止轉(zhuǎn)墊板冷沖壓工藝及其連續(xù)模設(shè)計

摘 要 本設(shè)計為一止轉(zhuǎn)墊板的冷沖壓連續(xù)模具設(shè)計，根據(jù)設(shè)計 零件的尺寸、材料、批量生產(chǎn)等要求，首先分析零件的工藝性，確定沖裁工藝方案及模具結(jié)構(gòu)方案，然后通過工藝設(shè)計計算，確定排樣和裁板，計算沖壓力和壓力中心，沖孔、落料壓力，初選壓力機，計算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后設(shè)計選用零、部件，對壓力機進行校核，繪制模具總裝草圖，以及對模具主要零件的加工工藝規(guī)程進行編制。其中在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，主要對落料凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料與出件裝置、模架、沖壓設(shè)備、緊固件等進行了設(shè)計，對于部分零部件選用的是標準件，并且在結(jié)構(gòu) 設(shè)計的同時，對部分零部件進行了加工工藝分析，最終才完成這篇畢業(yè)設(shè)計。 本次 對 止轉(zhuǎn)墊板 進行的 連續(xù) 模設(shè)計，利用 CAXA 軟件對 制 件進行 設(shè)計繪圖 。明確了設(shè)計思路，確定了 沖壓 成型工藝過程并對各個具體部分進行了詳細的計算和校核。如此設(shè)計出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運用可靠，保證了與其他部件的配合。 并繪制了模具 的 裝配圖和零件圖。 關(guān)鍵詞： 止轉(zhuǎn)墊板 ； 沖壓 工藝 ； 排樣 ； 連續(xù)模 II Abstract The design for a locking plate of cold stamping die design, according to the size of the design components, materials, mass production, etc., the first part of the process of analysis to determine the blanking process planning and die structure of the program, and then through the process design calculations, determine the nesting and cutting board, calculate the pressure and pressure washed centers, primary presses, computing convex and concave Die Cutting Edge dimensions and tolerances, the final design selection of parts and components, to press for checking, drawing die assembly drawings, as well as Mold processing technology of the main parts to the preparation procedures. In which the structural design, primarily to the punch and die, punch and die, positioning parts, unloading and out of pieces of equipment, mold, pressing equipment, fasteners, etc. has been designed, for the selection of some components are standard parts , there is no in-depth design, and structural design, while some parts for the processing process analysis and ultimately to complete this graduation project. Progressive die design of the locking plate is, to design parts drawing using CAXA softwere. Defined the design, determine the stamping forming process and the detailed calculation and test for each specific parts. So the structure is designed to ensure reliable mould work, ensure the cooperation with other components. And to draw the mold assembly drawing and parts drawing. Key words: Locking plate； Staming process； Stock layout； Progressive die V 目 錄 摘 要 . I ABSTRACT . 錯誤 !未定義書簽。 目 錄 . V 1 緒論 . 1 1.1 本課題的研究內(nèi)容和意義 . 1 1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 . 1 1.2.1 國外模具發(fā)展概況 . 1 1.2.2 國內(nèi)模具發(fā)展概況 . 2 1.3 本課題應達到的要求 . 3 2 沖壓工藝設(shè)計 . 4 2.1 沖壓件簡介 . 4 2.2 沖壓的工藝性分析 . 4 2.3 沖壓工序 . 5 2.4 沖裁間隙 . 5 2.5 沖壓工藝方案的確定 . 6 3 止轉(zhuǎn)墊板連續(xù)模設(shè)計 . 7 3.1 模具結(jié)構(gòu) . 7 3.2 確定其搭邊值 . 8 3.3 確定排樣圖 . 8 3.4 材料利用率計算 . 9 3.5 凸、凹模刃口尺寸的確定 . 9 3.5.1 落料部份凸、凹模刃口尺寸的確定 . 9 3.5.2 沖 4 個小孔凸、凹模刃口尺寸的確定 . 10 3.5.3 中間大孔凸、凹模刃口尺寸的確定 . 12 3.6 沖壓力計算 . 12 3.6.1 落料部分沖壓力 . 13 3.6.2 沖孔部分沖壓力 . 13 3.6.3 側(cè)刃部分沖壓力 . 14 3.6.4 總沖壓力 . 14 3.7 壓力機選用 . 14 3.8 壓力中心計算 . 15 3.9 模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 15 3.9.1 凹模結(jié)構(gòu)及設(shè)計 . 16 3.9.2 小凸模 1 設(shè)計 . 17 3.9.3 小孔凸模 2 設(shè)計 . 18 3.9.4 落料凸模設(shè)計 . 18 3.9.5 中間大孔凸模設(shè)計 . 19 VI 3.9.6 卸料板設(shè)計 . 20 3.9.7 凸模 固定板設(shè)計 . 21 3.9.8 凸模墊板設(shè)計 . 21 3.9.9 側(cè)刃設(shè)計 . 22 3.9.10 側(cè)刃擋塊設(shè)計 . 23 3.9.11 前側(cè)導板設(shè)計 . 23 3.9.12 后側(cè)導板設(shè)計 . 24 3.10 標準件確定 . 24 3.10.1 模架確定 . 24 3.10.2 上模螺釘確定 . 24 3.10.3 上模銷確定 . 25 3.10.4 下模螺釘確定 . 25 3.10.5 下模銷確定 . 25 3.10.6 卸料螺釘確定 . 25 3.10.7 彈性元件設(shè)計 . 25 3.10.8 模柄確定 . 26 3.10.9 模柄上止轉(zhuǎn)銷的確定 . 26 3.11 模具閉合高度、校驗壓力機 . 26 4 結(jié)論與展望 . 27 4.1 結(jié)論 . 27 4.2 不足之處及未來展望 . 27 致 謝 . 28 參考文獻 . 29 止轉(zhuǎn)墊板 冷沖壓工藝及連續(xù)模設(shè)計 1 1 緒論 1.1 本課題的研究內(nèi)容 和 意義 現(xiàn)代模具行業(yè)是技術(shù)、資金密集型的行業(yè) ；現(xiàn)代模具是高技術(shù)背景下的工藝密集型工業(yè)。它作為重要的生產(chǎn)裝備行業(yè)在為各行各業(yè)服務的同時，也直 接為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)服務。 由于現(xiàn)在模具生產(chǎn)要采用一系列高新技術(shù)，如 CAD/CAE/CAM/CAPP 等技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、激光技術(shù)、逆向工程和并行工程、快速成形技術(shù)及敏捷制造技術(shù)、高速加工及超精加工、微細加工、復合加工、表面處理技術(shù)等等。因此，模具工業(yè)已成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個重要組成部分。模具技術(shù)水平在很大程度上決定于人才的整體水平，而模具技術(shù)水平的高低，又決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力，因此模具技術(shù)已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志！ 如今汽車、電子、電器、航空、儀表、輕工、塑料、日用品 等工業(yè)部門極其依賴模具。沒有模具，就沒有高質(zhì)量的產(chǎn)品。模具不是一般的工藝裝備，而是技術(shù)密集型的產(chǎn)品，工業(yè)發(fā)達國家把模具作為機械制造方面的高科技產(chǎn)品來對待他們認為：“模具是發(fā)展工業(yè)的一把鑰匙”；“模具是一個企業(yè)的心臟”；“模具是富裕社會的一種動力”。 沖壓模具在實際工業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛。在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，工人生產(chǎn)的勞動強度大、勞動量大，嚴重影響生產(chǎn)效率的提高。隨著當今科技的發(fā)展， 工業(yè)生產(chǎn)中模具的使用已經(jīng)越來越引起人們的重視，而被大量應用到工業(yè)生產(chǎn)中來。沖壓模具的自動送料技術(shù)也投入到實際的生產(chǎn)中，沖壓模具可以 大大的提高勞動生產(chǎn)效率，減輕工人負擔，具有重要的技術(shù)進步意義和經(jīng)濟價值。 沖壓模具作為模具行業(yè)里不可或缺的一部分，已成為制造業(yè)的重要基礎(chǔ)工藝裝備。用模具生產(chǎn)制件所達到的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低耗能、低耗材，使模具工業(yè)在制造業(yè)中的地位越來越重要。 工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，工業(yè)產(chǎn)品更新速度加快，對模具的要求越來越高，盡管 改革開放以來，模具工業(yè)有了較大發(fā)展，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，因此，要使國民經(jīng)濟各個部門獲得高速發(fā)展，加速實現(xiàn)社會主義四個現(xiàn)代化，就必須盡快將模具工業(yè)搞上去 ，從而充分發(fā)揮模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的關(guān)鍵作用。 1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 1.2.1 國外模具發(fā)展概況 全球主要模具生產(chǎn)國包括亞洲地區(qū)的日本、韓國與大陸，以及美洲地區(qū)的美國、歐洲地區(qū)的德國。技術(shù)先進國家如日本、美國、德國等，對于高精度與復合性模具開發(fā)，不論在設(shè)計能力或制造技術(shù)上，均有領(lǐng)先的地位，同時也擁有訓練精良的技術(shù)研發(fā)人才。 國外模具設(shè)計預想十分明確，力求設(shè)計的模具盡可能以低價格，短周期，高質(zhì)量去適應。自動化生產(chǎn)并符臺生產(chǎn)批量等各種因素的要求，從而降低產(chǎn)品成本和價格，以獲得最大的利潤。國外多工位級進模大多 采用鑲拼結(jié)構(gòu)，凸模用標準型式進行鑲嵌，凹模拼塊用環(huán)氧樹脂粘結(jié)周定，普遍使用氣動迭料器，通過鎖緊進給機構(gòu)，利用壓縮空氣推動活塞往復進行送料。 如今高新技術(shù)在歐美模具企業(yè)得到廣泛應用 ,歐美許多模具企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平在國際上是一流的。將高新技術(shù)應用于模具的設(shè)計與制造，已成為快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保無錫太湖學院 學士學位論文 2 證在歐美， CAD/CAE/CAM 已成為模具企業(yè)普遍應用的技術(shù)。在 CAD 的應用方面，已經(jīng)超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級階段，目前 3D 設(shè)計已達到了 70% 89%。 PRO/E、 UG、CIMATRON 等軟件的應用很普遍。應用這 些軟件不僅可完成 2D 設(shè)計，同時可獲得 3D 模型，為 NC 編程和 CAD/CAM 的集成提供了保證。應用 3D 設(shè)計，還可以在設(shè)計時進行裝配干涉的檢查，保證設(shè)計和工藝的合理性。數(shù)控機床的普遍應用，保證了模具零件的加工精度和質(zhì)量。 CAE 技術(shù)在歐美已經(jīng)逐漸成熟。在沖模設(shè)計中應用 CAE 軟件，模擬金屬變形過程，分析應力應變的分布，預測破裂、起皺和回彈等缺陷。 CAE 技術(shù)在模具設(shè)計中的作用越來越大，意大利 COMAU 公司應用 CAE 技術(shù)后，試模時間減少了 50%以上。 經(jīng)過多年的耕耘，不僅在模具精度、具結(jié)構(gòu)、模具壽命、制模周期等方面取得了 明顯的突破，而且在板才成型的過程模擬、模具優(yōu)化和可靠性設(shè)計等方面形成了新的理論和方法，為適應新的市場環(huán)境，進一步實現(xiàn)快速制模，開辟新的技術(shù)空間，打下了基礎(chǔ)。 1.2.2 國內(nèi)模具發(fā)展概況 我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了 很大發(fā)展，但與國發(fā)經(jīng)濟需求和世界先進水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、復雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進口。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求。 隨著 國 民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對 模具 的需求量不斷增 長 。近年來，模具 工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的 “模具之鄉(xiāng) ”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 我國涌現(xiàn)出 了 一大批模具行業(yè)的龍頭企業(yè)，如，汽車覆蓋件模具有 “四大家 ”，模具行業(yè)已有 近百 家企業(yè)被授予 “中國重點骨干模具企業(yè) ”稱號；在產(chǎn)業(yè)布局上，我國模具業(yè)正在從較發(fā)達的珠三角、長三角地區(qū)向內(nèi)地和北方擴 展，出現(xiàn)了一些新的模具生產(chǎn)較集中的地區(qū)，更為重要的是，我國模具產(chǎn)業(yè)不僅規(guī)模龐大，而且檔次也越來越豐富，大型、精密、復雜、長壽命模具為代表的高水平模具比例達到了 35%以上。 隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇， 人 們已經(jīng)越來越認識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進步的投資力度，將技術(shù)進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD，并陸續(xù)開始使用 UG、 Pro/Engineer、 I-DEAS、 Euclid-IS 等國際通用軟件，個別廠家還引進了 Moldflow、C-Flow、 DYNAFORM、 Optris 和 MAGMASOFT 等 CAE 軟件，并成功應用于沖壓模的設(shè)計中。 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進步，東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)方面取得了顯著進步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面做出了貢獻。 當前國際經(jīng)濟發(fā)展處于恢復過程，國際投資、消費市場正在進一步升溫，經(jīng)濟形勢企穩(wěn)向好的 趨勢日益明顯，這給模具行業(yè)步入發(fā)展快車道帶來良好的發(fā)展環(huán)境。隨著世界經(jīng)濟的恢復，相信中國模具的發(fā)展將會進一步的加快速度。中國廉價勞動力成本的優(yōu)勢和整體經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展的良好勢頭，中國模具發(fā)展的前景將十分廣闊，預計 在今后的十 年 里 ，止轉(zhuǎn)墊板 冷沖壓工藝及連續(xù)模設(shè)計 3 中國將一躍成為全球最大的模具制造業(yè)基地之一。 1.3 本課題 應 達到的要求 沖壓模具的設(shè)計在其生產(chǎn)、加工以及使用過程中尤為重要。特別是它的結(jié)構(gòu)設(shè)計，對加工、裝配、工期、成本乃至沖壓產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率產(chǎn)生極大的影響。 本課題要求對給定零件 止板墊片 進行落料、沖孔、成形 連續(xù)模 設(shè)計，通過對零件 進行詳細的 沖壓 工藝 、排樣方案、模具結(jié)構(gòu) 分析確定零件的沖壓工藝方案并制定部分零件的制造工藝，如：凸模、凹模、凸凹模、凸模固定板、墊 板、凹模固定板、卸料板、導尺、擋料銷、導正銷等。 從應用性方面來說，模具是生產(chǎn)效率極高的工具之一，能有效保證產(chǎn)品一致性和可更換性，具有很好的發(fā)展前途和應用前景。 通過該課題能夠讓學生掌握中等復雜程度零件沖壓 連續(xù)模設(shè)計與制造的一般方法，對零件沖壓 連續(xù)模 工藝方案的制定、工藝計算及 連續(xù) 模具設(shè)計有了更深層次的認識，并學會對模具設(shè)計資料的檢索與整合以及對已有資料的充分合理的使用， 連續(xù)模在模具中技 術(shù)含量高，制造、裝配難度大，該課題將會是 對學生理論學習水平的實踐和檢驗，可對以后從事類似的工作有一定的指導 性與實踐性意義。 無錫太湖學院 學士學位論文 4 2 沖壓工藝設(shè)計 2.1 沖壓件簡介 形狀和尺寸如下 圖所示。材料為 10 鋼 ，板材厚度為 0.7mm。 零件圖如下： 圖 2.1 零件圖 圖中尺寸未注公差取 國標 GB/T15055-2007沖壓件未注尺寸偏差極限 2標準中的 m級。 材料為 帶料，規(guī)格 可 定制。 分析圖中尺寸可得兩類，第一類為沖裁件線性尺寸，分別有： 5.0R ， 25.1R ， 2.14 ，20 ， 2.4 。第二類為沖裁圓 度 半徑線性尺寸， 有： R3.5。 第一類沖裁件線性尺寸，查參考文獻 2， P3，表 1 未注公差沖裁件線性尺寸的極限偏差， 得 各相關(guān)尺寸 的公差 ，帶公差后的尺寸 分別為： 5.0R 0.12， 25.1R 0.10, 2.4 0.15，2.14 0.20， 20 0.20。 第二類沖裁圓角半徑線性尺寸， 查參考文獻 2， P4， 表 5 未注公差沖裁圓半徑線性尺寸的極限偏差， 得各相關(guān)尺寸 的公差 ，帶公差后的尺寸 為： 5.3R 0.40。 2.2 沖壓的工藝性分析 沖壓工藝分 析主要考慮產(chǎn)品的沖壓成形工藝，最主要的是包括技術(shù)和經(jīng)濟兩方面內(nèi)容。在技術(shù)方面，根據(jù)產(chǎn)品圖紙，主要分析零件的形狀特點、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是 否符合沖壓工藝的要求；在經(jīng)濟方面，主要根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)批量，分析產(chǎn)品成本，闡明采用沖壓生產(chǎn)可以取得的經(jīng)濟效益。因此工藝分析，主要是討論在不影響零件使用的前提下，能否以最簡單最經(jīng)濟的方法沖壓出來。 影響沖壓件工藝性的因素很多，從技術(shù)和經(jīng)濟方面考慮，主要因素： 1 沖裁件 形狀，內(nèi)、 外形是簡單還是復雜； 2 沖 裁件外形和內(nèi)孔圓角半徑避免太??； 3 沖裁 件凸 出的懸臂與窄槽的寬度不宜過?。?4 沖孔時孔不宜過??； 止轉(zhuǎn)墊板冷沖壓工藝及連續(xù)模設(shè)計 5 5 沖裁時孔與孔之間、孔與邊緣之間距離不宜過??； 6 沖壓材料，是否是常見材料。 7 生產(chǎn)量的大小，一 般來說，大批量生產(chǎn)時，可選用連續(xù)和高效沖壓設(shè)備，以提高生產(chǎn)效率；中小批量生產(chǎn)時，常采用簡單?；驈秃夏?，以降低模具制造費用。 8 沖裁件的尺寸要求，表面粗糙度要求，尺寸公差要求 等 。 本沖壓件工藝分析 如下： 1 沖壓材料，為 10 鋼， 是常見 的沖裁 材料。 力學性能：抗拉強度 b (MPa)： 370（查參考文獻 4P411 頁，表 7-1） 抗剪強度 (MPa)： 300 伸長率 10 ( )： 29 屈服點 s (MPa)： 210 由于零件是一個平面形狀，內(nèi)部有 3 個 孔，外部是圓弧和直線組成。關(guān)鍵是沖孔和落料能否 同時進行？ 2圖 形分析 形狀不是太復雜 ，主要是 圓形 、 圓弧 形狀。 3 沖 裁件外形和內(nèi)孔圓角半徑 。 本沖裁件無內(nèi)形圓角半徑尺寸，只有一個 90的外形圓角半徑尺寸，為： R3.5。 查參考文獻 3， P1-44，表 3-18沖裁件圓角 r的最小值， 90時為 0.5t=0.35mmt=0.7mm，因此完 全符合要求。 6 沖裁時孔與孔之間、孔與邊緣之間距離 從產(chǎn)品圖中可知孔與孔之間距離很大，應該符合要求?？着c邊緣之間的距離最小，為：1.4mm，查參考文獻 3， P1-45，表 3-19 孔與孔之間、孔與邊緣之間距離的許可值，得： 1.2t=0.84mm1.4，因此符合要求。 8 生產(chǎn) 批 量 。本沖裁件產(chǎn)量為 200 萬件 /年，因此屬于大批量生產(chǎn)， 可選用連續(xù)和高效沖壓設(shè)備，以提高生產(chǎn)效率。 9 沖裁件的尺寸要求，表面粗糙度要求，尺寸公差要求。 尺寸 23 0.1，有較高的公差要求， 2 個 4.2 的小孔要求對稱分布，其它尺 寸沒有較高公差要求，按未注公差處理。表面粗糙度沒有特殊要求。 2.3 沖壓工序 沖壓工序 為： 落料、沖孔。 2.4沖裁間隙 根據(jù)料厚 t=0.7 和材料 10 鋼， 查參考文獻 4， P46 頁，得單面間隙 C 0.031 0.039。 因此雙面間隙為： 0.062 0.078mm。 無錫太湖學院 學士學位論文 6 2.5 沖壓工藝方案的確定 經(jīng)過對沖壓件的工藝分析后，結(jié)合產(chǎn)品進行必要的工藝計算，并在分析沖壓工藝，工序順序組合方式的基礎(chǔ)上，提出各種可能的沖壓分析方案。 方案一： 單工序 模。 根據(jù)本產(chǎn)品形狀特點，分三個單工序模，即：外形落料模，沖小孔模和內(nèi)形沖孔 模。這些單工序模結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，成本低廉，但生產(chǎn)速度慢，因此批量不能太大，不能適應自動化生產(chǎn)。在各副后續(xù)模具間定位精度較低，各結(jié)構(gòu)間定位不高。 方案 二 ：復合模。根據(jù)參考文獻 4， P257 頁，表 5-17 凸凹模最小壁厚 ，得到 t=0.7時，凸凹模的最小壁厚為 2mm， D=15mm。 本產(chǎn)品的最小壁厚為 1.4，故不能采用復合模。 方案 三 ：連續(xù)模。優(yōu)點是能實現(xiàn)沖壓自動化，日產(chǎn)量非常高?？晒?jié)省勞動力成本，能保證產(chǎn)品精度和質(zhì)量。 但 模具結(jié)構(gòu)復雜，制造成本 較高，模具調(diào)試難度大，制造周期長，通常材料利用率較 低， 因此生產(chǎn)批量 必 須大，否則產(chǎn)品成本很高。 本產(chǎn)品適宜設(shè)計成連續(xù)模。 因此綜合考慮工藝和模具設(shè)計的可行性，產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)周期，產(chǎn)品批量，節(jié)省成本等因素，采用方案 三 。 止轉(zhuǎn)墊板冷沖壓工藝及連續(xù)模設(shè)計 7 3 止轉(zhuǎn)墊板連續(xù)模設(shè)計 3.1 模具結(jié)構(gòu) 由于產(chǎn)品沒有特殊要求，故模具結(jié)構(gòu)采用沖孔、落料的工序設(shè)計，并采用正裝方式設(shè)計模具結(jié)構(gòu)，即凹模裝在下模部分，同時為了正確控制送料步距采用側(cè)刃定距。由于料不厚，沖壓速度較快，卸料采用彈性卸料結(jié)構(gòu)，建議彈性材料采用彈簧。廢料和產(chǎn)品均采用在凹模（下模）向下推出。 帶 料采用自右向左自動送料裝置 ， 模具結(jié)構(gòu)如圖 3.1 所示。 圖 3.1 模具結(jié)構(gòu)圖 無錫太湖學院 學士學位論文 8 3.2 確定其搭邊值 搭邊值的大小 應考慮以下因素 ： 材料的機械性能 軟件、脆件搭邊值取大一些，硬材料的搭邊值可取小一些。 本產(chǎn)品是 10 鋼 ， 屬于低碳鋼，正好是表中的基準值。 1.沖件的形狀尺寸 沖件的形狀復雜或尺寸較大時，搭邊值大一些。本產(chǎn)品最外層是由 20， R3.5 和直線組成的類似圓的圖形。 2.材料的厚度 厚材料的搭邊值要大一些。本產(chǎn)品厚度為 0.7mm 3.材料及擋料方式 采用自動送料，有側(cè)刃裝置。 4.卸料方式 彈性卸料比剛性卸料大搭邊值小一些。 本模具采用 彈性卸料 。 5.材料 為： 10 鋼 ，落料部 分全是圓弧和直線。 綜上所述， 根據(jù)參考文獻 1P72 頁，表 2-13 搭邊 a 和 a1數(shù)值 1得： 兩工件間的搭邊值： a=1.0mm 工件側(cè)面搭邊值： a1=1.2mm 3.3 確定排樣圖 在沖壓零件中，材料費用占 60%以上，排樣的目的就在于合理利用原材料，因此材料的利用率是決定產(chǎn)品成本的重要因素，必須認真計算，確保排樣相對合理，以達到較好的材料利用率。 排樣方法可分為三種： 1有廢料排樣 2少廢料樣 3無廢料排樣 少廢料排樣的材料利用率也可達 70% 90%。但采用少、無廢料排樣時也存在 一些缺點，就是由于條料本身的公差以及條料導向與定們所產(chǎn)生的誤差，使工作的質(zhì)量和精度較低。另外，由于采用單邊剪切，可影響斷面質(zhì)量和模具壽命。 根據(jù)本工件的形狀和批量，對模壽命有一定要求，固采用有廢料排樣方法。 排樣時工件之間以及工件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫做搭邊。搭邊的作用是補償定位誤差，保證沖出合格的工件。還可以使條料有一定的剛度，便于送進。 本產(chǎn)品外形是帶大圓弧形，因此排樣主要由外形決定，為了提高材料利用率可考慮 單斜 排，具體由下面計算決定。 送料步距 A 22.52mm。（通過 CAXA 軟件測得） 條料寬度 B (D+2a1+nC) 其中： 20， a1 1.2， n=2， C=1.5 （ 查參考文獻 1， P74，表 2-16 b1和 C 值） B 20+2 1.2+2 1.5=25.4mm 因此帶料寬度為 25.4mm。 排樣 方案：第 1 工位沖 4 個小孔，第 2 工位沖中間圓孔，第 3 工位落料，第 1 個側(cè)刃放在第 1 工位，第 2 個側(cè)刃放在第 4 工位，由于各工位間有足夠的空間和安裝固定凸?？臻g，且工位數(shù)不多，故無需設(shè)置空工位。排樣工位 圖如圖 3.2 所示。 側(cè)刃形狀和大小參考參考文獻 4， P282，表達 5-43 定距側(cè)刃的結(jié)構(gòu)尺寸。 止轉(zhuǎn)墊板冷沖壓工藝及連續(xù)模設(shè)計 9 排樣圖如 圖 3.2 所示。 3.2 排樣圖 3.4 材料利用率計算 在沖壓零件中，材料利用率是一個非常重要的因素，提高利用率是企業(yè)降低成本的途徑之一。 由于本產(chǎn)品采用連續(xù)模生產(chǎn)，送料采用自動送料，因此可以假設(shè)原材料為帶料，通常帶料是定做的，因此尺寸為：寬 25.4mm，厚 0.7mm，長度很長故不計算。材料利用率只需計算一個送料步距就可以了。 材料利用率計算公式： %1000 SS 其中： S0 一個送料步距內(nèi)總面積 S 實際產(chǎn)品面積 故 S0=22.52 25.4=572.008 mm2 S=S 落 -S 孔 =217.904mm2 由于形狀復雜計算不方便，采用 CAXA 軟件畫圖 測量 S 的值。 故材料利用率 %09.38%100008.572 904.217%1000 SS 可見 材料利用率 遠小 于 45%， 材料利用率偏低，建議在沖壓本產(chǎn)品時套沖其它小零件或利用沖下的廢料沖壓其它產(chǎn)品。本模具設(shè)計時暫不考慮這些建議。 3.5 凸、凹模刃口尺寸的確定 本模具有多工序組成，側(cè)刃不需要計算，只需計算與產(chǎn)品沖裁部份 有 關(guān)的工序，即沖孔和落料， 共有三種不同結(jié)構(gòu)的尺寸，即落料、 4 個小孔和中間圓孔， 下 面分 三 部份分別計算。 3.5.1 落料部份凸、凹模刃口尺寸的確定 （ 1）計算原則 本產(chǎn)品外形屬于落料工序，因此計算原則以凹模為基準，配做凸模。 由于外形復雜，故采用凸、凹模配合加工法來制造，并進行設(shè)計計算。 無錫太湖學院 學士學位論文 10 （ 2）凸、凹模制造公差及凸、凹模刃口尺寸計算。 工件尺寸有 20 0.20， 23 0.10， R3.5 0.40 凸、凹模制造公差取對應尺寸公差的 1/4。 沖裁雙面間隙 Zmin=0.062， Zmax=0.078， （ 3）落料凸、凹模刃口尺寸計算 由于以凹模為基準，所以查參考文獻 1P64-P65 頁，得公 式 磨損后凹模尺寸變 ?。?A 類），設(shè)工件尺寸為 0A，則， 0)(dAA d 磨損后凹模尺寸變 大（ B 類），設(shè)工件尺寸為 0B ，則， dBBd 0)( 磨損后凹模尺寸不變 （ C 類），設(shè)工件尺寸為 C，則， 2/dd CC 式中 d=/4 分析三個尺寸得： 20.020 ， 4.05.3 R 均 屬于磨損后尺寸變 大 的尺寸 ，即 B 類；1.023 屬于磨損后尺寸 不變 的尺寸 ,即 C 類。 1 20.020 尺寸計算 轉(zhuǎn)化為單向尺寸： 040.02.20 B=20.2mm， =0.40mm 凹 模偏差 d= /4=0.10mm t=0.7，查參考文獻 1， P64，表 2-11 得磨損系數(shù) =0.5 所以 mmBB dd 10.0010.000 20)40.05.02.20()( 2尺寸 4.05.3 R 計算 轉(zhuǎn)化為單向 尺寸： 080.09.3 R B=3.9mm， =0.80mm 凹 模偏差 d= /4=0.20mm t=0.7，查參考文獻 1 ， P64，表 2-11 得磨損系數(shù) =0.5 所以 mmBB dd 20.0020.000 5.3)80.05.09.3()( 3尺寸 1.023 計算 C=23mm， =0.2mm 凹 模偏差 d= /4=0.05mm 所以 025.0232/ dp CC 因此凹模尺寸為： 23 0.025， mmR 20.005.3 ， mm20 0.100 凸 模 尺寸為以凹 模為基準 ， 配做，保證雙面間隙為 0.062 0.078mm。 3.5.2 沖 4 個小孔凸、凹模刃口尺寸的確定 （ 1）計算原則 沖孔計算原則以凸模為基準，凹模 大一個最小雙面間隙 。 由于 圓 形便于加工，故 采用分開加工法制造并計算。 （ 2）凸、凹模制造公差及凸、凹模刃口尺寸計算 這四個小孔兩兩相等， 尺寸為 4.2 0.15， R0.5 0.12 定位尺寸為 14.2 0.2， 230.1。 止轉(zhuǎn)墊板冷沖壓工藝及連續(xù)模設(shè)計 11 因此有兩類尺寸，各 2 個尺寸。 1 定形尺寸計算 查參考文獻 1P63 頁，得計算公式 ： 凸模尺寸： ddpp 0)( 凹模尺寸： Zdddpd 0mi n )( 其中工件尺寸為： d0 4.2 0.15 的計算 查參考文獻 1， P63，表 2-10 得凸、凹制造公差分別為： 凸模制造公差 p=0.020，凹模制造公差 d=0.020 所以： p+d=0.040 Zmax-Zmin=0.078-0.062=0.016 0.040 故不能滿足 p+d Zmax-Zmin要求，所以 取 p=0.4(Zmax-Zmin)=0.006mm d=0.6(Zmax-Zmin)=0.009mm 將尺寸 4.2 0.15 化為單向公差尺寸： 30.0005.4 ， =0.30 根據(jù) t=0.7， 查參考文獻 1， P64，表 2-11 得磨損系數(shù) =0.5 所以 凸模尺寸 ： mmddpp 0 0 0 6.00 0 0 6.00 9.3)30.05.005.4()( 凹模尺寸 ： mmZdddpd 0 0 9.000 0 9.000m i n 954.3)054.09.3()( R0.5 0.12 的計算 查參考文獻 1， P63，表 2-10 得凸、凹制造公差分別為： 凸模制造公差 p=0.020，凹模制造公差 d=0.020 所以： p+d=0.040 Zmax-Zmin=0.070-0.054=0.016 0.040 故不能滿足 p+d Zmax-Zmin要求，所以取 p=0.4(Zmax-Zmin)=0.006mm d=0.6(Zmax-Zmin)=0.009mm 將