（金屬塑性成型綜合實踐）綜金屬塑性成型綜合實踐題目：學院：專業(yè)：學生姓名：學號：指導教師：完成時間：重慶交通大學CHONGQINGJIAOTONGUNIVERSITY目錄引言 頁共31頁引言模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景。現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場總體上供不應求，市場需求量維持在700億至850億美元，同時，我國的模具產業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機遇。近幾年，我國模具產業(yè)總產值保持15%的年增長率（據不完全統(tǒng)計，2005年國內模具進口總值達到700多億，同時，有近250個億的出口），到2007年模具產值預計為700億元，模具及模具標準件出口將從現(xiàn)在的每年9000多萬美元增長到2006年的2億美元左右。單就汽車產業(yè)而言，一個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上億元，而當汽車更換車型時約有80%的模具需要更換。2005年我國汽車產銷量均突破550萬輛，預計2007年產銷量各突破700萬輛，轎車產量將達到300萬輛。另外，電子和通訊產品對模具的需求也非常大，在發(fā)達國家往往占到模具市場總量的20%之多。目前，中國17000多個模具生產廠點，從業(yè)人數約50多萬。1999年中國模具工業(yè)總產值已達245億元人民幣。工業(yè)總產值中企業(yè)自產自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%。模具的發(fā)展是體現(xiàn)一個國家現(xiàn)代化水平高低的一個重要標志，就我國而言，經過了這幾十年曲折的發(fā)展，模具行業(yè)也初具規(guī)模，從當初只能靠進口到現(xiàn)在部分進口已經跨了一大步，但還有一些精密的沖模自己還不能生產只能通過進口來滿足生產需要。隨著各種加工工藝和多種設計軟件的應用使的模具的應用和設計更為方便。隨著信息產業(yè)的不斷發(fā)展，模具的設計和制造也越來越趨近于國際化?，F(xiàn)在模具的計算機輔助設計和制造（CAD/CAM）技術的研究和應用。大大提搞了模具設計和制造的效率。減短了生產周期。采用模具CAD/CAM技術，還可提高模具質量，大大減少設計和制造人員的重復勞動，使設計者有可能把精力用在創(chuàng)新和開發(fā)上。尤其是pro/E和UG等軟件的應用更進一步推動了模具產業(yè)的發(fā)展。。數控技術的發(fā)展使模具工作零件的加工趨進于自動化。電火花和線切割技術的廣泛應用也對模具行業(yè)起到了飛越發(fā)展。模具的標準化程度在國內外現(xiàn)在也比較明顯。特別是對一些通用件的使用應用的越來越多。其大大的提高了它們的互換性。加強了各個地區(qū)的合作。對整個模具的行業(yè)水平的提高也起到了重要的作用。沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有時也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬板料。沖壓加工時，板料在模具的作用下，于其內部產生使之變形的內力。當內力的作用達到一定程度時，板料毛坯或毛坯的某個部位便會產生與內力的作用性質相對應的變形，從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的零件。沖壓生產靠模具與設備完成加工過程，所以它的生產率高，而且由于操作簡便，也便于實現(xiàn)機械化和自動化。利用模具加工，可以獲得其它加工方法所不能或難以制造的、形狀復雜的零件。沖壓產品的尺寸精度是由模具保證的，所以質量穩(wěn)定，一般不需要再經過機械加工便可以使用。沖壓加工一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣大量的切削材料，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約材料。沖壓產品的表面質量較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產的軋制板料或帶料，在沖壓過程中材料表面不受破壞。因此，沖壓工藝是一種產品質量好而且成本低的加工工藝。用它生產的產品一般還具有重量輕且剛性好的特點。沖壓加工在汽車、拖拉機、電機、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產品以及航空、航天和兵工等的生產方面占據十分重要的地位?，F(xiàn)代各種先進工業(yè)化國家的沖壓生產都是十分發(fā)達的。在我國的現(xiàn)代化建設進程中，沖壓生產占有重要的地位。當今，隨著科學技術的發(fā)展，沖壓工藝技術也在不斷革新和發(fā)展，這些革新和發(fā)展主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）工藝分析計算方法的現(xiàn)代化（2）模具設計及制造技術的現(xiàn)代化（3）沖壓生產的機械化和自動化（4）新的成型工藝以及技術的出現(xiàn)（5）不斷改進板料的性能，以提高其成型能力和使用效果。級進模是沖壓模具的一種，它是在單工序沖壓模具基礎上發(fā)展起來的多工序集成模具。它又稱為跳步模、連續(xù)模和多工位級進模。被沖材料在模具上沿直線方向送料，在壓力機一次行程中，在多個不同工位完成不同的加工工序。級進模在過去，由于技術水平的限制（主要是制造精度的限制），工位相對很少，一般為3至5個工位，10個工位就算很多了，而且也比較少見。近年來由于對沖壓自動化、高精度、長壽命提出了更高的要求，模具設計與制造高新技術的應用和進步。多工位級進模的工位數量可以達到幾十個，多的以有70多個。多工位級進模作為現(xiàn)代沖壓生產的先進模具，它具有沖壓生產效率高；操作安全，自動化程度高；沖件質量高；模具壽命長；設計制作難度大，但沖壓生產的總成本較低。多工位級進模是當代沖壓模具中生產效率最高、最適合大量生產應用，已越來越多地被廣大用戶認識并使用的一種高效、高速、高質、長壽的先進模具。它的廣泛應用，展示了現(xiàn)代沖壓模具水平的一個重要標志。1沖裁件的工藝性分析沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時保證分離斷面的質量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實際生產中，常常是多種工序綜合應用于一個工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。沖壓用板料的表面和內在性能對沖壓成品的質量影響很大，要求沖壓材料厚度精確、均勻；表面光潔，無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等；屈服強度均勻，無明顯方向性；均勻延伸率高；屈強比低；加工硬化性低。在實際生產中，常用與沖壓過程近似的工藝性試驗，如拉深性能試驗、脹形性能試驗等檢驗材料的沖壓性能，以保證成品質量和高的合格率。模具的精度和結構直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響沖壓件成本和質量的重要因素。模具設計和制造需要較多的時間，這就延長了新沖壓件的生產準備時間。模座、模架、導向件的標準化和發(fā)展簡易模具(供小批量生產)、復合模、多工位級進模(供大量生產)，以及研制快速換模裝置，可減少沖壓生產準備工作量和縮短準備時間，能使適用于減少沖壓生產準備工作量和縮短準備時間，能使適用于大批量生產的先進沖壓技術合理地應用于小批量多品種生產。沖壓設備除了厚板用水壓機成形外，一般都采用機械壓力機。以現(xiàn)代高速多工位機械壓力機為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機械以及模具庫和快速換模裝置，并利用計算機程序控制，可組成高生產率的自動沖壓生產線。在每分鐘生產數十、數百件沖壓件的情況下，在短暫時間內完成送料、沖壓、出件、排廢料等工序，常常發(fā)生人身、設備和質量事故。因此，沖壓中的安全生產是一個非常重要的問題。沖裁件的工藝性是指沖裁件在沖裁加工中的難易程度。所謂沖裁工藝性好是指能用普通的沖裁方法，在模具壽命和生產率較高、成本較低的條件下得到質量合格的沖裁件。因此，沖裁件的結構形狀、尺寸大小、精度等級、材料及厚度等是否符合沖裁的工藝要求，對沖裁件質量、模具壽命和生產效率有很大的影響。1.1沖裁件的結構工藝性1.1.1沖裁件的形狀工件名稱：XXX生產批量：大批量材料：Q235厚度：1mm圖1.1零件圖及尺寸此制件的形狀簡單，尺寸完整，材質為Q235，材厚為1mm，結構一般，零件簡單，容易實現(xiàn)沖裁。1.1.2沖裁件的尺寸精度沖裁件的精度主要以其尺寸精度、沖裁斷面粗糙度、毛刺高度三個方面的指標來衡量，根據零件圖上的尺寸標注及公差，尺寸精度為ST7的經濟級普通沖裁。2制件沖壓工藝方案的確定2.1沖壓工序的組合沖裁工序可以分為單工序沖裁、復合工序沖裁和連續(xù)沖裁。沖裁方式根據下列因素確定：根據生產批量來確定對于年產量需求大批量的產品來說采用單沖模或級進模較合適。根據沖裁件尺寸和精度等級來確定單沖裁所得到的沖裁件尺寸精度等級高，而連續(xù)沖裁比單沖裁的沖裁件尺寸精度等級低。根據對沖裁件尺寸形狀的適應性來確定，產品的尺寸較小，考慮到單工序送料不方便和生產效率低，因此常采用復合沖裁或連續(xù)沖裁。連續(xù)沖裁又可以加工形狀復雜、寬度很小的異形沖裁件。根據模具制造安裝調整的難易和成本的高低來確定,對復雜形狀的沖裁件來說，采用單沖裁比采用連續(xù)沖裁較為適宜，因為模具制造安裝調整較容易，且成本較低。根據操作是否方便與安全來確定單沖裁取出件或清除廢料較困難，工作安全性較差，連續(xù)沖裁較安全。綜上所述分析，在滿足沖裁件質量與生產率的要求下，選擇復合沖模沖裁方式，其模具壽命較長，生產率高，操作較方便和工作安全性高。2.2沖壓順序的安排經分析，本設計為沖孔落料一道工序。3制件排樣圖的設計及材料利用率的計算3.1展開尺寸的計算由于該產品是平板件，產品的沖裁尺寸就是該產品的外形尺寸：參考圖紙該毛坯的展開圖如圖3.1所示：此制件材料厚度為1，材質是Q235，由于此產品尺寸不大，結構一般，精度要求不高，年產量比較大，所以采用復合沖模可以實現(xiàn)。圖3.1毛坯的展開圖3.2制件排樣圖的設計沖裁件在條料或板料上的布置方法稱為排樣，其設計的內容包括選擇排樣方法、是否設置工藝切口確定搭邊數值、計算條料寬和步距、畫出排樣圖。排樣方法選擇級進模的排樣是指制件在條料上分幾個工位沖制的布置方法。排樣不同，材料的利用率、制件的尺寸精度、生產率、模具結構與制造復雜程度、模具使用壽命長短等都不同。所以排樣作為級進模設計的重要步驟，它是多工位級進模設計時的重要依據。排樣可以分為有廢料排樣和少、無廢料排樣。（1）有廢料排樣法有廢料排樣法是沖裁件與沖裁件之間以及沖裁件與條料側邊之間都有工藝預料的存在，沖裁件分離輪廓封閉，沖裁件質量還、模具壽命長，但是材料的利用率較低。（2）少、無廢料排樣法少廢料排樣法是只有在沖裁件與沖裁件之間或沖裁件與條料之間留有搭邊，這種方法的沖裁件只沿著沖裁件的部分輪廓進行。材料的利用率可達到70％～90％。無廢料排樣翻是沖裁件與沖裁件之間以及沖裁件與條料之間均無搭邊存在，這種怕有的沖裁件時間上是支接切斷獲得，多以材料的利用率可達85％～95％。因為本次設計采用沖孔落料彎曲級進模，分析零件的形狀特點及精度要求，并且條料是連續(xù)送進，確保壓力機對板料加工時沖壓力平衡，所以必須選擇有廢料排樣。為了降低模具的復雜程度，本次設計采用有廢料直排方式。排樣時需考慮如下原則：提高材料利用率（不影響沖件使用性能前提下，還可適當改變沖件的形狀）合理排樣方法使操作方便，勞動強度低且安全。模具結構簡單、壽命長。保證沖件的質量和沖件對板料纖維方向的要求。3.2.1搭邊與料寬搭邊排樣中相鄰兩個零件之間的余料或零件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊的作用的作用有下幾點：補償條料的剪裁誤差、送料步距誤差，補償由于條料與導料板之間由間隙所造成的送料歪斜誤差。若沒有搭邊則可能出現(xiàn)制件缺角、缺邊或尺寸超差等廢品。使凸、凹模刃口能沿著封閉輪廓線沖裁，受力平衡，合理間隙不易被破壞。模具壽命和制件斷面都能提高。對于利用搭邊拉條料的自動送料模具，搭邊使條料有一定的剛度，一保證條料的連續(xù)送進。搭邊過大，浪費材料。搭邊過小，起不到搭邊作用。過小的搭邊還可能被拉入凸、凹模之間的縫隙中，使模具刃口破壞。合理的搭邊值就是保證沖裁件質量，保證模具較長壽命，保證自動送料時不被拉彎、拉斷條件下允許的最小值。因此，搭邊的最小寬度大于塑性變形區(qū)的寬度，一般可取等于材料的厚度。搭邊值的大小還與材料的力學性能、厚度、零件的形狀與尺寸、排樣的形式、送料及擋料方式、卸料方式等因素有關。搭邊值一般由經驗確定，根據所給材料厚度δ=1mm，確定搭邊工作間a1為2mm,a為3mm。產品靠擋料銷定位。具體可見排樣圖如圖3.2所示：圖3.2排樣圖

2．送料步距和條料寬度的確定送料步距條料在模具上每次送進的距離成為送料步距。每次只沖一個零件的步距S的計算公式為(3-1)S=54MM式中D——平行于送料方向的沖裁寬度；a1——沖裁之間的搭邊值。條料寬度的確定條料寬度的確定與模具的結構有關,確定的原則是，最小條料寬度要保證沖裁時工件周邊有足夠的搭邊值；最大條料寬度能在沖裁時順利地在導料板之間送進條料，并有一定的間隙。采用無測壓裝置的模具，其條料寬度應考慮在送料過程中因條料的擺動而使側面搭邊減小。為了補償側面搭邊的減小部分，條料寬度應增加一個可能的擺動量。故條料寬度為（參考《沖壓工藝與模具設計》57頁）：條料寬度（3-2）=68+6-0.5=74-0.5MMQUOTE=(64.5+6)式中B——條料的寬度（mm）；Dmax——沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）；a——側搭邊值；Δ——條料寬度的單向（負向）公差；剪切條料寬度偏差,因此B=76-0.5。3.2.2材料利用率的計算一個步距內的材料利用率η為（3-3）=1862.0794/3996=46.598%式中F——一個步距內沖裁件面積（包括沖出的小孔在內）；n——一個步距內沖裁件數目；B——條料寬度（mm）；s——步距；4確定總沖壓力和選用壓力機及計算壓力中心4.1沖壓力沖壓力是指沖裁力、卸料力、推件力和頂件力的總稱。4.1.1沖裁力的計算在本次設計當中，沖裁部分有沖孔和落料。所以總沖裁力是兩個工位的的沖裁力的合力。計算每個工位的沖裁力公式是一樣的，唯一變化的參數是沖裁剪切周邊的長度。由于沖裁加工復雜性和變形過程的瞬間性，使得建立十分精確的沖裁力理論計算公式相對困難。通常說的沖裁力是指工作于凸模的最大抗力。如果視沖裁力為純剪切變形，（參考《沖壓工藝與模具設計》60頁）沖裁力可按以下公式計算：(4-1)QUOTEF1=1.3×169÷1.0×260=57122=1.3X式中：F——沖裁力（N）；L——沖裁件周邊長度（mm）；τ——材料抗剪強度（MPa）；查得Q235抗剪強度為144-188，取τ=160MPa。δ——材料厚度；(mm)K——系數，通常K=1.3；4.1.2卸料力、推件力及頂件力的計算生產中常用下列公式計算(4-2)QUOTE=0.045×57+16.96=3.32KN=0.045X78.45=式中：F——沖裁力；——卸料系數綜上所述，沖壓過程的總工藝力為QUOTEF總=57+4.24+3.32=64.56KNF=4.2壓力中心的計算模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點位置。為了確保壓力機和模具正常工作，應使模具的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合，否則會使沖模和壓力機滑塊產生偏心載荷，使滑塊和導軌之間產生過大的摩擦，模具導向零件加速磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。沖模的壓力中心，可按下述原則來確定：（1）對稱形狀的單個沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。（2）工件形狀相同且分布位置對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。（3）形狀復雜的零件、多孔沖模、級進模的壓力中心可用解析計算法求出沖模壓力中心。解析法的計算依據是：各分力對某坐標軸的力矩之代數和等于諸力的合力對該軸的力矩。求出合力作用點的坐標位置X0，Y0（即x=0，y=0），即為所求模具的壓力中心。單個零件的壓力中心計算如下：（4-7）（4-8）式中：-壓力中心的橫坐標；-壓力中心的縱坐標；-各線段的長度；-各線段重心的橫坐標；-各線段重心的縱坐標。分析本制件可知，由于該零件采用直排排方式，經公式4-7、4-8計算，其壓力中心可近似如圖4.1。圖4.1壓力中心分析4.3壓力機的選用選用壓力機，首先應根據所要完成的工藝性質、批量大小、工件的幾何尺寸和精度等選定其類型。然后，進一步根據變形力的大小、制件尺寸和模具尺寸來確定設備的規(guī)格。具體應注意以下事項：根據控件的尺寸形狀和壓力機的技術參數，考慮沖壓時需要的沖壓力、控件的拉深深度和行程。注意取出控件時，不能與模發(fā)生干涉；2)應考慮必要的工序數和壓力機臺數與布置的關系；3)根據產量，考慮每一臺壓力機的負荷時間；4)根據生產量和控件形狀，考慮究竟應該采用壓力機還是多工位自動壓力機。初步確定壓力機的型號：F公稱≥F總因此選擇壓力機的型號為：J23—25壓力機,型號為JG23—25壓力機的基本參數如表4.1：表4.1J23—25壓力機主要參數公稱壓力/KN250墊板尺寸/mm40滑塊行程/mm55滑塊行程次數/（次/min）125模柄孔尺寸/mm直徑40深度60最小封閉高度/mm220滑塊底面積尺寸/mm封閉高度調節(jié)量45滑塊中心線至床身距離/mm160床身最大可傾角30°立柱距離/mm工作臺尺寸/mm前后180左右2005凸、凹模刃口尺寸計算5.1凸、凹模刃口尺寸計算原則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；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。間隙是影響模具壽命的各種因素中占最主要的一個。沖裁過程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間的均有磨檫，而且間隙越小，磨檫越嚴重。在實際生產中受到制造誤差和裝配精度的限制，凸模不可能絕對垂直于凹模平面，而且間隙也不會絕對均勻分布，合理的間隙均可使凸模、凹模側面與材料間的磨檫減小，并緩減間隙不均勻的不利影響，從而提高模具的使用壽命。沖裁間隙對沖裁力的影響：雖然沖裁力隨沖裁間隙的增大有一定程度的降低，但是當單邊間隙介于材料厚度5%~20%范圍時，沖裁力的降低并不明顯（僅降低5%~10%左右）。因此，在正常情況下，間隙對沖裁力的影響不大。沖裁間隙對卸料力、推件力、頂件力的影響：間隙對卸料力、推件力、頂件力的影響較為顯著。間隙增大后，從凸模上斜、從凸?？卓谥型瞥龌蝽敵隽慵紝⑹×?。一般當單邊間隙增大到材料厚度的15%~25%左右時卸料力幾乎減到零。沖裁間隙對尺寸精度的影響：間隙對沖裁件尺寸精度的影響的規(guī)律，對于沖孔和落料是不同的，并且與材料軋制的纖維方向有關。通過以上分析可以看出，沖裁間隙對斷面質量、模具壽命、沖裁力、斜料力、推件力、頂件力以及沖裁件尺寸精度的影響規(guī)律均不相同。因此，并不存在一個絕對合理的間隙數值，能同時滿足斷面質量最佳，尺寸精度最佳，沖裁模具壽命最長，沖裁力、卸料力、推件力、頂件力最小等各個方面的要求。在沖壓的實際生產過程中，間隙的選用主要考慮沖裁件斷面質量和模具壽命這兩個方面的主要因素。但許多研究結果表明，能夠保證良好的沖裁件斷面質量的間隙數值和可以獲得較高的沖模壽命的間隙數值也是不一致的。一般說來，當對沖裁件斷面質量要求較高時，應選取較小的間隙值，而當對沖裁件的質量要求不是很高時，則應適當地加大間隙值以利于提高沖模的使用壽命。根據沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設計落料模時，凹模基本尺寸應取接近或等于零件的最小極限尺寸；設計沖孔模時，凸?；境叽鐒t取接近或等于沖孔件的最大極限尺寸。按沖件精度和模具可能磨損程度，凸、凹模磨損留量在公差范圍內的0.5-1.0之間。磨損量用xΔ表示，其中Δ為沖件的公差值，x為磨損系數，其值在0.5-1.0之間，與沖件制造精度有關，可按下列關系選?。毫慵菼T10以上X=1;零件精度IT11-IT13X=0.75;零件精度IT14X=0.5。不管落料還是沖孔，沖裁間隙一律采用最小合理間隙值（Zmin）。選擇模具制造公差時，一般沖模精度較零件高3-4級。對于形狀簡單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按IT6-IT7級選取；對于形狀復雜的刃口尺寸制造偏差可按零件相應部位公差值的1/4來選??；對于刃口尺寸磨損后無變化的制造偏差值可取沖件相應部位公差值的1/8并冠以（±）；若零件沒有標注公差，則可按IT14級取值。零件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差應按“入體”原則標注單向公差，即：落料件上偏差為零，只標注下偏差；沖孔件下偏差為零，只標注上偏差。如果零件公差是依雙向偏差標注的，則應換算成單向標注。磨損后無變化的尺寸除外。5.2凸、凹模刃口尺寸計算方法5.2.1凸模和凹模分開加工這種方法主要適用于圓形或簡單刃口。設計時，需在圖樣上分別標注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。并且保證沖模的制造公差與沖裁間隙之間滿足：(5-1)此產品材質為Q235，材厚為1mm，沖裁結構簡單，沖裁間隙選為0.12mm,沖孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式計算：沖孔時(5-2)落料時(5-3)式中——分別為落料和沖孔凸模的刃口尺寸（mm）；——為落料件的最大極限尺寸（mm）；——為沖孔件的最小極限尺寸（mm）；——工件公差；——凸模制造公差，通常取δp=Δ/4；’——刃口中心距對稱偏差，通常取δp’=Δ/8；——凸模中心距尺寸（mm）；——沖件中心距基本尺寸（mm）；——最小沖裁間隙（mm）；根據公式，凸模尺寸：=24-0.12=23.88mm,凸模尺寸如圖5.1圖5.1落料凸模尺寸凹模尺寸，按照公差ST7取值，按公式計算：DQUOTE=128-0.26+2×0.13=128-0.02如圖5.2。圖5.2凹模尺寸5.2.2凸凹模設計復合模中凸凹模的重要性不容忽視，其形狀和凹模相匹配用于下料，而內部孔則通過與其配套的沖孔凸模實現(xiàn)切割功能。此外，該凸凹模的外觀及內孔位置主要是由這個部件所確定的，所以對它的設計非常關鍵且需要極高的精確度。通常，凸凹模的長度是根據結構需求來設定的。凸凹模長度式中—固定板厚度，mm；—卸料板厚度，mm；—凸模壓入凹模的深度，mm；a代表額外的高度，這個長度主要是用于安裝卸料樹脂的，在此次設計中，我們選擇了15~20mm。凸凹模長度計算為=15+15+2+（15～20）=47～52mm。選用cr12mov作為凸模材料，其淬火硬度能達到58-62hrc。使用中心螺釘，通過下墊板進行固定，并與下模板相連接，高度設置為51.5mm，具體結構請參見圖5-3。6模具整體結構形式設計根據制件結構及其工藝性分析，本次設計采用的模具整體結構設計如圖6.1所示：上模采用彈性卸料。圖6.1模具整體結構圖7模具零件的結構設計沖壓模具凹模和凸模經常接觸摩擦，因此要保證其刃口的強度和硬度，通常選取材質為Cr12,硬度經過熱處理后達到55～58HRC，為了提高凸模和凹模的壽命，一般凸模按最大值設計，凹模按最小值設計。7.1凹模的設計根據之前計算，設計凹模如下材料：Cr12硬度：55～58HRC形狀結構：（如圖7.1）圖7.1凹模7.2凸模的設計根據之前計算，設計凸模如下材料：Cr12硬度：55～58HRC形狀結構：（如圖7.2），凸模做成臺階式結構，靠壓料板導正。圖7.2凸模7.3凸模固定板的設計凸模固定板用于固定凸模。對應于小型的凸、凹模零件，一般通過固定板間接地固定在模座上，以節(jié)省貴重的模具鋼，固定形式有物理固定及化學固定。為使凸模（凹模）固定牢靠并有良好的垂直度，固定板必須有足夠的厚度。因此，設計如下：材料：45#鋼硬度：43～47HRC形狀結構：如普通模板一樣，靠定位銷導正。7.4卸料料板的設計材料：CR12硬度：55～58HRC形狀結構：如普通模板一樣，靠導柱導正。7.5墊板的設計墊板用于凸模與上模座之間的連接固定，它的作用是直接承受和擴散凸模傳遞的壓力，如果凸模的端部對材料的壓力超過材料的許用壓力，需在凸模端部與上模座之間加上墊板防止模具損壞。墊板的硬度要求較高能有效地分散工作時對模座的壓力。墊板的材料通常選用T7、T8或45鋼制成，淬火硬度對于T7、T8為52～56HRC，對于45鋼為40～45HRC。為防止變形一般用工具鋼制造，沖壓力較小的模具可用45鋼制造。承力面積較大的凸模也可不用墊板。墊板外形尺寸可凸模固定板尺寸，其厚度一般取5～20mm，此套模具上墊板尺寸為160mm×125mm×10mm.凸模固定板尺寸為160mm×125mm×20mm.7.6模架和模柄的確定模架由上、下模座及導向裝置組成。模架是模具工作時的主要受力部件，所有的沖壓力最后都是通過模架來傳遞的。因此在模具工作時會產生振動，模架的材料一般是防震較好的鑄鐵、灰鑄鐵、45鋼、Q235-A鋼等，一些要求不高的模座也有用鑄鋼制造的。為了滿足生產的需要，模架及其部件都已經標注化。根據GB/T2851和JB/T8049的要求，模架主要有兩大類：一類是上模座、下模座、導柱、導套等組成的導柱模模架；一類是導板、下模板、導柱、導套組成的彈壓模架。導柱模模架。導柱模模架的導向結構有滑動導向和滾動導向?；瑒訉蚰＜艿慕Y構形式有6種：對角導柱模架、后側導柱模架、后側導柱窄形模架、中間導柱模架、中間導柱圓形模架和四角導柱模架。對角導柱模架、中間導柱模架、四角導柱模架的共同特點是，導向裝置都是安裝在模具的對稱線上，滑動平穩(wěn)，導向準確可靠。對角導柱模架上、下模座，其工作平面的橫向尺寸L一般大于縱向尺寸B，常用于x橫向送料的級進模，y縱向送料的單工序?；驈秃夏?。中間導柱模架只能縱向送料，一般用于單工序?；驈秃夏！Ｋ慕菍е＜艹Ｓ糜诰纫筝^高或尺寸較大沖件的生產及大批量生產用的自動模。后導柱模架送料方便，由于產生較大的偏心載荷，一般應用在要求不高的小型模具。滾動導向模架導向精確度高，使用壽命長，主要用于高精度、高壽命的硬質合金模、薄材料的沖裁模以及高速精密級進模。彈壓模架。彈壓模架有兩種結構形式：對角導柱彈壓模架和中間導柱彈壓模架。其特點是凸模導向用的彈壓導板與下模座以導柱導套為導向構成整體結構。導柱導套結構形式可以起到保護凸模的作用，一般用于帶有細凸模的級進模。零件的精度要求并不高，綜合分析以上的模架形式，選用滑動導向的導柱模模架。級進模工作部件的橫向尺寸遠和縱向尺寸相差不大，因此選用對角導柱模架。選用時可以根據凹模的周界即L×B來選取國家標準模架規(guī)格（表2.1）。所以選擇的模架為：294×240×265～300IGB/T2851.4；材料為：HT200。對于生產批量大，要求模具壽命高，工件精度高的沖模，一般采用導套和導柱來保證上下模的精確導向。選取模架應注意以下幾點：1）多工位級進模應滿足剛性高和精度高的要求。2）為保證模架強度，其上下模板的厚度要足夠，通常比普通沖模模座厚約30%。3）保證模具在閉合狀態(tài)下，導柱上端座上平面的距離不小于10～15mm，導柱下端面與下模座下平面的距離不小于2～3mm。4）導套與上模座上平面的距離應大于3mm，用以排氣與汽油。5)導套的長度L，須保證在沖壓時導柱一定要進入導套10mm以上。6)注意采用拆裝快捷并保證重復裝卸精度的結構設計。模柄的作用是固定上模座與壓力機滑塊上時使模具的壓力中心與壓力機的壓力中心保持一致。所以，模柄的長度不得大于壓力機滑塊里模柄孔的深度，模柄直徑應與模柄孔一致。模柄的類型及應用見表7-1.常用的模柄形式如下：

表7.1模柄的類型及應用類型示圖特點及應用整體式模柄與上模座做成整體，適合于小型模具壓入式與模座安裝孔用H7/n6配合，可保證較高的同軸度和垂直度，適合于各種中、小型模具螺紋旋入式模柄制造及安裝方便，為防止松動擰入防轉螺釘，主要用于中、小型模具凸緣式用螺釘、銷釘與上模座緊固在一起，適合于較大的模具浮動式這種結構可以通過過球面墊塊消除壓力機導軌誤差對沖模導向精度的影響，適合于有滾珠導柱、導套導向的精密模具根據上表并結合所選的壓力機的模柄孔尺寸及所設計沖模的需求，選取壓入式模柄,材料Q235,并用防轉銷進行防轉固定。如圖7.5圖7.5模柄8模具的總裝配8.1模具的安裝與裝配8.1.1模具的安裝安裝過程如下：（1）安裝前，必須進一步熟悉沖壓工藝和圖紙，檢查要本模具和壓力機是否完好正常。（2）準備好安裝緊固螺栓、壓板、墊塊、墊板及模具上的附件（頂桿等）。（3）測量沖模的閉合高度，并根據測量的尺寸調整壓力機滑塊的高度，使滑塊在下死點時，滑塊底面與工作面之間的距離略大于本模具的閉合高度。（4）模具放入壓力機之前，應清除粘附在模具上下表面，壓力機滑塊底面工作臺面上的雜物，并應擦洗干凈。（5）取下模柄鎖緊塊，將本模柄推入，使模柄緊靠模柄孔，墊板間距要使廢料能夠漏下，合上鎖緊塊，再將壓力機滑塊停在下死點，并調整壓力機滑塊高度，使滑塊與沖模頂面接觸。（6）緊固鎖模塊，安裝下模壓板，但不要將螺銓拉得太緊。（7）將壓力機滑塊上調3－5mm，開動壓力機使滑塊停在上死點，擦凈導柱導套部位并加潤滑油再點動壓力機，使滑塊上下運動1－2次后使滑塊停在下死點，靠導柱導套將上下模具的位置導正后將壓板螺栓固牢。（8）開動壓力機并逐步調整滑塊高度，先將上下模之間放入紙片，使紙片剛好切斷后再放入試沖材料，剛好沖下零件后，將連桿螺釘鎖緊。8.1.2模具安裝模具裝配的遵循原則：模具的裝配質量即與零件的質量有關，也與裝配工藝有關，而裝配的中心環(huán)節(jié)是保證凸、凹模間隙的均勻性。為此，一般要遵循以下幾點：（1）選擇裝配基準件選擇基準件的原則是按照模具主要零件加工的信賴關系來確定。（2）組件裝配組件裝配是指在模具裝配前，將兩個以上的零件按照零件規(guī)定的技術要求連接成一個組件的裝配工作，這些組件應按照各零件所具有的功能進行裝組裝，這將對整副模具的裝配精度起到一定的保證作用。（3）總體裝配總體裝配是將零件和組件結合成一副完整的模具過程。在總裝前，應選好裝配基準件和安排好上、下模的裝配順序，然后基準件為準，按工藝順序裝相應的零件。（4）調整凸、凹模間隙在裝配模具時，必須嚴格控制及控制凸、凹模間隙的均勻性。間隙調整合格后，才能緊固螺釘并打入銷釘。（5）檢驗、調試模具裝配完畢后，必須保證裝配精度，滿足各項技術要求，并要按照模具的驗收技術條件，檢驗模具個部分的功能。8.2模具的試沖與調整沖模裝配完后，要在生產條件下進行試模，即試沖用設備和試沖用料與技術條件均要符合生產要求。試沖的目的在于檢查沖模的性能是否達到設計要求，同時還具有如下作用：（1）驗證所選用的壓力機是否合適，沖模能否合理地安裝到壓力機上而不用任何修改，壓力機是否有足夠的力量保證沖下制件。（2）驗證模具生產的制件質量是否符合產品圖樣所要求的性質、尺寸和精度。（3）驗證改模具能否進行生產性使用。（4）驗證沖壓工藝安排是否合理。（5）為模具設計人員反饋信息。了解模具結構設計有哪些不合理的地方需要改進。（6）為沖模投入正常生產做準備。所以試沖是不必少的。但試沖時間和試沖的次數應盡可能少，這就要求沖模的制造質量過硬。最后的沖模應該一次試沖即通過。8.2.1試沖過程的調整沖模裝在設備上之前，應將壓力機調整到使沖模能安裝在上面，使沖模獲得應有閉合高度和開啟高度。在試沖時，因沖模的性質不同，出現(xiàn)的各種問題也不同，調整的內容也隨之變化。例如：在調模時，送料困難或不通暢，甚至卡死的現(xiàn)象，可能由于兩導料板間尺寸過小或兩導料板導向面與送料方向不平行等原因所造成的，為此就應該調整導料板尺寸或裝配位置。9.關鍵零部件加工工藝規(guī)程設計重慶交通大學加工過程卡零件名稱圓形沖孔凸模共頁零件編號第頁工序號工種工序內容機床備注名稱型別1拿取毛坯2磨床磨?10-60的圓棒磨床3磨床磨?8-54留5mm臺階磨床4熱處理HRC58-625磨床?10磨到?8?8磨到?6磨床保證?6的精度6磨床臺階5mm總高度57mm磨床7檢驗8入庫編寫完成日期月日老師簽名日期重慶交通大學加工過程卡零件名稱凸凹模共頁零件編號第頁工序號工種工序內容機床備注名稱型別1拿取毛坯2銑工點孔找個各個加工的坐標原點并標記銑床3鉆工鉆?3的穿絲孔鉆床4磨工表面磨瓶磨床5熱處理HRC58-626精磨上下高度51.5mm磨床7線切割線割內孔和外形慢走絲8檢驗9入庫編寫完成日期月日老師簽名日期結論畢業(yè)設計是一種綜合性較強的專業(yè)實踐環(huán)節(jié)，它具知識面寬、學科廣、綜合性強。通過這次畢業(yè)設計，提高了我理論跟實踐相結合的能力，提高了在模具設計過程中，遇到的種種問題的解決能力。本畢業(yè)設計是發(fā)動機墊片級進模設計，由最初的樣件的測繪和開題報告到最后的撰寫畢業(yè)論文說明書整個過程，中間經過了一系列復雜的工作量，比如說在測繪樣件時，要合理的選擇公差、制件材料等，每一步工作都要細致周密，下一步的工作才能更好的進行。通過研究本課題，自己能清楚的知道設計模具的整個過程，同時也學會