【正文】 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計，全套設(shè)計【帶圖紙】加 97666224 2 漸縮小與世界先進水平的差距。而一套普通的金屬墊片沖裁模的使用壽命達不到所期望的沖壓次數(shù)。所以要對墊片 模具結(jié)構(gòu)、 模具加工工藝進行系統(tǒng)的設(shè)計，進而提高模具的使用壽命。 此次設(shè)計完全采用電子文檔和 AUTOCAD 繪圖，因此這又是一次對 CAD 熟悉的過程，對畢業(yè)后直接操作 CAD 有很大的幫助。因此設(shè)計這一副模具可以對模具的設(shè)計有很深的理解，希望這次設(shè)計圓滿順利的完成。 圖 21 內(nèi)燃機底座緊固墊片制件圖 材料 45 鋼，厚度 2mm，大批量生產(chǎn)，未注公差為 IT12。 （ 2） 結(jié)構(gòu)： 如圖所示，其厚度為 2mm， 零件大小適中，外形簡單， 無尖角，對沖裁加工較為有利。 （ 3） 尺寸精度 ：零件 上 ,由公差表查得：孔的公差要求屬于 IT12 級，落料件公差要求屬于 IT12，所以普通沖裁可以達到零件的精度要求。 經(jīng)查公差表 沖孔 尺寸公差為： 。 結(jié)論： 制件可以進行沖裁，制件要大批量生產(chǎn)，應(yīng)重視模具材料和結(jié)構(gòu)，保證模具的復(fù)雜程度和壽命。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計，全套設(shè)計【帶圖紙】加 97666224 5 3 確定工藝方案及模具的結(jié)構(gòu)形式 工序性質(zhì)和數(shù)量 工序性質(zhì)：在沖壓加工中，工藝性質(zhì)是指沖壓件所需的工序種類，剪裁、落料、沖孔、切邊等屬于分離工序；彎曲、拉深翻邊等屬于成型工序。 數(shù)量：根據(jù)零件圖紙分析需經(jīng)過落料、沖 孔等工序；在保證工件質(zhì)量，生產(chǎn)率和經(jīng)濟性要求的前提下，工序數(shù)量應(yīng)盡可能的減少，由于制件精度要求較高，因此采用復(fù)合模。根據(jù)制件的工藝分析，該工件包括沖孔、落料二個基本工序，可以有以下三種工藝方案： 方案一： 先 落料 ，再 沖孔，單工序模； 方案二： 先 沖孔 ，后 落料，級進模； 方案三：落料 、 沖孔 同時進行 ，復(fù)合模 。 方案 二：沖壓件的形狀位置和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)效率高，只是一副模具。 方案三 ：一副模具，生產(chǎn)效率高，沖壓件的精度及其模具制造精度比方案三稍低 ， 為保證沖壓件的形位精度，需在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷或?qū)Я习搴蛽趿箱N，不過在送料方向上的外形比方案三要短些，在一定程度上降低了模具的加工難度，故此方案比較合適。所以該制件的沖壓生產(chǎn)采用方案 三 ，復(fù)合沖裁模為佳。因其結(jié)構(gòu)簡單、 精度要求較高，孔邊距較大，可以 采用復(fù)合模 方案： 方案一：正裝式復(fù)合模，該模具適用于沖制材料交軟的或者板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，還可以沖制孔邊距較小的沖裁件。 方案二：倒裝式復(fù)合模，倒裝式不宜沖制孔邊距較小的沖裁件，但倒裝 式復(fù)合模結(jié)構(gòu)簡單，又可以直接利用壓力機的打桿裝置進行推件。 結(jié)論：根據(jù)以上比較，再根據(jù)墊片的實際結(jié)構(gòu)，尺寸精度等，選擇模具類型為倒裝式復(fù)合模。 定位方式的選擇 （ 1） 因為該模具采用的是條料，控制條料的送進導(dǎo)向可選方案： 方案一：導(dǎo)料銷，其結(jié)構(gòu)簡單是標準件，導(dǎo)料銷導(dǎo)向定位多用于單工序模和復(fù)合模中。 結(jié)論，綜上所述，該模具適用方案一，用導(dǎo)料銷導(dǎo)向。其結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，廣泛用于沖制小型沖裁件的擋料定距，其缺點是銷孔離凹模刃壁較近，削弱凹模的強度。其結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，應(yīng)用廣泛。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計，全套設(shè)計【帶圖紙】加 97666224 8 結(jié)論：經(jīng)方案比較，選擇方案二，活動擋料銷。該裝置的卸料力大，卸料可靠。 方案二：彈性卸料裝置，該裝置即起到卸料作用又起到壓料作用，所得沖裁件質(zhì)量較好，平直度較高，因此質(zhì)量要求較高的沖裁件或者薄板沖裁宜用彈性卸料裝置。宜用于沖制尺寸大，卸料力大的沖裁件。 出件裝置 的選擇 推件裝置分為剛性推件裝置和彈性推件裝置兩種方案。推件力大，工作可靠，也比較 常用。 結(jié)論：由于零件厚為 2m，精度等級要求不是很高，故采用剛性推件裝置。上下模間的精確位置，由導(dǎo)柱、導(dǎo)套的導(dǎo)向?qū)崿F(xiàn)。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對稱的對角線上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動平穩(wěn)。 方案 二：采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。因為導(dǎo)柱安裝在后側(cè)，操作者可以看見條料在模具中的送進動作。 方案三：四導(dǎo)柱模架。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件及大量生產(chǎn)用的自動沖壓模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準確。 （ a） 下模座 （ b） 導(dǎo)柱 （ c） 導(dǎo)套 （ d） 上模座 圖 41 導(dǎo)柱模架 根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質(zhì)量，采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，操作者可以看見條料在模具中的送進動作。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計，全套設(shè)計【帶圖紙】加 97666224 10 5 工藝參數(shù)計算 排樣 方式的選擇 排樣是指沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法， 排樣合理與否不但影響材料的經(jīng)濟利用，還影響制件的質(zhì)量、模具的壽命、制件的生產(chǎn)率和模具的成本等技術(shù)、經(jīng)濟指標。 采用少、無廢料排樣法，材料利用率高，不但有利于一次沖程獲得多個制件，而且可以簡化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力，但是，因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差的影響，所以模具沖裁件的公差等級較低。 根據(jù)設(shè)計的零件的形狀、厚度、材料等方面的全面考慮，排樣方法 只能 采用有廢料直排法 ，且節(jié)省材料 。 搭邊的作用 ： 補償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計，全套設(shè)計【帶圖紙】加 97666224 11 料方便。但 搭邊過小，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖件毛刺，有時還會拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命或影響送料工作。 表 51 常見沖裁材料的搭邊值 材 料厚度 圓件及 r2t 的工件 矩形工件邊長 L50mm 矩形工件邊長 L50mm 或 r2t 的工件 工件間 a1 沿邊 a 工件間 a1 沿邊 a 工件間 a1 沿邊 a ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 12 根據(jù)制件厚度與制件的排樣方法可以查表 51 得，搭邊值工件間 a1 為， a 為 。 在零件生產(chǎn)過程中，條料會收到毛刺、機械加工誤差等的影響，條料送料開始時有可能出現(xiàn)輕微的上下偏差，因此把條料寬度當成無側(cè)壓沖裁時的方式計算，公式如下： ? ?0m a x0 2 ???? ??? CaDB （ 51） 式 中 ： B條料寬度； D條料寬度方向沖裁件的最大尺寸； a側(cè)搭邊的最小值，見表 51； ? 條料寬度的單向 （ 負向 ） 偏差，見表 52； 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計，全套設(shè)計【帶圖紙】加 97666224 12 C 導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙，其最小值見表 53。其計算公式如下：沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比就叫材料利用率，它可以衡量排樣的經(jīng)濟性指標。 由于 A=422=， B=96mm， S=95mm 代入公式得： %100/ ?? BSA? =[（ 9695） ]100% ≈ % 故采用單直排方式，利用率為 %。 系數(shù) pK 是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動 （ 數(shù)值的變化或分布不均 ） ，潤滑情況，材料力學性能與厚度公差的變化等因數(shù)而設(shè)置的安全系數(shù) Kp，一般取 Kp=1～ 3。 總沖裁力的計算 由于沖裁模具采用彈壓卸料裝置和自然落料方式。 沖裁周邊的 總長 （ mm） ： 落料周長為： L1=242= 沖孔周長為： L2 =2= 由于 L1=， KP=， t=2mm， ? =400 代入公式 （ 54） 得： ?tKpLF 11? =2400 = 由于 L2 =， KP=， t=2mm， ? =400 代入公式 （ 54） 得： ?tKpLF 22 ? =2400 =146952N 由于 F1=， F2=146952N 代入公式 （ 55） 得： 21 FFF ??沖 =+146952 = 卸料力、推件力的計算 沖孔推推 FnKF ? （ 56） 落料卸卸 FnKF ? （ 57） 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計，全套設(shè)計【帶圖紙】加 97666224 15 式中： F 推 推件力； F 卸 卸料力； F 沖 沖裁力； n 卡在凹槽里的工件個數(shù)， n=h/t； K 卸 卸料力系數(shù)見表 54； K 推 推件力系數(shù)見表 54。 所以： n=h/t=6/2=3 由于 n=3， K 推 =， F 沖 = 代入公式 （ 56） 得： 沖孔推推 FnKF ? =3 = ≈ 70KN 表 54 卸 料力、推件力和頂件力系數(shù) 料厚 / mm 卸K 推K 頂K 鋼 ≤ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 鋁及合金 紫銅、黃銅 ～ ～ ～ ～ 注：卸料力系數(shù) 卸K 在沖多孔、大搭邊和輪廓復(fù)雜時取上限值 表 55 沖裁力刃口形式 （ 截表 ） 主 要 參 數(shù) 材料厚度t/mm α/(180。) 刃口高度h/mm 備注 15 2 ≥4 α只適用于鉗工加工 采用線切割加工時，α=5180。 ～ 1 ≥5 1～ ≥6 ～ 6 30 3 ≥8 6 ≥10 K 卸通過查表 54 得 ， 推件力系數(shù)取 K 卸 =； 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計，全套設(shè)計【帶圖紙】加 97666224 16 由于 K 卸 =， F 落料 = 公式 （ 57） 得： 落料卸卸 FnKF ? = = ≈ 11KN 計算總沖壓力 F 總 推卸沖總 FFFF ??? （ 58） 由于 F 總 =421N， F 卸 =11N， F 推 =70N 代入公式 （ 58） 得： 推卸沖總 FFFF ??? =421+11+70 ≈ 502KN 初選壓力機 壓力機分為機械式和液壓式，機械式分為摩擦壓力機、曲柄壓力機、高速沖床，液壓式分為油壓機、水壓機，而在生產(chǎn)中一般常選用曲柄壓力機。 條件二：在滿足使用要求的前提下盡 量選用開式壓力機。 曲柄壓力機分為開式和閉式兩種，開式壓力機身形狀似英文字母 C，其機身前端及左右均敞開，操作可見，但機身剛度差，壓力機在工作負荷作用下會產(chǎn)生變形，喲版壓力機噸位不超過 2021KN。根據(jù)以上計算數(shù)值，查表 56， 根據(jù)總沖壓力，初選壓力機為：壓力機J2363。為了確保壓力機和模具正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合，否則，會使沖模和壓力機滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過大的摩擦，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。 （ 2） 工件形狀相同且分布對稱時，沖裁的壓力中心與零件的對稱中心重合。求出合力作用點的坐標位置 （ 0， 0）（ x=0， y=0） ，即為所求模具的壓力中心。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計，全套設(shè)計【帶圖紙】加 97666224 18 分析