多工位級(jí)進(jìn)模大設(shè)計(jì)說明書

1、1 前言1.1 研究背景模具是用來成型各種工業(yè)產(chǎn)品的一種重要工藝裝備，是機(jī)械制造工業(yè)成型毛坯或零件的一種手段?，F(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，在很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平，模具工業(yè)對(duì)國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展將會(huì)起越來越大的作用，因而我們對(duì)模具的要求也在不斷提高。為沖壓工藝服務(wù)的沖模約占模具總量的40%。以沖壓方法為主制造的零件，比較有代表性且與人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)的有汽車覆蓋件、搪瓷與不銹鋼器皿、各種家用電器的外殼（罩）等，它們帶來了產(chǎn)品層出不窮的外觀變化。從經(jīng)濟(jì)合理性方面看，通過合理設(shè)計(jì)、優(yōu)化排樣，沖壓工藝可以獲得很高的材料利用率。一般的沖壓工藝，生產(chǎn)效率為幾件/分至幾十件/分，自動(dòng)

2、化生產(chǎn)可達(dá)千件/分以上。從技術(shù)先進(jìn)性方面看，沖壓是通過模具對(duì)板材施加壓力或拉力，使板材塑性成型，從而獲得一定尺寸、形狀和性能的一種零件加工方法。由于沖壓加工經(jīng)常在材料冷狀態(tài)下進(jìn)行，因此成為冷沖壓。沖壓加工作為一個(gè)行業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)的加工工業(yè)中占有重要的地位。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，沖壓件在各個(gè)行業(yè)中均占有相當(dāng)大的比重，尤其在汽車、電機(jī)、儀表、軍工、家用電器等方面所占比重更大。沖壓加工的應(yīng)用范圍極廣，從精細(xì)的電子元件、儀表指針到重型汽車的覆蓋件和大梁、高壓容器封頭以及航空航天器的機(jī)身等均需沖壓加工。我國模具行業(yè)從起步到飛躍發(fā)展，經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)，近代以來，我國模具技術(shù)有了很大的發(fā)展，模具水平有了較大的提高，模具

3、國產(chǎn)化取得了可喜的成就。大型、精密、復(fù)雜、高效和長壽模具又上了一個(gè)新的臺(tái)階。大型復(fù)雜沖模以汽車覆蓋件模具為代表，有了長足的進(jìn)步。模具CAD/CAM/CAE技術(shù)相當(dāng)廣泛地得到應(yīng)用，并開發(fā)出了自主版權(quán)的模具CAD/CAE軟件。電加工、數(shù)控加工在模具制造技術(shù)發(fā)展上發(fā)揮了重要作用。我國已成為使用各類模具的大國，目前，國內(nèi)已能生產(chǎn)精度達(dá)2微米的精密多工位級(jí)進(jìn)模，工位數(shù)最多已達(dá)160個(gè)，壽命12億次。在大型塑料模具方面，現(xiàn)在已能生產(chǎn)48英寸電視的塑殼模具、6.5K大容量洗衣機(jī)的塑料模具，以及汽車保險(xiǎn)杠、整體儀表板等模具。在精密塑料模具方面，國內(nèi)已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具等。在大

4、型精密復(fù)雜壓鑄模方面，國內(nèi)已能生產(chǎn)自動(dòng)扶梯整體踏板壓鑄模及汽車后橋齒輪箱壓鑄模。在汽車模具方面，現(xiàn)已能制造新轎車的部分覆蓋件模具。雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重還比較低，CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高，許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用還不夠廣泛等等。特別在大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具技術(shù)上存在明顯差距，這些類型模具的生產(chǎn)能力也不能滿足國內(nèi)需求，因而需要大量從國外進(jìn)口。因此，學(xué)習(xí)外國模具工業(yè)建設(shè)和模具設(shè)計(jì)生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國的具體情況，推行合理化的模具生產(chǎn)過程，是我國模具工業(yè)中的重要任務(wù)。主要

5、有一下幾個(gè)發(fā)展方向：提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計(jì)制造水平、在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)、大力發(fā)展快速制造成形和快速制造模具技術(shù)、提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率等1。1.2 課題內(nèi)容及意義本課題主要的內(nèi)容如下： 擬定開口卡圈級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)成型工藝。 合理選擇模具結(jié)構(gòu)，正確選用成型設(shè)備。 擬定自動(dòng)送料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，完成CAD設(shè)計(jì)。近年來我國模具工業(yè)飛速發(fā)展，沖裁模和塑料成型模的需求量越來越大。這就需要一大批專業(yè)的模具人才。高等院校作為向社會(huì)輸入高質(zhì)量人才的機(jī)構(gòu)，必須加強(qiáng)這類技能的培養(yǎng)。綜上所述，開口卡圈級(jí)進(jìn)模及自動(dòng)送料系統(tǒng)設(shè)計(jì)這一課題的目的和意義是：綜合運(yùn)用塑料模具

6、設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖、公差與技術(shù)測(cè)量、機(jī)械原理及零件、模具材料及熱處理、模具制造工藝等先修課程的知識(shí)，分析和解決塑料模具設(shè)計(jì)問題，進(jìn)一步鞏固、加深和拓展所學(xué)的知識(shí)。通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，掌握注塑模具CAD-CAE-CAM過程，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和競爭意識(shí)，基本掌握塑料模具設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。通過計(jì)算、繪圖和運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)等有關(guān)設(shè)計(jì)資料，進(jìn)行塑料模具設(shè)計(jì)全面的基本技能訓(xùn)練，為從事模具設(shè)計(jì)打下一個(gè)良好的實(shí)踐基礎(chǔ)。2 文獻(xiàn)綜述2.1 沖裁模的分類沖裁模分類的方法很多，常用的見表2.1。表2.1 沖裁模分類分類方法模具名稱 板料分離狀態(tài)及模具特點(diǎn)按工序性質(zhì)分類落料模沿封閉輪廓將沖件

7、與板料分離，沖下來的部分為沖件沖孔模沿封閉輪廓將沖件與板料分離，沖下來的部分為廢料切邊模將沖件多余的邊緣切掉切口模沿敞開的輪廓將沖件沖出切口，但沖件不完全分離整修模切除沖裁件的粗糙邊緣，獲得光潔垂直的工件斷面精沖模利用帶齒的壓料板，在工作時(shí)強(qiáng)行壓入材料，造成材料的徑向壓力，通過將沖件與條料分離的沖壓行程獲得精度高、斷面質(zhì)量好的沖件的模具按工序組合分類單工序模在一副模具中只完成一個(gè)工序的沖模級(jí)進(jìn)模在一副模具中的不同位置上完成兩個(gè)或兩個(gè)以上工序，最后將沖件與條料分離的沖模復(fù)合模在一副模具中的同一位置上，完成幾個(gè)不同工序的沖模2.2 級(jí)進(jìn)模同一副模具上具有按一定次序排列的多個(gè)等距離工位，在壓機(jī)的一次

8、行程中，不同工位完成各自的沖壓工序，然后坯料按固定步距向同一方向移動(dòng)并依次經(jīng)歷模具上所有工位的沖制，最后得到成型的零件或半成品，這種模具習(xí)慣上稱為級(jí)進(jìn)模，或連續(xù)模、跳步模。當(dāng)工序較多時(shí)，就叫“多工位級(jí)進(jìn)?！?。與復(fù)合模相比，級(jí)進(jìn)模的優(yōu)勢(shì)是一副模具可以安排多個(gè)工序，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但由于工作時(shí)存在定位誤差，不同工位加工的零件的相對(duì)位置精度不易保證；復(fù)合模的優(yōu)勢(shì)是一次復(fù)合加工出的各尺寸的相對(duì)精度高，但復(fù)合模一次復(fù)合的工序數(shù)有限，一般只能23個(gè)工序。歸納起來，多工位級(jí)進(jìn)模的沖壓具有以下特點(diǎn)。 生產(chǎn)效率高。在一副模具中可完成沖裁、彎曲、拉深、成型等多道次和多種類工序，適合批量很大而厚度較薄的中、小型沖壓

9、件加工。 自動(dòng)化程度高。一般采用自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)。特別是一些超小沖壓件的大批量生產(chǎn)，還要配合高速?zèng)_床及各種輔助設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)4000次/min的高速?zèng)_壓。 操作安全。自動(dòng)送料時(shí)，操作人員的手不必進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域。同時(shí)，模具內(nèi)還裝有安全檢測(cè)裝置，可防止加工時(shí)發(fā)生誤送進(jìn)或意外。 模具壽命長。多工位級(jí)進(jìn)模沖壓的零件，一般尺寸較小且材料??；另外工序不必集中在一個(gè)工位，不存在“最小壁厚”問題，凸、凹模受力條件好。 可減少半制品運(yùn)輸、倉庫及廠房的面積。采用多工位級(jí)進(jìn)模沖壓，一臺(tái)沖床可完成坯料到成品的各種沖壓過程，免去用單工序模時(shí)制件的周轉(zhuǎn)和儲(chǔ)存環(huán)節(jié)2。2.3 沖壓生產(chǎn)的自動(dòng)化與自動(dòng)模 沖壓生產(chǎn)的自動(dòng)化，按照自動(dòng)化范

10、圍和自動(dòng)化程度不同，可分為沖壓全過程自動(dòng)化、自動(dòng)壓力機(jī)和沖壓自動(dòng)生產(chǎn)線、自動(dòng)模。從沖壓自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的情況來看，目前沖壓加工自動(dòng)化主要是把加工材料自動(dòng)送到?jīng)_模的作業(yè)點(diǎn)（工作位置）上，并把沖壓件自動(dòng)取出為主的自動(dòng)化。這里包括三種情況：（1）采用自動(dòng)壓力機(jī)；（2）在普通壓力機(jī)上安裝通用的自動(dòng)送料裝置、自動(dòng)卸件、自動(dòng)出件裝置以及檢測(cè)裝置；（3）沖模本身帶有自動(dòng)送料、卸件、出件、檢測(cè)等裝置的自動(dòng)模。隨著近代工業(yè)的發(fā)展，以沖模為中心的電子計(jì)算機(jī)控制全自動(dòng)沖壓加工系統(tǒng)的研制十分重要?，F(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了全自動(dòng)沖壓加工生產(chǎn)線、沖壓加工中心、全自動(dòng)落料沖床、自己備有薄板上料和卸料的電子計(jì)算機(jī)數(shù)控轉(zhuǎn)塔式?jīng)_床以及其它自

11、動(dòng)沖壓系統(tǒng)。而這些系統(tǒng)必須配備高質(zhì)量、高效率的沖模，這便要求我們提高制模能力?，F(xiàn)今市場(chǎng)競爭激烈，客觀要求產(chǎn)品的生產(chǎn)周期要越短越好。在現(xiàn)代化的機(jī)械加工過程中，消耗于送料的時(shí)間損失是組成零件單件加工時(shí)間的一部分，它屬于輔助時(shí)間。要想提高效率，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(dòng)化程度。自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)就是為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)中送料工序自動(dòng)化而設(shè)計(jì)的一種專用機(jī)構(gòu)。自動(dòng)送料機(jī)適用于軸承行業(yè)、小五金行業(yè)、標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)的沖壓加工，用機(jī)械代替人工送料，將工件送至模具中心，自動(dòng)裝料和卸料，提高了生產(chǎn)效率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，改善了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，使操作工人雙手脫離沖床的沖切區(qū)、保

12、證操作工人的人身安全，同時(shí)提高送料質(zhì)量，改善了勞動(dòng)條件，使操作工人從緊張的勞動(dòng)中解放出來，生產(chǎn)率比人工操作提高23倍以上。自動(dòng)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(dòng)化成批大量的生產(chǎn)中顯然是實(shí)用的，不但可以把操作人員從復(fù)雜而繁重的勞動(dòng)中解脫出來，而且對(duì)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(dòng)或自動(dòng)機(jī)床，將會(huì)充分發(fā)揮機(jī)床的潛在能力，這是一個(gè)具有重大意義的事情，而在機(jī)床上安裝自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)便是其中的一個(gè)主要方向。通過這些資料的整合分析，對(duì)我完成沖裁件的工藝分析與設(shè)計(jì)的方案確定提供了很大的理論支持和幫

13、助，使我可以順利的完成該課題的開頭工作。3 總體方案選擇及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)該設(shè)計(jì)可分為三個(gè)部分：一、沖孔落料級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)；二、自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；三、分別完成獨(dú)立的部件設(shè)計(jì)后，在所選用的壓力機(jī)上進(jìn)行模具及自動(dòng)送料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。3.1 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析3.1.1 零件結(jié)構(gòu)分析本設(shè)計(jì)是要做一個(gè)開口卡圈級(jí)進(jìn)模及自動(dòng)送料系統(tǒng)，開口卡圈是由08鋼生產(chǎn)，熱處理，表面光亮。其立體圖如圖3-1所示。該開口卡圈外徑定為40mm，內(nèi)徑24mm，厚度為1mm。沒有任何窄槽和其余小孔結(jié)構(gòu)。整體形狀、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，料薄、尺寸小。整個(gè)工藝過程只有沖孔、落料兩道工序。圖3-1 開口卡圈立體圖圖3-2 開口卡圈平面圖3.1.2 零件工藝

14、性分析沖裁件的工藝性，是指沖裁件對(duì)沖裁工藝的適應(yīng)性。一般情況下，對(duì)沖裁件工藝性影響最大的是制件的結(jié)構(gòu)形狀、精度要求、形位公差及技術(shù)要求等。沖裁件的工藝性合理與否，影響到?jīng)_裁件的質(zhì)量、模具壽命、材料消耗、生產(chǎn)率等，設(shè)計(jì)中應(yīng)盡可能提高其工藝性3。沖裁件的形狀應(yīng)盡可能簡單、對(duì)稱、避免復(fù)雜形狀的曲線，在許可的情況下，把沖裁件設(shè)計(jì)成少、無廢料排樣的形狀，以減少廢料。矩形孔兩端宜用圓弧連接，以利于模具加工。沖裁件各直線或曲線的連接處，盡量避免銳角，嚴(yán)禁尖角。除在少、無廢料排樣或采用鑲拼模結(jié)構(gòu)時(shí)，都應(yīng)用適當(dāng)?shù)膱A角相連。沖裁件凸出或凹入部分不能太窄，盡可能避免過長的懸臂和窄槽。沖裁件的孔徑因受沖孔凸模強(qiáng)度和剛

15、度的限制，不宜太小，否則容易折斷或壓彎，沖孔的最小尺寸取決于沖壓材料的力學(xué)性能、凸模強(qiáng)度和模具結(jié)構(gòu)。沖孔件上孔與孔、孔與邊緣之間的距離不能過小，以避免工件變形、模壁過薄或因材料易被拉入凹模而影響模具壽命。此工件只有落料和沖孔兩個(gè)工序。 材料為08鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，工件的尺寸為自由公差，可看作IT14級(jí)，尺寸精度較低，普通沖裁完全能滿足要求。3.2 模具方案選擇 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇沖壓模按工序的組合程度可分為單工序模、復(fù)合模、和級(jí)進(jìn)模。復(fù)合模是在壓力機(jī)的一次行程中，在同一位置同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的工序的模具；級(jí)進(jìn)模是把一個(gè)沖壓件的幾個(gè)工序，排列成一定順序，在壓

16、力機(jī)的一次行程中，在不同位置同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的工序的模具。選擇何種模具，要根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)批量、尺寸精度、形狀復(fù)雜程度、模具成本等多方面的因素來考慮。由于模具費(fèi)用在制件成本中占很大的比例，所以，沖裁件的生產(chǎn)批量在很大程度上決定了沖裁工序的組合程度，即決定所用的模具結(jié)構(gòu)。一般說來，新產(chǎn)品試制與小批量生產(chǎn)，模具結(jié)構(gòu)簡單，力求制造快，成本低，采用單工序沖裁，對(duì)于中批和大批量生產(chǎn)，模具結(jié)構(gòu)力求完善，要求效率高、壽命長，采用復(fù)合沖裁或級(jí)進(jìn)模沖裁。復(fù)合沖裁所得工件公差等級(jí)高，內(nèi)、外形同軸度一般可達(dá)±0.02±0.04mm，因?yàn)樗苊饬硕啻螞_壓的定位誤差，并且在沖裁過程中可以進(jìn)行壓

17、料，工件較平整，不翹曲。級(jí)進(jìn)沖裁所得工件得尺寸公差等級(jí)較復(fù)合沖裁低，工件由拱彎、不夠平整，單工序沖裁的工件精度最低。復(fù)合沖裁可用于各種尺寸的工件。材料厚度一般在3mm以下。但工件上孔與孔之間和孔與邊緣之間的距離不能太小。孔邊距小于最小合理值時(shí)，若采用復(fù)合沖裁，則該部位的凸凹模的壁厚因小于最小極限值，易因強(qiáng)度不足而破裂。此時(shí)也不宜采用單工序沖裁，因孔邊距過小，落料后沖孔時(shí)，這些部位會(huì)發(fā)生外脹和歪扭變形，得不到合格的產(chǎn)品，這時(shí)宜采用級(jí)進(jìn)沖裁，這樣可避免這些缺陷。級(jí)進(jìn)模沖裁可以加工形狀復(fù)雜、寬度很小的異形零件，而可沖裁的材料厚度比復(fù)合沖裁要大。但級(jí)進(jìn)沖裁受壓力機(jī)臺(tái)面尺寸的限制，沖裁工件一般為中、小型

18、件。為提高生產(chǎn)效率與材料利用率，常采用多排沖壓。級(jí)進(jìn)沖裁時(shí)廣泛采用多排沖壓，但復(fù)合沖裁則很少采用。對(duì)復(fù)雜形狀的工件，采用復(fù)合沖裁與采用連續(xù)沖裁相比，模具制造，安裝調(diào)整較易，成本較低。尺寸中等的工件，由于制造多副單工序模的費(fèi)用比復(fù)合模昂貴，也宜采用復(fù)合沖裁。對(duì)簡單形狀、精度不高的零件，采用級(jí)進(jìn)模沖裁，模具結(jié)構(gòu)較之復(fù)合模簡單，易于制造。復(fù)合沖裁工件不能漏下，出件或清除廢料較困難，工作安全性較差，級(jí)進(jìn)沖裁較安全4。本設(shè)計(jì)中，該工件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，綜上所述可得以下三種工藝方案：方案一：采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料-沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔-落料級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。

19、方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需兩道工序兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足中批量生產(chǎn)要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，但工件最小壁厚較小，模具強(qiáng)度較差，制造難度大，并且沖壓后成品件留在模具上，在清理模具上的物料時(shí)會(huì)影響沖壓速度，操作不方便。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求。通過對(duì)上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳。即對(duì)于所給零件，采用沖孔落料級(jí)進(jìn)模加工，因?yàn)楣ぜ虾駷?mm，相對(duì)較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料，又因?yàn)槭羌?jí)進(jìn)模生產(chǎn)，所以采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。 工藝順序的選擇級(jí)進(jìn)沖裁時(shí)的工序順序安排可參考以下

20、原則：(1)先沖孔（缺口或零件的結(jié)構(gòu)廢料），最后落料或切斷，將工件與條料分離。首先沖出的孔一般作后續(xù)工序定位用。若定位要求較高，要沖出專供定位用的工藝孔（一般為兩個(gè)，見圖4-1）。(2)采用定距側(cè)刃時(shí)，側(cè)刃切邊工序一般安排在前，與首次沖孔同時(shí)進(jìn)行，以便控制送料進(jìn)距，采用兩個(gè)定距側(cè)刃時(shí)，也可安排成一前一后。(3)套料級(jí)進(jìn)沖裁按由里向外的順序，先沖內(nèi)輪廓，后沖外輪廓。各沖壓工序的先后順序，主要根據(jù)沖壓件的形狀、工序性質(zhì)、材料的變形規(guī)律及沖壓件的精度和定位要求來安排。安排的一般原則為：所有的孔，只要其形狀和尺寸不受后續(xù)工序的變形影響，都應(yīng)在平板坯料上沖出。因?yàn)樵诹Ⅲw沖壓件上沖孔時(shí)操作不方便，定位困難

21、，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。另外，先沖的孔還可以作為后續(xù)工序的定位孔。對(duì)于帶孔（缺）的平板沖裁件，如果采用單工序模，一般先落料再?zèng)_孔（缺）；若選用級(jí)進(jìn)工序，則先沖孔(缺)后落料5。對(duì)于如圖所示的開口卡圈，結(jié)合以上的兩條原則，我們采用先沖孔后落料的方案。3.3 自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)的方案選擇參考使用機(jī)械圖冊(cè)相關(guān)內(nèi)容，可得以下六種送料機(jī)構(gòu)方案可供選擇：由杠桿傳動(dòng)的鉤式送料機(jī)構(gòu)；由杠桿斜面?zhèn)鲃?dòng)的送料機(jī)構(gòu)；凸輪鉗式送料機(jī)構(gòu)；杠桿送料機(jī)構(gòu)；夾持送料機(jī)構(gòu)；輥軸送料機(jī)構(gòu)。前四種方案所適用的板料厚度分別為：5mm以上、10mm以上、0.3mm以下和較厚的板料，而本設(shè)計(jì)中所用的毛坯件厚度為1mm，不在前面四種送料方案所適用的材料厚

22、度范圍內(nèi)，所以只有第五種和第六種適用。因此將第五種和第六種方案進(jìn)行比較，前者需要由沖頭帶動(dòng)斜楔運(yùn)動(dòng)，從而使加料爪和滑板運(yùn)動(dòng)，完成送料過程，此過程中振動(dòng)可能會(huì)比較大，從而影響送料精度；而后者是使用輥軸送料，過程更為平穩(wěn)，因此，送料精度得到保障。所以，采用輥軸送料機(jī)構(gòu)。3.4 輥軸自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)的方案選擇輥軸自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)方案有兩種：一、由壓力機(jī)的滑塊驅(qū)動(dòng)，二、由壓力機(jī)的軸帶動(dòng)完成送料過程。若采用前一個(gè)驅(qū)動(dòng)方案，一般采用滑塊搖桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)；若采用后者，則通常采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)。以下是兩種可行的輥軸送料機(jī)構(gòu)的簡圖：圖3-3 搖桿滑塊式送料機(jī)構(gòu)圖3-4 曲柄搖桿式送料機(jī)構(gòu)兩種方案優(yōu)缺點(diǎn)的比較：滑塊搖

23、桿機(jī)構(gòu)：結(jié)構(gòu)簡單，送料周期調(diào)節(jié)比較容易，但是滑動(dòng)摩擦損失較大，而且在送料傳動(dòng)過程中因?yàn)槭菈毫C(jī)滑塊直接帶動(dòng)，沖擊會(huì)比較大，從而影響送料精度。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，需要調(diào)節(jié)曲柄、連桿、搖桿以及曲柄與壓力機(jī)聯(lián)接的偏心盤上的偏心距，以使送料周期和布局滿足沖壓生產(chǎn)的要求，但是由于是由壓力機(jī)的軸帶動(dòng)送料機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，所以沖擊比較小，送料精度比較高。比較以后，本設(shè)計(jì)采用圖3-4中所示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。3.5 輥軸自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)工作過程描述輥軸自動(dòng)送料裝置是通過一對(duì)輥軸定向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)而進(jìn)行間歇送料的。在送料之前，先用手柄抬起工件，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，通過搖桿帶動(dòng)旋

24、轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)主動(dòng)輥和從動(dòng)輥同時(shí)旋轉(zhuǎn)完成送料工作。當(dāng)下行時(shí)，對(duì)坯料完成沖孔落料工作，輥軸停止不動(dòng)。當(dāng)再次上行，又重復(fù)上述動(dòng)作，照此循環(huán)動(dòng)作，達(dá)到間歇送料的目的。需要注意的是，將模具裝配到壓力機(jī)上：上模座用模柄裝入壓力機(jī)滑塊，下模座用T型槽和螺栓螺母壓緊。壓力機(jī)工作臺(tái)的中心線與模具的中心線要保證同心度。在壓力機(jī)的送料側(cè)安裝一個(gè)三角架，表面低于工作臺(tái)面以下，以放置輥軸自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)，用螺釘固定。送料機(jī)構(gòu)的送料中心線要與模具的中心線保證直線度。4 級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)4.1 主要設(shè)計(jì)計(jì)算（1）排樣方式的確定及其計(jì)算沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法稱為排樣。排樣設(shè)計(jì)工作的主要內(nèi)容包括選擇排樣方法、確定搭邊數(shù)值、

25、計(jì)算條料寬度及步距、畫出排樣圖6。對(duì)于開口卡圈這樣幾何形狀簡單的制件（圓形），我們采用直排排樣法。由于板料厚度為1mm，查表得搭邊a1值取2mm，a值取2.5mm。再由步距A的計(jì)算式： A=D+ a1=42mm條料寬度B的計(jì)算式： B=D+2a=40+5=45mm結(jié)合以上計(jì)算結(jié)果，我們繪出排樣圖如圖4-1所示，先沖的工藝孔的直徑設(shè)為2mm。 落料 沖孔 定位孔圖4-1 級(jí)進(jìn)沖裁排樣（2）沖壓力的計(jì)算 沖壓過程中，沖裁力是不斷變化的。而由于沖裁加工的復(fù)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(jì)算公式相當(dāng)困難。通常所說到的沖裁力是指作用于凸模上的最大抗力。如果視沖裁為純剪切變形，沖裁力

26、可按下式計(jì)算：沖裁力可按下式計(jì)算：P=Lt1 =Rt1=×40×1×556.91噸其中：P沖裁力 L沖裁件周邊長度 t板料厚度 1不銹鋼的強(qiáng)度極限（查表，為55kg/mm2）該模具采用級(jí)進(jìn)模，選擇彈性卸料、下出件。卸料力P卸=K卸P=0.02×6.91=0.14噸推件力P推=P推P=0.045×6.91=0.31噸所以總沖壓力P總=P+P卸+P推=7.36噸根據(jù)計(jì)算結(jié)果，沖壓設(shè)備擬選J2310型開式可傾壓力機(jī)，其具體參數(shù)如下表。表4.1 J23-10型開式可傾壓力機(jī)的相關(guān)參數(shù)滑塊公稱力（KN）100滑塊行程（mm）50行程次數(shù)（次/min）14

27、5封閉高度（mm）150連桿調(diào)節(jié)量（mm）40滑塊中心線至機(jī)身距離(mm)130滑塊底面尺寸（mm）左右170前后150模柄孔尺寸（mm）直徑30深度50工作臺(tái)板厚度（mm）65最大傾斜角度（°）30工作臺(tái)離地面高度（mm）800外形尺寸（mm）前后1345左右950高2180地腳螺栓距離（mm）前后920左右600電動(dòng)機(jī)功率（kW）3機(jī)床重量（kg）2040（3）工作部分尺寸計(jì)算在確定工作零件刃口尺寸計(jì)算方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法。結(jié)合該模具的特點(diǎn)，工作零件的形狀相對(duì)較簡單，適宜采用線切割機(jī)床分別加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，這種加工方法可以保

28、證這些零件各個(gè)孔的同軸度，使裝配工作簡化。因此工作零件刃口尺寸計(jì)算就按分別加工的方法來計(jì)算，具體計(jì)算如下：查表得，沖裁雙面間隙Zmax0.140mm ，Zmin0.100mm模具按IT8級(jí)制造。ZmaxZmin（0.1400.100）mm0.04mm沖兩個(gè)工藝孔時(shí)：查表得凸=-0.020 凹=+0.020故能滿足分別加工法的要求查表得 X=0.5落料時(shí)： 查表得凸-0.020mm 凹+0.030mm 查表得 X=0.5 沖大孔時(shí)：查表得 X=0.5以半徑 R=15mm處計(jì)算查表得凸-0.020mm 凹+0.025mm以半徑 R=20mm處計(jì)算查表得凸-0.020mm 凹+0.030mm （4）

29、卸料裝置設(shè)計(jì)卸料裝置是用于將條料、廢料從凸模上卸下的裝置，一般分為剛性和彈性兩種。剛性卸料板固定在凹模上面，卸料力大，但無壓料作用，多用于厚料沖裁模，凸模與卸料板單面有0.20.5mm的間隙。彈性卸料板是利用彈簧或橡皮的彈壓力進(jìn)行卸料，另外還對(duì)毛坯有壓料作用，適用于薄料沖裁，卸料板型孔與凸模的單面間隙一般為0.050.1mm。剛性和彈性相結(jié)合的卸料裝置，用于卸料力要求較大且又要求卸料板與凹模之間有較大的空間位置的模具結(jié)構(gòu)7。此次設(shè)計(jì)中，采用彈性卸料板。平面外形尺寸與凹模相同，單邊間隙值取0.10.5mm。直徑為220mm，厚度為15mm。h=h導(dǎo)-t-kt=3-1+0.3×1=2.3

30、mm彈簧：采用四個(gè)彈簧，與卸料螺釘配套使用，中徑取16mm。卸料螺釘：四個(gè)螺釘均布，規(guī)格為M10×120(GB2867.6-81)（5）導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)導(dǎo)向裝置用于沖裁模上、下模之間的定位連接和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。導(dǎo)向零件可以消除壓力機(jī)滑塊運(yùn)動(dòng)誤差對(duì)模具運(yùn)動(dòng)精度的影響，保證凸、凹模間隙分布均勻，同時(shí)便于模具安裝和調(diào)整，因而提高模具的使用壽命和沖裁件精度。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)設(shè)計(jì)大批大量生產(chǎn)的沖裁件的沖模時(shí)，一般均采用導(dǎo)向裝置，以保證上、下模的精確導(dǎo)向。常用的導(dǎo)向裝置有導(dǎo)柱導(dǎo)套式、滾柱導(dǎo)套式?；瑒?dòng)式導(dǎo)柱導(dǎo)套，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，是模具設(shè)計(jì)中應(yīng)用最廣泛的一種。該種導(dǎo)向元件，導(dǎo)柱尺寸一般在1660mm之

31、間，長度在100320mm之間；選擇導(dǎo)柱長度2，應(yīng)考慮模具閉合高度的要求。即使模具在最低工作位置時(shí)，導(dǎo)柱的上端面與模具上模板的上表面不小于1015mm。當(dāng)導(dǎo)柱導(dǎo)套分別壓入下模板與上模板中，一般采用過盈配合，其配合H7/r6。導(dǎo)柱導(dǎo)套一般用20鋼或20Cr制造，要求表面有足夠的硬度，芯部要有足夠的韌性。熱處理方法為：表面滲碳處理，滲碳層0.81.2mm，淬硬5862HRC。滾珠導(dǎo)向裝置是一種無間隙導(dǎo)向，它具有精度高、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。常用于高速?zèng)_裁的硬質(zhì)合金沖模和精密沖裁場(chǎng)合。此次設(shè)計(jì)，我們采用滑動(dòng)式導(dǎo)柱導(dǎo)套，導(dǎo)柱尺寸為40mm，長度為150mm。4.2 級(jí)進(jìn)模模具設(shè)計(jì)計(jì)算級(jí)進(jìn)模的裝配圖見圖4-

32、2。(1) 模架選擇根據(jù)沖壓模標(biāo)準(zhǔn)模架，我們采用后側(cè)導(dǎo)柱模架形式，查表得以下規(guī)格參數(shù)：L=400mm，B=100mm；H=260mm，h1=50mm，h2=60mm；S=380mm，R=55mm，L1=440mm，A2=140mm。1-限位柱；2-下模座；3-凹模固定板；4-凹模；5-板料；6-卸料板；7-導(dǎo)柱；8-導(dǎo)套；9-上模座；10-彈簧；11-卸料螺釘；12-墊板；13-落料凸模；14-內(nèi)六角螺釘；15-模柄；16-沖孔凸模；17-螺釘；18-凸模固定板；19-沖孔凸模；20-螺釘；21-圓柱銷；22-圓柱銷圖4-2 開口卡圈級(jí)進(jìn)模裝配圖(2)凹模高度及壁厚凹模采用整體凹模，各沖裁的凹

33、?？拙捎镁€切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。查表，取h=40mm，壁厚c14mm(3)凸模高度具體高度隨固定板、卸料板高度而定，另外加上附加值1020mm。此次設(shè)計(jì)中，凸模高度H=100mm。(4)定位零件由于該模具結(jié)構(gòu)中無測(cè)壓裝置，條料寬度B為45mm。查表知，導(dǎo)料尺與條料寬度件的送料最小間隙C為1mm。導(dǎo)料板：間距B0BC45+247mm 高度h導(dǎo)3mm(5)固定與緊固零件固定板：固定板主要用于固定凸模、凹模和凸凹模，固定板的總體尺寸應(yīng)與相應(yīng)的整體凹模一致，固定板得厚度一般為凸模長度的40%左右，凹模固定板的厚度由凹模厚度確定。此

34、處我們確定厚度H=40mm，長度L=284mm，寬度B=70mm。凸模與凹模鑲塊與固定板的配合一般選用H7/m6，裝配時(shí)壓入后尾部磨平。固定板制造的材料選用45號(hào)鋼，表面粗糙度Ra=1.63.2m8。模柄：采用A型凸緣式模柄，Q235A號(hào)鋼，d取30mm，D取70mm；h為16mm，H為76mm。螺釘、圓柱銷：參照GB7085，GB11986選取，具體見裝配圖。4.3 主要零件的材料選擇目前，用于模具工作零件的材料有普通碳素鋼、工具鋼、硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金以及鑄鐵、鑄鋼、鋅基合金、低熔點(diǎn)合金、聚氨酯、合成樹脂等。其中各種工具鋼是模具工作零件的主要材料。材料的種類繁多，使用性能又各有所異，在所

35、選用工作零件的材料時(shí)，則應(yīng)根據(jù)材料的基本特性和沖件的具體要求和模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來作不同的選擇。模具工作部分材料對(duì)模具壽命及沖件的質(zhì)量影響都非常大。對(duì)于材料的選用，應(yīng)根據(jù)不同的使用要求，考慮其經(jīng)濟(jì)性。并充分利用材料的特性，選擇相應(yīng)的模具材料。有關(guān)模具材料的選擇，可按不同情況來分別考慮。本設(shè)計(jì)，我們做出選擇如下：凸模、凹模：選用T10A鋼，其特點(diǎn)是含碳量較高，有過剩的二次滲碳體，經(jīng)淬火、回火后硬度較高，耐磨性較好，但用于小截面零件韌性不足，常規(guī)淬火型腔收縮較明顯；模柄：45號(hào)鋼；螺母、墊片：Q235；固定板、卸料板等：45鋼；頂桿、打桿：45鋼，4348HRC；銷、螺釘、螺栓：45鋼，4348HRC；上、下模座：HT200，時(shí)效處理2832HRC；導(dǎo)柱、導(dǎo)套：20鋼，滲碳淬火，提高表面硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度，并保持原來材料的高塑性和韌性；彈簧：60Si2Mn，熱軋彈簧鋼，有較高的疲勞