油泵調(diào)節(jié)墊片沖壓模設(shè)計(jì).doc

摘要 闡述了沖壓復(fù)合模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其工作過(guò)程,通過(guò)工藝分析,采用沖孔、落料工序;通過(guò)沖裁力、卸料力、頂件力等計(jì)算,確定模具類型。該模具性能可靠,運(yùn)行平穩(wěn),提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。關(guān)鍵字 沖壓工藝；落料；沖孔；復(fù)合模；模具結(jié)構(gòu)；Abstact Compound stamping die structure design and working process was introduced.Punching and blanking procedure were adopted through process analysis.Die type was deter-mined through the calculation of blanking force,stripping force and ejecting force.The die works stable so that the product quality and efficiency has been improved and working inten-sity and production cost has been reduced.Keywords punching technology；blanking; piercing； compound die； die structure;目錄摘要1第1章 緒論31.1 模具工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)41.2 本課題研究?jī)?nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題6第2章 模具的設(shè)計(jì)72.1沖壓件的工藝分析72.2沖壓方案的制定82.3 模具材料的選擇與熱處理82.4 排樣計(jì)算條料寬度及確定步距92.5計(jì)算沖裁力和壓力中心的確定102.6 壓力機(jī)的選擇132.7 確定凸凹模間隙，計(jì)算凸凹模刃口尺寸142.8 工作零件的設(shè)計(jì)及計(jì)算162.9 定位零件192.10 卸料裝置202.11 推件裝置212.12 頂件裝置212.13固定板、墊板的設(shè)計(jì)與選用222.14 模架的設(shè)計(jì)與選用242.15 模柄的設(shè)計(jì)和選用262.16 緊固件的選用272.17 繪制模具總裝配圖，計(jì)算模具閉合高度28結(jié)束語(yǔ)29致 謝30主要參考文獻(xiàn)30第1章 緒論模具是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備,是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的制品的工具。 zQzEi/Q 模具作為一種生產(chǎn)工具已經(jīng)廣泛的地應(yīng)用于各行各業(yè)，其發(fā)展之快，模具需求量之多，是前所未有的，今天，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)部門都越來(lái)越多地依靠模具來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)加工，模具已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，已成為當(dāng)代工業(yè)的重要手段和工藝發(fā)展方向之一。現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)效益的提高，在很大程度上取決于模具的發(fā)展和技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平。 #c,!&j=fZp 為了更進(jìn)一步加強(qiáng)我們的設(shè)計(jì)能力，鞏固所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，在畢業(yè)之際，特安排了此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)也是我們?cè)趯W(xué)完基礎(chǔ)理論課，技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的基礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。 %Yz2+e9 本次設(shè)計(jì)的目的： |c#VCJ+ 一、綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)的理論與生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)行一次冷沖壓模設(shè)計(jì)的實(shí)際訓(xùn)練，從而提高我們的獨(dú)立工作能力。 E_ +?%?D 二、鞏固復(fù)習(xí)三年以來(lái)所學(xué)的各門學(xué)科的知識(shí)，以致能融會(huì)貫通，進(jìn)一步了解從模具設(shè)計(jì)到模具制造的整個(gè)工藝流程。 (l3tUd 三、掌握模具設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。 $bXlHbOE7 #=,yv由于本人設(shè)計(jì)水平有限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)過(guò)程中錯(cuò)誤難免，敬請(qǐng)老師批評(píng)、指正，不勝感激。 gHHj( 5q 1.1 模具工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)1.1.1 沖壓設(shè)備和沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件，高精度高壽命高效率的沖模需要高精度高自動(dòng)化的沖壓設(shè)備相匹配為了滿足大批量高速生產(chǎn)的需要，目前沖壓設(shè)備也由單工位單功能低速壓力機(jī)朝著多工位多功能高速和數(shù)控方向發(fā)展，加之機(jī)械乃至機(jī)器人的大量使用，使沖壓生產(chǎn)效率得到大幅度提高，各式各樣的沖壓自動(dòng)線和高速自動(dòng)壓力機(jī)紛紛投入使用如在數(shù)控四邊折彎?rùn)C(jī)中送入板料毛坯后，在計(jì)算機(jī)程序控制下便可依次完成四邊彎曲，從而大幅度提高精度和生產(chǎn)率；在高速自動(dòng)壓力機(jī)上沖壓電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖片時(shí)，一分鐘可沖幾百片，并能自動(dòng)疊成定轉(zhuǎn)子鐵芯，生產(chǎn)效率比普通壓力機(jī)提高幾十倍，材料利用率高達(dá)97%；公稱壓力為250KN的高速壓力機(jī)的滑塊行程次數(shù)已達(dá)2000次/min以上在多功能壓力機(jī)方面，日本田公司生產(chǎn)的2000KN沖壓中心采用CNC控制，只需5min時(shí)間就可完成自動(dòng)換模換料和調(diào)整工藝參數(shù)等工作；美國(guó)惠特尼公司生產(chǎn)的CNC金屬板材加工中心，在相同的時(shí)間內(nèi)，加工沖壓件的數(shù)量為普通壓力機(jī)的410倍，并能進(jìn)行沖孔分段沖裁彎曲和拉深等多種作業(yè)。近年來(lái)，為了適應(yīng)市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來(lái)越高，且其更新?lián)Q代的周期大為縮短沖壓生產(chǎn)為適應(yīng)這一新的要求，開發(fā)了多種適合不同批量生產(chǎn)的工藝設(shè)備和模具其中，無(wú)需設(shè)計(jì)專用模具性能先進(jìn)的轉(zhuǎn)塔數(shù)控多工位壓力機(jī)激光切割和成形機(jī)CNC萬(wàn)能折彎?rùn)C(jī)等新設(shè)備已投入使用特別是近幾年來(lái)在國(guó)外已經(jīng)發(fā)展起來(lái)國(guó)內(nèi)亦開始使用的沖壓柔性制造單元（FMC）和沖壓柔性制造系統(tǒng)（FMS）代表了沖壓生產(chǎn)新的發(fā)展趨勢(shì)FMS系統(tǒng)以數(shù)控沖壓設(shè)備為主體，包括板料模具沖壓件分類存放系統(tǒng)自動(dòng)上料與下料系統(tǒng)，生產(chǎn)過(guò)程完全由計(jì)算機(jī)控制，車間實(shí)現(xiàn)24小時(shí)無(wú)人控制生產(chǎn)同時(shí)，根據(jù)不同使用要求，可以完成各種沖壓工序，甚至焊接裝配等工序，更換新產(chǎn)品方便迅速，沖壓件精度也高。1.1.2 沖壓標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn)模具的標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn)，已得到模具行業(yè)和廣泛重視因?yàn)闆_模屬單件小批量生產(chǎn)，沖模零件既具的一定的復(fù)雜性和精密性，又具有一定的結(jié)構(gòu)典型性因此，只有實(shí)現(xiàn)了沖模的標(biāo)準(zhǔn)化，才能使沖模和沖模零件的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)專業(yè)化商品化，從而降低模具的成本，提高模具的質(zhì)量和縮短制造周期目前，國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)程度已達(dá)70%80%，模具廠只需設(shè)計(jì)制造工作零件，大部分模具零件均從標(biāo)準(zhǔn)件廠購(gòu)買，使生產(chǎn)率大幅度提高模具制造廠專業(yè)化程度越不定期越高，分工越來(lái)越細(xì)，如目前有模架廠頂桿廠熱處理廠等，甚至某些模具廠僅專業(yè)化制造某類產(chǎn)品的沖裁?；驈澢?，這樣更有利于制造水平的提高和制造周期的縮短我國(guó)沖模標(biāo)準(zhǔn)化與專業(yè)化生產(chǎn)近年來(lái)也有較大發(fā)展，除反映在標(biāo)準(zhǔn)件專業(yè)化生產(chǎn)廠家有較多增加外，標(biāo)準(zhǔn)件品種也有擴(kuò)展，精度亦有提高但總體情況還滿足不了模具工業(yè)發(fā)展的要求，主要體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化程度還不高（一般在40%以下），標(biāo)準(zhǔn)件的品種和規(guī)格較少，大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)件廠家未形成規(guī)?；a(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量也還存在較多問(wèn)題另外，標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)的銷售供貨服務(wù)等都還有待于進(jìn)一步提高。1.2 本課題研究?jī)?nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題(1) 運(yùn)用大學(xué)期間所學(xué)的專業(yè)課程知識(shí)、理論和畢業(yè)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確地解決沖壓模具設(shè)計(jì)中的工藝分析、工藝方案論證、工藝計(jì)算、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)等問(wèn)題。(2) 提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。通過(guò)所給產(chǎn)品進(jìn)行該產(chǎn)品模具設(shè)計(jì)，獲得根據(jù)所生產(chǎn)制品來(lái)設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)高效、省力合理且能保證加工質(zhì)量的模具的能力。(3) 進(jìn)行技術(shù)方面和經(jīng)濟(jì)方面的工藝分析。(4) 確定工序過(guò)程安排、排料方案的確定和最佳模具結(jié)構(gòu)的工藝方案。(5) 進(jìn)行毛坯尺寸、沖裁壓力、卸料力、材料利用率、模具壓力中心、彈性裝置的選用與計(jì)算、凸凹模刃口工作尺寸及公差的確定。（6）對(duì)所選用的壓力機(jī)沖壓力校核和封閉高度校核等有關(guān)工藝參數(shù)校核。（7） 熟練掌握查閱手冊(cè)圖表資料文獻(xiàn)。充分利用與本沖壓設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料，做到科學(xué)合理地熟練運(yùn)用。第2章 模具的設(shè)計(jì)2.1沖壓件的工藝分析 該零件圖由簡(jiǎn)單直線和圓弧構(gòu)成，形狀對(duì)稱，復(fù)雜程度一般，外形總體尺寸95x60x0.2 mm。由于零件尺寸精度和表面質(zhì)量沒(méi)有特別要求，所以認(rèn)為一般沖壓加工方法能夠符合要求，本設(shè)計(jì)按公差等級(jí)IT14計(jì)算，工件具體各尺寸分別為：沖裁件內(nèi)形及外形的轉(zhuǎn)角處應(yīng)盡量避免尖角，本設(shè)計(jì)一律采用R1作為過(guò)渡尖角圓弧半徑，以便于模具加工，減少?zèng)_裁時(shí)尖角處的崩刃和過(guò)快磨損。本設(shè)計(jì)采用的材料為普通黃銅，質(zhì)地較軟，具有良好的沖壓性能，且目前市場(chǎng)價(jià)格低廉，經(jīng)濟(jì)性好，便于大批量生產(chǎn)。2.2沖壓方案的制定方案一：?jiǎn)喂ば驔_裁模無(wú)導(dǎo)向單工序沖裁模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造周期短、成本低、但模具壽命低、沖裁精度差、操作也不安全。一般用于精度要求不高、形狀簡(jiǎn)單、批量小或試制件；導(dǎo)柱式?jīng)_裁模比無(wú)導(dǎo)向式?jīng)_模裁的精度高、壽命長(zhǎng)、使用安全方便，但輪廓尺寸較大、模具較重、制造工藝復(fù)雜、成本較高、它廣泛用于生產(chǎn)批量大、精度要求較高的沖裁件。方案二：級(jí)進(jìn)模 級(jí)進(jìn)模比單工序模生產(chǎn)率高，減少了模具和設(shè)備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。但級(jí)進(jìn)模輪廓尺寸較大，制造較復(fù)雜，成本較高，一般適用于大批量生產(chǎn)小型沖壓件。方案三：復(fù)合模 復(fù)合模的特點(diǎn)是生產(chǎn)率高，沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對(duì)位置精度高，沖模的輪廓尺寸較小，適宜沖薄件，也適宜沖脆性或軟質(zhì)材料。但復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，成本高。復(fù)合模主要用于生產(chǎn)批量大的沖裁件。綜上比較，本設(shè)計(jì)采用級(jí)進(jìn)模和復(fù)合模均可，但考慮到零件形狀有一定復(fù)雜性，采用復(fù)合模更為經(jīng)濟(jì)，由于工件材料較軟且厚度較薄，這里采用正裝式復(fù)合模。2.3 模具材料的選擇與熱處理 模具鋼選擇的不同直接影響生產(chǎn)率，一般主要根據(jù)沖壓件的材料和生產(chǎn)的規(guī)模來(lái)選取，經(jīng)分析，這里我們選取的模具鋼為，屬空淬模具鋼，具有深的空淬硬化性能，這對(duì)于要求淬火和回火之后必須保持其形狀的復(fù)雜模具是極為有益的。該鋼由于空淬引起的變形大約只有含錳系的油淬工具鋼的1/4，耐磨性介于錳型和高碳高鉻型工具鋼之間，但其韌性比任何一種都好，特別適合用于要求具備好的耐磨性同時(shí)又具有特殊好的韌性的工具。 使用前要經(jīng)過(guò)等溫退火、淬火和回火三道熱工藝處理。等溫退火加熱至，保溫2h，爐冷至，等溫保溫4h，出爐空冷。淬火要先經(jīng)過(guò)兩次預(yù)熱，最終加熱至940960，空冷，硬度可達(dá)6265HRC。回火是為了消除殘余應(yīng)力和穩(wěn)定組織，回火溫度為180220，最終組織硬度達(dá)到6064HRC。2.4 排樣計(jì)算條料寬度及確定步距 排樣方案對(duì)材料利用率、沖件質(zhì)量、生產(chǎn)率、模具結(jié)構(gòu)與壽命等有重要影響，本設(shè)計(jì)采用有廢料排樣。 條料寬度 （采用無(wú)側(cè)壓裝置模具）式中 條料寬度方向沖裁件的最大距離；a側(cè)搭邊值；條料寬度的單向偏差；Z導(dǎo)料銷與最寬條料間的間隙；根據(jù)零件形狀查表可得：兩沖件間按矩形取搭邊值a1=3.4mm，側(cè)邊取搭邊值a=3.6mm，寬度偏差=0.5mm，Z=0.5mm。所以條料寬度步距S=95+3.4=98.4mm；根據(jù)工件形狀采用單排樣方式，如下圖 由此可計(jì)算一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率：=44.81%2.5計(jì)算沖裁力和壓力中心的確定2.5.1）沖裁力通常說(shuō)的沖裁力是指沖裁力的最大值，它是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)之一。平刃口沖裁模的沖裁力F一般按下式計(jì)算： F=KLtL沖裁周邊長(zhǎng)度；t材料厚度；材料抗剪強(qiáng)度；K修正系數(shù)；為計(jì)算簡(jiǎn)便，也可按下式估算沖裁力： F式中材料抗拉強(qiáng)度（Mpa）查閱相關(guān)資料知=450 Mpa落料力 =26423760 N沖孔力 =20520 N則沖裁力 F=+=44280 N卸料力 F=0.03 N推件力 N頂件力 N 其中、卸料力、推件力、頂件力系數(shù)由于本設(shè)計(jì)采用的是彈性卸料裝置的復(fù)合模，則總沖壓力可由下式計(jì)算： =F+=50036N2.5.2）壓力中心的確定模具的壓力中心應(yīng)該通過(guò)壓力機(jī)滑塊的中心線。對(duì)于有模柄沖模來(lái)說(shuō)，須使壓力中心通過(guò)模柄的中心線。否則，沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會(huì)使合理間隙得不到保證，從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。在實(shí)際生產(chǎn)中，可能出現(xiàn)沖模壓力中心在沖壓過(guò)程中發(fā)生變化的情況，或者由于沖件的形狀特殊，從模具結(jié)構(gòu)考慮，不宜于使壓力中心與模柄中心相重合的情況，這時(shí)應(yīng)注意使壓力中心的偏離不致超出所選用壓力機(jī)允許的范圍。考慮工件形狀圓弧段比較多，用計(jì)算的方法計(jì)算非常繁瑣，這里我采用懸掛法來(lái)確定工件的壓力中心，具體做法是用勻質(zhì)細(xì)金屬絲沿沖裁輪廓彎制成模擬件，然后用縫紉線將模擬件懸吊起來(lái)，并從吊點(diǎn)作鉛直線，再取模擬件的另一點(diǎn)，以同樣的方法作另一鉛直線，兩直線的交點(diǎn)即為壓力中心，考慮工件為對(duì)稱圖形，則壓力中心一定在對(duì)稱線上，則只需另作一條鉛直線即可確定壓力中心，根據(jù)以上分析，取坐標(biāo)系如下圖：在模擬件上任取一點(diǎn)A，用細(xì)線系住并懸掛起來(lái)，待其模擬件穩(wěn)定不動(dòng)后，作鉛直線AG與OX相交于G，點(diǎn)G（39.8，0）即為沖件壓力中心點(diǎn)。2.6 壓力機(jī)的選擇 壓力機(jī)的公稱壓力應(yīng)大于或等于50.036KN，由此查詢國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 14347-1993）選擇公稱壓力為63kN的類開式固定標(biāo)準(zhǔn)工作臺(tái)。如下圖： 技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力： 63KN 滑塊行程： 50mm 行程次數(shù)： 160次分最大封閉高度：170mm 裝模高度調(diào)節(jié)量：40mm 工作臺(tái)尺寸（前后左右）： 200mm 315mm工作臺(tái)孔尺寸（前后左右直徑）130mm60mm100mm2.7 確定凸凹模間隙，計(jì)算凸凹模刃口尺寸確定凸、凹模合理間隙的方法有理論法和查表法兩種。由于理論計(jì)算法在生產(chǎn)中使用不方便，常用查表法來(lái)確定間隙值。查相關(guān)資料有： 根據(jù)凸凹模的加工方法的不同，刃口的計(jì)算方法也不同，基本上可分為兩類：凸模與凹模分別加工法，凸模與凹模配合加工法。 凸凹模分別加工法目前多用于圓形或簡(jiǎn)單規(guī)則形狀的工件，且模具制造困難，成本較高。凸凹模配合加工法就是先按設(shè)計(jì)尺寸制出一個(gè)基準(zhǔn)件（凸?；虬寄＃?，然后根據(jù)基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸按間隙配制另一件。因?yàn)檫@種加工