改進(jìn)的銜鐵件級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)說(shuō)明書

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1、第一章 概述 冷沖壓工藝操作簡(jiǎn)單， 便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化， 適合于較大批量零件的生 產(chǎn)，其制品一般都不需要進(jìn)一步的機(jī)械加工，尺寸精度和互換性也都比較好。 它在航空、 汽車、 電機(jī)電器精密儀表等工業(yè)中占有十分重要的地位。 據(jù)有關(guān) 統(tǒng)計(jì)資料介紹，在電機(jī)及儀器儀表生產(chǎn)中，有 60%－ 70%的零件是采用冷沖壓工 藝來(lái)實(shí)現(xiàn)的。此外，隨著人們物質(zhì)生活水平的提高，在諸如家電、電子元器件領(lǐng) 域內(nèi)，冷沖壓加工量也占有相當(dāng)大的比例。可見(jiàn)，支持和促進(jìn)冷沖壓加工技術(shù)， 對(duì)發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)和加速工業(yè)化建設(shè)，具有十分重要的意義。 模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)， 是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。 先進(jìn)國(guó)家的 模

2、具工業(yè)已擺脫從屬地位，發(fā)展為獨(dú)立的行業(yè)。近 20 多年來(lái)，美國(guó)、日本、德 國(guó)等發(fā)的國(guó)家的模具總產(chǎn)值都已超過(guò)機(jī)床總產(chǎn)值， 世界模具市場(chǎng)總量已大 600－ 650 億美元。 在我國(guó)， 1998 年 3 月在 《國(guó)務(wù)院關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》 中， 模具被列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位，生產(chǎn)和基本建設(shè)列第二位。 1999 年和 2002 年間，國(guó)家計(jì)委和科技部又相繼把模具及其加工技術(shù)和設(shè)備列入《當(dāng) 前國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的行業(yè)、 產(chǎn)品和技術(shù)目錄》 、《當(dāng)前國(guó)家優(yōu)先發(fā)展的高科技產(chǎn) 品化要點(diǎn)指南(目錄) 》中，把發(fā)展模具工業(yè)擺在發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要位置。目 前，我國(guó)沖壓模具的產(chǎn)值占模具總產(chǎn)

3、值的 40％以上，處于主導(dǎo)地位。 近年來(lái)，我國(guó)模具工業(yè)的技術(shù)水平已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，大型、精密、復(fù) 雜、 高效和長(zhǎng)壽命模具上了一個(gè)新臺(tái)階。 其中， 以大型復(fù)雜沖壓模具以及汽車覆 蓋件模具為代表， 已經(jīng)能夠生產(chǎn)部分新型轎車的覆蓋件專用模具。 另外， 體現(xiàn)高 水平制造技術(shù)的多工位級(jí)進(jìn)模具，已從電機(jī)內(nèi)部部件、各種電器部件、 ，擴(kuò)展到 接插件、電子零部件、空調(diào)器散熱片等家電專用模具。 對(duì)個(gè)人來(lái)說(shuō)： (1) 能夠全面考察我對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握情況， 讓我在設(shè)計(jì)中及時(shí)發(fā)現(xiàn)自己的不足之處，以便及時(shí)改正。 (2) 能夠讓我更多地了解有關(guān)模具生產(chǎn)的過(guò)程和工藝方案；更熟

4、練地掌握計(jì)算 機(jī)應(yīng)用軟件 AutoCAD 、 Pro/e、 UG 等。 (3) 能夠讓我認(rèn)識(shí)到自己的真正能力，最大限度地激發(fā)潛能，提高自身的設(shè)計(jì) 能力。能夠讓我牢固地掌握查閱文獻(xiàn)資料的方法，養(yǎng)成良好的獨(dú)立自主能力 ( 4)本次設(shè)計(jì)將是我對(duì)大學(xué) 4 年里的學(xué)習(xí)和工作的一次深刻的檢查，也是本身 能力的具體體現(xiàn)，必將為以后的工作起到很多的促進(jìn)作用 第一節(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)目的、要求與任務(wù) 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)目的 1.鞏固大學(xué)四年所學(xué)理論知識(shí)，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)加強(qiáng)各學(xué)科之間聯(lián)系與應(yīng)用。 2. 提高自身的獨(dú)立處理問(wèn)題的能力， 包括： 鍛煉查閱相關(guān)資料的能力、 翻譯 外文資料的能力， 加強(qiáng)運(yùn)用相關(guān)手冊(cè)、

5、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、 參考資料進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力， 以及獨(dú)立完成課題調(diào)研的能力等。 3. 加強(qiáng)自己理論聯(lián)系實(shí)際的能力， 學(xué)會(huì)把四年來(lái)所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)際生產(chǎn) 中有關(guān)模具的問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)。 4. 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)自己的不足并予以改正。 5. 鞏固掌握模具設(shè)計(jì)的基本方法和步驟， 建立正確的模具設(shè)計(jì)理念， 熟練掌 握模具設(shè)計(jì)過(guò)程中的各種設(shè)計(jì)方法，為畢業(yè)后步入工作崗位打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 6. 熟練掌握模具設(shè)計(jì)相關(guān)繪圖軟件的使用方法，提高自己的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求 1. 設(shè)計(jì)圖紙折合為 A0 號(hào)圖紙不少于三張，其中，手工繪制 A0 號(hào)圖紙一張。 2. 按照學(xué)校規(guī)定的格式和內(nèi)

6、容編寫出說(shuō)明書， 字?jǐn)?shù)不少于兩萬(wàn)字； 參考文獻(xiàn) 15篇以上，其中，外文文獻(xiàn)不少于 3篇。 3. 翻譯與畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的外文文獻(xiàn)，譯文字?jǐn)?shù)不少于五千漢字。 4. 完成畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告一份，字?jǐn)?shù)在兩千五百字以上。 5. 填寫零件制造工藝卡。 第二節(jié) 設(shè)計(jì)任務(wù) 、設(shè)計(jì)題目：改進(jìn)的銜鐵件 DT2 三、厚度： 1 毫米 四、技術(shù)要求 1. 制件的制造精度為 IT12 ，表面要求無(wú)毛刺。 2. 制件的生產(chǎn)批量為中批量生產(chǎn)。 五、制件圖 90 CUIO-H寸 I 7E±0,2 赫林 1由牖川TIE1，裁僦祖裁X 匕脛?shì)SK也營(yíng)電產(chǎn). 3周微紅解DT已 圖1-1改

7、進(jìn)的銜鐵件 32 / 45 第二章制件的結(jié)構(gòu)及工藝性分析 cuLo十寸一 72+0,2 .。& 匕制坤塞奴嫦電內(nèi) 3 附MtMrtDT 已 圖2-1改進(jìn)的銜鐵件 第一節(jié)對(duì)工件沖裁部分進(jìn)行工藝性分析 一、沖裁的工藝性 沖裁件的工藝性是指對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)性，即沖裁講的形狀、材料、尺寸精 度以及其他技術(shù)要求是否適應(yīng)沖裁加工的工藝要求， 是從沖壓加工的角度對(duì)沖裁 件設(shè)計(jì)提出的工藝要求。因此，沖裁工藝分析對(duì)制定合理的沖裁工藝設(shè)計(jì)方案相 當(dāng)重要。良好的工藝性和工藝方案可以用最少的工序數(shù)量，最少的材料和工時(shí)， 以最經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量的加工沖

8、裁件。 1 .此工件的形狀較簡(jiǎn)單、規(guī)則，其展開(kāi)坯料為對(duì)稱形狀，排樣時(shí)能符合少?gòu)U料 排樣。 2 .工件的內(nèi)、外轉(zhuǎn)角處沒(méi)有尖銳的清角 3 .工件形狀沒(méi)有過(guò)長(zhǎng)的懸臂或過(guò)窄的凹槽。 4 .工件上有孔徑較小的孔，工件上最小的孔徑 Rmin=1mm>0.3t=0.3mm,符合沖 裁要求。 5 .工件上孔與孔之間，孔與外形邊緣的尺寸均大于等于 （1~1.5）t =1.0mm,符合 沖裁要求。 6 .沖裁件能達(dá)到的尺寸精度一般為IT8?IT13,可選其尺寸精度為IT12,取制 件的沖裁粗糙度為3.2。 第二節(jié) 對(duì)工件彎曲部分進(jìn)行工藝性分析 一、彎曲的工藝性 彎曲件的工藝性是指彎曲間

9、的形狀、 尺寸、精度要求、材料選用以及技術(shù)要 求等是否符合彎曲加工要求。良好的工藝性不僅能夠簡(jiǎn)化磨具設(shè)計(jì)， 簡(jiǎn)化工藝過(guò) 程和提高生產(chǎn)效率，而且能夠提高彎曲件的精度，避免各種彎曲缺陷使之成形， 提高材料利用率和降低成本。因此進(jìn)行彎曲的工藝分析，對(duì)于制定合理的彎曲工 序相當(dāng)?shù)闹匾? 1 .由于制件需要彎曲，制件材料的選取應(yīng)選取低碳鋼，因?yàn)榈吞间摰幕貜椵^小， 選取材料為電工純鐵DT2。 2 .彎曲半徑：彎曲件的半徑尺寸不宜小于最小彎曲半徑 Rmin,以免產(chǎn)生裂紋。 但也不宜過(guò)大，因?yàn)檫^(guò)大時(shí)，受回彈的影響，彎曲角度與圓角半徑的精度都不易 保證。 表2-1 最小彎曲半徑 （摘自［1］中表2-6）

10、 退火狀態(tài) 冷作硬化狀態(tài) 材料 彎曲線的位置 垂直纖維 平行纖維 垂直纖維 平行纖維 08,10,Q195,Q215-A 1.0t 0.7t 0.35t 0.3t 注：t為材料厚度，單位為 mm。 銃鐵件所用材料為電工純鐵，因此其最小彎曲半徑Rmin=0.3t=0.3mm,由制 件圖可知，制件的最小彎曲半徑為 1mm。符合彎曲加工的工藝要求。 2、彎曲件直邊高度 為了保證彎曲件的直邊部分平直，其直邊高度不小于 2t.若 h<2t,則須在彎曲圓角處于壓槽后再?gòu)澢?；或加長(zhǎng)直邊部分，帶彎曲后再切掉多 余的部分。當(dāng)彎曲直邊帶有斜角時(shí)，不應(yīng)使斜線達(dá)到變形區(qū) ，

11、以防止彎曲開(kāi)裂., 彎曲的直邊高度最小值h=（2-4）t>2-4mm ,而此制件直邊高度為5mm所以符合要 3 、 彎曲件孔邊距 當(dāng)彎曲帶孔的工件時(shí)。 如孔位于彎曲變形區(qū)附近， 則彎曲后孔 的形狀會(huì)發(fā)生改變， 為了避免這種缺陷的出現(xiàn)必須使空處于變形區(qū)之外。 孔邊到 彎曲半徑中心的最小距離s應(yīng)滿足：當(dāng)t<2mm時(shí)，s=6>t。 第三章 工藝方案的確定 一、制造該工件需要沖孔、落料、彎曲、三道工序，可考慮的方案有 ： 方案 1．單工序模： 其包括沖孔模和落料模和彎曲模，采用先用沖孔模沖后，再?gòu)澢? 方案 2．復(fù)合模： 沖孔、彎曲、落料一次完成。 方案 3．級(jí)進(jìn)

12、模： 先彎曲，再?zèng)_孔，最后切斷。 二、分析各個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)： 1．單工序模的優(yōu)點(diǎn)為制造簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)效率高，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 成本低，沖壓是不受材料、厚度、外形、尺寸等條件的限制。缺點(diǎn)為工件尺寸精 度低，并且一個(gè)工件的沖裁制造所需要模具的數(shù)量多，不便于管理。同時(shí)，所占 用的設(shè)備多，適于小批量生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低。 2． 復(fù)合模是在壓力機(jī)一次沖程中， 經(jīng)一次送料定位， 在模具的同一部位可以 同時(shí)完成幾道沖裁工序的模具。 復(fù)合模同連續(xù)模一樣， 也是在簡(jiǎn)單模的基礎(chǔ)上發(fā) 展起來(lái)的一種較先進(jìn)的模具。與連續(xù)模比較，復(fù)合模沖裁件的相互位置精度高， 對(duì)條料的定位精度要求低， 復(fù)合模的輪廓

13、尺寸較小。 復(fù)合模雖然生產(chǎn)效率高， 沖 壓件精度高，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，制造難度大。復(fù)合模適用于生 產(chǎn)批量大、精度要求高、內(nèi)外形尺寸差較大的沖裁件。 3．級(jí)進(jìn)模是在單工序沖模基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種多工序、高效率沖模。在壓 力機(jī)一次沖程中，級(jí)進(jìn)模在其有規(guī)律排列的幾個(gè)工位上分別完成一部分沖裁工 序， 在最后工位沖出完整工件。 因級(jí)進(jìn)模是連續(xù)沖壓， 生產(chǎn)過(guò)程中相當(dāng)于每次沖 程沖制一個(gè)工件， 故生產(chǎn)效率高， 適用于大批量生產(chǎn)。 級(jí)進(jìn)模沖裁可以減少模具 數(shù)量和設(shè)備數(shù)量， 操作方便安全， 便于實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化。 但級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 制造困難， 制造成本高。 由于各個(gè)工序是在不同

14、的工位上完成的。 則因定位產(chǎn)生 的累積誤差會(huì)影響工件的精度，因此級(jí)進(jìn)模多用于生產(chǎn)批量大、精度要求不高、 需多工序沖裁的零件加工。 綜合考慮到制件的用途， 需要大批量生產(chǎn)， 生產(chǎn)效率要求高， 生產(chǎn)成本不易 過(guò)高，制件的尺寸適中，所需的工序數(shù)較多，故優(yōu)先選用方案 3 —多工位級(jí)進(jìn) 模。 第四章模具的工藝計(jì)算 第一節(jié) 毛坯尺寸的計(jì)算 制件的中性層半徑： 制件的外形有五處需要進(jìn)行彎曲，其中有三處的內(nèi)圓角半徑為2mm, 一處的內(nèi)圓角半徑為4mm, 一處的內(nèi)圓角半徑為20mm。 中性層半徑在實(shí)際生產(chǎn)中常用下列的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定： 公式(4-1) R Kt 式中 p —中性層半徑（m

15、m）; R-彎曲內(nèi)半徑（mm）; K—中性層位置系數(shù)（根據(jù)表4-1選取）； t—材料厚度（mm）。 表4-1中性層位置系數(shù) K （表4-3） R/t 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1 1.2 K 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 0.26 0.28 0.3 0.32 0.33 R/t 1.3 1.5 2 2.5 3 4 5 6 7 >=8 K 0.34 0.36 0.38 0.39 0.4 0.42 0.44 0.46 0.48 0.5 2

16、. R2的中性層半徑： t=1mm,r/t=2,查表 4-3 得 K=0.38 p =r+Kt=2+0.38x1=2.38mm R4的中性層半徑： t=1mm,r/t=4,查表 4-3 得 K=0.42 p =r+Kt=4+0.42 x 1=4.42mm R20的中性層半徑： t=1mm,r/t=20，查表 4-3 得 K=0.5 p =r+Kt=20+0.5 x 1=20.5mm 、制件坯料的展開(kāi)長(zhǎng)度 彎曲件的彎曲部分的展開(kāi)長(zhǎng)度可按下式進(jìn)行計(jì)算: l —— 0.01745 （4-2） 180 l—中性層展開(kāi)長(zhǎng)度（mm） 式中 一彎曲中心角（度） —中性層半徑（m

17、m） 1. R2部分的展開(kāi)長(zhǎng)度： a =90° , p =2.38,將參數(shù)代入式（4-2）得： Li=0.01745 X90X 2.38=3.74mm 2. R4部分的展開(kāi)長(zhǎng)度： a =90° , p =4.42,將參數(shù)代入式（4-2）得： L2=0.01745 X90X 4.42=6.69mm 3. R20部分的展開(kāi)長(zhǎng)度： a=45° , p =20.5,將參數(shù)代入式（4-2）得： L3=0.01745 X45X 20.5=16.10mm 由制件圖可知L4=53+17=70mm 4. 計(jì)算坯料的總長(zhǎng)、總寬： （1）坯料總長(zhǎng)L: 1總=L

18、1 X3+L2 +L3+L4 =3.74 X 3+6.69+16.10+70=104.10mm （2）坯料總寬B: B=24mm 第二節(jié)排樣的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、初擬排樣方案： 由制件材料為DT2,料厚t=1mm,展開(kāi)坯料外輪廓均為平直線，制 件需要進(jìn)行兩面彎曲。 1 .排樣一： 2 .排樣二: 圖4-2排樣方案二 二、比較分析各方案的優(yōu)缺點(diǎn)： 結(jié)合制件的展開(kāi)圖以及將要進(jìn)行的各工序的操作，做出了以下分析： 方案1和方案2比較，1屬于豎排，2屬于橫排。由于制件的多工序和加工 復(fù)雜程度，彎曲后需要帶料前進(jìn)，所以選擇豎排。 三、初定條料寬和步距

19、： 條料寬 （即制件寬度） B=106mm 步距（即制件長(zhǎng)度） a=28mm 四、選取條料： 為減小成本，條料應(yīng)盡量選取標(biāo)準(zhǔn)條料。 從表（4-2）選取條料規(guī)格，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知，用各規(guī)格的條料總寬除以制件展開(kāi) 坯料的寬度B,余數(shù)越小，則浪費(fèi)越少。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，選取條料的規(guī)格為 850 X 1500 （縱裁）。 表4-2冷軋鋼板的厚度寬度和長(zhǎng)度 （mm）（摘自文獻(xiàn)［1］中表（D-1）） 公稱 按下列鋼板寬度的最小和最大長(zhǎng)度 厚度 600 650 700 (710) 750 800 850 900 950 1000 1100 1.0 1200 1

20、300 1400 1400 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 3000 3000 3000 3000 五、根據(jù)所選條料規(guī)格，計(jì)算所需再加工的板料尺寸： 1 . n=900/110=8.18取整為 8 條 B=900-8X 110= 20mm 2 .; n=1500/24=62.5取整為 62 個(gè) L=1500-24X62=12mm 六、材料利用率： 估算利用率： 1 .確定搭邊值：查表2-15 (摘自文獻(xiàn)［2］中表2-15) 工

21、件問(wèn) a=1.5mm 沿邊 a=1.8mm 考慮到模具中需加定位用的成形側(cè)刃，所以 a=4mm a=3mm 2 .條料步距為24mm所以 :=(105X24-2X3.14X4-2X3.14) /106X28X 100%=83.84% 七、設(shè)計(jì)沖裁順序及沖裁工序的組合： 沖裁順序和工序的組合對(duì)于材料的利用率、制件的尺寸精度、生產(chǎn)率、 模具制造難易程度、模具使用壽命等都都有十分重要的影響，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng) 該按照以下原則進(jìn)行： (1) 工步數(shù)目不宜太多，否則會(huì)增加步距的積累誤差，影響制件精度； (2) 對(duì)于難加工或影響到凹模強(qiáng)度的復(fù)雜型孔，應(yīng)分解為若干個(gè)簡(jiǎn)單的 孔形，分步進(jìn)行沖裁；

22、(3) 當(dāng)沖孔凸模或凹?？卓谶吘夐g距離太近時(shí)，這些孔應(yīng)分布在幾個(gè)工 位上沖出； (6) 為了使一些制件容易成型，排樣時(shí)可設(shè)置工藝孔。如沖方孔前，先 在此位置上沖個(gè)圓孔作為工藝孔進(jìn)行定位；彎曲前先沖出一條切口；拉 伸前先沖去一條廢料或切幾個(gè)切口等，以便于材料變形成型； (7) 制件上同一尺寸或位置精度要求高的部位(如兩孔距離和尺寸均要 求很高)，應(yīng)盡量在同一工步上沖出； (8) 同一型孔盡可能在同一工步一次沖出，以免經(jīng)數(shù)次沖裁而出現(xiàn)街頭 不好和不應(yīng)有的毛刺、塌角現(xiàn)象。但對(duì)于上述②的情況除外； (9) 沖裁精密件，應(yīng)考慮好導(dǎo)正孔。導(dǎo)正孔最好利用制件上已有的孔。 導(dǎo)正孔在兩個(gè)以上

23、，且應(yīng)對(duì)稱設(shè)置。如果制件上無(wú)孔，應(yīng)在搭邊上設(shè)置 導(dǎo)正孔，且應(yīng)排列在兩個(gè)制件之間，搭邊尺寸應(yīng)適當(dāng)放大，以加強(qiáng)搭邊 的強(qiáng)度； (12) 盡可能使模具的壓力中心與壓力機(jī)壓力中心相一致； 八、排樣圖： 根據(jù)上面所述的原則對(duì)排樣中的沖裁順序和工序組合進(jìn)行設(shè)計(jì)并優(yōu) 化，安排排中¥圖如下圖4-6所示(具體尺寸請(qǐng)查看裝配圖 圖4-3排樣圖 第三節(jié) 沖裁力及彎曲力的計(jì)算 、沖壓力： 沖裁時(shí)，工件或廢料從凸模上取下來(lái)的力叫卸料力，從凹模內(nèi)將工件 或廢料順著沖裁的方向推出的力叫推件力，逆沖裁方向頂出的力叫頂件 力。目前多以經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 沖裁力： F沖 KLt b Lt b(N

24、) (4-5) 卸料力： F卸K卸F沖(N) (4-6) (4-7) 推件力： F推nK推F沖(N) 頂件力: F頂nK頂F沖（N） (4-8) 式中: K —系數(shù)，一般經(jīng)驗(yàn)值取 1.3 ; L —沖裁件周邊長(zhǎng)度 （mm）; b—材料抗拉強(qiáng)度（MPa）; t—材料厚度（mm）; b—抗拉強(qiáng)度（MPa）; n—同時(shí)卡在凹模力的工件（或廢料）的數(shù)目 [n h/t,h凹模刃口高度] K卸、K推、K頂一分別為卸料力、推件力、頂件力系數(shù) （查表4-3）; 表4-3卸料力、推桿力和頂件力系數(shù) 材料及厚度（mm K卸 K推 K頂 <0.1 0.065

25、? 0.075 0.1 0.14 >0.1 ? 0.5 0.045 ? 0.055 0.065 0.08 鋼 > 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 人 ?0.06 0.03 / -0.09 已知：a.坯料的材料為 DT2,(rb = 230MP

26、a； b. t=1.0mm； c.查表4-3,可得K卸=0.04~0.05,取上限值K卸=0.05 K推=0.055;(沒(méi)有頂件力) d.初定凹模刃口高度為 h = 4mm, n=h/t = 4。 e. L=Li+ L2+ L3+ L4+ L5 Li為各工序的沖裁周邊長(zhǎng)度 Li=24+38+4+40+37 X 2+4=185mm L2=3.14X4= 12.56mm L3=12X3=36mm L4=3.14X 2X 2+3.14X 4X 2= 37.68mm L5=30X2=60mm 將上面所得得數(shù)據(jù)代入式(4-5)、(4-6)、(4-7)中，得： 各工序所需沖裁力為

27、： 1 .沖裁力： 向二185 X 1.0 X 230= 42550(N) Fc2=12.56X 1.0X230=2888.8(N) Fc3=36X 1.0X230=8280(N) R4=37.68X 1.0 X 230=8666.4 Fc5=60X 1.0X230=13800(N) F^= Fci+c2+Fc3+Fc4+Fc5=42550+2888.8+8280+8666.4+13800=76185.2(N) 2 .卸料力：5卸=0.05X 76185.2= 3809(N) 3 .推件力：F 推=4X 0.055X 76185.2= 16760.744(N) 二、彎曲力：

28、 1 .自由彎曲力： 用模具彎曲時(shí)，若在彎曲德最后階段不對(duì)工件圓角及直邊進(jìn)行校正， 則 為自由彎曲，自由彎曲力的計(jì)算公式如下： 2 U 形彎曲： Fu b(N) (4-10) r t 式中 F—自由彎曲力； b —彎曲件的寬度(mm); r—彎曲半徑(mm); crb—材料的抗拉強(qiáng)度(MPa)； k —系數(shù)，一般取K=1?1.3。 制件一共有五處彎曲彎曲半徑分別為 R1=2mm ,R2 =2mm ,R3=2mm ,R4=4mm ,Rs=20mm , k=1.3, b = 24= 1.0,(rb = 230 個(gè)不同彎曲處也不在同一工位彎曲， 1 .第一次彎曲為自由彎：代

29、入數(shù)據(jù)得： F彎 1=0.7X 1.3X24X1.02X230/ (2+1.0) X 3+0.7X 1.3X24X 1.02X230/(4+1.0) =6038.64(N) 2 .第二次彎曲也為自由彎：代入數(shù)據(jù)得： F彎2=0.7X 1.3X24X 1.02X230/ (2+1.0) X 2+0.7X 1.3X24X 1.02X230/ (20+1) =3588 (N) 3 .第三次彎曲為校正彎： F 校=Ap 式中，F(xiàn)校——校正彎曲力，N; p——單位校正力(表3-4) ,MPa; A——工件被校正部分在在凹模上的投影面積， mm2 我19.3-4單位校正力/值(河心

30、I 材料厚度，mm 材料 <1 1 —3 3~6 6-10 偌 15-20 20 - 30 : 30-40 40r 50 黃銅 2O~3U 30 ?40 40-6n 60 -80 m 20 1 30 ?40 40-60 6(1~的 80-100 25、30 40■— 50 50-70 70 - J00 10。- 120 圖4-4單位校正力截圖 2 A= (90—30) X24=1440mm2 p 取 35MPa 代入數(shù)據(jù)得： F校=144X 35=50400N=50.4 (KN) 綜上所述：彎曲總力為 F 彎總

31、二 F 彎 i +F 彎 2 +F 校=6038.4+3588+50400=60026.4 (N) =60.026 (KN) 四、模具所需要的合力： F合=F沖+F和+F推+F彎總 =76185.2+15237.04+16760.744+ 60026.4 =168209.384N) =169 (KN) 五、壓力機(jī)得選取： 壓力機(jī)的種類繁多，按照不同的觀點(diǎn)可以把壓力機(jī)分成不同的類型。如: 按驅(qū)動(dòng)滑塊力的種類分機(jī)械的、液壓的、氣動(dòng)的等；按滑塊個(gè)數(shù)可分為單動(dòng)、 雙動(dòng)、三動(dòng)等；按驅(qū)動(dòng)滑塊機(jī)構(gòu)的種類又可分為曲柄式、肘桿式、摩擦式； 按機(jī)身結(jié)構(gòu)形式可分為開(kāi)式的、閉式的等等。另外還有許多分類方法，一

32、般 按驅(qū)動(dòng)滑塊力的種類而把壓力機(jī)分為機(jī)械壓力機(jī)、液壓機(jī)。曲柄壓力機(jī)按其 傳動(dòng)系統(tǒng)又可分為單點(diǎn)、 雙點(diǎn)和四點(diǎn)壓力機(jī)， 而按其用途有可分為普通壓力 機(jī)、拉深壓力機(jī)、精壓機(jī)，精沖壓力機(jī)和冷擠壓力機(jī)等。 選取壓力機(jī)應(yīng)根據(jù)以下原則： 1、生產(chǎn)批量大； 2、 ，對(duì)尺寸精度的要求不是很高； 3、總沖裁力 F 合 =169（ KN ） 4、模具閉合高度 H = 383.00mm。 綜上所述，選取開(kāi)式壓力機(jī)。得到壓力機(jī)得具體數(shù)據(jù)如下： 1、滑塊行程： 100mm； 2、行程次數(shù)： n=80min 1 ； 3、最大閉合高度： H max =300mm； 4、工作臺(tái)尺寸：前后 630mm^右

33、420mm 5、模柄孔：直徑①50mm^度70mm 6、公稱壓力： 400KN 。 第四節(jié) 模具壓力中心的計(jì)算 沖壓模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。沖壓時(shí)，模具的壓力中 心一定要與沖床滑塊的中心線重合。否則滑塊就會(huì)承受偏心載荷，使模具歪 斜，間隙不均，從而導(dǎo)致沖床滑塊與導(dǎo)軌和模具的不正常磨損，造成刃口和 其它零件的損壞，甚至還會(huì)引起壓力機(jī)導(dǎo)軌磨損，影響壓力機(jī)精度，降低沖 床和模具的壽命。所以在設(shè)計(jì)模具時(shí)，必須要確定模具的壓力中心，并使其 通過(guò)模柄的軸線，從而保證模具壓力中心與沖壓滑塊中心重合。 形狀簡(jiǎn)單而對(duì)稱的工件，對(duì)稱形狀的工作，如圓形、正多邊形、矩形， 其壓力中

34、心位于輪廓圖形的幾何中心 。點(diǎn)。 1．形狀簡(jiǎn)單而對(duì)稱的工件，對(duì)稱形狀的工作，如圓形、正多邊形、矩形，其壓 力中心位于輪廓圖形的幾何中心 O 點(diǎn)。 2,將工件輪廓線分成若干基本線段li,l2 ln,因沖裁力F與沖裁線段長(zhǎng)度l 成正比，故 l 可代表沖裁力的大小。 3 .計(jì)算各基本線段的重心位置到 X軸的距離Xi,X2 Xn和liXi。 4 . 根據(jù)解析法得到壓力中心 o 點(diǎn)到 x 軸和 y 軸的距離公式： BX] 1 HKz + ….十 H各二 (4-3) Yu = V FY 儲(chǔ)丫】十①打十?二+皂_ f± F] 4尸2 4…十F乘 (4-4) 圖4-5,

35、 4-6壓力中心計(jì)算公式截圖 圖4-7壓力中心計(jì)算圖 工步 壓力（KN X(mm) Y(mm) 1 Fci=42 78.7 -37.3 2 F 彎 i+ Fc2=6.4 + 2.9=9.3 44.3 4.8 3 F 彎 2=3.6 12 10.9 4 F 校+Fc3=50.4+ 8.3=58.7 -16 19.5 5 曰=8.7 -44 -8.4 6 Fc4=13.8 -58 0 將以上數(shù)據(jù)帶入式4-3, 4-4得 X=12.49mm Y=-3.14mm 所以取X=0 , Y=0 第五節(jié) 凸凹模刃口尺寸

36、計(jì)算 確定沖模刃口制造公差時(shí)，應(yīng)考慮制件的精度要求。如果對(duì)刃口的精度要求 過(guò)高，會(huì)使模具制造困難，制造成本上升，延長(zhǎng)周期；如刃口精度要求過(guò)低，則 生產(chǎn)出來(lái)的零件可能不合格，或使模具的壽命降低。根據(jù)料厚與工件精度和模具 精度的關(guān)系，聯(lián)系制件的實(shí)際應(yīng)用范圍，我們選取制件精度 IT12 o 沖裁模凸、凹模刃口尺寸精度是影響沖裁件尺寸精度的重要因素。 凸凹模的 合理間隙值也要靠刃口尺寸及其公差保證， 因此在沖裁模設(shè)計(jì)中正確確定與計(jì)算 凸凹模刃口尺寸及其公差極為重要。 確定凸、凹模刃口尺寸的原則： 1 .設(shè)計(jì)落料模先確定凹模刃口尺寸，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上，即沖裁 間隙通過(guò)最小凸模刃口尺

37、寸來(lái)取得。 設(shè)計(jì)沖孔模先確定凹模刃口尺寸，以凸模為 基準(zhǔn)，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過(guò)增大凹模刃口尺寸來(lái)取得 ； 2 .考慮刃口的磨損對(duì)沖件尺寸的影響： 刃口磨損后尺寸變大，其刃口的基本尺 寸應(yīng)接近或等于沖件的最小極限尺寸； 刃口磨損后尺寸減小，應(yīng)取接近或等于沖 件的最大極限尺寸； 3 .不管落料還是沖孔，沖裁間隙一般選用最小合理間隙值； 4 .考慮沖件精度與模具精度間的關(guān)系，在選擇模具制造公差時(shí)，既要保證沖件 的精度要求，又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較沖件精度高 2?3級(jí)； 5 .工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差原則上都應(yīng)按“如體”原則標(biāo)注為 單向公差，所謂“如體”原則，

38、是指標(biāo)注工件尺寸公差時(shí)應(yīng)向材料實(shí)體方向單向 標(biāo)注。但對(duì)磨損后無(wú)變化的尺寸，一般標(biāo)注雙向偏差。 一、沖孔落料的凸、凹模的尺寸計(jì)算 由于本次設(shè)計(jì)中的板料是薄板料，且制件的外形較復(fù)雜，因此凸凹模應(yīng)采用 配合加工法制造。 以下計(jì)算中工件的公差值，根據(jù)｛[1] , 380頁(yè)，附錄E3｝查出。查資料， 沖裁模合理雙面間隙值Zmin 0.140； Zmin 0.100； Zmax Zm^ 。.。40；制件制造精度IT13,刃口制造精度為IT10-IT11 根據(jù)表4-4中的公式，計(jì)算沖裁模的凸凹模刃口尺寸: 1. 圖4-8沖孔凸模 (1)采用沖孔加工，基準(zhǔn)模為凸模。 (2)變小尺寸

39、：B=4 由 0.16, x 0.5;將數(shù)值代入公式 B (Bmin x )° = (4+0.5X0.16) °。.16 =4.080006 4 (3)凹模尺寸： 凹模尺寸按凸模實(shí)際尺寸配制，保證雙面間隙值 0.13?0.16 2. 圖4-9沖孔凸模 (1)采用沖孔加工，基準(zhǔn)模為凸模。 (2)變小尺寸：B=2 由 0.16, x 0.5;將數(shù)值代入公式 B (Bmin x )0 = (2+0.5X0.1) 0?！?2.0500.025 ~4 (3)凹模尺寸： 凹模尺寸按凸模實(shí)際尺寸配制，保證雙面間隙值 0.13?0.16 3.

40、圖4-10側(cè)刃 (1)變小尺寸：B1=40, B2=4 由1 0.25, 2 0.12,取x 0.75;將數(shù)值代入相應(yīng)公式得: B (Bmin x )0 Bi= (40+0.75X 0.25) 00.25 =40.187500.0625 ~4~ B2= (4+0.75X 0.12) 0 0.12 =4.0900.03 I- (2)不變尺寸：C1=38, C2=40, 由1 0.25, 2 0.25,取x 0.75;將數(shù)值代入相應(yīng)公式得: C C /4 B1=38± 0.25/4=38 ±0.0625 B1 =40± 0.25/4=40

41、± 0.0625 (3)凹模尺寸： 凹模尺寸按凸模實(shí)際尺寸配制，保證雙面間隙值 0.13?0.16 圖4-12側(cè)刃 (1)變小尺寸：B1=40, B2=4 由1 0.25, 2 0.12,取x 0.75;將數(shù)值代入相應(yīng)公式得: B (Bmin x )° B1= (30+0.75X 0.25) 00.25 =30.187500.0625 ~4~ B2= (4+0.75X 0.12) 0些=4.0900.03 4 (2)凹模尺寸： 凹模尺寸按凸模實(shí)際尺寸配制，保證雙面間隙值 0.13?0.16 5 .側(cè)刃 圖4-13側(cè)刃 (1)變

42、小尺寸：Bi=40, B2=4 由i 0.25, 2 0.12,取x 0.75;將數(shù)值代入相應(yīng)公式得: B (B min Bi= (37+0.75X 0.25) 0025 =37.187500^5 4~4~ B2= (4+0.75X 0.12) 00.12 =4.0900.03 (2)凹模尺寸： 凹模尺寸按凸模實(shí)際尺寸配制，保證雙面間隙值 0.13?0.16。 6 .側(cè)刃 圖4-13側(cè)刃 (1)變小尺寸：B1=24, B2=2 由1 0.21, 2 0.12,取x 0.75;將數(shù)值代入相應(yīng)公式得: B (Bmin x )° B1= (24+0.75

43、X 0.25) 0025 =24.187500^5 ~4~ B2= (4+0.75X 0.12) °0.12 =4.09°0.03 -4- (2)變大尺寸：A=12 由 i 0.18,取 x 0.75;將數(shù)值代入相應(yīng)公式得: A (Amax x )0 0.18 A=(12.18 —0.75X 0.18)0丁 =12.O45o°045 (3)凹模尺寸： 凹模尺寸按凸模實(shí)際尺寸配制，保證雙面間隙值 0.13?0.16。 、彎曲凸、凹模的計(jì)算： 1. (1)凸模圓角半徑： 1 .凸模圓角半徑rp： , R/T=2< 10,所以取rp

44、=R=2 (2)凹模圓角半徑： 當(dāng)板料厚度較小時(shí)，t=0.5~2mm, rd=(3~6)t (4-13) 取 rd = 3t,得：rd = 3mm。 (3)凸、凹模的間隙： C=(1.05~1.15)t) (4-14) 行： C= 1.10mm。 2 .彎曲回彈的計(jì)算 金屬板材在塑性彎曲時(shí)總是伴隨著彈性變形，因此，當(dāng)工件彎曲后就會(huì) 產(chǎn)生彈復(fù)，彈復(fù)量的多少以彈復(fù)角來(lái)來(lái)表示，由［2］第131頁(yè)表3-7可 查得：彎曲的半徑與料厚的比值：r/t=0.28 <5,彎曲的半徑較小，故回彈時(shí) 只需考慮角度的回彈，角度回彈△q=5。。 所以應(yīng)加工凸模的角度：Q =90°

45、- △ a =85° 彈性元件的選擇與計(jì)算 第六節(jié) 卸料彈簧的選擇和計(jì)算 ： (1)初定彈簧數(shù)量n, 一般選2~4個(gè)，取4個(gè)。 (2)根據(jù)總卸料力F卸和初選的彈簧個(gè)數(shù)n,計(jì)算出每個(gè)彈簧應(yīng)有的預(yù)壓力 Fy 。 Fy=F 卸/門=3809.26/4=952 (N) (3)根據(jù)與壓力 Fy 預(yù)選彈簧規(guī)格，選擇時(shí)應(yīng)使彈簧的極限工作壓力 Fj 大 于與壓力Fy, 一般可取Fj= (1.5~2) Fy 所以 Fj=952X 2=1904 (N) 查有關(guān)彈簧規(guī)格，初選彈簧的規(guī)格為： Dw=32 DN=16 D=30.5 D1=17.5 h0=100 Fj=1920(N) h

46、j=25mm ( 4)計(jì)算彈簧預(yù)壓縮量 hy: Hy=Fy hj/Fj=952*25/1904=12.5mm ( 5)校核 h=hy+hx+hm 式中h——總壓縮量 hx——卸料辦的工作行程(mm),一般可取hx=t+1,t為板料厚度。 hm 凸凹模的刃磨量，一般可取 hm=4~10mm。 代入數(shù)據(jù)得 h=hy+hx+hm=12.5+2+8=22.5<25mm 因此，所選彈簧是合適的。 第五章 模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第一節(jié) 模具設(shè)計(jì)原則 一、盡量選用成熟的模具結(jié)構(gòu)或標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，這樣更有利于加工方便； 二、模具具要有足夠的剛性，以滿足壽命和精度的要求； 三、

47、結(jié)構(gòu)應(yīng)具有簡(jiǎn)單、實(shí)用的經(jīng)濟(jì)性，適合大批量生產(chǎn)，提高性價(jià)比； 四、能方便地送料，操作要簡(jiǎn)便安全，出件容易； 五、要考慮廢科的處理，設(shè)計(jì)要有利于廢料的及時(shí)排出； 六、模具零件之間定位要準(zhǔn)確可靠，連接要牢靠； 七、要有利于模具零件的加工，各零件的加工要能達(dá)到所需的要求； 八、模具結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的沖壓設(shè)備要協(xié)調(diào)最好采用常用的壓力設(shè)備； 本次設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)采用的是彈壓導(dǎo)板式，其特點(diǎn)如下： （ 1）凸模以裝在彈壓導(dǎo)板 2 中的導(dǎo)板鑲塊 4 導(dǎo)向，彈壓導(dǎo)板以導(dǎo)柱 1、 10 導(dǎo)向，導(dǎo)向準(zhǔn)確，保證凸模與凹模的正確配合，并且加強(qiáng)了凸?？v向穩(wěn)定性，避 免小凸模產(chǎn)生縱彎曲。 （ 2）凸模與固定板為間隙配

48、合，凸模裝配調(diào)整和更換較方便。 （ 3）彈壓導(dǎo)板用卸料螺釘與上模連接，加上凸模與固定板是間隙配合，因 此能消除壓力機(jī)導(dǎo)向誤差對(duì)模具的影響，對(duì)延長(zhǎng)模具壽命有利。 （ 4）沖裁排樣采用直對(duì)排，一次沖裁獲得兩個(gè)零件，兩件的落料工位離開(kāi) 一定距離，以增強(qiáng)凹模強(qiáng)度，也便于加工和裝配。 這種模具用于沖壓零件尺寸小而復(fù)雜、需要保護(hù)凸模的場(chǎng)合。 在實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)于精度要求高的沖壓件和多工位的級(jí)進(jìn)沖裁，采用了既 有側(cè)刃（粗定位）又有導(dǎo)正銷定位（精定位）的級(jí)進(jìn)模。總之，級(jí)進(jìn)模比單工序 模生產(chǎn)率高， 減少了模具和設(shè)備的數(shù)量， 工件精度較高， 便于操作和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自 動(dòng)化。對(duì)于特別復(fù)雜或孔邊距較小的沖

49、壓件，用簡(jiǎn)單?；驈?fù)合模沖制有困難時(shí)， 可用級(jí)進(jìn)模逐步?jīng)_出。但級(jí)進(jìn)模輪廓尺寸較大，制造較復(fù)雜，成本較高，一般適 用于大批量生產(chǎn)小型沖壓件。 第二節(jié) 模架中各塊板的選取 在本次設(shè)計(jì)中，模架中用到的板包括：上模座、墊板、凸模固定板、卸 料板、導(dǎo)料板、凹模板、下模座。簡(jiǎn)圖如下: 1-下模座2-導(dǎo)柱3-卸料版4-導(dǎo)套5導(dǎo)板6-卸料螺釘7-上模座8-模柄 9-斜楔10-彎曲凸模11-斜面沖孔凸模 12-凹模鑲塊13-凹模 圖5-1 模架簡(jiǎn)圖 據(jù)彈壓卸料的典型組合，選取個(gè)板的尺寸，具體數(shù)值如下表所示（單位： mm）： 表5-1模架各部分尺寸規(guī)格 上模座 250x160x25

50、 墊板 250x160x10 凸模固定板 250x160x20 卸料板 詳見(jiàn)零件圖 導(dǎo)料板 240x25x8 凹模板 詳見(jiàn)零件圖 下模座 詳見(jiàn)零件圖 第三節(jié)凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 1、凹?？卓谛问郊爸饕獏?shù)如下表 5-2所示: 由于制件的生產(chǎn)批量非常大，在實(shí)際生產(chǎn)中凹模刃口需要多次刃磨，因此 選取凹印K形式1,保證多次刃磨后刃口的尺寸不變。 其中，h1=3?10, h=0.5 ?1。 表5-2 凹?？仔图皡?shù) 序 號(hào) 簡(jiǎn)圖 特點(diǎn) 應(yīng)用 1 形狀復(fù) h 1 1

51、 1 [ 刃邊強(qiáng)度 較好，空口 雜或精 度較局 J a 的沖件 向上頂 出沖件 1 J 4 -1. 0 1 %h r 尺寸不隨 刃磨而增 大 J i 或廢料 1 的模具 a 1 不易積沖 件或廢料， 故孔口磨 損及壓力 形狀簡(jiǎn) 單或精 度較低 的沖件 2 O.5101

52、 h 1 1 較小 刃邊強(qiáng)度 較差，孔口 尺寸隨刃 磨而增大 沖件或 11 f 廢料向 卜落的 模具 h . a 同序號(hào) 3 b by Q ? t V 7 X.1 h 同序號(hào)2 2,但沖 件形狀 較復(fù)雜  4 a 同序號(hào)2 同序號(hào) 2,但沖 件材料 和凹模 厚度較 薄 『F /I 一 h x. ryzx 丁工

53、 5 1 h2-4—1 淬火硬度， HRC35 ? 40,可用手 錘打斜面 以調(diào)整間 隙，直到試 出滿意的 沖件為止 沖裁材 料厚度 在 0.5 mm 以下 0 1 r Ti I i _ 1 h 、凹模外形尺寸 這里選取標(biāo)準(zhǔn)矩形凹模板 按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，步驟如下: (5-1) 1、凹模高度：h kb (h 15mm) 式中k 一系數(shù)，其值見(jiàn)表5-3; b 一最大孔口尺寸，［b］為頒 表5-2系數(shù)k的數(shù)值 料厚t/ mm b/mm 0.5 1 2 3 >3 <50 0.3 0.35 0.42 0.

54、05 0.60 50?1 00 0.2 0.22 0.28 0.35 0.42  100?200 0.15 0.18 0.20 0.24 0.30 >200 0.10 0.12 0.15 0.18 0.22 由公式代入數(shù)據(jù)得：凹模板高度為h=23.4mm,由于結(jié)構(gòu)需要取 h=28.00mm 、凸模固定結(jié)構(gòu)形式 圖5-2凸模固定形式 凸模與固定板緊配合，上端帶臺(tái)階，以防拉下 四、凸模結(jié)構(gòu)組成 凸模按結(jié)構(gòu)分為整體和組合式兩類。組合式凸模由基本和工作部分組成，以 節(jié)約工作部分的合金鋼用量。 典型圓凸模結(jié)構(gòu)： 如圖所示的典型圓凸

55、模結(jié)構(gòu)，下端為工作部分，中間圓柱部分用以與固 定板配合安裝，最上端的臺(tái)肩承受向下拉的卸料力。 圖5-3 典型圓凸模結(jié)構(gòu) 采取拼合結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是： 1、便于加工。拼塊在加工時(shí)可以相互分離，從而擴(kuò)大刀具或砂輪活動(dòng)范圍 2 .便于熱處理和鍛造。熱處理容易淬裂或變形的地方，可以分成幾塊。 3 .提高精度、增加壽命。拼塊可以磨削，可以調(diào)節(jié)尺寸，從而確保精度 第四節(jié) 凸模強(qiáng)度的校核 一、圓孔凸?？箟簭?qiáng)度的校核 根據(jù)凸模結(jié)構(gòu)形式特點(diǎn)及尺寸，只需校核沖底部?jī)蓚€(gè)直徑 2的孔凸模。 (5-2) 凸模沖裁時(shí)的正常工作條件是其刃口端面承受的軸向壓應(yīng)力必須小于凸模 材料的許用壓應(yīng)力，即 式中：

56、 cp—凸模刃口端面承受的壓應(yīng)力，單位為 MPa F 一作用在凸模端面的沖裁力，單位為 N; A—凸模刃口端面面積，單位為 mri} c --凸模材料許用壓應(yīng)力，單位為 Mpa c =1500?2100MPa 代入數(shù)值得： cp=8666.4+2+ （3.14 X 12） =1380MPa 2100MPa 所以抗壓強(qiáng)度符合要求。 二.彎曲凸模應(yīng)力校核 當(dāng)凸模斷面小而又較長(zhǎng)時(shí)，必須進(jìn)行縱向彎曲應(yīng)力的驗(yàn)算。 (5-3) 其公式如下： Lmax 1200, max F 但由于此次設(shè)計(jì)的彎曲凸模斷面長(zhǎng)寬都較大，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷彎曲凸模的應(yīng) 力符合要求。 第五節(jié)模具閉合高度的確定

57、 、模具得閉合高度： 沖壓模具的閉合高度是指沖壓模具處于閉合狀態(tài)時(shí) （工作行程最低點(diǎn)） 時(shí)，上模板的上平面到下模板的下平面高度。 在確定模具閉合高度之前，應(yīng)該先了解沖床的閉合高度。沖床的閉合高 度是指滑塊在下止點(diǎn)時(shí)，滑塊底平面到工作臺(tái)（不包括沖床墊板厚度）的距 離。 沖床的調(diào)節(jié)螺桿可以上下調(diào)節(jié)， 當(dāng)滑塊在下止點(diǎn)位置， 調(diào)節(jié)螺桿向上調(diào) 節(jié)， 將滑塊調(diào)整到最高位置時(shí)， 滑塊底面到工作臺(tái)的距離， 稱為沖床的最大 閉合高度。 當(dāng)滑塊在下止點(diǎn)的位置， 調(diào)節(jié)螺桿向下調(diào)節(jié)， 將滑塊調(diào)整到最下 位置時(shí)， 滑塊底面到工作臺(tái)的距離， 稱為沖床的最小閉合高度。 為了使模具 正常工作， 模具閉合高度應(yīng)

58、該與沖床的閉合高度相適應(yīng)， 應(yīng)介于沖床最大和 最小閉合高度之間，一般可以按下式來(lái)確定。 H 最大-5>H> H最小+10 公式（5-4） 本次設(shè)計(jì)模具閉合高度 H=H1+H2+H3+H4+H5+H6 公式 （5-5） 其中 H 沖模的閉合高度 H1 下模座的厚度 H2 上模座的厚度 H3 凹模厚度 H4 預(yù)壓橡皮高度 H5 卸料板厚度 H6 墊板厚度 綜上 H= 226.00mm 滿足要求。 第六節(jié) 輔助零件的設(shè)計(jì) 輔助結(jié)構(gòu)零件不直接參與完成工藝過(guò)程， 也不與毛坯直接發(fā)生作用， 只對(duì)模 具完成工藝過(guò)程起保證作用或是對(duì)模具的功能起到完善的

59、作用， 輔助零件包括導(dǎo) 向零件、固定零件、緊固及其它零件。 一、 導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向裝置用于沖裁模具上、 下模之間的定位連接和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向， 導(dǎo)向零件可以 消除壓力機(jī)滑塊運(yùn)動(dòng)誤差對(duì)模具運(yùn)動(dòng)精度的影響， 保證凸、 凹模間間隙分布均勻， 便于模具安裝和調(diào)整， 因而可以提高模具的使用壽命和沖裁件精度。 因此， 在設(shè) 計(jì)生產(chǎn)沖裁件批量較大的沖裁模時(shí)， 一般均采用導(dǎo)向裝置， 以保證上、 下模的精 確導(dǎo)向。 常用的導(dǎo)向裝置有導(dǎo)板式、導(dǎo)柱導(dǎo)套式、滾珠導(dǎo)套式，其中圓柱形導(dǎo)柱、導(dǎo) 套式導(dǎo)向裝置加工容易，裝配簡(jiǎn)單，滑動(dòng)導(dǎo)向剛度大，精度高，穩(wěn)定性好，是冷 沖模應(yīng)用最廣泛的導(dǎo)向裝置。本模具采用導(dǎo)柱

60、導(dǎo)套式 二、導(dǎo)柱、導(dǎo)套的設(shè)計(jì) (1)根據(jù)模座可配合的 40導(dǎo)柱和55的導(dǎo)套，長(zhǎng)度依據(jù)閉合高度進(jìn)行選擇, 般在200~300之間。 (2)配合：導(dǎo)套孔徑與導(dǎo)柱相配，一般采用H7/r6,精度要求很高的時(shí)候?yàn)? H6/r5配合。為了保證導(dǎo)向，要求導(dǎo)柱、導(dǎo)套的配合間隙小于凸、凹模之間的問(wèn) 隙。外徑D與上模座相配，采用 H7/r6過(guò)盈配合；導(dǎo)柱一端與下模座過(guò)盈配合 (H7/r6),另一端則與導(dǎo)套滑動(dòng)配合，兩端的標(biāo)稱尺寸相同，公差不同。導(dǎo)套與 導(dǎo)柱采用間隙配合, 般精度為 6-12所示: H7/h6。結(jié)構(gòu)及配合關(guān)系如圖 圖5-4導(dǎo)向裝置 三、固定與聯(lián)接零件的設(shè)計(jì)與選取

61、 固定與聯(lián)接零件用來(lái)將凸、凹模固定在上下模座上，以及將上下模座固 定在壓力機(jī)上。主要的固定與聯(lián)接零件有模柄、模座和固定板，以及墊板、 螺釘和銷釘?shù)取? (一)模柄 H7/m6,將 模柄是將上模安裝在壓力機(jī)滑塊上的零件。模柄安裝在上模座上的垂直度影 響導(dǎo)向裝置的配合精度和使用壽命，因此設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)根據(jù)需要選擇合適的模 柄。常用的模柄形有壓入式、凸緣式、旋入式和浮動(dòng)式，綜合考慮到導(dǎo)向精度、 制造成本，安裝難易程度等因素，現(xiàn)采用壓入式模柄，通過(guò)過(guò)渡配合 模柄壓入上模座，并用止轉(zhuǎn)銷防止轉(zhuǎn)動(dòng)。這種模柄易于保證其與上模座的垂直度 要求，適合于上模座較厚的沖模。模柄通常用 Q235鋼制造，裝入上模

62、座后，其 中心線與上模座上平面的垂直誤差在全長(zhǎng)范圍內(nèi)不大于 0.05mm。 模柄的尺寸與所選壓力機(jī)相適配，如圖 6-13所示： 圖5-5 模柄 （二）模架與模座 上、下模座用以安裝全部模具零件，構(gòu)成模具的整體和傳遞沖壓力。因此， 模座不僅要有足夠的強(qiáng)度，還要有足夠的剛度，上、下模座中間聯(lián)以導(dǎo)向裝置的 總體稱為模架。模架是模具的主體結(jié)構(gòu)。冷沖模的主要零件都要通過(guò)螺釘、 銷釘 等連接到模架上，以構(gòu)成一副完整的沖模。模架在起連接作用的同時(shí)，還用于保 證凸模和凹模具有正確的位置，即起導(dǎo)向作用。模架的結(jié)構(gòu)形式，按導(dǎo)柱在模座 上的固定位置不同，有對(duì)角導(dǎo)柱模架、后側(cè)導(dǎo)柱模架、中間導(dǎo)柱模架和四

63、導(dǎo)柱模 架。設(shè)計(jì)時(shí)，矩形模座的外徑應(yīng)比凹模直徑大 40-70mm,寬度取與凹模相同的 尺寸。下模座輪廓尺寸應(yīng)比壓力機(jī)工作臺(tái)漏料孔至少大 40-50mm,模座厚度通 常取為凹模厚度的1-1.5倍。 5-6 上模座 （三）螺釘與銷釘 螺釘與銷釘用于對(duì)模具板件固定與定位， 通常兩者選用相同的直徑， 螺釘?shù)? 直徑與布置參見(jiàn)圖， 上模座與凸模固定板之間靠 6 個(gè)內(nèi)六角螺釘固定連接， 其墊 板相應(yīng)處采用過(guò)孔， 墊板與凸模固定板之間采用銷釘定位， 在左右對(duì)角處用兩個(gè) 銷釘將三者定位連接。凹模板與下模座采用 6 個(gè)內(nèi)六角螺釘固定連接，再用 6 個(gè)銷釘定位連接。 45 / 45

64、 第六章模具材料的選擇和加工 第一節(jié)模具材料的選擇 一、選取模具材料的一般原則 在冷沖壓模具中，使用了各種金屬和非金屬材料，在金屬材料中，有各種的 品種和牌號(hào)的鋼、銅、鋁、鎂、鈦、及其他合金，也有一些貴重金屬等。設(shè)計(jì)模 具時(shí)，合力選取模具材料是關(guān)系到模具壽命和成本的一項(xiàng)重要工作。 模具的工作 零件一凸凹模材料的選取尤為重要和慎重，在選取材料是應(yīng)綜合考慮以下幾點(diǎn)： 1、生產(chǎn)批量 當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量很大時(shí)，凸凹模的材料應(yīng)選取質(zhì)量高、耐磨、 性好的模具鋼。對(duì)于模具的其他工藝結(jié)構(gòu)部分和輔助結(jié)構(gòu)部分的零件材料要求也 相應(yīng)的提高。在批量不大時(shí)，應(yīng)考慮減低成本，，可適當(dāng)放寬對(duì)材料性能的要求 2、被

65、沖壓件材料的性能、工序性質(zhì)和凸凹模的工作條件 當(dāng)被沖壓件材料較硬 或變形抗力較大時(shí)，末句凸凹模應(yīng)選取耐磨性好、強(qiáng)度高的材料，對(duì)于凸凹模工 作條件較差的冷擠壓模，應(yīng)選取有足夠強(qiáng)度、硬度、韌性、耐磨性等綜合性能比 較好的模具鋼，同時(shí)應(yīng)具有一定的紅硬性和熱疲勞強(qiáng)度等。 3、材料性能應(yīng)考慮模具材料的冷熱加工性能和工廠現(xiàn)有條件。 4、生產(chǎn)和使用情況應(yīng)考慮我國(guó)模具鋼的生產(chǎn)和使用情況。 總之，末句材料的選取適宜十分復(fù)雜的問(wèn)題，在保證沖壓工藝要求的前提下， 盡量做到節(jié)約，作為我們選取模具材料的總原則。 二、模具零件材料的選取和熱處理要求 根據(jù)以上的總原則和制件的材料及工藝性，所設(shè)計(jì)模具材料和熱處理

66、如下表 表6-1零件材料與熱處理 零件 名稱 材料牌號(hào) 熱處理 硬度HRC 沖裁模 凸模 T8A 淬火 58—62 凹模 T8A 彎曲模 凸模 T8A 淬火 58—62 凹模 凹模 上模座、 下模座 HT200 導(dǎo)套 滑動(dòng)式 20鋼 滲 碳 深 為.0.5 —0.8mm 淬火 58—62 導(dǎo)柱 20鋼 滲 碳 深 60—64  為.0.5 —0.8mm 淬火 固定板 Q235 卸料板、導(dǎo)料板、承料板、浮K柱、 卸料螺釘、墊板 45鋼 45鋼 43—48 彈簧 65Mn、60S

67、i2Mn 淬火 43—48 第二節(jié)模具零件的加工 一、凹模的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求 凸凹模是沖裁模具的主要工作零件，在沖裁時(shí)坯料對(duì)凸模和凹模的刃口產(chǎn)生 很大的側(cè)壓力導(dǎo)致凸凹模都與制件或廢料發(fā)生了摩擦和磨損。模具刃口越鋒利沖 裁件斷面質(zhì)量越好。因此凸凹模的加工制造應(yīng)注意以下五點(diǎn)要求： ① 結(jié)構(gòu)合理; ②高的尺寸精度、行位精度、表面質(zhì)量；③足夠的強(qiáng)度與精度；④良好的耐磨性; ⑤一定的疲勞強(qiáng)度。 、凹模的加工要求 表6-2凸凹模加工要求 項(xiàng)目 加，要求 尺寸精度 達(dá)到圖樣要求，凸凹模間隙合理均勻 表面形狀 凸、凹模側(cè)壁要求平行或稍有斜度， 大端應(yīng)位于工作部分， 決不允許 有反斜度 位置精度 圓形凸模的工作部分對(duì)固定部分的同軸度誤差小于工作部分公差的 一半。凸模端面應(yīng)與中心線垂直，