【正文】 II XXXX 屆 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)資料 第 一 部分 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) III 摘 要 本文通過(guò)對(duì) 轉(zhuǎn)子片 零件的工藝分析，介紹了該零件多工位連續(xù)模沖壓成形的排樣方案、模具結(jié)構(gòu)及其成形過(guò)程。凸、凹模是模具的最重要部分，本設(shè)計(jì)中的模具，凸、凹模材料基本上都是選用 T10A，進(jìn)行 淬火熱處理，硬度達(dá)到 HRC62~58 ；凸模均采用臺(tái)階固定。 2 沖壓工藝分析 3 沖裁件孔的最小尺寸 3 精度 3 粗糙度 4 第 3 章 工藝方案確定 10 沖裁工藝 13 卸料力 、推件力 計(jì)算 19 VI 卸料裝置 21 導(dǎo)向裝置 30 凹模校核 35 1 第 1 章 沖壓材料的選擇 沖壓件材料費(fèi)用往往要占沖壓件成本的 60%～ 80%，沖壓件材料的質(zhì)量直接影響到?jīng)_壓件工藝設(shè)計(jì)和沖壓件的質(zhì)量、使用壽命與成本。 （ 2）具有 較高的表面質(zhì)量 材料表面應(yīng)光潔平整，無(wú)氧化皮、裂紋、銹斑、劃傷、分層等缺陷。 結(jié)合設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，本課題的零件的材料選用厚度為 t=，帶料形式的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼： 硅 鋼 片 ， 由參考 [1]查得 08F 鋼的力學(xué)性能 。 沖壓工藝分析 最小圓角半徑 為了避免給沖裁模的制造帶來(lái)困難及延長(zhǎng)沖 模的磨損壽命沖裁件的各直線或曲線的連接處應(yīng)有適當(dāng)?shù)膱A角過(guò)渡，查 [2]表 tR ? （ t 為板厚， mmt 1? 時(shí)，按mmt 1? 計(jì)算），本零件最小圓角半徑 mmmmR ?? ，能滿足要求。 最小孔距、孔邊距 沖裁件 孔與孔之間，孔與邊緣之間的距離 a 不能太小，否則模具強(qiáng)度不夠或使沖裁件變形，一般取 ta 2? （ t 為材料厚度），但不得小于 mm4~3 。 粗糙度 斷面粗糙度 沖裁件的斷面粗糙度一般為 mRa ?50~ ，查 [2]表 ，本 零件的斷面粗糙度為 mRa ?? 。 2） 步距的精度 影響步距的精度的因素是多方面的，但主要有制件的精度、形狀復(fù)雜程度、尺寸大小、制件的材質(zhì)軟硬狀況、料的厚薄和模具工位數(shù)的多少。 第 3 章 工藝方案確定 根據(jù)設(shè) 計(jì)任務(wù)書(shū)，觀察零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知，本零件成型有以下幾種方案： 方案一：利用多幅單工序模成型：板料送進(jìn)下料→落料→沖孔 方案二：利用復(fù)合模 ：板料送進(jìn)→沖孔落料復(fù)合 方案三：利用連續(xù)模成型：板料送進(jìn)→沖 定位孔 → 空工位（定位銷(xiāo)定位） → 沖 2個(gè)轉(zhuǎn)子片中心孔 → 落板料兩邊料和中間沖孔 → 落板材中間料 比較三種工藝方案并確定本零件的成型方案。 缺點(diǎn)：模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，成本高。 綜合以上分析，結(jié)合本零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和材料性能，選用方案三為本設(shè)計(jì)的成型方案。 （ 2）操作安全簡(jiǎn)單 本零件成型時(shí)，操作者不需將身體的任何部位伸到模具工作的危險(xiǎn)區(qū)，本零件的生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，在送料時(shí)可采用人工送料，但由于模具生產(chǎn)效率高，所以總體上零件生產(chǎn)仍然具有較高的生產(chǎn)率。 （ 5）生產(chǎn)成本較低 連續(xù) 模模具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，模具精度要求也較高，所以，模具成本較高；而且零 件毛坯材料利用率一般情況下也較低。模具設(shè)計(jì)與制造中有諸多不確定因素，需要在修模、調(diào)整、試沖時(shí)解決。這也是 此 類模具的共同特點(diǎn)。 （ 2）沖裁彎曲毛坯時(shí)，應(yīng)考 慮板料的軋制方向。 由設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)可知，本零件為對(duì)稱結(jié)構(gòu) 。 材料利用率計(jì)算 沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比叫材料利用率，它是衡量合理利用材 9 料的指標(biāo)。 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(lái)選用。這個(gè)間隙范圍就稱為合理間隙。 凸、凹模工作尺寸計(jì)算 沖裁工藝 由 [4]表 2— 8， 得 mmz ? ， mmz ? 。 （ 4— 5） 則 mmA P 0 )( ??? ?? ???? ??????? i n )( zxAA d mmAd 0 6 ??? （ 2）沖 mm3? 銷(xiāo)釘孔 凸模 根據(jù) [4]表 2— 16，尺寸 3 的公差 ?? 查 [4]表 2— 13， ?x 。 由前面確定的工序可知，本零件的沖裁主要有沖 中心 孔、沖 定位 孔 、 落 轉(zhuǎn)子片外型 。影響這些力的因數(shù)較多，主要有材料的力學(xué)性能、材料厚度、模具間隙、凹模洞口的結(jié)構(gòu)、搭邊大小、潤(rùn)滑情況等，一般可以從下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 卸料力 FKF XX ? （ 4— 10） 式中 F —— 沖裁力（ N ）； XK —— 卸料力系數(shù)，查 [3]表 3— 11，取 ?XK 。否則，沖壓時(shí)會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會(huì)使合理間隙得不到保證，從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。 ????????????niiniiinnnLxLLLLxLxLxLx112122110 ?? （ 4— 12） ????????????niiniiinnnLyLLLLyLyLyLy112122110 ?? 建立坐標(biāo)系如下圖 3所示 ： XY 圖 3 壓力中心 由于本零件為 對(duì)稱零件，結(jié)合各道工序，將成形力帶入上述公式很容易得出本零件成型的壓力中心坐標(biāo)為： ?x ， 00?y 。其基本參數(shù)如表 1。 mmL 531121030 ????? 凹模 凹模采用整體式， 與下模座用螺釘和圓柱銷(xiāo)固定。 為提高對(duì)壓力機(jī)的要求，同時(shí)也影響精度的大小不宜采用側(cè)刃來(lái)定位，所以采用導(dǎo)正銷(xiāo)定位。其形狀和尺寸如圖 2 所示。固定卸料板的卸料力大，卸料可靠。 凸模與卸料板采用 67hH 間隙配合。滑動(dòng)導(dǎo)向模架的精度等級(jí)分為Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)。這種模架的特點(diǎn)是導(dǎo)柱分布在矩形凹模的 四個(gè)角上 ，送料 方便 。本模具采用的導(dǎo)向零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。 導(dǎo)柱規(guī)格： mm12020? 導(dǎo)套規(guī)格： mm255816 ?? 其形狀如圖 5 所示。模柄的種類有好多，本模具采用壓入式模柄。C1 圖 6 模柄 凸模固定板與墊板 標(biāo)準(zhǔn)凸模固定板有圓形、矩形和單凸模固定板等多種形式。 在凸模固定板與上模座之間加一塊淬硬的墊板，避免模座因局部受凸模較大的沖擊力出現(xiàn)凹陷，致使凸模松動(dòng)，凹模與下模座之間同樣加一塊淬硬墊板。沖孔凸模 5 沖定位銷(xiāo)釘孔 mm3? ，沖孔凸模 7 沖 mm2? 轉(zhuǎn)子片中心孔，落料 凸模 8 落轉(zhuǎn)子片的外形。另外，還要求根據(jù)不同模具的實(shí)際工作條件，分別考慮其實(shí)際要求的其他性能。模具材料選材的是否合理，直接影響著模具的使用壽命、精度、效率。材料耐磨性能的優(yōu)劣直接影響模具零件的使用壽命和沖壓件的質(zhì)量、成本。具有良好熱處理工藝性能的材料，可以通過(guò)熱處理消除應(yīng)力，改變金相組織，提高硬度，達(dá)到 減小變形、增大耐磨性、延長(zhǎng)使用壽命的目的。 （ 5）有良好抗黏附性。應(yīng)選用價(jià)格便宜， 23 資源豐富，容易獲得的材料。 模具成型部分材料的選擇與熱處理 在本副模具中，主要有沖裁和彎曲成型兩道工序。因此這類模具，特別是零件批量大、加工板料強(qiáng)度高的模具，要求模具材料必須具有較高的強(qiáng)度和耐磨性。對(duì)其進(jìn)行淬硬熱處理，使其硬度達(dá)到 HRC62~58 。隨著坯料厚度、彎曲變形率的增大，被加工工件圓角的減少，應(yīng)選用更耐磨損的、強(qiáng)度更高的模具材料，當(dāng) 彎曲 奧氏體不銹鋼、耐熱鋼時(shí)，為了防止發(fā)生擦傷（黏附），有時(shí)采用鋁青銅或硬質(zhì)合金或鋼結(jié)硬質(zhì)合金制造凹模鑲塊。因此，這里主要考慮模具其他各部分的材料的選擇。在本設(shè)計(jì)課題中，沖 23 ?? 孔的凸模為最危險(xiǎn)的凸模，所以，只要選好這個(gè)凸模就可以了。將其帶入上式得： mmmmtd ][4 3 ?? ???? ? ? 在本設(shè)計(jì)中，上述凸模直徑為 mm2? ，所以，承載能力合格。 26 凸模的校核 沖裁時(shí)凹模承受沖裁力和側(cè)向擠壓力的作用。將其帶入上述公式則： mmmmPH 6 7 1 33 ???? 而本模具凹模厚度為 mm5 ，所以凹模板的厚度尺寸合格。 27 結(jié) 論 通過(guò)本次轉(zhuǎn)子片 連續(xù)模設(shè)計(jì)，讓我對(duì)從產(chǎn)品 零件 圖到模具 設(shè)計(jì) 的整個(gè)過(guò)程有了系統(tǒng)的掌握。在設(shè)計(jì)中，我充分考慮了各種可能的設(shè)計(jì)方案，再通過(guò) 幾種方案的比較 而得到最佳方案。計(jì)算過(guò)程中所采用的公式及相關(guān)數(shù)據(jù)，都來(lái)自相關(guān)手冊(cè)或?qū)嶋H生產(chǎn)中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，所得數(shù)值準(zhǔn)確、可靠。 28 參考文獻(xiàn) [1] 梁炳文 ． 冷沖壓工藝手冊(cè) ． 北京 ： 航空航天大學(xué)出版社 ． [2] 郝濱海 ． 沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè) . 北京：