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凸模
工藝過程卡片
產(chǎn)品代號
零（部）件名稱
零（部）件號
凸模
材
料
Cr12MoV
毛坯種類
鍛坯
毛坯尺寸
15㎜50㎜
每一毛坯可制零件數(shù)
1
工序序號
工序
名稱
工 序 內(nèi) 容
設(shè) 備
夾輔具名稱
刀具名稱規(guī)格
量具名稱及規(guī)格
0
下料
15㎜50㎜
鋸床
虎鉗
鋸條
游標卡尺
5
車
車工作部分一側(cè)的端面
臥式車床
三爪自定心卡盤
游標卡尺
10
車
車外圓（留磨削余量0.3mm）、車退刀槽、切斷
臥式車床
三爪自定心卡盤、頂尖
900車刀
15
熱處理
淬火+回火，56-60HRC
高頻爐
20
檢驗
檢驗熱處理是否達到要求
硬度計
游標卡尺
35
磨外圓
磨外圓保證㎜、mm及表面粗糙度達圖紙要求
平面磨床
三爪自定心卡盤
砂輪
游標卡尺、直尺
40
切斷
切斷工作部分端有中心孔的部分，保證工作部分長度20mm和端面um
手搖磨床
虎鉗
切斷刀
游標卡尺
45
鉗工精修
刃口型面的磨削或研磨加工，全面達到設(shè)計要求
H78-1電動拋光機
游標卡尺
50
檢驗
檢驗各尺寸精度、表面粗糙度、垂直度是否符合要求
檢測儀
編 制
學號
審 查
共 張
第 張
凸模固定板工藝過程卡片
產(chǎn) 品 代 號
零 （部） 件 名 稱
零 （部） 件 代 號
凸模固定板
材
料
45
毛 坯 種 類
矩形毛坯
毛 坯 尺 寸
每一毛坯可制零件數(shù)
1
工序序號
工序
名稱
工 序 內(nèi) 容
設(shè) 備
夾 輔 具 名 稱
刀 具 名 稱 規(guī) 格
量 具 名 稱 及 規(guī) 格
5
鑄造
毛坯
鍋爐 砂型箱
扳鉗
10
熱處理
去應力退火
扳鉗
20
粗銑
粗銑外形六面
XK5012
臺虎鉗
立銑刀 10
游標卡尺 規(guī)格0.02
30
精銑
精銑外形六面
XK5012
臺虎鉗
立銑刀 5
游標卡尺 規(guī)格0.02
40
鉆削
工件對稱中心孔8
ZY5140
臺虎鉗
8麻花鉆
游標卡尺 規(guī)格0.02
50
線切割
矩形槽
DK7725e
螺釘 壓板
0.18 鉬絲
游標卡尺 規(guī)格0.02
60
精銑
精銑至尺寸
XK5012
臺虎鉗
立銑刀5
游標卡尺 規(guī)格0.02
70
精銑
精銑至尺寸
XK5012
臺虎鉗
立銑刀5
游標卡尺 規(guī)格0.02
80
鉆削
4×M9 8 8.8
ZY5140
臺虎鉗
10 8 8.8麻花鉆
游標卡尺 規(guī)格0.02
90
攻絲
4×M10
絲錐柄
臺虎鉗
M8絲錐
游標卡尺 規(guī)格0.02
100
鉸削
21
ZY5140
臺虎鉗
21鉸刀
游標卡尺 規(guī)格0.02
110
鉆削
27 深度5
ZY5140
臺虎鉗
擴孔鉆27
游標卡尺 規(guī)格0.02
120
磨削
保證Ra1.6 保證平行度 Ra3.2
MK2932B
工作臺磁鐵
氧化鋁砂輪
游標卡尺 規(guī)格0.02
130
熱處理
淬火 保證HRC46
扳鉗
140
檢驗
編 制
陳召福
校 核
審 查
共 1 張
第 1 張
凹模加工工藝過程卡片
文件編號
凹模加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號
零(部)件圖號
共2頁
產(chǎn)品名稱
零(部)件名稱
凹模
第1頁
材料牌號
Cr12MoV
毛坯種類
鍛造
毛坯外形尺寸
40×18×60
每坯件數(shù)
1
每臺件數(shù)
1
備注
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
車間
設(shè)備
工藝裝備
基本時間/min
1
鍛造
鍛造，鍛成六面體，并進行退火處理。
鍛造車間
空氣錘
2
銑六個面
在刨銑床上加工鍛坯的六個面。
機加工車間
銑床
Ф315㎜的YG8硬質(zhì)合金面銑刀
通用夾具
游標卡尺
10.98
3
平磨
磨削上、下兩個平面和角尺面。
機加工車間
磨床
通用夾具
CBN砂輪
4
鉗工劃線
鉗工劃線劃出型孔輪廓線及螺孔和銷孔等位置。
鉗工車間
T68
專用夾具
游標卡尺
內(nèi)規(guī)徑
25.47
描繪
5
去廢料
先在型孔適當位置鉆孔，然后用帶鋸機去除中心廢料。
機加工車間
6
鉗工
加工螺孔（鉆孔、攻螺紋）和加工銷孔（鉆孔、鉸孔）
機加工車間
Ф7㎜直柄短麻花鉆
Ф5㎜直柄短麻花鉆
通用夾具
絲錐
底圖號
7
熱處理
淬火和回火處理，檢查硬度，表面硬度要求達到58~62HRC。
鉗工車間
8
平磨
平磨上下兩面
機加工車間
磨床
通用夾具
CBN砂輪
9
銑導槽
在銑床上銑削工件的導槽，
保證一定的加工精度
機加工車間
銑床
硬質(zhì)合金鍵槽銑刀
通用夾具
游標卡尺
10
退磁處理
11
電火花加工型孔
利用凸模加長一段鑄鐵后做為電極，電加工完成后去掉鑄鐵部分做凸模用。由于間隙較大，故先用粗加工，然后調(diào)整平動頭的偏心量，再用精加工，從而達到凸凹模的配合間隙要求。
電火花加工車間
裝訂號
姓名
學號
日期
指導老師
40
模具裝配工藝、模具操作使用安全規(guī)程等作業(yè)指導書
操作者必須受過沖壓模具裝配的專業(yè)培訓，并通過專業(yè)考核合格取得上崗證后，才有資格進行沖壓模具裝配，在模具裝配的過程中，必須遵守以下規(guī)程：
一、 技術(shù)要求：
1．裝配好的模具其外形尺寸應符合圖紙規(guī)定的要求；
2．上模座的上平面與下模座的底面必須平衡，一般要求在300mm長度上誤差不大于0.02mm上模沿導柱上下滑動應平穩(wěn)、靈活、無阻滯。
3．凸模和凹模的配合間隙應符合圖紙要求，周圍間隙應均勻一致；凸凹模的工作行程應符合技術(shù)要求；
4．對于圓孔凹模，在鉆線切割工藝孔時，應一并將漏料孔鉆出（若有因工藝問題不能預先鉆出，則按工藝要求執(zhí)行）；裝配好的模具，落料孔或出屑槽應暢通無阻，保證制件或廢料能自由排出；
5．模柄的圓柱部分應與上模座上平面垂直；
6．導柱和導套之間的相對滑動平穩(wěn)而均勻，無歪斜和阻滯現(xiàn)象；
7．鉆孔、鉸孔、攻絲的技術(shù)要求：
1） 對需進行鏜削加工的精密孔，在其預孔時應按下表留取鏜削余量；
鉆削加工留鏜削余量（單邊）
孔直徑（mm）
＜Φ20
Φ20～Φ35
Φ35～Φ50
＞Φ50
余量（mm）
1～1.5
1.5～2
2～3
＜4
2） 作固定銷孔時，應按如下的要求執(zhí)行：
① 程序：先鉆預孔（留1～2mm余量），然后擴孔（留0.2～0.3mm余量）；最后鉸削至所需的孔徑要求（包括精度和粗糙度）。
② 原則：
a. 對于定位要求較高的模具（如兩器端板沖孔切角模），其固定銷孔鉆，擴后應采用手工鉸出，以保證精度要求；對于其它模具，可采用機鉸方式鉸出，但應選擇合適的加工參數(shù)；
b. 對于淬硬件的固定孔，應在淬硬前在相應的位置上個鉸預配鑲件（材料45鋼）裝上，然后再在鑲件上制出銷孔（要保證對中）。
8．各零件外形棱邊（工作棱邊除外）及銷孔，螺釘沉孔必須倒角；
9．沖裁模具，其凸凹模具在裝配前必須先用油石進行修磨；
10．各種附件應按圖紙要求裝配齊備；
11．模具在壓力機上的安裝尺寸需符合選用設(shè)備的要求，起吊零件安全可靠；
12．模具應在生產(chǎn)的條件下試模，試模所得制件應符合工序圖要求，并能穩(wěn)定地沖出合格的制件。
二、 裝配程序：
1．裝配前必須仔細分析研究圖紙，根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求，確定合理的裝配程序和裝配方法。
2．裝配前須認真按圖檢查模具零件的加工質(zhì)量，合格的投入裝配，不合格返工或重制。
3．裝配過程中，不能用手錘直接敲打模具零件，而用紫銅棒進行。
4．裝配步驟：
1）模柄裝配：先將模柄按H7/m6配合要求壓裝在上模座上，并用精密直角尺檢查模柄相對上模座上平面的垂直公差小于0.02：100mm；然后鉆定位銷孔并裝配定位銷，車模柄時控制好級位尺寸，保證模柄端面與上模座持平或低0.1～0.2mm。
2）① 壓入式——導向件裝配；
② 螺釘緊固式——導柱、導套的裝配：導柱、導套與下模座、上模座均采用基孔制H7/m6過盈配合裝配；裝配時用手錘墊著銅棒分別將導柱、導套打入下、上模座上；裝配也后檢查其垂直度，若不符合要求則應重新配制。
3）上模裝配（凸模裝配）：凸模與固定板采用H7/m6配合，若無臺階的凸模，還要求涂上厭氧膠以增強其結(jié)合力；若是直接用螺釘聯(lián)接的，則應注意其位置準確度，并保證聯(lián)接牢固。上模裝配好后，應檢查其相互間的垂直度，然后將固定板的上平面與凸模尾部一齊磨平；為了保證凸模刃口鋒利和平齊（指沖裁模）應將凸模的工作端面磨平。
4）卸料板裝配：卸料板起壓料和卸料作用。裝配時應保證它與凸模之間有適當?shù)拈g隙，其裝配方法是：將卸料板套入已裝在固定板上的凸模內(nèi)，在固定板之間墊上平行墊塊，并用平行夾將它夾緊，然后按卸料板上的沉孔在固定板上投窩，拆開后鉆、攻固定板上的螺孔。
5）凹模裝配：將凹模放在下模座上，根據(jù)外形或標記線找正凹模在下模座上的位置，將凹模上的螺栓通過孔位置投在下模座上，并標出漏料孔位置，鉆孔、攻絲，加工出漏料孔，將凹模用螺釘固定在下模座上，按凹模上的銷孔的位置，鉆鉸下模座上的銷孔，打入定位銷。
6）裝配凸模固定板：將壓在固定板上凸模小心放入凹模型孔內(nèi)（型面上），并在固定板與凹模間墊上適當高度的等高鐵。粗調(diào)凸、凹模間的相對位置后，將上模座放在凸模固定板上，并將上模座和固定板夾緊。由導柱上取下后，在上模座上投螺釘孔，拆開后鉆孔。
7）調(diào)整模具間隙：用透光法或墊片法檢查凸、凹模間隙分布是否均勻，如有偏差應用于手錘輕敲固定板的側(cè)邊，調(diào)整凸模相對位置，使間隙趨于均勻，然后擰緊螺釘。
8）裝配附件：裝配橡膠或彈簧以及其他附件。
9）對一些加工時難于倒角的異形邊或裝模后方能倒角的拼件，由鉗工裝配后進行倒角。
三、 試模：
1．試模前的模具必須進行退磁；
2．盡可能按工裝總圖所指明的規(guī)格選定試模用沖床，如不滿足，應根據(jù)設(shè)備標準檢查裝夾位置是否合適；
3．將模具裝上沖床，安裝時應保證模具的上模座的上平面和下模座的下底面分別與沖床滑塊及工作臺貼平整，并碼夾牢固；
4．調(diào)整試模：將滑塊行程調(diào)到適合程度，放上合符材質(zhì)及尺寸規(guī)格的板料，然后試沖，并根據(jù)試沖出的制件的相關(guān)尺寸情況及毛刺情況精調(diào)模具（模具試沖時的缺陷，產(chǎn)生原因和調(diào)整方法見附表），直至將合格的制件沖出為止。
四、 其它：
1．試模合格后，拆下，配鉆、鉸各銷孔，安裝定位圓柱銷；
2．對試模時修磨過的定位釘車圓，并進行熱處理再裝上；
3．對模具進行防銹漆處理，要求對凡與空氣直接接觸的部位涂防銹油；
4．外露側(cè)面涂上防銹漆，打鋼?。ù蚰＞呔幪柤懊Q），裝銘牌；
5．裝上合模墊塊，復模交檢出廠；
6．在裝配過程中的各個環(huán)節(jié)都應進行自檢，并按要求填寫《裝配自檢卡》，自檢合格后上交檢驗員確認，待檢驗員確認《裝配自檢卡》后方能進行模具的專檢驗收。
五、 自檢內(nèi)容及自檢要求：
裝配及試模過程中各個環(huán)節(jié)都應自檢，自檢范圍和要求包括如下幾個方面：
1．劃線：各工件劃線后應按圖自檢一次后，方能進入下一工序，對于重要零件（如凸模、凹模、凸凹模固定板等）自檢后還應交由質(zhì)檢員專檢。
2．鉆、鉸孔：鉆鉸完后，應按要求對尺寸精度，粗糙度進行自檢，對還應由質(zhì)檢員確認后方能配裝銷釘。
3．關(guān)鍵件：對于凸模、凹模、凸凹模、凸凹模固定板，導柱導套等有關(guān)重要零件在裝配前應對其外觀，重要尺寸要素，粗糙度等進行復檢，合格的投入裝配，不合格的反饋工藝員作具體處理。
4．拼模尺寸：拼模時應按裝配圖及各工序圖對各相關(guān)尺寸進行自檢，自檢合格后報專檢驗收。
5．配合間隙：應有要求對凸凹模間隙，導柱導套相配間隙進行自檢。
6．漏料孔：對沖裁模應檢驗各相關(guān)件（如凹模、凹模墊板下模板）的漏料孔位上是否能保證漏料順暢。
7．緊固性：檢查各螺釘是否收緊。
8．完善性：檢查各零件是否裝配完善、齊全，各外形棱邊是否倒角。
9．動合：檢查上、下模和導向件的配合動作上是否協(xié)調(diào)合理。
10．制件：檢查制件尺寸是否符合工序圖的相關(guān)要求，檢查毛刺是否超差。
11．定位：檢查定位塊、定位銷是否安裝合理，并方便定位。
12．退料：檢查彈簧、橡膠彈頂力是否適合，退料是否順利，以上各項自檢情況應填寫在《裝配自檢卡》上，交檢驗員確認，質(zhì)檢員確認合格方能進行模具總驗收。
附表1 攻螺紋前底孔徑（mm）
螺紋公稱直徑
底 孔 孔 徑
螺距
Ⅰ
Ⅱ
螺距
Ⅰ
Ⅱ
螺距
Ⅰ
Ⅱ
3
0.5
2.45
2.5
0.35
2.6
2.65
4
0.7
3.2
3.3
0.5
3.45
3.5
5
0.8
4.1
4.2
0.5
4.45
4.5
6
1
4.9
5.0
0.75
5.1
5.2
0.5
5.45
5.6
8
1.25
6.6
6.7
1
6.9
7
0.75
7.1
7.2
10
1.5
8.3
8.5
1
8.9
9
0.75
9.1
9.2
12
1.75
10
10.2
1.25
10.6
10.7
1
10.9
11
16
2
13.8
13.9
1.5
14.4
14.5
1
14.9
15
20
2.5
17.2
17.4
1.5
18.4
18.5
1
18.9
19
24
3
20.7
20.9
2
21.8
21.9
1.5
22.5
22.5
注：Ⅰ類適用于鑄鐵等脆性材料；Ⅱ類適用于鋼等韌性材料。
附表2 沖裁模試沖的缺陷、產(chǎn)生原因和調(diào)整方法
沖裁模
試沖缺陷
產(chǎn) 生 原 因
調(diào) 整 方 法
送料不暢通或料被卡死
1．兩導板之間的尺寸過小或有斜度；
2．凸模與卸料板之間的間隙過大，使搭邊翻扭；
3．用側(cè)刃定距的沖裁模，導料板的工作面與側(cè)刃平行，側(cè)刃與刃檔板塊不密合形成主毛刺使條料卡死。
1．根據(jù)情況銼修或裝導料板減少凸模與卸料板之間的間隙重裝導料板；
2．修整側(cè)刃擋塊除間隙。
刃口相咬
1．上模座、下模座、固定板、凹模、墊板等零件安裝不平行；
2．凸模、導柱等零件安裝不垂直；
3．導柱與導套配合間隙過大；
4．卸料板的孔位不準確或歪斜，使沖孔凸模移位。
1．修整有關(guān)零件，重裝上?；蛳履＃?
2．重裝凸模或?qū)е?
3．換導柱或?qū)?
4．修整或更換卸料板。
卸料不正常
1．由于裝配不正確，卸料機構(gòu)不能動作，如卸料板與凸模配合過緊，或因卸料板傾斜卡緊；
2．彈簧或橡皮彈力不足；
3．凹模和下模座的漏料孔沒對正料不能出；
4．凹模有倒角造成工件堵塞。
1．修卸料板、頂板等零件；
2．更換彈簧或橡膠；
3．修整料孔；
4．修整凹模。
沖件質(zhì)量不好：
1． 有毛刺
2． 不平
落料外形和打孔位置不正確，成偏位現(xiàn)象。
1． 刃口不鋒利或淬火硬度低；
2． 配合間隙過大或過??；
3． 間隙不均勻使工件一邊有顯著帶刺斜角毛刺。
合理調(diào)整凸模和凹模的間隙及修磨工作部分的刃口。
1． 凹模有斜度；
2． 頂料桿和工件接觸面積過??；
3． 導正釘與預沖孔配合過緊，將制件壓出凹陷。
1． 修整凹模；
2． 更換頂料桿；
3． 修整導正釘。
1． 擋料釘位置不正；
2． 落料凹模上導正釘尺寸過??；
3． 導料板和送料中心線不平行，使孔位偏斜；
4． 側(cè)刃定距不準。
1． 修整擋料釘；
2． 更換導正釘；
3． 修整導板；
4． 修磨更換側(cè)刃。
附表3 彎曲模試沖時缺陷，產(chǎn)生原因和調(diào)整方法
彎曲模試沖時的缺陷
產(chǎn) 生 原 因
調(diào) 整 辦 法
彎曲角度不夠
1． 凸、凹模的回彈力過小；
2． 凸模進入凹模的深度太淺；
3． 凸、凹模之間的間隙過大；
4． 試模材料不對；
5． 彈頂件的彈力太小。
加大回彈角；
調(diào)節(jié)沖模閉合高度；
調(diào)節(jié)間隙值；
更換試模材料；
加大彈頂器的彈頂力。
彎曲位置偏移
1． 定位板的位置不對；
2． 凹模兩側(cè)進口圓角大小不
等，材料滑動不一致；
3．沒有壓料裝置或壓料裝置的壓力不足和壓料板位置過低；
4．凸模沒有對正凹模。
調(diào)整定位板位置；
修磨凹模圓角；
加大壓料力；
調(diào)整凸凹模位置。
制件尺寸小或不足
1． 凸模、凹模之間的間隙小，材料被擠長；
2． 壓料裝置壓力過大，將材料拉長；
3． 設(shè)計時計算錯誤或不準確。
調(diào)整凸、凹模間隙；
減少壓料力；
改變坯料尺寸。
制件外部有光亮的凹陷
1．凹模的圓角半徑過小，沖件表面被劃痕；
2．凸、凹模之間的間隙不均勻；
3．凸、凹模表面粗糙度太大。
加大圓角半徑；
調(diào)整凸、凹模間隙；
拋光凸、凹模表面。
附表4 拉深模試沖時的缺陷，產(chǎn)生原因和調(diào)整方法
拉深模試沖缺陷
產(chǎn) 生 原 因
調(diào) 整 方 法
起皺
1．壓邊裝置的壓力不足或壓力不均勻；
2．凸、凹模之間的間隙過大或不均勻；
3．凹模圓角半徑過大或不均勻。
調(diào)整壓邊力；
調(diào)整凸凹模間隙；
修磨圓角半徑。
破裂
1． 毛坯材料質(zhì)量不好，塑性低，金相組織不均
勻，表面粗糙；
2． 壓邊圈的壓力過大，彈頂器的壓縮比不合適；
3． 凸模和凹模的圓角過?。?
4． 凸模和凹模的間隙過小或不均勻；
5． 拉深次數(shù)太小，材料變形程度過大；
6． 潤滑不良。
更換毛坯材料；
減少壓邊力；
加大圓角半徑；
調(diào)整凸凹模間隙；
增加拉深次數(shù)；
加潤滑油。
尺寸過小或過大
1． 毛坯尺寸設(shè)計計算錯誤；
2． 凸凹模之間的間隙過大使沖件側(cè)壁鼓肚；間隙
過小使材料變薄；
3．壓邊圈的壓力過大或過小。
改變毛坯尺寸；
調(diào)整凸凹模間隙；
調(diào)整壓邊圈。
表面質(zhì)量不好
1． 模具工作表面，毛坯或潤滑劑不清潔；
2． 凹模淬火硬度低，表面粗糙度太大；
3． 圓弧與直線銜接不好，棱角或突起。
清理工作表面等對凸凹模進行拋光；
修磨凸、凹模。
高度不一
1． 凸、凹模之間的間隙不均勻；
2． 定位板位置不對。
調(diào)整凸凹模間隙；
重新調(diào)整定位板。
底部凸起
凸模無出氣孔
在凸模上做出排氣孔。
第 6 頁 共 6 頁
XX學院
畢業(yè)設(shè)計（論文）
題 目 擋片落料沖孔復合模設(shè)計
姓 名 學 號
系 部
專 業(yè)
指導教師 職 稱 教授
2015-02-25
摘 要
在這次設(shè)計中根據(jù)所給題目的要求，首先對沖壓件進行了分析，分析該零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可滿足零件精度的要求，再從零件的形狀、尺寸標注及生產(chǎn)批量等情況看，選擇加工方案。由于模具工業(yè)的重要性,模具成型工藝在各個工業(yè)部門得到了廣泛的應用,使得模具行業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)大大超過機床刀具工業(yè)的產(chǎn)值.這一情況充分說明在國民經(jīng)濟蓬勃發(fā)展的過程中,在各個工業(yè)發(fā)達國家對世界市場進行激烈的爭奪中,越多越多地采用模具來進行生產(chǎn),模具工業(yè)明顯地成為技術(shù) 經(jīng)濟和國力發(fā)展的關(guān)鍵.
因此,要使國民經(jīng)濟各個部門獲得高速發(fā)展,加速實現(xiàn)社會主義四個現(xiàn)代化,就必須盡快將模具工業(yè)搞上去,使模具生產(chǎn)形成一個獨立的工業(yè)部門,從而充分發(fā)揮模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的關(guān)鍵的作用. 本設(shè)計擋片零件沖壓模具，凸凹模安裝在模具下模座上。倒裝復合模廢料清理無須二次清理，操作方便安全，生產(chǎn)效率較高。復合模與彎曲模的設(shè)計過程大致相似，復合模較彎曲模結(jié)構(gòu)更為復雜。設(shè)計上主要是對凸模、凹模和凸凹模的設(shè)計，其中主要是其工作部分的尺寸設(shè)計，以保證制件的精度和質(zhì)量要求。
關(guān)鍵詞：模具 沖裁件 凸模 凹模 凸凹模
ABSTRACT
In this design according to the requirements of the topic, firstly, stamping parts are analyzed, the dimensional accuracy of the parts of the analysis that the general accuracy of the mould can meet the requirements of precision parts, from the shape, dimension and mass production situation, selection and processing scheme. Due to the importance of the mold industry, mold forming technology has been widely used in various industrial sectors, so that the mold industry output value has been greatly exceeded the machine tool industry output value. This fully explained in the process of national economy vigorous development, in the fierce competition for each industrial developed countries on the world market, more and more using mold for production, key technology and national economic development has become the mold industry obviously.
Therefore, to make each department of national economic high speed development, accelerate the realization of the four modernizations of socialism, we must mold industrial make up as soon as possible, so that the mold production formed an independent industrial sector, so as to give full play to the key role of mold industry in the national economy. The design of bending plate stamping bracket parts of the die, punch and die installed in the mould of the lower mould seat. Flip composite modulus waste disposal, without two clean, convenient and safe operation, high production efficiency. The design process of compound die and bending die compound die is similar, the bending die structure is more complex. The design is mainly the design of the punch, concave die and punch and die, which is mainly designed dimension of the part of the work, to ensure the precision and quality requirements.
目錄
第一章 工件分析 1
第一節(jié) 材料的工藝分析 1
第二節(jié) 材料選擇 3
第三節(jié) 工件結(jié)構(gòu)形狀 3
第四節(jié) 尺寸精度 3
第二章 沖裁工藝方案的確定 5
第四章 模具總體設(shè)計 6
第一節(jié) 模具類型的選擇 6
第二節(jié) 操作與定位方式 6
第三節(jié) 卸料、出件方式 6
第四節(jié) 確定送料方式 7
第五節(jié) 確定導向方式 7
第五章 模具工藝參數(shù)確定 8
第一節(jié) 排樣設(shè)計與計算 8
第二節(jié) 搭邊值的確定 8
第三節(jié) 進距與條料寬度計算 9
第四節(jié) 材料利用率的計算 12
第六章 計算沖壓力與壓力機的初選 13
第一節(jié) 沖裁力Fp的計算 13
第二節(jié) 卸料力Fq1的計算 14
第三節(jié) 頂件力Fq2的計算 14
第四節(jié) 總的沖壓力F的計算 14
第五節(jié) 壓力機的初選 15
第七章 模具壓力中心的確定 16
第八章 沖裁模間隙的確定 17
第一節(jié) 沖裁間隙Z 17
第二節(jié) 沖裁間隙分析 17
第九章 凹、凸模刃口尺寸的計算 19
第一節(jié) 刃口尺寸計算的基本原則 19
第二節(jié) 刃口尺寸的計算 19
第十章 主要零部件的設(shè)計 22
第一節(jié) 工作零件的設(shè)計與計算 22
第二節(jié) 橡膠的選用 28
第三節(jié) 模架及其零件的設(shè)計 29
第十一章 校核模具閉合高度及壓力機有關(guān)參數(shù) 31
第一節(jié) 閉合高度的計算 31
第二節(jié) 沖壓設(shè)備的選定 31
結(jié) 論 33
參考文獻 34
第一章 工件分析
第一節(jié) 材料的工藝分析
近年來,.由于模具技術(shù)的迅速發(fā)展, 模具設(shè)計與制造已成為一個行業(yè)越來越來引起人們的重視.模具是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中重要的工藝裝備,他在各種生產(chǎn)行業(yè),特別是沖壓和塑料成形加工中,應用極為廣泛.我國模具工業(yè)總產(chǎn)值中,沖壓模具的產(chǎn)值約為50％.現(xiàn)代模具技術(shù)的發(fā)展,在很大程度上依賴于模具標準化的程度,優(yōu)質(zhì)模具材料的研究,先進的模具設(shè)計和制造技術(shù),專用的機床設(shè)備及高水平的生產(chǎn)技術(shù)管理等等,但其中模具設(shè)計是至關(guān)重要的一個方面.
利用模具生產(chǎn)零件的方法已成為工業(yè)上進行成批或大批生產(chǎn)的主要技術(shù)手段,它對于保證制品質(zhì)量,縮短試制周期,進而爭先進入市場,以及產(chǎn)品更新?lián)Q代和新產(chǎn)品開發(fā)都具有決定性意義.因此德國把模具成為”金屬加工中的帝王”,把模具工業(yè)視為”關(guān)鍵 工業(yè)”,美國把模具成為”美國工業(yè)的基石”,把模具工業(yè)視為”不 可估量其力量的工業(yè)”,日本把模具說成”促進社會富裕繁榮的動力”把模具工業(yè)視為”整個工業(yè)發(fā)展的秘密”
由于模具工業(yè)的重要性,模具成型工藝在各個工業(yè)部門得到了廣泛的應用,使得模具行業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)大大超過機床 刀具工業(yè)的產(chǎn)值.這一情況充分說明在國民經(jīng)濟蓬勃發(fā)展的過程中,在各個工業(yè)發(fā)達國家對世界市場進行激烈的爭奪中,越多越多地采用模具來進行生產(chǎn),模具工業(yè)明顯地成為技術(shù) 經(jīng)濟和國力發(fā)展的關(guān)鍵.
從我國的情況來看,不少工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量上不 去,新產(chǎn)品開發(fā)不出來,老產(chǎn)品更新速度慢,能源消耗指標高,材料消耗量大,這些都與我國模具生產(chǎn)技術(shù)落后,沒有一個強大的 先進的模具工業(yè)密切相關(guān).
因此,要使國民經(jīng)濟各個部門獲得高速發(fā)展,加速實現(xiàn)社會主義四個現(xiàn)代化,就必須盡快將模具工業(yè)搞上去,使模具生產(chǎn)形成一個獨立的工業(yè)部門,從而充分發(fā)揮模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的關(guān)鍵的作用.
沖壓生產(chǎn)靠模具和壓力機完成加工過程,與其他機械加工方法相比,其在技術(shù)和經(jīng)濟方面有如下特點:
⑴沖壓加工的生產(chǎn)效率高,且操作方便,易于實現(xiàn)機械化和自動化.普通壓力機每分鐘可以生產(chǎn)十幾個零件,高速壓力機每分鐘可生產(chǎn)幾百甚至上千件零件.所以它是一種高效率的加工方法.
⑵沖壓件的尺寸精度由模具來保證,所以質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好.
⑶沖壓可加工出尺寸范圍較大 形狀較復雜的零件,小到儀表零件,大到汽車覆蓋件,還可獲得其他加工方法難以制造的壁薄 、 質(zhì)量輕、 剛性好 、 表面質(zhì)量高 、 形狀復雜的零件.
⑷沖壓加工一般不需要加熱毛坯,也不像切削加工那樣,需大量切削金屬,所以它不但節(jié)能,而且節(jié)約金屬,故沖壓件的成本較低.
由于沖壓工藝具有上述突出的特點,因此在國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域廣泛應用.例如,航空航天、機械、電子通信 、交通 、兵器 、日用電器及輕工等產(chǎn)業(yè)都有沖壓加工,不但在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛才用沖壓工藝,而且可以說每個人每天都直接與沖壓產(chǎn)品發(fā)生聯(lián)系.
沖壓在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,尤其是大批量生產(chǎn)中應用十分廣泛.相當多的工業(yè)部門 越來越多地才用沖壓加工方法加工零件部件,如汽車 、農(nóng)機、儀表 、儀器 、電子、航空 、航天 、軍工 、家電及輕工等行業(yè).在這些工業(yè)部門中,沖壓件所占比例相當大,少則60％以上,多則90％以上.不少過去用鍛造 鑄造 和切削加工方法制造的零件,現(xiàn)在大多也被質(zhì)量輕 剛度好的沖壓件所代替.因此可以說,如果生產(chǎn)中不廣泛才用沖壓工藝,許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量 、 降低生產(chǎn)成本 、快速進行產(chǎn)品更新?lián)Q代是難以實現(xiàn)的。
工件名稱：擋片 工件簡圖：如圖1.1所示 生產(chǎn)批量：50萬件 材料：1Cr18Ni9Ti厚度：0.5mm 工件精度：IT14
圖1.1工件簡圖
第二節(jié) 材料選擇
根據(jù)表1.1，1CR18NI9TI為合金鋼，具有良好的塑性、焊接性以及壓力加工性，主要用于工程結(jié)構(gòu)和受力較小的機械零件。綜合評比均適合沖裁加工。
第三節(jié) 工件結(jié)構(gòu)形狀
工件結(jié)構(gòu)形狀相對簡單，除有3個孔,其余皆為直線，孔與邊緣之間的距離也滿足要求，可以沖裁。
第四節(jié) 尺寸精度
零件圖上所注公差經(jīng)查標準公差表1.2為IT14級，尺寸精度較低，普通沖裁完全可以滿足要求。
根據(jù)以上分析：該零件沖裁工藝性較好，適宜沖裁加工。查公差表得各尺寸公差：
零件外形：53.5mm、22.5mm、22mm、15mm、13mm
零件內(nèi)形：4.5mm、2.08mm
表1.1黑色金屬的力學性能
材料名稱
材料牌號
材料狀態(tài)
極限強度
伸長率
屈服強度
彈性模量E/MPa
抗剪
抗拉
合金鋼
1CR18NI9TI
已退火的
216-304
275-383
32
177
08
255-353
324-441
32
196
186000
10F
216-333
275-412
30
186
10
255-333
294-432
29
206
194000
15F
245-363
314-451
28
15
265-373
333-471
26
225
198000
20F
275-383
333-471
26
225
196000
2O
275-392
353-500
25
245
206000
25
314-432
329-539
24
275
198000
30
353-471
441-588
22
294
197000
35
392-511
490-637
20
314
197000
40
412-530
511-657
18
333
209000
45
432-549
539-686
16
353
200000
50
432-569
539-716
14
373
216000
表1.2部分標準公差值（GB/T1800.3—1998）
公差等級
IT6
IT7
IT8
IT9
IT10
IT11
IT12
IT13
IT14
IT15
基本尺寸
/μm /mm
＞3～6
8
12
18
30
48
75
0.12
0.18
0.30
0.48
＞6～10
9
15
22
36
58
90
0.15
0.22
0.36
0.58
＞10～18
11
18
27
43
70
110
0.18
0.27
0.43
0.70
＞18～30
13
21
33
52
84
130
0.21
0.33
0.52
0.84
＞30～50
16
25
39
62
100
160
0.25
0.39
0.62
1.00
＞50～80
19
30
46
74
120
190
0.30
0.46
0.74
1.20
＞80～120
22
35
54
87
140
220
0.35
0.54
0.87
1.40
從表1.1中查出1CR18NI9TI
抗拉強度：σ=275～383Mpa
抗剪強度：τ=216～304Mpa
伸長率： δ=32%
分析其力學性能較好，故選擇1CR18NI9TI材料。
第二章 沖裁工藝方案的確定
該制件的沖裁工序包括落料和沖孔，其沖裁加工有以下三種方案：
方案一：先沖孔，后落料。單工序模生產(chǎn)。
方案二：沖孔—落料復合沖壓。復合模生產(chǎn)。
方案三：沖孔—落料級進沖壓。級進模生產(chǎn)。
方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，投資少，且每次沖裁所需的沖裁力較小，可以解決沖壓設(shè)備噸位不夠的問題。其缺點在于零件的精度難于保證，并且零件比較小，在第二次沖孔時，準確定位不宜，容易使人受傷，生產(chǎn)率低。
方案二也只需1副模具，制件精度和生產(chǎn)效率都較高，且工件最小壁厚大于凸凹模許用最小壁厚，模具強度也能滿足要求。沖裁件的內(nèi)孔與邊緣的相對位置精度較高，板料的定位精度比方案三低，模具輪廓尺寸較小，制造比方案三簡單。
方案三只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，精度也能滿足要求，但模具輪廓尺寸較大，制造復雜，成本較高。
通過對上述三種方案的分析比較,采用方案二復合模是比較合理的。
第四章 模具總體設(shè)計
第一節(jié) 模具類型的選擇
經(jīng)分析，工件尺寸精度要求不高，形狀較簡單，但工件產(chǎn)量較大，根據(jù)材料厚度，為保證沖模有較高的生產(chǎn)率，通過比較，決定實行工序集中的工藝方案，彈性卸料裝置的倒裝復合模具結(jié)構(gòu)方式。
第二節(jié) 操作與定位方式
一、操作方式
零件的生產(chǎn)批量較大，但合理安排生產(chǎn)可用手工送料方式，提高經(jīng)濟效益。
二、定位方式
因為導料銷和擋料銷結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。且該模具采用的是條料，根據(jù)模具具體結(jié)構(gòu)兼顧經(jīng)濟效益，控制條料的送進方向采用導料銷，控制送料步距采用固定擋料銷。
第三節(jié) 卸料、出件方式
一、卸料方式
剛性卸料與彈性卸料的比較：
剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。當卸料板只起卸料作用時與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大，單邊間隙?。?.2～0.5）t。當固定卸料板還要起到對凸模的導向作用時卸料板與凸模的配合間隙應該小于沖裁間隙。此時要求凸模卸料時不能完全脫離卸料板。主要用于卸料力較大、材料厚度大于2mm且模具結(jié)構(gòu)為倒裝的場合。
彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，主要用于料厚小于或等于2mm的板料由于有壓料作用，沖件比較平整。卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇（0.1～0.2）t,若彈壓卸料板還要起對凸模導向作用時，二者的配合間隙應小于沖裁間隙。常用作落料模、沖孔模。
工件平直度較高，料厚為0.5mm，卸料力不大，由于彈壓卸料模具比剛性卸料模具方便，操作者可以看見條料在模具中的送進動態(tài)，且彈性卸料板對工件施加的是柔性力，不會損傷工件表面，故可采用彈性卸料。
二、出件方式
因采用倒裝復合模生產(chǎn)，故采用彈性上出件。
第四節(jié) 確定送料方式
因選用的沖壓設(shè)備為開式壓力機，采用橫向送料方式，即由右向左送料。
第五節(jié) 確定導向方式
采用后側(cè)導柱模架。由于前面和左右不受限制，送料和操作比較方便。因為導柱安裝在后側(cè)，工作時，偏心距會造成導套導柱單邊磨損，嚴重影響模具使用壽命，且不能使用浮動模柄。
第五章 模具工藝參數(shù)確定
第一節(jié) 排樣設(shè)計與計算
沖裁件在板料、帶料或條料上的布置方法稱為排樣。排樣的意義在于減小材料消耗、提高生產(chǎn)率和延長模具壽命，排樣是否合理將影響到材料的合理利用、沖件質(zhì)量、生產(chǎn)率、模具結(jié)構(gòu)與壽命。
根據(jù)材料經(jīng)濟利用程度，排樣方法可以分為有搭邊、少搭邊和無搭邊排樣三種，根據(jù)制件在條料上的布置形式，排樣有可以分為直排、斜排、對排、混合排、多排等多重形式。
因此有下列三種方案：
方案一：有搭邊排樣 沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模來保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低。
方案二：少搭邊排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質(zhì)量差，模具壽命較方案一低，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡單。
方案三：無搭邊排樣 沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些，但材料利用率最高。
通過上述三種方案的分析比較，綜合考慮模具壽命和沖件質(zhì)量，該沖件的排樣方式選擇方案一為佳。考慮模具結(jié)構(gòu)和制造成本有廢料排樣的具體形式選擇直排最佳（如圖5.1所示）。
第二節(jié) 搭邊值的確定
排樣時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。
搭邊的作用是補償定位誤差，保持條料有一定的剛度，保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊過大，浪費材料。搭邊過小，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖件毛刺，有時還會拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命?；蛴绊懰土瞎ぷ?。搭邊值是廢料，所以應盡量取小，但過小的搭邊值容易擠進凹模，增加刃口磨損。根據(jù)制件厚度與制件的排樣方法查表5.1得：
兩制件之間搭邊值a1=1.5mm
側(cè)搭邊值a=2mm
表5.1搭邊值和側(cè)邊值
材料厚度t
手動送料
自動送料
圓形
非圓形
往復送料
a
a1
a
a1
a
a1
a
a1
1以下
1.5
1.5
2
1.5
3
2
1～2
2
1.5
2.5
2
3.5
2.5
3
2
2～3
2.5
2
3
2.5
4
3.5
3～4
3
2.5
3.5
3
5
4
4
3
4～5
4
3
5
4
6
5
5
4
5～6
5
4
6
5
7
6
2.0
5
第三節(jié) 進距與條料寬度計算
一、送料進距A
條料在模具上每次送進的距離稱為送料進距，每個進距可沖出一個或多個零件。
A=D+a1 (5.1)
式中D——平行于送料方向的沖裁件寬度
a1——沖裁件之間搭邊值
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。就本模具而言,采用縱向送料方式。
圖5.1排樣圖
二、條料寬度B計算
排樣方式和搭邊值確定以后，條料的寬度也就可以設(shè)計出。計算條料寬度有三種情況需要考慮：
1.有側(cè)壓裝置時條料的寬度。
2.無側(cè)壓裝置時條料的寬度。
3.有定距側(cè)刃時條料的寬度。
有側(cè)壓裝置的模具，能使條料始終沿著導料板送進。
圖5.2有側(cè)壓裝置時條料的寬度確定
本設(shè)計采用的是有側(cè)壓裝置的模具。
所謂條料寬度，是指工件最大極限尺寸加上側(cè)搭邊值。因條料是由板料剪裁下料而得，為保證送料順利，規(guī)定其上偏差為零，下偏差為負值。其計算公式如下：
B=[D+2a] （5.2）
式中B——條料寬度基本尺寸；
D——條料寬度方向零件輪廓的最大尺寸；
a——側(cè)搭邊值，查表5.1；
△——條料下料剪切公差；
表5.2剪切公差△及條料與導料板之間隙C（mm）
條料厚度(mm)
條料寬度(mm)
≤1
＞1～2
＞2～3
＞3～5
△
C
△
C
△
C
△
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.
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
根據(jù)零件圖查表5.2確定剪料公差及條料與導板之間的間隙△=0.6。
根據(jù)公式(5.2)： B=[D+2a+c]
=(53.5+2×2)
=57.5
第四節(jié) 材料利用率的計算
一、計算沖壓件面積、周長
因為該工件圖由多段圓弧組成，計算周長需要準確的找到各段圓弧的長度，計算面積也需要準確的找到切點，諸多因素采用人工計算時計算量較大，因此采用三維輔助軟件可快速準確的計算出面積、周長（如圖5.3）。
圖5.3沖壓件的周長和面積
取F=828.55mm2
L=179.21mm
二、計算材料利用率
沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比叫材料的利用率。
材料利用率通常以一個進距內(nèi)制件的實際面積與所用毛坯面積的百分率η表示：
η=(nF/AB)×100% （5.3）
式中η——材料利用率（%）；
n——沖裁件的數(shù)目；
F——沖裁件的實際面積(mm2)；包括工件面積與廢料面積；
B——板料寬度(mm)；
A——送料進距；
根據(jù)公式(5.3)： η=(2×828.55/57.5×38)×100%
≈75.8%
由此可之，η值越大，材料的利用率就越高，廢料越少。因此，要提高材料利用率，就要合理排樣，減少工藝廢料。
第六章 計算沖壓力與壓力機的初選
計算沖裁力是為了選擇合適的壓力機，設(shè)計模具和檢驗模具的強度，壓力機的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力一般可以按下式計算：
Fp=Kp Ltτ =Lt （6.1）
式中τ——材料抗剪強度（MPa）；
L——沖裁周邊總長（mm）；
t——材料厚度（mm）；
系數(shù)Kp是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動，取Kp =1.3。
第一節(jié) 沖裁力Fp的計算
據(jù)圖5.3可得一個零件內(nèi)外周邊之和L=179.21mm。
查合金鋼的力學性能表知：1CR18NI9TI的抗剪強度τ=216Mpa～304Mpa，取260Mpa，制件厚度t=0.5mm，則
根據(jù)公式(6.1)： Fp= Kp Ltτ
=1.3×0.5×179.21×260
=45210.88(N)
≈45.2（KN）
第二節(jié) 卸料力Fq1的計算
Fq1=KxFp （6.2）
式中Kx——卸料力系數(shù)，查表6.1取Kx＝0.05。
根據(jù)公式（6.2）： Fq1= KxFp
=0.05×45.2（KN）
≈2.26(KN)
表6.1卸料力、推件力和頂件力系數(shù)
料厚t/mm
Kx
kt
Kd
鋼
≤0.1
＞0.1～0.5
＞0.5～2.5
＞2.5～6.5
＞6.5
0.065～0.075
0.045～0.055
0.04～0.05
0.03～0.04
0.02～0.03
0.1
0.063
0.055
0.045
0.025
0.14
0.08
0.06
0.05
0.03
第三節(jié) 頂件力Fq2的計算
Fq2= KdFp （6.3）
式中Kd——頂件力系數(shù)。
查表6.1得Kd＝0.06.
根據(jù)公式（6.3）： Fq2= KdFp
=0.06×45.2（KN）
≈2.712（KN）
第四節(jié) 總的沖壓力F的計算
根據(jù)模具結(jié)構(gòu)總的沖壓力F=FP+Fq1+Fq2
=45.2+2.26+2.712
=50.712(KN)
選用的壓力機公稱壓力P≥（1.1～1.3）F，取系數(shù)為1.3，則：
P≥1.3F=1.3x50.712 (KN)=65.93(KN)。
第五節(jié) 壓力機的初選
沖裁時，壓力機的公稱壓力必須大于或等于沖裁各工藝力的總和。
沖壓設(shè)備屬鍛壓機械。常見的冷沖壓設(shè)備有機械壓力機。
表6.2部分常用開式壓力機的主要技術(shù)參數(shù)
技術(shù)參數(shù)
單位
型號
J23-4
J23-6.3
J23-10
J23-16
J23-25
J23-63
J23-100
滑塊公稱壓力
KN
40
63
100
160
250
630
1000
滑塊行程次數(shù)
次/mm
200
160
135
115
100
70
70
最大閉合高度
mm
160
170
180
220
250
360
360
閉合高度調(diào)節(jié)量
mm
35
40
50
60
70
90
90
立柱間距
mm
100
150
180
220
260
250
250
滑塊地面尺寸
左右
mm
100
140
170
200
300
300
前后
mm
90
120
150
180
340
340
模柄孔尺寸
直徑
mm
30
50
深度
mm
50
70
墊塊厚度
mm
35
40
50
60
70
80
90
最大傾斜角
°
45
35
30
工作臺尺寸
左右
mm
280
315
360
450
560
630
710
前后
mm
180
200
240
300
360
420
480
根據(jù)沖壓力的計算和壓力中心的計算，選擇開式壓力機的型號為J23-10。
第七章 模具壓力中心的確定
模具壓力中心是指諸沖壓合力的作用點位置，為了確保壓力機和模具正常工作，應使沖模的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合。否則，會使沖模和壓力機滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導軌間產(chǎn)生過大磨損，模具導向零件加速磨損，降低了模具和壓力機的使用壽命。
模具的壓力中心，可按以下原則來確定：
1.對稱零件的單個沖裁件，沖模的壓力中心為沖裁件的幾何中心。
2.工件形狀相同且分布對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。
3.各分力對某坐標軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對該軸的 力矩。求出合力作用點的坐標位置0，0（x=0,y=0），即為所求模具的壓力中心。
其中、、………分別為各沖裁周邊長度。
按比例畫出零件形狀，選定坐標系XOY。計算出零件壓力中心為（-21.3，9.46）
第八章 沖裁模間隙的確定
第一節(jié) 沖裁間隙Z
指沖裁模中凹模刃口橫向尺寸DA與凸模刃口橫向尺寸DT的差值（如圖8.1），是設(shè)計模具的重要工藝參數(shù)。
圖8.1沖裁間隙
第二節(jié) 沖裁間隙分析
一、間隙對沖裁件尺寸精度的影響
沖裁件的尺寸精度是指沖裁件的實際尺寸與基本尺寸的差值，差值越小，則精度越高，這個差值包括兩方面的偏差，一是沖裁件相對于凸?；虬寄５钠睿悄＞弑旧淼闹圃炱?。
二、間隙值的確定
凸、凹模間隙對沖裁件質(zhì)量、沖裁工藝力、模具壽命都有很大的影響。設(shè)計模具時一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求，所需沖裁力小、模具壽命高，但分別從質(zhì)量，沖裁力、模具壽命等方面的要求確定的合理間隙并不是同一個數(shù)值，只是彼此接近。考慮到模具制造中的偏差及使用中的磨損、生產(chǎn)中通常只選擇一個適當?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個范圍內(nèi)，就可以沖出良好的制件，這個范圍的最小值稱為最小合理間隙Zmin，最大值稱為最大合理間隙Zmax?？紤]到模具在使用過程中的磨損使間隙增大，故設(shè)計與制造新模具時要采用最小合理間隙值Zmin。
確定合理間隙的方法有經(jīng)驗法、理論確定法和查表法。
對于尺寸精度，斷面垂直度要求高的制件應選用較小的間隙值，對于垂直度與尺寸精度要求不高的制件，應以降沖裁力、提高模具壽命為主，可采用較大的間隙值。由于理論法在生產(chǎn)中使用不方便，所以常采用查表法來確定間隙值。
根據(jù)間隙表8.1查得材料1CR18NI9TI的最小雙面間隙Zmin=0.04mm，最大雙面間隙Zmax=0.060mm
表8.1部分較大間隙的沖裁模具初始雙面間隙
材料厚度
08、10、35、09Mn2、1CR18NI9TI
40、50
16Mn
65Mn
Z最小
Z最大
Z最小
Z最大
Z最小
Z最大
Z最小
Z最大
小于0.5
較小間隙
0.5
0.04
0.060
0.040
0.060
0.040
0.060
0.040
0.060
0.8
0.072
0.104
0.072
0.104
0.072
0.104
0.064
0.092
1.0
0.100
0.140
0.100
0.140
0.100
0.140
0.90
0.126
1.2
0.126
0.180
0.132
0.180
0.132
0.180
1.5
0.132
0.240
0.170
0.240
0.170
0.240
2.0
0.246
0.360
0.260
0.380
0.260
0.380
2.5
0.360
0.500
0.380
0.540
0.380
0.540
3.0
0.460
0.640
0.480
0.660
0.480
0.660
4.0
0.640
0.880
注：08鋼沖裁皮革、石棉和紙板時，取間隙的25%。
第九章 凹、凸模刃口尺寸的計算
第一節(jié) 刃口尺寸計算的基本原則
沖裁件的尺寸精度主要取決于模具刃口的尺寸的精度，模具的合理間隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及制造公差，是設(shè)計沖裁模關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
由此在決定模具刃口尺寸及其制造公差時需要考慮以下原則：
1.落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔尺寸由凸模尺寸決定。故設(shè)計落料模時，以凹模為基準，間隙取在凸模上；設(shè)計沖孔模時，以凸模尺寸為基準，間隙取在凹模上。
2.考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設(shè)計落料凹模時，凹?；境叽鐟〕叽绻罘秶妮^小尺寸；設(shè)計沖孔模時，凹?；境叽鐟」ぜ壮叽绻罘秶妮^大尺寸。
3.確定沖模刃口制造公差時。如果對刃口精度要求過高，增加成本，如果對刃口精度要求過低，會使模具的壽命降低。若工件沒有標注公差，則對于非圓形工件按國家“非配合尺寸的公差數(shù)值”IT14級處理，沖?？砂碔T11級制造；對于圓形工件按IT6～IT7級制造。沖壓件的尺寸公差應按“入體”原則標注單項公差，落料件上偏差為零，下偏差為負；沖孔件上偏差為正，下偏差為零。
第二節(jié) 刃口尺寸的計算
根據(jù)模具的加工方法不同，凸、凹模刃口尺寸的計算方法分為兩種情況。凸模與凹模分開加工和凸模與凹模配合加工。對于該制件應該選用凸模與凹模分開加工方法。
凸模與凹模分開加工是指凸模和凹模分別按圖紙加工至尺寸。要分別標注凸模與凹模刃口尺寸與制造公差。為了保證初始間隙值小于最大合理間隙Zmax必須滿足下列條件：
或者、
一、沖孔凸、凹模計算
設(shè)沖孔尺寸為根據(jù)以上原則，沖孔時以凸模設(shè)計為基準，首先確定凸模刃口尺寸，使凸?；境叽缃咏虻扔诠ぜ椎淖畲髽O限尺寸，再增大凹模尺寸以保證最小合理間隙Zmin。凸模制造偏差取負偏差，凹模取正偏差。其計算公式為：
凸模 dp=(d＋x△)0- δp
凹模 dd=(＋Zmin)0+ δd＝(d＋X△＋Zmin) 0+ δd
在同一工步中沖出制件兩個以上孔時，凹模型孔中心距Ld按下式確定：
Ld=(Lmin＋0.5△)±0.125△
式中dd——沖孔凹?；境叽?mm)；
dp——沖孔凸?；境叽?mm)；
d——沖孔件孔的最小極限尺寸(mm)；
Ld——同一工步中凹模孔距基本尺寸(mm)；
Lmin——制件孔距最小極限尺寸(mm)；
△——沖孔件孔徑公差(mm)；
Zmin——凸、凹模最小初始雙面間隙(mm)；
X——磨損系數(shù)，是為了使沖裁件的實際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸，與工件制造精度有關(guān)，可查表9.1取值：當工件精度IT10以上，取x=1；當工件精度IT11～IT13，取x=0.75；當工件精度IT14，則取x=0.5。
表9.1磨損系數(shù)X
料厚t(mm)
非圓形
圓形
1
0.75
0.5
0.75
0.5
工件公差△/mm
1
1～2
2～4
＞4
＜0.16
＜0.20
＜0.24
＜0.30
0.17～0.35
0.21～0.41
0.25～0.49
0.31～0.59
≥0.36
≥0.42
≥0.50
≥0.60
＜0.16
＜0.20
＜0.24
＜0.30
≥0.16
≥0.20
≥0.24
≥0.30
根據(jù)圖1.1和表9.1查得磨損系數(shù)X取0.5，即X=0.5
設(shè)凸、凹模分別按IT6和IT7級加工制造，所以
凸模： dp =(2.08+X△) 0- δp
=(2.08+0.5×0.005)
=2.08
凹模： dd=( dp +Zmin)
=(2.08+0.04)
=2.12
校核: ｜δp｜＋｜δd｜=0.011+0.018=0.029mm
表8.1得Zmax =0.04；Zmin =0.06)。
｜δp｜＋｜δd｜≤Zmax－Zmin
二、落料凸、凹模計算
凹模： Dd=(D－X△)
凸模： Dp=( Dd－Zmin)＝(D－X△－Zmin)
式中Dd——落料凹?；境叽?mm)；
Dp——落料凸?；境叽?mm)；
D——落料件最大極限尺寸(mm)；
r——落料件外徑公差(mm)；
Zmin——凸、凹模最小初始雙面間隙(mm)；
X——磨損系數(shù)，是為了使沖裁件的實際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸，與工件制造精度有關(guān)。表9.1取X=0.5。
由公差表（1.2）查得：53.5mm、22.5mm、13mm設(shè)凸、凹模分別按IT6和IT7級加工。
所以凹模
53.5:Dd2=(D2-X)
=(53.5-0.5×0.74)0+0.021
=53.13+0.021mm
22.5:Dd2=(D2-X)
=(22.5-0.5×0.52)0+0.021
=22.24+0.021mm
13:Dd4=(D4-X)
=(13-0.5×0.36)
=12.82mm
凸模 53.5:Dp2=(Dd2- Zmin)
=(53.13-0.04)
=53.09mm
13:Dp4=(Dd4- Zmin)
=(12.82-0.1)
=12.72mm
校核因為 ｜｜＋｜｜=0.018+0.011=0.029mm
｜｜＋｜｜=0.013+0.021=0.034mm
｜｜＋｜｜=0.016+0.025=0.041mm
｜｜＋｜｜=0.019+0.030=0.049mm
Zmax－Zmin =0.24-0.132=0.108mm(Zmax、Zmin是凸、凹模最大初始雙面間隙，查表8-1得Zmax =0.24、Zmin =0.132)滿足｜｜＋｜｜≤Zmax－Zmin。
第十章 主要零部件的設(shè)計
第一節(jié) 工作零件的設(shè)計與計算
一、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計和外形尺寸計算
1.凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計
凹模：在沖壓過程中與凸模配合直接對沖壓制件進行分離或成形的工作零件。
凹模洞口的類型如圖10.1所示，其中a、b、c型為直筒式刃口凹模，其特點是制造方便，刃口強度高，本設(shè)計選用c型筒口。
圖10.1凹模類型
2.外形尺寸計算
凹模結(jié)構(gòu)分為整體式和鑲拼式兩大類，本設(shè)計凹模采用整體式凹模。
凹模厚度： H=Kb(≥15mm) (10.1)
凹模壁厚： C=(1.5～2)H(≥30mm) (10.2)
凹模外形尺寸： B=b+2C (10.3)
式中b——沖裁件的最大外形尺寸；（mm）；
K——系數(shù)，考慮板料厚度的影響（見表10.1）；
H——凹模厚度；
C——凹模壁厚；
B——凹模外形最大尺寸。
表10.1系數(shù)K的數(shù)值
b/mm
厚度t/mm
0.5
1
2
3
＞3
＜50
0.3
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
根據(jù)圖1.1查表10.1，取K=0.25，又b=75mm，則由公式10.1和公式10.2得：
凹模厚度： H=Kb=0.25×107=26.75mm；
凹模壁厚： C=(1.5～2)H=(1.5～2)×26.75=40.125～53.5mm
根據(jù)表10.2取凹模厚度：H=30mm；取凹模壁厚C=45mm。
根據(jù)公式（10.2）： B=b+2C
=197mm
表10.2矩形和圓形凹模的外形尺寸(JB/T-6743.1-1994)
矩形凹模的長度和寬度
L×B
矩形和圓形凹模厚度
H
63×50、63×63
10、12、14、16、18、20
80×63、80×80、100×63、100×80、100×100、125×80
12、14、16、18、20、22
125×100、125×125、140×80、140×80
14、16、18、20、22、25
140×125、140×140、160×100、160×125、160×140、200×100、200×125
16、18、20、22、25、28
160×160、200×140、200×160、250×125、250×140
16、20、22、25、28、32
凹模輪廓尺寸為100mm×100mm×20mm。
二、沖孔凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計和外形尺寸計算
1.凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計
因為零件異行，采用線切割方法進行加工，所以采用整體直通式凸模（如圖10.3），與凸模固定板采用H7/m6配合，按凸模的標準結(jié)構(gòu)形式與尺寸規(guī)格選取。
2.凸模外形尺寸計算
凸模長度尺寸應根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)確定，因為該模具采用的是倒裝式復合模，采用的是彈壓卸料上出件方式，其總長按相關(guān)公式計算：
L = H1 + H2 + H + t
式中H1——凸模固定板厚度；得H1=0.8×H凹=0.8×40=32mm。
H2——卸料板厚度查表10.4；
t——材料的厚度；
H——沖裁件厚度和凸模進入凸凹模一般4～10mm。則：
L =32+20+6.5+1.5=60mm
凸模強度校核：該凸模不屬于細長桿，強度足夠。
圖10.3沖孔凸模尺寸
3.凸模材料的選用
模具刃口要求有較高的耐磨性，并能承受沖裁時的沖擊力，因此應有高的硬度與適當?shù)捻g性。形狀復雜且壽命要求較高的凸模選用Cr12、Cr12MoV等制造。
該凸模材料應選Cr12MoV，熱處理58～62HRC。
三、凸凹模的設(shè)計和外形尺寸計算
1.凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計
凸凹模是復合沖裁中的主要零件。他的內(nèi)外邊緣均為刃口，內(nèi)外邊緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸。從強度方面考慮，其壁厚應受最小限制。當模具為正裝結(jié)構(gòu)時，內(nèi)孔不積存廢料，脹力小，最小壁厚可以小些；當模具為倒裝結(jié)構(gòu)時，若內(nèi)孔為直筒形刃口形式，且采用下出料方式，則內(nèi)孔積存廢料，脹力大，故最小壁厚應大些。凸凹模的最小壁厚值，倒裝復合模的凸凹模最小壁厚見表10.3。
表10.3倒裝復合模凸凹模的最小壁厚
材料厚度mm
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.5
最小壁厚a
2.7
3.2
3.6
4.0
4.4
4.9
5.2
5.8
由于選用的是倒裝式復合模，所以查表得：最小壁厚a=3.8。
2.凸凹模的外形尺寸計算
其長度可按下式計算：
L = h1+h2+h （10.4）
式中h1——凸凹模固定板厚度；得h1=0.6×H凹=0.6×40=24mm。
h2——卸料板厚度；查表10.4取15mm。
h——附加長度（包括凸模進入凹模深度，彈性元件安裝高度）；
根據(jù)公式（10.4）： L = h1+h2+h
=24+15+10
=49mm
表10.4卸料板厚度
沖件厚度tmm
卸料板寬度
＜50
50～80
80～125
125～200
＞200
≤0.8
6
6
8
10
12
＞0.8～1.5
6
8
10
12
14
＞1.5～3
8
10
12
14
16
四、工作零件材料的選用
由于沖模為冷沖模，所以材料要有良好的耐磨性、高強度、足夠的韌性、良好的抗疲勞性、良好的抗粘結(jié)能力、可段性、可切削性、可磨削性、熱處理工藝性等。由上要求在該模具中沖孔凸模、凸凹模和凹模板的材料選用Cr12MoV鋼。Cr12MoV剛具有較好的淬透性，很高的耐磨性，有較高的沖擊韌度。淬火、回火工藝見表10.5。
表10.5 Cr12MoV鋼的淬火、回火工藝
鋼號
低淬低回工藝
中淬中回工藝
高淬高回工藝
淬火溫度
/℃
淬火硬度
HRC
回火溫度
/℃
淬火溫度
/℃
淬火硬度
HRC
回火溫度
/℃
淬火溫度
/℃
淬火硬度
HRC
回火溫度
/℃
Cr12MOV
950～1000
62～64
200
1030
63～64
400
1080～1100
40～60
500～520
五、卸料部分的設(shè)計
設(shè)計卸料零件的目的，是將沖裁后卡箍在凸模上或凸凹模上的制件或廢料卸掉，常用的卸料方式有：剛性卸料、彈壓卸料板。本設(shè)計采用彈壓卸料裝置，采用彈壓卸料裝置有一定的裝配要求：在模具開啟狀態(tài)，卸料板應高出模具工作零件刃口0.3mm～0.5mm,以便順利卸料。
本模具的卸料板僅有卸料作用，卸料板的邊界尺寸與凹模的邊界尺寸相同，取250mm×140mm，卸料板的厚度按表10-4選擇，卸料板厚度為20mm。卸料板采用45鋼制造，熱處理淬火硬度43～48HRC。
卸料板上設(shè)置4個卸料螺釘，公稱直徑為10mm,螺紋部分為M8.5×10mm,卸料螺釘尾部應留有足夠的行程空間，以保證卸料的正常運動。
六、定位零件的設(shè)計
沖模的定位裝置零件是用來保證材料的進料正確及在沖模中保持位置的正確性。定位零件的種類很多，主要有導料板、導料銷、擋料銷、側(cè)刃、導正銷和定位板等。
由沖壓工藝分析可知，該模具的定位零件是采用的是固定擋料銷送進定距和固定導料銷送進定位如簡圖10.3所示。
1.擋料銷的設(shè)計
常見的擋料銷有三種形式。固定擋料銷、活動擋料銷和始用擋料銷。
在此選用A型擋料銷，作為該模具中的擋料銷和導料銷。其結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格如圖10.4和表10.5。
選取該模具的擋料銷和導料銷的直徑d＝8的A型固定擋料銷。
活動擋料銷 固定擋料銷
圖10.4擋料銷
表10.5定擋料銷尺寸規(guī)格表(mm)
d(h11)
d1(m6)
h
L
基本尺寸
極限偏差
基本尺寸
極限偏差
6
0
-0.075
3
+0.008
+0.002
3
8
8
0
-0.090
4
+0.012
+0.004
2
10
10
3
13
16
0
-0.110
8
+0.015
+0.006
3
13
20
10
4
16
25
0
-0.130
12
+0.018
+0.007
20
本模具的設(shè)計選用固定擋料銷（JB/T7649.10-1994）,材料45，熱處理硬度43～48HRC。
圖10.5擋料銷固定方式
擋料銷按圖a）方式固定，其尺寸可按下式計算：
S1=A-Dp/2+D/2+0.1 （10.5）
=A-（Dp -D）/2+0.1
式中A——步距(mm)；
Dp——落料凸模直徑(mm)；
D——擋料銷頭部直徑(mm)；
根據(jù)公式(10.5)： S1=32-(12-8)/2+0.1
=30.1mm
2.導料銷的設(shè)計
條料的送料方向是條料靠著一側(cè)的導料板，沿著設(shè)計的送料方向?qū)蛩瓦M。本設(shè)計采用導料銷導向，本設(shè)計選用固定式。設(shè)計時導料銷應選兩