彈性卡沖壓模具設(shè)計(jì)-級(jí)進(jìn)?！竞SUG工件】【沖壓模具設(shè)計(jì)稿】

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**學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 1 宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 題目： 彈性卡級(jí)進(jìn)模 系 部 現(xiàn)代制造工程系 專 業(yè) 名 稱 模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí) 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 年 月 日 **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 2 摘 要 彈性卡級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 通過(guò)對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，確定了沖壓工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式，然后對(duì) 模具進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，接下來(lái)是對(duì)模具設(shè)計(jì)進(jìn)行基本參數(shù)計(jì)算，如排樣設(shè)計(jì)、計(jì) 算壓力中心、計(jì)算沖裁力、工作零件的刃口尺寸計(jì)算等，最后是根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 選擇典型模具零件、模具組合、以及壓力機(jī)。采用 AutoCAD 軟件繪制了彈性卡 級(jí)進(jìn)模的裝配圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件圖，并撰寫了畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 關(guān)鍵詞：彈性卡；級(jí)進(jìn)模；設(shè)計(jì) **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 3 目錄 摘 要 .......................................................................................................................2 目錄 ...............................................................................................................................3 第 1 章 緒論 .................................................................................................................5 1.1 多工位級(jí)進(jìn)模的特點(diǎn) .............................................................................5 1.2 級(jí)進(jìn)模的發(fā)展現(xiàn)狀 .................................................................................6 1.3 模具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位 .....................................................................7 1.4 模具 CAD 的優(yōu)勢(shì) ....................................................................................8 第 2 章 產(chǎn)品工藝性分析 .........................................................................................10 2.1 產(chǎn)品工藝性分析 ..................................................................................10 2.2 毛坯尺寸的計(jì)算 ..................................................................................11 2.3 排樣及工位布置 ..................................................................................12 2.3.1 排樣原則 ...........................................................................................12 2.3.2 搭邊值 ...............................................................................................13 2.3.4 條料的導(dǎo)正定距定位 .......................................................................13 2.3.5 排樣圖 ................................................................................................14 第 3 章 壓力、壓力中心計(jì)算 ...................................................................................15 3.1 沖裁方式的選擇 ..................................................................................15 3.2 沖裁力的計(jì)算 ......................................................................................15 3.3 卸料力、頂件力的計(jì)算 ......................................................................16 3.4 彎曲力的計(jì)算 ......................................................................................18 3.5 壓力機(jī)的選擇 .......................................................................................19 3.6 壓力中心的確定 ...................................................................................19 第 4 章 模具主要零部件的設(shè)計(jì) ...............................................................................21 4.1 凹、凸模設(shè)計(jì)原則 ..............................................................................21 **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 4 4.2 凸模和凹模 ........................................................................................23 4.3 凹、凸模尺寸的確定 ..........................................................................24 4.3.1 沖裁凹、凸模刃口尺寸的確定 .......................................................24 4.3.2 彎曲件凸、凹模計(jì)算 .......................................................................27 4.3.3 凸模長(zhǎng)度的確定 .............................................................................30 4.3.4 凹模刃口形式和外形尺寸的確定 ...................................................31 4.4 其它結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì) ..............................................................................33 4.4.1 凸模固定板 .......................................................................................33 4.4.2 墊板 ...................................................................................................34 4.4.3 卸料板 ...............................................................................................34 4.4.4 導(dǎo)料裝置 ...........................................................................................35 4.4.5 模柄 ...................................................................................................36 4.5 模架與導(dǎo)向 ..........................................................................................36 4.5.1 模架的設(shè)計(jì) .......................................................................................36 4.5.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu) ...........................................................................................38 4.6 送料裝置 ............................................................................................38 第 5 章 壓力機(jī)的校核 .............................................................................................39 第 6 章 總裝圖 .........................................................................................................40 第 7 章 總結(jié) .............................................................................................................41 致謝 .............................................................................................................................42 **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 5 第 1 章 緒論 1.1 多工位級(jí)進(jìn)模的特點(diǎn) 多工位級(jí)進(jìn)模沖壓是指在一副模具沿被沖原材料（條料或卷料）的直線送 進(jìn)方面，具有至少兩個(gè)或兩個(gè)以上等距離工位，并在壓力機(jī)的一次行程中，在 不同的工位上完成兩個(gè)或兩個(gè)以上沖壓工序的沖壓方法。這種方法使用的模具 即為多工位級(jí)進(jìn)沖壓模具，簡(jiǎn)稱級(jí)進(jìn)模，又稱跳步模、連續(xù)模、多工位級(jí)進(jìn)模， 如沖孔、落料級(jí)進(jìn)模；沖裁、彎曲、落料級(jí)進(jìn)模；沖裁、挖深、再挖深、整形、 沖孔、落料級(jí)進(jìn)模等。 多工位級(jí)進(jìn)模是在普通級(jí)進(jìn)模的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種 高精度、高效率、長(zhǎng)壽命的模具，是技術(shù)密集型模具的重要代表，是沖模發(fā)展 方向之一。這種模具除進(jìn)行沖孔落料工作外，還可根據(jù)零件結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和成形 性質(zhì)，完成壓筋、沖窩、彎曲、拉深等成形工序，甚至還可以在模具中完成鉚 接、旋轉(zhuǎn)等裝配工序，因此這種模具與其它沖壓模具相比具有獨(dú)特的特點(diǎn)： （1）在一副模具中，可以完成包括沖裁，彎曲，拉深和成形等多道沖壓工 序；減少了使用多副模具的周轉(zhuǎn)和重復(fù)定位過(guò)程，顯著提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和設(shè) 備利用率。 （2）由于在級(jí)進(jìn)模中工序可以分散在不同的工位上，故不存在復(fù)合模的 “最小壁厚”問(wèn)題，設(shè)計(jì)時(shí)還可根據(jù)模具強(qiáng)度和模具的裝配需要留出空工位， 從而保證模具的強(qiáng)度和裝配空間。 （3）多工位級(jí)進(jìn)模通常具有高精度的內(nèi)、外導(dǎo)向（除模架導(dǎo)向精度要求高 外，還必須對(duì)細(xì)小凸模實(shí)施內(nèi)導(dǎo)向保護(hù)）和準(zhǔn)確的定距系統(tǒng)，以保證產(chǎn)品零件 的加工精度和模具壽命。 （4）多工位級(jí)進(jìn)模常采用高速?zèng)_床生產(chǎn)沖壓件，模具采用了自動(dòng)送料、自 動(dòng)出件、安全檢測(cè)等自動(dòng)化裝置，操作安全，具有較高的生產(chǎn)效率。目前，國(guó) 內(nèi)已能生產(chǎn)精度達(dá) 2 微米的精密多工位級(jí)進(jìn)模，工位數(shù)最多已達(dá) 160 個(gè)，壽 命 12 億次。 **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 6 （5）多工位級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鑲塊較多，模具制造精度要求很高，給模具 的制造、調(diào)試及維修帶來(lái)一定的難度。同時(shí)要求模具零件具有互換性，在模具 零件磨損或損壞后要求更換迅速，方便，可靠。所以模具工作零件選材必須好 （常采用高強(qiáng)度的高合金工具鋼、高速鋼或硬質(zhì)合金等材料） ，必須應(yīng)用慢走絲 線切割加工、成型磨削、坐標(biāo)鏜、坐標(biāo)磨等先進(jìn)加工方法制造模具。 （6）多工位級(jí)進(jìn)模主要用于沖制厚度較?。ㄒ话悴怀^(guò) 2mm） 、產(chǎn)量大，形 狀復(fù)雜、精度要求較高的中、小型零件。用這種模具沖制的零件，精度可達(dá) IT10 級(jí)。 （7）模具制造用期較長(zhǎng)，成本高，多工位級(jí)進(jìn)模隨著工位數(shù)的增加，相應(yīng) 要加工的模具零件數(shù)也多了，所以成本比普通沖模高。 1.2 級(jí)進(jìn)模的發(fā)展現(xiàn)狀 模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備。振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，日益受到 人們的重視和關(guān)注。從我國(guó)的情況來(lái)看，不少工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量上不去，新產(chǎn)品開(kāi) 發(fā)不出來(lái)，老產(chǎn)品更新速度慢，能源消耗指標(biāo)高，材料消耗量大，這都與我國(guó) 模具生產(chǎn)技術(shù)落后，沒(méi)有一個(gè)強(qiáng)大的、先進(jìn)的模具工業(yè)密切相關(guān)。因此，要使 國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門獲得高速發(fā)展，盡快縮短和發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距，加速實(shí)現(xiàn) 社會(huì)主義現(xiàn)代化步伐，惟一的出路就是必須盡快將模具工業(yè)搞上去，使模具生 產(chǎn)形成一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)部門，從而充分發(fā)揮模具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的關(guān)鍵作用。 特別是近年來(lái)，我國(guó)家電工業(yè)的高速發(fā)展對(duì)模具工業(yè)，尤其是塑料模具提 出了越來(lái)越高的要求，2004 年，塑料模具在整個(gè)模具行業(yè)中所占比例已上升到 30%左右，據(jù)有關(guān)專家預(yù)測(cè)，在未來(lái)幾年中，中國(guó)塑料模具工業(yè)還將持續(xù)保持年 均增長(zhǎng)速度達(dá)到 10%以上的較高速度的發(fā)展。國(guó)內(nèi)塑料模具市場(chǎng)以注塑模具需 求量最大，其中發(fā)展重點(diǎn)為工程塑料模具。其中級(jí)進(jìn)模用處相當(dāng)廣泛。 隨著近年來(lái)工模制造業(yè)的不斷進(jìn)步和發(fā)展, 沖壓工藝和沖模技術(shù)也在不斷 地革新和發(fā)展。多工位級(jí)進(jìn)模是在普通級(jí)進(jìn)模的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種高精度、 高效率、長(zhǎng)壽命的模具, 是技術(shù)密集型模具的重要代表, 同時(shí)也是沖模的發(fā)展 方向之一。這種模具除了可以進(jìn)行沖孔落料工作外, 還可根據(jù)零件結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 和成型性質(zhì), 完成壓筋、沖窩、彎曲、拉深等成型工序, 甚至可以在模具中完 **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 7 成裝配工序, 實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)無(wú)紙化, 操作無(wú)人化。目前級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)主要以 2D 方式為 主, 使用 3D 設(shè)計(jì)的非常少, 且多為插件外掛, 無(wú)法滿足復(fù)雜產(chǎn)品模具設(shè)計(jì)的需 求。隨著級(jí)進(jìn)模產(chǎn)品復(fù)雜程度及要求的不斷提高, 傳統(tǒng)的 2D 設(shè)計(jì)已越來(lái)越不能 滿足級(jí)進(jìn)模技術(shù)的發(fā)展需要, 采用更為先進(jìn)的專業(yè) 3D 設(shè)計(jì)手段成為必然趨勢(shì)。 現(xiàn)代模具制造技術(shù)的深入推廣與應(yīng)用，促成了模具標(biāo)準(zhǔn)化程度的日漸模具 標(biāo)準(zhǔn)件的使用率已接近 50%。模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具制造技術(shù)數(shù)控化和模具標(biāo)準(zhǔn)件 的廣泛采用，有效縮短了模具制造周期，并同時(shí)提高了模具品質(zhì)、降低了模具 制造成本。以較復(fù)雜的精密級(jí)進(jìn)模的制造周期為例：小型的約 50 天，中型的約 80 天，大型的約 110 天。制造周期已與國(guó)際同類模具水平相當(dāng) 1.3 模具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，有 60一 90的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具加工，由于模具成型具有效率高、精度高、節(jié)省 材料和復(fù)雜形面成型快等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)行業(yè)和部門，尤其是在機(jī)械制 造、汽車、家用電器、儀器儀表、石油化工、輕工用品等各行業(yè)得到了極其廣 泛的應(yīng)用，占有十分重要的地位。 模具工業(yè)的大規(guī)模高速度發(fā)展及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要作用，已經(jīng)引 起了我國(guó)政府的高度重視，科技興國(guó)，科技創(chuàng)新，建立創(chuàng)新型國(guó)家已經(jīng)成為我 們重要的發(fā)展戰(zhàn)略。振興和發(fā)展模具工業(yè)，受到了國(guó)家的重視和關(guān)注。國(guó)務(wù)院 近期頒布的關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定中，把模具制造技術(shù)的發(fā)展作為 機(jī)械行業(yè)發(fā)展的首要任務(wù)，使得我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，工 業(yè)體制改革以來(lái)，我國(guó)己擁有模具生產(chǎn)企業(yè) 18000 家，模具工業(yè)已經(jīng)初具規(guī)模， 先后制定了沖壓模、塑料模、壓鑄模和模具基礎(chǔ)技術(shù)的 50 多項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，近 300 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。 隨著世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展格局的轉(zhuǎn)變，中國(guó)正在成為世界機(jī)械制造業(yè)大國(guó)，國(guó)民 經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè)機(jī)械、電子、汽車、石化、建筑，也都要求模具工業(yè) 與之相適應(yīng)，由此牽動(dòng)了我國(guó)模具制造業(yè)的迅猛發(fā)展。在模具產(chǎn)品中，有些產(chǎn) 品已接近或達(dá)到國(guó)際水平，在國(guó)家產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策引導(dǎo)下，模具需求量每年仍 以 15的幅度遞增，這將形成一個(gè)巨大的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求。 **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 8 目前，我國(guó)的模具制造技術(shù)己從過(guò)去只能制造簡(jiǎn)單模具發(fā)展到可以制造大 型、精密、復(fù)雜、壽命長(zhǎng)的模具。許多模具產(chǎn)品都達(dá)到了國(guó)際同類模具產(chǎn)品的 技術(shù)水平。 1.4 模具 CAD 的優(yōu)勢(shì) 隨著模具制造的技能化逐步向科學(xué)化發(fā)展，原來(lái)依靠主模型和繪制圖形制 造模具的傳統(tǒng)方法,逐步由 CAD/CAM 終端將由數(shù)字描述的覆蓋件形狀轉(zhuǎn)為加工軌 跡的方法所取代。用電話線路遙控加工過(guò)程則又將模具制造科學(xué)化的水平推向 一個(gè)新高度。現(xiàn)在可將這種新技術(shù)的特征歸納為以下幾個(gè)方面： (1)由三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)進(jìn)行檢驗(yàn)。用于配合 CAD/CAM 系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)的三坐標(biāo)測(cè) 量機(jī)也與原來(lái)適合于傳統(tǒng)工加工模具的可移動(dòng)式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)不同。現(xiàn)在所用 的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)都帶有自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)。 在加工時(shí)，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)不僅可作為一種最終檢驗(yàn)?zāi)＞咂焚|(zhì)的工具，也應(yīng) 該作為一種對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)的工具。即在加工過(guò)程中對(duì)各道工序加工后進(jìn) 行中途檢驗(yàn)。例如對(duì)加工后模具的主要型腔面進(jìn)行檢驗(yàn)。特別是在拋光之前應(yīng) 對(duì)加工面作全面的檢驗(yàn)，以便確定如何更精確地達(dá)到加工面所需的幾何形狀。 在對(duì)模具進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，需以較密的流線通過(guò)零件的各處。每一副模具需檢驗(yàn) 兩次。一次在沖壓加工之前，另一次在沖壓加工以后。應(yīng)用理論計(jì)算厚度對(duì)上、 下模型腔的對(duì)合狀況進(jìn)行測(cè)量，以掌握實(shí)現(xiàn) CAD 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)精度的實(shí)際狀況。 (2)不需要主模型和靠模。雖然不再使用主模型和靠模，但加工精度反而有 了提高。用 CAD 數(shù)據(jù)加工以對(duì)加工結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)模具的型腔面還可以進(jìn)行 數(shù)學(xué)分析，從而保證了制造過(guò)程能極嚴(yán)格地按照原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)實(shí)施。正是由于 排除了模具制造過(guò)程中的手工操作，改善了模具精度和加工周期方面的競(jìng)爭(zhēng)力。 為此應(yīng)用 CAD 數(shù)據(jù)進(jìn)行模具加工技術(shù)在大多數(shù)模具制造廠中得到了推廣?，F(xiàn)在 由許多工廠的經(jīng)驗(yàn)可證實(shí)，應(yīng)用這種技術(shù)之后，雖然按 CAM 生成的刀具軌跡時(shí) 間增加了 14%，但用于拋光的時(shí)間卻減少了 33%，總加工時(shí)間縮短了 16.5%，模 具的品質(zhì)提高了 12%。 現(xiàn)在，各種 CAD/CAM 軟件可以幫助工程師進(jìn)行模具設(shè)計(jì)和生成 CNC 銑床的 刀具軌跡。該系統(tǒng)還可以在屏幕上顯示 3 維彩色模型供設(shè)計(jì)模具和進(jìn)行分析之 **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 9 用。還可以提供用于改進(jìn)鑄造品質(zhì)的有限元分析和模具的熱性能分析。實(shí)際上， 任何客戶的數(shù)據(jù)庫(kù)都可以直接被用于輸入，或者通過(guò)轉(zhuǎn)換以后輸入。 (3)塑料板材模壓成形模具的特點(diǎn)。用于對(duì)塑料板材進(jìn)行模壓成形的模具， 與沖壓金屬板材的模具不同，它沒(méi)有材料回彈的問(wèn)題。所以加工這種模具時(shí)不 需要去調(diào)整模具的對(duì)合狀況，而是眼于塑件需使用表面的狀況。即以使用表面 的表面精度和形狀精度為重點(diǎn)。 **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 10 第 2 章 產(chǎn)品工藝性分析 2.1 產(chǎn)品工藝性分析 產(chǎn)品名稱：USB 接口鐵芯 生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn) 產(chǎn)品材料：08F 產(chǎn)品厚度：2mm 產(chǎn)品三維圖如圖 2-1， 圖 2-1 產(chǎn)品圖 產(chǎn)品技術(shù)要求：表面光滑、無(wú)毛刺、無(wú)刮傷，鍍層應(yīng)光澤、無(wú)擦傷、無(wú)劃 痕、無(wú)水跡、無(wú)露底、無(wú)損傷。未標(biāo)注公差為0.05。電鍍要求必須經(jīng)受鹽霧 標(biāo)準(zhǔn)， （GB/T 2423.182000） 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第二部分：試驗(yàn) kb：鹽 **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 11 霧交變氧化鈉溶液 。精度要求 IT13。 產(chǎn)品包括沖孔、多處彎曲，大批量生產(chǎn)，如果采用單工序模或復(fù)合模沖壓 成型，不僅工藝流程長(zhǎng)、工序多、耗用工時(shí)多、生產(chǎn)效率低，而且零件互換性 差、勞動(dòng)強(qiáng)度大、成本高，不適合大批量生產(chǎn)，因此采用生產(chǎn)效率高的級(jí)進(jìn)模 沖壓生產(chǎn)。 2.2 毛坯尺寸的計(jì)算 彎曲是將板料、棒料、型材或管料等彎成一定形狀和角度的零件的一種沖 壓成型工序。采用彎曲的零件種類繁多，常見(jiàn)的如汽車大梁、自行車車把、各 種電器零件的支架等。 根據(jù)彎曲應(yīng)變中性層在彎曲前長(zhǎng)度不變的原理，先確定應(yīng)變中性層位置， 在計(jì)算應(yīng)變中性層長(zhǎng)度，最后得出毛坯長(zhǎng)度。 產(chǎn)品工件屬于 r2t 的彎曲件，這類零件變形區(qū)材料變薄不嚴(yán)重，且斷面畸 變較小，可按應(yīng)變中性層長(zhǎng)度等于毛坯長(zhǎng)度的原則計(jì)算。 L=l1+l2+l0= l1+l2+/2(r+Kt) 式（2-1） 式中 L毛坯展開(kāi)長(zhǎng)度（mm） ； l1， l2 工件直邊長(zhǎng)度（mm） ； K應(yīng)變中性層位移系數(shù)(查表 2-1)； r彎曲件內(nèi)彎曲半徑（mm） ； t板厚（mm） 。 展開(kāi)后的毛坯： **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 12 K-應(yīng)變中性層位移系數(shù),其值可參考表 2-1 選取。 表 2-1 應(yīng)變中性層位移系數(shù) r/t 2 0.2 0.3 0.4 2 0.6 0.7 0.8 1 K 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 0.26 0.28 0.3 0.32 r/t 1.2 1.3 1.5 2 2.5 3 4 5 6 K 0.33 0.34 0.36 0.38 0.39 0.4 0.42 0.44 0.46 2.3 排樣及工位布置 級(jí)進(jìn)模的排樣是指制件（一個(gè)或多個(gè)）在條料上分幾個(gè)工位沖制的布 置方法。排樣不同，材料的利用率、制件的尺寸精度、生產(chǎn)率、模具結(jié)構(gòu)與制 造復(fù)雜程度、模具使用壽命長(zhǎng)短等都不同。所以排樣作為級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)的重要步 驟，不僅必不可少，而且作用很大。它是多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)時(shí)的重要依據(jù)，是 設(shè)計(jì)模具圖之前要做完的第一件大事。 排樣是模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，排樣圖設(shè)計(jì)好壞，直接關(guān)系到模具設(shè)計(jì)。 排樣圖設(shè)計(jì)有錯(cuò)誤，會(huì)導(dǎo)致制造出來(lái)的模具無(wú)法沖出合格制件而將整副模具報(bào) 廢。在一副級(jí)進(jìn)模里，因沖的制件不同，個(gè)工位就有不同的沖壓工序，如沖切、 一次壓彎、二次壓彎、再次壓彎、壓包、壓勁等，每個(gè)工位的沖壓性質(zhì)都必須 遵守一定的規(guī)則，合理分布。 2.3.1 排樣原則 (1).提高材料利用率 n，對(duì)沖裁件來(lái)說(shuō)，由于產(chǎn)量大，沖壓的生產(chǎn)效率高， 所以材料費(fèi)用常占總成本的 60以上，材料利用率是一項(xiàng)很重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 要提高材料利用率，就必須減少?gòu)U料面積。沖裁過(guò)程所產(chǎn)生的廢料可分為結(jié)構(gòu) 廢料與工藝廢料兩種。結(jié)構(gòu)廢料是工件的形狀決定的，而工藝廢料是由沖壓方 式或與排樣方式?jīng)Q定的。 （2）.使工人操作方便、安全、減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。條料在沖裁過(guò)程中翻 動(dòng)要少，在材料利用率相同或相近時(shí)應(yīng)盡可能選條料寬、進(jìn)距小的排樣方法。 （3）.使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、模具壽命較長(zhǎng)。 **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 13 （4）.排樣應(yīng)保證沖裁件的質(zhì)量、對(duì)于彎曲件的落料，在排樣時(shí)還應(yīng)考慮板 料的纖維方向。 （5）.毛刺方向。 2.3.2 搭邊值 本模具采用雙側(cè)搭邊。 表 2-2 搭邊值和側(cè)邊值的數(shù)值 圓件及 圓角tr2矩形邊長(zhǎng) 50l矩形邊長(zhǎng) 或圓角 50l2r 材料厚度 t 工件間 a側(cè)邊 1工件間 a側(cè)邊 1工件 a側(cè)邊 1a 0.25 以下 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.0 0.252 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 20.8 1.0 1.2 1.5 1.8 1.8 2.0 0.81.2 0.8 1.0 1.2 1.5 1.5 1.8 1.21.5 1.0 1.2 1.5 1.8 1.9 2.0 1.62.0 1.2 1.5 2.0 2.2 2.0 2.2 步距的確定 （2-=+a 2） 式中 A 步距； a 搭邊值； c 與送料方向平行的制件外形尺寸。 計(jì)算得步距為 A=31.4mm。 料寬的確定 （2-3）=(+21+) 0 式中 B 料寬； a1 搭邊值； c 條料與導(dǎo)料板間的間隙； 公差，采用無(wú)側(cè)壓裝置 =0.4. **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 14 計(jì)算得料寬為 。=105 00.2 2.3.4 條料的導(dǎo)正定距定位 采用導(dǎo)正銷導(dǎo)正定距定位，導(dǎo)正銷圓柱段長(zhǎng)度 h=1mm，導(dǎo)正孔直徑 0.6mm， 導(dǎo)正銷與導(dǎo)正孔雙面間隙為 0.04mm。 2.3.5 排樣圖 排樣圖如圖 2-3 所示，在兩側(cè)沖導(dǎo)正孔進(jìn)行導(dǎo)正，提高沖裁精度。 圖 2-3 排樣圖 工位布置：沖孔沖裁彎曲彎曲U 型彎曲-沖裁。 材料利用率 (2-4)%10BSA 式中 一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積；A 條料寬度；B 步距；S **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 15 %10BSA =2505.5/105X31.4=76% 材料利用率為 =76。 **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 16 第 3 章 壓力、壓力中心計(jì)算 3.1 沖裁方式的選擇 當(dāng)一次沖裁完之后，為了能夠順利地進(jìn)行下一次沖裁，必須適合解決出件、 卸料及廢料排出等問(wèn)題。選取的沖裁方式不同時(shí)，出件、卸料及廢料排除的形 式也就不同。因此沖裁方式將直接決定沖裁模的結(jié)構(gòu)形式，并影響沖裁件的質(zhì) 量。下面有三種基本的沖裁方式： 1、固定卸料順出件 采用固定卸料方式，板料不受約束，屬于自由沖裁，廢料邊很容易上翹， 卸料時(shí)又反向翻轉(zhuǎn)變形，因此對(duì)凸模刃口側(cè)面的磨損比較嚴(yán)重。這種沖裁方式 不適合于沖薄料，沖鋼板時(shí)板厚度不宜小于 0.8，沖軟鋁板時(shí)最好不小于 1.2mm。其缺點(diǎn)是凹模刃口附近有異物時(shí)不易發(fā)現(xiàn)，可能造成損傷刃口，甚至折 斷凸模的事故。其優(yōu)點(diǎn)是手工送料時(shí)手不易進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)，因此比較安全。固定 卸料式的模具結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，板料厚度合適時(shí)，用于落料加工較為合適。但一 般不用于沖孔。 2、彈壓卸料順出件 彈壓卸料方式很適于沖薄件，一般當(dāng)板料厚度小于等于 2mm 時(shí)，必須采用 彈壓卸料方式。沖較厚的板料也可以采用彈壓卸料方式，以獲得較平整的沖裁 件，但收效沒(méi)有薄料明顯。 3、彈壓卸料逆出件方式 用于順裝式?jīng)_裁模的結(jié)構(gòu)形式。這種逆出件方式只用于落料，不用于沖孔， 因此對(duì)于順裝式模具，反頂板也稱為頂件板；用于倒裝式模具時(shí)，反頂板又稱 推件板。在順裝模具中，頂件力需由彈性元件提供。 所以：根據(jù)上述各種沖裁方式的特點(diǎn)，該制件應(yīng)選擇彈壓卸料順出件。 3.2 沖裁力的計(jì)算 **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 17 沖裁是利用模具使板料產(chǎn)生分離的一種沖壓工序。從廣義上講沖裁是分離 工序的總稱，它包括落料、沖孔、切斷、修邊、切舌等多種工序。但一般來(lái)說(shuō)， 沖裁主要是指落料和沖孔工序。若使材料沿封閉曲線相互分離，封閉曲線以內(nèi) 的部分作為沖裁件時(shí)，為落料；封閉曲線以外的部分作為沖裁件時(shí)，則為沖孔。 沖裁力是沖裁過(guò)程中凸模對(duì)板料施加的壓力，它是隨凸模進(jìn)人材料的深度 (凸模行程)而變化的。通常說(shuō)的沖裁力是指沖裁力的最大值，它是選用壓力機(jī) 和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)之一。 根據(jù)沖裁力的公式： F=KLt b （N） （3-1） 式中 b料板的抗剪強(qiáng)度（MPa） ； L 沖裁輪廓的總長(zhǎng)度（mm） ； t 板料厚度（mm） 。 查表得：08F 在常溫下的抗剪強(qiáng)度 b=380470MPa 考慮到刃口的磨損、間隙的波動(dòng)、材料力學(xué)性能的變化、板料厚度的偏差 等因素的影響，可取安全系數(shù)為 k=1.3 各沖裁區(qū)只是沖裁線的長(zhǎng)度不同，材料抗剪長(zhǎng)度和材料厚度均相同，用上 式可分別計(jì)算各沖裁區(qū)的沖裁線長(zhǎng)度和沖裁力，見(jiàn)表 3-1。 表 31 沖裁力 部位 長(zhǎng)度 mL/ 沖裁力 NF/ 沖孔（ 2 個(gè)） 32.972 65148.72 方孔沖裁 159.6 157684.8 側(cè)邊沖裁 99.776 98578.688 落料 6 5928 合計(jì) 327340.208 3.3 卸料力、頂件力的計(jì)算 板料經(jīng)沖裁后，由于彈性變形恢復(fù)的作用，將使沖落部分的材料梗塞在凹 **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 18 模內(nèi)，而沖裁剩下的材料則緊箍在凸模上。為使沖裁工作繼續(xù)進(jìn)行，必須將箍 在凸模上的料卸下，將卡在凹模內(nèi)的料推出。從凸模上卸下箍著的料所需的力 稱為卸料力；將梗塞在凹模內(nèi)的料順從沖裁方向推出所需的力稱為推件力。 卸料力和推件力是從壓力機(jī)、卸料裝置中獲得。所以在選擇設(shè)備的公稱壓 力或設(shè)計(jì)沖模時(shí)，應(yīng)分別加以考慮。影響這些力的因素較多，主要有材料的力 學(xué)性能、材料的厚度、模具間的間隙、凹模洞口的結(jié)構(gòu)、搭邊大小、潤(rùn)滑情況 等，一般采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算. 卸料力計(jì)算公式： 卸料力 F X=KXF (3-2) 式中 F沖裁力（N） ； KX卸料力系數(shù)，見(jiàn)表 3-2。 推件力計(jì)算公式： 推件力 F T=nKTF (3-3) 式中 F沖裁力（N） ； KT推件力系數(shù)，見(jiàn)表 3-2； n同時(shí)梗塞在凹模內(nèi)工件（廢料）數(shù)， n=h/t h凹模洞口的直壁高度（mm） ； t材料厚度（mm） 。 表 3-2 卸料力和推件力系數(shù) 料厚 t/mm KX KT 2 0.0650.0750.075 22 0.0450.0550.063 22.5 0.040.05 0.055 2.56.5 0.030.04 0.045 鋼 6.5 0.020.03 0.025 **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 19 計(jì)算的結(jié)果 Kx0.65,t0.75 所以： F 卸=K 卸 F 總=0.065x32.7= 2.1255T; F 推=K 推 F 總=0.075x32.7= 2.4525T; 3.4 彎曲力的計(jì)算 彎曲力大小受到材料力學(xué)性能、彎曲件形狀、毛坯尺寸、彎曲半徑、模具 間隙、凹模圓角支點(diǎn)間距離、彎曲方式等多種因素的影響。因此，要從理論是 非常復(fù)雜和困難的，在生產(chǎn)中通常采用經(jīng)驗(yàn)公式或通過(guò)簡(jiǎn)化的理論公式進(jìn)行計(jì) 算。 本產(chǎn)品工件包括 U 型彎曲(兩處)和 Z 型彎曲。 V 型彎曲彎曲力為： 彎曲力有公式 （3-4）tRKBFb26.0 式中 自由彎曲力（ ） ；N 彎曲件寬度（ ） ；34.54Bm 彎曲件材料厚度（ ）t t2 彎曲件內(nèi)半徑（ ） ，r= 0.85R 材料抗拉強(qiáng)度，bMPab47038 安全因數(shù)， .KK1 彎曲力 F1=14368.64N F2=2x14368.64=28737.28N 型彎曲彎曲力為： **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 20 彎曲力有公式 （3-tRKBFb27.0 5） 式中 自由彎曲力（ ） ；N 彎曲件寬度（ ） ，Bm 彎曲件材料厚度（ ）t t2 彎曲件內(nèi)半徑（ ） ，RR5 材料抗拉強(qiáng)度，bMPab47038 安全因數(shù)， .KK1 彎曲力 F1,= 5137.6N 總和為 +32.7+2.1+2.5=40.7T總 =3.4 3.5 壓力機(jī)的選擇 壓力機(jī)的公稱壓力應(yīng)大于計(jì)算出的總壓力 ，所以初選用總 =40.7 壓力機(jī)。 壓力機(jī)參數(shù)：公稱壓力 630KN，滑塊行程 35mm，行236.3 236.3 程次數(shù) 150 ，最大封閉高度 150mm，工作臺(tái)尺寸 300450mm，模柄尺1 寸 40mm50mm。 3.6 壓力中心的確定 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)滑塊的中心線相重合。否則，沖壓時(shí)滑塊 就會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會(huì)使合理 間隙得不到保證，從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。在實(shí)際生 產(chǎn)中，可能會(huì)出現(xiàn)由于沖件的形狀特殊或排樣特殊，從模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造考 慮不宜使壓力中心與模柄中心線相重合的情況，這時(shí)應(yīng)注意使壓力中心的偏離 不致超出所選用壓力機(jī)允許的范圍。 根據(jù)模具裝配的特點(diǎn)建立坐標(biāo)系如圖 3-1 所示： **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 21 圖 3-1 壓力中心示意圖 查相關(guān)資料可得壓力中心的計(jì)算公式為: n210FXX （3-n210YFY 6） 計(jì)算的模具的壓力中心為（0,0） 。 **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 22 第 4 章 模具主要零部件的設(shè)計(jì) 凹、凸模是模具的工作零件，不僅在于它是直接擔(dān)負(fù)著沖壓工作，而且是 在模具上直接決定制件形狀、尺寸大小和精度最為關(guān)鍵的零件。多工位級(jí)進(jìn)模 中的凹、凸模和其他模具的凹、凸模一樣了，都是配對(duì)使用，缺一不可。 多工位級(jí)進(jìn)模，由于每個(gè)的沖壓性質(zhì)的特殊性，既有相同之處，又有不同 之處，因此無(wú)論是凸模，還是凹模，都要服從沖壓性質(zhì)的特定需要，設(shè)計(jì)出與 技術(shù)要求相適應(yīng)的凸模和凹模。它既不等同單工序模，又離不開(kāi)單工序模的實(shí) 踐的實(shí)踐與理論基礎(chǔ)，要求凸、凹模做到適應(yīng)高速度、高精度、長(zhǎng)壽命和穩(wěn)定 沖壓生產(chǎn)的需要。 4.1 凹、凸模設(shè)計(jì)原則 1. 凹、凸模必須有足夠的強(qiáng)度、剛度和硬度 凹、凸模的剛度和強(qiáng)度，比起單工序模更為重要。這是由于多工位級(jí)進(jìn)模 一般都是在高速的連續(xù)沖壓狀態(tài)下工作的，震動(dòng)非常大，凹、凸模的磨損比一 般模具大得多。凹、凸模工作過(guò)程中受力狀況也比較復(fù)雜，不均勻、不垂直、 不對(duì)稱、偏載等特點(diǎn)，在級(jí)進(jìn)模上是常見(jiàn)的事，所以凹、凸模很容易受到損壞。 對(duì)多工位級(jí)進(jìn)模 凹、凸模而言，增加強(qiáng)度，提高剛度尤為重要。例如選用 強(qiáng)度比較好的合金工具鋼，并合理安排熱處理。必要時(shí)用硬質(zhì)合金，保證凹、 凸模有足夠的硬度和耐磨性，保證凹、凸模經(jīng)得住使用。在條件許可的情況下， 適當(dāng)縮短凸模長(zhǎng)度，增加凹模厚度和對(duì)凹、凸模采用合理的結(jié)構(gòu)等，都是增加 模具剛性和強(qiáng)度的有效措施。 1. 凹、凸模結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單可靠、制造方便 多工位級(jí)進(jìn)模中的凹、凸模要經(jīng)得住在高速、長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)沖壓工作狀態(tài)下 的考驗(yàn)。因此，要求其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和維修方便。一般情況下，復(fù)雜的結(jié)構(gòu) **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 23 或其結(jié)構(gòu)薄弱的地方，最為容易損壞，損壞后就得維修或更換新的。如果凹、 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得比較復(fù)雜，必然制造困難，加工周期長(zhǎng)，不僅直接增加模具 成本，還會(huì)延誤正常生產(chǎn)。所以凹、凸模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造和維修方便也是衡量 模具結(jié)構(gòu)好壞的一個(gè)重要內(nèi)容。 多工位級(jí)進(jìn)模凹、凸模的結(jié)構(gòu)與排樣有關(guān)，排樣確定之后，凹、凸模的工 作內(nèi)、外形面基本被確定下來(lái)，此時(shí)凹模的形孔如果非常容易磨損或損壞比較 快，常常要更換新的，可以采用鑲嵌式凹模結(jié)構(gòu)，將局部容易損壞部分設(shè)計(jì)成 單件鑲嵌入凹模體內(nèi)，當(dāng)部分損壞了，可以迅速地將預(yù)先加工好的備件以舊換 新，換進(jìn)去一個(gè)和原來(lái)一樣的新件，繼續(xù)發(fā)揮它的原有功能。 如果凹模的形孔比較復(fù)雜，不便加工，則可以采用鑲拼式結(jié)構(gòu)，將凹模的 形孔內(nèi)形加工變?yōu)橥庑渭庸?。一般情況下，外形加工的方法比較多，尺寸的控 制與檢測(cè)容易，加工精度比較高，加工成本低；而內(nèi)形加工相對(duì)比較困難，尤 其是一些遇到尖角、細(xì)縫、窄槽、曲面等特殊地方，困難就更大了，加工成本 也高。采用鑲拼結(jié)構(gòu)也便于維修。 對(duì)于凸模來(lái)說(shuō)，其工作形面是隨凹模而定，一般采用整體式結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗?是屬于外形加工，比較而言比凹模容易加工，容易獲得高精度尺寸要求。對(duì)于 易損的凸模，則要考慮如何設(shè)計(jì)得便于安裝固定和更換，而且在固定后要有足 夠的穩(wěn)定性，不但做到和凹模間保持穩(wěn)定的合理間隙，更要做到在長(zhǎng)時(shí)間高速 沖壓下，凸模不能脫落，例如帶臺(tái)固定凸模比鉚接固定的更可靠，但鉚接式凸 模制造更方便。 2. 便于調(diào)整、維修和保養(yǎng) 多工位級(jí)進(jìn)模是集沖裁、彎曲、成形等多種工序于一體的多功能模具，使 用過(guò)程中的凹、凸模工作部分磨損、微量尺寸的變化和制件材料的變形不到位 等現(xiàn)象不可避免，這就需要及時(shí)得到調(diào)整、維修和保養(yǎng)。凹、凸模應(yīng)設(shè)計(jì)成便 于拆裝，更換方便，固定可靠。但對(duì)于一般的沖裁部分刃口重磨，不能次次大 卸大拆，因?yàn)槟＞吡慵牟鹧b次數(shù)多了會(huì)影響定位精度。 3. 要考慮刃磨后的凹、凸模相對(duì)位置對(duì)其他工位凹、凸模相對(duì)位置的影響 每一副多工位級(jí)進(jìn)模，工位數(shù)一般都是在兩個(gè)或兩個(gè)以上，除純沖裁的多 工位級(jí)進(jìn)模以外，其他性質(zhì)的多工位級(jí)進(jìn)模，一旦沖裁部分因正常刃口重磨被 **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 24 保養(yǎng)之后，凹、凸模之間閉合高度尺寸既發(fā)生了變化而比原始狀態(tài)減小，此時(shí)， 其他工位凹、凸模之間的閉合高度尺寸也應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整，否則便無(wú)法達(dá)到正常 生產(chǎn)要求，或無(wú)法進(jìn)行正常生產(chǎn)。凹、凸模設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)該模具的沖壓特點(diǎn)， 綜合考慮每一個(gè)工位的具體結(jié)構(gòu)，如采用活動(dòng)凸模、可調(diào)凹、凸模等。 4. 要考慮排件的及時(shí)暢通和防止浮料 多工位級(jí)進(jìn)模在高速?zèng)_壓過(guò)程中，如果被沖下的制件或廢料在上?；爻?（既上升）時(shí)被凸模帶走，落到凹模上不能及時(shí)清除，有可能損壞模具，這是 絕對(duì)不允許的。同樣沖下的制件或廢料，不能暢通的從凹模后的件孔力自由落 下，而被堵死在里面，嚴(yán)重時(shí)將凹模脹裂，這也是絕對(duì)不允許的。 因此，要在凸模上考慮設(shè)置小頂件裝置，或者高壓空氣的孔，便于及時(shí)清 除廢料或制件；在凹模上要考慮設(shè)置吸件或廢料通氣孔，保證沖落下來(lái)的制件 及時(shí)排出，不留在凹模內(nèi)。 4.2 凸模和凹模 1.凸模的種類 在沖壓過(guò)程中，被制件或廢料所包容的模具工作零件稱為凸模。凸模的種 類繁多，可以按加工情況分類。 （1）.按級(jí)進(jìn)模的沖壓性質(zhì)分，有沖裁凸模、彎曲凸模、拉深凸模、成形凸 模等。 （2）.按凸模的工作斷面分，有圓形、方形、矩形和異形凸模等。 （3）.按凸模結(jié)構(gòu)分，有整體式、鑲拼式、組合式等。 （4）.按凸模的固定方法分，有帶臺(tái)式、鉚接式、澆注或粘接固定式、壓塊 式等。 2.凹模的種類 在沖壓過(guò)程中，與凸模配合并直接對(duì)制件進(jìn)行分離或成形的工作零件稱為 凹模。凹模和凸模一樣，種類也很多，尤其是級(jí)進(jìn)模的凹模，由于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜 性和多工位沖壓性質(zhì)的不同，要求凹模能適應(yīng)不同特點(diǎn)的需要，因而凹模的種 類非常繁多。 （1）.按凹模的工作性質(zhì)分，有沖裁凹模、壓彎凹模、拉深凹模、成形凹模 **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 25 等。 （2）.按凹模的結(jié)構(gòu)分，有整體式凹模、鑲套式凹模、拼合形孔凹模、分段 拼合凹模、綜合拼合凹模等。除整體式凹模外，其他凹?？山y(tǒng)稱為鑲拼式凹模。 整體式凹模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是凹模的易損部分和非易損部分組合在一起，用一 整塊板料制成。因此當(dāng)局部損壞時(shí)，須整體凹模更換，單因設(shè)計(jì)和制造、裝配 簡(jiǎn)單方便，故在工位數(shù)不多的級(jí)進(jìn)?；蛟诩儧_裁的級(jí)進(jìn)模中被常常使用。 鑲拼式凹模常常是由于不宜采用整體式凹模時(shí)使用，其特點(diǎn)是將凹模的易 損部分與非易損部分分開(kāi)，將凹模形孔采用獨(dú)立的鑲套狀結(jié)構(gòu)，這樣凹模的局 部損壞時(shí)，可以局部刃磨或更換，而且更換不影響定位基準(zhǔn)，易損壞定位可靠， 互換性好，裝拆快，此外易損件可用優(yōu)質(zhì)好材料制造，而非易損部分可用普通 鋼材制造。 拼合形孔凹模常常是指?jìng)€(gè)別凹模形孔由幾個(gè)小段拼合而成，因?yàn)檫@樣的結(jié) 構(gòu)，凹模的形孔可以獲得較高的加工精度，因此拼合形孔凹模主要用于大而復(fù) 雜形孔場(chǎng)合。 分段拼合凹模在級(jí)進(jìn)模中，是比較常用的一種結(jié)構(gòu)。它是為了解決個(gè)工位 形孔間的間距精度，將模具的凹模分成幾段（每段中形孔數(shù)不等，每段的大小 也不一定相同） ，然后將這幾段凹模的結(jié)合面研和鑲?cè)氲桨寄９潭騼?nèi)，構(gòu)成一 個(gè)整體凹模。 分段凹模的外形尺寸，一般是先加工好該段上工作形孔尺寸后，再以內(nèi)孔 為基準(zhǔn)加工外形尺寸，并留研磨量，最后通過(guò)研合裝配達(dá)到高精度的質(zhì)量要求。 綜合拼合凹模是以上各種鑲拼結(jié)構(gòu)的組合和綜合應(yīng)用，對(duì)精度要求較高的 各種多工位級(jí)進(jìn)模是常用的一種凹模結(jié)構(gòu)。 本設(shè)計(jì)采用整體式凹模，既將用一整塊的矩形鋼材制成，在加工工位不多 的級(jí)進(jìn)模中，是首選的一種結(jié)構(gòu)。它的優(yōu)點(diǎn)有：凹模是一塊板狀零件，比較完 整，使模具的結(jié)構(gòu)比較緊湊，設(shè)計(jì)和加工簡(jiǎn)單，制造裝配比較方便，成本低。 4.3 凹、凸模尺寸的確定 **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 26 4.3.1 沖裁凹、凸模刃口尺寸的確定 凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影響沖裁件的精度。模具的合理間隙 值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差來(lái)保證。因此，正確確定凸、凹模刃口尺寸 和公差，是沖裁模設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。 1. 凸模和凹模的刃口尺寸計(jì)算的依據(jù)和計(jì)算原則 在沖裁件尺寸的測(cè)量和使用中，都是以光面的尺寸為基準(zhǔn)。落料件的光面 是因凹模刃口擠切材料產(chǎn)生的，而孔的光面是凸模刃口擠切材料產(chǎn)生的。故計(jì) 算刃口尺寸時(shí)，應(yīng)按落料和沖孔兩種情況分別進(jìn)行，其原則如下： （1）落料 落料件光面尺寸與凹模尺寸相等（或基本一致） ，故應(yīng)以凹模尺 寸為基準(zhǔn)。又因落料尺寸會(huì)隨凹模刃口的磨損而增大，為保證凹模磨損到一定 程度仍能沖出合格的零件，故落料凹?；境叽鐟?yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)的較 小尺寸。而落料凸模基本尺寸，則按凹?；境叽鐪p最小初始間隙。 （2）沖孔 工件光面的孔徑與凸模尺寸相等（或基本一致） ，故應(yīng)以凸模尺 寸為基準(zhǔn)。又因沖孔尺寸會(huì)隨凸模刃口的磨損而減小，故沖孔凸?；境叽鐟?yīng) 取工件孔尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸。而沖孔凹模基本尺寸則按凸?；境叽?加最小初始間隙。 （3）孔心距 當(dāng)工件需要沖制多個(gè)孔時(shí)，孔心距的尺寸精度由凹?？仔木?保證。由于凸、凹模的刃口尺寸磨損不影響孔心距的變化，故凹模孔心距的基 本尺寸取在工件孔心距的公差帶的中點(diǎn)上，按雙向?qū)ΨQ偏差標(biāo)注。 （4）沖模刃口制造公差 凸、凹模刃口尺寸精度的選擇應(yīng)以能保證工件的 精度要求為準(zhǔn)，保證合理的凸、凹模間隙值，保證模具一定的使用壽命。 2. 凸、凹模尺寸計(jì)算 由于產(chǎn)品制件很薄，表 4-1 可看出沖裁模初始雙面間隙為極小值，所以本 模具采用凸、凹模配合加工方法。此方法是先加工好其中的一件（凸?；虬寄＃?作為基準(zhǔn)件，然后以此基準(zhǔn)件為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)加工另一件，使它們之間保持一定的間 隙。這種加工方法特點(diǎn)是： （1）模具間隙是在配制中保證的，因此不需要校核 p+ dZ max-Zmin，所 以加工基準(zhǔn)件時(shí)可以適當(dāng)放寬公差，使其加工容易。 **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 27 （2）尺寸標(biāo)注簡(jiǎn)單，只需在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸和公差，配制件僅標(biāo)注基本 尺寸并注明配做所留間隙值。 因此，目前一般工廠大多采用這種方法，但用此方法制造的凸、凹模是不 能互換的。 **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 28 表 4-1 沖裁模初始雙面間隙 Z （mm） 08、 10、35、09 Mn2、08F 16Mn 40、50 65Mn 材料厚度 Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax 小于 2 極 小 間 隙 2 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 由于復(fù)雜形狀工件，其各部分尺寸性質(zhì)不同，凸模與凹模磨損情況也不同， 所以基準(zhǔn)件的刃口尺寸需要按不同的方法計(jì)算。落料件應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，沖 孔件應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件。按凸、凹模的磨損情況可以分為三類： 第一類是凸、凹模磨損后增大的尺寸（A 類） ； 第二類是凸、凹模磨損后減小的尺寸（B 類） ； 第三類是凸、凹模磨損后不變的尺寸（C 類） 。 計(jì)算公式如下： A 類 （4-=（ ） +40 1） B 類 （4-2 ） =（ +） 04 C 類 （4-3） =（ +2） 8 式中 Aj、B j、C j 凹、凸模基準(zhǔn)件尺寸（mm） ； Amax、B min、C min 工件極限尺寸（mm） ； 沖裁件制造公差（mm） ； x 系數(shù)，為避免沖裁件尺寸都偏向極限尺寸，應(yīng)使沖 裁件的實(shí)際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸。 **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 29 x 值在 21 之間，與沖裁件的精度等級(jí)有關(guān)，見(jiàn)表 4-2。 **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 30 表 4-2 系數(shù) x 非圓形 圓形 1 0.75 2 0.75 2料厚 t(mm) 工件公差/mm 1 12 24 4 26 0.20 0.24 0.30 270.35 0.210.41 0.250.49 0.3129 0.36 0.42 20 0.60 26 0.20 0.24 0.30 26 0.20 0.24 0.30 4.3.2 彎曲件凸、凹模計(jì)算 1.凸模與凹模的圓角半徑和凹模深度 （1）凸模圓角半徑 彎曲件的彎曲半徑不小于 rmin時(shí)，凸模的圓角半徑一 般取彎曲件的圓角半徑。如 因彎曲件結(jié)構(gòu)需要，出現(xiàn)彎曲件圓角半徑小于最小 彎曲半徑（r rmin，然后經(jīng)整形工序達(dá)到所需的彎曲半徑。當(dāng)彎曲件的彎曲半徑較大、精度要 求又急較高時(shí)，還應(yīng)考慮工件的回彈，凸模的圓角半徑應(yīng)作相應(yīng)的修正。 所以： U 形彎曲模凸模圓角半徑為 ；凸 =0.2 V 形彎曲模凸模圓角半徑為 。凸 =2 （2）凹模圓角半徑 凹模圓角半徑的大小對(duì)彎曲力和工件質(zhì)量均有影響。 凹模圓角半徑過(guò)小，坯料彎曲時(shí)進(jìn)入凹模的阻力增大，工件表面產(chǎn)生擦傷甚至 壓痕。凹模圓角半徑過(guò)大，影響坯料定位的準(zhǔn)確性。凹模兩邊的圓角半徑應(yīng)一 致，以避免彎曲時(shí)工件發(fā)生偏移。在生產(chǎn)中，凹模圓角半徑一般取決于彎曲件 材料的厚度： 當(dāng) 時(shí)， ； 2mm 凹 =（ 36） 當(dāng) 時(shí)， ；=24凹 =（ 23） 當(dāng) 時(shí)， 。4凹 =2 對(duì)于彎曲 V 形件的凹模，其底部可開(kāi)退刀槽或取圓角半徑，圓角半徑 為：底 **學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 31 底 =（ 060.8） （ 凸 +） 所以： U 形彎曲模凹模圓角半徑為 ；凹 =（ 36） =0.3 V 形彎曲模凹模圓角半徑為 。凹 =（ 36） =0.3 V 形彎曲模凹模圓角半徑為 底 =（ 060.8） （ 凸 +） =22 （3）凹模工作部分深度 凹模工作部分深度要適當(dāng)。若深度過(guò)小，則工件 彎曲成形后回彈大，而直邊不平直。若深度過(guò)大，則模具材料消耗大，而且壓 力機(jī)需要較大的行程。 U 形彎曲工作部分深度為 l=1mm。 1. 凸模與