畢業(yè)設計說明書----柴油機墊片沖壓工藝及模具設計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1沖壓的概念，特點與發(fā)展1</p><p>　　1.2沖壓的基本工序及模具2</p><p>　　1.3沖壓技術的現(xiàn)狀及發(fā)展方向2</p><p&g

2、t;　　2 模具總體設計6</p><p>　　2.1 沖裁工藝分析6</p><p>　　2.1.1 材料分析6</p><p>　　2.1.2 結構分析6</p><p>　　2.1.3 精度分析6</p><p>　　2.2 沖壓工藝方案的確定6</p><p>　　2.3 沖

3、壓工藝計算7</p><p>　　2.3.1 排樣 計算條料寬度及確定步距7</p><p>　　2.3.2沖模刃口尺寸及公差的計算10</p><p>　　2.3.3計算總沖壓力12</p><p>　　2.3.4確定壓力中心13</p><p>　　2.4 模具總體結構圖13</p>&

4、lt;p>　　3 模具零部件設計15</p><p>　　3.1 工作零件設計15</p><p>　　3.1.1 凸模15</p><p>　　3.1.2 凹模16</p><p>　　3.1.3 凸凹模16</p><p>　　3.2定位零件17</p><p>　　3.2

5、.1側刃17</p><p>　　3.2.2檔料18</p><p>　　3.3卸料與出料裝置18</p><p>　　3.4標準模架18</p><p>　　3.4.1級進模模架的選擇19</p><p>　　3.4.2復合模模架的選擇19</p><p>　　3.4.3導柱和導套

6、19</p><p>　　3.5連接與緊固零件21</p><p>　　3.5.1模柄21</p><p>　　3.5.2固定板21</p><p>　　3.5.3墊板23</p><p>　　3.5.4螺釘與銷釘23</p><p>　　4壓力機的校核24</p>

7、<p>　　5 模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制25</p><p>　　5.1總裝工藝25</p><p>　　5.2 非標準零件的加工工藝25</p><p><b>　　6 結論28</b></p><p><b>　　參考文獻29</b></p><p&

8、gt;<b>　　致 謝30</b></p><p><b>　　附 錄31</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1沖壓的概念，特點與發(fā)展</p><p>　　沖壓是利用安裝在沖壓設備（主要是壓力機）上的模具對材料施加壓

9、力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進行冷變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程術。</p><p>　　沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關重要，沒有符合要求的沖模，批量沖

10、壓生產(chǎn)就難以進行；沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設備和沖壓材料構成沖壓加工的三要素，只有它們相互結合才能得出沖壓件。</p><p>　　與機械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術方面還是經(jīng)濟方面都具有許多獨特的優(yōu)點。主要表現(xiàn)如下。</p><p>　　(1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實現(xiàn)機械化與自動化。這是因為沖壓是依靠沖模和沖壓

11、設備來完成加工，普通壓力機的行程次數(shù)為每分鐘可達幾十次，高速壓力要每分鐘可達數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。</p><p>　?。?）沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。</p><p>　?。?）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復雜的零件，如小到鐘表

12、的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應，沖壓的強度和剛度均較高。</p><p>　?。?）沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。</p><p>　　但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技術要求高，是技術密集形產(chǎn)品。所以，

13、只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟效益。</p><p>　　沖壓地、在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應用十分廣泛。相當多的工業(yè)部門越來越多地采用沖壓法加工產(chǎn)品零部件，如汽車、農(nóng)機、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當?shù)拇?，少則60%以上，多則90%以上。不少過去用鍛造=鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也

14、被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說，如果生產(chǎn)中不諒采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、快速進行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實現(xiàn)的。</p><p>　　1.2 沖壓的基本工序及模具</p><p>　　由于沖壓加工的零件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同，因而生產(chǎn)中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來，可分為分離工序和成形工序兩大類；

15、分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質(zhì)量的沖壓（俗稱沖裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。</p><p>　　上述兩類工序，按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序，每種基本工序還包含有多種單一工序。</p><p>　　在實際生產(chǎn)中，當沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較少而公差要求較小時

16、，若用分散的單一工序來沖壓是不經(jīng)濟甚至難于達到要求。這時在工藝上多采用集中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內(nèi)完成，稱為組合的方法不同，又可將其分為復合-級進和復合-級進三種組合方式。</p><p>　　復合沖壓——在壓力機的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法式。</p><p>　　級進沖壓——在壓力機上的一次工作行程中，

17、按照一定的順序在同一模具的不同工位上完面兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。</p><p>　　復合-級進——在一副沖模上包含復合和級進兩種方式的組合工序。</p><p>　　沖模的結構類型也很多。通常按工序性質(zhì)可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復合模和級進模等。但不論何種類型的沖模，都可看成是由上模和下模兩部分</p><

18、;p>　　組成，上模被固定在壓力機工作臺或墊板上，是沖模的固定部分。工作時，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機滑塊帶動上模下壓，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上?；厣龝r，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來，以便進行下一次沖壓循環(huán)。</p><p>　　1.3 沖壓技術的現(xiàn)狀及發(fā)展方向</p><

19、;p>　　隨著科學技術的不斷進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術、新工藝、新設備、新材料不斷涌現(xiàn)，因而促進了沖壓技術的不斷革新和發(fā)展。其主要表現(xiàn)和發(fā)展方向如下。</p><p>　　(1) 沖壓成形理論及沖壓工藝方面</p><p>　　沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術的基礎。目前，國內(nèi)外對沖壓成形理論的研究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成形過程應力應變分析、板料變形規(guī)律研究及坯

20、料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進展。特別是隨著計算機技術的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進一步完善，近年來國內(nèi)外已開始應用塑性成形過程的計算機模擬技術，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模擬金屬的塑性成形過程，根據(jù)分析結果，設計人員可預測某一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并通過在計算機上選擇修改相關參數(shù)，可實現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設計。這樣既節(jié)省了昂貴的試模費用，也縮短了制模具周期。</p><p

21、>　　研究推廣能提高生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本和擴大沖壓工藝應用范圍的各種壓新工藝，也是沖壓技術的發(fā)展方向之一。目前，國內(nèi)外相繼涌現(xiàn)出精密沖壓工藝、軟模成形工藝、高能高速成形工藝及無模多點成形工藝等精密、高效、經(jīng)濟的沖壓新工藝。其中，精密沖裁是提高沖裁件質(zhì)量的有效方法，它擴大了沖壓加工范圍，目前精密沖裁加工零件的厚度可達25mm，精度可達IT16~17級；用液體、橡膠、聚氨酯等作柔性凸?；虬寄５能浤３尚喂に?，能加工出用普通加工方法

22、難以加工的材料和復雜形狀的零件，在特定生產(chǎn)條件下具有明顯的經(jīng)濟效果；采用爆炸等高能效成形方法對于加工各種尺寸在、形狀復雜、批量小、強度高和精度要求較高的板料零件，具有很重要的實用意義；利用金屬材料的超塑性進行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的沖壓成形工序，這對于加工形狀復雜和大型板料零件具有突出的優(yōu)越性；無模多點成形工序是用高度可調(diào)的凸模群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進行板料曲面成形的一種先進技術，我國已自主設計制造了具有國際領先水平的無模多點成

23、形設備，解決了多點壓機成形法，從而可隨意改變變形路徑與受力狀態(tài)，提高了材料的成形極限，同時利用反復成形技術可消除材料內(nèi)殘余應力，實現(xiàn)</p><p>　　(2) 沖模是實現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件.</p><p>　　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

24、新型模具材料及其熱處理技術，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也得到了迅速發(fā)展。</p><p>　　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)代沖模的技術水平。目前，50個工位以上的級進模進距精

25、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，模具結構、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。</p><p

26、>　　模具制造技術現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎。計算機技術、信息技術、自動化技術等先進技術正在不斷向傳統(tǒng)制造技術滲透、交叉、融合形成了現(xiàn)代模具制造技術。其中高速銑削加工、電火花銑削加工、慢走絲切割加工、精密磨削及拋光技術、數(shù)控測量等代表了現(xiàn)代沖模制造的技術水平。高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質(zhì)量（主軸轉速一般為15000~40000r/min）,加工精度一般可達10微米，最好的表面粗糙度Ra≤1微米），而且與

27、傳統(tǒng)切削加工相比具有溫升低（工件只升高3攝氏度）、切削力小，因而可加工熱敏材料和剛性差的零件，合理選擇刀具和切削用量還可實現(xiàn)硬材料（60HRC）加工；電火花銑削加工（又稱電火花創(chuàng)成加工）是以高速旋轉的簡單管狀電極作三維或二維輪廓加工（像數(shù)控銑一樣），因此不再需要制造昂貴的成形電極，如日本三菱公司生產(chǎn)的EDSCAN8E電火花銑削加工機床，配置有電極損耗自動補償系統(tǒng)、CAD/CAM集成系統(tǒng)、在線自動測量系統(tǒng)和動態(tài)仿真系統(tǒng)，體現(xiàn)了當今電火花加

28、工機床的技術水平；慢走絲線切割技術的發(fā)展水平已相當高，功能也相當完善，自動化程度已達到無人看管運行的程度，目前切割速度已達到300m</p><p>　　(3) 沖壓設備和沖壓生產(chǎn)自動化方面</p><p>　　性能良好的沖壓設備是提高沖壓生產(chǎn)技術水平的基本條件，高精度、高壽命、高效率的沖模需要高精度、高自動化的沖壓設備相匹配。為了滿足大批量高速生產(chǎn)的需要，目前沖壓設備也由單工位、單功能、

29、低速壓力機朝著多工位、多功能、高速和數(shù)控方向發(fā)展，加之機械乃至機器人的大量使用，使沖壓生產(chǎn)效率得到大幅度提高，各式各樣的沖壓自動線和高速自動壓力機紛紛投入使用。如在數(shù)控四邊折彎機中送入板料毛坯后，在計算機程序控制下便可依次完成四邊彎曲，從而大幅度提高精度和生產(chǎn)率；在高速自動壓力機上沖壓電機定轉子沖片時，一分鐘可沖幾百片，并能自動疊成定、轉子鐵芯，生產(chǎn)效率比普通壓力機提高幾十倍，材料利用率高達97%；公稱壓力為250KN的高速壓力機的滑塊

30、行程次數(shù)已達2000次/min以上。在多功能壓力機方面，日本田公司生產(chǎn)的2000KN“沖壓中心”采用CNC控制，只需5min時間就可完成自動換模、換料和調(diào)整工藝參數(shù)等工作；美國惠特尼公司生產(chǎn)的CNC金屬板材加工中心，在相同的時間內(nèi)，加工沖壓件的數(shù)量為普通壓力機的4~10倍，并能進行沖孔、分段沖裁、彎曲和拉深等多種作業(yè)。</p><p>　　近年來，為了適應市場的激烈競爭，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，且其更新?lián)Q代的周

31、期大為縮短。沖壓生產(chǎn)為適應這一新的要求，開發(fā)了多種適合不同批量生產(chǎn)的工藝、設備和模具。其中，無需設計專用模具、性能先進的轉塔數(shù)控多工位壓力機、激光切割和成形機、CNC萬能折彎機等新設備已投入使用。特別是近幾年來在國外已經(jīng)發(fā)展起來、國內(nèi)亦開始使用的沖壓柔性制造單元（FMC）和沖壓柔性制造系統(tǒng)（FMS）代表了沖壓生產(chǎn)新的發(fā)展趨勢。FMS系統(tǒng)以數(shù)控沖壓設備為主體，包括板料、模具、沖壓件分類存放系統(tǒng)、自動上料與下料系統(tǒng)，生產(chǎn)過程完全由計算機控制

32、，車間實現(xiàn)24小時無人控制生產(chǎn)。同時，根據(jù)不同使用要求，可以完成各種沖壓工序，甚至焊接、裝配等工序，更換新產(chǎn)品方便迅速，沖壓件精度也高。</p><p>　　(4)沖壓標準化及專業(yè)化生產(chǎn)方面</p><p>　　模具的標準化及專業(yè)化生產(chǎn)，已得到模具行業(yè)和廣泛重視。因為沖模屬單件小批量生產(chǎn)，沖模零件既具的一定的復雜性和精密性，又具有一定的結構典型性。因此，只有實現(xiàn)了沖模的標準化，才能使沖模和

33、沖模零件的生產(chǎn)實現(xiàn)專業(yè)化、商品化，從而降低模具的成本，提高模具的質(zhì)量和縮短制造周期。目前，國外先進工業(yè)國家模具標準化生產(chǎn)程度已達70%~80%，模具廠只需設計制造工作零件，大部分模具零件均從標準件廠購買，使生產(chǎn)率大幅度提高。模具制造廠專業(yè)化程度越不定期越高，分工越來越細，如目前有模架廠、頂桿廠、熱處理廠等，甚至某些模具廠僅專業(yè)化制造某類產(chǎn)品的沖裁?；驈澢＃@樣更有利于制造水平的提高和制造周期的縮短。我國沖模標準化與專業(yè)化生產(chǎn)近年來也有

34、較大發(fā)展，除反映在標準件專業(yè)化生產(chǎn)廠家有較多增加外，標準件品種也有擴展，精度亦有提高。但總體情況還滿足不了模具工業(yè)發(fā)展的要求，主要體現(xiàn)在標準化程度還不高（一般在40%以下），標準件的品種和規(guī)格較少，大多數(shù)標準件廠家未形成規(guī)?；a(chǎn)，標準件質(zhì)量也還存在較多問題。另外，標準件生產(chǎn)的銷售、供貨、服務等都還有待于進一步提高。</p><p><b>　　2模具總體設計</b></p>

35、<p>　　如圖2-1所示零件：柴油機墊片</p><p>　　生產(chǎn)綱領：50000件/年</p><p>　　材料：08 t=2mm</p><p>　　精度要求：IT13或IT10</p><p>　　設計該零件的沖壓工藝與模具</p><p>　　圖2-1 墊片零件圖</p>&l

36、t;p>　　2.1沖裁件工藝分析</p><p>　　2.1.1 材料分析：08鋼板是優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼，具有良好的可沖壓性能。</p><p>　　2.1.2 結構分析：</p><p>　　零件結構簡單對稱，外形均有圓弧連接過度，對沖裁加工較為有利。零件上有三個孔，其中最小孔徑為10mm，大于沖裁最小孔徑≥的要求。另外，經(jīng)計算直徑為φ10mm的孔距零件外形之

37、間的孔邊距為5mm，大于沖裁件最小孔邊距≥的要求。所以，該零件的結構滿足沖裁的要求。</p><p>　　2.1.3 精度分析：</p><p>　　零件上未標注尺寸標注了公差，根據(jù)零件精度要求的不同，可以加工精度為IT13或IT10，由以上分析可知，該零件可以用普通沖裁的加工方法制得。</p><p>　　2.2 沖裁工藝方案的確定</p><

38、p>　　零件為一落料沖孔件，可提出的加工方案如下：</p><p>　　方案一：先落料，后沖孔。采用兩套單工序模生產(chǎn)。</p><p>　　方案二：落料—沖孔復合沖壓，采用復合模生產(chǎn)。</p><p>　　方案三：沖孔—落料連續(xù)沖壓，采用級進模生產(chǎn)。</p><p>　　方案一的模具結構簡單，但需兩道工序、兩副模具，生產(chǎn)效率低，零件精度

39、較差，難以滿足零件年產(chǎn)量的要求。</p><p>　　方案二只需一副模具，沖壓件的形狀位置精度和尺寸精度易于保證，且生產(chǎn)效率高。盡管模具結構較方案一復雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。</p><p>　　方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率也很高，但與方案二相比生產(chǎn)的零件精度稍差。欲保證沖壓件的形狀位置精度，需在模具上設置導正銷導正，模具制造、裝配較復合模略復雜。</p

40、><p>　　所以，比較三個方案，對于精度要求為IT13級時，采用級進模較合理，對于精度要求為IT10時采用方案二生產(chǎn)更為合理?，F(xiàn)對復合模中凸凹模壁厚進行校核（結構見右圖2-2），現(xiàn)查得，當材料厚度為2mm時凸凹模最小壁厚為4.9mm，而該零件上的孔邊距只有5mm，滿足復合模凸凹模最小壁厚的要求，因此，該零件既可以采用級進模又可以采用復合模。 </p><

41、;p>　　2.3 沖裁工藝計算</p><p><b>　　2.3.1排樣計算</b></p><p>　　(1)計算條料寬度及確定步距</p><p>　　首先查〈〈冷沖壓工藝及模具設計與制造〉〉表2-6差得a=1.2mm,a1=1.5mm,又由側刃且料寬度為1~2.5mm,取b=2mm。</p><p>　　由

42、表2-7查得⊿=0.6。</p><p><b>　?。?）利用率計算；</b></p><p>　　模具導料零件采用無側壓的導料板裝置，所以條料寬度應在零件尺寸增加搭邊值的基礎上再增加一間隙值，可查得該間隙值為0.5mm。分析零件形狀，應采用單直排或斜排的排樣方式，零件可能的排樣方式有圖所示三種。</p><p>　　圖2-3 方案（a）&

43、lt;/p><p>　　圖2-4 方案（b）</p><p>　　圖2-5 方案（c）</p><p>　　比較方案b和方案c，顯然方案c的材料利用率要高，所以首先排除方案b。現(xiàn)選用1500mm×1000mm的鋼板，則需計算采用不同的裁剪方式時，每張板料能出的零件總個數(shù)。</p><p>　　裁成寬83mm、長1500mm的條料，則

44、一張板材能出的零件總個數(shù)為</p><p>　　裁成寬83mm、長1000mm的條料，則一張板材能出的零件總個數(shù)為</p><p>　　裁成寬53mm、長1500mm的條料，則一張板材能出的零件總個數(shù)為</p><p>　　裁成寬53mm、長1000mm的條料，則一張板材能出的零件總個數(shù)為</p><p>　　比較以上四種裁剪方法，后兩種裁剪

45、方法的材料利用率最高（在斜排中，為了保證沖孔凹模與落料凹模之間的刃口強度，將零件間的搭邊值由1.2mm人為增大到3mm），所以最終裁剪方式為寬53.5mm、長1500mm的條料。</p><p>　　a.當為帶側刃的級進模時：條料寬度按相應的公式計算：查〈〈冷沖壓工藝及模具設計與制造〉〉公式2-2</p><p>　　B=(l+2a1+ab)-⊿ </p><p>

46、　　B=(50+2×1.5+1.2×2)-0.6</p><p><b>　　=57-0.6</b></p><p>　　查〈〈冷沖壓工藝及模具設計與制造〉〉；公式2-1</p><p>　　步距A=50+3=53；</p><p>　　材料利用率=﹪=73.5﹪；</p><p&

47、gt;　　其具體排樣圖如下圖2-6所示：</p><p>　　圖2-6 級進模排樣圖</p><p>　　b.當為復合模時；其具體排樣圖如圖2-7所示</p><p>　　圖2-7 復合模排樣圖</p><p>　　2.3.2凸、凹模刃口尺寸及公差的計算</p><p>　　根據(jù)零件形狀特點，刃口尺寸計算采用分開

48、制造法。</p><p>　　a.精度為IT13,使用級進模時：</p><p>　　圖2-8 級進模零件圖</p><p>　　(1)落料件尺寸的計算</p><p>　　落料基本計算公式為:</p><p>　　尺寸，經(jīng)查得該零件凸、凹模最小間隙Zmin=0.246mm，最大間隙Zmax=0.360mm；凸模制造公

49、差，凹模制造公差。將以上各值代入≤校驗是否成立。經(jīng)校驗，不等式成立，所以，可代入上式計算工作零件刃口尺寸。</p><p>　　尺寸，查得其、、、數(shù)值同上一尺寸，所以同樣滿足≤的要求，則</p><p>　　尺寸，查得凸模制造公差，凹模制造公差。所以同樣可以滿足不等式≤，且該尺寸為單邊磨損尺寸，所以計算時取單面間隙。則</p><p>　　(2)沖孔尺寸計算：沖孔基

50、本公式為</p><p>　　尺寸φ，查得凸模制造公差，凹模制造公差。經(jīng)驗算滿足≤，所以</p><p>　　尺寸φ，查得凸模制造公差，凹模制造公差。經(jīng)驗算滿足不等式≤，所以</p><p>　　(3)中心距尺寸計算：零件上兩孔中心距為mm，代入中心距計算公式得。</p><p>　　b.精度為IT10級，使用復合模時；</p>

51、<p>　　圖2-9 復合模零件圖</p><p>　　(1) 落料件尺寸的計算，落料基本計算公式為</p><p>　　尺寸，經(jīng)查得該零件凸、凹模最小間隙Zmin=0.246mm，最大間隙Zmax=0.360mm；凸模制造公差，凹模制造公差。將以上各值代入≤校驗是否成立。經(jīng)校驗，不等式成立，所以，可代入上式計算工作零件刃口尺寸。</p><p>　　

52、尺寸，查得其、、、數(shù)值同上一尺寸，所以同樣滿足≤的要求，則</p><p>　　尺寸，查得凸模制造公差，凹模制造公差。所以同樣可以滿足不等式≤，且該尺寸為單邊磨損尺寸，所以計算時取單面間隙。則</p><p>　　(2) 沖孔尺寸計算，沖孔基本公式為</p><p>　　尺寸φ，查得凸模制造公差，凹模制造公差。經(jīng)驗算滿足≤，所以</p><p&g

53、t;　　尺寸φ，查得凸模制造公差，凹模制造公差。經(jīng)驗算滿足不等式≤，所以</p><p>　　(3) 中心距尺寸計算：零件上兩孔中心距為mm，代入中心距計算公式得。</p><p>　　2.3.3計算總沖壓力</p><p>　　沖裁力基本計算公式為：</p><p>　　此例中零件的周長為576 mm（落料周長為293mm，沖孔周長為282

54、.6mm），材料厚度2mm，08鋼的抗剪強度取280MPa，則沖裁該零件所需沖裁力為：</p><p>　?。?）級進模具采用剛性卸料和推件的結構，所以所需推件力為。</p><p>　　則零件所需得沖壓力為，初選設備為開式壓力機J23—63。 </p><p>　?。?）復合模具采用卸料裝置和下出料方式：所以所需推件力為。卸料力為</p><p

55、>　　則零件所需得沖壓力為，初選設備為開式壓力機J23—63。</p><p>　　2.3.4確定壓力中心</p><p>　　零件為一對稱件，所以復合模零件的壓力中心就是零件的對稱中心。但由于級進模受力不同設計因此需計算模具的壓力中心。設模具壓力中心的坐標點為（,0）（見圖2-10），則有</p><p>　　圖2-10 級進模壓力中心圖</p>

56、<p>　　2.4 模具總體結構圖</p><p>　　a. 由以前分析可知該零件的生產(chǎn)需采用級進模，材料料厚2mm，可以采用剛性卸料，級進模的定位采用導料板、固定擋料銷和導正銷共同作用。其總體結構如下：</p><p>　　圖2-11 級進模裝配圖</p><p>　　b. 落料凹模裝在上模，稱為倒裝復合模。如圖6是倒裝式落料沖孔復合模，凸凹模18

57、裝在下模，落料凹模17和沖孔凸模14和16裝在上模。倒裝復合模一般采用剛性推件裝置把卡在凹模中的沖件推出。剛性推件裝置由推桿12、推板11、推銷10、推動推件塊9,推出沖件。廢料直接由凸模從凸、凹模內(nèi)孔推出。凸、凹模孔口若采用直刃口，則模內(nèi)有積存廢料，脹力較大，當凸、凹模壁厚較薄時，可能導致脹裂。</p><p>　　圖2-12 復合模裝配圖</p><p><b>　　3 模具

58、零部件設計</b></p><p><b>　　3.1工作零件設計</b></p><p><b>　　3.1.1凸模</b></p><p>　　采用級進模生產(chǎn)，第一工位沖孔凸模結構簡單，采用常見圓凸模的結構形式，與凸模固定板采用過渡配合，并在頭部加工臺肩防止工作過程中拔出。第二工位的落料凸模形狀略復雜，為便

59、于線切割制造，采用了直通式的結構，并在頭部加工兩個螺紋孔與墊板緊固。凸模下部應加工導正銷的安裝孔。</p><p>　　圖3-1 沖小孔凸模</p><p>　　圖3-2 沖大孔凸模</p><p>　　圖3-3 落料凸模</p><p><b>　　3.1.2凹模</b></p><p>

60、;　　凹模采用整體式，由凹模高度和壁厚的計算公式得，凹模高度.</p><p>　　凹凹模厚度高度C=42,所以，凹模的總長，凹模的寬度。</p><p><b>　　圖3-4 凹模</b></p><p><b>　　3.1.3凸凹模</b></p><p>　　采用復合模生產(chǎn)：凸凹模各部分尺

61、寸的確定</p><p>　　長度H=Ho-F0+Hx-2-10=84-6.05+20-2-10=86mm;</p><p>　　最小壁厚n=79.634-60-10.304=9.938mm>nmin=3.8mm;</p><p><b>　　圖3-5 凸凹模</b></p><p>　　3.2 定位零件的確定&

62、lt;/p><p>　　導料零件——用于確定條料的送進方向；</p><p>　　擋料零件——用于確定步距。</p><p><b>　　3.2.1側刃</b></p><p>　　由以上分析已知，當零件的生產(chǎn)采用級進模，模具有兩個工位，在第一工位沖孔，第二工位落料。由于零件的料厚為2mm，所以可以采用剛性卸料，模具的定位零

63、件采用導料板與側刃配合使用，并在第一工位安裝始用擋料銷，在第二工位的落料凸模上安裝導正銷。</p><p><b>　　圖3-6 側刃</b></p><p>　　3.2.2 活動擋料銷 </p><p>　　復合模只有一個工位，同時完成沖孔和落料，采用擋料銷和導正銷定位。</p><p>　　圖3-7 活動擋料銷<

64、;/p><p>　　3.3 卸料與出料裝置的確定與計算</p><p>　　a．零件的材料厚度較厚，級進?？梢圆捎脛傂孕读?，卸料板直接安裝于導料板之上，也可與導料板做成整體結構，并在上面開設與零件形狀一致的凸模避讓孔。卸料板的外形尺寸與凹模周界相同（280mm×150mm），厚度取10mm。</p><p><b>　　b. 復合模</b>

65、;</p><p>　　(1)卸料彈簧的設計;</p><p>　　單個彈簧所承受的負荷P0= ==2834N;</p><p>　　選彈簧的規(guī)格；彈簧中徑D=30mm.彈簧鋼絲直徑d=7mm;節(jié)距=7.8mm;最大許用負荷[P]=2850N;最大負荷下的許用壓縮量[F]=19.7mm;彈簧的自由長度Ｈ0=84mm;彈簧的有效圈數(shù)n=10;最大負荷下的單圈變形量f=

66、1.6mm;</p><p>　　彈簧壓縮量F 0=×P0=×2834=12.6mm;</p><p>　　校核彈簧的最大壓縮量F0+F+F’=12.6+3+4=19.6mm<19.7mm;所選彈簧規(guī)格符合要求。</p><p>　　(2) 卸料板的外形尺寸與凹模周界相同（230mm×180mm），厚度取20mm。</p&g

67、t;<p><b>　　3.4 模架的選取</b></p><p>　　根據(jù)模架的導向機構摩擦性質(zhì)的不同，模架分為滑動和滾動導向模架兩大類。每類模架中，由于導柱的安裝位置和導柱數(shù)量不同，又分為多種模架形式。沖?；瑒訉蚰＜苡袑菍е＜堋⒑髠葘е＜?、后側導柱窄型模架、中間導柱模架、中間導柱圓形模架、四導柱模架（如下圖所示）；沖模滾動導向模架有對角導柱模架、中間導柱模架、四導柱

68、模架、后側導柱模架。。滑動導向模架的導柱、導套結構簡單，加工、裝配方便，應用最廣泛（各類模架的主要特點和應用場合見下表）；滾動導向模架在導套內(nèi)鑲有成行的滾珠，導柱通過滾珠與導套實現(xiàn)有微量過盈的無間隙配合，（一般過盈量為0. 01~0. 02mm），因此，這種滾動模架導向精度高，使用壽命長，運動平穩(wěn)。</p><p>　　3.4.1 級進模應選擇:</p><p>　　(a) 對角導柱模架。

69、在凹模面積的對角線上，裝有一個前導柱和一個后導柱，其有效區(qū)在毛坯進給方向的導套間。受力平衡，上模座在導柱上運動平穩(wěn)。</p><p>　　3.4.2 復合模應選擇:</p><p>　?。╞）后側導柱模架兩導柱、導套分別裝于上、下模座后側，凹模面積是導套前的有效區(qū)域。可用于沖壓較寬條料。送料及操作方便。由于導柱、導套裝在一側，會因偏心載荷產(chǎn)生力矩，上模座在導柱上運動不夠平穩(wěn)。</p&

70、gt;<p>　　3.4.3 導柱、導套</p><p>　　導向零件是用來保證上模相對于下模的正確運動。</p><p>　　(1)導套：導套內(nèi)孔開有油槽，導套與導柱配合關系為間隙配合（H7/h6、H6/h5），導套與上模座之間配合關系為過盈配合（H7/r6），由于過盈配合裝配時孔有縮小的現(xiàn)象，所以d。在設計加工時比d大0. 5 ~ lmm。</p><

71、p>　　(2)導柱：B型導柱如上圖b）所示，導柱兩端基本尺寸相同，但公差不同。一端為與導套的間隙配合（H7/h6），另一端為與下模座的過盈配合（H7/r6）。</p><p>　　A型導柱如上圖c）所示，其只有一個尺寸，加工方便，但與上模座之間的過盈配合改為基軸制，配合關系為R7/h6。</p><p><b>　　圖3-8 模架</b></p>

72、<p>　　(3)導柱、導套的裝配關系：導柱直徑一般在16 ~ 60mm，長度在90~320mm之間。選擇導柱長度時，應考慮模具閉合高度的要求，即保證沖模在最低工作位置（即閉合狀態(tài)）。導柱的上端面與上模座上平面之間的距離不小于10 ~15mm，以保證凸、凹模經(jīng)多次刃磨而使模具閉合高度變小后，導柱也不會影響模具正常工作；而下模座下平面與導柱壓入端的端面之間的距離不應小于2~3mm,以保證下模座在壓力機工作臺上的安裝固定；導套的

73、上端面與上模座上平面之間的距離應大于2~3mm，以便排氣和出油，如右圖所示。</p><p>　　圖3-8 導柱和導套</p><p>　　(4)導柱、導套的材料及熱處理：導柱、導套一般選用20鋼制造。為了增強表面硬度和耐磨性，應進行表面滲碳處理，滲碳層厚為0. 8 ~1. 2mm，滲碳后的淬火硬度為58 ~ 62HRC。</p><p>　　導柱的外表面和導套的內(nèi)

74、表面，淬硬后進行磨削，其表面粗糙度應不大于Ra.0.8um（一般為R.0.2-0. l um)，其余部分為Ra1.6um。</p><p>　　3.5 連接與緊固零件</p><p>　　3.5.1 模柄：將上模固定在壓力機的滑塊上。</p><p>　　兩套模具的模柄均采用壓入式：它與模座孔采用過渡配合H7/m6，并加銷釘防轉。這種模柄可較好保證軸線與上模座的垂直

75、度。適用于各種中、小型沖模，生產(chǎn)中最常用。</p><p><b>　　圖3-9 模柄</b></p><p>　　3.5.2固定板：將凸?；虬寄０匆欢ㄏ鄬ξ恢脡喝斯潭ê螅鳛橐粋€整體安裝在上模座或下模座的板件上。模具中最常見的是凸模固定板，固定板分為圓形固定板和矩形固定板兩種，主要用于固定小型的凸模和凹模。</p><p>　　圖3-10 級

76、進模的凸模固定板</p><p>　　圖3-11 復合模中凸凹模固定板</p><p>　　3.5.3 墊板：墊板的作用是直接承受和擴散凸模傳遞的壓力，以降低模座所受的單位壓力，防止模座被局部壓陷。模具中最為常見的是凸模墊板，它被裝于凸模固定板與模座之間。模具是否加裝墊板，要根據(jù)模座所受壓力的大小進行判斷，若模座所受單位壓力大于模座材料的許用壓應力，則需加墊板。</p>&

77、lt;p>　　圖3-12 級進模墊板</p><p>　　3.5.4 螺釘與銷釘：螺釘與銷釘都是標準件，設計模具時按標準選用即可。螺釘用于固定模具零件，而銷釘則起定位作用。級進模采用M10的內(nèi)六角圓柱頭螺釘為緊固螺釘，以及M10的卸料螺釘。復合模采用M12的緊固螺釘，M18的卸料螺釘。兩套模具均采用10的銷釘。</p><p>　　圖3-13 卸料螺釘</p><

78、;p><b>　　4壓力機的校核</b></p><p>　　(1) 公稱壓力:根據(jù)公稱壓力的選取壓力機型號為JD23-63,它的壓力為630>590,所以壓力得以校核;</p><p>　　(2) 滑塊行程 滑塊行程應保證坯料能順利地放入模具和沖壓能順利地從模具中取出.這里只是材料的厚度t=2,導料板的厚度H=12及凸模沖入凹模的最大深度14,即S1=2

79、+12+14=28<S=130,所以得以校核.</p><p>　　(3 行和次數(shù) 行程次數(shù)為45/min.因為生產(chǎn)批量為中批量,又是手工送料,不能太快,因此是得以校核.</p><p>　　(4) 工作臺面的尺寸 根據(jù)下模座LXB=390×310,且每邊留出60~100,即L1XB1=490×410,而壓力機的工作臺面L2×B2=800×

80、540,沖壓件和廢料從下模漏出, 漏料尺寸<95×50,而壓力機的孔尺寸為360×23,故符合要求,得以校核;</p><p>　　(5) 滑塊模柄孔尺寸 滑塊上模柄孔的直徑為50,模柄孔深度為80,而所選的模柄夾持部分直徑為60,長度為70故符合要求,得以校核;</p><p>　　(6) 閉合高度 由壓力機型號知Hmax=380 M=90 H1=1

81、00</p><p>　　Hmin=Hmax–M=380-90=290</p><p>　　(M為閉合高度調(diào)節(jié)量/mm,H1為墊板厚度/mm)</p><p>　　由式(1-24):( Hmax–H1)-5≥H≥( Hmin–H1)+10,得</p><p>　　(380–100)-5≥262≥(290–100)+10</p>

82、<p>　　即 275≥262≥200 ,所以所選壓力機合適,即壓力機得以校核.</p><p>　　5 模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制</p><p>　　5.1復合?？傃b工藝</p><p><b>　　1.備料</b></p><p>　　2.將將模柄12裝入固定板待用。</p><

83、;p>　　3.將凸凹模21裝入凸凹模固定板3待用。</p><p>　　4.將凸模18,19裝入凸模固定板17，并將裝入固定板的凸模插入凸凹模的凹模孔，檢查裝配是否正確。</p><p>　　5將彈壓卸料板6的擋料銷23，導料銷24裝入卸料板備用。</p><p>　　6將下模座1向上平放在工作臺上。</p><p>　　7.將導柱2裝

84、入下模座。</p><p>　　8.將凸凹模21及其固定板平放在下模座上，并用螺釘固定，但不能太緊。</p><p>　　9.由下固定板向下模座方向敲入圓柱銷，并擰緊緊固螺釘。</p><p>　　10.將上模座9按工作位置平放在工作臺上。</p><p>　　11.在上模座上裝入導套8。</p><p>　　12.在

85、固定板上放上兩塊低于凸凹模2mm 左右的平行墊塊。</p><p>　　13.依次放上凹模7，推件塊20，凸模18,19及凸模固定板17，墊板16，推桿15（擰緊吊桿螺釘）。放入推板14，打桿13。</p><p><b>　　14.合攏上模。</b></p><p>　　15.擰緊上模螺釘10。</p><p>　　1

86、6.打開上模，由凹模向上模座方向敲如銷釘，并再次擰緊緊固螺釘。</p><p>　　17.下模裝上彈簧和卸料板，擰緊卸料螺釘。</p><p><b>　　18.試模</b></p><p><b>　　19.調(diào)整到合格</b></p><p><b>　　20.入庫</b>&

87、lt;/p><p>　　5.2沖壓模具零件加工工藝的編制</p><p>　　級進模凹模加工工藝過程</p><p>　　沖小孔凸模加工工藝過程</p><p>　　沖大孔凸模加工工藝過程</p><p><b>　　墊板加工工藝過程</b></p><p><b>

88、　　凸凹模加工工藝過程</b></p><p><b>　　6結論</b></p><p>　　本設計是為柴油機墊片而專門設計的。為了能達到質(zhì)量好、效率高，本設計分別采用級進模和復合模的方式進行設計。并且大多數(shù)零件都采用通用零件。</p><p>　　這次為期三個多月的畢業(yè)設計已接近尾聲，在這段時間里我結合設計課題和設計任務書的要求

89、，首先進行畢業(yè)實習，在工廠中對模具結構有了理性的認識，對模具設計奠定了基礎，同時對沖壓模具設計和制造進行文獻檢索，了解模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，并制定了設計方案和計劃。</p><p>　　按照畢業(yè)進度安排，我先對零件進行測繪，確定尺寸精度和加工要求，并對其進行加工工藝分析，確定了各個零件之間的關系，對模具整體按照設計手冊進行設計計算，取得各個零件的設計參數(shù)，繪制了模具裝配圖，在確定模具整體結構參數(shù)后用PROE制造出

90、整個模型。</p><p>　　通過這次畢業(yè)設計我對模具結構有了清楚的認識，了解了沖壓模具的工作方式，對凸模、凹模等主要零件的設計及要求有了初步知識。能夠?qū)δ＞咴O計中出現(xiàn)的問題予以解決，正確選取了凸凹模、模具結構尺寸。</p><p>　　在設計中我發(fā)現(xiàn)PRO/E的強大功能，雖然在這次設計中我對這些軟件熟悉了，但不是很精通。還需要花大量的時間學習研究它。我覺得這次設計對我今后的工作有很大的

91、幫助。設計還有很多欠缺，希望讀者給予批評。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 張如華等.沖壓工藝與模具設計[M].清華大學出版社，2006.</p><p>　　[2] 李名望.沖壓模具設計與制造技術指南[J].化學工業(yè)出版社，2008.</p><p>　　[3] 周本凱.沖壓模

92、具設計實踐100例[M].化學工業(yè)出版社，2008.</p><p>　　[4] 周玲. 沖壓模具實例詳解[M].化學工業(yè)出版社，2007.</p><p>　　[5] 魯屏宇.工程圖學[M].機械工業(yè)出版社，2005.</p><p>　　[6] 王伯平.互換性與測量技術基礎[M].機械工業(yè)出版社，2008.</p><p>　　[7] 華

93、中科技大學等.模具設計基礎及模具CAD[M].機械工業(yè)出版社，2009.</p><p>　　[8] 吉衛(wèi)喜.機械制造技術[M].機械工業(yè)出版社，2008.</p><p>　　[9] 黃鶴汀.機械制造裝備[M].機械工業(yè)出版社，2008.</p><p>　　[10] 鐘日銘等.Pro/ENGINEER Wildfire 4.0完全實例解析[M].機械工業(yè)出版社，

94、2008.</p><p>　　[11] 徐錦康.機械設計[M].機械工業(yè)出版社，2001.</p><p>　　[12] 陳秀寧等．機械設計課程設計[M].浙江大學出版社，1995.</p><p>　　[10] 王章忠.機械工程材料[M].機械工業(yè)出版社，2007.</p><p>　　[11] 施江瀾.材料成形技術基礎[M].機械工業(yè)出

95、版社，2006.</p><p>　　[12] 韓森和．冷沖壓工藝及模具設計與制造[M].高等教育出版社出版社，1995. </p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　俗話說“凡事必親躬”,唯有自己親自去做的事，才懂得其過程的艱辛。通過做這次大作業(yè)，我著實遇到了不少的困難，構思、定數(shù)據(jù)、畫圖、寫論文等都得自己去做。每天泡在圖

96、書館，找例證、查資料，個中自有不少困難，而這些難題都是課本中所不曾提到過的。開始時，由于書本上沒有任何提示，我甚至不知道從何入手，只能與同學們相互切磋，這樣我慢慢地入了門，進而也可以自己搞定了。這其中有一個習慣問題最需要克服。眾所周知，課堂、書本給我們的都是一種確切的數(shù)據(jù)，但實際上你去做的時候就會發(fā)現(xiàn)它們都是經(jīng)驗性的，也就是說需要你根據(jù)從資料上查得的范圍靠經(jīng)驗自己去定，這就給習慣于接受確切數(shù)字的我?guī)砹撕艽蟮奶魬?zhàn)。幸而，最終我還是學會了