3398 手柄沖孔、落料級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì),手柄,沖孔,落料級(jí)進(jìn)模,設(shè)計(jì)
第 1 頁 共 30 頁手柄沖孔、落料級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)1 概述冷沖壓是塑性加工的基本方法之一，它是利用安裝在壓力機(jī)上的模具，在室溫下對(duì)板料施加壓力使其變形和分離，從而獲得一定形狀、尺寸的零件的加工方法。因?yàn)樗饕糜诩庸ぐ辶狭慵?，所以也稱板料沖壓。在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模） 。冷沖模在實(shí)現(xiàn)冷沖壓加工中是必不可少的工藝裝備，沒有先進(jìn)的模具技術(shù)，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實(shí)現(xiàn)。沖壓加工在汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀表和日用品的生產(chǎn)中，已占據(jù)十分重要的地位。1.1 冷沖壓的特點(diǎn)及應(yīng)用1.1.1 冷沖壓的特點(diǎn)(1) 能沖壓出其他加工工藝難以加工或無法加工的形狀復(fù)雜的制件。如汽車覆蓋件等。(2) 沖壓件質(zhì)量穩(wěn)定，尺寸精度高。由于沖壓加工是靠模具成型，模具制造精度高、使用壽命長，故沖壓件質(zhì)量穩(wěn)定，制件互換性好。尺寸精度一般可達(dá)到IT10～14 級(jí)，最高可達(dá)到 IT16 級(jí)，有的制件不需再機(jī)械加工，便可滿足裝配和使用要求。(3) 沖壓件具有重量輕、強(qiáng)度高、剛性好和表面粗糙度小等特點(diǎn)。(4) 生產(chǎn)效率高，如汽車覆蓋件這樣的大型件的生產(chǎn)效率，可達(dá)每分鐘數(shù)件。(5) 材料利用率高，一般為 70%～85%，因此沖壓加工能實(shí)現(xiàn)少廢料，甚至無廢料生產(chǎn)。(6) 操作簡單，便于組織加工生產(chǎn)。(7) 易于機(jī)械化與自動(dòng)化生產(chǎn)。(8) 冷沖壓的缺點(diǎn)就是模具制造周期長、制造成本高，故不適合單件小批量生產(chǎn)。另外，冷沖壓生產(chǎn)多采用機(jī)械壓力機(jī)，由于滑塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)快，手工操作時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，易發(fā)生事故，故必須特別重視安全生產(chǎn)、安全管理以及采取必要的安全技術(shù)措施。第 2 頁 共 30 頁1.1.2 冷沖壓的應(yīng)用沖壓加工的應(yīng)用范圍十分廣泛，不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬材料，在汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀表、玩具以及日常生活用品的生產(chǎn)方面，都占有十分重要的地位。另外，在國防工業(yè)生產(chǎn)中，如飛機(jī)、導(dǎo)彈、各種槍彈與炮彈的生產(chǎn)，沖壓加工也占有很大的比例。隨著汽車和家用電器等行業(yè)的飛速發(fā)展，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，對(duì)發(fā)展冷沖壓生產(chǎn)給予了高度重視。據(jù)近年來的統(tǒng)計(jì)表明，美、日等國的模具工業(yè)年產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)年產(chǎn)值的 6%～12%。冷沖壓模具歷史悠久、用途廣、技術(shù)成熟，在各種模具中所占比例最大。汽車、摩托車、家電行業(yè)是模具最大的市場，占整個(gè)模具市場的 60%以上。因此沖壓工藝在我國現(xiàn)代化建設(shè)中有著非常廣闊的發(fā)展前景。1.2 冷沖壓的基本工序和沖壓工藝要求1.2.1 基本工序冷沖壓基本工序按板料的變形特點(diǎn)，可分為分離工序和變形工序兩大類。金屬板料在沖壓力的作用下，其應(yīng)力超過強(qiáng)度極限而沿一定的輪廓線斷裂，稱為分離工序。分離工序又可分為落料、沖孔和剪切等。金屬板料在沖壓力的作用下，其應(yīng)力超過屈服極限（但低于強(qiáng)度極限）而產(chǎn)生塑性變形，從而獲得一定形狀和尺寸要求的制件，稱為變形工序。變形工序又可分為彎曲、拉深、翻邊、脹形和旋壓等。1.2.2 沖壓工藝要求沖壓過程中，沖模是對(duì)金屬板料進(jìn)行沖壓加工以獲得合格產(chǎn)品的工具，沖模的凸模與凹模直接接觸被加工材料并相對(duì)運(yùn)動(dòng)使其產(chǎn)生塑性變形來得到預(yù)期的零件。因此要求沖模：（1） 應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和相應(yīng)的形狀和尺寸精度；（2） 主要零件應(yīng)有足夠的耐磨性及使用壽命；（3） 結(jié)構(gòu)應(yīng)確保操作安全，便于使用和維修；（4） 應(yīng)有使材料順利送進(jìn)、工件方便取出、定位可靠的裝置，以保證生產(chǎn)的工件質(zhì)量穩(wěn)定；（5） 要有導(dǎo)向裝置以使沖模上下運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確；第 3 頁 共 30 頁（6） 零件的加工和裝配應(yīng)盡可能簡單，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件、普通件，以縮短模具的制造周期，降低成本；（7） 結(jié)構(gòu)應(yīng)與沖壓設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)相適應(yīng)，以便牢固的安裝在沖壓設(shè)備上；（8） 應(yīng)具有與沖壓設(shè)備連接的部位和搬運(yùn)吊裝部位，以適應(yīng)安裝和管理的需要。1.3 沖壓工藝新技術(shù)的發(fā)展隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，冷沖壓技術(shù)及模具不斷革新和發(fā)展，沖壓工藝新技術(shù)發(fā)展主要反映在以下 5 個(gè)方面。（1） 模具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助制造技術(shù)（模具 CAD/CAM） 采用該技術(shù)，模具設(shè)計(jì)和制造的效率一般可提高 2～3 倍，模具生產(chǎn)周期可縮短 1/2～2/3。目前已達(dá)到 CAD/CAM 一體化，模具圖紙只是作為檢驗(yàn)?zāi)＞咧?。?） 工藝分析中的板料成型模擬仿真技術(shù)（沖壓 CAE） 對(duì)于普通沖壓工藝的制定，可根據(jù)有關(guān)資料進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)、計(jì)算；而對(duì)于復(fù)雜的曲面成型，例如汽車覆蓋件的成形，傳統(tǒng)的方法是憑設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行對(duì)比分析，初步確定工藝方案和有關(guān)參數(shù)，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)＞卟⑦M(jìn)行試沖。因此，周期長、投資大、風(fēng)險(xiǎn)大。近幾年來，國內(nèi)外已采用彈塑性有限元法，開發(fā)出板料成型過程的模擬軟件，供設(shè)計(jì)人員對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行修改和選擇，以預(yù)測某一工藝方案對(duì)零件成型的可行性和可能發(fā)生的質(zhì)量問題。這一虛擬成型技術(shù)，即沖壓 CAE，不僅可以節(jié)省昂貴的模具實(shí)驗(yàn)費(fèi)用，也可以大大縮短試制周期和提高成型件的質(zhì)量。（3） 快速模具制造技術(shù)的發(fā)展 將快速成型技術(shù)與各種常規(guī)的鑄造、粉末燒結(jié)工藝相結(jié)合而發(fā)展起來的快速模具制造技術(shù)，以及低熔點(diǎn)合金模具、樹脂模具都可用于冷沖壓成型。其模具的制造周期僅為常規(guī)模具切削制造的 1/5～1/3，而成本僅為后者的 1/4～1/2，在精度和壽命方面又能滿足生產(chǎn)上的使用要求，非常適合于新產(chǎn)品的開發(fā)、工藝驗(yàn)證或中、小批量生產(chǎn)的需要。（4） 采用沖壓新工藝 精密沖裁、液壓成型、沖壓-焊接復(fù)合工藝等特種沖壓工藝的采用，使沖壓工藝的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，沖壓制件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率大大提高，從而使生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低。（5） 冷沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化 為了滿足大批量生產(chǎn)的需要，沖壓設(shè)備已由單工位的低速壓力機(jī)發(fā)展到多工位的高速壓力機(jī)；在高速壓力機(jī)上采用多工位的級(jí)進(jìn)模進(jìn)行沖壓加工，使冷沖壓生產(chǎn)達(dá)到高度自動(dòng)化。冷沖壓工藝與模具是一門實(shí)用性很強(qiáng)的課程，在學(xué)習(xí)這門課之前，除了應(yīng)掌握機(jī)械設(shè)計(jì)、金屬學(xué)、金屬塑性加工力學(xué)等基礎(chǔ)理論課程外，還應(yīng)對(duì)沖壓生產(chǎn)實(shí)第 4 頁 共 30 頁踐有所了解，具有初步的感性認(rèn)識(shí)，這樣才能在學(xué)習(xí)中理論聯(lián)系實(shí)際，了解模具的類型 、結(jié)構(gòu)，掌握模具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法等。2.落料沖孔級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)工件名稱：手柄生產(chǎn)批量：大批量材料：10 號(hào)鋼厚度：2.2mm工件簡圖：圖 12.1 工藝分析、排樣設(shè)計(jì)2.1.1 手柄沖壓的工藝性分析圖示零件材料為 10 號(hào)鋼板，能夠進(jìn)行一般的沖壓加工，市場上也容易得到這種材料，價(jià)格適中。手柄外形落料的工藝性：手柄屬于中等尺寸零件，料厚 2.2mm，外形復(fù)雜程度一般，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工藝獲得。手柄沖孔的工藝性：大小為 φ5mm 和 φ8mm 的孔，尺寸精度要求一般，可采用沖孔。第 5 頁 共 30 頁此工件只有外形落料和沖孔兩個(gè)工序。圖示零件尺寸均為未注公差的一般尺寸，按慣例取 IT14 級(jí)，符合一般級(jí)進(jìn)沖壓的經(jīng)濟(jì)精度要求，模具精度取 IT9 級(jí)即可。由以上分析可知，圖示零件具有比較好的沖壓工藝性，適合沖壓生產(chǎn)。2.1.2 排樣設(shè)計(jì)（1）確定零件的排樣方案設(shè)計(jì)模具時(shí)，條料的排樣很重要。手柄零件具有一頭大一頭小的特點(diǎn)，單向排列時(shí)材料的利用率低，采用對(duì)排（圖 2 所示）的排樣方案可以提高材料的利用率，減少廢料。為了避免制作兩套凸模和凹模零件，降低模具的制造成本，采用調(diào)頭沖的送料方式，即隔位沖壓，條料完成一個(gè)方向的沖壓后，將條料水平方向旋轉(zhuǎn) 1800，再?zèng)_第二遍，在第一次沖裁的間隔中沖裁出第二部分工件。（2）條料寬度、導(dǎo)尺間寬度和材料利用率的計(jì)算查表取得搭邊值為 2.5mm 和 3.5mm。送料步距如圖 2 所示B=32+16+2.5+2.5=53 mm條料寬度的計(jì)算：擬采用無側(cè)壓裝置的送料方式，由 b-Δ =〔D+2a +c1〕 - ΔD—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸a—側(cè)搭邊值c1—導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙代入數(shù)據(jù)計(jì)算，取得條料寬度為 135mm。導(dǎo)尺間距離的計(jì)算：由 s=D+2(a+c1),代入數(shù)據(jù)計(jì)算得導(dǎo)尺間距離為 136 mm。材料利用率的計(jì)算：根據(jù)一般的市場供應(yīng)情況，原材料選用 1000 mm×2000 mm×2.2 mm 的冷軋薄鋼板。每塊可剪 2000mm ×135 mm 規(guī)格條料 7 條，材料剪切利用率達(dá) 94.5%。由一個(gè)步距的材料利用率通用計(jì)算公式： = ?%10?BsnA式中 A—一個(gè)沖裁件的面積，A 2653.66mm2;?n—一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的沖裁件數(shù)量；B—條料寬度，mm; s—步距， mm第 6 頁 共 30 頁得 = =74.2%?%10356.2?2.2 工藝方案的確定及工藝計(jì)算手柄零件所需的基本沖壓工序?yàn)槁淞虾蜎_孔，可擬訂出以下三種工藝方案。方案一：用簡單的單工序模分三次加工，即落料——沖孔——沖孔。方案二：沖孔落料復(fù)合模。方案三：沖孔落料級(jí)進(jìn)模。圖 2方案一：模具結(jié)構(gòu)簡單，成本低，但工件的累計(jì)誤差大，操作不方便，由于該工件為中批量生產(chǎn)，需三套設(shè)備成本高，生產(chǎn)率低。方案二：生產(chǎn)率較方案一和三都高，加工精度高，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作難度較大成本高，還有模具對(duì)壓力機(jī)噸位要求較方案一和三都高。方案三：生產(chǎn)率較方案二低，精度略低于方案二，但是模具結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜成本較低，壓力機(jī)噸位要求低，故節(jié)省能源，由于此為大批量生產(chǎn)，精度要求不高，相比較而言方案三更具有可行性，更具有優(yōu)越性。第 7 頁 共 30 頁手柄零件大端 φ5mm 的孔與 R16mm 的外圓及 φ8mm 的孔之間的距離為3.5mm，大于此零件要求的最小壁厚（3.2mm） （1） ，可以采用沖孔、落料復(fù)合?；驔_孔、落料級(jí)進(jìn)模。復(fù)合模模具制造難度大，并且沖壓后產(chǎn)品留在模具上，在清理模具上的物料時(shí)會(huì)影響沖壓速度，因此選用級(jí)進(jìn)模更為合理。2.3 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定（1）正倒裝結(jié)構(gòu)：根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個(gè)工序，為方便小孔廢料和成形工件的落下，采用正裝結(jié)構(gòu)，即沖孔凹模和落料凹模都安排在下模。（2）送料方式：采用手工送料方式。（3）定位裝置：本工件在級(jí)進(jìn)模中尺寸是較大的，又是大批量生產(chǎn)，順沖時(shí)第一個(gè)工位采用始用擋料銷定位，第二個(gè)工位采用固定擋料銷定位。調(diào)頭沖時(shí)第一個(gè)工位設(shè)置一個(gè)始用擋料銷定位（和順沖時(shí)的始用擋料銷定位不在同一個(gè)位置） ，第二工位靠固定擋料銷定位。送料時(shí)廢料孔與固定擋料銷作為粗定距，在大凸模上安裝一個(gè)導(dǎo)正銷，利用條料上 φ5mm 和 φ8mm 的孔做導(dǎo)正銷孔進(jìn)行導(dǎo)正，依此作為條料送進(jìn)的精確定距。（4）導(dǎo)向方式：為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于已經(jīng)采用了手工送料方式，為了提高開敞性和導(dǎo)向均勻性，采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。（5）卸料方式：本模具采用正裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料和工件留在凹?？锥粗?，為了簡化模具結(jié)構(gòu)，可以在下模座中開有通槽，使廢料和工件從孔洞中落下。工件厚度為 2.2mm，為了保證工件有比較好的平整度，采用彈壓性卸料裝置。選用 JB/T8068.3-1995 彈壓縱向送料典型組合。2.4 沖壓力與壓力中心的計(jì)算2.4.1 沖裁工序總力的計(jì)算由工件結(jié)構(gòu)和前面所定的沖壓方案可知，本工件的沖裁力包括以下部分。沖四個(gè) φ5mm 孔的力 P1、沖 φ8mm 孔的力 P2，落外型料的力 P3，向下推出φ5mm 沖孔廢料的力 P4，向下推出 φ8mm 孔廢料的力 P5，向下推出工件的力P6。由于彈性卸料板卸條料的廢料的力是壓力機(jī)提供的，故用計(jì)算在內(nèi)，沖裁φ5mm，φ8mm 及工件外形后卸條料的力分別為 P7、P 8、P 9?？紤]到模具刃部被磨損、凸凹模間隙不均勻和波動(dòng)、材料力學(xué)性能及材料厚度偏差等因素的影響，實(shí)際計(jì)算沖裁力時(shí)按下面公式：第 8 頁 共 30 頁P(yáng)=KLtτ式中 P—沖裁力（kN）L—沖裁件剪切周邊長度（mm）t—沖裁件材料厚度（mm）τ—被沖材料的抗剪強(qiáng)度 (MPa)K—系數(shù)，一般取 1.3。上式中抗剪強(qiáng)度 τ 與材料種類和坯料的原始狀態(tài)有關(guān)，可在手冊(cè)中查詢。為方便計(jì)算，可取材料的 τ=0.8σ b,故沖裁力表達(dá)式又可表示為：P=1.3Ltτ≈Ltσ b式中 σ b—被沖材料抗拉強(qiáng)度(MPa)。查手冊(cè) [1]表 8—7 得 10 鋼的 σ b=335MPaP1=4×5π×2.2×335=46.29kNP2=8π×2.2×335=18.52kN由于 L 3= 3601958arcsin2895216958arcsin602 ???? ??????=268.7mm則：P 3=268.7×2.2×335=198.1kN推件力 Pt=nKtPKt—推件力系數(shù), Kt=0.055n—同時(shí)卡在凹模的工件(或廢料)數(shù),其中 n=h/th—凹模刃部直壁洞口高度（mm） ，t—料厚( mm)查手冊(cè) [2]表 2—40 可得和 h=6mm, 故 n=3 如圖 3 所示：圖 3P4= =7.64kN29.4605.?第 9 頁 共 30 頁P(yáng)5= =3.06kN52.180.3?P6=3×0.055×198.1=32.69kN卸料力 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式得P =0.03P 卸P7 =0.03×46.29=1.39 kNP8 =0.03×18.52=0.56 kNP9 =0.03×198.1=5.95 kN工序總力P=P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7+P8+P9 =46.29+18.52+198.1+7.64+3.06+32.69+1.39+0.56+5.95=314.2KN2.4.2 彈性橡膠板的計(jì)算本模具中橡膠板的工作行程由以下幾個(gè)部分組成：凸模修模量 5mm；凸模凹進(jìn)卸料板 1mm；公件厚度 2.2mm；凸模沖裁后進(jìn)入凹模 2mm；以上四項(xiàng)長度之和就是橡膠板的工作行程 S 工作 ；即S 工作 =（5+1+2.2+2）mm=9.2mm取壓縮量為自由高度的 0.3 則橡膠的自由高度為:H 自由 = = =30.7mm3.0工 作 29由上面計(jì)算可知：P 卸 = P7+ P8+ P9=1.39+0.56+5.95=7.9KN預(yù)壓縮量取 15%，由圖 1-17 可查出 P=0.5MPa，此時(shí)橡膠板應(yīng)具有足夠的卸料力，其卸料力的大小用式 1-2 計(jì)算橡膠板所需的面積。則A= = =15800 =158PF5.01973?2m2c結(jié)合模具的實(shí)際結(jié)構(gòu)，將橡膠板分成若干塊安裝。橡膠高度 H 自由 與直徑 D之比需要滿下式：0.5 5.1DH?自 由橡膠板的自由高度為 30.7mm，厚度不可低于要求的尺寸，超出這個(gè)厚度時(shí)應(yīng)考慮到每加厚 1mm，就將增加相應(yīng)的工作載荷約。橡膠板的總面積為 158 ,2cm分為 4 塊，每個(gè)用螺釘安裝在一塊，每個(gè)卸料螺釘安裝一塊，中間鉆孔 13mm。?四塊橡膠板的厚度無比一致，不然會(huì)造成受力不均勻，運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作，卸料板采用 45 鋼制造，淬火硬度為 40---45HRC。第 10 頁 共 30 頁2.4.3 初選壓力機(jī)開式可傾壓力機(jī)參數(shù)初選壓力機(jī)型號(hào)為 J23-40 和 J23-35型號(hào)公稱壓力/kN滑塊行程/mm最大封閉高度 /mm工作臺(tái)尺寸/mm滑塊底面尺寸 /mm可傾斜角/·封閉高度調(diào)節(jié)量/mmJ23-40 400 100 330 700×460 —— 30 80J23-35 350 80 280 380×610 190×210 20 602.4.4 壓力中心的計(jì)算 模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)的中心滑塊中心線重合。否則，沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌與模具的導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會(huì)使合理的間隙得不著保證，從而影響制件的質(zhì)量和降低模具的壽命，甚至損壞模具。此為多凸模模具的壓力中心，首先計(jì)算大凸模的壓力中心第 11 頁 共 30 頁圖 4a計(jì)算其壓力中心的步驟 如下：①、按比例畫出凸模的工作部分剖面圖（見圖 4a）②、在任意距離處作 x-x 軸 y-y 軸③、 分別計(jì)算出各線段和圓弧的重心到 x-x 軸的距離 y1, y2, y3, y4 和到 y-y 軸的距離 x1, x2, x3, x4, ④、大凸模的壓力中心到坐標(biāo)軸的距離下式確定：到 y-y 軸的距離x0= 4321llxl?= =61.4mm94.5267..97. 64.1256.73???到 x-x 軸的距離y0= 4321llyyl?= =0mm??94.5267..97. 016.3?????⑤、由于其余三個(gè)凸模為規(guī)則的凸模 ，則總的壓力中心為第 12 頁 共 30 頁圖 4（b）到 y-y 軸的距離x0= 654321lll xxl ??= 07.152.07.1 04.61.9.97.58 ????=89.8mm到 x-x 軸的距離y0= 654321lll yyyl ??= 05.27.1.07.5 05.26)3()4()()6(7.)53(7.1 ?????????=-15.8mm2.5 模具主要工作零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化（尺寸、位置、標(biāo)準(zhǔn)與示意圖）（１）工作零部件的計(jì)算第 13 頁 共 30 頁由于制件結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸凹模。這時(shí)需要分別計(jì)算和標(biāo)注凸模和凹模的尺寸和公差。 沖孔時(shí)，間隙取在凹模上，則：凸模尺寸dap=（d+x△） -δp 0 凹模尺寸dd=(d+x△+Z min)0+δ式中 Dd Dp——落料凹模和凸模的刃口尺寸，mmdp dd——沖孔凹模和凸模的刃口尺寸，mmx——磨損系數(shù)，查表 2-30[1]得：IT14 級(jí)時(shí) x=0.5。Zmin——雙面間隙，mm△——工件公差，mmδ——凸模和凹模的制造公差，mm① 沖裁 φ5mm 孔凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算凸模尺寸 由表 2-10[1]查得△=0.3dap=（d+x△） -δp 0 =(5+0.5×0.30)0-0.02 =5.150-0.02凹模尺寸由表 2-23[1]得 Zmin=0.26dd=(d+x△+Z min)0+δ =(5+0.5×0.30+0.26)0+0.02 =5.410+0.02② 沖裁 φ8mm 孔凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算凸模尺寸由表 2-10 得△=0.36dap=（d+x△） -δp 0 =(8+0.5×0.36) 0-0.02 =8.18 0-0.02凹模尺寸查表 2-23 得 Zmin=0.26dd=(d+x△+Z min)0+δ =(8+0.5×0.36+0.26) 0+0.02=8.440+0.02③ 外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算因此落料件為復(fù)雜的制件，所以利用凸凹模配合法，這種方法有利于獲得最小的合理間隙，放寬對(duì)模具的加工設(shè)備的精度要求。采用配作法，計(jì)算凹模的刃口尺寸，首先是根據(jù)凹模磨損后輪廓變化情況正確判斷出模具刃口各個(gè)尺寸在磨損過程中是變大還是變小，還是不變這三種情況，然后分別按不同的計(jì)算公式計(jì)算。a、凹模磨損后會(huì)增大的尺寸------- 第一類尺寸 A第一類尺寸：A j=(Amax-x△) 0+0.25△ b、凹模磨損后會(huì)減小的尺寸------- 第二類尺寸 B第二類尺寸：B j=(Bmax+x△) 0-0.25△第 14 頁 共 30 頁c、凹模磨損后會(huì)保持不變的尺寸 第三類尺寸 C第三類尺寸：C j=(Cmin+0.5△)? 0.125△其落料凹模的基本尺寸計(jì)算如下：圖 5（a）第一類尺寸：磨損后增大的尺寸：A1=(Amax-x△) =(8-0.5×0.43) =7.785??25.0 43.025??1.0?A2=(Amax-x△) =(16-0.5×0.62) =15.69 25.0 62.0516.0落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是 7.785mm，15.69mm，不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)條件中注明：凸模實(shí)際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值 Zmin=0.26。圖 5（b）（2）工作零部件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化（用一個(gè)整體的凸模固定板）沖小圓孔的凸模，為了增加凸模的強(qiáng)度與剛度，凸模非工作部分直徑應(yīng)作成逐漸增大的多級(jí)形式如圖 6 所示：第 15 頁 共 30 頁圖 6凸模長度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定的，其凸模長度用下列公式計(jì)算：L=h1+h2+h3- h4式中 L—凸模長度， mmh1—凸模固定板高度，mmh2—卸料板高度，mmh3—橡膠板的厚度 ，mmh4—凹進(jìn)卸料板內(nèi) 1mm圖 7 整體式凹模如圖 7 裝于下模座上，由于下模座孔口較大因而使工作時(shí)承受彎曲力矩，若凹模高度 H 及模壁厚度 C 不足時(shí)，會(huì)使凹模產(chǎn)生較大變形，甚至破壞。但由于凹模受力復(fù)雜，凹模高度可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，即第 16 頁 共 30 頁凹模高度 H=KB凹模壁厚 C=(1.5~2)H式中 B----凹模孔的最大寬度，mm 但 B 不小于 15mmC-----凹模壁厚，mm 指刃口至凹模外形邊緣的距離；K=系數(shù)，取 0.20凹模高度 H=KB=0.20×119=23.8mm 取標(biāo)準(zhǔn)值 28mm凹模壁厚 C=1.5H = 1.5×28=40mm 凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般?。?.7~2.0）d, 圖 8d 為螺孔的距離，由于凹模厚度為 28mm，所以根據(jù)表 2.46﹝2﹞ 查得螺孔選用4×M8 的螺釘固定在下模座。故選用如圖 8： 螺孔到凹模外緣的最小距離 a2=1.5d=1.5×8=12mma3=1.13d≈9mm凹模上螺孔間距由表 2.47 查得最小間距為 40mm，最大間距為 90mm。 螺孔到銷孔的距離一般取 b>2d,所以 b 應(yīng)大于１６。根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須考慮到裝橡膠塊的尺寸，故選用矩形凹模板的周界尺寸為 250×200×28。①?zèng)_裁 φ5mm 孔凸模、凹模各尺寸及其組件確定和標(biāo)準(zhǔn)化（包括外形尺寸和厚度）小凸模長度 L=20+14-1+30.7=63.7mm由小凸模刃口d=5.15mm可知 h=3mm, D1=11mm, D=8mm, L=63.7mm小凸模強(qiáng)度校核 要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應(yīng)力不超過凸模材料的許用壓應(yīng)力，即對(duì)于圓形凸模 dmin≥ ][4??t第 17 頁 共 30 頁式中 dmin—圓形凸模最小截面直徑，mmt—沖裁材料厚度，mm—沖裁材料的抗剪強(qiáng)度，MPa?—凸模材料許用強(qiáng)度，?。?.0~1.6）×10 3MPa???dmin≥ = =2.95mm 所以承壓能力足夠。][4t310.52?抗縱向彎曲力校核 對(duì)于圓形凸模（有導(dǎo)向裝置） Ｌmax≤ Fd270?式中 Lmax ——允許的凸模最大自由長度，mmF — —沖模力,Nｄ——凸模最小截面的直徑，mmLmax≤ = =66.57mm 所以長度適宜。d27057.12?選用沖孔圓凸模：JB/T8057.2—1995 BⅡ 5.15×63.7 凸模固定端面的壓力q =
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