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課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 目 錄 1 緒 論 1 1.1 模具在現(xiàn)代 工業(yè)生產(chǎn)中作用 1 2 落料、沖孔工藝及模具設(shè)計(jì) 2 2.1 沖裁件的工藝性分析 2 2.2 確定工藝方案 2 2.3 沖裁件的排樣和搭邊 3 2.3.1 計(jì)算零件展開(kāi)尺寸 3 2.3.2 排樣 4 2.3.3 搭邊 4 2.3.4 條料寬度和導(dǎo)尺間距離的計(jì)算 4 2.4 沖裁工藝力 5 2.4.1 凸凹模間隙值的確定 5 2.4.2 凸凹模刃口尺寸的確定 5 2.4.3 沖裁力的計(jì)算 7 2.4.4 卸料力脹形力計(jì)算 8 2.4.5 模具壓力中心的確定 8 2.4.6 初步選定沖壓設(shè)備 9 2.4.7 模具閉合高度 9 2.5 落料、沖孔及脹形模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 2.5.1 凸模、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 2.5.2 凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 2.5.3 定位零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn) 12 2.5.4 卸料與推件零件的設(shè)計(jì) 13 2.5.5 導(dǎo)向零件設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn) 14 2.5.6 緊固零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn) 15 2.5.7 橡膠墊的計(jì)算 15 2.5.8 沖模模架的型號(hào)與選擇 16 26 模具結(jié)構(gòu)圖 18 參考文獻(xiàn) 19 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 0 1緒 論 1.1 模具在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中作用 汽車(chē)這種交通工具在我們的生活中處處可見(jiàn)，是我們現(xiàn)代生活必不可少的代步 工具。此次課題為汽車(chē)油管支架沖壓工藝分析及模具設(shè)計(jì)，要求綜合運(yùn)用所學(xué)的專(zhuān) 業(yè)知識(shí)完成本次設(shè)計(jì)。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，要掌握設(shè)計(jì)零件的基本方法和流程，將所學(xué) 知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合，充分、靈活的應(yīng)用所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，為今后的工作打下良好的 基礎(chǔ)。 沖壓工藝是一種先進(jìn)的金屬加工方法，它是建立在金屬塑性變形的基礎(chǔ)上，利 用模具和沖壓設(shè)備對(duì)板料金屬進(jìn)行加工以獲得所需零件的形狀和尺寸。沖壓件與鑄 件、鍛件相比, 具有薄、勻、輕、強(qiáng)的特點(diǎn)。沖壓可制出其他方法難以制造的帶有 加強(qiáng)筋、肋、起伏或翻邊的工件, 以提高其剛性。沖壓和切削加工相比，具有生產(chǎn) 率高、加工成本低、材料利用率高、產(chǎn)品尺寸精度穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械 化和自動(dòng)化等一系列優(yōu)點(diǎn)，特別適合于大量生產(chǎn)。 在現(xiàn)今國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活水平的提高，有越來(lái)越多的人成 為有車(chē)一族，這就要求汽車(chē)行業(yè)生產(chǎn)具有與之相應(yīng)的速度，因此對(duì)生產(chǎn)各種零件的 模具需求量很大，同時(shí)也要求國(guó)產(chǎn)模具必須在質(zhì)量、交貨期等方面滿足用戶的需求。 另外，隨著近年來(lái)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的人工費(fèi)用增加，其模具生產(chǎn)正向發(fā)展中國(guó)家特別 是東南亞國(guó)家轉(zhuǎn)移。因此，只要國(guó)產(chǎn)模具的質(zhì)量和交貨期能夠保證，模具行業(yè)的前 景是十分樂(lè)觀的。有專(zhuān)家認(rèn)為，伴隨著世界經(jīng)濟(jì)的一體化浪潮，全球制造業(yè)加速向 中國(guó)大陸地區(qū)轉(zhuǎn)移已是大勢(shì)所趨，中國(guó)也將逐步發(fā)展成為世界級(jí)的模具制造業(yè)基地。 模具行業(yè)的發(fā)展，直接帶動(dòng)了汽車(chē)、信息電子、家電、農(nóng)用機(jī)械、食品、機(jī)械、建 筑等等相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。從我們的日常生活中就可以看出，模具制品在機(jī)械、電子、 交通、國(guó)防、建筑、農(nóng)業(yè)等各行各業(yè)都有廣泛應(yīng)用，隨著對(duì)模具制品需求量的日益 增加，使得模具行業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性也日漸凸顯出來(lái)。模具作為一種高附加 值和技術(shù)密集型產(chǎn)品，其技術(shù)水平的高低已經(jīng)衡量成為一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的 重要標(biāo)志之一。我們必須意識(shí)到，對(duì)模具進(jìn)行研究設(shè)計(jì)能夠使我們更好地認(rèn)識(shí)模具 工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)地位中的重要性。要使國(guó)家制造業(yè)高速發(fā)展，以加速實(shí)現(xiàn)社會(huì)主義 四個(gè)現(xiàn)代化，模具工業(yè)將發(fā)揮巨大的作用。 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 2 落料、沖孔模工藝及模具設(shè)計(jì) 2.1 沖裁件的工藝性分析 如圖 2-1 所示工件為葉片零件，材料為 Q345 抗拉強(qiáng)度（b/MPa）: 345 斷后伸長(zhǎng)率（5/%）：28 料厚為 t=2mm，生產(chǎn)性質(zhì)屬大批量生產(chǎn)。 圖 2-1 零件圖 零件的經(jīng)濟(jì)性分析 該零件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。零件要承受外力，對(duì)強(qiáng)度剛度 有一定的要求。零件尺寸公差無(wú)特殊要求，按 IT11 級(jí)選取，利用普通沖裁方式可達(dá) 到圖樣要求，適合沖裁加工。 見(jiàn)表 2-1 所示內(nèi)容： 表 2-1 沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性 工藝性質(zhì) 沖壓件工藝項(xiàng) 目 工藝性允許值 工藝性評(píng)價(jià) 落料外形1 形狀 沖孔圓孔 40mm 符合工藝性 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2 2 孔徑 40，16.4. 15.8 1.3t 符合工藝性 3 孔邊距 30mm 2t 符合工藝性 2.2 確定工藝方案 從零件的結(jié)構(gòu)形狀可知，零件所需的沖壓基本工序?yàn)椋郝淞?、沖孔。根據(jù)零件 特點(diǎn)和工藝要求，可能有的沖壓工藝方案如下： 方案一：先落料，在沖孔兩套模具。 方案二：落料，沖孔復(fù)合需要一套復(fù)合模具 方案三：合并工序，采用級(jí)進(jìn)模。 方案一采用單工序模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造周期短，制造費(fèi)用低，但是需要多付模 具，生產(chǎn)成本高，工序復(fù)合程度低，生產(chǎn)效率也較低，適于中小批量的生產(chǎn)。 方案二采用復(fù)合模，雖然復(fù)合模生產(chǎn)效率高，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。但是復(fù)合模結(jié)果復(fù)雜，制造精度要求高，成本高， 適于大批量生產(chǎn)高精度制件。 方案三采用了級(jí)進(jìn)模，級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)效率高， 便于操作和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。對(duì)于 特別復(fù)雜或孔邊距較小的沖壓件，用簡(jiǎn)單模或復(fù)合模沖制有困難時(shí)，可用級(jí)進(jìn)模逐 步?jīng)_出。但級(jí)進(jìn)模輪廓尺寸較大，制造復(fù)雜，成本高，適于大批量生產(chǎn)。 由于制件尺寸大，壁厚小，強(qiáng)度會(huì)受到影響，在考慮生產(chǎn)效率，勞動(dòng)強(qiáng)度，模 具壽命，和生產(chǎn)成本。及考慮大批量生產(chǎn)的要求，選擇方案二。 2.3 沖裁件的排樣和搭邊 2.3.1 計(jì)算零件尺寸 應(yīng)用 CAD 軟件進(jìn)行計(jì)算，坯料總尺寸 L 切斷 =491mm L 沖孔 =49.4+125.6+51.5=226.5mm 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 3 2.3.2 排樣 為了節(jié)約金屬和減少?gòu)U料，考慮到坯料形狀為矩形，采用單排最適宜。具體排 布如圖 2-3 所示。 圖 2-3 排樣圖 2.3.3 搭邊 為了補(bǔ)償定位誤差，保證沖出合格的沖件，以及保證材料有一定剛度，便于送料。 取搭邊沿邊 a= 2。5，工件間 a1=2.5。 2.3.4 條料寬度和導(dǎo)尺間距離的計(jì)算 在設(shè)計(jì)中采用無(wú)側(cè)壓裝置的模具，條料送進(jìn)時(shí)可能因條料的擺動(dòng)而使搭邊不能 保證。為了保證側(cè)搭邊，條料寬度應(yīng)增加一個(gè)可能的擺動(dòng)量。如圖 2-4 所示，條料 寬度 B 按下式計(jì)算，其中 Z0=0.5，=0.5，查表 4得剪切條料寬度公差與導(dǎo)料板之間 的間隙如表 4 和表 5 所示： B=（L+2a+Z 0） 0- （2.1） =（200+22.5+0.5） 0-0.5 =205.50-0.5 導(dǎo)尺間距離 A 按下式計(jì)算，即： A=B+ Z0 （2.2） =205.50-0.5+0.5 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 4 =2060-0.5 式中： B條料寬度（mm）； L沖裁件垂直于送料方向的尺寸（mm）； a搭邊（ mm）； 條料寬度公差（ mm）； Z0條料與導(dǎo)尺間的間隙（mm）。 圖 2-4 條料寬度的確定 2.4 沖裁工藝力 2.4.1 凸凹模間隙值的確定 凸、凹模間隙時(shí)沖裁過(guò)程最重要的工藝參數(shù)，它對(duì)沖裁件質(zhì)量、模具壽命、沖 裁力和卸料力等都有很大的影響。因此，設(shè)計(jì)模具時(shí)，一定要選擇一個(gè)合理的間隙， 使沖裁件的斷面質(zhì)量好，尺寸精度高，模具壽命長(zhǎng)，所需沖裁力小。通過(guò)查表選取 法，選擇 Zmin=0.2mm，Z max=0.24mm。（查 4表得沖裁模刃口雙面間隙 Z（機(jī)電行業(yè) 用））。 2.4.2 凸凹模刃口尺寸的確定 凸凹模刃口尺寸的計(jì)算原則： 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：落料以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，間隙取在凸模上；沖孔以凸模為基準(zhǔn)， 間隙取在凹模上。 設(shè)計(jì)時(shí)間隙一律采用最小合理間隙值 Zmin。 刃口尺寸的制造偏差方向：?jiǎn)蜗蜃⑷雽?shí)體內(nèi)部。即磨損后，凸凹模刃口尺寸 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 5 變大取+；磨損后凸凹模刃口尺寸變小的取- 。 刃口尺寸制造偏差的大?。汉?jiǎn)單形狀，按 IT6IT7 取值；復(fù)雜形狀，取 0.25；磨損后尺寸無(wú)變化，取 0.125。 加工方法：簡(jiǎn)單形狀，分別加工；復(fù)雜形狀，配合加工。 （1）沖孔凸、凹模 dt=(dmin+x1)0t （2.3） da=(dmin+x1+ Zmin) a0 （2.4） 凹模型孔中心距 La=（L min+0.752）0.125 2（mm） （2.5） 以上各式中： d t 沖孔凸模刃口尺寸； da 沖孔凹模刃口尺寸； dmin 沖孔件孔的最小極限尺寸（mm）； x系數(shù)，查表 x=0.75； 1工件孔徑公差（ mm）； 1=0.11mm t凸模刃口尺寸制造偏差（mm），查表 t=0.02mm a凹模刃口尺寸制造偏差（mm），查表 a=0.02mm Zmin 凸、凹模最小初始雙面間隙（mm），查表 Zmin =0.2mm Lmin 工件孔件最小極限偏差（mm），L min =0.24mm 2工件兩孔中心距公差（mm）， 2 =0.11mm 所以 d t=(dmin+x1)0t=(40+0.750.11)0-0.02 =40.0825 0-0.02（mm） da=(dmin+x1+ Zmin) a0=(40+0.750.11+0.20) 0.020 =40.28250.020（mm） 校核 因?yàn)閨 t | + |a|=0.04 Zmax -Zmin =0.03（Z max 是凸、凹模最大許用雙面間隙，查表 Zmax =0.18） 滿足| t | + |a|Zmax -Zmin=0.18-0.15=0.03 所以沖孔凸、凹模刃口尺寸 dt= 40.0825 0-0.02 da=40.28250.020 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 6 （2）落料：零件應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，然后配作凸模。 刃口尺寸變化有增大、減小、不變?nèi)N情況。因此凹模刃口尺寸應(yīng)按不同情況 分別計(jì)算。 凹模磨損后尺寸變大（圖中 A 類(lèi)）。計(jì)算這類(lèi)尺寸，先把工件圖尺寸化為 A0-再按落料凹模公式進(jìn)行計(jì)算 Ad=(Amax-x) +0d （2.6） 凹模磨損后尺寸變?。▓D中 B 類(lèi)）。計(jì)算這類(lèi)尺寸，先把工件圖尺寸化為 B+0 ,再按沖孔凸模公式進(jìn)行計(jì)算 Bd=(Bmin+x) 0-d （2.7） 凹模磨損后尺寸不變（圖中 C 類(lèi)）。計(jì)算這類(lèi)尺寸，則按下述三種情況計(jì) 算 制件尺寸為 C+0 Cd=(Cmin+0.5) 0.5d （2.8） 制件尺寸為 C0- Cd=(Cmin-0.5) 0.5d （2.9） 制件尺寸為 C Cd=Cmin 0.5d （2.10） 式中： Ad Bd Cd凹模刃口尺寸（ mm）； A、B、C 工件標(biāo)稱(chēng)尺寸（ mm）； 工件公差（mm ）； d--凹模制造公差， d=/4； 工件偏差，對(duì)稱(chēng)偏差時(shí)， =/2 。 根據(jù)零件形狀，凹模磨損后其尺寸變化有三種情況： 凹模磨損后，尺寸 A1 由查表 4得：X 1 =X2=0.75 由公式（2.8）得： A1d=(200-0.11) +00.250.11 =199.89 +00.02mm A2d=(80-0.11) +00.250.11 =79.89 +00.02mm 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 7 由表 4查得 Zmin=0.20mm，Z max=0.24mm。 該零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相應(yīng)尺寸配置，保證雙面間隙值 Zmin Zmax=0.20 0.24mm。 2.4.3 沖裁力的計(jì)算 一般情況下，材料的 b=1.3， b=345MPa，為計(jì)算方便，可用下列計(jì)算沖裁 力 F（N） F= Ltb (2.11) =717.52345=495075N 式中 L沖裁件周邊長(zhǎng)度（mm）； t材料厚度（mm）； b材料的抗拉強(qiáng)度（MPa ）。 2.4.4 卸料力脹形力計(jì)算 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用彈性卸料裝置和下出料方式，凹模刃口直臂高度 h=6mm。 卸料力：由表 4查得 K 卸 =0.04 F 卸 =K 卸 F (2.12) =0.04495075 =19803（N） 頂件力：由表 2-2 查的 F 頂 =0.06 n=ht F 頂 =nK 頂 F (2. 13) =30.06495075 =89113.5（N） 沖壓力 F 總 =F+F 卸 +F 頂 (2.14) =49507589113.5+19803 =603(KN) 式中： F沖裁力（N ）； K 卸 卸料力系數(shù)，見(jiàn)表 4； 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8 n同時(shí)卡在凹模中的工件（或廢料）數(shù)目，n=ht,h 為凹模腔口高度， mm，t 為材料厚度，mm； F 卸 卸料力（N）； 2.4.5 模具壓力中心的確定 沖模壓力中心應(yīng)盡可能和模柄軸線以及壓力機(jī)滑塊中心線重合，以使沖模平穩(wěn) 地工作，減少導(dǎo)向件的磨損，提高模具及壓力機(jī)壽命。因該零件為圓形，則壓力中 心位于其對(duì)稱(chēng)中心線的交點(diǎn)。 2.4.6 初步選定沖壓設(shè)備 沖壓設(shè)備的選擇主要是根據(jù)沖壓工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量大小、沖壓件的幾何形狀、 尺寸及精度要求等因素來(lái)確定的。參照（參照表 1常見(jiàn)沖壓設(shè)備與應(yīng)用），初步選 擇開(kāi)式壓力機(jī)： 表 2-8 常見(jiàn)沖壓設(shè)備的類(lèi)型與應(yīng)用 類(lèi)型 特點(diǎn) 應(yīng)用 開(kāi)式壓力機(jī) 價(jià)格便宜，具有三面敞 開(kāi)的操作空間，操作方 面，容易安裝機(jī)械化上 料，取件裝置。 在中小型的沖裁件，彎 曲件貨淺拉伸件的沖壓 成產(chǎn)中，主要選用開(kāi)式 壓力機(jī) 確定沖壓設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)，通常選用沖壓設(shè)備注意以下因素： 沖壓設(shè)備的類(lèi)型和工作形式是否適用于應(yīng)完成的工序，是否符合安全生產(chǎn)和環(huán)保 的要求。 沖壓設(shè)備的壓力和功率是否滿足應(yīng)完成工序的需要 沖壓設(shè)備的裝模高度，工作臺(tái)面尺寸，行程等是否適合應(yīng)完成工序所用的模具。 沖壓設(shè)備的行程次數(shù)時(shí)候滿足生產(chǎn)率的要求等. 通過(guò)以上計(jì)算分析，F(xiàn) 總 =603KN，綜合考慮之后選擇 1000KN 的開(kāi)式壓力機(jī)， 相關(guān)數(shù)據(jù)（參照表 1開(kāi)式可傾工作臺(tái)壓力機(jī)的主要參數(shù)）如下： 表 2-9 開(kāi)式可傾工作臺(tái)壓力機(jī)的主要參數(shù) tf 100標(biāo)稱(chēng)壓力 KN 1000 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 滑塊行程mm 60 行程次數(shù)次。Min -1 1Q345 最大封閉高度 固定臺(tái)和可傾式mm 280 封閉高度調(diào)節(jié)量mm 80 模柄孔尺寸（直徑深度）mm 3055 2.4.7 模具閉合高度 沖模設(shè)計(jì)時(shí)，必須使沖模的閉合高度與壓力機(jī)的閉合高度相適應(yīng)（圖 2-6）。通 常滿足下列關(guān)系式: （H max-5) H（H min+10） (2.15) 式中： Hmax壓力機(jī)的最大閉合高度（mm）； Hmin壓力機(jī)的最小閉合高度（mm ）； H沖模的閉合高度（mm）。 圖 2-6 沖模閉合高度 在沖模結(jié)構(gòu)中，計(jì)算沖模的閉合高度時(shí)，對(duì)于沖裁類(lèi)沖模，不需考慮沖裁料厚 （與料厚無(wú)關(guān)），但要考慮刃口進(jìn)入量 ， 凸模刃口進(jìn)入凹模刃口的深度 （mm）；對(duì)于普通沖裁模取 =1（圖 2-7）： H=h1+ h2+ h3+ h4- (2.16) =284mm 式中： H沖模的閉合高度（mm）； h1上模板的厚度（mm）； 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 10 h2下模板的厚度（mm）； h3凸凹模的厚度（mm）； h4凸模的長(zhǎng)度（mm）。 凸模刃口進(jìn)入凹模刃口的深度（ mm）；對(duì)于普通沖裁模取 =1，對(duì) 于精密沖裁模取 =0。 2.5 沖裁模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.5.1 凸模、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 落料凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模的外形一般有矩形和圓形兩種，根據(jù)模具形狀，這里 選擇矩形。如圖 2-9 所示，因采用公式計(jì)算和查表的方法都不準(zhǔn)，誤差較大，經(jīng)常 用經(jīng)驗(yàn)公式法確定。根據(jù)被沖材料的厚度和沖件的最大外形尺寸確定，這里系數(shù) K 根據(jù)表 2-243查得 K=0.32： 凹模厚度： H=Kb (2.17) =0.3231290mm 在這里我們?nèi)?70mm，為了增加刃磨量 凹模壁厚： C=（1.52）H (2.1 8) =75mm 凹模長(zhǎng)度和寬度 L、B： L=300mm，B=220mm 式中： b沖裁件的最大外形尺寸； K系數(shù)，根據(jù)板料厚度的影響，可參照表 3。 根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB2863.481 及 GB2863.581），凹模采用材料 Cr12，熱處 理硬度為 5862HRC。 注意：凹模高度的要求： a. 凹模最小高度為 7.5mm； b. 凹模表面積在 3200mm以上時(shí)，H 最小值為 10.5mm； c. 凹模高度還應(yīng)加上刃口重磨量； d. 凹模刃口周長(zhǎng)超過(guò) 50mm 且材料為合金工具鋼時(shí)，凹模高度應(yīng)乘以表 1中的修正 系數(shù)，如為碳素工具鋼，凹模高度應(yīng)再增加 30%。則 H 總 =1.25H=25mm。 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 根據(jù)凹模刃口輪廓不同，凹模壁厚 C 與凹模高度 H 的關(guān)系也可按下式確定： 輪廓線具有復(fù)雜形狀或尖角時(shí) C2H。 凹模上螺釘孔道凹模外緣的距離一般?。?.72.0）d，最小允許尺寸見(jiàn)表 1。 螺釘?shù)桨寄？?、螺釘?shù)戒N(xiāo)釘?shù)木嚯x一般取 b 2d,當(dāng)凹?？诪閳A弧時(shí)，其最 小 尺寸見(jiàn)表 1。 凹模上螺釘大小及間距的確定：根據(jù)表 1和表 1確定。 2.5.2 凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸凹模的內(nèi)外緣均為刃口，內(nèi)外緣之間的壁厚決定于沖裁件的尺寸。凸凹模的 最小壁厚受模具結(jié)構(gòu)影響。對(duì)于正裝復(fù)合模，由于凸凹模裝于上模，內(nèi)孔不會(huì)積存 廢料，脹力小，最小壁厚可小些；對(duì)于倒裝復(fù)合模，因孔內(nèi)會(huì)積存廢料，所以最小 壁厚要大些。 凸凹模相關(guān)尺寸 凸凹模的最小壁厚值，一般由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)決定。倒裝復(fù)合模 的最小壁厚：對(duì)于黑色金屬和硬材料約為工件料厚的 1.5 倍。因此這里確定該凸凹 模的最小壁厚 a=3mm。同時(shí)根據(jù)國(guó)標(biāo)（GB2863.5 81），選擇凸凹模的材料為 Cr12,硬度為 5862HRC。取漏料孔 =8mm，刃口直邊高度設(shè)計(jì)存四片料，高為 6mm。 凸凹模長(zhǎng)度確定 凸凹模長(zhǎng)度 Hta Hta=H0-F0+FX-1+（2025） （2.19） =80mm 式中： H0彈簧的自由長(zhǎng)度，mm； F0橡膠壓縮量， mm； FX卸料板厚度， mm。 2.5.3 定位零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn) 沖模的定位裝置用以保證材料的正確送進(jìn)及在沖模中的正確位置。設(shè)計(jì)中為保 證條料送進(jìn)導(dǎo)向的零件，采用導(dǎo)料板。保證條料進(jìn)距的零件，采用擋料銷(xiāo)。 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 12 導(dǎo)料銷(xiāo) 導(dǎo)料板有與卸料板分離和聯(lián)成整體的兩種結(jié)構(gòu)?？紤]經(jīng)濟(jì)性，加工 難易程度原則，這里采用聯(lián)成整體的結(jié)構(gòu)。為使條料順利通過(guò)，導(dǎo)料板間的距離應(yīng) 等于條料的最大寬度加上一間隙值（一般大于 0.5mm）。 L=50.98+253mm 擋料銷(xiāo) 在設(shè)計(jì)中，采用固定擋料銷(xiāo)。固定擋料銷(xiāo)分圓形和鉤形兩種。圓形 擋料銷(xiāo)（如圖 2-10 所示）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，但銷(xiāo)孔離凹模刃口較近，會(huì)削弱凹 模強(qiáng)度。為防止不對(duì)稱(chēng)的鉤頭轉(zhuǎn)動(dòng)，需加定向銷(xiāo)，因此增加了制造的工作量。從經(jīng) 濟(jì)性原則考慮，采用圓形固定銷(xiāo)相關(guān)數(shù)據(jù)如查表 6固定擋料銷(xiāo)。 表 2-12 固定擋料銷(xiāo) d(h11) d1(m6) 基本尺寸 極限偏差 基本尺寸 極限偏差 H L 10 0 -0.075 6 +0.008 +0.002 5 10 圖 2-10 固定擋料銷(xiāo) 2.5.4 卸料與推件零件的設(shè)計(jì) 卸料裝置的型式較多，它包括固定卸料板、活動(dòng)卸料板、彈壓卸料板和廢料切 刀等幾種。卸料板除把板料從凸模上卸下外，有時(shí)也起壓料或?yàn)橥鼓?dǎo)向的作用。 在設(shè)計(jì)中，采用彈性卸料板，如圖 2-11 所示，此卸料板常用于復(fù)合沖裁模，其彈力 來(lái)源為彈簧或橡膠，用后者使模具裝較更方便。設(shè)計(jì)時(shí)注意以下事項(xiàng)： 卸料力一般取 5%-20%沖裁力。 卸料板應(yīng)有足夠的剛度。 卸料板要求耐磨，材料一般選 Q345 鋼，淬火，磨削，粗糙度 Ra0.4--0.8m。 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 卸料板安裝尺寸，計(jì)算中要考慮凸模有 46mm 刃磨量。 卸料板課根據(jù)工件形狀制作成圓形或舉行，型孔與凸模的配合為 H7h6 或 H8f7 。 綜合考慮： （1）采用彈性卸料板 彈性卸料板除了在沖裁后卸料外，還可以沖裁前壓住材料， 使沖制的工件平整度好。如果采用固定卸料板會(huì)給送料、定位增加難度（視線不好） ，所以采用彈壓卸料板。卸料板孔和凸模的單邊間隙 Z2=0.1-0.5t （t 為材料厚度， mm）,硬材料的單邊間隙取大值，軟材料取小值。卸料板孔與凸模的單邊間隙值從 表 1中選取。 表 2-13 卸料板孔與凸模的單邊間隙 料厚 tmm 1 單邊間隙 z2 0.15 為了可靠卸料，彈壓卸料板應(yīng)高出凸模 0.2 0.5mm。 （2）卸料板的尺寸 外形 彈壓卸料板的外形與同方向上的固定板的外形一致。 厚度 查表 1得彈性卸料板的厚度 H。 表 2-14 彈性卸料板的厚度 H 卸料板寬度 Bmm 80-125 沖件料厚 tmm h0 0.8 10 在工廠的實(shí)際生產(chǎn)中，沖壓?jiǎn)蝹€(gè)毛坯時(shí)直接采用橡膠緊箍在凸模上進(jìn)行卸料， 這樣可以使模具設(shè)計(jì)、加工以及維修簡(jiǎn)單化，縮短周期，降低成本。 2.5.5 導(dǎo)向零件設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn) 導(dǎo)向裝置可提高模具精度、壽命以及工件的質(zhì)量，而且還能節(jié)省調(diào)試模具的時(shí) 間。 導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)： 導(dǎo)柱與導(dǎo)套應(yīng)在凸模工作前或壓料板接觸到工件前充分閉合，且此時(shí)應(yīng)保 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 證導(dǎo)柱上端距上模座上平面留有 1015mm。 導(dǎo)柱、導(dǎo)套與上、下模板裝配后，應(yīng)保證導(dǎo)柱與下模座的下平面、導(dǎo)套上 端與上模座的上平面均留 23mm 的間隙。 對(duì)于對(duì)稱(chēng)件的工件，為避免合模安裝時(shí)引起的方向錯(cuò)誤，兩側(cè)導(dǎo)柱直徑或 位置應(yīng)有所不同。 當(dāng)沖模有較大的側(cè)向壓力時(shí)，模座上應(yīng)裝設(shè)止推墊，避免導(dǎo)套、導(dǎo)柱承受 側(cè)向力。 導(dǎo)套應(yīng)開(kāi)排氣孔以排除空氣。 在設(shè)計(jì)中，采用滑動(dòng)式導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)加工裝配方便，易于標(biāo)準(zhǔn)化，但承 受側(cè)壓能力差。導(dǎo)柱導(dǎo)套的間隙值應(yīng)小于沖模中凸模、凹模間隙?；瑒?dòng)導(dǎo)柱的型式 和尺寸見(jiàn)表 6，滑動(dòng)導(dǎo)套的形式和尺寸見(jiàn)表 6。 2.5.6 緊固零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn) 卸料板螺釘孔深度的確定見(jiàn)圖 2-12 所示。 H= h1+ h2+1-h3-L （2.20） =40mm 并且 H= h+ h4+（35 ） 式中： h螺釘頭部高度（mm）； h1 模板高度（mm）； h2 凸凹模高度（mm）； h3 卸料板厚度（mm）； h4 刃口修磨量（mm）； L卸料螺釘長(zhǎng)度（mm）。 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 15 圖 2-12 卸料板螺釘沉孔深度 2.5.7 橡膠墊的計(jì)算 由于橡膠墊允許承受的負(fù)荷較大，而且安裝調(diào)整比較靈活方便，因此，它常用 做沖模中彈性卸料、頂件及壓邊裝置的彈性元件。 橡膠墊的選用原則如下： 為保證橡膠墊不過(guò)早失去彈性而損壞，其允許的最大壓縮量不得超過(guò)自由 高度的 Q345%，一般取 h 總 =（0.350.Q345）h 自由 。 由工作行程可計(jì)算出橡膠墊高度： h 自由 = h 工作 （0.250.35） (2.21) 式中： h 自由 橡膠墊自由狀態(tài)下的高度（mm）； h 工作 所需工作行程（mm）。 橡膠墊產(chǎn)生的力 F=Sp (2.22) 式中： F壓力（N ）； S橡膠墊橫截面積（ mm）； P與橡膠墊壓縮量有關(guān)的單位壓力（ MPa），由表 15-63查得。 核算橡膠墊的高度和直徑 0.5hd1.5 (2.23) 式中 d橡膠墊直徑（mm）。 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 根據(jù)工件材料厚度為 2mm，沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模深度取 1mm，考慮模具維修時(shí)刃磨 留量 2mm，在考慮開(kāi)啟時(shí)卸料高出凸模 1mm，則總的工作形成 h 工作 =6mm，根據(jù)式 (2.22)，橡膠墊的自由高度 h 自由 = h 工作 （0.250.35）=1724mm 。 取 h 自由 =20mm。 模具在組裝時(shí)橡皮的預(yù)壓縮量為 h 預(yù) = h 自由 （10%15% ） =23mm。 取 h 預(yù) =2mm 由此可算出模具安裝橡皮的空間高度尺寸為 32mm。 2.5.9 沖模模架的型號(hào)與選擇 選擇模架結(jié)構(gòu)時(shí)要根據(jù)工件的受力變形特點(diǎn)，坯件定位、出件方式，材料送進(jìn) 方向，導(dǎo)柱受力狀態(tài)，操作是否方便等方面進(jìn)行綜合考慮。 選擇模架尺寸時(shí)要根據(jù)凹模的輪廓尺寸考慮，一般在長(zhǎng)度上及寬度上都應(yīng)比凹 模大 3040mm。模板厚度一般等于凹模厚度的 11.5 倍。選擇模架時(shí)還要注意到模 架與壓力機(jī)的安裝關(guān)系。 通常中小型沖模常采用后側(cè)式、對(duì)角式或?qū)ΨQ(chēng)式的導(dǎo)柱型模架。設(shè)計(jì)中采用， 對(duì)稱(chēng)式導(dǎo)柱模架（GBT2851.3 90），相關(guān)數(shù)據(jù)參照表 6得： 表 2-16 模架相關(guān)數(shù)據(jù) 零件件號(hào)，名稱(chēng)及標(biāo)準(zhǔn)編號(hào) 1 2 3 4 上模座 GB2855.5 下模座 GB2855.5 導(dǎo)柱 GB2861.1 導(dǎo)套 GB2861.6 凹模周邊 閉合高度（參 考）H 數(shù)量 1 1 2 2L B 最小 最大 規(guī)格 300 250 200 330 40040060 40040055 40210 405011 5 選擇模架尺寸時(shí)要根據(jù)凹模的輪廓尺寸考慮，一般在長(zhǎng)度上及寬度上都應(yīng)比凹 模大 3040mm。模板厚度一般等于凹模厚度的 11.5 倍。選擇模架時(shí)還要注意到模 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 17 架與壓力機(jī)的安裝關(guān)系。 采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。這種模架前面和左右不受限制，送料和操作方便。但導(dǎo)柱 安裝在后側(cè)，工作時(shí)偏心距會(huì)造成導(dǎo)柱，導(dǎo)套單邊磨損，一般用在小型沖模中。 26 模具結(jié)構(gòu)圖 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 18 圖 2-15 落料、沖孔復(fù)合模 參考文獻(xiàn) 1 郝濱海.沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 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