搖臂沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)

搖臂沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),搖臂,沖壓,工藝,模具設(shè)計(jì) XXXX 學(xué) 院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）說 明 書題 目 搖臂沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 學(xué) 生 系 別 專 業(yè) 班 級 學(xué) 號 指 導(dǎo) 教 師 1畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容及基本要求內(nèi)容：如圖所示的零件，（1）生產(chǎn)批量：大批量；（2）材 料：08F；（3）材料厚度：t=2.0mm。要求：（1）要求有目錄、設(shè)計(jì)任務(wù)書及產(chǎn)品圖；（2）零件工藝性、經(jīng)濟(jì)性分析；（3）沖壓零件工藝方案的擬訂；（4）模具類型及結(jié)構(gòu)形式的選擇、排樣方式，材料利用率的計(jì)算；（5）沖裁力的計(jì)算、壓力中心的確定；（6）模具主要零件的確定（選擇、設(shè)計(jì)和必要的計(jì)算）、壓力機(jī)的選擇等；（7）繪制正規(guī)的模具裝配圖一張，要求有正視圖、俯視圖、排樣圖、零件圖、技術(shù)要求及明細(xì)欄；（8）繪制模具的主要零件圖（或折合0#圖紙3張）；要求用計(jì)算機(jī)繪制圖紙，說明書按照學(xué)院規(guī)定采用電子版格式：0#：1張；3#：4張，畢業(yè)論文15000字。2指定查閱的主要參考文獻(xiàn)及說明（1）中國模具標(biāo)準(zhǔn)件手冊.中國模具工業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)委員會編.上海：上?？茖W(xué)普及出版社，1989（2）冷沖壓國家標(biāo)準(zhǔn).國家標(biāo)準(zhǔn)總局.中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1989（3）沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).姜奎華.機(jī)械工業(yè)出版社，2002（4）模具制造工藝.黃毅宏.機(jī)械工業(yè)出版社，2004（5）沖模圖冊.李天佑.機(jī)械工業(yè)出版社，1998（6）冷沖模設(shè)計(jì).丁聚松.機(jī)械工業(yè)出版社，1999（7）模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊.馮柄亮等.上?？萍紭I(yè)出版社，2002（8）冷沖壓與塑性成型工藝與模具設(shè)計(jì).翁其金.機(jī)械工業(yè)出版社，1990（9）冷沖模設(shè)計(jì)（第2版）.趙孟棟主編.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997（10）沖壓手冊.王孝培主編.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990（11）沖壓工藝學(xué).肖景容，姜奎華主編.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990摘 要本文闡述了沖壓復(fù)合模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作過程，通過工藝分析，采用落料沖孔工序，通過沖裁力、頂件力、卸料力等計(jì)算，確定模具類型。該模具采用中間導(dǎo)柱模架，左右兩邊的導(dǎo)柱和導(dǎo)套采用不同的型號，以避免裝配時錯誤。落料凹模采用整體結(jié)構(gòu)，廢料從凸凹模的開槽中卸出。本模具性能可靠，運(yùn)行平穩(wěn)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低勞動強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。關(guān)鍵字：沖壓；落料沖孔；復(fù)合模；彎曲模，模具結(jié)構(gòu)目 錄第1章 緒論 1.1 冷沖壓與模具技術(shù)現(xiàn)狀 第2章 沖壓件工藝性分析及沖裁方案的確定 2.1 材料分析 2.2 制件結(jié)構(gòu)工藝性分析 2.3 展開尺寸的計(jì)算 2.4 制件尺寸精度和表面粗糙度要求 2.5 方案的確定第3章 排樣圖的設(shè)計(jì)及材料利用率計(jì)算 3.1排樣的設(shè)計(jì)3.2搭邊的選取3.3材料利用率的計(jì)算第4章 沖壓力的計(jì)算 4.1沖裁力的計(jì)算4.1.1 沖裁力的計(jì)算公式4.2 卸料力、推件力、和頂件力的計(jì)算4.3 彎曲力的計(jì)算4.4 沖壓壓力中心計(jì)算第5章 沖壓設(shè)備的選擇5.1 沖壓設(shè)備類型的選擇5.2 確定設(shè)備的規(guī)格第6章 沖裁模工作部分設(shè)計(jì)計(jì)算6.1 合理間隙的選用6.2 模具刃口尺寸的計(jì)算6.2.1落料部分刃口設(shè)計(jì)計(jì)算6.2.2沖孔部分刃口設(shè)計(jì)計(jì)算6.2.3 彎曲凸模，凹模的計(jì)算第7章 模具總體設(shè)計(jì) 7.1 模具類型的選擇7.2 確定送料方式7.4 卸料、出件方式的選擇7.3 定位方式的選擇第8章 卸料零件計(jì)算8.1 卸料樹脂的選擇8.2 彈簧的選擇第9章 主要零部件設(shè)計(jì)9.1模具材料的選擇9.1.1模具材料的性能與熱處理9.2落料凹模設(shè)計(jì)9.2.1落料凹模刃口形式9.2.2落料凹模外形和尺寸的確定9.2.3落料凹模的結(jié)構(gòu)形式9.2.4凹模的加工工藝9.3凸、凹模設(shè)計(jì)9.3.1模具的結(jié)構(gòu)形式和固定方法9.3.2凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9.3.3凸凹模的加工工藝9.4沖孔凸模9.4.1沖孔凸模的固定形式9.4.2沖孔凸模長度的確定9.4.3凸模強(qiáng)度校核9.4.4 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)9.4.5 沖孔凸模的加工工藝9.5彎曲凸模9.5.1彎曲凸模的固定形式9.4.2 凸模強(qiáng)度校核9.4.3 彎曲凸模的加工工藝9.6彎曲凹模9.5.1彎曲凹模的固定形式9.4.2 凹模強(qiáng)度校核9.4.3 彎曲凹模的加工工藝第10章 標(biāo)準(zhǔn)件的選擇10.1模架及模柄的選擇10.2凸模固定板及墊板的選擇10.3模具閉合高度的校核10.4卸料螺釘10.5螺釘及銷釘?shù)倪x擇第11章 模具裝配第12章 總結(jié)參考文獻(xiàn)致謝第一章 緒論1.1冷沖壓與模具技術(shù)現(xiàn)狀 我國考古發(fā)現(xiàn)，早在2000多年前，我國已有沖壓模具被用于制造銅器，證明了中國古代沖壓成型和沖壓模具方面的成就就在世界領(lǐng)先。1953年，長春第一汽車制造廠在中國首次建立了沖模車間，該廠于1958年開始制造汽車覆蓋件模具。我國于20世紀(jì)60年代開始生產(chǎn)精沖模具。在走過了漫長的發(fā)展道路之后，目前我國已形成了300多億元（未包括港、澳、臺的統(tǒng)計(jì)數(shù)字，下同。）各類沖壓模具生產(chǎn)能力。改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。近年來，我國沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達(dá)到12m，壽命2億次左右的多工位級進(jìn)模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達(dá)到Ra1.5m的精沖模，大尺寸（300mm）精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。模具與壓力機(jī)是決定沖壓質(zhì)量、精度和生產(chǎn)效率的兩個關(guān)鍵因素。先進(jìn)的壓力機(jī)只有配備先進(jìn)的模具，才能充分發(fā)揮作用，取得良好效益。模具的發(fā)展方向?yàn)椋撼浞诌\(yùn)用IT技術(shù)發(fā)展模具設(shè)計(jì)、制造用戶對壓力機(jī)速度、精度、換模效率等方面不斷提高的要求，促進(jìn)了模具的發(fā)展。外形車身和發(fā)動機(jī)是汽車兩個關(guān)鍵部件，汽車車身模具特別是大中型覆蓋件模具，技術(shù)密集，體現(xiàn)當(dāng)代模具技術(shù)水平，是車身制造技術(shù)的重要組成部分。車身模具設(shè)計(jì)和制造約占汽車開發(fā)周期三分之二的時間，成為汽車換型的主要制約因素。目前世界上汽車的改型換代一般約需48個月，而美國僅需30個月，主要得益于在模具業(yè)中應(yīng)用了CAD/CAE/CAM技術(shù)和三維實(shí)體汽車覆蓋件模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件。另外，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供了可靠的信息載體，實(shí)現(xiàn)異地設(shè)計(jì)和異地制造。虛擬制造等IT技術(shù)的應(yīng)用，將推動模具工業(yè)的發(fā)展?？s短金屬成型模具的試模時間主要發(fā)展液壓高速試驗(yàn)壓力機(jī)和拉伸機(jī)械壓力機(jī)，特別是在生產(chǎn)型機(jī)械壓力機(jī)上的模具試驗(yàn)時間可減少80%，具有巨大的節(jié)省潛力。這種試模機(jī)械壓力機(jī)的發(fā)展趨勢是采用多連桿拉伸壓力機(jī)，它配備數(shù)控液壓拉伸墊，具有參數(shù)設(shè)置和狀態(tài)記憶功能。 車身制造中的級進(jìn)沖模發(fā)展迅速 在自動沖床上用級進(jìn)沖裁模或組合沖模加工轉(zhuǎn)子、定子板，或者應(yīng)用于插接件作業(yè)，都是眾所周知的沖壓技術(shù)。近些年來，級進(jìn)組合沖裁模在車身制造中開始得到越來越廣泛的應(yīng)用，用級進(jìn)模直接把卷材加工為成型零件和拉伸件，加工的零件也越來越大，省去了用多工位壓力機(jī)和成套模具生產(chǎn)所必需串接的板材剪切、涂油、板坯運(yùn)輸?shù)群罄m(xù)工序。級進(jìn)組合沖模已在美國汽車工業(yè)中普遍應(yīng)用，其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)率高，模具成本低，不需要板料剪切，與多工位壓力機(jī)上使用的階梯模相比，節(jié)約30%。但是，級進(jìn)組合沖模技術(shù)的應(yīng)用受拉伸深度、導(dǎo)向和傳輸?shù)膸Р倪吘壊牧媳砻嬗不南拗浦饕糜诶焐疃缺容^淺的簡單零件，因此不能完全替代多工位壓力機(jī)，絕大多數(shù)零件應(yīng)優(yōu)先考慮在多工位壓力機(jī)上加工。因此，沖壓工藝是一種產(chǎn)品質(zhì)量好而且成本低的加工工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還具有重量輕且剛性好的特點(diǎn)。沖壓加工在汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產(chǎn)品以及航空、航天和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要的地位。現(xiàn)代各種先進(jìn)工業(yè)化國家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達(dá)的。在我國的現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程中，沖壓生產(chǎn)占有重要的地位。沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有時也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬板料。沖壓加工時，板料在模具的作用下，于其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力。當(dāng)內(nèi)力的作用達(dá)到一定程度時，板料毛坯或毛坯的某個部位便會產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對應(yīng)的變形，從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的零件。 沖壓生產(chǎn)靠模具與設(shè)備完成加工過程，所以它的生產(chǎn)率高，而且由于操作簡便，也便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化。 利用模具加工，可以獲得其它加工方法所不能或難以制造的、形狀復(fù)雜的零件。 沖壓產(chǎn)品的尺寸精度是由模具保證的，所以質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需要再經(jīng)過機(jī)械加工便可以使用。 沖壓加工一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣大量的切削材料，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約材料。沖壓產(chǎn)品的表面質(zhì)量較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產(chǎn)的軋制板料或帶料，在沖壓過程中材料表面不受破壞。 因此，沖壓工藝是一種產(chǎn)品質(zhì)量好而且成本低的加工工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還具有重量輕且剛性好的特點(diǎn)。沖壓加工在汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產(chǎn)品以及航空、航天和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要的地位?，F(xiàn)代各種先進(jìn)工業(yè)化國家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達(dá)的。在我國的現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程中，沖壓生產(chǎn)占有重要的地位。 當(dāng)今，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，沖壓工藝技術(shù)也在不斷革新和發(fā)展，這些革新和發(fā)展主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）工藝分析計(jì)算方法的現(xiàn)代化（2）模具設(shè)計(jì)及制造技術(shù)的現(xiàn)代化（3）沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化（4）新的成型工藝以及技術(shù)的出現(xiàn)（5）不斷改進(jìn)板料的性能，以提高其成型能力和使用效果。第二章 沖壓件工藝性分析及沖裁方案的確定2.1材料分析沖裁材料為08F，查文獻(xiàn)1 ： P25表2-7普通碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB699-88摘錄），碳的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)是0.07%0.14，屬于低炭鋼，屈服點(diǎn)s=180MPa，抗拉強(qiáng)度280-390 MPa，延伸率不小于32，塑性好，焊接性好，適合沖裁。2.2沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)盡可能簡單、對稱、避免復(fù)雜形狀的曲線，在許可的情況下，把沖裁件設(shè)計(jì)成少、無廢料排樣的形狀，以減少廢料，矩形孔兩端宜用圓弧連接，以利于模具加工。沖裁件凸出或凹進(jìn)的部分不能太窄，盡可能避免過長的懸臂和窄槽，如圖2-2所示。最小寬度b一般不小于1.5t，若沖裁材料為高碳鋼，b2t, ，當(dāng)材料厚度t0.10.50.52.52.56.5 6.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.060.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03鋁 鋁合金紫銅 黃銅0.0250.080.020.060.030.070.030.09 注：表4-1引自文獻(xiàn)2。卸料力系數(shù)K卸在沖多孔、大搭邊和輪廓復(fù)雜時取上限值。 沖裁時，所需沖壓力為沖裁力、卸料力和推件力之和，這些力在選擇壓力機(jī)時是否要考慮進(jìn)去，應(yīng)根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)區(qū)別對待。采用剛性卸料裝置和下出料的沖裁模的總壓力為 （4-5）采用彈性卸料裝置和下出料的總壓力為 （4-6）采用彈性卸料裝置和上出料方式的的總壓力為 （4-7）式（4-5）、（4-6）、（4-7）引自文獻(xiàn)2P52。因?yàn)楣ぜ?.2mm，相對較薄，卸料力也比較小，故采用彈性卸料裝置上出料方式，總沖壓力F總：F總=F沖+F卸+F頂=99.84+5+5.5=110.34KN4.3 彎曲力的計(jì)算本產(chǎn)品屬于V形彎曲，由于彎曲雖然是一副模具，但需要彎曲兩次，定位做成可調(diào)接的，所以在計(jì)算彎曲力時，需要計(jì)算兩次，V形彎曲的計(jì)算公式如下第一次彎曲，彎曲力計(jì)算F=0.6KBtt/(R+t) (4-1) F=0.61.371.01.0400/（0.5+1）=1456N =1.46KN第二次彎曲，彎曲力計(jì)算F=0.6KBtt/(R+t) (4-1) F=0.61.361.01.0400/（0.5+1）=1248N =1.25KN 式中 F彎曲力（N）；B產(chǎn)品的彎曲的寬度（mm）；材料抗拉強(qiáng)度（MPa）；（550-700 MPa）t材料厚度；(mm)K系數(shù)，通常K=1.3；彎曲力用理論計(jì)算很復(fù)雜，一般采用經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法， K值的大小取決于彎曲件的形狀及變形方式。其數(shù)值由實(shí)驗(yàn)確定。 由于彎曲時兩邊對稱彎曲，所以計(jì)算彎曲力時，兩側(cè)彎曲力等同。由于本設(shè)計(jì)中，上模和下模剛性碰撞，成型。所以總的彎曲力F總=F=1.45KN 44沖壓壓力中心計(jì)算沖裁時的合力作用或多工序模各工序沖壓力的合力作用點(diǎn)，稱為模具壓力中心。如果模具壓力中心與滑塊的壓力中心不一致，沖壓時會產(chǎn)生偏載，導(dǎo)致模具以及滑塊與導(dǎo)軌的急劇磨損，降低模具壽命和壓力機(jī)的使用壽命。計(jì)算壓力中心時，如圖4-2所示。為了減少計(jì)算，坐標(biāo)設(shè)在和上，此時=0，=0，可少算兩個數(shù)。將xoy坐標(biāo)系建立在圖示的對稱中心上，將沖裁輪廓線按集合圖形分解為10段基本線段。若選用J23-63沖床，模柄孔40，壓力中心點(diǎn)仍在壓力機(jī)模柄孔投影面積范圍內(nèi)，滿足要求。有關(guān)計(jì)算如表4-1。落料沖孔模如下：F1沖孔力 F1=3801.38.81.0=4.34KN，得F1=4.34KNF2沖孔力 F2=3801.38.81.0=4.34KN，得F2=4.34KNF3沖孔力 F3=3801.39.41.0=4.64KN，得F3=4.64KNF4沖孔力 F4=3801.39.41.0=4.64KN，得F4=4.64KNF5落料力 F5=3801.3165.81.0=81.9KN, 得F5=81.9KNY1F1到X軸的力臂 Y1=-3.75X1F1到Y(jié)軸的力臂 X1=-27.31Y2F2到X軸的力臂 Y2=-3.75X2F2到Y(jié)軸的力臂 X2=-18.25Y3F3到X軸的力臂 Y3=-3.75X3F3到Y(jié)軸的力臂 X3=13.25Y4F4到X軸的力臂 Y4=4.25X4F4到Y(jié)軸的力臂 X4=24.25Y5F5到X軸的力臂 Y5=0X5F5到Y(jié)軸的力臂 X5=0根據(jù)合力距定理：YG = （Y1F1+Y2F2+Y3F3）/（F1+ F2+ F3）YGF沖壓力到X軸的力臂；YG =-0.303XG = （X1F1+X2F2+X3F3）/（F1+ F2+ F3）XGF沖壓力到Y(jié)軸的力臂；XG =-0.24彎曲模計(jì)算公式如上，式中 x1、x2xn各圖形沖裁力的x軸坐標(biāo)（mm）； y1、y2yn各圖形沖裁力的y軸坐標(biāo)（mm）； 、各圖形沖裁周邊長度（mm）。由于本設(shè)計(jì)中產(chǎn)品對稱，所以模具的壓力中心為零，即在產(chǎn)品中心。第五章 沖壓設(shè)備的選擇5.1沖壓設(shè)備類型的選擇根據(jù)所要完成的沖壓工藝的性質(zhì)、生產(chǎn)批量的大小、沖壓件的幾何尺寸和精度要求來選定設(shè)備類型。開式曲柄壓力機(jī)雖然剛度差，降低了模具壽命。但是它成本低，且有三個方向可以操作的優(yōu)點(diǎn)廣泛適用于中小型沖裁件、彎曲件或拉深件的生產(chǎn)中。閉式曲柄壓力機(jī)剛度好、精度高，只能兩個方向操作，適用于大型復(fù)雜沖壓件的生產(chǎn)。雙動曲柄壓力機(jī)有兩個滑塊，壓邊可靠易調(diào)，適用于較復(fù)雜的大中型拉深件的生產(chǎn)。高速壓力機(jī)或多工位自動壓力機(jī)適用于大批量生產(chǎn)。液壓機(jī)沒有固定的工作行程，不會因板厚超差而過載，全行程中壓力恒定，但是壓力機(jī)的速度低、生產(chǎn)效率低。適用于小批量，尤其是大型厚板沖壓件的生產(chǎn)。摩擦壓力機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、不易發(fā)生超負(fù)荷損壞。在小批量生產(chǎn)中用來完成彎曲、成型等沖壓工作?？紤]到以上的因素，選用開式壓力機(jī)比較合適。5.2 選擇壓力機(jī)?？紤]到制件的精度要求，參考文獻(xiàn)2P49初選J23-63壓力機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下： 公稱壓力：630KN 標(biāo)稱壓力行程:8mm 滑塊行程：120mm 最大封閉高度：360mm 封閉高度調(diào)節(jié)量：90mm 工作臺孔徑（前后左右）：480mm710mm 模柄孔尺寸（直徑深度）：50mm70mm第六章 沖裁模工作部分設(shè)計(jì)計(jì)算6.1沖裁間隙沖裁間隙是沖裁模的凸模和凹模刃口之間的間隙。沖裁間隙分為單邊間隙和雙邊間隙單邊間隙用C表示,雙邊間隙用Z表示。間隙值的大小對沖裁件質(zhì)量、模具壽命、沖裁力的影響很大，是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中一個極其重要的工藝參數(shù)。確定合理間隙的方法主要有理論計(jì)算法和查表選取法兩種。一般直接采取查表的方法，直接明了。間隙的選取主要與材料的種類、厚度有關(guān)，但由于各種沖壓件對其斷面質(zhì)量和尺寸精度的要求不同，以及生產(chǎn)條件的差異，在生產(chǎn)實(shí)踐中就很難有一種統(tǒng)一的間隙數(shù)值，各種資料中給的間隙值并不相同，有的相差較大，選用時應(yīng)按使用要求分別選取。對于斷面質(zhì)量和尺寸精度要求高的工件，應(yīng)選用小的間隙值，而對于精度要求不高的工件，則應(yīng)盡可能采用大間隙，以利于提高模具壽命、降低沖裁力。同時還必須結(jié)合生產(chǎn)條件，根據(jù)沖裁件尺寸和形狀、模具材料和加工方法、沖壓方法及生產(chǎn)率等，靈活掌握、斟情增減。本模具所沖裁的材料為Q235，材料厚度為1.0mm，查表得：=0.03mm，=0.05mm.6.3 模具刃口尺寸的計(jì)算沖裁件的尺寸精度主要決定于模具刃口的尺寸精度，合理的間隙的數(shù)值也必須依靠模具刃口尺寸來保證。因此，正確確定模具刃口尺寸及其公差是設(shè)計(jì)沖裁模的主要任務(wù)之一。（一）計(jì)算原則由于凸、凹模之間存在間隙，所以沖裁件斷面都是帶有錐度的，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖裁件的小端尺寸等于凸模尺寸。在測量與使用過程中，落料件是以大端尺寸為 基準(zhǔn)，沖孔件孔徑是以小端尺寸為基準(zhǔn)。沖裁過程中，凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，結(jié)果使間隙越用越大。因此，在確定凸、凹模刃口尺寸時，必須遵循下述原則：（1）落料模先確定凹模尺寸，其標(biāo)稱尺寸應(yīng)取接近或者等于制件的最小極限尺寸，以保證凹模磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格制件，凸模刃口的標(biāo)稱尺寸比凹模小一個最小合理間隙。（2）沖孔模先確定凸模刃口尺寸，其標(biāo)稱尺寸應(yīng)接近或者等于制件的最大極限尺寸，以保證凸模磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格的孔。凹模刃口的標(biāo)稱尺寸應(yīng)比凸模大一個最小合理間隙。（二）計(jì)算方法模具工作部分尺寸及公差的計(jì)算方法與加工方法有關(guān)，基本上可分為兩類。1.凸模與凹模分開加工 凸、凹模分開加工，是指凸模和凹模分別按圖樣加工至尺寸。此種方法適用于圓形或形狀簡單的工件，為了保證凸、凹模間隙小于最大合理間隙，不僅凸、凹模分別標(biāo)注公差（凸模，凹模），而且要求有較高的制造精度，以滿足如下條件 （6-2）或取 （6-3） 也就是說，新制造的模具應(yīng)該是，如圖6-5所示。否則制造的模具間隙已超過允許的變動范圍，影響模具的使用壽命。2.凸模與凹模配合加工 對于沖制件形狀復(fù)雜或薄板制件的模具,其凸、凹模往往采用配合加工的方法。此方法是先加工好凸模（或凹模）作為基準(zhǔn)件，然后根據(jù)此基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸，配作凹模（或凸模），使他們保持一定距離。因此，只需在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸及公差，另一件只標(biāo)注標(biāo)稱尺寸，并注明“尺寸按凸模（或凹模）配作，保證雙面間隙”。這樣?？煞糯蠡鶞?zhǔn)件的制造公差。其公差不再受凸、凹模間隙大小的限制，制造容易，并容易保證凸、凹模間的間隙。由于復(fù)雜形狀工件各部分尺寸性質(zhì)不同，凸模和凹模磨損后，尺寸變化趨勢不同，所以基準(zhǔn)件的刃口尺寸計(jì)算方法也不相同。6.3.1落料部分刃口設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，然后配做凸模。圖示為落料件，先做凹模，凹模磨損后，（圖6-6右圖的點(diǎn)畫線位置），刃口尺寸的變化有增大、減小、不變?nèi)N情況。因此凹模尺寸應(yīng)按不同情況分別計(jì)算。 凹模磨損后尺寸變大（圖中A類）。 計(jì)算這類尺寸，先把工件圖尺寸化為A0-，再按落料凹模公式計(jì)算: （6-4）上式引自文獻(xiàn)2P64式（2-11）。式中Ad凹模刃口尺寸（mm）； A工件標(biāo)稱尺寸（mm）；工件公差（mm）；d 凹模制造偏差（mm）；d=/4。落料凹模尺寸： Aj1=(Amax-X)+ =62.5-0.50.04=62.49+0.02; Aj2=(Amax-X)+ =14.5-0.50.04=14.49+0.02;Aj3=(Amax-X)+ =10-0.50.02=9.99+0.02;Aj4=(Amax-X)+ =4.5-0.50.02=4.49+0.02;Aj5=(Amax-X)+ =7-0.50.02=6.99+0.02;Aj6=(Amax-X)+ =3-0.50.02=2.99+0.02;該零件落料時凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相應(yīng)部分尺寸配制，保證雙面間隙值=0.060.12 mm。本設(shè)計(jì)中取0.08。落料凸模尺寸： Aj1=(Amax-2Z)+ =62.5-20.04=62.42+0.02; Aj2=(Amax-2Z)+ =14.5-20.04=14.42+0.02; Aj3=(Amax-Z)+ =10-0.04=9.96+0.02; Aj4=(Amax+Z)+ =4.5+0.04=4.54+0.02;Aj5=(Amax-2Z)+ =7-20.04=6.92+0.02;Aj6=(Amax-Z)+ =3-0.04=2.96+0.02;6.3.2沖孔部分刃口設(shè)計(jì)計(jì)算 由于沖出的孔形狀簡單，所以凸模與凹模分開加工。由文獻(xiàn)2P58表2-5查得=0.03 mm =0.05 mm -=（0.05-0.03）mm=0.02 mm 由文獻(xiàn)2P58表2-10查得凸、凹模的制造公差： =0.02 mm, =0.02 mm/2=（0.0+0.02）/2mm=0.02 mm- 工件尺寸11mm未標(biāo)注尺寸公差，按照IT10級精度處理，x=0.5,，工件公差=0.04，沖孔凸模尺寸：Bj1=(Amin+X)+ /4 =2.8+0.50.02=2.81+0.02Bj2=(Amin+X)+ /4 =3+0.50.02=3.01+0.02沖孔凹模尺寸：Bh1=(Amin+2Z)- /4 =2.8+20.04=2.88-0.02 Bh2=(Amin+2Z)- /4 =3+20.04=3.08-0.02 6.3.3 彎曲凸模，凹模設(shè)計(jì)計(jì)算毛坯經(jīng)凹模圓角進(jìn)入凹模時，受彎曲和摩擦作用，若凹模圓角半徑過小，因徑向拉力增大，易使拉伸件表面劃傷或產(chǎn)生斷裂；若過大，則壓邊面積小，由于懸空增大，易起內(nèi)皺。因此，合理的選擇凹模圓角半徑很重要。具體數(shù)值查表可得。彎曲模間隙是單面間隙，即凹模和凸模直徑之差的一半。本次設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)比較簡單，在選擇間隙時可以直接查表，所以查表可知間隙為(1-1.1t)，t為材料厚度。由于產(chǎn)品圓角較大，所以間隙不能大，否則產(chǎn)品有錐度，精度差，不符合要求，間隙太小，模具壽命短，所以取間隙為t。凸、凹模工作部分尺寸的確定，主要考慮模具的磨損和產(chǎn)品的回彈。1）、制件標(biāo)注外形尺寸 凹模尺寸為L d=（Lmax 0.75）凸模尺寸為L p=（Ld0.75Z）（2）、制件標(biāo)注內(nèi)尺寸凸模尺寸為L p=（Lmin +0.4） 凹模尺寸為L d=（Lp+0.4+Z） 其中 L產(chǎn)品件的外形或內(nèi)尺寸產(chǎn)品件的尺寸偏差L d產(chǎn)品凹模的基本尺寸L p產(chǎn)品凸模的基本尺寸Z凸凹模雙面間隙具體計(jì)算如下，制件標(biāo)注內(nèi)尺寸，按此公式計(jì)算彎曲凸模尺寸為L p1=（Lmin +0.4） =0.5凹模尺寸為L d1=（Lp1+0.4+Z） =1.5 凸、凹模工作表面粗造度要求：凹模工作表面和型腔表面粗造度應(yīng)達(dá)到0.8；圓角處的表面粗造度一般要求0.4；凸模工作部分表面粗造度一般要求0.8-1.6。第七章 模具總體設(shè)計(jì)7.1模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合模沖壓，所以模具類型為復(fù)合模具。7.2確定送料方式 模具相對于模架是采用從前往后的縱向送料方式，還是采用從右往左的橫向送料方式，這主要取決于凹模的周界尺寸。如L（送料方向的凹模長度）B（垂直于送料方向的凹模寬度）時，采用縱向送料方式；LB時，則采用橫向送料方式；L=B時，縱向或橫向均可。就本模具而言，其送料方式應(yīng)采用縱向送料。7.3定位方式的選擇由于該模具采用的是條料，控制條料送進(jìn)方向采用定位銷側(cè)向定位。控制條料送進(jìn)步距采用擋料銷（也叫定位銷）。彎曲成型模采用孔和外形結(jié)合的方法定位。具體見CAD圖紙。7.4卸料、出件方式的選擇模具是采用彈壓卸料板，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。由于彈壓卸料模具操作時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)動作，且彈壓卸料板卸料時對條料施加的是柔性力，不會損傷工件表面，因此實(shí)際設(shè)計(jì)中盡量采彈壓卸料板，而只有在彈壓卸料板卸料力不足時，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），彈壓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以下時采用彈壓卸料板，大于2mm時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2.0mm，因此可采用彈壓卸料板。由于采用的是倒裝復(fù)合模具，所以采用下出件便于操作和提高生產(chǎn)效率。彎曲模采用彈簧頂料，上模采用打料裝置。第八章 卸料零件計(jì)算8.1卸料樹脂的選擇因?yàn)楣ぜ虾駷?.0mm，相對較薄，卸料力也比較小，故落料沖孔模采用彈性卸料。根據(jù)卸料力4576.9N采用4個樹脂，此時每個彈簧擔(dān)負(fù)的卸料力為約1144N。沖裁時卸料板的工作行程h2= t+1=2.0 mm ；考慮凸模的修模余量h3=3mm，樹脂的預(yù)壓量為h1；故樹脂總壓縮量為 H總=h1+h2+h3=5.0 mm考慮卸料的可靠性，取樹脂在預(yù)壓量為h1時就有應(yīng)力1147N的壓力。初選樹脂直徑d=20mm,工作極限負(fù)荷800N；自由高度h0=20 mm,工作極限載荷下彈簧的變形量hj=6.3 mm。第九章 主要零部件設(shè)計(jì)9.1模具材料的選擇9.1.1模具材料的性能與熱處理Cr12MoV 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820840，HRC不低于62，回火溫度140160，HRC6265文獻(xiàn)。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。由于鎢形成碳化物，這種鋼在淬火和低溫回火后具有比鉻鋼和 9SiCr 鋼更多的過剩碳化物和更高的硬度及耐磨性。此外，鎢還有助于保存細(xì)小晶粒，從而使鋼獲得較好的韌性。所以由 Cr12MoV 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。由于該模具是用來沖裁復(fù)雜形狀的工件，采用材料Cr12MoV，熱處理HRC5860。9.2落料凹模設(shè)計(jì) 凹模的設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)一項(xiàng)很重要的工作。9.2.1落料凹模刃口形式 凹模刃口通常有如圖9-1所示的幾種形式。圖9-1 凹模的刃口形式圖a的特點(diǎn)是刃邊強(qiáng)度較好該刃口形式的特點(diǎn)是刃邊強(qiáng)度較好，刃磨后工作部分尺寸不變,但洞口易積存廢料或制件,推件力大且磨損撒,刃磨時磨去的尺寸較多。一般刃磨后工作部分尺寸不變，但洞口積存廢料或制件，推件力大且磨損大，刃磨時磨去的尺寸較多。一般用于形狀復(fù)雜和精度要求較高的制件,對向上出件或出料的模具也采用此刃口形式。圖b的特點(diǎn)不易積存廢料或制件,對洞口磨損及壓力很小,但刃邊強(qiáng)度差。且刃磨后尺寸稍有增大,不過由于它的磨損小,這種增大不會影響模具壽命。一般適用于形狀較簡單、沖裁制件精度要求不高、制件或廢料向下落的情況。圖c、d與圖b相似,圖c適用于沖裁較復(fù)雜的零件;圖d適用于沖裁薄料和凹模厚度較薄的情況。圖e 與圖a相似,適用于上出件或上出料的模具。圖f 適用于沖裁0.5mm以下的薄料，且凹模不淬火或淬火硬度不高（3540HRC），采用這種形式可用手錘打斜面以調(diào)整間隙，直到試出滿意的沖裁件為止?？紤]到本模具的出件方式和精度要求，此落料凹模采用直刃口形式。9.2.2落料凹模外形和尺寸的確定圓形凹模可由冷沖模國家標(biāo)準(zhǔn)或工廠標(biāo)準(zhǔn)件中選用。非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的凹模受力狀態(tài)比較復(fù)雜，目前還不能用理論計(jì)算方法確定，一般按照經(jīng)驗(yàn)公式概略地計(jì)算，如9-2圖所示：凹模高度 H=Kb (15mm)凹模壁厚 c(1.52)H（3040mm）式中 b沖壓件最大外形尺寸 K系數(shù)，考慮板材厚度的影響，其值可查文獻(xiàn)2P224表8-1。 上述方法適用于確定普通工具鋼經(jīng)過正常熱處理，并在平面支撐條件下工作的凹模尺寸。沖裁件形狀簡單時，壁厚系數(shù)取偏小值，形狀復(fù)雜時取偏大值。用于大批量生產(chǎn)的凹模，其高度應(yīng)該在計(jì)算結(jié)構(gòu)中增加總的修模量。 根據(jù)本模具情況，查得K=0.34。凹模高度H=Kb=0.34100=34mm15mm由于大批量生產(chǎn)，考慮到總的修模量，凹模厚度H取35mm.凹模壁厚取40-45mm。9.2.3落料凹模的結(jié)構(gòu)形式由于該沖模形狀簡單，考慮到凹模內(nèi)孔加工比較簡單，可以采用凹模整體的結(jié)構(gòu)形式，這樣便于成形磨削，使制造簡單化，模具的裝配比較容易。9.2.4 凹模的加工工藝工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料將毛坯鍛成170mmX130mmX38mm2熱處理退火3銑六面銑加工，保證外行尺寸，留0.3-0.5的磨量銑床4鉗工劃線，鉆螺紋孔M10，銷釘孔9.8,和型腔部分的穿絲孔5mm，鉆床5熱處理淬火,回火,保證HRC60646磨加工磨刀口平面平面磨床7退磁鉗工退磁8線切割線切割加工，保證內(nèi)孔尺寸線切割9鉗工磨各配合面達(dá)要求10檢驗(yàn)9.3凸凹模設(shè)計(jì)凸凹模是本模具中相當(dāng)重要的工作零件，是完成沖壓工作的主要零件。圓形凸模已趨于標(biāo)準(zhǔn)化。非圓形凸模固定部分應(yīng)做成圓形或矩形，如果采用線切割或成型磨削時，固定部分應(yīng)和工作部分一致。9.3.1模具的結(jié)構(gòu)形式和固定方法凸、凹模的固定形式有以下幾種方式：直接固定在模板上；臺階固定，螺栓壓緊；鉚接，凸模上臺階，裝配時端面鉚開然后磨平；采用緊固配合固定；粘接劑澆注法固定；螺釘、銷釘固定。由于凸凹模落料部分具有復(fù)雜外形和較大的斷面積，所以模具采用螺釘與下模板連接。凸模上無臺階，裝配時上面鉚開然后磨平，這種形式適用于形狀較復(fù)雜的零件，加工凸模時便于全長一起磨削。9.3.2凸凹模長度的確定 凸凹模的長度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要確定的，如圖9-9所示： 凸凹模長度 L=h1+h2+t+a式中h1固定板厚度（mm）； h2卸料板厚度（mm）； t材料厚度（mm）,t=1.0mm； a附加長度，它包括凸模的修模量、凸模進(jìn)入凹模的深度級凸模固定板與卸料板的安全距離等。這一尺寸如無特殊要求，可取1025mm。 固定板厚度h1取15mm,卸料板厚度15mm,凸凹模長度為 L=15+15+2.0+18=50mm 取凸凹模長度為50mm.由于凸凹模的斷面積較大，故不需要進(jìn)行強(qiáng)度核算以及抗彎能力和承壓能力的校核。9.3.3凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于凸凹模同時起到落料凸模和沖孔凹模的作用，并且也肩負(fù)著排除廢料的責(zé)任，故模具設(shè)計(jì)成如CAD圖所示的結(jié)構(gòu)。 9.3.4 凸凹模的加工工藝工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料將毛坯鍛成80mmX25mmX55mm2熱處理退火3銑六面銑加工，保證外行尺寸，留0.3-0.5的磨量銑床4鉗工劃線，鉆廢料孔及穿絲孔，鉆床5熱處理淬火,回火,保證HRC58626磨加工磨刀口平面平面磨床7退磁鉗工退磁8