普通小型橢圓墊片的沖壓模具設(shè)計(jì)-沖裁單工序落料?！竞?0張CAD圖帶開(kāi)題報(bào)告-獨(dú)家】.zip,含10張CAD圖帶開(kāi)題報(bào)告-獨(dú)家,普通,小型,橢圓,墊片,沖壓,模具設(shè)計(jì),沖裁單,工序,落料模,10,CAD,開(kāi)題,報(bào)告,獨(dú)家
普通小型橢圓墊片沖壓模具設(shè)計(jì)
摘 要：本文主要分析了普通墊片的沖裁成形的工藝特點(diǎn)，其中包含了通過(guò)對(duì)工件形狀的分析、相關(guān)尺寸的計(jì)算、制造工件的工藝性分析、沖裁力的計(jì)算、加工所需要的模具設(shè)計(jì)時(shí)需要特別注意的關(guān)鍵點(diǎn)，根據(jù)各種考量確定了零件在條料上的排樣方法和基本確定單工序模具的大體結(jié)構(gòu)。此單工序模具有且只有直接落料一道工序。重點(diǎn)敘述了凸模、凹模、卸料裝置等主要零件的設(shè)計(jì)方法和制造工藝，以及沖裁模具所需沖壓設(shè)備的選擇。同時(shí)描述了本模具的大致工作行程，各個(gè)零件動(dòng)作的配合運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性、，以及凸模和凹模之間沖裁裝配間隙的控制，還有各個(gè)零件之間的相互配合運(yùn)動(dòng)的精度，從而制定本零件的加工制作的工藝及方法。
關(guān)鍵詞：普通墊片；工藝設(shè)計(jì)；排樣；沖裁；單工序模
Design of Progressive Die for the Small Lug
Abstract:This article mainly analyzes the common gasket blanking forming process characteristics, which includes the through the analysis of the workpiece shape manufacturing technology of artifact feasibility analysis of related dimensions to the blanking force calculation and processing required for mold design key points, according to the various considerations on the strip layout to determine the parts molding method and basic determine the single process of general structure The single process one and only of the die blanking process directly Mainly describes the punch die punch fixed board discharging device and the design methods of main parts and manufacturing process, as well as the blanking die stamping equipment needed for the selection and application Describes the mold working travel roughly at the same time, the motion of the parts with coordination, as well as between punch and die blanking clearance control assembly, and between various parts of the match.
Key words:Ordinary gasket; Process design; Layout; Blanking; Single process model
目 錄
引言 1
1 緒論 2
1.1 冷沖壓的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 2
1.2 沖壓工藝的分類和應(yīng)用 3
2 沖裁件工藝性分析 5
2.1 沖裁件 5
2.1.1 沖裁件形狀分析 5
2.1.2 沖裁件材料分析 5
2.1.3 沖裁件尺寸精度 5
2.2 沖裁模具的選擇 5
2.2.1 方案一—單工序模生產(chǎn) 6
3 沖裁工藝的設(shè)計(jì)及確定 7
3.1 沖裁件排樣設(shè)計(jì)及相關(guān)計(jì)算 7
3.1.1 確定排料方向 7
3.1.2 計(jì)算條料寬度 7
3.1.4 計(jì)算送料步距 7
3.1.4 排樣圖 7
3.1.5 計(jì)算條料的利用率 8
4 單工序模具設(shè)計(jì) 9
4.1 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 9
4.1.1 凸、凹模間隙值 9
4.1.2 落料時(shí)凸、凹模刃口尺寸的相關(guān)計(jì)算 9
4.2 凸、凹模外形尺寸的計(jì)算 9
4.2.1 落料凸模長(zhǎng)度的計(jì)算 9
5 沖壓力的計(jì)算及模具壓力中心的確定 11
5.1 沖裁力的計(jì)算 11
5.1.1 落料時(shí)沖裁力計(jì)算 11
5.2 卸料力和推件力的計(jì)算 11
5.2.1 卸料力的計(jì)算 12
5.2.2 推件力的計(jì)算 12
5.3 模具壓力中心的確定 12
6 模具總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 13
6.1 模架的選擇 13
6.2 導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì) 13
6.3 卸料裝置的設(shè)計(jì)及出件方式的選擇 13
7 主要零件的設(shè)計(jì) 15
7.1模柄的選取 15
7.2 卸料裝置的設(shè)計(jì) 15
7.2.1 彈性卸料板的設(shè)計(jì) 15
7.2.2 橡膠的選用與計(jì)算 15
7.3 凸模固定板的設(shè)計(jì) 17
7.4 導(dǎo)料板的設(shè)計(jì) 17
7.5 擋料銷的設(shè)計(jì) 17
7.6 模架的選取 17
7.7 墊板的選取 18
7.8 標(biāo)準(zhǔn)圓柱銷和內(nèi)六角圓柱螺釘?shù)倪x擇 18
7.9 模具校核 18
8 沖壓設(shè)備的選擇 20
9 單工序模零件材料的選取 21
9.1 凸模選材 21
9.2 凹模選材 21
9.3 上、下模座選材 21
9.4 導(dǎo)柱、導(dǎo)套選材 21
9.5 凸模固定板選材 21
9.6 其它零件選材 21
9.6.1 墊板、導(dǎo)料板、卸料板選材 21
10 模具總裝配圖及主要零件圖 22
11 總結(jié) 23
參考文獻(xiàn) 24
致 謝 25
附 錄 26
III
引言
隨著工業(yè)科技的飛速發(fā)展，模具設(shè)計(jì)制造行業(yè)也日漸繁榮。眾所周知，一個(gè)大國(guó)的綜合實(shí)力的體現(xiàn)的基石是工業(yè)制造能力，當(dāng)然工業(yè)制造的基礎(chǔ)和主體就是機(jī)械設(shè)計(jì)制造能力。模具作為機(jī)械行業(yè)不可或缺的組成部分，生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品在生活中隨處可見(jiàn)，極大地促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的繁榮。模具設(shè)計(jì)與制造在機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)中有著不可比擬的重要作用，哪怕是在科技高速發(fā)展進(jìn)步的現(xiàn)代制造業(yè)中也有著不可替代的作用。
目前，面臨更趨于成熟和廣闊的模具設(shè)計(jì)制造市場(chǎng)，對(duì)于金屬材料的沖壓制造也歷經(jīng)了數(shù)十年的發(fā)展，一般零件的生產(chǎn)制造選擇沖壓制造也更為合適。既然選擇了沖壓制造，那必然需要設(shè)計(jì)出合適的模具，就個(gè)人理解而言，想要設(shè)計(jì)出好的模具，掌握其理論知識(shí)是基礎(chǔ)的，在這個(gè)前提下要隨時(shí)學(xué)習(xí)國(guó)際前沿的技術(shù)，優(yōu)化自己的設(shè)計(jì)思路，大膽的創(chuàng)新，使得自己的思想更加合理。當(dāng)然無(wú)論從國(guó)際看還是從國(guó)內(nèi)看都有比較完善的設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)，也是磨具行業(yè)的設(shè)計(jì)與制造趨于規(guī)范化與標(biāo)準(zhǔn)化。對(duì)于個(gè)人設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，無(wú)論是模具類型還是零件的設(shè)計(jì)和選取都更加方便。我本次的課題就是按照標(biāo)準(zhǔn)和需要來(lái)設(shè)計(jì)的。
1 緒論
1.1 冷沖壓的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
冷沖壓是模具安裝在壓力機(jī)上對(duì)毛坯材料施以外力，使材料按照一定的要求發(fā)生分離或者變形的過(guò)程，從而獲得具有一定尺寸、形狀和性能的工件的一種常見(jiàn)的材料塑性加工的基本方法。沖壓一般采用的原材料以金屬板料為主的冷沖壓。
當(dāng)然了目前我國(guó)沖壓行業(yè)還是存在不少的問(wèn)題：
沖壓行業(yè)的自動(dòng)化、機(jī)械化程度比較低，生產(chǎn)集中度相對(duì)來(lái)說(shuō)比較低。我國(guó)目前可了解到的冷沖壓行業(yè)來(lái)看，很大部分企業(yè)的相關(guān)設(shè)備相對(duì)還是比較落后的，資源消耗相對(duì)比較高，材料利用率不高，且多為技工手工來(lái)操作，自動(dòng)化程度較低。多個(gè)工位連續(xù)、精密沖裁等高端的生產(chǎn)設(shè)備由于價(jià)格高昂，設(shè)備引進(jìn)所需投資較大，在我國(guó)的應(yīng)用中還相當(dāng)少，大多數(shù)沖壓機(jī)還不是自動(dòng)上料、下料。如果想要去改變這種落后的局面就必須進(jìn)行沖壓技術(shù)層面的改造。
沖壓行業(yè)原料不能滿足自用，并且規(guī)格和品種不齊全。目前，我國(guó)生產(chǎn)的車輛所用得薄板材料只能滿足現(xiàn)實(shí)需求的一半不到，而高端汽車需用的金屬板料，比如說(shuō)強(qiáng)度比較高、復(fù)合板料等很大程度依靠進(jìn)口獲得。車輛所用板材的品種應(yīng)該朝著相對(duì)合理，強(qiáng)度相對(duì)比較高的和多種參數(shù)的薄板材料的方向去走，進(jìn)而改變材料的沖壓性能。高端模具還是依靠從國(guó)外進(jìn)口，模具的標(biāo)準(zhǔn)層次不高。分析現(xiàn)代工業(yè)制品生產(chǎn)制造過(guò)程中，很大數(shù)量的工業(yè)制件的加工制造需要依靠模具完成，模具工業(yè)不可懷疑當(dāng)成為工業(yè)發(fā)展的基本所在。模具的設(shè)計(jì)思想和制造質(zhì)量將是很大程度決定沖壓件質(zhì)量。模具伴隨的經(jīng)濟(jì)成本還有可使用時(shí)長(zhǎng)則會(huì)影響沖壓件出產(chǎn)數(shù)量的關(guān)鍵因素。評(píng)判一個(gè)國(guó)家工業(yè)制造業(yè)水平的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)很大方面取決于模具生產(chǎn)的技術(shù)水平的高低。在模具的數(shù)字控制現(xiàn)代化基礎(chǔ)之上，再結(jié)合其他現(xiàn)金材料成型工藝，使我國(guó)的企業(yè)能夠盡快的登上現(xiàn)代化數(shù)字制造技術(shù)的新臺(tái)階。
科技成果轉(zhuǎn)化慢，先進(jìn)工藝的應(yīng)用少。目前在我國(guó)，沖壓的許多新發(fā)現(xiàn)的方法和工藝，有的已經(jīng)領(lǐng)跑國(guó)際的地步，可是轉(zhuǎn)化并且形成一定的生產(chǎn)力還很困難。一方面的原因，以科研單位和高校為主體的研究機(jī)構(gòu)將研究出來(lái)的技術(shù)成果進(jìn)行科技生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化一般需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間；另一方面，國(guó)內(nèi)的大部分企業(yè)還在采用相對(duì)傳統(tǒng)的沖壓技術(shù)，創(chuàng)新的能力還很欠缺，對(duì)研究新興技術(shù)的經(jīng)費(fèi)支持不夠，先進(jìn)的技術(shù)更是幾乎沒(méi)有應(yīng)用，研究的淺薄加之技術(shù)儲(chǔ)備的單薄對(duì)還不足與深層次的探究新出現(xiàn)的高端技術(shù)。造成這種現(xiàn)象的原因根本在于企業(yè)與科研院所之間沒(méi)有能夠形成一個(gè)有效的產(chǎn)、學(xué)、研聯(lián)合體。要想改變現(xiàn)狀，就需要在兩者之間搭起一座橋梁，以科研機(jī)構(gòu)的研究實(shí)力為技術(shù)支持，以企業(yè)為應(yīng)用基地，圍繞大型的項(xiàng)目進(jìn)行開(kāi)發(fā)和形成產(chǎn)業(yè)化，進(jìn)而企業(yè)革新。
設(shè)計(jì)與制造相關(guān)專業(yè)人才需求量缺口比較大，本行業(yè)迅速發(fā)展的今天來(lái)看，先進(jìn)和現(xiàn)代數(shù)字化的技術(shù)所需要的高層次專業(yè)人才根本不能滿足現(xiàn)實(shí)的需要，可謂任務(wù)艱巨而又長(zhǎng)期無(wú)法改變現(xiàn)實(shí)。需要以行業(yè)組織為龍頭，全面提高行業(yè)素質(zhì)。現(xiàn)實(shí)存在的可以作為發(fā)展的突破的一點(diǎn)的眾多問(wèn)題，沖壓行業(yè)如果想長(zhǎng)足發(fā)展的話就必須建立在技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)之上。處在經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的的高速發(fā)展期，現(xiàn)代化的沖壓成形可向著以下幾個(gè)方面去改進(jìn)：
更加深入的去研究和充分改良板料的沖壓性能，產(chǎn)品的質(zhì)量可得到充分的提高和改進(jìn)提高沖壓制造的效率。廣泛應(yīng)用模塊式的沖壓先進(jìn)控制的技術(shù)、新發(fā)現(xiàn)材料及合成材料沖壓新加工工藝以及特殊制造成形技術(shù)，可以滿足的各種批量制造需求的以研究沖壓變形的基本規(guī)律為基礎(chǔ)，為指導(dǎo)沖壓生產(chǎn)和解決實(shí)際的沖壓缺陷問(wèn)題提供堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)。通過(guò)對(duì)模具的CAE/CAM/CAD技術(shù)大力開(kāi)發(fā)并且發(fā)揮應(yīng)用，節(jié)省模具的設(shè)計(jì)時(shí)長(zhǎng)，同時(shí)在盡可能的情況下采用高速多工位數(shù)字控制式壓力機(jī)或者其他多功能模具，采用自動(dòng)化控制送進(jìn)板料、取件裝置以此實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化、機(jī)械化，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率，以滿足大批量生產(chǎn)的實(shí)際需要。
1.2 沖壓工藝的分類和應(yīng)用
單工序模、級(jí)進(jìn)模、復(fù)合模這樣的分類是按照能夠?qū)崿F(xiàn)功能的不同和模具本身的結(jié)構(gòu)將沖壓模具分為的三個(gè)大的類別。在沖模過(guò)程中，由于零件形狀、尺寸、精度的要求、生產(chǎn)批量等各方面的不盡相同，所以采用的沖壓工藝和方法也各有相同，比較常見(jiàn)的沖壓工序分為兩大類，分離和成形。那么分離工序呢就是當(dāng)金屬板料沿著既定的邊沿分離開(kāi)來(lái)從而得到具有一定的形狀尺寸和較好的斷面質(zhì)量的沖裁件的一種常見(jiàn)的工序；成形工序呢就是指坯料在不破裂的前提要求下因?yàn)榘l(fā)生塑性變形的原因從而獲得具有一定形狀尺寸的沖裁件的工序。
與其他加工的方法相比較來(lái)說(shuō)，沖壓方法制造出來(lái)的產(chǎn)品具有如下的顯著優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造中。
與傳統(tǒng)的鑄造和鍛造相比來(lái)說(shuō)，沖壓產(chǎn)品表面質(zhì)量較好，精度可以滿足較高的要求、互換性好、形狀尺寸穩(wěn)定。沖壓還可以加工制造出其他的傳統(tǒng)方法很困難很費(fèi)時(shí)間才能制造出來(lái)的一些產(chǎn)品。
沖壓件很少需要切削加工，能夠最大限度的節(jié)約金屬材料，可以有效降低材料消耗。
沖壓一次性成型，相對(duì)來(lái)說(shuō)加工起來(lái)是比較快的，非常節(jié)省時(shí)間，在模具正常工作的前提下可以短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定的制造出大量的產(chǎn)品。
沖壓加工一般來(lái)說(shuō)是不需要加熱輔助的，能夠節(jié)省相當(dāng)可觀的能源。
2 沖裁件工藝性分析
2.1 沖裁件
2.1.1 沖裁件形狀分析
如圖1.1所示為普通小型墊片，材料厚度0.8mm。要求外形無(wú)刮傷、壓痕,毛刺高度小于0.03mm，。該制件形狀尺寸較小，為軸對(duì)稱圖形，形狀簡(jiǎn)單。
圖1 普通墊片零件圖
2.1.2 沖裁件材料分析
08F這種材料是鋼材中碳含量為萬(wàn)分之八的一種黑色金屬中一種碳素結(jié)構(gòu)鋼類。主要材料性能有著強(qiáng)度相對(duì)較低和硬度和塑性延展性及較好，非常適合作為沖壓制件的材料應(yīng)用。表2.1對(duì)08F的主要力學(xué)性能作以展示。
表2.1 冷沖壓生產(chǎn)中08F力學(xué)性能
2.1.3 沖裁件尺寸精度
沖裁件外形尺寸為40mm′18mm，要求制造公差小于0.3mm，制件的尺寸精度7級(jí)，可以容易滿足制造精度的需要。
2.2 沖裁模具的選擇
2.2.1 方案一—單工序模生產(chǎn)
單工序模顧名思義就是一道工序，就是單次行程只對(duì)單個(gè)工序給予加工的模具，只負(fù)責(zé)完成一種單一的沖壓成形的工藝過(guò)程，生活中經(jīng)常能見(jiàn)到的比如說(shuō)像內(nèi)孔沖制、直接落料、橫向彎曲、拉伸等。模具結(jié)構(gòu)大部分相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，單工序模具所需組裝零件不多，國(guó)標(biāo)也容易查到標(biāo)準(zhǔn)，加工制造經(jīng)濟(jì)成本較為低廉，對(duì)生產(chǎn)效率要求不高，使用壽命比較長(zhǎng)。
根據(jù)該制件簡(jiǎn)單的形狀、尺寸較小、材料08F、精度要求高，確定沖壓工藝為1道工序1副單工序模直接落料（根據(jù)沖裁件展開(kāi)圖落料外形）
3 沖裁工藝的設(shè)計(jì)及確定
3.1 沖裁件排樣設(shè)計(jì)及相關(guān)計(jì)算
設(shè)計(jì)排樣圖時(shí)需要考慮的因素：載體與搭邊的形式：對(duì)該制件的形狀、尺寸、厚度和材料的力學(xué)性能及精度要求來(lái)進(jìn)行分析和研究，設(shè)計(jì)時(shí)決定應(yīng)用的方法為廢料排樣，選擇雙側(cè)等寬的條料載體，有著條料的送進(jìn)時(shí)平穩(wěn)，相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較高的步距精度等特點(diǎn)。
排列數(shù)的確定：根據(jù)生產(chǎn)的批量大小、零件形狀和尺寸、材料利用率等方面考慮。
3.1.1 確定排料方向
生產(chǎn)產(chǎn)量為60萬(wàn)件、零件外形簡(jiǎn)單且尺寸較小、可以采用單個(gè)工件直接排出的方法，條料前后送進(jìn)，使用率能夠提高。
3.1.2 計(jì)算條料寬度
條料寬度的計(jì)算 L=Dmax+搭邊值
沖裁件在條料寬度方向上的最大尺寸是40mm，由于該制件我們選擇單排的排列布局，查表得側(cè)面a1=1.0mm
所以確定使用條料的寬度為L(zhǎng)=40+1′2=42mm
3.1.4 計(jì)算送料步距
步距的計(jì)算 S=dmax+搭邊值
沖裁件另一個(gè)方向上的最大線性尺寸是18mm，查表得工件間間隙a=0.8mm。
所以確定條料的送進(jìn)步距為B=18+0.8=18.8mm
3.1.4 排樣圖
綜上所述，普通墊片的排樣圖如圖3.1所示，該排樣的料寬為42mm，步距為18.8mm的單排排樣，沖一次可以獲得一個(gè)制件。
圖3.1 普通墊片排樣圖
3.1.5 計(jì)算條料的利用率
條料利用率 h= SL×B = 650.47789.6=0.8238=82.38%
4 單工序模具設(shè)計(jì)
4.1 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算
4.1.1 凸、凹模間隙值
查表得厚度為0.8mm的08F材料的雙面沖裁間隙為：
Zmin=0.07mm，Zmax=0.10mm
采用單配式加工法，使配件基本不存在加工制造公差，而只有很小的電火花放電間隙，所以無(wú)論形狀復(fù)雜與否，它都能很準(zhǔn)確地保證模具的合理間隙，因此適用于復(fù)雜形狀、小間隙（薄件）沖裁件模具的工作部分具體尺寸的相關(guān)計(jì)算。
4.1.2 落料時(shí)凸、凹模刃口尺寸的相關(guān)計(jì)算
落料查表得 Zmin=0.07mm，Zmax=0.10mm
δ凸=0.02mm，δ凹=+0.030mm
Δ=0.3，x=0.75
凹模刃口尺寸D凹=(Dmax-xΔ) 0+δ凹=(40.3-0.75×0.3) 0+0.030=40.075 0+0.030凸模刃口尺寸D凸=(D凹-Zmin)-δ凸 0=(40.075-0.07)-0.02 0=40.005-0.02 0
δ凸+δ凹=0.053 Zmax- Zmin =0.03mm。
4.2 凸、凹模外形尺寸的計(jì)算
整體式凸模和鑲拼式凸模是按照凸模的結(jié)構(gòu)類型的不同及其固定方法的差異分為兩大類別的。圓形凸模和非圓形凸模是按照工作部分形狀不同分為的兩大類整體式凸模,圓形凸模為標(biāo)準(zhǔn)凸模應(yīng)用比較廣泛，采用上面用臺(tái)階來(lái)固定的方法。對(duì)于單工序模直接落料的工藝性來(lái)設(shè)計(jì)的話，選擇凸緣式凸模的結(jié)構(gòu)類型，工作段截面形狀為被制造零件的形狀，固定段截面取為圓形；要綜合考慮既使刃口的使用性能，要求具有較高的耐磨性,同時(shí)又要可以承受沖裁時(shí)不可避免的的沖擊力，所以應(yīng)選用具有較高的硬度與足夠的韌性的材料才能滿足凸模的制造與工作。
4.2.1 落料凸模長(zhǎng)度的計(jì)算
L=h1+h2+h
L與彈性材料的裝配高度相關(guān)，所以凸模的長(zhǎng)度需要根據(jù)彈性材料裝高確定。
凸模固定板的厚度是h1=12mm
彈性卸料板的厚度是h2=10mm
附加長(zhǎng)度h=H（橡膠安裝高度）+t（條料厚度）+f（凸模進(jìn)入凹模的深度）
L=h1+h2++h=12+10+27+0.8+1=50.8mm
凸模的承壓能力校核：
σ=FA≤[σ]
只有當(dāng)凸模結(jié)構(gòu)特別細(xì)長(zhǎng)這種情況和凸模的截面面積尺寸特別小的這種情況，才有必要對(duì)凸模進(jìn)行強(qiáng)度校核。本凸模尺寸合適，不存在特別細(xì)長(zhǎng)的情況所以此凸模的強(qiáng)度和剛度都是足夠的。
落料凹模外形尺寸的計(jì)算
由于該零件厚度較小且形狀較為簡(jiǎn)單，單一工序沖裁，考慮凹模采用整體式結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)和制造、裝配方便，加工周期短，同時(shí)便于維修更換，加工方便，精度高，壽命長(zhǎng)，所以廣泛應(yīng)用于單工序模中。
凹模刀口部分的結(jié)構(gòu)形式選擇擴(kuò)孔型直刀口，在工作端保留一小段直面作為刀口，可以減少型孔內(nèi)停留的結(jié)構(gòu)廢料的數(shù)量。
按公式計(jì)算凹模尺寸
根據(jù)材料厚度t和凹模最大刃口尺寸b查表得凹模厚度H為20mm,壁厚c為30mm，經(jīng)計(jì)算凹模外形尺寸為100′78′20mm，取值100′80′20mm。
5 沖壓力的計(jì)算及模具壓力中心的確定
5.1 沖裁力的計(jì)算
5.1.1 落料時(shí)沖裁力計(jì)算
沖裁行程中凸模所承受的壓力就是沖裁力，其中包含施加的正壓力和摩擦阻力與板料之上。
沖裁力F通常按照如下公式計(jì)算
F=KLtτb
考慮到現(xiàn)實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)中模具各個(gè)零件制件裝配的精度、凸模刃口的不可避免的磨損、采用的條料的表面不平和材料力學(xué)性能等綜合因素的影響，一般K=1.3”。［1］
為計(jì)算方便，通常按下式計(jì)算
F=Ltτσb
式中sb為材料抗拉強(qiáng)度（MPa）。
如圖2排樣圖中所示沖裁步驟為一種，直接落料，計(jì)算沖裁力。
L=(40-18) ′2+18p=100.55mm
落料 F=Ltsb?100.55′0.8′310=24936.08N
Fmax=F落料=24936.08N
5.2 卸料力和推件力的計(jì)算
板料在模具的一次沖裁工作行程之后由于彈性變形逐漸恢復(fù)的作用，，彈性材料將會(huì)推動(dòng)推桿把留在凹模內(nèi)的沖落部分的材料弄出，可是沖裁之后剩下的廢棄材料不能自行落下依然在凸模上套著。為了模具順利進(jìn)行下一次的沖裁行程，必須卸料。卸料力為從凸模上把套著的廢棄材料卸下來(lái)所需要的力。推件力將卡在凹模內(nèi)的成形工件沿凸模下行的方向推出所需要的力。影響頂件力、卸料力、推件力和的因素當(dāng)然存在很多，一般來(lái)說(shuō)主要有材料的沖壓力學(xué)性能、材料本身的厚度、模具的裝配和沖裁間隙、搭邊大小、材料與模具的摩擦情況等。
表5.1列出了08F鋼各系數(shù)值。
表5.1 卸料力系數(shù)、推件力系數(shù)、頂件力系數(shù)
5.2.1 卸料力的計(jì)算
一般常用下列經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算：
卸料力FX=KXF
卸料力FX=KXF=0.06′24936.08=1496.16N
5.2.2 推件力的計(jì)算
推件力FT=nKTF
n為沖裁過(guò)程中同時(shí)阻塞在落料凹模型腔內(nèi)的沖裁件數(shù)目
推件力FT=nKTF=6′0.05′24936.08=7480.82N
5.3 模具壓力中心的確定
壓力機(jī)公稱壓力的計(jì)算沖裁形狀對(duì)稱的零件時(shí)，該零件圖形的幾何形心和壓力中心軸線一般是重合的，沖裁圓弧線段或者不規(guī)則形狀的零件的時(shí)候，其壓力中心的位置的確定則需要根據(jù)下式進(jìn)行計(jì)算坐標(biāo)：
xo=R180°×sinαπα
或 x0=Rbl
對(duì)于含有多凸模的模具的壓力中心的計(jì)算，根據(jù)理論力學(xué)知識(shí)中的力矩和原理由沖裁力F與沖裁周邊長(zhǎng)度L成正比可以得到壓力中心的坐標(biāo)：
x0=L1x1+L2x2+?+LnxnL1+L2+?+Ln=i=1nLixii=1nLi
y0=L1y1+L2y2+?+LnynL1+L2+?+Ln=i=1nLiyii=1nLi
經(jīng)觀察，零件為軸對(duì)稱形狀，所以該模具的壓力中心為零件幾何中心。
使用時(shí)模柄的中心線必須通過(guò)壓力機(jī)的壓力中心，不重合會(huì)造成模具導(dǎo)向部分的磨損和刃口磨損，嚴(yán)重關(guān)系到制件質(zhì)量問(wèn)題，一定程度上模具壽命會(huì)相應(yīng)的縮短，特別嚴(yán)重的時(shí)候還會(huì)這屆損壞模具，迫使沖裁工作的停止。
6 模具總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
6.1 模架的選擇
沖?；瑒?dòng)導(dǎo)向模架和沖模滾動(dòng)導(dǎo)向模架是按照模架中的導(dǎo)向方式得不同分為的兩大類別；按照導(dǎo)柱在模架上的安裝的位置不同和導(dǎo)柱的數(shù)量不同劃分標(biāo)準(zhǔn)模架有對(duì)角導(dǎo)柱模架、后側(cè)導(dǎo)柱模架、中間導(dǎo)柱模架、四導(dǎo)柱模架四大類可供設(shè)計(jì)選擇。［3］查《實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》一書中對(duì)于各模具的介紹及相關(guān)數(shù)據(jù)選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)模架為中間導(dǎo)柱模架的結(jié)構(gòu)。
6.2 導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)
一般沖壓模具要設(shè)置導(dǎo)向裝置是從需要提高模具精度的角度來(lái)考慮的，從而減少壓力機(jī)對(duì)模具沖裁過(guò)程中的行程穩(wěn)定性和沖裁件制造精度的負(fù)面影響, 同時(shí)又能對(duì)模具的調(diào)整時(shí)間進(jìn)行節(jié)省, 工件的制造精度也會(huì)因此有很大的提高。因此, 導(dǎo)向裝置在沖壓模具行業(yè)中進(jìn)行批量制造零件時(shí)被廣泛的采用。［2］
導(dǎo)柱、導(dǎo)套配合導(dǎo)向裝置是沖壓模具中常用的主要導(dǎo)向裝置。根據(jù)零件幾何特征厚度等外形特點(diǎn)和需要的模具類型選擇滑動(dòng)導(dǎo)柱、導(dǎo)套裝置，導(dǎo)向精度高，運(yùn)動(dòng)較為平穩(wěn)。
導(dǎo)柱根據(jù)其結(jié)構(gòu)的不同主要分為直通式導(dǎo)柱和階梯式導(dǎo)柱兩大類；根據(jù)其安裝方式的不同分為壓入式(不可拆)導(dǎo)柱和可拆卸式(包括獨(dú)立式)導(dǎo)柱兩大類。［2］
據(jù)本次模具設(shè)計(jì)需要選擇壓入式導(dǎo)套，因?yàn)槠浜?jiǎn)單的結(jié)構(gòu)并且制造比較其他來(lái)說(shuō)方便很多從而廣泛應(yīng)用與模具行業(yè)中。
6.3 卸料裝置的設(shè)計(jì)及出件方式的選擇
卸料裝置在本模具中不可或缺，發(fā)揮和承擔(dān)著將條料中沖裁后廢料從凸模上平穩(wěn)卸下的主要作用和任務(wù)。
剛性(固定)卸料和彈性卸料是兩種常用的卸料裝置的不同形式。因?yàn)榫唧w結(jié)構(gòu)上的不同，發(fā)揮的功能也不盡相同，固定卸料裝置只卸料；彈性卸料裝置不僅承擔(dān)起卸料的主要任務(wù)，并且還在起著壓緊條料的作用以防止工件變形，還可以進(jìn)行材料導(dǎo)向的輔助。對(duì)于不同的沖壓工序彈性卸料裝置有著不同的作用。通常在單工序沖裁模中，沖裁行程開(kāi)始之前，卸料板會(huì)起到壓緊條料的作用，防止在沖壓行程中材料的各種變形。一次沖裁行程完畢后，卸料板在彈性元件的作用下起卸料作用，完成卸料任務(wù)。
此沖裁件質(zhì)量有一定的精度要求，并且是厚度只有0.8mm的薄料，決定采用彈壓卸料裝置，通常沖裁件的質(zhì)量會(huì)有一定的保證，平面度比較高。因?yàn)榱慵螤詈?jiǎn)單直接下出件，降低模具設(shè)計(jì)難度和加工制造成本。
1
2
3
4
5
6
6.1
6.1.1
6.1.2
1.1.1
1.1.2
7 主要零件的設(shè)計(jì)
7.1模柄的選取
非大型模具一般來(lái)說(shuō)將上模座在壓力機(jī)滑塊上是通過(guò)模柄來(lái)固定的。模具裝配完成后上模座與模柄中線垂直度一般是比較高的，從而廣泛應(yīng)用與中、小型沖壓模具中。
根據(jù)模具結(jié)構(gòu)和沖裁精度要求選用壓入式模柄，可較好地保證軸線與上模座的垂直度，保證裝配精度，進(jìn)而保證零件生產(chǎn)質(zhì)量要求。模柄選用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格M32′80mm，采用直徑3mm的防轉(zhuǎn)銷固定防轉(zhuǎn),材料一般為Q235。
7.2 卸料裝置的設(shè)計(jì)
7.2.1 彈性卸料板的設(shè)計(jì)
卸料是指當(dāng)一次沖裁行程完畢,上?；爻虝r(shí)套在凸模上的工件或廢料從卸下來(lái), 從而使下次行程順利進(jìn)行。
剛性卸料板的卸料力一般來(lái)說(shuō)是比較大的，卸料也是相對(duì)可靠的，對(duì)t>0.5mm、沖裁件對(duì)平面平整度要求不是很高的情況下一般使用較為廣泛，而對(duì)于較薄的材料卻不太適用。
卸料板，彈性材料和卸料螺釘是彈性卸料裝置主要組成零件,彈性卸料裝置結(jié)構(gòu)不是很簡(jiǎn)單,不如剛性卸料板可靠與安全?？梢云鸬叫读虾蛪鹤“辶系碾p重作用，通常沖裁件的質(zhì)量會(huì)有一定的保證，平面度比較高。彈性卸料板厚度一般取5~20mm，其與凸模的單邊間隙一般取0.2mm,具體厚度根據(jù)所需卸料力的大小而定。
遂采用彈壓卸料裝置
取卸料板的規(guī)格為100′80′10mm，單邊間隙可取0.2mm。
卸料板凸臺(tái)部分的高度：
h=H-0.1~0.3
代入計(jì)算h=4-0.1~0.3′0.8
h=3.92~3.76，卸料板凸臺(tái)高度取3.8mm，厚度取10mm。
7.2.2 橡膠的選用與計(jì)算
橡膠能夠完成相對(duì)比較大的載荷的承受，安裝與調(diào)整起來(lái)是比較方便的，制造原料的獲得非常方便，在模具上可以作為彈性卸料、壓邊、緩沖器、或頂件器中的彈性體，安裝調(diào)整比較方便，應(yīng)用非常廣泛。
模具中常用的橡膠有工業(yè)用普通橡膠板、真空橡膠和聚氨酯橡膠。使用時(shí)根據(jù)需要加工成一定的形狀和尺寸大小。
卸料力FX= =1496.16N?1.5KN
確定橡膠形狀、數(shù)量根據(jù)工藝性質(zhì)和模具結(jié)構(gòu)選用空心圓柱狀，空心為凹模刃口形狀，數(shù)量一個(gè)。
根據(jù)卸料力求橡膠截面尺寸
橡膠工作時(shí)所產(chǎn)生的彈力P計(jì)算如下
P=Fq
所以橡膠截面積為F=Pq
在這個(gè)沖裁模具上裝置橡膠的時(shí)候?yàn)榱吮Ｕ项A(yù)壓力的充足的考慮起見(jiàn)，通常一般取高度的10%到15%作為一定的預(yù)備壓縮量先行驗(yàn)算。
橡膠工作部分s=t+1+s，s為修磨量
s=0.8+1+5=6.8mm
橡膠墊的自由高度H與直徑D之比必須滿足下式
0.5
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