板料沖壓沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)

1、摘 要本論文從應(yīng)用的角度出發(fā)，系統(tǒng)地介紹沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)的基本知識(shí)、基本理論和設(shè)計(jì)方法。內(nèi)容包括第一章板料沖壓的概述、冷沖壓的基本工序、常見的沖壓設(shè)備；第二章分析沖壓變形過程、闡述冷沖壓變形的原理以及簡(jiǎn)單介紹冷沖壓材料；第三章專門介紹凸、凹模刃口尺寸的設(shè)計(jì)、合理間隙的確定、沖裁工藝力的計(jì)算以及閉合高度的計(jì)算等。最后一章是對(duì)本論文的總結(jié)以及闡述冷沖模的發(fā)展前景。在設(shè)計(jì)的過程中，本文采用文字?jǐn)⑹鼋榻B板料沖壓的基本知識(shí)，并穿插相關(guān)圖片和圖表來進(jìn)一步說明文章的內(nèi)容，同時(shí)將沖把、沖頭、上墊板、卸料板、模座墊板、陰模、固定板和沖槽模的組裝及零件圖詳細(xì)給出。全文通俗易懂，實(shí)用性強(qiáng)。關(guān)鍵詞： 板料沖壓 冷沖

2、壓 凹模 凸模第一章 板料沖壓1.1概述1.1.1板料沖壓的適用范圍和發(fā)展前景（1） 適用范圍板料沖壓加工在國民經(jīng)濟(jì)制造行業(yè)中占有十分重要地位，在機(jī)械、電子、汽車、航空、輕工業(yè)（如自行車、照相機(jī)、五金、日用器皿等生產(chǎn)）等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。板料沖壓在我國現(xiàn)代化建設(shè)中有著廣闊的發(fā)展前景。沖壓既能夠制造尺寸很小的儀表零件，又能夠制造諸如汽車大梁、壓力容器封頭一類的大型零件；既能夠制造一般尺寸公差等級(jí)和形狀的零件，又能夠制造精密（公差在微米級(jí)）和復(fù)雜形狀的零件。占全世界鋼產(chǎn)60%70%以上的板材、管材及其他型材，其中大部分經(jīng)過沖壓制成成品。沖壓在汽車、機(jī)械、家用電器、電機(jī)、儀表、航空航天、兵器等制造中，

3、具有十分重要的地位。（2）發(fā)展前景 沖壓生產(chǎn)的工藝和設(shè)備正在不斷發(fā)展，除傳統(tǒng)的使用壓力機(jī)和鋼制模具制造沖壓件外，液壓成形以及旋壓成形、超塑成形、爆炸成形、電水成形、電磁成形等各種特種沖壓成形工藝亦迅速發(fā)展，把沖壓的技術(shù)水平提高到了一個(gè)新的高度。特種沖壓成形工藝尤其適合多品種的中小批量（甚至是數(shù)十件）零件的生產(chǎn)。對(duì)于普通沖壓工藝，可采用簡(jiǎn)易模具、低熔點(diǎn)合金模具、成組模具和沖壓柔性制造系統(tǒng)等，組織多品種的中小批量零件的沖壓加工。1.1.2板料沖壓的概念板料沖壓是利用裝在沖床上的沖模對(duì)金屬板料加壓，使之產(chǎn)生變形和分離，從而獲得零件和毛坯的加工方法。板料沖壓的坯料通常都是較薄的金屬板料，而且沖壓時(shí)不需

4、加熱，故又稱為薄板沖壓和冷沖壓，簡(jiǎn)稱冷沖或沖壓。加工的辦法。它包括電火花成形加工、電火花線切割加工、電火花同步回轉(zhuǎn)加工、磨削、鏜削、沖孔和刻字等工藝方法。1.1.3板料沖壓的特點(diǎn)及應(yīng)用1、板料沖壓的特點(diǎn)與鍛造和其它加工方法相比，板料沖壓具有以下特點(diǎn)：（1） 它在常溫下通過塑性變形對(duì)金屬板料進(jìn)行加工的，因而，原材料必須具有足夠的塑性，并具有較低的變形抗力。（2） 金屬板料經(jīng)過塑性變形的冷變形強(qiáng)化作用，并獲得一定的幾何形狀后，具有結(jié)構(gòu)輕巧、強(qiáng)度和剛度較高的優(yōu)點(diǎn)。（3） 沖壓件尺寸精度高、質(zhì)量穩(wěn)定、互換性好，一般不再進(jìn)行切削加工，既可作為零件使用。（4） 沖壓生產(chǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和

5、自動(dòng)化。（5） 沖壓模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求高、制造費(fèi)用高，只有在大批生產(chǎn)的條件下，采用沖壓加工方法在經(jīng)濟(jì)上才是合理的。2板料沖壓的制造和應(yīng)用板料沖壓是機(jī)械制造中的重要加工方法之一，它在現(xiàn)代工業(yè)的許多部門都是得到廣泛的應(yīng)用，特別在汽車制造、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀器儀表、兵器及日用品生產(chǎn)等工業(yè)部中占有重要地位。沖壓件的重量輕、厚度薄、剛度好。它的尺寸公差是由模具保證的，所以質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需再經(jīng)機(jī)械切削即可使用。冷沖壓件的金屬組織與力學(xué)性能優(yōu)于原始坯料，表面光滑美觀。冷沖壓件的公差等級(jí)和表面狀態(tài)優(yōu)于熱沖壓件。大批量的中、小型零件沖壓生產(chǎn)一般是采用復(fù)合?；蚨喙の坏倪B續(xù)模。以現(xiàn)代高速多工位壓力機(jī)為中心

6、，配置帶料開卷、矯正、成品收集、輸送以及模具庫和快速換模裝置，并利用計(jì)算機(jī)程序控制，可組成生產(chǎn)率極高的全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線。采用新型模具材料和各種表面處理技術(shù)，改進(jìn)模具結(jié)構(gòu)，可得到高精度、高壽命的沖壓模具，從而提高沖壓件的質(zhì)量和降低沖壓件的制造成本?？傊瑳_壓具有生產(chǎn)率高、加工成本低、材料利用率高、操作簡(jiǎn)單、便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化等一系列優(yōu)點(diǎn)。采用沖壓與焊接、膠接等復(fù)合工藝，使零件結(jié)構(gòu)更趨合理，加工更為方便，可以用較簡(jiǎn)單的工藝制造出更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件。 1.2板料沖壓的基本工序板料沖壓的基本工序有剪切、沖裁等。1、剪切：使坯料沿不封閉輪廓線分離的方法稱剪切。2、沖裁：使坯料沿封閉輪廓線與坯料分離的沖壓

7、方法。沖裁是使板料沿封閉的輪廓線分離的工序，包括沖孔和落料。如圖1.2.1所示落料 沖孔 圖1.2.1落料和沖孔這兩個(gè)工序的坯料變形過程和模具結(jié)構(gòu)都是一樣的，二者的區(qū)別在于沖孔是在板料上沖出孔洞，被分離的部分為廢料，而周邊是帶孔的成品；落料是被分離的部分是成品，周邊是廢料。沖裁時(shí)板料的變形和分離過程如圖1.2.2所示。凸模和凹模的邊緣都帶有鋒利的刃口。當(dāng)凸模向下運(yùn)動(dòng)壓住板料時(shí)，板料受到擠壓，產(chǎn)生彈性變形并進(jìn)而產(chǎn)生塑性變形，當(dāng)上下刃口附近材料內(nèi)的應(yīng)力超過一定限度后，即開始出現(xiàn)裂紋。隨著沖頭（凸模）繼續(xù)下壓，上、下裂紋逐漸向板料內(nèi)部擴(kuò)展直至匯合，板料即被切離。圖1.2.2 沖裁過程 沖裁后的斷面可

8、明顯地區(qū)分為光亮帶、剪裂帶、圓角和毛刺四部分。其中光亮帶具有最好的尺寸精度和光潔的表面，其他三個(gè)區(qū)域，尤其是毛刺則降低沖裁件的質(zhì)量。這四個(gè)部分的尺寸比例與材料的性質(zhì)、板料厚度、模具結(jié)構(gòu)和尺寸、刃口鋒利程度等沖裁條件有關(guān)。為了提高沖裁質(zhì)量，簡(jiǎn)化模具制造，延長(zhǎng)模具壽命及節(jié)省材料，設(shè)計(jì)沖裁件及沖裁模具時(shí)應(yīng)考慮：(1)沖裁件的尺寸和形狀 在滿足使用要求的前提下，應(yīng)盡量簡(jiǎn)化，多采用圓形、矩形等規(guī)則形狀，以便于使用通用機(jī)床加工模具，并減少鉗工修配的工作量。線段相交處必須圓弧過渡。沖圓孔時(shí)，孔徑不得小于板料厚度；沖方孔時(shí)，孔的邊長(zhǎng)不得小于0.9；孔與孔之間或孔與板料邊緣的距離不得小于。(2)模具尺寸 沖裁件

9、的尺寸精度依靠模具精度來保證。凸、凹模間隙對(duì)沖裁件斷面質(zhì)量具有重要影響，合理的間隙值可查表選擇。在設(shè)計(jì)沖孔模具時(shí)，應(yīng)使凸模刃口等于所要求孔的尺寸，凹模刃口尺寸則是孔尺寸加上兩倍的間隙值。設(shè)計(jì)落料模具時(shí)，則應(yīng)使凹模刃口尺寸為成品尺寸，凸模則減去兩倍的間隙值。(3)沖壓件的修整 修整工序是利用修整模沿沖裁件的外緣或內(nèi)孔，切去一薄層金屬，以除去塌角、剪裂帶和毛刺等，從而提高沖裁件的尺寸精度和降低表面粗糙度。只有當(dāng)對(duì)沖裁件的質(zhì)量要求較高時(shí)，才需要增加修整工序。修整在專用的修整模上進(jìn)行，模具間隙約為0.006-0.01mm.。修整時(shí)單邊切除量約為0.050.2mm，修整后的切面粗糙度Ra值可達(dá)1.25-

10、0.63m尺寸精度可達(dá)IT6IT7。 1.3沖壓設(shè)備1.3.1沖壓設(shè)備的種類用來完成沖壓件各種沖壓工藝的機(jī)床通稱為沖壓設(shè)備和壓床。沖壓設(shè)備與其它加工設(shè)備相比有以下幾個(gè)特點(diǎn)：在沖壓生產(chǎn)中，制作的成形主要是由模具完成的，因此沖壓設(shè)備的工作運(yùn)動(dòng)僅為簡(jiǎn)單的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這樣機(jī)床的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)單，且制造容易、操作方便、并具有很大的萬能性；其次，沖壓設(shè)備工作部分有良好的導(dǎo)向，故所沖壓成的制作精度高、互換性較好；第三，沖壓設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)靈敏可靠和極規(guī)律的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因而易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)。沖壓設(shè)備種類很多，主要：1 機(jī)械壓力機(jī)類。包括曲軸壓力機(jī)、偏心壓力機(jī)、拉延壓力機(jī)、摩擦壓力機(jī)、粉末制品壓力機(jī)、模鍛壓

11、力機(jī)、擠壓用壓力機(jī)和專門化壓力機(jī)等。2 液壓機(jī)類。有鍛造液壓機(jī)、沖壓液壓機(jī)、一般用途液壓機(jī)、彎曲校正壓緊用液壓機(jī)、打包壓塊用液壓機(jī)和專門化液壓機(jī)。3 自動(dòng)鍛壓機(jī)。如板料自動(dòng)壓力機(jī)。4 彎曲校正機(jī)、校正彎曲機(jī)和板料凸緣折壓機(jī)等。1.3.2常用的沖壓設(shè)備1 曲柄壓力機(jī)曲柄壓力機(jī)是主要的沖壓設(shè)備。它能進(jìn)行沖裁、彎曲、拉延和擠壓等沖壓工藝。曲柄壓力機(jī)又有曲軸壓力機(jī)（閉式和開式）和偏心壓力機(jī)兩種。通用曲柄壓力機(jī)亦稱沖床，這種壓力機(jī)通常只有一個(gè)滑塊，根據(jù)其床身結(jié)構(gòu)的不同可分為開式?jīng)_床和閉式?jīng)_床。開式?jīng)_床的床身前面、左面和右面三個(gè)方向是敞開的，因此模具的安裝、調(diào)整和操作等都很方便。開式?jīng)_床噸位較小，大都在1

12、00噸壓力之下。 閉式?jīng)_床亦稱龍門沖床。這種沖床床身為龍門式，剛度大、精度高，一般噸位較大，屬于大、中型壓力機(jī)。2 摩擦壓力機(jī)摩擦壓力機(jī)是一種螺旋壓力機(jī)，通過螺桿相對(duì)于螺母旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)滑塊沿導(dǎo)軌作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。螺桿的旋轉(zhuǎn)力矩是靠飛輪與摩擦盤之間的摩擦力獲得。摩擦壓力機(jī)有單盤式、雙盤式、三盤式等集中，其中雙盤式壓力機(jī)應(yīng)用最廣泛。摩擦壓力機(jī)特點(diǎn)是：構(gòu)造簡(jiǎn)單，價(jià)格較便宜，滑塊的行程不固定，當(dāng)工作中超負(fù)荷時(shí)，僅僅只會(huì)引起飛輪與摩擦盤之間滑動(dòng)，而不至于折斷機(jī)件。摩擦壓力機(jī)既可進(jìn)行沖裁、彎曲校平壓力機(jī)等，這種沖壓工藝還可用來進(jìn)行鍛造工藝，如圖1.3.1所示。如熱模鍛和擠壓等。摩擦壓力機(jī)的缺點(diǎn)是：飛輪輪緣的磨耗

13、甚大；滑塊行程速度低，故生產(chǎn)效率高。圖1.3.1摩擦壓力機(jī)3 液壓機(jī)液壓機(jī)是進(jìn)行拉延、彎曲、成形和擠壓等工藝的重要設(shè)備，液壓機(jī)雖有多種規(guī)格，但其工作原理是一致的。液壓機(jī)的特點(diǎn)為：在全行程內(nèi)都能實(shí)現(xiàn)全壓和長(zhǎng)時(shí)間保壓；工作速度可調(diào)節(jié)，如空行程和回程時(shí)可快速，合模時(shí)慢速，既利于操作，又可提高生產(chǎn)效率；此外，還具有工作平穩(wěn)、撞擊和振動(dòng)輕、噪音小等優(yōu)點(diǎn)。第二章 冷沖模的變形原理2.1沖裁變形過程圖2-1-1所示,凸模4通過模柄固定在壓力機(jī)的滑塊5上,凹模2則固定在壓力機(jī)的工作臺(tái)1上。凸模與凹模組成上、下刃口，將板料3放在凸模與凹模中間。開動(dòng)壓力機(jī)時(shí)，凸模隨著滑塊向下運(yùn)動(dòng)，給板料施加壓力，并使板料發(fā)生彈、

14、塑性變形，最后凸模穿過板料進(jìn)入凹模，使其分離而產(chǎn)生沖裁工作。2.2沖裁變形原理整個(gè)沖裁變形分離過程大致分為三個(gè)階段。1 彈性變形階段當(dāng)凸模在滑塊帶動(dòng)下接觸板料以后，凸模開始對(duì)板料加壓，板料發(fā)生彈性壓縮產(chǎn)生彈性彎曲；凸模繼續(xù)下降，壓入板料，板料底面相應(yīng)部分材料略擠入凹模洞口內(nèi)，當(dāng)材料內(nèi)的應(yīng)力達(dá)到彈性極限時(shí)結(jié)束。在這一階段中，因材料內(nèi)部的應(yīng)力并沒有超過彈性極限，所以當(dāng)凸模卸載后，板料立即恢復(fù)原狀，此階段為彈性變形階段。2 塑性變形階段當(dāng)凸模繼續(xù)下降時(shí)，對(duì)板料的壓力增加，使板料內(nèi)的應(yīng)力超過了屈服極限，材料的壓縮和彎曲變形加劇，部分板料被擠入凹模洞口內(nèi)，產(chǎn)生塑剪變形，形成光亮的裁剪斷面。同時(shí)，因凸、凹

15、模之間存在間隙，故在塑剪變形的同時(shí)，還伴有材料的彎曲與拉伸變形。3 斷裂階段隨著凸模繼續(xù)下壓，材料在凸、凹模刃口處已形成的上、下裂紋將逐步擴(kuò)大，并向內(nèi)部發(fā)展，當(dāng)上、下裂紋重合時(shí)板料被拉斷分離，完成整個(gè)沖裁工作。由于拉斷的結(jié)果，斷面上形成一個(gè)粗糙的區(qū)域，此階段為斷裂階段。2.3冷沖模材料的選用2.3.1對(duì)冷沖模材料的要求模具類型不同，模具工作條件有差異，對(duì)模具材料的要求也不同。所以沖模材料的選擇應(yīng)遵循一定的原則：（1）模具的種類及其工作條件，選擇材料要滿足使用要求，應(yīng)具有較高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、耐沖擊、耐疲勞性等；（2）壓材料及沖壓件生產(chǎn)批量選用材料；（3）加工要求，應(yīng)具有良好的加工工藝性能，

16、便于切削加工，淬透性好、熱處理變形小；2.3.2冷沖模材料及熱處理要求沖壓模具所用材料主要有碳鋼、合金鋼、鑄鐵、鑄鋼、硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金以及鋅基合金、低熔點(diǎn)合金、環(huán)氧樹脂、聚氨酯橡膠等。沖壓模具中凸、凹模等工作零件所合金工具鋼、軸承鋼、高速工具鋼、基體鋼、硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金等模具零件加工。冷沖模具要求具有高的硬度和耐磨性、較高強(qiáng)度、足夠韌性和良好的工藝性。常用的制作冷作模具的合金工具鋼中有一部分為低合金工具鋼，如CrWMN、9CrWMN等。對(duì)于要求熱處理變形小的大型冷作模具采用高碳高鉻模具鋼（Cr12、Cr12MoV）。Cr12型鋼中主要的碳化物是（Cr、Fe）7C3。這些碳化物在高溫

17、加熱淬火時(shí)大量溶于奧氏體，增加鋼的淬透性。因此， 在本設(shè)計(jì)中陰模材料選用Cr12。常見熱處理方法有退火、調(diào)質(zhì)、淬火、回火、滲碳、氮化等。 根據(jù)零件及要求不同，熱處理工序安排也不同。第三章 電機(jī)轉(zhuǎn)子通風(fēng)槽板冷沖模的設(shè)計(jì)3.1 尺寸計(jì)算原則及凸、凹模的技術(shù)要求 1.尺寸計(jì)算原則沖裁工作中，沖裁件的尺寸精度主要取決于凸模和凹模工作部分的尺寸精度，合理的間隙值也是靠凸、凹模刃口尺寸來實(shí)現(xiàn)和保證的。因此，正確的確定凸、凹模刃口尺寸及公差，在設(shè)計(jì)和制造模具時(shí)是很重要的。生產(chǎn)實(shí)踐證明:由于凸、凹模之間存在著間隙，使落下的料或沖下的孔都帶有錐度，落料件的大小端尺寸等于或接近于凹模刃口的尺寸，沖孔件的小端尺寸等

18、于或接近于凸模刃口尺寸。在測(cè)量與使用中落料件是以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔孔徑是以小端尺寸為基礎(chǔ)。沖裁時(shí),凸模與凹模要與制件廢料發(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。由此在確定模具刃口尺寸及制造公差時(shí)，需遵循以下原則：1)落料時(shí),先確定凹模刃口尺寸。凹模刃口的基本尺寸取接近或等于零件的最小極限尺寸,以保證凹模磨損在一定范圍內(nèi),仍能沖出合格零件。凸模刃口的基本尺寸則按凹模刃口基本尺寸減小一個(gè)最小合理間隙來確定。2)沖孔時(shí)，先確定凸模刃口尺寸。凸模刃口的基本尺寸取接近或等于孔的最大極限尺寸，以保證凸模磨損在一定范圍內(nèi)，仍可使用，而凹模刃口的基本尺寸加上一個(gè)最小合理間隙值來確定。3)凸

19、模與、凹模刃口的制造公差，主要取決于沖裁件的精度和形狀。一般模具的制造精度比沖裁件的精度高23級(jí)，對(duì)于規(guī)則形狀的制件，模具可按IT67級(jí)精度取其公差。零件精度與模具制造精度的關(guān)系可以查表。2. 凸模、凹模的技術(shù)要求和加工特點(diǎn)沖裁屬于分離工序，沖裁模凸、凹模帶有鋒利刃口，凸、凹模之間的間隙較小，一般尺寸精度在IT6IT9，工作表面粗糙度在Ra=1.60.4m，熱處理后的硬度為5862HRC。 凸模的加工主要是外形加工，凹模的加工主要是孔（系）加工。 凹模型孔加工和直通式凸模加工常用線切割方法。3.2凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算根據(jù)3.1節(jié)闡述的尺寸計(jì)算原則，就可確定凸、凹模的刃口尺寸及公差。但由于模

20、具的加工和測(cè)量方法不同，在進(jìn)行具體計(jì)算和尺寸公差標(biāo)注時(shí)，其方法也不同，通常按下述方法進(jìn)行。1.凸模、凹模分開加工這種方法適用于圓形或形狀簡(jiǎn)單的沖裁件。采用這種方法時(shí)，要分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸與制造公差。同時(shí)，為保證一定的間隙，模具的制造公差必須滿足下列條件： 凸+凹 Zmax-Zmin或 凸=0.4（Zmax-Zmin） 凹=0.6（Zmax-Zmin）式中： 凸凸模制造公差 凹凹模制造公差Zmax最大合理間隙Zmin最小合理間隙2配作法 凸、凹模分開加工法，為了保證間隙在合理范圍內(nèi)，需要采用較小的凸、凹模制造公差才能滿足凸+凹 Zmax-Zmin的要求。模具制造公差小，造成模具制造困難，

21、成本提高，特別是單件小批生產(chǎn)時(shí)，采用這種方法更不經(jīng)濟(jì)。因此，生產(chǎn)時(shí)制造模具時(shí)，廣泛采用配合加工的方法。配作法就是先按設(shè)計(jì)尺寸制出一個(gè)基準(zhǔn)件（凸?；虬寄＃缓蟾鶕?jù)基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸再按最小合理間隙配制另一件。特點(diǎn)：模具的間隙由配制保證，工藝比較簡(jiǎn)單，不必校核的條件，并且還可放大基準(zhǔn)件的制造公差，使制造容易。（1）根據(jù)磨損后輪廓變化情況，正確判斷出模具刃口尺寸類型：磨損后變大，變小還是不變。（2）刃口制造偏差可按工件相應(yīng)部位公差值的1/4來選取。對(duì)于刃口尺寸磨損后無變化的制造偏差值可取工件相應(yīng)部位公差值的1/8并冠以（）。刃口尺寸：落料模：凹模作尺寸基準(zhǔn) 凸模D=凹模D-間隙Z 圖3.2.1 沖頭

22、沖孔模：凸模作尺寸基準(zhǔn) 凹模D=凸模D+間隙Z3. 沖頭刃口實(shí)例計(jì)算 本例的沖模為沖孔模,即以凸模（沖頭）為基準(zhǔn)。尺寸如圖3.2.1所示；由于沖頭越磨越小，所以尺寸要靠近它的最大極限尺寸。查公差表得:IT10=0.072故 D凹=11+0.072*3/4=11.05 凹=0.072*1/4=0.02 沖頭長(zhǎng)度l=槽長(zhǎng)56+倒角1+0.5=57.5;具體尺寸參看圖紙01-4沖頭。33 沖裁模合理間隙的確定3.3.1間隙的重要性沖裁間隙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。圖1-6（1）間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量的影響間隙是影響沖裁件質(zhì)量的主要因素。間隙過大過小都會(huì)使工件產(chǎn)生較大的

23、毛刺，從而影響工件的質(zhì)量。（2）間隙對(duì)沖裁力的影響隨間隙的增大沖裁力有一定程度的降低，但影響不是很大。間隙對(duì)卸料力、推件力的影響比較顯著。隨間隙增大，卸料力和推件力都將減小。（3）間隙對(duì)模具壽命的影響模具壽命分為刃磨壽命和模具總壽命。模具失效的原因一般有：磨損、變形、崩刃、折斷和漲裂。小間隙將使磨損增加，甚至使模具與材料之間產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象，并引起崩刃、凹模脹裂、小凸模折斷、凸凹模相互啃刃等異常損壞。所以，為了延長(zhǎng)模具壽命，在保證沖裁件質(zhì)量的前提下適當(dāng)采用較大的間隙值是十分必要的。圖3.3.13.3.2沖裁模間隙值的確定在沖壓實(shí)際生產(chǎn)中，主要根據(jù)沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度和模具壽命這三個(gè)因素綜合考慮

24、，給間隙規(guī)定一個(gè)范圍值?？紤]到在生產(chǎn)過程中的磨損使間隙變大，故設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)應(yīng)采用最小合理間隙 Zmin（1）理論確定法 如圖3.3.1所示：（2） 經(jīng)驗(yàn)確定法沖模間隙：沖裁模的上、下模刃口的錯(cuò)開量稱為間隙。一般雙邊間隙Z=(0.070.14)，為板厚，如果間隙過大，裂帶大，刺大；間隙過小，刺大，磨損大（3）配合間隙的確定：本設(shè)計(jì)所沖鋼板為1mm，由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)查表得，配合間隙Z取0.080.12較合適。3.4沖裁工藝力的計(jì)算沖裁力是沖裁過程中凸模對(duì)板料施加的壓力，它是隨凸模進(jìn)人材料的深度(凸模行程)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)模具的重要依據(jù)之一。1.沖裁力

25、的計(jì)算用普通平刃口模具沖裁時(shí)，其沖裁力F一般按下式計(jì)算： (3.4.1) 式中 F沖裁力； L沖裁周邊長(zhǎng)度； t材料厚度； b材料抗剪強(qiáng)度；K系數(shù)。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、刃口的磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等因素的影響而給出的修正系數(shù)。一般取K1.3。 為計(jì)算簡(jiǎn)便，也可按下式估算沖裁力： (3.4.2)式中材料的抗拉強(qiáng)度。(Mpa) L沖裁件周長(zhǎng)(mm) t材料厚度 (mm)2. 卸料力、推件力的計(jì)算由于沖裁時(shí)材料的彈性變形及摩擦的存在，當(dāng)沖裁工作結(jié)束時(shí)，沖裁的零件及廢料將發(fā)生彈性回復(fù)，使帶孔部分的板料將箍在凸模上，而沖下部分的材料則緊卡在凹模洞口中。為了繼續(xù)沖裁，

26、必須將箍在凸模上的料卸下，將卡在凹模內(nèi)的料推出。將緊箍在凸模上的料卸下所需的力稱為卸料力；將卡在凹模內(nèi)的料推出所需的力稱為推件力。在生產(chǎn)中都采用簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算： P卸=K卸.P沖 K卸可查表得 P推=nK推.P沖 K推可查表得 n同時(shí)卡在凹模洞口內(nèi)的件數(shù)，n=h/t,h為凹模刃口直壁高度（mm）,t為板料厚度（mm）。3、沖裁工藝力的計(jì)算如上所述，沖裁工藝力包括沖裁力、卸料力、推件力和頂件力。因此，在選擇壓力噸位時(shí)，需根據(jù)模具結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行計(jì)算沖裁工藝力。本節(jié)我們?cè)O(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)采用彈性卸料裝置和下出料方式，因此沖裁工藝力可采用下列公式來計(jì)算：P總= P沖+ P卸+P推根據(jù)沖裁工藝力選擇壓力

27、機(jī)時(shí)，一般應(yīng)使所選壓力機(jī)的噸位大于計(jì)算所得的值。已知： h=8mm t=1mm n=h/t=8/1=8 =470Mpa由上述公式得：沖裁力P沖 =（56*2+11）*1*470=57810 N 卸料力P卸 =0.05*57810=2890.5 N 查表得： K卸=0.05推件力P推 =8*0.055*57810=25436.4 N 查表得： K推=0.055沖裁工藝力P總= P沖+ P卸+P推=57810+2890.5+25436.4 N=86KN3.5閉合高度的計(jì)算由附圖得：閉合高度H= h1+ h2+ h3+ h4+ h5+ h6沖把墊板高度h1=20mm上墊板高度h2=5mm沖頭高度h3

28、=60mm陰模高度h4=20mm模座高度h5=33mm模座墊板高度h6=20mm 轉(zhuǎn)子通風(fēng)片的閉合高度H= h1+ h2+ h3+ h4+ h5+ h6=20+5+60+20+33+32=170mm第四章 總結(jié)與展望本文以冷沖模進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)，其過程根據(jù)模具設(shè)計(jì)工藝學(xué)及機(jī)械原理對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)子通風(fēng)槽板進(jìn)行分析計(jì)算，并根據(jù)其零件在電動(dòng)機(jī)中的位置及作用進(jìn)行選用材料以保證模具的使用壽命。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝分析設(shè)計(jì)后得出電機(jī)轉(zhuǎn)子通風(fēng)槽板各部分的零件圖、總裝圖。在設(shè)計(jì)中重點(diǎn)計(jì)算設(shè)備中的沖頭、陰模、卸料板、固定板等。 本模具為冷沖壓模具中最為簡(jiǎn)單的一種。沖壓產(chǎn)品朝著復(fù)雜化、多樣化、高性能、高質(zhì)量方向發(fā)展；沖壓模

29、具也正朝著復(fù)雜化、高效率、高精度、長(zhǎng)壽命方向發(fā)展；冷沖壓具有生產(chǎn)效率高、加工成本底，材料利用率高，產(chǎn)品尺寸精度穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動(dòng)化等一系列優(yōu)點(diǎn)，因而在模具行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。 模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。模具技術(shù)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展和質(zhì)量的提高，并獲得了極大的經(jīng)濟(jì)效益，經(jīng)過多年的建設(shè)和努力，我國的模具工業(yè)已初具規(guī)模，獲得了相當(dāng)?shù)某删?，到目前為止我國已?jīng)制定了模具技術(shù)國家標(biāo)準(zhǔn)50多項(xiàng)，近300個(gè)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)，目前，國內(nèi)已可制造具有自動(dòng)沖切、疊壓、鉚合、記數(shù)、分組和安全保護(hù)等功能的鐵芯精密自動(dòng)疊片多功能模具，生產(chǎn)的電機(jī)定轉(zhuǎn)子雙回轉(zhuǎn)疊片硬質(zhì)合金級(jí)進(jìn)模的步距精度

30、可達(dá)2微米，壽命達(dá)一億次以上。目前，我國模具工業(yè)產(chǎn)值約為300多億元人民幣，折合30多億美元并出口1.88億美元?？梢灶A(yù)言隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中地位將日益提高，并在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中發(fā)揮越來越重要的作用。 參考文獻(xiàn)1華玉培主編. 冷沖壓及模具設(shè)計(jì). 濟(jì)南:山東科學(xué)技術(shù)出版社 20012馬寶法主編. 沖模設(shè)計(jì). 吉林:吉林人民出版社 19763李碩本主編. 沖壓工藝學(xué). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社 19824王孝培主編. 沖壓設(shè)計(jì)資料. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社 19825喬世民主編. 機(jī)械制造基礎(chǔ). 北京:高等教育出版社 20026聞百橋主編. 機(jī)械制圖 . 北京:高等教育出版社

31、20027莫章金主編. Auto CAD2002工程繪圖.北京:高等教育出版社 2002 致 謝三年的大學(xué)時(shí)光轉(zhuǎn)眼間即將結(jié)束，在這個(gè)求學(xué)的生涯里，我要向所有關(guān)心我、幫助我、指導(dǎo)我、教授我知識(shí)的人表示深深的謝意。首先本論文是在楊雪青老師的精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。楊老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對(duì)我產(chǎn)生重要影響。她淵博的知識(shí)、開闊的視野和敏銳的思維以及她平易近人的作風(fēng)，使我在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，學(xué)會(huì)熟練運(yùn)用CAD繪圖軟件、計(jì)算機(jī)Microsoft Word軟件、了解了有關(guān)冷沖模的基本知識(shí)等。在其次，我還要特別感謝李業(yè)亮、蘧廣通等幾位同學(xué)，在本次設(shè)計(jì)中我們團(tuán)結(jié)協(xié)作、互相幫助，從而使我得以順利完成論文，在此我也向他們表示衷心的感謝。另外，我還要感謝我的公司，在此期間，領(lǐng)導(dǎo)們都善解人意、平易近人，為我提供電腦做畢業(yè)設(shè)計(jì)，并在公司處于百忙之中準(zhǔn)許我請(qǐng)假。他們的支持與幫助，都是我得以順利完成的前提。為此，我將用我的實(shí)際行動(dòng)來為公司創(chuàng)造更大的價(jià)值，謹(jǐn)此表示我深深的謝意?！昂人煌诰恕?，我將銘記大家對(duì)我的幫助。最后，再次向那些幫助過我的老師和同學(xué)表示