蓋板一模兩件復(fù)合模設(shè)計(jì)與工藝分析

1、宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)蓋板一模兩件復(fù)合模設(shè)計(jì)與工藝分析系部專業(yè)名稱班級姓名學(xué)號指導(dǎo)教師2013年09月25日宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)選題報告姓名性別學(xué)號系部班級設(shè)計(jì)題目蓋板一模兩件復(fù)合模設(shè)計(jì)與工藝分析課題來源生產(chǎn)實(shí)踐課題類別畢業(yè)設(shè)計(jì)選做本課題的原因及條件分析：原因：隨著我國制造業(yè)的發(fā)展，在制造零件時遇到很多困難，特別是在制造精度方面，因此需 要設(shè)計(jì)一些模具來解決這些問題。雖現(xiàn)有的水平不能直接解決這一系列的問題，但能過在我們?nèi)?所學(xué)的知識上得到好的實(shí)踐和檢驗(yàn)，進(jìn)一步提高我們的自身能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力，另外還可以為 我們今后在工作崗位上打下好的基礎(chǔ)。條件分析：禾U用學(xué)院現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床、加工中心

2、、線切割機(jī)床，數(shù)控模擬系統(tǒng)的仿真加工等條 件完成我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)。因此，我們申請此課題，望指導(dǎo)老師及系領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)。內(nèi)容和要求內(nèi)容：根據(jù)模具工作零件的設(shè)計(jì)，選擇模具的工作零件，并對所選的工作零件進(jìn)行工藝分析、零件的加工的工藝路線的確定、加工機(jī)床的選擇及加工刀具的選擇。要求：1、按時、按質(zhì)、獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。2、采用數(shù)控仿真針加工及演練。3、按照畢業(yè)論文的要求完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)工作，如理論與實(shí)踐的結(jié)合，畢業(yè)設(shè)計(jì)理念的改變，做到在文檔上的各項(xiàng)要求，一切滿足畢業(yè)設(shè)計(jì)的條件，認(rèn)真、獨(dú)立完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。指導(dǎo)教師意見（簽章）年月日系部畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）領(lǐng)導(dǎo)小組意見：（簽章）年月日宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)成績評定

3、表（一）學(xué)生學(xué)號學(xué)生姓名題目蓋板一模兩件復(fù)合模設(shè)計(jì)與工藝分析指導(dǎo)教師 評語指導(dǎo)教師 評定成績總分總分X30%指導(dǎo)教師簽字年月日評閱 教師 評語評閱教師評 定成績總分總分X30%評閱教師簽字年月日宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯記錄表學(xué)生姓名學(xué)生學(xué)號題目蓋板一模兩件復(fù)合模設(shè)計(jì)與工藝分析答辯小組成員姓名職稱工作單位備注副教授宜兵職業(yè)技術(shù)學(xué)院工程師宜賓普什模具有限公司講師宜兵職業(yè)技術(shù)學(xué)院助教宜兵職業(yè)技術(shù)學(xué)院助教宜兵職業(yè)技術(shù)學(xué)院答辯中提出的主要問題及學(xué)生回答問題的簡要情況： 答辯小組代表簽字：年月日蓋板一模兩件復(fù)合模設(shè)計(jì)與工藝分析摘要闡述了落料、沖孔、彎曲復(fù)合模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作過程，采用落料沖孔彎曲工序，

4、 通過沖裁力、頂件力、卸料力、彎曲力的計(jì)算，確定模具類型。該模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模 架，落料凹模采用鑲拼結(jié)構(gòu)，廢料從凸凹模的開槽中卸出。采用一模兩件使生產(chǎn)率大大 提高。對零件材料的選取，通過工藝分析，確定其加工工藝方案。關(guān)鍵詞：沖壓；工藝；復(fù)合模；模具結(jié)構(gòu)1緒論01.1沖壓模具的概念與特點(diǎn) 01.2現(xiàn)代模具技術(shù)的發(fā)展02沖壓成形工藝分析 12.1零件的工藝分析12.1.1零件尺寸確定 12.1.2零件材料的選擇22.2沖裁工藝方案的確定23沖壓模具工藝參數(shù)設(shè)計(jì)33.1模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)33.1.1模架及導(dǎo)向方式的確定33.1.2定位方式的選擇43.1.3卸料裝置的選擇43.2排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算材料利用率

5、 43.2.1彎曲件坯料尺寸的計(jì)算 43.2.2排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算材料利用率 53.3沖壓力的計(jì)算83.3.1落料力F落的計(jì)算83.3.2沖孔力F沖的計(jì)算93.3.3切斷力F切的計(jì)算93.3.4卸料力F卸的計(jì)算93.3.5彎曲力F自的計(jì)算103.3.6總壓力的計(jì)算 103.4沖裁間隙的確定103.5工作零件刃口尺寸計(jì)算 113.6模具壓力中心與計(jì)算 154主要零件的設(shè)計(jì)與工藝分析 164.1凹模的設(shè)計(jì)及工藝分析 164.1.1凹模的設(shè)計(jì)164.1.2凹模零件的精度確定174.1.3凹模的工藝分析 174.1.4加工方法及工藝方案 184.1.5有關(guān)工藝裝備的選擇184.1.6凹模加工工藝過程的制訂

6、 184.1.7凹模的加工工藝過程卡片的制訂 204.1.8凹模平面加工工序卡的制訂 224.2凸模的設(shè)計(jì)及工藝分析234.2.1凸模的設(shè)計(jì)234.2.2凸模的工藝分析244.2.3加工方法及工藝方案比較 244.2.4有關(guān)工藝裝備的選擇 254.2.5凸模加工工藝過程的制訂 254.2.6凸模機(jī)械加工工藝過程卡的制訂 264.2.7凸模外形工序卡的制訂284.3墊板的設(shè)計(jì)及工藝分析 294.3.1墊板的設(shè)計(jì) 294.3.2墊板的工藝分析 294.3.3加工方法及工藝方案294.3.4有關(guān)工藝裝備的選擇 304.3.5墊板加工工藝過程的制訂 304.3.6墊板的加工工藝過程卡的制訂 314.3

7、.7墊板的加工工序卡的制訂 335標(biāo)準(zhǔn)件的選用345.1模架的選用345.2導(dǎo)柱與導(dǎo)套的設(shè)計(jì)345.3模柄的尺寸的確定 345.4其它螺釘長度選擇 345.5圓柱銷尺寸選用標(biāo)準(zhǔn) 346沖壓設(shè)備的校核與選定356.1沖壓設(shè)備的校核356.2壓力機(jī)的選定357模具總裝圖結(jié)構(gòu)簡述36結(jié)論37致謝38參考文獻(xiàn)391.1沖壓模具的概念與特點(diǎn)沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具對材料施加壓力， 使模具產(chǎn)生分離或 塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。沖壓模具是指在冷沖壓加工中，將 材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模）。在沖壓零件的生產(chǎn)中，合

8、理的沖壓成形工藝、先進(jìn)的模具、高效的沖 壓設(shè)備是必不可少的三要素。沖壓加工的特點(diǎn)：由于冷沖壓加工具有上述突出優(yōu)點(diǎn)，因此在批量生產(chǎn)中得到了廣 泛的應(yīng)用，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中占有十分重要的地位，是國防工業(yè)及民用工業(yè)生產(chǎn)中必不 可少的加工方法。沖壓成形加工必須具備相應(yīng)的模具，而模具是技術(shù)密集型產(chǎn)品，其制造屬單件小批 量生產(chǎn)，具有難加工、精度高、技術(shù)要求高、生產(chǎn)成本高的特點(diǎn)。所以只有在沖壓零件 生產(chǎn)大批或大量的情況下，沖壓成形加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn)，從而獲得好的經(jīng)濟(jì)效益。1.2現(xiàn)代模具技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)代模具行業(yè)是技術(shù)、資金密集型的行業(yè)?，F(xiàn)代模具是高技術(shù)背景下的工藝密集型 工業(yè)，是高技術(shù)人才密集型行業(yè)。它作為重

9、要的生產(chǎn)裝備行業(yè)在為各行各業(yè)服務(wù)的同時， 也直接為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)服務(wù)。由于模具生產(chǎn)要采用一系列高新技術(shù)，如CAD /CAPP等技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、激光技術(shù)、逆向工程和并列工程、快速成形技術(shù)及敏捷制造技 術(shù)、高速加工及超精加工、微細(xì)加工、復(fù)合加工、表面處理技術(shù)等等，因此，模具工業(yè) 已成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個重要組成部分。隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，沖壓產(chǎn)品生產(chǎn)正呈現(xiàn)多品種、少批量，復(fù)雜、大型、 精密，更新?lián)Q代速度快等變化特點(diǎn)。為適應(yīng)市場變化，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)的迅 速發(fā)展，沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)正由手工設(shè)計(jì)、依靠人工經(jīng)驗(yàn)和常規(guī)機(jī)械加工技術(shù)向 以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD ）數(shù)控切削加工、數(shù)控電加

10、工為核心的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM ）技術(shù)轉(zhuǎn)變。2沖壓成形工藝分析2.1零件的工藝分析沖裁工藝設(shè)計(jì)包括沖裁件的工藝分析和沖裁工藝方案的確定。良好的工藝性和合 理的工藝方案，可以用最少的材料，最少的工序和工時，使得模具結(jié)構(gòu)簡單且模具壽命 長，能穩(wěn)定地獲得合格沖件。沖裁件的工藝性是指沖裁件對沖裁工藝的適應(yīng)性。及沖裁的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、及 公差等技術(shù)要求是否符合沖裁加工要求，工藝性是否合理，對沖裁件的質(zhì)量、模具壽命 和生產(chǎn)率有較大影響。2.1.1零件尺寸確定該零件主要用于車身零件固定，其形狀與普通蓋板類似，具體形狀如下圖所示：730j01c1P七圖2-1蓋板零件圖蓋板的主要尺寸是直徑6m

11、m，直徑10mm的孔以及中心距30mm。零件厚度：2 mm ；材料：Q235;生產(chǎn)批量：大批。2.1.2零件材料的選擇該零件主要用于車身固定件，所承受的力和彎曲強(qiáng)度不高。根據(jù)表 2-1對比分析各 種沖壓常用金屬材料，最終選擇零件材料 Q235,普通碳素結(jié)構(gòu)鋼。Q235,代表這種材 質(zhì)的服屈值為235Mpa, Q235塑性好，焊接性能好，具有良好的沖壓工藝性，也易彎曲, 主要用于工程結(jié)構(gòu)和受力較小的機(jī)械零件。表2-1沖壓常用金屬材料的力學(xué)性能材料名稱牌號材料狀態(tài)及 代號力學(xué)性能抗剪強(qiáng)度t / MPa抗拉強(qiáng)度% / MPa區(qū)服點(diǎn)耳 / MPa伸長率6/(%)普通碳素 鋼Q235未經(jīng)退火303372

12、37546019528 33Q27539249049061027515 2008260-36021541020027碳素結(jié)構(gòu) 鋼10已退火2603402954302102620280400355500250244544056053068536015不銹鋼1Cr13已退火320380440470120201Cr18Ni9Ti經(jīng)熱處理46052056064020040純銅T1、 T2、 T3軟1602107029 48硬240300一25 40已退火32038044047012020鋁1060、1050A、鋁1200冷作硬化460520560640200402.2沖裁工藝方案的確定該零件的形狀是由

13、直線，孔，圓弧組成的，該零件在沖裁時它包括落料、沖孔、彎 曲、切斷四個基本工序?？刹捎萌N工藝方案。方案一：先落料、再沖孔、再彎曲、最后切斷，采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料、沖孔、彎曲、切斷，采用連續(xù)模生產(chǎn)。方案三：落料、沖孔、彎曲、切斷復(fù)合模沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。三種方案之中，方案一在壓力機(jī)的一次行程中，只完成一道沖壓工序，方案二在壓 力機(jī)的一次行程中，在不同工位上逐次完成四道工序，方案三只有一個工位，在壓力機(jī) 的一次行程中，同時完成四道工序。通過對比分析，我選用方案三，因?yàn)樵摴ぜa(chǎn)批 量較大，如果把四道工序放在一起，可以大大提高工作效率，節(jié)約資源，降低成本。3沖壓模具工藝參數(shù)設(shè)計(jì)3.1模

14、具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1.1模架及導(dǎo)向方式的確定(1) 模架的確定模架已經(jīng)經(jīng)國家標(biāo)準(zhǔn)化，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)模架主要有兩類：一類是由上模座、下模座、 導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)柱模模架。另一類是由彈壓導(dǎo)板、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)板 模模架。其中導(dǎo)柱模模架的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)形式有滑動導(dǎo)向和滾動導(dǎo)向兩種?？紤]到零件的精 度不是很高，所以采用滑動導(dǎo)向模架?；瑒訉?dǎo)向模架的結(jié)構(gòu)形式有六種，分別為對角導(dǎo) 柱模架，后側(cè)導(dǎo)柱模架，后側(cè)導(dǎo)柱窄形模架，中間導(dǎo)柱模架，中間導(dǎo)柱圓形模架，四角 導(dǎo)柱模架。在此選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架，如圖所示，后側(cè)導(dǎo)柱模架的特點(diǎn)是導(dǎo)向裝置在后側(cè)，橫向和縱向送料都比較方便，在由沖壓分析可知，該零件結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不

15、高，只需一次沖裁即可成型。所以選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架。I 1AJhGX 圖3-1后側(cè)導(dǎo)柱模架(2) 導(dǎo)向方式的確定導(dǎo)向裝置有多種形式，常用的兩種有導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向和導(dǎo)板導(dǎo)向。前面已經(jīng)確定模架的形式為后側(cè)導(dǎo)柱模架，所以選擇導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向3.1.2定位方式的選擇（1）送進(jìn)導(dǎo)向方式的選擇送進(jìn)導(dǎo)向方式有兩種，分導(dǎo)料銷導(dǎo)向和導(dǎo)料板導(dǎo)向。該模具采用的是條料，模具的 類型采用的是復(fù)合模。在此選擇復(fù)合模中常用的導(dǎo)料銷導(dǎo)向，在模具中設(shè)兩個導(dǎo)料銷， 并位于條料的同一側(cè)，該模具是從前向后送料，所以導(dǎo)料銷裝在右側(cè)。導(dǎo)料銷的形式為 固定導(dǎo)料銷。（2）送料定距方式的選擇常見限定條料送進(jìn)的距離的方式有兩種：一種是用擋料銷擋住搭邊或沖件

16、輪廓以限 定條料送進(jìn)距離的擋料銷定距；另一種是用側(cè)刃在條料側(cè)邊沖切不同形狀的缺口，限定 條料送進(jìn)距離的側(cè)刃定距。在此模具中采用擋料銷定距，擋料銷根據(jù)工作特點(diǎn)及作用分 為固定檔料銷，活動擋料銷和始用擋料銷。在此模具中采用國家標(biāo)準(zhǔn)的固定擋料銷。固 定擋料銷的結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，廣泛應(yīng)用與沖制中、小型沖裁件的擋料定距。3.1.3卸料裝置的選擇卸料裝置可以卸下廢料，也可以卸下沖件。其結(jié)構(gòu)形式有固定（剛性）的，彈壓的 和廢料切刀等。在此模具中采用彈壓卸料裝置。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。彈壓卸料既起卸料作用，又起壓料作用，所得沖裁 零件質(zhì)量較好，平直度較高。因此

17、，質(zhì)量要求較高的沖裁件或薄板沖裁宜用彈壓卸料裝 置。3.2排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算材料利用率3.2.1彎曲件坯料尺寸的計(jì)算（1）坯料長度對于該零件的結(jié)構(gòu)尺寸可知其圓角半徑 r 0.5t o r 0.5t的彎曲件由于變薄不嚴(yán)重， 按中性層展開的原理，坯料的總長度應(yīng)等于彎曲件直線部分和圓弧部分長度之和，即:Lz112式中：Lz -坯料展開總長度;a彎曲中心角（Lz =(5 6+ 103.14 2.%伽=70.1448mm整個U形彎曲件尺寸：L =70.1448 2 4.4=1 44.mm。（2）最小彎曲半徑最小彎曲半徑是表示彎曲變形極限變形程度的一個參數(shù)指標(biāo)。在保證彎曲變形區(qū)材料外表面不發(fā)生破壞的條件下，彎

18、曲內(nèi)表面所能形成的最小圓角半徑稱為最小彎曲半 徑。該零件彎曲半徑為2 mm，Q235材料在冷作硬化狀態(tài)的最小彎曲半徑為1 mm，因此滿足要求。3.2.2排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算材料利用率排樣是在模具中具有重大意義，排樣的正確與否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。（1）搭邊值的確定一般來說，搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)確定的。表 3-1列出了沖裁時的最小搭邊值。因?yàn)榇舜?設(shè)計(jì)采用的往復(fù)送料形式，故由表可查得搭邊值：沖裁時的最小搭邊值的大小為：a二2.2mm, a1 = 2mm。表3-1搭邊值和側(cè)邊值的數(shù)值（mm）圓件及r2t圓角矩形邊長丨蘭50矩形邊長丨：r三 50或圓角22材料厚度側(cè)邊at工

19、件間a1工件間a側(cè)邊a工件間a1側(cè)邊a0.25以下1.82.02.22.52.83.00.25 0.51.21.51.82.02.22.50.5 0.81.01.21.51.81.82.00.8 1.20.81.01.21.51.51.81.2 1.51.01.21.51.81.92.01.6 2.01.21.52.02.22.02.2(2)送料步距與條料寬度的確定送料步距由公式(3-2)計(jì)算：(3-2)式中：S-平行于送料方向的沖裁件寬度；昕沖裁件之間的搭邊值；S = s 印=20+2 mm=22mm條料寬度：(Dmax 2a) _0；式中：B-條料寬度的基本尺寸(mm)；a-側(cè)面搭邊；D-

20、平行于送料方向的沖裁件寬度；-條料寬度的單向(負(fù)向)偏差，查資料 得 =0.7B =(Dmax 2a) _0.：= 149.1 jmm一模兩件排樣如圖3-2所示：(3-3)圖3-2 一模兩件排樣圖(3) 計(jì)算材料利用率一個步距內(nèi)的材料利用率 計(jì)算公式如下:= (AB S) 100%(3-4)式中：A-一個步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積B-條料寬度S涉距一個步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積：A =144.7 20-(3.14 32 2 + 3.14 52 2 + 4.4 20)2=2 5 8 3. mm所以一個步距內(nèi)的材料利用率：n= abs 100%:78.29%一張條料上材料的利用率:100%(3-5)計(jì)算結(jié)

21、果： 77.58%一張板料上材料的利用率:(3-6)計(jì)算結(jié)果為： 77%一模一件排樣如圖3-3所示圖3-3 一模一件排樣圖一個步距內(nèi)的材料利用率：178.55%一張條料上材料的利用率：i 7%。一張板料上材料的利用率：1 77.5%根據(jù)上述兩種排樣方案，得出了兩種不同的材料利用率。，比較n n。但第一種排 樣方案有利于生產(chǎn)率的提高，降低生產(chǎn)成本，因此選用第一種排樣方案。3.3沖壓力的計(jì)算3.3.1落料力F落的計(jì)算普通平刃沖裁模，其沖裁力 F按公式(3-7)計(jì)算：F = KLt(3-7)式中：F-沖裁力；L-沖裁周邊長度；t-材料厚度；-材料抗剪強(qiáng)度；K -系數(shù)。本設(shè)計(jì)的值查表得.=(303MP

22、a 372MPa)材料厚度：t=2mm沖裁周邊長度：L = 2 (145 - 20)mm二 330mmF落 = K Lt二 1.3 330 2 (303 372) N= ( 259974 3 1 N 1 73.3.2沖孔力F沖的計(jì)算=(3.14 6 2 3.14 10 2)mm =100.48mm沖孔力由公式(3-8)計(jì)算：巳中=KL1t=1. 321 0 0. 48( 303N- 3=(79158 97184)N3.3.3切斷力F切的計(jì)算L2 =(20 2助 m二 4mm切斷力由公式(3-9)計(jì)算：F 切二 K L t=1.3 4 02(303J37=(3 1 5 1 2 38N883.3.

23、4卸料力F卸的計(jì)算卸料力：F卸 =KF沖(3-8)(3-9)(3-10)式中：K-卸料力系數(shù)，其值為0.020.06 （薄料取大值，厚料取小值）F沖 -沖孔力卸料力的系數(shù)通過查表確定，卸料力系數(shù) K=0.04由公式（3-10）得卸料力F 卸 =KF沖(3-11)=0.04 (7918597184 N= (3 166 3 8J8 73.3.5彎曲力F自的計(jì)算自由彎曲時的彎曲力:(3-12)式中：F自-自由彎曲 在沖壓行程結(jié)束時的彎曲力;B-彎曲件的寬度；r-彎曲件內(nèi)彎曲半徑;%-材料的抗拉強(qiáng)度;K-安全系數(shù)，一般取K=1.30. 7 1. 3 2 0 2460)-(6825 8372) N3.3

24、.6總壓力的計(jì)算總沖壓力等于該模具中所有壓力之和即 卩總=罠+沖 +切 +卸F 電F=（380 467） KN故模具的總壓力取為400 KN3.4沖裁間隙的確定沖裁間隙Z指凹模刃口橫向尺寸Da與凸模刃口尺寸dT的差值，Z表示雙面間隙, 單面間隙用Z2表示。間隙對沖裁件質(zhì)量、沖裁力和模具壽命均有很大影響，是沖裁工藝與沖裁模設(shè)計(jì)中 的一個非常重要的工藝參數(shù)。材料厚度t / mm08、10、35、0. 9Mn2、Q23516Mn40、5065MnZ minZ maxZ minZ maxZ minZ maxZ minZ max小于0.5極小間隙0.60.0480.0720.0480.0720.0480

25、.0720.0480.0720.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.0920.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.0921.00.1000.1400.1000.1400.1000.1400.0900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.2401.750.2200.3200.2200.3200.2200.3202.00.2460.3600.2600.3800.2600.380查得：Z min =0.246, Z max =

26、0.360。3.5工作零件刃口尺寸計(jì)算凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影響沖裁件的尺寸精度。模具的合理間隙值也 靠凸模、凹模刃口尺寸及其公差來保證。因此，正確確定凸凹模刃口尺寸和公差，是沖 裁模設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。(1)凸、凹模工作部分加工方法的選擇由于模具的加工方法不同，凸模與凹模刃口部分尺寸的計(jì)算公式與制造公差的標(biāo)注 也不同，刃口尺寸的計(jì)算方法可以分為兩種情況。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(yīng)選用凸模與凹模分開加工方法。采用這種方法，是指凸模與凹模分別按圖紙加工至尺寸。要分別標(biāo)注凸模凹模刃口尺寸與制造公差 (凸模p、凹模它適用于圓形或簡單形狀的制件。為了保證初始間隙

27、值小于最大合理間隙Zmax，必須滿足下列條件:max _ Zmin新制造的模具應(yīng)該是 +|曳|蘭Zmax - Zmin。否則制造的模具間隙已超過允許變動的范圍Zmax凡山。(2)凸、凹模刃口尺寸計(jì)算凸模與凹模分開加工的方法計(jì)算落料凸、凹模的刃口尺寸。根據(jù)計(jì)算原則，落料時以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。首先定凹模尺寸，使凹?；境叽缃咏虻扔谥萍喞臉O小尺寸,再減小凸模尺寸以保證最小合理間隙值 Zmin。其計(jì)算公式如下:落料:=(Dmax-x ) 0凹(3-13)D凸(D凹- Zmin ) - (Dmax x Zmin ).凸沖孑L ：d凸二(dmin X：(3-14)d凹=(d 凸 + Zmin) = (

28、dmin +XA +Zmin)普校核：| 曾 | 蘭 Zmax-Zmin孔心距屬于磨損后基本不變的尺寸。在同一工步中，在工件上沖出孔距為L /2兩個孔時，其凹模型孔中心距 Ld可按下式計(jì)算：1Ld九-訂8式中：D凹、D凸 -分別為落料凹模和凸模的基本尺寸；d凹、d凸 -分別為沖孔凹模和凸模的基本尺寸；Dma-落料件最大極限尺寸；dmin-沖孔件的最小極限尺寸;L、Ld-工件孔心距和凹模孔心距的公稱尺寸；.-= -沖裁件的公差；x-磨損系數(shù)。凹、：凸-分別為凹模和凸模的制造偏差，凸模偏差取負(fù)向（相當(dāng)于基準(zhǔn)軸的公差帶位置），凹模偏差取正向（相當(dāng)于基準(zhǔn)孔的公差帶位置）。對于采用分別加工的凸模和 凹模

29、，應(yīng)保證下述關(guān)系：凸 * 五凹 max - Zmin表3-3簡單形狀（方形、圓形沖裁時凸、凹模制造偏差）（mm）公稱尺寸凸模偏差汩凹模偏差3凹公稱尺寸凸模偏差3凸凹模偏差3凹 180 0.030+ 0.045 18 300.020+ 0.0252600.035+ 0.050 30 800.020+ 0.030 2600.040+ 0.060801200.025+ 0.0353600.050+ 0.070 120 0.030+ 0.040 360180500 500外形 144.7mnK20mm 由落料獲得，2X mm6 0.12 , 2X mmlO 015和 30).l2mm由沖孔同時獲得，查

30、表 3-3 得 Zmin =0.246mm, Zmax=0.360mm，貝U:ZmaxZmin =(0.360 0.246)mm =0.114mm由公差表查得：2X 6 0.12mm，2X 10 0.15 mm和 30).12mm為 IT12級，取 X=0.75。沖孔2 mm 6 0.12時，設(shè)凸、凹模分別按 IT8級和IT9級加工制造，則沖孔：dT=(dmin X。； =(60.750.12)_.018mm=6.09_0.018mmdA =(dT Zmin) 0A = (6.09 0.246) 0-O3Omm= 6.336 0O3Omm校核：Gl + lrl Wmax-Zmin0.018mm

31、+0.030mm 0.360im -0.246mm0.048mm 0.144mm （滿足間隙公差條件）。沖孔2 6；12 mm時，設(shè)凸、凹模分別按IT8級和IT9級加工制造，則沖孔:dT=(dminX. J； =(10 0.75 0.15) _0.022 mm= 10.11_0.O22 mmd (dTZmin) 0A(10.11 0.246) O.036mm=10.350.036mm校核：|、a| + |、t| max-Zmin0.036mm+0.022mm 80 mm。凹模零件示意圖如圖4-1所示。圖4-1凹模零件示意圖落料凹模的作用是起落料的作用，該零件在模具上所受力較大，對硬度、強(qiáng)度的要

32、 求較高。該零件選擇材料為 W18Cr4V，W18Cr4V具有更高的淬透性、耐磨性和承載強(qiáng) 度，且淬火變形小。它的強(qiáng)度、硬度，能夠滿足零件的加工要求。4.1.2凹模零件的精度確定根據(jù)凹模作為工作零件，其精度要求較高，所以選用IT7級，表面粗糙度為Ra0.8um， 垂直度為0.04。4.1.3凹模的工藝分析凹模是以內(nèi)表面作為工作型面，內(nèi)表面為通孔時稱為型孔，內(nèi)表面為不通孔時稱為凹模與凸模一樣，根據(jù)工作型面形狀的不同也分為圓形凹模和非圓形凹模。加工后的凹模的尺寸和精度必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求（刃口一般為IT7IT6 ），其間隙要均勻、合理；刃口部分要保持尖銳鋒利，刃口側(cè)壁應(yīng)平直或稍有利于卸料的斜度；刃口側(cè)

33、壁轉(zhuǎn)角初為尖角時（刃口部位除外），若圖樣上沒有注明，加工時允許按Ra3.2um制造。4.1.4加工方法及工藝方案凹模的加工工藝一般采用線切割加工型孔，喇叭形凹模洞口也可采用電火花穿孔或錐度線切割，但是目前很少使用。大間隙沖裁凹模也可采用先車、銑，后磨削的方法； 大型或特殊凹模，則常采用分開加工后再用鑲拼的辦法制作。工作型面為圓形的凹模一般采用的機(jī)械加工工藝路線是：備料 一熱處理（退火）一 銑六面（銑床）一鉗工劃線一銑工作型面（銑床）一熱處理（根據(jù)需要選用）一平磨基 準(zhǔn)面（平面磨床）一磨工作型面（內(nèi)圓磨床）一精研（拋光）。凹模工作型面主要采用立式銑床加工和仿形銑床加工，也可采用坐標(biāo)磨床按照準(zhǔn)確的

34、坐標(biāo)位置對工件進(jìn)行磨削加工，對于形狀較復(fù)雜、尺寸精度和硬度要求高的凹模，采 用坐標(biāo)磨床進(jìn)行精加工是一種較理想的加工方法。4.1.5有關(guān)工藝裝備的選擇（1）夾具的選擇該零件在銑床上加工，因此采用平口虎鉗裝夾；磨削時，則采用砂輪。（2）刀具的選擇銑削時，選擇直徑為 16mm的平面銑刀；鉆孔時，選擇直徑為 6mm的鉆頭、 6mm的鏜刀、M10的絲錐；磨削加工時，選用砂輪。（3）機(jī)床的選擇此凹模適合于銑削加工，凹模工作部分的表面粗糙度為Ra0.8u m。選用法蘭克數(shù)控銑床，在精加工那個工作表面時，機(jī)床轉(zhuǎn)速為S1000。非工作表面不需要太高的精度，機(jī)床轉(zhuǎn)速為S800。另外還需要到平面磨床和立式鉆床。4.1.6凹模加工工藝過程的制訂凹模的加工工藝過程如表4-2所示。表4-2凹模的加工工藝過程工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備工序簡圖1備料用型鋼