0141-軸架沖壓工藝及沖孔彎曲落料級(jí)進(jìn)模具的設(shè)計(jì)【全套13張CAD圖】

0141-軸架沖壓工藝及沖孔彎曲落料級(jí)進(jìn)模具的設(shè)計(jì)【全套13張CAD圖】,全套13張CAD圖,沖壓,工藝,沖孔,彎曲,曲折,落料級(jí)進(jìn),模具,設(shè)計(jì),全套,13,cad 0 目 錄 引言 1 1 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景 .1 2 沖壓工藝介紹 .1 3 沖壓工藝的種類 .2 4 沖壓行業(yè)阻力和障礙與突破 .2 1 沖裁件的工藝分析 5 1.1 工件材料 .5 1.2 工件結(jié)構(gòu)形狀 .6 1.3 工件尺寸精度 .6 2 沖裁工藝方案的確定 6 8 3 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 .8 4.1 模具類型的選擇 .9 4.2 操作方式 .9 4.3 卸料、出件方式 .9 4.4 確定送料方式 .10 4.5 確定導(dǎo)向方式 .10 5 模具設(shè)計(jì)計(jì)算 .11 5.1 排樣、計(jì)算條料寬度、確定步距、材料利用率 .11 5.2 沖壓力的計(jì)算 .15 5.3 壓力中心的確定 .17 5.4 模具刃口尺寸的計(jì)算 .18 6 主要零部件設(shè)計(jì) .21 6.1 工作零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .21 7 校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù) .28 7.1 校核模具閉合高度 .28 7.2 沖壓設(shè)備的選定 .28 8 設(shè)計(jì)并繪制模具總裝圖及選取標(biāo)準(zhǔn)件 .29 9 模具的安裝調(diào)試 .30 9.1 模具的安裝調(diào)試 .30 結(jié)論 .32 1 引言 1 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景 現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場總體上供不應(yīng)求，市場需求量 維持在600億至650億美元，同時(shí)，我國的模具產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機(jī)遇。近幾年， 我國模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持13%的年增長率（據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2004年國內(nèi)模具進(jìn)口總值達(dá) 到600多億，同時(shí)，有近200個(gè)億的出口），到2005年模具產(chǎn)值預(yù)計(jì)為600億元，模具及 模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的每年9000多萬美元增長到2005年的2億美元左右。單就汽車 產(chǎn)業(yè)而言，一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元，而當(dāng)汽車更換車型時(shí)約有 80%的模具需要更換。2003年我國汽車產(chǎn)銷量均突破400萬輛，預(yù)計(jì)2004年產(chǎn)銷量各突破 500萬輛，轎車產(chǎn)量將達(dá)到260萬輛。另外，電子和通訊產(chǎn)品對(duì)模具的需求也非常大，在 發(fā)達(dá)國家往往占到模具市場總量的20%之多。目前，中國17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè) 人數(shù)約50多萬。1999年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá)245億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自 產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓 模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%。 2 沖壓工藝介紹 沖壓是靠壓力機(jī)和模具對(duì)板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形 或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件(沖壓件)的成形加工方法。沖壓和鍛造同屬塑 性加工(或稱壓力加工)，合稱鍛壓。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。 全世界的鋼材中，有 60～70%是板材，其中大部分是經(jīng)過沖壓制成成品。汽車的車 身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包、容器的殼體、電機(jī)、電器的鐵芯硅鋼片等都 是沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機(jī)械、生活器皿等產(chǎn)品中，也有大 量沖壓件。 沖壓件與鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強(qiáng)的特點(diǎn)。沖壓可制出其他方法難于 制造的帶有加強(qiáng)筋、肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性。由于采用精密模具，工件 精度可達(dá)微米級(jí)，且重復(fù)精度高、規(guī)格一致，可以沖壓出孔、凸臺(tái)等。 冷沖壓件一般不再經(jīng)切削加工，或僅需要少量的切削加工。熱沖壓件精度和表面狀 態(tài)低于冷沖壓件，但仍優(yōu)于鑄件、鍛件，切削加工量少。 沖壓是高效的生產(chǎn)方法，采用復(fù)合模，尤其是多工位級(jí)進(jìn)模，可在一臺(tái)壓力機(jī)上完 2 成多道沖壓工序，實(shí)現(xiàn)由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動(dòng)生產(chǎn)。生產(chǎn)效率 高，勞動(dòng)條件好，生產(chǎn)成本低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。 3 沖壓工藝的種類 沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁， 其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時(shí)保證分離斷面的質(zhì)量要求。成形工 序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實(shí) 際生產(chǎn)中，常常是多種工序綜合應(yīng)用于一個(gè)工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋 壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。 沖壓用板料的表面和內(nèi)在性能對(duì)沖壓成品的質(zhì)量影響很大，要求沖壓材料厚度精確、 均勻；表面光潔，無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等；屈服強(qiáng)度均勻，無明顯方向性； 均勻延伸率高；屈強(qiáng)比低；加工硬化性低。 在實(shí)際生產(chǎn)中，常用與沖壓過程近似的工藝性試驗(yàn)，如拉深性能試驗(yàn)、脹形性能試 驗(yàn)等檢驗(yàn)材料的沖壓性能，以保證成品質(zhì)量和高的合格率。 模具的精度和結(jié)構(gòu)直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響沖 壓件成本和質(zhì)量的重要因素。模具設(shè)計(jì)和制造需要較多的時(shí)間，這就延長了新沖壓件的 生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。 模座、模架、導(dǎo)向件的標(biāo)準(zhǔn)化和發(fā)展簡易模具(供小批量生產(chǎn))、復(fù)合模、多工位級(jí) 進(jìn)模(供大量生產(chǎn))，以及研制快速換模裝置，可減少?zèng)_壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量和縮短準(zhǔn)備時(shí) 間，能使適用于減少?zèng)_壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量和縮短準(zhǔn)備時(shí)間，能使適用于大批量生產(chǎn)的先 進(jìn)沖壓技術(shù)合理地應(yīng)用于小批量多品種生產(chǎn)。 沖壓設(shè)備除了厚板用水壓機(jī)成形外，一般都采用機(jī)械壓力機(jī)。以現(xiàn)代高速多工位機(jī) 械壓力機(jī)為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機(jī)械以及模具庫和快速換模裝置， 并利用計(jì)算機(jī)程序控制，可組成高生產(chǎn)率的自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線。 在每分鐘生產(chǎn)數(shù)十、數(shù)百件沖壓件的情況下，在短暫時(shí)間內(nèi)完成送料、沖壓、出件、 排廢料等工序，常常發(fā)生人身、設(shè)備和質(zhì)量事故。因此，沖壓中的安全生產(chǎn)是一個(gè)非常 重要的問題。 4 沖壓行業(yè)阻力和障礙與突破 阻力一：機(jī)械化、自動(dòng)化程度低 3 美國 680 條沖壓線中有 70%為多工位壓力機(jī)，日本國內(nèi) 250 條生產(chǎn)線有 32%為多工 位壓力機(jī)，而這種代表當(dāng)今國際水平的大型多工位壓力機(jī)在我國的應(yīng)用卻為數(shù)不多；中 小企業(yè)設(shè)備普遍較落后，耗能耗材高，環(huán)境污染嚴(yán)重；封頭成形設(shè)備簡陋，手工操作比 重大；精沖機(jī)價(jià)格昂貴，是普通壓力機(jī)的 5~10 倍，多數(shù)企業(yè)無力投資阻礙了精沖技術(shù) 在我國的推廣應(yīng)用；液壓成形，尤其是內(nèi)高壓成形，設(shè)備投資大，國內(nèi)難以起步。 突破點(diǎn)：加速技術(shù)改造 要改變當(dāng)前大部分還是手工上下料的落后局面，結(jié)合具體情況，采取新工藝，提高 機(jī)械化、自動(dòng)化程度。汽車車身覆蓋件沖壓應(yīng)向單機(jī)連線自動(dòng)化、機(jī)器人沖壓生產(chǎn)線， 特別是大型多工位壓力機(jī)方向發(fā)展。爭取加大投資力度，加速?zèng)_壓生產(chǎn)線的技術(shù)改造， 使盡早達(dá)到當(dāng)今國際水平。而隨著微電子技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展使板材成形裝備自動(dòng)化、 柔性化有了技術(shù)基礎(chǔ)。應(yīng)加速發(fā)展數(shù)字化柔性成形技術(shù)、液壓成形技術(shù)、高精度復(fù)合化 成形技術(shù)以及適應(yīng)新一代輕量化車身結(jié)構(gòu)的型材彎曲成形技術(shù)及相關(guān)設(shè)備。同時(shí)改造國 內(nèi)舊設(shè)備，使其發(fā)揮新的生產(chǎn)能力。 阻力二：生產(chǎn)集中度低 許多汽車集團(tuán)大而全，形成封閉內(nèi)部配套，導(dǎo)致各企業(yè)的沖壓件種類多，生產(chǎn)集中 度低，規(guī)模小，易造成低水平的重復(fù)建設(shè)，難以滿足專業(yè)化分工生產(chǎn)，市場競爭力弱； 摩托車沖壓行業(yè)面臨激烈的市場競爭，處于“優(yōu)而不勝，劣而不汰”的狀態(tài)；封頭制造 企業(yè)小而散，集中度僅 39.2%。 突破點(diǎn)：走專業(yè)化道路 迅速改變目前“大而全”、“散亂差”的格局，盡快從汽車集團(tuán)中把沖壓零部件分 離出來，按沖壓件的大、中、小分門別類，成立幾個(gè)大型的沖壓零部件制造供應(yīng)中心及 幾十個(gè)小而專的零部件工廠。通過專業(yè)化道路，才能把沖壓零部件做大做強(qiáng)，成為國際 上有競爭實(shí)力的沖壓零部件供應(yīng)商。 阻力三：沖壓板材自給率不足，品種規(guī)格不配套 目前，我國汽車薄板只能滿足 60%左右，而高檔轎車用鋼板，如高強(qiáng)度板、合金化 鍍鋅板、超寬板(1650mm 以上)等都依賴進(jìn)口。 突破點(diǎn)：所用的材料應(yīng)與行業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展 汽車用鋼板的品種應(yīng)更趨向合理，朝著高強(qiáng)、高耐蝕和各種規(guī)格的薄鋼板方向發(fā)展， 并改善沖壓性能。鋁、鎂合金已成為汽車輕量化的理性材料，擴(kuò)大應(yīng)用已勢在必行。 4 阻力四：科技成果轉(zhuǎn)化慢先進(jìn)工藝推廣慢 在我國，許多沖壓新技術(shù)起步并不晚，有些還達(dá)到了國際先進(jìn)水平，但常常很難形 成生產(chǎn)力。先進(jìn)沖壓工藝應(yīng)用不多，有的僅處于試用階段，吸收、轉(zhuǎn)化、推廣速度慢。 技術(shù)開發(fā)費(fèi)用投入少，導(dǎo)致企業(yè)對(duì)先進(jìn)技術(shù)的掌握應(yīng)用慢，開發(fā)創(chuàng)新能力不足，中小企 業(yè)在這方面的差距更甚。目前，國內(nèi)企業(yè)大部分仍采用傳統(tǒng)沖壓技術(shù)，對(duì)下一代輕量化 汽車結(jié)構(gòu)和用材所需的成形技術(shù)缺少研究與技術(shù)儲(chǔ)備。 突破點(diǎn)：走產(chǎn)、學(xué)、研聯(lián)合之路 我國與歐、美、日等相比，存在的最大的差距就是還沒有一個(gè)產(chǎn)、學(xué)研聯(lián)合體，科 研難以做大，成果不能盡快轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。所以應(yīng)圍繞大型開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，以高校 和科研單位為技術(shù)支持，企業(yè)為應(yīng)用基地，形成產(chǎn)品、設(shè)備、材料、技術(shù)的企業(yè)聯(lián)合實(shí) 體，形成既能開發(fā)創(chuàng)新，又能迅速產(chǎn)業(yè)化的良性循環(huán)。 阻力五：大、精模具依賴進(jìn)口 當(dāng)前，沖壓模具的材料、設(shè)計(jì)、制作均滿足不了國內(nèi)汽車發(fā)展的需要，而且標(biāo)準(zhǔn)化 程度尚低，大約為 40%~45%，而國際上一般在 70%左右。 突破點(diǎn)：提升信息化、標(biāo)準(zhǔn)化水平 必須用信息化技術(shù)改造模具企業(yè)，發(fā)展重點(diǎn)在于大力推廣 CAD/CAM/CAE 一體化技術(shù)， 特別是成形過程的計(jì)算機(jī)模擬分析和優(yōu)化技術(shù)(CAE)。加速我國模具標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，提高 精度和互換率。力爭 2005 年模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)到 60%，2010 年達(dá)到 70%以上基 本滿足市場需求。 阻力六：專業(yè)人才缺乏 業(yè)內(nèi)掌握先進(jìn)設(shè)計(jì)分析技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的高素質(zhì)人才遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足沖壓行業(yè)飛速 發(fā)展的需要，尤其是摩托車行業(yè)中具備沖壓知識(shí)和技術(shù)和技能的專業(yè)人才更為缺乏且大 量外流。另外，眾多合資公司由外方進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，掌握設(shè)計(jì)權(quán)、投資權(quán)，我方?jīng)_壓技 術(shù)人員難以真正掌握沖壓工藝的真諦。 突破點(diǎn)：提高行業(yè)人員素質(zhì) 這是一項(xiàng)迫在眉睫的任務(wù)，又是一項(xiàng)長期而系統(tǒng)的任務(wù)。振興我國沖壓行業(yè)需要大 批高水平的科技人才，大批熟悉國內(nèi)外市場、具有現(xiàn)代管理知識(shí)和能力的企業(yè)家，大批 掌握先進(jìn)技術(shù)、工藝的高級(jí)技能人才。要舍得花大力氣，有計(jì)劃、分層次地培養(yǎng)。 5 1 沖裁件的工藝分析 本次設(shè)計(jì)沖壓工件如下圖： 圖 1-1 工件圖 1.1 工件材料 由圖 1-1 分析知：Q235 鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的塑性性、焊接性以及壓 力加工性，主要用于制作沖擊件、緊固件，如墊片、墊圈等。適合沖裁加工。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 1.2 工件結(jié)構(gòu)形狀 工件結(jié)構(gòu)形狀相對(duì)簡單，有一個(gè)不規(guī)則形狀孔，孔與邊緣之間的距離滿足要求，料 厚為 1mm 滿足許用壁厚要求（孔與孔之間、孔與邊緣之間的壁厚） ，可以沖裁加工。 1.3 工件尺寸精度 根據(jù)零件圖上所注尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求較低，采用 IT14 級(jí)精度， 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，綜合評(píng)比適宜沖裁加工。 2 沖裁工藝方案的確定 方案一：先沖孔，再彎曲，后落料。單工序模生產(chǎn)。 方案二：沖孔—彎曲—落料級(jí)進(jìn)沖壓。級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 方案三：落料-拉深-沖孔復(fù)合模沖壓。復(fù)合模生產(chǎn)。 表 2-1 各類模具結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)比較 模具種類 比較項(xiàng)目 單工序模 （無導(dǎo)向） （有導(dǎo) 向） 級(jí)進(jìn)模 復(fù)合模 零件公差等級(jí) 低 一般 可達(dá) IT13～I(xiàn)T10 級(jí) 可達(dá) IT10～I(xiàn)T8 級(jí) 零件特點(diǎn) 尺寸不 受限制 厚度不 中小型 尺寸厚 度較厚 小零件厚度 0.2～6mm 可加工復(fù)雜零件，如 寬度極小的異形件 形狀與尺寸受模具結(jié)構(gòu) 與強(qiáng)度限制，尺寸可以 較大，厚度可達(dá) 3mm 7 受限制 零件平面度 低 一般 中小型件不平直，高 質(zhì)量制件需較平 由于壓料沖件的同時(shí)得 到了較平，制件平直度 好且具有良好的剪切斷 面 生產(chǎn)效率 低 較低 工序間自動(dòng)送料，可 以自動(dòng)排除制件，生 產(chǎn)效率高 沖件被頂?shù)侥＞吖ぷ鞅?面上，必須手動(dòng)或機(jī)械 排除，生產(chǎn)效率較低 安全性 不安全，需采取 安全措施 比較安全 不安全，需采取安全措 施 模具制造工作量 和成本 低 比無導(dǎo)向 的稍高 沖裁簡單的零件時(shí)， 比復(fù)合模低 沖裁較復(fù)雜零件時(shí)，比 級(jí)進(jìn)模低 適用場合 料厚精度要求低 的小批量沖件的 生產(chǎn) 大批量小型沖壓件的 生產(chǎn) 形狀復(fù)雜，精度要求較 高，平直度要求高的中 小型制件的大批量生產(chǎn) 根據(jù)分析結(jié)合表分析： 方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，制造周期短，制造簡單，但需要兩副模具，成本高而生產(chǎn)效 率低，難以滿足大批量生產(chǎn)的要求。 方案二只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，精度也能滿足要求，模具制造工作 量和成本比較高。適合大批量生產(chǎn)。 方案三只需一副模具，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(qiáng)度也能滿足要求。沖裁件的內(nèi)孔與邊緣的相對(duì)位置精度較高，板料的 定位精度比方案二低，模具輪廓尺寸較小。 通過對(duì)上述三種方案的分析比較，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。 8 3 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 9 級(jí)進(jìn)模是指在條料的送料方向上，具有兩個(gè)以上的工位，并在壓力機(jī)的一次行程中， 在不同的工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上的沖壓工序的沖模。級(jí)進(jìn)模的定距方式有兩種： 擋料銷定距和側(cè)刃定距。 本模具采用側(cè)刃定距。側(cè)刃代替了擋料銷控制條料送進(jìn)距離（步距） ，側(cè)刃是特殊 功用的凸模，其作用是在壓力機(jī)每次沖壓行程中，沿條料邊緣切下一塊長度等于送料近 距的料邊。在條料送進(jìn)過程中，切下的缺口向前送進(jìn)被側(cè)刃擋塊擋住，送進(jìn)的距離即等 于步距。 4 模具總體設(shè)計(jì) 4.1 模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用級(jí)進(jìn)模方式?jīng)_壓，所以模具類型為級(jí)進(jìn)模。 4.2 操作方式 零件的生產(chǎn)批量為 10 萬件，但合理安排生產(chǎn)可用手動(dòng)送料方式，既能滿足生產(chǎn)要 求，又可以降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。 4.3 卸料、出件方式 4.3.1 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(dāng)卸料板只起卸料作用時(shí)與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大，單邊間隙取 （0.2～0.5）t。當(dāng)固定卸料板還要起到對(duì)凸模的導(dǎo)向作用時(shí)卸料板與 凸模的配合間隙 應(yīng)該小于沖裁間隙。此時(shí)要求凸模卸料時(shí)不能完全脫離卸料板。主要用于卸料力較大、 10 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(duì)凸模導(dǎo)向作用時(shí)，二者的配合間隙應(yīng)小于沖裁間隙。常用作落料模、沖 孔模、正裝復(fù)合模的卸料裝置。 工件平直度較高，料厚為 2mm 相對(duì)較薄，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(jìn)動(dòng)態(tài)，且彈性卸料板對(duì)工件施加的是 柔性力，不會(huì)損傷工件表面，故可采用彈性卸料。 4.3.2 出件方式 因采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)，故采用向下落料出件。 4.4 確定送料方式 因選用的沖壓設(shè)備為開式壓力機(jī)且垂直于送料方向的凹模寬度 B 小于送料方向的凹 模長度 L 故采用橫向送料方式，即由右向左（或由左向右）送料。 4.5 確定導(dǎo)向方式 方案一：采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)稱的對(duì)角線上，所以 上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)。常用于橫向送料級(jí)進(jìn)?；蚩v向送料的落料模、復(fù)合模。 方案二：采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便。 因?yàn)閷?dǎo)柱安裝在后側(cè)，工作時(shí)，偏心距會(huì)造成導(dǎo)套導(dǎo)柱單邊磨損，嚴(yán)重影響模具使用壽 命，且不能使用浮動(dòng)模柄。 方案三：四導(dǎo)柱模架。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。常用于沖壓 件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大量生產(chǎn)用的自動(dòng)沖壓模架。 方案四：中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。但只能一 個(gè)方向送料。 根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質(zhì)量， 11 該級(jí)復(fù)合模采用對(duì)角側(cè)導(dǎo)柱模架的導(dǎo)向方式，即方案一最佳。 5 模具設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1 排樣、計(jì)算條料寬度、確定步距、材料利用率 5.1.1 排樣方式的選擇 方案一：有廢料排樣 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：少廢料排樣 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：無廢料排樣 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。 5.1.2 計(jì)算條料寬度 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。 搭邊過大，浪費(fèi)材料。搭邊過小，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)還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命。 搭邊值通常由表 4 所列搭邊值和側(cè)搭邊值確定。 根據(jù)零件形狀，查表 4 工件之間搭邊值 a=5mm, 工件與側(cè)邊之間搭邊值 a1=2.5mm, 條料是有板料裁剪下料而得，為保證送料順利，規(guī)定其上偏差為零，下偏差為負(fù)值—△ 12 B0△ =（Dmax＋2 a 1） 0△ 公式（5-1） 式中 Dmax—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸； a1---沖裁件之間的搭邊值； b1---側(cè)刃沖切得料邊定距寬度；（其值查表 6）可得△=2.0mm。 △—板料剪裁下的偏差；（其值查表 5）可得△=0.6mm。 B0△ =176＋2×2.5 =1810-0.60mm 故條料寬度為 181mm。 表 5-1 搭邊值和側(cè)邊值的數(shù)值 圓件及類似圓形制件 矩形或類似矩形制 件長度≤50 矩形或類似矩形制件長度＞50材料厚度 t（mm) 工件間 a 側(cè)邊 a1 工件間 a 側(cè)邊 a1 工件間 a 側(cè)邊 a 1 ≤0.25 1.0 1.2 1.2 1.5 1.5~2.5 1.8~2.6 ＞0.25～ 0.5 0.8 1.0 1.0 1.2 1.2~2.2 1.5~2.5 ＞0.5～1 .0 0.8 1.0 1.0 1.2 1.5~2.5 1.8~2.6 ＞1～1.5 1.0 1.3 1.2 1.5 1.8~2.8 2.2~3.2 ＞1.5～2 .0 1.2 1.5 1.5 1.8 2.0~3.0 2.4~3.4 ＞2.0～2 .5 1.5 1.9 1.8 2.2 2.2~3.2 2.7~3.7 表 5-2 普通剪床用帶料寬度偏差△（mm） 條料寬度 b(mm) 條料厚度 t(mm) ≤50 ＞50～100 ＞100～200 ＞200 ≤１ 0.4 0.5 0.6 0.7 ＞１～2 0.5 0.6 0.7 0.8 13 ＞2～3 0.7 0.8 0.9 1.0 ＞3～5 0.9 1.0 1.1 1.2 表 5-3 側(cè)刃沖切得料邊定距寬度 b1（mm） 條料寬度 b(mm) 條料厚度 t(mm) 金屬材料 非金屬材料 ≤1.5 1.5 2.0 ＞1.5～2.5 2.0 3.0 ＞1.5～2.5 2.5 4.0 5.1.3 確定步距 送料步距 S：條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距，每個(gè)步距可沖一個(gè)或多 個(gè)零件。進(jìn)距與排樣方式有關(guān)，是決定側(cè)刃長度的依據(jù)。條料寬度的確定與模具的結(jié)構(gòu) 有關(guān)。 進(jìn)距確定的原則是，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)順利的在導(dǎo)料板之間送進(jìn)條料，并有一定的間隙。 級(jí)進(jìn)模送料步距 S S=Dmax+a1 公式（5-2） Dmax零件橫向最大尺寸，a 1搭邊 S＝22＋5 ＝27mm 排樣圖如圖 5-1 所示。 14 圖 5-1 排樣圖 5.1.4 計(jì)算材料利用率 沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材 料的重要指標(biāo)。 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率 η＝Ａ/BS×100% 公式（5-2） 式中 A—一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積； B—條料寬度； S—步距； 由此可之，η 值越大，材料的利用率就越高，廢料越少。廢料分為工藝廢料和結(jié) 構(gòu)廢料，結(jié)構(gòu)廢料是由本身形狀決定的，一般是固定不變的，工藝廢料的多少?zèng)Q定于搭 邊和余量的大小，也決定于排樣的形式和沖壓方式。因此，要提高材料利用率，就要合 理排樣，減少工藝廢料。 排樣合理與否不但影響材料的經(jīng)濟(jì)和利用，還影響到制件的質(zhì)量、模具的的結(jié)構(gòu)和 壽命、制件的生產(chǎn)率和模具的成本等指標(biāo)。因此，排樣時(shí)應(yīng)考慮如下原則： 1） 、提高材料利用率（不影響制件使用性能的前提下，還可以適當(dāng)改變制件的形狀） 。 15 2) 、排樣方法使應(yīng)操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度小且安全。 3) 、 模具結(jié)構(gòu)簡單、壽命高。 4) 、保證制件質(zhì)量和制件對(duì)板料纖維方向的要求。 一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積 A=176×22-π×6.5 2-13×12-π×2 2 =3570.8mm2 所以一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率 Η=Ａ／BS×100% 公式（5-2） =3570.8／179×27×100% =73.8% 考慮料頭 、尾料和邊角余料消耗，一張板材上的總利用率 η 總 為 η 總 = nA1／LB×100% 公式（5-3） 式中 n—一張板料上沖裁件的總數(shù)目；A 1—一個(gè)沖裁件的實(shí)際面積； L—板料長度；B—板料寬度。 查板材標(biāo)準(zhǔn)，宜選用 650mm×1300mm 的鋼板，每張鋼板可剪裁為 24 張條料 （27mm×1300mm）,每張條料可以沖 7 個(gè)工件，所以每張鋼板的材料利用率 η 總 = nA1/LB×100% 公式（5-2） =24×3570.8×7/650×1300×100% =76.9% 根據(jù)計(jì)算結(jié)果知道選用直排材料利用率可達(dá) 76.9%，滿足要求。 5.2 沖壓力的計(jì)算 5.2.1 沖裁力和拉深力的計(jì)算 在沖裁過程中，沖裁力是隨凸模進(jìn)入凹模材料的深度而變化的。通常說的沖裁力是 指沖裁力的最大值，它是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具重要依據(jù)之一。 用平刃沖裁時(shí)，其沖裁力Ｆ一般按下式計(jì)算： F=KLtτ b 公式（5-4） 式中 F—沖裁力； 16 L—沖裁周邊長度； t—材料厚度； τ b—材料抗剪強(qiáng)度； Ｋ—系數(shù)； L=396mm 系數(shù)Ｋ是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動(dòng)和不均勻，刃口磨損、板料力學(xué)性 能和厚度波動(dòng)等原因的影響而給出修正系數(shù)，一般?。?1.3。 τ b的值查表 2 為 310~380Ｍpa,取 τ b=380Mpa 所以 F=KLtτ b =1.3×396×1.5×380 =293436N 5.2.2 卸料力、頂件力的計(jì)算 在沖裁結(jié)束時(shí)，由于材料的彈性回復(fù)（包括徑向回復(fù)和彈性翹曲回復(fù)）及摩擦的存 在，將使沖落的材料梗塞在凹模內(nèi)，而沖裁剩下的材料則緊箍在凸模上。為使沖裁工作 繼續(xù)進(jìn)行，必須將緊箍在凸模上的料卸下，將梗塞在凹模內(nèi)的材料推出。從凸模上卸下 箍著的料稱卸料力；逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需要的力稱為頂件力。一般按以下 公式計(jì)算： 卸料力 F X=KXF 公式（5-5） 頂件力 FD=KDF 公式（5-6） FX=KXF =0.04×293436N=11737.44N （K X 、 KD為卸料力系數(shù)，其值查表 7 可得） FD=KDF =0.06×293436N=17606.16N 17 所以總沖壓力 FZ=F+FX+FD =293436N+11737.44N+17606.16N =322779.5=322.8KN 壓力機(jī)公稱壓力應(yīng)大于或等于沖壓力，根據(jù)沖壓力計(jì)算結(jié)果擬選壓力機(jī)為 J23— 63。 表 5-4 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 0.06~0.075 0.045~0.055 0.04~0.05 0.03~0.04 0.02~0.03 0.1 0.063 0.050 0.045 0.025 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 鋁、鋁合金 純銅，黃銅 0.025~0.08 0.02~0.06 0.03~0.07 0.03~0.09 5.3 壓力中心的確定 模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常 工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合，否則，會(huì)使沖模和力機(jī)滑塊產(chǎn) 生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過大的摩擦，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和 壓力機(jī)的使用壽命。沖模的壓力中心，可以按下述原則來確定： 1）.對(duì)稱形狀的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。 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)稱中心相重合。 3）.形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、級(jí)進(jìn)模的壓力中心可以用解析計(jì)算法求出沖模壓力中 心。 X0=（L 1x1＋L 2x2＋…L nxn）/(L 1＋L 2＋…L n) 公式（5-7） Y0=（L 1y1＋ L2y2＋……L nyn ）/（L 1＋ L2＋…＋Ln）公式（5-8） 由于該工件高度對(duì)稱，壓力中心即為（0，0） 。 18 5.4 模具刃口尺寸的計(jì)算 5.4.1 沖裁間隙分析 根據(jù) JB/Z271——86 規(guī)定，沖裁間隙是指凸，凹模刃口間隙的距離，用符號(hào) C 表 示，其值可為正也可為負(fù)，在普通沖裁模中均為正值。它對(duì)沖裁件的斷面質(zhì)量有極其重 要的影響，此外，沖裁間隙還影響模具壽命、卸料力、推件力、沖裁力和沖裁件的尺寸 精度。因此，沖裁間隙是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的工藝參數(shù)。 1） 、間隙對(duì)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(shí)際尺寸與基本尺寸的差值，差值越小，則精度越 高，這個(gè)差值包括兩方面的偏差，一是沖裁件相對(duì)于凸模或凹模的偏差，二是模具本身 的制造偏差。 2） 、間隙對(duì)模具壽命的影響 模具壽命受各種因素的綜合影響，間隙是也許模具壽命諸因數(shù)中最主要的因數(shù)之一， 沖裁過程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間均有摩擦，而且間隙越小，模具 作用的壓應(yīng)力越大，摩擦也越嚴(yán)重，所以過小的間隙對(duì)模具壽命極為不利。而較大的間 隙可使凸模側(cè)面及材料間的摩擦減小，并延緩間隙由于受到制造和裝配精度的限制，出 現(xiàn)間隙不均勻的不利影響，從而提高模具壽命。 3） 、間隙對(duì)沖裁工藝力的影響 隨著間隙的增大，材料所受的拉應(yīng)力增大，材料容易斷裂分離，因此沖裁力減小。 通常沖裁力的降低并不顯著，當(dāng)單邊間隙在材料厚度的 5~20%左右時(shí)，沖裁力的降低不 超過 5~10%。間隙對(duì)卸料力推料力的影響比較顯著。間隙增大后，從凸模里卸料和從凹 模里推料都省力當(dāng)當(dāng)單邊間隙達(dá)到材料厚度的 15~25%左右時(shí)的卸料力幾乎為零。但間 隙繼續(xù)增大，因?yàn)槊淘龃?，又將引起卸料力、頂件力迅速增大?4） 、間隙值的確定 由以上分析可見，凸、凹模間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量、沖裁工藝力、模具壽命都有很大的 影響。因此，設(shè)計(jì)模具時(shí)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 19 面的要求確定的合理間隙并不是同一個(gè)數(shù)值，只是彼此接近?？紤]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(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個(gè)范 圍內(nèi)，就可以沖出良好的制件，這個(gè)范圍的最小值稱為最小合理間隙 Cmin，最大值稱為 最大合理間隙 Cmax。考慮到模具在使用過程中的磨損使間隙增大，故設(shè)計(jì)與制造新模具 時(shí)要采用最小合理間隙值 Cmin。 確定合理間隙的方法有經(jīng)驗(yàn)法、理論確定法和查表法。 根據(jù)近年的研究與使用的經(jīng)驗(yàn)，在確定間隙值時(shí)要按要求分類選用。對(duì)于尺寸精度， 斷面垂直度要求高的制件應(yīng)選用較小的間隙值，對(duì)于垂直度與尺寸精度要求不高的制件， 應(yīng)以降沖裁力、提高模具壽命為主，可采用較大的間隙值。其間隙暫取厚度的 12%，所 以由公式： Zmin=厚度×12% 公式（ 5-9） 取中間間隙可得： Zmin=1×12%=0.12mm 由于工件形狀較簡單，所以可分別加工凹、凸模。 5.4.2 落料尺寸 落料尺寸大小為： 為保證沖出合格沖件。沖裁件精度 IT10 以上，X 取 1. 沖裁件精度 IT11~IT13,X 取 0.75. 沖裁件精度 IT13，X 取 0.5。由于本產(chǎn)品采用 IT13 級(jí)精度，所以 X 取 0.5. 1760-0.62 DA=( Dmax－△x) +0.020=(176－0.62×0.5) +0.020=175.69 +0.020 DT=( DA－Z min) 0-0.02=(175.69－0.24) 0-0.02=175.450-0.02 220-0.12 DA=( Dmax－△x) +0.020=(22－0.12×0.5) +0.020=21.94 +0.020 DT=( DA－Z min) 0-0.02=(21.94－0.24) 0-0.02=21.70-0.02 120-0.1 DA=( Dmax－△x) +0.020=(12－0.1×0.5) +0.020=11.95 +0.020 DT=( DA－Z min) 0-0.02=(11.95－0.24) 0-0.02=11.710-0.02 R6.50-0.06 DA=( Dmax－△x) +0.020=(6.5－0.06×0.5) +0.020=6.47 +0.020 DT=( DA－Z min) 0-0.02=(6.47－0.24) 0-0.02=6.230-0.02 50-0.06 DA=( Dmax－△x) +0.020=(5－0.06×0.5) +0.020=4.97 +0.020 20 DT=( DA－Z min) 0-0.02=(4.97－0.24) 0-0.02=4.730-0.02 5.4.3 沖孔尺寸 沖孔尺寸大小為： Φ12 0+0.1 dT=( dmin＋△x) 0-0.02=(12＋0.1×0.5) 0-0.02=12.05 0-0.02 dA=( dT＋Z min) +0.020=(12.05＋0.24) +0.020=12.29 +0.020 R6.50+0.06 dT=( dmin＋△x) 0-0.02=(6.5＋0.06×0.5) 0-0.02=6.530-0.02 dA=( dT＋Z min) +0.020=(6.53＋0.24) +0.020=6.77+0.020 R50+0.06 dT=( dmin＋△x) 0-0.02=(5＋0.06×0.5) 0-0.02=5.030-0.02 dA=( dT＋Z min) +0.020=(5.03＋0.24) +0.020=5.27+0.020 5.4.4 各主要零件的結(jié)構(gòu)尺寸 （1） 凹模外形尺寸的確定 凹模長度： 2aLbc?? 其中 凹模厚度 mm3329461.8.aFH? b=176mm（工件展開長度） 1.2.317acWH??? 于是 mm1762350aL?? 凹模寬度： B?步 距 工 件 寬 其中 步距=27，工件寬=22， 2ac=54 mma=24 （2） 凸模長度計(jì)算： 123hyL?? 其中 卸料版厚 2a0.5~16H?（ ） 導(dǎo)尺厚度 1=8 21 凸模固定板厚 y=313h=0.7a31H 于是 mm816.56tL??? 6 主要零部件設(shè)計(jì) 6.1 工作零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.1.1. 凹模洞的類形 常用凹模洞口的類形如圖 6 所示： 圖 6 凹模洞口的類型 其中圖 a、b、c 為直筒式刃的凹模，其特點(diǎn)是制造方便，刃口強(qiáng)度高，刃磨后工作 部分尺寸不變，廣泛用于沖裁公差要求較小，形狀復(fù)雜的精密制件。但因廢料（或制件 的聚集而增大了推件力和凹模的脹裂力，給凸、凹模的強(qiáng)度都帶來了不利的影響。一般 復(fù)合模上出件的沖裁模用圖 a、c 型，下出件的沖裁模用圖 b 或圖 a 型，圖 d、e 型是錐 筒式刃口，在凹模內(nèi)不聚集材料，側(cè)壁磨損小，但刃口強(qiáng)度差，刃磨后刃口徑向尺寸略 有增大（如 α＝30 0時(shí)，刃磨 0.1mm 時(shí)，其尺寸增大 0.0017mm 22 凹模錐角 α，后角 β 和洞高度 h，均隨制件材料厚度增加而增大，一般取 α＝15＇～30＇ β＝20＇～30＇ h=4-10mm 綜上所述及其對(duì)工件孔分析，選擇 B 型凹 模洞口，取 h=6mm β＝20＇ 6.1.2 凹模的外形尺寸 凹模的外形一般有矩形與圓形兩種。凹模的外形尺寸應(yīng)保證凹模有足夠的強(qiáng)度，剛 度和修磨量，凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來確 定的如圖 7 所示 凹模的厚度為: 1+ kb (≥15) 凹模壁厚度為 c=(1.5～2)H (≥30～40mm) 圖 7 凹模 式中 b 為沖裁件的最大外形尺寸；K 為系數(shù),是考慮板料厚度影響的系數(shù)可以《沖 壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表 2．8．2 中查得代入數(shù)據(jù)可得沖孔凹模 落料凹模： H=0.22×176=38.72mm 取 H=40mm 23 6.1.3 模具的其它零件 1、模具除簡單沖模外，一般沖模多利用模架的結(jié)構(gòu)。模架的和種類很多，要根據(jù) 模具的精度要求，模具的類別，模具的大小選擇合適的模架. 模架的選擇可從《實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)》P192 頁選擇標(biāo)準(zhǔn)架。根據(jù)查閱的內(nèi)容及分 析，此級(jí)進(jìn)?？蛇x用對(duì)角導(dǎo)柱模架導(dǎo)、導(dǎo)柱安裝在后側(cè)，有偏心裁荷時(shí)容易歪斜，滑動(dòng) 不夠平穩(wěn)，可從左右前三個(gè)方向關(guān)料操作比較方便。常用于一般要求的小型工件的沖裁 和拉深模。所選模架的結(jié)構(gòu)及尺寸關(guān)系如圖 8 所示： 圖 8 模架 L =300mm B=300mm 上模座：300×300×45 下模座 300×300×50 導(dǎo)柱，32×190 導(dǎo)套 32×105×43 Hmax=210 Hmin=170mm 其余尺寸見上下模座零件圖，可以《沖壓手冊(cè)》沖壓模具常用標(biāo)準(zhǔn)件選擇。 2．模柄 模柄有多種形式，要根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選用模柄的形式模柄的直徑根據(jù)所選壓 力機(jī)的模柄孔徑確定，模柄可根據(jù)《實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)》P201 頁選擇，經(jīng)查閱各種模 24 柄的特點(diǎn)，選用壓入式模柄，這種模柄應(yīng)用比較廣泛壓入模柄的結(jié)構(gòu)和尺寸，可參表 11-10 制造，表中 B 型模柄中間有孔可按裝打料桿，用壓力機(jī)的打料模桿進(jìn)行打料，模 柄的結(jié)構(gòu)及尺寸關(guān)系如圖 9 所示。 圖 9 模柄 d= mm D= D1=61mm0.8245?0.35? h=100mm h2=40mm h1=8mm b=3mm a=1mm d1(H7)=8+0.012 d2=17mm 3、卸料板 卸料板的主要作用是將沖壓的料從凸模或凸、凹模上推下來，此外在進(jìn)模比較復(fù)雜 的模具中，卸料板還具有保護(hù)小凸模作用，常用的卸料板結(jié)構(gòu)形式及適用范圍見表 11- 24 和第八章級(jí)進(jìn)模表 8-10《實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)》卸料板的尺寸可根據(jù)《實(shí)用模具技術(shù) 手冊(cè)》表 11-25 查得，本模具選用彈壓式卸料板。卸料板的結(jié)構(gòu)與尺寸關(guān)系如圖 10 所 25 示， 圖 10 卸料板 ho＇=16mm B=300mm C＇=(0.1～0.2)t=0.2mm) 4．彈頂和推出裝置 彈頂裝置由彈簧元件組成裝于模具的下面通過頂桿起到推料的作用，彈頂裝置通常 在壓力機(jī)的工作臺(tái)孔中，彈頂裝置結(jié)構(gòu)形式見表 11-26《實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)》 ，具體結(jié) 構(gòu)及尺寸見裝配圖及零件圖所示，見圖表（10）設(shè)計(jì)模具時(shí)選用橡膠。 5、導(dǎo)向裝置（導(dǎo)柱 導(dǎo)套） 導(dǎo)向裝置指得是模架上的導(dǎo)柱、導(dǎo)套。模具在開模，閉模過程中，導(dǎo)柱和導(dǎo)套起導(dǎo) 向的作用，使得凸凹模正確的閉合，故此，導(dǎo)柱、導(dǎo)套需要有嚴(yán)格的配合精度及尺寸要 求，導(dǎo)柱、導(dǎo)套的選擇可以《沖壓手冊(cè)》中選取， （取 H7/h6 配合） 如圖 11 a 導(dǎo)柱的具體尺寸為： d=32 L=190mmm016.? 導(dǎo)套的具體尺寸為(圖 11 .b) 26 圖 11 導(dǎo)柱和導(dǎo)套 D=32 025.? D(r6)=45 .034 L=105mm h=43mm l=25mm 油槽數(shù)為 2 b=3；a=1 6、固定零件（固定板、墊板） 1）墊板的作用是承受凸模和凹模的壓力，防止過大的沖壓，在上下模座上壓出凹坑， 影響模具的正常工作，墊板厚度根據(jù)壓力機(jī)的大小選擇，一般取 5-12mm，外形與固定 板相同，材料 45 鋼，熱處理后硬度為 45-48HRC，如圖 12a .b 所示： 墊板在模具中的受力情況 27 圖 12 墊板在模具中的受力情況 2）固定板 固定板的作用起固定凸、凹模，防止其在沖壓過程中松動(dòng)，造成模具 的損壞，固定板的形狀要根據(jù)凸、凹模而定，而外形尺寸與墊板相似。固定板和具體形 狀尺寸見零件圖所示。 7、連接零件 此類零件包括螺釘、銷釘?shù)?，主要作用是?lián)接其它零部伯，使之共同完成工件的制 造，螺釘和銷釘可由《沖壓手冊(cè)》第十章、第七、八章查選，形狀及尺寸見七、八節(jié)圖 所示現(xiàn)選螺釘 M12 圓柱銷 d=8，則沖壓模上有關(guān)螺釘孔的尺寸見表 10-28《沖壓手冊(cè)》 D=27 d=17.5 卸料螺釘選 M16，具體尺寸見表 10-29《沖壓手冊(cè)》 28 7 校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù) 7.1 校核模具閉合高度 模具閉合高度 H 應(yīng)該滿足 Hmin－H 1＋ 10≤H≤Hmax－H 1－5 公式（7-1） 式中 Hmax—壓力機(jī)最大閉合高度； Hmin—壓力機(jī)最小閉合高度； H1—墊板厚度。 根據(jù)擬選壓力機(jī) J23—63，查開式壓力機(jī)參數(shù)表得： Hmax＝460mm, Hmin＝210mm,H 1＝80mm. 將以上數(shù)據(jù)帶入公式 7-1，得 140＜H＜365 經(jīng)計(jì)算該模具閉合高度 H=220mm，在 140mm～365mm 內(nèi)，且開式壓力機(jī) J23—63 最大裝模高度 250mm,大于模具閉合高度 220mm , 可以使用。 7.2 沖壓設(shè)備的選定 通過較核，選擇開式雙柱可傾式壓力機(jī) J23—63 能滿足使用要求。其主要技 術(shù)參數(shù)如下： 公稱壓力：630KN 滑塊行程：120mm 最大閉合高度：460mm 最大裝模高度：250mm 工作臺(tái)尺寸（前后×左右）：710mm×480mm 模柄孔尺寸：50mm×70mm 最大傾斜角度：30 0 29 8 設(shè)計(jì)并繪制模具總裝圖及選取標(biāo)準(zhǔn)件 按已確定的模具形式及參數(shù)，從冷沖模標(biāo)準(zhǔn)中選取標(biāo)準(zhǔn)件。 繪制模具裝配圖，見圖 8-1。 圖 8-1 裝配圖 30 9 模具的安裝調(diào)試 9.1 模具的安裝調(diào)試 9.1.1 確定裝配方法和裝配順序 采用直接裝配法。先分組裝配后總裝配。分組裝配的有凸模和模柄裝配。選擇凹模 為基準(zhǔn)件，先裝配下模、再裝配上模，最后裝配卸料板等輔助零件。 9.1.2 裝配要點(diǎn) 〔1〕 按裝配圖標(biāo)題欄準(zhǔn)備模具零部件。 〔2〕 裝配模柄，將模柄壓入到上模座的型孔中，然后用止轉(zhuǎn)銷釘用來定位，使其止 轉(zhuǎn)。 〔3〕 裝配凸模，凸模固定板組件 ① 將沖孔凸模安裝在凸模固定板相應(yīng)孔內(nèi)，并打上防轉(zhuǎn)銷 ② 將落料凸模安裝在凸模固定板相應(yīng)孔內(nèi)，并鉚接 ③ 端面磨平 〔4〕 按裝配、調(diào)整要領(lǐng)，將導(dǎo)料板，卸料板在凹模上安裝合適后，固緊螺釘、鉆、 鉸銷孔，裝入定位圓銷。 〔5〕 將凹模組件與下模座安裝合適后，固緊螺釘、鉆、鉸銷孔，裝入定位圓銷。 〔6〕 將上模座與凸模固定板，墊塊安裝合適后，固緊螺釘、鉆、鉸銷孔，裝入定位 圓銷 〔7〕 裝配后的沖裁凸模、凹模的工件端面應(yīng)磨平，保證粗糙度 Ra0.8。 〔8〕 試切 〔9〕 裝配其他零件（導(dǎo)柱，導(dǎo)套）及標(biāo)準(zhǔn)件。 〔10〕 試沖 31 將裝配好的模具安裝在指定的壓力機(jī)上，試沖合格后交付生產(chǎn)使用。 試沖時(shí)重點(diǎn)檢查各型孔與凸模的間隙合理和均勻、條料送料準(zhǔn)確、可靠、無阻滯和 落料件、沖孔廢料下落順暢。 32 結(jié)論 本設(shè)計(jì)對(duì)工件進(jìn)行工藝分析最終確定了“沖孔—切邊—彎曲—落料”的工藝方案， 進(jìn)行級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)，通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，對(duì)主要零件的工藝參數(shù)進(jìn) 行了計(jì)算，確定了零件的尺寸。最后，利用 Auto CAD 軟件對(duì)制件進(jìn)行設(shè)計(jì)繪圖。明確 了設(shè)計(jì)思路，確定了沖壓成型工藝過程并對(duì)各個(gè)具體部分進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算和校核。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中還進(jìn)行了工序的編制，通過工序圖清晰明朗的顯現(xiàn)了工件的制作過 程。最后還繪制了裝配圖和模具各主要零件的零件圖。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，是我認(rèn)真的結(jié)果，也是我架起“工作”的關(guān)鍵一步，驗(yàn)了我大學(xué)四 年學(xué)習(xí)的成果，文中上述所有內(nèi)容主要是在講述模具設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，利用對(duì)零件圖形 的工藝性分析，設(shè)計(jì)出適合加工零件的模具，以達(dá)到生產(chǎn)要求，提高生產(chǎn)效率，零件的 沖裁工藝性分析、模具結(jié)構(gòu)的確定是模具設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，只要合理就可以保證其加工 精度及其各項(xiàng)指標(biāo)要求。 通過這次模具設(shè)計(jì)及編制其說明書，增加了不少專業(yè)方面的知識(shí)，提高了動(dòng)腦、動(dòng) 手的能力。只實(shí)踐也理論相結(jié)合才能達(dá)到規(guī)定的各項(xiàng)性能指標(biāo)。 33 參考文獻(xiàn) [1] 張如華 等主編. 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì). 北京：清華大學(xué)出版社，2006 [2] 鍛壓學(xué)會(huì) 編. 鍛壓手冊(cè)第2卷 沖壓（第3版）. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008 [3] 王孝培 主編. 沖壓手冊(cè)（第2版）. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995 [4] 編寫組 編. 沖模設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991 [5] （日）編委會(huì) 編. 沖壓加工技術(shù)手冊(cè). 谷維忠等 譯. 北京：輕工業(yè)出版社，1988 [6] 鄭可锽 主編. 實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：宇航出版社，1990 [7] 李天佑編. 沖壓模具圖冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社，198？ [8] 沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 [9] Fuh-Kuo Chen, Yeu-Ching Liao. Finte element anaysis of draw-wall wrinking in a stamping die design [A]. VIII International Conference on Computational Plasticity，Barcelona, 2005 34 致謝 經(jīng)過半年的忙碌，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于 經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及同學(xué)們的 支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師賀紅林。他平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階 段，從外出實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配 草圖等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是賀老師仍然細(xì) 心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤。除了敬佩賀老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精 神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。然后還要感謝大學(xué)四年 來所有的老師，為我們打下機(jī)械專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因 為有了你們的支持和鼓勵(lì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。 最后感謝南昌航空大學(xué)科技 學(xué)院四年來對(duì)我的大力栽培 35 附錄：由于內(nèi)容較多，已另外裝訂。