【文章內(nèi)容簡介】 。 (8)模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是我國長遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。第2章 沖壓模具工藝分析及計算學(xué)生姓名王亞橋?qū)I(yè)班級08機(jī)制07班指導(dǎo)教師鄒聆昊課題類型模具設(shè)計題目墊圈沖壓模設(shè)計主要研究目標(biāo)(或研究內(nèi)容)，查閱文獻(xiàn)資料，開展調(diào)查研究。，制定畢業(yè)設(shè)計題目設(shè)計方案，進(jìn)行方案比較，優(yōu)化設(shè)計方案，撰寫開題報告。，整機(jī)的運動參數(shù)計算，相關(guān)零部件結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇、校核及尺寸計算。，進(jìn)行各個零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪出全部零件結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙，并按要求翻譯成中文。、格式及要求，撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書。課題要求、主要任務(wù)及數(shù)量，制定模具結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。，要求結(jié)構(gòu)合理，視圖表達(dá)正確，標(biāo)注合理完整，圖紙符合國家標(biāo)準(zhǔn)。，要求尺寸完整，公差及表面粗糙度標(biāo)注合理、正確，圖紙符合制圖標(biāo)準(zhǔn)。，正確，排版格式符合學(xué)校要求外文資料譯文字?jǐn)?shù)符合要求，譯文正確。進(jìn)度計劃4~6 周 （～） 資料查閱，熟悉國標(biāo)，英文翻譯，開題報告；7~8 周 （～） 確定工藝方案，繪制模具裝配草圖；9 ~10周（～） 初步進(jìn)行工藝計算，繪制模具總裝配圖；11~12周（～） 繪制模具零件圖；模具制造工藝設(shè)計；13~14周（～） 撰寫設(shè)計說明書；15周 （～） 設(shè)計交審，準(zhǔn)備答辯主要參考文獻(xiàn)【1】 盧險峰沖壓工藝模具學(xué)機(jī)械工業(yè)出版社，2006，4，第二版【2】 李學(xué)峰模具設(shè)計與制造實訓(xùn)化學(xué)工業(yè)出版社，2005，1，第一版【3】 楊古堯沖壓模具圖冊高等教育出版社，2006，7，第一版【4】 薛啟翔沖壓模具設(shè)計圖冊化學(xué)工業(yè)出版社，2005，7，第一版【5】 程燕軍，柳舟通沖壓與塑料成型設(shè)備科學(xué)出版社，2005，第一版圖21為設(shè)計零件圖，確定工藝方案并設(shè)計出制造其所需要的模具。圖21 墊圈材料 45 厚度 2生產(chǎn)批量 中批量沖裁件的工藝性是指沖裁件對沖裁工藝的適應(yīng)性。一般情況下，對沖裁件工藝性影響最大的是幾何形狀、尺寸和精度要求。良好的沖裁工藝性應(yīng)能滿足材料較省、工序較少、模具加工較易、壽命較高、操作方便及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等要求 。對沖壓件的工藝分析主要由技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性兩個方面考慮。技術(shù)性方面，由圖1－1可以看出，該工件材料為45, 精度要求IT9IT10級，屬于中批量生產(chǎn)的零件,形狀簡單，關(guān)于中心幾何對稱，工件沖孔尺寸，孔與孔之間,孔與邊緣之間距離較大,滿足凸模強(qiáng)度和模具結(jié)構(gòu)要求。因此符合沖壓工藝的各項指標(biāo)，所以就技術(shù)方面來說使用沖壓方式是合理的。經(jīng)濟(jì)性方面，所謂經(jīng)濟(jì)性，就是用最小的耗費取得最大的經(jīng)濟(jì)效果，也就是生產(chǎn)中的“最小最大”原則。在沖壓生產(chǎn)中，保證產(chǎn)品質(zhì)量，完成產(chǎn)品數(shù)量，品種計劃的前提下，產(chǎn)品成本越低，說明企業(yè)經(jīng)濟(jì)效果越好。本零件經(jīng)過正確的排樣，最大限度的節(jié)約材料，中批量生產(chǎn)，所以經(jīng)濟(jì)性良好。在生產(chǎn)中，沖壓工藝性好壞直接影響到零件加工的難易程度。一般情況下，一個良好的沖壓工藝，不僅可以節(jié)省昂貴的模具實驗費用，縮短新產(chǎn)品的試制周期，而且可以逐步建立一套能緊密結(jié)合實際生產(chǎn)的先進(jìn)設(shè)計方案。沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化可以在多工位壓力機(jī)上采用自動送料，取件裝置，進(jìn)行機(jī)械化流水線生產(chǎn)，從而減小勞動強(qiáng)度和提高生產(chǎn)效率?？傊?，本零件采用沖壓工藝基本合適，故使用沖壓工藝。沖裁件的經(jīng)濟(jì)公差等級不高于IT14級,一般落料公差等級最好低于IT10級,沖孔件公差等級最好低低于IT9級,由圖11可得落料公差,普通沖裁可以達(dá)到要求.由于沖裁件沒有斷面粗糙度的要求,我們不必考慮。確定工藝方案就是確定沖壓件的工藝路線，主要包括沖壓工序數(shù)、工序的組合和順序等。根據(jù)沖裁件的生產(chǎn)批量、尺寸精度的高低、尺寸的大小、形狀復(fù)雜程度、材料的厚薄、沖模制造條件與沖壓設(shè)備條件等多方面的因素，擬訂出以下三種預(yù)定方案。：(1)沖孔 (2)落料方案一： 落料模具+沖孔模具；方案二： 沖孔落料連續(xù)模具；方案三： 沖孔落料復(fù)合模。 綜合分析以上三種方案，可以得到以下結(jié)論：方案一：該方案需要兩個工序，兩套模具。模具結(jié)構(gòu)簡明，易于制造。但模具數(shù)量較多,制造模具的周期過長，生產(chǎn)率低,所用費用也高,而且零件的精度難以保證。方案二：該方案兩個工序，一套模具，加工連續(xù)性強(qiáng)，機(jī)械化強(qiáng)，生產(chǎn)效率高，有利于大批量生產(chǎn)。但是模具比較復(fù)雜，而且對零件中心孔的定位不易保證，適合厚度大于3mm以上的零件。 方案三：該方案所有工序一次復(fù)合成型。效率高，零件的精度易保證，平直度較好,生產(chǎn)率較高,模具易于加工。適合厚度小于或等于2mm的零件比較適合。綜上分析，比較三個方案，方案三符合實際，而且結(jié)構(gòu)簡單，便于設(shè)計，所以選擇方案三。1. 模具類型根據(jù)零件的沖裁工藝方案,采用復(fù)合模。2. 操作與定位方式零件中批量生產(chǎn),安排生產(chǎn)可采用手工送料方式能夠達(dá)到批量生產(chǎn),且能降低模具成本,因此采用手工送料方式。采用固定導(dǎo)料銷和活動導(dǎo)料銷導(dǎo)向,控制條料送進(jìn)方向。利用活動擋料銷擋料定位,控制條料送進(jìn)距離。 3. 卸料與出件方式卸料裝置采用彈性卸料板，有敞開的工作空間，操作方便，生產(chǎn)效率高。在沖壓過程中，彈性卸料板先接觸毛坯，有預(yù)壓作用，沖壓后也可使沖壓件平穩(wěn)卸料。模具選用沖孔落料復(fù)合模，制件屬于小中型零件，模具選用倒裝形式。其主要優(yōu)點是廢料能直接從壓力機(jī)臺面落下，而沖裁件從上模推下，比較容易引出去，因此操作方便安全，生產(chǎn)效率比較高。4. 模架類型及精度采用Ⅰ級模架精度中間導(dǎo)柱模架。1. 排樣設(shè)計及材料利用率（1）排樣設(shè)計圖12 排樣圖排樣如圖12所示:查表318，表319，表320，確定 搭邊值 進(jìn)料送距 S=D+a=162 條料寬度 （2）計算材料利用率:板料規(guī)格選用: 2mm1000mm2200mm一個零件的面積: 一塊板可以沖裁工件的總數(shù):材料利用率:材料利用率大于60%排樣比較合理。 壓力中心的確定 模具的壓力中心是指沖壓力合力的作用點。模具的壓力中心應(yīng)該通過壓力機(jī)滑塊的中心線。對于有模柄的沖模來說,必須使壓力中心通過模柄的中心線。否則,沖壓時滑塊就會承受偏心載荷,導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分的不正常磨損,還會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。所以,在模具設(shè)計中應(yīng)使沖裁壓力中心與沖床滑塊中心相重合、保持沖裁工作間隙的穩(wěn)定性，防止刃口局部迅速變鈍、合理布置凹模型孔位置沖裁形狀對稱的沖裁件，其壓力中心位于沖件輪廓圖形的幾何中心。因本零件為嚴(yán)格的對稱零件，故壓力中心即為其幾何中心。不需要另外計算。 沖裁力的計算及初選壓力機(jī)1. 沖裁力的計算沖裁力是選擇壓力機(jī)的主要依據(jù)，也是設(shè)計模具所必須的數(shù)據(jù)。沖裁力是指料板作用在凸模上的最大抗力。對于普通平刃口的沖裁，其沖裁力F可按下式計算：F=KLt式中 F───沖裁力（N）；L───沖裁件周廠（mm）；t───板料厚度（mm）；───材料的抗剪強(qiáng)度（Mpa）；K───系數(shù)。是考慮的刃口鈍化、間隙不均勻、材料力學(xué)性能與厚度波動等因素而增加的安全系數(shù)。常取K=。在一般情況下，為計算方便，也可用下式計算沖裁力：F=Lt沖孔落料工序：材料45 查課本37頁表23 取=600Mpa （1）沖裁落料力： （2）沖孔力： （3）落料卸料力： 查表11得： （4）沖孔推件力： 式中 n———沖孔時卡在凹模內(nèi)的廢料數(shù)，查表取n=3 故總沖力為：表11卸料力、推件力系數(shù)表材料種類板料厚度/mmKK鋼~~~~~~~~~2. 壓力機(jī)的初選沖壓設(shè)備的選擇是沖壓工藝及模具設(shè)計中的一項重要內(nèi)容，它直接關(guān)系到?jīng)_壓設(shè)備的安全使用、沖壓工藝能否順利實現(xiàn)和模具壽命、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、成本高低等重要問題。在中小型沖壓件的生產(chǎn)中，主要選擇開式壓力機(jī)。因沖壓力，而在實際選擇設(shè)備時,為了設(shè)備安全起見,~,故 ~，即：根據(jù)以上計算選用開式壓力機(jī)JB21160型，其參數(shù)如下： 公稱力KN 1600模柄孔尺寸mm φ80x80滑塊行程mm 40 160 滑塊中心至機(jī)身距離mm 375滑塊行程次數(shù)min1 42主電機(jī)功率KW 15最大封閉高度mm 330外型尺寸mm 1290x2175x3045工作臺尺寸mm 1120x710機(jī)器重量kg 12800 計算凸凹模刃口尺寸及公差由于材料較厚,模具間隙較小,模具的間隙由配作保證,工藝比較簡單,并且還可以放大基準(zhǔn)件的制造公差,(一般可取沖件公差的1/4),使制造容易,因此采用配置加工為宜。在計算沖孔模刃口尺寸時,應(yīng)以凸模為基準(zhǔn),凹模尺寸按凸模實際尺寸配置,~。在計算落料模刃口尺寸時，應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)，凸模尺寸按凹模實際尺寸配置，~。查設(shè)計手冊凸模制造精度采用IT6級，凹模制造精度采用IT7級1．落料部分 查公差表得: =,==+=零件尺寸 D=160mm刃口尺寸mmmm由于，不滿足間隙公差條件，應(yīng)縮小提高制造精度才能保證間隙在合理范圍。取故 2．沖孔部分 （1）零件尺 d =50mm查公差表得 刃口尺寸mmmm由于，不滿足間隙公差條件，應(yīng)縮小提高制造精度才能保證間隙在合理范圍。取故 （2） 零件尺寸 d=20mm查公差表得: 刃口尺寸:由于故計算結(jié)果滿足間隙公差的要求。21洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第3章 模具零件的設(shè)計（1）錐形刃口凹模，其特點是工件和廢料更容易漏出，沖裁件不會留在凹模內(nèi)；凹模磨損后的修磨量較小，修模后孔口尺寸略有增大；刃口強(qiáng)度較低。這種刃口的凹模一般用于形狀簡單、精度要求不高的沖裁件。（2）直筒形刃口凹模，其特點是刃口強(qiáng)度較高；修磨后刃口尺寸不變；磨損后的修模量較大；直壁內(nèi)可能會積存沖裁件，增大沖裁力力和孔壁磨損。加工簡單，應(yīng)用比較普遍。在此選擇直筒形刃口形式的凹模。根據(jù)沖裁件的形狀和尺寸，選擇在外形為矩形的凹模板上加工出所需凹模刃口，凹模板直接用螺釘固定在模座上，如圖31所示:圖31 落料凹模凹模外形尺寸應(yīng)保證有足夠的強(qiáng)度與剛度，沖裁時，凹模要承受一定的沖裁力合測向擠壓力。（1）凹模厚度H的確定 （按經(jīng)驗公式） 其中 b———最大型空的寬度尺寸，取160mm K———為系數(shù)，考慮配料厚度t的影響，其值可查表21查表 k=，則 H=32mm表31 系數(shù)K值 1 2 3 350 50~100 100~200 200 （2）凹模壁厚C的確定 則 C=45mm（3）凹模直徑D的確定 則 D=250mm依據(jù)設(shè)計尺寸，按沖模標(biāo)準(zhǔn)確定凹模外形尺寸為：250 32在沖壓模具中，使用了各種金屬材料和非金屬材料，主要有碳鋼、合金鋼、鑄鐵、鑄鋼、硬質(zhì)合金、低熔點合金、鋅基合金、鋁青銅、合成樹脂、聚氨脂橡膠、塑料、層壓樺木板等。 制造模具的材料，要求具有高硬度、高強(qiáng)度、高耐磨性、適當(dāng)?shù)捻g性、高淬透性和熱處理不變形(或少變形)及淬火時不易開裂等性能。 合理選取模具材料及實施正確的熱處理工藝是保證模具壽命的關(guān)鍵。對用途不同的模具，應(yīng)根據(jù)其工作狀態(tài)、受力條件及被加工材料的性能、生產(chǎn)批量及生產(chǎn)率等因素綜合考慮，并對上述要求的各項性能有所側(cè)重，然后作出對鋼種及熱處理工藝的相應(yīng)選擇。 模具刃口要有較高的耐磨性，并能承受沖裁時的沖擊力，所以應(yīng)有較高的硬度與適當(dāng)?shù)捻g性。形狀簡單的凸模常選用T8A、T10A等制造。并且凹模硬度應(yīng)比沖頭高2度左右。所以凹模材料選擇T10A，熱處理硬度達(dá)到60~62HRC。 沖孔凸模的設(shè)計1. 凸模的結(jié)構(gòu)形式由于工件有5個需要加工的孔，其尺寸分別為φ50和φ20，所以應(yīng)設(shè)計兩種沖孔凸模。其機(jī)構(gòu)如圖32所示。2. 凸模長度計算凸模長度的確定主要根據(jù)模具結(jié)構(gòu)、修磨、操作安全、裝配等因素的需要。所以取長度L=65mm3. 凸模材料及其它要求在沖壓模具中，使用了各種金屬材料和非金屬材料，主要有碳鋼、合金鋼、鑄鐵、鑄鋼、硬質(zhì)合金、低熔點合金、鋅基合金、鋁青銅、合成樹脂、聚氨脂橡膠、塑料、層壓樺木板等。 制造模具的材料，要求具有高硬度、高強(qiáng)度、高耐磨性、適當(dāng)?shù)捻g性、高淬透性和熱處理不變形(或少變形)及淬火時不易開裂等性能。 合理選取模具材料及實施正確的熱處理工藝是保證模具壽命的關(guān)鍵。對用途不同的模具，應(yīng)根據(jù)其工作狀態(tài)、受力條件及被加工材料的性能、生產(chǎn)批量及生產(chǎn)率等因素綜合考慮，并對上述