0550-排樣圖l零件的沖壓工藝及側(cè)刃定位連續(xù)沖裁模具設計,排樣圖,零件,沖壓,工藝,定位,連續(xù),模具設計 目 錄 第一章 零件的工藝性………………………………………………………… 3 1.1 原始資料 ………………………………………………………………… 3 1.2 材料的分析………………………………………………………………… 3 1.3 確定工藝方案和模具形式………………………………………………… 4 第二章 主要工藝參數(shù)的計算…………………………………………………… 4 2.1 確定排樣、裁板方案……………………………………………………… 4 2.2 材料利用率………………………………………………………………… 5 第三章 模具設計………………………………………………………………… 6 3.1 模具結(jié)構(gòu)的設計…………………………………………………………… 6 3.2 模具工作部分尺寸及公差計算…………………………………………… 7 3.2.1 落料凸凹模刃口尺寸及公差的計算……………………………………… 7 3.2.2 壓力中心……………………………………………………………………… 8 3.3 沖壓力的計算………………………………………………………………… 9 3.3.1 沖裁力的計算……………………………………………………………… 9 3.3.2 卸料力的計算……………………………………………………………… 10 3.3.3 沖壓力的計算……………………………………………………………… 10 3.4 沖壓設備的選擇…………………………………………………………… 10 第四章 沖模零件的設計………………………………………………………… 11 4.1 沖孔落料凹模的設計…………………………………………………… 11 4.1.1 凹模的尺寸計算………………………………………………………… 11 4.1.2 凹模的結(jié)構(gòu)形式………………………………………………………… 12 4.2 卸料裝置………………………………………………………………… 12 4.3 條料的橫向定位裝置…………………………………………………… 13 4.4 條料的縱向定位裝置…………………………………………………… 14 4.5 凸模固定板……………………………………………………………… 14 4.6 凸模的結(jié)構(gòu)設計…………………………………………………………… 15 4.7 模架導向…………………………………………………………………… 15 4.8 定位裝置…………………………………………………………………… 15 第五章 其它沖模零件設計……………………………………………………… 16 5.1 模柄的類型及選擇………………………………………………………… 16 5.2 緊固件……………………………………………………………………… 17 5.5 定位銷……………………………………………………………………… 17 第六章 模具的裝配……………………………………………………………… 17 6.1 連續(xù)模的裝配……………………………………………………………… 17 6.2 凸、凹模間隙的調(diào)整……………………………………………………… 18 第七章 具體零件的工藝方案………………………………………………… 18 第一章 零件的工藝性 1.1原始資料： 圖1.1所示為直槽調(diào)節(jié)板零件圖，材料為Q235號鋼，厚度為t=1.5mm,大批量生產(chǎn)。 工件圖 1.2 材料的分析： 現(xiàn)將零件材料為Q235號鋼的力學性能主要參數(shù)及其概念敘述如下： （1） 應力：材料單位面積上所受的內(nèi)力，單位是N/mm，用Pa表示。10Pa=1MPa；1MPa = 1N/mm；10Pa = 1GPa。 （2） 抗剪強度τb。材料受到剪切作用，開始產(chǎn)生斷裂時的應力值，單位是MPa。取τb = 310～380MPa。 （3） 抗拉強度σb。材料受到拉深作用，開始產(chǎn)生斷裂時的應力值，單位是MPa。σb = 432～461 Mpa。 綜上所述，對零件材料為Q235號鋼的力學性能分析，主要是為了便于模具設計 中各參數(shù)的計算，故在后續(xù)的模具設計中各參數(shù)的計算均以上面所取的數(shù)值進行計算。 1.2.1 零件工藝性的分析 該零件結(jié)構(gòu)簡單，是典型的沖孔、落料件。在沖裁過程中，根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)，形狀等一些技術(shù)要求，應考慮以下幾點： (1) 沖裁件的內(nèi)外形轉(zhuǎn)角處應避免尖銳的轉(zhuǎn)角 應有適當?shù)膱A角，一般應有R＞0.5t(t為板料厚度)的圓角，否則模具的壽命將明顯的降低。如果圖樣上未注明圓角半徑，兩沖裁邊交角處可按R=t處理。這個零件標明圓角為2mm，t=1.5mm，滿足要求。 （2）沖裁件上無窄長的懸臂和凹槽，可以滿足要求。 （3）沖裁件上孔與孔之間、孔到零件邊緣的距離b 受模具強度和制件質(zhì)量的限制，其值不能太小，一般要求b≥2t，孔到零件邊緣距離b=5mm，基本滿足要求。 1.2.2 零件的精度和表面粗糙度分析 （1）普通沖裁件內(nèi)外形尺寸的經(jīng)濟精度一般不高于IT11級，落料件精度最好低于IT10級。t=1.5mm,基本尺寸18mm～500mm的沖裁件的直線尺寸精度應不高于IT11級。該零件的未注公差滿足上述要求，取IT13級?！稕_壓工藝與模具設計》表2-3。 （2）沖裁件的角度偏差值為±0o50’。見表《沖壓工藝與模具設計》表2-6。 （3）沖裁件對稱度公差等于構(gòu)成它要素中較大尺寸的公差。 （4）沖裁件的平面度和直線度的公差等于被測表面最大輪廓尺寸的0.5%。 （5）一般金屬件普通沖裁的斷面，其表面粗糙度Ra值參見《沖壓工藝與模具設計》表2-7，查得該零件為6.3um。 （6）毛刺高度的極限值，參見《沖壓工藝與模具設計》表2-8，該零件毛刺高度極限值為0.11mm。 1.3 根據(jù)生產(chǎn)批量和條件（沖壓加工條件和模具制造條件）確定工序組合 生產(chǎn)批量大時，沖壓工序應盡可能組合在一起，用復合模具。 由于工件沖壓成形只需兩道工序完成，為降低生產(chǎn)成本，選擇連續(xù)送進的工序，使需要加工的部分逐步加工，根據(jù)零件形狀確定沖壓工序類型和選擇工序順序，沖壓該零件需要的基本工序有沖孔、落料。 所以,我安排了如下工序: (一) 沖孔 （二）落料 該工序根據(jù)排樣圖設計，工序合理，節(jié)省材料。因此適用于本次的沖裁，落料連續(xù)模。 第二章 主要工藝參數(shù)的計算 2.1 確定排樣、裁板方案 沖裁件在板料、條料或帶料上的布置方法稱為排樣。排樣是否合理，直接影響到材料的利用率、零件質(zhì)量、生產(chǎn)率、模具結(jié)構(gòu)與壽命及生產(chǎn)操作方式與安全。因此，在沖壓工藝和模具設計中，排樣是一項極為重要的、技術(shù)性很強的工作。 加工此零件為大批大量生產(chǎn)，沖壓件的材料費用約占總成本的60%～80%之多。因此，材料利用率每提高1%，則可以使沖件的成本降低0.4%～0.5%。在沖壓工作中，節(jié)約金屬和減少廢料具有非常重要的意義，特別是在大批量的生產(chǎn)中，較好的確定沖件的形狀尺寸和合理的排樣的降低成本的有效措施之一。 由于材料的經(jīng)濟利用直接決定于沖壓件的制造方法和排樣方式，所以在沖壓生產(chǎn)中，可以按工件在板料上排樣的合理程度即沖制某一工件的有用面積與所用板料的總面積的百分比來作為衡量排樣合理性的指標。 同時屬于工藝廢料的搭邊對沖壓工藝也有很大的作用。通常，搭邊的作用是為了補充送料是的定位誤差，防止由于條料的寬度誤差、送料時的步距誤差以及送料歪斜誤差等原因而沖出殘缺的廢品，從而確保沖件的切口表面質(zhì)量，沖制出合格的工件。同時，搭邊還使條料保持有一定的剛度，保證條料的順利行進，提高了生產(chǎn)率。搭邊值得大小要合理選取。根據(jù)此零件的尺寸查《沖壓工藝與模具設計》表2-10取 搭邊值為 a1=2.5m 步距方向 a =2.0mm 于是有： 步距 s=d+a=22+2.0=24mm 其中 d 表示零件的長度 條料寬度 公式見《沖壓工藝與模具設計》表2-11 （P63頁） B=（D+2a1+nb1）=（54+2×2.5+2×1.5）=62.0mm 其中 B——條料寬度 D——工件橫向最大尺寸 a1——搭邊值 n——側(cè)刃數(shù)目 n=2 b1——側(cè)刃余量 見《沖壓工藝與模具設計》表2-14 取b1=1.5 △——度公差， 見《沖壓工藝與模具設計》表2-12 取△=0.6 板料規(guī)格擬用1.5mm×800mm×1500mm熱軋鋼板（表1-28《實用沖壓模具設計手冊》）。由于毛坯面積較大所以橫裁和縱裁的利用率相差不多，從送料方便考慮，我們可以采用橫裁。 裁板條數(shù) 條 每條個數(shù) 個 每板總個數(shù) 個 排樣圖如下所示： 2.2 材料利用率 材料利用率 式中 A——一個步距內(nèi)工件的有效面積（mm2）； S———送料步距（mm）； B———料寬（mm）。 第三章 模具設計 3.1模具結(jié)構(gòu)的設計 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇采用沖孔落料連續(xù)模。 如前所述，模具設計包括模具結(jié)構(gòu)形式的選擇和設計，模具結(jié)構(gòu)參數(shù)計算，模具圖的繪制等內(nèi)容?，F(xiàn)對沖孔落料模設計步驟如下： 模具結(jié)構(gòu)如下圖所示： 模具結(jié)構(gòu)圖 1 下模座 2 導柱 3 導套 4 上模座 5 固定板 6 墊板 7螺釘 8 20 21定位銷 9 模柄 10 騎縫螺釘 11 19 22螺栓 12 落料凸模 13沖孔凸模 14 側(cè)刃 15 橡皮 16卸料板 17導料板 18凹模 模具的結(jié)構(gòu)如上圖所示，條料由前向后送進。上模座下面加一個墊板用來連接固定板和上模座，四個螺釘?shù)跹b直通式的落料凸模，同時在落料凸模上面加兩個導正銷，用來導正落料裝置，在模具的四個角安裝了四個橡膠彈簧，在橡膠彈簧下面加卸料板用來卸料。當條料由前向后送料時，首先在沖孔凸模上加工，走過一個空工位,再落料，直線進給下去。 3.2 模具工作部分尺寸及公差計算 3.2.1刃口尺寸計算 模具工作部分加工時要注意經(jīng)濟上的合理性，精度太高，則制造困難、成本高；精度太低，則又可能加工不出合格的產(chǎn)品。因此，模具的精度應隨工件的精度要求而定，這樣才會有好的經(jīng)濟性。一般模具精度比工件精度至少高兩個級別。 無論落料凹模還是沖孔凸模，磨損后刃口尺寸的變化均可能有三種情況：磨損后尺寸增大，稱A類尺寸；磨損后尺寸減小，稱B類尺寸；磨損后尺寸不變，稱C類尺寸。 上述ABC三類刃口尺寸磨損后的變化規(guī)律分別與圓形落料凹模沖孔凸模孔中心距尺寸磨損后的變化規(guī)律一致。因此，按刃口尺寸的計算原則，ABC三類刃口尺寸的計算并不需要新的公式，A類尺寸可用圓形落料凹模刃口尺寸計算公式，B類尺寸用圓形沖孔凸模刃口尺寸計算公式，C類尺寸用孔中心距尺寸的計算公式。分列如下： A類尺寸： B類尺寸： C類尺寸： 式中 amax——與A類尺寸對應的工件尺寸允許的最大值（mm）； bmin——與B類尺寸對應的工件尺寸允許的最小值（mm）； Cmin——與C類尺寸對應的工件尺寸允許的最小值（mm）。 沖孔時： 查標準公差數(shù)值表 GB/T1800.3-1998（《互換性與公差》P33頁 表2-3）確定每個未注公差尺寸的偏差值如下： 孔類尺寸 12 然后畫出凸模刃口磨損圖，如下圖所示，以虛線表示刃口磨損后的輪廓，很容易對各刃口尺寸進行分類。刃口磨損后，無增大的尺寸和不變的尺寸，減小的尺寸有Bd。 按分類后的刃口尺寸再將工件相應尺寸分類： b=12。 按各尺寸的公差等級確定補償系數(shù)x：因所有尺寸均取IT13，x=0.75。（x查《沖壓工藝與模具設計》表2-21） 該件為沖孔，只需要計算凸模刃口尺寸，各類尺寸分別按《沖壓工藝與模具設計》式2-34計算如下： =(12+0.75×0.27) =12.20 查沖裁間隙表1-3（《沖壓工藝與模具設計》）得該件沖裁模初始合理雙面沖裁間隙Zmin=（6%×1.5）mm=0.09mm 落料時： 查標準公差數(shù)值表 GB/T1800.3-1998（《互換性與公差》P33頁 表2-3）確定每個未注公差尺寸的偏差值如下： 軸類尺寸 54 22 然后畫出凹模刃口磨損圖，如下圖所示，以虛線表示刃口磨損后的輪廓，很容易對各刃口尺寸進行分類。刃口磨損后，無減小的尺寸和不變的尺寸，增大的尺寸有Ad。 按分類后的刃口尺寸再將工件相應尺寸分類： a1=54 a2=22。 按各尺寸的公差等級確定補償系數(shù)x：因所有尺寸均取IT13，x=0.75。（x查《沖壓工藝與模具設計》表2-21） 該件為落料，只需要計算凹模刃口尺寸，各類尺寸分別按《沖壓工藝與模具設計》式2-34計算如下： =(54-0.75×0.46) =53.66 =(22-0.75×0.33) =21.75 查沖裁間隙表1-3（《沖壓工藝與模具設計》）得該件沖裁模初始合理雙面沖裁間隙Zmin=（6%×1.5）mm=0.09mm 3.2.2壓力中心 任何幾何圖形的重心就是其壓力中心。因此一切對稱圖形的對稱圖形的對稱中心就是其壓力中心。 一般情況下求壓力中心的公式如下： 其坐標取法如圖所示 各形孔的沖裁長度和重心坐標如下： =0 =0 =148.56 =48 =0 =37.68 =47 =29.5 =24 =-25 =-29.5 =24 =59 =30.25 =2 =-13 =-30.25 =2 利用式（2-39）,式（2-40）（《沖壓工藝與模具設計》）,計算可得壓力中心的坐標為（10，0） 3.3 沖壓力的計算 沖壓力包括沖裁力和卸料力。 3.3.1 沖裁力的計算 計算沖裁力的目的是為了確定壓力機的額定壓力，因此要計算最大沖裁力。如果視沖裁過程為剪切，則沖裁力F可按下式計算： F（N）——沖裁力； A 為剪切斷面面積； 板料的抗剪強度。 考慮到刃口的磨損，間隙的波動，材料力學性能的變化，板料厚度的偏差等因素的影響，可取安全系數(shù)為1.3，并取抗剪強度為抗拉強度的0.8倍，于是在生產(chǎn)種沖裁力便可按下式計算： F=L t 式中 L—— 沖裁輪廓的總長度（mm）； t——板料的厚度； ——板料的抗拉強度。 圓凸模的沖裁力F1=1.3×12∏××1.5×450=33064.2N 落料件的沖裁力F2=1.3×148.56×1.5×450=130361.4N 兩個側(cè)刃的沖裁力F3=2×1.3×(24+2)×1.5×450=45630N 總的沖裁力F=F1=F2+F3=209055.6N 3.3.2 卸料力的計算 在生產(chǎn)中采用下列經(jīng)驗公式 FQ = K1 F（N） 查《沖壓工藝與模具設計》表1-7 K1 取0.05 計算得: FQ =0.05×209055.6=10452.78N 3.3.3 沖壓力的計算 F0 =F+ FQ=209055.6+10452.78=219508.38N 3.4 沖壓設備的選擇 為安全起見，防止設備的超載，對于沖裁工序，壓力機的公稱壓力P應大于或等于沖裁時總沖壓力的1.1～1.3倍。 即： P≥ （1.1～1.3）Fmax 取 P = 1.1 Fmax P = 1.1 Fmax= 1.1×219508=241458.8N 所以可以選擇噸位為250KN以上的壓力機，參照《沖壓與塑壓設備》（P30頁）表2-3，可選取公稱壓力為250KN的開式可傾壓力機，該壓力機與模具設計的有關(guān)參數(shù)見下表： 表1 名稱 符號 單位 量值 公稱壓力（KN） P KN 25 達到公稱壓力時滑塊離下止點距離/mm Sp mm 6 滑塊行程 固定行程/mm S mm 80 調(diào)節(jié)行程/mm S1 mm 80 S2 mm 10 標準行程次數(shù)（不小于）/（次/min） N min 100 最大閉合高度/mm 固定臺和可傾/mm H mm 250 活動臺位置 最低/mm H2 mm 360 最高/mm H1 mm 180 閉合高度調(diào)節(jié)量/mm △H mm 70 滑塊中心到機身距離（喉深）/mm C mm 190 工作臺尺寸/mm 左右 L mm 560 前后 B mm 360 工作臺孔尺寸/mm 左右 L1 mm 260 前后 B1 mm 130 直徑 D mm 180 立柱間距離（不小于）/mm A mm 260 傾斜角（不小于）/（°） （°） 30 模柄孔尺寸（直徑x 深度）/mm d×1 mm Φ50 x 70 工作臺板厚度/mm t mm 70 第四章 沖模零件的設計 4.1 沖孔、落料凹模的設計 4.1.1 凹模的尺寸計算 凹模工作部分的尺寸計算，參見前面的主要工藝參數(shù)的計算。其他部分結(jié)構(gòu)尺寸如下： （1）凹模壁厚C 凹模壁厚C是指凹模刃口到凹模外邊緣的最短距離。凹模壁厚將直接影響凹模板的外形尺寸，即長度與寬度（L x B）。故在設計過程中應選擇合適的凹模壁厚C。 凹模壁厚C值主要考慮布置連接螺釘孔和銷釘孔的需要，同時也能保證凹模強度和剛度，在選擇凹模壁厚時，還應注意以下幾點：工件落料時取表中較小值，反之取較大值；型孔為圓弧時取小值、為直邊時取中值、為尖角時取大值；當設計標準模具或雖然設計非標準模具，但凹模板毛坯需要外購時，應將計算的凹模外形尺寸L X B按模具國家標準中凹模板的系列尺寸進行修正，取較大規(guī)格的尺寸。所以，根據(jù)該設計的結(jié)構(gòu)形式，我選用矩形凹模板，查《沖壓模具設計與制造技術(shù)》表3-22 （P70頁） 凹模壁厚C=40mm。 （2）凹模厚度H 凹模板的厚度H主要不是從強度需要考慮的，而是從連接螺釘旋入深度與凹模剛度的需要考慮的。凹模板的厚度一般應不小于10mm，特別小型的模具可取8mm。隨著凹模板外形尺寸的增大，凹模板的厚度也應相應的增大。 (3) 估算凹模外形尺寸 凹模長L=98+40*2=178 凹模寬B=62+40*2=142 對照《沖壓模具設計與制造技術(shù)》表3-21（P70頁）將上述尺寸定為標準值200*160*32（GB2858-81）所以取凹模的厚度為32mm.但在布置凹模平面圖時發(fā)現(xiàn)該凹模周界尺寸顯得過大。最后選定的凹模周界尺寸為L*B*H=200*160*32。 凹模的外形尺寸已標準化，用以上方法求得的外形尺寸應向接近的標準尺寸靠攏。故凹模尺寸、強度和剛度足夠，一般不再進行強度和剛度的核算。 4.1.2 凹模的結(jié)構(gòu)形式 確定級進沖裁模的結(jié)構(gòu)形式，主要依據(jù)零件的生產(chǎn)批量、尺寸精度和材料種類與厚度，選取模具的導向方式與精度、定距方式及卸料方式等，以便進行結(jié)構(gòu)設計。 本次設計的零件生產(chǎn)量較大，板料較厚，工位數(shù)較多，適于選擇側(cè)刃定距、彈壓卸料的級進沖裁模。 凹模采用螺釘固定，用銷釘定位，具體的見裝配圖 凹模結(jié)構(gòu)圖 4.2卸料裝置 卸料裝置的功用是在一次沖裁結(jié)束后,將條料或工序件與落料凸?；驔_孔凸模脫離，以便進行嚇一次沖裁。它有固定卸料和彈壓卸料兩種裝置形式，此次設計選用彈壓卸料裝置。它由彈壓卸料板、卸料螺釘與彈性元件組成。 （1）彈壓卸料板的設計 在有導料板的模具中，沖裁時，彈壓卸料板應壓緊板料，而不應撞擊導料板。因此，彈壓卸料板應制成臺階形，臺階寬度小于導料板間距，臺階高度取H1=H-T+（0.5～1），式中的H為導料板的厚度，T為板料后度，所加尺寸為安全距離。 彈壓卸料板的型孔與凸模之間應有合適的間隙，為滿足卸料要求只要單邊間隙小于板厚就可。為提高壓料效果，間隙值越小越好。在彈壓卸料板無精確導向時，其型孔與凸模之間的雙邊間隙可取0.1～0.3mm。 （2）彈性元件的選用與計算 彈性元件有彈簧與橡膠塊兩種。橡膠作為彈性元件，具有承受負荷比彈簧大，安全及安裝調(diào)整方便等優(yōu)點，此次設計選用的是橡膠作為彈性元件。 卸料彈簧的選用步驟如下： (1)考慮了模具結(jié)構(gòu)，決定用4各厚壁筒形的聚氨酯彈性體 (2)計算每個彈性體的預壓力: =10453/4=2613N (3)考慮橡膠塊的工作壓縮量較小，取預壓縮率=20%。并由《沖壓工藝與模具設計》表2-27查得單位壓力=2.5Mpa. (4)按式（2-49）（《沖壓工藝與模具設計》）計算彈性體的截面面積A： A=/=2613/2.5=1045 (5)如果選用直徑為8mm的卸料螺釘，選取彈性體穿卸料螺釘孔的直徑d=8.5mm。則彈性體的外徑D可按下式求得： 取D=40 為了保證足夠的卸料力，以獲得更平整的工件，需加大壓料力，可適當增大外徑D。 （6）橡膠塊高度的校核： mm 式中 H 橡膠塊自由狀態(tài)下的高度（mm） 橡膠塊極限壓縮率（%） 取≦35% 橡膠塊預壓縮率（%） =20% H/D=25/40=0.625 介于0.5～1.5之間，故，所選的橡膠塊合適。 4.3 條料的橫向定位裝置 條料的橫向定位也稱為導料，主要作用是保證條料的橫向搭邊值。故在此次設計中采用導料板進行條料的橫向定位，其設計過程如下所述： 導料板一般由兩塊組成，裝配模具時保證兩導向面互相平行，稱為分體式導向板在簡單落料模上，有時將導料板與固定卸料板制成一體，稱為整體式導料板。采用整體式導料板的模具，結(jié)構(gòu)較簡單，但是，固定卸料板的加工量比較大，且不便于安裝調(diào)整。 在彈壓卸料式級進模中，條料的橫向定位使用導料板，而不用導料銷。導料板比導料銷耐用，安裝調(diào)整方便。 （1）導料板的長度 對于無承料板的模具，導料板的長度就等于凹模板的長度。即：L=160mm。 （3）導料板的厚度 查《沖壓工藝與模具設計》表2-22， 導料板厚度可得：由于此零件的厚度為1.5mm，故取導料板的厚度為4mm。 其導料板的結(jié)構(gòu)圖如下圖所示： 4.4 條料的縱向定位裝置： 條料縱向定位也稱為擋料。在落料模與復合模中，擋料的主要作用是保證條料的縱向搭邊值。而在級進模中還將影響制件的形位尺寸精度，因此要求更高。 考慮該模具結(jié)構(gòu)較復雜，因此選用側(cè)刃定距的方式定位。 側(cè)刃的結(jié)構(gòu)形式 側(cè)刃的標準形式分兩大類，即Ⅰ類平頭側(cè)刃與Ⅱ類階梯側(cè)刃，每類有三種型號。在此次設計中我采用ⅡB型，此類階梯側(cè)刃前端較薄的一段為導引段，在沖裁前先導入凹模側(cè)刃型孔，并與型孔非沖裁刃口靠住，沖裁時便可平衡側(cè)向力，適用于沖較厚的板料。另外，B型側(cè)刃的沖裁刃口為單燕尾形，能克服產(chǎn)生毛刺，降低精度的缺點，即使在角頂處留下毛刺，對定距和導料也沒有影響。同時，它采用在短邊加抬肩的方式固定。 側(cè)刃結(jié)構(gòu)圖： 4.5凸模固定板 凸模固定板的外形與尺寸通常與凹模板相同，厚度為凹模板厚度的0.8～1倍。 所以H=(0.8～1)*H凹=（0.8～1）×32mm 固定凸模的型孔決定于凸模的結(jié)構(gòu)設計，對于圓凸模，取凸模固定端的直徑按H7精度加工；對于用螺釘?shù)跹b的直通式凸模，要求型孔按凸模實際尺寸配作成H7/h6；對于用低熔點合金、環(huán)氧樹脂及膠粘法固定的凸模，則型孔尺寸按相應凸模尺寸適當放大周邊間隙來確定。 4.6 凸模的結(jié)構(gòu)設計 （1）凸模的結(jié)構(gòu)設計的三原則 為了保證凸模能夠正常工作，設計任何結(jié)構(gòu)形式的凸模都滿足如下三原則。 ① 精確定位 凸模安裝到固定板上以后，在工作過程中其軸線或母線不允許發(fā)生任何方向的移位否則將造成沖裁間隙不均勻，降低模具壽命，嚴重時可造成啃模。 ② 防止拔出 回程時，卸料力對凸模產(chǎn)生拉伸作用，凸模的結(jié)構(gòu)應能防止凸模從固定板中拔出來。 ③ 防止轉(zhuǎn)動 對于工作段截面為圓形的凸模，當然不存在防轉(zhuǎn)的問題?？墒菍τ谝恍┙孛姹容^簡單的凸模，例如長圓形、半圓形、矩形等，為了使凸模固定板上安裝凸模的型孔加工容易，常常將凸模固定段簡化為圓形。這時就必須保證凸模在工作過程中不發(fā)生轉(zhuǎn)動，否則將啃模。 （2）沖裁凸模結(jié)構(gòu) 對于沖圓孔的凸模，可以采用帶臺肩的直通式凸模，對于落料凸?？梢圆捎寐葆?shù)跹b的直通式凸模。其具體的模具結(jié)構(gòu)形式可見下圖，裝配方式可參看裝配圖： 落料凸模結(jié)構(gòu)形圖 沖孔凸模結(jié)構(gòu)形圖 4.7 模架導向 （1）模架導向的特點 普通模架由導柱、導套、上模座和下模座組成。從安全考慮，通常導柱安裝在下模座，導套安裝在上模座。導柱與導套的配合面取圓柱面，以便容易加工成小間隙配合，使模架的導向精度高于壓力機滑塊的導向精度。 采用模架進行導向，不僅能保證上、下模的導向精度，而且能提高模具的剛性、延長模具的使用壽命、使沖裁件的質(zhì)量比較穩(wěn)定、使模具的安裝調(diào)整比較容易。因此在中小型沖模上廣泛采用模架作為上、下模的導向裝置。 4.8 定位裝置 沖壓加工時，條料或坯料在沖模內(nèi)處于正確的位置，稱為定位。 定位的基本形式有如下三種類型： （1）導向定位 （2）接觸定位 （3）形狀定位 在此設計模具中選用接觸定位。 第五章 其它沖模零件設計 5.1 模柄的類型及選擇 中小型模具一般都用模柄將上模與壓力機滑塊相連接。設計模具時，選擇模柄的類型要考慮模具結(jié)構(gòu)的特點和使用要求，模柄工作段的直徑應與所選定的壓力機滑塊孔的直徑相一致。下面分別介紹幾種常見的標準模柄形式，可供設計時選用。 （1）旋入式模柄 旋入式模柄，通過螺紋與上模座連接，上端兩平行面供搬手旋緊用。騎縫螺釘用于防止模柄轉(zhuǎn)動。 （2）壓入式模柄 壓入式模柄，固定段與上模座孔采用H7/h6過渡配合，并加騎縫銷防止轉(zhuǎn)動。裝配后模柄軸線與上模座垂直度比旋入式模柄好。 （3）凸緣式模柄 凸緣模柄，在上模座加工出容納模柄大凸緣的沉孔，與凸緣為H7/h6配合，并用3個或4個內(nèi)六角螺釘進行固定。由于沉孔底面的表面粗糙度較差，與上模座的平行度也較差，所以裝配后模柄的垂直度遠不如壓入式的模柄。因此在能應用壓入式模柄時，不應采用凸緣模柄。這種模柄的優(yōu)點在于凸緣的厚度一般不到模座厚度的一半，模座凸緣以下部分仍可加工出形孔，以便容納推件裝置的頂板采用螺紋模柄的小型模具也可以這樣應用，但螺紋連接段的長度要比上模座厚度小些。 （4）浮動模柄 模柄與上模座不是剛性連接，允許模柄在工作過程中產(chǎn)生少許傾斜。采用浮動模柄，可避免壓力機滑塊由于導向精度不高對模具導向裝置產(chǎn)生不利影響，減少對模具導向件的磨損，延長其使用壽命，使模具導向裝置長期保持良好的導向精度。浮動模柄主要用于滾動導向模架，在壓力機導向精度不高時，選用一級精度滑動導向模架也可采用。但選用浮動模柄的模具必須使用行程可調(diào)沖床，保證在工作過程中導柱和導套不脫離。否則，在回程上模有可能與浮動模柄移位，嚴重時甚至可將上模甩出去，輕者損壞模具，重者可能造成人生事故。 （5）通用模柄 將快換凸模插入模柄孔內(nèi)，配合為H7/h6，再用螺釘從模柄側(cè)面將其固緊，防止卸料時拔出，就組成了通用沖孔模的上模。 根據(jù)以上模具的比較，在此設計中選用壓入式的模柄。其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 5.2 緊固件 沖模上的緊固件包括連接螺釘和定位銷釘。受力較大的連接螺釘一般都采用內(nèi)六角螺釘，其特點是用45號鋼制造，并淬火達35～40HRC，因此可承受較大的拉應力。受力不大的小螺釘可以采用普通圓柱頭螺釘，但一般不用半球頭螺釘或沉頭螺釘。前者一字槽容易擰壞，后者裝配時不變便調(diào)整。一般采用M8號螺釘。 5.3 定位銷 定位銷釘采用普通圓柱銷:GB119-86 銷8X75,可以承受一定的切應力。 壓入式的模柄結(jié)構(gòu)圖 第六章 模具的裝配 6.1 連續(xù)模的裝配 連續(xù)模一般以凹模作為裝配基件。其裝配順序為：①裝配模架；②裝配凹模組件（凹模及導料板）和凸模組件（凸模及其固定板、墊板）；③將凸、凹模組件用螺釘和銷釘安裝固定在指定模座的相應位置上；④以凹模為基準，將凸模組件初步固定在凹模模座上，調(diào)整凸模組件及凹模的位置，使凸模刃口和凹模刃口分別與凸凹模的內(nèi)、外刃口配合，并保證配合間隙均勻后固緊凸模組件與凹模；⑤試沖檢查合格后，將凸模組件、凹模和相應模座一起鉆鉸銷孔；⑥卸開上、下模，安裝相應的定位、卸料、導料零件，再重新組裝上、下模，并用螺釘和定位銷緊固。 安裝完成后檢查模具裝配是否準確： 1．擦清壓力機滑塊底面、工作臺或墊板平面以及沖模上下模座的頂面和底面。 2．將沖模置于壓力機工作臺或墊板上，移至近似工作位置。 3．觀察工件或廢料能否漏下。 4．用手扳動飛輪或利用壓力機的寸動位置，使壓力機滑塊逐步降至下止點。在滑塊下降過程中移動沖模，以便模柄進入滑塊中的模柄孔內(nèi)。 5．調(diào)節(jié)壓力機至近似的閉合高度。 6．安裝固定下模的壓板、墊塊和螺栓，但不擰緊。 7．緊固下模，確保上模座頂面與滑塊頂面緊貼無隙。 8．緊固下模，逐次交替擰緊。 9．調(diào)整閉合高度，使凸模進入凹模。 10．回升滑塊，在各滑動部分加潤滑劑。確保導套上部出氣槽暢通。 11．以紙片試沖，觀察毛刺以判斷間隙是否均勻?；瑝K寸動或由手扳飛輪移動。 12．刃口加油，用規(guī)定材料試沖若干件，檢查沖件質(zhì)量。 13．安裝、測試送料和出料裝置。材料應人工逐步送進。 14．再次試沖。 15．安裝安全裝置。 6.2 凸、凹模間隙的調(diào)整 沖模中凸、凹模之間的間隙大小及其均勻程度是直接影響沖件質(zhì)量和模具使用壽命的主要因素之一，因此，在制造沖模時，必須要保證凸、凹模間隙的大小及均勻一致性。通常，凸、凹模間隙的大小是根據(jù)設計要求在凸、凹模加工時保證，而凸、凹模之間間隙的均勻性則是在模具裝配時保證的。 沖模裝配時調(diào)整凸、凹模間隙的方法很多，需根據(jù)沖模的結(jié)構(gòu)特點、間隙值的大小和裝配條件來確定。 這里沖裁模的凹、凸初始雙邊間隙Z的范圍是Z（0.170，0.230）。由《沖壓工藝及模具設計》表1-4查得。 第七章 具體零件的工藝方案 在機械制造中，采用各種機械加工方法將毛坯加工成零件，再將這些零件裝配成機器。為了使上述制造過程滿足“優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本”的要求，首先要指定零件的機械加工工藝規(guī)程和機器的裝配工藝規(guī)程，然后按照所制訂的工藝規(guī)程來進行機械加工和裝配。由于零件的工藝過程可以是多種多樣的，工藝人員的任務是從現(xiàn)有生產(chǎn)條件出發(fā)，制訂出一個切合實際的最優(yōu)工藝過程，并將其有關(guān)內(nèi)容用文件的形式規(guī)定下來。規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為機械加工工藝規(guī)程。 機械加工工藝規(guī)程是指導生產(chǎn)的主要技術(shù)文件。按照工藝規(guī)程進行生產(chǎn)，才能保證達到產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性的要求。合理的工藝規(guī)程在編制后應要滿足下述要求： 1.零件所需的工序數(shù)量要盡量少，并且要減少或不再采用其他加工方法加工。 2.零件各工序所采用的設備結(jié)構(gòu)要簡單、壽命要長。 3.工序中所占用的設備要少，盡可能采用生產(chǎn)機械化與自動化。 4.生產(chǎn)準備周期要短，所需材料要少，成本要低廉。 5.零件的生產(chǎn)工藝流程要合理，做到安全生產(chǎn)。 6.制出的零件應符合技術(shù)要求，并且尺寸精度要高，表面質(zhì)量要好。 7.盡量采用技術(shù)等級不高的工人生產(chǎn)，以降低成本。 制訂機械加工工藝規(guī)程的原則是：在一定的生產(chǎn)條件下，以最低的成本，按計劃規(guī)定的速度，可靠地加工出圖紙要求的零件。在編制工藝規(guī)程時，應注意以下幾個問題： 1.技術(shù)上的先進性 在編制工藝規(guī)程時，應盡量菜油新工藝、新技術(shù)、先進設備和新材料，以獲得較高的生產(chǎn)率，但不應加大操作工人的勞動強度，而應依靠設備的先進性來保證。 2.經(jīng)濟上的合理性 在一定的生產(chǎn)條件下，可能有幾種能保證零件技術(shù)要求的加工工藝方案，此時應全面考慮，應根據(jù)工序數(shù)量、機械加工難易程度、通過核算或分析選擇經(jīng)濟效益最佳的加工方案，以使零件減少工序及降低成本。同時，加工精度要求不高的零件，盡量不使用高精度的加工設備。 3.創(chuàng)造必要的良好工作條件 在編制工藝規(guī)程時，必須保證操作人員有良好而安全的工作條件，并保證所加工的零件的質(zhì)量合格及減輕工人的勞動強度。 參考文獻 [ 1 ] 陳炎嗣 郭景儀 《沖壓模具設計與制造技術(shù)》 北京出版社 1991 [ 2 ] 鐘毓斌.沖壓工藝與模具設計［Ｍ］.北京：機械工業(yè)出版社，2002 [ 3 ] 鄭可煌 《實用沖壓模具設計手冊》1993 第 17 頁 共 17 頁