車輪轂畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、30江西工業(yè)貿(mào)易職業(yè)技術(shù)學(xué)院江西工業(yè)貿(mào)易職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文畢業(yè)設(shè)計(jì)名稱 車輪轂的數(shù)控加工工藝與編程 （ 2015-2016學(xué)年 上 學(xué)期） 系 部 機(jī)電工程系 專 業(yè) 數(shù)控技術(shù) 班 級(jí) 13數(shù)控技術(shù)班 姓 名 盛雅鵬 指導(dǎo)教師 黃勇剛 2015 年 10 月 28 日目錄 摘要41 緒論61.1我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)及技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀61.1.1 模具工業(yè)在經(jīng)濟(jì)中的地位與作用61.2 現(xiàn)代模具加工發(fā)展方向的研究71.2.1 電火花加工的特點(diǎn)71.2.2 高新技術(shù)在模具中的應(yīng)用71.3 現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)在模具加工中的應(yīng)用81.3.1 CAD/CAM技術(shù)81.3.2 Solid Works技術(shù)81.3.

2、3 Pro/E使用技術(shù)81.3.4 UG NX4 技術(shù)82 產(chǎn)品工件的沖壓工藝規(guī)程制定92.1沖裁件的工藝性分析92.1.1 變壓器墊片的工藝性分析92.1.2 沖裁工藝方案的確定103 變壓器墊片產(chǎn)品的排樣圖及材料的利用率的計(jì)算113.1 沖裁件的排樣方案確定113.2 材料利用率的計(jì)算124 沖裁模工作零件刃口尺寸的計(jì)算124.1凹、凸間隙值的確定124.2 刃口尺寸計(jì)算及方法的選擇134.3 沖裁工藝性的計(jì)算154.3.1 沖裁力的計(jì)算154.3.2 卸料力及推件力的計(jì)算164.3.3 模具壓力中心的確定164.3.4 壓力中心的計(jì)算174.3.5 壓力機(jī)公稱壓力的確定及設(shè)備的選擇174

3、.3.6 沖模的閉合高度計(jì)算185 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)195.1 模具結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)195.2 沖裁模零件的結(jié)構(gòu)組成及其零件的作用206 沖裁模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)226.1 凸模的設(shè)計(jì)226.1.1凸模的安裝方式226.1.2凸模的長(zhǎng)度計(jì)算226.1.3 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)236.1.4凸模固定板的選用236.2 凹模的設(shè)計(jì)236.2.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)246.2.1 凹模的固定方式256.3 定位零件的確定266.4 卸料裝置的確定與計(jì)算266.5 標(biāo)準(zhǔn)模架及連接固定件的設(shè)計(jì)297 結(jié)論31參考文獻(xiàn)32致謝33摘 要我的畢業(yè)設(shè)計(jì)是:變壓器墊片單工序沖壓模,即利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施加壓力，使其

4、產(chǎn)生板料分離，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。文中簡(jiǎn)要概述了沖壓模具目前的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢(shì)。對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了詳細(xì)工藝分析和工藝方案的確定。按照沖壓模具設(shè)計(jì)的一般步驟，計(jì)算并設(shè)計(jì)了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、墊板、卸料板、導(dǎo)尺、擋料銷等模架采用標(biāo)準(zhǔn)模架，選用了合適的沖壓設(shè)備。設(shè)計(jì)中對(duì)工作零件和壓力機(jī)規(guī)格均進(jìn)行了必要的校核計(jì)算。此外，本模具采用始用擋料銷；沖孔凹模和落料凹模則采用整體結(jié)構(gòu)。如此設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運(yùn)行可靠和沖壓產(chǎn)品大批量生產(chǎn)的要求。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

5、的工藝性設(shè)計(jì)，能否加工出合格的零件，以及后來(lái)的維修和存放是否合理等。該模具是根據(jù)市場(chǎng)要求所設(shè)計(jì)的，通過對(duì)零件的認(rèn)識(shí)可知，該零件所用的材料是08F優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，生產(chǎn)批量為中批量生產(chǎn)，再經(jīng)過方案比較，故選擇簡(jiǎn)單的落料沖裁作為該副模具工藝生產(chǎn)方案即比較加工又便于經(jīng)濟(jì)；經(jīng)過計(jì)算分析完成該模具的主要設(shè)計(jì)計(jì)算；設(shè)計(jì)模具的工作部分即凸、凹模的設(shè)計(jì)；選出符合該模具的定位方式、卸料出件方式、導(dǎo)向方式；選擇模具的材料即確定每個(gè)零部件的加工方案；僅接著根據(jù)模具的裝配原則，完成模具的裝配模具試沖通過試沖可以發(fā)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)和制造的不足，并找出原因給予糾正，并對(duì)模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修理。關(guān)鍵詞：變壓器墊片；沖壓模具；標(biāo)準(zhǔn)

6、模架；沖壓設(shè)備；落料 1 緒論 1.1我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)及技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 1.1.1 模具工業(yè)在經(jīng)濟(jì)中的地位與作用 模具是制造業(yè)的重要基礎(chǔ)工藝裝備，工業(yè)產(chǎn)品大批量生產(chǎn)和新產(chǎn)品開發(fā)都離不開模具，用模具生產(chǎn)制件所達(dá)到的(四高二低)高精度，高復(fù)雜程度，高一致性，高生產(chǎn)率和低耗能、低耗材，使模具工業(yè)在制造業(yè)中的地位越來(lái)越重要。模具品種繁多，共有10大類，包括沖壓、塑料、橡膠、鑄造、鍛壓等，用于制造業(yè)中幾乎所有產(chǎn)品的生產(chǎn)，現(xiàn)在模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一，隨著產(chǎn)品更新?lián)Q代越來(lái)越快，新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。新技術(shù)日新月異，模具的使用范圍已越來(lái)越廣，對(duì)模具的要求也越來(lái)越高了。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料，人們常

7、見的工業(yè)產(chǎn)品有6090的零件需要用模具成形，列舉如:產(chǎn)品名稱儀器儀表電機(jī)電器飛機(jī)坦克拖拉機(jī)等家用電器視聽設(shè)備辦公機(jī)械汽車 摩托車自行車 手表手機(jī) 風(fēng)扇照相機(jī)化工建材工程塑料制品橡膠制品用模具成形零件的比例60707080809090以上模具技術(shù)集合了機(jī)械、電子、化學(xué)、光學(xué)、材料、計(jì)算機(jī)、精密檢測(cè)和信息網(wǎng)絡(luò)等諸多學(xué)科，是一個(gè)綜合性高學(xué)科的系統(tǒng)工程。模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)快速的方向發(fā)展。模具產(chǎn)品的技術(shù)含量不斷提高，模具制造周期不斷縮短，模具生產(chǎn)朝著信息化、無(wú)圖化、精細(xì)化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化、經(jīng)營(yíng)國(guó)

8、際化的方向發(fā)展。目前我國(guó)隨著科學(xué)技術(shù)的飛速進(jìn)步，使模具技術(shù)及制造方式發(fā)生了根本性的變化，已經(jīng)從傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)，從有經(jīng)驗(yàn)的鉗工師傅為主導(dǎo)的技藝型生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變到了以數(shù)字化、信息化、自動(dòng)化生產(chǎn)為特征的現(xiàn)代模具工業(yè)生產(chǎn)時(shí)代。1.2 現(xiàn)代模具加工發(fā)展方向的研究 1.2.1 電火花加工的特點(diǎn) 電火花加工是利用浸在工作液中的兩極間脈沖放電時(shí)產(chǎn)生的電蝕作用蝕除導(dǎo)電材料的特種加工方法，又稱放電加工或電蝕加工，英文簡(jiǎn)稱EDM。電火花加工的特點(diǎn)如下：(1).脈沖放電的能量密度高，便于加工用普通的機(jī)械加工方法難于加工或無(wú)法加工的特殊材料和復(fù)雜形狀的工件(不受材料硬度影響，不受熱處理狀況影響)。 (2).脈沖

9、放電持續(xù)時(shí)間極短，放電時(shí)產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)擴(kuò)散范圍小，材料受熱影響范圍小。 (3).加工時(shí)，工具電極與工件材料不接觸，兩者之間宏觀作用力極小。工具電極材料不需比工件材料硬，所以工具電極制造起來(lái)比較容易。 (4).可以改變工件結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化加工工藝，提高工件使用壽命降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。 1.2.2 高新技術(shù)在模具中的應(yīng)用 (1).數(shù)控激光切割：激光切割所形成的割縫窄，能提高零件尺寸精度和材料利用率；割縫質(zhì)量好，無(wú)掛渣、邊緣垂直、表面光滑。在那些需要高精度、高效率切割薄板的領(lǐng)域，數(shù)控激光切割機(jī)仍然是首選設(shè)備。另外，激光切割還有能量密度高，切割熱影響區(qū)小，可以對(duì)常規(guī)方法無(wú)法加工的材料和零件進(jìn)行加工等諸多優(yōu)點(diǎn)。

10、但是數(shù)控激光切割機(jī)價(jià)格昂貴，設(shè)備投資費(fèi)用大概是精細(xì)等離子的2-3倍；當(dāng)用激光切割厚度超過6-8 mm的鋼板時(shí)，加工費(fèi)用將會(huì)大于精細(xì)等離子切割，外加日常維護(hù)工作量大，因此數(shù)控激光切割的運(yùn)行成本較高，這些不利因素。(2).等離子弧切割：在高溫、強(qiáng)電場(chǎng)條件下產(chǎn)生的等離子弧，經(jīng)機(jī)械壓縮、熱壓縮和磁壓縮，使弧柱電流密集、產(chǎn)生極高的溫度和高速氣流，高溫、高速的等離子弧焰流使工件金屬熔化，并被吹離基體形成割縫。由于弧柱溫度大大超過金屬及其氧化物的熔點(diǎn)，因此，除切割碳鋼外，等離子弧還可用于切割不銹鋼、鋁、銅等金屬。 / V9 + X$ X" A! Q3 o" Y' d* , Z$

11、7 (3)電鍍 :電鍍是指在含有欲鍍金屬的鹽類溶液中，以被鍍基體金屬為陰極，通過電解作用，使鍍液中欲鍍金屬的陽(yáng)離子在基體金屬表面沉積出來(lái)，形成鍍層的一種表面加工方法。鍍層性能不同于基體金屬，具有新的特征。根據(jù)鍍層的功能分為防護(hù)性鍍層，裝飾性鍍層及其它功能性鍍層。1.3 現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)在模具加工中的應(yīng)用 1.3.1 CAD/CAM技術(shù) CAD/CAM技術(shù)在模具生產(chǎn)中迅速得到普遍應(yīng)用，深刻地改變以了模具生產(chǎn)的面貌，將模具生產(chǎn)引入現(xiàn)代生產(chǎn)模式。本書著重闡述模具CAD/CAM的理論與方法，論述了其中的基本知識(shí)，CAD/CAM系統(tǒng)的硬件構(gòu)成，常用的CAD軟件以及軟件二次開發(fā)技術(shù)在模具領(lǐng)域的應(yīng)用，對(duì)沖壓和塑

12、料模具的CAD過程作了較為詳細(xì)的論述。本書還介紹了與模具CAD/CAM技術(shù)相關(guān)的一些新技術(shù)，如高速加工技術(shù)、逆向工程技術(shù)、快速成形技術(shù)和虛擬制造技術(shù)等。1.3.2 Solid Works技術(shù) SolidWorks是一款突破了CAD傳統(tǒng)觀念的設(shè)計(jì)軟件，提出了參數(shù)化、特征建模和全相關(guān)單一數(shù)據(jù)庫(kù)的CAD設(shè)計(jì)新思路，為工程設(shè)計(jì)人員提供了非常強(qiáng)大的應(yīng)用工具，而通過這些工具可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)、工程分析、繪制工程圖以及模具設(shè)計(jì)等操作。隨著版本的不斷更新和功能的不斷增加，SolidWorks更是擴(kuò)展了軟件的應(yīng)用范圍，面向?qū)I(yè)化和智能化的方向快速發(fā)展。1.3.3 Pro/E使用技術(shù) Pro/ENGINEERPr

13、o/E（Pro/Engineer操作軟件）是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/Engineer軟件以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，Pro/Engineer作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣。是現(xiàn)今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國(guó)內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域占據(jù)重要位置。其主要特點(diǎn)如下：1）3D實(shí)體模型。2）單一數(shù)據(jù)庫(kù)及全相關(guān)性。3）以特征作為數(shù)據(jù)庫(kù)的存取單位。4）參數(shù)化設(shè)計(jì)。1.3.4 UG NX4 技術(shù) Unigraphics NX是一個(gè)產(chǎn)品工程解決方案，它

14、為用戶的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及加工過程提供了數(shù)字化造型和驗(yàn)證手段。Unigraphics NX針對(duì)用戶的虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)的需求，提供了經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證的解決方案。Unigraphics NX為設(shè)計(jì)師和工程師提供了一個(gè)產(chǎn)品開發(fā)的嶄新模式，它不僅對(duì)幾何的操縱，更重要的是團(tuán)隊(duì)將能夠根據(jù)工程需求進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)。2 產(chǎn)品工件的沖壓工藝規(guī)程制定 如圖(2-1)所示為變壓器墊片的零件圖, 變壓器墊片零件選用的材料為08F，料厚為t=0.8mm ,精度為IT14, 生產(chǎn)綱領(lǐng)：年產(chǎn)30萬(wàn)件(中批量生產(chǎn)), 板料規(guī)格:1500mm ×1000mm。下面將對(duì)其沖裁工藝性進(jìn)行分析。 厚度：0.8 mm 材料：08F 生

15、產(chǎn)綱領(lǐng)：中批量生產(chǎn) 精度：IT14 圖2-1變壓器墊片的零件圖 2.1沖裁件的工藝性分析 2.1.1 變壓器墊片的工藝性分析 變壓器墊片在裝配中主要起到接口與接口之間的固定作用且防止松動(dòng)。沖裁件的工藝性是指沖裁件對(duì)沖裁工藝的適應(yīng)性。一般情況下，對(duì)沖裁件藝性影響最大的是幾何形狀、尺寸和精要求。良好的沖裁工藝性應(yīng)能滿足材料較省、工序較少、模具加工較易、壽命較高、操作方便及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等要求。(1)材料分析08F為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，塑性好，具有良好的沖壓成形性能。(2) 生產(chǎn)批量分析 該變壓器墊片,由生產(chǎn)批量年產(chǎn)30萬(wàn)件(中批量生產(chǎn))且采用單工序沖裁模。生產(chǎn)批量與模具類型關(guān)系見下表 生產(chǎn)性質(zhì)生產(chǎn)批量（

16、萬(wàn)件）模具類型設(shè)備類型小批量1簡(jiǎn)易模、組合模、單工序模通用壓力機(jī)中批量1-30單工序模、復(fù)合模、級(jí)進(jìn)模通用壓力機(jī)大批量30-150復(fù)合模、多工位自動(dòng)級(jí)進(jìn)模、自動(dòng)模機(jī)械化高速壓力機(jī)、自動(dòng)化壓力機(jī)大量150硬質(zhì)合金模、多工位自動(dòng)級(jí)進(jìn)模自動(dòng)化壓力機(jī)、專用壓力機(jī)(3) 精度等級(jí)分析 零件上有5個(gè)尺寸標(biāo)注了公差要求，由公差表查得其公差要求都屬于IT12，所以普通沖裁可以滿足零件的精度要求。對(duì)于2個(gè)未注公差尺寸，應(yīng)按照IT14查得公差為mm、mm。(4) 結(jié)構(gòu)形狀分析 零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、左右對(duì)稱，對(duì)沖裁較為有利，但外形有多處尖角，對(duì)模具的制造和使用壽命不利，建議在不影響使用的前提下改為圓弧過渡。建議過渡圓角值

17、應(yīng)為R=0.25mm。綜上所述，沖裁工件的形狀、尺寸、精度、均符合沖裁工藝要求，符合中批量生產(chǎn)，可進(jìn)行生產(chǎn)。2.1.2 沖裁工藝方案的確定 該零件為一落料件，所以工藝方案為一套單工序落料模生產(chǎn)該零件。3 變壓器墊片產(chǎn)品的排樣圖及材料的利用率的計(jì)算 3.1 沖裁件的排樣方案確定 (1) 確定搭邊值。有L=50mm，t=0.8mm查表得：工件間的搭邊為1.5mm，側(cè)搭邊值為a=1.8mm。(2) 確定排樣方法。由于該零件屬于中批量生產(chǎn)，且零件的精度等級(jí)為IT14級(jí)。從滿足尺寸精度、模具壽命和提高生產(chǎn)率3方面來(lái)考慮，決定采用有廢料排樣方法。(3)根據(jù)零件的形狀尺寸，結(jié)合板料規(guī)格1500mm 

18、5;1000mm×0.8mm進(jìn)行排樣。a.分析形狀, 應(yīng)采用單直排的排樣方式，零件可能的排樣如圖(3-1、3-2)兩種 圖3-1 圖 3-2 b.現(xiàn)選用1500mm×1000mm的鋼板，則需計(jì)算采用不同的裁剪方式時(shí)，每張板料能出的零件總個(gè)數(shù)。裁成寬43.6mm、長(zhǎng)1500mm的條料，則一張板材能出的零件總個(gè)數(shù)為裁成寬43.6mm、長(zhǎng)1000mm的條料，則一張板材能出的零件總個(gè)數(shù)為裁成寬53.6mm、長(zhǎng)1500mm的條料，則一張板材能出的零件總個(gè)數(shù)為裁成寬53.6mm、長(zhǎng)1000mm的條料，則一張板材能出的零件總個(gè)數(shù)為比較以上四種裁剪方法，第3、4種裁剪方法的材料利用率最高。

19、考慮工人操作方便，選用第4種裁剪方式，即裁為寬53.6mm、長(zhǎng)1000mm的條料。其具體排樣圖如圖3-3所示。 圖 3-3 橫裁短直排樣3.2 材料利用率的計(jì)算 衡量材料經(jīng)濟(jì)利用的指標(biāo)是材料利用率。單個(gè)零件的實(shí)際面積為A=1474.0mm 式中：A沖裁件面積（mm）；n板料上沖件總數(shù)； B板料寬度（）； L板料長(zhǎng)度（）；4 沖裁模工作零件刃口尺寸的計(jì)算 4.1凹、凸間隙值的確定 該變壓器墊片零件選用的材料為08F，由材料厚度t=0.8mm , 根據(jù)查下表的<沖裁模初始雙邊間隙值>可知: 查表得: Zmin =0.072 Zmax =0.104 材料厚度 /mm08F,10,35,0

20、9Mn,A3,B3 16Mn 40,50 Zmin Zmax ZminZmaxZminZmax0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.90.0900.1260.0900.1260.0900.1261.00.1000.1400.1000.1400.1000.1401.20.1260.1800.1260.1800.1260.1801.50.1320.2400.1320.24

21、00.1320.2301.750.2200.3200.2200.3200.2200.3202.00.2460.3600.2460.3800.2460.380 表 <沖裁模初始雙邊間隙值> 4.2 刃口尺寸計(jì)算及方法的選擇 由圖2-1所示的變壓器墊片的零件圖, 因?yàn)榱慵螤钶^復(fù)雜，而且材料厚度較薄，所以計(jì)算采用配做法。該沖裁件屬落料件，選擇凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件,只需要計(jì)算落料凹模刃口尺寸及制造公差,凸模刃口尺寸由凹模實(shí)際尺寸按間隙要求配作,故先計(jì)算凹模。凹模磨損后的尺寸變化情況見圖(4-1) 。 圖 2-1 圖 4-1 (1)磨損后刃口尺寸變大的有：mm、mm、 mm、mm，四個(gè)尺寸的精

22、度等級(jí)都為IT12，所以磨損系數(shù)X取0.75。帶入A類尺寸的計(jì)算公式得： (2)磨損后刃口尺寸變小的有：，尺寸的精度等級(jí)為IT14，磨損系數(shù)X取0.5則:(3)磨損后刃口尺寸不變的有：、，帶入公式有:故凸模刃口按凹模實(shí)際刃口尺寸配作，保證最小雙面間隙值為0.072mm。根據(jù)間隙求凸模磨損后的刃口尺寸 (4)磨損后刃口尺寸變小的是凹模刃口尺寸變大的值與間隙值之差: (5)磨損后刃口尺寸變大的有: (6)磨損后刃口尺寸不變的有: 4.3 沖裁工藝性的計(jì)算 4.3.1 沖裁力的計(jì)算 沖裁力的大小主要與材料力學(xué)性能、厚度和沖裁件分離的輪廓長(zhǎng)度有關(guān)。本設(shè)計(jì)中采用平刃口沖裁，沖裁力的計(jì)算公式為：式中：L沖

23、裁件周邊長(zhǎng)度（mm）；t材料厚度（mm）；材料抗剪強(qiáng)度（MPa）；K系數(shù)?？紤]到模具刃口的磨損，模具間隙的波動(dòng)，材料力學(xué)性能的變化及材料厚度偏差等因素，一般取K=1.3。查模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)得：08鋼材的。此圖中零件的周長(zhǎng)為L(zhǎng)=218mm，材料厚度t=0.8mm，08鋼的抗剪強(qiáng)度取=382MPa，則沖裁該零件所需沖裁力為 F=1.3×218×0.8×382N=8667.0486.7KN4.3.2 卸料力及推件力的計(jì)算 模具采用彈性卸料裝置和推件結(jié)構(gòu)，所需卸料力F和推件力F為: F=KF=0.05×86.7KN=4.34KN F=NKF=5×

24、0.055×86.7KN24KN式中: F卸料力（N）；K卸料力系統(tǒng)； F沖裁力（N）；F推件力（N）；K推件力系數(shù)；F沖裁力（N）；N梗塞在凹模內(nèi)料的個(gè)數(shù)， h為凹模刃壁垂直高度，t為料厚。4.3.3 模具壓力中心的確定 沖裁時(shí)沖裁力的合力作用點(diǎn)稱為沖模壓力中心。在設(shè)計(jì)模具時(shí),要求模具的模柄中心(一般情況也是凹模幾何中心)與沖模壓力中心重合。對(duì)要求不高或沖裁力較小或間隙較大的模具,壓力中心也不允許超出模柄投影面積范圍。模具的中心與沖裁力的中心重合時(shí),可以延長(zhǎng)模具的壽命,又不至于損壞壓力機(jī),因此有必要計(jì)算出沖裁力的中心,應(yīng)盡可能的使壓力機(jī)滑塊中心線一致，以使沖模平穩(wěn)地工作，間隙均勻,

25、減少壓力機(jī)和模具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的磨損，加快刃口速度,提高模具及壓力機(jī)壽命。4.3.4 壓力中心的計(jì)算 零件為左右對(duì)稱件，所以只需計(jì)算壓力中心縱坐標(biāo)。建立圖(4-2)所示坐標(biāo)系，并將零件左半部分圖形分解為9條直線，則每段直線的長(zhǎng)度及中點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別為：、； 、； 、； 、；、； 、； 、； 、；、；代入壓力中心計(jì)算公式得: 圖 4-2 4.3.5 壓力機(jī)公稱壓力的確定及設(shè)備的選擇 沖壓設(shè)備選擇時(shí)需注意以下幾點(diǎn)：（a）、壓力機(jī)的噸位應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥跊_裁時(shí)的總力。式中: 所選壓力機(jī)的噸位。沖裁時(shí)的總力。則零件所需的沖壓力為:（b）、根據(jù)模具結(jié)構(gòu)選擇壓力機(jī)類型和行程（沖程）次數(shù)。復(fù)合模工件需從模具中間出件，

26、選用可傾式壓力機(jī)為最好（c）、根據(jù)模具尺寸大小、安裝和進(jìn)出料等情況選擇壓力機(jī)臺(tái)面尺寸，如有推件時(shí)應(yīng)考慮臺(tái)面孔的大小使沖后有關(guān)零件能自由通過。（d）、選擇壓力機(jī)的閉合高度與模具是否相配。（e）、模柄直徑、長(zhǎng)度尺寸是否與壓力機(jī)滑塊模柄孔直徑、深度尺寸相當(dāng)。（f）、壓力機(jī)滑塊行程應(yīng)該是拉深深度的22.5倍。（g）、壓力機(jī)的行程次數(shù)應(yīng)當(dāng)保證有最高的生產(chǎn)效率。（h）、壓力機(jī)應(yīng)該使用方便和安全。查模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)得，選用開式壓力機(jī)J2316。 故設(shè)備的相關(guān)參數(shù)如下：公稱壓力16t；滑塊的行程：70mm；工作臺(tái)尺寸：300×110。4.3.6 沖模的閉合高度計(jì)算 沖模的閉合高度是指滑塊在下死

27、點(diǎn)即模具在最低工作位置時(shí)，上模座上平面與下模座下平面之間的距離H。沖模的閉合高度必須與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng)。壓力機(jī)的裝模高度是指滑塊在下死點(diǎn)位置時(shí)，滑塊下端面至墊板上平面間的距離。當(dāng)連桿調(diào)到最短時(shí)為壓力機(jī)的最大裝模高度；連桿調(diào)至最長(zhǎng)時(shí)為最小裝模高度。沖模的閉合高度H應(yīng)介于壓力機(jī)的最大裝模高度和最小裝模高度之間，其關(guān)系為如圖示：所以閉合高度應(yīng)為： 5 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1 模具結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí) 由于材料為08鋼，料料厚度t=0.8mm，所以采用彈性卸料裝置，零件為一落料件，所以設(shè)計(jì)的模具為簡(jiǎn)單落料模。裝配圖如下: 裝配圖 1-下模座 2-銷釘 3-凹模 4-導(dǎo)料銷 5-橡膠 6-導(dǎo)套 7-凸模固定板

28、 8-上模座 9-卸料螺釘 10-模柄 11-橫銷 12-防轉(zhuǎn)銷 13-螺釘 14-墊板 15-凸模 16-導(dǎo)柱 17-卸料版 18-螺釘 19-擋料銷 5.2 沖裁模零件的結(jié)構(gòu)組成及其零件的作用 根據(jù)作用功能的不同，沖裁模零件可細(xì)分成工作零件、定位零件、卸料及出件零件、導(dǎo)向零件、固定零件和標(biāo)準(zhǔn)件等六類，模具具體結(jié)構(gòu)見下表。零件種類零件名稱零件作用模具結(jié)構(gòu)工藝零件工作零件凸模、凹模直接對(duì)零件進(jìn)行加工，完成板料的分離凸凹模刃口鑲塊定位零件定位銷確定沖壓加工中坯料在沖模中正確的位置導(dǎo)料銷、導(dǎo)正銷導(dǎo)料板、導(dǎo)料銷側(cè)壓板、承料板側(cè)刃壓料、卸料及出件零件卸料版使沖件與廢料得以出模，保證順利實(shí)現(xiàn)正常的沖壓生

29、產(chǎn)壓料板頂件塊推件塊廢料切刀結(jié)構(gòu)零件導(dǎo)向零件導(dǎo)柱正確保證上下模之間的相對(duì)位置，以保證沖壓精度導(dǎo)套導(dǎo)板固定零件上、下模座承裝模具零件或?qū)⒛＞呔o固在壓力機(jī)上模柄凸、凹模固定板墊板標(biāo)準(zhǔn)件及其他螺釘、銷釘完成模具零件之間的相互連接彈簧等其他零件6 沖裁模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.1 凸模的設(shè)計(jì) 變壓器墊片零件圖形狀較復(fù)雜，局部有突出和凹入部分，所以沖裁凸模的形狀適合做成直通型，以便于線切割的加工，凸模的固定采用凸模固定板，兩者之間為過渡配合關(guān)系，并在凸模頭部采用穿橫銷吊裝的結(jié)構(gòu)。凸模長(zhǎng)度須在繪制模具裝配圖時(shí)具體確定。凸模如圖(6-1)及凸模固定板如圖(6-2)結(jié)構(gòu)如下： 圖6-1 凸模 圖6-2凸模固

30、定板6.1.1凸模的安裝方式 凸模的固定方式很多，根據(jù)凸模型狀，直徑大小，可將凸模壓入固定板內(nèi)，采用配合；以便安裝方便、理修與更換。6.1.2凸模的長(zhǎng)度計(jì)算 凸模的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)沖模的具體結(jié)構(gòu)確定。應(yīng)留有修磨余量，并且模具的閉合狀態(tài)下，卸料板至凸模固定板應(yīng)留有避免壓手的安全距離。本模具設(shè)計(jì)為倒裝式復(fù)合模，因此凸模的長(zhǎng)度按下式計(jì)算： 式中： 凸模固定板厚度； 凹模的厚度；修磨余量，一般選?。?.51）。6.1.3 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 如圖6-3所示 圖6-3 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.1.4凸模固定板的選用 （1）凸模固定板將凸模固定在模座上，其平面輪廊尺寸除應(yīng)保證凸模安裝孔外，還要考慮螺釘與銷釘孔的設(shè)置。基型

31、式有圓形和矩形兩程。厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍。H =(0.60.8)h×=1221（約值為取值）式中 h凹模的厚度；H凸模固定板的厚度。6.2 凹模的設(shè)計(jì) 凹模采用直刃口結(jié)構(gòu)，根據(jù)零件的料厚查表得其直刃口高度為5mm，根據(jù)零件刃口形狀，決定凹模的外形采用矩形，上面布置四道緊固螺釘（M8）和兩個(gè)銷釘（8）完成凹模與其他零件的連接。根據(jù)凹模高度和壁厚的計(jì)算公式可得： 凹模高度凹模壁厚所以凹模的總長(zhǎng)為，凹模的寬度為 。其如下圖（6-4）凹模： 圖6-4 凹模 6.2.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在復(fù)合模中，凹模的內(nèi)外緣為刃口。具體形式如下圖6-5所示； 圖6-5 凹模的結(jié)構(gòu)形式 檢查螺孔

32、與銷孔之間、螺孔銷孔與凹模刃口之間以及螺孔銷孔距凹模外壁之間的距離是否滿足最小距離要求：設(shè)螺孔中心距凹模外邊緣的距離為15mm（查表最小值為12mm），則可計(jì)算螺孔與銷孔之間的距離為：大于查表所得最小值5mm，銷孔中心到刃口的距離為:，大于查表所得最小值14mm，所以螺釘孔與銷釘孔的位置基本合理。6.2.1 凹模的固定方式 不同凹模厚度的緊固螺釘尺寸選用及許可承載能力不同,具體參考值見1表2-26?？蛇x用螺釘直徑為M5、M6的螺釘。則選用M6，材料為45號(hào)鋼的螺釘，其螺釘?shù)脑S用負(fù)載能力為3100N凹模螺釘和銷釘固定在模座上,釘孔至刃口邊及釘孔之間的距離要有足夠的強(qiáng)度,其最小值可參考1表2-25

33、，則選用最小距離為10的.6.3 定位零件的確定 該變壓器墊片零件是一簡(jiǎn)單落料模，材料厚度較薄，應(yīng)采用彈性卸料裝置，定位元件選用導(dǎo)料銷和固定擋料銷配合使用，直接安裝于凸模上即可。6.4 卸料裝置的確定與計(jì)算 由于該變壓器墊片零件的材料厚度為0.8mm，材料較薄，所以模具采用彈性卸料裝置，彈性元件選用橡膠，其尺寸計(jì)算如下：（1）確定橡膠墊的自由高度得: 由以上兩個(gè)公式得。（2）確定橡膠墊的橫截面積得:查得矩形橡膠墊在預(yù)壓量在10%15%時(shí)的單位壓力為0.5Mpa，所以:（3）確定橡膠墊的平面尺寸，根據(jù)零件的形狀特點(diǎn)，橡膠墊的外形應(yīng)為矩形，中間開有矩形孔以避讓凸模。結(jié)合零件的具體尺寸，橡膠墊中間的

34、避讓孔尺寸為45mm×55mm，外形暫定一邊長(zhǎng)為110mm，則另一邊長(zhǎng)為:（4）校核橡膠墊的自由高度故橡膠墊的高徑比在0.5-1.5之間，所以選用的橡膠墊規(guī)格合理。橡膠的裝模高度約為0.85×36mm=30.6mm，取整，裝模高度為30 mm。卸料板外形尺寸同凹模外形尺寸（110mm×100mm），厚度取 8mm，并用四個(gè)卸料螺釘將其和橡膠固定于上模。（5）卸料板如圖（6-6）所示。卸料板的具體高度可根據(jù)導(dǎo)料板的高充來(lái)計(jì)算，具體如下公式：h=H-(0.1 0.3)t=10-0.2=9.817式中：h卸料板；H導(dǎo)料板的高度；導(dǎo)料板厚度可選用1表3-28導(dǎo)料板的高度t

35、板料厚度。 圖（6-6） 卸料板零件圖 （6）墊板（如圖6-7所示、6-8實(shí)體圖所示）。墊板的作用是直接隨和擴(kuò)散凸模傳遞的壓力，以降低模座所受的單位壓力，保護(hù)模座以免被凸模端面壓陷。沖裁凸模是否加墊板，應(yīng)根據(jù)模座承壓的大小進(jìn)行判斷。凸模支承端面對(duì)模座的單位壓力為（Mpa） Mpa式中： F沖裁力（N）；A凸模支承端面積（m）如果凸模支承端面的單位壓力p大于模座材料的許用壓應(yīng)力，則需加經(jīng)淬硬磨平的墊板；反之則不加。根據(jù)計(jì)算查1表2-39模板材料的許用壓應(yīng)力得需加墊板。厚度選用為8 圖（6-7）墊板零件圖 圖（6-8）墊板實(shí)體圖 6.5 標(biāo)準(zhǔn)模架及連接固定件的設(shè)計(jì) 由前計(jì)算已知，該例凹模的外形尺寸為110mm×100mm，為了操作方便模具采用后置導(dǎo)柱模架如圖(6-10)，根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，可查得模架規(guī)格為：上模座125mm×100mm×30mm，下模座125mm×100mm×35mm，導(dǎo)柱22mm×130mm，導(dǎo)套22mm×80mm×28mm。該零件中所需沖壓力計(jì)算為97KN，初選壓力機(jī)為J2316。模具中模柄采用壓入式模柄如圖(6-9)，根據(jù)設(shè)備上模柄孔尺寸，選用規(guī)格A30×73的模柄。模具中上模采用墊板以保護(hù)上模座，墊板的外形尺寸同凹