山形沖片沖裁模設(shè)計(jì)【倒裝復(fù)合?！?/h1>

山形沖片沖裁模設(shè)計(jì)【倒裝復(fù)合?！?倒裝復(fù)合模,山形,沖片沖裁模,設(shè)計(jì),倒裝,復(fù)合 摘 要 本次設(shè)計(jì)了一套落料、沖孔的模具。經(jīng)過(guò)查閱資料，首先要對(duì)零件進(jìn)行工藝分析。經(jīng)過(guò)工藝分析和對(duì)比，采用落料、沖孔工序。通過(guò)沖裁力、頂件力、卸料力等計(jì)算，確定壓力機(jī)的型號(hào)。再分析對(duì)沖壓件加工的模具適用類型選擇所需設(shè)計(jì)的模具。得出將設(shè)計(jì)的模具類型后將模具的各工作零部件設(shè)計(jì)過(guò)程表達(dá)出來(lái)。 在文檔中第一部分，主要敘述了沖壓模具的發(fā)展?fàn)顩r，說(shuō)明了沖壓模具的重要性與本次設(shè)計(jì)的意義，接著是對(duì)沖壓件的工藝分析，完成了工藝方案的確定。第二部分，對(duì)零件排樣圖的設(shè)計(jì)，完成了材料利用率的計(jì)算。再進(jìn)行沖裁工藝力的計(jì)算和沖裁模工作部分的設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)選擇沖壓設(shè)備提供依據(jù)。最后對(duì)主要零部件的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)件的選擇，為本次設(shè)計(jì)模具的繪制和模具的成形提供依據(jù)，以及為裝配圖各尺寸提供依據(jù)。通過(guò)前面的設(shè)計(jì)方案畫(huà)出模具各零件圖和裝配圖。 本次設(shè)計(jì)闡述了沖壓倒裝復(fù)合模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作過(guò)程。本模具性能可靠，運(yùn)行平穩(wěn)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。 關(guān)鍵詞：沖壓模;復(fù)合模;連接片;沖裁間隙 4 目　錄 摘 要 I 目　錄 II 前　言 1 第1章 沖裁工藝設(shè)計(jì) 2 1.1 沖裁件的工藝分析 2 1.1.1 工件材料 2 1.1.2 工件結(jié)構(gòu) 2 1.1.3 尺寸精度 3 1.2 沖裁工藝方案的確定 3 第2章 沖裁排樣設(shè)計(jì) 5 2.1 排樣的方法及排樣圖 5 2.1.1 排樣的方法 5 2.1.2 排樣圖 5 2.2 排樣的計(jì)算 6 2.2.1 確定搭邊值 6 2.2.2 送料步距 6 2.2.3 條料寬度計(jì)算 6 2.2.4 材料利用率 7 第3章 沖壓力和壓力中心的計(jì)算 9 3.1 確定沖壓力 9 3.1.1 沖裁力的計(jì)算 9 3.1.2 卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算 10 3.1.3壓力機(jī)公稱壓力的確定 12 3.1.4沖裁功 12 3.2 確定模具壓力中心 13 3.3 沖壓設(shè)備的選用 13 第4章 凸凹模刃口尺寸的確定 15 4.1 確定凸凹模刃口尺寸的原則 15 4.1.1 凸凹模刃口尺寸的作用 15 4.1.2 刃口尺寸計(jì)算原則 15 4.2凸凹模刃口尺寸的確定 17 第五章 主要零部件的設(shè)計(jì) 19 5.1 模具類型的選擇 19 5.2 定位方式的選擇 19 5.2.1 導(dǎo)料銷的選擇 19 5.2.2 擋料銷的選擇 20 5.3 卸料裝置和推件裝置的選擇 20 5.3.1 卸料裝置的選擇 20 5.3.2 推件裝置的選擇 22 5.4 工作零件的設(shè)計(jì) 22 第六章 壓力機(jī)的選取 27 6.1 壓力機(jī)的選擇 27 6.2 裝模高度的校核 27 第七章 模具總裝圖 28 結(jié)　論 29 謝 辭 30 參考文獻(xiàn) 31 前　言 模具，作為高效率的生產(chǎn)工具的一種，是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛與重要的工藝裝備。采用模具生產(chǎn)制品和零件，具有生產(chǎn)效率高，可實(shí)現(xiàn)高速中批量的生產(chǎn)；節(jié)約原材料，實(shí)現(xiàn)無(wú)切屑加工；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，具有良好的互換性；操作簡(jiǎn)單，對(duì)操作人員沒(méi)有很高的技術(shù)要求；利用模具批量生產(chǎn)的零件加工費(fèi)用低；所加工出的零件與制件可以一次成形，不需進(jìn)行再加工；能制造出其它加工工藝方法難以加工、形狀比較復(fù)雜的零件制品；容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化的特點(diǎn)。沖壓技術(shù)的水平直接和生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量（尺寸公差和表面粗糙度等）、一次刃磨的壽命以及設(shè)計(jì)和制造模具的周期緊密相關(guān)。 1 .我國(guó)沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀： 目前，我國(guó)的沖壓技術(shù)、沖壓模具與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有一定的差距，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。 （1） 沖壓基礎(chǔ)理論與成形工藝落后。 （2） 模具標(biāo)準(zhǔn)化程度低。 （3） 模具設(shè)計(jì)方法和手段、模具制造工藝及設(shè)備落后。 （4） 模具專業(yè)化水平低。 2 .沖壓技術(shù)的發(fā)展方向： 雖然我國(guó)的模具工業(yè)和技術(shù)在過(guò)去的十多年中得到了快速發(fā)展，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有很大差距。未來(lái)的十年，中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾個(gè)方面。 （1） 提高模具的設(shè)計(jì)制造水平，使其朝著大型化、精密化、復(fù)雜換、長(zhǎng)使用壽命化發(fā)展。 （2） 在模具設(shè)計(jì)制造中更加普及應(yīng)用國(guó)產(chǎn)的CAD/CAE/CAM技術(shù)。 （3） 發(fā)展快速制造成形和快速制造模具的技術(shù)。 （4） 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。 （5） 研究和發(fā)展優(yōu)質(zhì)的模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)。 第1章 沖裁工藝設(shè)計(jì) 1.1 沖裁件的工藝分析 圖1.1山形沖片 1.1.1 工件材料 工件材料為Q235，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，有4個(gè)φ3.1mm的孔；長(zhǎng)52mm，寬19mm，產(chǎn)品壁厚1.5mm。普通沖裁完全能滿足要求。 1.1.2 工件結(jié)構(gòu) 該零件形狀簡(jiǎn)單。邊孔距遠(yuǎn)大于凸、凹模允許的最小壁厚（見(jiàn)表1.1），故可以考慮采用復(fù)合沖壓工序。 表1.1 倒裝復(fù)合模的沖裁凸凹模最小壁厚 （單位：mm） 材料厚度t 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 最小壁厚δ 1.4 1.8 2.3 2.7 3.2 3.6 材料厚度t 1.6 1.8 2 2.2 2.5 2.8 最小壁厚δ 4 4.4 4.9 5.2 5.8 6.4 材料厚度t 3 3.2 3.5 3.8 4 4.2 最小壁厚δ 6.7 7.1 7.6 8.1 8.5 8.8 1.1.3 尺寸精度 零件圖上所有尺寸按IT13級(jí)設(shè)計(jì). 由表1.1和表1.2查得，沖裁件內(nèi)外形達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為IT13，工件尺寸的公差，一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。 表1.2 沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度 材料厚度 t / mm 基 本 尺 寸 / mm ≤3 3~6 6~10 10~18 18~500 ≤1 IT12~IT13 IT11 1~2 IT14 IT12~IT13 IT11 2~3 IT14 IT12~IT13 3~5 — IT14 IT12~IT13 1.2 沖裁工藝方案的確定 該零件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可以有以下三種工藝方案： 方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。即先用一副模具進(jìn)行落料，后用一副模具沖Ф3.1的孔，該方案模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩副模具才能完成零件的加工，效率低，生產(chǎn)過(guò)程精度也不容易保證，且操作也不方便，不符合中批量生產(chǎn)的要求。 方案二：落料—沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。復(fù)合模是一種多工序沖模，是壓力機(jī)的一次工作行程中，在模具同一工位同時(shí)完成數(shù)道分離的模具，其生產(chǎn)效率高，沖裁件內(nèi)孔與外緣相對(duì)位置精度高，可以借模具精度來(lái)保證零件精度，但復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，成本高，而且?guī)ИM窄面的工件受到凸凹模強(qiáng)度限制而不能用復(fù)合模加工。 方案三：沖孔—落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。在級(jí)進(jìn)模中，整個(gè)沖件的成型是在連續(xù)過(guò)程中逐步完成的，是一種工位多，效率高的沖模。該方案也只需要一副模具，生產(chǎn)效率也高，但為了滿足精度要求，有必要增加兩個(gè)導(dǎo)正銷，這樣模具制造、安裝較復(fù)合模復(fù)雜。 根據(jù)上述分析，為了保證精度要求，本次設(shè)計(jì)采用復(fù)合模進(jìn)行生產(chǎn)?？梢圆捎玫寡b式復(fù)合模進(jìn)行生產(chǎn)，以提高生產(chǎn)效率。 第2章 沖裁排樣設(shè)計(jì) 2.1 排樣的方法及排樣圖 2.1.1 排樣的方法 根據(jù)材料的利用情況，排樣的方法可分為三種： （1） 有廢料排樣 （2） 少?gòu)U料排樣 （3） 無(wú)廢料排樣 采用少、無(wú)廢料排料可以簡(jiǎn)化沖裁模結(jié)構(gòu)，減少?zèng)_裁力。但是條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差影響，沖裁件公差等級(jí)低。同時(shí)，由于是模具單面受力（單邊切斷時(shí)），不但會(huì)加劇模具磨損，降低模具壽命，而且也直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。因此選擇有廢料排樣，雖然材料利用率低，沖裁件質(zhì)量及模具壽命高。 根據(jù)零件結(jié)構(gòu)形狀采用有廢料排樣中直對(duì)排的排樣形式。 2.1.2 排樣圖 排樣圖見(jiàn)圖2.1。 圖2.1排樣圖 2.2 排樣的計(jì)算 2.2.1 確定搭邊值 查表2.1，確定搭邊值a、a1,由t=1.5mm，采用手工送料，取工件間a1=1.5mm，側(cè)搭邊a=1.8mm。 表5-1 搭邊a和a1數(shù)值（低碳鋼） （mm） 材料厚度 圓件及r>2t的圓角 矩形件邊長(zhǎng)L≤50mm 矩形件邊長(zhǎng)L>50mm或圓角r≤2t a a1 a a1 a a1 ≤0.25 0.25～0.5 0.5～0.8 0.8～1.2 1.2～1.6 1.6～2.0 2.0～2.5 2.5～3.0 3.0～3.5 3.5～4.0 4.0～5.0 5.0～12 1.8 1.2 1.0 0.8 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.5 3.0 0.6t 2.0 1.5 1.2 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.5 2.8 3.5 0.7t 2.2 1.8 1.5 1.5 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.5 3.5 0.7t 2.5 2.0 1.8 1.8 1.8 2.5 2.2 2.5 2.8 3.2 4.0 0.8t 2.8 2.2 1.8 1.5 1.5 2.2 2.5 2.8 3.2 4.0 0.8t 3.0 2.5 2.0 1.8 1.8 2.5 2.8 3.2 3.5 4.5 0.9t 注：沖皮革、紙板、石棉等非金屬材料時(shí)，搭邊應(yīng)乘以1.5~2。 2.2.2 送料步距 送料步距（送料步距簡(jiǎn)稱步距或進(jìn)距），是條料在模具上每次送進(jìn)的距離。步距是決定擋料銷位置的依據(jù)，每次只沖一個(gè)零件的步距s的計(jì)算公式為 S=D+a1 （式2.1） 式中 D： 平行于送料方向的沖件寬度； a1： 沖件之間的搭邊值。 計(jì)算送料步距為S= D+a1 =19+1.5=20.5（mm） 2.2.3 條料寬度計(jì)算 條料是由板料剪裁下料而得到的。條料寬度的確定原則為，最小條料寬度要保證沖裁時(shí)零件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時(shí)順利地在導(dǎo)料板之間送進(jìn)，并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙，進(jìn)而確定導(dǎo)料板間的距離。 由于是手工送料，本設(shè)計(jì)采用導(dǎo)料板之間有側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度與導(dǎo)料板間距離的計(jì)算方法。因?yàn)閷?dǎo)板之間有側(cè)壓裝置或用手將條料緊貼單邊導(dǎo)料板的模具，能使條料始終沿著導(dǎo)料板送進(jìn)，可按下式計(jì)算。 條料寬度 B =（L +2a+△） （式2.2） 式中 B： 條料的寬度，mm； L： 沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸，mm； a： 側(cè)搭邊值，可參考表2.1； △： 條料寬度的單向（負(fù)向）公差，見(jiàn)表2.3。 由表2.2和經(jīng)驗(yàn)，取Z=0.8mm 條料寬度 B=（52+2×1.8）=55.6 (mm) 表2.2 條料寬度偏差△ mm 條料寬度 B 材料厚度t ≤1 1~2 2~3 3~5 ≤50 0.4 0.5 0.7 0.9 50~100 0.5 0.6 0.8 1.0 100~150 0.6 0.7 0.9 1.1 150~220 0.7 0.8 1.0 1.2 220~300 0.8 0.9 1.1 1.3 2.2.4 材料利用率 沖壓件中批量生產(chǎn)成本中，坯料材料費(fèi)用占50%以上，排樣的目的就在于合理利用原材料。衡量排樣經(jīng)濟(jì)性、合理性的指標(biāo)是材料的利用率。其計(jì)算公式如下 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率η為 η=nA/Bs×100% （式2.3） 式中 A： 一個(gè)步距內(nèi)沖裁件面積（包括沖出的小孔在內(nèi)），mm； n： 一個(gè)步距內(nèi)沖裁件數(shù)目; B： 條料寬度，mm； s： 步距，mm； 其中 A=784（mm2），通過(guò)軟件計(jì)算獲得，如圖所示 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率η為 η=A/(B*S) =68.7% 8 第3章 沖壓力和壓力中心的計(jì)算 3.1 確定沖壓力 3.1.1 沖裁力的計(jì)算 沖裁力是沖裁時(shí)凸模沖穿板料所需的壓力。在沖裁過(guò)程中，沖裁力是隨凸模進(jìn)入板料的深度（凸模行程）而變化的。通常，沖裁力是指沖裁過(guò)程中的最大值（Fmax）。 影響沖裁力的主要因素是材料的力學(xué)性能、厚度、沖件輪廓周長(zhǎng)及沖裁間隙、刃口鋒利程度與表面粗糙度等。綜合考慮上述影響因素，平刃口模具的沖裁力可按下式計(jì)算 F=KLtτb （式3.1） 式中 F：沖裁力，N； L：沖件周邊長(zhǎng)度，mm； t：材料厚度，mm； τb：材料抗剪強(qiáng)度，MPa； K：考慮模具間隙的不均勻、刃口的磨損、材料力學(xué)性能與厚度的波動(dòng)等因素引入的修正系數(shù)，一般取K=1.3。 對(duì)于同一種材料，其抗拉強(qiáng)度與抗剪強(qiáng)度的關(guān)系為σb≈1.3τb，故沖裁力也可按下式計(jì)算 F=KLtσb （式3.2） 本設(shè)計(jì)的沖裁力按式3.2進(jìn)行計(jì)算。 查表3.1，σb的取值范圍為303～372，取σb=360MPa。 （1）沖裁件的落料周長(zhǎng)可通過(guò)軟件分析獲得 沖裁件周長(zhǎng) L1=190（mm） 則落料力為 F1=KL1tσb=1.3×190×1.5×360=133.4（KN） （2）沖裁件的沖孔周長(zhǎng) L2=39（mm） 則沖孔力為 F2=KL2tσb=1.3×39×1.5×360=27.3（KN） 沖件周邊長(zhǎng)度 L= L1+ L2=39+190=229（mm） 則沖裁力為 F=KLtσb= F1+ F2=160.7（KN） 表3.1 沖壓常用金屬材料的力學(xué)性能 材料 名稱 牌 號(hào) 材 料 狀 態(tài) 力 學(xué) 性 能 抗剪強(qiáng)度 τ/MPa 抗拉強(qiáng)度 σb/MPa 屈服點(diǎn) σs/MPa 伸長(zhǎng)率 δ（%） 普 通 碳素鋼 Q195 Q235 Q275 未 經(jīng) 退 火 255~314 315~390 195 28~33 303~372 375~460 235 26~31 392~490 490~610 275 15~20 碳 素 結(jié)構(gòu)鋼 08F 08 10F 10 15 20 35 45 50 已退火 230~310 275~380 180 27~30 260~360 215~410 200 27 220~340 275~410 190 27 260~340 295~430 210 26 270~380 335~470 230 25 380~400 355~500 250 24 400~520 490~635 320 19 440~560 530~685 360 15 440~580 540~715 380 13 不銹鋼 1Cr13 已退火 320~380 440~470 120 20 1Cr18Ni9Ti 經(jīng) 熱 處 理 460~520 560~640 200 40 鋁 1060、1050A、 1200 已退火 80 70~110 50~80 20~28 冷作 硬 化 100 130~140 — 3~4 注：表中數(shù)據(jù)為板材力學(xué)性能。 3.1.2 卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算 當(dāng)沖裁完成后，從板料上沖裁下來(lái)的沖件（或廢料）由于徑向發(fā)生彈性變形而擴(kuò)張，會(huì)塞在凹?？卓趦?nèi)或者板料上的孔，則沿徑向發(fā)生彈性收縮而緊箍在凸模上。為了使沖裁工作繼續(xù)進(jìn)行，必須將工件或廢料從模具內(nèi)卸下或推出。從凸模上卸下緊箍的料所需要的力稱為卸料力，用F卸表示；將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需要的力稱為推件力，用F推表示；逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需要的力稱為頂件力，用F頂表示。 卸料力、推件力和頂件力是由壓力機(jī)和模具的卸料、頂件和推件裝置傳遞的。所以在選擇壓力機(jī)公稱壓力和設(shè)計(jì)以上機(jī)構(gòu)時(shí)，都需要對(duì)這三種力進(jìn)行計(jì)算。影響這些力的因素較多，主要有：材料的力學(xué)性能和料厚；沖件形狀和尺寸大??；凸、凹模間隙大??；排樣搭邊值大小及潤(rùn)滑情況等。生產(chǎn)中常用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 F卸= K卸F （式3.3） F推= nK推F （式3.4） 式中 F：沖裁力； K卸、K推：分別為卸料系數(shù)、推件系數(shù)和頂件系數(shù)，其值見(jiàn)表3.2； n：塞在凹?？卓趦?nèi)的沖件數(shù)。有反推裝置時(shí)，n=1；錐形孔口，n=0；直刃口，下出件凹模，n=h/t，其中h是直刃口部分的高度（mm），t是材料厚度（mm）。 表3.2 卸料力、推件力及頂件力的系數(shù) 料厚δ/mm K卸 K推 K推 鋼 ≤0.1 0.065～0.075 0.1 0.14 >0.1～0.5 0.045～0.055 0.063 0.08 >0.5～2.5 0.04～0.05 0.055 0.06 >2.5～6.5 0.03～0.04 0.045 0.05 >6.5 0.02～0.03 0.025 0.03 鋁、鋁合金 0.025～0.08 0.03～0.07 純銅、黃銅 0.02～0.06 0.03～0.09 對(duì)于本模具設(shè)計(jì)的計(jì)算如下。 查表3.2，得K卸=0.04～0.05，K推=0.055。 （1）卸料力 F卸 =K卸F =0.05×160.7 =8.035（KN） 式中 K卸查表3.2，取K卸=0.05。 （2）推件力 F推= nK推F =1×0.055×160.7 =8.83（KN） 式中 K卸查表3.2，取K推=0.055；n為卡在凸、凹模內(nèi)的沖孔廢料數(shù)目。 3.1.3壓力機(jī)公稱壓力的確定 沖裁時(shí)，壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于沖壓力（F總），F(xiàn)總為沖裁力和與沖裁力同時(shí)發(fā)生的卸料力、推件力或頂件力的總和。根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)，沖壓力計(jì)算應(yīng)分別對(duì)待，即 當(dāng)模具結(jié)構(gòu)采用彈壓卸料裝置和下出件方式時(shí)：F總=F+ F卸+ F推 當(dāng)模具結(jié)構(gòu)采用彈壓卸料裝置和上出件方式時(shí)：F總=F+ F卸+ F頂 當(dāng)模具結(jié)構(gòu)采用剛性卸料裝置和下出件方式時(shí)：F總=F+ F推 該落料沖孔復(fù)合模采用倒裝結(jié)構(gòu)及彈壓卸料和下出料（沖孔廢料）方式，則總沖壓力F總為 F總=F+ F卸+ F推 =160.7+8.035+8.83 =257（KN） 3.2 確定模具壓力中心 模具的壓力中心，就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。求壓力中心的方法是：采用求空間平行力系的合力作用點(diǎn)。 為了使模具能夠正常又平衡地工作，特別是對(duì)于大而復(fù)雜的沖件、多凸模沖孔以及連續(xù)沖裁時(shí)，必須使壓力中心通過(guò)壓力機(jī)滑塊的中心線。對(duì)于帶有模柄的沖裁模，壓力中心需通過(guò)模柄的軸心線。否則，在沖裁過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生偏心載荷，形成彎矩，使得模具歪斜，加快壓力機(jī)滑塊與導(dǎo)軌之間以及模具導(dǎo)向裝置的磨損，刃口迅速變鈍（無(wú)導(dǎo)向裝置時(shí)特別突出），嚴(yán)重時(shí)，會(huì)啃刃或造成設(shè)備、人身事故。在實(shí)際生產(chǎn)中，可能出現(xiàn)由于沖裁件的形狀特殊，從模具結(jié)構(gòu)方面考慮，不宜使壓力中心與模柄中心線相重合，此時(shí)應(yīng)注意使壓力中心的偏離，不超出所選壓力機(jī)模柄孔投影面積的范圍。通過(guò)軟件分析獲得壓力中心位置如圖所示。 圖3.1 各沖壓邊壓力中心示意圖 3.3 沖壓設(shè)備的選用 機(jī)械壓力機(jī)類型的選定依據(jù)是沖壓的工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量的大小、沖壓件的幾何尺寸和精度要求等。中小型沖壓件生產(chǎn)中，主要應(yīng)用開(kāi)式機(jī)械壓力機(jī)。 機(jī)械壓力機(jī)的規(guī)格指機(jī)械壓力機(jī)的主參數(shù)─公稱壓力。所選機(jī)械壓力機(jī)的公稱壓力和功率必須大于沖壓作業(yè)所需的壓力和功率，以避免壓力和功率的超載。所選壓力機(jī)的閉合高度要與沖模的閉合高度相適應(yīng)，壓力機(jī)的滑塊行程必須滿足沖壓工藝要求。此外，選擇壓力機(jī)臺(tái)面尺寸必須考慮到固定沖模的位置，壓力機(jī)滑塊模柄孔尺寸、工作臺(tái)孔尺寸、滑塊中心線到機(jī)身后側(cè)的距離、頂件橫梁槽的尺寸、機(jī)身側(cè)柱間及導(dǎo)軌間的距離及壓力機(jī)的傾斜范圍等，都應(yīng)與模具各部位尺寸相適應(yīng)。 從滿足沖壓工藝力的要求看，可選用600的開(kāi)式壓力機(jī)。 14 第4章 凸凹模刃口尺寸的確定 4.1 確定凸凹模刃口尺寸的原則 4.1.1 凸凹模刃口尺寸的作用 凸模與凹模尺寸精度是影響沖裁件尺寸精度的重要因素，。凸、凹模的合理間隙值要靠刃口尺寸及其公差來(lái)保證。 4.1.2 刃口尺寸計(jì)算原則 1、根據(jù)落料和沖孔的特點(diǎn) 落料件的尺寸決定于凹模尺寸，故落料模應(yīng)以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；沖孔件的尺寸決定于凸模尺寸，所以沖孔模應(yīng)以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn);先確定凸模的刃口尺寸，再按間隙值確定凹模的刃口尺寸。 2、考慮凸模與凹模的尺寸磨損 凸、凹模在沖裁過(guò)程中必然會(huì)出現(xiàn)磨損使落料尺寸增大。為了保證沖裁件的尺寸精度，盡可能的提高模具壽命，設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹模刃口的基本尺寸應(yīng)取落料件的尺寸公差范圍內(nèi)的較小尺寸。 3、把握好刃口制造精度與工件精度的關(guān)系 凸、凹模刃口尺寸精度的選擇，應(yīng)以能保證工件的精度要求為前提，保證合理的凸凹模間隙值，從而保證模具的使用壽命。一般情況下，也可按工件公差的1/3~1/4選取。對(duì)于圓形凸、凹模，由于制造容易，精度易保證，制造公差可按照IT6~IT7級(jí)選取。 表4.1 初始雙面間隙、 材料厚度/ 08、10、35 09M2、Q235 Q345 40、50 65 小于0.5 極小間隙 0.5 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.060 0.6 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.7 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.092 0.8 0.072 0.104 0.072 0.104 0.072 0.104 0.064 0.092 0.9 0.090 0.126 0.090 0.126 0.090 0.126 0.090 0.126 1.0 0.010 0.14 0.100 0.140 0.100 0.140 0.090 0.126 1.2 0.126 0.180 0.132 0.180 0.132 0.180 1.5 0.132 0.240 0.170 0.240 0.170 0.240 1.75 0.220 0.320 0.220 0.320 0.220 0.320 2.0 0.246 0.360 0.260 0.380 0.260 0.380 2.1 0.260 0.380 0.280 0.400 0.280 0.400 2.5 0.36 0.500 0.380 0.540 0.380 0.540 由表4.1 確定初始雙面間隙、 的值,現(xiàn)取=0.24、 =0.132 表4.2 規(guī)則形狀凸、凹模的制造偏差 基本尺寸 凸模偏差 凹模偏差 基本尺寸 凸模偏差 凹模偏差 ～18 18～30 30～80 0.020 0.020 0.025 0.030 120～180 180～160 0.030 0.040 0.045 80～120 0.025 0.035 160～360 1360～500 500～30 0.035 0.040 0.050 0.050 0.060 0.070 由表4.2 確定、的值 表4.3磨損系數(shù)表 工件精度IT10以上 =1 工件精度IT11～I(xiàn)T13 =0.75 工件精度IT14 =0.5 4.2凸凹模刃口尺寸的確定 采用凸模和凹模分開(kāi)加工的，采用這種方法，要分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸與制造公差，為了保證間隙值必須滿足式： +- （式4.1） 凸凹模制造公差按IT7級(jí)數(shù)選取 對(duì)于沖3.1mm 小孔 ==0.02mm 對(duì)于落料尺寸52mm =0.03 =0.02mm 對(duì)于落料尺寸19mm =0.025 =0.02mm 沖孔時(shí)首先確定凸模刃口尺寸。由于基準(zhǔn)件凸模的刃口尺寸在磨損減小，因此應(yīng)使用凸模的基本尺寸接近工件的最大極限尺寸，凸模制造去負(fù)偏差，凹模去正偏差，----磨損系數(shù)，-----工件公差，按IT14精度選取。 沖孔（3.1mm）=（+） （式4.2） =（3.1+0.5×0.15）=3.175 校核間隙： +=0.02+0.02=0.04≤0.108 所以滿足+≤的條件，制造公差合適。 落料尺寸52mm =（-） ==（52-0.5×0.3）=51.85 =（--Z） ==（52-0.5×0.3-0.132）=51.72 查標(biāo)準(zhǔn)公差表表知=0.30 校核間隙： +=0.03+0.02=0.05≤0.108 所以滿足+≤的條件，制造公差合適。 落料尺寸19mm =（-） ==（19-0.5×0.21）=18.895 =（--Z） ==（25-0.5×0.21-0.132）=18.763 查標(biāo)準(zhǔn)公差表表知=0.21 校核間隙： +=0.025+0.02=0.045≤0.108 所以滿足+≤的條件，制造公差合適。 第五章 主要零部件的設(shè)計(jì) 5.1 模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知采用復(fù)合沖壓，但復(fù)合模又可分為倒裝復(fù)合模和正裝復(fù)合模，其各自的特點(diǎn)如下表 表5.1正裝復(fù)合模與倒裝復(fù)合模的比較 序號(hào) 正裝 倒裝 1 對(duì)于薄沖件能達(dá)到平整要求 不能達(dá)到平整要求 2 操作不方便、不安全，孔的廢料又打棒打出 操作方法能裝自動(dòng)撥料裝置即能提高生產(chǎn)效率又能保證安全生產(chǎn)。孔的廢料通過(guò)凸凹模的孔往下漏掉 3 裝凹模的面積較大，有利于復(fù)雜重建用拼塊結(jié)構(gòu) 如凸凹模較大，可直接將凸凹模固定在底座上省去固定板 4 廢料不會(huì)在凸凹?？變?nèi)積聚，每次又打棒打出，可減少孔內(nèi)廢料的漲力，又利于凸凹模減小最小壁厚 廢料在凸凹模孔內(nèi)積聚，凸凹模要求又較大的壁厚以增加強(qiáng)度。 該沖件屬于普通沖裁，精度要求不高又屬于大批量生產(chǎn)，刃壁較薄，采用倒裝比較合適，因此選用倒裝復(fù)合模。 5.2 定位方式的選擇 定位零件是用來(lái)保證條料的正確送進(jìn)及在模具中的正確位置，以保證沖制出合格的零件。條料在模具送料平面中必須有兩個(gè)方向的限位：一是在與條料方向垂直方向上的限位，保證條料沿正確的方向送進(jìn)成為送進(jìn)導(dǎo)向；二是在送料方向的限位，控制條料一次送進(jìn)的距離（步距）。 5.2.1 導(dǎo)料銷的選擇 屬于送料導(dǎo)向的定位零件又導(dǎo)料銷，導(dǎo)料板、側(cè)壓板等。導(dǎo)料板及側(cè)壓板多用于級(jí)進(jìn)模和單工序模中。導(dǎo)料銷則多用于復(fù)合模和單工序模中。因此選導(dǎo)料銷做為導(dǎo)向且位于條料的同側(cè)，一般設(shè)2個(gè)，從前向后送料時(shí)導(dǎo)料銷裝在左側(cè)（固定式），為標(biāo)準(zhǔn)件。 5.2.2 擋料銷的選擇 屬于送料定距的定位零件有擋料銷、導(dǎo)正銷、側(cè)刃等，導(dǎo)正銷及側(cè)刃多用于級(jí)進(jìn)模和單工序模中。擋料銷則多用于復(fù)合模和單工序模中。選取擋料銷做定距定位零件。在模具閉合后不許擋料銷的頂端高出材料因選取活動(dòng)式橡膠彈頂擋料銷。其擋料銷的高度h查表得h=3，固定擋料銷釣形A10 表5.2擋料銷高度 0.3～2 3 2～3 4 5.3 卸料裝置和推件裝置的選擇 5.3.1 卸料裝置的選擇 常見(jiàn)的卸料零件又固定卸料板和彈壓卸料板。前者式剛性結(jié)構(gòu)主要起卸料作用，卸料力大，適用于沖材料厚度大于0.8的模具，后者是柔性結(jié)構(gòu)，兼有壓料和卸料兩個(gè)作用。其卸料力的大小決定與所選用的彈性元件。主要用于沖制薄料和要求制件平整的沖模中，因此選取彈壓卸料板。 彈壓卸料板與凸模配合間隙值查表的=0.05 表5.3彈壓卸料板與凸模配合間隙值 材料厚度 ＞0.5 ＞0.5～1 ＜1 單面間隙 0.05 0.1 0.15 在自由狀態(tài)下的彈壓卸料板應(yīng)高出凸模刃口0.1～0.3。卸料板的厚度查表5.4。 表5.4卸料板的厚度 材料厚度 卸料板寬度 ≤ 50 >50～80 > 80～125 ho H0 ho H0 ho H0 ～0.8 6 8 6 10 12 14 >0.8～1.5 6 10 8 12 14 15 >1.5～3 6 -- 10 -- 15 -- 查上表數(shù)據(jù)得卸料板厚度 下卸料采用彈性樹(shù)脂作為彈性單元，彈性樹(shù)脂的自由高度為： =（3.5～4） 式中——彈性樹(shù)脂的自由高度（mm）; ——工作行程與模具修磨量和調(diào)整量（4～6mm）之和。 =（1.5+6）mm=7.5mm 則 =(3.5～4)×7.5mm=26.25～30mm 取=30mm。 彈性樹(shù)脂的裝配高度為： （0.7～0.8）=21～24mm，取23mm 5.3.2 推件裝置的選擇 推件裝置主要有剛性推件裝置和彈性推件裝置兩種，一般剛性用的較多，它由打桿、推板、連接桿和推件塊組成。其工作原理是在沖壓結(jié)束后上?；爻虝r(shí)，利用壓力機(jī)滑塊上的打料桿，撞擊上模內(nèi)的打桿與推件板，將凹模內(nèi)的工件推出，其推件力大，工作可靠。此套模具由于沖孔不多，所以采用彈性推件裝置。如圖5.1. 圖5.1 彈性卸料示意圖 5.4 工作零件的設(shè)計(jì) 1. 凹模的設(shè)計(jì) 凹模厚度的確定： ——為系數(shù) ——為凹模刃口的最大尺寸() 查表5.5選取系數(shù)=0.2 表5.5凹模系數(shù) 條料寬度 材料厚度 ≤1 ＞1～3 ＞3～6 ≤50 0.30～0.40 0.35～0.50 0.45～0.60 ＞50～100 0.20～0.30 0.22～0.35 0.30～0.45 ＞100～200 0.15～0.20 0.18～0.22 0.22～0.30 ，取25。凹模壁厚;凹模外形尺寸為125X160。 凹模的刃口形式選用直筒式刃口。該凹模的厚度的全部為有效刃口高度，刃壁無(wú)斜度，刃磨后刃口尺寸不變，適用于制件或廢料逆沖壓方向推出的沖裁模如復(fù)合模、薄料落料模。其形狀如圖5.2 圖5.2 凹模示意圖 2. 凸凹模的設(shè)計(jì) 凸凹模是復(fù)合模中同時(shí)具有落料凸模和沖孔凹模作用的工作零件。凸、凹模的結(jié)構(gòu)大到分為整體式和鑲拼式的兩種，鑲拼式結(jié)構(gòu)適合于大，中型和形狀復(fù)雜，局部容易損壞的整體凸模式或凹模，而此處所需的凸凹模形狀較簡(jiǎn)單，所以選用整體式來(lái)加工凸凹模。 它的內(nèi)外圓均為刃口，凸凹模的最小壁厚與模具結(jié)構(gòu)有關(guān)：當(dāng)模具為正裝結(jié)構(gòu)時(shí)，內(nèi)孔為直筒形刃口形式，且采用下出料方式，則內(nèi)孔無(wú)積存廢料，脹力小，最小壁厚為材料厚度的1.5倍，即3.75MM。 其結(jié)構(gòu)如圖5.3 圖5.3凸凹模 3 .凸模的設(shè)計(jì) 凸模的固定形式有：采用凸模固定板固定、與上模板直接固定和采用低溶點(diǎn)合金或環(huán)氧樹(shù)脂澆注固定三種，各自的特點(diǎn)的比較如下表。 表5.6固定形式的特點(diǎn)比較 固定形式 固定方法 特點(diǎn) 凸模固定板固定 一般采用H7/m6過(guò)渡配合，圓形凸模則采用凸肩固定 定位精度高，牢靠，但固定孔精度高，加工困難 與上模板直接連接 采用螺釘，銷釘直接把凸模固定在上模板上 適用于大型凸模的固定 低熔點(diǎn)合金澆注固定 或 環(huán)氧樹(shù)脂澆注固定 使低熔點(diǎn)合金或氧樹(shù)脂溶化，像粘結(jié)劑一樣固定在凸模上 適用于沖裁0.3～2的板料 由于本工件是大批量的生產(chǎn)，且內(nèi)孔有一定的精度要求，模具采用的是復(fù)合模，則從上表的比較中可選低熔點(diǎn)合金澆注固定或環(huán)氧樹(shù)脂澆注固定形式固定模，。 沖孔凸模為圓形，采取臺(tái)階式凸模，它的強(qiáng)度剛性較好，裝配修磨方便，與凸模固定板配合部分按過(guò)渡配合（H7/m6或H7/n7）制造，最大直徑的作用是形式臺(tái)肩，以便固定，保證工作時(shí)凸模不配拉出，材料選取,熱處理硬度為58～62。其凸模長(zhǎng)度計(jì)算公式： 其中1—凸模固定板厚度 =20mm —材料厚度 0.8 —凹模塊厚度35 —增加長(zhǎng)度，一般選取0～10 4.模架及組成零件的設(shè)計(jì)： 該模架選用對(duì)角導(dǎo)柱方形模架，導(dǎo)向裝置安裝在模具的對(duì)稱線上，滑動(dòng)平穩(wěn)，導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠。由標(biāo)準(zhǔn)（GB/T8070-2008）中選取,從而確定以下材和尺寸： 模架材料選取鑄鐵200 模架上模板的長(zhǎng)度為230、寬度210、厚度35。 下模板的長(zhǎng)度為230、寬度210、厚度45； 最大高度為235、最小高度為190。 模柄選取旋入式模柄，A50，JB/T7646.2； 螺釘選用標(biāo)準(zhǔn)件內(nèi)六角螺釘，規(guī)格為M8； 螺釘M8； 圓柱銷8mm 導(dǎo)柱28×180、32×180， 導(dǎo)套為110×43，長(zhǎng)度110×43； 應(yīng)按6/5配合；柱間的距離22； 材料為20鋼。 第六章 壓力機(jī)的選取 6.1 壓力機(jī)的選擇 由以上的設(shè)計(jì)、計(jì)算，確定壓力機(jī)的規(guī)格尺寸如下： 查表選取國(guó)產(chǎn)600開(kāi)式可傾壓力機(jī) 其最大裝模高度為300 最小裝模高度為160 模柄孔尺寸為直徑50，深度為80 工作臺(tái)尺寸左右為450、前后300， 工作臺(tái)孔尺寸：左右420、前后410 立柱間距離：420 床身最大可傾斜角350 6.2 裝模高度的校核 為了保證模具和壓力機(jī)相適應(yīng)，沖模的閉合高度應(yīng)介于壓力機(jī)的最大裝模高度和最小裝模高度之間，其關(guān)系式為： （式6.1） 式中 ——沖模的閉模高度; 　　 ——最大閉模高度; 　　 ——最小閉模高度; ——墊板高度； ——最大裝模高度； ——最小裝模高度。 則 =192.5 有此可知,則所選則的壓力機(jī)符合要求。 第七章 模具總裝圖 圖6.1總裝圖 工作原理：工作時(shí)，板料以導(dǎo)料銷和擋料銷定位，上模下壓，凸凹模外形與推薦塊配合，在凹模腔內(nèi)落料，同時(shí)沖孔凸模與凸凹模內(nèi)控進(jìn)行沖孔，沖孔廢料直接落下；然后上模上行，當(dāng)滑塊碰到上死點(diǎn)時(shí)，推桿開(kāi)始工作，將工件從凹模內(nèi)推出落下。 32 結(jié)　論 本次山形沖片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包含了落料和沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)，再根據(jù)各沖壓工序的計(jì)算結(jié)果設(shè)計(jì)、生產(chǎn)模具，確保了沖壓的成功,減少了沖壓試模的成本，在最短的時(shí)間內(nèi)得到了滿意的沖壓件。該方法適合于沖壓大型或復(fù)雜沖壓件，以提高模具制造的成功率，縮短模具生產(chǎn)時(shí)間，降低試壓成本。 本次課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是山形沖片的設(shè)計(jì)。模具設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是通過(guò)對(duì)所給工件尺寸，形狀，材料及經(jīng)濟(jì)性的分析，確定相應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)。主要進(jìn)行尺寸的計(jì)算，凸、凹模工作部分尺寸的計(jì)算、模具的設(shè)計(jì)及壓力機(jī)的選擇。在設(shè)計(jì)中以便更直觀地表達(dá)模具的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。 通過(guò)這次設(shè)計(jì)認(rèn)識(shí)到模具的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮技術(shù)和經(jīng)濟(jì)因素，在保證模具結(jié)構(gòu)合理的前提下盡量使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)加工成本最低，精度最高，在未來(lái)的時(shí)間里中國(guó)的模具制造業(yè)還會(huì)有更大發(fā)展空間。 謝 辭 通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，使我學(xué)到了許多知識(shí)，其中還包括許多課本上學(xué)不到的知識(shí)。比如說(shuō)模具整體的設(shè)計(jì)過(guò)程和所設(shè)計(jì)模具的實(shí)用性。我所設(shè)計(jì)的模具的最終目的是用模具來(lái)生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。當(dāng)然，在設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的一些難題。比如說(shuō)怎樣提高產(chǎn)品的加工精度，以及小型工件的加緊這些問(wèn)題，都通過(guò)我們?nèi)シ喯嚓P(guān)的書(shū)籍和經(jīng)過(guò)施華老師的悉心指教和幫助最終才得以解決。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，也使得我們這組成員更加齊心協(xié)力、努力創(chuàng)新，自始至終，都抱著一顆堅(jiān)定的信念,即如何做能使其工件更加美觀、精度更高、工作效率最高的心態(tài)即將課程的我們，在以后的工作中難免會(huì)遇到一些問(wèn)題或麻煩。 參考文獻(xiàn) [1].成虹.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).高等教育出版社，1987. 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