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常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院論文
常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院
學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告
系 別： 機(jī)電工程學(xué)院
專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造
班 號(hào)： 模具152
學(xué) 生 姓 名： 秦飛
學(xué) 生 學(xué) 號(hào)： 15041030218
設(shè)計(jì)（論文）題目： 彎板冷沖壓工藝及級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)
指 導(dǎo) 教 師： 楊桂府
設(shè) 計(jì) 地 點(diǎn)： 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院
起 迄 日 期： 2017.5.7-2017.10.22
摘要
本模具設(shè)計(jì)的是彎板的落料沖孔復(fù)合模具和一套彎曲模具，首先我們對(duì)零件做整體的分析。包括：材料的使用、精度的要求、工序的要求以及成本的要求等。為了降低成本，對(duì)排樣方式進(jìn)行了合理的設(shè)計(jì)；其次，對(duì)零件整體進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。通過工藝目的的設(shè)計(jì)、工序的順序設(shè)計(jì)、壓力機(jī)的選擇等來實(shí)現(xiàn)所要達(dá)到的要求；再次，想要保證制件精度的要求，就要考慮模具刃口尺寸的計(jì)算。因?yàn)槿锌谑菦_制工件的主要工作部分，刃口處的精度就決定了制件的精度，就必須根據(jù)公差來進(jìn)行精確計(jì)算。
最后，根據(jù)計(jì)算出的模具刃口尺寸設(shè)計(jì)出相應(yīng)的凹模，并且查找資料選擇冷沖壓模的標(biāo)準(zhǔn)零件，符合標(biāo)準(zhǔn)后，就把凹模與其它各零部件進(jìn)行總體裝配。在確定了模具體閉合高度后，選出合適的壓力機(jī)在調(diào)試校驗(yàn)后并進(jìn)行試沖加工，以達(dá)到符合的標(biāo)準(zhǔn)，最終完成加工。
關(guān)鍵詞：沖壓模具;沖壓工藝;模具設(shè)計(jì)
Abstract
First of all, do a thorough analysis for the parts, which include the using of the material, the requirement of accuracy and the requirement of working procedure and costs and so on. For declining low cost, proceeded the reasonable design to the row kind method. Secondly, do processing design for the whole parts and the purpose by craft designing and order of the working procedure and by the choice of punching machine. Thirdly, consider the calculation of size of the mould cutting edge in order to meet the need of accuracy. Because the cutting edge is the main working part of the punching processing, the accurate cutting edge guarantees the accurate parts. So you needed to tolerance do accurate calculation.
Finally, according to the calculated the size of mold cutting edge design the corresponding punch and mold, and find information on selection criteria for cold stamping parts, meet the standards, put the punch and mold with the other components to the overall assembly. In determining the specific mold closed height, select the appropriate press in the debug and test validation washed after processing, to meet compliance standards, the final completion of the processing chain plate.
Keywords：composite modulus；stamping process； mold design
目錄
摘要 1
Abstract 2
目錄 3
第一章 引 言 1
1.1 課題研究的主要內(nèi)容及意義 1
1.1.1 沖壓成型工藝與理論的研究 1
1.1.2沖壓加工自動(dòng)化與柔性化 1
1.1.3沖模CAD/CAM 2
1.2 選題目的 2
第二章 零件的分析 3
2.1 零件工藝性分析 3
2.2 模具分析及制定工藝方案 3
2.2.1 方案的確定 3
2.2.2 方案比較 4
2.3 彎曲展開尺寸計(jì)算 4
第三章 模具間隙和凹模尺寸的確定 6
3.1 模具間隙的確定 6
3.1.1 理論確定法 6
3.1.2 經(jīng)驗(yàn)確定法 6
3.2 凹模尺寸 7
3.2.1 凸模與凹模刃口尺寸的確定 7
3.2.2 凸、凹模刃口尺寸確定的原則 8
3.2.3 刃口尺寸的計(jì)算方法 8
3.2.4 凸模與凹模配作法 9
3.2 沖裁模刃口尺寸計(jì)算 9
3.3 彎曲刃口尺寸計(jì)算 10
第四章 沖裁力的計(jì)算與設(shè)備的選擇 11
4.1 沖裁力的計(jì)算 11
4.1.1 沖孔力 11
4.1.2 落料力 11
4.1.3 推件力 11
4.1.4 彎曲力 12
4.2 壓力中心的計(jì)算 12
4.3 設(shè)備的選擇 12
4.3.1 沖壓類型與應(yīng)用 13
4.3.2 沖壓設(shè)備的選用原則 13
4.3.3 沖壓設(shè)備的選用 13
第五章 排樣設(shè)計(jì) 15
5.1 搭邊設(shè)計(jì) 15
5.2 排樣布局 15
5.3 材料利用率計(jì)算 15
第六章 落料沖孔復(fù)合模具設(shè)計(jì) 16
6.1 精度與定位 16
6.2 模具的導(dǎo)向裝置 16
6.3 卸件、卸料設(shè)計(jì) 16
6.4 支承與緊固 17
6.5 凹模的設(shè)計(jì) 17
6.5.1 凹模刃口結(jié)構(gòu) 17
6.5.2 凹模厚度計(jì)算 17
6.6 凸模的設(shè)計(jì) 18
6.6.1 凸模類型 18
6.6.2 凸模長(zhǎng)度計(jì)算計(jì)算 18
6.7 模具閉合高度的計(jì)算 19
6.8 彈性卸料元件的設(shè)計(jì) 19
6.8.1 彈性元件的設(shè)計(jì) 19
6.8.2 卸料螺釘?shù)脑O(shè)計(jì) 20
6.9 導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì)與選擇 20
6.9.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 20
6.9.2 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 21
6.10 緊固件的設(shè)計(jì)與選擇 21
6.10.1 緊固螺釘?shù)脑O(shè)計(jì)與選擇 21
6.10.2 銷釘?shù)脑O(shè)計(jì)與選擇 21
6.11 自動(dòng)上料裝置的選擇 22
6.12 模具的裝配圖的設(shè)計(jì) 24
6.12.1 零件的技術(shù)要求 24
6.12.2 裝配技術(shù)要求 24
6.12.3 模具安裝要求 25
6.12.4 復(fù)合模的調(diào)試要求 25
6.12.5 主要組件的裝配 25
第七章 彎曲模具設(shè)計(jì) 25
7.1彎曲件回彈值的計(jì)算 25
7.2壓力機(jī)的選擇 26
7.3 彎曲模裝配圖的設(shè)計(jì)繪制 27
7.3.1 彎曲模裝配圖的繪制 27
7.3.2 彎曲模裝配圖的尺寸標(biāo)注 28
7.3.3 彎曲模裝配圖的校核 28
結(jié)束語(yǔ) 29
致 謝 30
參考文獻(xiàn) 31
第一章 引 言
1.1 課題研究的主要內(nèi)容及意義
沖壓工藝是塑性件，所以有加工的基本方法之一。它主要用于加工板料零時(shí)也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬板料，也可以加工非金屬板料。沖壓加工時(shí)，板料在模具的作用下，于其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力。當(dāng)內(nèi)力的作用達(dá)到一定程度時(shí)，板料毛坯或毛坯的某個(gè)部位便會(huì)產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對(duì)應(yīng)的變形，從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的零件。
沖壓加工一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣大量切削材料，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約材料。沖壓產(chǎn)品的表面質(zhì)量較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產(chǎn)的扎制板料或帶料，在沖壓過程中材料表面不受破壞。
沖壓工藝在汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀器 、儀表、各種民用輕工產(chǎn)品以及航空、航天和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要。因此，沖壓工藝是一種產(chǎn)品質(zhì)量較好而且成本較低的加工工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還具有重量輕且剛性好的特點(diǎn)?，F(xiàn)代各先進(jìn)工業(yè)化的國(guó)家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達(dá)的。在我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程中，沖壓生產(chǎn)占有重要的地位。
沖壓工藝，模具以及沖壓設(shè)備等正在隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展，從總體來看，現(xiàn)代沖壓工藝與模具的主要發(fā)展方向可以歸納為以下幾個(gè)方面：
1.1.1 沖壓成型工藝與理論的研究
成形，近年來，沖壓成型工藝有很多的新的發(fā)展,特別是精密沖裁，精密剪切，復(fù)合材料成形，軟模成形以及電磁成形等新工藝日新月異，沖壓件的成形精度日趨精確，生產(chǎn)率也有極大的提高，正在把沖壓加工提高到高品質(zhì)的、新的發(fā)展水平。
由于引入了計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)沖壓成行已從原來的對(duì)應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行有限元等分析而逐步發(fā)展到采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工藝過程的模擬與分析，已實(shí)現(xiàn)沖壓過程的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
1.1.2沖壓加工自動(dòng)化與柔性化
為了適應(yīng)大批量、高效率的生產(chǎn)需要,在沖壓模具和設(shè)備上廣泛應(yīng)用了各種自動(dòng)化的進(jìn)、出料機(jī)構(gòu)。專門配置了機(jī)械手或機(jī)器人，這不僅大大提高了沖壓件的生產(chǎn)品質(zhì)和生產(chǎn)率，而且增加了沖壓工作和沖壓工人的安全性。在中小件的大批量生產(chǎn)方面，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用多工位復(fù)合模、多任務(wù)位壓力機(jī)或高速壓力機(jī)。在小批量多品種生產(chǎn)方面，正在發(fā)展柔性制造系統(tǒng)(FMS)，為了適應(yīng)多品種生產(chǎn)是不斷更換模具的需要，已成功地發(fā)展了一種快換模系統(tǒng)?，F(xiàn)在，量生產(chǎn)方面,.換一副大型沖壓模具，僅需6~8分鐘即可完成。此外，近年來，集成制造系統(tǒng)（CIMS）也正被引入沖壓加工系統(tǒng)，出現(xiàn)了沖壓加工中心，并且使設(shè)計(jì)、沖壓生產(chǎn)、零件運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、品質(zhì)檢驗(yàn)以及生產(chǎn)管理等全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
1.1.3沖模CAD/CAM
自從美國(guó)Die Comp公司與1971年在簡(jiǎn)單復(fù)合模中首先將CAD/CAM技術(shù)引入到?jīng)_模設(shè)計(jì)與制造中以來，沖模CAD/CAM 技術(shù)已成為沖壓工藝與模具的主要發(fā)展方向之一。1978年日本機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了MEL 系統(tǒng),采用了圖形顯示設(shè)備和交互圖形設(shè)計(jì)技術(shù)，使CAD開始走向?qū)嵱没?。我?guó)在沖壓模具的CAD/CAM方面也取得了重大的進(jìn)展，上海交通大學(xué)在80年代初期開展了大規(guī)模的CAD/CAM研究開發(fā)工作，目前在上海交通大學(xué)已建立了模具CAD/CAM國(guó)家工程中心。在華中理工大學(xué)建立了模具CAD/CAM國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。
由于新技術(shù)的應(yīng)用和引導(dǎo),模具技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位愈來愈大，在一定程度上決定了我國(guó)機(jī)械制造業(yè)在21世紀(jì)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，為此，我們要有足夠的認(rèn)識(shí)并采取得力的措施。.
1.2 選題目的
利用模具生產(chǎn)的物品在日常生活中普遍存在，由于沖壓的生產(chǎn)效率高，材料利用率高，生產(chǎn)的制件精度高等優(yōu)點(diǎn)，使模具得到了廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中有十分重要的地位。我國(guó)是制造業(yè)大國(guó)，先進(jìn)沖壓技術(shù)在制造業(yè)的運(yùn)用尤其重要。但是，目前我國(guó)的沖壓技術(shù)與先進(jìn)工業(yè)的發(fā)達(dá)國(guó)家相比還比較落后，在模具制造工藝、模具的設(shè)計(jì)等方面尚有一定的差距。因此，設(shè)計(jì)模具、完善模具設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)每一個(gè)從事機(jī)械行業(yè)，特別是相應(yīng)專業(yè)的大學(xué)生來說，就顯得非常重要。
所以，選擇本課題目的非常明確，那就是以一個(gè)機(jī)械專業(yè)畢業(yè)生的所學(xué)知識(shí)去研究、探討模具的設(shè)計(jì)過程，了解和掌握模具設(shè)計(jì)的方法。同時(shí)，也是為即將步入社會(huì)的自己夯實(shí)基礎(chǔ)。
第二章 零件的分析
2.1 零件工藝性分析
圖2.1 彎板零件圖
該零件是某電器座板上的彎板，材料為15，厚度2mm，由U形彎曲和內(nèi)彎曲構(gòu)成。大批量生產(chǎn)［1］。
其抗拉強(qiáng)度： =322～441Mpa，抗剪強(qiáng)度：=265～343Mpa，延伸率：=29%。而該零件要求拉深性能較好，即塑性較好［2］，從該材料的這三個(gè)方面可見，符合該零件。
結(jié)論：綜上分析，符合零件要求。
該零件斷面粗糙度、飛邊毛刺都無特殊要求，普通沖裁可以達(dá)到=3.2～6.4μm，故普通沖裁可達(dá)到零件要求。
結(jié)論：綜上所述，該零件適合普通沖裁。
2.2 模具分析及制定工藝方案
2.2.1 方案的確定
該零件包括落料,沖孔,彎曲3個(gè)基本工序，可以采用以下3種工藝方案：
方案一：直接在落料,彎曲,沖孔等每道工序一個(gè)模具。
方案二：采用落料沖孔的復(fù)合模具,然后再?gòu)澢＞摺?
方案三：先采用落料,沖孔復(fù)合模具,然后彎曲復(fù)合模。
2.2.2 方案比較
方案一:模具結(jié)構(gòu)相對(duì)而言比較簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性高，但模具數(shù)量較多，中間工序定位困難，回彈大，相對(duì)精度較低，不能很好的保證產(chǎn)品的允許公差尺寸，同時(shí)模具占用設(shè)備多，生產(chǎn)效率低。
方案二:先采用沖孔來定位工件毛坯料，然后再落下成品,復(fù)合模具。既能很好的保證工件有一定的定位精度，又能減少一次沖壓的合力，
方案三：采用此種生產(chǎn)方式操作安全，易于自動(dòng)化，而且提高毛坯料的利用效率，高效，高質(zhì)地滿足了沖裁需求但是需要大批量生產(chǎn)，模具零件加工制造比較困難，成本較高。。
綜上所述以及實(shí)際生產(chǎn)的相關(guān)條件和要求，我決定選擇第2種方案。
2.3 彎曲展開尺寸計(jì)算
圖2-2 工件圖
（1） 無圓角半徑（較?。┑膹澢╮〈0.5t）根據(jù)毛坯與制件等體積法計(jì)算。
L=
L= ==0.4x0.5x2=0.4
L:彎板圓角展開長(zhǎng)度
t:厚度 t=2
K:系數(shù) K=0.4
（2）有圓角半徑（較大）的彎曲件（r>0.5t）根據(jù)中性層長(zhǎng)度不變?cè)碛?jì)算。因?yàn)閞>0.5t=0.5*2=1mm屬于有圓角半徑(較大)的彎曲件.所以彎曲件的展開長(zhǎng)度按直邊區(qū)與圓角區(qū)分段進(jìn)行計(jì)算.視直邊區(qū)在彎曲前后長(zhǎng)度不變,圓角區(qū)展開長(zhǎng)度按彎曲前后中性層長(zhǎng)度不變條件進(jìn)行計(jì)算.
L= ==1.57x(1+0.25x2)≈2.4
L:彎板圓角展開長(zhǎng)度
r:彎板彎曲半徑
x:中性層位移系數(shù)(r/t=0.5 x=0.25)
第三章 模具間隙和凹模尺寸的確定
3.1 模具間隙的確定
在模具設(shè)計(jì)時(shí)確定一個(gè)合理的間隙值，能同時(shí)滿足沖裁件質(zhì)量最佳、沖模壽命最長(zhǎng)、沖裁力最小等各方面的要求。因此在沖壓實(shí)際生產(chǎn)中，主要根據(jù)沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度和模具壽命的三個(gè)因素綜合考慮，給間隙規(guī)定一個(gè)合理的范圍值。只要間隙在這個(gè)范圍內(nèi)，就能得到質(zhì)量合格的沖裁件和較長(zhǎng)的模具壽命。這個(gè)間隙范圍就稱為合理間隙，這個(gè)范圍的最小值稱為最小合理間隙，最大值稱為最大合理間隙［4］。
考慮到在生產(chǎn)過程中的磨損使間隙變大［5］，故設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)應(yīng)采用最小合理間隙。確定合理間隙值有理論法和經(jīng)驗(yàn)法兩種。
3.1.1 理論確定法
主要是根據(jù)凸、凹模刃口產(chǎn)生的裂紋相互重合進(jìn)行計(jì)算。
查[1]得凸、凹模的合理間隙：
Z=2(t-b)tanβ （2.1）
=2t(t-t/b)tanβ
式中：Z——雙面間隙值（mm）；
t——材料厚度（mm）；
b——產(chǎn)生裂紋時(shí)凸模擠入的材料深度（mm）；
b/t ——產(chǎn)生裂紋時(shí)凸模擠入材料的相對(duì)深度；
β——剪切裂紋與垂線間的夾角。
由上式可見，影響間隙值的主要因素是材料性質(zhì)和厚度。材料厚度越大，塑性越低的硬脆材料，所需間隙Z值就越大；材料厚度越薄，塑性越好的材料，所需間隙Z值就越小。由于理論計(jì)算法在生產(chǎn)中計(jì)算不方便，故目前廣泛采用的是經(jīng)驗(yàn)法確定間隙。
3.1.2 經(jīng)驗(yàn)確定法
根據(jù)研究與實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，間隙值可按要求分類查表確定。
對(duì)于尺寸精度、斷面質(zhì)量要求高的沖裁件應(yīng)選用較小間隙值，這時(shí)沖裁力與模具壽命作為次要因素考慮。
對(duì)于對(duì)于尺寸精度和斷面質(zhì)量要求不高的沖裁件，在滿足沖裁件要求都前提下，應(yīng)以降低沖裁力，提高模具壽命為主，選用較大的雙面間隙值。沖裁模初始用間隙2c mm 。查[2]得表3.1。
表3.1 雙面間隙值
材料厚度
t（mm）
15、45、T7
30、硅鋼片
08、10、15、
H62、15
H62、H68、LF21
2Cmin
2Cmax
2Cmin
Cmax
2Cmin
2Cmax
2Cmin
2Cmax
0.1
0.008
0.012
0.01
0.014
0.012
0.016
0.014
0.018
0.2
0.012
0.018
0.015
0.021
0.018
0.024
0.021
0.027
0.3
0.016
0.024
0.02
0.028
0.024
0.032
0.028
0.036
注：當(dāng)模具采用線切割加工，若直接從凹模中制取凸模［7］，此時(shí)凹模間隙決定于電極絲直徑，放電間隙和研磨量，但其總和不能超過最大單面初始間隙值。
3.2 凹模尺寸
3.2.1 凸模與凹模刃口尺寸的確定
凸模與凹模刃口尺寸和公差，直接影響沖裁件的尺寸精度。模具的合理間隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及公差來保證。因此正確確定凹模刃口尺寸和公差，是沖裁模設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。
沖裁時(shí)凸、凹模的制造公差由[2]得表3.2，如下：
表3.1 凸、凹模的制造公差
基本尺寸
凸模偏差
凹模偏差
基本尺寸
凸模偏差
凹模偏差
≤18
0.020
0.020
＞180～260
0.030
0.045
＞18～30
0.020
0.025
＞260～360
0.036
0.050
＞30～80
0.020
0.030
＞360～500
0.040
0.060
＞80～120
0.025
0.035
＞500
0.050
0.070
＞120～180
0.030
0.040
零件的沖孔基本尺寸為≤18之間，故取凸模偏差為0.020mm，凹模偏差為0.020mm。
3.2.2 凸、凹模刃口尺寸確定的原則
由于凹模之間存在間隙，所以沖裁件斷面都帶有錐度，而在沖裁件尺寸的測(cè)量和使用中，都以光亮帶的尺寸為基準(zhǔn)。落料件的光亮帶處于大端尺寸，沖孔件的光亮帶處于小端尺寸。落料件的光亮帶是因凹模刃口擠切材料而產(chǎn)生的，而沖孔件的光亮帶是凸模刃口擠切材料產(chǎn)生的，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小端尺寸等于凹模尺寸。沖裁過程中，凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凹模輪廓越磨越小，凹模輪廓越磨越大，結(jié)果使間隙越用越大，因此確定凹模刃口尺寸應(yīng)區(qū)分落料和沖孔，并遵循如下原則：
1、根據(jù)沖孔落料的特點(diǎn) 落料件的尺寸取決于凹模的尺寸，故落料模以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，先確定凹模的尺寸，再按照間隙值確定凸模刃口尺寸；沖孔時(shí)孔徑的尺寸取決于凸模的尺寸，故沖孔模以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)［7］。
2、先考慮凹、凸模的磨損 凹、凸模在沖裁過程中有磨損，凸模刃口尺寸磨損使沖孔尺寸減小，凹模尺寸磨損使落料尺寸增大。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)取落料件尺寸公差范圍內(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。
3、刃口制造精度與工件精度的關(guān)系 凹、凸模刃口尺寸精度的選擇應(yīng)以能保證工件的精度要求為準(zhǔn)，保證合理的凹、凸模間隙值，保證模具的一定使用壽命。
3.2.3 刃口尺寸的計(jì)算方法
由于沖模加工方法不同，刃口尺寸的計(jì)算方法也不同，基本上可分為兩類。
沖孔：
凸模刃口尺寸：（2.5）
凹模刃口尺寸： （2.6）
式中：d——沖孔件豁孔的最大極限尺寸（mm）；
——沖孔凸?；境叽纾╩m）；
——凸模刃口制造公差，可按IT8選用（mm）；
△——制件公差（mm）；
K——系數(shù)，是為了使沖裁件的實(shí)際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸，與工件制造精度有關(guān)。查[2]得，詳見上表2.3；
——沖孔凹?；境叽纾╩m）；
——最小合理間隙（mm）。
落料：
凹模刃口尺寸：（2.7）
凸模刃口尺寸：（2.8）
式中：——落料件的最小極限尺寸（mm）；
——落料凹?；境叽纾╩m）；
—落料凸?；境叽纾╩m）。
3.2.4 凸模與凹模配作法
采用凹模分開加工時(shí)，為了保證凹凸模間一定的間隙值，必須嚴(yán)格限制沖模制造公差。因此，造成沖裁制造困難。
為了保證凹、凸模間一定的合理間隙，必須滿足關(guān)系式，這對(duì)于、差值很小時(shí)，將使凹、凸模刃口尺寸公差值更小，給凹、凸模的制造帶來困難。這種情況必須采用配合加工
配合加工就是先按設(shè)計(jì)尺寸制造一個(gè)基準(zhǔn)件，然后再根據(jù)基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸，按要求的間隙值配制另一件。對(duì)于沖制薄材料的沖裁［3］，或沖制復(fù)雜形狀的工件的沖模，或單件生產(chǎn)的沖模，常常采用凸模與凹模配作的方法加工。
落料時(shí)應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，根據(jù)凹模的實(shí)際尺寸按最小合理間隙配置凸模。沖孔時(shí)應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件配制凹模。
3.2 沖裁模刃口尺寸計(jì)算
=（6+0.5×0.36）=6.18
=（22+0.5×0.36）=22.18
=（83.3+0.5×0.36）=83.3
3.3 彎曲刃口尺寸計(jì)算
1）彎曲件標(biāo)注外形尺寸
凹模尺寸為
凸模尺寸為 （或凸模尺寸按凹模實(shí)際尺寸配制，保重單面間隙Z/2）
2) 彎曲件標(biāo)注內(nèi)形尺寸
凸模尺寸為
凹模尺寸為 （或凹模尺寸按凸模實(shí)際尺寸配制，保重單面間隙Z/2）
式中：L——U形彎曲件基本尺寸，mm；、——凸、凹模工作部分尺寸，mm；
——彎曲件公差，mm；、——凸、凹模制造公差，選用IT7~IT9級(jí)精度，mm；
Z/2——凸、凹模單面間隙。
由彎曲件圖可以看出彎曲件標(biāo)注外形尺寸，且彎曲件未標(biāo)注尺寸公差，則按未按公差I(lǐng)T14級(jí)來處理，查表得彎曲件公差，凹模制造公差，選用IT9級(jí)精度，凸模制造公差，選用IT8級(jí)精度。
尺寸為
=(48-0.75x0.52)=47.61
第四章 沖裁力的計(jì)算與設(shè)備的選擇
4.1 沖裁力的計(jì)算
4.1.1 沖孔力
由[2]得沖裁力的計(jì)算公式
F沖孔=KLtτ （3.1）
式中： K—系數(shù)，K=1.3；
L—沖裁周邊長(zhǎng)度（mm）；
t—沖裁件的厚度（mm）；
τ—材料的抗剪強(qiáng)度（MPa）。
F沖孔=KLtτ
=1.3×18.85×350×2
=17.15（kN）
4.1.2 落料力
由[2]得沖裁力的計(jì)算公式
F沖孔=KLtτ （3.1）
式中： K—系數(shù)，K=1.3；
L—沖裁周邊長(zhǎng)度（mm）；
t—沖裁件的厚度（mm）；
τ—材料的抗剪強(qiáng)度（MPa）。
F =KLtτ
=1.3×18×350×2
= 16.38（kN）
4.1.3 推件力
由[2]中推件力的計(jì)算公式
F推件=nK推件F沖孔（3.4）
式中： K推件—推件力系數(shù)，查表3.1。
n—同時(shí)梗塞在凹模內(nèi)的工件數(shù)（廢料數(shù)）；
F推件=nK推件F沖孔
=0.045×16.38
=0.73（kN）
4.1.4 彎曲力
U形件彎曲 （2-7）
式中——自由彎曲力（N）；
K——安全系數(shù)，一般取K=1.3；
B——彎曲件的寬度（mm）；
T——彎曲件的材料的厚度（mm）；
r——彎曲件的內(nèi)圓角半徑（mm）；
——彎曲材料的抗拉強(qiáng)度（），查課本1.6，取350
則
4.2 壓力中心的計(jì)算
如對(duì)毛坯進(jìn)行加工必須要用到壓力機(jī)。而壓力機(jī)位置的確定必須先確定壓力中心。其出公式如下：
（2-5a）
（2-5b）
由上式可知即為中心
4.3 設(shè)備的選擇
沖壓設(shè)備的正確選擇及合理使用將決定沖壓生產(chǎn)能否順利進(jìn)行，并與產(chǎn)品、模具壽命、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品成本等密切相關(guān)[5]。
4.3.1 沖壓類型與應(yīng)用
1.開式壓力機(jī)：在中、小型的沖裁件、彎曲件或拉深件的沖壓生產(chǎn)中，主要選用
開式壓力機(jī)。
2．閉式壓力機(jī)：在大、中和精度高的沖壓生產(chǎn)中，主要選用閉式壓力機(jī)。
3．液壓機(jī)：在小批量和大型拉深、彎曲和成型件的生產(chǎn)中多選用液壓機(jī)。打算內(nèi)液壓機(jī)一般不適于沖裁工作。
4．高速壓力機(jī)：用于大批量生產(chǎn)。通常于連續(xù)模和自動(dòng)送料裝置配套使用。
5．精壓機(jī)：用于精壓和體積精壓等工藝［9］。
6．精沖壓力機(jī)：用于精沖工藝，采用專用精沖模具，也可在普通壓力機(jī)上實(shí)現(xiàn)精沖。
4.3.2 沖壓設(shè)備的選用原則
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、沖壓件的形狀、尺寸及精度要求等因素來決定的。沖壓生產(chǎn)中常用的設(shè)備種類很多，選用設(shè)備時(shí)主要應(yīng)考慮下述因素：
1.沖壓設(shè)備的類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。
2.沖壓設(shè)備的壓力和功率是否滿足應(yīng)完成任務(wù)工序的要求。
3.沖壓設(shè)備裝模高度、工作臺(tái)尺寸、行程等是否適合應(yīng)完成工序所所使用的模具。
4.沖壓設(shè)備的行程次數(shù)是否滿足生產(chǎn)率的要求等。
4.3.3 沖壓設(shè)備的選用
一般情況下所選壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力大于或等于成型工藝力和輔助工藝力總和的1.3倍，對(duì)于工作行程小于標(biāo)稱壓力行程的工序也可直按壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力選擇設(shè)備。
棕上所述，選用閉式雙柱壓力機(jī)J31-160A,技術(shù)參數(shù)如表4.1所示。
表4.1 J31-160A壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù)
公稱壓力/kN
最大裝模高度/mm
滑快行程/mm
行程次數(shù)/次min-1
最大閉和高度/mm
1600
375
160
32
480
連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度/mm
工作臺(tái)尺寸/mm
滑塊中心線至床身距離/mm
模柄孔尺寸/mm
電動(dòng)機(jī)功率/kW
左右/mm
前后/mm
直徑
深度
120
790
710
375
84
145
10
沖壓機(jī)能量的校核
此工序?yàn)闆_裁，沖裁所需的功A
A≈0.5Pt2-6
A----成形的過程的功，Nm
P---成形工藝力和輔助工藝力之和,N
t----沖裁料厚度，mm
電機(jī)的功率：
N=2.89～496kW
所選的電動(dòng)機(jī)的功率符合要求。
第五章 排樣設(shè)計(jì)
根據(jù)工件的開關(guān)，確定采用無廢料的排樣方法不可能做到，但能采用有廢料和少?gòu)U料的排樣方法。經(jīng)多次排樣計(jì)算決定采用［7］，
5.1 搭邊設(shè)計(jì)
板料厚度t=2mm,所以a=1.9mm, a=2mm。
送料步距A=24mm, 條料寬度B=87mm。
5.2 排樣布局
圖5.1 排樣圖
5.3 材料利用率計(jì)算
S≈1862.6mm
=×100%=×100%=1862.6/87x24=89.2%
式中，—材料利用率；
S—工件的實(shí)際面積；
S—所用材料面積，包括工件面積與廢料面積；
A—步距（相鄰兩個(gè)制件對(duì)應(yīng)點(diǎn)的距離）
B—條料寬度。
第六章 落料沖孔復(fù)合模具設(shè)計(jì)
通常，模具是由機(jī)械零、部件，通用機(jī)構(gòu)和功能元件構(gòu)成。因此，其整體構(gòu)造設(shè)計(jì)方法和原理，與通用機(jī)械設(shè)計(jì)的方法和原理基本上是相同的［1］。但是，由于其使用功能和作用對(duì)象即使金屬和非金屬材料，加工成形為合格的制件（沖件、塑件、鍛件等），而且，每副模具只能用于加工成形一種特定的制件，專用性強(qiáng)，是一種專用成形工具。因此，模具設(shè)計(jì)具有以下特點(diǎn)和要求.
6.1 精度與定位
精度概念和意識(shí)，是模具設(shè)計(jì)人員須建立的基本概念和意識(shí)。模具精度包括模具整體組合和零、部件的位置與形狀尺寸精度、配合精度與定位精度。如沖模的沖裁間隙值及其均勻性等，均需由凸模與凹模的形狀、位置精度、導(dǎo)向裝置的位置與配合精度保證。因此，在模具設(shè)計(jì)時(shí)需進(jìn)行嚴(yán)格的尺寸精度設(shè)計(jì)與計(jì)算。同時(shí)，還須考慮零、部件的制造工藝性和工藝精度，以保證模具的精密性能和可靠性［1］。
由于本零件給定的尺寸精度都較低，所以未標(biāo)注公差的尺寸都按生產(chǎn)所需經(jīng)濟(jì)精度要求的IT12復(fù)合行設(shè)計(jì)計(jì)算。因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料。而第一件的沖壓位置可由活動(dòng)擋料銷定距。
6.2 模具的導(dǎo)向裝置
模具運(yùn)動(dòng)方向的導(dǎo)向，是由導(dǎo)向裝置來保證的。同時(shí)，導(dǎo)向裝置對(duì)模具間隙的均勻性，精確合模運(yùn)動(dòng)還起定位的作用。導(dǎo)向裝置常用的有，導(dǎo)柱與導(dǎo)套組成的導(dǎo)向裝置（含滑動(dòng)和滾動(dòng)配合）；導(dǎo)板導(dǎo)向裝置（含一般導(dǎo)板副和自潤(rùn)滑導(dǎo)板副），主要用于大型沖模，滑塊與導(dǎo)軌組成的斜抽芯導(dǎo)向；沖模送料的導(dǎo)料板導(dǎo)向等四種。模具運(yùn)動(dòng)方向的導(dǎo)向裝置，由于起著精密導(dǎo)向和精密定位作用，所以要求精度高，導(dǎo)向剛度好等，常采用過定位導(dǎo)向。
由于本設(shè)計(jì)零件的相關(guān)部位的精度要求較高，且相對(duì)行程較大故采用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向，且，相應(yīng)導(dǎo)向均已標(biāo)準(zhǔn)化［1］。
6.3 卸件、卸料設(shè)計(jì)
沖模的卸料，通常采用在凹模上設(shè)計(jì)漏料孔漏料，在凸模上設(shè)計(jì)打料機(jī)構(gòu)或設(shè)計(jì)氣孔，用壓縮空氣吹料等方法。所以采用上出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。
6.4 支承與緊固
模架是模具的主要支承部件。模架分上模座（或動(dòng)模）和下模座（或定模）兩部分，在模座上固定有凸模及其配件和凹模及其配件。模座也是送料機(jī)構(gòu)、抽芯機(jī)構(gòu)的支承部件。
另外，凸模墊板、固定板及卸料板的支承配件等均是具有一定功能的標(biāo)準(zhǔn)支承零件。模具的固定和連接，分剛性和彈性兩種。通常采用螺栓［5］、定位銷進(jìn)行剛性固定和連接方法。其中壓料、卸料板則采用彈性連接，上模座（或動(dòng)模）與下模座（或定模）之間連接方式是由導(dǎo)柱和導(dǎo)套等導(dǎo)向裝置，使在進(jìn)行合模運(yùn)動(dòng)時(shí)相連接，以完成制件的加工成形。
6.5 凹模的設(shè)計(jì)
6.5.1 凹模刃口結(jié)構(gòu)
根據(jù)沖裁模刃口形式的分析，采用臺(tái)階式刃口結(jié)構(gòu)。
圖 凹模階梯結(jié)構(gòu)
6.5.2 凹模厚度計(jì)算
根據(jù)凹模刃口的最大尺寸，查表得，那么
厚度：,H1=30mm
注：《沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》38頁(yè)，《沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計(jì)指南》103頁(yè)。
6.6 凸模的設(shè)計(jì)
6.6.1 凸模類型
根據(jù)該零件外形內(nèi)孔分析，模具的凸模為圓凸模。
6.6.2 凸模長(zhǎng)度計(jì)算計(jì)算
由于采用具剛性卸料，那么
注：《沖壓模具及設(shè)備》136頁(yè)。
6.7 模具閉合高度的計(jì)算
根據(jù)以上設(shè)計(jì)，知上模座、下模座、那么模具閉合高度為228
注：《沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》31頁(yè)。
6.8 彈性卸料元件的設(shè)計(jì)
6.8.1 彈性元件的設(shè)計(jì)
彈性元件的選擇
模具工作平穩(wěn)，模具尺寸中等，從經(jīng)濟(jì)方面考慮，選用常用的橡膠作為彈性元件即可。
彈性元件高度計(jì)算
彈性元件其他尺寸。
圖6.1 彈性元件
注：《沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計(jì)指南》158-160頁(yè)，《沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》233頁(yè)表9-36。
6.8.2 卸料螺釘?shù)脑O(shè)計(jì)
螺釘類型：由于卸料螺釘無特殊要求［2］，故采用一般的圓柱頭卸料螺釘。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：由橡膠的內(nèi)徑d=8.5,查表得，卸料螺釘。查表得，其螺紋公稱直徑為，其長(zhǎng)度查標(biāo)準(zhǔn)取h=50。
結(jié)論：卸料螺釘?shù)某叽鐬椤?
卸料螺釘?shù)亩ㄎ辉O(shè)計(jì)：
注：《沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計(jì)指南》128-129頁(yè)表5-5、133頁(yè)。
6.9 導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì)與選擇
由于該模具為沖裁模，故選用適用于沖裁模滑動(dòng)導(dǎo)向模座的A型導(dǎo)柱導(dǎo)套
注：《沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計(jì)指南》66頁(yè)。
6.9.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)
根據(jù)模具閉合高度，查表得，導(dǎo)柱尺寸 40x180
注：《沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》245頁(yè)表9-46、50頁(yè)表2-27。
6.9.2 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)
根據(jù)模具閉合高度，查表得，導(dǎo)套尺寸,55x110x50
注：《沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》245頁(yè)表9-46、51頁(yè)表2-28。
6.10 緊固件的設(shè)計(jì)與選擇
6.10.1 緊固螺釘?shù)脑O(shè)計(jì)與選擇
螺釘類型：在沖裁模中，為使螺釘頭部外露，模具外形美觀，一般采用內(nèi)六角螺釘。
螺釘?shù)某叽缬?jì)算：
根據(jù)凹模厚度，查表得，所用螺釘都為。
①上模座、,凹模板 ，墊板，固定板之間的螺釘：四塊板厚度
查表得，螺釘尺寸，數(shù)量為12個(gè)。
②下模座、墊板，固定板之間的螺釘：
查表得，螺釘尺寸，數(shù)量為12個(gè)。
注：《沖壓模具及設(shè)備》160-161頁(yè)，《沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計(jì)指南》124頁(yè)表5-2。
6.10.2 銷釘?shù)脑O(shè)計(jì)與選擇
銷釘?shù)念愋停涸撃＞邔?duì)銷釘無特殊要求，故采用常用的圓柱銷。
銷釘?shù)某叽缬?jì)算：
根據(jù)緊固件設(shè)計(jì)參考原則，查表得，所用銷釘公稱直徑都為。
凹模板 ，墊板，固定板之間的銷釘：
查表得，銷釘尺寸，數(shù)量為2個(gè)。
②、墊板，固定板之間的螺釘：
查表得，銷釘尺寸，數(shù)量為2個(gè)。
注：《沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計(jì)指南》134頁(yè)表5-11。
6.11 自動(dòng)上料裝置的選擇
本設(shè)計(jì)中所選的自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)是設(shè)置在沖模外的獨(dú)立機(jī)構(gòu)，可以配合沖床運(yùn)動(dòng)，使帶料作定時(shí)、定量送進(jìn)。自動(dòng)送料裝置配合模具的擋料裝置，一般可以滿足帶料的步距定位要求，配合模具本身的導(dǎo)料裝置，便可以滿足送料的定位精度。
1、輥式送料裝置的特點(diǎn)
輥式送料裝置目前已經(jīng)作為沖壓機(jī)械的一種附件，是在各種送料裝置中應(yīng)用較廣泛的一種。這種送料裝置送料精度較高，目前，即使在600次/分的高速?zèng)_壓速度下，進(jìn)給誤差也僅在±0.02mm以內(nèi)。若與導(dǎo)正銷配合使用，其送料精度可達(dá)±0.01mm。
該送料裝置是依靠輥輪和坯料間的摩擦力進(jìn)行送料，它們之間的接觸面積較大，不會(huì)壓傷材料，并能起到矯直材料的作用。輥式送料裝置的通用性較好，在一定范圍內(nèi)，無論材料寬窄與厚薄，只需調(diào)整送料機(jī)構(gòu)去配合模具即可使用。
輥式送料裝置分為單輥式和雙輥式，單輥式適用于料厚大于0.15mm以上的復(fù)合沖壓，雙輥式可用于料厚小于0.15mm的復(fù)合沖壓。
2、輥式送料裝置的機(jī)構(gòu)和特性
輥式送料裝置，其動(dòng)作原理和結(jié)構(gòu)組成可簡(jiǎn)述如下：
（1）驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和送進(jìn)長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)
目前采用較多的是在沖床的曲軸軸端安裝一個(gè)偏心盤，由拉桿作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)輥輪作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。送料長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)是通過拉桿在偏心盤的芯軸上的移動(dòng)而實(shí)現(xiàn)，如圖7.5.4所示。
1—驅(qū)動(dòng)桿；2—偏心盤；3—法蘭盤；4—曲柄軸5--制動(dòng)器
（2）間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)
圖1所示的輥式送料裝置，當(dāng)沖床曲軸回轉(zhuǎn)時(shí)，拉桿產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)十字接頭和搖臂產(chǎn)生擺動(dòng)，通過聯(lián)接軸12使單向間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)送料輥輪實(shí)現(xiàn)間歇送料的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這種單向的間歇送料主要是利用了超越離合器的單向嚙合性能，使輥輪單向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)材料前進(jìn)。
（3）輥輪
輥輪是直接與材料接觸的零件，它有實(shí)心輥和空心輥兩種，在送料進(jìn)距小、速度不高的情況，輥輪可做成實(shí)心；當(dāng)送料進(jìn)距較大、送料速度較高時(shí)，輥輪一般都采用空心結(jié)構(gòu)，其重量輕，回轉(zhuǎn)慣性較小，可即時(shí)停止，確保送料精度。
（4）抬輥和壓緊機(jī)構(gòu)
在采用多工位復(fù)合沖壓時(shí)，為保證送料精度，模具設(shè)計(jì)了導(dǎo)正銷導(dǎo)料。導(dǎo)正銷工作時(shí)，若材料處于輥輪的約束下，導(dǎo)正材料就不可能實(shí)現(xiàn)，并且會(huì)造成損壞模具或沖出廢品零件。因此，在沖壓時(shí)必須保證輥輪抬起，以保證材料不受輥輪的約束，處于自由狀態(tài)，利于導(dǎo)正銷導(dǎo)正材料。圖7.2的滾式送料機(jī)構(gòu)是利用放松調(diào)節(jié)器、放松支架等元件實(shí)現(xiàn)抬輥。圖7.2是抬輥示意圖。圖中推桿或板凸輪隨沖床滑塊向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，推動(dòng)放松支架繞支點(diǎn)O擺動(dòng)，從而使輥輪抬起，材料受到釋放。壓料彈簧的作用是保證上下輥輪和材料之間有足夠的摩擦力來實(shí)現(xiàn)材料的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
（a）推桿式（b）板凸輪式?
（5）制動(dòng)與傳動(dòng)
在送料過程中，由于輥輪和傳動(dòng)系統(tǒng)等的慣性，若不能使輥輪馬上停止保持靜止?fàn)顟B(tài)，將造成送料精度的降低。為吸收這就部分能量，一般要在輥輪子的端部或軸上裝上制動(dòng)器。在圖7.2 高速輥式送料裝置中，制動(dòng)是由剎車盤、剎車彈簧和剎車摩擦片組成。
主動(dòng)輥輪和從動(dòng)輥輪大都采用齒輪傳動(dòng)。輥輪的外徑應(yīng)該設(shè)計(jì)與齒輪的節(jié)圓相同。
6.12 模具的裝配圖的設(shè)計(jì)
6.12.1 零件的技術(shù)要求
1．沖模零件不允許有裂紋，工作表面不允許有劃痕、機(jī)械損傷、銹蝕等表面缺陷。經(jīng)熱處理后的零件硬度應(yīng)均勻、不允許有軟點(diǎn)和脫碳區(qū)，并清除氧化物等。
2．沖模各零件的材料和熱處理硬度應(yīng)優(yōu)先按模具設(shè)計(jì)手冊(cè)中標(biāo)準(zhǔn)選用，允許采用性能高于兩表規(guī)定的其他鋼種［8］。
3．零件圖中普通螺紋的基本尺寸應(yīng)符合GB/T196的規(guī)定，選用極限與配合應(yīng)符合GB/T197的規(guī)定。
4．固定板、凹模、墊板、卸料板的形狀和位置公差按GB/T1182-1996等的規(guī)定。
5．沖模各零件的幾何形狀、尺寸精度、表面粗糙度等應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖樣的要求。
6．零件圖中未注公差尺寸的極限偏差按GB/T1804的規(guī)定。
7．零件圖中未注的形狀和位置公差按GB/T1184-1996的規(guī)定。
8．沖裁模之凸、凹模刃口及側(cè)刃必須鋒利，不允許有崩刃、缺刃和機(jī)械損壞。
9．沖裁模凹模工作孔不允許有倒錐度。
6.12.2 裝配技術(shù)要求
1．裝配時(shí)應(yīng)保證凸、凹模之間的間隙均勻一致，配合間隙符合設(shè)計(jì)要注，不允許采用使凸、凹模變形的方法來修正間隙。
2．推料、卸料機(jī)構(gòu)必須靈活，卸料板或推件器在沖模開啟狀態(tài)時(shí)，一般應(yīng)突出凹模表面0.5-0.5mm。
4．各接合面保證密合。
5．沖壓的凹模刃口的高度，按設(shè)計(jì)要求制造，其漏料孔應(yīng)保證暢通，一般應(yīng)比刃口大0.2-2mm
6.沖模所有活動(dòng)部分的移動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)靈活，無滯止現(xiàn)象，滑塊、楔埠在固定滑動(dòng)面移動(dòng)時(shí)，其最小面積不少于其面積的一半。
7．各緊固用的螺釘、鎖釘不得松動(dòng)，并保證螺釘和銷釘?shù)亩嗣娌煌怀錾稀⑾履Ｗ矫妗?
8．各卸料螺釘沉孔深度應(yīng)保證一致。
9．各卸料螺釘、頂桿的長(zhǎng)度應(yīng)保證一致。
10．凸模的垂直度必須在凹模間隙值允許范圍內(nèi)。
11．沖模的裝配必須符合模具裝配圖、明細(xì)表及技術(shù)條件規(guī)定。
12．凸模、凹模等與固定板的配合一般按H7/h6或H7/m6，保證工作穩(wěn)定可靠。
6.12.3 模具安裝要求
1.上模座上平面對(duì)下模座下平面的平行度，導(dǎo)柱軸心線對(duì)下模座下平面的垂直度和導(dǎo)套孔軸心線對(duì)上模座上平面的垂直度均應(yīng)達(dá)到規(guī)定的精度要求。
2.模架的上模沿導(dǎo)柱上、下移動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)，無阻滯現(xiàn)象。
3.裝配好的模具,其封閉高度應(yīng)符合圖樣規(guī)定的要求。
6.12.4 復(fù)合模的調(diào)試要求
模具按圖紙技術(shù)要求加工與裝配后，必須在符合實(shí)際生產(chǎn)條件的環(huán)境中進(jìn)行試模，可以發(fā)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)與制造的缺陷，發(fā)現(xiàn)問題必須及時(shí)解決。找出產(chǎn)生的原因，進(jìn)行改正。對(duì)模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修理后再進(jìn)行試模，直到模具能正常工作，才能將模具正式交付生產(chǎn)使用。
6.12.5 主要組件的裝配
1．模柄的裝配，在安裝凸模固定板和墊板之前，應(yīng)先把模柄裝好,用角尺檢查模柄與上模座上平面的垂直度。
2. 凸模和凸模固定板的裝配配合要求為H7/m6。裝配時(shí)，先在壓力機(jī)上將凸模壓入凸模固定板內(nèi)，檢查凸模的垂直度，然后將固定板的上平面與凸模尾部一起磨平，為了保持凸模刃口鋒利還應(yīng)將凸模的端面磨平［10］。
3. 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的技術(shù)要求及裝配，組成模架各零件均應(yīng)符合相應(yīng)的技術(shù)條件，其中特別重要的是每對(duì)導(dǎo)柱，導(dǎo)套的配合間隙應(yīng)符合要求。壓入上、下模座的導(dǎo)柱、導(dǎo)柱離其它安裝表面應(yīng)有1-2 mm的距離，壓入后就應(yīng)牢固。裝配成套的模架，各零件的工作表不應(yīng)有碰傷，裂紋以及其它機(jī)械損傷。
第七章 彎曲模具設(shè)計(jì)
7.1彎曲件回彈值的計(jì)算
彎曲后工件從模具中取出，彎曲件的彎曲角度和彎曲半徑與模具相應(yīng)尺寸不一致的現(xiàn)象稱為彎曲回彈。造成彎曲回彈的原因有兩個(gè)，其一是板材彎曲中性層附近總有一部分彈性變形區(qū)；其二是任何一種塑性變形，當(dāng)外載荷去除后?？倳?huì)產(chǎn)生一部分彈性恢復(fù)變形。彎曲件的回彈可以用半徑變化量和角度變化量來表示。由于彎曲回彈問題直接影響零件的尺寸精度和形狀誤差，因此在模具設(shè)計(jì)和制造時(shí)，可以用計(jì)算或查表的方法初步確定回彈值，并對(duì)模具工作部分尺寸進(jìn)行修改[8,10,15]。
(1) 當(dāng)r/t>5～8時(shí)，不僅要考慮彎曲角度的變化，還要考慮彎曲半徑變化。
(2) 當(dāng)r/t<5～8時(shí)，由于半徑變化很小，故只考慮角度變化，不考慮半徑變化，其值可以查表4.2，當(dāng)彎曲件的彎曲不為90°時(shí)，應(yīng)作相應(yīng)修改[10,15]。
表4.2 90°單角彎曲時(shí)角度的回彈量(部分)[10]
材料
r/t
材料厚度
<0.8
0.8～2
>2
15
<1
4
2
0
20
1～5
5
3
1
30
>5
6
4
2
7.2壓力機(jī)的選擇
因工件是小批量生產(chǎn)，精度要求不高沖裁力較小則選用通用壓力機(jī)，通用機(jī)身又分開式和閉式兩種，開式機(jī)身的鋼性較弱，適用中小型沖壓加工，而閉式機(jī)身適用于大中型沖壓加工。因此結(jié)合工件選擇開式壓力機(jī) [9,10]。
(1) 公稱壓力的選擇 選擇公稱壓力時(shí)，要根據(jù)模具結(jié)構(gòu)來確定，施力行程較大時(shí)，沖壓時(shí)工藝力的總和不能大于壓力機(jī)公稱壓力的50%～60%，校正彎曲時(shí)，更要使額定壓力有足夠的富余，一般壓力機(jī)的公稱壓力要大于校正彎曲力的1.5～2倍[8]。此處取2倍。即，初選壓力機(jī)的公稱壓力為250KN，即J23-25型壓力機(jī)。其部分性能參數(shù) [10]：
滑塊行程：65mm；
行程次數(shù)：55次/min、105次/min；
最大裝模高度：370mm；
連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度：55mm；
工作臺(tái)尺寸：370mm×360mm(前后×左右)；
模柄孔尺寸：Φ30×70(直徑×深度)。
(2) 行程次數(shù) 選擇用于彎曲的壓力機(jī)的行程次數(shù)主要考慮以下兩個(gè)因素[8]：
① 考慮操作方式(進(jìn)、出料的速度的快慢)；
② 彎曲時(shí)，金屬變形需要過程限制著行程次數(shù)；
③ 生產(chǎn)效率的限制。
J23-25型壓力機(jī)的行程次數(shù)有55次/min、105次/min，生產(chǎn)批量為小批次故行程次數(shù)選為55次/min。
(3) 滑塊行程(S)，滑塊行程是指滑塊的最大運(yùn)動(dòng)距離，即曲柄旋轉(zhuǎn)一周，上死點(diǎn)至下死點(diǎn)的距離。其值為曲柄半徑的兩倍：S=2R [8]。選擇用于彎曲的壓力機(jī)的滑塊行程主要考慮以下兩個(gè)因素 [8]：
① 要保證毛坯放進(jìn)和工件取出，應(yīng)使滑塊行程大于工件高度的兩倍以上， ；
② 根據(jù)生產(chǎn)所需效率，考慮行程和行程次數(shù)的搭配。
J23-25的型壓力機(jī)的滑塊行程為65，大于工件高度(H工)的兩倍，滿足支撐板彎曲時(shí)的沖壓行程。即[8]：
(4) 閉合高度 壓力機(jī)的閉合高度是指滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，滑塊底面到工作臺(tái)上平面之間的距離。
① 壓力機(jī)的閉合高度可以通過調(diào)整連桿長(zhǎng)度來改變其大小。將連桿調(diào)至最短時(shí)，閉合高度最大，稱最大閉合高度。將連桿調(diào)至最長(zhǎng)時(shí)，閉合高度最小，稱最小閉合高度[8]。J23-25型壓力機(jī)的最大閉合高度為370mm
② 當(dāng)壓力機(jī)上工作臺(tái)面上有墊板時(shí)，壓力機(jī)的閉合高度減去墊板厚度，就是壓力機(jī)的裝模高度，沒有墊板的壓力機(jī)，其裝模高度與閉合高度相等[8]。
③模具的閉合高度是指壓力機(jī)滑塊在下止點(diǎn)位置時(shí)，模具上模座上平面至下模座下平面之間的距離。它與壓力機(jī)的配合應(yīng)遵守下列關(guān)系[8]：
如果壓力機(jī)上不設(shè)置墊板，模具的閉合高度H應(yīng)該在225～370之間。加上墊板，模具高度H將減小。
7.3 彎曲模裝配圖的設(shè)計(jì)繪制
7.3.1 彎曲模裝配圖的繪制
模具視圖主要用來表達(dá)模具的主要結(jié)構(gòu)形狀、工作原理及裝配關(guān)系。視圖的數(shù)量一般為主視圖和俯視圖，必要時(shí)可以加繪輔助視圖，視圖的表達(dá)方式以剖視為主，以表達(dá)清楚模具內(nèi)部各組織及其裝配關(guān)系。主視圖應(yīng)畫模具閉合時(shí)的工作狀態(tài)，而不能將上模與下模分開來畫。主視圖的布置一般情況下應(yīng)與模具工作狀態(tài)一致。主視圖放在圖紙正中偏左[19]。
俯視圖一般是將上模部分拿掉，視圖只反映模具的下模俯視可見部分。通常俯視圖借以了解模具零件的平面布置以及凸模和凹?？椎姆植嘉恢肹19]。
7.3.2 彎曲模裝配圖的尺寸標(biāo)注
圖形主要表達(dá)彎曲模的形狀及結(jié)構(gòu)，而彎曲模的大小由標(biāo)注的尺寸確定。彎曲模裝配圖的尺寸標(biāo)注以(GB/T 11675.2-1996 , GB/T 4458.4-2003)為標(biāo)準(zhǔn)[15,19]。
(1) 主視圖標(biāo)注以下尺寸：
① 注明輪廓尺寸、安裝尺寸及配合尺寸；
② 注明閉合高度尺寸。
(2) 俯視圖標(biāo)注以下尺寸：
① 標(biāo)明下模外輪廓尺寸；
② 在圖上可用雙點(diǎn)劃線畫出毛坯的外形；
③ 與本模具有相配附件時(shí)(如打料桿、推桿器等),應(yīng)標(biāo)出裝配位置尺寸[19]。
7.3.3 彎曲模裝配圖的校核
彎曲模裝配圖的校核的主要內(nèi)容包括：
(1) 模具總體結(jié)構(gòu)是否合理，能否拉出合格零件，裝配的特殊要求在技術(shù)要求中是否寫明。
(2) 沖壓力是否進(jìn)行了計(jì)算，選用的壓力機(jī)是否合適。
(3) 視圖表達(dá)是否清楚，正確。
(4) 件號(hào)是否有遺漏。
(5) 制件圖及制件材料等有關(guān)說明是否齊全。
(6) 模具閉合高度、模具標(biāo)記、相關(guān)工具等有關(guān)事項(xiàng)是否已寫下。
(7) 核算模具閉合高度，確定頂件板厚度是否合適。
參考文獻(xiàn)
結(jié)束語(yǔ)
這次設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)生活的總結(jié)。此次設(shè)計(jì)要綜合運(yùn)用到我大學(xué)幾年里所學(xué)到的理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，并為即將踏入社會(huì)的我奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。以下是我對(duì)這次的設(shè)計(jì)的一些體會(huì)和心得：
[1]在這次的設(shè)計(jì)過程中，有很多的問題需要獨(dú)立思考，在用常規(guī)的方法解決不了問題時(shí)，還要從反向去思考。從而使我的思維能力得到了很大的提高。設(shè)計(jì)中所涉及到一定的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，給我提供了一個(gè)很好的提高應(yīng)變能力的訓(xùn)練機(jī)會(huì)。
[2]設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)過不斷的到校圖書館認(rèn)真地查找和借閱相關(guān)的參考資料，不但提高了個(gè)人查閱資料的能力，還擴(kuò)闊了我的知識(shí)視野。
[3]本模具采用CAD等制圖軟件設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)其間對(duì)軟件的理解與熟練程度得到了很好的提升。
經(jīng)過近一學(xué)期的努力終于完成了設(shè)計(jì)，說心里話，作為一個(gè)大學(xué)生，在最初拿到課題進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，就好像丈二的和尚，我想最大的難度在于自己對(duì)沖壓模設(shè)計(jì)的思路很迷忙，面對(duì)神秘瑰麗的沖裁模茫然不知從何處下手，幾經(jīng)醞釀思索，最后在指導(dǎo)老師的鼓勵(lì)和幫助下，收集資料，確定方案，最終對(duì)簡(jiǎn)單沖壓模設(shè)計(jì)進(jìn)行嘗試性的構(gòu)思，由此才展開設(shè)計(jì)。
在設(shè)計(jì)的過程中，也出現(xiàn)了一些客觀不足的問題，沒有實(shí)踐條件，不能根據(jù)實(shí)際的情況來作合適、客觀地修改，加上我自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)又不多，這樣做出來的設(shè)計(jì)，難免有不足之處，希望老師能夠本諒。
經(jīng)歷過本次設(shè)計(jì)之后，使我解決機(jī)械設(shè)計(jì)問題的能力有了很大的提升，對(duì)以后的工作有很大的幫助，更有信心迎接挑戰(zhàn)。
致 謝
設(shè)計(jì)是對(duì)幾年的大學(xué)生活的一個(gè)總結(jié)，是幾年來的一個(gè)綜合考評(píng)，現(xiàn)在終于圓滿完成了，感謝我所有的老師，是你們無私的奉獻(xiàn)把我?guī)нM(jìn)機(jī)械殿堂，讓我在機(jī)械行業(yè)快樂翱翔。
本次設(shè)計(jì)是在老師的悉心指導(dǎo)和關(guān)懷下完成的。在設(shè)計(jì)過程中，導(dǎo)師給了我許多指導(dǎo)和幫助，并提出了很多寶貴的意見尤其是老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)，不斷探索的科研作風(fēng)，敏銳深邃的學(xué)術(shù)洞察力，孜孜不倦的敬業(yè)精神，給我留下了深刻的印象。值此設(shè)計(jì)完成之際，謹(jǐn)向我的導(dǎo)師致以崇高的敬意和衷心的感謝！
在做設(shè)計(jì)時(shí)，在老師的推薦下我借閱了關(guān)于模具的書籍，查閱相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)是我設(shè)計(jì)時(shí)思路清晰，充滿信心，圓滿地完成了本次設(shè)計(jì)。
在設(shè)計(jì)撰寫時(shí)，得到了多位老師和同