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1、 南 京 工 程 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文) 作 者： 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 院： 南京工程學(xué)院 專 業(yè)： 數(shù)控加工與模具設(shè)計(jì) 題 目： L型支架沖壓模具設(shè)計(jì) 指導(dǎo)者： 評(píng)閱者：

2、 2014 年 5 月 南 京 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）中文摘要 L型支架沖壓模具設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)題目為端蓋沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì),體現(xiàn)了板類沖壓零件的設(shè)計(jì)要求、內(nèi)容及方向,有一定的設(shè)計(jì)意義。通過對(duì)該零件模具的設(shè)計(jì),進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者沖壓模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí),為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的沖壓模具做好了鋪墊并吸取了更深刻的經(jīng)驗(yàn)。 本設(shè)計(jì)運(yùn)用沖壓成型工藝及模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí),首先分析了工件的成形工藝及模具成形結(jié)構(gòu)對(duì)制件質(zhì)量的影響。介紹了端蓋沖壓模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意的要點(diǎn),通過對(duì)制件進(jìn)行工藝分析,可確定制件的成形加工用一套復(fù)合模即可。從控制制件尺寸

3、精度出發(fā),對(duì)端蓋沖壓模具的各主要尺寸進(jìn)行了理論計(jì)算,以確定各工作零件的尺寸,從模具設(shè)計(jì)到零部件的加工工藝以及裝配工藝等進(jìn)行詳細(xì)的闡述,并應(yīng)用CAD進(jìn)行各重要零件的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：復(fù)合模；工藝分析；模具零部件的加工工藝 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）外文摘要 L-bracket Stamping Die Design Abstract: The topic of this design is the shell cover stamps forming handicraft and design for die.The requirement,conten

4、t and direction of the design of the stamps forming plate parts are embodied on this stamping die design. The designer’s foundation knowledge of the stamping die design is reinforced and is able to design more complex stamping die through the design. This design the elementary knowledge which des

5、igns using the stamping formation craft and the die, first has analyzed the work piece formed craft and the die forming structure to the workpiece quality influence. Introduced the shell cover filling piece stamping die design when must pay attention to the main point, through carries on the craft a

6、nalysis to the workpiece, may determine the workpiece the formed processing uses set of superposable dies. Embarks from the control workpiece size precision,counter shell cover filling piece stamping die each main dimension has carried on the theoretical calculation, by determined each work componen

7、ts the size, designs from the die to the spare part processing craft as well as the assembly craft and so on carries on the detailed elaboration, and carries on each important components using CAD the design. Keywords: Compound die; Process analysis;Processing of die parts 目 錄 第一章

8、 本課題的目的、意義與主要內(nèi)容 1 1.1 目的 1 1.2 主要內(nèi)容及意義 1 1.3 沖壓模具的相關(guān)研究動(dòng)態(tài) 2 1.4 設(shè)計(jì)方法及步驟 4 第二章 零件沖壓生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性和沖壓工藝分析 5 2.1 沖壓生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性分析 5 2.2零件沖壓工藝性分析 6 2.2.1零件工藝分析 6 2.2.2確定沖壓基本工序 7 2.2.3排樣方案的確定 7 2.2.4連續(xù)模的送料定位系統(tǒng)的選用 11 第三章 沖孔—落料級(jí)進(jìn)模零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 18 3.1沖裁模具凸模和凹模刃口尺寸計(jì)算 18 3.1.1沖壓力的計(jì)算 18 3.1.2壓力中心的計(jì)算 22 3.1.3模具主要零件尺

9、寸計(jì)算 22 3.2選擇沖壓設(shè)備 27 3.3沖模的閉合高度 27 3.4固定與聯(lián)接零件 28 第四章 模具安裝與調(diào)試 35 4.1上、下模座的安裝 35 4.1.1 上模的安裝形式與聯(lián)接 35 4.1.2 下模的安裝形式與聯(lián)接 35 4.2 調(diào)整和試模 35 4.2.1 調(diào)整模具閉合高度 35 4.2.2 調(diào)整模具間隙 36 4.2.3 試模 36 結(jié) 論 37 參考文獻(xiàn) 38 致 謝 39 IV 第一章 本課題的目的、意義與主要內(nèi)容 1.1 目的 沖壓模具在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。沖壓模具的自動(dòng)送料技術(shù)也投入到實(shí)際的生產(chǎn)中，沖

10、壓模具可以大大的提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，減輕工人負(fù)擔(dān)，具有重要的技術(shù)進(jìn)步意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在完成沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)理論課并進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)后，進(jìn)行的一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是通過設(shè)計(jì)給定沖壓工件的沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)，提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，解決工程實(shí)際問題的能力，為以后從事工程技術(shù)工作奠定基礎(chǔ)。并培養(yǎng)求是、創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度和養(yǎng)成嚴(yán)肅、認(rèn)真、細(xì)致的從事技術(shù)工作的優(yōu)良作風(fēng)。 了解沖裁件、拉深件和成形件結(jié)構(gòu)的工藝性。設(shè)定零件的工藝方案，比較工藝方案并確定工藝方案。計(jì)算毛坯的尺寸，計(jì)算沖裁次數(shù)，設(shè)定各步半成品的尺寸并繪出工序簡(jiǎn)圖。計(jì)算各個(gè)工序的工作壓力，設(shè)計(jì)并繪出模具簡(jiǎn)圖，選取各個(gè)合適的零件。

11、 1.2 主要內(nèi)容及意義 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是工件的沖孔、落料及彎曲的級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)，課題的主要內(nèi)容是對(duì)給定零件形狀進(jìn)行沖壓工藝性分析，提出各種可能的沖壓工藝方案，經(jīng)過分析與討論確定適合于大批生產(chǎn)的工藝方案和中批生產(chǎn)的工藝方案。根據(jù)零件圖的設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行沖壓工藝分析，編制零件的加工工藝過程卡。設(shè)計(jì)內(nèi)容還包括：排樣圖設(shè)計(jì)，總的沖壓力計(jì)算機(jī)壓力中心計(jì)算，刃口尺寸計(jì)算，彈簧、橡膠件的計(jì)算和選用，凸、凹模或凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及其他沖模零件的設(shè)計(jì)，繪制模具裝配圖和工作零件圖。編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。 主要內(nèi)容如下： 1到模具制造相關(guān)企業(yè)調(diào)研，了解模具生產(chǎn)，制造，加工情況。結(jié)合本設(shè)計(jì)課題，查閱相關(guān)資料。并

12、完成基本參數(shù)的計(jì)算及沖壓機(jī)的選用； 2 確定模具類型及結(jié)構(gòu)，分析設(shè)計(jì)已知L型支架的級(jí)進(jìn)模具。充分分析L型支架結(jié)構(gòu)，工藝性，了解級(jí)進(jìn)模機(jī)構(gòu)及工作原理完； 3運(yùn)用CAD,UG等工具軟件輔助設(shè)計(jì)完成模具整體結(jié)構(gòu)； 4 對(duì)模具工作部分尺寸及公差進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算； 5 對(duì)模具典型零件需進(jìn)行選材及工藝路線分析； 6 繪制模具零件圖及裝配圖； 7 編寫設(shè)計(jì)說明書。 該課題是來源于生產(chǎn)實(shí)際，零件結(jié)構(gòu)典型，使用量大，難度適中。本課題在分析零件結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上，優(yōu)化設(shè)計(jì)模具，采用多工序級(jí)進(jìn)模。緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的課題，對(duì)學(xué)生了解和掌握沖壓模具制品生產(chǎn)過程、模具設(shè)計(jì)，提高工程設(shè)計(jì)和解決實(shí)際問題的能力，具有很

13、重要的意義。學(xué)生經(jīng)過本模具的設(shè)計(jì)后，能較好的掌握沖壓模具的設(shè)計(jì)流程和方法，使其具備一定的沖壓模具設(shè)計(jì)能力，為以后走入工廠打下良好的基礎(chǔ)。 1.3 沖壓模具的相關(guān)研究動(dòng)態(tài) 1．我國(guó)模具的發(fā)展現(xiàn)狀： 現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場(chǎng)總體上供不應(yīng)求，市場(chǎng)需求量非常大，同時(shí)，我國(guó)的模具產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機(jī)遇。近幾年，我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值呈上升趨勢(shì)。單就汽車產(chǎn)業(yè)而言，一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元，而當(dāng)汽車更換車型時(shí)約有80%的模具需要更換。另外，電子和通訊產(chǎn)品對(duì)模具的需求也非常大，在發(fā)達(dá)國(guó)家往往占到模具市場(chǎng)總量的20%之多。但在整個(gè)模具設(shè)計(jì)制造水平和標(biāo)準(zhǔn)化程度上

14、，與德國(guó)、美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在相當(dāng)大的差距。 近幾年來，我國(guó)模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具設(shè)計(jì)與制造水平有了較大提高，大型、精密、復(fù)雜、高效和長(zhǎng)壽命模具的需求量大幅度增加，模具質(zhì)量、模具壽命明顯提高，模具交貨期較前縮短，模具CAD/CAM技術(shù)也得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。 模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國(guó)有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)也得到了快速發(fā)展浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 (1) 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制

15、造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。 (2) 體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級(jí)進(jìn)模、覆蓋面大增，已從電機(jī)、電鐵芯片模具，擴(kuò)大到接插件、電子零件、汽車零件、空調(diào)器散熱片等家電零件模具上。模具質(zhì)量、模具壽命明顯提高，模具交貨期較前縮短。 (3) 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。近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿ΑＴS多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)

16、量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。一些國(guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD ，并陸續(xù)開始使用 UG、 Pro/Engineer 、I-DEAS 、Euclid-IS 等國(guó)際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了 Moldflow 、C-Flow 、DYNAFORM 、Optris 和 MAGMASOFT 等 CAE 軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。 (4)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。模具加工機(jī)床品種增多，水平明顯提高。 (5) 快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展，尤其這一領(lǐng)域的高新技術(shù)快速原型制造技術(shù)(RPM)進(jìn)展很快，國(guó)內(nèi)有多家已自行開發(fā)出達(dá)到國(guó)際水平的相關(guān)設(shè)備。 (

17、6) 模具標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)用更加廣泛，品種有所擴(kuò)展。模具材料方面，由于對(duì)模具壽命的重視，優(yōu)質(zhì)模具鋼的應(yīng)用有較大進(jìn)展。 目前,我國(guó)模具總量雖然已達(dá)到相當(dāng)大的規(guī)模,模具水平也已有了很大提高,但設(shè)計(jì)制造水平在總體上要工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家落后許多。隨著與國(guó)際接軌的腳步不斷加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一我國(guó)目前的模具開發(fā)制造水平比國(guó)際先進(jìn)水平至少相差10 年， 特別是大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的產(chǎn)需矛盾更加突出，已成為嚴(yán)重制約我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的瓶頸。 2．未來沖壓模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。 模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該要適應(yīng)模具產(chǎn)品“

18、交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求。達(dá)到要求發(fā)展有以下幾項(xiàng)： （1）模具產(chǎn)品發(fā)展將大型化、精密化。 （2）多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展。新型多功能復(fù)合具是在多工位級(jí)進(jìn)?；A(chǔ)上開發(fā)出來的。一套多功能模具除了沖壓成 形零件外，還可擔(dān)負(fù)轉(zhuǎn)位、疊壓、攻絲、鉚接、鎖緊等組裝任務(wù)。通過這種多功能模具生產(chǎn)出來的不再是單個(gè)零件，而是成批的組件。 （3）熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高。 （4）快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊。適應(yīng)多品種、少批量生產(chǎn)方式。一方面是制品使用周期短，品種更新快，另一方面制品的花樣變化頻繁，均要求模具的生產(chǎn)周期越快越好。因此，開發(fā)快速經(jīng)濟(jì)具越來越引起人們的重視

19、。例如，中、低 熔點(diǎn)合金模具、噴涂成型模具、陶瓷型精鑄模、疊層模及快速 原型制造模具等快速經(jīng)濟(jì)模具將進(jìn)一步發(fā)展?？鞊Q模架、快換沖頭等也將日益發(fā)展。另外，采用計(jì)算機(jī)控制和機(jī)械手操作的快速換模裝置、快速試模技術(shù)也會(huì)得到發(fā)展和提高。 （5）模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛。 使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本。 （6）模具使用優(yōu)質(zhì)材料及應(yīng)用先進(jìn)的表面處理技術(shù)。 （7）在模具設(shè)計(jì)制造中將全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)。 （8）高速銑削加工將得到更廣泛的應(yīng)用。 （9）模具研磨拋光將向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。 （10）模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展。 1.

20、4 設(shè)計(jì)方法及步驟 1、查閱有關(guān)模具材料、模架結(jié)構(gòu)、模具設(shè)計(jì)理論、模具設(shè)計(jì)實(shí)例等方面的文獻(xiàn)，檢索相關(guān)資料和模具技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài)。全面復(fù)習(xí)相關(guān)專業(yè)課程，并翻譯外文資料一篇。 2、初步計(jì)算，根據(jù)所給零件圖樣，進(jìn)行必要的工藝計(jì)算，確定初步的設(shè)計(jì)方案。 3、通過相關(guān)資料和調(diào)研，熟悉各種沖壓模具的結(jié)構(gòu)，模具的制造、設(shè)計(jì)和裝配流程。 4、模具設(shè)計(jì)，確定快換模架的結(jié)構(gòu)形式，結(jié)合本零件繪制模具裝配圖和指定模具的零件圖。 第二章 零件沖壓生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性和沖壓工藝分析 2.1 沖壓生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性分析 產(chǎn)品零件的生產(chǎn)批量對(duì)沖壓工藝加工的經(jīng)濟(jì)性起著決定性的作用。沖壓產(chǎn)品的成本構(gòu)成：C=C材+C1+

21、C模。C材 –材料費(fèi)，C1 –加工費(fèi)，C模模具費(fèi)。提高沖壓生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑有： 1．提高材料利用率 一般材料費(fèi)要占沖壓件成本的60%，生產(chǎn)中通過合理設(shè)計(jì)零件或改進(jìn)毛坯形狀，合理排樣、搭邊或?qū)嵭刑撞没蚶煤脧U料等； 2．減少工序數(shù) 世界不少國(guó)家大力推行減少每個(gè)零件的工序數(shù)目。日本是瞄準(zhǔn)3-4道工序，目前其某些廠家已達(dá)到2-3道工序。因此日本沖壓件成本一般比我們低25%。其他國(guó)家也在大力推行。由于工序數(shù)減少，導(dǎo)致模具數(shù)量及模具出問題的機(jī)會(huì)減少，開動(dòng)率提高，經(jīng)濟(jì)效益大幅度提高； 3．推行“按件定隙” 經(jīng)驗(yàn)證明，當(dāng)相當(dāng)間隙Z雙收15%-20%時(shí)，模具使用壽命可提高3-5倍。因各種沖壓見的

22、使用要求不同，質(zhì)量要求各異，故其沖裁間隙也應(yīng)不同，“按件定隙”會(huì)取得最佳效益； 　4．推行“按件選模” 因?qū)_壓件質(zhì)量與批量要求差別較大，要根據(jù)具體要求及批量大小選擇各種不同模具結(jié)構(gòu)、模具材料及制模方法等。在大批量生產(chǎn)時(shí)要采用高效的多工位級(jí)進(jìn)模、復(fù)合模、高壽命的硬質(zhì)合金模等。而在小批量時(shí)，可采用一些造價(jià)低廉、制模周期短、模具材料可回收利用的各種簡(jiǎn)易模具、組合模具或低熔點(diǎn)合金模等。 5．提高生產(chǎn)率 目前世界一些國(guó)家，都在向生產(chǎn)效率要效益。有代表傾向的是(a) 建立沖壓自動(dòng)線；(b)沖壓設(shè)備向多工位壓力機(jī)轉(zhuǎn)移；(c)以拉伸墊或數(shù)控拉伸墊代替雙動(dòng)拉伸壓力機(jī)。由于生產(chǎn)效率高了，分?jǐn)偟絾渭馁M(fèi)用減少

23、，即降低產(chǎn)品成本增加收入。 2.2零件沖壓工藝性分析 圖2.1零件 2.2.1零件工藝分析 如上圖所示，此工件有沖孔、落料、彎曲三個(gè)工序。材料為08，板料厚度為3mm,具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，但是做出的工件要求的精度高，所以要求做出的模具的精度就相應(yīng)要高，難度就增大。在工件的展開圖中，有一個(gè)Φ6mm的孔和Φ18mm的長(zhǎng)孔,在沖裁的時(shí)候在保證他們的精度的時(shí)候還要保證它們的同軸度，在彎曲工序

24、的時(shí)候，要防止彎裂，并且還要保證彎曲的垂直度要夠，該工件是大批量生產(chǎn)，質(zhì)量要求高，若采用單工序模不僅工藝繁瑣，而且質(zhì)量也很難保證，由于零件體積小，操作不方便，多次定位后有些尺寸難以穩(wěn)定，產(chǎn)量低、不能適應(yīng)大批量生產(chǎn)的需要。因此采用沖壓多工位級(jí)進(jìn)模。工件的尺寸公差要求為IT7級(jí)，尺寸精度較高，模具要求的精度高。 2.2.2確定沖壓基本工序 從零件的形狀看有以下基本工序，該工件包括沖孔、落料和彎曲三個(gè)基本工序，根據(jù)基本工序可以擬定出以三種工藝方案： 方案一：采用落料沖孔彎曲單工序模； 方案二：采用沖孔落料復(fù)合模，彎曲單工序模； 方案三：采用沖孔落料彎曲級(jí)進(jìn)模。 分析：方案一，雖然模具結(jié)果

25、簡(jiǎn)單，但需要三道工序三副模具，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，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，但還是需要量副模具，需要成本還是比較高，并且沖壓后成本品件留在模具上，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，只需一副模具，工序數(shù)目少，沖孔、落料、彎曲整合為一個(gè)工序，大大提高了生產(chǎn)效率，操作方便，并能保證零件的質(zhì)量，延長(zhǎng)模具壽命，適合大批量生產(chǎn)。綜合以上分析：本設(shè)計(jì)要求為大批量生產(chǎn)，故采用方案三。 2.2.3排樣方案的確定 按沖裁工藝方法和材料的合理利用，條料的排樣方法可分為三種： 1） 有廢料排樣 沿沖件全部外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模

26、保證，沖件精度高，模具壽命也高，但材料利用率低。 2） 少?gòu)U料排樣 沿沖件部分外形沖切，只在沖件之間或沖件與條料側(cè)邊間有搭邊。 3） 無廢料排樣 沿直線或曲線切斷條料而獲得沖件，無搭邊，沖件質(zhì)量和模具壽命更差一些，但材料利用率最高。 從零件圖上分析可知，零件形狀不算復(fù)雜，但是從外形需要和工件精度的要求來看，可以采用少?gòu)U料排料提高材料的利用率，采用合理的排樣方法才能降低廢料的比例。本設(shè)計(jì)的工件為長(zhǎng)方形工件，考慮到效率采用一次沖出兩件產(chǎn)品的工序設(shè)計(jì)，沿板（卷）料順長(zhǎng)度方向進(jìn)行排樣，符合材料規(guī)格及工藝要求?？紤]到此為大批量生產(chǎn)，結(jié)合沖壓生產(chǎn)率，沖模耐用度，沖模結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單和操作方便，安全

27、等因素，提出以下幾種方案： 方案一： 工位三 工位二 工位一 圖2.2排樣一 此方案采用工位緊靠排樣，只需要三個(gè)工位即可，即是，沖孔，彎曲和落料的設(shè)計(jì)，但此時(shí)排樣材料利用少。 方案二： 工位三 空位 工位二 空位 工位一 圖2.3排樣二 與方案一相

28、比，此方案每步增加了空位的工位和改換了產(chǎn)品的排列方位。改善了凸凹模的緊湊性，在凸模固定板和凹模設(shè)計(jì)上都比較合理，增強(qiáng)了凸模和凹模的強(qiáng)度。但工件要求的精度高，此方案和方案一都存在定位精度不夠高情況，所以需要增加定位裝置。 方案三： 圖2.4排樣三 此方案是對(duì)方案二的改進(jìn)，增加了兩個(gè)側(cè)刃定位，兩個(gè)定位裝置的配合提高了定位精度，滿足了加工工件的精度要求。這樣方便于凸模的固定安裝，也有利于增加凹模壁厚，這樣都加強(qiáng)了凸凹模的強(qiáng)度，并且還為側(cè)刃的安裝增加了空間。此方案緊湊，工位排布合理，并且達(dá)到了加工工件精度的要求，所以選用此方案。

29、 4）材料利用率 材料的經(jīng)濟(jì)利用，直接取決于沖壓工件的加工工藝和排樣方法。沖壓工藝設(shè)計(jì)中，評(píng)價(jià)材料經(jīng)濟(jì)利用程度的指標(biāo)是材料利用率。 材料利用率： 實(shí)際材料面積即沖壓件（毛坯）的有效面積，它與消耗材料面積之差即為廢料。 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率可用下式表示： （2.1） 式中：A—一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積； B—條料寬度； S—步距。 若考慮到料頭、料尾和邊余料的材料消耗，則一張板料（或帶料、條料）上總的材料利用率為： 一張板料上總的材料利用率：

30、 （2.2） 式中：A---一張沖裁件（毛坯）的實(shí)際面積（）； ---一張板料（或帶料、條料）上所沖工件總數(shù)量； ---板料長(zhǎng)寬（）。 材料利用率。如果，那么將有16%的材料變成沖壓廢料。 　　經(jīng)計(jì)算，本設(shè)計(jì)工件的面積為 A160。 條料寬度計(jì)算： 　　 D---條料寬度方向沖裁件的最大尺寸； ---側(cè)搭邊值； n --- 側(cè)刃數(shù)； ---側(cè)刃切去材料寬度方向尺寸。 =0.75 條料長(zhǎng)度：3000。 所以： 5）排樣方法 ①排樣方法的選擇原則 　　沖裁

31、小工件或某種工件需要窄條料時(shí)，應(yīng)沿板料順長(zhǎng)度方向進(jìn)行排樣，符合材料規(guī)格及工藝要求。 　　沖裁件在條料上的排樣，應(yīng)考慮沖壓生產(chǎn)效率、沖模耐用度、沖模結(jié)構(gòu)是否簡(jiǎn)單和操作方便與安全等。 　　條料寬度選擇與在板料上的排樣應(yīng)優(yōu)先選用條料寬度較大而步距較小的方案，以便經(jīng)濟(jì)地裁切板料，并減少?zèng)_壓用時(shí)間。 　　在可能的情況下，要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)修正產(chǎn)品零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，以減少或消除設(shè)計(jì)廢料的形成，并有可能采取小、無廢料排樣方式。 2.2.4連續(xù)模的送料定位系統(tǒng)的選用 沖模的送料定位系統(tǒng)是沖模結(jié)構(gòu)的重要組成部分。其主要功能是對(duì)送入模具的條、帶、卷料實(shí)施精確定位，控制送為進(jìn)距，達(dá)到準(zhǔn)確、一致，以

32、確保沖模沖壓時(shí)具有均勻一致的搭邊與沿邊，從而使沖件獲得更高的尺寸與形位精度。所以，定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造是沖模設(shè)計(jì)與制造的重要環(huán)節(jié)。而沖模的定位系統(tǒng)是由各種不同的進(jìn)距限位構(gòu)成的。主要包括表2.1所列各種類型，不同規(guī)格的各種進(jìn)距限位裝置。(見表2.1) 兩工位及兩工位以上的連續(xù)模都應(yīng)設(shè)置一套由擋料、進(jìn)距控制、送進(jìn)誤差校準(zhǔn)等裝置構(gòu)成的送料定位系統(tǒng)。 表2.1沖模進(jìn)距限位裝置的類型、結(jié)構(gòu)與性能 1 2 1)靠切邊定位的側(cè)刃組件構(gòu)成的定位系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)如下： ①可以不間斷連續(xù)沖壓．使壓力機(jī)額定滑塊行程次數(shù)得到充分利

33、用，生產(chǎn)效率更高。 ②操作工人的手不需要也不可能進(jìn)入模具T作區(qū)，故操作安全。 ③便于實(shí)現(xiàn)沖壓過程的機(jī)械化與自動(dòng)化。 ④定位精確度可達(dá)O．15mm甚至更高精度，比擋料銷定位高一個(gè)檔次。 ⑤實(shí)際沖件的尺寸精度都在IT10級(jí)以上。 使用側(cè)刃切邊定位的主要缺點(diǎn)是增加了廢料量，降低了板料利用率。同時(shí)，也增大了沖裁力而且連續(xù)沖壓必然要加大所需沖壓設(shè)備的噸位，也還使沖模的制造與修理趨于復(fù)雜化。而GB與JB標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的三種不同斷面形狀的側(cè)刃，最大切邊長(zhǎng)度僅40．2mm。 2)側(cè)刃的形成沖裁 已納入國(guó)標(biāo)GB與機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB的側(cè)刃完全相同；共2類6種各38個(gè)規(guī)格，一般進(jìn)行有搭邊排樣的有廢料沖裁。標(biāo)準(zhǔn)

34、側(cè)刃作為一種送料進(jìn)距限位裝置，由于其最大切邊長(zhǎng)度Lmax=40．2mm，故僅能用于送料進(jìn)距S≤40．2mm的小型沖壓件，其使用范圍十分有限，通常僅用于： ①成批與大量生產(chǎn)料厚t≤1～2．5mm的各種金屬板料用連續(xù)模沖制的小型沖壓件并要求沖模有更高的生產(chǎn)率。 ②沖壓件的尺寸與形位精度要求較高，尺寸精度高于1T10極，送料進(jìn)距S<40．2mm，送進(jìn)進(jìn)距S誤差<0．15mm。 ③沖模的送料進(jìn)距S較小，使用其他進(jìn)距限位裝置不能實(shí)施定位或達(dá)不到進(jìn)距限位精度。 ④為實(shí)現(xiàn)帶、卷料的連續(xù)自動(dòng)沖壓或?qū)嵤_壓過程的全機(jī)械化與自動(dòng)化動(dòng)作以及采用卷料進(jìn)行高速連續(xù)沖壓。為克服標(biāo)準(zhǔn)側(cè)刃的缺點(diǎn)，擴(kuò)展側(cè)刃的應(yīng)用范圍，

35、依照沖制沖件需要設(shè)計(jì)與制造非標(biāo)準(zhǔn)的異形斷面?zhèn)热校M(jìn)行沖件的形成沖切或落料，使其具有標(biāo)準(zhǔn)側(cè)刃對(duì)送進(jìn)材料切邊定位的作用，又具有沖裁凸模沖切沖件局部任意形狀外廓的功能，成為專用成形側(cè)刃與落料側(cè)刃。 3)排樣搭邊和側(cè)搭邊數(shù)值選用 搭邊可用于補(bǔ)償定位誤差和剪板誤差，使條料保持一定的剛度，便于送料，搭邊也是廢料，所以盡量取小，但過小的搭邊容易擠進(jìn)凹模，增加刃口磨損，影響模具壽命。 搭邊： 排料時(shí)在沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間設(shè)置的工藝余料稱為搭邊。搭邊有二個(gè)作用：一是補(bǔ)償定位誤差使條料在送進(jìn)過程中產(chǎn)生的偏移，保證沖裁件的精度要求；二是在條料送進(jìn)過程中，搭邊可起送進(jìn)定位作用，同時(shí)搭邊使沖裁后的

36、工藝廢料有一定的剛度，利于條料的順利送進(jìn)。 搭邊是工藝廢料，從提高材料利用率考慮，搭邊值愈小愈好。但搭邊值過小，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，使沖裁件上毛刺增大；特別是沖裁較薄的材料時(shí)，還有可能被拉入凸、凹模間隙中，損壞模具刃口，降低模具壽命。因此搭邊值的設(shè)置應(yīng)當(dāng)合理，其數(shù)值目前尚需由經(jīng)驗(yàn)確定。一般說來，硬材料的搭邊值可小些，而軟材料的搭邊值取大一些，而較薄板料為了增大其剛度和強(qiáng)度也應(yīng)適當(dāng)增大搭邊值；手工送料可以使搭邊值小些。 最小搭邊值，查相關(guān)資料得： 圖2.5搭邊 側(cè)刃沖切的料邊寬度：b1=1.5mm 沖切前

37、的條料寬度與導(dǎo)料板間的間隙：C=20.25=0.5mm 沖切后的條料寬度與導(dǎo)料板間的間隙：y=20.05=0.1mm 在有側(cè)刃切邊時(shí)的側(cè)面搭邊可以減小，取=0.75=0.751.5mm=1.125mm 4)側(cè)刃+導(dǎo)正銷定距方式的使用 用側(cè)刃定距時(shí)，使側(cè)刃的實(shí)際長(zhǎng)度和凹模型孔間步距一致，可提高送料精度。但采用側(cè)刃定距時(shí)，送料操作時(shí)的認(rèn)為因素，會(huì)產(chǎn)生送料精度不穩(wěn)定的現(xiàn)象。對(duì)于工位較多的級(jí)進(jìn)模，送料的累積誤差，會(huì)使送料精度降低，對(duì)尺寸精度要求高，形狀復(fù)雜的沖件尤為明顯，因此，在側(cè)刃定距的同時(shí)增設(shè)導(dǎo)正銷的方式，在多工位級(jí)進(jìn)模中得到廣泛的應(yīng)用。 導(dǎo)正銷主要用于多工位級(jí)進(jìn)模上，用以校正側(cè)刃或擋料

38、銷的定位誤差，提高送料的步距精度。導(dǎo)正銷安裝在凸模固定板上，分別安裝在第一個(gè)工位后和最后彎曲工位前。在第一的工位先沖出Φ5mm的導(dǎo)正孔，通過條料上的導(dǎo)正孔對(duì)條料進(jìn)行導(dǎo)正定位，導(dǎo)正銷與側(cè)刃或自動(dòng)送料裝置配合使用。導(dǎo)正銷由導(dǎo)入、定位和連接三部分組成。連接部分與沖孔凸模采用螺紋旋入式裝配。導(dǎo)入部分為圓弧或圓錐面，定位部分為圓柱面，定位圓柱直徑按h9制造，但考慮到?jīng)_孔后板料彈性變形收縮，孔徑縮小，導(dǎo)正銷直徑的基本尺寸d應(yīng)比沖孔凸模直徑小一雙面間隙Z，按計(jì)算，Z是導(dǎo)正銷與孔徑的雙面間隙，其值與孔徑和條料厚度有關(guān)，導(dǎo)向部分高度h值由條料厚度和沖孔直徑確定，見表2.2。 表2.2 導(dǎo)正銷高度h與雙面間隙

39、Z 材料厚度t 沖孔凸模直徑 ～10 >10～25 >25～50 h Z h Z h Z 1.5 1.0 0.06 1.2 0.07 1.5 0.09 >1.5～3 0.6t 0.07 0.8t 0.09 t 0.12 >3～5 0.5t 0.08 0.6t 0.11 0.8t 0.16 　注：當(dāng)沖裁件公差較小時(shí)，可取雙面間隙Z=0.01～0.03mm。 由于本設(shè)計(jì)中板料厚度為1 mm，導(dǎo)正孔為5 mm，故取Z=0.06mm，查表得h=1mm。 要正確安排側(cè)刃孔及導(dǎo)正釘。連續(xù)模的側(cè)刃孔一般安排在第一工位，而采用雙向側(cè)刃時(shí)

40、，本設(shè)計(jì)中考慮到后面?zhèn)热械陌惭b方便，第二側(cè)刃安排在第二個(gè)工位的另一側(cè)。對(duì)于導(dǎo)正銷孔，若采用自動(dòng)送料時(shí)必須要在第一工位先沖出工藝孔，而在第二工位或再隔2～4個(gè)工位的相應(yīng)位置設(shè)置導(dǎo)正銷孔。 圖2.6導(dǎo)正銷 如圖2.5所示沖件形狀簡(jiǎn)單但尺寸精度要求較高。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用成形側(cè)刃，雖然制造復(fù)雜，但當(dāng)側(cè)刃刃部磨鈍后，條料邊緣處也不會(huì)出現(xiàn)毛刺，不影響正常送進(jìn)。通過此裁塔邊法完成側(cè)刃搭邊的切除，此側(cè)刃沖切使定位更精確。如圖2.6中的排樣圖所示。利用沖制工件上的18mm孔，在沖孔后的后續(xù)工位上設(shè)導(dǎo)正銷導(dǎo)正。使送料進(jìn)距S的偏差小

41、于0.015mm。保證良好的沖壓精度。 5)步距大小的確定 連續(xù)模中，每次送料前進(jìn)的距離稱步距。步距計(jì)算的正確與否，直接關(guān)系到工件質(zhì)量和尺寸精度。 步距的大小可按下式計(jì)算： 　　　A=C+a1 （2.3） 式中 A—步距（mm）； C—工件最大寬度（mm）； a1—工件間搭邊寬度。 　　　X=69+1.2=71.2mm 6)側(cè)刃大小的確定 ①側(cè)刃的長(zhǎng)度一般應(yīng)等于步距的大小，而寬度可選擇在6～9mm即可； ②側(cè)刃的

42、位置可以根據(jù)沖模的具體情況任意選定，如采用雙側(cè)刃時(shí)則雙側(cè)刃的距離應(yīng)為： 成形側(cè)刃尺寸計(jì)算：L=A+（0.05～0.10）mm 式中 L—成形側(cè)刃斷面沿送料方向的長(zhǎng)度； A—步距。 L=71.2+0.05=71.25mm， 7)用側(cè)刃定距時(shí)導(dǎo)料板間距離 當(dāng)條料的送進(jìn)步距用側(cè)刃定位時(shí)，導(dǎo)料板間距離 （2.4） =65+1.51.5+21.5+0.5=70.75 mm

43、 （2.5） =65+1.51.5+0.1=67.25 mm D---條料寬度方向沖裁件的最大尺寸； ---側(cè)搭邊值； n --- 側(cè)刃數(shù)； ---側(cè)刃切去材料寬度方向尺寸。 搭邊值：=1.5 mm 側(cè)刃沖切的料邊寬度：b1=1.5mm 沖切前的條料寬度與導(dǎo)料板間的間隙：C=20.25=0.5mm 沖切后的條料寬度與導(dǎo)料板間的間隙：y=20.05=0.1mm 8)側(cè)刃檔塊 在用側(cè)刃檔塊定距的級(jí)進(jìn)模中用側(cè)刃檔塊限制條料側(cè)邊沖切缺口的條料送進(jìn)，側(cè)檔塊

44、需和側(cè)刃連用。 側(cè)刃用在級(jí)進(jìn)模中，通過切掉條料旁側(cè)少量材料達(dá)到限定條料的送進(jìn)步距。側(cè)刃定位用于步距較小或材料厚度較薄（t≤1.5mm）場(chǎng)合，也用于對(duì)步距精度要求較高及手工送料的多工位連續(xù)模上。側(cè)刃的種類和結(jié)構(gòu)型式很多，根據(jù)側(cè)刃的截面形狀可分為三種： a、 長(zhǎng)方形側(cè)刃，制造和使用都很簡(jiǎn)單，但刃口尖角磨損后，在條料的側(cè)邊容易產(chǎn)生毛刺，影響條料的送進(jìn)和定位的準(zhǔn)確性。 b、 凹型側(cè)刃，其兩端略高于主刃面，由于兩端尖角磨損而產(chǎn)生的毛刺處于條料側(cè)邊凹槽內(nèi)，不會(huì)影響條料的送進(jìn)和定位，步距精度較高，但凹型側(cè)刃形狀較復(fù)雜，刃口制造難度增大，沖裁廢料也較多。 c、尖角形側(cè)刃，需要與彈簧擋料銷配合使用，每

45、送一個(gè)步距需將條料向后拉，由于擋料銷卡住缺口而定位。尖角形側(cè)刃不浪費(fèi)材料，但操作不如前者方便，只適合于生產(chǎn)率要求不太高的手工送料模具。根據(jù)模具的需求，先選用梯形側(cè)刃。 在本模具設(shè)計(jì)中采用雙側(cè)刃，側(cè)刃沖頭的固定方法采用螺釘聯(lián)接固定，側(cè)刃的工作尺寸取0.010mm的偏差，即S 0-0.02，側(cè)刃結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，故凸模尺寸可參照下圖左所示設(shè)計(jì),側(cè)刃凹模與凸模配作，保證單面間隙均勻?yàn)?.005～0.010。 9)側(cè)導(dǎo)板（導(dǎo)料板） 用側(cè)導(dǎo)板導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)常用于單工序和級(jí)進(jìn)模中。側(cè)導(dǎo)板一般設(shè)在條料兩側(cè)，一種分開制造，用于彈壓卸料板結(jié)構(gòu)中，另一種是在固定卸料板結(jié)構(gòu)中，與卸料板制成整體結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)用的是分開制

46、造的形式。 圖2.7側(cè)導(dǎo)板 　　　　第三章 沖孔—落料級(jí)進(jìn)模零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.1沖裁模具凸模和凹模刃口尺寸計(jì)算 3.1.1沖壓力的計(jì)算 沖裁力 沖裁模設(shè)計(jì)時(shí)，為了合理地設(shè)計(jì)模具及選用設(shè)備，必須計(jì)算沖裁力。沖裁力是沖裁過程中，模具工作部分對(duì)材料的壓力。沖裁力在沖裁過程中隨上模行程變化而變化，故通常是指沖裁力的最大值。沖裁力是選用沖壓設(shè)備和檢驗(yàn)沖模強(qiáng)度的重要依據(jù)

47、，沖裁力的大小與材料性質(zhì)、厚度和工件分離的輪廓長(zhǎng)度有關(guān)。 因采用平刃口沖裁，其理論沖裁力（N）按下式計(jì)算： F = KLtτb （3.1） 式中 L——沖裁內(nèi)、外周邊的總長(zhǎng)，單位為mm； t——材料的厚度，單位為mm； τb——材料的抗切強(qiáng)度，單位為MPa； K——系數(shù)，一般取K=1.3； F——沖孔力，單位為N； 為了計(jì)算簡(jiǎn)便，也可按下式估算沖裁力：

48、 F= （3.2） 式中為材料的抗拉強(qiáng)度，單位為MPa。 1.沖R3工序孔： 沖孔力： F= 查資料得 　=490　 F=3.1412/41490= 1230.88（N） 卸料力： 查資料得 　　取 推件力： 查資料得 取 凹模型口直壁高度：考慮到修模量，取， 則 采用彈性卸料裝置和下出料的總裁力為：

49、 推料力： 查資料得 取 凹模型口直壁高度：考慮到修模量，取， 則 采用彈性卸料裝置和下出料的總裁力為： 2.沖2個(gè)18孔： 圖3.1Φ18孔 沖孔力： F= . 查資料得 　=490 卸料力： 查資料得 　　取 推料力： 查資料得 取 凹模型口直壁高度：考慮到修模量，取，

50、 則 采用彈性卸料裝置和下出料的總裁力為： 3．沖2個(gè)腰形孔： 圖3.2腰形孔 沖孔力： F= . 查資料得 　　=490 卸料力： 查資料得 　　取 推料力： 查資料得 取 凹模型口直壁高度：考慮到修模量，取， 則 采用彈性卸料裝置和下出料的總裁力為： 4. 彎曲工序 剪切力： F= . 通過計(jì)算得

51、查資料得 　=490 卸料力： 查資料得 　　取 推料力： 查資料得 取 凹模型口直壁高度：考慮到修模量，取， 則 采用彈性卸料裝置和下出料的總裁力為： 因?yàn)樵诒緩澢羞€要計(jì)算彎曲后的頂件力和壓料力，所以還要計(jì)算本工件的自由彎曲力： U形件： （3.4） 式中：——自由彎曲在沖壓行程結(jié)束時(shí)的彎曲力； B——彎曲件的寬度； t——彎曲

52、材料的厚度； r——彎曲件的內(nèi)彎曲半徑； ——材料的抗拉強(qiáng)度； K——安全系數(shù)，一般取=1.3 材料抗拉強(qiáng)度為：=490Mpa； 則： 彎曲頂件力或壓料力： 本彎曲模設(shè)有頂件裝置和壓料裝置，其頂件力（或壓料力）可以近似取自由彎曲力的30%～80%，即 =（0.3～0.8） （3.5） 本設(shè)計(jì)中因?yàn)楣ぜ?，材料薄，作用力小，所以取彎曲力?0%，則： （）=0.3=0.3ｘ2662.558=798.77（

53、N） 由于沖孔、落料和彎曲是同時(shí)進(jìn)行的，故總的沖裁力為： 總卸料力為：=+++++=1905.14(N) 壓力機(jī)公稱壓力：P=1.3=1.3ｘ88182.77=114637.6(N)≈114.6(KN) 3.1.2壓力中心的計(jì)算 沖裁力合力的作用點(diǎn)稱為沖裁的壓力中心。為了保證壓力機(jī)和模具平穩(wěn)的工作，必須使壓力中心與滑塊中心線相重合，對(duì)于使用模柄的中小型模具就要使壓力中心與模柄軸線相重合，否則將使沖模和壓力機(jī)滑塊承受側(cè)向力，引起凸、凹模間隙不均勻和導(dǎo)向零件加速磨損，甚至還會(huì)引起壓力機(jī)導(dǎo)軌的磨損，影響壓力機(jī)精度。在實(shí)際生產(chǎn)中，可能會(huì)出現(xiàn)由于沖件的形狀特殊或排樣特殊，從模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造考

54、慮不宜使壓力機(jī)中心與模柄中心線相重合，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。 由于本工件的排樣圖中都是中心對(duì)稱的工作圖，所以本模具的壓力中心就在中心處。 3.1.3模具主要零件尺寸計(jì)算 1．凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）凸模的長(zhǎng)度尺寸計(jì)算 凸模長(zhǎng)度由模具結(jié)構(gòu)尺寸確定。通常應(yīng)考慮留有修磨余量，以及模具在閉合狀態(tài)下，卸料板至凸模固定板間應(yīng)留的安全距離。這里需要考慮凸模固定板厚度，導(dǎo)料板厚度，彈簧或橡膠的厚度等因素。凸模的長(zhǎng)度計(jì)算公式為： （3.6） 其中--- 凸模固定板厚度（mm）； -

55、-- 卸料板厚度（mm）； ---導(dǎo)料板厚度（mm） ---附加長(zhǎng)度，主要考慮凸模進(jìn)入凹模的深度（0.5～1.0mm），總修磨量（4～6mm）以及模具閉合狀態(tài)下卸料板到凸模固定板的安全距離（10～15mm）等因素確定。 故凸模的最終長(zhǎng)度為56mm。 （2）凸模強(qiáng)度校核 凸模的強(qiáng)度在一般情況下是足夠的，可以不必做強(qiáng)度校核，但是，在凸模特別細(xì)長(zhǎng)或凸模的斷面尺寸很小沖裁厚且硬的材料時(shí)，必須對(duì)凸模抗壓強(qiáng)度和抗彎剛度進(jìn)行校核。 凸模抗壓強(qiáng)度校核。凸模沖裁時(shí)的正常工作條件是其刃口端面承受的軸向壓應(yīng)力必須小于凸模材料的許用壓應(yīng)力，即

56、 （3.7） 式中 ---凸模刃口端面承受的壓應(yīng)力，單位為MPa； F---作用在凸模端面的沖裁力，單位為N； A---凸模刃口端面面積，單位為； ---凸模材料許用壓應(yīng)力，單位為MPa。需校核的凸模如下圖： 沖裁力F= 1230.88（N）；A=3.14得： 凸模選用材料為Cr12MoV,許用壓應(yīng)力為1000～1600MPa，此凸模強(qiáng)度足夠?！　　?）沖裁模凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 根據(jù)工件尺寸精度不同和加工方法的選擇，沖裁模凸、凹模刃口尺寸技術(shù)方法有分開加工計(jì)算和配作加工計(jì)算兩種方法。本設(shè)計(jì)

57、零件形狀簡(jiǎn)單，并且尺寸精度要求為IT7級(jí)，屬于中高精度公差等級(jí)，故須采用分開加工加工計(jì)算方法來計(jì)算刃口尺寸。 4）分開加工計(jì)算方法的特點(diǎn)。 分開加工的方法就是分別規(guī)定凸模或凹模的尺寸和公差，分別進(jìn)行制造，用凸模與凹模的尺寸及制造公差來保證間隙要求。這種加工方法必須把模具的制造公差控制在間隙變動(dòng)的范圍之內(nèi)，使模具的制造難度加大，主要用于沖裁件形狀簡(jiǎn)單、間隙較大、精度較低的模具。隨著電火花、線切割等設(shè)備的應(yīng)用和加工精度的不斷提高，分別加工也越來越都地用于形狀復(fù)雜、間隙較小、精度較高的復(fù)合模、級(jí)進(jìn)模等模具。用分開加工的凸、凹模具有互換性，制造周期短，便于成批制造。采用分開加工必須滿足下列條件:

58、 δ凸+δ凹≤ZMax-Zmin （3. 9） 式中：ZMax——最大沖裁間隙； Zmin——最小沖裁間隙； δ凸、δ凹——分別為凸模、凹模的制造公差。凸模公差取下偏差（相當(dāng)于基準(zhǔn)軸的公差帶位置），凹模取上偏差（相當(dāng)于基準(zhǔn)孔的公差帶位置），一般可按零件公差的1/3～1/4來選取；對(duì)于形狀簡(jiǎn)單的沖裁件（如圓形件、方形件等），由于制造簡(jiǎn)單，精度容易保證。 分開加工凸、凹模刃口尺寸計(jì)算：根據(jù)尺寸計(jì)算的原則，可對(duì)沖裁件凸、凹模工作部分尺寸確定如下。 （1） 落料 設(shè)工件的尺寸為，根據(jù)計(jì)算原則，落料時(shí)以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。首先確定

59、凹模尺寸，使凹模的基本尺寸基本接近或等于工件輪廓的最小極限尺寸，將凹模尺寸減去最小合理間隙值即得到凸模尺寸。 （3.10） （3.11） （2） 沖孔 設(shè)沖孔尺寸為，根據(jù)計(jì)算原則，沖孔時(shí)以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。首先確定凸模尺寸，使凸模的基本尺寸基本接近或等于工件孔的最大極限尺寸，將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得到凹模尺寸。 （3.12）

60、 （3.13） （3） 孔心距 孔心距離屬于磨損后基本不變的尺寸。在同一個(gè)步中，在工件上沖出孔距為兩個(gè)孔時(shí)，其凹模型孔中心距可以按下式確定。 （3.14） 上述式中：、——落料凹、凸模尺寸，mm； 、——沖孔凸、凹模尺寸，mm； ——落料件的最大極限尺寸，mm； ——沖孔件孔的最小極限尺寸，mm； 、——工件孔心距和凹模孔心距的公稱尺寸，mm； —

61、—工件制造公差，mm； ——最小合理間隙，mm； ——磨損系數(shù)；值在0.5～1之間，它與沖件精度有關(guān)，可以查相關(guān)的表或按下列關(guān)系選?。? 沖件精度為IT10以上時(shí)，X=1； 沖件精度為IT11～I(xiàn)T13時(shí)，X=0.75； 沖件精度為IT14以下時(shí)，X=0.5。 、——凸、凹模的制造公差，可按IT6～I(xiàn)T7級(jí)來選取，或取，。 由工件的形狀可知，查相關(guān)的資料得沖模初始雙面間隙值Z為：=0.024mm，=0.032mm,則 -=（0.032-0.024）mm =0.008 mm 因?yàn)楣ぜ木葹镮T7，所以取

62、X=1,沖8 mm的定位孔時(shí)，精度要求為IT10，則取X=1。則： ① 沖2ｘΦ6mm的孔 圖3.3Φ6孔 工件的精度為IT7，查得Φ6mm的孔的制造公差=0.01mm，則： （制造精度為IT5） 校核：|δ凸|+|δ凹|≤ZMax-Zmin 0.004mm+0.004mm≤0.032mm-0.024mm 其他尺寸計(jì)算相同,不在重復(fù). 2．彎曲凹模尺寸設(shè)計(jì) 由于本設(shè)計(jì)模具凸模和凹模刃口尺寸是按照分開加工的計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算，所以凹模和凸模尺寸設(shè)計(jì)，須確定模

63、具的雙面沖裁間隙，才能計(jì)算出凹模實(shí)際尺寸。 沖裁間隙指的是凸、凹模刃口縫隙的距離，是沖裁過程中的重要工藝參數(shù)。間隙的大小影響沖裁件的質(zhì)量，沖裁力的大小以及模具的壽命。間隙是影響斷面質(zhì)量的主要因素，間隙在一定的合理范圍內(nèi)時(shí)，由凸凹模刃口沿最大剪切力方向產(chǎn)生的裂紋將互相重合，制件斷面比較平直、光亮、毛刺很小。間隙過小或過大時(shí)，上、下裂紋不重合，出現(xiàn)硬擠裂或者撕裂，斷面質(zhì)量較差，毛刺較大。間隙還影響零件的尺寸和形狀精度。 間隙的大小及其沿刃口邊緣的均勻性直接影響零件剪切面質(zhì)量。選取合理間隙，保證間隙均勻，并使其在整個(gè)沖裁過程中保持間隙均勻恒定是沖裁技術(shù)的關(guān)鍵條件。間隙主要取決于材料厚度，并與沖裁

64、輪廓、工件材料有關(guān)。 因?yàn)闆_裁模凸、凹模間隙值受多種因素制約，而斷面質(zhì)量和尺寸精度在不同的行業(yè)中其要求也不相同，所以，在生產(chǎn)中很難確定統(tǒng)一的間隙數(shù)值，只能分類按照使用要求及材料性質(zhì)、板料厚度確定一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙值，只要凸、凹模間隙在此范圍內(nèi)就能沖壓出復(fù)合要求的沖壓件。合理間隙的最小值稱為最小合理間隙值，最大值稱為最大合理間隙值Zmax。設(shè)計(jì)和制造模具時(shí)應(yīng)考慮模具凸、凹模在使用中會(huì)因被磨損而使間隙增大，故應(yīng)按最小間隙值定合理間隙值Zmin，來確定模具間隙。 按凸模尺寸配制，其雙面間隙為～。沖裁間隙Z的確定查下表3.3 表3.1 沖裁模初始雙面間隙 材料厚度/mm 杜拉鋁、中硬

65、度鋼 0.4 0.024 0.032 考慮凸、凹模的磨損，沖裁過程中凸模刃口尺寸磨損使沖孔尺寸減小，凹模刃口尺寸磨損則使落料尺寸增大。為了保證沖裁件的尺寸精度要求，并盡可能提高模具的使用壽命，設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹模刃口的基本尺寸應(yīng)取工件孔公差范圍內(nèi)的較小尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸模刃口的基本尺寸應(yīng)取工件孔尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸。這樣就能保證凸、凹模磨損到一定程度后仍能沖裁出合格的工件。不論落料還是沖孔，凸、凹模間隙都應(yīng)取用合理間隙范圍內(nèi)的最小值。 3．凹模外形尺寸的確定 凹模外形可分為圓形和長(zhǎng)方形兩種，其中圓形凹模已標(biāo)準(zhǔn)化。 凹模材料均選擇Cr12MoV，淬火硬度（熱處理）HRC

66、60-64。凹模刃口尺寸較復(fù)雜，根據(jù)基本外形選用長(zhǎng)方形凹模外形。 3.2選擇沖壓設(shè)備 在實(shí)際生產(chǎn)中，沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模的深度一般均小于沖裁材料的厚度，但在本設(shè)計(jì)中，后面一個(gè)是落料彎曲工序，所以凸模在沖壓工作時(shí)行程比較大，但有效行程還是小于壓力機(jī)的行程長(zhǎng)度，因而沖裁模具在選擇設(shè)備時(shí)，需按總沖裁力小于設(shè)備公稱力和標(biāo)準(zhǔn)行程次數(shù)是否達(dá)到月產(chǎn)量10件的要求，即 及每分鐘行程次數(shù)：（次），（按一個(gè)月30天，每天工作8小時(shí)算）。 考慮到實(shí)際情況，故選擇公稱壓力為160kN的J23-16F開式液動(dòng)壓力機(jī)。其主要參數(shù)為： 表3.2 J23-16F壓力機(jī)參數(shù) 公稱壓力： 160kN 滑塊行程： 70mm 最大閉合高度：250mm 閉合高度調(diào)節(jié)量：45mm 工作臺(tái)尺寸：前后：300mm 左右：450mm 工作臺(tái)孔尺寸：前后：300mm 左右：530mm 墊板尺寸：厚度：40mm 直徑：210mm 模柄孔尺寸：直徑：40mm 深度：60mm