厚2mm墊片的沖壓模具設(shè)計(jì)-落料倒裝沖裁模含7張CAD圖.zip,mm,墊片,沖壓,模具設(shè)計(jì),倒裝,沖裁模含,CAD 沖壓工藝過(guò)程卡片 （廠名） 沖壓工藝卡 產(chǎn)品型號(hào) 零部件名稱 墊片 共 頁(yè) 產(chǎn)品名稱 零部件型號(hào) 墊片 第 頁(yè) 材料牌號(hào)及規(guī)格 材料技術(shù)要求 坯料尺寸 每個(gè)坯料可制零件數(shù) 毛坯重量 輔助材料 20#鋼2×1250×1000 條料2×205×1000 8 工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 加工簡(jiǎn)圖 設(shè)備 工藝裝備 工時(shí) 1 鋸床下料 將材料板加工成符合要求的坯料板 剪板機(jī) 2 落料模 落料模沖壓 JJ23-100壓力機(jī) 落料模 3 檢驗(yàn) 按零件圖給出的尺寸檢驗(yàn) 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 繪制（日期） 審核 （日期） 會(huì)簽 （日期） 2019.1.16 摘 要 本論文應(yīng)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高了我的獨(dú)立工作能力。本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)墊片零件的工藝性分析，確定了正確的工藝方案。從而對(duì)模具設(shè)計(jì)方案，以及沖壓設(shè)備作出了分析與選擇。通過(guò)分析決定采用落料倒裝沖裁模具結(jié)構(gòu)形式，然后參考其他模具結(jié)構(gòu)以及查手冊(cè)和計(jì)算設(shè)計(jì)。當(dāng)所有的參數(shù)計(jì)算完后，對(duì)模具的裝配方案，對(duì)主要零件的設(shè)計(jì)和裝配要求技術(shù)要求都進(jìn)行了分析。在設(shè)計(jì)過(guò)程中除了設(shè)計(jì)說(shuō)明書外，還包括模具的裝配圖，非標(biāo)準(zhǔn)零件的零件圖等。 關(guān)鍵詞：沖壓模具；墊片 ；沖壓設(shè)備 ；落料  目錄 摘 要 I 第一章、緒 論 1 第二章、零件的工藝分析和工藝方案的確定 2 2.1.沖壓件的工藝分析 2 2.2.確定工藝方案及模具的結(jié)構(gòu)形式 3 2.3.排樣、計(jì)算條料寬度及步距的確定 3 2.3.1.搭邊值的確定 3 2.3.2條料寬度的確定 4 2.3.3.定位銷間距的確定 5 2.3.4.排樣 5 2.3.5.材料利用率的計(jì)算： 6 第三章、沖裁力的計(jì)算 8 3.1.計(jì)算沖裁力的公式 8 3.2.總沖裁力、卸料力、推料力和總沖壓力 8 3.2.1.總沖裁力 8 3.2.2.卸料力Fx的計(jì)算 9 3.2.3.推料力Ft的計(jì)算 9 3.2.4.總的沖壓力的計(jì)算 9 第四章、模具壓力中心與計(jì)算 11 第五章、沖裁模間隙的確定 14 第六章、刃口尺寸的計(jì)算 15 6.1.刃口尺寸計(jì)算的基本原則 15 6.2.刃口尺寸的計(jì)算 15 6.3.計(jì)算凸、凹模刃口的尺寸 16 6.4.沖裁刃口高度 17 第七章、主要零部件的設(shè)計(jì) 18 7.1.工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 7.1.1.凹模的設(shè)計(jì) 18 7.1.2.外形凸模的設(shè)計(jì) 20 7.1.3.凸模墊板的設(shè)計(jì) 21 7.1.4.卸料板的設(shè)計(jì) 22 7.2.模架及其它零件的設(shè)計(jì) 23 7.2.1.上下模座 23 7.2.2.模柄 24 7.2.3.模具的閉合高度 24 第八章、壓力機(jī)的選擇 25 結(jié) 論 26 參考文獻(xiàn) 27 II 第一章、緒 論 沖壓模具的形式很多，一般可按以下幾個(gè)主要特征分類： 1．根據(jù)工藝性質(zhì)分類 （1）沖裁模 沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、剖切模等。 （2）彎曲模 使平板坯料沿著直線（彎曲模）產(chǎn)生彎曲變形，從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。 （3）拉抻模 是把平板坯料制成開口空心件，或使空心件進(jìn)一步改變形狀和尺寸的模具。 （4）成形模 是將坯料或工序件按凸、凹模的形狀直接復(fù)制成形，而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、擴(kuò)口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。 2．根據(jù)工序組合程度分類 （1）單工序模 一般只有一對(duì)凸、凹模，在壓力機(jī)的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。 （2）復(fù)合模 只有一個(gè)工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在同一工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上工序的模具。 （3）連續(xù)模 在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個(gè)或更多的工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道以上工序的模具。連續(xù)模又稱級(jí)進(jìn)模。 冷沖壓加工與其他加工方法相比，無(wú)論在技術(shù)方面，還是在經(jīng)濟(jì)方面，都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。 第二章、零件的工藝分析和工藝方案的確定 2.1.沖壓件的工藝分析 圖2—1 零件圖 如圖2—1所示零件圖。 生產(chǎn)批量：大批量; 材料：20#鋼； 厚度：1.5； 從產(chǎn)品形狀看,產(chǎn)品四周為圓角，為方便加工模具，不會(huì)因?yàn)闊崽幚響?yīng)力集中而導(dǎo)致凹模開裂，產(chǎn)品四周應(yīng)需要R角，根據(jù)材料厚度及形狀，本設(shè)計(jì)選擇R1,更改后如下如所示： 2.2.確定工藝方案及模具的結(jié)構(gòu)形式 根據(jù)制件的工藝分析，其基本工序有落料工序，按其模具結(jié)構(gòu)分析，可得如下幾種方案： (1) 落料；單工序倒裝沖裁模沖壓。 (2) 沖孔，落料；連續(xù)模沖壓。 方案（2）屬于連續(xù)模，是指壓力機(jī)在一次行程中，依次在模具幾個(gè)不同的位置上同時(shí)完成多道沖壓工序的模具。于制件的結(jié)構(gòu)尺寸小，厚度小，連續(xù)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，維修不方便，因此，不宜采用該方案。 采用單工序模沖裁，其模具結(jié)構(gòu)沒有連續(xù)模復(fù)雜，生產(chǎn)效率也很高，又降低的工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，能充分提高生產(chǎn)效率。所以此方案（1）最為合適。 2.3.排樣、計(jì)算條料寬度及步距的確定 2.3.1.搭邊值的確定 排樣時(shí)零件之間以及零件與條料側(cè)邊之間留下的工藝余料，稱為搭邊。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。或影響送料工作。 搭邊值通常由經(jīng)驗(yàn)確定，表所列搭邊值為普通沖裁時(shí)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)之一。 表2—2 搭邊a和a1數(shù)值 材料厚度 圓件或類似圓件的工件 矩形工件邊長(zhǎng)L≤50mm 矩形工件邊長(zhǎng)L＞50mm 工件間a1 沿邊a 工件間a1 沿邊a 工件間a1 沿邊a ＜ 0.25 0.25~0.5 0.5~1.0 1.0~1.5 1.5~2.0 2.0~2.5 2.5~3.0 3.0~3.5 3.5~4.0 4.0~5.0 5.0~12 1.0 0.8 0.8 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.5 3.0 0.6t 1.2 1.0 1.0 1.3 1.5 1.8 2.2 2.5 3.0 3.5 0.7t 1.2 1.8 1.5 1.2 1.5 2.0 2.2 2.5 2.5 3.5 0.7t 1.5 2.0 1.8 1.5 1.8 2.2 2.5 2.8 3.2 4.0 0.8t 1.5~2.5 2.2 1.8 1.5 1.8 2.2 2.5 2.8 3.2 4.0 0.8t 1.8~2.6 2.5 2.0 1.8 2.0 2.5 2.8 3.2 3.5 4.5 0.9t 搭邊值是廢料，所以應(yīng)盡量取小，但過(guò)小的搭邊值容易擠進(jìn)凹模，增加刃口磨損表2—2給出了鋼（WC0.05%～0.25%）的搭邊值。 該制件是矩形工件，根據(jù)尺寸從表2—2中查出：兩制件之間的搭邊值a1=2.2（mm），側(cè)搭邊值a=2.5(mm)。 2.3.2條料寬度的確定 計(jì)算條料寬度有三種情況需要考慮； 有側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度。 無(wú)側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度。 有定距側(cè)刃時(shí)條料的寬度。有定距側(cè)刃時(shí)條料的寬度。 有側(cè)壓裝置的模具，能使條料始終沿著定位銷送進(jìn)。 條料寬度公式： B0-△=（Dmax+2a） 公式（2—1） 其中條料寬度偏差上偏差為0，下偏差為—△，見表2—3條料寬度偏差。 D——條料寬度方向沖裁件的最大尺寸。 a——側(cè)搭邊值。 查表2—3條料寬度偏差為0.20 根據(jù)公式2 —3 B0-△=（Dmax+2a） =（120+2×2.5）0-0.50 =1250-0.50 2.3.3.定位銷間距的確定 定位銷間距離公式： A=B+Z 公式（2—4） Z——定位銷與條料之間的最小間隙（mm）； 查表2—4得Z=1.5mm 根據(jù)公式2—4 A= B+Z =120+2.2 =122.2（mm） 表2—4 定位銷與條料之間的最小間隙Zmin（mm） 材料厚度t/mm 有 側(cè) 壓 裝 置 條 料 寬 度B/mm 100以下 100以上 ~0.5 0.5~1 1~2 2~3 3~4 4~5 5 5 5 5 5 5 8 8 8 8 8 8 2.3.4.排樣 根據(jù)材料經(jīng)濟(jì)利用程度，排樣方法可以分為有廢料、少?gòu)U料和無(wú)廢料排樣三種，根據(jù)制件在條料上的布置形式，排樣有可以分為直排、斜排、對(duì)排、混合排、多排等多重形式。 采用少、無(wú)廢料排樣法，材料利用率高，不但有利于一次沖程獲得多個(gè)制件，而且可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力，但是，因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差的影響，所以模具沖裁件的公差等級(jí)較低。同時(shí)，因模具單面受力（單邊切斷時(shí)），不但會(huì)加劇模具的磨損，降低模具的壽命，而且也直接影響到?jīng)_裁件的斷面質(zhì)量。 由于設(shè)計(jì)的零件是矩形零件，外形規(guī)則，所以采用有廢料直排法。 2.3.5.材料利用率的計(jì)算： 沖裁零件的面積為： F=18854.44(mm2) 毛坯規(guī)格為：1250×1000（mm）。 送料步距為：h=D＋a1=120+2.2=122.2mm 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率為： η=(nF/Bh)×100% n為一個(gè)步距內(nèi)沖件的個(gè)數(shù)。 η=(nF/Bh)×100% =（1×18854.44/205×122.2）×100% =75.264% 圖2—2 排樣圖 第三章、沖裁力的計(jì)算 3.1.計(jì)算沖裁力的公式 計(jì)算沖裁力是為了選擇合適的壓力機(jī)，設(shè)計(jì)模具和檢驗(yàn)?zāi)＞叩膹?qiáng)度，壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，以適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力F p一般可以按下式計(jì)算： Fp=KptLτ 公式（3—1） 式中 τ——材料抗剪強(qiáng)度，見附表（MPa）； L——沖裁周邊總長(zhǎng)（mm）； t——材料厚度（mm）; 系數(shù)Kp是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動(dòng)（數(shù)值的變化或分布不均），潤(rùn)滑情況，材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因數(shù)而設(shè)置的安全系數(shù)Kp，一般取1~3。當(dāng)查不到抗剪強(qiáng)度τ時(shí)，可以用抗拉強(qiáng)度σb代替τ，而取Kp=1的近似計(jì)算法計(jì)算。 根據(jù)常用金屬?zèng)_壓材料的力學(xué)性能查出 20#的抗剪強(qiáng)度為280～400(MPa)，取τ=400(MPa) 3.2.總沖裁力、卸料力、推料力和總沖壓力 由于沖裁模具采用彈性卸料裝置和自然落料方式。 總的沖裁力包括: F——總沖壓力。 Fp——總沖裁力。 FQ——卸料力 FQ1——推料力。 3.2.1.總沖裁力 Fp=F1+F2 公式(3—2) F1——落料時(shí)的沖裁力。 落料時(shí)的周邊長(zhǎng)度為：L1=708.5（mm） 根據(jù)公式5—1 F1=KptLτ =1.3×2.0×708.5×400 =736840(KN) =736.84(KN) 總沖裁力：Fp=F1=736.84(KN) 表3—1 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 0.065~0.075 0.045~0.055 0.04~0.05 0.03~0.04 0.02~0.03 0.1 0.063 0.055 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 對(duì)于表中的數(shù)據(jù)，厚的材料取小值，薄材料取大值。 3.2.2.卸料力Fx的計(jì)算 Fx=Kx Fp 公式(3—3) Kx——卸料力系數(shù)。 　查表3—1得KＸ＝0.04~0.05，取KＸ＝0.05 　　 根據(jù)公式3—3　Fx=KＸ F1 　　　　　　　　 ＝0.05×736.84 　　　　　　　　 ≈36.842(KN) 3.2.3.推料力Ft的計(jì)算 Ft=KtFp 公式(3—4) Kt——推料力系數(shù)。 查表3—1得Kt＝0.055，取Kt=0.055 根據(jù)公式3—4 Ft=KtF1 =0.055×736.84 ≈40.53(KN) 3.2.4.總的沖壓力的計(jì)算 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)總的沖壓力：F=Fp+Fx+Ft F=Fp+Fx+Ft =736.84+36.842+40.53 =814.212(KN) 根據(jù)總的沖壓力，初選壓力機(jī)為：開式雙柱可傾壓力機(jī)J23—100。 26 第四章、模具壓力中心與計(jì)算 模具壓力中心是指諸沖壓合力的作用點(diǎn)位置，為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合。否則，會(huì)使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過(guò)大磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低了模具和壓力機(jī)的使用壽命。 模具的壓力中心，可安以下原則來(lái)確定： 1、對(duì)稱零件的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心為沖裁件的幾何中心。 2、工件形狀 相同且分布對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。 3、各分力對(duì)某坐標(biāo)軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對(duì)該軸的力矩。求出合力作用點(diǎn)的坐標(biāo)位置0，0（x=0,y=0），即為所求模具的壓力中心。 Xo=L1X1+L2X2+……LnXn/L1+L2+……Ln Yo=L1Y1+L2Y2+……LnYn/L1+L2+……Ln 由于該零件是一個(gè)矩形圖形，但不完全對(duì)稱，所以計(jì)算該產(chǎn)品的壓力中心，需要利用解析圖計(jì)算，過(guò)渡R角R1省略不計(jì)，壓力中心示意圖如下： F1——落料力 F1=Ltσb，得F1=1.3×3.14×60×2.0×400=195.936KN F2——落料力 F2=Ltσb，得F2=1.3×140×2.0×400=145.6KN F3——落料力 F3=Ltσb，得F3=1.3×30×2.0×400=31.2KN F4——落料力 F4=Ltσb，得F4=1.3×60×2.0×400=62.4KN F5——落料力 F5=Ltσb，得F5=1.3×60×2.0×400=62.4KN F6——落料力 F6=Ltσb，得F6=1.3×60×2.0×400=62.4KN F7——落料力 F7=Ltσb，得F7=1.3×30×2.0×400=31.2KN F8——落料力 F8=Ltσb，得F8=1.3×140×2.0×400=145.6KN Y1——F1到X軸的力臂 Y1=0 X1——F1到Y(jié)軸的力臂 X1=-100 Y2——F2到X軸的力臂 Y2=-60 X2——F2到Y(jié)軸的力臂 X2=30 Y3——F3到X軸的力臂 Y3=-45 X3——F3到Y(jié)軸的力臂 X3=100 Y4——F4到X軸的力臂 Y4=-30 X4——F4到Y(jié)軸的力臂 X4=70 Y5——F5到X軸的力臂 Y5=0 X5——F5到Y(jié)軸的力臂 X5=40 Y6——F6到X軸的力臂 Y6=30 X6——F6到Y(jié)軸的力臂 X6=70 Y7——F7到X軸的力臂 Y7=45 X7——F7到Y(jié)軸的力臂 X7=100 Y8——F8到X軸的力臂 Y8=60 X8——F8到Y(jié)軸的力臂 X8=30 根據(jù)合力距定理： XG=（X1F1+X2F2+X3F3+X4F4）/（F1+F2+F3…） YG=（Y1F1+Y2F2+Y3F3+Y4F4）/（F1+F2+F3…） YG——F沖壓力到X軸的力臂；YG=0; XG——F沖壓力到Y(jié)軸的力臂；XG=8.98; 所以該模具的壓力中心為（8.98,0），在模柄直徑范圍內(nèi)，所以符合設(shè)計(jì)原理。 第五章、沖裁模間隙的確定 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)范圍的最小值稱為最小合理間隙Zmin，最大值稱為最大合理間隙Zmax。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Zmin。 根據(jù)實(shí)用間隙查得材料，2.0mm厚度，材質(zhì)為20#鋼的最小雙面間隙Zmin=0.30mm，最大雙面間隙Zmax=0.34mm。 第六章、刃口尺寸的計(jì)算 6.1.刃口尺寸計(jì)算的基本原則 沖裁件的尺寸精度主要取決與模具刃口的尺寸的精度，模具的合理間隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度來(lái)保證。正確確定模具刃口尺寸及制造公差，是設(shè)計(jì)沖裁模主要任務(wù)之一。 由此在決定模具刃口尺寸及其制造公差時(shí)需要考慮以下原則： 1、落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時(shí)的尺寸由凸模尺寸決定。故設(shè)計(jì)落料模時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)，間隙去在凹模上：設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，以凸模尺寸為基準(zhǔn)，間隙去在凹模上。 2、考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設(shè)計(jì)落料凹模時(shí)，凹模基本尺寸應(yīng)取尺寸公差范圍的較小尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取工件孔尺寸公差范圍的較大尺寸。這樣在凸、凹模磨損到一定程度的情況下，仍能沖出合格的制件。凸、凹模間隙則取最小合理間隙值。 3、確定沖模刃口制造公差時(shí)，應(yīng)考慮制件的公差要求。如果對(duì)刃口精度要求過(guò)高（即制造公差過(guò)小），會(huì)使模具制造困能，增加成本，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期；如果對(duì)刃口要求過(guò)低（即制造公差過(guò)大）則生產(chǎn)出來(lái)的制件有可能不合格，會(huì)使模具的壽命降低。若工件沒有標(biāo)注公差，則對(duì)于非圓形工件按國(guó)家“配合尺寸的公差數(shù)值”IT14級(jí)處理，沖模則可按IT11級(jí)制造；對(duì)于圓形工件可按IT17～I(xiàn)T9級(jí)制造模具。沖壓件的尺寸公差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注單項(xiàng)公差，落料件上偏差為零，下偏差為負(fù)；沖孔件上偏差為正，下偏差為零。 6.2.刃口尺寸的計(jì)算 沖裁模凹、凸模刃口尺寸有兩種計(jì)算和標(biāo)注的方法，即分別加工和配作加工兩種方法。前者主要適用于圓形或簡(jiǎn)單規(guī)則形狀的工件，后者主要適用于沖制薄材料的沖裁，或沖制復(fù)雜形狀工件的沖裁，或單件生產(chǎn)的沖模。 對(duì)于該工件形狀比較簡(jiǎn)單，又是大批量生產(chǎn)，故采用分別加工法加工。設(shè)計(jì)時(shí)，需在圖紙上分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。凸、凹模分別加工法的優(yōu)點(diǎn)是：凸、凹模具有互換性，制造周期短，便于成批制造。其缺點(diǎn)是為了保證初期間隙在合理范圍之內(nèi)，需要采用較小的凸、凹模具制造公差才能滿足δp+δd≤Zmax-Zmin，所以對(duì)模具制造的要求較高。 6.3.計(jì)算凸、凹模刃口的尺寸 凸模與凹模采用分別加工的方法計(jì)算落料凸、凹模的刃口尺寸。 為了避免沖裁件尺寸偏向極限尺寸（落料時(shí)偏向最小尺寸，沖孔時(shí)偏向最大尺寸），x值在0.5~1之間，根據(jù)工件制造精度進(jìn)行選取。 工件精度IT10以上 x=1 工件精度IT11~IT13 x=0.75 工件精度IT14 x=0.5 （一） 落料刃口尺寸計(jì)算 工件的尺寸均無(wú)公差要求，安國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)IT12級(jí)公差要求處理。 根據(jù)襯板的落料零件圖，計(jì)算凸、凹模的刃口尺寸?？紤]到零件形狀比較簡(jiǎn)單，采用分別加工法加工凸、凹模。凹模磨損后其尺寸變化有三種情況，落料時(shí)應(yīng)以凹模的實(shí)際尺寸按間隙要求來(lái)配作凸模。 模具的基本尺寸計(jì)算如下： 該零件屬于無(wú)特殊要求的一般落料。外形由落料獲得獲得。 查表5—1 的 ， ，則 （mm） 按工件等級(jí)為IT14級(jí)確定工件的公差。 設(shè)凸、凹模分別按IT6和IT7級(jí)加工制造， 則落料模尺寸：（根據(jù)公式6—1 和6—2 計(jì)算） ① 2000-1.15 （mm） （mm） 校核: ，滿足公差條件。 ② 1200-0.87 （mm） （mm） 校核: ，滿足公差條件。 ③ 60+0.740 （mm） （mm） 校核: ，滿足公差條件。 臺(tái)階尺寸尺寸：（根據(jù)公式6—3計(jì)算） ① 60±0.17 （mm） 6.4.沖裁刃口高度 表6—1 刃口高度 料厚 ≤0.5 ＞0.5～1 ＞1～2 ＞2～4 ＞4 刃口高度h ≤6 ＞6～8 ＞8～10 ＞10～12 ≥14 查表6—1，刃口高度為h＞8～10 (mm),取h=4(mm) ，刃口高度小，不容易堵廢料。 第七章、主要零部件的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)主要零部件時(shí)，首先要考慮主要零部件用什么方法加工制造及總體裝配方法。結(jié)合模具的特點(diǎn)，本模具適宜采用線切割加工凸模固定板、卸料板、凹模及外形凸模。這種加工方法可以保證這些零件各個(gè)內(nèi)孔的同軸度，使裝配工作簡(jiǎn)化。下面就分別介紹各個(gè)零部件的設(shè)計(jì)方法。 7.1.工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7.1.1.凹模的設(shè)計(jì) 凹模采用整體凹模，各種沖裁的凹模孔均采用線切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。 模具厚度的確定公式為： H=Kb 式中： K——系數(shù)值，考慮板料厚度的影響； b—— 沖裁件的最大外形尺寸； 按上式計(jì)算后，選取的H值不應(yīng)小于（15～20）mm; 表7—1 系數(shù)值K s/mm 材料厚度t/mm <1 >1~3 >3~6 <50 >50~100 >100~200 >200 0.30~0.40 0.20~0.30 0.15~0.20 0.10~0.15 0.35~0.50 0.22~0.35 0.18~0.22 0.12~0.18 0.45~0.60 0.30~0.45 0.22~0.30 0.15~0.22 查表7—1得：K=0.18-0.22，取中間值0.20 H=0.2×200=40mm 取H=40mm 模具壁厚的確定公式為： C=(1.0~1.5)H =1.0×40~1.5×40 =40~60mm 凹模壁厚取C=40mm 凹模寬度的確定公式為： B=b+2C =120+2×40=200mm 查表7—2取標(biāo)準(zhǔn)取B=200mm 凹模長(zhǎng)度的確定公式為： L=200+2×40=280mm 凹模的長(zhǎng)度要考慮導(dǎo)料銷發(fā)揮的作用，保證送料粗定位精度。查表7—2取標(biāo)準(zhǔn)L=140mm。（送料方向） 凹模輪廓尺寸為280mm×200mm×40mm。凹模材料選用Cr12MoV，熱處理58~60HRC。 表7—2 矩形和圓形凹模的外形尺寸 矩形凹模的寬度和長(zhǎng)度 B×L 矩形和圓形凹模厚度 H 63×50 63×63 10、12、14、16、18、20 80×63、80×80、100×63、100×80、100×100、125×80 12、14、16、18、120、22 125×100、125×125、140×80、140×80 14、16、18、20、22、25 140×120、140×140、160×100、160×120、160×140、200×100、200×120 16、18、20、22、25、28 160×160、200×140、200×160、250×125、250×140 16、20、22、25、28、32 200×200、250×160、250×200、280×160 18、22、25、28、32、35 250× 250、280×200、280×250、315×200 20、25、28、32、35、40 315×250 20、28、32、35、40、45 凹模圖形如下圖所示： 7.1.2.外形凸模的設(shè)計(jì) 因?yàn)樵撝萍螤畈皇菑?fù)雜，所以將落料模設(shè)計(jì)成直通式凸模，直通式凸模工作部分和固定部分的形狀做成一樣，直通式凸模采用線切割機(jī)床加工?？梢灾苯佑寐葆敽弯N釘直接固定在墊板上，外形凸模的高度是卸料板的厚度、定位銷的厚度、樹脂壓縮量的總和，外形凸模下部設(shè)置1個(gè)導(dǎo)正銷，借用工件上的孔作為導(dǎo)正孔。外形凸模長(zhǎng)度為： L=H1+（15~20）mm H1——卸料板厚度；得H1=0.5×H凹=0.5×40=20mm，本次課題材料比較薄，所以H1取18mm (15~20)——附加長(zhǎng)度，包括凸模的修磨量，凸模進(jìn)入凹模的深度及凸模固定板與卸料板間的安全距離。（附加長(zhǎng)度取20） L=18+20 =38mm，本次設(shè)計(jì)取40mm，如下圖所示： 7.1.3.凸模墊板的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)所選模架為標(biāo)準(zhǔn)鑄鐵模架，上模板材料許用的壓應(yīng)力為[σP]，查閱有關(guān)資料得知：模座材料為鑄鐵HT200時(shí)，[σP]=11-15kg/mm2。如果凸模工作時(shí)上表面最大應(yīng)力σ∑＝P∑/S(P∑為總沖裁力，S為凸模截面積)超過(guò)[σP]，則必須用墊板。如果加矩形墊板后壓應(yīng)力小于[σP]，則滿足要求。 墊板尺寸：長(zhǎng)、寬與凹模外形相同，厚度可選：6、8、10、12mm，本次設(shè)計(jì)選擇10mm，材料為45#鋼，熱處理HRC45-48。 7.1.4.卸料板的設(shè)計(jì) 尺寸：外形長(zhǎng)、寬與凹模外形相同，厚度H卸=0.5H凹，前面分析，該尺寸為18mm，對(duì)于帶導(dǎo)向凸模的彈性卸料板，它和凸模的單邊間隙應(yīng)小于凸模與凹模之間的單邊間隙Z/2，由于本次設(shè)計(jì)材料間隙比較小，所以可以凸模與卸料板的間隙可以選擇與凸模和凹模之間間隙值相等，材料為45#。如下圖所示： 7.2.模架及其它零件的設(shè)計(jì) 7.2.1.上下模座 模座分帶導(dǎo)柱和不帶導(dǎo)柱兩種，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)要求確定是否帶導(dǎo)柱的模座。 本模具采用后側(cè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套來(lái)保證模具上、下模的精確導(dǎo)向?；瑒?dòng)導(dǎo)柱、導(dǎo)套都是圓柱形的，其加工方便，可采用車床加工，裝配容易。導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)保證上模座最底位置時(shí)（閉合狀態(tài)），導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離15mm。而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離為5mm。導(dǎo)柱的下部與下模座導(dǎo)柱孔采用R7/h5的過(guò)盈配合,導(dǎo)套的外徑與上模座導(dǎo)套孔采用R7/h5的過(guò)盈配合。導(dǎo)套的長(zhǎng)度，需要保證沖壓時(shí)導(dǎo)柱一定要進(jìn)入導(dǎo)套10mm以上。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用H7/h6的間隙配合，導(dǎo)柱與導(dǎo)套均采用20鋼，熱處理硬度滲碳淬硬56~60HRC。 導(dǎo)柱的直徑、長(zhǎng)度，按標(biāo)準(zhǔn)選取。 導(dǎo)柱：d/mm×L/mm分別為φ35×160mm， 導(dǎo)套：d/mm×L/mm×Dmm分別為φ35×60mm×φ50， 模座的的尺寸L/mm×B/mm為380mm×285mm。模座的厚度應(yīng)為凹模厚度的1.0~1.5倍，上模座的厚度為40mm，下墊板厚度取10mm，下模座的厚度為50mm。 7.2.2.模柄 模柄的作用是將模具的上模座固定在沖床的滑塊上。常用的模柄形式有：（1）整體式模柄，模柄與上模座做成整體，用于小型模具。（2）帶臺(tái)階的壓入式模柄，它與模座安裝孔用H7/n6配合，可以保證較高的同軸度和垂直度，適用于各種中小型模具。（3）帶螺紋的旋入式模柄，與上模連接后，為防止松動(dòng)，擰入防轉(zhuǎn)螺釘緊固，垂直度較差，主要用于小型模具。（4）有凸緣的模柄，用螺釘、銷釘與上模座緊固在一起，使用與較大的模具。（5）浮動(dòng)式模柄，它由模柄，球面墊塊和連接板組成，這種結(jié)構(gòu)可以通過(guò)球面墊塊消除沖床導(dǎo)軌位差對(duì)對(duì)沖模導(dǎo)向精度的影響，適用于滾珠導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向的精密沖裁。 本模具采用帶臺(tái)階的壓入式模柄。 在設(shè)計(jì)模柄時(shí)模柄長(zhǎng)度不得大于沖床滑塊內(nèi)模柄孔的深度，模柄直徑應(yīng)與模柄孔徑一致。 7.2.3.模具的閉合高度 該模具的閉合高度為 H閉=H上模+H墊+L+H+H下模-h2 =(40+40+40+10+50-2)mm =178（mm） 式中： L——凸模長(zhǎng)度，L=40mm H——凹模厚度，H=40mm h2——凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，h2=2mm 可見該模具閉合高度小于所選壓力機(jī)J23—100的最大裝模高度（480）可以使用。 第八章、壓力機(jī)的選擇 通過(guò)校核，該沖裁件所需的沖裁力為814.212KN，選擇開式雙柱可傾壓力機(jī)J23—100能夠滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下： 公稱壓力：1000KN 滑塊行程：130mm 最大閉合高度：220mm 最大裝模高度；480mm 工作臺(tái)尺寸（前后×左右）：710mm×1080mm 墊板厚度尺寸：100mm 模柄孔尺寸：Ф60mm×80mm 最大傾角高度：30° 結(jié) 論 四年的學(xué)習(xí)，我對(duì)模具設(shè)計(jì)與制造有了深刻的認(rèn)識(shí)。面臨畢業(yè)期間，此次單獨(dú)設(shè)計(jì)一個(gè)模具，讓我了解了很多的模具結(jié)構(gòu)、模具加工工藝、模具的用途。并且學(xué)到不少的書本上沒有的知識(shí)，就拿沖壓模來(lái)說(shuō)，對(duì)于影響模具壽命的因素，主要是模具的加工精度和材料的剛度，還有模具的材料，模具生產(chǎn)批量，模具結(jié)構(gòu)等。影響模具的產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素也是模具的制造精度。 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我從理論和實(shí)踐上又更進(jìn)一步的加深。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)。中國(guó)面臨世界的挑戰(zhàn)，在模具行業(yè)這方面，我希望日后能在模具這一行有所貢獻(xiàn)。 參考文獻(xiàn) [1]王海明主編.機(jī)械制造技術(shù)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 2004. 7 [2]張鼎承主編.沖模設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1999.5 [3]閻其鳳主編.模具設(shè)計(jì)與制造.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1995.11 [4]翁其金主編.沖壓工藝與沖模設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1999.5 [5]李正風(fēng)主編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].上海:上海交通大學(xué)出版社，2005.1 [6]許發(fā)樾主編.模具設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1999,5 [7]劉力主編.機(jī)械制圖. 北京:高等教育出版社.第二版，2004.7 27