【文章內(nèi)容簡介】 。 (8)模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動加工系統(tǒng)應有多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、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生姓名王亞橋?qū)I(yè)班級08機制07班指導教師鄒聆昊課題類型模具設計題目墊圈沖壓模設計主要研究目標(或研究內(nèi)容)，查閱文獻資料，開展調(diào)查研究。，制定畢業(yè)設計題目設計方案，進行方案比較，優(yōu)化設計方案，撰寫開題報告。，整機的運動參數(shù)計算，相關零部件結(jié)構參數(shù)選擇、校核及尺寸計算。，進行各個零件結(jié)構設計，繪出全部零件結(jié)構設計圖紙，并按要求翻譯成中文。、格式及要求，撰寫畢業(yè)設計說明書。課題要求、主要任務及數(shù)量，制定模具結(jié)構設計方案。，要求結(jié)構合理，視圖表達正確，標注合理完整，圖紙符合國家標準。，要求尺寸完整，公差及表面粗糙度標注合理、正確，圖紙符合制圖標準。，正確，排版格式符合學校要求外文資料譯文字數(shù)符合要求，譯文正確。進度計劃4~6 周 （～） 資料查閱，熟悉國標，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；模具制造工藝設計；13~14周（～） 撰寫設計說明書；15周 （～） 設計交審，準備答辯主要參考文獻【1】 盧險峰沖壓工藝模具學機械工業(yè)出版社，2006，4，第二版【2】 李學峰模具設計與制造實訓化學工業(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】 薛啟翔沖壓模具設計圖冊化學工業(yè)出版社，2005，7，第一版【5】 程燕軍，柳舟通沖壓與塑料成型設備科學出版社，2005，第一版圖21為設計零件圖，確定工藝方案并設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性和經(jīng)濟性兩個方面考慮。技術性方面，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,滿足凸模強度和模具結(jié)構要求。因此符合沖壓工藝的各項指標，所以就技術方面來說使用沖壓方式是合理的。經(jīng)濟性方面，所謂經(jīng)濟性，就是用最小的耗費取得最大的經(jīng)濟效果，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)的先進設計方案。沖壓生產(chǎn)的機械化和自動化可以在多工位壓力機上采用自動送料，取件裝置，進行機械化流水線生產(chǎn)，從而減小勞動強度和提高生產(chǎn)效率?？傊玖慵捎脹_壓工藝基本合適，故使用沖壓工藝。沖裁件的經(jīng)濟公差等級不高于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、形狀復雜程度、材料的厚薄、沖模制造條件與沖壓設備條件等多方面的因素，擬訂出以下三種預定方案。：(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，機械化強，生產(chǎn)效率高，有利于大批量生產(chǎn)。但是模具比較復雜，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)構簡單，便于設計，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。采用固定導料銷和活動導料銷導向,控制條料送進方向。利用活動擋料銷擋料定位,控制條料送進距離。 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級模架精度中間導柱模架。1. 排樣設計及材料利用率（1）排樣設計圖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。模具的壓力中心應該通過壓力機滑塊的中心線。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,導致滑塊導軌和模具導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,在模具設計中應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1. 沖裁力的計算沖裁力是選擇壓力機的主要依據(jù)，也是設計模具所必須的數(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）；───材料的抗剪強度（Mpa）；K───系數(shù)。是考慮的刃口鈍化、間隙不均勻、材料力學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. 壓力機的初選沖壓設備的選擇是沖壓工藝及模具設計中的一項重要內(nèi)容，它直接關系到?jīng)_壓設備的安全使用、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。因沖壓力，而在實際選擇設備時,為了設備安全起見,~,故 ~，即：根據(jù)以上計算選用開式壓力機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 滑塊中心至機身距離mm 375滑塊行程次數(shù)min1 42主電機功率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,應以凸模為基準,凹模尺寸按凸模實際尺寸配置,~。在計算落料模刃口尺寸時，應以凹模為基準，凸模尺寸按凹模實際尺寸配置，~。查設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洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）第3章 模具零件的設計（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保證有足夠的強度與剛度，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)設計尺寸，按沖模標準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、高強度、高耐磨性、適當?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鍵。對用途不同的模具，應根據(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，所以應有較高的硬度與適當?shù)捻g性。形狀簡單的凸模常選用T8A、T10A等制造。并且凹模硬度應比沖頭高2度左右。所以凹模材料選擇T10A，熱處理硬度達到60~62HRC。 沖孔凸模的設計1. 凸模的結(jié)構形式由于工件有5個需要加工的孔，其尺寸分別為φ50和φ20，所以應設計兩種沖孔凸模。其機構如圖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、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、高強度、高耐磨性、適當?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鍵。對用途不同的模具，應根據(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