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1 沖壓變形 沖壓變形工藝可完成多種工序，其基本工序可分為分離工序和變形工序兩 大類(lèi)。 分離工序是使坯料的一部分與另一部分相互分離的工藝方法，主要有落料、 沖孔、切邊、剖切、修整等。其中有以沖孔、落料應(yīng)用最廣。變形工序是使坯 料的一部分相對(duì)另一部分產(chǎn)生位移而不破裂的工藝方法，主要有拉深、彎曲、 局部成形、脹形、翻邊、縮徑、校形、旋壓等。 從本質(zhì)上看，沖壓成形就是毛坯的變形區(qū)在外力的作用下產(chǎn)生相應(yīng)的塑性 變形，所以變形區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)和變形性質(zhì)是決定沖壓成形性質(zhì)的基本因素。因 此，根據(jù)變形區(qū)應(yīng)力狀態(tài)和變形特點(diǎn)進(jìn)行的沖壓成形分類(lèi)， 可以把成形性質(zhì)相 同的成形方法概括成同一個(gè)類(lèi)型并進(jìn)行系統(tǒng)化的研究。 絕大多數(shù)沖壓成形時(shí)毛坯變形區(qū)均處于平面應(yīng)力狀態(tài)。通常認(rèn)為在板材表面上 不受外力的作用，即使有外力作用，其數(shù)值也是較小的，所以可以認(rèn)為垂直于 板面方向的應(yīng)力為零，使板材毛坯產(chǎn)生塑性變形的是作用于板面方向上相互垂 直的兩個(gè)主應(yīng)力。由于板厚較小，通常都近似地認(rèn)為這兩個(gè)主應(yīng)力在厚度方向 上是均勻分布的。基于這樣的分析，可以把各種形式?jīng)_壓成形中的毛坯變形區(qū) 的受力狀態(tài)與變形特點(diǎn)，在平面應(yīng)力的應(yīng)力坐標(biāo)系中 (沖壓應(yīng)力圖 )與相應(yīng)的兩 向應(yīng)變坐標(biāo)系中 (沖壓應(yīng)變圖 )以應(yīng)力與 應(yīng)變坐標(biāo)決定的位置來(lái)表示。也就是說(shuō)， 沖壓 應(yīng)力圖與沖壓應(yīng)變圖中的不同位置都代表著不同的受力情況與變形特點(diǎn) (1)沖壓毛坯變形區(qū)受兩向拉應(yīng)力作用時(shí)，可以分為兩種情況：即 0 t=0 和 0， t=0。再這兩種情況下，絕對(duì)值最大的應(yīng)力都是拉應(yīng)力。以下 對(duì)這兩種情況進(jìn)行分析。 1)當(dāng) 0且 t=0時(shí)，安全量理論可以寫(xiě)出如下應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系式： (1-1) /（ - m） = /（ - m） = t/（ t - m） =k 式中 ， ， t 分 別 是 軸對(duì)稱(chēng)沖壓 成 形時(shí) 的 徑向 主 應(yīng)變 、切向主 應(yīng) 變 和厚度方向上的主 應(yīng)變 ； ， ， t 分 別 是 軸對(duì)稱(chēng)沖壓 成 形時(shí) 的 徑向 主 應(yīng) 力、切向主 應(yīng) 力和厚度 方向上的主 應(yīng) 力； m 平均 應(yīng) 力， m=（ + + t） /3； k 常數(shù) 。在平面 應(yīng) 力 狀態(tài) ，式（ 1 1）具有如下形式： 3 /（ 2 - ） =3 /（ 2 - t） =3 t/-（ t+ ） =k （ 1 2） 因?yàn)?0，所以必定有 2 - 0 與 0。 這個(gè)結(jié) 果表明：在 兩向 2 拉應(yīng) 力的平面 應(yīng) 力 狀態(tài)時(shí) ，如果 絕對(duì) 值 最大 拉應(yīng) 力是 ，則在這個(gè)方向上的主 應(yīng)變一定是正應(yīng)變，即是伸長(zhǎng)變形。 又因?yàn)?0，所以必定有 -（ t+ ） 0 與 t2 時(shí)， 0；當(dāng) 0。 的變化范圍是 = =0 。在雙向等拉力狀態(tài)時(shí)， = ，有 式（ 1 2）得 = 0 及 t 0 且 t=0 時(shí)，有式（ 1 2）可知：因?yàn)?0，所以 1） 定有 2 0 與 0。這個(gè)結(jié)果表明：對(duì)于兩向拉應(yīng)力的平面應(yīng)力狀 態(tài)，當(dāng) 的絕對(duì)值最大時(shí)，則在這個(gè)方向上的應(yīng)變一定時(shí)正的，即一定是 伸長(zhǎng)變形。 又因?yàn)?0，所以必定有 -（ t+ ） 0 與 t ， 0；當(dāng) 0。 的變化范圍是 = =0 。當(dāng) = 時(shí)， = 0， 也就是 在 雙向等拉 力 狀態(tài)下 ，在 兩個(gè)拉應(yīng) 力方向 上產(chǎn) 生 數(shù) 值相同的伸 長(zhǎng)變形 ；在受 單 向拉應(yīng) 力 狀態(tài)時(shí) ， 當(dāng) =0 時(shí)， =- /2，也就是說(shuō)， 在受 單向拉應(yīng) 力 狀態(tài) 下 其 變形 性 質(zhì) 與一般的 簡(jiǎn)單 拉伸是完全一 樣 的 。 這種變形與受力情況，處于沖壓應(yīng)變圖中的 AOC 范圍內(nèi)（見(jiàn)圖 1 1）；而 在沖壓應(yīng)力圖中則處于 AOH 范圍內(nèi)（見(jiàn)圖 1 2）。 上述兩種沖壓情況，僅在最大應(yīng)力的方向上不同，而兩個(gè)應(yīng)力的性質(zhì)以及 它們引起的變形都是一樣的。因此，對(duì)于各向同性的均質(zhì)材料，這兩種變形是 完全相同的。 (1)沖壓毛坯變形區(qū)受兩向壓應(yīng)力的作用，這種變形也分兩種情況分析，即 t=0 和 0， t=0。 1）當(dāng) 0 且 t=0 時(shí)，有式（ 1 2）可知：因 為 0，一定有 2 - 0 與 0。 這個(gè)結(jié) 果表明：在 兩向壓應(yīng) 力的平面 應(yīng) 力 狀態(tài)時(shí) ，如果 3 絕對(duì) 值最大 拉應(yīng) 力是 0，則在這個(gè)方向上的主應(yīng)變一定是負(fù)應(yīng)變，即是壓 縮變形。 又因?yàn)?0 與 t0，即在板料厚度方 向上的 應(yīng)變 是正的，板料增厚。 在 方向上的變形取決于 與 的數(shù)值：當(dāng) =2 時(shí)， =0；當(dāng) 2 時(shí)， 0；當(dāng) 0。 這時(shí) 的變化范圍是 與 0 之間 。當(dāng) = 時(shí)，是雙向等 壓 力狀態(tài) 時(shí)，故有 = 0；當(dāng) =0 時(shí) ，是受 單 向 壓應(yīng) 力 狀態(tài) ，所以 =- /2。 這種變形情況處于沖壓應(yīng)變圖中的 EOG 范圍內(nèi)（見(jiàn)圖 1 1）；而在沖壓應(yīng)力圖 中則處于 COD 范圍內(nèi)（見(jiàn)圖 1 2）。 2) 當(dāng) 0 且 t=0 時(shí)，有式（ 1 2）可知：因?yàn)?0，所以 一定有 2 0 與 0。這個(gè)結(jié)果表明：對(duì)于兩向 壓 應(yīng)力的平面應(yīng)力狀 態(tài)，如果絕對(duì)值最大是 ，則在這個(gè)方向上的應(yīng)變一定時(shí)負(fù)的，即一定是壓 縮變形。 又因?yàn)?0 與 t0，即在板料厚度方 向上的 應(yīng)變 是正的，即 為壓縮變形 ，板厚增大。 在 方向上的變形取決于 與 的數(shù)值：當(dāng) =2 時(shí)， =0；當(dāng) 2 ， 0；當(dāng) 0。 這時(shí)， 的數(shù)值只能在 = =0 之間變化。當(dāng) = 時(shí)， 是 雙向 等壓力狀態(tài) ，所以 = 0。這種變形與受力情況，處于沖壓應(yīng)變圖中的 GOL 范圍內(nèi)（見(jiàn)圖 1 1）；而在沖壓應(yīng)力圖中則處于 DOE 范圍內(nèi)（見(jiàn)圖 1 2）。 (1)沖壓毛坯變形區(qū)受兩個(gè)異號(hào)應(yīng)力的作用，而且拉應(yīng)力的絕對(duì)值大于壓應(yīng) 力的絕對(duì) 值。這種變形共有兩種情況，分別作如下分析。 1）當(dāng) 0， | |時(shí)，由式（ 1 2）可知：因 為 0， | |，所以一定 有 2 - 0 及 0。 這個(gè)結(jié) 果表明：在異 號(hào) 的 平面 應(yīng) 力 狀態(tài)時(shí) ，如果 絕對(duì) 值最大 應(yīng) 力是 拉應(yīng) 力 ，則在這個(gè)絕對(duì)值最大的拉應(yīng) 力方向上應(yīng)變一定是正應(yīng)變，即是伸長(zhǎng)變形。 又因?yàn)?0， | |，所以必定有 0 0， 0， | |時(shí)，由式（ 1 2）可知： 用與前 項(xiàng)相同的方法分析可得 0。 即在異 號(hào)應(yīng) 力作用的平面 應(yīng) 力 狀態(tài)下 ，如果 絕 對(duì) 值最大 應(yīng) 力是 拉應(yīng) 力 ，則在這個(gè)方向上的應(yīng)變是正的，是伸長(zhǎng)變形；而在 壓應(yīng)力 方向上的應(yīng)變是負(fù)的（ 0， 0， 0， | |時(shí)，由式（ 1 2）可知：因 為 0， | |，所以一定有 2 - 0 及 0， 0，必定有 2 - 0， 即在 拉應(yīng) 力方向上 的 應(yīng)變 是正的， 是伸長(zhǎng)變形。 這時(shí) 的變化范圍只能在 =- 與 =0 的范圍內(nèi) 。當(dāng) =- 時(shí)， 0 0， 0， | |時(shí)，由式（ 1 2）可知： 用與前 項(xiàng)相同的方法分析可得 0， 0， 0, 0 AON GOH + + 伸長(zhǎng)類(lèi) AOC AOH + + 伸長(zhǎng)類(lèi) 雙向受壓 0, 0 EOG COD 壓縮類(lèi) 0, | | MON FOG + + 伸長(zhǎng) 類(lèi) | | | LOM EOF 壓縮類(lèi) 異號(hào)應(yīng)力 0, | | COD AOB + + 伸長(zhǎng)類(lèi) | | | | DOE BOC 壓縮類(lèi) 7 變形區(qū)質(zhì)量問(wèn)題的表 現(xiàn)形式 變形程度過(guò)大引起變形區(qū) 產(chǎn)生破裂現(xiàn)象 壓力作用下失穩(wěn)起皺 成形極限 1 主要取決于板材的塑 性， 與厚度無(wú)關(guān) 2 可用伸長(zhǎng)率及成形極 限 DLF 判斷 1 主要取決于傳力區(qū)的 承載能力 2 取決于抗失穩(wěn)能力 3 與板厚有關(guān) 變形區(qū)板厚的變化 減薄 增厚 提高成形極限的方法 1 改善板材塑性 2 使變形均勻化，降低局 部變形程度 3 工序間熱處理 1 采用多道工序成形 2 改變傳力區(qū)與變形區(qū) 的力學(xué)關(guān)系 3 采用防起皺措施 伸 長(zhǎng) 類(lèi) 成 形 脹 形 拉 深 翻 邊 壓 縮 類(lèi) 成 形 壓 縮 類(lèi) 成 形 擴(kuò) 口 拉 深 脹 形 伸 長(zhǎng) 類(lèi) 成 形 縮 口 縮 口 擴(kuò)口 + - - + /4 /4 翻 邊 - + + - 圖 1 3 沖壓應(yīng)變圖 8 沖壓成形 極限 變形區(qū)的 成形極限 傳動(dòng)區(qū)的 成形極限 伸長(zhǎng)類(lèi) 變 形 壓縮類(lèi) 變 形 強(qiáng) 度 抗拉與抗壓 縮失衡能力 塑 性 抗縮頸 能 力 變形均 化與擴(kuò) 展能力 塑 性 抗起皺 能 力 變形力及 其 變 化 各向異性 值 硬化性能 變形抗力 化學(xué)成分 組 織 變形條件 硬化性能 應(yīng)力狀態(tài) 應(yīng)變梯度 硬化性能 模具狀態(tài) 力學(xué)性能 值與 值 相對(duì)厚度 化學(xué)成分 組 織 變形條件 圖 1 3 體系化研究方法舉例 9 Categories of stamping forming Many deformation processes can be done by stamping, the basic processes of the stamping can be divided into two kinds: cutting and forming. Cutting is a shearing process that one part of the blank is cut form the other .It mainly includes blanking, punching, trimming, parting and shaving, where punching and blanking are the most widely used. Forming is a process that one part of the blank has some displacement form the other. It mainly includes deep drawing, bending, local forming, bulging, flanging, necking, sizing and spinning. In substance, stamping forming is such that the plastic deformation occurs in the deformation zone of the stamping blank caused by the external force. The stress state and deformation characteristic of the deformation zone are the basic factors to decide the properties of the stamping forming. Based on the stress state and deformation characteristics of the deformation zone, the forming methods can be divided into several categories with the same forming properties and to be studied systematically. The deformation zone in almost all types of stamping forming is in the plane stress state. Usually there is no force or only small force applied on the blank surface. When it is assumed that the stress perpendicular to the blank surface equal to zero, two principal stresses perpendicular to each other and act on the blank surface produce the plastic deformation of the material. Due to the small thickness of the blank, it is assumed approximately that the two principal stresses distribute uniformly along the thickness direction. Based on this analysis, the stress state and 10 the deformation characteristics of the deformation zone in all kind of stamping forming can be denoted by the point in the coordinates of the plane princ ipal stress(diagram of the stamping stress) and the coordinates of the corresponding plane principal stains (diagram of the stamping strain). The different points in the figures of the stamping stress and strain possess different stress state and deformation characteristics. (1)When the deformation zone of the stamping blank is subjected toplanetensile stresses, it can be divided into two cases, that is 0,t=0and 0,t=0.In both cases, the stress with the maximum absolute value is always a tensile stress. These two cases are analyzed respectively as follows. 2)In the case that 0andt=0, according to the integral theory, the relationships between stresses and strains are: /（ -m） =/（ -m） =t/（ t -m） =k 1.1 where, ， ， t are the principal strains of the radial, tangential and thickness directions of the axial symmetrical stamping forming; ， and tare the principal stresses of the radial, tangential and thickness directions of the axial symmetrical stamping forming;m is the average stress,m=（ +t） /3; k is a constant. In plane stress state, Equation 1.1 3/（ 2-） =3/（ 2-t） =3t/-（ t+） =k 1.2 Since 0,so 2-0 and 0.It indicates that in plane stress state with two axial tensile stresses, if the tensile stress with the maximum absolute value is , the principal strain in this direction must be positive, that is, the deformation belongs 11 to tensile forming. In addition, because 0， therefore -（ t+） 0 and t2,0； and when 0. The range of is =0 . In the equibiaxial tensile stress state = ， according to Equation 1.2,=0 and t 0 and t=0, according to Equation 1.2 , 2 0 and 0,This result shows that for the plane stress state with two tensile stresses, when the absoluste value of is the strain in this direction must be positive, that is, it must be in the state of tensile forming. Also because0， therefore -（ t+） 0 and t,0;and when 0. 12 The range of is = =0 .When =,=0, that is, in equibiaxial tensile stress state, the tensile deformation with the same values occurs in the two tensile stress directions; when =0, =- /2, that is, in uniaxial tensile stress state, the deformation characteristic in this case is the same as that of the ordinary uniaxial tensile. This kind of deformation is in the region AON of the diagram of the stamping strain (see Fig.1.1), and in the region GOH of the diagram of the stamping stress (see Fig.1.2). Between above two cases of stamping deformation, the properties ofand, and the deformation caused by them are the same, only the direction of the maximum stress is different. These two deformations are same for isotropic homogeneous material. (1)When the deformation zone of stamping blank is subjected to two compressive stressesand(t=0), it can also be divided into two cases, which are 0,t=0 and 0,t=0. 1） When 0 and t=0, according to Equation 1.2, 2-0 與 =0.This result shows that in the plane stress state with two compressive stresses, if the stress with the maximum absolute value is 0, the strain in this direction must be negative, that is, in the state of compressive forming. Also because 0 and t0.The strain in the thickness direction of the blankt is positive, and the thickness increases. The deformation condition in the tangential direction depends on the values 13 of and .When =2,=0;when 2,0;and when 0. The range of is 0.When =,it is in equibiaxial tensile stress state, hence=0; when =0,it is in uniaxial tensile stress state, hence =-/2.This kind of deformation condition is in the region EOG of the diagram of the stamping strain (see Fig.1.1), and in the region COD of the diagram of the stamping stress (see Fig.1.2). 2） When 0and t=0, according to Equation 1.2,2- 0 and 0. This result shows that in the plane stress state with two compressive stresses, if the stress with the maximum absolute value is , the strain in this direction must be negative, that is, in the state of compressive forming. Also because 0 and t0.The strain in the thickness direction of the blankt is positive, and the thickness increases. The deformation condition in the radial direction depends on the values of and . When =2, =0; when 2,0; and when 0. The range of is = =0 . When = , it is in equibiaxial tensile stress state, hence =0.This kind of deformation is in the region GOL of the diagram of the stamping strain (see Fig.1.1), and in the region DOE of the diagram of the stamping stress (see Fig.1.2). (3) The deformation zone of the stamping blank is subjected to two stresses with opposite signs, and the absolute value of the tensile stress is larger than that of the compressive stress. There exist two cases to be analyzed as follow: 14 1)When 0, |, according to Equation 1.2, 2-0 and 0.This result shows that in the plane stress state with opposite signs, if the stress with the maximum absolute value is tensile, the strain in the maximum stress direction is positive, that is, in the state of tensile forming. Also because 0, |, therefore =-. When =-, then 0,0,0, |, according to Equation 1.2, by means of the same analysis mentioned above, 0, that is, the deformation zone is in the plane stress state with opposite signs. If the stress with the maximum absolute value is tensile stress , the strain in this direction is positive, that is, in the state of tensile forming. The strain in the radial direction is negative （ =-. When =-, then 0, 0, 0,|, according to Equation 1.2, 2- 0 and 0 and 0, therefore 2- 0. The strain in the tensile stress direction is positive, or in the state of tensile forming. The range of is 0=-.When =-, then 0,0,0, |, according to Equation 1.2 and by means of the same analysis mentioned above,=-.When =-, then 0, 0, 0,0 AON GOH + + Tensile AOC AOH + + Tensile Biaxial compressive stress state 0,0 EOG COD Compress ive 0,| MON FOG + + Tensile | LOM EOF Compress ive State of stress with opposite signs 0,| COD AOB + + Tensile | | DOE BOC Compress ive 20 Table 1.2 Comparison between tensile and compressive forming Item Tensile forming Compressive forming Representation of the quality problem in the deformation zone Fracture in the deformation zone due to excessive deformation Instability wrinkle caused by compressive stress Forming limit 3 Mainly depends on the plasticity of the material, and is irrelevant to the thickness 4 Can be estimated by extensibility or the forming limit DLF 4 Mainly depends on the loading capability in the force transferring zone 5 Depends on the anti-instability capability 6 Has certain relationship to the blank thickness Variation of the blank thickness in the deformation zone Thinning Thickening Methods to improve forming limit 4 Improve the plasticity of the material 5 Decrease local 4 Adopt multi-pass forming process 5 Change the mechanics 21 deformation, and increase deformation uniformity 6 Adopt an intermediate heat treatment process relationship between the force transferring and deformation zones 6 Adopt anti-wrinkle measures Fig.1.1 Diagram of stamping strain tensile forming bulging deep drawing flanging compressive forming compressive forming expanding deep drawing bulging tensile forming necking necking expanding + - - + /4 /4 flanging - + + - Fig.1.2 Diagram of stamping stress 22 Ten sile for ming Com pres sion for ming St re ngth Cap abil ity of an ti -w rinkle und er t he t ensi le and com pres sive st re sses Plasticity Cap abil ity of an ti -n ecking Def orma tion uniformit y an d ex te nsion ca pa bility Pl as ticity Cap abil ity of an ti -w rinkle Def orma tion for ce a nd i ts Ani sotr opy valu e of r Har deni ng c hara cter isti cs Deformation r es is ta nc e Che mist ry c ompo nent Str uctu re Deformation c on di ti on s Har deni ng c hara cter isti cs Sta te o f st ress Gradient of s tr ai n Har deni ng c hara cter isti cs Die sha pe Mechanical pr oe rt y The value of t he n a nd r Relative th ic kn es s Che mist ry c ompo nent Str uctu re Deformation c on di ti on s Fig.1.3 Examples for systematic research methods 學(xué)校代碼： 序 號(hào)： 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題目： 落料、沖孔復(fù)合模 學(xué) 院： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 專(zhuān) 業(yè)： 年 級(jí)： 指導(dǎo)教師： 二 OO 九年 五 月 設(shè)計(jì)要求 沖孔、落料復(fù)合模 1 墊片 ： 落料 、沖孔復(fù)合模 零件名稱(chēng)：墊片 材料：45 鋼 料厚：1.5mm 批量：200 萬(wàn)件/年 零件見(jiàn)圖 沖孔、落料復(fù)合模 2 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是完成墊片沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)。采用落料、沖孔工藝。設(shè)計(jì)中分析了工件的 沖壓工藝性，計(jì)算了毛坯排樣、沖壓力、刃口尺寸計(jì)算等。進(jìn)行了模具總體結(jié)構(gòu)、主要零部 件的設(shè)計(jì)，繪制了落料、沖孔復(fù)合模的模具裝配圖和零部件圖。 關(guān)鍵詞: 沖壓工藝 沖壓模具設(shè)計(jì) 裝配圖 沖孔、落料復(fù)合模 3 Abstract The graduation project is completed gasket stamping process and die design. By blanking, punching process. Parts of the design of the stamping process, calculate the rough layout, Chong pressure edge size calculation. Overall structure of a mold, the main components of the design, drawing a blanking, punching the compound die mold assembly and parts plans. Key words: Press process Press tool design assembly diagram 目錄 沖孔、落料復(fù)合模 4 一 緒論 .5 二 沖壓工藝分析 .5 2.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀分析 .5 2.2 產(chǎn)品尺寸、精度、粗糙度、斷面質(zhì)量分析 .6 三 沖壓工藝方案的確定 .6 四 墊片沖模結(jié)構(gòu)的確定 .7 4.1 模具的形式 .7 4.2 定位裝置 .8 4.3 卸料裝置 .8 4.4 導(dǎo)向零件 .8 4.5 模架 .8 五 沖壓工藝的計(jì)算 .9 5.1 排樣 .9 5.2 計(jì)算沖壓力 .10 5.3 計(jì)算模具的壓力中心 .11 5.4 計(jì)算模具刃口尺寸 .11 六 墊片復(fù)合模主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 .12 6.1 落料凹模 .12 6.2：沖孔凸模長(zhǎng)度及強(qiáng)度校核 .13 6.3 卸料裝置 .14 6.4 凸凹模長(zhǎng)度確定，壁厚的校核 .15 七 墊板結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) .15 八 模座的設(shè)計(jì) .16 8.1 模座的材料 .16 8.2 上模座 .16 8.3 下模座 .17 九 沖模閉合高度的確定 .18 十 其他零件的選用 .19 十一 沖壓模具的安全技術(shù) .21 十二 沖模的安裝 .21 十三 模具的動(dòng)態(tài)分析 .22 十四 心得與體會(huì) .23 參考文獻(xiàn) .24 一 緒論 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展.,模具對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)來(lái)說(shuō)是十分重要的，尤其是沖壓技術(shù)的應(yīng)用. 在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)中,幾乎都有沖壓加工生產(chǎn),它不僅與整個(gè)機(jī)械行業(yè)密切有關(guān),而且與人民 沖孔、落料復(fù)合模 5 的生活相關(guān). 沖壓工藝與沖壓設(shè)備正在不斷地發(fā)展，特別是精密沖壓。高速?zèng)_壓、多工位自動(dòng)沖壓以 及液壓成形、超塑性沖壓等各種沖壓工藝的迅速發(fā)展，把沖壓的技術(shù)水平提高到了一個(gè)新高 度。新型模具材料的采用和鋼結(jié)合金、硬質(zhì)合金模具的推廣，模具各種表面處理技術(shù)的發(fā)展， 沖壓設(shè)備和模具結(jié)構(gòu)的改善及精度的提高，顯著地延長(zhǎng)了模具的壽命和擴(kuò)大了沖壓加工的工 藝范圍。 模具是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ)。由于在國(guó)外，特別是工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，起步早，底子厚， 其研發(fā)水平高，生產(chǎn)能力強(qiáng)，處于成熟穩(wěn)定的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。在我國(guó)，雖然很早就開(kāi)始制造模具 和使用模具，但長(zhǎng)期未形成產(chǎn)業(yè)。直到 20 世紀(jì) 80 年代后期，中國(guó)模具工業(yè)才駛?cè)氚l(fā)展的快 車(chē)道。近年，我國(guó)除了在技術(shù)與設(shè)備的國(guó)外引進(jìn)外，自主研發(fā)與制造能力也在突飛猛進(jìn)地發(fā) 展，不僅國(guó)有模具企業(yè)有了很大發(fā)展，三資企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（個(gè)體）模具企業(yè)的發(fā)展也相當(dāng)迅速。 隨著近代工業(yè)的發(fā)展,對(duì)沖壓提出了越來(lái)越高的要求,因而也促進(jìn)了沖壓技術(shù)的發(fā)展.沖 模是實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件.在沖模的設(shè)計(jì)和制造上,目前正朝著以下兩方面發(fā)展.一方面, 為了適應(yīng)高速、自動(dòng)、精密、安全等大批量現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要,沖模正向高效率、高精度、 高壽命、自動(dòng)化方向發(fā)展.另一方面,為了產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要,鋅基合 金模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡(jiǎn)易沖模及其制造工藝也得到迅速發(fā)展. 由于沖壓工藝具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、成本低以及可加工復(fù)雜形狀工件等一系列優(yōu) 點(diǎn)，在機(jī)械、汽車(chē)、輕工、國(guó)防、電機(jī)電器、家用電器，以及日常生活用品等行業(yè)應(yīng)用非常 廣泛，占有十分重要的地位。隨著工業(yè)產(chǎn)品的不斷發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提高，沖壓模 具作為個(gè)部門(mén)的重要基礎(chǔ)工藝裝備將起到越來(lái)越大的作用。 二 沖壓工藝分析 2.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀分析 由零件圖可知，產(chǎn)品為圓片落料，圓片沖孔。產(chǎn)品形狀簡(jiǎn)單，對(duì)稱(chēng)，無(wú)狹槽，尖角?？?于孔之間，孔于零件邊緣之間最小距離 C 滿(mǎn)足 C1.5t 要求（ ，1809425C ）1.5.25t 沖孔、落料復(fù)合模 6 2.2 產(chǎn)品尺寸、精度、粗糙度、斷面質(zhì)量分析 1：尺寸精度 查模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)得 IT13（或 GB7 級(jí)）0.394 IT13 （或 GB9 級(jí)）要求.68 普通沖裁尺寸精度低于 IT13 級(jí)，現(xiàn)有產(chǎn)品的設(shè)計(jì)精度低于 IT13 級(jí)，所以尺寸精度滿(mǎn)足 設(shè)計(jì)要求。 2：產(chǎn)品材料分析 對(duì)于沖壓材料一般要求的力學(xué)性能是強(qiáng)度低 、塑性高、表面質(zhì)量和厚度公差符合國(guó)家 標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)是 45 鋼，屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。其力學(xué)性能是強(qiáng)度、硬度和塑性指標(biāo)適中。 經(jīng)退火后，沖裁的加工方法是完全可以成形的。另外，產(chǎn)品對(duì)于厚度和表面質(zhì)量沒(méi)有嚴(yán)格要 求，所以盡量采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的板材，其沖裁出的產(chǎn)品的表面質(zhì)量和厚度公差就可以保證。 經(jīng)上述分析產(chǎn)品的材料性能符合沖壓加工要求。 3：產(chǎn)量 200 萬(wàn)件/年 由產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng) 200 萬(wàn)/年?？芍?，產(chǎn)量批量為大批量。很適合采用沖壓加工的方法。 最好采用復(fù)合?；蜻B續(xù)模。若能加上自動(dòng)送料裝置，會(huì)大大的提高生產(chǎn)率，降低成本。 三 沖壓工藝方案的確定 完成此工件需要沖孔、落料兩道工序。其加工的工藝方案分為以下 3 種。 （一）：第一種方案：采用單工序逐步加工 1：沖孔、落料單工序模。工序簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖 1-1 2：落料、沖孔單工序模。工序簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖 1-2 特點(diǎn)：由于采用單工序模，模具制造簡(jiǎn)單，維修方便，但生產(chǎn)率低，工件精度低，很不 適合大批量生產(chǎn)。 （二）第二種方案：采用復(fù)合模加工成形，工序圖見(jiàn)圖 1-3 沖孔、落料復(fù)合模 7 特點(diǎn)：生產(chǎn)率高，工件精度高，但模具制造較復(fù)雜，調(diào)整維修較麻煩，使用壽命 低。 （三）第三種方案：采用連續(xù)模加工成形。工序圖見(jiàn)圖 1-4 特點(diǎn)：生產(chǎn)率高，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，自動(dòng)化，但模具制造復(fù)雜，調(diào)整維修麻煩，工件精 度低。 根據(jù)本零件的設(shè)計(jì)要求，以及各種方案的特點(diǎn)，決定采用第二種方案比較合理。 四 墊片沖模結(jié)構(gòu)的確定 4.1 模具的形式 復(fù)合模又可以分為正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模。 （1）正裝式復(fù)合模的特點(diǎn)：工件和沖孔廢料都將落在凹模表面上。必須加以清除后才 能進(jìn)行下一次沖裁。因此，操作不方便，也不安全，對(duì)多孔工件不宜采用。但，沖出的表面 比較平直。 （2）倒裝式復(fù)合模的特點(diǎn)：沖孔廢料由沖孔凸模沖入凹模洞口中積聚到一定數(shù)量,由下 模漏料孔排出，不必清除廢料。操作方便，應(yīng)用很廣，但工件表面平直度較差。凸凹模，承 沖孔、落料復(fù)合模 8 受的張力較大。因此，凸凹模的壁厚應(yīng)嚴(yán)格控制，以免強(qiáng)度不足。 經(jīng)分析，此工件有兩個(gè)孔。若采用正裝式復(fù)合模，操作很不方便。另外，此工件不要求 有較高的平直度，工件精度要求低。所以，從操作方便，模具結(jié)構(gòu)制造簡(jiǎn)單等方面考慮，決 定采用倒裝式復(fù)合模。 4.2 定位裝置 采用伸縮式擋料銷(xiāo)縱向定位，安裝在下模座和活動(dòng)卸料板之間。工作時(shí)，可隨凹模下行 而壓入孔內(nèi)。工作很方便。 采用導(dǎo)料螺栓橫向定位。因此它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，對(duì)模具的強(qiáng)度削弱小。 4.3 卸料裝置 1：條料的卸除。采用彈性卸料板，因?yàn)槭堑寡b式復(fù)合模，所以卸料板安裝在下模。 2：工件的卸除。采用打料裝置將工件從上模落料凹模中推下落在模具工作面上。 3：沖孔廢料的卸除。采用下模內(nèi)積聚到一定的數(shù)量，便從下模座的漏孔中派出。 4.4 導(dǎo)向零件 導(dǎo)向零件有許多。如用導(dǎo)板導(dǎo)向，則模具安裝不便，而且阻擋操作者的視線(xiàn)，所以不用。 若采用滾珠式導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向，則雖然導(dǎo)向精度高，壽命長(zhǎng)，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以也不 采用。針對(duì)這次加工的產(chǎn)品精度要求不高，采用滑動(dòng)式導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向即可。而且模具在 壓力機(jī)上的安裝比較簡(jiǎn)單，操作又方便，還可以降低成本。 4.5 模架 若采用中間導(dǎo)柱模架，則導(dǎo)柱對(duì)稱(chēng)分布，受力平衡，滑動(dòng)平穩(wěn)，拔模方便，但只能一個(gè) 方向送料。若采用對(duì)角導(dǎo)柱模架，則受力平衡，滑動(dòng)平穩(wěn)，可縱向或橫向送料。若采用后側(cè) 導(dǎo)柱模架，則可三方向送料，操作者視線(xiàn)不被阻擋，結(jié)構(gòu)緊湊，但模具受力不平衡，滑動(dòng)不 平衡。 綜合上述特點(diǎn)和本零件的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)決定采用中間導(dǎo)柱模架。 沖孔、落料復(fù)合模 9 五 沖壓工藝的計(jì)算 5.1 排樣 采用單排排樣：見(jiàn)圖 4-1 1 搭邊。 查冷沖壓模具設(shè)計(jì)確定搭邊值 a、b。 當(dāng) t=1.5mm 時(shí) 。2a1.5b 2 條料的寬度。采用無(wú)側(cè)壓裝置，所以 。0(2)BDZ 式中 Z導(dǎo)尺與最寬條料之間的最小間隙。見(jiàn)圖， 查表的 條料寬度的單向偏差,mm。查表的 。0.8 mm00.8(1821)5B 3 材料的利用率 10%nFL 式中 n板料（或條料、帶料）上實(shí)際沖裁的零件數(shù)量。 零件的實(shí)際面積； 。1 2m L板料（條料、帶料）長(zhǎng)度；mm。 B板料（條料、帶料）寬度； mm。 若取工件數(shù)量 n=20 件，則料長(zhǎng)為20192018.521.36.5()Db m 沖孔、落料復(fù)合模 10 取 L=3632mm 所以條料的規(guī)格為 3632 185 1.5 材料的利用率為 211802()0%76365nFLB 5.2 計(jì)算沖壓力 沖裁力公式為 F孔 落 式中 F沖裁力 沖孔沖裁力孔 落料沖裁力落 1：沖孔沖裁力 孔 KLtF孔 孔 式中 K系數(shù) 查表取 K=1.3 沖孔周長(zhǎng) L孔 240251.dm孔 材料厚度 t=1.5mmt 材料抗剪強(qiáng)度， Mpa 查模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)45 鋼， =440560 Mpa 。取 =500Mpa。 所以， 取 。t1.325.0249()FN孔 孔 245()FKN孔 2：落料沖裁力 落 FKLt落 落 式中 落料周長(zhǎng) L落 1856.()Dm落 所以 取 。.6.7)Kt落 落 ()落 3：卸料力 xx落 式中 卸料系數(shù)，查表取 取 =0.050.4.3x:xK 所以 。F0.527.KNx落 （ ） 4：推料力 t Ftnt孔 式中 推料系數(shù) 查表取 =0.055tKt n同時(shí)卡在凹模洞孔內(nèi)的件數(shù) n=3 所以 F0.52430.()tt孔 5：頂件力 d(Fd孔 落 ） 式中 頂件系數(shù) 查表取 =0.06dK 所以 。d(.65)47.8()KN孔 落 ） 6：模具總壓力 ?？?沖裁時(shí)，壓力機(jī)的壓力值必須大于或等于沖裁各工藝的總和，即大于總的沖壓力。根 據(jù)模具結(jié)構(gòu)不同，計(jì)算公式不同。 （當(dāng)采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖裁模為） 。F40.27.645286()xt K總 孔 落 7：初選壓力機(jī)。 根據(jù) ，選公稱(chēng)壓力為 1000KN 的壓力機(jī)。865()KN總 沖孔、落料復(fù)合模 11 5.3 計(jì)算模具的壓力中心 由于該零件完全對(duì)稱(chēng)于相互垂直的兩條對(duì)稱(chēng)線(xiàn)，所以模具的壓力中心在幾何圖形的中 心點(diǎn)上。 5.4 計(jì)算模具刃口尺寸 尺寸計(jì)算原則： 在確定沖模凹模和凸模刃口尺寸時(shí)，必須遵循以下原則。 1）根據(jù)落料和沖孔的特點(diǎn)，落料件的尺寸取決于凹模尺寸，因此落料模應(yīng)先決定凹模 尺寸。故沖孔模應(yīng)先決定凸模尺寸，用增大凹模尺寸來(lái)保證合理的間隙 2）根據(jù)凹凸模刃口的磨損規(guī)律。凹模刃口磨損后使落料件尺寸變大，其刃口的基本尺 寸應(yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸；凸模刃口磨損后使沖孔孔徑減小，故應(yīng)使尺寸接近 或等于工件的最大極限尺寸。 3)考慮工件精度與模具精度間的關(guān)系，在確定模具制造公差時(shí)，既要保證工件的精度要 求，又要保證有合理的間隙數(shù)值，一般沖模精度較工件精度高 2-3 級(jí) 1：沖孔凸凹模 0min1()ttdxiinaaZ 凹模型孔中心距 。i22(.5)0.1aL 以上各式中 沖孔凸模刃口尺寸t 沖孔凹模刃口尺寸d 沖孔件孔的最小極限尺寸，mm，min min40d 系數(shù) ，查表x0.5x 工件孔徑公差， mm，11.39 凸模刃口尺寸制造偏差， mm， t .2t 凹模刃口尺寸制造偏差，mm，a 0a 凸凹模最小初始雙面間隙，mm，查表minZ min.17Z 工件孔最小極限尺寸，mm ，Lin9.8L 工件兩孔中心距公差，mm，22 所以 mm00.2.2(40.539)4td mm.30.3177a mm8.7.595L 校核： 因?yàn)?，|0.5at （ 是凸凹模最大許用雙面間隙，查表 =0.23）mxin231.ZmaxZmaxZ 滿(mǎn)足 。maxin|tZ 所以沖孔凹凸模刃口尺寸 0.24td0.347ad 設(shè)計(jì)合理。90.5aL 沖孔、落料復(fù)合模 12 2：落料凸凹模 max0in()atatDZ 式中 落料凹模刃口尺寸，mm；a 落料凸模刃口尺寸， mm；t 落料件最大極限尺寸，mm；max max180D 落料件外徑公差，mm；.63 凸模刃口尺寸制造偏差，mm；查表t .3t 凹模刃口尺寸制造偏差，mm；查表a 4a 凸凹模最小初始雙面間隙， mm；minZ min0.17Z 所以 0.40.4(180.563)17968aD. .3(79.6)t 校核： 因?yàn)?， （ 是凹凸模最大許用雙面間隙，|.7atmaxin.2.5ZmaxZ 查表 ）mx023Z 滿(mǎn)足 amin|t Z 所以落料凹模和凸模刃口尺寸 設(shè)計(jì)合理0.417968D0.31795tD 六 墊片復(fù)合模主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 6.1 落料凹模 1：厚度 H 沖孔、落料復(fù)合模 13 修正系數(shù)，查表Hkb 0.2k0.21836()m 2：長(zhǎng)度和寬度 L，B DW 式中 W垂直于送料方向的凹模型孔壁間最大距離。 （見(jiàn)圖 5-1）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 。取(1.50)1.5.7210()H 所以 296839.684()L m L=B=400mm。 凸模刃口高度 h，查簡(jiǎn)明冷沖壓手冊(cè) 取 h=10mmh 6.2：沖孔凸模長(zhǎng)度及強(qiáng)度校核 1:沖孔的凸模長(zhǎng)度 L1234Lhh 式中 L凸模長(zhǎng)度，mm； 凸模固定板厚度， mm； =28mm1h 推件塊厚度，mm； =36mm2 凹模墊板厚度，mm； =25mm3h3 凸模進(jìn)入凹模的深度（0.51 ）mm；4 H附加長(zhǎng)度，包括凸模的修磨量及模具閉合狀態(tài)下卸料板到凸模固 定 板之間的安全距離，一般取 h=1520mm。 L=28+36+25+1=90mm 圓形凸模與固定板連接為壓入式 D1 采用 配合。76Hm D1=（35）+d D2=（ 35）+D1 取 D1=40.2+4.8=45mm 沖孔、落料復(fù)合模 14 D2=45.2+4.8=50mm。 6.3 卸料裝置 橡膠彈簧具有重量輕，彈性大，變形不受限制，較高的內(nèi)阻，可吸收沖擊和高頻振動(dòng)能 量，工作平穩(wěn)，噪聲小，安裝和調(diào)試方便，便于維護(hù)和保養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn)。另外，橡膠彈簧可同時(shí) 承受多向載荷，可使系統(tǒng)簡(jiǎn)單。所以本設(shè)計(jì)采用橡膠彈簧。 橡膠的選用和計(jì)算原則： 1：保證橡膠正常工作應(yīng)使橡膠在預(yù)壓縮狀態(tài)下的預(yù)壓力滿(mǎn)足 0 xF 式中 橡膠在預(yù)壓縮狀態(tài)下的壓力 卸料力x ，取027.6KN03FKN 2：為保證橡膠不過(guò)早失效，其允許最大壓縮量不超過(guò)其自由高的 45%，一般取0(.35.4)HH 式中 橡膠允許的總壓縮量2 橡膠的自由高度0 所選橡膠彈簧必須滿(mǎn)足 H工預(yù)許 由于 035%4許 （ ） 010%5H預(yù) （ ） ，故H2工 （ ） 3.4.2.工 工（ ） 式中 h工 工 作 修 磨 t1m.5工 作 一般取 510mm 取 =10mm修 磨 h修 磨 則 。取 則 =52mm。取 =60mm， =6mm12.53工 0H4工 00H0.1H預(yù)0FAP 式中 A橡膠橫截面積， ； 。22Aa P橡膠產(chǎn)生的單位面積壓力 ，Mpa； 取彈簧壓縮量為 35% ，查表得 P=2.1Mpa 所以 03152.am 校核： 符合 設(shè)計(jì)合理。61HD0.1.5HD 橡膠彈簧的安裝高度 。064m預(yù)裝 沖孔、落料復(fù)合模 15 6.4 凸凹模長(zhǎng)度確定，壁厚的校核 1：凸凹模長(zhǎng)度 H 的確定 012Fh 式中 橡膠墊的自由高度，mm；0 壓縮值， mm； 彈性卸料板的厚度， mm；h 固定板的厚度， mm；1 H=98mm. 2：凸凹模壁厚校核 查表，倒裝復(fù)合模凸凹模最小壁厚 。本設(shè)計(jì)中min3.8(1.5)tm 。滿(mǎn)足最小壁厚 的要求。設(shè)計(jì)合理。(179.504).52.83nin 七 墊板結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 條件：沖裁時(shí)，如果凸模的端部對(duì)模座的壓力超過(guò)模座材料的許用壓應(yīng)力，這時(shí)需要在 凸模端部與模座之間加上一塊強(qiáng)度較高的墊板。即下列情況需要加墊板。 yy 式中 凸模端面的壓應(yīng)力，Mpa；其值為 P/A 模座材料許用壓應(yīng)力y P沖裁力 A凸模上端面面積，mm；圓形凸模 ； 24DA 墊板的形狀與凸模固定板一致，取方形，墊板的厚度 t=1025mm；墊板的材料用 T7 工 沖孔、落料復(fù)合模 16 具鋼，熱處理硬度為 4852HRC；墊板的淬硬后兩面應(yīng)磨平，表面粗糙度 Ra=0.320.63。 校核上下模具板與凸模和凸凹模之間是否需要加墊板。 1：沖孔凸模與上模座之間 本設(shè)計(jì)采用打桿裝置，所以沖孔凸模與上模座之間應(yīng)加墊板。 2:凸凹模與下模座之間 已知 D=180mm。所以 222(180)5434ADm 。2579KN=79F孔 落 （ ）79031.y MpaA 本設(shè)計(jì)中，下模板采用鑄鐵材料 ， 。所以不需要加墊板。10ypay 八 模座的設(shè)計(jì) 8.1 模座的材料 一般選用鑄鐵 HT200 HT250，也可以選用 A3，A5 結(jié)構(gòu)鋼（對(duì)于大型重要模座，可選用 鑄鋼 ZG45）本設(shè)計(jì)中從降低模具成本考慮，選用鑄鐵 HT250 材料。查沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選 用與設(shè)計(jì)指南 ，選用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。 8.2 上模座 上模座選用 “ ”結(jié)構(gòu)如圖（見(jiàn)下圖）406/285.9GBT 沖孔、落料復(fù)合模 17 各數(shù)據(jù)查表。取 H=60mm ,h=40mm, L1=410mm, B1=410mm, L2=560mm, B2=490mm, S=475mm, R=65mm, l2=100mm, mm, mm, d2=M20-6H mm,0.3(7)6DH0.31(7)65DH T=40mm, S2=360mm。 8.3 下模座 下模座選用“ ”（結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖）406/285.10GBT 各數(shù)據(jù)查表。取 H=75mm, h=45mm, L1=410mm, B1=410mm, L2=560mm, B2=490mm, S=475mm, R=65mm, l2=100mm, mm, mm, 0.5(7)4dR0.251(7)dR d2=M20-6H mm, t=40mm, S2=360mm。 沖孔、落料復(fù)合模 18 九 沖模閉合高度的確定 要求：模具的閉合高度與壓力機(jī)的閉合高度相協(xié)調(diào)。 即 maxmin510H 式中 壓力機(jī)最大裝模高度（連桿調(diào)節(jié)到最短）時(shí)，mm， 壓力機(jī)最小裝模高度（連桿調(diào)節(jié)到最長(zhǎng)）時(shí)，mm，in 選用 J11100 壓力機(jī)，參數(shù)取值（單位 mm）見(jiàn)下： 滑塊行程：20100 最大閉合高度：320 模柄孔尺寸 直徑：60 深度：80 連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度 ：85 最大裝模高度：220 ，取 H=200mm。21545H 沖孔、落料復(fù)合模 19 十 其他零件的選用 選用中間導(dǎo)柱模架（GB/T2851.5） 技術(shù)要求 JB/T8050-1999 的規(guī)定。 選導(dǎo)柱導(dǎo)套： 選用 A 型導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖。材料 20 鋼，熱處理要求：滲碳深度 0.81.2mm，硬度 5862HRC。 （本設(shè)計(jì)取直徑 d=25mm，公差帶 h5 ，長(zhǎng)度 L=180mm， ）選“導(dǎo)柱 5062Ah GB/T2861.1”。 選用 A 型導(dǎo)套結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖。材料，熱處理 要求， 硬度要求與技術(shù)要求與 A 型導(dǎo)柱相同。選 “導(dǎo) 套 A“ ”。50618/261.HGBT 沖孔、落料復(fù)合模 20 定位元件的選擇 為了保證模具正常工作和拉深出合格沖裁件，必須保證坯料或工 件對(duì)模具處正確的相 對(duì)位置，即必須定位。 在本設(shè)計(jì)中，由于一開(kāi)始就要對(duì)板料進(jìn)行落料工序，在送料方向，條料橫向定位裝置和 縱向定位原件均使用固定擋料銷(xiāo)，采用圓柱頭式擋料銷(xiāo)直 徑 d= 的 A 型固定擋料銷(xiāo)： 0.75(1)6dhm 固定擋料銷(xiāo) A6 JB/T7649.10. d1(m6)=3+0.008+0.002mm ,h=3mm L=8mm 材料：45，熱處理硬度 4348HRC;技術(shù)條件：按 JB/T 7653-1994 的 規(guī)定。 該結(jié)構(gòu)的擋料結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易,使用方便， 適用于固定卸料板及，手工送料的冷沖模結(jié)構(gòu). 模柄的選擇 本設(shè)計(jì)采用壓入式模柄. 它與模座孔采用 H7/m6 過(guò)渡 配合.直徑 d(js10) = 60+0.050 -0.050/mm、高度 L = 80mm 的 A 型壓入式模柄： 模柄 A60115JB/T 7646.1 d1(m6) = 42+0.025 +0.009/mm d2 = 50/mm d3 = 11/mm d4(H7) = 6+0.012 0/mm L1 = 45/mm L2 = 6/mm L3 = 4/mm 材料：Q235-A F 技術(shù)條件：按 JB/T 7653-1994 的規(guī)定 模具的固定與連接零件 采用固定板將凸凹模固定在上模座上，固 沖孔、落料復(fù)合模 21 定板與凸凹模之間采用階梯固定的形式。固定板與上模座之間采用內(nèi)六角螺釘與圓柱銷(xiāo)來(lái)連 接和定位，螺釘尺寸與圓柱銷(xiāo)尺寸根據(jù)被連接的兩部分零件厚度來(lái)確定。本設(shè)計(jì)除特殊說(shuō)明 外都使用 M20100 的內(nèi)六角圓柱頭螺釘緊固，采用公稱(chēng)直徑為 1050/mm 的 A 型圓柱銷(xiāo) 定位。 十一 沖壓模具的安全技術(shù) 在設(shè)計(jì)沖壓模具時(shí)，必須滿(mǎn)足下列要求 1. 模具結(jié)構(gòu)應(yīng)能保證操作方便，安全可靠，操作者勿需手，臂，頭伸入危險(xiǎn)區(qū)即可順利完 成沖壓工作 2. 調(diào)試，安裝，修理，搬運(yùn)和貯藏方便安全，不會(huì)因模具結(jié)構(gòu)問(wèn)題而引起意外事故 3. 模具零件要有足夠的強(qiáng)度，材料選擇合理，模具應(yīng)避免有與機(jī)能無(wú)關(guān)的外部凸凹，外部 應(yīng)倒棱，導(dǎo)柱，導(dǎo)套應(yīng)遠(yuǎn)離操作者，模具壓力中心應(yīng)通過(guò)或靠近模柄中心線(xiàn)，導(dǎo)向定位 等重要部件要使操作者能看清楚 4. 設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)考慮安裝機(jī)械化裝置的位置，以便必要時(shí)機(jī)械化自動(dòng)化裝置代替手工操作 5. 頂件器，推件器以及卸料板等結(jié)構(gòu)必須可靠 6. 不使操作者有不安全的感覺(jué) 十二 沖模的安裝 沖模的使用壽命，工作安全和沖件質(zhì)量等 于沖模的 正確安裝有著極大的關(guān)系: 1:沖模應(yīng)正確安裝在壓力機(jī)上使模具上下部分不發(fā)生偏斜和位移，這樣就可以保證模具 有較高的準(zhǔn)確性,避免產(chǎn)生廢品,而且可保證模具壽命 2:模具安裝時(shí)將帶有導(dǎo)向的模具上下應(yīng)同時(shí)搬到工作臺(tái)面上。應(yīng)先固定上模，然后根據(jù) 上模的位置固定下模 3:在沖壓生產(chǎn)過(guò)程中，由于壓力機(jī)的振動(dòng)，可能引起固定沖模的緊固零件的松動(dòng)。操作 者必須隨時(shí)注意和檢查各緊固零件的工作情況。 沖孔、落料復(fù)合模 22 十三 模具的動(dòng)態(tài)分析 模具的裝配圖： 1-螺釘 M6 2-活動(dòng)擋料銷(xiāo) 3-橡膠彈簧 4-固定擋料銷(xiāo) 5-導(dǎo)柱 6-導(dǎo)套 7-凹模墊板 8- 凸模固定板 9-凸模墊板 10-上模座 11-模柄 12-帶肩打桿 13-止轉(zhuǎn)銷(xiāo)釘 14-凸模 15-銷(xiāo) 釘 C10 16-內(nèi)六角圓柱頭螺釘 M16 17-推件塊 18-凹模 19-凸凹模 20-卸料板 21-凸凹模固 定板 23-凸凹模墊板 24-下模座 沖裁時(shí)，凹凸模固定不動(dòng)，條料由正面送進(jìn)。放置在凸凹模上，6 落料凹模和 7 沖孔 凸模下行。同時(shí)完成沖孔和落料。4 彈性卸料板一方面頂住條料起校平作用，同時(shí)在 6 落料 凹模推壓下向后退讓。上模回程時(shí)，4 彈性卸料板被橡膠彈簧頂出。將條料從凹凸模上卸下， 沖孔廢料則直接由凹凸模孔中漏到壓力機(jī)臺(tái)面下。在上?；爻痰缴现裹c(diǎn)之前，14 打棒受到 壓力機(jī)橫桿的推動(dòng)，通過(guò) 12 打板和 17 銷(xiāo)將沖裁件從 6 落料凹模中推出。 沖孔、落料復(fù)合模 23 十四 心得與體會(huì) 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在理論知識(shí)的指導(dǎo)下，結(jié)合認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所獲得的實(shí)踐經(jīng) 驗(yàn)，在老師和同學(xué)的幫助下，認(rèn)真獨(dú)立地完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在本次設(shè)計(jì)的過(guò)程中，通過(guò) 自己實(shí)際的操作計(jì)算，我對(duì)以前所學(xué)過(guò)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)有了更進(jìn)一步、更深刻的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也認(rèn) 識(shí)到了自己的不足之處。到此時(shí)才深刻體會(huì)到，以前所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)還是有用的，而且都是 模具設(shè)計(jì)與制造最基礎(chǔ)、最根本的知識(shí)。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)兩個(gè)月左右，從最初的領(lǐng)會(huì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，到對(duì)拿到自己手上的沖 壓件的沖壓性能的分析計(jì)算，諸如對(duì)沖壓件結(jié)構(gòu)的分析，對(duì)形狀的分析等，不斷地分析計(jì)算， 對(duì)要進(jìn)行設(shè)計(jì)的沖壓件有了一個(gè)比較全面深刻的認(rèn)識(shí)，并在此基礎(chǔ)上綜合考慮生產(chǎn)中的各種 實(shí)際因素，最后確定本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的工藝方案。然后是對(duì)排樣方式的計(jì)算，直到模具總裝配 圖的繪制，歷時(shí)近一個(gè)月左右。在這段時(shí)間里，我進(jìn)行了大量的計(jì)算：從材料利用率的計(jì)算， 到工序壓力的計(jì)算，再工作部分刃口尺寸及公差的計(jì)算，到各種零件結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算以及主 要零部件強(qiáng)度剛度的核算。其間在圖書(shū)館翻閱了許多相關(guān)書(shū)籍和各種設(shè)計(jì)資料。因此從某種 意義上講，通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，也培養(yǎng)和鍛煉了一種自己查閱資料，獲取有價(jià)值信息 的能力。 總之，通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的鍛煉，使我對(duì)模具設(shè)計(jì)與模具制造的整個(gè)過(guò)程都有了比較深 刻的認(rèn)識(shí)和全面的掌握。我很感謝學(xué)校和各位老師給我這次鍛煉機(jī)會(huì)。我是認(rèn)認(rèn)真真的做完 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的，也應(yīng)該認(rèn)認(rèn)真真的完成我大學(xué)四年里最后也是最重要的一次設(shè)計(jì)。但是由 于水平有限，錯(cuò)誤和不足之處再所難免，懇請(qǐng)各位導(dǎo)師、各位老師批評(píng)指正，不勝感激。 沖孔、落料復(fù)合模 24 參考文獻(xiàn) 1 翁其金，徐新成 沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì)M 機(jī)械工業(yè)出版社，2005. 2 于永泗，齊民 機(jī)械工程材料M.第 5 版 大連理工大學(xué)出版社，2003 3 劉鴻文 材料力學(xué)M.第四版 高等教育出版社，2004 4 夏巨諶，李志剛 中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典M.電子版 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)，2003 5 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)鍛壓手冊(cè)M 機(jī)械工業(yè)出版社, 6 陳于萍、周兆元 互換性與測(cè)量技術(shù)M.第 2 版 機(jī)械工業(yè)出版社 7 中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典M 第三卷 8 高軍、李熹平、修大朋 沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計(jì)指南 化學(xué)出版社 9 簡(jiǎn)明冷沖壓工手冊(cè)編寫(xiě)組 簡(jiǎn)明冷沖壓工手冊(cè)M.第三版 機(jī)械工業(yè)出版社,2000.4 沖孔、落料復(fù)合模 25 致謝 在經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)， 由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作 的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師樊十全老師。樊十全平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的 每個(gè)階段，從外出實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝 配草圖等整個(gè)過(guò)程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)雖不復(fù)雜煩瑣，但是樊老師仍然細(xì)心 地糾正圖紙中的錯(cuò)誤。除了敬佩樊老師的專(zhuān)業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是 我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 還要感謝大學(xué)四年來(lái)所有的老師，為我們打下機(jī)械專(zhuān)業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有 的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。 最后感謝工學(xué)院和我的母校江西農(nóng)業(yè)大學(xué)四年來(lái)對(duì)我的大力栽培。