懸臂式?jīng)_孔模具設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）懸臂式?jīng)_孔模具設(shè)計(jì)教學(xué)單位：機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)名稱：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué) 號(hào)：2011100202033學(xué)生姓名：楊劍邦指導(dǎo)教師：倪利勇（副教授）指導(dǎo)單位：機(jī)電工程學(xué)院完成時(shí)間：2015年5月5日電子科技大學(xué)中山學(xué)院教務(wù)處制發(fā)懸臂式?jīng)_孔模具設(shè)計(jì)摘要 模具工業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速健康發(fā)展起著不可或缺的作用。發(fā)展世界領(lǐng)先的模具加工制造技術(shù)和擴(kuò)大模具工業(yè)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效已經(jīng)成為我國(guó)發(fā)展現(xiàn)代工業(yè)的一個(gè)迫不及待的步伐。模具工業(yè)在現(xiàn)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中的作用越來(lái)越受到了人們的廣泛關(guān)注，各個(gè)行業(yè)都加緊步伐把業(yè)務(wù)延伸到模具上來(lái)。例如現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)中的汽車、飛

2、機(jī)、高速列車制造、建筑設(shè)備、電器、五金等各類各行業(yè)幾乎都相應(yīng)地建立了自己專屬的模具生產(chǎn)部門，組建了相應(yīng)的具有一定規(guī)模的模具設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造基地。在生活中，見(jiàn)到的任何東西都幾乎靠模具生產(chǎn)出來(lái)。模具工業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，起著不可或缺的作用。 本課題設(shè)計(jì)就是在autocad平臺(tái)上對(duì)懸臂式?jīng)_孔模具進(jìn)行設(shè)計(jì)及二維圖形繪制。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)了解和掌握沖壓模具材料及懸臂式?jīng)_孔模具設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，主要完成了模具的工作零件、定位零件、導(dǎo)向零件和裝配零件的設(shè)計(jì)，并利用autocad軟件進(jìn)行二維圖形及裝配過(guò)程的設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，掌握了沖壓模具的基本設(shè)計(jì)過(guò)程和設(shè)計(jì)要領(lǐng)，并了解了沖壓模具的成型原理，及auto

3、cad和pro/e等工具圖形軟件的實(shí)體建模、裝配建模、制圖基礎(chǔ)、工作過(guò)程圖形設(shè)計(jì)等各個(gè)環(huán)節(jié)的基本操作規(guī)則及運(yùn)用方法，完成模具的整體設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：模具；工藝分析；零件設(shè)計(jì)；模具設(shè)計(jì)；pro/e；autocadicantilever punching mold design abstract the mould industry is the basic industry of modern industry, is one of the basic industries of our country modern industry, plays an important role on the

4、sustained and healthy development of national economy in our country.the development of the worlds leading mold manufacturing technology and expand the economies of scale of the mold industry has become a point of promoting the development of modern industry in our country.effect of mould industry i

5、n the modern market economy increasingly attracted peoples attention, more and more industries are increasingly extended to the business to mold.for example, in modern economy, automobile manufacturing, aircraft, high-speed train construction equipment, electrical appliances, hardware etc. all kinds

6、 of industry almost accordingly derived their special mold production department, set up corresponding industry mold manufacturing base.on the national economic and social development of the mould industry, plays an increasingly important role.this subject is designed on the autocad platform on the

7、cantilever punching die design and drawing.in the design process, through the understanding and mastering the relevant knowledge of stamping mold materials and cantilever punching mold design, mainly to complete the design work of the mold parts, positioning parts, steering parts and assembly parts,

8、 and two-dimensional graphics and assembly process design using autocad software.in the design process, master the basic design process and design essentials of stamping mold, and the forming principle of stamping mold, the basic rules of operation of each link and autocad and pro/e graphics softwar

9、e tools such as solid modeling, assembly modeling, basic drawing, graphic design, work process and application method, complete the overall design of the mould .keyword:mould; process analysis; part design; mold design;proengineer;autocad i目錄緒論11.零件介紹及工藝設(shè)計(jì)31.1零件介紹31.2零件工藝性分析31.3零件的沖裁工藝方案確定42.沖裁工藝計(jì)算5

10、2.1沖裁間隙52.1.1沖裁模間隙的重要性52.1.2沖模間隙的確定52.2凸模與凹模刃口尺寸的計(jì)算62.2.1凸模和凹模的刃口尺寸計(jì)算原則62.2.2凸模和凹模刃口尺寸的計(jì)算62.3沖裁工藝力計(jì)算62.3.1沖裁力的計(jì)算72.3.2卸料力72.3.3推件力82.3.4沖壓工藝力總和82.4壓力中心的計(jì)算82.5初選壓力機(jī)93.模具設(shè)計(jì)103.1模具的概要設(shè)計(jì)103.2凸模的設(shè)計(jì)103.2.1材料及熱處理103.2.2凸模長(zhǎng)度計(jì)算103.2.3凸模的結(jié)構(gòu)與尺寸113.3凹模的設(shè)計(jì)113.3.1材料及熱處理113.3.2凹模外形尺寸確定113.3.3凹模的結(jié)構(gòu)與尺寸123.4橡膠123.5凹模

11、支架133.6固定塊143.7定位螺桿153.8底座163.9支座163.10其他零件173.10.1旋入式模柄173.10.2彈簧183.10.3六角螺母183.10.4螺釘183.10.5墊板184.模具的裝配194.1模具的總裝配圖194.2模具的工作過(guò)程204.3模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)205.沖壓設(shè)備的選擇215.1壓力機(jī)的選擇215.2壓力機(jī)的校核225.2.1壓力行程225.2.2壓力機(jī)工作臺(tái)面尺寸22總結(jié)與展望23參考文獻(xiàn)24致謝25i緒論沖壓成型生產(chǎn)零部件，具有成本低，質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，節(jié)約能源和原材料等優(yōu)點(diǎn)。在制造業(yè)的各方面得到廣泛的應(yīng)用。根據(jù)工藝性質(zhì)分為：沖裁模、彎曲模、拉深模和

12、成型模。根據(jù)工序組合程度分為：?jiǎn)喂ば蚰?、?fù)合模和級(jí)進(jìn)模。模具工業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一。模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)工藝裝備，是一種高附加值的高精密集型產(chǎn)品，也是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具制造技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家制造行業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具是生產(chǎn)各種產(chǎn)品的必不可少工藝設(shè)備，它以其特定的形狀通過(guò)一定的方式使原材料成為產(chǎn)品。采用模具生產(chǎn)零部件，具有生產(chǎn)效率高、成本低、質(zhì)量好、能源和原材料利用率高等一系列優(yōu)點(diǎn)，在鑄造、鍛造、沖壓、塑料、橡膠、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等生產(chǎn)行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要方式和工藝發(fā)展方向。模具工業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)

13、發(fā)展，起著支柱作用。模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，模具工業(yè)是機(jī)械工業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中，模具工業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中一個(gè)必不可少的行業(yè)。許多新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)在很大程度上依賴于模具的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，特別是在火車、造船、汽車、輕工、電子和航天等領(lǐng)域中極其重要。模具制造能力的強(qiáng)弱和水平的高低，已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志之一。它關(guān)系著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的提高，直接影響了國(guó)民經(jīng)濟(jì)中各行各業(yè)的發(fā)展。我國(guó)的沖壓模技術(shù)研究,大約起步于二十世紀(jì)六十年代。經(jīng)過(guò)近五十多年的發(fā)展,技術(shù)水平有了飛躍性的進(jìn)步。特別是近10年來(lái)技術(shù)水準(zhǔn)有了很大的提高,大型、精密、復(fù)雜、高效、長(zhǎng)壽

14、命模具有了新的突破。特別是高鐵、軍事裝備、高鐵、汽車行業(yè)的快速發(fā)展,推動(dòng)了沖壓模技術(shù)和沖壓模具生產(chǎn)快速發(fā)展。目前,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸罩、蓋板、變速器殼體、機(jī)油濾清器座、摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、箱體、制動(dòng)器、輪轂等鋁合金沖壓模具,化油器合金沖壓模具,自動(dòng)扶梯沖壓模等,我國(guó)均能自主生產(chǎn),使汽車鋁合金、鋅合金配套件的沖壓模大部分實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。在模具設(shè)計(jì)方面,較多的模具制造企業(yè)采用了cad/cam技術(shù),縮短了模具設(shè)計(jì)的時(shí)間。模具工業(yè)直接為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化服務(wù)，模具工業(yè)自身又大量采用高新技術(shù)，如cad/cae/cam、新工藝、新材料、各類先進(jìn)制造技術(shù)及裝備等，模具工業(yè)已成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的組成部分。高新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化離不

15、開(kāi)模具；模具生產(chǎn)技術(shù)水平的提高也離不開(kāi)高新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。作為工業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)工藝裝備的模具，以其生產(chǎn)制件所表現(xiàn)的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)效率和低耗能耗材，是一般機(jī)械加工不可比擬的，越來(lái)越引起國(guó)家各產(chǎn)業(yè)部門的重視。國(guó)外將模具比喻為“金鑰匙”、“金屬加工帝皇”“進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力”。在制造方面,采用了部分高精設(shè)備,如加工中心、數(shù)控銑、電脈沖、線切割,使得加工精度有了較大的提升。但所使用的設(shè)備絕大部分還屬傳統(tǒng)的通用設(shè)備,精度較差、效率低、穩(wěn)定性差。在模具的熱處理方面:成形淬火及真空淬火已得到了較好的應(yīng)用,傳統(tǒng)的熱處理技術(shù)調(diào)質(zhì)、氮化已基本被淘汰。但成形淬火及真空淬火工藝還不太成熟,沖壓模具熱

16、處理變形、模具早期龜裂及模具壽命不長(zhǎng)等問(wèn)題還要進(jìn)一步探討。20世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)模具工業(yè)提出了越來(lái)越高的要求，同時(shí)為模具的發(fā)展提供了巨大的動(dòng)力。這些年來(lái)，中國(guó)模具發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)一直以15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。振興和發(fā)展中國(guó)的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注?！澳＞呤枪I(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”已經(jīng)取得了共識(shí)。目前，中國(guó)有17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)約50多萬(wàn)。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其他各類模具約占11%。近年來(lái)，中國(guó)模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了變化。除了國(guó)有專業(yè)廠家外，還有集體企業(yè)、合資企業(yè)、獨(dú)

17、資企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)，這些企業(yè)都得到了迅速的發(fā)展。所有模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將先進(jìn)的技術(shù)注入企業(yè)中，使企業(yè)不斷增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。1.零件介紹及工藝設(shè)計(jì)1.1零件介紹 該零件已經(jīng)通過(guò)拉深工藝初步成型，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求在該半成品上完成3個(gè)均勻分布直徑為8毫米的沖孔模設(shè)計(jì)，零件圖如下，材料選擇08鋼，板厚1.5mm，生產(chǎn)數(shù)量為每年400件，該零件是典型的沖裁件。1.2零件工藝性分析 零件材料：08鋼，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。其為極軟的碳素鋼，強(qiáng)度、硬度很低，而韌性和塑性極高，具有良好的深沖、拉延、彎曲和鐓粗等冷加工性能、焊接性能。但存在時(shí)效敏感性，淬硬性及淬透性極低。大多軋制成高精度

18、的薄板或冷軋鋼帶用以制造易加工成形，強(qiáng)度低的深沖壓或深拉延的覆蓋零件和焊接構(gòu)件。圖1-1 零件圖圖1-2 沖孔件零件三維圖 零件尺寸：由于課題的產(chǎn)品零件圖沒(méi)要求尺寸精度，并且考慮到用普通的沖裁方法的到的沖裁件，其尺寸精度與斷面質(zhì)量都不高，同時(shí)考慮到產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性。所以選擇按照it14精度來(lái)制造。 零件結(jié)構(gòu)：從上面的零件圖可以看出，在零件圓體薄壁上沖三個(gè)均勻分布d為8的小孔（即以圓周平均120分布）。零件是軸對(duì)稱零件，所以沖壓性良好。該零件具有良好的的沖壓性。1.3零件的沖裁工藝方案確定 沖孔是該零件的唯一工序，所以本課題的要求是制造單工序沖裁模。但是需要在該零件上沖3個(gè)以圓周120均勻分布的等直

19、徑小孔，所以要考慮沖裁方案。 方案一：每次只沖一個(gè)孔，分三次沖完。 方案二：一次性沖三個(gè)孔，一次沖完。 在方案一中零件三個(gè)孔分開(kāi)沖，所需生產(chǎn)時(shí)間比較多，步驟比較多，但是所需沖裁模具比較簡(jiǎn)單，適合運(yùn)用在小批量生產(chǎn)上。 在方案二中零件三個(gè)孔一次性沖完，所需生產(chǎn)時(shí)間比較短，步驟少，但是所需沖裁模具的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，適合運(yùn)用在大批量生產(chǎn)當(dāng)中。 所以結(jié)合該零件生產(chǎn)數(shù)量為每年400件，是小批量生產(chǎn)。所以選擇方案一。2.沖裁工藝計(jì)算2.1沖裁間隙 影響沖裁件質(zhì)量的因素有很多，其中凹、凸間隙大小及間隙均勻性是對(duì)沖裁件質(zhì)量有決定性作用。2.1.1沖裁模間隙的重要性 間隙是沖裁工藝與沖裁模設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的工藝

20、參數(shù)，對(duì)沖裁力、模具壽命和沖裁件質(zhì)量均有很大的影響。實(shí)驗(yàn)證明間隙越大沖裁力越小，正常情況下，間隙對(duì)沖裁力的影響幾乎可以忽略。 間隙對(duì)推件力和卸料力有很大的影響。間隙越大，推件力和卸料力都會(huì)逐漸減少。一般取單面間隙為材料厚度的15%-25%，卸料力幾乎為零。并不是間隙越大越好，因?yàn)殚g隙繼續(xù)增大會(huì)導(dǎo)致毛刺增大，并且頂件力和卸料力會(huì)迅速增大，所以應(yīng)取適當(dāng)間隙。 間隙對(duì)模具的壽命也有很大影響，被沖材料的反作用力作用于凸凹模上，凸、凹模的橫刃口受著很大的側(cè)壓力和垂直壓力的作用。模具往往會(huì)以脹裂、崩刃、變形、磨損的形式失效。所以適當(dāng)大的間隙可以延長(zhǎng)模具的壽命，并且還可以補(bǔ)償因模具動(dòng)態(tài)間隙和制造精度不夠造成

21、的不足。2.1.2沖模間隙的確定 由以上分析可知，凸、凹模間隙對(duì)模具壽命、沖裁件質(zhì)量幾沖裁力有很大的影響。因此設(shè)計(jì)模具時(shí)要選擇合理的間隙來(lái)保證模具壽命沖裁件的斷面質(zhì)量和所需的沖裁力。合理間隙不是一個(gè)固定的數(shù)值，要從沖裁力、精度和質(zhì)量多方面的要求確定的。同時(shí)考慮到模具磨損及制造偏差，故合理間隙通常是一個(gè)范圍。只要間隙在這個(gè)范圍內(nèi)就可以生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。為最小合理間隙，為最大合理間隙。考慮到模具在使用過(guò)程中的磨損使間隙增大，通常選擇最小合理間隙為制造新模時(shí)的合理間隙。根據(jù)沖裁件材料和壁厚通過(guò)查沖壓成型工藝與模具設(shè)計(jì)表3-5得=0.132，=0.240。2.2凸模與凹模刃口尺寸的計(jì)算 凸模和凹模的刃口

22、尺寸和公差，直接影響沖裁件的尺寸精度。模具的合理間隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差來(lái)保證。因此，正確計(jì)算凸、凹模刃口尺寸和公差，是沖裁模設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。2.2.1凸模和凹模的刃口尺寸計(jì)算原則 （1）沖孔時(shí)孔的尺寸由凸模決定，以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過(guò)增大凹模尺寸來(lái)獲得； （2）凸模尺寸取接近或等于工件孔的最大極限尺寸； （3）沖裁間隙選用最小合理間隙； （4）選擇模具刃口制造公差時(shí)，要考慮模具精度與工件精度的關(guān)系，既要保證工件精度要求，又要保證有合理的間隙值。一般沖裁模精度比工件精度高2-3級(jí)； （5）沖孔件上偏差為正，下偏差為零。對(duì)于磨損后無(wú)變化的尺寸，一般標(biāo)注雙向偏差

23、。2.2.2凸模和凹模刃口尺寸的計(jì)算查公差表得查公差表得凸、凹模制造公差：=0.009，=0.015。因?yàn)樵摴ぜ礃?biāo)注公差，按it14制造，所以因數(shù)x=0.5。取0.2。根據(jù)沖裁件材料和壁厚通過(guò)查沖壓成型工藝與模具設(shè)計(jì)表3-5得=0.132，=0.240。 校核： -=0.240-0.132=0.108mm，+=0.009+0.015=0.024。 滿足校核條件： 沖孔應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)，然后配做凹模按計(jì)算尺寸和公差制造凸模后，再按凸模刃口實(shí)際尺寸并保證最小合理間隙配做凹模： （2-1） （2-2）2.3沖裁工藝力計(jì)算工藝計(jì)算是模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，只有正確的計(jì)算出各道工序的凹凸模尺寸、沖壓力、毛坯尺寸

24、等，才能設(shè)計(jì)出正確的模具。工藝計(jì)算還是是選用壓力機(jī)、模具設(shè)計(jì)以及強(qiáng)度校核的重要依據(jù)。為了充分發(fā)揮壓力機(jī)的潛力，避免因過(guò)載而損壞壓力機(jī)，所以工藝計(jì)算是必不可少。2.3.1沖裁力的計(jì)算 沖壓力是沖裁力、卸料力、推件力和頂料力的總稱。 沖裁力是凸模與凹模相對(duì)運(yùn)動(dòng)使工件與板料分離所需要的力，它與材料的厚度、工件的周長(zhǎng)、材料的力學(xué)性能等參數(shù)有關(guān)。沖裁力是設(shè)計(jì)模具、選擇壓力機(jī)的重要參數(shù)。計(jì)算沖裁力的大小是為了合理的利用沖壓設(shè)備和設(shè)計(jì)模具。選用沖壓設(shè)備的標(biāo)稱壓力必須大于所計(jì)算的沖裁力，所設(shè)計(jì)的模具必須能夠傳遞和承受所計(jì)算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的要求。 該模具采用彈性卸料和下方出料的方式?？倹_壓力由沖裁力、和卸

25、料力和推件力組成。由于是單工序沖裁模，其沖壓力只有沖裁力。 查沖壓成型工藝與模具設(shè)計(jì)得， （2-3）式中：f沖裁力，n； l沖裁周邊長(zhǎng)度，mm； t材料厚度，mm； 材料厚度，mm； k系數(shù)，通常取1.3； 已知零件材料是08鋼，從沖壓成型工藝與模具設(shè)計(jì)附錄2中查到08鋼的抗剪強(qiáng)度為255-353，取=300mpa.材料厚度t=1.5mm,工件周邊長(zhǎng)度l=d=8。 所以沖裁力為： （2-4）2.3.2卸料力 查沖壓成型工藝與模具設(shè)計(jì)表314得卸料力系數(shù)。 卸料力： （2-5）2.3.3推件力 查沖壓成型工藝與模具設(shè)計(jì)表314得推件力系數(shù)。n為同時(shí)卡在凹模內(nèi)的廢料數(shù)，所以n=1。 推件力： （2

26、-6）2.3.4沖壓工藝力總和因?yàn)椴捎脧椥孕读涎b置和下出料方式的沖裁模時(shí)， （2-7）2.4壓力中心的計(jì)算 沖壓力合力的作用點(diǎn)稱為沖模壓力中心。沖模壓力中心應(yīng)盡可能和模柄的軸線以及和壓力機(jī)滑塊的中心線重合，以使沖模平穩(wěn)地工作，提高運(yùn)動(dòng)精度以及模具和壓力機(jī)的壽命。對(duì)稱形狀零件的壓力中心位于刃口輪廓圖形的幾何中心上，所以此零件的壓力中心就在它的幾何中心上。圖2-1 壓力中心2.5初選壓力機(jī) （2-8） 查沖壓成型工藝與模具設(shè)計(jì)附錄3，初選j23-16型開(kāi)式壓力機(jī)，其技術(shù)參數(shù)如下： 公稱壓力： 160（kn） 滑塊行程：55（mm） 行程次數(shù)：120（次/min） 最大裝模高度： 220（mm） 連

27、桿調(diào)整長(zhǎng)度： 45（mm） 工作臺(tái)尺寸： 前后300（mm），左右450（mm） 模柄孔尺寸： 直徑30（mm），深度50（mm） 電動(dòng)機(jī)功率： 1.5（kw）3.模具設(shè)計(jì)3.1模具的概要設(shè)計(jì) 模具是用多個(gè)零件按照一定關(guān)系裝配而成的有機(jī)整體，結(jié)構(gòu)就是模具的“形”。模具的優(yōu)劣很大程度上體現(xiàn)在模具結(jié)構(gòu)上。 在此次模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大體可以分為兩步：第一步根據(jù)工序排樣的結(jié)果確定模具的基本結(jié)構(gòu)框架，確定組成沖孔模具的主要結(jié)構(gòu)單元以及形式，對(duì)模具制造和使用提出要求。第二步確定各結(jié)構(gòu)單元的組成零件及零件間的連接關(guān)系。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)果是模具裝配圖和零件明細(xì)表。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概要設(shè)計(jì)是模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的開(kāi)始，根據(jù)產(chǎn)品零

28、件要求，確定沖孔模具的基本結(jié)構(gòu)框架。結(jié)構(gòu)概要設(shè)計(jì)包括： （1）模具基本結(jié)構(gòu)：定位方式、卸料方式以及出件方式的確定。 （2）模具基本尺寸：模具工作空間尺寸、各個(gè)板的厚度、閉合高度。 （3）模架基本結(jié)構(gòu)：模架的類型，模柄類型的選擇。 （4）壓力機(jī)的選擇：壓力機(jī)的類型，壓力機(jī)的規(guī)格。3.2凸模的設(shè)計(jì)3.2.1材料及熱處理 模具刃口要求有較高的耐磨性，并且能承受沖裁時(shí)的沖擊力。選擇cr12mov作為材料。 熱處理：hrc58-62，淬火1020，200回火2h。3.2.2凸模長(zhǎng)度計(jì)算 凸模長(zhǎng)度尺寸應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)，并考慮修模、固定板與卸料板之間的安全距離、裝配等的需要來(lái)確定。本模具設(shè)計(jì)采用彈性卸料

29、板，凸模的長(zhǎng)度計(jì)算可按下式： 根據(jù)沖壓成型工藝與模具設(shè)計(jì)得： （3-1）式中：l長(zhǎng)度，mm； 凸模固定板厚度，mm； 卸料板厚度，mm； 材料厚度，mm； 增加長(zhǎng)度。它包括凸模的修模量、凸模進(jìn)入凹模的深度（0.5-1mm）、凸模固定板與卸料版之間的安全距離等，一般10-20mm。3.2.3凸模的結(jié)構(gòu)與尺寸圖3-1 凸模3.3凹模的設(shè)計(jì)3.3.1材料及熱處理 選擇cr12mov鋼，cr12mov模具鋼淬透性、淬火回火后的硬度、強(qiáng)度、韌性比cr12高，直徑為300400mm以下的工件可完全淬透，淬火變形小，但高溫塑性較差。cr12mov多用于制造截面較大、形狀復(fù)雜、工作負(fù)荷較重的合種模具和工具。如

30、沖孔凹模、切邊模、滾邊模、鋼板等。 凹模硬度6065hrc 熱處理淬火 1020，200回火2h3.3.2凹模外形尺寸確定 沖裁時(shí)凹模承受沖裁力和側(cè)向擠壓力的作用。由于凹模結(jié)構(gòu)形式和固定方法不同，受力情況有比較復(fù)雜，理論方法還不能確定凹模的外形尺寸，通常根據(jù)沖裁料的厚度和沖裁件的的輪廓尺寸來(lái)確定：凹模高度： （3-2）凹模壁厚： （3-3）式中：b沖裁件的最大外形尺寸； k系數(shù)，查沖壓成型工藝與模具設(shè)計(jì)表3-24可得。3.3.3凹模的結(jié)構(gòu)與尺寸圖3-2 凹模3.4橡膠 本模具采用了彈性卸料裝置，零件的厚度為1.5mm，考慮卸料力的問(wèn)題在前面算過(guò)了，厚度為30mm的橡膠，具體計(jì)算如下： （1）確

31、定橡膠的自由高度： （3-4）式中：，t為材料厚度； 一般取4至6mm； 所以： （2）確定橡膠的面積a： （3-5）查沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)表3-29得橡膠壓縮量為25%時(shí)，p=1.06，所以a=693.5mm； （3）橡膠的安裝高度： （3-6）3.5凹模支架凹模支架主要起到固定凹模的作用，并且還有一個(gè)10的小孔當(dāng)作卸料孔，一個(gè)m10的螺紋孔，起到固定凹模支架的作用。還有一個(gè)m8的螺紋通孔，起到一個(gè)定位工件的作用。把凹模支架兩側(cè)分別截掉一部分，是為了防止模具在工作時(shí)，凹模支架會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。具體結(jié)構(gòu)和尺寸如下圖所示。圖3-3 凹模支架圖3-4 凹模三維圖3.6固定塊兩個(gè)m12的螺紋通孔，一個(gè)普通的

32、通孔，此零件起到固定定位銷的作用。具體結(jié)構(gòu)和尺寸如下圖所示。圖3-5 固定塊263.7定位螺桿此零件一個(gè)比較重要的零件，它的作用就是確保沖出三個(gè)等分孔。具體結(jié)構(gòu)如下圖所示。圖3-6 定位螺桿3.8底座 底面有一個(gè)1901202的槽和三個(gè)20的螺母槽，上面還有三個(gè)螺紋孔。具體結(jié)構(gòu)和尺寸如下圖所示。圖3-7 底座3.9支座正中間有一個(gè)5mm的凹槽，是為了防止凹模支架的轉(zhuǎn)動(dòng)。左邊的那個(gè)斜型槽，是安裝固定塊的地方。從上往下有3個(gè)螺紋通孔，。從前往后看有2個(gè)螺紋孔。具體結(jié)構(gòu)和尺寸如下圖所示：圖3-8 支座3.10其他零件3.10.1 旋入式模柄旋入式模柄的優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò)螺紋與上模座連接，并加螺絲防止松動(dòng)，

33、這樣使模具拆裝更加的方便。旋入式模柄可以給與一定的調(diào)整余地，使得壓力中心線重合，提高了模具生產(chǎn)精度，提高了模具的運(yùn)動(dòng)精度和延長(zhǎng)模具使用壽命。圖3-9 模柄3.10.2 彈簧彈簧型號(hào)為gb/t1973.3-1989,材料為65鋼，直徑為12mm，長(zhǎng)度為50mm。3.10.3 六角螺母本設(shè)計(jì)選用了兩種六角螺母，一種型號(hào)為m810 gb/t41-2000，還有一種型號(hào)為m812 gb/t41-2000，每種數(shù)量都為1。3.10.4 螺釘本設(shè)計(jì)一共選用了五種不同的螺釘。它們分別是m1250 gb/t70.1-2000（2個(gè)），m510 gb/t70.1-2000（1個(gè)），m10100 gb/t70.1

34、-2000（3個(gè)），m842 gb/t65-2000（1個(gè)），m1032 gb/t70.1-2000（1個(gè)）。3.10.5墊板此墊板規(guī)格直徑為50mm，厚度為3毫米的墊板。4.模具的裝配4.1模具的總裝配圖圖4-1 模具總裝配圖1. 底座 2.定位螺桿 3.螺母 4.固定塊 5.支座 6.凹模支架 7.凹模 8.橡膠 9.凸模 10.模柄 11.固定螺釘 12.墊板 13.內(nèi)六角螺釘 14.六角螺母 15.定位螺釘 16.內(nèi)六角螺釘 17.彈簧圖4-2 模具三維圖4.2模具的工作過(guò)程工作時(shí)將工件套在支架6上，凸模下行，橡膠8首先壓緊筒形壁部，繼續(xù)壓縮橡膠露出凸模，凸、凹模工作沖出第一個(gè)孔。然后

35、凸模上行，人工將工件逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)定位螺桿2插入已沖的孔，凸模下行再?zèng)_第二個(gè)孔。按照這樣的步驟依次沖出三個(gè)等分孔。4.3模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)這種以凹模支架作為懸臂結(jié)構(gòu)的模具，對(duì)孔的尺寸大小有局限性。但是沖孔精度不會(huì)受到小孔沖裁力引起的材料局部變形的影響。這套模具結(jié)構(gòu)分布簡(jiǎn)單，只適用于生產(chǎn)批量不大的拉深件或者其他工件的側(cè)面沖孔、切口、沖槽或其他異型孔等。5.沖壓設(shè)備的選擇5.1壓力機(jī)的選擇工藝設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容之一就是選擇沖壓設(shè)備，設(shè)備選擇主要包括設(shè)備規(guī)格和設(shè)備類型的兩個(gè)選擇。這關(guān)系到?jīng)_壓工序的性質(zhì)、沖壓力、模具結(jié)構(gòu)型式、模具的閉合高度和輪廓尺寸以及生產(chǎn)批量、生產(chǎn)成本、產(chǎn)品質(zhì)量等諸多因素。（1） 沖壓設(shè)

36、備類型的選擇：設(shè)備的選擇主要取決于沖壓的工藝要求和生產(chǎn)批量。在設(shè)備類型選定之后，應(yīng)進(jìn)一步根據(jù)沖壓工藝力（包括沖裁力、壓料力、和卸料力等），最大閉合高度、最大裝模高度、閉合高度調(diào)節(jié)量、立柱間距離等；模具閉合高度與壓力機(jī)裝模的關(guān)系： （5-1）式中：-模具閉合高度； -壓力機(jī)的最小閉合高度： -壓力機(jī)的最大閉合高度； -墊板厚度； -壓力機(jī)的最小裝模高度； -壓力機(jī)的最大裝模高度。（2） 沖壓設(shè)備規(guī)格的選擇：設(shè)備主要是指壓力機(jī)行程、公稱壓力、滑塊行程、行程次數(shù)、工作臺(tái)尺寸、墊板尺寸和模柄孔尺寸等；公稱壓力：壓力機(jī)滑塊下話過(guò)程中的沖壓力就是壓力機(jī)的壓力；滑塊行程：滑塊行程應(yīng)保證工件可以順利的從模具中

37、順利的安裝和取出；工作臺(tái)尺寸：工作臺(tái)長(zhǎng)寬要大于下模座的尺寸，每邊預(yù)留60到100mm。查冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)附錄1，選擇開(kāi)式壓力機(jī)j23-25，其技術(shù)參數(shù)如下:公稱壓力：250（kn）滑塊行程：65（mm）行程次數(shù)：55/105（次/min）最大裝模高度： 270（mm）連桿調(diào)整長(zhǎng)度： 55（mm）工作臺(tái)尺寸：前后370（mm），左右360（mm）模柄孔尺寸：直徑30（mm），深度70（mm）5.2壓力機(jī)的校核5.2.1壓力行程該模具的開(kāi)模高度大概有2 32mm，選擇的壓力機(jī)的滑塊行程為65mm,所以壓力機(jī)的行程滿足要求。5.2.2壓力機(jī)工作臺(tái)面尺寸 由于模具外形尺寸為：前后260mm，左右1

38、90mm，而壓力機(jī)工作臺(tái)面尺寸為：前后370mm、左右360mm，所以滿足條件。主要參數(shù)均符合條件，因此最終j23-25。圖5-1 壓力機(jī)總結(jié)與展望 歷經(jīng)5個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，敬請(qǐng)各位老師對(duì)我的設(shè)計(jì)及畢業(yè)論文作最后檢查。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過(guò)參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請(qǐng)教倪利勇副教授有關(guān)模具設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題，是我第二次真正接觸和我專業(yè)相關(guān)的模具設(shè)計(jì)課題，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我得到了很好的鍛煉，大學(xué)學(xué)的東西比較廣泛，起初只是對(duì)模具有一定的了解，但是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我收獲了很多，特別是關(guān)于模具方面的知識(shí)，讓我在大學(xué)四年的知識(shí)得到了很好的鞏固。特別是模具在實(shí)際中可能遇到的具體問(wèn)題，使我在這短暫的時(shí)間里，對(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。使我對(duì)沖壓模具設(shè)計(jì)的各種成型方法，成型零件的設(shè)計(jì)，成型零件的加工工藝，主要工藝參數(shù)的計(jì)算，產(chǎn)品缺陷及其解決辦法，模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及零部件的設(shè)計(jì)等都有了進(jìn)一步的理解和掌握。 現(xiàn)代