軸瓦沖裁自動送料機(jī)構(gòu)及模具設(shè)計(jì)論文(doc 41頁).doc

1、軸瓦的沖壓模具及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué) 生：李帥明指導(dǎo)老師：董 亮(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院，長沙410128)摘 要：我的畢業(yè)設(shè)計(jì)是軸瓦的沖壓模具及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要涉及到?jīng)_孔落料復(fù)合模的設(shè)計(jì)。模具的生產(chǎn)主要是大批量的生產(chǎn)，而且模具可以保證沖壓產(chǎn)品的尺寸精度和產(chǎn)品質(zhì)量，模具的設(shè)計(jì)與制造主要考慮到模具的設(shè)計(jì)能否滿足工件的工藝性設(shè)計(jì)，能否加工出合格的零件，以及后來的維修和存放是否合理等。在本次設(shè)計(jì)的軸瓦中，不僅要考慮要使做出的零件能滿足工作要求，還要保證它的使用壽命。其次設(shè)計(jì)中還要考慮到它的實(shí)際工作環(huán)境和必須完成的設(shè)計(jì)任務(wù)，以及很多關(guān)于我所設(shè)計(jì)模具的知識，包括它的使用場合、選擇合適的模具及送料方式等，從

2、這里可以知道模具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)很復(fù)雜的工作，所以設(shè)計(jì)要不斷的改進(jìn)直到符合要求。 關(guān)鍵詞：軸瓦；模具；復(fù)合模The Design of the Bush Punching Automatic Feeding Machine with the MoldAuthor: Li ShuaimingTutor: Dong Liang(Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)Abstract： My graduation design is the Bush punching Au

3、tomatic feeding machine with the Mold. The main concern is the design of the composite modulus that contains the punching die and the blanking die. Because of large quantities production of the mold, either the mold can guarantee the high dimensional accuracy and its quality of product; the molds de

4、sign and manufacture must consider weather the mold can meet the requirements of the work piece craft. Also must consider weather the mold can process the qualified part. Of cause, it also must consider weather the molds service and store is reasonable. In the design of the bush, I not only should c

5、onsider the parts can meet the job requirements, but also must ensure that its service life. Second in this design its actual work environment and must complete design task should be consider. And a lot about the knowledge of the mould what I design. Including the use of occasion, choose right mould

6、 and its feed way. Here you can know that mold design is a very complicated work. So it should continue to improve until meets the requirementKeywords: Bush; Mould; Composite die1 前言隨著現(xiàn)代化大工業(yè)的飛速發(fā)展，加上用模具加工成型產(chǎn)品具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、互換性好、材料利用率高、操作簡單、安全性好、工人勞動強(qiáng)度低、適用范圍大、產(chǎn)品成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)，在電子、儀器、航空、汽車、摩托車、船舶制造、文化用品、醫(yī)療器械

7、、日常生活用品及各種產(chǎn)品包裝等生產(chǎn)行業(yè)中，均得到了非常廣泛的應(yīng)用1。很多產(chǎn)品中，有很多組成零件是用模具或經(jīng)過模具制作出來的，其比例有的竟達(dá)到百分之八十以上。所以，模具已成為制造業(yè)不可缺少的重要組成部分。1.1 背景目前，我國在沖壓工藝上與許多國家存在很大的差距。沖壓的機(jī)械化和自動化程度較低。美國680條沖壓線中有70%為多工位壓力機(jī)，日本國內(nèi)250條生產(chǎn)線有32%為多工位壓力機(jī)5，而這種代表當(dāng)今國際水平的大型多工位壓力機(jī)在我國的應(yīng)用卻為數(shù)不多。要改變當(dāng)前大部分還是手工上下料的落后局面，結(jié)合具體情況，采取新工藝，提高機(jī)械化、自動化程度。爭取加大投資力度，加速沖壓生產(chǎn)線的技術(shù)改造，使盡早達(dá)到當(dāng)今國

8、際水平。同時(shí)改造國內(nèi)舊設(shè)備，使其發(fā)揮新的生產(chǎn)能力。自動送料裝置的驅(qū)動或者這些裝置與壓力機(jī)的聯(lián)系，必須依靠一些常用機(jī)構(gòu)。由于這些機(jī)構(gòu)的有機(jī)配合和協(xié)調(diào)動作，使各部分按預(yù)期的規(guī)律運(yùn)動，從而完成加工工藝、送料與卸料。輥式送料裝置是各種送料裝置中使用最廣泛的一種，既可以用于卷料，又可以用于條料。按輥軸安裝的型式，輥式送料有立輥和臥輥之分。臥輥又有單邊和雙邊兩種。單邊輥軸一般是立式的，少數(shù)也用拉式。雙邊臥輥是一推一拉的。雙邊輥式送料比立輥和單邊臥輥送料通用性強(qiáng)，能應(yīng)用于很薄的條料，保證材料全部被利用4。適當(dāng)大出料輥的直徑，使出料輥的線速度比進(jìn)料輥大23%，就能使兩對輥軸之間的條料具有一定的張力，避免條料撓

9、曲，保證送料順利進(jìn)行，提高沖壓精度。1.2 冷沖模成形特點(diǎn)沖壓模具在冷沖工中，是將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模）。沖壓是在室溫下，把金屬或非金屬板料放在模具內(nèi)，通過壓力機(jī)和模具對板料施加壓力，使板料發(fā)生分離或者變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法18。沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設(shè)計(jì)和制造有直接關(guān)系。模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)水平的高低，是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。1.3 發(fā)展趨勢制造沖壓件用的傳

10、統(tǒng)金屬材料，正逐步被各種復(fù)合材料或高分子材料替代。 在模具設(shè)計(jì)與制造中，開發(fā)并應(yīng)用CAD/CAM系統(tǒng)，發(fā)展高、新制造技術(shù)和模具、裝置等，以適應(yīng)沖壓產(chǎn)品的更新?lián)Q代和各種生產(chǎn)批量的要求。推廣應(yīng)用數(shù)控沖壓等設(shè)備，進(jìn)行機(jī)械化與自動化的流水線沖壓生產(chǎn)。 某些傳統(tǒng)的沖壓加工方法將被液壓成形、旋壓成形、爆炸成形等新穎的技術(shù)所取代，產(chǎn)品的沖壓加工趨于更合理、更經(jīng)濟(jì)沖模的核心部分是工作零件，即凸模和凹模。其形狀和尺寸是由沖壓工序的性質(zhì)決定的。沖裁沖孔落料模的凸、凹模之間間隙很校，并做成鋒利的刃口，以便形成強(qiáng)大的剪切力進(jìn)行剪切，使坯件與板料分離15。在現(xiàn)代化的機(jī)加工過程中，消耗于送料的時(shí)間損失是組成零件單件加工時(shí)

11、間的一部分，它屬于輔助時(shí)間。要想提高生產(chǎn)率，減少生產(chǎn)中的輔助時(shí)間將是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。而要想減少輔助時(shí)間，就必須提高生產(chǎn)的自動化程度。自動送料機(jī)構(gòu)就是為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)中送料工序自動化而設(shè)計(jì)的一種專用機(jī)構(gòu)。自動送料機(jī)構(gòu)可將沖壓料或沖壓件經(jīng)過定向機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)定向排列，然后順序地送到機(jī)床或工作地點(diǎn)。這在自動化成批大量的生產(chǎn)中顯然是實(shí)用的，不但可把操作人員從重復(fù)而繁重的勞動中解脫出來，而且對保證安全生產(chǎn)也是一種行之有效的方法。目前，國內(nèi)擁有大量的沖壓機(jī)床，如果能把它們改造成半自動或自動機(jī)床，將會充分發(fā)揮機(jī)床的潛在力量，這是一個(gè)具有重大意義的事情，而在機(jī)床上安裝自動送料機(jī)構(gòu)，這將大大提高沖壓的生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)沖

12、壓的完全自動化。1.4 本文主要研究內(nèi)容通過對軸瓦的結(jié)構(gòu)進(jìn)行工藝分析，結(jié)合已修“沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)”課程的知識，為其制訂出一套沖壓工藝方案，并設(shè)計(jì)其中一道工序的沖壓模具及送料機(jī)構(gòu)。主要技術(shù)要求：1）沖壓工藝應(yīng)基本合理，能完成零件加工并保證其技術(shù)要求；2）模具及送料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)應(yīng)合理，能完成本工序的沖壓過程并保證本工序的技術(shù)要求。2 工藝方案的選擇2.1 零件的工藝性分析本設(shè)計(jì)是關(guān)于軸瓦沖裁自動送料機(jī)構(gòu)及模具設(shè)計(jì)，材料是Q215號鋼，板厚是1.3如圖1所示沖壓工藝設(shè)計(jì)的基本要求為：1）材料利用率要高，即原始材料消耗要盡可能少； 2）考慮工廠的具體生產(chǎn)條件，制定出的工藝方案要技術(shù)上方便可行，經(jīng)濟(jì)上合理

13、； 3）工序組合方式和工序排列順序要符合沖壓變形規(guī)律，能保證沖制合格的工件； 4）工序數(shù)量盡可能少，生產(chǎn)效率盡可能高； 5）制定的工藝規(guī)程，要方便工廠、車間的生產(chǎn)組織與管理。良好的沖壓工藝能保證材料消耗少、工序次數(shù)少、模具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等。從某種意義上講，沖壓工藝的質(zhì)量就決定了模具的質(zhì)量，因此，制定出合理的沖壓工藝方案是至關(guān)重要的。由零件圖可以知到，零件的形狀簡單，便于實(shí)現(xiàn)少廢料排樣；在各直線或曲線的連接處，都采用了圓角過渡；零件的精度和斷面粗糙度等都符合沖裁工藝的要求。零件尺寸公差沒有特殊要求，按IT10取，利用普通的沖裁形式可以達(dá)到圖樣要求。由于該零件外形簡單，形狀規(guī)則，

14、適于沖裁加工。圖1 零件簡圖Fig 1 Parts diagram2.2 模具的結(jié)構(gòu)形式冷沖模的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，如果按工序的組合分類，可分為單工序模、級進(jìn)模、復(fù)合模等18。各種沖模的構(gòu)成大體相同，主要由工作零件、定位零件、卸料與推料零件、導(dǎo)向零件、聯(lián)接與固定零件等組成。由于本制件結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不高，經(jīng)分析由落料、沖孔、彎曲三道工序組成。如果使用單工序模則會使制造周期增長，不利于提高生產(chǎn)率；經(jīng)分析可知：該制件也不適合級進(jìn)模。故采用在壓力機(jī)一次行程內(nèi)，完成落料、沖孔等數(shù)道工序的復(fù)合模。復(fù)合模具由以下特點(diǎn)：1）沖件精度高，不受送料誤差的影響，內(nèi)外形相對位置一致性好；2）沖件表面較為平整；3）適

15、宜沖薄料；4）條料定位精度高，模具輪廓尺寸?。?）沖模面積較小。由件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，為便于操作，所以模具結(jié)構(gòu)采用彈性卸料和定位釘定位方式。2.2.1 沖裁力的計(jì)算（1） 沖裁力（N）可按下式計(jì)算：F=1.3F0=1.3LtLtb (1)式中 F最大可能沖裁力（稱沖裁力）； b材料抗拉強(qiáng)度（Mpa）。 L沖裁件周長（mm）； 材料抗剪強(qiáng)度（Mpa）。查表材料抗拉強(qiáng)度取值范圍為333到412(MPa)厚度t=1.3周長L=126本制件中，F(xiàn)Ltb= 1261.340065200 (N)2）彎曲力（F）可按下式計(jì)算：由于彎曲力受材料性能、零件形狀、彎曲半徑、凹模支點(diǎn)間距離、彎曲方式

16、及模具結(jié)構(gòu)等多種因素的影響，用理論公式來計(jì)算不但計(jì)算復(fù)雜，而且也不一定正確。因此在生產(chǎn)中經(jīng)常采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，作為工藝和模具設(shè)計(jì)以及選擇設(shè)備的依據(jù)。彎曲力計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式： 對于U型彎曲件： （2）式中 自由彎曲力（N）； B彎曲件的寬度（mm）； 材料抗拉強(qiáng)度（Mpa）；t彎曲件的厚度（mm）；r彎曲件的圓角半徑（mm）；K安全系數(shù)，一般取K=1.3。本制件中=24600（N）2.2.2 卸料力、推件力和頂件力的計(jì)算（1）卸料力： F卸K卸F (3)式中 F卸卸料力（N）； K卸卸料系數(shù)； F沖裁力（N）。查表2-10取 K卸0.045 所以 F卸=0.04565200=2934 (N)（2）

17、頂件力： F頂K頂F (4)式中 F頂頂件力（N）； K頂頂件系數(shù)（N）； F沖裁力（N）。查表2-10 取 K頂0.050 所以F頂=0.05065200=3260（N）（3）推件力： F推K推F (5)式中 F推推件力（N）； K推推件系數(shù)（N）； F沖裁力（N）。查表2-10 得 K推0.06 所以F推0.06652003912（N）（4）彎曲頂件力 （6）式中 頂件力（N）； 自由彎曲力（N）。K系數(shù)；可查表2.1所以=7079（N）表1 系數(shù)關(guān)系表Table 1 Coefficient relation table用途簡單復(fù)雜頂件0.1-0.20.2-0.4壓料0.3-0.50.5-

18、0.8（資料來源：中國模具設(shè)計(jì)大典，2003年1月第一版，第174頁）落料沖孔總的沖壓力為F總=F+F卸+F頂+F推=76.46（KN）彎曲總壓力為3 沖壓模具設(shè)計(jì)3.1 排樣排樣設(shè)計(jì)的工作內(nèi)容：1）選擇排樣方法：有廢料排樣法、少廢料排樣法、無廢料排樣法。 2）計(jì)算條料寬度及送料步距。3）畫出排樣圖。如下圖2 排樣圖Fig 2 Layout diagram4）計(jì)算材料的利用率。查沖壓模具設(shè)計(jì)與制造表2.8確定搭邊值： 兩工件間的搭邊 =2 mm 工件邊緣的搭邊 a=3 mm 送進(jìn)步距 H=53mm 條料寬度 B=（D+2a1）=112.92mm一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率是： （7）=63.2%板料

19、規(guī)格擬選用 1.3mm900mm1800mm(Q215號鋼)若用橫裁：裁板條數(shù) n1 = A/b =1800/113=15余6mm 每條個(gè)數(shù) n2 = (B-a1)/h = (900-2)/53 =16余17mm 每板總個(gè)數(shù) n總 = n1n2 = 1516=240個(gè) 材料利用率 （8） = =56.2%所以選用第一種排樣方式利用率高。3.2 模具壓力中心的確定模具的壓力中心，就是沖裁力合力的作用點(diǎn)。為了使模具內(nèi)容能夠正常而又平衡的工作，特別是對于大而復(fù)雜的沖件、多凸模沖孔以及連續(xù)沖裁時(shí)，必須使壓力中心通過壓力機(jī)滑塊的中心線。對于帶有模柄的沖裁模，壓力中心需通過模柄的軸心線。否則，在沖裁過程中

20、，會產(chǎn)生偏心載荷，形成彎距，使得模具歪斜，加快壓力機(jī)滑塊與導(dǎo)軌之間以及模具導(dǎo)向裝置的磨損，刃口迅速變鈍21。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，可能出現(xiàn)由于沖裁件的形狀特殊，從模具結(jié)構(gòu)方面考慮，不宜使壓力中心與模柄中心線相重合，此時(shí)應(yīng)注意使壓力中心偏離，不超過所選壓力機(jī)模柄孔投影面積的范圍。如圖圖3 坐標(biāo)圖Fig3 Coordinates figure由于本制件在X軸方向上對稱，所以其Y軸坐標(biāo)在工件中間兩個(gè)圓圓心的連線上。在Y軸方向上：Y1=1.5 Y2=8 Y3=4 Y4=14.5 Y5=26.5 Y7=44 Y8=Y9=47 Y10=47.12 在y方向上左右對稱，所以Y0=Y1+Y2+Y3+Y4+Y5+Y

21、6+Y7+Y8+Y9+Y10/10 =23.962所以壓力中心的位置為：X0=0 Y0=23.962 3.3 壓力機(jī)的選擇沖壓模具壓力機(jī)的選擇：由于復(fù)合模的特點(diǎn)，為防止設(shè)備超載，可按公稱壓力的原則選壓力機(jī)18。由于模具中有打料桿，故選擇帶有打料桿的壓力機(jī)。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，查沖壓模具設(shè)計(jì)手冊選定壓力機(jī)為： 壓力機(jī)型號: J23-16B公稱壓力/KN: 160滑塊固定行程/mm： 70滑塊調(diào)節(jié)行程/mm： 70/8最大封閉高度 /mm： 220(最大閉合高度)活動臺位置(最低/最高)/mm： 300/160封閉高度調(diào)節(jié)量/mm： 603.4 模具主要零部件的設(shè)計(jì)凸凹模刃口尺寸計(jì)算原則:1)落料時(shí),落

22、料件的外徑尺寸等于凹模的內(nèi)徑尺寸；沖孔時(shí),沖孔件的內(nèi)徑等于凸模的外徑尺寸。所以落料時(shí)應(yīng)以凹模為設(shè)計(jì)尺寸,然后按間隙值確定凸模尺寸；沖孔模應(yīng)以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn),然后按間隙值確定尺寸。2)凸、凹模應(yīng)考慮磨損規(guī)律。凸模刃口尺寸磨損使沖孔尺寸減小,凹模刃口尺寸磨損使落料尺寸增大,故設(shè)計(jì)落料模時(shí),制造模具時(shí)凹模刃口尺寸應(yīng)趨向于工件的最小極限尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí),其刃口基本尺寸應(yīng)趨向于工件的最大極限尺寸。3)凸、凹模之間應(yīng)保證合理的間隙值。由于間隙在模具磨損后增大,所以在設(shè)計(jì)凸、凹模時(shí)均取最小合理間隙Zmin一般沖模精度較工件精度高23級。若零件沒有標(biāo)準(zhǔn)公差,則對于非圓件按GB非配合尺寸的IT14級處理,圓形

23、件一般按IT10級處理。制造模具時(shí)常用兩種方法來保證合理的間隙：1）是分別加工法，分別規(guī)定凸模和凹模的尺寸和公差，分別進(jìn)行制造用凸模和凹模的尺寸和公差來保證間隙要求。2）是單配加工法，用凸模和凹模相互單配的方法來保證合理的間隙。加工后，凸模和凹模必須對號入座，不能互換。3.4.1 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)沖裁間隙的確定：普通沖裁件,其經(jīng)濟(jì)精度為IT12IT14,取IT13，沖孔比落料高一個(gè)等級，確定沖裁間隙主要有理論法和經(jīng)驗(yàn)公式法。理論法：根據(jù)所給數(shù)據(jù)，材料Q235厚度t=1.3查冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造表2.1落料、沖孔模刃口始用間隙得：經(jīng)驗(yàn)公式法：經(jīng)驗(yàn)公式: C=mt (9)式中 C合理沖裁間

24、隙(mm)； m系數(shù),與板厚及材料有關(guān)； t板料厚度。查表得: m=12.5% 所以 C=mt=12.5%1.2=0.15(mm)沖孔凹模應(yīng)以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn),然后按間隙值確定其尺寸。(2）沖孔凸模刃口尺寸計(jì)算：模具刃口尺寸及其公差的計(jì)算與加工方法有關(guān)，基本上可以分為兩類：一種是分開加工，一種是配合加工。本模具零件采用配合加工的方法。配合加工就是用凸模與凹模相互單配的方法來保證合理間隙。加工后，凸模與凹模必須對號入座，不能互換。一般情況下，落料件以凹模為基準(zhǔn)，沖孔件以凸模為基準(zhǔn)。作為基準(zhǔn)的模具零件圖紙上標(biāo)注尺寸及公差，在相配合的非基準(zhǔn)的模具零件圖紙上標(biāo)注相同的基本尺寸，但不標(biāo)注公差，在技術(shù)要求中

25、要說明非基準(zhǔn)的模具零件要按作為基準(zhǔn)的模具零件的實(shí)際尺寸配做，保證間隙在ZminZmax范圍內(nèi)。(3)承壓應(yīng)力校核: 沖裁時(shí)，凸模承受的壓應(yīng)力p ，必須小于凸模材料強(qiáng)度允許的壓應(yīng)力p: p =p （10）對于圓形凸模，由上式可得即 dmin 式中 p 凸模承受的壓應(yīng)力（Mp）； F 沖裁力； A 凸模最小截面積； p 凸模材料的許用壓應(yīng)力（Mp）；d 凸模最小直徑（mm）；t 毛坯厚度（mm）；毛坯材料的抗剪強(qiáng)度（Mp）。對于本凸模帶入數(shù)值得： dmin 4.5mm （11）d7.8，7.5，64.5本制件滿足應(yīng)力校核的條件。3.4.2 凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凸模厚度。從強(qiáng)度考慮,壁厚受最小值限制，凸

26、凹模的最小壁厚受模具結(jié)構(gòu)的影響。由于本模具結(jié)構(gòu)采用倒裝式,內(nèi)孔會積存廢料,所以最小壁厚要大些，倒裝式復(fù)合模的凸凹模最小壁厚:對于黑金屬和硬材料約為壁厚的1.5倍,但不小于0.7mm，如圖。由以上數(shù)據(jù)可知:本凸凹模符合要求。圖3 凸凹模Fig 3 Die and punch表2 刃口尺寸計(jì)算Table 2 Blade size calculation落料凹?；境叽鐩_裁間隙磨損系數(shù) 計(jì)算公式制造公差計(jì)算結(jié)果D max=107.92Zmin=0.132Zmax=0.180ZmaxZmin=0.180-0.132=0.048制件精度為：IT14級，故x=0.5Dd=（D maxx）/4Dd=107.

27、90相應(yīng)凸模尺寸按凹模尺寸配作，保證雙面間隙在0.1320.180.D max=16/4Dd=15.99相應(yīng)凸模尺寸按凹模尺寸配作，保證雙面間隙在0.1320.180.D max=21/4Dd=20.987相應(yīng)凸模尺寸按凹模尺寸配作，保證雙面間隙在0.1320.180.D max=R6/4Dd=5.99相應(yīng)凸模尺寸按凹模尺寸配作，保證雙面間隙在0.1320.180.3.5 沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件的選擇3.5.1 模架的選擇模架是由上、下模座、模柄及導(dǎo)向裝置（導(dǎo)柱和導(dǎo)套）組成。一般模架均已例如標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)加一正確選用，對模架的基本求要有足夠的強(qiáng)度與剛度；要有足夠的精度；上、下模之間的導(dǎo)向要精確。

28、根據(jù)本模具的特點(diǎn)以及壓力機(jī)的最大閉合高和閉合高的調(diào)節(jié)量，根據(jù)落料凹模的外形尺寸及橡膠尺寸，參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可選擇I級精度后側(cè)導(dǎo)柱模架。如圖4,如圖5.表3 沖孔凸模刃口尺寸計(jì)算Table 3 Punching the punch of blade size calculation沖孔凸模基本尺寸沖裁間隙磨損系數(shù) 計(jì)算公式制造公差計(jì)算結(jié)果d min=7.8Zmin=0.132Zmax=0.180ZmaxZmin=0.180-0.132=0.048制件精度為：IT14級，故x=0.5Dd=（D maxx）/4相應(yīng)凸模尺寸按凹模尺寸配作，保證雙面間隙在0.1320.180.d min=7.5/4相應(yīng)凸

29、模尺寸按凹模尺寸配作，保證雙面間隙在0.1320.180.d min=6/4相應(yīng)凸模尺寸按凹模尺寸配作，保證雙面間隙在0.1320.180.孔邊距孔心距基本尺寸L=13Zmin=0.132Zmax=0.180ZmaxZmin=0.180-0.132=0.048制件精度為IT14級，故x=0.5Bj=（Bmin+x）/4Lp=12.99L=20Ld=（Lmin+0.5）Ld=300.03圖4 上模架Fig 4 On formwork圖5 下模架Fig 5 Formwork under所選后側(cè)導(dǎo)柱模架為:上模座： HT300下模座： HT300導(dǎo) 柱： 導(dǎo) 套： 模具閉合高度：沖模的閉合高度H應(yīng)介

30、于壓力機(jī)的最大裝模高度和最小裝模高度之間，其大小關(guān)系為：模具閉合高度滿足加工該零件的模具閉合高度為：所以H取模具閉合高度滿足選用J23-16B型壓力機(jī)，該壓力機(jī)的最大裝模高度為220,故認(rèn)為合適。3.5.2 擋料銷擋料銷用于限定條料送進(jìn)距離、擋住條料的搭邊或工件輪廓，起定位作用。擋料銷有固定擋料銷和活動擋料銷兩類。固定擋料銷分圓形與鉤形兩種，一般裝在凹模上。圓形擋料銷結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，但銷孔離凹模刃口較近，會削弱凹模的強(qiáng)度。鉤形擋料銷遠(yuǎn)離凹模刃口，不會削弱凹模強(qiáng)度。為防止形狀不對稱的鉤頭轉(zhuǎn)動，需要加定向銷，因此增加了制造的工作量2。綜合以上兩種擋料銷，考慮到本制件精度要求不高，為了簡化制造工

31、藝，降低模具成本，選用容易制造的活動擋料銷。3.5.3 卸料裝置（1）卸料裝置的選擇。卸料裝置的型式較多，它包括固定卸料板、活動卸料板、彈壓卸料板和廢料切刀等幾種。卸料板除把材料從凸模上卸下外，有時(shí)也起壓料或?yàn)橥鼓?dǎo)向的作用11。因此，在大批量生產(chǎn)用的模具上，要用淬硬得的卸料板。固定卸料板適用于沖制材料厚度大于和等于0.8mm的帶料或條料。彈壓卸料板主要用于沖制薄件和要求平整的沖件。此卸料板常用于復(fù)合沖裁模，其彈力來源于彈簧或橡皮，本課題選用固定卸料板,彈力來源于橡皮，用卸料螺釘與下模架連接。（2）卸料橡膠的計(jì)算。下卸料裝置采用橡膠作為彈性元件。由式計(jì)算橡膠的自由高度為： （12）式中 工作行

32、程與模具修磨量或調(diào)整量之和。 =30+1+4=則 取 橡膠的裝配高度取 橡膠的斷面面積，在模具裝配時(shí)，根據(jù)模具空間大小確定。3.5.4 推件裝置推件裝置有剛性和彈性兩種。彈性推件器一般裝于模座下面，與下模板相連。這種裝置除有推出工件的作用外，還能壓平工件，還可以用于卸料和緩沖。剛性推件器一般置于上模，推件力大且可靠，其推件力通過打桿推板推桿推塊傳至工件5。推桿常選用34個(gè)且分布均勻、長短一致。推桿裝載上模板的孔內(nèi)，為保證凸模支承剛度和強(qiáng)度，放推桿的孔不能全挖空，推板的形狀要按被拆下的工件形狀來設(shè)計(jì)。沖壓模選擇推桿和推板。3.5.5 導(dǎo)向零件設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)向零件可保證模具沖壓時(shí)，上、下模有一精確的

33、位置關(guān)系。在中、小型模具中廣泛采用的導(dǎo)向零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。在選用時(shí)應(yīng)注意導(dǎo)柱的長度，應(yīng)保證沖模在最低工作位置時(shí)，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于1015。而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為0.51。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合根據(jù)沖裁模的間隙大小選用。當(dāng)沖裁板厚在0.8以下的模具時(shí)，選用H6/h5配合的I級精度模架，當(dāng)沖裁板厚為0.84時(shí)，選用H7/h6配合的級精度模架。導(dǎo)柱（導(dǎo)套）常用兩個(gè)。對中型沖?；驔_制精度要求高的自動化沖模，則采用四個(gè)導(dǎo)柱。在安裝圓形沖件等一類無方向性的沖模時(shí)，為避免裝錯(cuò)，將對角模架和中間模架上的兩個(gè)導(dǎo)柱，做成直徑不等的型式；四導(dǎo)柱的模架，可做成前后導(dǎo)柱的間距不同的模座。對可能

34、產(chǎn)生側(cè)向推力時(shí)，要設(shè)置止推塊，使導(dǎo)柱不受彎曲力3。一般導(dǎo)柱安裝在下模座，導(dǎo)套安裝在上模座，分別采用過盈配合。高速沖裁、精密沖裁或硬質(zhì)合金沖裁模具，要求采用滾珠導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。考慮到本套模具的成本和精度，選用滑動導(dǎo)柱、導(dǎo)套?；瑒訉?dǎo)柱、導(dǎo)套的型式和尺寸通過沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)手冊選取。沖壓模選用的導(dǎo)柱的型號是，導(dǎo)套是。3.5.6 模柄的選用中、小型沖模通過模柄將上模板固定在壓力機(jī)的滑塊上。常用的模柄形式如下。1）壓入式模柄。它與上模座孔采用H7/h6的過渡配合，并加銷釘防轉(zhuǎn)。2）旋入式模柄。通過螺紋與模座聯(lián)接，用螺釘防松，裝卸方便，多用于有導(dǎo)模的沖模。3）凸緣模柄。用34個(gè)螺釘固定在上模座的窩孔內(nèi)，多用于較大型

35、的模具上。4）浮動模柄。通過凹球面模柄與凸球面墊塊聯(lián)接，裝入壓力機(jī)滑塊后，允許模柄與模柄軸心線之間的偏離，可減少滑塊誤差對模具導(dǎo)向精度的影響7。沖壓模具采用比較常見的浮動式模柄。它與上模座采用過度配合，并加銷釘防轉(zhuǎn)，模柄規(guī)格：。利用的模柄，配以模柄套。3.5.7 凸模固定板與墊板凸模固定板將凸模固定在模座上，其平面輪廓尺寸除保證凸模安裝孔外， 還要考慮螺釘與銷釘孔的位置。其型式有圓形和矩形兩種。厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍。墊板的作用是直接承受和擴(kuò)散凸模傳遞的壓力，以降低模座所受的單位壓力，保證模座以免被凸模端面壓陷。圖6 墊板Fig 6 Pad圖7 凸模固定板Fig 7 Punch p

36、la413.5.8 沖壓模具結(jié)構(gòu)圖1.下模座，2.螺釘M660，3.導(dǎo)柱，4.卸料螺釘M1090，5.卸料橡皮36X50，6.卸料板，7.導(dǎo)料銷，8.推塊，9.小凸模（三），10.小凸模（一），11.凸模固定板，12.推桿，13.螺釘M1270， 14.推板，15.模柄，16.打桿，17.螺釘M1025，18.圓柱銷1038，19.上模座，20.圓柱銷1050，21.墊板，22.小凸模（二），23.圓柱銷1080，24.凹模，25.導(dǎo)套，26.凸凹模，27.圓柱銷670。圖 8 裝配圖Fig 8 Assembly drawings4 自動送料機(jī)構(gòu)總體方案設(shè)計(jì)自動送料裝置按送進(jìn)材料的形式分為送料

37、裝置與上件裝置兩類，本設(shè)計(jì)為送料裝置，常見的形式有以下幾種：1）鉤式送料機(jī)構(gòu)2）凸輪鉗式送料機(jī)構(gòu)3）杠杠送料機(jī)構(gòu)4）夾持送料機(jī)構(gòu)5）輥軸送料機(jī)構(gòu)13由于本設(shè)計(jì)所用的毛坯件厚度比較薄，不在前三種送料方案所適用的材料厚度范圍內(nèi)，第四種和第五種方案適用。將第四種與第五種方案進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)前者需要采用斜楔帶動加料爪和滑板運(yùn)動，在送料過程中振動會比較大，從而影響到送料精度；而后者是使用輥軸送料，過程更為平穩(wěn)，因而，送料精度也較有保障。綜合考慮各種因素后，決定采用輥軸送料機(jī)構(gòu)，如圖所示。1.偏心輪，2.上模，3.下模，4.萬向聯(lián)結(jié)節(jié)，5.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，6.上輥，7.離合器，8.支撐，9.下輥圖 9 輥軸送

38、料機(jī)構(gòu)Fig 9 Conveying mechanism based輥軸式送料機(jī)構(gòu)的驅(qū)動方式采用壓力機(jī)曲軸驅(qū)動，傳動機(jī)構(gòu)采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)15。送進(jìn)步距的大小按下式計(jì)算：S= （13）當(dāng)步距S一定時(shí)，可以協(xié)調(diào)主動輥直徑d和轉(zhuǎn)角a，以滿足送進(jìn)步距的需要。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)與輥軸的連接采用定向離合器。根據(jù)材料的送進(jìn)速度要求，選用適合的定向離合器。輥軸的直徑與送進(jìn)速度和S轉(zhuǎn)角有關(guān)，主動輥的直徑為 （14）從動輥的設(shè)計(jì)可以放松一些，不過上、下輥應(yīng)有相同的圓周速度。主、從輥之間的傳動一般采用一對齒輪。所以要求 （15）抬輥裝置的作用有兩種。一種是在開始裝料時(shí)工作之前臨時(shí)抬輥，使上、下輥間有一間隙，以便材料通過。

39、另一種抬輥動作是在每次送進(jìn)結(jié)束之后，沖壓工作之前，要使材料處于自由狀態(tài)，以便導(dǎo)正以免影響沖裁精度。第一種抬輥動作采用手動，設(shè)計(jì)一個(gè)手柄來實(shí)現(xiàn)抬輥；第二種抬輥動作采用杠桿式抬輥裝置，通過螺桿推動杠桿而實(shí)現(xiàn)抬輥。工作過程如下：在送料之前，要先用手柄抬起6（上輥），以便在上下輥軸之間形成空隙，將薄板料從間隙穿過，然后按下手柄壓緊入料。當(dāng)2回程時(shí)，通過5中的搖桿帶動7的外殼來回?cái)[動一定的角度，從而帶動9（主動輥）和6（從動輥）同時(shí)旋轉(zhuǎn)完成送料工作。當(dāng)2下行時(shí)，因?yàn)?（定向離合器）的緣故，輥軸停止不動，接著就是完成沖壓的工序了。當(dāng)2再次回程，又重復(fù)上述動作，照此循環(huán)動作，達(dá)到間歇送料的目的。5 自動送料

40、機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)5.1 輥軸送料機(jī)構(gòu)的原理、機(jī)構(gòu)及工作過程單邊輥軸自動送料機(jī)構(gòu)是在普通沖床的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，通過機(jī)構(gòu)原理設(shè)計(jì)，并且在對機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動與動力分析后確定了整個(gè)系統(tǒng)所需的轉(zhuǎn)動慣量，根據(jù)以下原始數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，板料厚度13mm，送料距離100200mm，板料寬度100mm，沖壓頻率45次/分鐘。輥軸送料機(jī)構(gòu)的原理、結(jié)構(gòu)、工作過程在第2章已有簡述，下面進(jìn)行更為詳細(xì)的闡述。輥軸自動送料裝置是通過一對輥軸定向間歇轉(zhuǎn)動而進(jìn)行間歇送料的。按輥軸安裝的方式有立輥和臥輥，其中，臥輥使用較多，它分為單邊和雙邊兩種。本設(shè)計(jì)采用單邊臥輥式輥軸自動送料裝置。輥軸送料裝置與其他送料裝置一樣，必須保證沖壓工作與送料動

41、作有節(jié)奏的配合。當(dāng)沖壓工作行程開始時(shí)，送料裝置應(yīng)已完成送料工作，料停在沖壓區(qū)等待沖壓。沖壓工作完成后，上模回到一定高度，即上、下模工作零件脫離時(shí)才能送料18。沖壓與送料過程時(shí)間上的配合關(guān)系可由工作周期圖來表示如圖10所示。1.滑塊上止點(diǎn)，2.抬輥開始點(diǎn)，3.沖壓區(qū)，4.滑塊下止點(diǎn)，5.抬輥結(jié)束點(diǎn)，6.送料開始，7.送料結(jié)束圖 10 送料周期圖Fig 10 Feeding cycle figure圖11 輥軸送料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖Fig 11 The roller transfer feeder structure需要說明的是，自動送料機(jī)構(gòu)與壓力機(jī)之間所用的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，桿的長度均為可調(diào)，另外曲柄聯(lián)接處

42、有偏心調(diào)劑盤可調(diào)偏心距，桿的聯(lián)接處用萬向聯(lián)軸節(jié)聯(lián)接19。5.2 結(jié)構(gòu)特性5.2.1 輥?zhàn)虞佔(zhàn)邮禽佪S送料機(jī)構(gòu)的主要工作零件。在送料過程中，輥?zhàn)又苯优c坯料接觸，其表面應(yīng)具有較高的耐磨性和良好的幾何形狀及尺寸精度。本設(shè)計(jì)的主動輥為下輥，根據(jù)公式（11）其直徑 送料進(jìn)距 下輥轉(zhuǎn)角，即搖桿擺角，一般從動輥直徑可設(shè)計(jì)的稍小些。從推薦的中心距系列中暫選 下輥轉(zhuǎn)速 上輥轉(zhuǎn)速 下輥傳動齒輪齒數(shù) 上輥傳動齒輪齒數(shù)輥?zhàn)娱L度一般取，因?yàn)橛杏鄶?shù)，所以圓整后取。由于輥?zhàn)影霃捷^大，采用實(shí)心的結(jié)構(gòu)太費(fèi)材料，而且不好加工難以達(dá)到預(yù)定的要求，實(shí)心也會加重輥?zhàn)拥闹亓渴沟脡毫蠒r(shí)摩擦力不好控制等不利因素，所以這里采用空心的結(jié)構(gòu)形式，上

43、輥采用與齒輪結(jié)合在一起的方式，這樣不僅節(jié)約材料，而且制作方便，便于更換和調(diào)整。如圖12圖 12 上輥Fig 12 Top roller下輥與齒輪分開設(shè)計(jì)，如圖圖13 下輥Fig 13 Lower roll輥?zhàn)邮峭ㄟ^材料與輥?zhàn)又g的摩擦力進(jìn)行送料的，因此輥?zhàn)娱g的壓緊力不能太小。而輥?zhàn)拥哪Σ亮χ饕怯脕砜朔牧纤瓦M(jìn)時(shí)與其他承料部件間的摩擦力和提供加速度的。如下式： （16）經(jīng)過實(shí)際計(jì)算，F(xiàn)應(yīng)為224N。由，查表得f=0.15。所以P=1500N，方向指向輥?zhàn)又行摹?.2.2 壓緊裝置輥式送料借助于輥?zhàn)雍团髁现g的摩擦力實(shí)現(xiàn)，為了防止在送料過程中輥?zhàn)优c坯料之間產(chǎn)生相對滑動，影響送料精度，應(yīng)設(shè)置壓緊裝

44、置對輥軸施加適當(dāng)?shù)膲毫?，以產(chǎn)生必要的摩擦力?？刹捎玫膲壕o裝置有螺旋彈簧式、板簧式、和彈簧杠桿式，本設(shè)計(jì)采用板簧式壓緊裝置，原理如圖14所示。圖14 板簧式壓緊裝置原理圖Fig 14 Leaf-spring type pressure device principle diagram本送料裝置中的壓緊裝置采用兩個(gè)彈簧間接壓緊的形式，且彈簧所提供的壓緊力可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)彈簧上面的螺母，從而達(dá)到調(diào)節(jié)彈簧壓緊力的效果。5.2.3 抬輥裝置抬輥裝置的作用是將上輥向上稍稍抬起，使坯料松開。送料裝置在使用過程中需要兩種抬輥動作：一種是開始裝料時(shí)臨時(shí)抬輥，使上、下輥間有一間隙，以便材料通過；第二種抬輥動作是

45、在每次送進(jìn)結(jié)束后，沖壓工作前，使材料處于自由狀態(tài)，以便導(dǎo)正。參考有關(guān)資料，常見的抬輥裝置有五種：撞桿式、氣動式、偏心式、斜楔式和凸輪式20。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)第一種抬輥動作采用手動，在抬輥機(jī)構(gòu)上加一個(gè)手柄，達(dá)到抬輥的目的；對第二種抬輥動作采用撞桿式抬輥裝置實(shí)現(xiàn)，撞桿后利用杠桿原理使上輥抬高。原理如圖15所示。圖 15 抬輥裝置原理圖Fig 15 Lift roller principle diagram另外，為了實(shí)現(xiàn)第一種抬輥動作，送料機(jī)構(gòu)中特別加了一個(gè)手柄，使它與撞桿式抬輥裝置連在一起，利用杠桿原理實(shí)現(xiàn)抬輥。手柄如圖16：圖16 手柄Fig 16 Handle 驅(qū)動機(jī)構(gòu)本設(shè)計(jì)采用的驅(qū)動方式為壓力機(jī)曲

46、軸驅(qū)動，驅(qū)動機(jī)構(gòu)用曲柄搖桿傳動。其他常用的驅(qū)動機(jī)構(gòu)有拉桿杠桿傳動、斜楔傳動、齒輪齒條傳動、螺旋齒輪傳動、鏈條傳動及氣動液壓傳動20。6.1 送料進(jìn)距調(diào)節(jié)裝置分析輥軸送料機(jī)構(gòu)必須和壓力機(jī)的工作協(xié)調(diào)，沖頭上升的空行程時(shí)，輥軸送進(jìn)；壓力機(jī)工作行程時(shí)，輥軸要保持材料禁止不動。而輥軸的運(yùn)動是由曲柄端頭的偏心盤帶動。因此傳動機(jī)構(gòu)偏心盤上的偏心距離e（即曲柄半徑）對保證工作協(xié)調(diào)至關(guān)重要。前面已經(jīng)提到過，自動送料機(jī)構(gòu)與壓力機(jī)之間所用的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，桿的長度均為可調(diào)，另外曲柄聯(lián)接處有偏心調(diào)劑盤可調(diào)偏心距。送料機(jī)構(gòu)有如下關(guān)系：S-送料進(jìn)距；-輥軸直徑；-輥軸的轉(zhuǎn)角因此：偏心距e與輥?zhàn)愚D(zhuǎn)角的關(guān)系如下： （17）通過

47、以上公式可以得出偏心距e與輥?zhàn)愚D(zhuǎn)角之間的關(guān)系，從而根據(jù)材料所需送進(jìn)距離S來調(diào)節(jié)偏心距e。.2 送料精度的分析 送料裝置的送料精度與傳動機(jī)構(gòu)的間隙、材料厚度、曲柄半徑與送料進(jìn)距的比值、材料的光滑程度，以及壓力機(jī)速度等一系列因素有關(guān)。一次送料裝置的送料精度最主要取決于送料速度，送料速度=送料進(jìn)距每分鐘送進(jìn)次數(shù)。送料速度過大則降低送料精度，本設(shè)計(jì)是通過防止或減少送料輥與材料之間的相對滑動，以及在送料行程終點(diǎn)準(zhǔn)確定位的方法來提高送料精度。防止輥與材料之間的相對滑動可通過提高輥軸與材料的壓力，從結(jié)構(gòu)上增大輥徑，提高輥軸材料與材料之間的摩擦系數(shù)等方法獲得。但壓力太大會壓壞材料，輥徑過大會導(dǎo)致慣性量增大，一般情況下取，為材料的屈服強(qiáng)度。為了在行程終點(diǎn)準(zhǔn)確的定位，采取了將輥軸設(shè)計(jì)成空心軸，安裝可靠完善的制動器，在模具上裝設(shè)定位銷，控制帶料的最后位置等方法10。6.3 間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)輥式送料機(jī)構(gòu)由壓力機(jī)的曲軸驅(qū)動，間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)在二者之間，起作用是將曲軸的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為送料輥的間歇轉(zhuǎn)動。本設(shè)計(jì)采用超越離合器來實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動，與下輥即主動輥連接。其它常用的間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)有棘輪機(jī)構(gòu)和蝸桿凸輪機(jī)構(gòu)等。離合器的選用，自動送料裝置中使用的定向離合器有普通定向離合器和異形滾子定向離合器。普通定向離合器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理是，當(dāng)外輪向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動時(shí)，由于摩擦力的作用使?jié)L柱