墊板的沖壓工藝及模具設計

第1章緒論1.1研究目的及意義與其他的產(chǎn)品設計制造方法相比較而言，沖壓方式不僅是一種相對先進的制造方式，也是一種能夠得到廣泛應用的制造方式。在使用這種方法制造商品時，不僅能夠減少原材料的耗費，而且還能夠以相對少的制造時間得到相對優(yōu)良的產(chǎn)品，從而廣受歡迎。在全球各領域中已經(jīng)獲得了廣泛應用。而在這個市場經(jīng)濟發(fā)達、科學技術進步很快的時代，隨著世界競爭日益劇烈，我們也將擁有比較強的競爭力，各大企業(yè)也會面對著被淘汰的經(jīng)營風險，于是我們必須要爭先恐后的去提升自己，在我們面對著這種壓力的考驗之時，我們也應該抓住機遇，因為要想在這個國際競爭日益激烈的時代脫穎而出，就必須增強自己快速開發(fā)新產(chǎn)品的實力，而在這方面，沖壓生產(chǎn)工藝也變得十分重要。而當前，我國的科技是與外國的科技還是有著很大差距，對于一些較為基礎的理論性的東西還不是十分齊全，也沒有形成較為完備的體系。要在這個充滿風險的社會站住腳跟，我們必須抓住機會，我國的模具產(chǎn)業(yè)必須依靠領先的科技來起步，必須要不斷提升科技，進一步的將模具與計算機融合起來。在此基礎上，需要加大國家和各領域?qū)@一行業(yè)的投資，不斷發(fā)展，增強我國的工業(yè)水平以及在世界上的實力，使我國的模具產(chǎn)業(yè)更加增強，雖然現(xiàn)在還是有不少困難，但是只要我們像這樣不斷研究和努力，相信用不了多久就會取得長足的進步。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前，在整個國民經(jīng)濟的發(fā)展進程中，對機械制造業(yè)的投資與運營已占據(jù)相當高的國民工業(yè)生產(chǎn)總值比例，并且隨著汽車制造業(yè)與手機工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)的興起，給中國模具行業(yè)發(fā)展又帶來了全新的要求，然而現(xiàn)在中國模具行業(yè)正在保持高速的成長，并且每年的投資資金一直是很緊缺的，而且交易額也始終維持在一千億的水平上，這也就為一個機械制造業(yè)大國模具產(chǎn)業(yè)的迅速成長，提供了一個良好的投資條件支持和良好成長機遇。最近幾年來，模具產(chǎn)品的年均增長率都在百分之二十以上，同時又有大量的產(chǎn)品輸出，每年約一千億的產(chǎn)品被輸出到國內(nèi)外[1]。目前，由于我們的汽車模具生產(chǎn)的快速成長和擴張，已經(jīng)極大的促進了整個汽車行業(yè)領域的快速成長，對于整車制造公司而言，在一個具體產(chǎn)品或者車型的生產(chǎn)中，需要上百種沖壓生產(chǎn)件的組裝和整裝工作，而一個汽車零件產(chǎn)品中僅需要一種模具產(chǎn)品，即需要上千個模具。作用也同樣非常巨大，據(jù)不完全統(tǒng)計，由于中國汽車的更新與換代，其中很可能會有百分之七十以上的汽車模具都需要更換。但截止到二零一九年，我國汽車的總體生產(chǎn)規(guī)模已經(jīng)達到了三千萬臺，而這巨大的生產(chǎn)規(guī)模還離不開先進汽車模具技術的有力支撐[2]。此外，由于對手機等通信領域的電子設備的需求爆發(fā)式增加，對模具的要求也將會越來越廣泛，而且隨著智能技術的發(fā)達，這方面的電子設備功能也將越來越廣泛地運用，所以生產(chǎn)制造中的這些電子設備及其所制造的全部過程中，都離不開模具。而在國外的先進地區(qū)中，模具產(chǎn)業(yè)設備已非常的齊全，產(chǎn)品占有率也將可以達到百分之二十以上。在我國，目前已經(jīng)有約30000多個模具制造廠所，各行各業(yè)的科技人員大約一百萬名以上。在二零一九年，中國的模具工業(yè)產(chǎn)值將超過三千多億。而在整個工業(yè)總量的份額上，自給率也將超過了百分之八十以上。其中塑料注塑模具占到了百分之四十，金屬沖壓生產(chǎn)模具達到了百分之四十，金屬壓鑄模具所占比例百分之七，而其他的各種產(chǎn)品都可以達到百分之幾十[3]。"十三五"時期，在中國沖壓技術產(chǎn)業(yè)的不斷深入發(fā)展中，大概將會新增一萬以上的生產(chǎn)規(guī)模單位。并且新增人員將會達到一百萬名。而且，每年的沖壓機械數(shù)量將會越來越多?？赡苓_到八千萬以上。而這種沖壓機械的產(chǎn)值也會是非常巨大的。規(guī)模將達到一萬億元。而就目前每一個中國國內(nèi)汽車行業(yè)來說。隨著新車工藝的進一步發(fā)展，對于包括C級的汽車所必須的模具的生產(chǎn)與制作，也要進一步的投入大量資金與技術。但我們相信將很快取得突破性的發(fā)展。必將引領著模具產(chǎn)業(yè)從中低端向高檔市場的進一步?jīng)_擊，從而更多的占據(jù)市場的大部分市場。在沖壓模具工業(yè)中個，采用液壓機沖壓是最常用的一種技術方法。加工過程中首先涉及到的是板料，故有時又應稱為板料沖壓的加工過程[4]。但在沖壓線上加工的產(chǎn)品也不一定都是金屬實板，有些還可以沖壓的非金屬材料。比如在用液壓機沖壓的過程中。左右模安裝在液壓沖床中，在液壓缸帶動上下模之間的力左右貼合擠出料，并使其產(chǎn)生變形的加工過程中。當壓力達到料的屈服極限時就會發(fā)生扭曲，又經(jīng)由安裝模的形成而發(fā)生變形。根據(jù)此加工過程獲得所需零件。在很多領域里，對沖壓工藝技術的要求都是有所不同的。這主要是根據(jù)對沖壓設備的精度，產(chǎn)品的質(zhì)量要求。就會有對產(chǎn)品性價比要求很高的企業(yè)與客戶，要求產(chǎn)品的售價比較低。不過此類企業(yè)一般的產(chǎn)品質(zhì)量并非很好，重量輕是主要的特點。模具沖壓工藝生產(chǎn)技術已在機械、電氣、手機、通信等的多個民族和輕工業(yè)生產(chǎn)領域中展現(xiàn)出了巨大的技術力量與十分關鍵的地位和影響。一個工業(yè)大國制造業(yè)的快速發(fā)展和提升，離不開模具工業(yè)的迅速發(fā)展。目前，像美國、德國、日本等發(fā)達國家的模具產(chǎn)品還是比較完善的。但是我國還必須加大扶持和開發(fā)。促使沖壓產(chǎn)品盡快開發(fā)[5]。1.3沖壓模具設計的主要部件和作用及安全因素(1)由于凸模與凹模是用來決定原料能否成形的最關鍵成分，所以，它是模具設計中的決定性因素。凸凹模不但精密而廣泛，而且需達到如下特點:1)材質(zhì)硬度較大，在沖壓進程中不會發(fā)生開裂或損壞；2)對其原料以及熱加工方式也需要有更具體的規(guī)范，以避免由于其硬度太高所造成的破壞。(2)定位元件是確認坯件安置方向的元件，有定位銷(板)、遮料銷(板)、引正銷、引料板、定距側(cè)刀、側(cè)壓力機等。選用好定位元件之后，首先要考慮使用是否簡便，定位不能過偏，而且對觀察點也應該方便的觀看，相對合理的方法是選擇向前推定位、按外觀樣式定位以及引正銷的方法。(3)經(jīng)過壓邊圈對原料進行施加壓邊力，可以避免原料在擠壓過程中彎起或發(fā)生褶皺。如壓料盤的作用就是避免原料發(fā)生位移和跳動。擁有頂出器、下料器的功能，也可方便在送件時去除雜志。它為空氣彈簧、橡膠材料和裝置上的氣床立柱所支承，并且可以自由向上和下移動，頂出部件設計好后還需要滿足一定的輸出空間，并且移動的軌跡還需要人進行監(jiān)控。下材板需要盡可能減少封閉區(qū)域和避免人操控地溝。袒露的下材板的周邊還需要裝有防護擋板，以避免工人手進去或是雜物進入，裸露在外面的掉腳還需要加以打磨。(4)導向模塊的導桿和導套，是目前應用最廣泛的一種導向模塊。其主要功能是在保證凹凸模的沖壓過程中，有良好的間隙。所以，后導桿、導套間之間的距離比沖裁距離小。將導柱放置在下模板座上，并保持在沖壓后導柱的水平位置上，而導柱的最上端也必須保持高于其上模板座5-10mm，這是必要的。后導柱也必須放置在離模板座和壓材盤之間很遠的地方上，并保證人的雙手沒有超出后導桿就能夠承受所有原材料。(5)上下模板、模具手柄、凸凹模定位板、墊板、限位開關器械等均屬于支撐和夾持的部分。上下模都是沖模的最基本部分，而其他的元件也都按次序地放置在上面。所以模型的平面尺寸，特別是在前后方面，都必須和元件尺寸正好吻合，尺寸的不一致都不利于實際應用。一些模具裝配公司(下料、成形沖孔類模具設計)為了方便送件，還需要在模具框下方設有木板。這時在木料與模板中間盡可能的用板子釘住在一起，而兩塊板子的厚薄程度也要完全相同。兩塊板的檔位以能送件量最大為原則，而且不可過大或偏小，以免模具的斷裂。(6)固定元件，其一般分為鋁釘、螺帽、閥簧、圓柱銷、清洗器等，但在通常條件下仍應選用標準元器件。但由于以沖壓模裝配的標準元器件需求量很大，因此在策劃選用時要滿足一定堅固性和無金屬部件頂出的要求。1.4沖模的特點和種類沖模是指將一個經(jīng)過沖壓的金屬板材裝配和獲得合格工件的加工裝置。在沖壓工藝生產(chǎn)的進程中，由凸模和凹形直接和試樣接觸，再利用相互作用的壓力使其產(chǎn)生了非彈性變形，進而生產(chǎn)出設想中的元件。所以，沖模必須滿足以下的技術條件:(1)材料必須具備適當?shù)挠捕?、剛性和適當?shù)暮侠淼某叽纾?2)主要機械部件須耐磨，且應用期限長；(3)其構(gòu)造應確保運行安全、簡單，便于管理與維護；(4)產(chǎn)品具備進料簡便、容易提取成型，定位準確的優(yōu)點，以便提高成型率；(5)配備引導裝置，保證其左右移動的準確性；(6)處理與選擇元件的過程應該盡量縮短，選擇標準元件，通用元器件，提高制造品質(zhì)，減少本錢；(7)其構(gòu)造和功能應與壓力機的主要參數(shù)一致；(8)與壓力機要有重疊的部分，兼具搬運吊裝重要元件功用，以滿足裝置和管制設備的要求。第2章沖壓零件的分析2.1零件工藝性分析墊板結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。圖2-1零件結(jié)構(gòu)及尺寸此次設計模具所生產(chǎn)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較簡單，沒有復雜的壓彎，折彎工藝，所以在設計過程中應以高效、高利用率為設計核心，由于是平墊也可減少沖壓模具的刃口磨損。也因此避免了由于沖裁模具在實際生產(chǎn)過程中，在轉(zhuǎn)角點上所發(fā)生的由于沖裁模具下壓所引起的損傷。2.2零件結(jié)構(gòu)⑴此沖壓件的外型寬度通常不大，以最薄厚約1mm為比較理想，適合于普通的沖壓工具。⑵采用的主體材料一般為08鋼，厚度一般為t=1.0，因此它是一款主體材質(zhì)含碳量一般為百分之零點零八的復合鋼，很適合于制造高速拉深零件。尺寸精確度范圍為IT12至IT14。并大批量生產(chǎn)。2.3尺寸精度沖壓件精度一般按照IT12至IT14的標準要求，對加工尺寸準確度的要求也較高，對模具上的制造尺寸精度也要注意掌握。2.4本課題需要做的工作照我國對該項目研究的目的、意義、和國外技術的發(fā)展，經(jīng)過沖裁件的基本工藝設計，通過確定了工藝方法和模型的基本結(jié)構(gòu)方法，進一步確定了墊板件沖壓生產(chǎn)工藝模型系統(tǒng)設計的基本目標，通過進一步提高制造工作效率，通過進一步提高制造精確度，通過進一步提高加工率提升制造效率，進而達到了對整個沖壓工藝制造流程精度的全面提升。如圖2-1所示，針對該零件進行沖壓模具的設計。第3章沖裁方案的確定3.1沖裁方案的選取對比工藝方案研究的方式就是將物料及所要求的使用環(huán)境等各種條件進行結(jié)合后設計出一個適合此沖壓工藝的生產(chǎn)模式。根據(jù)各種情況考慮研究出以下三種方案進行考慮：設計方案一:應用的組成比較為簡單的單工序模具的二個工序，在設計中必須先要從毛坯的基礎上經(jīng)過落料工序加工完成零件所要求的形狀部分，而后再進行沖磨的步驟，生產(chǎn)零件所要求的二圓孔。設計方案二:采用復合模具的生產(chǎn)方式，能夠直接從毛坯形狀上設計零件的外形和內(nèi)孔，僅采用單獨一個模具生產(chǎn)。設計方案三:采用給進模進行沖裁。一次操作中，條料在沖模臺具的不同位置，可進行各種施工動作。設計方案一:用單測量工位模具，在沖壓機上完成一次沖壓過程時，僅能完成一個動作。因為模型的制作種類較多，所以每個制作流程中都需要不斷對模型調(diào)節(jié)，動作雖不簡單，但更為重要的特點是不能保證準確性。設計方案二:由于在復合沖裁模的一個過程中，在每一個加工制造崗位上都可以同時完成內(nèi)孔和表面的設計，符合公差標準。并且使用復合模可提高質(zhì)量，滿足生產(chǎn)需求。設計方案三:由于成本比較高，比較適合于生產(chǎn)工件工序比較多的場合。綜合分析，方案二最合適，故選用方案二并進行了本方案設計。3.2模具類型的選擇選擇不同的模具與生產(chǎn)方式在對不同情況下進行考慮后所進行，也因為選擇最適當?shù)陌惭b方式就可以在產(chǎn)品工藝模具沖壓中產(chǎn)生更多的經(jīng)濟利益，所以選擇一個最合理的恰當?shù)漠a(chǎn)品模具安裝方式就是必不可少的，本工程中使用的一般都是復合模具，但我們也需要根據(jù)復合模具的裝配方式，所以我們就需要選用有兩種型式的復合模具:倒裝復合模，以及正裝復合模，并對這二種復合模具的裝配方式進行了研究，確定了優(yōu)勢和劣勢及適用范圍后再對本模型安裝的復合模中選擇合適的安裝方法，因此得到了最優(yōu)的結(jié)果。根據(jù)資料文獻參考結(jié)合兩種加工方式的優(yōu)缺點與其應用范圍得出下表表3-1復合模部件兩種裝配形式缺點及應用范圍正裝復合模雖然適合去沖裁孔邊距較小的制件，但是它的結(jié)構(gòu)復雜，非常容易被影響操作。倒裝的冷沖模型，雖然并不太適用于去沖裁孔邊距比較小的塑件尺寸，但是因為它的結(jié)構(gòu)簡單，卸料也相對的簡單，所以生產(chǎn)品質(zhì)也就相當好，并且應用范圍也非常的寬范。綜上所述，由于本款塑件尺寸的構(gòu)造形式非常簡單，孔邊距大，加工精度也較低，適用于大批量生產(chǎn)，所以通常使用倒裝的復合模。第4章模具總體結(jié)構(gòu)的確定4.1模具類型及送料、卸料方式使用沖孔落料的復合模具，結(jié)構(gòu)上也不復雜，加工成本低，同時模具壽命長還可滿足工業(yè)生產(chǎn)要求。本次在研究工程中引入了自動給料供彈的機制，操作者僅需要對整個機體的操作加以管理而不需要直接的進行控制。自動輸送設備可以手動生產(chǎn)，可以明顯的提高生產(chǎn)質(zhì)量。這次的項目將在整個沖壓過程中所用的主要原材料都設定為長條材料，而對長條板材料的輸進則主要是利用導料銷來實現(xiàn)的，在條料帶還沒有入模以前就必須先對料帶進行導正，從而使長條材料可以與模處于一個狀態(tài)，同時還能夠根據(jù)自動輸料機的要求對物料進行繃好。4.2卸料以及出件方式制件的一般厚度都只有2.5mm，如厚度不大，其分層離析性能也就不大，因此可以考慮作為最常見的彈簧、橡膠等。它的主要作用功能就是在對凸模進行沖裁后，可借助彈性力以及橡膠本身所具有的彈力，而使凸模和沖裁料進行剝離。使用限位螺栓的功能，來指導工人對彈性卸料機構(gòu)工作進行引導。而使用引導元件對卸料機構(gòu)工作的導向功能，則可以更有效確保卸料機構(gòu)工作在卸料的過程中順利完成，同時也可以大幅度提高了工件的加工效率和生產(chǎn)品質(zhì)，進而減小了凸模的磨損范圍。4.3導向方式使用在中間的導桿模架，通過導向固定，可以避免因上模與下模之間的錯位安裝，所引起的模具問題。第5章工藝參數(shù)計算5.1排樣設計和計算排樣:在板料或條料上合理安裝，每個毛坯尺寸件的正確出料尺寸的過程，就稱為排樣。如何科學合理的進行排樣設計，會直接導致了對物料的加工效率上的巨大差異，而合理排樣的主要意思就是能夠增加對物料的加工效率并減少對物料的耗費，進而降低成本。排樣形態(tài)根據(jù)廢料狀態(tài)分為三種：有廢料排樣、無廢料排樣、少廢料排樣。同時，由于在塑料件排樣工序中對條料的不同，按照排放方式又可分成直排、斜排、對排等不同排樣形態(tài)。但因為各種的排樣形態(tài)均有其不同的特性和應用范圍，所以應當依據(jù)生產(chǎn)的現(xiàn)場情況對排樣形態(tài)進行合理的選擇。本次由于工件尺寸的減少，采用了直排廢料的方式。搭邊值在實質(zhì)上來說是為了去除垃圾，所以邊值也必須小一些，才能節(jié)約資源。在模具方面加以研究，若搭邊范圍過小，在搭邊時產(chǎn)生的各種金屬廢料，將會在沖裁的過程中跟隨著凸模進入凹形，將會對凹模的刃口產(chǎn)生傷害。材料厚度t=1mm，確定的搭線工作間隙a=1.8mm。因為產(chǎn)品外形規(guī)則為菱形，所以為節(jié)約資源，提高生產(chǎn)效益，可以采用斜排的生產(chǎn)方法，斜排方法是將產(chǎn)品沿一定傾角進行生產(chǎn)，以有效提高生產(chǎn)效益。圖5.1排樣圖條料在模具上，每一個送進的間隙就構(gòu)成了帶料步距。而由于這次畢業(yè)設計的問題排樣方法是錯位排法，所以每送一個，就只能沖二個零件。而步距S的運算方程也為:S=D+a1=150mm式中，D為與給料方向一致的沖裁件尺寸；a1為沖裁之間的搭邊距離。(2)在沖裁過程中應有合理的搭邊距離，條料尺寸應盡可能保證可順利進入導料板，并在其留有一定空間。根據(jù)孔定位，可按下式計算條料寬度B-t=(Dmax+2a)-t=(100+2×1.8)-0.5=103.6-0.5mm式中B代表條料的寬度(mm)；Dmax為沖裁件的垂直于給料走向的最大長度(mm)；a為側(cè)搭邊值；t為條料寬度的單向(負向)公差；剪切條料寬度偏差t=0.5，因此B=103.6-0.5。材料利用率的計算一個步距內(nèi)的材料利用率η為η=nF/Bs×100%η=1×12215.9/150×103.6×100%=78.61%式中F為某一步距的沖裁件尺寸(包含沖出的小孔之內(nèi))；n為一個步距內(nèi)沖裁件數(shù)目；1B為條料寬度(mm)；103.6mms為步距(mm)；150mm5.2沖裁力計算沖裁前壓強，是沖裁后材料對模具的主要壓強。落料力計算：F=KLtτF=1.3×423.21×1.0×340=187058.82N=187.059KN式中F為沖裁力(N)；L為沖裁件周邊長度(mm)τ為材料強度(MPa)t為材料厚度(mm)K為系數(shù)，為通常值1.3(2)沖小圓孔力計算F=nKLtτF=2×1.3×3.14×20×1.0×340=55515.2N=55.515KN(3)沖大孔力計算F=nKLtτF=1×1.3×3.14×35×1.0×340=48575.8N=48.576KN2.落料時的卸料力的計算生產(chǎn)中常用下列公式計算F卸=K卸F落=0.05×187.059=9.353KNF推=K推F沖=0.055×(55.515+48.576)=5.725KN式中F為沖裁力；F卸、F頂為依次表現(xiàn)為卸料系數(shù)與頂件關系綜上所述總的沖裁力為F總=F落+F沖+F卸+F頂=187.059+55.515+48.576+9.353+5.725=306.228KN5.3壓力中心用解析法求得壓心，求XG，YG時，本探討的中心方向，孔的形狀都要和該產(chǎn)品中心相對稱，故如果本模型的壓力中心方向和該模具中心吻合，即為(0，0)。5.4壓力機的選擇模具在一次沖裁的過程中，要實現(xiàn)的最高總沖壓工藝速度是F公稱≥F總，所以采用沖壓工藝模的公稱壓力要超過整體總沖壓工藝的1.3倍。所以采用的雙柱下傾式氣壓泵JG23-40壓氣機喘振。以及與其相關的各項工藝及基本參數(shù)，見圖5.1所述。表5.1雙柱可傾式壓力機JG23-40壓力機主要技術參數(shù)第6章刃口尺寸計算6.1凸模凹模刃口尺寸分析在確定模型前，以模型的長度作為基本依據(jù)來確定凸式凹模的二端邊緣長度，并在二端沖頭之間留出必要的空間。選擇模型，首先必須確定模型邊緣的形狀和長度，以一個沖頭的長度作為造型標準，再確定每個模型邊緣的間距。其中，材料縫隙值的高低也是直接影響機械模具設備應用年限的重要考慮因素。在沖壓工藝生產(chǎn)中，在沖壓機和被沖壓工藝產(chǎn)品的孔之間，以及在機械模和沖壓機之間都會形成的磨損。材料間隙值越小，則磨損越強。在具體的生產(chǎn)中，由于工藝誤差以及對加工精度的需求均有一定影響，沖頭方向并不是絕對的垂直于整體模具的水平面，并且其間隙也無法絕對平衡的進行分配。而適當大的間隙就可以進行研磨沖頭，調(diào)整模具側(cè)面的材料。這樣減少了其間隙不均勻的非有害影響，也從而延長了整體模具的壽命。在進行加工設計模型時，模型的基礎尺度根據(jù)模型在實際使用中的磨損規(guī)律性，其尺度通常應當是近似或相當于零部件的最低限制尺度。同樣在進行模型切割設計時，模型的基礎尺度也通常應當是近似或相當于模型切割時的最低極限尺度。而凸模和凹形之間的磨損余量在設計精度規(guī)定范圍的零點五和溫度系數(shù)之間波動，具體決定沖壓機的設計精度和模具設計偏誤的可能損傷范圍。最大磨損量的精度公差一般采用xxxt來表示，x為加工零件的最大生產(chǎn)磨損精度系數(shù)，而t為整體中國沖壓機工業(yè)零件的最大制造尺寸公差精度數(shù)值，其中的尺寸精度和取得精度誤差取值的范圍一般在零點五至溫度系數(shù)左右，它與整體中國沖壓機工業(yè)零件的大批量生產(chǎn)規(guī)模，及在制造使用過程中所需要的生產(chǎn)精度差密切相關，因此選擇根據(jù)it6-it7之間的制作誤差。對于較復雜的切割刀片，可以按照每個零部件和相同材料零部件間的公差值四分之一進行確定加工誤差；對切割刀片的尺寸，經(jīng)過磨損后基本沒有進行修改的加工誤差值，可假定其是與沖壓件長度對應的部分公差值的八分之一，并進行了加減(±)；若在零件上并無明顯標注的公差值，則也應選擇符合IT14等級標準的值。零部件整體尺寸的寬度公差和在零件刃口上的體積公差在加工時存在的偏差，如果我們需要按照"入體"的單向設計公差原理，就會將其誤差標記為比較簡單的偏差，因此需要將其偏差轉(zhuǎn)化成更簡潔的精度標記。除了尺寸改變外，在磨損后也不會看到有任何溫度上的變化。6.2凸模凹模刃口尺寸計算凸模與凹形一般分別制造，以這種方法設計和制造都很容易，所以一般使用于圓型以及簡化的刃口上。在產(chǎn)品設計時，仍須在樣板中分別標明凸模和凹形刃口上的精度和產(chǎn)品設計精度。同時使沖模的加工精度與沖裁間隙相互滿足:td+tp≤-Zmin。該工藝一般的應用材料都是相對比較厚的工件。所制造墊板材料厚度僅為1.0mm，將凸模和凹模分開處理。落料凹模尺寸:Aj1=(Amax-Xt)+δ-0=（170.2-0.5×0.4）+0.02-0=170+0.02-0，Aj2=(Amax-Xt)+δ-0=（100.2-0.5×0.4）+0.02-0=100+0.02-0，Aj3=(Amax-Xt)+δ-0=（30.1-0.5×0.2）+0.02-0=30+0.02-0，落料凸模尺寸:Ah1=(Aj1-Zmin)+0-δ=（170-0.10）+0-0.02=169.9+0-0.02，Ah2=(Aj2-Zmin)+0-δ=（100-0.10）+0-0.02=99.9+0-0.02，Ah3(Aj3-Zmin/2)+0-δ=（30-0.10/2）+0-0.02=29.95+0-0.02，沖孔凸模尺寸:大孔凸模尺寸：Bj1=(Amin1+Xt)+0-δ=（34.9+0.5×0.20）+0-0.02=35+0-0.02，小孔凸模尺寸：Bj2=(Amin2+Xt)+0-δ=（19.9+0.5×0.2）+0-0.02=20+0-0.02，沖孔凹模尺寸:Bh1=(Bj1+Zmin)+δ-0=（35+0.10）+0.02-0=35.1+0.02-0，Bh2=(Bj2+Zmin)+δ-0=（20+0.10）+0.02-0=20.1+0.02-0，兩孔中心距離為Lp=L±tp’Lp1=L±tp’=110±0.01，第7章主要零部件的結(jié)構(gòu)設計7.1沖孔凹模設計凹模外形的計算公式列舉如下:計算公式厚度H=Kb(≥15mm)則H=0.16×170=27.2mm，而由于需要增加樹脂空間，所以本次的設計凹模間距約為實際平均值為40mm凹模壁厚c=(1.0~1.5)H(≥30~40mm)=40~60mm本設計中取c=45~50mm最接近的凹型周界直徑大約為260×200mm。硬度:58~62HRC。7.2沖孔凸模的設計材質(zhì):Cr12Mov，硬度:58~62HRC，在與緊固板的盈鉚接頭，并將在緊固板座下的槍機與開口銷擰緊。根據(jù)計算數(shù)據(jù)大孔凸模的刃口尺寸為35mm，小孔凸模的刃口尺寸為20mm，尺寸精度為IT9-IT12。凸模的長度通常由構(gòu)造上的要求決定，它的凸模長度可用以下的公式來計算：L=h1+h2+h3式中L為凸模長度，mmh1為凸模固定板高度，mmh2為卸料板高度，mmh3退料板高度，mm沖裁孔類型為兩種，高度一致凸模長度L=20+18+22=60mm圖7.1大孔凸模圖7.2小孔凸模7.3卸料板的設計1、確定卸料橡膠(1)規(guī)定橡膠的自由高度H自，由《模具設計指南》得:H自=L工/0.25~0.30+h修模L工為沖模的的最大工作直徑(mm)。對沖裁模而言，L工=t+1=2mmh為預留的修模量式中，以L工為模具的工作行程再加1~3mm。該模的操作行程限制為，產(chǎn)品的最大厚度限制為2mm。所以L工=2mm，h修模的最大取值區(qū)間為3~6mm，所以可以在這里選取一個比較小的數(shù)值5mm。H自=(2/0.25+5)mm=13mm(2)確定L預和H裝。由表3-9可得如下計算公式:L預為橡膠的預壓縮量H裝為沖模裝配好以后橡膠的高度L預=(0.1~0.15)H自=0.1×13mm=1.3mmH裝=H自-L預=(13-1.3)mm=11.7mm圖7.3卸料板7.4落料凹模的設計最后通過比較之后，選擇了Cr12MoV的內(nèi)凹模料。通過"冷沖壓工藝和模型選擇"可以得出凹模的基本公式:厚度，H=Kb(≥15mm)。其中:b為緩沖剪裁片的最大直徑及外形尺寸，b=80；K為函數(shù)，查表得K=0.42。則:H=0.42×80=33.6mm；凹模壁厚c=(1.0~1.5)H(≥30~40mm)=33.6~50.4mm該項目的在設計中使用了c=40。根據(jù)《模具設計指導》，因此人們也能夠發(fā)現(xiàn)一種更接近凹模的組合形狀，它們尺寸范圍是260x200。而堅固程度范圍:58~62HRC。圖7.4落料凹模7.5凸凹模的設計確定材料，選擇Cr12MoV作為凸凹模材料，所沖裁墊板的精度范圍為IT12-IT14,已得到?jīng)_孔凹模，與沖孔凸模的尺寸，零件尺寸精度范圍為IT9-IT11。已知凸模與凹模尺寸及數(shù)據(jù)，查表得Zmin=0.05mm。根據(jù)分析確定凸凹模的外形尺寸，同落料凹模厚度計算，得凸凹模厚度H=40mm.圖7.5凹凸模參照《模具設計指南》，可得復合模的典型結(jié)構(gòu)規(guī)格(單元為mm)(JB/T8066.1—1995)。而根據(jù)典型的國家標準，則能夠更容易的定義各類沖模零件的重量、規(guī)格等主要參數(shù)。其零件參數(shù)如下表所示：表7.6零件參數(shù)第8章模具的總裝配與沖壓設備的校核8.1模具裝配圖模具裝配圖如圖8.1所示。圖8.1模具裝配圖1下模板6凸凹模11退料板16內(nèi)六角螺釘21圓柱銷2導柱7樹脂12凸模固定板17卸料螺釘22小孔凸模3內(nèi)六角螺釘8卸料板13導套18大孔凸模23卸料螺釘4下墊板9定位銷14上墊板19模柄5彈簧10凹模15上模板20防轉(zhuǎn)銷此次設計采用的模具類型為倒裝復合模，如圖8.1所示為倒裝復合模裝配結(jié)構(gòu)。8.2沖壓設備的校核模具的閉合高度:由于凹型的街寬度和模架的閉合寬度都在190~222mm之間，查《模具設計指南》中圖5-7，選了29后側(cè)的導柱標準模架:外觀寬度為x，與上下模相同大小，且使用了標準的滑動導柱導套，其后側(cè)二個導柱則為相同大小。閉合高度175.5mm，是JG23—40壓力機的正常閉合高度的300mm，最高調(diào)整量也是80mm。制定了JG23-40壓力機的沖壓規(guī)則。結(jié)論本畢業(yè)設計工作主要是墊板的沖壓技術研究與模具設計工作。先完成了材料研究、產(chǎn)品設計，通過研究并明確了沖壓技術的主要產(chǎn)品設計條件。然后首先對刀具進行排樣設計工作，并明確了刀具的生產(chǎn)設備利用率；接著對刀具的沖裁力進行了基本設計工作，通過明確了沖裁刀具的主要生產(chǎn)裝置，并選擇了JG23—40型高壓壓力機；然后針對零部件的基本產(chǎn)品設計方法的要求，完成了凹形凸模刃口長度的設計工作；然后完成了工件零件產(chǎn)品設計，通過明確了凹模的外型設計尺寸，并明確了凹模、凸模、彈料機構(gòu)、落料凹模等的加工尺寸；然后進行了零部件的基本產(chǎn)品設計工作，并完成了整個工藝流程圖的繪制；通過測試核實了各種模型的設計尺寸與配合方式，以及各尺度的產(chǎn)品設計工藝性等，并校核高壓壓力機技術參數(shù)是否相符。在此基礎上，針對沖壓機構(gòu)所設計的基本結(jié)構(gòu)布局方式以及重要零部件，采用了二維AutoCAD進行設計?；谶@種工藝的結(jié)構(gòu)設計既簡單易行、生產(chǎn)成本又比較便宜，而且很容易實現(xiàn)機械自動化生產(chǎn)，從而可以達到對模具結(jié)構(gòu)設計要求的大批量生產(chǎn)。參考文獻[1]李金強，王海軍．后備箱門鎖保持架沖壓工藝分析及級進模設計[J]