深力 的計(jì)算則是 根據(jù)拉深件危險(xiǎn)斷面上的拉力必須小于材料的 抗拉 強(qiáng)度極限為原則進(jìn)行計(jì)算。 0 1~ 不用壓邊圈 該盒形件是一次拉深成形的，且 (% ) ??Dt ，所以需要壓邊圈。所以排樣 的合理與否 是 決定 沖裁經(jīng)濟(jì)效益的 關(guān)鍵 因素之一。 搭邊就是 排樣時(shí) 相鄰兩個(gè)零件 之間 和零件 與條料側(cè)邊 所空出來(lái) 的工藝廢料。 如果留有的 搭邊 較大 ， 則會(huì)造成材料的浪費(fèi) ； 但是留 有的 搭邊 太 小時(shí)，搭邊的強(qiáng)度和剛度 將不能滿足生產(chǎn)要求 ，在沖裁 過(guò)程 中將 有可能 被拉斷，使沖裁件產(chǎn)生毛刺 影響零件質(zhì)量 ， 萬(wàn)一搭 邊 被 拉入模具間隙， 由于搭邊的存在將會(huì)嚴(yán)重造成壓力不均勻 ， 進(jìn)而模具刃口將會(huì)遭到劇烈破壞 。 條料上相鄰兩個(gè)工件上對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的長(zhǎng)度就應(yīng)該是送料步距的距離 ，如下圖所示， 圖 43 每次只沖一個(gè)零件的步距 A 的計(jì)算公式為： A=D+a=+= 式中 D—— 平行于送料方向的沖裁件寬度； a—— 沖裁件之間的搭邊值。因?yàn)?采用少?gòu)U料排樣，條料寬度為： 0 . 001 . 0022 9 7 . 2=)△+2a+(L=B ????? ）（mm 式中： B—— 條料（料帶）寬度 L—— 沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸； a1—— 沖裁件與條料側(cè)邊之間的搭邊， △ —— 條料下料時(shí)的下 偏差值， 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 材料的利用率通常是以一個(gè)步距內(nèi)零件的實(shí)際面積與所用 材料 面積的 百分比 來(lái)表示 %98%%100%100 101 ???????? ABSSS? 式中 S1— 一個(gè)步距內(nèi)零件的實(shí)際面積 S0— 一個(gè)步距內(nèi)零件毛胚面積 A—— 送料步距 B—— 條料寬度 排樣設(shè)計(jì) 最后的結(jié)果就是得出排樣圖 。 圖 44 壓力中心計(jì)算 沖壓 時(shí)各 沖壓力合力的作用點(diǎn) 就是 模具壓力中心。 本次 設(shè)計(jì)進(jìn)行的 落料和沖孔的 加工 都是 通過(guò)對(duì) 稱的工件 進(jìn)行的加工 ，所以 沖裁 時(shí)壓力中心 位于 零件的幾何中心， 而 沖孔時(shí)沖模的壓力中心重合 于兩孔的對(duì)稱 中心 。 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 4） 滑塊的移動(dòng)次數(shù)應(yīng)該滿足生產(chǎn)批量要求 。落料沖裁中的凹模屬于第二類尺寸，現(xiàn)如今只需 計(jì)算 出 凹模尺寸及制造公差， 則凸模的尺寸便可以根據(jù)間隙要求配作 。 、凹模工作部分尺寸計(jì)算及制造公差 公差等級(jí) IT14（中等） 以凸模 尺寸為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算 凸模尺寸 凸）（凸 ????? dd ?凸? 凹模尺寸 凹）（凹 ?????? Zdd ?凹? 1?? mm 式中 d—— 凸、 凹模的基本尺寸， mm。 由表 51 查的磨損系數(shù) x= 沖孔 mmd 0 ???? 凸）（凸 ? mmd ?? ??? 凹）（凹 ? ?KLtF? 式中 F—— 沖裁力 L—— 沖裁件周長(zhǎng)（ mm） T—— 板厚（ mm） ?—— 材料抗剪強(qiáng)度（ MPa） 275~392MPa K—— 系數(shù)，常取 K= 由 kNk ltF ?????? ? 卸料力 kNF ?卸 模具的總體設(shè)計(jì) 模具的類型及定位方式的選擇 模具類型 可以依據(jù)它們加工的工位多少和加工的復(fù)雜程度 分為 一下 三種分別是：?jiǎn)喂ば蚰！⒓?jí)進(jìn)模和復(fù)合模。 由于復(fù)合?？梢栽谝淮涡谐讨袑?shí)現(xiàn)多個(gè)工序的沖裁，所以在結(jié)構(gòu)上它擁有與其他模具不同的零件 ， 凸凹模作為復(fù)合模的關(guān)鍵零件，具有代表作用，它既可以在落料時(shí)充當(dāng)凸模有可以在沖孔時(shí)充當(dāng)凹模，提高了生產(chǎn)效率 。 目前 定位零件 大體上已經(jīng)實(shí)現(xiàn) 標(biāo)準(zhǔn)化， 設(shè)計(jì)人員 可 依據(jù)模具結(jié)構(gòu)和工件形狀 等 的具體情況來(lái) 選用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn) 零件 。 固定卸料裝置 結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單 , 通常情況下只需將 固定卸料板 固定 在下模的凹模上 就可以使用了 ；彈性卸料裝置 則是 由卸料板、卸料螺釘和彈性元件組成； 它既可以固定在上模也可以固定在下模，然后通過(guò)彈性元件的彈力來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能 ；廢料切刀 是通過(guò)將廢料切斷使其便于落下 ，從而實(shí)現(xiàn)卸料的一種零件。 模架 的選擇 對(duì)角模架：由于導(dǎo)柱