塑料薄膜模具工藝設計

長春工業(yè)大學畢業(yè)設計、畢業(yè)論文題目塑料薄膜模具及其數(shù)控加工工藝設計學院機電工程學院專業(yè)班級120115班指導教師趙鑫姓名鄭宇行2016年06月日目錄摘要 4前言 5第一章、零件的工藝分析 71.1.零件圖 81.2.零件工藝分析 8第二章、零件的工藝方案 92.1.沖壓該零件，需要的基本工序和次數(shù) 9第三章、各工序模具結(jié)構(gòu)形式的確定 103.1.落料沖孔模如下圖 10第四章、模具設計必要的尺寸計算 104.1.排樣設計與計算 114.1.1.排樣方法 114.1.2.搭邊值的確定 114.1.3.送料步距與條料寬度計算 114.1.4.材料利用率及排樣草圖 124.2.沖裁力、壓力機的選取及壓力中心計算 124.2.1.沖裁力的計算 124.2.2.卸料力、推件力和頂件力 134.3.沖壓設備的選擇 134.4.確定模具的壓力中心 144.5.沖模尺寸及公差的計算 154.5.1加工方法的確定 154.6.導柱、導套 174.7.定位設計 184.8.凹模周界尺寸計算 184.9.輔助零件尺寸設計 184.10.卸料零件 19第五章、模具總體結(jié)構(gòu)設計 205.1.模具類形的選擇 205.2.定位方式的選擇 205.3.卸料、出件方式的選擇 205.4.導柱、導套位置的確定 205.5.標準件選擇 205.6.凸凹模的設計 215.7.落料凹模的設計 215.8.墊板設計 215.9.凸模固定板設計 215.10.卸料板設計 215.11.模柄設計 22第六章、壓力機的校核 236.1.公稱壓力的選擇 236.2.行程次數(shù) 236.3.滑塊行程（S） 236.4.模具閉合高度 236.5.工作臺面尺寸 246.6.模柄孔尺寸 24第七章、模具零件的加工 25第八章、模具的裝配 268.1.模裝配 268.2.模裝配 26結(jié)束語 27設計心得 28致謝 29參考文獻 30摘要本設計是對給定的產(chǎn)品圖進行沖壓模具設計。沖壓工藝的選擇是經(jīng)查閱相關(guān)資料和和對產(chǎn)品形狀仔細分析的基礎上進行的；沖壓模具的選擇是在綜合考慮了經(jīng)濟性、零件的沖壓工藝性以及復雜程度等諸多因素的基礎上進行的；產(chǎn)品毛坯展開尺寸的計算是在方便建設又不影響模具成型的前提下簡化為所熟悉的模型進行的。文中還對沖壓成型零件和其它相關(guān)零件的選擇原則及選擇方法進行了說明，另外還介紹了幾種產(chǎn)品形狀的毛坯展開尺寸計算的方法和簡化模型，以及沖壓模具設計所需要使用的幾種參考書籍的查閱方法?！娟P(guān)鍵詞】工藝工藝性沖壓工序沖壓模具尺寸AbstractThisprojectisapressdiedesignationbasedontheoriginalproduct.Theelectionofpressprocessisbasedonconsultingcorrelationdatumandanalyzingtheformofmanufacturedproductmeticulous;Theelectionofpressdieisbasedonsynthesisconsiderationsoneconomicalefficiency、theprocessingpropertyofpartandcomplexdegreeisomanyfactors;Calculatingtheworkblankofmanufacturedproductunfolddimensionislinedfeedonthepremiseofcalculationconveniencebutwithoutcontributiondieconfectioningsimplifiedfrequentapplicationcast.Inthetest,tointroducetheelectionprincipleandmeansofpressconfectioningartandmiscellaneousrapportpart,otherwisealsointroducingcalculationmeansontheworkblankfromofmanykindsofproductunfolddimensionandsimplifiedcast,andthemeansoflookinguponthereferencebooksofdesigningpressdie.【keywords】Thecraft；thetechnologycapability；pressprocess;punchdie;thesize.前言模具主要類型有：沖模，鍛摸，塑料模，壓鑄模，粉末冶金模，玻璃模，橡膠模，陶瓷模等。除部分沖模以外的的上述各種模具都屬于腔型模，因為他們一般都是依靠三維的模具形腔是材料成型。模具所涉及的工藝繁多，包括機械設計制造，塑料，橡膠加工，金屬材料，鑄造（凝固理論），塑性加工，玻璃等諸多學科和行業(yè)，是一個多學科的綜合，其復雜程度顯而易見。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，沖壓技術(shù)應用范圍越來越廣泛，在國民經(jīng)濟各部門中，幾乎都有沖壓加工生產(chǎn)，它不僅與整個機械行業(yè)密切相關(guān)，而且與人們的生活緊密相連。沖壓工藝與沖壓設備正在不斷地發(fā)展，特別是精密沖壓。高速沖壓、多工位自動沖壓以及液壓成形、超塑性沖壓等各種沖壓工藝的迅速發(fā)展，把沖壓的技術(shù)水平提高到了一個新高度。新型模具材料的采用和鋼結(jié)合金、硬質(zhì)合金模具的推廣，模具各種表面處理技術(shù)的發(fā)展，沖壓設備和模具結(jié)構(gòu)的改善及精度的提高，顯著地延長了模具的壽命和擴大了沖壓加工的工藝范圍。由于沖壓工藝具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、成本低以及可加工復雜形狀工件等一系列優(yōu)點，在機械、汽車、輕工、國防、電機電器、家用電器，以及日常生活用品等行業(yè)應用非常廣泛，占有十分重要的地位。隨著工業(yè)產(chǎn)品的不斷發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提高，沖壓模具作為個部門的重要基礎工藝裝備將起到越來越大的作用?？梢哉f，模具技術(shù)水平已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要指標。目前國內(nèi)模具技術(shù)人員短缺，要解決這樣的問題，關(guān)鍵在于職業(yè)培訓。我們做為踏入社會的當代學生，就應該掌握扎實的專業(yè)基礎，現(xiàn)在學好理論基礎。畢業(yè)設計是專業(yè)課程的理論學習和實踐之后的最后一個教學環(huán)節(jié)。希望能通過這次設計，能掌握模具設計的基本方法和基本理論。沖模是實現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件.在沖模的設計制造上,目前正朝著以下兩方面發(fā)展:一方面,為了適應高速、自動、精密、安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展，與此相比適應的新型模具材料及其熱處理技術(shù)，各種高效、精密、數(shù)控自動化的模具加工機床和檢測設備以及模具CAD/CAM技術(shù)也在迅速發(fā)展；另一方面，為了適應產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡易沖模及其制造技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。精密、高效的多工位及多功能級進模和大型復雜的汽車覆蓋件沖模代表了現(xiàn)代沖模的技術(shù)水平。目前，50個工位以上的級進模進距精度可達到2微米，多功能級進模不僅可以完成沖壓全過程，還可完成焊接、裝配等工序。我國已能自行設計制造出達到國際水平的精度達2~5微米，進距精度2~3微米，總壽命達1億次。我國主要汽車模具企業(yè)，已能生產(chǎn)成套轎車覆蓋件模具，在設計制造方法、手段方面已基本達到了國際水平，但在制造方法手段方面已基本達到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)、功能方面也接近國際水平，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面與國外相比還存在一定差距。沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有時也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬板料。沖壓加工時，板料在模具的作用下，于其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力。當內(nèi)力的作用達到一定程度時，板料毛坯或毛坯的某個部位便會產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對應的變形，從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的零件。沖壓生產(chǎn)靠模具與設備完成加工過程，所以它的生產(chǎn)率高，而且由于操作簡便，也便于實現(xiàn)機械化和自動化。利用模具加工，可以獲得其它加工方法所不能或難以制造的、形狀復雜的零件。沖壓產(chǎn)品的尺寸精度是由模具保證的，所以質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需要再經(jīng)過機械加工便可以使用。沖壓加工一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣大量的切削材料，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約材料。沖壓產(chǎn)品的表面質(zhì)量較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產(chǎn)的軋制板料或帶料，在沖壓過程中材料表面不受破壞。因此，沖壓工藝是一種產(chǎn)品質(zhì)量好而且成本低的加工工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還具有重量輕且剛性好的特點。沖壓加工在汽車、拖拉機、電機、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產(chǎn)品以及航空、航天和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要的地位?，F(xiàn)代各種先進工業(yè)化國家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達的。在我國的現(xiàn)代化建設進程中，沖壓生產(chǎn)占有重要的地位。當今，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，沖壓工藝技術(shù)也在不斷革新和發(fā)展，這些革新和發(fā)展主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）工藝分析計算方法的現(xiàn)代化（2）模具設計及制造技術(shù)的現(xiàn)代化（3）沖壓生產(chǎn)的機械化和自動化（4）新的成型工藝以及技術(shù)的出現(xiàn)（5）不斷改進板料的性能，以提高其成型能力和使用效果。第一章、零件的工藝分析1.1.零件圖零件形狀簡單，適用模具批量生產(chǎn)，零件材料PVC塑料薄膜，厚度t=0.5mm，產(chǎn)品材料性能分析如下：材料材質(zhì)：PVC，也稱聚氯乙烯抗剪強度（抗彎強度）：70-80Mpa抗拉強度：100-130Mpa其產(chǎn)品圖如下：圖1.1零件圖1.2.零件工藝分析本零件是大批量生產(chǎn)件，用沖壓加工方法由于生產(chǎn)效率高和材料利用率高，可以取得較好的經(jīng)濟效益。由零件零件圖可知，該零件為一般的沖裁結(jié)構(gòu)件，形狀比較簡單，無凹陷或其他形狀突變，尺寸比較小，而且基本對稱，沖壓時受力較均勻。其尺寸精度、各處的圓角半徑均符合沖裁工藝要求。因此要注意保證平面度和折彎角度垂直。通過上述工藝分析，可以看出該零件作為普通的薄板件成型，尺寸精度要求不高，又屬于大量生產(chǎn)，因此可以用沖壓方法生產(chǎn)。第二章、零件的工藝方案2.1.沖壓該零件，需要的基本工序和次數(shù)（a）落料；（b）沖孔；根據(jù)以上這些工序，可以做出以下各種組合方案。方案一：（a）落料；（b）沖孔；（c）沖孔；方案二：（a）落料沖孔（b）沖孔；方案三：（a）落料沖孔；對以上三種方案進行比較，可以看出：方案一，從生產(chǎn)效率、模具結(jié)構(gòu)、加工難度方面考慮，這樣的工序編排工序多，模具簡單，但沖次太多，不適合大批量生產(chǎn)。方案二，落料，沖孔合并，成一付模具，單獨一次沖孔，一共兩個沖次，工序相對還是比較多。不適合大批量生產(chǎn)。方案三，1幅模具，從生產(chǎn)角度考慮，比較合理，但需要校核孔到邊的最小距離是否符合原理，如此，模具壽命也比較長，產(chǎn)品生產(chǎn)穩(wěn)定，適合大批量生產(chǎn)。通過以上的方案分析，可以看出，在大批量生產(chǎn)的條件下，選用方案三是比較合理的。第三章、各工序模具結(jié)構(gòu)形式的確定上面的工藝方案分析和比較中，已經(jīng)選用了方案三的模具種類，選用落料沖孔復合模具進行生產(chǎn)。3.1.落料沖孔模如下圖圖3.1落料沖孔模結(jié)構(gòu)圖本模具（裝配圖如圖所示）在一次行程過程中完成制件的落料、沖孔全部工作：當壓力滑塊下行時，首先在凸凹模和凹模的作用下，從條料上落料，毛坯料被壓在凹模與卸料板之間，在凸凹模，沖頭和凹模同時作用的情況下，完成工作。本次所設計的模具，整體結(jié)構(gòu)是倒裝結(jié)構(gòu)，凸凹模在下，落料凹模在上，下模采用樹脂彈性卸料裝置頂出產(chǎn)品，上模采用剛性卸料裝置打下所沖出的產(chǎn)品，模具結(jié)構(gòu)緊湊，根據(jù)凹模周界和模具閉合高度，選擇合適的標準模架。本次所設計的兩幅模具都是復合模，在壓力機的一次行程中，經(jīng)一次送料定位，在模具的同一部位同時完成2道工序,其沖裁件的相互位置精度高,對條料的定位精度也比較高，因為需要用導料板對條料寬度進行導向。沖壓件精度高,可以很好的保證工件的形狀和尺寸精度,模具結(jié)構(gòu)較一般,制造精度要求比較高,制造周期短,價格相對較低，節(jié)約了成本。工序較集中排除了半成品搬運時間，提高了生產(chǎn)效率。這種模具適用于生產(chǎn)批量大,精度要求高,內(nèi)外形尺寸差較大的沖裁件。這樣操作方便，生產(chǎn)效率提高很多。第四章、模具設計必要的尺寸計算4.1.排樣設計與計算4.1.1.排樣方法排樣對材料的利用率，工件的尺寸精度，生產(chǎn)率，模具制造難易程度和使用壽命有一定的影響。按材料的經(jīng)濟利用程度或廢料的多少，排樣可分為有廢料排樣與少、無廢料排樣兩大類。排樣又可分直排、斜排、對排、對頭斜排、多排、混合排等。有廢料排樣有如下幾種形式：（1）直排排樣時，應優(yōu)先選用直排，因為直排的模具最簡單。但對于三角形、角尺形等工件，采用直排會造成較大的材料浪費，可考慮選擇斜排或?qū)ε?。?）斜排斜排將時制模工作量增大。（3）對排選取對排省料幅度較大。比直排省料可達30%--50%。但需要注意：如果采取送料一次沖一件的方案，即用單凸模，模具結(jié)構(gòu)與直排時基本相同，模具費也相差不大，但只實用于條料，不能用卷料。如下圖所示排樣方法：圖4.2直排4.1.2.搭邊值的確定搭邊值的作用，搭邊是指排樣時零件與條料側(cè)邊這間留下的剩料。其作用是使條料定位，保證零件的質(zhì)量和精度，補償定位誤差，確保沖出合格的零件，并使條料有一定的剛度，不彎曲，便于送進，并能使沖模的壽命提高。為了節(jié)約材料，應選擇合理的搭邊值，它一般與卸料板的形式，條料厚度，沖壓寬度L有關(guān)。本設計采用彈性卸料板，條料厚度t＝0.5mm,沖壓寬度L＝64.5+4.5+4.5=73.5mm>50mm,查《冷沖模設計》P60知：搭邊值工件間＝2.2mm，側(cè)面＝2.5mm。4.1.3.送料步距與條料寬度計算條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距，用A表示。其大小為條料上兩個對應沖裁件的對應點之間的距離，送料步距是工件寬度的兩倍。查《沖壓工藝與模具設計》P63，條料寬度按公式計算即式中L──條料公稱寬度，mm；B──垂直于送料方向的工件尺寸,mm；──側(cè)搭邊，mm；b──側(cè)刃切除的料寬，mm△──△為剪板機下料公差，△=0.5mm條料是由板料剪裁下料而得，為保證送料順利，剪裁時的公差整帶分布規(guī)定上偏差為零，下偏差為負值條料在模具上送進時一般都有導向，當使用導料銷導向而又無側(cè)壓裝置時，在寬度方向也會產(chǎn)生送料誤差。所以條料寬度L=（73.5+2×2.5）=78.5mm送料步距A=64.5+4.5+4.5+2.2=75.7mm4.1.4.材料利用率及排樣草圖通常以一個步距內(nèi)零件的實際面積與所用毛坯面積的百分率來表示：η＝/＝(/LB)×100％式中──個步距內(nèi)零件的實際面積；──個步距內(nèi)所需毛坯面積；L──送料步距；B──條料寬度。經(jīng)計算，一個步距內(nèi)的實際有效面積約為4554.9mm2，一個步距內(nèi)所需毛坯面積為78.5×75.7=5942.45mm2沖裁單件材料的利用率：η=4554.9/5942.45×100%=76.65%因此選用條料，采用直排排樣，這樣的材料利用率較合宜，且操作方便。4.2.沖裁力、壓力機的選取及壓力中心計算4.2.1.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)。其沖裁力F的計算公式為：F＝KLtτ其中F為沖裁力N；L為沖裁件的周長mm；t板料厚度mm；τ為材料的抗剪強度MPa；Ｋ為系數(shù)，常取1.3,PVC抗剪強度70-80Mpa,本次設計取80Mpa。在一般情況下，材料的σb≈1.3τ，為計算方便，也可用這個式子計算沖裁力：F＝Ltσb4-φ3.6圓孔周長為L1=4×3.14×3.6=45.2168-φ4.8圓孔周長為L2=8×3.14×4.8=120.5761-φ18圓孔周長為L3=1×3.14×18=56.52落料周長為L4=272.77落料模具的沖裁力為：F＝Ltσb＝（45.216+120.576+56.52+272.77）×0.5×1.3×80＝25744.264N=25.74KN。4.2.2.卸料力、推件力和頂件力從凸模上卸下板料所需的力稱為卸料力；從凹模內(nèi)向下推出工件或廢料所需的力稱推件力。、和沖件輪廓的形狀、沖裁間隙、材料種類和厚度、潤滑情況、凹模洞口形狀因素有關(guān)。在實際生產(chǎn)中常用以下經(jīng)驗公式計算：式中F──沖裁力；──卸料力系數(shù)；──推件力系數(shù)；──頂件力系數(shù)；n──梗塞在凹模內(nèi)的沖件數(shù)（n＝h/t）h──為凹模直壁洞口的高度。、與可分別由表4.1查取。當沖裁件形狀復雜、沖裁間隙較小，潤滑較差、材料強度高時應取較大的值；反之則應取較小的值。表4.1卸料力、推件力和頂件力系數(shù)料厚/mm0.5～2.50.025～0.060.050.06取為0.06、為0.05=0.06×272.77×0.5×1.3×80＝851.04N=0.851KN。=0.04×（45.216+120.576+56.52）×0.5×1.3×80＝0.4624KN。綜上所述，總的沖裁力為F總=25.74+0.851+0.4624=27.0534KN4.3.沖壓設備的選擇選擇壓力機時，要根據(jù)模具結(jié)構(gòu)來確定，當施力行程較大時（50%～60%）即沖壓時工藝力的總和不能大于壓力機公稱壓力的50%～60%。校正彎曲時，更要使額定壓力有足夠的富余，一般壓力機的公稱壓力要大于校正彎曲力的1.1～1.2倍。在此取了1.2倍，即公稱壓力P1=1.2×27.0534=32.464KN初選壓力機的公稱壓力為160KN，即JH23-16沖床。所選用的壓力機公稱壓力應大于計算出來的總沖壓力32.464kN；壓力機的最大裝模高度應大于或等于209mm(沖模閉合高度+5mm)；工作臺板尺寸應能滿足沖模的正確安裝。按上述要求可選用JH23—16開式雙柱可傾壓力機。選擇壓力機的型號為開式雙柱可傾式壓力機：JH23－16.它的主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力160KN滑塊行程 50mm滑塊行程次數(shù)150次/min最大裝模高度220mm連桿調(diào)節(jié)長度 45mm模柄孔尺寸（直徑×深度/mm）40×60mm工作臺尺寸(前后×左右) 300×450mm電動機功率/KW1.5KW因為，故選擇JH23-16壓力機，滿足要求。4.4.確定模具的壓力中心模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點位置。為了確保壓力機和模具正常工作，應使沖模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，使滑塊和導軌間產(chǎn)生過大的磨損，模具導向零件加速磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。沖模的壓力中心，可按下述原則來確定：（１）對稱形狀的單個沖壓件，沖模的壓力中心就是沖壓件的幾何中心。（２）工件形狀相同且分布位置對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。（３）形狀復雜的零件、多孔沖模、級進模的壓力中心可用解析計算法求出諸力的合力對該軸的力矩。求出合力作用點的座標位置O0(x0,y０)，即為所求模具的壓力中心。

計算公式為：因沖壓力與沖壓周邊長度成正比，所以式中的各沖壓力P１、Ｐ２、Ｐ３……Pn，可分別用各沖壓周邊長度L１、Ｌ２、Ｌ３……Ln代替，即：該產(chǎn)品外形及孔幾乎完全對稱，所以其壓力中心與模具中心吻合，為（0,0）。4.5.沖模尺寸及公差的計算4.5.1加工方法的確定模具制造有凸模和凹模分開加工和凸模和凹模配合加工兩種方法，凸模和凹模分開加工是指凸模和凹模分別按圖樣加工至尺寸，此種方法適用于圓形和簡單的工件；凸模和凹模配合加工可使凸模和凹模具有互換性，便于模具成批制造，但需要較高的公差等級才能保證合理間隙，模具制造困難，加工成本高。所以此方法是與加工形狀復雜或薄板制件的模具。1.落料沖孔模：凸、凹模加工方法一般分為兩種：（1）凸、凹模分開加工法，當凸、凹模分開加工時，模具具有互換性，便于模具成批制造。但是制模精度要求高、制造困難、相應地會增加加工成本。凸、凹模配合加工適合于較復雜的、非圓形的模具，制造簡便，成本低廉。（2）凸、凹模配合加工法，采用配做法制模時，配做件的最后精加工要等基準件完全加工完才進行。按配做法制模的加工順序，落料時先加工凹模，配做凸模；沖孔時先加工凸模，配做凹模。在工件尺寸精度較低，特別是板料較薄時，基準件的公差值較大，而配做件允許的公差值要小得多。這說明基準件加工較容易，而配做件加工較難。用單配加工法常用于生產(chǎn)復雜形狀及薄料沖裁件的模具。在計算復雜形狀的凸模和凹模工作部分的尺寸時，往往存在著三類不同性質(zhì)的尺寸：第一類，凸模或凹模在磨損后會增大的尺寸；第二類，凸?；虬寄Ｔ谀p后會減小的尺寸；第三類，凸模或凹模在磨損后基本不變的尺寸。如圖，其中尺寸a、b、c對于凸模來說屬于第二類尺寸，對于凹模來說屬于第一類尺寸；尺寸d對于凸模來說屬于第一類尺寸，對于凹模來說屬于第二類尺寸；尺寸e對于凸模和凹模來說都是屬于第三類尺寸。圖4.4復雜形狀沖裁件的尺寸分類尺寸的計算方法：第一類尺寸＝(沖裁件上該尺寸的最大極限尺寸－x△)△第二類尺寸＝(沖裁件上該尺寸的最小極限尺寸＋x△)△第三類尺寸＝?jīng)_裁件上該尺寸的中間尺寸±(1/8)△對于該工件來說，在復合模中完成的工步是沖孔，落料，該工件精度無特殊要求，根據(jù)工件公差等級取為IT14級，由于材料薄，模具間隙小，故凸凹模采用配做加工為宜。又根據(jù)排樣圖可知，凹模的加工比凸模的加工要困難，且級進模的所有凹模的孔均在一個模板上，因此，選用凹模為制造基準件。所以不論沖孔、落料，只計算凹模刃口的尺寸及公差。各凸模按凹模各對應尺寸標注其基本尺寸，并注明按凹模實際刃口尺寸配雙面間隙0.03mm。落料模，計算凹模刃口尺寸，按照一定的間隙配做凸模。按磨損情況分類計算：凹模磨損后增大的尺寸，查《中國模具工程大典第4卷模具工程大典》P273，按照公式計算：尺寸75磨損后增大，查表X=0.05=75尺寸70.5磨損后增大，查表X=0.05=70.5尺寸4.5磨損后增大，查表X=0.04=4.5沖孔時，把凸模尺寸換算到凹模的尺寸計算，由于先做凹模，凸模是按凹模以一定的間隙配制的，所以凹模公差δ凹也要比較小。即δ凹＝δ凸－△Ｚ＝1/4△－(Zmax－Zmin)。由圖中可以得到換算后凹模的基本尺寸與公差圖4.6沖孔，將凸模尺寸換算到凹模的計算圖即d凹＝(dmin＋x△＋Zmin－δ凹)落料凸模尺寸：Hj1=(Aj1-Zmin)+Δ=75-0.03=74.97;Hj2=(Aj2-Zmin)+Δ=70.5-0.03=70.47;Hj3=(Aj3-Zmin/2)+Δ;沖孔凹模、落料凸模分別按照沖孔凸模、落料凹模的實際尺寸進行配制，雙邊由表查得Zmax＝0.05mm，Zmin＝0.01mm，△Z＝Zmax－Zmin＝0.04mm大批量生產(chǎn)、且工作精度要求不高，按大間隙可提高模具的壽命。沖孔凸模尺寸：Bj1=(Amin+XΔ)+Δ/4=4.7+0.5×0.2=4.8Bj2=(Amin+XΔ)-Δ/4=3.5+0.5×0.2=3.6Bj3=(Amin+XΔ)-Δ/4=17.8+0.5×0.4=18凹模磨損后減小的尺寸，按公式d凹＝(dmin＋x△＋Zmin－δ凹)計算沖孔凹模為圓形，故可按d凹=(dmin＋x△＋Zmin)計算：孔磨損后變大，查表X=0.5d凹1＝(dmin＋x△＋Zmin)=（4.7+0.5×0.2+0.03）=4.83d凹2＝(dmin＋x△＋Zmin)=（3.5+0.5×0.2+0.03）=3.63d凹3＝(dmin＋x△＋Zmin)=（17.8+0.5×0.4+0.03）=18.03凹模磨損后不變的尺寸，按公式計算：由于現(xiàn)在凹?；旧隙疾捎镁€切割方法加工，精度可達±0.01～0.02mm，而凸模因結(jié)構(gòu)形式不同有多種加工方法。在留出不小于0.02mm研磨量的情況下，采用線切割的機床加工凹模時，各型孔尺寸和孔距尺寸的制造公差均可標注為0.01（為機床的一般能達到的加工精度）。凸凹模的材料根據(jù)性能特點選用Cr12MoV。所以中心距離L1=55.5±0.01，L2=12±0.01，L3=37.5±0.01，L4=64.5±0.01，4.6.導柱、導套導柱與導套結(jié)構(gòu)由標準中選取，尺寸由模架中參數(shù)決定。導柱的長度應保證沖模在最低工作位置時，導柱上端面與上模座頂面的距離不小于10-15mm，而下模座底面與導柱底面的距離應為0.5-1mm。導柱與導套之間的配合為H7/h6,導套與上模座之間的配合為H7/r6，導柱與下模座之間的配合為R7/h5。導柱與導套材料采用20鋼，熱處理硬度為（滲碳）56-62HRC。上下模座材料采用HT200，選用后側(cè)導柱標準模架。落料沖孔模按GB2861.2—81選d=28mm,其中導柱長度有150—240mm，模具閉合高度204mm，選導柱長度180mm。按GB2861.6—81選D=42mm的導套，考慮模具的閉合高度，在此選L=80mm。4.7.定位設計根據(jù)具體的零件厚度配合強度選擇，直徑比較小，所以落料模采用定位銷定位。4.8.凹模周界尺寸計算凹模材料選用Cr12MoV，淬火硬度達到58-62HRC。凹模采用螺釘固定結(jié)構(gòu)，與下模板配合，這樣簡化了模具的結(jié)構(gòu)，節(jié)省了材料的成本。外形尺寸如圖，凹模反面加工臺階，方便擱置退料板，防止掉落凹模，與上模板采用4-M10螺釘連接凹模周界由《冷沖壓工藝與模具設計》得出凹模周界的計算公式厚度H=Kb（≥15mm）式中：b——沖裁件的最大外形尺寸，b=64.5/2+4.5+75/2=74.25K——系數(shù)，查表得K=0.42則H=0.42×74.25=31.185mm，本次設計凹模厚度H取30凹模壁厚c=（1.0~1.5）H（≥30~40mm）=30~45mmD=73.5+2×(30~45)=133.5~163.5mmH=74.25+2×(30~45)=134.25~164.25mm由于凹模翻邊要加工臺階，臺階尺寸比沖裁件的外形尺寸還要大，所以在設計模具時凹模外形尺寸需要適當增大，由《模具設計指導》表5-43矩形凹模標準可查到較為靠近的凹模周界尺寸為170mm×170mm×30mm。4.9.輔助零件尺寸設計由《模具設計指導》表5-4，方便的確定其他沖模零件的數(shù)量、尺寸及主要參數(shù)。其零件參數(shù)如下表所示：凹模周界凸模長度配用模架閉合高度H孔距尺寸最小最大SS1S2S3170×17074.25零件名稱及標準編號卸料板凸模凹模固定板上墊板170×170×1574.25×73.5×55170×170×30170×170×15170×170×8螺釘圓柱銷卸料螺釘彈簧螺釘圓柱銷圓柱銷M8×60φ8×50M8×60M10×80φ10×80φ10×80選擇標準模架由凹模周界尺寸及模架閉合高度在180~209mm之間，查《模具設計指導》表5-7選用模架：22#后側(cè)兩導柱標準模架GB/T2851.1—1990，上模座厚度35mm，下模座厚度40mm，模架材料為灰口鑄鐵。4.10.卸料零件壓料用彈性元件常用的主要由彈簧、橡膠及氣墊三種，但查有關(guān)資料了解到，目前國內(nèi)中小型壓力機中安裝氣墊的較少，所以常用的彈性元件是彈簧和橡膠。本設計中由于材料比較小，卸料力小，考慮壓縮量的大小，建議選擇彈簧或者樹脂，其優(yōu)點是購買方便，更換方便，安裝調(diào)整也很方便，卸料壓邊能力都很強。第五章、模具總體結(jié)構(gòu)設計5.1.模具類形的選擇由沖壓工藝分析和設計目的、要求以及從經(jīng)濟方面考慮，本套模具選用一道簡單工序復合模，落料沖孔模。工序簡單，模具結(jié)構(gòu)也不復雜。5.2.定位方式的選擇該模具活動部件采用導柱導套定位，固定部件采用銷釘定位。5.3.卸料、出件方式的選擇根據(jù)模具沖壓的運動特點以及推件力的大小,該兩副模具采用彈壓頂出卸料方式比較方便，因為工件料厚為0.5mm。利用彈壓裝置頂出模具零件，從而把產(chǎn)品頂出，即安全又可靠。5.4.導柱、導套位置的確定為了提高模具的壽命和工件質(zhì)量，方便安裝、調(diào)整、維修模具，該簡單模采用后側(cè)導柱模架。其導柱和導套則根據(jù)所選定的模架按標準選取。根據(jù)凹模周界大小及模具總閉合高度，落料沖孔選用22#后側(cè)導柱模架。5.5.標準件選擇上、下模座螺釘選取由凹模周界170mm×170mm×30mm選用M10的內(nèi)六角圓柱頭螺釘參照模具各零件的具體情況，上模座選用4顆M10X80的內(nèi)六角圓柱頭螺釘固定。下模座選用4顆M10X50的內(nèi)六角圓柱頭螺釘固定。(螺釘)根據(jù)模具的實際情況上模座選用兩顆Φ10×80的圓柱銷釘定位下模座選用兩顆Φ10×50的圓柱銷釘定位(圓柱銷釘)參照模具各零件的具體情況，合理布置螺釘、圓柱銷的位置，從GB70—76和GB119—76中選適當?shù)囊?guī)格與尺寸。5.6.凸凹模的設計（如圖），凸模材料選用Cr12MoV，淬火硬度達到58-62HRC。采用2-M6螺釘與下模板鏈接，凸模外形與固定板采用過盈配合的方式，固定板與下模板螺釘和銷釘固定：5.7.落料凹模的設計凹模材料選用Cr12MoV，淬火硬度達到58-62HRC。與上模板采用螺釘和銷釘連接。5.8.墊板設計墊板的作用是直接承受和擴散凸模傳來的沖壓力，以減小上模板所承受的單位壓力，保護凸模頂端面的上模板面不被凸模頂端壓陷。墊板用45鋼制造，淬火硬度為HRC43～48，上下面須磨平，保證平行。本模具墊板厚度?。?0mm，長、寬尺寸取與凹模長、寬一樣。5.9.凸模固定板設計凸模要借助于凸模固定板才能安裝在上模板上。凸模固定板厚度可取為凹模厚度的0.5～0.8倍，長寬尺寸比凹模的對應尺寸略小或相同，以減小沖模形成的危險區(qū)的面積。凸模裝入凸模固定板的部位與固定板呈過渡配合，即H7／m6。凸模裝入固定板后，其頂面要與固定板頂面一起磨平。由于凹模的厚度已定為30mm，所以凸模固定板根據(jù)標準定為18mm。外形尺寸同凹模大小相同。5.10.卸料板設計由于本零件厚度為0.5mm，精度和平整度要求也較高，所以本模具采用彈性卸料裝置，卸料力由彈簧產(chǎn)生。卸料孔與凸模的單邊間距取板料厚度的0.1～0.2倍，卸料板長、寬尺寸取與凹模長、寬一樣的尺寸。所以，卸料板厚度取為18mm，長、寬分別為170mm和170mm。5.11.模柄設計模柄的作用是固定上模座于壓力機滑塊上時使模具的壓力中心與壓力機的壓力中心保證一致。模柄的長度不得大于壓力機滑塊里模柄孔的深度，模柄直徑應與模柄孔一致。本模具選用凸緣模柄，由鏍釘將模柄與上模座連在一起。根據(jù)所選擇的沖床為J23-40，由文獻[2，表1.4-22]得，模柄孔尺寸為4060，由文獻[2，表5.2-26]得：選用通用模柄＝40mm。則模柄A4060JB/T7646.6-1994，材料為45#，技術(shù)條件按JB/T7653-1994的規(guī)定。第六章、壓力機的校核6.1.公稱壓力的選擇選擇壓力機時，要根據(jù)模具結(jié)構(gòu)來確定，當施力行程較大時（50%～60%）即沖壓時工藝力的總和不能大于壓力機公稱壓力的50%～60%。校正彎曲時，更要使額定壓力有足夠的富余，一般壓力機的公稱壓力要大于校正彎曲力的1.5～2倍。在此取了1.8倍，即公稱壓力P=1.8×27.0534=48.696KN初選壓力機的公稱壓力為160KN，即JH23-16型開式可傾壓力機。6.2.行程次數(shù)選擇用于彎曲的壓力機的行程次數(shù)主要考慮以下因素：1.考慮操作方式（進、出料速度的快慢）；2.彎曲時，金屬變形需要過程限制了行程次數(shù)增加；3.該件為大批量生產(chǎn)，要以較大的行程次數(shù)來提高生產(chǎn)效率。JH23-16型壓力機的行程次數(shù)有150次/min等，合理選擇。6.3.滑塊行程（S）滑塊行程是指滑塊的最大運動距離，即曲柄旋轉(zhuǎn)一周，上死點至下死點的距離。其值為曲柄半徑的兩倍：S=2R。選擇用于彎曲的壓力機的滑塊行程主要考慮以下因素：1.要保證毛坯放進和工件取出，應使滑塊行程大于工件高度的兩倍以上，。2.該件為大批量生產(chǎn)，需要以限制行程來增加行程次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。JH23-16型壓力機的滑塊行程為50mm，大于工件高度的兩倍，滿足產(chǎn)品彎曲時的沖壓行程。6.4.模具閉合高度壓力機的閉合高度是指滑塊在下死點時，滑塊底面到工作臺上平面之間的距離。①壓力機的閉合高度可以通過調(diào)整連桿長度來改變其大小，將連桿調(diào)至最短時，閉合高度最大，稱最大閉合高度；將連桿調(diào)至最長時，閉合高度最小，稱最小閉合高度。JH21-16型壓力機的最大閉合高度為220mm，連桿調(diào)節(jié)量為45mm，故最小閉合高度為175mm；②當壓力機工作臺面上有墊板時，用壓力機的閉合高度減去墊板厚度，就是壓力機的裝模高度，沒有墊板的壓力機，其裝模高度與閉合高度相等；③模具的閉合高度是指壓力機滑塊在下止點位置時，模具上模座上平面至下模座下平面之間的距離。本次設計的模具閉合高度剛好在此范圍內(nèi)，175＜204＜220，所以該模具符合此壓力機。6.5.工作臺面尺寸壓力機工作臺尺寸應大于下模周界50～70mm。JH23-16型的壓力工作臺尺寸（前后左右）為300mm450mm。那么，設計時模具的下模座（寬長）不要超過250mm350mm。6.6.模柄孔尺寸直徑×深度為φ40×60mm，那么，設計時模具的模柄尺寸要與模柄孔匹配。第七章、模具零件的加工普通零件的加工是按產(chǎn)品零件圖要求全部加工完畢，再進行總裝。而模具零件的加工有些是不能按模具零件圖全部加工完畢的，要待部件組裝或整模組裝時修配或配鉆，所以模具零件圖上的形狀和尺寸是否全部加工出來，還要根據(jù)模具加工的裝配方法而定。若以凸模凹模為基準裝配時，零件圖上的導柱孔在零件加工時就不加工，若以四導柱導套作型腔，凸模相對位置控制基準時，則凹模及凸模固定板的導柱孔應與凹?；蛲鼓９潭ò宓男涂自诟靼逯贤瑫r加工出來。使用銑床加工一個零件時，必須先把零件的相關(guān)尺寸、材料、使用刀具、加工參數(shù)確定下來，保證加工能順利完成，同時，設計方面也要考慮到加工的難易程度，以減少加工的困難，在加工模具零件之前要慎重考慮各種細節(jié)。在買回來的模板里，要確定模板的加工基準，哪些面是基準面，這一般在訂購模板時會標明哪幾個面是經(jīng)過打磨，之后就是把加工基準定下來，當然事前必須準備好零件圖，根據(jù)零件圖來定位加工方案，如果要用到數(shù)控編程，就必須把加工原點定出來。定好加工方案后，就可以開始加工，先把工件裝夾到虎口鉗上，使用銅錘敲擊以使工件被夾緊，然后打表，在打表時要非常小心，當表很靠近工件時，不能使用加速進給，否則很容易碰壞儀器，在校平行度時，最好先來回走幾遍，觀察大概偏向，然后要小心敲擊工件，使其保持在很小的偏差范圍就行了，把兩個基準方向的平行度定好后，就要用分中器確定原點坐標，在設置坐標時要將分中器的半徑算進去，這樣才能使主軸對應工件原點，x-y平面的坐標定下來后，就要把刀具裝到銑床上，使用半徑范圍內(nèi)的夾具把刀具夾緊，裝上道具后就是確定z方向上的原點，一般選擇工件表面為0以方便編程。之后就是加工，如果是選用數(shù)控加工，必須使程序和當前銑床的刀具起點相一致，否則加工位置就會錯誤，同時還要察看刀具路線是否會超出銑床的工作行程，防止出事故。如果程序沒錯，就可以傳到數(shù)控銑床運行。不同刀具要使用不同轉(zhuǎn)速，鉆孔要比銑槽的轉(zhuǎn)速慢，進給速度要根據(jù)觀察來手動調(diào)試，加工時要時刻觀察走刀情況，同時適當加冷卻液及掃除鐵屑，若發(fā)生事故，必須馬上停止。當程序完成后，刀具就會回原點，繼續(xù)做下一工序。第八章、模具的裝配根據(jù)簡單模的工作特點,先裝上模,再裝下模較為合理,并調(diào)整間隙,試沖,返修.具體過程如下:8.1.模裝配8.1.1檢查各將要裝配零件是否符合圖紙要求,形狀并作好劃線,定位等準備工作.8.1.2將凸模與凸模固定板裝配,再與凹模板裝配,并調(diào)整間隙.8.1.3的凸模及凹模與上模座,并在次檢查間隙是否合理后,打入銷釘及擰入螺絲.8.2.模裝配8.2.1要裝配零件是否符合圖紙要求,形狀并作好劃線,定位等準備工作.8.2.2放在下模座上,再裝入凸凹模固定板并調(diào)整間隙,以免發(fā)生干涉及工件損壞.接著依次按順序裝入銷釘,活動擋料銷,彈頂橡膠塊及卸料板,檢查間隙等合理后擰入卸料螺釘,再擰入緊固螺釘,并再次檢查調(diào)整.8.2.3的上下模按導柱,導套配合進行組裝,檢查間隙及其它裝配合理后裝機進行試沖并根據(jù)試沖結(jié)果作出相應調(diào)整,直到生產(chǎn)出合格制件.結(jié)束模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志，因為模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。經(jīng)國務院批準，從1997年到2000年，對80多家國有專業(yè)模具廠實行增值稅返還70%的優(yōu)惠政策，以扶植模具工業(yè)的發(fā)展。所有這些，都充分體現(xiàn)了國務院和國家有關(guān)部門對發(fā)展模具工業(yè)的重視和支持。模具是裝備制造業(yè)的核心，作為機械制造業(yè)的基礎，模具水平基本反映了這個國家工業(yè)水平的高低。我國的模具工業(yè)水平，雖然經(jīng)過改革開放以來30年的追趕，但畢竟底子太薄，到現(xiàn)在為止水平并不高，尤其大中型模具的實力遠遠不夠。30年來，我們利用全球的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的歷史機遇，投入很大資源發(fā)展模具行業(yè)，但基本上還只是一些低端模具發(fā)展較為成熟些，中高端模具發(fā)展遇到眾多瓶頸。目前我國模具遠不能滿足國內(nèi)需求，國產(chǎn)模具在國內(nèi)市場占有率為低端模具70%，中端模具35%，高端模具不到10%，特別是大型高端模具比如汽車模需要大量進口。我國模具行業(yè)要追趕發(fā)達國家還需要很長的路，國家需要更多的政策引導，企業(yè)需要更加重視研發(fā)而不是代加工.對于我們這樣接受了專業(yè)系統(tǒng)的本科教育大學生也是未來的模具儲備人才來說，我們具有較高的起點，我們關(guān)注的不應該局限于模具技術(shù)，雖然我國模具行業(yè)的進一步發(fā)展遇到的問題主要還是技術(shù)問題，但是我們應該把視野放寬些，只有好的企業(yè)才能搞到好的技術(shù)，我們要關(guān)注更多模具市場企業(yè)的經(jīng)營與改善，模具企業(yè)十分也需要我們這樣的人才，既懂技術(shù)又懂管理又了解市場動態(tài)的人才，這才是我們應該擔起振興模具行業(yè)的歷史使命。本設計就是本著這個思想對產(chǎn)品模具進行分析設計，力求設計出技術(shù)水平高、經(jīng)濟效益好的模具，同時也圍繞著對新產(chǎn)品開發(fā)、新產(chǎn)品投入生產(chǎn)這個理念展開設計。零件零件形狀較為簡單，所以加工工藝也不復雜。通過對零件圖的綜合分析與實習單位的實際生產(chǎn)要求，設計出了最可行的加工方案。本模具有生產(chǎn)率高、精度高的特點，加工過程又不會影響制品尺寸，這非常符合實習公司的實際生產(chǎn)要求，對單位能保持全國模具行業(yè)的領先地位也有一定的促進作用。整套模具的設計過程中使用了先進的CAD/CAM技術(shù)進行輔助設計，在保證模具高精度的同時簡化了傳統(tǒng)的繁瑣計算過程，使得設計更為便捷。由此可以看到，在大型級進模、高精密、高復雜性、高技術(shù)含量先進模具的設計中，使用先進的CAD/CAE/CAM技術(shù)進行輔助設計會是一條必經(jīng)之路。設計心得通過本次畢業(yè)設計，在理論知識的指導下，結(jié)合認識實習和生產(chǎn)實習中所獲得的實踐經(jīng)驗，在老師和同學的幫助下，認真獨立地完成了本次畢業(yè)設計。在本次設計的過程中，通過自己實際的操作計算，我對以前所學過的專業(yè)知識有了更進一步、更深刻的認識，能夠把自己所學的知識比較系統(tǒng)的聯(lián)系起來。同時也認識到了自己的不足之處。到此時才深刻體會到，以前所學的專業(yè)知識還是有用的，而且都是模具設計與制造最基礎、最根本的知識。本次畢業(yè)設計歷時一個月左右，從最初的領會畢業(yè)設計的要求，到對拿到自己手上的沖壓件的沖壓性能的分析計算，諸如對沖壓件結(jié)構(gòu)的分析，對形狀的分析等，不斷地分析計算，對要進行設計的沖壓件有了一個比較全面深刻的認識，并在此基礎上綜合考慮生產(chǎn)中的各種實際因素，最后確定本次畢業(yè)設計