沖孔落料復(fù)合模彎曲模

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1、第一章 前言 1.1 我國(guó)模具的現(xiàn)狀與發(fā)展 中國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展現(xiàn)狀 由于中國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化工作起步晚、進(jìn)展慢，再加上過(guò)去“大而全”、“小而全”、“自產(chǎn)自 配”等陳舊觀念的影響，因此，中國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件長(zhǎng)期以來(lái)一直是品種規(guī)格少、生產(chǎn)規(guī)模小、流通不 暢通。即使是目前生產(chǎn)較多的模架、導(dǎo)向件、推桿推管、彈性元件等，也是中低檔產(chǎn)品多，中高檔 產(chǎn)品少。一些外資企業(yè)生產(chǎn)的高檔模具標(biāo)準(zhǔn)件，由于價(jià)格昂貴而影響其推廣應(yīng)用。 b5E2RGbCAP 模具標(biāo)準(zhǔn)件適合于社會(huì)化大批量專業(yè)化生產(chǎn)，但中國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)卻一直是散、亂、差的局面。目 前全國(guó)雖然已有銷售點(diǎn)近百家，但大多數(shù)規(guī)模不大、庫(kù)存不多、銷售額小，即使是中國(guó)模

2、具工業(yè)協(xié) 會(huì)標(biāo)準(zhǔn)件委員會(huì)模具標(biāo)準(zhǔn)件聯(lián)合銷售網(wǎng)內(nèi)的 50 多家經(jīng)營(yíng)單位，也存在同樣問題。個(gè)別單位計(jì)劃開 展網(wǎng)上銷售和電子商務(wù)，但這工作起步不久，要形成規(guī)模尚待時(shí)日。 p1EanqFDPw 中國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件市場(chǎng)發(fā)展展望 模具標(biāo)準(zhǔn)件是模具的重要組成部分，對(duì)縮短模具設(shè)計(jì)制造周期、降低模具生產(chǎn)成本、提高模具 質(zhì)量都具有十分重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。國(guó)際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會(huì)副秘書長(zhǎng)王金玲表示， 模具標(biāo)準(zhǔn)件的專業(yè)化生產(chǎn)和商品化供應(yīng)，極大地促進(jìn)了模具工業(yè)的發(fā)展。廣泛應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)件可縮短設(shè) 計(jì)制造周期達(dá) 25-40%；可節(jié)約由于使用者自制標(biāo)準(zhǔn)件所造成的社會(huì)工時(shí)，減少原材料及能源的浪 費(fèi)；可為模具 C

3、AD/CA咻現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)；可顯著提高模具的制造精度和使用性能。通常 采用專業(yè)化生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)件比自制標(biāo)準(zhǔn)件其配合精度和位置精度將至少提高一個(gè)數(shù)量級(jí)，并可保證互 換性，提高模具的使用壽命，進(jìn)而促進(jìn)行業(yè)內(nèi)部經(jīng)濟(jì)體制、經(jīng)營(yíng)機(jī)制以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)管理方面 的改革，實(shí)現(xiàn)專業(yè)化和規(guī)模化生產(chǎn)，并帶動(dòng)模具標(biāo)準(zhǔn)件商品市場(chǎng)的形成與發(fā)展?？梢哉f(shuō)沒有模具標(biāo) 準(zhǔn)件的專業(yè)化和商品化，就沒有模具工業(yè)的現(xiàn)代化。 DXDiTa9E3d 近年來(lái)隨著我國(guó)模具工業(yè)的迅猛發(fā)展，模具零件的標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化和商品化工作，已具有較高 的水平，取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。自 1983 年全國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)成立以來(lái)，組織專家對(duì)模具標(biāo)

4、 準(zhǔn)進(jìn)行制定、修訂和審查，共發(fā)布了 90 多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，其中沖模標(biāo)準(zhǔn) 22 項(xiàng)、塑料模標(biāo)準(zhǔn) 20 余項(xiàng)。這 些標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布、實(shí)施，推動(dòng)了模具行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展，產(chǎn)生了很大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。模 標(biāo)準(zhǔn)件的研究、開發(fā)和生產(chǎn)正在全面深入展開，無(wú)論是產(chǎn)品類型、品種、規(guī)格，還是產(chǎn)品的技術(shù)性 能和質(zhì)量水平都有明顯的提高。 RTCrpUDGiT 西安解放軍 1001 模具標(biāo)準(zhǔn)件研究所開發(fā)研制含油導(dǎo)板和導(dǎo)套、球鎖式快換凸模和固定板、斜 楔裝置和零部件、高檔塑料模標(biāo)準(zhǔn)件；昆山精密模具導(dǎo)向件有限公司生產(chǎn)的精密導(dǎo)向件；廣州東華 模具推桿廠生產(chǎn)的氮化推桿；渭河工模具總廠生產(chǎn)的沖壓模架；福州東方模具公司生產(chǎn)

5、的獨(dú)立導(dǎo) 柱；深圳南方模具廠生產(chǎn)的注塑模架；上?？死蕦幖夹g(shù)設(shè)備有限公司生產(chǎn)的熱流道系列產(chǎn)品等等。 其中有的已達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，有的正在接近或達(dá)到國(guó)際水平，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。 5PCzVD7HxA 中國(guó)模具行業(yè)發(fā)展規(guī)劃提出：模具標(biāo)準(zhǔn)件要擴(kuò)大品種、提高精度，達(dá)到互換。其中主要品種， 如模架、導(dǎo)向件、推桿、彈性元件等，要實(shí)現(xiàn)按經(jīng)濟(jì)規(guī)模大批量生產(chǎn)。 2005 年模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆 蓋率達(dá)到 60%， 2018 年達(dá)到 70%以上 ( 其中大型模具 60%零件實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化 ＞，基本滿足市場(chǎng)需要，模 架、導(dǎo)向件、推桿、推管、彈性元件、標(biāo)準(zhǔn)組件、小型標(biāo)準(zhǔn)件 ( 如標(biāo)準(zhǔn)凸凹模、澆口套、定位圈、 拉鉤等

6、 ＞和熱流道元件是發(fā)展重點(diǎn)。可見模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件方面之艱巨任務(wù)和美好前景。中 國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)件委員會(huì)提出的模具標(biāo)準(zhǔn)化工作的指導(dǎo)思想是：標(biāo)準(zhǔn)化是基礎(chǔ)。 jLBHrnAILg 但是，必須清醒地看到，目前我國(guó)模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度和應(yīng)用水平還比較低，樂觀地估計(jì)不足 30%，與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家 (70-80%＞相比，尚有較大的差距?，F(xiàn)在生產(chǎn)銷售廠家雖然逐年增加，但 大多數(shù)是規(guī)模小、設(shè)備陳舊、工藝落后、成本高、效益低。只有普通中小型標(biāo)準(zhǔn)沖模模架和塑料模 模架、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、推桿、模具彈簧、氣動(dòng)元件等產(chǎn)品，商品化程度較高，可基本滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的 需求，并有部分出口。而那些技術(shù)含量高、結(jié)構(gòu)先進(jìn)、

7、性能優(yōu)異、質(zhì)量上乘、更換便捷的具有個(gè)性 化的產(chǎn)品，如球鎖式快換凸模及固定板、固體潤(rùn)滑導(dǎo)板和導(dǎo)套、斜楔機(jī)構(gòu)及其零部件，高檔塑料模 具標(biāo)準(zhǔn)件和氮?dú)鈴椈傻仍趪?guó)內(nèi)的生產(chǎn)廠家甚少，且由于資金缺乏，技改工程難以實(shí)施，生產(chǎn)效率 低，交貨周期長(zhǎng)，供需矛盾日益突出。因此，每年尚需從國(guó)外進(jìn)口相當(dāng)數(shù)量的模具標(biāo)準(zhǔn)件，其費(fèi)用 約占年模具進(jìn)口額的 3-8%。國(guó)產(chǎn)模具標(biāo)準(zhǔn)件在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、科技開發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量等方面，還存在不 少問題。諸如，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)混亂，功能元件少且技術(shù)含量低，適用性差；技改力度小、設(shè)備陳舊、工 藝落后、專業(yè)化水平低、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定；專業(yè)人才缺乏，管理跟不上、生產(chǎn)效率低、交貨周期 長(zhǎng)；生產(chǎn)銷售網(wǎng)點(diǎn)分

8、布不均，經(jīng)營(yíng)品種規(guī)格少，供應(yīng)不足；某些單位為了爭(zhēng)奪市場(chǎng)，不講質(zhì)量，以 次充好，偽劣商品充斥市場(chǎng)。還有不計(jì)成本、盲目降價(jià)、擾亂市場(chǎng)的現(xiàn)象，是需要認(rèn)真研究，亟待 解決的。 xHAQX74J0X 國(guó)際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)人羅百輝指出，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，模具 市場(chǎng)的總趨勢(shì)是平穩(wěn)向上的。汽車、摩托車行業(yè)是模具的最大市場(chǎng)。家用電器、電子通信、建筑器 材、儀器儀表、塑料橡膠等行業(yè)也有相當(dāng)可觀的模具市場(chǎng)。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日益廣 泛。在今后的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中模具標(biāo)準(zhǔn)件必將成為一種十分活躍而又高速發(fā)展的產(chǎn)品。從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的角 度看，我國(guó)模具工業(yè)必將伴隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的來(lái)臨而發(fā)

9、生深刻的變革，模具結(jié)構(gòu)的典型化、零部 件的標(biāo)準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)化的專業(yè)化生產(chǎn)和商品化供應(yīng)，也是今后發(fā)展的必然趨勢(shì)。因而深信模具標(biāo)準(zhǔn)件 行業(yè)的發(fā)展前景是非常樂觀而美好的。 LDAYtRyKfE 1.2 本次設(shè)計(jì)的意義 本次設(shè)計(jì)是在大學(xué)期間的最后一次設(shè)計(jì)，也是對(duì)大學(xué)三年所學(xué)知識(shí)的檢驗(yàn)，更是走上工作崗位 前的一次練兵，因此，此次設(shè)計(jì)的意義深遠(yuǎn)。 Zzz6ZB2Ltk 此次設(shè)計(jì)完全采用電子文檔和 AUTOCAD繪圖，因此這又是一次對(duì) CAD熟悉的過(guò)程，對(duì)畢業(yè)后 直接操作CAD有很大的幫助。此次設(shè)計(jì)的為復(fù)合模具，在冷沖模中占有相當(dāng)大的比重，所設(shè)計(jì)的落 料拉深沖孔復(fù)合模也是比較復(fù)合模具中的典型。因

10、此設(shè)計(jì)這一副模具可以對(duì)模具的設(shè)計(jì)有很深的理 解，希望這次設(shè)計(jì)圓滿順利的完成。 dvzfvkwMI1 - 1 - / 35 第二章沖裁工藝分析 2.1.1 沖裁件的形狀和尺寸 根據(jù)所設(shè)計(jì)的是電閘開關(guān)的連結(jié)電表與電線介媒，必須是導(dǎo)電性良好，有一定硬度，才能保證 通電性能暢通；而且所設(shè)計(jì)是應(yīng)用廣泛，在現(xiàn)實(shí)生活中保證了用電的安全，小到生活上、大到工廠 及國(guó)家的用電的安全。據(jù)統(tǒng)計(jì)可以中批量生產(chǎn)，因此，所選是該工件材料 H62,查文獻(xiàn)［1］表8-3, 該銅種是純銅。含銅量為 99.70%,具有良好的沖壓、拉延和彎曲性能，易切削。 rqyn14ZNXI 該工件屬于較典型的沖孔、落料、

11、彎曲件，形狀簡(jiǎn)單，所有尺寸公差等級(jí)均為 IT14 ,對(duì)工件 厚度變化也沒有作要求。 EmxvxOtOco 2.1.2 沖裁工藝方案的確定 在沖裁工藝分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的基礎(chǔ)上根據(jù)沖裁件的特點(diǎn)確定沖裁工藝方案。 沖裁工序的組合 沖裁工序可分為單工序沖裁、復(fù)合沖裁和級(jí)進(jìn)沖裁 復(fù)合沖裁是在壓機(jī)一次行程中，在模具的同一位置同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的沖壓工序；級(jí)進(jìn) 沖裁是把沖裁件的若干個(gè)沖壓工序，排列成一定的順序，在壓機(jī)一次行程中條料在沖模的不同工序 位置上，分別完成工件所要求的工序。除最初幾次沖程外，以后每次沖程都可以完成一個(gè)沖裁件。 組合的沖裁工序比單工序沖裁生產(chǎn)效率高，獲得的制件精度等級(jí)

12、高。 SixE2yXPq5 沖裁組合方式的確定應(yīng)根據(jù)下列因素決定。 1 .生產(chǎn)批量一般來(lái)說(shuō)，小批量與試制采用單工序沖裁，中批和大批量生產(chǎn)采用復(fù)合沖裁或級(jí) 進(jìn)沖裁。 2 .工件尺寸公差等級(jí)復(fù)合沖裁所得到的工件尺寸公差等級(jí)高，因?yàn)樗苊饬硕啻螞_壓的定位 誤差，并且在沖裁過(guò)程中可以進(jìn)行壓料，工件較平整。級(jí)進(jìn)沖裁所得到的工件尺寸公差等級(jí)較復(fù)合 沖裁低，在級(jí)進(jìn)沖裁中采用導(dǎo)正銷結(jié)構(gòu)，可提高沖裁件精度。 6ewMyirQFL 3．對(duì)工件尺寸、形狀的適應(yīng)性工件的尺寸較小時(shí)，考慮到單工序上料不方便和生產(chǎn)率低，常 采用復(fù)合沖裁或級(jí)進(jìn)沖裁。對(duì)于尺寸中等的工件，由于制造多副單工序模的費(fèi)用比復(fù)合模昂貴，也

13、宜采用復(fù)合沖裁。但工件上孔與孔之間或孔與邊緣之間的距離過(guò)小時(shí)，不宜采用復(fù)合沖裁和單工序 沖裁，宜采用級(jí)進(jìn)沖裁。所以級(jí)進(jìn)沖裁可以加工形狀復(fù)雜、寬度很小等異形工件，且可沖裁的材料 厚度比復(fù)合沖裁時(shí)要大，但級(jí)進(jìn)沖裁受壓機(jī)臺(tái)面尺寸與工序數(shù)的限制，沖裁工件尺寸不宜太大。 kavU42VRUs 4．模具制造、安裝調(diào)整和成本對(duì)復(fù)雜形狀的工件，采用復(fù)合沖裁比采用級(jí)進(jìn)沖裁為宜。因模 具制造、安裝調(diào)整較易，成本較低。 y6v3ALoS89 5．操作方便與安全復(fù)合沖裁出件或清除廢料較困難，工作安全性較差。級(jí)進(jìn)沖裁較安全。 綜合上述分析，對(duì)于一個(gè)工件，可以得出多種工藝方案。必須對(duì)這些方案進(jìn)行比較，選取在

14、滿 足工件質(zhì)量與生產(chǎn)率的要求下，模具制造成本低、壽命長(zhǎng)、操作方便又安全的工藝方案。該工件包 括落料、拉深、沖孔三個(gè)基本工序，可有以下三種工藝方案： M2ub6vSTnP 方案一：先落料，再?gòu)澢?，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：先沖孔落料，再?gòu)澢捎脧?fù)合模具和彎曲模具生產(chǎn)。 方案三：沖孔－落料－彎曲采用復(fù)合模生產(chǎn)。 方案一，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需三道工序兩三副模具，生產(chǎn)效率低，難以滿足該工件大批量生產(chǎn) 的要求。 方案二，先采用復(fù)合模具沖孔－落料沖裁能夠保證沖裁尺寸精度，適用范圍廣、效益高。再用 彎曲模具彎曲，用孔定位能保證沖裁件的尺寸精度。 0YujCfmUCw 方案三，對(duì)

15、于初學(xué)者很多沖裁件尺寸不能保證，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜很多地方不能達(dá)到要求。 通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較，該件若能一次沖裁，則其沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。 - 5 - / 35 第三章 主要設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 毛坯尺寸計(jì)算 1.1 彎曲件毛坯展開長(zhǎng)度的計(jì)算： 一般將r >0.5t的彎曲稱為有圓角半徑的彎曲 ,r W0.5t的彎曲稱為無(wú)圓角半徑彎曲。 根據(jù)：如圖2-5工件圖，所以1.5 >0.5X21固零件是有圓角彎曲，計(jì)算如下： 有圓角半徑的彎曲0.5t ） 有圓角半徑的彎曲件，毛坯展開尺寸等于彎曲件直線部分長(zhǎng)度與圓弧部分長(zhǎng)度的總和。 板材 L 形彎曲件， <彎曲角 90 度

16、時(shí)）長(zhǎng)度 L 的計(jì)算： L=E Li +E 兀 ai/180 0（ri + Xt i> （3.3> 式中L 為彎曲件毛坯總長(zhǎng)度， ; Li——為各段直線部分長(zhǎng)度

17、> {注：X圓弧部分中性層位移系數(shù)查書《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 〈第二版）》中表 3.3.3 ,彎曲 900 時(shí)系數(shù) X , X =0.42 o }eUts8ZQVRd 3.2 彎曲工序壓力計(jì)算 3.2.1 自由彎曲時(shí)的彎曲力的計(jì)算 3.2.1.1 彎曲力的計(jì)算 根據(jù)所設(shè)計(jì)的零件圖，是V形彎曲件彎曲力公式如： F 自=0.6Kbt 2ab/r +t 式中 F 自——為沖壓行程結(jié)束時(shí)的自由彎曲力，

18、 V形彎曲件彎曲力計(jì)算： F 自=0.6 X 1.3 X 8X<4) 2X 300/1.5 +2 = 4608 /3.5 ?2139.43(N> {注：查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 哪二版)書，沖壓金屬板料的力學(xué)性能表 1.4.1 ,選用硬材料 材料抗拉強(qiáng)度為 300; A——為單位面積上的校正力， ;取整數(shù)約為 63。 A

19、 =63X 8 …， 一2 =504(mm> F 校=40X504 = 20180 F 壓機(jī)> 2139.43(N> 由于校正力是發(fā)生在接近壓力機(jī)下死點(diǎn)的位置，校正力的數(shù)值比自由彎曲力、頂件力和壓料力大得 多，故F自、FQ值可忽略不計(jì)。則按校正彎曲力選擇

20、壓力機(jī)的噸位，即： TIrRGchYzg F 壓機(jī)> F 校 <3.3.6 ) F 壓機(jī) > 20180(N> 故F壓機(jī)取用23000(N>。 3.3 彎曲模主要工作零件結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 1 .彎曲凸模和凹模的圓角半徑 <1)彎曲凸模的圓角半徑 時(shí)，首次彎曲可先彎成較大的圓角半徑，然 后采用整形工序進(jìn)行整形，使其滿足彎曲件圓角的要求； lzq7IGf02E 若彎曲件的相對(duì)彎

21、曲半徑較大 < r/t >10),精度要求較高時(shí)，由于圓角半徑的回彈大，凸模的 圓角半徑應(yīng)根據(jù)回彈值作相應(yīng)的修正。 zvpgeqJIhk <2)凹模圓角半徑 凹模的圓角半徑的大小對(duì)彎曲變形力和制件質(zhì)量均有較大影響，同時(shí)還關(guān)系到凹模厚度的確定。凹 模圓角半徑過(guò)小，坯料拉入凹模的滑動(dòng)阻力大，使制件表面易擦傷甚至出現(xiàn)壓痕。凹模圓角半徑過(guò) 大，會(huì)影響坯料定位的準(zhǔn)確性。凹模兩邊的圓角要求制造均勻一致，當(dāng)兩邊圓角有差異時(shí)，毛坯兩 側(cè)移動(dòng)速度不一致，使其發(fā)生偏移。生產(chǎn)中常根據(jù)材料的厚度來(lái)選擇凹模圓角半徑： NrpoJac3v1 當(dāng) t w 2mm^, r a=(3 ?6>t t =2?4mnm^

22、,ra=(2-3>t > 4mnfli, r a=2t 彎曲模結(jié)構(gòu)尺寸示意圖: - 9 - / 35 r ' a =<0.6 ?0.8 ) 圖3 — 1彎曲結(jié)構(gòu)尺寸 V 形彎曲凹模其底部圓角半徑可依據(jù)彎曲變形區(qū)坯料變薄的特點(diǎn)取: r a= 3 x 2 r ' a= 0.8 x (1.5 + 2> = 6(mm> =0.8 x 3.5 =2.8(mm> h = 22(mm> L0= 15(mm> ｛注：查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 〈第二版)》書 h、L0的值，

23、表3.4.1彎曲v形件的凹模深度 L0 及底部最小厚度值 h ｝。fjnFLDa5Zo 3.4零件沖裁模的凸模和凹模配制加工計(jì)算刃口尺寸 對(duì)于形狀復(fù)雜或料薄的沖壓件，為了保證沖裁凸、凹模間有一定的間隙值，必須彩用配合加工。此 方法是先按尺寸和公差制造出凹?；蛲鼓Ｆ渲幸粋€(gè) （基準(zhǔn)件 >,然后依此為基準(zhǔn)再按最小合隙配作另 一件。這種加工方法的特點(diǎn)是： tfnNhnE6e5 dP或dd 一般可 <1 ）模具的沖裁間隙在配制中保證，不需受到I dP| + I dd | < 2Zmax— 2Zmin條件限制，加 匚基準(zhǔn)件時(shí)可適當(dāng)放寬公差，使工容易。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，普通沖裁模具的制造偏差 取

24、△/ 4< △ 為制件公差）。HbmVN777sL <2 ）尺寸標(biāo)注簡(jiǎn)單，只在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸和制造公差，配制件只標(biāo)注公稱基本尺寸并注明做 所留的間隙值。但該方法制造的凸模、凹模是不能互換的。尺寸 〈凸凹模刃口尺寸）。 V7l4jRB8Hs 在計(jì)算復(fù)雜形狀的凸模、凹模工作部分的尺寸時(shí)，其各部分尺寸在模具工件時(shí)磨損性質(zhì)不同， 一個(gè)凸?；虬寄?huì)同時(shí)存在著三類不同磨損性質(zhì)的尺寸：① 凸?；虬寄Ｄp會(huì)增大的尺寸；② 凸 ?；虬寄Ｄp后會(huì)減小的尺寸；③ 凸?；虬寄Ｄp后基本不變的尺寸。 83lcPA59W9 根據(jù)查《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》書，表 2—10落料、沖孔模刃口始用間隙： 沖裁模初始雙

25、面間隙 Zmax = 0.34 Zmin = 0.30。未標(biāo)公差的毛坯尺寸按照 IT14級(jí)精度計(jì) 算，也可查《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》書末附錄 D1。根據(jù)《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》書中的附錄查得零件 150 0.43 0 ? 4 +0.30 8 — 0.36 AVktR43bpw 各尺寸公差為： mZkklkzaaP 62.67 0 0.62 圖3-1要沖裁的零件圖 表2.3.2以沖孔凸模設(shè)計(jì)為基準(zhǔn)的刃口尺寸計(jì)算 工序性質(zhì) 凹模刃口尺寸磨損情況 基準(zhǔn)件凹模的尺寸（圖2.3.4 b> 配制凸模的尺寸 1 落料 磨損后增大的尺寸 a a +0.25 A Aj =( Amax-

26、XA > 0 按凹模實(shí)際尺寸配制， 保證雙面合理間隙 Zmin ?Zmax 磨損后減小的尺寸 Bj = ( Bmin + XA > 0 0.25 △ 磨損后小艾的尺寸 Cj = ( Cmin + 0.5 △ >± 0.125 △ 表2.3.3以沖孔凸模設(shè)計(jì)為基準(zhǔn)的刃口尺寸計(jì)算 工序性質(zhì) 凸模刃口尺寸磨損情況 基準(zhǔn)件凸模的尺寸（圖2.3.4 b> 配制凹模的尺寸 沖孔 磨損后增大的尺寸 + 0.25 △ aj = (amax— XA > 0 按凸模實(shí)際尺寸配制，保 證雙面合理間隙Zmin? Zmax 磨損后減小的尺寸 bj = (bmin + x △

27、 > 0.25 △ 磨損后小艾的尺寸 cj = ( Cmin + 0.5 △ >± 0.125 △ +0.30 1.1 根據(jù)零件特點(diǎn)，先沖孔兩個(gè) ? 40 的孔，該沖裁件屬?zèng)_孔，凸模設(shè)計(jì)為基準(zhǔn)件。是凸模刃口 尺寸磨損變小的尺寸。 ORjBnOwcEd 由表2.3.1查得：其磨損系數(shù)為 X = 0.5。｛注：查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 〈第二版)》書｝ bj = (bmin + XA > -0.25A = <4+0.5 X0.3) 0-0.25x0.3 0 = 4.15 － 0.075 凸模刃口尺寸確定，查《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》書中表 2 — 10,沖裁合理間隙 Zmax=0

28、.34 Zmin = 0.30 ,故：凸模刃口尺寸按凹模相應(yīng)部位的尺寸配制，保證雙面最小間隙為 Zmin = 0.30。 2MiJTy0dTT 1.2 根據(jù)零件的形狀，后落料，以凹模設(shè)計(jì)為基準(zhǔn)件。是凹模刃口尺寸磨損變大小的尺寸有： 500 0.62 80 0.36 R4 o其中R4為半磨損尺寸，制造偏差 d =0.25 A/2；為保證圓弧R4與 80—0.36尺寸相切，故 R4不需用公式計(jì)算，直接取 Aj8計(jì)算值的一半。由表 2.3.1查得：其磨損系 數(shù)為X=0.5。｛注：查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 〈第二版)》書｝gIiSpiue7A ＋ 0.25 △ Aj = (Amax- X

29、A> 0 . _ _ __ _ _ _ _ _ _ +0.25X0.62 Aj 50=(62.67 -0.5 X 0.62 >0 ＋ 0.155 =62.36 0 A _ _ _ K _ _ _ +0.25 X0.36 Aj8 =(8- 0.5 X 0.36 >0 7.82 0 ＋ 0.09 AR4= Aj8/2 ＋ 0.09/2 7.85/2 0 ＋ 0.045 = 3.91 0 凸模刃口尺寸確定，查《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》書中表 2 — 10,沖裁合理間隙 Zmax=0.34 Zmin = 0.30 ,故：凸模刃口尺寸按凹模相應(yīng)部位的尺寸配制，保證雙面最小間隙為

30、 Zmin = 0.30。 uEh0U1Yfmh 3.5沖裁力的計(jì)算 計(jì)算沖裁力的目的是為了合理地選用沖壓設(shè)備、設(shè)計(jì)模具和檢驗(yàn)?zāi)＞叩膹?qiáng)度。壓力機(jī)的噸位必 須大于所計(jì)算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的需求。 IAg9qLsgBX 若采用平刃沖裁模具，其沖裁力 FP按下式計(jì)算： F P= KPtL r 式中t-一為材料抗剪強(qiáng)度， t ——為材料厚度，（mm^ 系數(shù)KP——是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損、凸模與凹模間隙的波動(dòng) 〈數(shù)值的變化或分布不均）、潤(rùn)滑 情況、材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因素而設(shè)置的安全系數(shù)，一般取 1.3。當(dāng)查不到材料抗剪

31、 強(qiáng)度麗，可用抗拉強(qiáng)度 ab代替T；此時(shí)KP= 1。WwghWvVhPE 根據(jù)沖裁零件計(jì)算： F P=1.3 X2X<8+ 62.67 —4+8 兀/2） X 300 = 1.3 X 2X 79.17 X 300 = 61752.6

32、 2——頂件力系數(shù)，其值為 0.04?0.08〈薄料取大值，厚料取小值）； n 梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量， n = h/t , h為直刃口部分的高， （mm吊t為材料厚, （mm>> 料厚0.1 ?0.5 >0.5 ?2.5 >2.5 ?6.5 > 6.5 0.065 - 0.045 不 0.04 八 0.03 ~ 0.02 - -0.075 0.055 0.05 -0.04 0.06 0.1 0.063 0.055 0.045 0.025 0.14 0.08 0.06 0.05

33、0.03 鋁1 紫銅 君合金 黃銅 0.025 / 0.02 - -0.08 0.06 0.03 , 0.03 , -0.07 -0.09 注：卸料力系數(shù) K卸在沖多孔、大搭邊和輪廓復(fù)雜時(shí)取上限值 當(dāng)沖裁完成后，由于沖裁中材料的彈性變形及摩擦的存在，在板材上沖裁出的廢料 〈或工件） 孔徑沿徑向發(fā)生彈性收縮，會(huì)箍在凸模上。而沖裁下來(lái)的工件或 <廢料）徑向會(huì)擴(kuò)張， 因此會(huì)卡在 凹模內(nèi)，為了使沖裁過(guò)程連續(xù)，操作方便，就需要把套在凸模上的材料卸下，把卡在凹?？變?nèi)的工 件或廢料推出。 asfpsfpi4k 根據(jù)所設(shè)計(jì)模具，卸料力 推料力和頂料力的計(jì)算： 卸料力：FQ

34、 =0.06 X61752.6 = 3705.156

35、彈壓卸料裝置和上出件的模具時(shí)： F P 總= 61752.6 +3705.156 + 4940.208 =70397.964

36、件的幾何中心。 （ 2 ） 工件形狀相同且分布位置對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心與零件的對(duì)稱中 心相重合。 （ 3 ） 形狀復(fù)雜零件、多凸模的壓力中心可用解讀計(jì)算法求出。 解讀法的計(jì)算依據(jù)是：各分力對(duì)某坐標(biāo)軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對(duì)該坐標(biāo)軸的力矩。求出 合力作用點(diǎn)的坐標(biāo)位置，即為所求模具的壓力中心。 BkeGuInkxI 計(jì)算公式為： Xo= y()=

37、11 ) 根據(jù)零件圖如下： 39,335 6867 Xo= {16 X 4 兀 +2X <58.67 X 39.335 ) + 4 兀 X 68.67 + 8 兀 /2 X 68.67}/<4 兀 + 2 X 58.67 + 4 兀 + 8 兀 /2 ) PgdO0sRlMo ={200.96 + 4615.5689 + 862.4952 + 862.4952}/12.56+117.34+12.56+12.56 3cdXwckm15 = 6541.5193/155.02 ~ 42.20 y0= 14（根據(jù)零件的特殊情況：是對(duì)稱的＞ 第四章沖裁工藝分析 沖裁工藝設(shè)計(jì)包含

38、沖裁件的工藝性分析、沖裁工藝方案的確定和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的內(nèi)容。良好的 工藝性和合理的工藝方案，可以用最少的材料，最少的工序數(shù)量和工時(shí)，并使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，模具 壽命高，最終穩(wěn)定地獲得合格工作勞動(dòng)量和工藝成本是衡量沖裁工藝設(shè)計(jì)的主要指標(biāo) 。h8c52WOngM 4.1 沖裁件的工藝性分析 沖裁件的工藝性，是指沖裁件對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)性，即沖裁件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及公差等技 術(shù)要求是否符合沖裁加工的工藝要求。工藝性是否合理，對(duì)沖裁件的質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)率有很 大的影響。v4bdyGious 4.2 沖裁件的形狀和尺寸 1 .沖裁件形狀應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、對(duì)稱、排樣廢料少。在滿足質(zhì)量要求的條件下，

39、把沖裁件設(shè)計(jì) 成少、無(wú)廢料的排樣形狀。如圖 2-1a＞所示零件，若外形無(wú)關(guān)緊要，只是三孔位置有較高要求，改 為圖2-1b＞所示形狀，可用無(wú)廢料排樣，材料利用率提高 40% J0bm4qMpJ9 - 13 - / 35 2 .除在少、無(wú)廢料排樣或采用鑲拼模結(jié)構(gòu)時(shí)，允許工件有尖銳的清角外，沖裁件的外形或內(nèi) 孔交角處應(yīng)采用圓角過(guò)渡，避免清角。 XVauA9grYP 進(jìn)距 a) b> a）有廢料排樣 b ）無(wú)廢料排樣 圖3-2沖裁件形狀對(duì)工藝性的影響示例 3 .盡量避免沖裁件上過(guò)長(zhǎng)的懸臂與狹槽，如圖 3—3,應(yīng)使它們的最小寬度 b>1.5t 。 圖3-

40、3沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性圖 4 .沖裁件孔與孔之間、孔與零件邊緣之間的壁厚 （圖3-4>,因受模具強(qiáng)度和零件質(zhì)量的限 制，其值不能太小。一般要求 O1.5t , c >t o若在彎曲或拉深件上沖孔，沖孔位置與件壁間距 應(yīng)滿足圖示尺寸。其要求見圖 2-3 。 bR9c6TJscw /2K+0.5E 02R1+0.5f 圖3 —4彎曲件的沖孔位置 5 .沖裁件的孔徑因受沖孔凸模強(qiáng)度和剛度的限制，不宜太小，否則容易折斷和壓彎。沖孔最 小尺寸取決于材料的機(jī)械性能、凸模強(qiáng)度和模具結(jié)構(gòu)。 pN9LBDdtrd 2.1.2沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度要求 沖裁件的精度要求，應(yīng)在經(jīng)濟(jì)精度范

41、圍以內(nèi)，對(duì)于普通沖裁件，其經(jīng)濟(jì)精度不高于 IT11 沖孔件比落料件高一級(jí)。DJ8T7nHuGT 4.3 沖裁件的尺寸基準(zhǔn) L2必 沖裁件的尺寸基準(zhǔn)應(yīng)盡可能和制模時(shí)的定位基準(zhǔn)重合，以避免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差?？孜怀叽?基準(zhǔn)應(yīng)盡量選擇在沖裁過(guò)程中始終不參加變形的面或線上，切不要與參加變形的部位聯(lián)系起來(lái)。如 圖3 —5所示，原設(shè)計(jì)尺寸的標(biāo)注 （圖a＞,對(duì)沖裁圖樣是不合理的，因?yàn)檫@樣標(biāo)注，尺寸 L1、 須考慮到模具的磨損而相應(yīng)給以較寬的公差造成孔心距的不穩(wěn)定，孔心距公差會(huì)隨著模具磨損而增 大。改用圖b＞的標(biāo)注，兩孔的 孔心距才不受模具磨損的影響，比較合理。 QF81D7bvUA a）強(qiáng)調(diào)邊

42、距b ）強(qiáng)調(diào)中心距 圖3 —5沖裁件的尺寸基準(zhǔn) 4.4 排樣的分析及利用率 根據(jù)零件的尺寸要求，選擇少?gòu)U料排樣法。 ＜一）搭邊 排樣時(shí)零件之間以及零件與條料側(cè)邊之間留下的工藝余料，稱為搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊過(guò)大，浪費(fèi)材料。搭邊太小，沖 裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖件毛刺，有時(shí)還會(huì)拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低 模具壽命，或影響送料工作。 4B7a9QFw9h 表3-2搭邊a和al數(shù)彳1（低碳鋼> 工科間加 沿邊. 工件同4t 沿邊日 工件間E 沿邊g <0 25 2.0 2

43、.2 2.5 2.B 3.0 D.15-0.5 1.2 1.5 L.S 2.0 2.2 2.5 0 5-0』 1.0 1.2 L5 1.8 1..8 2.0 0.8 L.0 L.2 15 15 1.8 1.2-L6 1.0 1.2 L5 1.S L8 2,0 1.6-20 1.2 1.5 L8 2.0 2-0 2.2 2.0-2.5 1.5 丸0 2.2 2.2 2.5 ￡5-3.0 LS 2.2 2.2 1.3 1.5 3.O-J,3 2.2 2.5 2.5 2.3 2.

44、8 3： 3.5-4.0- 2.5 2.8 3.5 3.2 3.2 35 ，口 一山口 3.(3 3.5 3」 4+0 4 0 4.5 337 a 0.7r 加7『 O.St 0.8( 0.9r 搭邊值通常是由經(jīng)驗(yàn)確定，表 2所列搭邊值為普通沖裁時(shí)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)之一。 （二〉條料寬度的確定 排樣方式和搭邊值確定后，條料的寬度和進(jìn)距也就可設(shè)計(jì)出。進(jìn)距是每次將條料送入模具進(jìn)行 沖裁的距離。進(jìn)距與排樣方式有關(guān)，是決定擋料銷位置的依據(jù)。條料寬度的確定與模具的結(jié)構(gòu)有 關(guān)。確定的原則是，最小條料寬度要保證沖裁時(shí)工件周邊有足夠的搭邊值；最大條料寬度能在沖裁 時(shí)

45、順利地在導(dǎo)料板之間送進(jìn)條料，并有一定的間隙。 ix6iFA8xoX 1 .有側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度 （圖4 — 1> 圖4— 2無(wú)側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度的確定 無(wú)側(cè)壓裝置的模具，其條料寬度應(yīng)考慮在送料過(guò)程中因條料的擺動(dòng)而使側(cè)面搭邊減小。為了補(bǔ) 償側(cè)面搭邊的減小部分，條料寬度應(yīng)增加一個(gè)條料可能的擺動(dòng)量。故條料寬度為： wt6qbkCyDE B =[D+2(a + 6+c)] < 式 3—3) 式中c——條料與導(dǎo)料板之間的間隙 (即條料的可能擺動(dòng)量 >,查表2-8(mm> 導(dǎo)料板之間的距離，應(yīng)使條料與導(dǎo)料板之間保持一定的間隙 (表3-3> ,以保證送料暢通。 表3 -3

46、剪料公差及條料與導(dǎo)料板之間隙 (mm> 條料寬度 B 條料寬度t <1 > 1~2 > 2~3 > 3~ 5 8 C 8 C 8 C 8 C <50 0.4 0.1 0.5 0.2 0.7 0.4 0.9 0.6 > 50~100 0.5 0.1 0.6 0.2 0.8 0.4 1.0 0.6 >100~150 0.6 0.2 0.7 0.3 0.9 0.5 1.1 0.7 >150~220 0.7 0.2 0.8 0.3 1.0 0.5 1.2 0.7 > 220~300 0.8 0.

47、3 0.9 0.4 1.1 0.6 1.3 0.8 綜合考慮以上各種問題，最后確定采用有廢料直排的排樣方式，排樣圖如圖 4-3所示 3 圖4—3排樣圖 材料的利用率計(jì)算如下： 在沖壓零件的成本中，材料費(fèi)用約占 60%A上，因此材料的經(jīng)濟(jì)利用具有非常重要的意義。 沖壓件在條料或板料上的布置方法稱為排樣。不合理的排樣會(huì)浪費(fèi)材料，衡量排樣經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)是 材料的利用率，可用下式計(jì)算： Kp5zH46zRk r]= （S/S 0>X 100%= （S/AB> X 100% 式中，Y] 材料利用率； s ——工件的實(shí)際面積； S 0——所用材料面積，包括工件面積

48、與廢料面積； A ——步距〈相鄰兩個(gè)制件對(duì)應(yīng)點(diǎn)的距離）； B ——條料寬度； 沖裁件面積S： S= 8 X 58.67 + 2 兀 42/2 =494.48 根據(jù)所設(shè)計(jì)的沖裁模不是有側(cè)壓裝置的模具也不是無(wú)有側(cè)壓裝置的模具 固條料寬度： B=2X 1.5 +58.67 = 61.67 A =2X4+3 =11 S 0=61.67X11 =678.37 材料利用率： 刀=＜494.48/678.37 ） X 100% =72.89% 第五章 模具總體設(shè)計(jì) 5.1 模具類型的選擇 有沖壓工藝分析可知，采用符合沖壓，所以模具類型為落料 - 沖孔復(fù)合模、彎曲模。 5.

49、2 定位方式的選擇 因?yàn)樵撃＞呤褂玫氖菞l料，卸料采用彈性卸料裝置，所以導(dǎo)料采用導(dǎo)向螺栓，送進(jìn)步距控制采 用擋料銷。 5.3 卸料、出件方式的選擇 模具是采用彈性卸料板，還是采用固定卸料板，取決于卸料力的大小，其中材料料厚是主要考 慮因素。由于彈性卸料模具操作時(shí)比固定卸料模具方便，操作者可以看見條料在模具中的送進(jìn)動(dòng) 作，且彈性卸料板卸料時(shí)對(duì)條料施加的是柔性力，不會(huì)損傷工件表面，因此實(shí)際設(shè)計(jì)中盡量采彈性 卸料板，而只有在彈性卸料板卸料力不足時(shí)，才改用固定卸料板。隨著模具用彈性元件彈力的增強(qiáng) 〈如采用矩形彈簧），彈性卸料板的卸料力大大增強(qiáng)。根據(jù)目前情況，當(dāng)材料料厚約在 2mm以下時(shí)

50、 采用彈壓卸料板，大于 2mm時(shí)采用固定卸料板較為貼近實(shí)際。本模具所沖材料的料厚為 1mm因此 可采用彈性卸料板。 Yl4HdOAA61 5.4 導(dǎo)向方式的選擇 如采用縱向送料方式，適宜采用中間導(dǎo)柱導(dǎo)套模架 ＜對(duì)角導(dǎo)柱導(dǎo)套模架也可）；橫向送料適宜 采用對(duì)角導(dǎo)柱導(dǎo)套模架：而后側(cè)導(dǎo)柱導(dǎo)套模架有利于送料 ＜縱橫向均可且送料較順暢），但工作時(shí) 受力均衡性和對(duì)稱性比中間導(dǎo)柱導(dǎo)套模架及對(duì)角導(dǎo)柱導(dǎo)套模架差一些；四角導(dǎo)柱導(dǎo)套模架則常用于 大型模具；而精密模具還須采用滾珠導(dǎo)柱導(dǎo)套。本模具采用兩導(dǎo)柱置于后側(cè)，雖然導(dǎo)向情況較差， 但它能從三個(gè)方向送料，操作方便，對(duì)導(dǎo)向要求不太嚴(yán)格且偏移力不打的情況廣泛

51、的采用這種形 式。 ch4PJx4BlI - 19 - / 35 第六章 零部件設(shè)計(jì) 6.1 模具材料的選擇 6.1.1 沖壓模具材料 制造沖壓模具的材料有鋼材、硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金、鋅基合金、低熔點(diǎn)合金、鋁青銅、高 分子材料等等。目前制造沖壓模具的材料絕大部分以鋼材為主，常用的模具工作部件材料的種類 有：碳素工具鋼、低合金工具鋼、高碳高鉻或中鉻工具鋼、中碳合金鋼、高速鋼、基體鋼以及硬質(zhì) 合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金等等。 qd3YfhxCzo 1. 碳素工具鋼 在模具中應(yīng)用較多的碳素工具鋼為 T8A、 T10A 等，優(yōu)點(diǎn)為加工性能好，價(jià)格便宜。但淬透性和 紅硬性差，熱處理

52、變形大，承載能力較低。 E836L11DO5 2. 低合金工具鋼 低合金工具鋼是在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上加入了適量的合金元素。與碳素工具鋼相比，減少了淬 火變形和開裂傾向，提高了鋼的淬透性，耐磨性亦較好。用于制造模具的低合金鋼有 CrWMn、 9Mn2M 7CrSiMnMoV（代號(hào) CH-1＞、6CrNiSiMnMoV （代號(hào) GD薄。S42ehLvE3M 3. 高碳高鉻工具鋼 常用的高碳高銘工具鋼有 J12和cn2MoM 512Mo1V1＜代號(hào)D2）,它們具有較好的淬透性、 淬硬性和耐磨性，熱處理變形很小，為高耐磨微變形模具鋼，承載能力僅次于高速鋼。但碳化物偏 析嚴(yán)重，必須進(jìn)行反復(fù)鐓

53、拔 ＜軸向鐓、徑向拔）改鍛，以降低碳化物的不均勻性，提高使用性能。 501nNvZFis 4. 高碳中鉻工具鋼 用于模具的高碳中銘工具鋼有 Cr4W2MoV Cr6WV、Cr5MoV等，它們的含銘量較低，共晶碳化 物少，碳化物分布均勻，熱處理變形小，具有良好的淬透性和尺寸穩(wěn)定性。與碳化物偏析相對(duì)較嚴(yán) 重的高碳高鉻鋼相比，性能有所改善。 jW1viftGw9 5. 高速鋼 高速鋼具有模具鋼中最高的的硬度、耐磨性和抗壓強(qiáng)度，承載能力很高。模具中常用的有 W18Cr4V戰(zhàn)號(hào)8-4-1 ）和含鴇量較少的 W6Mo5 Cr4V2《弋號(hào)6-5-4-2 ,美國(guó)牌號(hào)為 M2以及為提高韌 性開發(fā)

54、的降碳降銳 高速鋼6W6Mo5 Cr4V＜R號(hào)6W6或稱低碳M2 。高速鋼也需要改鍛 ，以改善其 碳化物分布。 xS0DOYWHLP 6. 基體鋼 在高速鋼的基本成分上添加少量的其它元素，適當(dāng)增減含碳量，以改善鋼的性能。這樣的鋼種 統(tǒng)稱基體鋼。它們不僅有高速鋼的特點(diǎn)，具有一定的耐磨性和硬度，而且抗疲勞強(qiáng)度和韌性均優(yōu)于 高速鋼，為高強(qiáng)韌性冷作模具鋼，材料成本卻比高速鋼低。模具中常用的基體鋼有 6Cr4W3Mo2VNb＜ 代號(hào) 65Nb）、7Cr7Mo2V2Si〈代號(hào) LD）、5Cr4Mo3SiMnVAL戰(zhàn)號(hào) 012AL）等。 LOZMkIqI0w 7. 硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金

55、的硬度和耐磨性高于其它任何種類的模具鋼，但抗彎強(qiáng)度和韌性差。用作模具的硬質(zhì) 合金是鎢鈷類，對(duì)沖擊性小而耐磨性要求高的模具，可選用含鈷量較低的硬質(zhì)合金。對(duì)沖擊性大的 模具，可選用含鈷量較高的硬質(zhì)合金。 ZKZUQsUJed 鋼結(jié)硬質(zhì)合金是以鐵粉加入少量的合金元素粉末 ＜如鉻、鉬、鎢、釩等）做粘合劑，以碳化鈦 或碳化鎢為硬質(zhì)相，用粉末冶金方法燒結(jié)而成。鋼結(jié)硬質(zhì)合金的基體是鋼，克服了硬質(zhì)合金韌性較 差、加工困難的缺點(diǎn)，可以切削、焊接、鍛造和熱處理。鋼結(jié)硬質(zhì)合金含有大量的碳化物，雖然硬 度和耐磨性低于硬質(zhì)合金，但仍高于其它鋼種，經(jīng)淬火、回火后硬度可達(dá) 68?73HRC dGY2mcoKtT

56、- # - / 35 6.1.2 CrWMn鋼的性能 由于該模具是復(fù)合模具沖裁，綜合考慮選用用材料 CrWMn熱處理HRC60- 64。 CrWMn鋼 C 含量 0.9%?1.05%,Mn 含量 0.8%?1.1%,Si 含量 0.15%?0.35%, Cr 含量 0.9%? 1.2%,淬火溫度 820?840C, HRC不低于 62,回火溫度 140?160C, HRC62-65〈查文獻(xiàn)[5]:儲(chǔ) 凱，許斌，李先民，李維民主編《機(jī)械工程材料 P126表8-11 ? ）。具有高淬透性、高硬度和耐磨 性，淬火尺寸穩(wěn)定性好，變形小，并有效好的韌性。 rCYbSWRLIA 由于鴇形成碳

57、化物，這種鋼在淬火和低溫回火后具有比銘鋼和 9SiCr鋼更多的過(guò)剩碳化物和 更高的硬度及耐磨性。此外，鴇還有助于保存細(xì)小晶粒，從而使鋼獲得較好的韌性。所以由 CrWMn 鋼制成的刃具，崩刃現(xiàn)象較少，并能較好地保持刀刃形狀和尺寸。 FyXjoFlMWh 但是，CrWMn鋼對(duì)形成碳化物網(wǎng)比較敏感，這種網(wǎng)的存在，就使工具刃部有剝落的危險(xiǎn)，從 而使工具的使用壽命縮短，因此，有碳化物網(wǎng)的鋼，必須根據(jù)其嚴(yán)重程度進(jìn)行鍛壓和正火。這種鋼 用來(lái)制造在工作時(shí)切削刃口不劇烈變熱的工具和淬火時(shí)要求不變形的量具和刃具，例如制作刀、長(zhǎng) 沖裁模的工作零件對(duì)材料性能特殊要求，沖裁模的刃口在工作時(shí)受到強(qiáng)烈的摩擦和沖擊，所

58、以其模 具材料應(yīng)該具有高的耐磨性、沖擊韌性以及耐疲勞斷裂性能。 TuWrUpPObX 6.2 凹模的結(jié)構(gòu)形式與固定方法 常見的凹模結(jié)構(gòu)形式有整體式凹模和組合式凹模兩種形式。 圖6-1所示為整體式凹模結(jié)構(gòu)，其俯視外形按毛坯和工件形狀可做成矩形或圓形，用螺釘和 銷釘直接固定在模板上。整體式凹模的特點(diǎn)是制作簡(jiǎn)單，工作部分與非工作部分做為一體，全由優(yōu) 質(zhì)鋼制造，使用時(shí)，若局部損壞就得整體更換。因此，整體式凹模只適用欲沖制中、小型工件。 7qWAq9jPqE 圖6-2所示為組合式凹模結(jié)構(gòu)。凹模的工作部分與非工作部分是分開制成的，非工作部分 〈圖 中凹模套1）可以用普通鋼制造。凹模 2過(guò)渡配合

59、壓裝在凹模套 1〈或固定板）內(nèi)，然后再用螺釘和 銷釘把凹模套緊固在模板上。組合式凹模而已節(jié)約貴重的模具材料，且當(dāng)凹模損壞后易于維修更 換。這種凹模適用于沖大、中型工件上的孔。 llVIWTNQFk 1—凹模套 2—凹模 圖6-1 整體式凹模 圖6-2 組合式凹模 因?yàn)楣ぜ螤詈?jiǎn)單對(duì)稱，所以模具的工作零件均采用整體結(jié)構(gòu)。 凹模的孔口形式： 凹模的孔口形式通常有如圖6-3所示的幾種。圖中a、e為直壁形，刃口強(qiáng)度高， 刃磨后空口尺寸不變，制造方便。但是在孔口內(nèi)易于積存工件或廢料，增大了凹模的 脹力、推件力和孔壁的磨損；磨損后每次的修磨量大，模具的總壽命較低。止匕外，凹 模磨損后孔口可能

60、成倒錐，使沖成的工件或廢料反跳到凹模表面上，造成操作困難。 直壁形孔口凹模適用于沖裁精度較高、厚度較大的工件。對(duì)于上頂出工件 ＜或廢料）的 模具也采用此種孔口形式。a適用于圓形或矩形工件；e適用于形狀復(fù)雜的工件。b、 c、d的孔口為錐形，孔口內(nèi)不易于積存工件或廢料，孔壁所受的脹力、摩擦力小，所 -20 - / 35 以凹模的磨損及每次的餓刃磨量小。但刃口強(qiáng)度較低，且刃口的尺寸在修磨后略有增 大。一般用于形狀簡(jiǎn)單，精度要求不高和較薄的沖裁件。 c適用于較復(fù)雜的沖裁加件; d用于沖裁薄料和凹模厚度較薄的情況。yhUQsDgRTI d〉 e) F) 圖6-3凹模的孔口形式

61、f為凸臺(tái)式凹模，適用于沖裁軟而薄的金屬與非金屬材料，這種材料一般不淬火或淬火強(qiáng)度不 高［＜35?38） HRC1可以用手錘敲打凸臺(tái)斜面以調(diào)整模具間隙，直到試沖出滿意的沖壓件為止。 MdUZYnKS8I 凹模孔型的直壁高度＜h）、斜度角〈&和E）與工件的材料厚度和加工方法有關(guān)，其數(shù)值見表 6-1。 還有一種和整體凹模相比，其厚度和長(zhǎng)度要小得多薄刃口組合凹模的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)不 僅適用于普通沖裁，也能用于諸如奧氏體鋼板疊層沖裁模等簡(jiǎn)易而先進(jìn)的模具。 09T7t6eTno 薄刃口組合圓凹模如圖 5-4所示。用模具鋼制作的薄刃口模 1是與墊板2用螺釘或壓板緊固和 用粘結(jié)劑緊固在一起的。

62、如果兩者和二為一，用同種模具鋼制作，即變?yōu)槠胀ǖ恼w凹模 ，可視 為圖中點(diǎn)劃線所示。e5TfZQIUB5 表6-1 凹模孔型參數(shù) t/mm 主要參數(shù) 備注 h/mm * <0.5 之4 之5 20 a、戶值僅適用于鉗工加工。電 0.5 ?1 15， 火花加工時(shí)，一般 &=4，?20，，復(fù)合模 1.0 ?2.5 之6  2.5 ?6.0 38 30 / 3。 取小值， 1=30/?50）。帶斜度裝置的線 >6.0 一 切割時(shí)， 口 =1。?1.5 0 H 1—薄刃合凹模 2—凹模墊塊3、5—緊定螺

63、釘4一下模座 圖6-4薄刃口組合凹模圖 6-5凹模外形尺寸 <3）模外形尺寸的確定 凹模外形尺寸應(yīng)保證有作夠的強(qiáng)度和剛度。由于凹模的結(jié)構(gòu)不一 ' , 受力狀態(tài)又比較復(fù)雜，一般根據(jù)沖裁件遲緩廠和板料厚度，按下列經(jīng)驗(yàn)公式確定外形尺寸 〈見圖6- 5）。sISovAcVQM 凹模高度 H = kb <二15mm 凹模壁厚〈刃口到外邊緣的距離）： C 二（1.5匚 2.0）H <>30-40） 式中人一沖裁件最大外形尺寸 《一系數(shù)。考慮坯料厚度影響的系數(shù)，其值可參考表 6-2。 表6-2系數(shù)K值 t/mmb/ mm 、一一 0.5 1 2 3 >3 <50 0.3

64、 0.35 0.42 0.5 0.6 50~100 0.2 0.22 0.28 0.35 0.42  100~200 0.15 0.18 0.2 0.24 0.3 >200 0.1 0.12 0.15 0.18 0.22 注：t為厚度。 上述方法適用于確定普通工具鋼經(jīng)過(guò)熱處理，并在平面支撐條件下工作的凹模尺寸。沖裁件形 狀簡(jiǎn)單時(shí)，壁厚系數(shù) K取偏小值，形狀復(fù)雜時(shí)取偏大值。用于大批量生產(chǎn)條件下的凹模，其高度應(yīng) 該計(jì)算結(jié)果中增加總的修模量。 GXRwIkFW5s 所設(shè)計(jì)的凹?？紤]以上因素，最終確定尺寸如圖 5-6所示： 取凹模厚60,外圓

65、直徑4 125。落料凹模采用螺釘、銷釘?shù)墓潭ǚ绞街苯庸潭ㄔ谙履Ｗ?，?GB70-80選4根內(nèi)六角圓柱頭螺釘 M10X 40,按GB119-86選兩根D型圓柱銷 D10X 45。UTREx49Xj9 - 31 - / 35 6日67 圖6—7沖孔一落料凸摸結(jié)構(gòu) 6.3 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模設(shè)計(jì)應(yīng)考慮沖孔完畢后再進(jìn)行落料，由于沖孔凸模相對(duì)于其它幾個(gè)模具直徑尺寸較小，采 用中間中間用一根螺釘固定在凸模固定板上，按 GB70-80選內(nèi)六角圓柱頭螺釘 M5X 30,凸模具體 結(jié)構(gòu)圖如圖 6-8所示：8PQN3NDYyP in 4 圖5-8兩個(gè)沖孔凸模 

66、 6.4 凸模固定板的設(shè)計(jì) 凸模固定板取厚度為 20mm沖孔凸模通過(guò)鑲嵌固定在上面，具體結(jié)構(gòu)如圖 6-9所示: i跆怎7 圖6-9凸模固定板 6.5 卸料板及卸料彈簧的設(shè)計(jì) 因?yàn)楣ぜ虾駷?2mm相對(duì)較薄，卸料力也比較小，故采用彈性卸料。根據(jù)卸料力 3115.008N 采用4個(gè)彈簧，此時(shí)每個(gè)彈簧擔(dān)負(fù)的卸料力為約 778.85N。mLPVzx7ZNw 沖裁時(shí)卸料板的工作行程 h2= t+1=3mm;考慮凸模的修模余量 h3=5 mm,彈簧的預(yù)壓量為 hl; 故彈簧總壓縮量為 AHP35hB02d Hti=hi+h2+h3=hi+8mm 考慮卸料的可靠性，取彈簧在預(yù)壓量為 hi時(shí)就有應(yīng)力778.85N的壓力。初選彈簧直徑 d=5 mm, 彈簧中徑 D2=28 mm,工作極限負(fù)荷 945N;自由高度 ho=65 mm,工作極限載荷下單圈彈簧的變形量 hj=3.375mm。NDOcBi4igT 該彈簧在預(yù)備壓量 hi時(shí)，卸料力達(dá)778.85N,即 h i=Fi/Fjhj =778.85/945 X 3.375 X 2 mm^ 5.6mm 故H總=5.6+8