電位器蓋的連續(xù)沖裁模設(shè)計摘要目錄TOC\o"1-3"\h\u2441摘要 緒論如今,我國生產(chǎn)冷沖壓成型模具制造技術(shù)與先進一些工業(yè)發(fā)達國家的成型模具技術(shù)相比仍然還是較為落后,主要的構(gòu)成原因之一就是由于目前我國在掌握冷沖壓成型模具基礎(chǔ)理論和模具成形制造工藝、模具制造標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計、模具整體制造生產(chǎn)工藝和模具零部件等各個領(lǐng)域仍然與先進工業(yè)發(fā)達國家模具存在著相當(dāng)大的認(rèn)識區(qū)別和技術(shù)差距,導(dǎo)致我國在沖壓產(chǎn)業(yè)相對于科技發(fā)達的國家相比差距還是較大。通過對電位器蓋的分析和老師的引導(dǎo)，最終得出沖裁方案為：沖切槽——拉伸——整凸臺——整形——落料。在本次的論文之中我們充分地利用了計算機輔助設(shè)計軟件(cad和ugnx)來設(shè)計和繪制模具主要的各種工作部件示意圖和模具整體總裝配圖,運用了先進的數(shù)控線條切割與電加工等現(xiàn)代化的加工設(shè)備。這是一次全面而系統(tǒng)地學(xué)習(xí)總結(jié)、充分應(yīng)用自己所學(xué)的知識,也是一次鞏固、強化自己各項理論知識靈活運用的現(xiàn)實過程。通過這次的論文,可以很好地培養(yǎng)我們獨立進行分析,獨立做自己工作的技巧。工藝分析及計算2.1沖裁件及其技術(shù)要求零件名稱：電位器蓋 材料：H62M 大批量生產(chǎn)：厚度：0.5mm零件圖如圖2.1所示：圖2.1電位器蓋零件圖2.2零件的工藝分析電位器蓋的外形比較復(fù)雜，所使用的材料為H62M，厚度為0.5mm的黃銅，具有良好的沖壓性能，適合沖裁，沖壓拉伸中心與邊緣距離尺寸≤50mm，公差為±0.5mm。沖裁件最小圓角半徑為R0.5mm，該零件的精度要求能夠在普通沖裁加工中得到保證。另外尺寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等情況，均符合沖裁的工藝要求。應(yīng)先采用連續(xù)拉伸工藝，后采用切槽工藝，沖切出制件的局部外形。由于此工件既有沖裁，又有拉伸兩個工序，所以以采用帶料切槽自動送料連續(xù)拉伸模進行加工。工件的拉深圓角半徑，凸臺圓角半徑均為R=0.5mm，較小。又因為材料比較薄，不能一次拉深完成，但是經(jīng)過整形工序，并在拉深、整形時加潤滑油，此圓角半徑完全可以達到。2.3沖壓工藝方案確定沖裁模典型結(jié)構(gòu)可以分為：單工序沖裁模單工序沖裁模是指壓力機在一次沖壓行程中，只完成一道沖裁工序。級進模可按原先設(shè)計好的工序步驟，在壓力機的一個行程中，在兩個或兩個以上的工位上完成兩道或兩道以上的沖裁工序。級進模的主要特點是：生產(chǎn)工序分散,生產(chǎn)管理效率高,易于直接實現(xiàn)整個全過程的生產(chǎn)自動化。此類金屬模具主要用途是專門適用于加工制造批量較大、對加工精度質(zhì)量要求并不太高的特殊金屬材料。復(fù)合模沖裁復(fù)合沖裁模法就是指在一次作業(yè)過程中,壓力機同時進行若干道沖孔、拉彎、推進或落料這幾類作業(yè)。此類模具外觀緊湊,生產(chǎn)效率較好。特別適用于對沖裁批量較大、對制件質(zhì)量要求較高的加工。由零件圖可知電位器零件精度要求不很高、零件尺寸較小，生產(chǎn)批量大、設(shè)備情況較少的特點，為了使拉伸工藝順利進行，首先在條料上進行沖孔切槽。通過對多種方案的優(yōu)點和缺點的比較。選擇在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下合理的設(shè)計方案如下：帶有自動送料機構(gòu)的連續(xù)拉伸模：沖切槽孔—拉深—壓凸臺—整形—落料。2.4毛坯尺寸計算及排樣方案2.3.1排樣方法的確定根據(jù)電位器蓋的整體外形,首先我們要仔細(xì)考慮材料選擇是否采用無廢料數(shù)量排樣或者盡量減少廢料排樣等沖裁方法,但是由于精度受沖裁條料零件寬度導(dǎo)向誤差和沖裁條料長度導(dǎo)向誤差的因素影響,沖裁條料零件的最大尺寸和沖裁精度誤差并非完全可以得到嚴(yán)格保證。另外由于整體模具的單邊摩擦承受力,會嚴(yán)重影響加劇對整體模具的摩擦磨損,降低了整體模具的使用壽命。因而我們采用了一種含有廢料的沖壓排樣處理方法,由于沖裁件尺寸較小，初步設(shè)計采用直排的方案。2.3.2搭邊值的確定根據(jù)排樣法的確定,拉深和落料時都應(yīng)該與條料側(cè)邊之間留有一定距離,這個距離就被稱為搭邊值。搭邊數(shù)值的功能是為了補償定位誤差，保證加工過程中產(chǎn)品的質(zhì)量，以及為了使條料本身具有必要的剛度，便于方便送料。綜上所述：卸料方式選用彈性卸料板，材料的厚度為t=0.5mm，矩形件邊長L<50mm，根據(jù)表2-1，工作搭邊值a=0.8mm，側(cè)面搭邊值b=1mm,但由于方便計算，取a=b=1mm。表2-1搭邊值2.3.3計算毛坯尺寸根據(jù)對電位器蓋的工藝分析，此電位器蓋形狀比較復(fù)雜，在對其毛坯尺寸的計算過程中比較麻煩，從零件的形狀，可以看成是一個圓形的帶凸緣件的拉深，但是如果取懸臂最大處計算，顯然毛坯直徑取的較大，在零件最窄處將造成材料的很大浪費，如果按最窄處做為零件凸緣最大處計算，則零件尺寸最大處不能達到尺寸要求。2）為了計算電位器蓋的毛坯尺寸，需確定俢邊余量，按帶凸緣拉深件考慮：凸緣直徑=28mm;拉深直徑d=23.5mm;計算修邊余量的系數(shù)為：（2.1）3）根據(jù)《沖壓模具實用手冊》表2-19得；所以拉深實際凹緣直徑為為：（2.2）4）毛坯直徑可以由下列公式計算得出：（2.3）將；；；；；；帶入公式（2.3），得。制件毛坯的直徑為40.6mm時，修邊余量δ≈1.8mmD=D12.3.4確定條料步距和寬度無側(cè)壓裝置的板料寬度計算公式:（2.5）公式（2.5）中：B——條料寬度；D——垂直于送料方向的沖裁件最大輪廓尺寸；b——搭邊值；——考慮材料裁剪時的公差；——條料偏差(取0.5）。由表2-2可知，條料的剪切的公差=0.4mm。表2-2條料剪切公差值（2.6）因此板料的寬度為：（2.7）因采用相間排樣法，送料步距應(yīng)為：（2.8）公式（2.8）中：D——平行于送料方向的沖裁寬度（mm）；a——沖裁件之間的搭邊值（mm）。計算送料步距為凸緣部分的毛坯值+搭邊值+切槽孔寬度+懸臂長度，因此送料步距長度為：（2.9）為了方便計算，取。2.35沖孔切槽的設(shè)計為了使拉伸工序順利進行，首先對條料進行沖孔切槽。根據(jù)《沖壓模具設(shè)計使用手冊》表3-7得知：沖孔最小寬度推薦參考值為，在此取，相鄰切口搭邊寬度推薦值，在此取，圓角半徑，沖孔切槽尺寸如圖2-2所示。圖2-2沖孔切槽模具設(shè)計3.1拉深的工藝計算拉深工藝首先要確定拉伸次數(shù)和各次拉伸直徑。此前初步確定了拉深部分毛坯尺寸，毛坯相對厚度，可由采用落料凸模直徑：，凸緣的相對直徑，由《沖壓模具設(shè)計使用手冊》表2-29得：，實際相對高度：，可以一次拉深成形。一．拉深工作部分尺寸計算（1）根據(jù)所給圖可知，定位器蓋拉深部分的直徑為Φ23mm，當(dāng)基于拉深部分計算時，以凸模尺寸為基準(zhǔn)計算，即：凸模直徑：（3.1）凹模尺寸：（3.2）公式（3.2）中：、——凸模和凹模的尺寸（mm);——工件最小極限尺寸(mm);——工件的公差;Z——凸凹模的雙邊間隙。工件的最小極限尺寸為0.5mm,工件的公差為0.4mm，不采用壓邊圈時:（3.3）公式（3.3）中：Z——單邊間隙；——材料厚度最大極限值。由《沖壓模具結(jié)構(gòu)實際及實例》表5-9得，。綜上所述：（3.4）（3.5）（2）拉深凸凹模圓角半徑凹模得圓角半徑：（3.6）公式（3.6）中：D——坯料直徑(mm)；d——拉很凹模工作部分直徑（mm）；t——材料厚度（mm）。與設(shè)計要求相差較大，不能一次拉深成形，需要另外整形加工。拉深的圓角半徑。對于以后各次拉深，值應(yīng)相應(yīng)減少，因此壓凸臺工序凹模的圓角半徑應(yīng)為。初步確定各次凹模的圓角半徑為，，。3.2壓凸臺凸模工藝設(shè)計在壓凸臺工序的工藝計算中，凸模的直壁部分與拉深工序的直壁部分尺寸相同，即：凸模直徑：（3.7）凹模尺寸：（3.8）凸模的工作部分按工件的圓角進行加工，凹模的圓角半徑。3.3整形工藝計算凸模的直壁部分也與拉深工序的直壁部分尺寸相同，即：凸模直徑：（3.9）凹模尺寸：（3.10）前兩次工序都沒有達到凸緣的圓角半徑值，根據(jù)工件的要求，凹模的圓角半徑為。3.4落料工藝計算1.確定間隙值與工件厚度為0.5mm,材料為H62M，根據(jù)《模具設(shè)計與制造》表2-12得：，。刃口尺寸計算①凹模刃口磨損后，尺寸B減小，即，，，，。根據(jù)《模具設(shè)計與制造》表2-14得磨損的系數(shù)為：,,,,。②凹模刃口磨損后，尺寸、、、不變。③其余尺寸為A類尺寸呢。確定凸凹模的制件公差由于電位器蓋的外形比鉸復(fù)雜，一般可按零件公差的1/4來選取值，即：B類尺寸以凹模作為計算基準(zhǔn)，，驗算尺寸的制造偏差：。以凹模為基準(zhǔn)尺寸計算如下：尺寸：尺寸：工件的公差等級為IT14，查公差等級表，兩半圓的半徑分別為：、，因此公差為0.25mm.尺寸：尺寸：尺寸 、、、不變，按中心距離尺寸計算，并取公差等級為IT14計算：（3.11）（3.12）（3.13）（3.14）4.質(zhì)心的計算所謂的模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點，計算壓力中心的意義在于：在實際生產(chǎn)中會遇到復(fù)雜的沖裁件或者排樣特殊，這是考慮壓力中心就會減少導(dǎo)向件的磨損，提高壓力機和模具的使用壽命。簡單沖裁件的壓力中心計算比較簡單，當(dāng)密度均勻時，壓力中心就位于幾何中心，我們可以通過簡單的數(shù)學(xué)公式可以計算出來。但是在本次設(shè)計中，電位器蓋的外形十分復(fù)雜，建立坐標(biāo)系計算會造成很大的困難，在此，利用CAD軟件確定壓力中心就會簡單得多，操作步驟如下：在CAD軟件上按比例繪制出電位器蓋的模型；把原先的多線段合并成一條曲線，使用偏移命令向外偏移0.1mm（偏移距離越小，壓力中心坐標(biāo)就越精確）；用region命令編輯成面域；用massprop命令求出面域質(zhì)心，此質(zhì)心就接近壓力中心；結(jié)果如下：圖2-3壓力中心結(jié)果由圖2-3可知，電位器蓋的壓力中心坐標(biāo)大致為x:114,y=360。3.5各工序沖壓力計算沖槽力：(3.15)根據(jù)《沖壓模具設(shè)計手冊》表2-5所知：卸料力系數(shù)，推料力系數(shù)。①卸料力是指將凸模上得材料卸下的力，為：(3.16)②推料力是將落料件順著沖裁方向從凹模孔推出所需要的力，即為：(3.17)③總壓力為:(3.18)公式中：——卸料系數(shù)；——推料系數(shù)。n——凹模孔內(nèi)存在的個數(shù)（h為凹模刃口直壁高度，t為制件厚度）。拉深力按首次拉深力計算：（3.19）公式（3.19）中：d——拉深直徑（mm）；t——材料厚度（mm）；——抗拉強度(Mpa)；——拉深凹模圓角半徑(mm)；——系數(shù)。①壓邊力：（3.20）公式（3.20）中：Q——拉深時的壓邊力(N)；D——坯料直徑（mm）；——拉深凹模圓角半徑（mm）；q——單位壓邊力（N）。②頂件力取拉深力的10%，即：（3.21）③總壓力為：(3.22)壓凸臺按筒形件以后各次拉深計算：(3.23)整形力計算：(3.24)落料工序：(3.25)公式（3.25）中：L——沖裁件周長（mm）；t——板料厚度（mm）；——材料的抗剪強度；k——安全系數(shù),一般取1.3。①卸料力：；②推料力：；③總壓力：；3.6閉合高度計算沖模的閉合高度可以被定義為模具在工作的最低閉合位置時，下模座底面至上模座頂面之間的距離。壓力機的閉合高度是指滑塊在下止點位置時，滑塊下端面至壓力機墊板面之間的距離。大多數(shù)壓力機的連桿長度可以調(diào)節(jié)，即壓力機的閉合高度可以調(diào)整。當(dāng)連桿調(diào)至最短時壓力機的閉合高度最大，稱最大閉合高度；連桿調(diào)至最長時壓力機的閉合高度最小，稱最小閉合高度。對于模具閉合高度：H=上模厚度+下模厚度+凸模墊板+凸模固定板+橡皮的壓縮狀態(tài)厚度+卸料板厚度+凹模固定板的厚度+墊塊厚度=50+60+6+22+20+20+0.5+20+30=228.5mm。第四章沖壓模零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1橡膠的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算彈簧和橡膠元件是在模具制造之中使用非常廣泛的兩種彈性元件,由于這些橡膠所允許的承載力遠遠超過了彈簧,且其安裝和調(diào)整也很簡單、價廉,因此一般選用彈簧作為主要的彈性元件。4.11橡膠的使用條件為了保證彈性元件的正常工作，不致過早損壞，失去彈性，橡膠的最大壓縮量，橡膠的預(yù)壓縮量，則：（4.1）公式(4.1)中：——卸料板或推件塊，壓邊圈的工作行程與模具修模量或調(diào)整(4至6mm）之和再加上1mm，這里取工作。由式（4.1）可知:的范圍為2732mm。取，壓縮后的高度為：(4.2)4.2凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算沖裁凸模和落料凸模的刃口端面形狀為非圓形凸模。因為其外形輪廓比較復(fù)雜，尤其是落料凸模，所以使用直通式設(shè)計。為了統(tǒng)一加工，其余凸模均采用直通式，并且凸模與固定板之間采用H7/m6配合。直通式機械加工困難，常采用線切割加工。凸模斷面多為不規(guī)則形狀的斷面，均采用鉚接式固定方法法。凸模壓入凸模固定板后，將凸模上端鉚出的斜面，以防止凸模從固定板上脫落，鉚接后將端面磨平。4.21沖裁凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凸模長度的計算本次論文采用彈壓卸料板裝置，當(dāng)使用彈性卸料裝置時，凸模長度為：（4.3）公式（4.3）中：——凸模固定板厚度（mm）；——彈性卸料板厚度（mm）；——橡膠的安裝高度（mm)。凸模與固定板選用H7/m6過度配合，固定板的厚度為：（4.4）公式（4.4）中：——固定板厚度（mm）；——凹模厚度（mm）。凹模厚度：（4.5）公式（4.5）中：——凹模厚度（mm）；——沖裁力（N）；K——修正系數(shù)。由第三章可知，各工序沖裁力最大值，最小值，根據(jù)《模具設(shè)計與制造》表2-17，落料凸模刃口長>500mm,因此K取1.6，則凹模厚度最大值為：(4.6)凹模厚度的最小值為：(4.7)則凹模厚度的范圍為14.724.36mm，取中間值為20mm。將帶入到式（4-2）中，則(4.8)為了方便計算，取。當(dāng)沖壓件厚度，采用彈性卸料裝置，卸料板外形尺寸與凹模外形尺寸一致，因此，則(4.9)2）材料及技術(shù)要求因為凸模端面外形形狀比較復(fù)雜，模具使用壽命要求較高，因此材料選用為Cr12Mov。凸模尾部端面與凸模固定板裝配為一體后磨平，刃口部件的粗糙度值為Ra為。3）凸模的入模量凸模的入模量為：(4.10)公式(4.10)式中：a——凸模入模量（mm）；t——坯料沖裁厚度（mm）；n——系數(shù)。由《厚板沖模凸模進入凹模尺寸的確定》表1可知：n取1，則：(4.11)4.23凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計1）拉深凸模的長度沖裁凸模長度為63mm，凸模的入模量為0.5mm，因此拉深凸模長度為70.5mm。2）材料及技術(shù)要求因為凸模端面形狀比較復(fù)雜，模具壽命要求高，因此材料選用Cr12Mov，凸模尾部端面與凸模固定板裝配一體后磨平，刃口部件的粗糙度值為Ra為。3）排氣孔設(shè)計當(dāng)拉深的時候,由于受到拉深力的影響或者是潤滑油潤滑等原因,使得工件很容易就粘在了凸模上。工件與凹凸模之間形成的真空,既可能會極大地增加裝卸的困難,還可能會嚴(yán)重地造成裝卸工件底部的不平,對于材質(zhì)厚度相當(dāng)?shù)睦罴?甚至可能會導(dǎo)致工件壓癟。因此,在凸模上面應(yīng)該設(shè)置一個排氣孔。其中排氣孔的開口高度應(yīng)該大于其拉深件的開口高度。排氣孔的長度一般不宜過小,否則很容易被潤滑劑阻擋,或者是由于排氣量不足而導(dǎo)致氣孔無法起到作用。因此,查表可知,排氣管道孔的直徑尺寸取5mm。4.3凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算4.31沖裁凹模的設(shè)計沖裁凹模的刃口周長L=88.68mm，該工序的沖裁力為F=13980N。由4.21可知，凹模的厚度為。(1)長度尺寸邊寬：（4.12）（4.13）公式（4.12）和（4.13）中：——平滑曲線到凹模邊界距離；——直線到凹模邊界距離。則凹模的長度為：(2)寬度尺寸凹模的寬度尺寸為：，因此凹模的外形尺寸為：mm。(3)緊固孔的直徑：，因此取M8。由《沖壓模具結(jié)構(gòu)設(shè)計及實例》，當(dāng)長度小于150mm時，螺釘個數(shù)與銷釘個數(shù)分別為2個。由表2-7可知，銷孔據(jù)邊緣的距離為11mm，螺紋孔與銷孔的距離為5mm。(4)凹模的刃口形式凹模的刃口形式選用直筒式，其刃口加工方便，強度高，且刃口尺寸不會因修磨量過大而變化，適用于沖裁形狀復(fù)雜或精度較高的制件。由于厚度t<5mm，刃口高度為4mm。(5)凹模的固定方法凹模與固定板采用H7/m6配合，常用于帶肩圓凹模的固定。(6)沖裁凹模的材料沖裁凹模的材料與沖裁凸?；疽恢?，熱處理后硬度達到5860HRC，選用T10，適用于連續(xù)沖裁的凹模。4.32拉深凹模的設(shè)計拉深凸模的壁厚當(dāng)刃口形狀為平滑曲線的時候:(4.14)公式（4.14）中——平滑曲線到凹模邊緣的距離。工件材料為黃銅且材料厚度t=0.5mm，所以最小厚度C=0.6mm，由于此工件為大批量生產(chǎn)，適當(dāng)增加壁厚可以延長凹模的壽命，所以取壁厚為6mm。拉深凹模的圓角半徑由第三章可知，凹模的圓角半徑為2.4mm。拉深凹模的材料拉深凹模的材料與拉伸凸模基本一致，熱處理后硬度達到5860HRC，選用Cr12MoV,適用于高耐磨的凹模。4.33凹模的工作表面技術(shù)要求凸、凹模加工后的表面要求：不允許有影響使用的砂眼、縮孔、裂紋和機械損傷等缺陷；凹模工作表面和型腔表面的粗糙度應(yīng)達到值為Ra=0.8um,而凹模圓角處的表面粗糙度數(shù)值一般要求為Ra0.4um。目的是降低徑向拉應(yīng)力，保證拉深順利進行；在拉深工序過程中，凸模的工作表面特別是凸模的圓角處對材料的摩擦阻力有利于抵制材料的變薄。因此，在不影響工件表面質(zhì)量的條件下，凸模圓角區(qū)的表面粗糙度值達到Ra1.6～0.8um即可。4.3導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)設(shè)計定位零件的作用為：保證坯料的正確送進及對工作零件處于正確的位置，可以利用電位器蓋的內(nèi)圓作為定位基準(zhǔn)，以保證內(nèi)圓與外援的相對準(zhǔn)確位置。因此為了保證模具正常工作和沖出合格沖裁件，必須保證坯料或工序件對模具的工作刃口處于正確的相對位置，即必須定位。拉深、壓凸臺、成形工序利用凸模進行導(dǎo)正，可不必設(shè)置導(dǎo)正銷。最后一次落料時，利用圓通形拉深件內(nèi)孔徑作為導(dǎo)正定位。在此設(shè)計中用螺釘固定在凸模上的導(dǎo)正銷結(jié)構(gòu)。此定位結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，更換方便。導(dǎo)正銷結(jié)構(gòu)如圖2-4所示：圖2-4導(dǎo)正銷各尺寸選取如表所示：表2-2導(dǎo)正銷尺寸顯而易見，電位器蓋的內(nèi)圓直徑為23mm，因此選用M10的螺釘來將其緊固在落料凸模上，與凸模的公差配合選用H7/h6，材料選擇用45鋼。4.4料板卸料裝置的作用為：卸去沖裁后緊箍在凸模外面的條料或制件，以防止阻礙下一次料的送進。可以分為剛性卸料裝置和彈性卸料裝置，此設(shè)計借助橡膠作為彈性推動卸料板動作，彈壓卸料板的外形尺寸與凹模的基本一致。由《實用模具技術(shù)手冊》表11-25可知，彈壓卸料板的厚度。卸料板的內(nèi)型孔形狀基本上與凹模的形狀相同，對于彈性卸料板，其單面間間隙取0.5mm，凸模與形孔的配合應(yīng)取H7/h6，卸料板材料選取45鋼。4.5固定板固定板是用來固定凸?；虬寄５?，以防止在沖壓過程中凸、凹模發(fā)生竄動，制件的尺寸無法到保證。之后再和模座用螺釘和銷釘相連接，選用的公差配合為H7/h6，當(dāng)固定板與凸模壓裝后，將凸模端面與固定板一起磨平。其尺寸與凹模的外輪廓尺寸基本一致，材料用45鋼。其厚度為:（4.15）公式（4.15）中：固定板的厚度（mm）；凹模厚度（mm）。4.6模架模架可以分為下列幾種類型:對角導(dǎo)柱模架、中間導(dǎo)柱模架、后側(cè)導(dǎo)柱模架和四角導(dǎo)柱模架四種。此設(shè)計采用四角導(dǎo)柱模架，因為在本次設(shè)計中，既有沖裁工序又有落料工序，沖壓力和沖裁力相差有點大。適用于對模具運行平穩(wěn)性較高要求，或沖擊中有側(cè)向壓力的模具。導(dǎo)柱和導(dǎo)套導(dǎo)柱安裝在下模座時，導(dǎo)套安裝在上模座。導(dǎo)柱與導(dǎo)套選用H7/h6配合；導(dǎo)柱與下模座之間、導(dǎo)套與上模座之間選用H7/r6的小間隙配合；導(dǎo)套壓入上模座的長度，要比上模座的厚度小3mm，模具閉合時，導(dǎo)柱上端面距離上平面的距離不得小于5mm。（2）下模座的厚度：（4.16）即：。（3）上模座在上平面設(shè)置淺槽，和導(dǎo)套的間隙相連，防止出現(xiàn)真空，上模座的厚度為：（4.17）公式（4.17）中：凹模的厚度（mm）；上模座厚度（mm）；下模座厚度（mm)。材料的選用上、下模座的材料選用為HT200，因為灰鑄鐵是鑄造出來的，雖然說存在縮孔和縮松現(xiàn)象，但是吸震效果良好，并且不需要很高的強度。導(dǎo)柱、導(dǎo)套為20鋼，滲碳淬火硬度60至62HRC。4.7模柄模柄是上下模部分和壓力機滑塊連接的零件。此設(shè)計采用旋入式模柄，材料選用45鋼。模柄的直徑大小需要與壓力機進行匹配，其被夾持的部分的公稱直徑需要與壓力機滑塊的模柄孔尺寸相等。4.8墊板墊板零件的作用為：直接承受和擴散凸模傳遞過來的壓力，以減小模座所承受的單位壓力，保護凸模頂面處的模座平面不被壓陷破環(huán)。墊板的外形與凸模固定板一致，厚度取6mm，材料選45鋼，淬火硬度43至48HRC。至此，模具的設(shè)計已經(jīng)基本完成。4.9壓力機的選擇在我們進行各種冷沖壓機的生產(chǎn)過程中，為了能適應(yīng)不同工作環(huán)境場合采用不同類型的壓力機。壓力機的主要類型按傳動方式不同大致可分為機械壓力機（包括曲柄壓力機和摩擦壓力機等）和液壓壓力機（包括油壓機和水壓機等）兩大類。其中最常用的是曲柄壓力機。根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)工藝技術(shù)特點、生產(chǎn)批量的規(guī)模、沖壓件的幾何尺寸、精度、沖壓過程的機械化、自動化程度、操作與生產(chǎn)過程安全性等合理選擇壓力機類型。對于一臺適合級進模所需要選用的壓力機，我們應(yīng)該特別注意以下幾點：（1）盡量選用行程可以調(diào)整的壓力機，而不使用行程不變的壓力機。因為行程可以隨意調(diào)整，可選用小行程，保證沖壓過程中導(dǎo)柱、導(dǎo)套永不分開，有利于提高沖壓精度。（2）當(dāng)模具的工位相對較小，沖壓力較少和沖壓次數(shù)相對較少時，開式壓力機就會選用得多；模具由于工位較多，沖壓力相對較大；沖速相對較高時，采用閉式壓力機較合適。（3)純沖裁多工位級進模時，可選用沖速較高的壓力機。（4）壓力機的公稱壓力應(yīng)大于所有沖壓力之和。（5)根據(jù)本單位設(shè)備情況，盡量選用現(xiàn)有的壓力機。（6）工作臺面的尺寸指工作臺面的長、寬尺寸，與允許安裝模具下模座尺寸大小有關(guān)。一般比沖模下模座大50～70mm以便于安裝固定模具用的螺釘和壓板。綜合以上注意事項，根據(jù)前面所計算的沖壓力選擇壓力機為開式雙柱可傾壓力機，該壓力機型號為J23-40。第五章自動送料裝置自動送料方案確定隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展與進步，加強電子技術(shù)、計算機技術(shù)以及控制技術(shù)的應(yīng)用與完善，以沖模為中心的全自動沖壓柔性加工系統(tǒng)的開發(fā)研制、廣泛應(yīng)用已經(jīng)勢在必行。在本次設(shè)計中，自動送料裝置采用夾刃式自動送料裝置，因為夾刃式自動送料裝置結(jié)構(gòu)簡單，送進步距精度較高。一般用于料寬小于200mm,料厚大于或等于0.5mm、送進步距誤差在0.02~0.05之間、行程系數(shù)小于200次/min的帶料或條料的自動送料。夾刃式自動輸送料裝置其驅(qū)動方式大多是以裝在上模的斜楔驅(qū)動來提供動力。裝置的主要活動送料部分由送料夾刃、送料夾座組成；固定止退部分由止退夾刃和固定夾座組成。其自動送料過程如下：當(dāng)上模向下運動時，斜楔推動送料夾座和送料夾刃一起向右運動，送料夾刃相對于板料受到向左的摩擦力，并且在摩擦力的作用下克服扭簧的作用壓力，繞其軸順時針轉(zhuǎn)動，此時送料夾刃將會離開料板。隨著送料夾座向右移動而在料板上打滑，而固定夾座不動，止退夾刃在扭簧壓力作用下，始終將料板壓緊，阻止其向右滑動。當(dāng)上?；爻虝r，送料夾座將會向左滑動，送料夾刃在向左運動的時候會夾住材料向左送進一個步距。而止退夾刃卻在摩擦力的作用下順時針轉(zhuǎn)動，在材料上打滑。如此循環(huán)往復(fù)，實現(xiàn)材料周期性的間歇送料。二.夾刃式送料機構(gòu)的受力分析為了使夾刃式送料機構(gòu)達到相應(yīng)的要求，就應(yīng)該使當(dāng)夾刃相對材料向左運動時，夾刃處于自鎖狀態(tài)。換句話說，也就是夾刃有足夠的摩擦力使材料向左運動，實現(xiàn)送料。當(dāng)夾刃相對材料向右運動時，夾刃不能發(fā)生自鎖，不然的話夾刃與材料發(fā)生相對滑動。下面就夾刃幾種不同的運動狀態(tài)進行受力分析。當(dāng)夾刃與材料靜止時。夾刃受到扭簧向左的拉力T，拉力T對轉(zhuǎn)軸的扭矩迫使夾刃逆時針轉(zhuǎn)動，夾緊材料，轉(zhuǎn)軸給夾刃一個壓力Q，材料給了夾刃一個支持力FN，并且支持力F當(dāng)夾刃向左運動時。夾刃與材料產(chǎn)生了摩擦力，作壓力Q與拉力T的矢量三角形，得出合理F的大小與方向，而合力則為夾刃對材料的總作用力。根據(jù)自鎖的定義，合力與垂直方向角度小于摩擦角的大小，此時夾刃發(fā)生自鎖。一旦夾刃發(fā)生了自鎖現(xiàn)象，即使沒有彈簧，夾刃也不會松弛。夾刃向右運動時。此時，總作用力不在通過圓心，機構(gòu)不能發(fā)生自鎖現(xiàn)象，夾刃會相對材料發(fā)生相對滑動，且摩擦力很小。關(guān)鍵零件的模擬加工6.1凹模固定板的加工凹模固定板的工藝分析零件的功用、結(jié)構(gòu)和特點該零件的作用是固定圓形凹模，有2個Φ8的銷釘孔與6個Φ11配合螺釘?shù)目?，以及三個與凹模以過渡配合H7/m6的直徑為Φ35的孔。凹模固定板與下模座相連，上、下表面有平行度要求，并且凹模配合孔與上、下表面有粗糙度要求。凹模固定板工作室承受一定壓力，因此要求有一定的強度、剛度和韌度。主要加工表面及其要求凹模上表面，表面粗糙度Ra=0.8μ凹模配合孔Φ350+0.025，表面粗糙度Ra螺釘Φ11，Ra=6.3μ銷釘孔Φ8，Ra=0.8凹模下表面，Ra=0.8凹模側(cè)面，Ra=6.3μ倒角45°。毛坯的選擇因零件材料為45鋼，硬度較高，屬于小批量生產(chǎn)。為了節(jié)約加工材料，又因材料外形特殊，側(cè)面無法留余量，所以采用高速走絲電火花切割。3個Φ35的孔單邊余量為1.5mm；下表面余量為2mm；上表面余量為2mm；側(cè)面加工余量為2mm。基準(zhǔn)的選擇選以上表面為粗基準(zhǔn)來加工表面，后序的工序基本以下表面作為精基準(zhǔn)進行加工，因此必須首先加工出凹模下表面為后序工序作為基準(zhǔn)。各工序的基準(zhǔn)如表：表6-1各工序基準(zhǔn)序號加工部件基準(zhǔn)選擇1凹模上、下表面、側(cè)面凹模的外輪廓2落料孔下表面3銷釘孔下表面4螺紋孔下表面三．?dāng)M定機械加工工藝路線根據(jù)各表面的加工精度和表面粗糙度的要求，選定如下方法：凹模固定板上、下表面、側(cè)面及倒角的加工方法為銑削；2各Φ8的銷釘孔和6個Φ11的螺釘孔用鉆、擴孔和鉸孔的方法加工；3個凹模配合孔的加工方法為粗鏜和精鏜。表6-2加工方案路線一序號加工內(nèi)容設(shè)備00線切割毛坯05調(diào)制處理10粗、精銑凹模固定板上、下表面及側(cè)面銑床、校正工具20粗、精鏜Φ35的孔鏜床、校正工具30鉆、擴孔、鉸孔2個Φ8銷釘孔和螺釘孔鉆床、校正工具40銑倒角銑床、校正工具50清洗60校驗表6-3加工方案路線二序號加工內(nèi)容設(shè)備00線切割毛坯05調(diào)質(zhì)處理10粗、精鏜Φ35的孔鏜床、校正工具20鉆、擴孔、鉸孔2個Φ8銷釘孔和螺釘孔鉆床、校正工具30粗、精銑凹模固定板上、下表面及側(cè)面銑床、校正工具40銑倒角銑床、校正工具50清洗60校驗方案一是采用先面后孔的原則，而方案二是采用先孔后面的原則。方案一先是把基準(zhǔn)面加工出來，再以它作為基準(zhǔn)加工其他面，即“先基準(zhǔn)后其他”，且用平面定位比較穩(wěn)定、可靠，這樣可使工件定位夾緊穩(wěn)定可靠，為孔加工創(chuàng)造良好的條件，防止誤差積累，以利于保證加工質(zhì)量。各工序加工余量、工序尺寸、達到的表面粗糙度如下表6-4所示表6-4各工序參數(shù)工序內(nèi)容單邊余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度Ra/mm粗銑上表面1.722.36.3粗銑下表面1.720.66.3粗銑側(cè)面1.7157.33.2精銑上表面0.320.30.8精銑下表面0.3200.8精銑側(cè)面0.31570.8鉆2個Φ8的銷釘孔3Φ612.5擴2個Φ8銷釘孔0.7Φ7.43.2絞2個Φ8銷釘孔0.3Φ80.8鉆2個Φ11螺釘孔4.5Φ912.5擴2個Φ11螺釘孔1Φ116.3四．機床的選擇工序10由于加工零件輪廓尺寸不大，選擇X52K銑床。工序20選擇M720磨床進行加工。工序30、40因所加工材料硬度較高，故采用功率較大的A3025鉆床。五．選擇刀具工序10：粗、精銑凹模方體，加工上、下表面時選用端銑刀，而加工側(cè)面選擇立銑刀。工序30：鉆2個M10的螺紋孔都是采用直柄麻花鉆。工序40：2個Φ8的銷釘孔采用鉆-孔-鉸的形式。其中擴和鉸都用硬質(zhì)合金鉆頭。六．各工序的基本計算1.粗銑上表面(1)銑刀的計算：銑刀選擇用端銑刀（又稱面銑刀），端銑刀的直徑選擇可按下列公式計算：d0公式(6.1)中：d0B——銑削層寬度，(mm)。根據(jù)工件尺寸和材料，可選用Φ110mm的端銑刀，材料為合金鋼。(2)工件的裝夾因工件為矩形件，適用適宜規(guī)格的機床用瓶口虎鉗裝夾即可。銑削用量的選擇（3）工藝計算1）銑削寬度B：根據(jù)寬度決定；2）銑削深度ap：通常，銑削無硬度鋼料時，ap=3~5mm，在本次加工中，3）每齒進給量fz:粗銑時取f4）每轉(zhuǎn)進給量f：每轉(zhuǎn)進給量可由下列公式確定：f=f公式（6.2）中：fzZ——銑刀齒數(shù)。5）銑削速度Vc6）主軸轉(zhuǎn)數(shù)n:主軸轉(zhuǎn)數(shù)可由下列公式計算得出：n=1000基本工時tjtj公式（6.4）式中，當(dāng)主偏角krl1公式（6.6）中：d——銑刀直徑（mm）；aeap因此基本工時為：t2.粗銑下表面步驟同上，計算得：Vc=16m/min；n=46r/min；f=0.7mm/min；基本工時t3.粗銑側(cè)面粗銑側(cè)面選用立銑刀，立銑刀得直徑可按下列公式計算：d0根據(jù)工件尺寸和材料，可選用直徑30mm得立銑刀，材料選擇用高速鋼。采用高速鋼銑削銑削時：銑削層寬度B，根據(jù)工件寬度決定；每齒進給量fz：由表2-8可知，每齒進給量取f每轉(zhuǎn)進給量f：沒轉(zhuǎn)進給量可由下列公式確定：f=(4)銑削速度Vc：根據(jù)表2-9可知：V(5)確定機床主軸轉(zhuǎn)速n：n=1000(6)基本工時tj：t4.精銑上表面步驟同上，計算得：Vc=35m/min;n=101/min;t根據(jù)工件尺寸和材料，可選用直徑110mm的端銑刀，刀具的材質(zhì)為高速鋼。銑削用量的選擇采用高速鋼銑削時：銑削層寬度B：根據(jù)工件寬度決定；吃刀量a：精銑時a=0.5mm;每齒進給量fz：精銑中，限制進給量提高的主要因素是加工表面的表面粗糙度，精銑時取較小值，根據(jù)表2-8，每齒進給量f每轉(zhuǎn)進給量：每轉(zhuǎn)進給量可由下列公式計算：f=銑削速度Vc:根據(jù)表2-9，V確定額定時間tj：t5.精銑側(cè)面計算得出：Vc=30m/s;n=318r/min;6.銑倒角45°因凹模固定板的斜面寬度比較小，且傾斜角45°，所以采用角度銑刀加工鉸適宜。根據(jù)圖樣要求，可采用直徑為30mm，齒數(shù)為18的45°單角度銑刀加工。采用虎鉗安裝，夾緊工件的兩側(cè)，并使工件高出淺口14mm以上，每齒進給量fz7.粗鏜3個Φ35的孔在本次凹模固定板加工中，用臥式鏜床進行鏜孔，由《機械加工工藝簡明速查手冊》表8.30可知：粗鏜時銑削速度Vc=20m/s；每轉(zhuǎn)進給量f=0.5mm/r；機床主軸轉(zhuǎn)速n=212r/min;基本公時tj：精鏜3個Φ35的孔步驟同上，計算得：Vc=35m/s;n=371r/min;8.鉆、擴孔、鉸孔2個Φ8的銷孔鉆孔到Φ6鉆削后表面粗糙度達到Ra=12.5μm,由表8.5可知，高速鋼刀具的鉆削的速度為Vc擴孔至Φ7.4擴孔后精度可達Ra=3.2μm，由表8.11，擴孔的進給量f=0.5mm/r,tj鉸孔至Φ8鉸孔后表面粗糙度值Ra=0.8μm，由表8.15，鉸孔的進給量f=0.4mm/r;tj9.鉆6個Φ11得螺紋孔鉆削后的適合尺寸的精度較高，可達到IT12至IT13、表面粗糙度為Ra=12.5μn=基本工時tj10.擴6個Φ11得螺紋孔擴孔是一種擴大孔徑的工序，提高加工孔的加工精度，加工后孔的粗糙度Ra一般為6.3。鉸刀材料采用高速鋼，由表8.11可知：進給量f=0.5mm/z。擴削速度Vn=基本工時：tj6.2拉伸凹模的加工拉伸凹模的作用是：通過與凸模的配合拉伸成相應(yīng)的制件。拉伸凹模為回轉(zhuǎn)類零件，存在的越程槽為減緩主要由凹模固定板傳遞過來的壓力。內(nèi)孔為階梯孔，內(nèi)側(cè)有圓角半徑R2.4mm。拉伸凹模的生產(chǎn)工藝過程如下：備料；由于拉伸凹模為小批量生產(chǎn)，采用鍛造毛坯中的自由鍛方式，以提高抗彎、抗拉、抗扭強度。在本次設(shè)計中，先自由鍛成Φ45mm×50mm；淬火至960°然后空冷；車削：a.鉆、鏜Φ27mm與Φ24mm的孔。Φ27mm與Φ24mm的孔屬于內(nèi)孔，工件裝夾在三爪卡盤上進行加工，經(jīng)過鉆、鏜后內(nèi)控的表面粗糙度值可達到Ra回火至硬度值為HRC58~62；磨內(nèi)圓Φ27mm與Φ24mm的孔至規(guī)定尺寸，研磨圓角R2.4mm；用芯棒進行裝夾，磨外圓至表面尺寸；檢驗。模具的安裝與調(diào)試7.1沖模零部件的裝配凸凹模的裝配技術(shù)要求與固定方式?jīng)_裁凸、凹模的間隙配合必須合理。其誤差不大于規(guī)定間隙的20%，在局部尖角或轉(zhuǎn)角處其誤差不大于規(guī)定誤差的30%。拉伸類凸、凹模的配合間隙裝配后尺寸一定要合理。其偏差值最大應(yīng)不超過料厚加上料厚的上偏差尺寸值；最小值也應(yīng)不得超過料厚加上料厚的下偏差尺寸值。在本次級進模的設(shè)計中，凸模、凹模與固定板裝配中，其安裝尾部與固定板安裝面必須在平面磨床上磨平。磨平后的表面粗糙度值應(yīng)在Ra在本次設(shè)計中，凸凹模采用機械固定的方式，由于卸料力較小，凸模與固定板采鉚接固定，凸模與固定板采用過渡配合H7/m6。在沖切槽工序和落料工序之中，其凹模用機械固定方法為：即用螺釘、銷釘直接固定在模座上。在拉深、壓凸臺、整形工序中，凹模與固定板采用過度配合H7/m6。導(dǎo)柱、導(dǎo)套與模座的裝配工藝將導(dǎo)柱與導(dǎo)套安裝在模座上有兩種方式，一是先壓入導(dǎo)柱，后壓入導(dǎo)套的方式；二是先壓導(dǎo)套，后壓導(dǎo)柱的方式。先壓導(dǎo)柱，后壓導(dǎo)套的壓入式模座裝配工藝：壓入式模座裝配的導(dǎo)柱、導(dǎo)套與上、下模座均采用過盈配合連接。在本次設(shè)計采用過盈配合連接H7/s6，導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合均采用H7/h6，裝配式要先擦凈導(dǎo)柱、導(dǎo)套的上、下模座的配合表面，并涂上機油。先壓入導(dǎo)套，后壓導(dǎo)柱的壓入式模座的裝配工藝：在壓力機的作用之下直接將導(dǎo)套壓入上模座之中，然后把導(dǎo)柱壓入下模座5~6mm。將上模座提升到不脫離導(dǎo)柱的最高位置，然后輕輕地將其放下，檢查上模座與兩等高墊塊的接觸的松緊是否均勻，若接觸松緊不一，則應(yīng)調(diào)整導(dǎo)柱至接觸松緊均勻為止，再將導(dǎo)柱壓入下模座。模柄的主要形式及連接方式對于中小型模具，上模座往往裝有模柄，并通過模柄與壓力機的滑塊固定在一起，帶動上模上下運動。在沖壓設(shè)計中模柄的主要類型主要有：帶有螺紋的模柄、帶臺階模柄和帶凸緣的模柄等。本設(shè)計中采用帶螺紋的模柄，為了防止模柄在上模座中旋轉(zhuǎn)，在螺紋的騎縫處加一防轉(zhuǎn)螺釘。7.2多工序級進模的裝配級進模是在送料方向上具有兩個或兩