42齒自行車鏈盤沖壓模具設計-本科畢業(yè)設計說明書

ANYANGINSTITUTEOFTECHNOLOGY本科畢業(yè)設計說明書42牙自行車鏈輪沖壓工藝及模具設計42ToothChainWheelofBicycleStampingProcessandDieDesign學院名稱：機械工程學院專業(yè)班級：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx學生姓名：xxxxxxx學生學號：xxxxxxxxxxxx指導教師姓名：xxxxxx指導教師職稱：xxxxxxxxx年5月畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得安陽工學院及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名：日期：指導教師簽名：日期：使用授權說明本人完全了解安陽工學院關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學校可以公布論文的部分或全部內容。作者簽名：日期：目錄TOC\o"1-2"\h\u6385中文摘要、關鍵詞 牙自行車鏈輪沖壓工藝及模具設計摘要:當今社會的進步和發(fā)展，使原有的商品已經(jīng)不能滿足人們對物質的需求，然而有些商品的制造必須依靠模具才能夠生產(chǎn)加工出來。因此，模具的發(fā)展與人們的生活關系越來越緊密。我們利用模具加工各種的工件，以便來滿足人們的需要，模具的發(fā)展給我們帶來了新的生活，新的時代。在這次設計中根據(jù)所給題目的要求，我首先對沖壓件進行了分析，分析該零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可滿足零件精度的要求，再從零件的形狀、尺寸標注及生產(chǎn)批量等情況看，選擇了沖孔落料的方案。根據(jù)對零件的綜合分析，在本次設計中我設計的模具是正裝沖孔落料模，主要介紹的是模具的沖孔落料，沖壓生產(chǎn)中應用最廣泛的工序之一。由于制件大小和厚度的原因，我采用的加工方法為：采用沖孔落料模具、沖孔沖花模具、壓型模具三個模具進行加工。關鍵詞：沖孔落料壓型42齒鏈輪42ToothChainWheelofBicycleStampingProcessandDieDesignAbstract:Thesocialprogressanddevelopment,sothattheoriginalproducthasbeenunabletomeetthedemandformaterial,however,somecommoditiesmustdependonthemoldtoproductionandprocessing.Therefore,themolddevelopmentandpeople'slifemoreandmorecloserelation.Weusetheworkpiecemoldprocessing,soastomeettheneedsofthepeople,themolddevelopmenthasbroughtnewlifetous,thenewera.Inthisdesignaccordingtotherequirementsofthetopic,Ifirstofstampingisanalyzed,analysisofsizeprecisionofthepartsobtainedbythegeneralprecisionofthemouldcanmeettheprecisionrequirements,fromtheshape,dimensionsandmassproductionsituation,choosethepunchingblankingscheme.Accordingtothecomprehensiveanalysisoftheparts,molddesigninmythisdesignisformalpiercingblankingdie,mainlyisthemoldpunchingblanking,oneofthemostwidelyusedinthestampingproduction.Duetomaterialandthicknessoftheprocessingmethod,Iuse:useofpiercingblankingdie,punchingpunchingmold,moldthreemoldprocessing.Keywords:punching;blanking;die;42Tooth;chainwheel

引言1.沖壓的概念，特點與發(fā)展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。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。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。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量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、蓋件等，沖壓的強度和剛度均較高。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。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，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。

沖壓在現(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)拇螅賱t60%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)也被質量輕、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。第1章設計題目與零件工藝性分析1.1設計要求設計該零件的沖壓模具，制件為42齒自行車鏈輪，如圖1.1所示。圖1.142齒自行車鏈輪沖壓技術要求：1.材料：Q215-B.F.；2.材料厚度：3mm；3.生產(chǎn)批量：大批量；4.未注公差：按IT14級確定。根據(jù)產(chǎn)品零件的形狀尺寸、材料、精度等要求，確定它們對沖壓工藝的適應性。1.2零件材料分析該零件材料采用Q215，相當于普通碳素鋼，具有高的塑性、韌性和焊接性能，良好的壓力加工性能，但強度低。查劉建超所編的《沖壓模具設計與制造基礎》可知其抗剪強度，抗拉強度，屈服點強度，斷后伸長率，由此可見該材料具有良好的塑性及較高的彈性模量即具有良好的沖裁性能和彎曲性能，因此該材料適合沖裁及拉伸。1.3零件結構分析該零件外形不規(guī)則，整體為一鏈盤，有1處需壓型，還有11個孔和42個輪齒，中心孔需要壓花，既有沖裁也有拉伸，所以應分別對其結構進行工藝分析并綜合考慮。1.沖裁的結構工藝性：沖裁件上有孔，為避免工件變形和保證模具強度，孔與孔間距不能過小，一般要求C′>(1.5～2)t所以由零件圖可知C′=29-21=7,而2t為6，顯然7>6。因此孔與孔之間的最小距離滿足工藝性要求。沖孔時因受凸模強度的限制，孔的尺寸不應太小，否則凸模易折斷或壓彎查,表2.7.2知所沖孔，因此孔的大小亦滿足工藝性要求。2.拉伸的結構工藝性：拉伸件的形狀應盡量簡單、對稱，這樣可以保證拉伸件在凸緣變形區(qū)的變形是均勻的，這樣模具加工工藝性最好。由于拉深件有回彈，所以零件橫截面的尺寸公差，一般都在IT12級以下，如零件高于T12級，應增加整形工序。綜上所述，所以此零件的結構滿足沖裁、拉伸工藝性要求，不需要增加整形工序。第2章確定工藝方案沖壓工藝方案設計就是根據(jù)沖壓件形狀尺寸、材料、生產(chǎn)批量等特點，即零件的工藝性分析，初步確定出沖壓加工內容，并制定出幾種可行的加工工藝方案，通過對產(chǎn)品質量、生產(chǎn)效率、設備條件、模具制造和壽命、操作的方便性、經(jīng)濟性等方面的綜合比較，確定出適合具體生產(chǎn)條件的最佳工藝方案。2.1總體的設計方案及可行性的分析方案1：先落料—沖中心孔，再沖孔—壓花然后再壓型，采用單工序模具生產(chǎn)。方案2：落料—沖裁—拉伸復合沖壓，采用復合模生產(chǎn)。方案3：沖孔—沖裁—切邊、拉伸、落料，級進沖壓，采用級進模生產(chǎn)。2.2比較各方案方案一，模具結構簡單，但需多道工序，三副模具，成本較低且需要的壓力機較小，模具加工維修方便，需要的工作臺尺寸較小。方案二，只需一副模具，工件的精度及生產(chǎn)率較高，模具制造復雜，難度大，并且沖壓后成品件留在模具上，在清理模具上的物料時會影響沖壓速度，操作不方便且需要的壓力機較大，需要的工作臺尺寸較大。方案三，也只需一副模具，生產(chǎn)效率高、操作方便，工件的精度也能滿足但要求壓力機也較大，需要的工作臺尺寸最大，模具的加工維修不方便一次定位錯誤將影響整個后續(xù)生產(chǎn)。通過對上述三種方案的分析比較，由于此工件尺寸較大，從生產(chǎn)成本考慮，該件沖壓生產(chǎn)采用方案一單工序模具生產(chǎn)為佳。第3章模具總體結構設計模具的優(yōu)劣只很大程度上體現(xiàn)在模具結構上，因此，單工序模具結構設計對模具的工作性能、加工性、成本、周期及壽命起著決定性作用。模具結構設計就是確定為實現(xiàn)工序排樣規(guī)定的加工工序所必需的功能結構，進而確定組成模具結構的零件及零件間的連接關系，確定模具的總體尺寸、模具零件的結構形式。結構設計的結果是模具裝配圖和零件明細表。結構設計原則：（1）盡量選用成熟的模具結構或標準結構。（2）模具要有足夠的剛性，以滿足壽命和精度要求。（3）結構應盡量簡單、實用，要具有合理的經(jīng)濟性。（4）能方便地送料，操作要簡便安全，出件容易。（5）要考慮廢料的處理。（6）模具零件之間定位要準確可靠，連接要牢固。3.1模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用單工序模沖壓，所以模具類型為單工序模具。3.2操作方式選擇由于材料的厚度太大，因此不適合用自動進料裝置，所以全部采用手工送料。3.3定位方式的選擇工序件的定位分縱向和橫向，橫向沿條料的送進方向與條料送進方向垂直，橫向定位指定距和導正，縱向定位指導料。因為第一套模具采用的是條料，控制條料的送進方向采用導料板，無側壓裝置橫向采用固定擋料塊；第二套模具和第三套模具都采用中心定位法。3.4卸料出件方式的選擇此零件沖壓工序中含沖裁、沖孔和拉伸，所以應有卸料機構，彈性卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，而且彈性卸料板卸料時對條料施加的是柔性力，不會損傷工件表面，可使工件的平面度提高。所以第一套模具采用彈性卸料板，由于工件尺寸較大，所以采用下出料的出件方式；第二套模具采用剛性卸料方式；第三套模具采用手工卸料方式。第4章模具設計計算4.1排樣、計算條料寬度及確定步距由于工件為圓形鏈盤，所以采用單個排樣方式，根據(jù)料厚3mm，查得搭邊值為a=3mm，所以條料寬度為L=176+3+3=182（mm），條料寬度為182mm，步距為179mm。4.2利用率計算沖裁件的面積A由proe軟件計算得A=1.34。一個步距的條料利用率為：4.3沖壓力的計算沖裁力一般按下式計算：式中：——沖裁力；——沖裁周邊長度；——料厚；——材料抗剪強度；——修正系數(shù)，一般取。拉伸力按下式計算：錐形拉伸拉伸力式中：F——拉伸力；t——材料厚度；d——錐形拉伸上直徑；D——錐形拉伸的下直徑；——材料抗拉強度；——修正系數(shù)。沖裁力和拉伸力的計算：第一套模具——落料、沖孔=1112818.635N=3001.3322π=370939.545N卸料力推件力查資料的，，n=1。采用彈性卸料板和下出料方式。計算得：=1212978.64N第二套模具——沖孔沖孔力：=95220.10255=476110.5Nπ4223001.335=308755N為保證凸模沖裁力的最大值不同時出現(xiàn)，且考慮避免出現(xiàn)傾斜或折斷，故設計成階梯式。本套模具采用下出料方式和彈性卸料板。最大沖裁力F=，。計算得：F=490393.815N第三套模具——壓型拉伸力：F=m==0.876需要壓邊圈。=0.84~0.65，m>，所以可一次拉成。查表得：=0.3F=0.3400π（154-3）3=170776N本套模具采用手工卸料方式。4.4壓力機的初選第一套模具：公稱壓力為：=（1.6~1.8）×1212978N=1940796N根據(jù)壓力機的公稱壓力=1940.796KN，查陳錫棟所編的《實用模具技術手冊》可以選壓力機型號為JA11-250，此壓力機為開式壓力機，其主要技術參數(shù)如下：公稱壓力：2500KN滑塊行程：120mm最大閉合高度：450mm連桿調節(jié)長度：80mm工作臺尺寸（前后左右）：630mm1100mm模柄孔尺寸(直徑深度)：70mm90mm第二套模具：公稱壓力：=（1.6~1.8）×490393N=761776N根據(jù)壓力機的公稱壓力=761.776KN，查陳錫棟所編的《實用模具技術手冊》可以選壓力機型號為J23-80，此壓力機為開式壓力機，其主要技術參數(shù)如下：公稱壓力：800KN滑塊行程：130mm最大閉合高度：480mm連桿調節(jié)長度：80mm工作臺尺寸（前后左右）：540mm800mm模柄孔尺寸(直徑深度)：60mm75mm第三套模具：公稱壓力：=（1.6~1.8)×170776N=273KN根據(jù)壓力機的公稱壓力=273KN，結合實際情況，查陳錫棟所編的《實用模具技術手冊》可以選壓力機型號為JH21-80，此壓力機為開式壓力機，其主要技術參數(shù)如下：公稱壓力：800KN滑塊行程：160mm最大閉合高度：320mm連桿調節(jié)長度：80mm工作臺尺寸（前后左右）：600mm×950mm模柄孔尺寸(直徑深度)：50mm60mm4.5確定壓力中心模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點，為了保證壓力機和模具的正常工作，應使模具的壓力中心與壓力機滑塊的中心線重合，否則沖壓時滑塊就會承受偏心載荷，導致滑塊導軌和模具導向部分不正常的磨損，還會使合理間隙得不到保證，從而影響制件質量和降低壽命，甚至損壞模具，但在實際生產(chǎn)中，由于沖件形狀和排樣的不同，從模具結構設計與制造考慮，不宜使壓力中心與模柄中心線相重合，這時應注意使壓力中心的偏離不致超出所選壓力機允許的范圍。由于本沖壓件為軸對稱圖形，故三套模具的壓力中心都為幾何中心，即為圓心。4.6沖模刃口尺寸及公差的計算確定沖裁凸凹模刃口尺寸應區(qū)分落料和沖孔，并遵循如下原則：1．設計落料模先確定凹模刃口尺寸。以凹模為基準，間隙取在凸模上，即沖裁間隙通過減小凸模刃口尺寸來取得。設計沖孔模先確定凸模刃口尺寸。以凸模為基準，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來取得。2．根據(jù)沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設計落料模時，凹?；境叽鐟〗咏虻扔诠ぜ淖钚O限尺寸；設計沖孔模時，凸模基本尺寸則取接近或等于工件孔的最大極限尺寸。這樣，凸、凹模在磨損到一定程度時，應能沖出合格的零件。模具磨損預留量與工件制造精度有關。用表示，其中為工件的公差值，為磨損系數(shù)，其值在0.5~1之間，根據(jù)工件制造精度選?。汗ぜ菼T10以上=1工件精度IT11~IT13=0.75工件精度IT14=0.53．選擇模具刃口制造公差時，要考慮工件精度與模具精度的關系，既要保證工件的精度要求。又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較工件精度高2~4級。對于形狀簡單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按IT6~IT7級選??；對于形狀復雜的刃口，制造偏差可按工件相應公差的1/4來選?。粚τ谌锌诔叽缒p后無變化的，制造偏差值可取工件相應公差值的1/8并冠以（）。4．工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差原則上都應按“入體”原則標注為單向公差，所謂“入體”原則是指標注工件尺寸公差時應向材料實體方向單向標注。但對于磨損后無變化的尺寸，一般標注雙向偏差。決定錐形件拉伸凸、凹模橫向尺寸及公差的原則是：設計以凸模為基準，而凸、凹模的尺寸和公差則應根據(jù)工件的尺寸、公差、回彈情況以及磨損規(guī)律而定。由于沖模加工方法不同，沖裁刃口尺寸的計算方法也不同，基本上可分為兩類。1．按凸模與凹模圖樣分別加工法這種方法主要適用于圓形或簡單規(guī)則形狀的工件，因沖裁此類工件的凸、凹模制造相對簡單，精度容易保證，所以采用分別加工。設計時，需在圖紙上分別標注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。（1）落料設工件的尺寸為，根據(jù)計算原則，落料時以凹模為設計基準，首先確定凹模尺寸，凹模的基本尺寸接近或等于工件輪廓的最小極限尺寸；將凹模尺寸減去最小合理間隙值即得到凸模尺寸。（2）沖孔設沖孔尺寸為，根據(jù)計算原則，沖孔時以凸模為設計基準。首先確定凸模尺寸，使凸模的基本尺寸接近或等于工件的最大極限尺寸；將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得到凹模尺寸。（3）孔心距孔心距屬于磨損后基本不變的尺寸。在同一工布中，在工件上沖出孔距為兩個孔時，其凹模型孔中心距可按下式確定。上述式中，、——落料凹、凸模尺寸；、——沖孔凸、凹模尺寸；——落料件的最大極限尺寸；——沖孔件孔的最小極限尺寸；、——工件孔心距和凹模孔心距的公稱尺寸；——工件制造公差；——最小合理間隙；——磨損系數(shù)；——凸、凹模的制造公差，可按IT6~IT7級來選取，也可查表2.4.1選取，或取，。為了保證初始間隙不超過即，和選取必須滿足以下條件：可見，凸、凹模分別加工法的優(yōu)點是，凸、凹模具有互換性，制造周期短，便于成批制造。其缺點是，為了保證初始間隙在合理范圍內，需要采用較小的凸、凹模具制造公差才能滿足的要求，所以模具制造成本相對較高。2．凸模與凹模配作法采用凸、凹模分開加工法時，為了保證凸、凹模間一定的間隙值，必須嚴格限制沖模制造公差，因此，造成沖模制造困難。對于沖制薄材料（因與的差值很小）的沖模，或沖制復雜形狀工件的沖模，或單件生產(chǎn)的沖模，常常采用此方法。配作法就是先按設計尺寸制出一個基準件（凸?；虬寄＃缓蟾鶕?jù)基準件的實際尺寸再按最小合理間隙配制另一件。這種加工方法的特點是模具的間隙由配制保證，工藝比較簡單，不必校核的條件，并且還可放大基準件的制造公差，使制造容易。設計時，基準件的刃口尺寸及制造公差應詳細標注，而配作件上只標注公稱尺寸，不標注公差，但在圖紙上注明：“凸（凹）模刃口按凹（凸）模實際刃口尺寸配制，保證最小雙面合理間隙值”。采用配作法，計算凸?；虬寄Ｈ锌诔叽?，首先是根據(jù)凸?；虬寄Ｄp后輪廓變化情況，正確判斷出模具刃口各個尺寸在磨損過程中是變大、變小還是不變這三種情況，然后分別按不同的公式計算。（1）凸模或凹模磨損后會增大的尺寸——第一類尺寸A落料凹模磨損后將會增大的尺寸，相當于簡單形狀的落料凹模尺寸，計算公式如下：第一類尺寸：（2）凸模磨損后會減小的尺寸——第二類尺寸B沖孔凸?；蚵淞习寄Ｄp后將會減小的尺寸，相當于簡單形狀的沖孔凸模尺寸，計算公式如下：第二類尺寸：（3）凸?；虬寄Ｄp后基本不變的尺寸——第三類尺寸C凸?；虬寄Ｔ谀p后基本不變的尺寸，不必考慮磨損的影響，相當于簡單形狀的孔心距尺寸，計算公式如下：第三類尺寸：式中，——模具基準尺寸（mm）；——工件極限尺寸（mm）；——工件公差尺寸（mm）。拉伸件凸、凹模橫向尺寸及公差的計算方法如下：式中，、——凸、凹模橫向尺寸；——彎曲件橫向的最大極限尺寸；——彎曲件橫向的最小極限尺寸；——彎曲件橫向的尺寸公差，對稱偏差時；、——凸、凹模的制造公差，可采用IT7~IT8級精度，一般取凸模的精度比凹模精度高一級。在確定該制件工作零件刃口尺寸方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法，結合模具的特點，沖孔零件的形狀比較簡單，因此其工作刃口尺寸計算可按分開加工的方法來計算；而落料的工作零件相對來說比較復雜，形狀不規(guī)則，所以其刃口尺寸應按配合加工的方法計算。各工作零件刃口尺寸計算如下：第一套模具：圖4.1成型部分由圖4.1所示，根據(jù)材料及材料厚度查劉建超所編《沖壓模具設計與制造》中的表得：雙面間隙落料：所以落料公差不滿足，可調整為：由于零件外形比較復雜，所以采用凸凹模A類配套加工，用線切割。取x=0.5IT=14凸模按凹模尺寸配作。沖孔：因為 ，所以沖孔公差滿足。取x=0.75IT=14第二套模具：圖4.2成型部分由圖4.2所示，根據(jù)材料及材料厚度查劉建超所編《沖壓模具設計與制造》中的表得：雙面間隙:，所以沖孔公差滿足要求取x=0.5IT=14沖孔1：沖孔2：=第三套模具：圖4.3成型部分由圖4.3所示，拉伸模的單邊間隙為：設計以凸模為基準，模具公差按IT=14，，，凸凹模的制造公差經(jīng)查表所得 第5章各主要零件結構設計與壓力機的校核由于沖件的形狀和尺寸不同，沖模的加工以及裝配工藝等亦不同，所以在實際生產(chǎn)中使用的凸模結構形式很多。其截面形狀有圓形和非圓形；刃口形狀有平刃和斜刃等；結構有整體式、鑲拼式、階梯式、直通式、和帶護套式等。凸模的固定方法有臺階固定、鉚接、螺釘和銷釘固定等。而在此零件的加工過程中，沖裁凸模的有的形狀不規(guī)則，需利用線切割加工，故采用直通式結構。固定端用螺釘固定方法將其固定在凸模固定板上。圓形凸模采用臺階固定。圓形凸模其工作部分的尺寸由計算而得，與凸模固定板配合部分按過渡配合（H7/m6）制造，利用臺階固定。凹模的刃口形式有直筒形和錐形，主要根據(jù)沖裁件的形狀、厚度、尺寸精度以及模具的具體結構來決定。在這里選直筒形，因為它刃口強調較高，且刃口直壁下面的擴大部分可使凹模加工簡單，用于沖裁形狀復雜、或精度要求較高的中、小型件，也可用于裝有頂出裝置的模具。5.1計算各主要零件的尺寸5.11凹模厚度第一套模具：根據(jù)沖件尺寸及材料厚度，查表2.9.5可知因考慮板料厚度影響，凹模厚度系數(shù)，而根據(jù)制件可知凹模刃口的最大尺寸，所以凹模厚度為：故選取凹模厚度為45mm。凹模壁厚由查表可得：取C=62mm。根據(jù)工件尺寸即可估算凹模的外形尺寸，再結合參考《冷沖模國家標準》，取直徑X厚度為凹模圖形如圖5.1所示。圖5.1凹模第二套模具：K=0.50，凹模刃口最大尺寸b=42mm，所以凹模厚度為：H=kb=0.5042=21mm凹模圖形如圖5.2所示。圖5.2凹模第三套模具：H=kb=0.22154=33.88mm，取凹模厚度為60mm。凹模圖形如圖5.3所示。圖5.3凹模5.12卸料板卸料板的作用是將沖裁后套在凸模上的條料卸下，彈壓卸料板用卸料螺釘連接于上模座或凸模固定板上，上模座和卸料板之間安裝有橡膠。根據(jù)厚度即卸料板寬度，可查得彈性卸料板厚度為16~20，再結合《冷沖模國家標準》，取。第一、二套模具選的卸料板都是16mm。5.13卸料橡皮的設計第一套模具：由查表可得：查《沖壓模具設計與制造》，圖2.9.35特性曲線及表2.9.12，單位壓力，取圓筒形橡膠的內徑d=176，則橡膠的外徑為：故橡膠外徑315滿足要求。5.14墊板的采用與厚度查王芳所編《冷沖壓模具設計與指導》，墊板位于上模座與凸模固定板之間，凹模與下模座之間等，作用是直接承受和分散凸模或凹模傳遞的壓力，以降低模座所受的單位壓力，保護模座以免被凸模端面壓陷。沖裁凸模是否加墊板，應根據(jù)模座承壓的大小進行判斷，凸模承壓端面對模座的單位壓力（）為式中，——沖裁力；——凸模支撐端面積。由上所述，該模具是否采用墊板，應以承壓面較小的凸模進行計算。因此沖小孔的凸模承壓面的尺寸，其承壓力為查表2-39，得鑄鐵模板的為?？梢姡?，因此該模具應采用墊板。墊板厚度根據(jù)模板長度315，查《冷沖模國家標準》，取墊板厚度為15。故三套模具全采用墊板。5.15凸模固定板第一套模具：查資料所得，落料凸模固定板厚度取凹模厚度的0.6~0.8倍，故H=0.6=24mm，結合《冷沖模國家標準》，取H=24mm，沖孔凸模固定板，取。第二套模具：查資料所得，凸模固定板厚度取凹模厚度的0.6~0.8倍，故H=0.6=12.6mm，結合《冷沖模國家標準》，取H=16mm。第三套模具：查資料所得，凸模固定板厚度取凹模厚度的0.6~0.8倍，故H=0.640=24mm，結合《冷沖模國家標準》，取H=24mm。5.16凸模長度采用彈壓卸料板時式中，——凸模固定板厚度；——卸料板厚度；——材料厚度；——增加長度，由凸模進入凹模的深度（0.5~1）mm，總修模（10~15mm)及模具閉合狀態(tài)下卸料板到凸模固定板間的安全距離（15~20)mm等因素確定。第一套模具：結合工件外形并考慮加工，將落料凸模設計成直通式，采用線切割加工，與凸模固定板采用螺釘連接。其總長與凹模壁厚相等，為45mm。將沖孔凸模采用直通式，與凸模固定板的配合按H6/m5。其總長L=15+10+40=65mm。第二套模具：結合工件外形并考慮加工，將凸模設計成直通式，非圓形的采用線切割機床加工，與凸模固定板采用螺釘連接。圓形的采用車床加工，與凸模固定板的配合按H6/m5。為防止最大沖裁力的同時出現(xiàn)，兩個凸模采用階梯型，圓形凸?？傞L為：L=16+16+12=44mm非圓形凸?？傞L為L=16+16+9=41mm。第三套模具：結合工件外形并考慮加工，將凸模設計成直通式，圓形凸模采用車床加工，與凸模固定板配合按H6/m5?？傞LL=40+16+1.5=57.5mm。5.2模架及其他零部件設計與壓力機的校核該模具采用中間導柱圓形模架，這種模架的導柱對稱分布，導柱和導套滑動平穩(wěn)，操作較方便。以凹模周界尺寸315為依據(jù)，查《冷沖模國家標準》選模架規(guī)格，其一些標準件規(guī)格如下：第一套模具：模架(GB/T2855.1-2008)315上模座（GB2855.13）31550下模座（GB2855.14）31560導柱（GB2861.1）45h5200導套（GB2861.6）45H612548墊板（GB2858.3）31525凸緣模柄（JB/T7646.3-2008）70100所以該模具的閉合高度：==50+25+4+40+40+10+16+60-1=234mm式中，——凸模長度，=40mm；——凹模厚度，=40mm；——凸模沖裁后進入凹模的深度，=1mm?？梢娫撃＞唛]合高度小于所選壓力機JA11-250的最大裝模高度（450mm），但其小于壓力機的最小裝模高度，因此需要增加墊板。第二套模具：模架(GB/T2855.1-2008)315上模座（GB2855.13）31550下模座（GB2855.14）31560導柱（GB2861.1）45h5200導套（GB2861.6）45H612548墊板（GB2858.3）31550凸緣模柄（JB/T7646.3-2008）6096所以該模具的閉合高度：==50+50+41+21+16+60-1=237mm式中，——凸模長度，=41mm；——凹模厚度，=21mm；——凸模沖裁后進入凹模的深度，=1mm。可見該模具閉合高度小于所選壓力機J23-80的最大裝模高度（480mm），但其也小于壓力機的最小裝模高度，因此需添加墊板。第三套模具：模架(GB/T2855.1-2008)315上模座（GB2855.13）31550下模座（GB2855.14）31560導柱（GB2861.1）45h5200導套（GB2861.6）45H612548墊板（GB2858.3）31520凸緣模柄（JB/T7646.3-2008）5091所以該模具的閉合高度：==50+20+59.5+60+60-1=228.5mm式中，——凸模長度，=57.5mm；——凹模厚度，=40mm；——凸模沖裁后進入凹模的深度，=1mm?？梢娫撃＞唛]合高度小于所選壓力機JZ-40的最大裝模高度（400mm），其小于壓力機的最小裝模高度，因此需增加墊板。5.3模具總裝圖第一套模具：通過以上設計，可得到模具的總裝圖如圖5.4所示。模具上模部分主要由上模板、上墊板、凸模、橡膠及卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以橡膠為彈性元件。下模部分由下模座、下墊板、凹模板、中墊板、沖孔凸模等組成。當凸模11與條料剛好接觸時，模具處于閉合狀態(tài)，卸料板12與凹模13上的條料受到較大壓緊力，模具內的沖裁剛好達到設計深度，完成沖壓動作。當制件成形后，廢料從模具的廢料孔中落下，制件由頂件快22頂離凹模平面。到此，完成一個沖裁成形過程。當上模上升時，條料在人工作用下，向前送進一個步距，準備下一個工作循環(huán)。圖5.4模具裝配圖1—上模板2—導套3—上墊板4—定位銷5—內六角螺釘M10×856—模柄7—打桿8—內六角螺釘M10×1009—橡膠圈10—沉頭螺釘M10×3011—凸凹模12—彈性卸料板13—凹模14—中墊板15—導柱16—下模板17—凸模固定板18—下墊板19—內六角螺釘M10×9020—頂桿21—沖孔凸模22—推板23—止動銷24—導料板25—推桿26—擋料塊第二套模具：通過以上設計，可得到模具的總裝圖如圖5.5所示。模具上模部分主要由上模板、上墊板、凸模（10）、凸模固定板及卸料板等組成。卸料方式采用剛性卸料，下模部分由下模座、下墊板、凹模板等組成。沖孔廢料由漏料孔漏出。當凸模21與工件剛好接觸時，模具處于閉合狀態(tài)，卸料板14與凹模15上的條料受到較大壓緊力，繼續(xù)向下，工件完成沖壓動作。當制件成形后，廢料從模具的廢料孔中落下，制件由頂料桿6頂離凸模。到此，完成一個沖裁成形過程。當上模繼續(xù)上升時，進行手工取料，準備下一個工作循環(huán)。圖5.5模具張配圖1—上模板2—導套3—導柱4—上墊板5—定位銷6—頂桿7—模柄8—打桿9—頂桿固定板10—內六角螺釘M10×10011—內六角螺釘M10×3512—凸模固定板13—卸料板14—非圓形凸模15—凹模16—下墊板17—下模板18—內六角螺釘M10×9019—壓花沖頭20—定位柱21—圓形凸模22—定位銷23—橡膠第三套模具：通過以上設計，可得到模具的總裝圖如圖5.6所示。模具上模部分主要由上模板、凸模、固定板組成。卸料方式采用剛性卸料，下模部分由下模座、固定板和凹模板組成。行至凸模8與工件剛好接觸時，工件受到較大拉伸力，開始變形，繼續(xù)向下，工件完成拉伸動作。當制件成形后，制件由頂料桿頂離凹模。到此，完成一個成形過程。當上模繼續(xù)上升時，進行手工取料，準備下一個工作循環(huán)。圖5.6模具張配圖1—上模板2—導套3—導柱4—上墊板5—定位銷6—模柄7—內六角螺釘M10×1008—凸模9—固定板10—內六角螺釘M10×9511—下模板12—凹模13—定位柱14—定位銷結論通過此次42齒自行車鏈輪的設計，在老師的指導下，經(jīng)過收集大量的資料去研究單工序模具的概念、特點、工作及設計過程，參考了大量的關于沖壓模設計、及沖壓工藝方面的書籍和技術資料，掌握了不少沖壓方面的知識。使原來對模具僅有一點概念的我對沖壓模具有了一定的了解，并運用所查所學的理論知識，解決了42齒自行車鏈輪單工序模具設計這一問題，受到從理論到實際的綜合訓練，培養(yǎng)了獨立運用所學理論解決具體問題的能力，為畢業(yè)后的工作打下良好基礎。此設計已經(jīng)基本上完成了任務書中規(guī)定的工作內容、研究目標、技術指標及參數(shù)等要求，但由于設計者水平所限，且仍有許多不足，加上設計時間倉促，42齒自行車鏈輪單工序模具的整體設計雖然已經(jīng)按照要求設計出來，但設計中難免有欠妥之處，仍需進一步改進。需要老師的進一步檢查和指導。致謝衷心感謝在此設計中給予我?guī)椭乃欣蠋煟貏e是韓慶妙老師在此次設計中對我的悉心指導和講解，在畢業(yè)設計期間，老師對我在學習過程中所犯的錯誤從來都不予以批評，而是教我如何從錯誤中找出原因、分析原因、總結經(jīng)驗，并指導我如何用最科學、合理的方法去進行改進，少走彎路，培養(yǎng)了我較強的獨立思考和分析能力。這些東西將會使我終身受益。在此，我對老師高尚的品格和誨人不倦的美德致以崇高的敬意和最誠摯的謝意！能順利完成大學本科的畢業(yè)設計，由衷地感謝老師們給予我在學習上指導、生活上關心和幫助；感謝我的同學和朋友們，在我遇到困難和挫折的時候給予我最大的鼓勵和信心，在此向他們表示我最誠摯的謝意！在設計完成之際，我要感謝我的家人對我始終如一的理解和支持，無私付出的一切。正是他們給予了我精神上和物質上的極大鼓勵和支持，才使我能夠全身心地投入到學習中去，圓滿完成學業(yè)。最后向百忙之中評閱本論文的各位專家、教授們表示衷心的感謝！參考文獻[1]王先逵.機械制造工藝學[M]．北京：機械工業(y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