機械設計制造及自動化畢業(yè)設計-線圈鐵芯沖壓工藝分析與模具設計

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　線圈鐵芯沖壓工藝分析與模具設計</p><p><b>　　誠信聲明</b></p><p>　　本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導教師的指導下

2、獨立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻中列出。</p><p>　　本人簽名： 年 月 日</p><p><b>　　畢業(yè)設計任務書</b></p><p>　　設計（論文）題目： 線圈鐵芯沖壓工藝分析與模具設計 </p><p>　　設計（論文

3、）的主要任務及目標</p><p><b>　?。?）任務： </b></p><p>　　1)模具裝配圖及零件圖</p><p><b>　　2)設計說明書一本</b></p><p><b>　　3)電子資料一份</b></p><p><b&

4、gt;　　（2）目標：</b></p><p>　　在教師的指導下，鍛煉學生綜合運用所學的基礎與專業(yè)知識，分析與解決工程實際問題的能力</p><p>　　2．設計（論文）的基本要求和內容</p><p>　?。?）設計的基本要求： </p><p>　　1) 收集、學習和掌握有關資料，熟練使用有關沒計手冊；</p&g

5、t;<p>　　2) 同學間互相討論，按時向老師匯報和討論，獨立完成設計任務；</p><p>　　3) 模具圖紙符合機械制圖規(guī)范，使用計算機繪制； </p><p>　　4) 設計說明書內容充實、語句通順，計算準確、論點和公式有據(jù)可查。</p><p>　　(2)設計的主要內容：</p><p>　　1) 對給定工件進行工藝分

6、析，確定工藝方案；</p><p>　　2) 進行沖壓工藝計算</p><p>　　3) 模具的總體設計</p><p>　　4) 模具主要工作零件的設計計算：</p><p>　　5) 編寫設計說明書</p><p><b>　　3．主要參考文獻</b></p><p>

7、　　[1] 李大鑫 張秀棉 模具技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述 [J]模具制造 2005,(02).</p><p>　　[2] 朱邦全 我國模具材料的應用發(fā)展趙昌盛 [J]模具制造 2004,(11). </p><p>　　[3] 魏尊杰 李天曉 安閣英 葉榮茂 消失模鑄造氣隙尺寸及壓力數(shù)值計算 [J] 哈爾濱工業(yè)大學學報,1995,(04). </p><p>　　

8、[4] 曹月君 國內外汽車球墨鑄鐵件生產技術與發(fā)展趨勢 [J]汽車工藝與材料 1994，（02）.</p><p>　　[5] 劉靜遠 球墨鑄鐵件發(fā)展的新階段 [J]汽車工藝與材料 1996,(10). </p><p><b>　　4．進度安排</b></p><p><b>　　5.附圖 </b></p>

9、<p>　　制件材料：D310mm，板料厚度t=0.4mm，生產批量：大批量</p><p>　　線圈鐵芯沖壓工藝分析與模具設計</p><p>　　摘要：本設計題目為線圈鐵芯沖壓成形工藝與模具設計，體現(xiàn)了板類沖壓零件的設計要求、內容及方向，有一定的設計意義。通過對該零件模具的設計，進一步加強了我對沖壓模具設計的基礎知識，為設計更復雜的沖壓模具做好了鋪墊并吸取了更深刻的經驗。&

10、#160;</p><p>　　本設計運用沖壓成型工藝及模具設計的基礎知識，首先分析了工件的成形工藝及模具成形結構對制件質量的影響。介紹了墊板沖壓模具設計時要注意的要點，通過對制件進行工藝分析，可確定制件的成形加工用一套復合模即可。從控制制件尺寸精度出發(fā)，對線圈鐵芯沖壓模具的各主要尺寸進行了理論計算，以確定各工作零件的尺寸，從模具設計到零部件的加工工藝以及裝配工藝等進行詳細的闡述，并應用CAD進行各重要零件的設計

11、。</p><p>　　關鍵詞：沖壓模，復合模，連接片，沖裁間隙，沖壓工藝</p><p>　　Coil core stamping process analysis and die design</p><p>　　Abstract:The topic of this design is the 

12、; pad stamps forming handicraft and design for die. </p><p>　　he requirementcontent and direction of the design of the sta

13、mps forming plate parts are em</p><p>　　bodied on this stamping die design. The designers foundation knowledge of the stam

14、ping di</p><p>　　e design is reinforced and is able to design more complex stamping die through the design. </p>&l

15、t;p>　　This design the elementary knowledge which designs using the stamping formation craft and the die, first has analyzed the

16、 work piece formed craft and the die forming structure to the workpiece quality influence. Introduced the pad filling piece&#

17、160;stamping die design when must pay attention to the main point, through carries on the craft analysis to the workpiece,

18、60;may determine the workpiece the formed processing uses set of superposable dies. Embarks from the control workpiece size precis

19、ion, coun</p><p>　　Keyword: stamping die，compound die，connection tablets，blanking gap，stamping</p><p><b>　　process</b></p><p><b>　　目 錄</b></p>&

20、lt;p><b>　　1 前言1</b></p><p>　　2 零件的工藝分析及工藝方案2</p><p>　　2.1 零件圖如下所示2</p><p><b>　　3 排樣方案3</b></p><p>　　3.1 毛坯尺寸的計算3</p><p>　　3

21、.2 材料搭邊值4</p><p>　　3.3 條料寬度計算4</p><p>　　3.4 材料利用率計算4</p><p>　　4 沖壓力計算及設備選擇5</p><p>　　4.1 沖壓力的計算6</p><p>　　4.2 設備的選擇6</p><p>　　5 壓力中心計算6

22、</p><p>　　6 模具結構草圖8</p><p>　　7 工作零件設計12</p><p>　　7.1 工作零件設計12</p><p>　　7.1.1 凸模設計的三原則12</p><p>　　7.2 凹模的外形尺寸確定13</p><p>　　7.3 凹模板厚度13<

23、;/p><p>　　7.4 刃口尺寸計算13</p><p>　　7.5 工作零件的設計13</p><p>　　7.6 凸模的加工方法14</p><p>　　7.6.1 沖孔凸模的設計14</p><p>　　8 卸料裝置的設計14</p><p>　　9 標準件的選用16</

24、p><p>　　9.1 各用途的螺釘、銷釘?shù)倪x用16</p><p>　　9.3 模架的選用18</p><p>　　10 設備校核18</p><p>　　10.1 凸?？箟耗芰π：?8</p><p>　　10.2 凸?？v向抗彎曲能力校核19</p><p>　　11 凸凹模加工工藝規(guī)

25、程編制19</p><p><b>　　結論20</b></p><p><b>　　參考資料21</b></p><p><b>　　致謝22</b></p><p><b>　　1 前言 </b></p><p>　　冷

26、沖壓技術從最初的作坊式生產到現(xiàn)在的專業(yè)化模具工業(yè)生產，從無到有發(fā)展迅速。而我國模具工業(yè)在近20年來發(fā)展更是迅速，模具及模具加工設備市場需求潛力巨大，發(fā)展前景廣闊。</p><p>　　隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)產品的品種、數(shù)量越來越多，對產品質量和外觀的要求，更是日趨精美、華麗。所以改革開放20多年以來，我國已成為使用各類模具的大國，其中，汽車、摩托車與家電產品生產用的各類模具的年需求量已占全國模具總量的60%以上。但

27、是，我國模具生產能力和水平，與國外相比則差距頗大，造成20世紀90年代模具進口量占全國模具銷售總額的1/3以上，達6億~10億美元。</p><p>　　精密模具的設計未來一定會有很高的市場需求，隨著技術的發(fā)展，中國市場對精密模具的需求會越來越大，現(xiàn)在很多高端模具的設計只能買國外的。國內大部分模具加工行業(yè)都停留在比較低端的層面上。 只是，這部分工業(yè)技術的發(fā)展不是一朝一夕能進行的，加上投入比較大，國外技術的封鎖，數(shù)

28、控加工技術的發(fā)展緩慢，這些都是直接制約到模具設計加工的發(fā)展。 有理想，加入模具設計領域是對的。為生存，學會模具設計未來也能混口飯吃。我覺得模具設計絕對算是一技之長。</p><p>　　2 零件的工藝分析及工藝方案</p><p>　　2.1 零件圖如下所示：</p><p>　　形狀： 鐵心沖片形狀如“山”字形，其長為48mm，寬為36mm，兩邊距底邊24mm和1

29、2mm處各有一個直徑為3mm的孔，并與中心線對稱。因此其形狀較簡單。</p><p><b>　　零件圖</b></p><p>　?。?）本零件采用模架為中間導柱模架； </p><p>　?。?）本零件采用條料送進；</p><p>　?。?）模具中采用導尺和擋料銷定位。</p><p>&l

30、t;b>　　3 排樣方案</b></p><p>　　3.1 毛坯尺寸的計算：</p><p><b>　　排樣圖如下：</b></p><p>　　從工件的形狀尺寸來看，為使模具制造更簡單、方便，我們優(yōu)先選用直排。</p><p>　　3.2 材料搭邊值： </p><p&g

31、t;　　查表2-10，工件最小搭邊值a=1.2mm,a1=1.5mm，考慮支撐面剛度問題，在設計中取其搭邊值為 a=3mm,a1=2mm。</p><p><b>　?。?）計算步距：</b></p><p>　　S0 =b+a = 24.6+3 =27.6mm</p><p><b>　?。?）定位方式</b></

32、p><p>　　從工件的形狀以及尺寸上看，為使工件能準確定位，本設計中采用導尺和擋料銷來定位。</p><p>　　3.3 條料寬度計算：</p><p>　　本設計為無側壓裝置時的條料寬度計算，計算結果如下：</p><p>　　B =（D+2a1+Δ）0-Δ </p><p>　　=(48+2x2+0.1)0-0.1

33、</p><p>　　=52.10-0.1 mm</p><p>　　導料板之間的尺寸，即導料尺寸為：</p><p>　　B1=B+ C1 =52.1+0.1 =52.2mm</p><p>　　式中 B — 條料寬度（mm）；</p><p>　　B1 — 導料板的導料尺寸(mm)； D — 工

34、件橫向最大尺寸(mm)；</p><p><b>　　a1 — 橫搭邊；</b></p><p>　　Δ — 條料寬度公差，見表2-11～表2-12； C1 — 條料入端間隙，見表2-13；</p><p>　　3.4 材料利用率計算：</p><p>　　一段條料能沖出的工件的重量與這段條料重量之比的百分數(shù)稱為材料

35、利用率。由于板料沖裁時板厚是一定的，所以材料利用率可用面積之比，即一段條料的有效面積與這段條料的面積之比，來代替重量之比。同一工件，排樣不同時，材料利用率也會不同，材料利用率越高者越省料。因此，材料利用率是判斷排樣是否經濟的重要參數(shù)。</p><p>　　但材料利用率并不是選擇排樣的唯一標準。一般按下述原則選擇：對于銅板等較貴重材料，特別是在生產量較大時，應盡量選擇材料利用率較高的排樣。如果某種排樣不其它排樣的材

36、料利用率提高不到5%，且使模具復雜化時，那么這種排樣是不可取的。而在生產量小時，應盡可能選擇比較簡單的排樣，以便模具容易制造。</p><p>　　按條料計算材料利用率來計算：</p><p>　　η=(nxA/LxB)x100%</p><p>　　A=48x24.6-πx3x4-10.6x14x2</p><p><b>　　=

37、846.3mm2</b></p><p>　　即：η=3x846.3/(84.5x52.5)</p><p><b>　　=57.2%</b></p><p>　　式中： n — 一根條料能沖出的工件數(shù)目；</p><p>　　L — 條料的長度(mm)；</p><p>　　A —一

38、個工件的實際面積(mm2)。</p><p>　　=145089.98mm2</p><p>　　式中 A — 剪切斷面面積(mm2)；</p><p>　　沖孔：F2 = KA</p><p>　　4 沖壓力計算及設備選擇</p><p>　　4.1 沖壓力的計算：</p><p>　　沖裁

39、的基本工序為落料、沖孔，沖裁方式為彈壓卸料逆出件方式，所以沖裁力計算結果如下：</p><p>　　電工硅鋼的抗剪強度為450（退火）；</p><p>　　落料：F1= KAτ </p><p>　　=(48x2+24.6x2+10.6x4)x1x450x1.3</p><p><b>　　=109746 N</b>&

40、lt;/p><p>　　= 1.3x4xπx3x1x450 = 22053.98 N</p><p>　　F= F1+F2=109846+22053.98=131899.98 N</p><p>　　卸料力：FQ1 =K1F=0.04x131899.98=5276N</p><p>　　頂件力：FQ3=K3F=0.06x131

41、899.98=7914N</p><p>　　因此總沖壓力：F0=F+ FQ1 + FQ3</p><p>　　=131899.98+5276+7914</p><p>　　τ— 板料的抗剪強度(Mpa)； K — 安全系數(shù)，取1.3；</p><p>　　FQ1 、FQ3 — 分別為卸料力、頂件力；</p>&l

42、t;p>　　K1 、 K3 — 分別為卸料力系數(shù)、頂件力系數(shù)，其值見表1-7。 </p><p>　　4.2 設備的選擇：</p><p>　　根據(jù)零件形狀大小以及生產批量要求，同時根據(jù)計算所得選定壓力機為開式雙柱可傾壓力機。</p><p>　　因為F0=145089.98 N,所以選定壓力機為J23-16，其壓力機主要規(guī)格如下：</p&

43、gt;<p>　　型號 J23-16</p><p>　　公稱壓力/KN 160</p><p>　　滑塊行程/mm 70</p><p>　　滑塊行程次數(shù)/（次/min） 115</p><p>　　最大閉合高度/mm

44、 220</p><p>　　封閉高度調節(jié)量/mm 60</p><p>　　模柄孔尺寸/mm Φ40x65</p><p>　　傾斜角 30º</p><p>　　立柱間距離/mm 220</

45、p><p>　　工作臺板厚度/mm 50</p><p>　　工作臺尺寸/mm（左右） 450</p><p>　　工作臺尺寸/mm（前后） 300</p><p>　　滑塊底面尺寸/mm（左右） 200</p><p>　　滑塊底面尺寸/mm（前后） 180</

46、p><p>　　電機功率/KW 1.5</p><p><b>　　5 壓力中心計算</b></p><p>　　沖裁力合力的作用點稱為沖裁的壓力中心。為了保證壓力機和模具平穩(wěn)的工作，必須使沖模的壓力中心與壓力機滑塊中心線相重合，對于使用模柄的中小型模具就是要使其壓力中心與模柄軸線相重合，否則將使沖模和壓力機滑塊承受側

47、向力，引起凸、凹模間隙不均勻和導向零件加速磨損，甚至還會引起壓力機導軌的磨損、影響壓力機精度。對與工件外行尺寸大、形狀復雜、多凸模的沖裁模和級進模，正確確定其壓力中心就顯得更為重要。</p><p>　　根據(jù)零件圖建立坐標系xoy，如下圖：</p><p><b>　　坐標圖</b></p><p>　　各線段及圓的長度和重心坐標如下：<

48、/p><p>　　L1=48mm x1=24mm y1=0</p><p>　　L2=3πmm x2=11mm y2=5mm</p><p>　　L3=3πmm x3=37mm y3=5mm </p><p>　　L4=24.6mm x4=48mm

49、 y4=12.3mm </p><p>　　L5=7mm x5=44.5mm y5=24.6mm</p><p>　　L6=3πmm x6=44.5mm y6=21mm</p><p>　　L7=10.6mm x7=41mm y7=19.3mm</p><

50、p>　　L8=14mm x8=34mm y8=14mm</p><p>　　L9=10.6mm x9=27mm y9=19.3mm</p><p>　　L10=6mm x10=24mm y10=24.6mm</p><p>　　L11=10.6mm x11=21mm

51、 y11=19.3mm</p><p>　　L12=14mm x12=14mm y12=14mm</p><p>　　L13=10.6mm x13=7mm y13=19.3mm</p><p>　　L14=7mm x14=3.5mm y14=24.6mm</p>

52、<p>　　L15=3πmm x15=3.5mm y15=21mm</p><p>　　L16=24.6mm x16=0 y16=12.3mm</p><p>　　x0=(x1×L1+x2×L2+…+x16×L16)/(L1+L2+…+L16)</p><p>　　=(24&

53、#215;48+11×3π+…+0×24.6)/(48+3π+…+24.6) =24mm；</p><p>　　y0=(y1×L1+y2×L2+…+y16×L16)/(L1+L2+…+L16)</p><p>　　=(0×48+5×3π+…+12.3×24.6)/(48+3π+…+24.6)&l

54、t;/p><p><b>　　=12.417mm</b></p><p>　　經計算得壓力中心的坐標為：X0=24 Y0=12.417。</p><p>　　可取 X0=24 Y0=12，作為設計模具的參數(shù)。</p><p><b>　　6 工作零件設計</b></p><p

55、>　　6.1 工作零件設計：</p><p>　　6.1.1 凸模設計的三原則：</p><p>　　為了保證凸模能夠正常工作，設計任何結構形式的凸模都必須滿足如下三原則：</p><p><b>　　（1）精確定位</b></p><p>　　凸模安裝到固定板上以后，在工作過程中其軸線或母線不允許發(fā)生任何方向的位

56、移，否則將造成沖裁間隙不均勻，降低模具壽命，嚴重時可造成啃模。</p><p><b>　?。?）防止拔出</b></p><p>　　回程時，卸料力對凸模產生拉伸作用。凸模的結構應能防止凸模 從固定板中拔出來。</p><p><b>　?。?）防止轉動</b></p><p>　　對于工作

57、段截面為圓形的凸模，當然不存在防轉問題?？墒菍τ谝恍┙孛姹容^簡單的凸模，為了使凸模固定板上安裝凸模的型孔加工容易，常常將凸模固定段簡化為圓形。這時就必須保證凸模在工作過程中不發(fā)生轉動，否則將啃模。</p><p>　　凸模的設計包括落料凸模（凸凹模）、沖孔凸模。</p><p>　　6.2 凹模的外形尺寸確定：</p><p>　　在排樣圖上沿送料方向與垂直料方向從

58、凹?？字g最大距離處畫一矩形l*b為凹模有效面積。凹模有效面積矩形的對稱中心應與壓力中心重合，以便使模柄的中心線通過壓力中心。</p><p>　　經計算，我們所取壓力中心與矩形l*b的中心重合。因此，凹模 有效面積即為凹模形孔。所以，只要確定凹模壁厚c，就能確定凹模外形尺寸L*B。</p><p>　　凹模壁厚c主要考慮布置連接螺釘和銷釘孔的需要，同時也能保證凹模的強度 和剛度，設

59、計時可參照2-17選取。</p><p>　　因此，估算凹模外形尺寸時，我們從凹模有效面積向外擴大30～40mm，即：</p><p>　　L=48+（30～40）=78～88mm；</p><p>　　B=24.6+(30～40)=54.6～64.6mm</p><p>　　選用標準件：查表得L×B=80×63</

60、p><p>　　6.3 凹模板厚度：</p><p>　　按經驗公式H=K1K2(0.1F)1/3算得 H=23.62mm</p><p>　　式中 K1為凹模材料修正系數(shù)，在這取1， K2為凹模刃口周邊長 度修正系數(shù)，見表2-18。</p><p>　　設計中根據(jù)要求我們取H=25mm。</p><p>　　為方便凹模

61、的制作加工，凹模采用鑲拼式結構。因此在設計模具時，</p><p>　　還要考慮拼塊的固定。所以，凹模的固定可用具有一定過盈量的外套箍緊。為使凹?？蛴凶銐驈姸?，其厚度我們定為45×37mm。所以，凹模周界為L×B=125×100。</p><p>　　6.4 刃口尺寸計算：</p><p>　　刃口尺寸計算的一般原則：</p&g

62、t;<p>　?。?）刃口尺寸應保證沖出合格工件。</p><p>　?。?）刃口磨損一些仍能沖出合格工件。 </p><p>　?。?）設計時應取最小合理沖裁間隙。本設計采用配作法制模計算刃口尺寸。</p><p>　　首先查標準公差數(shù)值表確定每個未注公差尺寸的偏差值勤如下：</p><p>　　軸類尺寸：480-0.62；6

63、0-0.3；70-0.36；</p><p>　　孔類尺寸：140+043；10.60+0.43；</p><p>　　自由長度尺寸：24.6±0.52。</p><p>　　畫出凹模刃口的磨損圖，如上圖所示。刃口磨損后，增大的尺寸有Ad1、Ad2、Ad3、Ad4；減小的尺寸有Bd ；不變的尺寸有Cd。</p><p>　　按分類后

64、的刃口尺寸再將工件相應尺寸分類：a1=480-0.62、a2=(24.6±0.52)、a3=60-0.3、a4=70-0.36、b=140+043、c=10.60+0.43。</p><p>　　全部工件尺寸為IT14級，磨損補償系數(shù)x=0.5, 因此，凹模刃口尺寸為：</p><p>　　Ad1=(48-0.5*0.62)+0.62/40 =47.69+0.1550</p

65、><p>　　Ad2 =(25.12-0.5*1.04)+1.04/40 =24.6+0.260</p><p>　　Ad3 =(6-0.5*0.3)+0.3/40 =5.85+0.0750</p><p>　　Ad4 =(7-0.5*0.36)+0.36/40=6.82+0.090 </p><p>　　Bd =(14-0.5*0.43)0-

66、0.43/4 =13.7850-0.108</p><p>　　Cd =(10.6+0.43/2)±0.43/8=10.815±0.054</p><p>　　查沖裁間隙表1-3得該件沖裁模初始合理雙面沖裁間隙Zmin=(6%*1)mm=0.06mm</p><p>　　由凸模刃口磨損圖可確定凸模刃口尺寸磨損后的性質，見上圖。刃口磨損后，凸模尺寸

67、將減小。工件尺寸為IT12級，磨損補償系數(shù)x=0.75。計算如下：</p><p>　　Bd =(3+0.75*0.1)0-0.1/4 =3.0750-0.025</p><p><b>　　工件孔中心距尺寸：</b></p><p>　　Ld1 =(40.9+0.2/2)±0.2/8 =41±0.025</p>

68、<p>　　Ld2 =(25.9+0.2/2)±0.2/8 =26±0.025</p><p>　　Ld3 =(15.9+0.2/2)±0.2/8 =16±0.025</p><p>　　查沖裁間隙表1-3得該件沖裁模初始合理雙面沖裁間隙Zmin=(6%*1)mm=0.06mm</p><p>　　在凹模零件工作

69、圖上，注與凸模刃口尺寸對應的基本尺寸，不注公差。并在技術要求中注寫“刃口尺寸按凸模實際尺寸配作，保證單邊間隙為0.03mm”。</p><p>　　6.5 工作零件的設計：</p><p>　?。?）落料凸模（凸凹模）的設計及加工：</p><p>　　根據(jù)沖裁時凸模所受的力，為滿足其需要，設計結構采用直通式，其結構如下：</p><p>&

70、lt;b>　　凸凹模</b></p><p>　　落料凸模設計以凹模為基準，凸模為配制件，則凸模刃口尺寸為：</p><p>　　Ad1= 47.69；Ad2 =24.6；Ad3 =5.85；Ad4 =6.82 </p><p>　　Bb =13.785 ；Cd =10.815±0.054</p><p>　　凸模

71、根據(jù)其強度要求，選用Cr12MoV，材料熱處理后的硬度為60～62HRC。直通式凸模采用鉚裝式固定，凸模與固定板采用H7/m6的過渡配合。</p><p>　?。?）凸模的裝配方法為奪壓入法，其特點為連接牢固可靠，對配合孔的精度要求高。加工成本高，因以凹模為配作件，所以凹模以凸模為基準配作，保證單面間隙為0.03mm。</p><p>　　6.6 凸模的加工方法：</p>&

72、lt;p>　　沖壓模具的凸模都需進行淬火等熱處理工藝，獲得高硬度和高耐磨性，則可采取以下加工方案：</p><p>　　鍛造——退火——機加工——淬火、回火——精磨或電火花加工——成品</p><p><b>　　凸模長度的確定：</b></p><p>　　設計標準模具時，當選定了典型組合以后，凸模的長度就確定了。設計非標準模具時，凸模

73、的長度一般根據(jù)結構上的需要，并考慮磨損量和安全因素來確定。因本模具采用的是標準模具，因此凸模的長度就可以通過公式來求，具體計算如下：</p><p>　　彈性卸料方式的凸模長度按下式計算：（2-7）</p><p>　　L=h1+h2+h4+h5-0.2</p><p>　　=24+20+20-0.2</p><p><b>　　=

74、63.8mm</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　h1——凸模固定板厚度（mm）</p><p>　　h4——彈壓卸料板厚度（mm）</p><p>　　h5——預壓狀態(tài)下卸料橡皮厚度（mm），h5=（0.85～0.9）H，</p><p>　　H為

75、自由狀態(tài)下橡膠的厚度。公式中的0.2mm是凸模端面縮進卸料板的距離。</p><p>　　6.6.1 沖孔凸模的設計：</p><p>　　沖孔凸模的設計以凸模為基準，凹模為配制件，則凹模的刃口尺寸為：</p><p><b>　　Bb=3.075</b></p><p>　　凸模根據(jù)其強度要求，選用Cr4W2MoV,材

76、料熱處理后的硬度為60～62HRC。凸模的安裝與固定方法如下：因所設計的凸模為圓凸模，所以其固定方式為凸模固定板上加工出臺階來固定。</p><p>　　凸模與固定板的配合為H7/m6過渡配合。</p><p>　　凸模的裝配方法為壓入法，其特點為連接牢固可靠，對配合孔的精度要求高。加工成本高，因以凹模為配作件，所以凹模以凸模為基準配作，保證單面間隙為0.03mm。</p>

77、<p><b>　　凸模的加工方法：</b></p><p>　　沖壓模具的凸模都需進行淬火等熱處理工藝，獲得高硬度和高耐磨性，則可采取以下加工方案：</p><p>　　鍛造——退火——機加工——淬火、回火——精磨或電火花加工——成品。</p><p><b>　　凸模長度的確定：</b></p>

78、<p>　　設計標準模具時，當選定了典型組合以后，凸模的長度就確定了。設計非標準模具時，凸模的長度一般根據(jù)結構上的需要，并考慮磨損量和安全因素來確定。因本模具采用的是標準模具，因此凸模的長度就可以通過公式來求，具體計算如下：</p><p><b>　　L=h1+h2-t</b></p><p><b>　　=20+25-1</b>&

79、lt;/p><p><b>　　=44mm</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　h1——凸模固定板厚度（mm）；</p><p>　　h2——凹模板厚度（mm）；</p><p>　　t——板料厚度(mm)。</p><p&

80、gt;<b>　　7 卸料裝置的設計</b></p><p>　　卸料裝置的功用是在一次沖裁結束之后，將條料或工序件與落料凸?；驔_孔凸模脫離，以便進行下一次沖裁。</p><p>　　因本模具零件精度要求較高，同時為防止零件的變形，能夠沖出平整的工件。因此采用彈性卸料，而因零件精度高，在采用彈性卸料的同時要采用導柱導向。</p><p>　　橡

81、膠塊作為彈性元件，具有承受負荷比彈簧大、安全及安裝調整方便等優(yōu)點。沖裁模的工作行程較小，選用橡膠塊作為彈壓卸料裝置的彈性元件更為多見。</p><p>　　本設計中材料厚度t為1mm，經計算卸料力Fx為5276N，選用卸料橡膠，其計算過程如下：</p><p>　?。?）假設考慮了模具結構，決定用8個厚壁筒形的聚氨脂彈性體。</p><p>　?。?）計算每個彈性體

82、的預壓力Fy：</p><p>　　Fy=5276N/8=659.5N</p><p>　?。?）考慮橡膠塊的工作壓縮量較小，取預壓縮率εy=10%，并由表2—27查得單位壓力Fq=1.1Mpa。</p><p>　?。?）按式（2—49）計算彈性體的截面面積A：</p><p>　　A=Fy/Fq=659.5/1.1≈599.5mm2<

83、;/p><p>　　（5）如果選用直徑為8mm的卸料螺釘，選取彈性體穿卸料螺釘孔的直徑d=Φ8.5mm。則彈性體的外徑D可按下式求得：</p><p>　　π（D²-d²）/4=A</p><p>　　則 D =（4A/π+d²）1/2 </p><p>　　=(4*599.5/π+8.52

84、)1/2</p><p><b>　　≈29mm</b></p><p>　　因此，D取30mm。</p><p>　?。?）橡膠高度的確定：</p><p>　　H=hg/(εj-εy)</p><p>　　=2/(0.2-0.1)=20mm</p><p>　　式中：

85、hg—橡膠塊工作壓縮量（mm）；</p><p>　　εj—橡膠塊極限壓縮率，取20%；</p><p>　　εy—橡膠塊預壓縮率，對于聚氨酯，取10%。</p><p>　　對于卸料橡膠塊，hg即為彈壓卸料板的工作行程，一般取hg=t+1，t為板料厚度。</p><p>　?。?）橡膠塊高度的校核：</p><p>

86、　　0.5≤H/D≤1.5</p><p>　　而本設計中H/D=20/30=0.67mm，所以所選橡膠合格。</p><p>　　所以經計算選取卸料橡膠塊為：</p><p>　　橡膠塊的高度為 H=20mm</p><p>　　總計塊數(shù)為 n=8</p><p>　　橡膠塊的材料為 邵氏7

87、0～80A的聚氨酯橡膠</p><p><b>　　8 標準件的選用</b></p><p>　　8.1 各用途的螺釘、銷釘?shù)倪x用：</p><p>　　根據(jù)模具的實際選用圓柱頭內六角螺釘、銷釘。</p><p>　　螺釘?shù)倪x用例表如下：</p><p>　　螺紋規(guī)格d

88、 M8 M10</p><p>　　螺距p 1.25 1.25</p><p>　　b參考 22 26</p><p>　　min 0.1

89、5 0.15</p><p>　　max 0.6 0.6</p><p>　　da max 9.2 11.2</p><p>　　ds max 8

90、 min7.78 max10 min9.78</p><p>　　e min 14.20 17.59</p><p>　　k 6.86 7.89</p><p>　　s

91、 12.57 15.57</p><p>　　銷釘?shù)倪x用例表如下：（圓柱銷）</p><p>　　銷 GB 119——86 </p><p><b>　　8.2 模柄的選用</b></p><p>　　根據(jù)壓力機選擇模柄：</p><p>　　查表，選

92、用壓入式模柄(mm)</p><p>　　8.3 模架的選用：</p><p>　　各模架名稱 尺寸</p><p>　　凹模周界 125×100</p><p>　　上模座

93、 125×100×35</p><p>　　下模座 125×100×45</p><p>　　導柱 25×130</p><p>　　導套

94、 25×80×28</p><p>　　螺釘 M6×16</p><p><b>　　各模板的尺寸：</b></p><p>　　凹模板 80×63×25

95、</p><p>　　導料板 100×36×6</p><p>　　卸料板 100×100×20</p><p>　　上固定板 100×

96、100×24</p><p>　　下固定板 125×100×15</p><p>　　卸料橡膠 H=20</p><p>　　所以依據(jù)上面所選的各標準的模架，則整個模架的尺寸都以選擇了。因此其它的尺寸根據(jù)各模架的尺寸來確定

97、。</p><p><b>　　9 設備校核</b></p><p>　　模具結構和各零件都設計好后必須對模具進行必要的校核。其中的校核包括凸模強度校核、壓力機的校核等。</p><p>　　因各尺寸都是計算出來的，所以壓力機的校核以及其它一些的校核都不要校核。因為它已經有足夠的強度等，而必要校核的是凸模強度的校核。一般凸模的強度是足夠的，沒有

98、必要進行強度校核。只有當凸模特別細長，或凸模的截面尺寸相對于板厚很小時，才進行強度校核。凸模強度校核包括抗壓能力和抗縱向彎曲能力兩個方面的內容。</p><p>　　9.1 凸?？箟耗芰π：耍?lt;/p><p>　　凸模能正常工作，其最小截面承受的壓應力必須小于凸模材料允許的壓應力[σ]：</p><p><b>　　σ=F/A≤[σ]</b>&

99、lt;/p><p>　　落料凸模：σ=F1/A=109746/187.6=585Mpa</p><p>　　沖孔凸模：對于圓形凸模，F(xiàn)=πdtτ代入上式可得：</p><p><b>　　d≥4tτ/[σ]</b></p><p>　　=4×1×450/1000</p><p>&

100、lt;b>　　=1.8mm</b></p><p>　　式中：σ——凸模最小截面的壓應力（Mpa）</p><p><b>　　F——沖裁力（N）</b></p><p>　　A——凸模最小截面積（mm²）</p><p>　　d——凸模最小直徑（mm）</p><p>

101、;　　t——板料厚度（mm）</p><p>　　τ——板料抗剪強度（Mpa）</p><p>　　[σ]——凸模材料許用壓應力（Mpa）</p><p>　　如果凸模材料用一般工具鋼，淬火硬度為58～62HRC，可取[σ]為1000～1600Mpa，沖裁低碳鋼板時，τ取300Mpa。</p><p><b>　　核對各凸模：&l

102、t;/b></p><p>　　落料凸模：σ≤[σ]；</p><p>　　沖孔凸模：d=Ф3.075mm>1.8mm。</p><p>　　所以各凸模的強度經核算后其各凸模強度足夠。</p><p>　　9.2 凸模縱向抗彎曲能力校核：</p><p>　　沖裁時凸?？v向抗彎曲能力可利用桿件受軸向壓力的歐

103、拉公式進行校核。因凸模有導向，則采用式（2—23）計算：</p><p>　　Lmax≤（2π²EJ/nF）1/2 </p><p>　　落料凸模： Lmax≤（2π²EJ/nF）1/2</p><p>　　=(2×2.2×105×π2×187.62/3×109746)1/2</p>

104、<p><b>　　=681.3mm</b></p><p>　　沖孔凸模： Lmax≤（2π²EJ/nF）1/2</p><p>　　=(2×2.2×105×π2×7.52/3×22053.98)1/2</p><p><b>　　=60.75mm</b&

105、gt;</p><p><b>　　因各凸模尺寸為：</b></p><p>　　落料凸模：L1=63.8mm<681.3mm；</p><p>　　沖孔凸模：L2=44.5mm<60.75mm。</p><p>　　經驗算各凸模的縱向彎曲能力校核以滿足凸模的要求。</p><p>　

106、　10 凸凹模加工工藝規(guī)程編制</p><p>　　10.1凸凹模加工工藝規(guī)程：</p><p>　　工序1下料：∮30×50（按等體積法計算后加上鍛造上燒損量）；</p><p>　　工序2鍛造：鍛成54×30×70（除考慮鍛后的加工余量外還應加上線切割時零件變形影響的料邊尺寸8-10mm）；</p><p>

107、　　工序3熱處理：退火（消除鍛后殘余內應力，降低硬度）；</p><p>　　工序4刨（或銑）：刨（或銑）六面尺寸達48.7×25.6×64.8，選其中長×寬為48.7×64.8的一面，刨（或銑）與圖樣相符的凹槽，使凹槽尺寸達13.2×11×64.8；</p><p>　　工序5平磨：磨凸凹模各平面，一對垂直側基面對角尺；<

108、/p><p>　　工序6鉗工（坐標鏜）畫穿絲孔位置線（4個），鉆穿絲孔∮3.1mm,斜堵銷安裝孔擴孔至∮5.2mm，深35mm;</p><p>　　工序7熱處理：淬火，回火達硬度58-62HRC；</p><p>　　工序8平磨：磨各面，達48×24.9×64.2，一對垂直側基面對角尺，凹槽各面尺寸達13.5×10.5×64.2

109、；</p><p><b>　　工序9退磁；</b></p><p>　　工序10線切割：按程序切割，切割型面留研磨量0.015；</p><p>　　工序11鉗工：研磨型面達到設計求。</p><p><b>　　結論</b></p><p>　　本模具的整體設計已經完成，

110、如今回顧自己的設計過程，總結如下：</p><p>　　本模具設計的是鐵心沖片正裝復合模，是一副落料沖孔模。從零件尺寸及其質量要求方面考慮，我們采用的沖壓方式為彈壓卸料逆出件方式，沖壓方案是先落料后沖孔。沖裁后，條料由卸料板卸料，工件由頂件板頂出凹模，而沖孔產生的廢料由斜堵銷頂出凸凹孔外。</p><p>　　畢業(yè)設計是每位大學生畢業(yè)之前必經之路，經過了此次設計，我初步了解設計模具的各道工

111、序，清楚了模具的各個結構，了解了各個設計過程中的重要環(huán)節(jié)，具備了一定的設計能力，學到了真正的實踐知識。</p><p>　　由于缺乏經驗、知識水平有限、時間倉促，缺點錯誤再所難免，出現(xiàn)一些不足之處，歡迎大家指正！</p><p><b>　　謝謝大家的支持!</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p

112、><p>　　[1] 李大鑫 張秀棉 模具技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述 [J]模具制造 2005,(02).</p><p>　　[2] 朱邦全 我國模具材料的應用發(fā)展趙昌盛 [J]模具制造 2004,(11). </p><p>　　[3] 魏尊杰 李天曉 安閣英 葉榮茂 消失模鑄造氣隙尺寸及壓力數(shù)值計算 [J] 哈爾濱工業(yè)大學學報,1995,(04). </p&g

113、t;<p>　　[4] 曹月君 國內外汽車球墨鑄鐵件生產技術與發(fā)展趨勢 [J]汽車工藝與材料 1994，（02）.</p><p>　　[5] 劉靜遠 球墨鑄鐵件發(fā)展的新階段 [J]汽車工藝與材料 1996,(10). </p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　大學最后一個學期伴隨著六月的來臨也將近尾聲，在這