切邊沖孔復(fù)合模的設(shè)計(jì),切邊,沖孔,復(fù)合,設(shè)計(jì) 切邊沖孔復(fù)合模的設(shè)計(jì)與制造 第一章 零件的工藝分析 一、零件材料的分析 08F鋼強(qiáng)度、硬度很低，而塑性、韌性極高，具有良好的冷變形性和焊接性，正火后切削加工性尚可，退火后導(dǎo)磁率較高，剩磁較少，但淬透性、淬硬性極低。 二、零件的結(jié)構(gòu)分析 該零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸沒(méi)有公差要求，尺寸均為自由公差，外形對(duì)稱(chēng)。 三、零件的工藝性分析 該零件是鋼料，該零件形狀的基本特征是一般的有凹圓的圓筒形件，為圓筒形件底部有一個(gè)Φ10孔，內(nèi)部圓周直徑為Φ28,尺寸均為自由公差，因一般情況下，拉深件的尺寸精度應(yīng)在IT13級(jí)以下，不宜高于IT11級(jí)。所以將內(nèi)部直徑改為Φ28 +00.3。高度10 +00.2為IT11-IT12級(jí)精度。主要成形方法是沖裁、拉深、切邊沖孔和彎曲。零件的dt/d、h/d都不太大，其拉深工藝性較好。該零件為大批量生產(chǎn)，零件外形簡(jiǎn)單對(duì)稱(chēng)。材料為08F鋼，采用沖壓加工經(jīng)濟(jì)性較好。 零件如圖： t=1mm 其余R=0.4 圖1-1 零件圖 第二章 確定沖壓工藝方案 沖壓工藝方案的確定是制定沖壓工藝過(guò)程的主要內(nèi)容，需要綜合考慮各方面的因素，有的還需要進(jìn)行必要的工藝計(jì)算，因此，實(shí)際確定時(shí)通常先提出幾種可能的方案。再在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分析、比較和擇優(yōu)。從零件的結(jié)構(gòu)和形狀可知，所需基本工序?yàn)槁淞稀⒗?、沖孔、彎曲四種。但工序模具生產(chǎn)效率低難以滿(mǎn)足大批量生產(chǎn)的要求，為了提高生產(chǎn)效率主要采用復(fù)合沖裁或級(jí)進(jìn)沖裁兩種方式。若采用級(jí)進(jìn)模雖然生產(chǎn)效率很高，但模具的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對(duì)制造精度要求較高，一般生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高維護(hù)也比較困難。采用復(fù)合沖裁時(shí)，沖出的零件精度和平直度較好，生產(chǎn)效率也較高，模具結(jié)構(gòu)較級(jí)進(jìn)模簡(jiǎn)單生產(chǎn)成本也比級(jí)進(jìn)模的低。 第一節(jié) 零件毛坯的尺寸計(jì)算 （1）彎曲毛坯尺寸的確定 對(duì)于r<0.5t的彎曲件毛坯長(zhǎng)度的計(jì)算公式 Lz=5+4+5+0.6t=5+5+4+0.6×1=14.6 （2）拉深次數(shù)的確定及尺寸計(jì)算 因板料厚度t為1mm故按厚度中線(xiàn)尺寸計(jì)算，如圖所示。 2.1.1計(jì)算坯料尺寸 D=（d22+4d2H-1.72rd2-0.56r2）? =（29*29+4*29*10.5-1.72*2.5*29-0.56*2.5*2.5）?=43.94mm L1=Lz+2*2.5=19.6mm L=L1+D=63.54mm 圖2-1 2.1.2　確定拉深次數(shù) 根據(jù)坯料的相對(duì)厚度t/D=1/43.94=2.28% 拉伸系數(shù)m=d/D=29/43.94=0.66大于極限拉深系數(shù)[m]，所以一次拉深成形。 第二節(jié) 擬定沖壓工藝方案 根據(jù)以上的分析計(jì)算，該零件的沖壓加工需以下基本工序：落料、拉深、沖Φ10mm的孔、切邊、彎曲。 根據(jù)以上基本工序，擬定一下沖壓工藝方案。 方案一：落料與拉深復(fù)合→其余按基本工序。 方案二：落料與拉深復(fù)合→沖孔與切邊復(fù)合→彎曲。 方案一工序組合程度較低，生產(chǎn)率較低。不過(guò)各工序模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造費(fèi)用低，對(duì)中小批量生產(chǎn)是合適的。 方案二制作出的零件尺寸精度高，需要兩個(gè)復(fù)合模具，可獲得高的生產(chǎn)率，而且操作方便。模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作周期長(zhǎng)，生產(chǎn)成本高。因此，只在大批量生產(chǎn)中才較適宜。此次生產(chǎn)就是大批量生產(chǎn)故決定采用方案二的沖壓工藝方案。 沖壓工藝方案為：落料與拉深復(fù)合→沖孔與切邊復(fù)合→彎曲 第三章 模具總體結(jié)構(gòu)方案 在沖壓工藝方案確定以后，根據(jù)零件的形狀特點(diǎn)、生產(chǎn)批量、模具制造條件、操作與安全要求、以及利用現(xiàn)有設(shè)備的可能，確定每道工序所用模具的總體結(jié)構(gòu)方案。 模具總體結(jié)構(gòu)方案的確定包括以下內(nèi)容： （1） 模具類(lèi)型 模具類(lèi)型主要是指單工序模、復(fù)合模、和級(jí)進(jìn)模三種，模具類(lèi)型應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)批量、沖件形狀與尺寸等因素確定。及根據(jù)沖壓工藝方案確定采用復(fù)合模。 （2） 操作與定位方式 根據(jù)生產(chǎn)批量確定采用手工操作、半自動(dòng)操作或自動(dòng)化操作；根據(jù)坯料或工序件的形狀、沖件精度要求、材料厚度、模具類(lèi)型、操作方式等確定采用坯料的送進(jìn)導(dǎo)向與送料定距方式或工序件的定位方式。雖然此零件的生產(chǎn)批量較大但合理的安排生產(chǎn)可用手工送料方式能夠達(dá)到批量要求，且能降低模具成本，因此采用手工送料。為了便于操作和保證零件的精度且零件不太小所以采用擋料銷(xiāo)、導(dǎo)料銷(xiāo)作為定位方式。 （3） 卸料與出件方式 根據(jù)材料的厚度、尺寸與質(zhì)量要求、沖壓工藝性質(zhì)以及模具類(lèi)型等，確定卸料選用彈性卸料裝置，出件選用剛性頂件裝置。 （4） 模架類(lèi)型及精度 根據(jù)沖壓件尺寸與精度，材料厚度、模具類(lèi)型、送料與操作等因素確定，由于零件厚度薄，沖裁間隙較小且零件為對(duì)稱(chēng)的回轉(zhuǎn)體拉深件，則沖裁時(shí)一般不會(huì)承受大的偏心載荷又是復(fù)合模，因此選用中間導(dǎo)柱圓形模架。考慮到零件的精度要求不高但沖裁間隙較小，所以采用錯(cuò)誤！未找到引用源。級(jí)模架精度。 第四章 主要工藝參數(shù)的計(jì)算 第一節(jié) 確定排樣與裁板方案 板料規(guī)格擬選用1×900×1800mm（ 08F鋼板）因?yàn)榕髁祥L(zhǎng)L=63.54mm、寬b=43.94mm，不算太小考慮到操作方便采用條料單排，取搭邊值a=1.8mm a1=1.5mm,則 進(jìn) 距：S=b+a1=43.94+1.5=45.44mm 條料寬度：B=L+2a=63.54+2×1.8=67.14mm 4.1.1 采用縱裁 每板條料數(shù)：n1=900÷67.14≈13條 余27.18mm 每條零件數(shù)：n2=（1800-1.5）/45.44≈39件 余26.34mm 每板零件數(shù)：n1×n2=13×39=507件 材料利用率：η=（507×1725.5456）/900×1800=54% 4.1.2 采用橫裁 每板條料數(shù)：n1=1800÷67.14≈26條 余54.36mm 每條零件數(shù)：n2=（900-1.5）/45.44≈19件 余42.10mm 每板零件數(shù)：n1×n2=26×19=494件 材料利用率：η=（494×1725.5456）/900×1800=52% 由此可件，縱裁有較高的材料利用率，且該零件沒(méi)有纖維方向行的。故決定采用縱裁法。 圖 4-1 排樣圖 現(xiàn)對(duì)切邊沖孔復(fù)合模進(jìn)行設(shè)計(jì)與加工 第二節(jié) 計(jì)算該工序的沖壓力及選擇設(shè)備 毛坯如圖所示： 1、沖壓力計(jì)算 切邊力：F1=Ltσb=135.7×1×304×1.3=53628.64N 卸料力：Fx=KxF1=0.05×53628.64=2681.432N 推件力：FT=KT F1 =0.055×53628.64=2949.58N 沖孔力：F3= LtσB=10π×2×395=24806N F1——沖裁力（N） L——沖件周邊長(zhǎng)度（mm） t ——材料厚度（mm） σb——材料抗拉強(qiáng)度（MPa） Kx——卸料力系數(shù)，數(shù)值可查表 2、壓力機(jī)標(biāo)稱(chēng)壓力的確定 標(biāo)稱(chēng)壓力是指滑塊在工作行程內(nèi)允許承受的最大負(fù)荷，而滑塊必須在到達(dá)下止點(diǎn)前某一特定距離內(nèi)允許承受標(biāo)稱(chēng)壓力。標(biāo)稱(chēng)壓力是壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)。對(duì)于沖裁工序，壓力機(jī)的標(biāo)稱(chēng)壓力應(yīng)大于或等于沖裁時(shí)總沖壓力的1.1～1.3倍，即Fg≥（1.1～1.3）×FΣ 沖壓工藝總力：FΣ= F1+ Fx + FT + F3=84065.652N 標(biāo)稱(chēng)壓力Fg≥1.3×FΣ= 110KN 因?yàn)楸竟ば蚴乔羞厸_孔復(fù)合，因此壓力機(jī)標(biāo)稱(chēng)壓力時(shí)應(yīng)考慮壓力機(jī)的許用壓力曲線(xiàn)，本工序可選用開(kāi)式雙柱可傾式壓力機(jī)J23-16壓力機(jī)。 J23-16壓力機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格為： 公稱(chēng)壓力：160 KN 滑塊行程：55 mm 滑塊行程次數(shù)：120次/min 最大封閉高度：220 mm 封閉高度調(diào)節(jié)量：45 mm 墊塊尺寸：40 mm 模柄孔尺寸：直徑40 mm 深度60 mm 第四節(jié) 彈性卸料裝置的選用 彈性卸料裝置由卸料板、卸料螺釘和彈性元件（彈簧和橡膠）組成。本設(shè)計(jì)選用彈性元件是橡膠。彈性卸料板的平面外形尺寸等于或稍大于凹模板的尺寸，厚度取凹模厚度的0.6～0.8倍。卸料板與凸模的雙邊間隙根據(jù)沖件料厚確定，一般取0.1～0.3 mm（料厚時(shí)取大值，料薄時(shí)取小值）。為了便于可靠卸料，在模具開(kāi)啟狀態(tài)下卸料板工作表面應(yīng)高出凸模刃口端面0.3～0.5 mm。卸料螺釘一般采用標(biāo)準(zhǔn)的階梯形螺釘，取數(shù)量按卸料板形狀與大小確定。卸料螺釘?shù)闹睆礁鶕?jù)模具大小可選用8～12 mm，各卸料螺釘?shù)拈L(zhǎng)度應(yīng)一致，以保證裝配后卸料板水平和均勻卸料。 考慮到模具的結(jié)構(gòu)，選用6個(gè)圓筒形的聚氨酯橡膠，則每個(gè)橡膠所承受的頂件力為Fy= Fx/n=2681.432/6≈447N 確定橡膠的橫截面積A:取hy =10%h0,查表的p=1.1MPa，則 A=Fy/p=447N/1.1N/ mm2 ≈406.4 mm2 確定橡膠的截面尺寸：選用直徑為10 mm的卸料螺釘，取橡膠上螺釘過(guò)孔直徑d=12 mm，則橡膠外徑D根據(jù) π（D2 -d2）/4=A 求得 D= （d2 +4A/π）? =（122 +4×44）?≈18mm 為了保證足夠卸料力，可取D=20mm。 卸料板為圓形的常選用3-4個(gè)，但由于卸料力比較大經(jīng)計(jì)算選用6個(gè)。卸料螺釘?shù)闹睆礁鶕?jù)模具選用10 mm。 第五節(jié) 出件裝置 出件裝置的作用是從把零件從模具內(nèi)卸出來(lái)。把裝在上模內(nèi)的出件裝置稱(chēng)為推件裝置，裝在下模內(nèi)的稱(chēng)為頂件裝置。因本設(shè)計(jì)的模具裝在下模內(nèi)所以稱(chēng)之為頂件裝置。此模具選用的是剛性出件裝置利用推件板和推桿把零件從模內(nèi)推出。在頂件裝置中，推件板與凹?？湛谂浜喜⒆飨鄬?duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)它的要求是模具處于閉合狀態(tài)時(shí)，其背后應(yīng)有一定的空間，以備修模和調(diào)整的需要. 第五章 模具工作部分尺寸的計(jì)算 第一節(jié) 切邊沖孔凸、凹模計(jì)算 查表的Zmin=0.100,Zmax=0.140。因?yàn)闉樽杂沙叽缈砂碔T14級(jí)精度處理查得Δ=0.36 mm Zmax - Zmin =0.040 mm 系數(shù)x=0.5 5.1.1 切邊 δp=0.020δd =0.030 5.1.2 沖孔（Ф10 mm） x=0.5 δp =0.02 δd =0.02 校核間隙:因?yàn)棣膒+δd=0.02+0.02=0.04 mm < Zmin-Zmax=0.114 mm 所以符合δp+δd ≤Zmin-Zmax dp=(dmin+xΔ) -0δp = (10+0.5×0.84)-00.02=10.42 -00.02 dd=(dp+Zmin) +0δd =(10.42+0.246) +00.02=10.67 +00.02 dd、dp——落料凸、凹模刃口尺寸 x——磨損系數(shù)，差表沖件精度為IT14時(shí)，x=0.5 dmax——落料件的最小極限尺寸 Δ——沖件的制造公差（mm） δp、δd——凸、凹模制造公差（mm） Zmin——最小合理間隙（mm） 第三節(jié) 凹模輪廓尺寸的確定 凹模輪廓尺寸包括凹模板的平面尺寸及厚度尺寸。從凹模刃口至凹模外邊緣的最短距離為凹模的壁厚c。對(duì)于簡(jiǎn)單的對(duì)稱(chēng)形狀刃口的凹模，壓力中心及為刃口對(duì)稱(chēng)中心。由于該零件為圓形拉深件為對(duì)稱(chēng)件，所以壓力中心即為刃口對(duì)稱(chēng)中心，所以凹模的平面尺寸即可沿刃口型孔向四周擴(kuò)大一個(gè)凹模壁厚來(lái)確定。因落料凹模的刃口尺寸為Φ91.88，查表的凹模壁厚c=42～54 mm因落料為圓件，所以選凹模輪廓為圓形及 D=d+2c=91.88+2×(42～54)=Φ176~200mm，經(jīng)查表確定凹模輪廓D=200mm。 第四節(jié) 模架的選擇 模架包括上模座、下模座、導(dǎo)柱和導(dǎo)套。沖壓模具的全部零件都安裝在模架上。為了縮短模具制造周期，降低成本所以選用標(biāo)準(zhǔn)模架。 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、送料方向，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30-40mm。模架厚度一般等于凹模厚度的1-1.5倍。沖壓模具的閉合高度應(yīng)大于壓力機(jī)的最小裝模高度，小于壓力機(jī)的最大裝模高度。 模具的閉合高度是指模具在最低工作位置時(shí)，上模座上表面與下模座下表面之間的距離。為使模具正常工作，模具閉合高度H必須與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng)，使之介于壓力機(jī)最大裝模高度Hmax與最小裝模高度Hmin之間，一般可按下式確定： （Hmax-T）-5mm≥H≥(Hmin-T)+10mm 根據(jù)所選壓力機(jī)可知Hmax=400mm, Hmin=320mm,T=80mm。 Hmax——壓力機(jī)最大封閉高度； Hmin——壓力機(jī)最小封閉高度； T——壓力機(jī)工作墊板厚度； H——模具的閉合高度。 所以確定模具的閉合高度為H=235～330mm。所以符合要求。 查表得標(biāo)準(zhǔn)模架的尺寸為 表5-1 標(biāo)準(zhǔn)模架及各零件的尺寸 凹模周界 Φ200 mm 定模上的凸凹模長(zhǎng)度 動(dòng)模上的凸凹模長(zhǎng)度 60 85 配用模架閉合高度H 最大 330 最小 235 零件件號(hào)、名稱(chēng)及標(biāo)準(zhǔn)編號(hào) 1 墊板 GB2858.3-81 數(shù)量 2 規(guī)格 Φ200 mm×6 2 固定板 GB2858.2-81 1 Φ200 mm×20 3 凹模 GB2858.1-81 1 Φ200 mm×50 4 卸料板 GB2858.2-81 Φ200 mm×18 5 固定板 GB2858.2-81 1 Φ200 mm×20 6 上模座 GB/T2855.1-90 1 Φ200 mm×45 7 下模座 GB/T2855.2-90 1 Φ200 mm×50 9 卸料螺釘 GB 70-85 6 M12×45 10 導(dǎo)柱 GB 70-81 1 32×190 11 導(dǎo)柱 GB 70-81 1 35×190 12 導(dǎo)套 GB 119-86 1 32×105×43 13 導(dǎo)套 GB 119-86 1 35×105×43 第六章 模具零件的設(shè)計(jì) 中小型冷沖模制訂了GB/T2851.1～2861.16-1990、GB/T1861.17-1981等標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)模具類(lèi)型、導(dǎo)向方式、凹模形狀等不同，規(guī)定了14中典型組合形式。每一種典型組合中，又規(guī)定了多種模架類(lèi)型及相應(yīng)的凹模周界尺寸（長(zhǎng)×寬或直徑）、凹模厚度、凹模長(zhǎng)度、和固定板、卸料板、墊板、導(dǎo)料板等模板的具體尺寸，還規(guī)定了選用標(biāo)準(zhǔn)件的種類(lèi)、規(guī)格、數(shù)量、布置方式、有關(guān)的尺寸及技術(shù)條件等。這樣，在模具設(shè)計(jì)時(shí)，重點(diǎn)就只需放在工作零件的設(shè)計(jì)上。 第一節(jié) 工作零件 一、動(dòng)模上的凸凹模（落料凸模與拉深凹模） 尺寸如圖所示。 凸凹模是復(fù)合膜中的主要工作零件，工作端的內(nèi)外緣都是刃口，一般內(nèi)緣與凹模刃口結(jié)構(gòu)形式相同，外緣與凸模刃口結(jié)構(gòu)形式相同。凸凹模采取整體式結(jié)構(gòu)，臺(tái)肩固定方式。凸凹模與固定板按H7/m6配合。 圖 6-1 凸凹模 二、定模上的凸凹模（拉深凸模與沖孔凹模） 如圖所示的尺寸。此凸凹模采用整體式結(jié)構(gòu)，與固定板的連接方式為鉚接固定。沖孔凹模采用筒狀凹模，為了使廢料順利了落下，廢料孔采用階梯擴(kuò)大。 圖 6-2 凸凹模 三、落料凹模 如圖6所示尺寸及形狀。高度為50 mm。采用緊固螺釘與固定板連接。要保證螺孔間、螺孔與凹模刃口間的距離不能太近，否則會(huì)影響模具的壽命。一般螺孔與凹模刃口間的距離去大于二倍孔徑值。 圖 6-3 落料凹模 四、沖孔凸模 凸模的長(zhǎng)度長(zhǎng)度尺寸應(yīng)根據(jù)模具的模具結(jié)構(gòu)確定，同時(shí)要考慮凸模的修摩量及固定板與卸料板之間的安全距離因素。本設(shè)計(jì)采用的彈性卸料及凸模計(jì)算公式為L(zhǎng)=h1+ h2+ ha L——凸模長(zhǎng)度（mm） h1——凸模固定板厚度（mm） h2——卸料板的厚度（mm） ha——卸料彈性元件的安裝高度，即卸料彈性元件被預(yù)壓后的高度（mm 本設(shè)計(jì)的凸模安裝在定模座上的凸凹模上，所以不需要加凸模固定板的尺寸。計(jì)算的沖孔凸模的長(zhǎng)度為40，比較長(zhǎng)，但裝配時(shí)沖孔凸模與動(dòng)模上的凸凹模配合，因此不需要校核沖孔凸模的強(qiáng)度。 圖 6-4 凸模 圖6-5 定模上的凸凹模 圖6-6 動(dòng)模上的凸凹模 圖 6-7 落料凹模 第二節(jié) 工作零件的二維圖 二維平面試圖見(jiàn)附圖。 第三節(jié) 模架的零件 6.3.1 模柄 模柄的作用是把上模固定在壓力機(jī)滑塊上，同時(shí)使模具中心通過(guò)模塊的壓力中心。中小型模具一般都通過(guò)模柄與壓力機(jī)滑塊相連接。此模具選用的是壓入式模柄，它與上模座孔以H7/m6配合并加銷(xiāo)釘防轉(zhuǎn)，模柄軸線(xiàn)與上模座的垂直度較好，使用于上模座較厚的各種中小型模具，生產(chǎn)中最常用。 圖 6-8 模柄 模柄的尺寸如表所示： d(d11) D(m6) D1 H h h1 b a d1(H7) 基本尺寸 極 限 偏 差 基本尺寸 極 限 偏 差 基本尺寸 極 限 偏 差 50 -0.080 -0.240 52 +0.030 +0.011 61 85 45 8 2 0.5 8 +0.015 0 6.3.2 上模座和下模座 上模座的尺寸如表所示： Ds t t1 DB D2 S R R1 200 45 30 210 280 260 50 85 l2 D(H7) D1(H7) d2 t S2 100 45 +00.025 50 +00.025 M14-6H 28 180 上模座 圖 6-9 上模座 上模座二維平面圖見(jiàn)附圖。 下模座的尺寸如表所示： Ds H h DB D2 S R R1 200 50 40 210 280 260 50 85 l2 d(H7) d1(H7) d2 t S2 100 32 +00.025 35 +00.025 M14-6H 28 180 下模座 圖 6-10 下模座 二維平面圖見(jiàn)附圖。 上、下模座的作用是直接或間接地安裝沖模的所用零件，并分別于壓力機(jī)的滑塊和工作臺(tái)連接，以傳遞壓力。設(shè)計(jì)沖模時(shí)，模座的尺寸規(guī)格根據(jù)模架類(lèi)型和凹模周界尺寸從標(biāo)準(zhǔn)中選取的。 第四節(jié) 導(dǎo)向零件 對(duì)于批量較大的沖件的沖件為保證模具具有較高的精度和壽命，一般都采用導(dǎo)向零件對(duì)上、下模進(jìn)行導(dǎo)向，以保證上模對(duì)下模的正確運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)向零件由導(dǎo)柱、導(dǎo)套和導(dǎo)板，并已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，但生產(chǎn)中常用的是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。A型導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，與模座為過(guò)盈配合（H7/m6）,拆裝比較麻煩。A型導(dǎo)套與模座也為過(guò)盈配合（H7/r6）,與導(dǎo)柱配合的內(nèi)孔開(kāi)有出游環(huán)槽，以便儲(chǔ)油潤(rùn)滑，擴(kuò)大的內(nèi)孔是為了避免導(dǎo)套與模座過(guò)盈配合時(shí)孔徑縮小而影響導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合。導(dǎo)柱、導(dǎo)套的尺寸規(guī)格根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架和模具的實(shí)際閉合高度確定，還應(yīng)保證有足夠的導(dǎo)向長(zhǎng)度。 6.4.1 A型導(dǎo)柱 （左Φ32） 規(guī)格為32×190 熱處理：硬度42-46HRC 技術(shù)條件：按GB70-81的規(guī)定。 圖 6-11 左導(dǎo)柱 （右Φ35） L=190 圖 6-12 右導(dǎo)柱 6.4.2 A型導(dǎo)套 （左Φ45） 規(guī)格為32×105×43 圖 6-13 左導(dǎo)套 （右Φ50） 規(guī)格為35 ×105×43 圖 6-14 右導(dǎo)套 第五節(jié) 模具的其它零件 固定板、卸料板、墊板 固定板的作用是將凸模、凸凹模固定在上模座和下模座的正確位置上。固定板為圓形板件，外形尺寸通常與凹模一致。固定板的厚度可取凹模厚度的60%～80%。固定板與凸?；蛲拱寄镠7/n6或H7/m6配合，壓裝后應(yīng)將凸?；蛲拱寄５亩嗣媾c固定板一起磨平。卸料版的作用是把廢料從模具工作零件（定模上的凸凹模）上卸掉。外形尺寸一般與凹模的相同。墊板的作用是承受并擴(kuò)散凸?；虬寄鬟f夫人壓力，以防止模座被擠壓損傷。墊板的外形尺寸與定模上的凸凹模固定板相同，厚度可取3～10mm。經(jīng)查標(biāo)準(zhǔn)模架得：凸、凹模固定板選用的厚度為H=20mm，墊板選用厚度H=8mm,卸料板選用厚度為 H=18mm。 第七章 模具裝配圖 第一節(jié) 三維裝配圖 7.1.1 定模座 圖7-1 定模座 7.1.1 定模座 圖7-2 動(dòng)模座 7.1.3 模具總裝圖 圖7-3 模具總裝圖 第二節(jié) 二維裝配圖 A3圖紙，圖附在末頁(yè)。 第三節(jié) 模具裝配順序 如上圖所示，沖壓模在使用時(shí)，下模座部分被壓緊在壓力機(jī)工作臺(tái)上，是模具的固定部分。上模座部分通過(guò)模柄和壓力機(jī)的滑塊連在一起，是模具的活動(dòng)部分。模具工作時(shí)安裝在活動(dòng)部分和固定部分上的模具工作零件，必須保證正確的相對(duì)位置，才能使模具獲得正常的工作狀態(tài)。裝配有模架的模具時(shí)，一般總先將模架裝配好，再進(jìn)行模具工作零件和其它零件的裝配。 其裝配順序如下： 7.3.1 模架的安裝 ①將模柄用壓入法安裝在上模座上，配合為H7/m6。用角尺檢查模柄圓柱面與上模座平面的垂直度，其誤差不大于0.05mm。模柄垂直度經(jīng)檢查合格后再加工騎縫銷(xiāo)孔，裝入騎縫銷(xiāo)，然后將端面在平面磨床上磨平。 ②導(dǎo)柱和導(dǎo)套的裝配 沖模的導(dǎo)柱、導(dǎo)套與上、下模座均采用壓入式連接。導(dǎo)套、導(dǎo)柱與模座的配合分別為H7/r6和R7/r6，壓入時(shí)要注意校正導(dǎo)柱對(duì)模座底面的垂直度。裝配好的導(dǎo)柱的固定端面與下模座底面的距離不小于1～2mm。將上模座反置套在導(dǎo)柱上，在套上導(dǎo)套，用千分表檢查導(dǎo)套配合部分內(nèi)外圓柱面的同軸度，使同軸度的最大偏差處在導(dǎo)柱中心連線(xiàn)的垂直方向。用帽形墊塊放在導(dǎo)套上，將導(dǎo)套的一部分壓入上模座，取走下模座，繼續(xù)將導(dǎo)套的配合部分全部壓入。 7.3.2 凸模、凹模和凸凹模的裝配 凹模板與拉深凸模固定板、墊板上模座通過(guò)螺釘連接。凸模與固定板的配合采用H7/n6，裝配時(shí)在壓力機(jī)上調(diào)整好凸模與固定板的垂直度將其鉚接到固定板上后，在平面磨床上將固定端磨平。 7.3.3 總裝 沖模在完成模架和凸、凹模裝配后可進(jìn)行總裝，該模具為復(fù)合模，故以下模上的凸凹模為基準(zhǔn)調(diào)整模具間隙，因此先裝下模，其裝配順序如下： 1）把組裝好的凹模的固定板安放在下模座上，按中心線(xiàn)找正固定板的位置，用平行夾頭夾緊，通過(guò)螺釘孔在下模座上鉆錐窩。拆去凸凹模固定板，在下模座上按錐窩鉆螺紋底孔并攻絲。再重新將凸凹模固定板置于下模座上找正，用螺釘緊固。鉆絞銷(xiāo)孔，打入銷(xiāo)釘定位。 2)配鉆鞋料螺釘孔。將卸料板套在已裝入固定板的凸凹模上，在固定板上鉆出錐窩，拆開(kāi)后按錐窩鉆固定板上的螺釘過(guò)孔。 3）將已裝入固定板的凸凹模插入凹模的型孔中。在凹模與固定板之間墊入適當(dāng)高度的等高墊鐵，將墊板放在固定板上。再以套柱導(dǎo)套定位安裝上模座，用平行夾頭獎(jiǎng)上模座和固定板夾緊。通過(guò)凸凹模固定板孔在上模座上模座上鉆錐窩，拆開(kāi)后按錐窩鉆孔，然后用螺釘將上模座、墊板、凸凹模固定板稍加緊固。 4）調(diào)整凸、凹模間隙。將裝好的上模部分套在導(dǎo)柱上，用手錘輕輕敲擊固定板的側(cè)面，使凸模插入凹模的型孔。觀察凸、凹模配合間隙，用手錘敲擊凸模固定板的側(cè)面進(jìn)行調(diào)整使配合間隙均勻。經(jīng)調(diào)整后，以紙作沖壓材料，用錘子敲擊模柄，進(jìn)行試沖。如果沖出的紙樣輪廓齊整，沒(méi)有毛刺或毛刺均勻，說(shuō)明凸、凹模間隙是均勻的，如果只有局部毛刺，則說(shuō)明間隙時(shí)不均勻的，應(yīng)重新進(jìn)行調(diào)整知道間隙均勻?yàn)橹埂? 5）調(diào)好間隙后，將凸凹模固定板的緊固螺釘擰緊。鉆絞定位銷(xiāo)孔，裝入定位銷(xiāo)釘將卸料板套在凸凹模上，裝上橡膠和卸料螺釘，檢查卸料板運(yùn)動(dòng)是否靈活。在橡膠作用下卸料板處于最低位置時(shí)，凸凹模的下端面應(yīng)縮在卸料板的孔內(nèi)約0.5～1mm。 裝配好的模具經(jīng)試沖、檢驗(yàn)合格后即可使用。 參 考 文 獻(xiàn) 1.徐政坤 .沖壓模具與設(shè)備 .機(jī)械工藝出版社，2006. 2.史鐵梁 .冷沖模設(shè)計(jì)指導(dǎo) . 機(jī)械工藝出版社，2006. 3.趙孟棟 .冷沖模設(shè)計(jì) . 機(jī)械工藝出版社，1997. 4.王孝培 .沖壓手冊(cè) . 機(jī)械工藝出版社, 1990. 5.周大雋 .沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 機(jī)械工藝出版社，2006. 6.王芳 .冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) . 機(jī)械工藝出版社，2006. 7. 陳劍鶴主編.冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001. 8.吳兆祥 .模具材料及表面熱處理 . 機(jī)械工藝出版社，2002. 9.陳于萍.高曉康主編.互換性與測(cè)量技術(shù). 北京高等教育出版社，2002. 10.郝濱海主編.沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京化學(xué)工業(yè)出版社，2004. 后 記 轉(zhuǎn)眼間三年的大學(xué)時(shí)光即將過(guò)完，剛來(lái)到大學(xué)的時(shí)候我們滿(mǎn)懷期待。而今美好的大學(xué)生活就要畫(huà)上句號(hào)了，而自己也要離開(kāi)學(xué)院開(kāi)始人生的又一起點(diǎn)，亦是期待，更是不舍。緊張的畢業(yè)設(shè)計(jì)就要結(jié)束了，此時(shí)此刻感慨萬(wàn)千，首先感謝指導(dǎo)教師李曉丹老師，在這為期數(shù)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)我的鼓勵(lì)和幫助，在您的關(guān)心和細(xì)心的指導(dǎo)下我才終于完成了這個(gè)設(shè)計(jì)。在整個(gè)寫(xiě)作過(guò)程中，自始至終得到李老師的指導(dǎo)、鼓勵(lì)、幫助與督促，老師豐富的知識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度使我終生受益。李老師平易近人也讓我們感覺(jué)十分的親切，為我們營(yíng)造了一份緊湊卻不緊張的學(xué)習(xí)氛圍，使得我們可以更好的發(fā)揮設(shè)計(jì)能力。置身其間，使我們領(lǐng)會(huì)了基本的思考方式，掌握了通用的研究方法，讓我們的設(shè)計(jì)能力更上一層樓。 感謝學(xué)院三年來(lái)給我的提升空間，讓我思考更多的問(wèn)題，不僅是在學(xué)業(yè)上，還是在心智上，都要比以前更加成熟。同時(shí)也要感謝系里和學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我順利完成學(xué)業(yè)給予的方便和支持。感謝自己三年認(rèn)識(shí)的良師，我今天能夠取得如此優(yōu)異的成績(jī)，都得易于老師的辛勤栽培，是您們?cè)趯W(xué)業(yè)上給予我知識(shí)，傳道受業(yè)，感謝自己三年來(lái)所認(rèn)識(shí)的朋友和同學(xué)，是他們和我一起分享了三年的快樂(lè)時(shí)光，同學(xué)之間的團(tuán)結(jié)友愛(ài)所積累的感情讓我永遠(yuǎn)難忘。 工藝分析 一、零件材料的分析 35鋼為中碳鋼，須經(jīng)調(diào)質(zhì)后使用，具有良好的綜合力學(xué)性能，既有較好的強(qiáng)度又有較好的韌性和塑性，可切削性好，板材可進(jìn)行冷沖壓，鋼的淬透性低。 二、零件的結(jié)構(gòu)分析 工件結(jié)構(gòu)形狀相對(duì)簡(jiǎn)單，有四個(gè)圓孔，孔與邊緣之間的距離滿(mǎn)足要求，料厚為4mm滿(mǎn)足壁厚要求（孔與孔之間、孔與邊緣之間的壁厚），可以沖裁加工。 三、零件的工藝性分析 該零件是鋼料，該零件形狀的基本特征是簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)。工件底部有兩個(gè)Φ14孔，精度要求不高，采用精度IT14級(jí)，兩側(cè)有兩個(gè)Φ35 +00.1孔，外形轉(zhuǎn)角出為圓弧過(guò)渡，便于模具加工，孔邊距合適，孔與壁距離適當(dāng)。主要工藝為落料、沖孔、彎曲和車(chē)Φ35 +00.1孔。該零件為大批量生產(chǎn)，零件外形簡(jiǎn)單對(duì)稱(chēng)。材料為35鋼，采用沖壓加工經(jīng)濟(jì)性較好。 零件圖 工藝方案的確定 沖壓工藝方案的確定是制定沖壓工藝過(guò)程的主要內(nèi)容，需要綜合考慮各方面的因素，有的還需要進(jìn)行必要的工藝計(jì)算，因此，實(shí)際確定時(shí)通常先提出幾種可能的方案。再在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分析、比較和擇優(yōu)。根據(jù)制件工藝性分析，其基本工序有落料、沖孔、彎曲和車(chē)Φ35 +00.1孔四種。按其先后順序組合，可得如下方案 方案一：沖孔—落料—彎曲—車(chē)Φ35 +00.1孔 級(jí)進(jìn)模完成沖孔落料，單工序模完成彎曲, 車(chē)Φ35 +00.1孔。 方案二：落料—沖孔—彎曲—車(chē)Φ35 +00.1孔 單工序模分別完成落料，沖孔，彎曲, 車(chē)Φ35 +00.1孔。 方案三：沖孔—落料—彎曲—車(chē)Φ35 +00.1孔 復(fù)合沖壓完成沖孔落料，單工序模完成彎曲, 車(chē)Φ35 +00.1孔。 表2-1 各類(lèi)模具結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)比較 模具種類(lèi)比較項(xiàng)目 單工序模 （無(wú)導(dǎo)向）（有導(dǎo)向） 級(jí)進(jìn)模 復(fù)合模 零件公差等級(jí) 低 一般 可達(dá)IT13～I(xiàn)T10級(jí) 可達(dá)IT10～I(xiàn)T8級(jí) 零件特點(diǎn) 尺寸不受限制厚度不受限制 中小型尺寸厚度較厚 小零件厚度0.2～6mm可加工復(fù)雜零件，如寬度極小的異形件 形狀與尺寸受模具結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度限制，尺寸可以較大，厚度可達(dá)3mm 零件平面度 低 一般 中小型件不平直，高質(zhì)量制件需較平 由于壓料沖件的同時(shí)得到了較平，制件平直度好且具有良好的剪切斷面 生產(chǎn)效率 低 較低 工序間自動(dòng)送料，可以自動(dòng)排除制件，生產(chǎn)效率高 沖件被頂?shù)侥＞吖ぷ鞅砻嫔?，必須手?dòng)或機(jī)械排除，生產(chǎn)效率較低 安全性 不安全，需采取安全措施 比較安全 不安全，需采取安全措施 模具制造工作量和成本 低 比無(wú)導(dǎo)向的稍高 沖裁簡(jiǎn)單的零件時(shí)，比復(fù)合模低 沖裁較復(fù)雜零件時(shí)，比級(jí)進(jìn)模低 適用場(chǎng)合 料厚精度要求低的小批量沖件的生產(chǎn) 大批量小型沖壓件的生產(chǎn) 形狀復(fù)雜，精度要求較高，平直度要求高的中小型制件的大批量生產(chǎn) 根據(jù)分析結(jié)合表分析： 方案一只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，精度也能滿(mǎn)足要求，模具制造工作量和成本在沖裁簡(jiǎn)單的零件時(shí)比復(fù)合模低。 方案二模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造周期短，制造簡(jiǎn)單，但需要兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿(mǎn)足大批量生產(chǎn)的要求。 方案三只需一副模具，制件精度和生產(chǎn)效率都較高，且工件最小壁厚大于凸凹模許用最小壁厚模具強(qiáng)度也能滿(mǎn)足要求。沖裁件的內(nèi)孔與邊緣的相對(duì)位置精度較高，板料的定位精度比方案三低，模具輪廓尺寸較小。 通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案一為佳。 操作方式 零件的生產(chǎn)批量為大批量，但合理安排生產(chǎn)可用手動(dòng)送料方式，既能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，又可以降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。 卸料、出件方式 卸料方式 剛性卸料與彈性卸料的比較： 剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。當(dāng)卸料板只起卸料作用時(shí)與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大，單邊間隙取（0.2～0.5）t。當(dāng)固定卸料板還要起到對(duì)凸模的導(dǎo)向作用時(shí)卸料板與 凸模的配合間隙應(yīng)該小于沖裁間隙。此時(shí)要求凸模卸料時(shí)不能完全脫離卸料板。主要用于卸料力較大、材料厚度大于2mm且模具結(jié)構(gòu)為倒裝的場(chǎng)合。 。 工件平直度較高，料厚為4mm相對(duì)較厚，卸料力大，故選用剛性卸料裝置。 4.3.2 出件方式 采用向下落料出件。 4.4 確定送料方式 因選用的沖壓設(shè)備為開(kāi)式壓力機(jī)且垂直于送料方向的凹模寬度B小于送料方向的凹模長(zhǎng)度L故采用橫向送料方式，即由右向左（或由左向右）送料。 4.5 確定導(dǎo)向方式 方案一：采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)稱(chēng)的對(duì)角線(xiàn)上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)。常用于橫向送料級(jí)進(jìn)?；蚩v向送料的落料模、復(fù)合模。 方案二：采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便。因?yàn)閷?dǎo)柱安裝在后側(cè)，工作時(shí)，偏心距會(huì)造成導(dǎo)套導(dǎo)柱單邊磨損，嚴(yán)重影響模具使用壽命，且不能使用浮動(dòng)模柄。 方案三：四導(dǎo)柱模架。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大量生產(chǎn)用的自動(dòng)沖壓模架。 方案四：中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱(chēng)線(xiàn)上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。但只能一個(gè)方向送料。 根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質(zhì)量，該級(jí)進(jìn)模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式，即方案一最佳。 工藝設(shè)計(jì) 1） 計(jì)算毛坯尺寸 相對(duì)彎曲半徑為 r/t=6/4=1.5>0.5 式中 r——彎曲半徑（mm） t——料厚（mm） 圓角半徑較大（r>0.5t）的彎曲件毛坯長(zhǎng)度計(jì)算公式 L=l1+l2+πα/180*（r+xt） 式中 L——毛坯展開(kāi)總長(zhǎng)度 α——彎曲中心角（°） x——中心層位移系數(shù)，見(jiàn)表4-7 由圖1可知 對(duì)于r>0.5t的彎曲件毛坯長(zhǎng)度的計(jì)算公式 Lz/2=49+19+11.68=79.68mm Lz=159.36mm 圖1 2）畫(huà)排樣圖 排樣方式的選擇 方案一：有廢料排樣 沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模來(lái)保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低。 方案二：少?gòu)U料排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質(zhì)量差，模具壽命較方案一低，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 方案三：無(wú)廢料排樣 沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些，但材料利用率最高。 通過(guò)上述三種方案的分析比較，綜合考慮模具壽命和沖件質(zhì)量，該沖件的排樣方式選擇方案一為佳?？紤]模具結(jié)構(gòu)和制造成本有廢料排樣的具體形式選擇直排最佳。 排樣圖 計(jì)算條料寬度和倒料板間距離 搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊過(guò)大，浪費(fèi)材料。搭邊過(guò)小，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖件毛刺，有時(shí)還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命。 搭邊值通常由表4所列搭邊值和側(cè)搭邊值確定。 根據(jù)零件形狀，查表工件之間搭邊值a=3.5mm, 工件與側(cè)邊之間搭邊值a1=3.2mm, 條料是有板料裁剪下料而得，為保證送料順利，規(guī)定其上偏差為零，下偏差為負(fù)值—△ 條料寬度B0 -△=（Dmax＋2*a1＋Z）0 -△ 倒料板間距A=B+Z 式中 Dmax—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸； a1---沖裁件之間的搭邊值； Z---倒料板與最寬條之間的間隙，其最小值可查表得Z=8 △—板料剪裁下的偏差；其值查表可得△=1.2mm。 B0 △=160＋2×3.2＋8 =174.40 -1.2mm A=174.4+8=182.4mm 確定步距 送料步距S：條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱(chēng)為送料步距，每個(gè)步距可沖一個(gè)或多個(gè)零件。進(jìn)距與排樣方式有關(guān)，是決定側(cè)刃長(zhǎng)度的依據(jù)。條料寬度的確定與模具的結(jié)構(gòu)有關(guān)。 進(jìn)距確定的原則是，最小條料寬度要保證沖裁時(shí)工件周邊有足夠的搭邊值；最大條料寬度能在沖裁時(shí)順利的在導(dǎo)料板之間送進(jìn)條料，并有一定的間隙。 級(jí)進(jìn)模送料步距S S=Dmax+a1 Dmax零件橫向最大尺寸，a1搭邊 S＝90＋3.2 ＝93.2mm 計(jì)算材料利用率 沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指標(biāo)。 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率 η＝Ａ/BS×100% 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； 由此可之，η值越大，材料的利用率就越高，廢料越少。廢料分為工藝廢料和結(jié)構(gòu)廢料，結(jié)構(gòu)廢料是由本身形狀決定的，一般是固定不變的，工藝廢料的多少?zèng)Q定于搭邊和余量的大小，也決定于排樣的形式和沖壓方式。因此，要提高材料利用率，就要合理排樣，減少工藝廢料。 排樣合理與否不但影響材料的經(jīng)濟(jì)和利用，還影響到制件的質(zhì)量、模具的的結(jié)構(gòu)和壽命、制件的生產(chǎn)率和模具的成本等指標(biāo)。因此，排樣時(shí)應(yīng)考慮如下原則： 1）、提高材料利用率（不影響制件使用性能的前提下，還可以適當(dāng)改變制件的形狀）。 2) 、排樣方法使應(yīng)操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度小且安全。 3) 、 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命高。 4) 、保證制件質(zhì)量和制件對(duì)板料纖維方向的要求。 一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積 A=mm2 所以一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率 η=Ａ／BS×100% =10065.82／93.2×174.4×100% =61.93% 考慮料頭 、尾料和邊角余料消耗，一張板材上的總利用率η總為 η總= nA1／LB×100% 式中 n—一張板料上沖裁件的總數(shù)目；A1—一個(gè)沖裁件的實(shí)際面積； L—板料長(zhǎng)度；B—板料寬度。 查板材標(biāo)準(zhǔn)，宜選用710mm×2000mm的鋼板，每張鋼板可剪裁為4張條料（174.4mm×2000mm）,每張條料可以沖21個(gè)工件，所以每張鋼板的材料利用率 η總 = nA1/LB×100% =4×21×10065.82/710×2000×100% =59.54% 根據(jù)計(jì)算結(jié)果知道選用直排材料利用率可達(dá)59.54%，滿(mǎn)足要求。 1、沖壓力計(jì)算 5.2.1 沖裁力的計(jì)算 在沖裁過(guò)程中，沖裁力是隨凸模進(jìn)入凹模材料的深度而變化的。通常說(shuō)的沖裁力是指沖裁力的最大值，它是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具重要依據(jù)之一。 用平刃沖裁時(shí)，其沖裁力Ｆ一般按下式計(jì)算： F=KLtτb 式中　　F—沖裁力； L—沖裁周邊長(zhǎng)度； 　　　　t—材料厚度； 　　　　τb—材料抗剪強(qiáng)度； 　　　?。恕禂?shù)； L=467.75mm 系數(shù)Ｋ是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動(dòng)和不均勻，刃口磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等原因的影響而給出修正系數(shù)，一般?。?1.3。 τb的值查表為392~511Ｍpa,取τb=400Mpa 所以 F=KLtτb =1.3×467.75×4×400 =972920N 5.2.2 卸料力、頂件力的計(jì)算 在沖裁結(jié)束時(shí)，由于材料的彈性回復(fù)（包括徑向回復(fù)和彈性翹曲回復(fù)）及摩擦的存在，將使沖落的材料梗塞在凹模內(nèi)，而沖裁剩下的材料則緊箍在凸模上。為使沖裁工作繼續(xù)進(jìn)行，必須將緊箍在凸模上的料卸下，將梗塞在凹模內(nèi)的材料推出。從凸模上卸下箍著的料稱(chēng)卸料力；逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需要的力稱(chēng)為頂件力。一般按以下公式計(jì)算： 卸料力　　　 F x =K xF 推件力 F T=nK TF 頂件力　　　 F D=K DF （K x、K T、K D為卸料力、推件力、頂件力系數(shù)，其值查表可得） F x=K xF =0.04×972920N=38916.8N F T=nK TF=1×0.45×972920N=437814N F D=K DF =0.05×972920N=48646N 所以總沖壓力 F Z=F+ F T = 972920N+437814N =1410734N 表5-4 卸料力、推件力和頂件力系數(shù) 料厚t/mm KX KT KD 鋼 ≤0.1 ＞0.1~0.5 ＞0.5~2.5 ＞2.5~6.5 ＞6.5 0.06~0.075 0.045~0.055 0.04~0.05 0.03~0.04 0.02~0.03 0.1 0.063 0.050 0.045 0.025 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 鋁、鋁合金 純銅，黃銅 0.025~0.08 0.02~0.06 0.03~0.07 0.03~0.09 壓力機(jī)公稱(chēng)壓力應(yīng)大于或等于沖壓力，根據(jù)沖壓力計(jì)算結(jié)果擬選壓力機(jī)為JA31-160B。 JA31-160B壓力機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格為： 公稱(chēng)壓力：1600KN 滑塊行程：160 mm 滑塊行程次數(shù)：32次/min 最大封閉高度：375mm 封閉高度調(diào)節(jié)量：1200mm 導(dǎo)軌距離 :590mm 壓力中心的確定 模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合，否則，會(huì)使沖模和力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過(guò)大的摩擦，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。沖模的壓力中心，可以按下述原則來(lái)確定： 1）.對(duì)稱(chēng)形狀的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。 2）.工件形狀相同且分布位置對(duì)稱(chēng)時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱(chēng)中心相重合。 3）.形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、級(jí)進(jìn)模的壓力中心可以用解析計(jì)算法求出沖模壓力中心。 X 0=（L1x1＋L2x2＋…Lnxn）/(L1＋L2＋…Ln) Y 0=（L1y1＋L2y2＋……Lnyn ）/（L1＋L2＋…＋Ln） 用解析法計(jì)算壓力中心時(shí)，先畫(huà)出凹模形口圖，如圖所示。在圖中將XOY坐標(biāo)系建立在建立在圖示對(duì)稱(chēng)中心線(xiàn)上。求得： X 0=0 Y 0=0 5.4 模具刃口尺寸的計(jì)算 5.4.1 沖裁間隙分析 沖裁間隙是指凸，凹模刃口間隙的距離，其值可為正也可為負(fù)，在普通沖裁模中均為正值。它對(duì)沖裁件的斷面質(zhì)量有極其重要的影響，此外，沖裁間隙還影響模具壽命、卸料力、推件力、沖裁力和沖裁件的尺寸精度。因此，沖裁間隙是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的工藝參數(shù)。 1）、間隙對(duì)沖裁件尺寸精度的影響 沖裁件的尺寸精度是指沖裁件的實(shí)際尺寸與基本尺寸的差值，差值越小，則精度越高，這個(gè)差值包括兩方面的偏差，一是沖裁件相對(duì)于凸?；虬寄５钠睿悄＞弑旧淼闹圃炱?。 2）、間隙對(duì)模具壽命的影響 模具壽命受各種因素的綜合影響，間隙是也許模具壽命諸因數(shù)中最主要的因數(shù)之一，沖裁過(guò)程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間均有摩擦，而且間隙越小，模具作用的壓應(yīng)力越大，摩擦也越嚴(yán)重，所以過(guò)小的間隙對(duì)模具壽命極為不利。而較大的間隙可使凸模側(cè)面及材料間的摩擦減小，并延緩間隙由于受到制造和裝配精度的限制，出現(xiàn)間隙不均勻的不利影響，從而提高模具壽命。 3）、間隙對(duì)沖裁工藝力的影響 隨著間隙的增大，材料所受的拉應(yīng)力增大，材料容易斷裂分離，因此沖裁力減小。通常沖裁力的降低并不顯著，當(dāng)單邊間隙在材料厚度的5~20%左右時(shí)，沖裁力的降低不超過(guò)5~10%。間隙對(duì)卸料力推料力的影響比較顯著。間隙增大后，從凸模里卸料和從凹模里推料都省力當(dāng)當(dāng)單邊間隙達(dá)到材料厚度的15~25%左右時(shí)的卸料力幾乎為零。但間隙繼續(xù)增大，因?yàn)槊淘龃?，又將引起卸料力、頂件力迅速增大? 4）、間隙值的確定 由以上分析可見(jiàn)，凸、凹模間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量、沖裁工藝力、模具壽命都有很大的影響。因此，設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿(mǎn)足產(chǎn)品的要求，所需沖裁力小、模具壽命高，但分別從質(zhì)量，沖裁力、模具壽命等方面的要求確定的合理間隙并不是同一個(gè)數(shù)值，只是彼此接近?？紤]到模具制造中的偏差及使用中的磨損、生產(chǎn)中通常只選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個(gè)范圍內(nèi)，就可以沖出良好的制件，這個(gè)范圍的最小值稱(chēng)為最小合理間隙，最大值稱(chēng)為最大合理間隙。考慮到模具在使用過(guò)程中的磨損使間隙增大，故設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)要采用最小合理間隙值。 確定合理間隙的方法有經(jīng)驗(yàn)法、理論確定法和查表法。 根據(jù)近年的研究與使用的經(jīng)驗(yàn)，在確定間隙值時(shí)要按要求分類(lèi)選用。對(duì)于尺寸精度，斷面垂直度要求高的制件應(yīng)選用較小的間隙值，對(duì)于垂直度與尺寸精度要求不高的制件，應(yīng)以降沖裁力、提高模具壽命為主，可采用較大的間隙值。 查表3-4得間隙值 Z max=0.880mm Z min=0.640mm 由于工件形狀較簡(jiǎn)單，所以可分別加工凹、凸模。 5）計(jì)算凸、凹模尺寸： 由于零件沖裁是由沖孔、落料兩道工序完成的，所以落料以凹模為基準(zhǔn)尺寸，沖孔以凸模為基準(zhǔn)尺寸，計(jì)算如下：