【正文】 品中，也有大量沖壓件。沖壓和鍛造同屬塑性加工 (或稱壓力加工 )，合稱鍛壓 。 1999年中國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá) 245億元人民幣。單就汽車產(chǎn)業(yè)而言，一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元，而當(dāng)汽車更換車型時(shí)約有 80%的模具需要更換。 die。其中在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要對(duì)凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料與出件裝置、模架、沖壓設(shè)備、緊固件等進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)于部分零部件選用的是標(biāo)準(zhǔn)件，就沒(méi)深入設(shè)計(jì)，并且在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)，對(duì)部分零部件進(jìn)行了加工工藝分析，最終才完成這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)為錄音機(jī)放音鍵的模具設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì) 零件的尺寸、材料、批量生產(chǎn)等要求，首先分析零 件的工藝性，確定沖裁工藝方案及模具結(jié)構(gòu)方案，然后通過(guò)工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，確定排樣和裁板，計(jì)算沖壓力和壓力中心，初選壓力機(jī)，計(jì)算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后設(shè)計(jì)選用零、部件，對(duì)壓力機(jī)進(jìn)行校核，繪制模具總裝草圖，以及對(duì)模具主要零件的加工工藝規(guī)程進(jìn)行編制。 punch。近幾年，我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持 13%的年增長(zhǎng)率（據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)， 2021年國(guó)內(nèi)模具進(jìn)口總值達(dá)到 600多億，同時(shí)，有近 200個(gè)億的出口），到 2021年模具產(chǎn)值預(yù)計(jì)為 600億元，模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的每年 9000多萬(wàn)美元增長(zhǎng)到 2021年的 2億美元左右。目前，中國(guó) 17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)約 50多萬(wàn)。 沖壓工藝介紹 沖壓是靠壓力機(jī)和模具對(duì)板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件 (沖壓件 )的成形加工方法。汽車的車身、底盤(pán)、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包、容器的殼體、電機(jī)、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。由于采用精密模具，工件精度可達(dá) 6 微米級(jí)，且重復(fù)精度高、規(guī)格一致，可以沖壓出孔、凸臺(tái)等。生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)條件好，生產(chǎn)成本低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。在實(shí)際生產(chǎn)中，常常是多種工序綜合應(yīng)用于一個(gè)工件。 模具的精度和結(jié)構(gòu)直接影響沖壓件的成形 和精度。 7 沖壓設(shè)備除了厚板用水壓機(jī)成形外，一般都采用機(jī)械壓力機(jī)。 沖壓行業(yè)阻力和障礙與突破 阻力一：機(jī)械化、自動(dòng)化程度低 美國(guó) 680 條沖壓線中有 70%為多工位壓力機(jī)，日本國(guó)內(nèi) 250 條生產(chǎn)線有 32%為多工位壓力機(jī)，而這種代表當(dāng)今國(guó)際水平的大型多工位壓力機(jī)在我國(guó)的應(yīng)用卻為數(shù)不多；中小企業(yè)設(shè)備普遍較落后，耗能耗 材高，環(huán)境污染嚴(yán)重；封頭成形設(shè)備簡(jiǎn)陋，手工操作比重大；精沖機(jī)價(jià)格昂貴，是普通壓力機(jī)的 5~10 倍，多數(shù)企業(yè)無(wú)力投資阻礙了精沖技術(shù)在我國(guó)的推廣應(yīng)用；液壓成形，尤其是內(nèi)高壓成形，設(shè)備投資大，國(guó)內(nèi)難以起步。而隨著微電子技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展使板材成形 裝備自動(dòng)化、柔性化有了技術(shù)基礎(chǔ)。 突破點(diǎn)：走專業(yè)化道路 迅速改變目前 “ 大而全 ” 、 “ 散亂差 ” 的格局，盡快從汽車集團(tuán)中把沖壓零部件分離出來(lái)，按沖壓件的大、中、小分門(mén)別類，成立幾個(gè)大型的沖壓零部件制造供應(yīng)中心及幾十個(gè)小而專的零部件工廠。鋁、鎂合金已成為汽車輕量化的理性材料，擴(kuò)大應(yīng)用已勢(shì)在必行。目前，國(guó)內(nèi)企業(yè)大部分仍采用傳統(tǒng)沖壓技術(shù)，對(duì)下一代輕量化汽車結(jié)構(gòu)和用材所需的成形技術(shù)缺少研究與技術(shù)儲(chǔ)備。 突破點(diǎn)：提升信息化、標(biāo)準(zhǔn)化水平 必須用信息化技術(shù)改造模具企業(yè)，發(fā)展重點(diǎn)在于大力推廣 CAD/CAM/CAE 一體化技術(shù)，特別是成形過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬分析和優(yōu)化技術(shù) (CAE)。另外，眾多合資公司由外方進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，掌握設(shè)計(jì)權(quán)、投資權(quán)，我方?jīng)_壓技術(shù)人員難以真正掌握沖壓工藝的真諦。③應(yīng)該具備光潔、平整、無(wú)缺陷損傷的表面狀態(tài)。本設(shè)計(jì)的產(chǎn)品材料是 30 號(hào)鋼， 30號(hào)鋼 歸入 碳素 結(jié)構(gòu)鋼 ， 含碳量 適 中 ,其力學(xué)性能比較突出 。 沖裁件的制造精度直接由沖模的制造精度所決定。 該沖裁件的厚度為 :t=,根據(jù)模具制造精度與沖裁件精度關(guān)系 ,查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》后可知，其精度要求滿足沖壓加工要求。同時(shí)本次使用的材料 16Mn 材質(zhì)較硬， 11 在沖裁加工前要進(jìn)行退火處理，以提高材料 的朔性?？刂迫锌谀p毛刺高度的主要措施是：及時(shí)刃磨模具的凹、凸模刃口；提高模具工作零件和導(dǎo)向零件的制作質(zhì)量，以保證模具在使用中，凹、凸模之間的間隙不發(fā)生變化；增加后續(xù)去毛刺工序，如滾動(dòng)光飾，離心光飾等工序；對(duì)于薄而軟的沖壓件，可采用振動(dòng)光飾來(lái)降低毛刺高度。采用復(fù)合沖裁時(shí)，沖出的零件精度和平直度好，生產(chǎn) 效率高，操作方便，通過(guò)設(shè)計(jì)合理的模具結(jié)構(gòu)和排樣方案可以達(dá)到較好的零件質(zhì)量。此時(shí)要求凸模卸料時(shí)不能完全脫離卸料板。常用作落料模、沖孔模、正裝復(fù)合模的卸料裝置。常用于橫向送料級(jí)進(jìn)模或縱向送料的落料模、復(fù)合模。 方案三：四導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。 14 確定排樣方案 1 排樣考慮原則 排樣合理與否不但影響材料的經(jīng)濟(jì)和利用，還影響到制件的質(zhì)量、模具的的結(jié)構(gòu)和壽命、制件的生產(chǎn)率和模具的成本等指標(biāo)。 （ 4) 保證制件質(zhì)量和制件對(duì)板料纖維方向的要求。不適合本工件。 表 材料厚度 /mm 條料寬度 ≤ 50 50~100 ≤ 1 1~3 1 查表 有 mmb ? ，則條料寬度為： mmaLB 0 )2( ??? ???????? ）（△ △ 式中， L 為與送料方向垂直的沖裁件的最大尺寸，單位 mm； a為沖裁件與條料側(cè)邊之間的搭邊，單位 mm； △為條料下料時(shí)的下偏差，單位 mm。 計(jì)算各工序沖壓力 沖壓力是使材料在沖裁過(guò)程中完成其分離所需的力和其它附加力的總稱。 表 號(hào)鋼力學(xué)性能 材料名稱 牌號(hào) 抗剪強(qiáng)度MPa/? 抗拉強(qiáng)度MPab/? 屈服點(diǎn)MPas /? 伸長(zhǎng)率 %/10? 碳素結(jié)構(gòu)鋼 30 353~471 441~588 294 22 查表 ，取 MPa450?? 。 表 卸料力、推料力、頂料力系數(shù) 料厚 卸K 推K 頂K 剛 ~ ~ 2 卸料力 卸料力：從凸模上卸下板料的力，計(jì)算公式為： 沖卸卸 FKF ? 式中， 卸K 為卸料力系數(shù)，查表 ，取 ； 沖F 為沖裁力，上面已求為 。 4 頂料力 頂料力：逆著沖裁方向定出卡在凹模里的料所需的力，公式為： 沖頂頂 FKF ? 式中， 頂K 為推料力系數(shù)，查表 ，為 ； 沖F 為沖裁力，上面已求為 。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合，否則，會(huì)使沖模和力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間 產(chǎn)生過(guò)大的摩擦，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。因此，確定凹凸模的尺寸及精度非常重要。 3 凹凸模刃口尺寸的精度應(yīng)以能保證之間的精度要求為準(zhǔn)，保證合理間隙值，保證模具具有一定的壽命。 為了保證強(qiáng)度、剛度及便于加工與裝配，圓形凸模常做成 圓滑過(guò)渡的階梯形，小端圓柱部分。 凸模的長(zhǎng)度： 63 hhhL ??? 凸 式中， 凸h 為 凸模厚度，為 20mm(后面求得 )； 3h 為凸模固定板厚度，為 15mm(后面求得 )； 6h 為凹模固定板厚度，為 15mm(后面求得 )。 27 2 凹模外形尺寸 本工件厚度為 ，顧選取 mmh 6? 。 c 為凹模壁厚，這里取 40mm。常用的形式有壓入式、凸緣式、浮動(dòng)式和旋入式等。 沖壓設(shè)備 壓力機(jī)的選擇 根據(jù)加工廠的情況，根據(jù)實(shí)際選擇壓力機(jī)。壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)工作類別及零件沖壓性質(zhì)，應(yīng)備有特殊裝置和夾具，如緩沖器、頂出裝置、送料和卸料裝置； (5) 壓力機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)大于沖壓需要的功率。 對(duì)開(kāi)式活動(dòng)壓力機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，列表如下： 表 開(kāi)式活動(dòng)臺(tái)壓力機(jī)主要參數(shù) 公稱壓力（ KN） 250 工作臺(tái)尺寸 左右（ mm） 560 滑塊行程 (mm） 80 前后（ mm） 360 行程次數(shù)（次 /分） 100 最大封閉高度 固定臺(tái)和可傾式（ mm） 250 工作臺(tái)孔尺寸 左右 260 滑動(dòng)臺(tái)位置 最低（ mm） 360 前后 130 最高（ mm） 180 直徑 180 封閉高度調(diào)節(jié)（ mm） 70 滑 塊中心到床身距離（ mm） 190 立柱間距離（ mm） 260 模柄孔尺寸（直徑 ? 深度） mm ? 5070 工作臺(tái)板厚度（ mm） 70 傾斜角（可傾式工作臺(tái)壓力機(jī)） 30176。 凸模固定板設(shè)計(jì) 凸模固定板的作用是將凸模安裝在上模座或下模座的正確位置。 墊板的設(shè)計(jì) 因?yàn)槟ＷǔＪ遣唤?jīng)淬火處理，或者處理后硬度較低，所以在凸模的沖擊力下容易出現(xiàn)凹坑。 表 卸料螺釘參數(shù) d L 1d l D H T S 2d 基本尺寸 極限偏差 8 55 0 M6 7 8 4 6 60 65 圖 卸料螺釘結(jié)構(gòu) 卸料螺釘長(zhǎng) 度計(jì)算： 432 hhhL ??? 式中 , 2h 為墊板厚度，這里為 15mm； 3h 為固定板厚度，這里為 15mm； 4h 為橡皮厚度，這里為 35mm。簡(jiǎn)單模和大型模具一般采用自制模架。 綜合考慮，最終選用國(guó)際模架中的后側(cè)導(dǎo)柱模架，因?yàn)楹髠?cè)導(dǎo)柱模架的導(dǎo)向裝置在后側(cè)，橫向和縱向送料都比較方便，但受偏心載荷或壓力機(jī)導(dǎo)向精度等因素的影響，會(huì)造成上模歪斜，導(dǎo)向裝置和工作零件容易磨損。國(guó)際模架有三個(gè)重要參數(shù)，即凹模周界范圍 BL? 和閉模高度 H ,選用時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況綜合考慮。 （ 3） 上、下模座之間的導(dǎo)向要精確，導(dǎo)柱、導(dǎo)柱之間的間隙要合理，以保 證上、下模之間運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、順暢，不移位或很少移位。卸料板采用 45 鋼制造，熱處理淬火硬度 40~45HRC。 活動(dòng)式擋料銷又可以劃分為彈簧彈頂擋料銷，扭簧彈頂擋料銷，橡膠彈頂擋料銷，回帶式擋料銷等。始用擋料銷一般用于導(dǎo)料板為送料導(dǎo)向的級(jí)進(jìn)模和單工序模，一副模具用幾個(gè)始用擋料銷決定于沖裁排樣方法和凹模上的工們安排。 結(jié)合生產(chǎn)成本，及卸料方式、卸料裝置的具體結(jié)構(gòu)及操作等因素，決定選用活動(dòng)擋料銷，定位零件采用活動(dòng)擋料銷和導(dǎo)正銷定位。 活動(dòng)擋料銷固定在卸料板上，擋料銷的位置應(yīng)保證導(dǎo)正銷在導(dǎo)正條料過(guò)程中條料活動(dòng)的 36 可能。導(dǎo)料銷的結(jié)構(gòu)形式用安裝在一條直線上的兩個(gè)以上圓柱體的外圓導(dǎo)向，導(dǎo)料銷與條料的接觸面積小，送料阻力小，適用于帶料沖壓。 本設(shè)計(jì)涉及的課程很多，涉及到機(jī)械制圖、冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝學(xué)、金屬學(xué)與熱處理、成型設(shè)備、 CAD 繪圖等相關(guān)課程的知識(shí)。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì) 也 是我們從大學(xué)畢業(yè)生走向未來(lái)工程師重要的一步。 但是畢業(yè)設(shè)計(jì)也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。通過(guò) 這次設(shè)計(jì)，我懂得了 “凡事必親躬” ,唯有自己親自去做的事，才懂得其過(guò)程的艱辛。還有教過(guò)我的所有老師們，你們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的 榜樣；他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪。本論文是在導(dǎo)師 ***老師的悉心指導(dǎo)下完成的，導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。