落料、沖孔、拉深復(fù)合模設(shè)計(jì)

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1、 前 言 目前我國(guó)模具工業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)落后。主要原因是我國(guó)在模具標(biāo)準(zhǔn)化，模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距很大。 隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，模具產(chǎn)品生成呈現(xiàn)的品種、少批量、復(fù)雜、大型精密更新?lián)Q代速度快。模具設(shè)計(jì)與技術(shù)由于手工設(shè)備，依靠人工經(jīng)驗(yàn)和常規(guī)機(jī)加工，技術(shù)向以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，數(shù)控編程切屑加工，數(shù)控電加工核心的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD/CAM)技術(shù)轉(zhuǎn)變。 模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來(lái)的高精度，高復(fù)雜程度,高生產(chǎn)率，高一致性和抵消耗是其它制造加工方面所不能充分展示出來(lái)，從而有好的經(jīng)濟(jì)效益，因此在批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中有十分重要的地位，是我國(guó)國(guó)防工業(yè)及民用

2、生產(chǎn)中必不可少的加工方法。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，沖壓零件日趨復(fù)雜化，沖壓模具正向高效、精密、長(zhǎng)壽命、大型化方向發(fā)展，沖模制造難度日益增大。模具制造正由過(guò)去的勞動(dòng)密集、依靠人工的手工技巧及采用傳統(tǒng)機(jī)械加工設(shè)備的行業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)密集型行業(yè)，更多的依靠各種高效、高精度的NC機(jī)床、CNC機(jī)床、電加工機(jī)床，從過(guò)去的單一的機(jī)械加工時(shí)代轉(zhuǎn)變成機(jī)械加工、電加工以及其他特種加工相結(jié)合的時(shí)代。模具制造技術(shù)，已經(jīng)發(fā)展成為技術(shù)密集型的綜合加工技術(shù)。 本專業(yè)以培養(yǎng)學(xué)生從事模具設(shè)計(jì)與制造工作能力的核心，將模具成型加工原理、設(shè)備、工藝、模具設(shè)計(jì)與制造有機(jī)結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)際相結(jié)合，突出實(shí)用性

3、，綜合性，先進(jìn)性。正確掌握并運(yùn)用沖壓工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀和尺寸的綜合應(yīng)用，以提高我的模具設(shè)計(jì)與制造能力的綜合應(yīng)用。 在以后的生產(chǎn)中，研究和推廣新工藝，新技術(shù)。提高模具在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，并進(jìn)一步提高模具設(shè)計(jì)水平。  1 明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集相關(guān)資料 沖壓工藝設(shè)計(jì)應(yīng)在收集﹑調(diào)查﹑研究并掌握有關(guān)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的原始資料的基礎(chǔ)上的基礎(chǔ)上進(jìn)行，做到有的放矢，避免盲目性。工藝設(shè)計(jì)的原始資料主要包括如下內(nèi)容： 1.1設(shè)計(jì)題目 筒形件落料、沖孔、拉深、復(fù)合模 設(shè)計(jì)內(nèi)容要求 材料： 08鋼 厚度： t=1.5mm 零件圖 The workpiece 1.2沖壓

4、件的產(chǎn)品圖及技術(shù)要求 零件圖如設(shè)計(jì)任務(wù)書中所示的零件圖。技術(shù)條件應(yīng)明確合理。由此可對(duì)拉深件的結(jié)構(gòu)，尺寸大小，精度要求以及裝配關(guān)系，實(shí)用性能等有全面了解，以便制定工藝方案，選擇模具類型和確定模具精度。 1.3生產(chǎn)類型 生產(chǎn)類型是企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)程度的分類，一般分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)、、小批量生產(chǎn)。 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品零件的特征或工作的每月?lián)?fù)的工序數(shù)查文獻(xiàn)表1-3生產(chǎn)類型和生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系，確定該零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 1.4生產(chǎn)組織形式 生產(chǎn)類型不相同，零件和產(chǎn)品的組織形式，采用的技術(shù)措施和達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果會(huì)不同。因?yàn)樵摿慵谴笈可a(chǎn)，所以其生產(chǎn)類型查文獻(xiàn)【1】表1-5的各種生

5、產(chǎn)類型的工藝性，特征其生產(chǎn)組織形式為零件的互換性，有修配法、鉗工修配、缺乏互換性、毛坯的制造方法和加工余量、手工造型或自由鍛造毛坯精度低，加工余量大。 1.5工藝裝備 大批量的的采用專用夾具，標(biāo)準(zhǔn)附件，標(biāo)準(zhǔn)刀具和萬(wàn)能量具，靠劃線和試切法達(dá)到精度要求。 2 沖壓工藝性分析 2.1材料 08鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)剛，易于拉伸成形，具有良好的沖壓性能 2.2工件結(jié)構(gòu) 該工件為圓形帶孔拉深件，拉伸高度不大，孔在底部并且不在拉深變形區(qū) 2.3尺寸精度 零件圖上工件高度70孔Φ20+0.150。工件外輪廓Φ79+0.180，屬IT11級(jí)。一般沖壓均能滿足精度

6、要求。 3 制定沖壓工藝方案 3.1工序性質(zhì)和數(shù)量 ⑴ 工序性質(zhì)的確定 在沖壓加工中，工序性質(zhì)是指沖壓件所需的工序種類，剪裁，落料，沖孔，切邊等使材料產(chǎn)生分離的工序。彎曲拉深局部成形等使材料產(chǎn)生變形的工序。 沖壓工序性質(zhì)的確定主要取決于沖壓件的形狀尺寸和精度要求。同時(shí)還應(yīng)考慮沖壓變形規(guī)律及某些具體條件的限制。通常在確定工序性質(zhì)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮以下幾方面： ①?gòu)牧慵D上直觀的確定工序性質(zhì)，平板件沖壓加工時(shí)常采用剪裁，落料，沖孔等沖裁工序。當(dāng)平面度要求較高時(shí)采用較平的工序進(jìn)行精壓，當(dāng)零件的斷面質(zhì)量尺寸精度要求較高時(shí)，需增加修整工序或采用精密沖裁工藝進(jìn)行加工。 ②對(duì)零件圖進(jìn)行計(jì)算分析，比

7、較后確定工序性質(zhì)。 ③為改善沖壓變形條件，方便工序定位，增加附加工序。預(yù)沖工序工藝切口達(dá)到改善沖壓變形條件，提高成型質(zhì)量母的。 根據(jù)零件圖分析沖壓加工時(shí)須用落料，沖孔，拉深，翻邊等工序。 ⑵ 工序數(shù)量的確定 確定工序數(shù)量的基本原則是：在保證工件質(zhì)量，生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性要求的前提下，工序數(shù)量應(yīng)盡可能地減少。 該零件精度要求較高，故采用復(fù)合模。 3.2 工序順序和組合 ⑴ 工序順序 各工序的安排主要取決于沖壓變形規(guī)律和零件質(zhì)量要求。工序順序的安排一般應(yīng)注意以下幾方面： ①所有的孔只要其形狀和尺寸不受后續(xù)工續(xù)的影響，都應(yīng)在平板坯料上沖出。 ②所在位置會(huì)受到以后某工序變形的影響的孔，

8、一般都應(yīng)在有關(guān)的成型工序完成后再?zèng)_孔。 ③孔靠近或孔邊緣較小時(shí)，如果模具強(qiáng)度夠高，最好同時(shí)沖出。否則應(yīng)先沖出大孔和一般精度孔，后沖出小孔和高精度孔或者先落料再?zèng)_孔，力求把可能產(chǎn)生的畸變限制在最小范圍內(nèi)。 ④如果在同一個(gè)零件的不同位置沖壓時(shí)，變形區(qū)域互相不發(fā)生作用，根據(jù)模具結(jié)構(gòu)定位和操作的過(guò)程難易程度來(lái)確定。 ⑤多角彎曲件主要從材料變形核材料的運(yùn)動(dòng)兩方面安排彎曲的順序。一般是先彎外部角后彎內(nèi)部角，彎角根據(jù)零件圖先沖裁后落料，由固定擋料銷定位。 ⑵工序組合方式選擇 沖壓工序的組合是指將兩個(gè)或兩個(gè)以上的工序分析合并在一道工序內(nèi)完成。減少工序及占用的模具設(shè)備和數(shù)量，提高效率和沖壓件的精度，在

9、確定工序組合時(shí)，首先應(yīng)考慮組合的必要性和可行性，然后再?zèng)Q定是否組合。 ①工序組合的必要性主要取決于沖壓件的生產(chǎn)批量。 ②工序的組合的可行性受到多種因素的限制，應(yīng)保證能沖壓出形狀、尺寸和精度均符合要求的圖樣，實(shí)現(xiàn)其所需動(dòng)作保證有足夠的強(qiáng)度與現(xiàn)有的沖壓設(shè)備條件相適應(yīng)。 根據(jù)零件圖的要求及批量采用落料，拉深，沖孔復(fù)合模。 3.3 沖壓工藝方案 ⑴工藝方案 該工件包括落料，拉深，沖孔三個(gè)基本工序，可以有以下三種工藝方案。 方案一：先落料，再拉深，然后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：落料－拉深－沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。 方案三：落料－拉深－沖孔連續(xù)沖壓。采用連續(xù)模生產(chǎn)。

10、 ⑵工藝方案分析 方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需三道工序，即需要落料模，拉深模，沖孔模三副模具，生產(chǎn)效率低，難以滿足該零件的年產(chǎn)量要求。方安二只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度易保證，且生產(chǎn)效率也高。盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，模具制造并不困難。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率也很高，但零件的沖壓精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，故其模具制造，安裝較復(fù)合模復(fù)雜。通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。 4 確定毛坯形狀，尺寸和主要參數(shù)計(jì)算 4.1毛坯尺寸計(jì)算 該工件位無(wú)凸緣圓筒形件，根據(jù)等面積原則采用解析

11、法求毛坯直徑。如圖4-1所示，將工件分為三個(gè)簡(jiǎn)單的幾何體，如圖三部分。按工件厚度中心層計(jì)算h=20mm,d=79mm,r=5mm。 （a） （b） （c） 圖4-1 Fig 4-1 1 確定是否加修邊余量 由于坯料的各向異性和模具間隙不均等因素的影響，拉深后工件的邊緣不整齊，甚至出現(xiàn)突耳，需在拉深后進(jìn)行修邊，所有在計(jì)算坯料直徑時(shí)，要確定是否需要增加修邊余量。 由于其工作相對(duì)高度 h/d=20/77.5≈0.26＜0.5 查文獻(xiàn)【1】P188 表5－2可知 不需加修邊余量。 ① 計(jì)算毛坯直徑 毛坯直徑為： =

12、 =112.3mm 故取D=112.3mm ② 確定是否需要壓邊圈 根據(jù)坯料相對(duì)厚度： =1.5/112.3100=1.34 式中 t——坯料厚度，㎜ D——毛坯直徑，㎜ 查文獻(xiàn)【1】P185 表5－1可知 不用壓邊圈，若怕該沖件在拉深過(guò)程中會(huì)發(fā)生起皺，保險(xiǎn)起見，采用帶彈性壓邊裝置的模具。這里的壓邊圈實(shí)際上是作為定位與頂件之用。 4.2 確定拉深次數(shù) 由于拉深件的高度與其直徑的比值不同，有的拉深件科研用一次拉深制成，而有的高度大的拉深件，則需要多次拉深才能制成。 所有根據(jù)工件的相對(duì)高度（h/d）和坯料的相對(duì)厚度（t/D100）的大小確定拉深次數(shù) 。 查表

13、可知，由于工件相對(duì)高度0.26遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一次拉深時(shí)的相對(duì)高度0.65～0.84，則可一次拉深成形。 也可根據(jù)相對(duì)厚度查表確定出筒形件（帶壓邊圈）極限拉深系數(shù)m=0.50～0.53，而工件的拉深系數(shù)為d/D=77.5/112.3≈0.69＞m則可一次拉成。 4.3排樣及材料利用率 （1）排樣方法 沖裁件在板料，帶料或條料上的布置方法稱為排樣。合理的排樣是將低成本和保證沖件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。應(yīng)考慮以下原則： ①提高材料得利用率（不影響沖件的使用性能的前提下可適當(dāng)改變沖件形狀）。 ②合理排樣可使操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低。 ③模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單壽命長(zhǎng)。 ④保證沖件質(zhì)量和

14、沖件對(duì)板料纖維方向的要求。 A：根據(jù)零件圖可選用少?gòu)U料的利用率情況，排樣有三種： a 有廢料排樣 b 少?gòu)U料排樣 c 無(wú)廢料排樣 根據(jù)零件圖可選用少?gòu)U料排樣。沿沖件部分外形切斷或沖裁。只有在沖件與沖件之間或沖件與條料側(cè)邊之間留有搭邊。這種排樣利用率高，用于某些精度要求不是很高的沖裁件排樣。 B: 排樣的形式分為直排式，斜排式，直對(duì)排，斜對(duì)排，混合排等。 根據(jù)零件的形狀和排樣方法確定為直排排樣。如圖4-2所示 圖4-2搭邊間隙 Fig 4-2 The nesting （2）搭邊與料寬 ①搭邊 排樣中相鄰兩個(gè)零件之間的余量或零件與條料邊緣件的余量稱為搭邊。

15、其作用時(shí)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。 由排樣圖知搭邊值a=a1=1.5 式中a——側(cè)面搭邊值 a1——沖件之間的搭邊值 搭邊值的大小與下列因素有關(guān)： a 材料的力學(xué)性能 b 材料的厚度 c 零件的外形和尺寸 d 排樣方法 e 送料及擋料方式 ②送料步距和條料寬度的確定 a. 送料步距 條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距（簡(jiǎn)稱步距或進(jìn)距）其大小應(yīng)為條料上兩個(gè)對(duì)應(yīng)沖裁件的對(duì)應(yīng)點(diǎn) 之間的距離。 b.條料寬度 條料寬度的確定原則：最小條料寬度要保證沖裁件零件周邊有足夠的搭邊值。最大條料寬度要能在沖裁時(shí)順利在導(dǎo)料板之間送行并

16、與導(dǎo)料板之間有一定的間隙。根據(jù)零件圖要求，導(dǎo)料板之間無(wú)測(cè)壓裝置。 送料進(jìn)距： s= =112.3+1.5mm=113.8mm 條料寬度： b= =112.3+21.5mm=115.3mm 式中 D——平行于送料方向沖裁件的寬度 ③裁板方法 板料規(guī)格選用1.5 mm800 mm3000 mm 每張鋼板裁板條數(shù)n1:為了操作方便，采用橫裁，即 n1 =3000/115.3=26條余2.2mm 每條裁板上的工件數(shù)n2 n2=(B－a1)/s=(800-1.5)/113.8=7個(gè) 式中B——鋼板寬度（每條裁板的長(zhǎng)度）800mm 每張鋼板上的工件總數(shù)： n總=n

17、1n2=267=182個(gè) （3）材料的利用率 衡量材料的經(jīng)濟(jì)利用率的指標(biāo)是材料的利用率 = = 76.9% 5 確定沖模類型機(jī)結(jié)構(gòu)形式 在沖壓工藝性分析后擬定沖壓工藝方案時(shí)選擇復(fù)合模，又因零件的幾何形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，工件間無(wú)搭邊值，復(fù)合模結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，操作方便，又可直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件，卸件可靠、便于操作，所以模具類型為少?gòu)U料復(fù)合模。 5.1 計(jì)算工序壓力 在沖裁模設(shè)計(jì)中，沖壓力是指落料力，缷料力，拉深力，壓邊力，沖孔力，切邊力和推件力的總稱。它是沖裁時(shí)選擇壓力機(jī)，進(jìn)行模具設(shè)計(jì)校核強(qiáng)度和剛度的重要依據(jù)。 ①落

18、料力 ＝1.33.14112.33201.5N ＝220147.734N ≈220.1KN 式中δ——材料抗剪強(qiáng)度 查文獻(xiàn)【1】P63 表3－18可知 08鋼δ＝260～360MPa 取δ＝320Mpa ②卸料力 ＝0.06220.1KN ≈5.28KN 查文獻(xiàn)【1】P60 表3－16可知 式中K卸＝0.4 ③ 拉深力 ＝0.63.1477.52400N

19、 ＝116808N ≈116.8KN 查文獻(xiàn)【1】P197 表5－7可知 式中K——修正系數(shù)，K＝0.6 δb——材料強(qiáng)度極限，08鋼δb＝342～441MPa,取δb＝400MPa ④ 壓邊力 ＝N ≈9.0KN 式中rd——凹模圓角半徑，取rd＝6mm； P——單位壓邊力，P＝2.5MPa。 ⑤沖孔力 ＝N ≈39.2KN 式中d——工件孔直徑，d＝20mm。 ⑥推件力

20、 ＝30.0539.2N ＝5.9KN 式中n——沖孔時(shí)卡在凹模內(nèi)的廢料數(shù)，n＝3； K推——推件力因素，K推＝0.05。 故總沖壓力為： ＝220.1+5.29+116.8+9.0+39.2+5.9KN ＝395.6KN 5.2壓力機(jī)的選擇 沖壓設(shè)備的選擇主要包括設(shè)備的類型和規(guī)格參數(shù)兩個(gè)方面；沖壓設(shè)備的選擇直接關(guān)系到設(shè)備的安全以及生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)成本等一系列重要問(wèn)題。 5.2.1沖壓設(shè)備類型的選擇 根據(jù)所要完成的沖壓工序性質(zhì)、生產(chǎn)批量的

21、大小、沖壓件的幾何尺寸和精度要求等來(lái)選擇沖壓設(shè)備的類型。 式曲柄壓力機(jī)雖然剛度差，降低了模具壽命和沖件的質(zhì)量。但是它成本低，且有三個(gè)方向可以操作的優(yōu)點(diǎn)，故廣泛應(yīng)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(gè)方向操作，適于大中型沖壓件的生產(chǎn)。 雙動(dòng)曲柄壓力機(jī)有兩個(gè)滑塊，壓邊可靠易調(diào)，適用于比較復(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(dòng)壓力機(jī)適于大批量生產(chǎn)。 液壓機(jī)沒有固定的行程，不會(huì)因板材厚度超差而過(guò)載，全行程中壓力恒定，但壓力機(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(jiǎn)單、造價(jià)低、不易發(fā)生超負(fù)荷損壞

22、。在小批量生產(chǎn)中用來(lái)完成彎曲、成形等沖壓工作。 肘桿式精壓機(jī)剛度大、滑塊行程小，在行程末端停留時(shí)間長(zhǎng)，適用于校正、校平和整形等類沖壓工序。 由于復(fù)合模工件需從模具中間出件，最好選用可傾式壓力機(jī)。 5.2.2沖壓設(shè)備規(guī)格的選擇 在沖壓設(shè)備類型選定以后，應(yīng)進(jìn)一步根據(jù)沖壓加工中所需要的沖壓力（包括卸料力、推料力等）以及模具的結(jié)構(gòu)形式和閉合高度、外形輪廓尺寸等選擇沖壓設(shè)備的規(guī)格。 ⑴公稱壓力 P 公稱壓力是指壓力機(jī)滑塊離下止點(diǎn)前某一特定距離，即壓力機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)至離下止點(diǎn)前某一特定角度（稱為公稱壓力角，約為30度）時(shí)，滑塊上所容許的最大工作壓力。 對(duì)于沖壓工序，壓力機(jī)的公稱壓力應(yīng)大

23、于或等于沖裁時(shí)總沖壓力的1.3倍，即P≥1.3 F總；得KN ⑵滑塊行程 H 滑塊行程是指滑塊從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所經(jīng)過(guò)的距離。 壓力機(jī)行程的大小應(yīng)能保證毛坯或半成品的放入以及成形零件的取出。一般壓力機(jī)，其行程至少應(yīng)大于或者等于成品零件高度的 2.5倍以上。 H≥2.5h=mm ⑶滑塊行程次數(shù) 滑塊行程次數(shù)是指滑塊每分鐘從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)，然后再回到上止點(diǎn)所往返的次數(shù)。 ⑷閉合高度 模具的閉合高度是指上模在最低的工作位置時(shí)，下模板的底面到上模板的頂面之間的距離。壓力機(jī)的閉合高度是指滑塊在下止點(diǎn)時(shí)，滑塊底平面到工作臺(tái)面之間的高度。大多數(shù)壓力機(jī)，其連桿長(zhǎng)度

24、能調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)壓力機(jī)連桿的長(zhǎng)度就可以調(diào)整閉合高度的大小，故壓力機(jī)有最大閉合高度（）和最小閉合高度（）。模具的閉合高度必須適合于壓力機(jī)閉合高度范圍的要求，它們之間的關(guān)系一般為： 360-90-5≥H≥270-90+10 265mm≥H≥190mm H1為墊板厚度 ⑸其它參數(shù) ① 壓力機(jī)工作臺(tái)尺寸 壓力機(jī)工作臺(tái)上墊板的平面尺寸應(yīng)大于模具下模的平面尺寸，并留有固定模具的充分余地。 ② 壓力機(jī)工作臺(tái)孔尺寸 模具底部設(shè)置的漏料孔或彈頂裝置尺寸必須小于壓力機(jī)的工作臺(tái)孔尺寸。 ③ 壓力機(jī)模柄孔尺寸 模具的模柄直徑必須和壓力機(jī)滑塊內(nèi)模柄安裝用孔的直

25、徑相一致，模柄的高度應(yīng)小于模柄安裝孔深度～15mm。 5.2.3沖壓設(shè)備的確定 由表13.9［4］選擇開式可傾工作臺(tái)壓力機(jī)。 壓力機(jī)主要技術(shù)參數(shù)與規(guī)格如下： 公稱壓力： 630 KN 滑塊行程： 120 mm 滑塊行程次數(shù)： 70 次/min-1 最大封閉高度： 360mm 封閉高度調(diào)節(jié)量： 90 mm 立柱距

26、離： 460 mm 工作臺(tái)尺寸（前后左右）： 480mm710mm 模柄尺寸（直徑深度）： 50mm70mm 工作臺(tái)板厚度： 90mm 床身最大傾角： 5.3計(jì)算模具壓力中心 模具的壓力中心就是沖裁力合力的作用點(diǎn)。沖模壓力中心應(yīng)盡可能和模柄軸線以及壓力機(jī)滑塊中心線重合，以使沖模平穩(wěn)地工作，減少導(dǎo)向件的磨損，從而提高模具的壽命。 沖模壓力中心的求法，采用求平行力系合力的作用點(diǎn)方法。由于絕大部分沖裁件沿沖裁輪廓線的斷面厚度不變，輪廓部分的沖裁力與輪廓長(zhǎng)度成正比，所以

27、，求合力的作用點(diǎn)可轉(zhuǎn)化為求輪廓線的中心。 其壓力中心就在圓心上。 即X0=0，Y0=0。 6 模具總體的設(shè)計(jì) 6.1模具結(jié)構(gòu)形式的確定 要正確選用模具的結(jié)構(gòu)形式，必須根據(jù)沖壓件的形狀、尺寸、精度要求、材料性能、生產(chǎn)批量、沖壓設(shè)備、模具加工條件等多方面的因素進(jìn)行考慮。在滿足沖壓件質(zhì)量要求的前提下，最大限度的降低沖壓件的生產(chǎn)成本。確定模具的結(jié)構(gòu)形式時(shí)，必須解決以下幾個(gè)方面的問(wèn)題： ① 模具類型的確定 簡(jiǎn)單模、級(jí)進(jìn)模、復(fù)合模等。 ② 操作方式的確定 手工操作、自動(dòng)化操作、半自動(dòng)化操作。 ③ 進(jìn)出料方式的確定 根據(jù)原材料的形式確定進(jìn)料方法、取出和整理零件的方法、原材料的定位

28、方法。 ④ 壓料與卸料方式的確定 壓料或不壓料、彈性或剛性卸料等。 ⑤ 模具精度的確定 根據(jù)沖壓件的精度確定合理的模具加工精度，選取合理的導(dǎo)向方式或模具固定方式等。 表6.1 復(fù)合模與級(jí)進(jìn)模性能比較 Tab. 6.1 The comparation of fuction between in compound die and progressive die 比較項(xiàng)目 復(fù)合模 級(jí)進(jìn)模 沖壓精度 高級(jí)和中級(jí)精度（3～5級(jí)） 中級(jí)和低級(jí)精度（5～8級(jí)） 制件形狀特點(diǎn) 零件的幾何形狀與尺寸受到模具結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度方面的限制 可以加工復(fù)雜、特殊形狀的零件，如寬度很小的異性件等

29、 制件質(zhì)量 由于壓制沖裁同時(shí)得到校平，制件平正（不彎曲）且有較好的剪切斷面 中、小件不平正（彎曲），高質(zhì)量件需校平 生產(chǎn)效率 制件被頂?shù)侥＞吖ぷ髅嫔希仨氂檬止せ驒C(jī)械排除，生產(chǎn)效率稍低 工序間自動(dòng)送料，可以自動(dòng)排除制件，生產(chǎn)效率高 使用高速自動(dòng)壓力機(jī) 操作時(shí)出件困難，可能損壞彈簧緩沖機(jī)構(gòu)，不作推薦 可在行程次數(shù)為每分鐘400次或更多的高速壓力機(jī)上工作 工作安全性 手需伸入模具的工作區(qū)，不安全，需采用技術(shù)安全措施 手不需伸入模具工作區(qū)，比較安全 多排沖壓法的應(yīng)用 很少采用 廣泛用于尺寸較小的制件 模具制造工作量和成本 沖裁

30、復(fù)雜形狀零件比級(jí)進(jìn)模低 沖裁簡(jiǎn)單形狀零件比復(fù)合模低 本套模具采用沖孔、落料、拉深復(fù)合模。 壓力機(jī)一次行程中在一個(gè)工位上同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上沖壓工序（沖裁、拉深、彎曲等）的模具稱為復(fù)合模。 復(fù)合模的特點(diǎn)：復(fù)合模結(jié)構(gòu)緊湊，一套模具能完成若干工序，大大的減少了模具和占用的沖壓設(shè)備的數(shù)量，減少了操作人員和周轉(zhuǎn)時(shí)間，從而提高了生產(chǎn)率；在復(fù)合模具中幾道沖壓工序是在同一工位上完成的，不用重新定位，可以避免重新定位產(chǎn)生的誤差，從而保證了沖壓件的位置精度；復(fù)合模對(duì)用料的要求沒有連續(xù)模那樣嚴(yán)格，不規(guī)則的邊角材料也能使用；復(fù)合模的結(jié)構(gòu)比單工序模復(fù)雜，加工難度大，對(duì)模具制造精度要求高，制造周期相對(duì)較

31、長(zhǎng)，因此模具的制造成本顯著增加；某些帶狹窄面的工件受到凸凹模強(qiáng)度的限制，不能用復(fù)合模加工。 6.2定位方式的選擇 因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，條料送進(jìn)時(shí)，由導(dǎo)料銷導(dǎo)向，采用固定擋料銷來(lái)控制條料的送進(jìn)步距。 6.3卸料、出件方式的選擇 根據(jù)模具沖裁的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，該模具采用彈性卸料裝置和下出料的方式。 6.4導(dǎo)向方式的選擇 為了提高模具的壽命和工作質(zhì)量，方便安裝、調(diào)整、維修模具，該復(fù)合模采用后側(cè)導(dǎo)柱導(dǎo)套的導(dǎo)向方式。 6.5沖模設(shè)計(jì)中應(yīng)采取的安全措施 ⑴模具設(shè)計(jì)的安全要點(diǎn) 設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)把保證人身安全的問(wèn)題放在首位，它優(yōu)先于對(duì)工序數(shù)量、制作費(fèi)用等方面的考慮。一般應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ①盡量

32、避免操作者的手部或身體的其他部位伸入模具的危險(xiǎn)區(qū)。 ②手必須進(jìn)入模內(nèi)操作的模具，在其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量提供操作的方便；盡可能縮小模具閉合的危險(xiǎn)區(qū)域；盡可能縮短操作者手在模內(nèi)操作的時(shí)間。 ③設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)明確指示該模具的危險(xiǎn)部位，并解決好防護(hù)措施。 ④保證模具的零件及附件不因設(shè)計(jì)原因而損壞。其主要零件應(yīng)有必要的強(qiáng)度和剛度，防止在使用時(shí)斷裂和變形。 ⑤防止操作者的手部伸觸到模具的可動(dòng)部位，以免受到夾擊和彈傷。 ⑥不應(yīng)要求操作者做過(guò)多、過(guò)難的動(dòng)作，不應(yīng)要求操作者的腳步有過(guò)大的移動(dòng)，以免身體失去平衡，出現(xiàn)失誤。 ⑦應(yīng)盡量避免因出件、清除廢料而影響送料操作。 ⑧避免模具上的突出物、尖棱處傷人或妨

33、礙操作。 ⑨20Kg以上的零件及模具應(yīng)有起重措施，起重及運(yùn)輸時(shí)應(yīng)注意安全。 ⑵選擇模具結(jié)構(gòu)時(shí)的注意事項(xiàng) ① 盡量采用機(jī)械化、自動(dòng)化送、出料。 ②運(yùn)動(dòng)部件上可能傷人之處應(yīng)設(shè)防護(hù)罩，如壓料板的下部、氣缸活塞、鉤爪等處。 ③在模具上送進(jìn)和取出坯件的部位要制出空手槽。 ④模具中的壓料圈、卸料板等彈性運(yùn)動(dòng)件要有終極位置限制器，防止彈出傷人。 ⑤防止上模頂出板、導(dǎo)正銷等可動(dòng)件墜落。 ⑥防止零件因震動(dòng)而出現(xiàn)松動(dòng)和脫落。 ⑦應(yīng)使操作者清晰的觀察到下模的表面狀況，便于送料和定料。 ⑧涂漆。危險(xiǎn)部位應(yīng)采用醒目的警戒色涂漆，以便引起操作者的注意。 7主要零部件的設(shè)計(jì) 模具主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

34、，就是確定工作零件、定位零件、卸料和推件零件、導(dǎo)向零件以及安裝與固定零件的結(jié)構(gòu)形式和固定方法。在設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到零部件的加工工藝性和裝配工藝性 7.1主要零部件的設(shè)計(jì) 7.1.1沖裁模刃口尺寸的計(jì)算 1 凸、凹模刃口尺寸的確定 ⑴ 凸、凹模刃口尺寸的確定原則 ①考慮落料和沖孔的區(qū)別，落料件的尺寸取決于凹模。因此，落料模應(yīng)先決定凹模的尺寸，用減小凸模尺寸來(lái)保證合理的間隙。沖孔件的尺寸取決于凸模，因此，沖孔模應(yīng)先決定凸模尺寸。用增大凹模尺寸來(lái)保證合理的間隙。 ②考慮刃口的磨損對(duì)沖件尺寸的影響。刃口磨損后尺寸變大， 其刃口的基本尺寸應(yīng)接近或等于沖件的最小極限尺寸；刃口磨損后尺寸變小，應(yīng)

35、接近或等于沖件的最大極限尺寸。 ③考慮沖件精度與模具精度之間的關(guān)系，選擇模具制造公差時(shí)，既要保證沖件的精度要求又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較沖件精度高2~3級(jí)。 ⑵ 凸、凹模分別加工時(shí)的工作部分尺寸 其公式見表： 表一 凸、凹模分別加工時(shí)的工作部分尺寸的計(jì)算公式 工序性質(zhì) 沖件尺寸 凸模尺寸 凹模尺寸 落料 沖孔 表示：Dp，Dd——分別為落料凸，凹模刃口尺寸 dp，dd— 分別為沖孔凸，凹模刃口尺寸 D， d— 分別為落料件外徑和沖孔件的基本尺寸 p，d—分別為凸凹模的制造公差，凸

36、模按IT6，凹模按IT7. Δ——制件的制造公差 Zmin—最小合理間隙 X—磨損系數(shù)，其值在0.5~1之間。 零件精度IT10以上，X=1，工件精度IT14，X=0.5。為了保證沖模的間隙小于最大合理間隙（Zmax），凸模和凹模制造公差必須 p+d≤Zmax - Zmin ⑶凸、凹模配合加工時(shí)的工作部分尺寸 對(duì)于沖制復(fù)雜形狀沖件的模具或單件生產(chǎn)的模具，其凸凹模常采用配合加工的方法。 凸凹模工作部分尺寸計(jì)算：其落料件按凹模磨損后尺寸增大（A類尺寸），減?。˙類尺寸）和不變（C類尺寸）的規(guī)律分三種。沖件按凸模磨損后尺寸減小

37、（B類尺寸），增大（A類尺寸）和不變（C類尺寸）的規(guī)律分三種。因?yàn)楣ぜ贈(zèng)_孔，根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定凸模刃口尺寸并依次為基準(zhǔn)配置凹模，按磨損后其尺寸變大，變小，不變。 ⑷凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算方法 ①落料刃口尺寸計(jì)算 對(duì)于落料部分按未注公差I(lǐng)T11級(jí)計(jì)算，所以落料件尺寸為 Φ112.30－0.1mm，根據(jù)查表得沖裁刃口雙面間隙為Zmin＝0.08mm, Zmax＝0.12mm. Φ112.30－0.1的制造公差查表得 ＝0.035mm，＝0.025mm +=0.035+0.025mm=0.06mm Zmax-Zmin=0.12-0.08 mm =0.0

38、4 mm 由于+＞Zmax-Zmin，故采用凸模與凹模配合加工法。磨損系數(shù)為x=0.5.則凹模刃口尺寸為 =(D-x△）+δ凹0 =(112.3-0.50.18)+0.04 0 =112.2+0.035 0 凹模刃口尺寸d凹按凹模實(shí)際尺寸配制，其雙面間隙為0.08～0.12mm為保證模具刃口有較長(zhǎng)的使用壽命，即保證刃口磨損后還能沖出合格的制件來(lái)，制造是按最小間隙Zmin=0.08mm配合間隙。 ②沖孔刃口尺寸計(jì)算 對(duì)于Φ30的孔尺寸為Φ20+0.150，制造公差查表得 =0.02mm =0.02mm 由+=0.02+0.02mm=0

39、.04mm 即+= Zmax-Zmin凸故采用分開加工，則： =(d+x△)0-δ凸 =（20+0.50.15）0-0.02mm =20.1 0-0.45 mm =（d+x△+Zmin）+δ凹0 =（20+0.50.15+0.08）+0.020 mm =20.1+0.0260 mm ③拉深刃口尺寸計(jì)算 對(duì)于拉深部分的工件高度Φ79+0.180制造公差查表得 δ凹=0.05mm δ凸=0.03 mm 拉深凸模和凹模的單邊間隙查表，按Z/2=（1~1.1）t,取Z=3。則可求得拉深凸模和凹模的刃口尺寸為： =（D-0.75△）

40、+δ凹0 =（79-0.750.18）+0.050 mm ≈78.87+0.050 mm 落料凹模結(jié)構(gòu)尺寸如下圖所示 圖7-1落料凹模 Fig 7-1 The blanking die 7.1.2凸模長(zhǎng)度的計(jì)算 選用臺(tái)階式凸模，凸模與固定板之間采用H7/m6配合，材料為Cr12，熱處理硬度58～62HRC。此凸模用導(dǎo)正銷與凸模固定板連接。 凸模的長(zhǎng)度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要確定的，其長(zhǎng)度按下式計(jì)算： 式中： h—為進(jìn)入固定板的厚度，取4mm； h—為

41、彈性卸料板的厚度，取24mm； a—附加長(zhǎng)度，它包括凸模的修模量、凸模進(jìn)入凹模的深度等，取18mm ； t —為工件的材料厚度，1.5mm 。 其結(jié)構(gòu)尺寸如下圖所示 圖7-2沖孔凸模 Fig 7-2 The punch 7.1.3凸凹模設(shè)計(jì) ①具有落料凸模，與拉深凹模作用的凸凹模。 其結(jié)構(gòu)尺寸如下圖所示 圖7-3凸凹模 Fig 7-3 The punch die ② 具有拉深凸模，與沖孔凹模作用的凸凹模。 其結(jié)構(gòu)尺寸如下圖所示 圖7-4凸凹模 Fig 7-4 The punch die 7.1.4.

42、凸模與凹模的固定 ⑴機(jī)械固定 機(jī)械固定凸、凹模，一般是采用螺釘緊固、壓入配合等方法，常用的幾種如下： ① 凸模和凹模直接固定在模座上。 ② 凸模（凹模）與固定板采用H7/m6配合，上面留有臺(tái)階，這種形式常用于零件形狀較簡(jiǎn)單或較厚的材料的沖裁。 ③ 采用鉚接固定。 ④ 沖壓H7/m6配合固緊凹模，一般只在沖裁小件時(shí)用。 ⑤ 采用柱銷和螺栓固定。 ⑥ 快速更換凸模（凹模）的固定形式。 ⑵物理固定 ① 低熔點(diǎn)合金澆注固定法 低熔點(diǎn)合金澆注固定法，是利用低熔點(diǎn)合金冷卻膨脹的原理，使凸?；虬寄Ｅc固定板之間獲得有一定強(qiáng)度的聯(lián)結(jié)。低熔點(diǎn)合金的配方，熔化溫度為150～170℃，澆注時(shí)固

43、定板預(yù)熱至150～200℃，抗拉強(qiáng)度91.4MPa ,抗壓強(qiáng)度112MPa ，冷脹率為0.002mm。 ② 熱套固定 對(duì)于硬質(zhì)合金材料的圓形零件的凹模，常采用熱套固定法，由于鋼的線膨脹系數(shù)比硬質(zhì)合金大，故裝卸較方便。過(guò)盈量通常取為直徑尺寸的（0.6～1.0）%。精確的計(jì)算可按材料力學(xué)中的“組合筒”進(jìn)行。加熱溫度一般為500～600℃。 ⑶化學(xué)固定 ①無(wú)機(jī)粘結(jié)劑固定法 粘結(jié)表面要求粗糙（一般可用Ra值100～25μm），單面間隙可采用0.1～0.3mm,但有的廠也采用1～1.25mm。 ②環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑固定法 本模具中凹模采用銷與螺釘緊固的方法定位和固定，凸模采用螺栓禁錮的方法固定

44、，凸凹模采用螺釘與銷固定，銷釘與銷孔的配合方式是H7/m6。 7.2定位零件的設(shè)計(jì) 定位部分零件的作用是使毛坯送料時(shí)有準(zhǔn)確的位置，保證沖出合格的制件，不致沖缺而造成浪費(fèi)。 用于沖模的定位零件有導(dǎo)料銷、導(dǎo)料銷、擋料銷、定位板銷、導(dǎo)向銷、定距側(cè)刃和側(cè)壓裝置等。定位裝置應(yīng)可靠并具有一定的強(qiáng)度，以保證工作精度、質(zhì)量的穩(wěn)定；定位裝置應(yīng)可用調(diào)整并設(shè)置在操作者容易觀察和便于操作的地方；定位裝置應(yīng)避開油污、碎屑的干擾并且不與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)干涉。定位精度要求較高時(shí)，要考慮粗定位和精定位兩套裝置，分步進(jìn)行；坯料需要兩個(gè)以上工序的定位時(shí)，它們的定位基準(zhǔn)應(yīng)該一致；設(shè)計(jì)定位裝置還應(yīng)考慮避免坯件正、反誤放置的措施。 1

45、 擋料銷 擋料銷屬于送料定距的定位零件，用于限定條料送進(jìn)距離、抵住條料的搭邊或工件輪廓，起定位作用，在此用固定擋料銷。 固定擋料銷是在凹模的適當(dāng)位置的一個(gè)突起的銷釘。在復(fù)合模沖切過(guò)程中條料每次向前送進(jìn)時(shí)，擋料銷的突起部分將沖切廢料的某一部位擋住，從而起到定距的作用。當(dāng)擋料銷孔離凹模刃口太近時(shí)，擋料銷可移離一個(gè)進(jìn)距，以免削弱凹模強(qiáng)度。 7.3卸料、頂件零件的設(shè)計(jì) ⑴卸料裝置 ①卸料裝置有剛性（即固定卸料板）和彈性兩種形式。此外廢料切刀也是卸料的一種形式。固定卸料板卸料力大，但無(wú)壓料作用，毛坯材料厚度大于0.8mm以上時(shí)多采用。彈性卸料板卸料力小，但有壓料作用，沖裁質(zhì)量較好，多用于薄料。

46、 本模具中采用彈性卸料裝置。其兼卸料及壓料作用，沖件質(zhì)量較好，平直度較高。 ②卸料螺釘?shù)脑O(shè)計(jì) 為保證裝配后卸料板的平行度，在同一模具中，各卸料螺釘?shù)拈L(zhǎng)度及卸料螺釘孔的深度都必須分別保持完全一致。對(duì)于卸料螺釘來(lái)說(shuō)，其有效長(zhǎng)度的公差應(yīng)該保持在h8的偏差范圍內(nèi)。因此，選取圓柱頭卸料螺釘，結(jié)構(gòu)尺寸為1270M10 ① 彈簧的選用 為了得到較平整的工件。此模具采用彈壓式卸料結(jié)構(gòu)。彈簧和橡膠是模具中廣泛應(yīng)用的彈性元件。主要為彈性卸料，壓料及出件裝置供彈壓力。 彈壓卸料裝置是由卸料板、彈性元件(彈簧或橡膠)，卸料螺釘?shù)攘慵M成。 根據(jù)模具安裝位置擬選4個(gè)彈簧，每個(gè)彈簧的預(yù)壓力為：

47、 ≥/n 式中：為沖裁卸料力； n為彈簧個(gè)數(shù)。 所以 ≥／n = =660N 查《沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表8-40，初選彈簧規(guī)格為40mm 8mm95mm 其余件參數(shù)是D=30，d=6mm，=80mm,t=9.9mm，=28mm,f=3.79mm，=2300N，n=7.4 D——彈簧中徑；d——材料直徑；t——節(jié)距； ——工作極限負(fù)荷；——自由高度；n——有效圈數(shù)；——工作極限負(fù)荷下變形量。 P預(yù)=Fx/n=5280/8=660N

48、 沖裁時(shí)卸料板工作行程，一般取料厚加l mm，所以=2.5mm， 修磨為凸凹模修磨量，一般取3—5mm，取=4mm，所以 彈簧總壓縮量為 =h1+2.5+4 =h1+6.5 考慮卸載的可靠性，取彈簧在預(yù)壓量為h1時(shí)就應(yīng)有660N的壓力。則該彈簧在在預(yù)壓量為h1時(shí)，卸載力達(dá)660N，即 =660/120028 =15.4mm 故H總=15.4+6.5 =21.

49、9﹤hj 因此，所選彈簧合格。 彈簧窩座的深度H，應(yīng)使沖模在閉合狀態(tài)時(shí)，彈簧壓縮達(dá)到最大的允許壓縮量。其計(jì)算公式為 =80-28+27+1.5+1-55+4 =30.5mm 式中，L——彈簧自由狀態(tài)的長(zhǎng)度mm F——彈簧允許的最大壓縮量mm h1——卸料版的厚度mm t——板料厚度mm h2——凸模高度mm h3——刃口修模量，一般為4~6mm,取4mm 數(shù)值1為入模量。

50、圖7-8(△H為彈簧實(shí)際總壓縮量) ⑵推件裝置 推件裝置也有剛性和彈性兩種形式。剛性推件不起壓料作用，但推件力大。彈性推件在沖裁時(shí)能壓住制件，沖出的制件質(zhì)量較高，但彈性元件的壓力有限，當(dāng)沖裁較厚材料時(shí)推件的力量不足或使結(jié)構(gòu)龐大。有時(shí)也做成剛、彈性結(jié)合的形式，能綜合兩者的優(yōu)點(diǎn)。既可在沖裁時(shí)壓住制件，使沖出的制件質(zhì)量較高，又提供較大推件力，工作可靠。 本模具中采用打料桿，頂板，頂桿卸料。 7.4導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì) 在大批量生產(chǎn)中為便于裝模或在精度要求較高的情況下，模具都采用導(dǎo)向裝置，以保證精確的導(dǎo)向。 ⑴導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng) ① 導(dǎo)柱與導(dǎo)套應(yīng)在凸模工作前或壓料板接觸到工件前充分閉合，且

51、此時(shí)應(yīng)保證導(dǎo)柱上端距上模座上平面留有10～15mm的間隙； ② 導(dǎo)柱、導(dǎo)套與上、下模座裝配后，應(yīng)保證導(dǎo)柱與下模座的下平面、導(dǎo)套上端與上模座的上平面留有1～2mm的間隙； ③ 對(duì)于形狀對(duì)稱的工件，為避免合模安裝時(shí)引起的方向錯(cuò)誤，兩側(cè)導(dǎo)柱直徑或位置應(yīng)有所不同； ④ 當(dāng)沖模有較大的側(cè)向壓力時(shí)，模座上應(yīng)裝設(shè)止推墊，避免導(dǎo)套、導(dǎo)柱承受側(cè)向力； ⑤ 導(dǎo)套應(yīng)開排氣孔以排除空氣。 ⑵導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu) ① 滑動(dòng)式導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu) 這種結(jié)構(gòu)加工裝配方便，易于標(biāo)準(zhǔn)化，但承受側(cè)壓能力差。 ② 滾動(dòng)式導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu) 這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)向精度高，壽命長(zhǎng)、成本高，在高速?zèng)_裁和精密沖裁中用的較多。 導(dǎo)柱：d（mm）L

52、（mm）=Φ32185mm B型 導(dǎo)套：d（mm）L（m）D（mm）=Φ326535 B型 導(dǎo)柱導(dǎo)套的配合間隙，必須小于沖裁間隙，按H7／h6配合。 導(dǎo)柱導(dǎo)套的長(zhǎng)度依據(jù)模具閉合高度確定，應(yīng)符合要求；導(dǎo)套采用H7/r6壓入上模座的安裝孔，導(dǎo)柱采用R7/h6壓入下模座的安裝孔。 7.5緊固零部件的設(shè)計(jì) 沖模中用到的緊固件主要是螺釘和銷釘，其中螺釘起聯(lián)接固定作用，銷釘起定位作用。螺釘主要承受拉應(yīng)力，其尺寸及數(shù)量一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，使用內(nèi)六角螺釘，要按位置具體布置而定，緊固牢靠，螺釘頭不外露；銷釘常用圓柱銷，數(shù)量一般為兩個(gè)及兩個(gè)以上，盡量遠(yuǎn)距離錯(cuò)開分布，以保證定位可靠；螺釘?shù)男肷?/p>

53、度和銷釘?shù)呐浜仙疃纫话銥楣Q直徑的1.5～2倍；銷釘與銷孔之間采用H7/h6或H7/m6配合，銷釘與銷孔之間采用H7/m6配合。 7.6固定與支撐零件的設(shè)計(jì) ⑴模柄的設(shè)計(jì) 模柄的作用是把上模固定在壓力機(jī)的滑塊上，同時(shí)使模具中心通過(guò)滑塊的壓力中心。 一般情況下，模柄長(zhǎng)度應(yīng)比模柄孔深度小5～15mm，保證與壓力機(jī)滑塊上的模柄孔正確配合，安裝可靠。 壓入式模柄是最常用的模柄，它與上模座的孔采用過(guò)渡配合H7/m6，并加防轉(zhuǎn)銷。旋入式模柄是通過(guò)螺紋與上模座連接，并加防轉(zhuǎn)螺絲。當(dāng)采用壓入式模柄可能造成上模座或模柄強(qiáng)度和剛度不足時(shí)，可選用旋入式模柄。旋入式模柄用于中小型模具。凸緣模柄一般用于大型模

54、具、中小型復(fù)合模，上模座中間需開較大推板孔時(shí)，也應(yīng)采用凸緣模柄。槽形模柄一般用于單工序敞開式落料模、彎曲模及其它成形模中。浮動(dòng)式模柄的主要特點(diǎn)是壓力機(jī)的壓力通過(guò)凹球面墊塊和凸球面模柄傳遞到上模，以消除壓力機(jī)導(dǎo)向誤差對(duì)模具導(dǎo)向精度的影響，主要用于高精度模具中。 這里采用凸緣式模柄，與上模座采用H7/m6過(guò)渡配合。 ⑵凸模固定板的設(shè)計(jì) 凸模固定板的作用是將凸模固定在上模座的正確位置上。 這里采用圓形固定板，外形輪廓尺寸與凸凹模一致，厚度取24mm；與凸模之間用導(dǎo)正螺栓固定，用銷釘定位，螺釘緊固。 7.7模架的設(shè)計(jì) 《沖模模架》標(biāo)準(zhǔn)是1991年5月1日由國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn)頻布實(shí)施的，該標(biāo)

55、準(zhǔn)是在《冷沖?！穱?guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上修訂的新標(biāo)準(zhǔn)，其中模架產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)：（GB/T2851.1, GB/T2851.3～7, GB/T2852.1～4）共10個(gè)。模架的選擇一般根據(jù)凹模定位和卸料裝置的平面而定，選擇模座的形狀和尺寸，模座外形，尺寸比凹模相應(yīng)尺寸大40～70mm。模座厚度一般取凹模厚度的1～1.5倍。下模座外形尺寸至少超過(guò)壓力機(jī)約50mm，同時(shí)選擇的模架與閉合后的模具設(shè)計(jì)的高度相適應(yīng)。 通常所說(shuō)的模架由上模座，下模座，導(dǎo)柱，導(dǎo)套四部分組成，一般標(biāo)準(zhǔn)模架不包括模柄。模架是整副模具的骨架，它是連接沖模主要零件的載體，模具的全部零件都固定在它上面，并承受沖壓過(guò)程的全部載荷。模具的上模座盒下模

56、座分別與沖壓設(shè)備的滑塊和工作臺(tái)固定。上下模間的精確位置由導(dǎo)柱導(dǎo)套來(lái)實(shí)現(xiàn)。采用非標(biāo)準(zhǔn)模架，模架的型式和規(guī)格決定了上、下模座的型式和規(guī)格；所選用或設(shè)計(jì)的模座必須與所選壓力機(jī)的工作臺(tái)和滑塊的有關(guān)尺寸相適應(yīng)；模座的上、下表面的平行度公差一般為4級(jí)；上、下模座的導(dǎo)套、導(dǎo)柱安裝孔中心距精度在0.02mm以下；安裝滑動(dòng)式導(dǎo)柱和導(dǎo)套時(shí)，其軸線與模座的上、下平面垂直度公差為4級(jí)；模座的上、下表面粗糙度為Ra3.2～0.8μm。 模架的選擇應(yīng)從三方面入手：依據(jù)產(chǎn)品零件精度，模具工作零件配合精度、高低確定模架精度；根據(jù)產(chǎn)品零件精度要求，形狀，板料送料方向選項(xiàng)二模架類型；根據(jù)凹模周界尺寸確定模架的大小規(guī)格。 本套

57、模具采用由上模座、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的后側(cè)導(dǎo)柱式模架。 凹模厚度根據(jù)沖裁力的大小進(jìn)行估算 ==45mm H—凹模厚度mm P—沖裁力(N) —沖裁輪廓長(zhǎng)度修正系數(shù)，查表得取1.25 —凹模材料修正系數(shù)，查表得取1.3 凹模壁厚C是指凹模刃口與外緣的距離 根據(jù) h取30mm H—凹模厚度mm h—凹模壁厚mm 因此，取壁厚為30mm。 刃壁高度h，沖件壁厚t=0.5~5時(shí)，h取5-10mm，則取h=6mm。 凹模周界：LB=（115.3+30+30）（115.3+30+30） =175.3mm175.3mm 由以上數(shù)據(jù)選的模架為：

58、 規(guī)格 200200（170-210） 上模座 20020045 下模座 20020050 導(dǎo)柱 Φ32185 B型 導(dǎo)套 Φ326535 B型 8模具裝配 8.1模具裝配的內(nèi)容和目的 模具裝配就是將模具零件組合在一起，形成模具的過(guò)程。模具裝配是模具制造過(guò)程的最后階段，裝配質(zhì)量直接影響模具的精度和壽命及使用性能，也影響到模具生產(chǎn)的制造周期和生產(chǎn)成本。 模具裝配的內(nèi)容包括：選擇裝配基準(zhǔn)；組件的裝配、調(diào)整；零部件的修配、調(diào)整；檢驗(yàn)和試模等。通過(guò)上述內(nèi)容使裝配后的模具以較短的周期和較低的成本達(dá)到模

59、具設(shè)計(jì)的技術(shù)要求，并試沖出合格的產(chǎn)品。 8.2模具裝配的精度要求 模具裝配精度包括如下方面： ⑴相關(guān)零件的位置精度,如定位銷孔的位置精度,上、下模之間的位置精度等。 ⑵相關(guān)零件的運(yùn)動(dòng)精度,如導(dǎo)套和導(dǎo)柱的配合狀態(tài),送料裝置的送料精度等。 ⑶相關(guān)零件的配合精度，如間隙配合，過(guò)渡配合的實(shí)際狀態(tài)等。 ⑷相關(guān)零件的接觸精度，如彎曲模和拉伸模上、下成形表面的一致性等。 沖壓模的裝配精度主要有：凸、凹模的間隙，上、下模底面的平行度，導(dǎo)柱、導(dǎo)套的配合精度，凸模中心線對(duì)上、下模座基準(zhǔn)面的垂直度等。 8.3冷沖模裝配的技術(shù)要求 ⑴裝配好的沖模，其閉合高度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。 ⑵模柄裝入上模座后，其

60、軸心線對(duì)上模座上平面的垂直度誤差在全長(zhǎng)范圍內(nèi)不大于0.05mm。 ⑶凸模和凹模的配合間隙應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，沿整個(gè)刃口輪廓應(yīng)均與一致。 ⑷定位裝置要保證定位準(zhǔn)確、可靠。 ⑸卸料及推件裝置活定靈活、正確，出料孔暢通無(wú)阻，保證制件及廢料不卡在沖模內(nèi)。 ⑹模具應(yīng)在生產(chǎn)的條件下進(jìn)行試模，沖出的制件應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。 冷沖模的裝配過(guò)程大致可分為兩個(gè)階段：組件的裝配和總裝配。 8.4模架的裝配 模架有很多種類，各種模架裝配的基本方法近似，其中應(yīng)用最多的是滑動(dòng)配合的壓入式模架，其導(dǎo)柱、導(dǎo)套與上、下模座均采用過(guò)盈配合。壓入式模架裝配方法按照導(dǎo)柱和導(dǎo)套的裝配順序可分為兩種：先壓入導(dǎo)柱的裝配方法和先壓入導(dǎo)

61、套的裝配方法。 先壓入導(dǎo)柱的裝配方法的裝配過(guò)程如下： ⑴選配導(dǎo)柱和導(dǎo)套 按照模架精度等級(jí)的規(guī)定選配導(dǎo)柱和導(dǎo)套，使其配合間隙符合技術(shù)要求。 ⑵壓導(dǎo)柱 在壓力機(jī)平臺(tái)上將導(dǎo)柱置于下模座的孔內(nèi)，用百分表在兩相互垂直方向檢驗(yàn)和校正導(dǎo)柱的垂直度；檢驗(yàn)校正后壓入部分長(zhǎng)度的導(dǎo)柱，然后再檢驗(yàn)校正，如此反復(fù)直到壓入完成。用百分表或?qū)捵浅邫z驗(yàn)導(dǎo)柱與模座基準(zhǔn)平面的垂直度，如不合格則退出沖壓，直至合格。 ⑶裝導(dǎo)套 將裝有導(dǎo)柱的下模座和上模座反方向放置并套上導(dǎo)套；轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)套，用百分表檢查導(dǎo)套內(nèi)、外圓配合面得同軸度誤差，將同軸度的最大誤差調(diào)整至兩導(dǎo)套中心連線的垂直方向，使因同軸度誤差而引起的中心距變化減至最小

62、。然后將帽形墊塊置于導(dǎo)套上，在壓力機(jī)上將導(dǎo)套壓入上模座一定長(zhǎng)度，然后取走下模部分，用帽形墊塊將導(dǎo)套全部壓入模座。 ⑷上模與下模對(duì)何 在上模與下模中間墊等高墊塊后，檢驗(yàn)?zāi)＜艿钠叫卸染取? 8.5沖孔落料拉深復(fù)合模的裝配 復(fù)合模內(nèi)、外形表面相對(duì)位置精度較高，對(duì)裝配的要求也高。復(fù)合?？傃b配時(shí)可選用的基準(zhǔn)件有沖孔凸模、落料凹模和凸凹模。由于先裝凸凹模，后調(diào)整凸、凹模間隙比較方便，因此經(jīng)常選用凸凹模為基準(zhǔn)件。 本模具的裝配過(guò)程如下： ⑴組件裝配。 ①將凸緣式模柄裝配于上模座內(nèi)并磨平端面。 ②將凸模用螺栓固定并磨平端面。 ③將凸凹模用螺釘及銷固定并磨平端面。 ⑵確定裝配基準(zhǔn)件。 選擇

63、凸凹模為基準(zhǔn)件。 ⑶總裝配。 ①安裝固定凸凹模組件。將推料桿裝入凸凹模內(nèi)，并將凸凹模和模架放好，使凸凹模的壓力中心和模架的中心重合，按此位置加工凸凹模固定板和上模座上的螺釘孔、銷釘孔、預(yù)緊螺釘孔、橡膠孔，裝入螺釘、定位銷、和預(yù)緊螺釘。 ②加工銷釘孔。用墊片法調(diào)整凸模與凸凹模的間隙以及凸凹模與凹模的間隙，調(diào)整到位后，加工銷釘孔，裝入定位銷。 ③加工螺釘孔，按照螺釘?shù)奈恢眉庸ぢ葆斂祝b入螺釘。 ⑷其他零件的裝配。 ①安裝彈壓卸料板 ⑸檢驗(yàn)、試沖。 結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)不僅鞏固和加深了課本所學(xué)的知識(shí)，而且讓我做到理論與實(shí)踐相結(jié)合，也是自己走向工作崗位前的一次煅煉，這對(duì)以后自己從事模

64、具的設(shè)計(jì)和制造工作都是十分有利的。重要的是通過(guò)設(shè)計(jì)，使我認(rèn)識(shí)到模具發(fā)展的廣闊前景，更加明確了沖壓模具設(shè)計(jì)的全過(guò)程和加工實(shí)踐的各種要點(diǎn)，使我在本次設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。 在本套模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于個(gè)人設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，在其中難免有不足之處，懇請(qǐng)老師給予批評(píng)指正。 致 謝 在本文即將結(jié)束之際,我要由衷的感謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間以及在大學(xué)的學(xué)習(xí)生活中幫助過(guò)我的老師和同學(xué),您們對(duì)我的關(guān)心、支持和幫助,不僅是我大學(xué)期間最寶貴的財(cái)富,也是我即將開始的社會(huì)生活最好的指南。 本文是在丁代存老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在論文的選題、文獻(xiàn)查詢、開題以及論文研究的每個(gè)細(xì)節(jié)老師都傾注了極大的心血

65、。在這短暫而有意義的幾個(gè)月里,老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的學(xué)識(shí)以及縝密的思維都深深的影響著我,這一切都將激勵(lì)著我在以后的社會(huì)生活中百折不撓,奮勇前進(jìn)!在論文定稿之際,請(qǐng)?jiān)试S我再一次向指導(dǎo)老師表示由衷的感激和崇高的敬意! 謹(jǐn)以此文,告別我即將離去的大學(xué)生活,在以后的工作生活中，我會(huì)運(yùn)用大學(xué)中學(xué)到的知識(shí)，并且不斷的學(xué)習(xí)提高自己，爭(zhēng)取做一個(gè)對(duì)社會(huì)有用的人。  參 考 文 獻(xiàn) [1]王孝培.沖壓手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998. [2]鄭家賢.沖壓模具設(shè)計(jì)使用手冊(cè).北京機(jī)械工業(yè)出版社，2007. [3] 余建青，蔡宇紅。冷沖壓模具設(shè)計(jì).成都：西南交

66、通大學(xué)出版社，2009.8 [4] 郝濱海.沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：化工工業(yè)出版社，2004. [5] 張榮清.模具制造工藝.北京：高等教育出版社，2006.1 [6] 楊占堯.沖壓模具典型結(jié)構(gòu)圖例.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.1 [7] 李天佑.沖模圖冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988 [8] 鄭展.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.1 [9] Peng Jiansheng. Concise mold labor practical technical manual［Ｍ］.Beijing: Mechanical industry Press,2004.(in Chinese) [10] Lu Xianfeng. Ramming craft mold study［Ｍ］.Beijing: Mechanical industry Press,1997. 35