【導(dǎo)讀】天津工程師范學(xué)院。題目變壓器儲油柜端蓋復(fù)合模具設(shè)計。副標題計算說明書。函授站重慶函授站。專業(yè)機電一體化技術(shù)。指導(dǎo)教師張雪、朱艾英、黃春永。（三）工作零件的設(shè)計.........

　　

【正文】 在沖壓時會使沖模與壓力機滑塊歪斜，引起凸、凹模間隙不均和導(dǎo)向零件加速磨損，造成刃口和其它零件的損壞，甚至還會引起壓力機導(dǎo)軌磨損，影響壓力機精度。形狀簡單而對稱的工件，如圓形，其沖裁時的壓力中心與工件的幾何中心重合。 OXY 圖 42 如圖 42所示，按比例畫出工件的形狀，選定坐標系 XOY，因沖壓件對稱于 X軸、 Y軸，故模具的壓力中心在工件的幾何中心，即圖中的 O點。 （五）模具強度校核 沖孔凸模的強度校核 沖裁時，凸模應(yīng)承受了全部壓力，所以它承受了相當(dāng)大的壓應(yīng)力。而在卸料時，又承受有拉應(yīng)力。因此，在一次沖裁過程中，其應(yīng)力為拉伸和壓縮反復(fù)交變反復(fù)作用。在一般情況下，凸模的強度是足夠的，因此沒有必要作強度校核。由于在本副模具中，凸模比較長而且凸模的斷面尺寸又很小，因此有必要對凸模的強度 —— 包括凸模的最小斷面（危險斷面）的承壓能力和 抗縱向彎曲能力進行校核。 24 圖 43 凸模 為了提高凸模的強度，設(shè)計成如圖 43 所示的階梯形。在校核中運用沖模設(shè)計手冊軟件版 對凸模進行強度和長度的校核。 凸模材料為 CrWMn ,它 具有高淬透性 ,由于鎢形成碳化物 ,這種鋼在淬火和低溫回火后具有比鉻鋼更多的過剩碳化物和更高的硬度及耐磨性。此外，鎢還有助于保存細小晶粒 ,使鋼獲得較好的韌性。它的彈性模量 MPaE 250000? ,材料的許用應(yīng)力 c? 取為 MPa2021 。運用沖模設(shè)計手冊軟件版輸入材料和凸模的參數(shù)，可以驗證凸模的強度是夠的。 螺釘?shù)膹姸刃：? 螺釘在工作時，主要承受拉應(yīng)力。根據(jù)螺釘?shù)淖钚嗝娣e和許用應(yīng)力，即可求出螺釘?shù)脑S用負荷 .其計算公式為 ][P ≤ 4 ][21 ??d （ 18） 式中 [P ]—— 一個螺釘?shù)脑S用負荷 (KN ) 1d —— 螺釘?shù)淖钚≈睆?(mm ) [? ]—— 許用應(yīng)力 (MPa ) 對于緊固螺釘 ,材料為 45鋼 ,取 [? ]=120MPa ,則許用負荷列于下表 47。 表 47 緊固螺釘?shù)脑S用負荷（單位： KN ） M6 M8 M10 M12 M16 25 對于卸料螺釘 ,取 [? ]=80MPa ,則許用負荷列于表 48。 表 48 卸料螺釘?shù)脑S用負荷（單位： KN ） M6 M8 M10 M12 M16 11 利用沖模設(shè)計軟件的強度校核功能進行校核可知 ,固定螺釘和卸料螺釘?shù)膹姸仁亲銐虻?。 五、模具結(jié)構(gòu)合理性分析 （一）模具結(jié)構(gòu)圖 25 26 模座 套 32銷 35. 彈簧彈頂擋料銷 圖 51 模具圖 （二） 模具的工作過程 準備工作 :將板料順著彈簧彈頂檔料銷導(dǎo)向滑動，手工送料到全部工位后讓其在步進電動機的帶動下自動送料。 沖床滑塊帶動上模從最高點開始向下運動。 上模繼續(xù)下行 ,導(dǎo)柱在導(dǎo)套滑動，對上模導(dǎo)向起定位作用。 隨著上模下行，板料被壓向 下運動。卸料板壓著板料下行 ,板料碰到凹模。 板料接觸凹模時卸料板停止運動 ,沖床滑塊繼續(xù)向下運動 ,上模壓卸料板彈簧開始壓縮。卸料板受彈簧壓力壓緊條料 ,在這一過程中 ,沖裁和拉深凸模開始工作。 沖床滑塊繼續(xù)向下運動 ,在接近下死點 (閉模狀態(tài) )時 ,沖頭完全進入下?？變?nèi) ,完成沖孔拉深等工序。 沖孔廢料從凹模到凹模墊板到下模座落料孔落下。 在沖床經(jīng)過下死點后 ,沖床滑塊帶動上模開始回升 ,凸模退回一段距離后此時在模具下面的橡膠彈頂器推工件出凹模，上部的活動凹模推工件出凸模。 沖床滑塊帶動上模繼續(xù)上行 ,回到開模 狀態(tài)的最高點完成一次沖壓過程。 板料送進一個步距，準備下一個工作循環(huán)。 六、模具主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 （一）彈性元件的設(shè)計 彈簧的設(shè)計計算 由于彈簧的力較大，經(jīng)分析采用組合彈簧，采用組合彈簧時，注意下面幾點： （ 1）為滿足組合彈簧的等強度關(guān)系，應(yīng)使組合彈簧的最大總負荷為外圈彈簧受力與內(nèi)圈彈簧受力之和。 （ 2）為滿足組合彈簧等變形關(guān)系，應(yīng)使每個彈簧預(yù)壓縮后的許可壓縮量相同。 （ 3）為保證組合彈簧同心和不致卡住，應(yīng)使其中一個彈簧為右旋，另一個彈簧為左旋。 （ 4）組合彈簧徑向單面間隙為 C=（ ～ 1） d。 采用彈性卸料裝置，根據(jù)工廠經(jīng)驗可按所選彈簧的最大工作負荷， n/FF1 卸? 。卸料板初定 10根彈簧。則 F1=。 參照 802089/ ?TGB ，選取的兩根彈簧的系數(shù)如表 61。 27 表 61 兩根彈簧的系數(shù) 802089/ ?TGB 彈簧 1 彈簧 2 材料直徑（ mm ） 10 10 彈簧中徑（ mm ） 60 95 節(jié)徑（ mm ） 工作極限負荷（ N） 4180 2870 自由高度（ mm ） 170 130 工作極限負荷下變形量（ mm ） 設(shè)預(yù)壓縮后的許可變形量為 X ?????? mm 解之： X=42mm ，則兩根彈簧的裝配高度分別為 mmH mmH )42( )42( ??? ?? 卸料橡膠的設(shè)計計算 由于橡皮允許承受的負荷較大，而且安裝調(diào)整比較靈活方便，亦是沖模中彈性卸料、頂件及壓邊裝置常用的彈性元件。 彈簧彈頂器采用橡膠作為彈性元件橡膠的自由高度。根據(jù)工作行程 S 工作 計算橡膠的自由高度。 H 自由 =（ ～ 4） S 工作 （ 19） 式中 S 工作 —— 工作行程與模具修模量或調(diào)整量之和 S 工作 =35 mm +2 mm +4 mm =41 mm 則 H 自由 =（ ～ 4） 41 mm =（ ～ 164） mm （ 20） 取 H 自由 =155 mm 橡膠的裝配高度 H2=（ ～ ） H 自由 =（ ～ ） mm （ 21） 取 H2=137mm 下部空間較大，有足夠的空間放頂板。根據(jù)橡皮的形狀及特性曲線可求得橡膠的斷面面積。 （二）模架的選擇 根據(jù)落料凹模的外形尺寸及彈簧尺寸，參照有關(guān)標準，可選擇滑動導(dǎo)向?qū)菍?dǎo)柱模架500 mm 500 mm 360 mm （ JB/） 上模座： 500 mm 500 mm 65 mm HT200 下模座： 500 mm 500 mm 80 mm HT200 導(dǎo) 柱： 50h6 300 mm 55h6 300 mm 20 鋼 導(dǎo) 套： 50H7 160 mm 63 mm 55H7 160 mm 63 mm 20 鋼 28 （三）工作零件的設(shè)計 凹模刃口的結(jié)構(gòu)型式確定 本模具采用柱形孔口的筒形凹模背面預(yù)先銑削出比工作部分尺寸稍大的一定形狀的槽 ,然后再加工出柱形孔口 ,以提高加工效率。這種刃口制造比較方便 ,但強度較低。 由于落料時坯料的面積較大 ,因此增加凹模刃口的厚度來增強凹模的強度，設(shè)計的凹模型式如圖 61 所示。 圖 61 凹模 凸模刃口的結(jié)構(gòu)型式確定 在本套模具中 ,由于沖孔凸模的直徑小 ,而且較長 ,因而采用階梯的形式增強 凸模的最小斷面（危險斷面）的承壓能力和抗縱向彎曲能 力。前面已經(jīng)校核過凸模的性能 ,這里就不再敘述。 七、結(jié) 論 本次畢業(yè)設(shè)計歷時三個月，設(shè)計過程中我收集了大量有關(guān)沖壓模具設(shè)計的資料與實例，吸收了許多資料的精華部分，因此，本文內(nèi)容詳細而豐富。同時，對 變壓器儲油柜端蓋 復(fù)合模的各個結(jié)構(gòu)做了充分地研究與論證，并多次改進了設(shè)計結(jié)構(gòu)。 通過這次設(shè)計，我學(xué)到了許多的東西。首先對于 AUTOCAD2021 和《沖模設(shè)計手冊軟件版》的應(yīng)用更加熟練；其次，通過模具設(shè)計使我對于沖模工藝設(shè)計的流程很熟悉。這次設(shè)計是對以前所學(xué)的專業(yè)知識的一次綜合性的實踐。涉及到機械制圖、機械設(shè)計、模具 設(shè)計、互換性以及 CAD/CAM 各個方面的內(nèi)容，使我受益非淺。同時能夠使我在以后的工作中更能將所學(xué)的知識付諸實踐，總結(jié)經(jīng)驗，不斷進步。 29 參 考 文 獻 ●手冊 [1]吳宗澤 .機械零件設(shè)計手冊 [M]． 機械工業(yè)出版社 ， 2021， 11． [2]《沖模設(shè)計手冊編寫組》 ． 沖模設(shè)計手冊 [M]． 機械工業(yè)出版社 ， 1996， 6． ●專著 [1]黨根茂 ,駱志斌 ,李集仁．模具設(shè)計與制造 [M] ．西安電子科技大學(xué)出版社，2021． [2]中國機械工業(yè)教育協(xié)會 ． 冷沖模設(shè)計及制造 [M]． 機械工業(yè)出版社 ， 2021． [3]彭建聲，王新華 ，張敬國 .冷沖模制造與修理 [M]．機械工業(yè)出版， 1985． [4]梁炳文，胡世光．板料成型塑性理論 [M]．機械工業(yè)出版社， 1987． [5]彭建聲．冷沖壓技術(shù)問答 [M]．機械工業(yè)出版社， 1984． [6]肖景容．沖壓工藝學(xué) [M]．機械工業(yè)出版社， 1999． [7]模具實用技術(shù)叢書編委會 ． 沖模設(shè)計應(yīng)用實例 [M]． 機械工業(yè)出版社 ， 2021，4． [8]姜奎華 ． 沖壓工藝與模具技術(shù) [M]． 機械工業(yè)出版社 ， 2021， 8． [9]鄭家賢 ． 沖壓工藝與模具設(shè)計實用技術(shù) [M]． 機械工業(yè)出版社 ， 2021， 8． [10]中國機械 工業(yè)教育協(xié)會 ． 冷沖模設(shè)計及制造 [M]． 機械工業(yè)出版社 ， 2021， 1． [11]劉建超，張寶忠 ． 沖壓模具設(shè)計與制造 [M]． 高等教育出版社 ， 2021， 6． [12]朱光力 ． 模具設(shè)計與制造實例 [M]． 高等教育出版社 ， 2021， 8． ●期刊 [1]姜軍輝．汽車車架橫梁沖壓工藝設(shè)計 [J]．汽車研究與開發(fā)， 1995． [2]翟德梅．提高電機沖片冷沖模壽命的措施 [J]．電加工與模具， 2021． [3]周科年．汽車縱梁沖孔落料復(fù)合模 [J]．模具工業(yè)， 1999． [4]鐘翔山 ． 軸殼擴徑、縮口復(fù)合模設(shè)計 [J]． 模具技術(shù) ， 2021． [5]楊寶順 ． 鍋蓋落料拉深沖孔切邊復(fù)合模設(shè)計 [J]． 模具技術(shù) ， 2021． [6]翟德梅 ， 李鐵明 ． 機架復(fù)合沖裁模具的研制 [J]． 電加工與具 ， 2021． 30 致 謝 本次設(shè)計從選題到完成，每一步都是在 導(dǎo)師 劉純烈工程師 和 朱艾英老師 的悉心指導(dǎo)下完成的。 雖然只是短短的半年時間，劉老師廣博的知識、深厚的理論功底，以及對領(lǐng)域前沿的敏銳洞察力仍然給我留下了深刻的印象。 導(dǎo)師嚴謹?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，嚴以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實無華、平易近人的人格魅力對我 影響深遠。不僅使我樹立了遠大的學(xué)術(shù)目標、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。 本次設(shè)計 傾注了導(dǎo)師大量的心血 ， 在畢設(shè)的每一個階段，我都得到導(dǎo)師的提點的教導(dǎo)，沒有導(dǎo)師悉心的指導(dǎo)，我不可能順利的完成畢業(yè)設(shè)計。 在此，謹向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！ 其次要感謝和我一起共同完成畢業(yè)設(shè)計的小組同學(xué)，他們在本次設(shè)計中，克服了許多困難，跑遍了重慶的各大圖書館查閱和搜集資料，并承擔(dān)了大部分的工作量。如果沒有他們的共同努力，此次設(shè)計的完成將變得非常困難。 本論文的順利完成，離不開各位 輔導(dǎo) 老師、同 學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。在此 特別要 感謝張雪、郝盼、黃春永、唐芳、辛立、周哲通幾位老師 的 耐心 指導(dǎo)和幫助 。 在 幾 年的學(xué)習(xí)期間， 我還 得到 班上同學(xué) 的關(guān)心和幫助，在此表示深深的感謝。沒有他們的幫助和支持是沒有辦法完成我的 畢業(yè)設(shè)計 的，同窗之間的友誼永遠長存。 最后，特別地感謝我親愛的父母，謝謝你們培養(yǎng)我長大，更謝謝你們對我的信任與支持！