沖壓模具課程設(shè)計(jì)說明書倒裝復(fù)合沖裁模具的設(shè)計(jì)

1、 桂林電子科技大學(xué)實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)（論文）說明書 第26 頁 共 26頁摘 要沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的產(chǎn)品零件的一種壓力加工方法。沖壓工藝是指沖壓加工的具體方法（各種沖壓工序的總和）和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)；沖壓模具是指將板料加工成沖壓零件的特殊專用工具。隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。沖壓模具的設(shè)計(jì)充分利用了機(jī)械壓力機(jī)的

2、功用特點(diǎn)，對坯件進(jìn)行沖壓成形，生產(chǎn)效率提高，經(jīng)濟(jì)效益顯著。本次實(shí)訓(xùn)是設(shè)計(jì)落料沖孔倒裝復(fù)合模。對結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用的模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，對類似工件的大批量生產(chǎn)具有一定的參考作用。本文結(jié)合沖孔落料零件的結(jié)構(gòu)、工藝性來分析設(shè)計(jì)倒裝復(fù)合模具結(jié)構(gòu)、工藝性及工作原理，進(jìn)行必要的計(jì)算，確定基本的參數(shù)、設(shè)計(jì)主體結(jié)構(gòu)、排樣圖、工作零件、卸料裝置、導(dǎo)料裝置、安全裝置、畫裝配圖、零件圖、編制模具零件加工工藝規(guī)程等。通過本次倒裝復(fù)合沖裁模具的設(shè)計(jì)，掌握模具工藝設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法和步驟，掌握制造加工工藝的編制技術(shù)，學(xué)習(xí)應(yīng)用先進(jìn)的方法，完成此課題的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：沖壓；復(fù)合模；工藝性；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；abstractpunching

3、through the sheet metal molds to produce plastic deformation and was finished forming part of a method. stamping die widely used in metal products in all sectors, especially in industrial design and related aspects of peoples lives, in the automotive, instrumentation, military, household appliances

4、and other industrial and occupy an important position. in this paper, a simple electronic lock reduction in the film die design, mainly on the general stamping die design process. with international standards and accelerating the pace, the increasing market competition, people have become increasing

5、ly aware of product quality, cost and new product development capability of the importance. and die manufacturing is a whole chain of one of the most basic elements; mold manufacturing technology has now become the manufacturing sector of a countrys level of the important signs and to a large extent

6、 determines the survival of enterprises.stamping die design makes full use of the function of the characteristics of the mechanical press, at room temperature under the condition of the blank for stamping, production efficiency, and cost-effectiveness significantly. the research reset-stamping parts

7、 of the mold design, by blanking die design. the structure is simple and practical design of the mold, similar to parts of the mass production of certain references. this paper-reduction parts of the structure, to analyze the design process of reduction-die structure, process and principle of the ne

8、cessary calculations to determine the basic parameters, the main structure design, layout plans, the working parts, unloading device i. device, security installations, painting assembly, parts map, prepared mold parts processing technology, such as a point of order. this design is process design mas

9、ter mold and mold structural design methods and steps to control the manufacturing processing techniques, the conduct of electronic lock-reset the design, study and application of advanced methods, to complete this task the design.key words：punch；compound die；process; the design of structural;目 錄引言6

10、1 概述71.2 冷沖模分類 7 1.2.1 沖模設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作及內(nèi)容和步驟 71.2.2工藝方案的確定 81.3 模具結(jié)構(gòu)的選擇 92 沖壓件的工藝分析 92.1 零件的工藝分析 92.2 模具間、隙值的確定103 工藝方案的確定 113.1 落料沖孔復(fù)合模的排樣與搭邊的確定113.1.1 材料利用率113.1.2 排樣法113.1.3 搭邊123.1.4 條料寬度的確定124 沖裁力與壓力中心的計(jì)算154.1 沖裁力的計(jì)算154.2 卸料力、推件力與頂件力的計(jì)算154.3 確定模具壓力中心175 凸凹模刃口及結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算185.1 凸凹模刃口尺寸的計(jì)算185.2 落料凹模結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算21

11、6 模架及模柄的設(shè)計(jì) 226.1 模架226.2 上、下模座226.3 模柄的設(shè)計(jì)237 卸料、頂件、推件零件的設(shè)計(jì)237.1 卸料裝置238 模具閉合高度 249 壓力機(jī)的選取 2510 模具加工工藝規(guī)程的編制 2610.1 模具的試模2611 結(jié)論 26引言進(jìn)幾十年來，沖壓技術(shù)有了飛速的發(fā)展，它不僅表現(xiàn)在許多新工藝與新技術(shù)在生產(chǎn)的廣泛應(yīng)用上，如：旋壓成形、軟模具成形、高能率成形等，更重要的是人們對沖壓技術(shù)的認(rèn)識(shí)與掌握的程度有了質(zhì)的飛躍。現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)是一種大規(guī)模繼續(xù)作業(yè)的制造方式，由于高新技術(shù)的參與和介入，沖壓生產(chǎn)方式由初期的手工操作逐步進(jìn)化為集成制造（圖1-1）。生產(chǎn)過程逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自

12、動(dòng)化、并且正在向智能化、集成化的方向發(fā)展。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化沖壓作業(yè)，體現(xiàn)安全、高效、節(jié)材等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)是沖壓生產(chǎn)的發(fā)展方向。模具的標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn)，已得到模具行業(yè)和廣泛重視。因?yàn)闆_模屬單件小批量生產(chǎn)，沖模零件既具的一定的復(fù)雜性和精密性，又具有一定的結(jié)構(gòu)典型性。因此，只有實(shí)現(xiàn)了沖模的標(biāo)準(zhǔn)化，才能使沖模和沖模零件的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)專業(yè)化、商品化，從而降低模具的成本，提高模具的質(zhì)量和縮短制造周期。目前，國外先進(jìn)工業(yè)國家模具標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)程度已達(dá)70%80%，模具廠只需設(shè)計(jì)制造工作零件，大部分模具零件均從標(biāo)準(zhǔn)件廠購買，使生產(chǎn)率大幅度提高。模具制造廠專業(yè)化程度越不定期越高，分工越來越細(xì)，如目前有模架廠、頂桿廠、熱處理廠等

13、，甚至某些模具廠僅專業(yè)化制造某類產(chǎn)品的沖裁?；驈澢?，這樣更有利于制造水平的提高和制造周期的縮短。我國沖模標(biāo)準(zhǔn)化與專業(yè)化生產(chǎn)近年來也有較大發(fā)展，除反映在標(biāo)準(zhǔn)件專業(yè)化生產(chǎn)廠家有較多增加外，標(biāo)準(zhǔn)件品種也有擴(kuò)展，精度亦有提高。但總體情況還滿足不了模具工業(yè)發(fā)展的要求，主要體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化程度還不高（一般在40%以下），標(biāo)準(zhǔn)件的品種和規(guī)格較少，大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)件廠家未形成規(guī)?；a(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量也還存在較多問題。另外，標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)的銷售、供貨、服務(wù)等都還有待于進(jìn)一步提高。1 概述 沖壓成形作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，用以生產(chǎn)各種板料零件,具有很多獨(dú)特的優(yōu)勢，其成形件具有自重輕、剛度大、強(qiáng)度高、互換性好、成本

14、低、生產(chǎn)過程便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，是一種其它加工方法所不能相比和不可替代的先進(jìn)制造技術(shù)，在制造業(yè)中具有很強(qiáng)的競爭力，被廣泛應(yīng)用于汽車、能源、機(jī)械、信息、航空航天、國防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中。在吸收了力學(xué)、數(shù)學(xué)、金屬材料學(xué)、機(jī)械科學(xué)以及控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)等方面的知識(shí)后，已經(jīng)形成了沖壓學(xué)科的成形基本理論。以沖壓產(chǎn)品為龍頭，以模具為中心，結(jié)合現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，在產(chǎn)品的巨大市場需求刺激和推動(dòng)下，沖壓成形技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化和提高人民生活水平方?jīng)_壓成形作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，用以生產(chǎn)各種板料零件,具有很多獨(dú)特的優(yōu)勢，其成形件具有自重輕、剛度大、強(qiáng)度高、互換性好、

15、成本低、生產(chǎn)過程便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，是一種其它加工方法所不能相比和不可替代的先進(jìn)制造技術(shù)，在制造業(yè)中具有很強(qiáng)的競爭力，被廣泛應(yīng)用于汽車、能源、機(jī)械、信息、航空航天、國防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中。在吸收了力學(xué)、數(shù)學(xué)、金屬材料學(xué)、機(jī)械科學(xué)以及控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)等方面的知識(shí)后，已經(jīng)形成了沖壓學(xué)科的成形基本理論。以沖壓產(chǎn)品為龍頭，以模具為中心，結(jié)合現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，在產(chǎn)品的巨大市場需求刺激和推動(dòng)下，沖壓成形技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化和提高人民生活水平方面發(fā)揮著越來越重要的作用。1.1 冷沖的有關(guān)概念沖壓加工是利用安裝在壓力機(jī)上的模具，對放置在模具內(nèi)的板料施加變形力，使板料在模具內(nèi)

16、產(chǎn)生變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技術(shù)。1.2 冷沖模分類沖模按沖壓工藝性質(zhì)分有：切斷模、落料模、壓彎模、復(fù)合模、級進(jìn)模等。按模具的導(dǎo)向方式分有：導(dǎo)柱模、導(dǎo)板模、導(dǎo)筒模和無導(dǎo)向模等。按機(jī)械化程度分有：手工操作模、半自動(dòng)模、自動(dòng)化模等。按沖模材料分有：鋼模、硬質(zhì)合金模、鑄鐵模、低熔點(diǎn)合金模、聚氨酯橡膠模等。1.2.1 沖模設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作及內(nèi)容和步驟 （1）沖壓件的圖樣和技術(shù)條件。如果只有樣件而沒有圖樣，可將樣件進(jìn)行測繪，但需要經(jīng)過有關(guān)人員確認(rèn)后，才可作為模具設(shè)計(jì)的依據(jù)。 （2）沖壓工藝。有時(shí)，沖壓工藝由模具設(shè)計(jì)人員來制訂，但必須了解生產(chǎn)的批量和可供選用的壓力機(jī)型號(hào)。 （3）壓

17、力機(jī)的技術(shù)參數(shù)。主要是與模具安裝及工作有關(guān)的技術(shù)參數(shù)。 （4）有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。如：原材料標(biāo)準(zhǔn)、模具標(biāo)準(zhǔn)件等。 （5）沖模設(shè)計(jì)資料和模具結(jié)構(gòu)圖等。 （6）分析沖壓件的工藝性。根據(jù)沖壓件圖，分析其形狀特點(diǎn)、尺寸大小、精度要求及所用的材料是否符合沖壓工藝要求。良好的沖壓工藝性質(zhì)保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、工藝數(shù)目少、材料消耗少、模具結(jié)構(gòu)簡單操作安全和方便。 （7）確定工藝方案。對于一個(gè)沖壓件，其沖壓工藝方案（包括工序性質(zhì)、工序數(shù)目、工序順序及組合方式）可能有幾個(gè)，應(yīng)從質(zhì)量、效果、成本和安全等方面進(jìn)行分析和比較，然后確認(rèn)一個(gè)最適合于所給生產(chǎn)條件的最佳方案。在制定工藝方案時(shí)，有的需要進(jìn)行必要的工藝計(jì)算，以確定毛坯形

18、狀和尺寸，以及工序間尺寸等。 （8）選擇沖模的類型和結(jié)構(gòu)形式。 （9）計(jì)算各工序壓力，確定其壓力中心。 （10）確定壓力機(jī)型號(hào)和模具安裝尺寸。 （11）畫出排樣圖和工序件圖。 （12）繪制沖?？倛D（下平面圖、上平面圖和剖面圖等） （13）設(shè)計(jì)評審。通常，對于較復(fù)雜的模具，需組織有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員、工藝人員、沖壓工和模具維修鉗工等，對模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行評審，并提出改進(jìn)意見。 （14）根據(jù)評審意見修改沖?？倛D。 （15）繪制沖壓零件圖。（17） 零件圖標(biāo)注尺寸、公差及技術(shù)條件，必要的強(qiáng)度核算。 （17）總圖標(biāo)注技術(shù)條件及注意事項(xiàng)。1.2.2 工藝方案的確定工藝方案的內(nèi)容包括：確定工序性質(zhì)、工序數(shù)目和順序；

19、確定合理的排樣和工序間尺寸；用單工序還是復(fù)合?；蜻B續(xù)模；是手工操作還是半自動(dòng)或自動(dòng)化模等。為了確定工序數(shù)量，有時(shí)需要進(jìn)行仔細(xì)的計(jì)算，如毛坯展開尺寸，工序尺寸，材料消耗等。為了更好的確定工藝方案，往往需要有幾個(gè)不同的工藝方案來進(jìn)行分析和比較，最好選擇一個(gè)最合理的工藝方案。 在選擇工藝方案時(shí)，必須考慮如下因素： （1）實(shí)際生產(chǎn)的綱領(lǐng)。 （2）所需要沖壓件的形狀、尺寸、精度要求和材料性能等。 （3）現(xiàn)有的設(shè)備條件和實(shí)際生產(chǎn)技術(shù)水平。 （4）模具設(shè)計(jì)、制造和維修的技術(shù)水平以及能力。（5） 生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。通常情況下，在大批量生產(chǎn)時(shí)，為了達(dá)到高質(zhì)量、高效率和低材料消耗的目的，采用高效率的壓力機(jī)和復(fù)雜、高效

20、率的嗎，毛坯和產(chǎn)品的送進(jìn)和取出采用自動(dòng)化或機(jī)械化裝置；在成批生產(chǎn)時(shí)，多采用單動(dòng)式壓力機(jī)和較簡單的模具來生產(chǎn)，毛坯和產(chǎn)品的送、取多采用手工或機(jī)械作業(yè)；在小批量生產(chǎn)時(shí)，為了降低成本，多采用簡易模具或組合模具、通用模具來生產(chǎn)，同時(shí)還應(yīng)容許對零件進(jìn)行機(jī)械和手工精加工。1.3 模具結(jié)構(gòu)的選擇 （1）模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前應(yīng)該確認(rèn)的事項(xiàng)1）所要沖壓件的工藝性。沖壓件的形狀、尺寸、精度和所用的材料，都應(yīng)適合沖壓工藝要求。2）沖壓工藝方案的合理性。合理的工藝方案，應(yīng)能保證產(chǎn)品（沖壓件）質(zhì)量，同時(shí)又適合于所給出的生產(chǎn)條件。（2）模具結(jié)構(gòu)選擇的主要內(nèi)容1）模具的類型。2）凸、凹模的結(jié)構(gòu)類型、固定方式和鑲拼方式等。3）毛坯

21、的送進(jìn)、導(dǎo)向以及定位形式。4）毛坯和零件的壓料、卸料形式。5）零件的取出和廢料的排除方式。6）彈性元件的種類和型式。7）模具模架及導(dǎo)向型式。8）模具起重型式。9）模具安裝到壓力機(jī)的定位與夾緊型式。（3）在選擇模具結(jié)構(gòu)時(shí)，需要考慮的主要因素1）沖壓件的形狀、大小和精度以及粗糙度要求。2）沖壓過程的工藝性。3）生產(chǎn)批量的大小。4）所使用的壓力機(jī)型號(hào)和性能。5）上料和出件的方式。6）操作是否方便和安全性能。7）模具制造的成本和周期以及模具維修技術(shù)。8）生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。2 沖壓件的工藝分析2.1 零件的工藝分析 圖2-1上圖所示為機(jī)械零件的墊片，材料q235，厚度，該零件小，外形簡單、對稱。材料的抗剪強(qiáng)

22、度為304-373mp。根據(jù)工件厚度和材料，該沖裁件精度為it14級，模具精度為it7級。查表1-1得剪斷面的表面粗糙度ra=6.3m。表1-1 一般沖裁件剪斷面的表面粗糙度材料厚度/ 112233445表面粗糙度ra/m3.26.312.525502.2 模具間、隙值的確定 凸、凹模間隙對沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度、模具壽命以及沖裁力、卸料力、推件力等有較大影響，所以必須選擇合理的間隙。 對于薄料，間隙很小，如板料厚度0.20.3mm，則可以認(rèn)為式無間隙模具。故沖裁的工藝性很差，對模具的精度要求比較高。如下圖所示（圖2.1.6） 3 工藝方案的確定3.1 落料沖孔復(fù)合模的排樣與搭邊的確定沖壓件

23、在條料或板料上的布置方法稱為排樣。排樣的原則和普通沖裁相同。如果制件不要求材料的軋制方向，則排樣的目的是在保證工藝過程需要和確保工件剪切面質(zhì)量的前提下使廢料最少。此外，對于外形兩側(cè)剪切面質(zhì)量要求有差異的制件，排樣時(shí)應(yīng)將要求高的一側(cè)放在進(jìn)料方向，以便沖裁時(shí)搭邊量充分。3.1.1 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利用率，它是衡量合理利用材料的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。一個(gè)步距內(nèi)材料利用率可用下式表示：=s/(ab) 100% s工件的實(shí)際面積；s0所用材料面積，包括工件面積與廢料面積；a 步距（相鄰兩個(gè)制件對應(yīng)點(diǎn)的距離）；此設(shè)計(jì)中定位14.5；b 條料寬度；此設(shè)計(jì)中定位65； =25.

24、717114+3.141022-3.14（4.25）22-57.04/(6514.5) 100% =86.7%3.1.2 排樣法 根據(jù)材料經(jīng)濟(jì)利用程度，排樣法可分為有廢料、少廢料和無廢料排樣三種。根據(jù)零件在條料上的布置形式，排樣又可分為直排、斜排、對排、混合排、多排等多種。從工件上看，有廢料排樣法是沿零件的全部周邊輪廓沖裁，在連件之間以及零件與條料側(cè)邊之間，都有工藝余料存在。因材料上留有搭邊，所以零件質(zhì)量和模具壽命較高。3.1.3 搭邊排樣時(shí)沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間留下的工藝廢料叫搭邊。搭邊有兩個(gè)作用：一是補(bǔ)償了定位誤差和剪板誤差，確保沖出合格零件；二是可以增加條料剛度，方便條料送進(jìn)

25、，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 圖2-1搭邊寬度對沖裁過程及沖裁件質(zhì)量有很大的影響，搭邊過大，材料利用率低；搭邊過小時(shí)，搭邊的強(qiáng)度和剛度不夠，在沖裁中將被拉斷，有時(shí)甚至單邊拉入磨具間隙，造成沖裁力不均，損壞模具刃口。因此搭邊值的設(shè)置應(yīng)當(dāng)合理，其數(shù)值目前由經(jīng)驗(yàn)確定。一般來說，硬材料的搭邊值可小些，軟材料、脆材料的搭邊值要大一些；用手工送料、有側(cè)壓裝置的搭邊值可以小些。搭邊值的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以查有關(guān)設(shè)計(jì)手冊。本排樣中兩工件間的搭邊 a=2; 工件與邊緣的搭邊 a1=2.5；3.1.4 條料寬度的確定在排樣方案和搭邊值確定之后，就可以確定條料的寬度和導(dǎo)料板之間的距離。這里采用有側(cè)壓裝置的模具（如圖2-2），應(yīng)考慮到

26、在送料過程中因條料的擺動(dòng)而使側(cè)面搭邊減少。為了補(bǔ)償側(cè)面搭邊的減少，條料寬度應(yīng)增加一個(gè)條料可能的擺動(dòng)量，見表2-1表；表2-1給出的是鋼（）搭邊值。對于其他材料，應(yīng)將表2-1中數(shù)值乘以下列系數(shù)： 鋼（） 鋼（） 硬黃銅 硬鋁軟黃銅、純銅 表2-1給出的是鋼（）搭邊值。對于其他材料，應(yīng)將表2-1中數(shù)值乘以下列系數(shù)： 鋼（） 鋼（） 硬黃銅 硬鋁軟黃銅、純銅 鋁 非金屬材料 表2-1 最小工藝搭邊（單行排列） （單位為）材 料厚 度圓件及2的圓角矩形件邊長50毫米矩形件邊長50毫米或圓角2工件間沿邊工件間沿邊工件間沿邊 0.25以下0.250.50.50.80.81.21.21.61.62.02.0

27、2.52.53.03.03.53.54.04.05.05.0121.81.21.00.81.01.21.51.82.22.53.00.62.01.51.21.01.21.51.82.22.52.83.50.72.21.81.51.21.51.82.02.22.52.53.50.72.52.01.81.51.82.52.22.52.83.24.00.82.82.21.81.51.82.02.22.52.83.24.00.83.02.52.01.82.02.22.52.83.23.54.50.9表2-2 條料寬度偏差 （單位為）條料寬度材 料 厚 度 11223355050100100150150

28、220220300-0.4-0.5-0.6-0.7-0.8-0.5-0.6-0.7-0.8-0.9-0.7-0.8-0.9-1.0-1.1-0.9-1.0-1.1-1.2-1.3圖2-2 有側(cè)壓沖裁 表2-3 送料最小間隙 （單位為）向方向 條料寬度材料厚度無側(cè)壓裝置有側(cè)壓裝置100以下100200200300100以下100以上0.50.51122334450.50.50.50.50.50.50.50.511111111115555558888884 沖裁力與壓力中心的計(jì)算4.1 沖裁力的計(jì)算 計(jì)算沖裁力是為了選擇合適的壓力機(jī)，設(shè)計(jì)模具和檢驗(yàn)?zāi)＞叩膹?qiáng)度，壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，以

29、適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力f p一般可以按下式計(jì)算：fp=kptl 式中 材料抗剪強(qiáng)度，見附表（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(dòng)（數(shù)值的變化或分布不均），潤滑情況，材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因數(shù)而設(shè)置的安全系數(shù)kp，一般取1.3。當(dāng)查不到抗剪強(qiáng)度r時(shí)，可以用抗拉強(qiáng)度b代替，而取kp=1的近似計(jì)算法計(jì)算。根據(jù)常用金屬?zèng)_壓材料的力學(xué)性能查出q235的抗剪強(qiáng)度為304373(mpa)，取=304(mpa)4.2 卸料力、推件力與頂件力的計(jì)算由于沖裁模具采用彈壓卸料裝置和自然落料方式。總的沖裁力包括f總沖壓力

30、。 fp總沖裁力。 fq卸料力fq1推料力。fq2頂件力根據(jù)常用金屬?zèng)_壓材料的力學(xué)性能查出q235的抗剪強(qiáng)度為304373(mpa)總沖裁力：fp=f1+f2 f1落料時(shí)的沖裁力。 f2沖孔時(shí)的沖裁力.落料時(shí)的周邊長度為：l1=146.082（mm） 根據(jù)公式 f1=kptl =1.32146.082304 =115463.2128(n)沖孔時(shí)的周邊長度為：l2=53.407（mm） f2= kptl =1.3253.407304 =42212.8928(n)總沖裁力：fp=f1+f2=41.040+15.84=56.88(kn)表65 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)對于表中的數(shù)據(jù)，后的材料取小直

31、，薄材料取值。卸料力fq的計(jì)算 fq=kx fp k卸料力系數(shù)。查表得k0.0250.08，取k0.05 根據(jù)公式 fq=k fp 0.05115463.2128 5773.16064(kn)推料力fq1的計(jì)算 fq1=nktfp kt推件力系數(shù)。 查表得kt0.030.07, 取kt=0.05 根據(jù)公式 fq1=nktfp =30.0542212.8928 =6331.93392（n）式中 n卡在下模洞口內(nèi)的工件數(shù)，n=h/t，h為直刃口部分的高（mm），取h=6mm，t為材料高度（mm），即n=3；計(jì)算沖壓力總和：沖裁時(shí)，總沖裁力為沖裁力和與沖裁力同時(shí)發(fā)生的卸料力、推件力或頂件力之和。模具

32、結(jié)構(gòu)不同，總沖壓力所包含的力的成分有所不同，具體可分以下情況計(jì)算。采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖模時(shí) f總= f +fx+ ft采用彈性卸料裝置和上出料方式的沖模時(shí)f總=f + fx+ fd由于此沖裁件采用彈性卸料裝置和下出料方式，所以其總沖壓力的計(jì)算是采用彈性卸料裝置和下出料方式，則：f總= fp + fq + fq1 =169781.2（n）；4.3 確定模具壓力中心模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。否則，沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分不正常磨損，還會(huì)使合理間隙得不到保證，從而影響制

33、件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。在實(shí)際生產(chǎn)中，可能會(huì)出現(xiàn)由于沖件的形狀特殊或排樣特殊。從模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造考慮不宜使壓力中心與模柄中心線相重合的情況，這時(shí)應(yīng)該注意使壓力中心的偏離不致超出所選用壓力機(jī)允許的范圍。（1）簡單幾何圖形壓力中心的位置對稱沖件的壓力中心，位于沖件輪廓圖形的幾何中心上。沖直線段時(shí)，其壓力中心位于直線段的中心。（2）復(fù)雜形狀零件模具壓力中心的確定 選定坐標(biāo)軸x和y。將組成圖形的輪廓線劃分為若干簡單的線段，求出各線段長度l1、l2、l3、ln確定各線段的重心位置x1、x2、x3、xn，y1、y2、y3、yn；然后按公式算出壓力中心的坐標(biāo)(x0、y0)。（3）本零件壓力中心的

34、確定 （圖1-7）圖4-3 由于本零件的圖形為簡單的對稱集合圖形，因此壓力中心在零件的幾何中心如圖中o點(diǎn)所示位置。5 凸凹模刃口及結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算5.1 凸凹模刃口尺寸的計(jì)算凸、凹模的合理間隙值也要靠刃口尺寸及其公差保證。因此，在沖裁模設(shè)計(jì)中，正確確定與計(jì)算凸、凹模刃口尺寸及其公差是極為重要的。（1）刃口尺寸計(jì)算原則確定和計(jì)算凸、凹模刃口尺寸及其公差必須遵循以下原則：根據(jù)沖孔和落料的特點(diǎn)。落料件的尺寸決定于凹模尺寸，故落料模以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，先確定凹模的刃口尺寸，再按間隙值確定凸模的刃口尺寸；沖孔時(shí)孔徑的尺寸決定于凸模尺寸，故沖孔模以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，先確定凸模的刃口尺寸，再按間隙值確定凹模的刃口

35、尺寸。考慮凸、凹模的磨損。凸、凹模在沖裁過程中有磨損，凸模刃口尺寸磨損使沖孔尺寸減小，凹模刃口尺寸磨損則使落料尺寸增大。為了保證沖裁件的尺寸精度要求，并盡可能提高模具的使用壽命，設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹模刃口的基本尺寸應(yīng)取落料件尺寸公差范圍內(nèi)的較小尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸模刃口的基本尺寸應(yīng)取工件孔尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸。這樣就能保證凸、凹模磨損到一定程度后仍能沖裁出合格的工件。不論落料還是沖孔，凸、凹模間隙都應(yīng)取用合理間隙范圍內(nèi)的最小值。刃口制造精度與工件精度的關(guān)系。凸、凹模刃口尺寸精度的選擇應(yīng)以能保證工件的精度要求為準(zhǔn)，保證合理的凸、凹模間隙值，保證模具的一定使用壽命。一般情況下，可按工件公差的1/

36、31/4選取。對于圓形凸、凹模，由于制造容易，精度易保證，制造公差可按it6it7級選取。（2）刃口尺寸計(jì)算方法凸模與凹模分別加工凸、凹模分別加工是指凸模與凹模分別按各自圖樣上標(biāo)注的尺寸公差進(jìn)行加工，沖裁間隙由凸、凹模刃口尺寸及公差保證。這種方法要求分別計(jì)算出凸模和凹模的刃口尺寸及公差，并標(biāo)注在凸、凹模設(shè)計(jì)圖樣上。其優(yōu)點(diǎn)是凸、凹模具有互換性，便于成批制造。但受沖裁間隙的限制，要求凸、凹模的制造公差較小，主要適用于簡單規(guī)則形狀（圓形、方形及矩形等）刃口的制造。凸模與凹模配合加工配合加工就是先按設(shè)計(jì)尺寸制造一個(gè)基準(zhǔn)件，根據(jù)基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸，按要求的間隙值配制另一件。落料時(shí)應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，根據(jù)凹模

37、的實(shí)際尺寸按最小合理間隙配制凸模。沖孔時(shí)應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件配制凹模。這種加工方法容易保證很小的間隙值。制造時(shí)可以放大基準(zhǔn)件的公差，工藝比較簡單，制造容易。對于形狀復(fù)雜、尺寸較多的沖裁件，應(yīng)根據(jù)凸、凹模磨損后尺寸的變化規(guī)律進(jìn)行具體分析，分別計(jì)算。（3）落料部分以落料凹模為基準(zhǔn)計(jì)算 ,落料凸模按間隙值配制；沖孔部分以沖孔凸模為基準(zhǔn)計(jì)算,沖孔凹模按間隙值配制。既以落料凹模、沖孔凸模為基準(zhǔn)，凸凹模按間隙值配制。 選擇模具刃口尺寸制造公差時(shí)，要考慮工件精度與模具精度的關(guān)系，即要保證工件的精度要求，又要保證又合理的間隙值。一般沖模精度較工件精度等級高23級。若零件沒有標(biāo)注公差，則對于非圓形件按國家標(biāo)準(zhǔn)非配合

38、尺寸的it14級精度來處理，即：落料件正公差為零，只標(biāo)注負(fù)公差；沖孔件負(fù)公差為零，只標(biāo)注正公差。采用凸模和凹模配合加工法計(jì)算落料凸凹模刃口尺寸，以凹模為基準(zhǔn)計(jì)算，凸模按間隙配制。采用配合加工只須在基準(zhǔn)件工作圖上標(biāo)注尺寸和制造公差，另一件配模工作圖只須標(biāo)注有關(guān)的基本尺寸，并注明配制應(yīng)留的間隙值，這種加工方法容易保證很小的間隙值。制造時(shí)可以放大基準(zhǔn)件的公差，p與d不再受間隙值的限制，工藝比較簡單，制造容易，目前在工廠中得到廣泛應(yīng)用。由以上數(shù)據(jù)，查清華大學(xué)出版社沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)教材，根據(jù)材料板厚度及公差p57可查表2.5得：zmin=0.38mm zmax=0.42mm 。刃口尺寸計(jì)算如下：由以上

39、數(shù)據(jù)，查清華大學(xué)出版社沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)教材，根據(jù)材料板厚度及公差p57可查表2.5得：zmin=0.38mm zmax=0.42mm 。刃口尺寸計(jì)算如下：由圖1-7可知，該零件屬于無特殊要求的一般沖裁件，外形尺寸20、25.7171、14由落料獲得，8.5由沖孔獲得。查表得zmin=0.246 zmax=0.360 則zmin- zman=0.36-0.246=0.114mm400.15可知公差等級在it12-it13之間，所以x=0.75，其余未注公差的尺寸屬于自由尺寸，可按it14級確定工件的公差。取公差等級為it14級時(shí)，x=0.5。零件的形尺寸：200-0.52、25.71710-0

40、.52、140-0.43、零件的內(nèi)孔尺寸：8.50+0.36孔間距：400.15該模具的凸凹模分別按it6和it7級加工制造，則沖孔：dt= （dmin+x）0-t=（8.5+0.50.36）0-t=8.680-0.0456mmt0.4(zmax-zmin) a0.6(z max-zmin)da=(dt+ zmin)0+a=(8.68+0.246)0+0.0684=8.9260+0.0684校核：t+azmax-zmin zmax=0.36 zmin =0.246 0.0456+0.06840.114 0.114=0.114（滿足間隙公差條件）孔距尺寸：ld=l(1/8) = (400.125

41、20.15)=(400.0375)mm落料：200-0.52：da=(dmax-x) 0+a=（20-0.50.52）0+0.0684=19.74）0+0.0684dt=( da-zmin) 0-t=（19.74-0.246）0-0.0456=19.4940-0.045625.71710-0.52：da=(dmax-x) 0+a=（25.7171-0.50.52）0+0.0684=25.45710+0.0684dt=( da-zmin) 0-t=（25.4571-0.246）0-0.0456=25.21110-0.0456140-0.43：da=(dmax-x) 0+a=（14-0.50.43

42、）0+0.0684=13.7850+0.0684dt=( da-zmin) 0-t=（13.785-0.246）0-0.0456=13.5390-0.0456如圖1-8、1-9所示： 圖5-1-1 圖5-1-25.2 落料凹模結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 凹模設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的事項(xiàng)是關(guān)于凹模強(qiáng)度、制造方法及其加工精度等。特別是凹?？椎某叽?，在實(shí)用上是和制件尺寸一起來考慮的。它關(guān)系到制件質(zhì)量的好壞，因此對其加工表面質(zhì)量亦必須予以充分的考慮。凹模的厚度和外形尺寸，對于其承受的沖裁力，必須具有不引起破損和變形的足夠強(qiáng)度。沖裁時(shí)，凹模承受沖裁力和水平方向的作用，由于凹模的結(jié)構(gòu)形式不一，受力狀態(tài)又比較復(fù)雜，特別是對于復(fù)雜形狀

43、的沖件，其凹模的強(qiáng)度計(jì)算就相當(dāng)?shù)膹?fù)雜。因而，在目前一般的生產(chǎn)實(shí)際情況下，通常都是根據(jù)沖裁件的輪廓尺寸和板料厚度、沖裁力的大小等來進(jìn)行概略的估算及經(jīng)驗(yàn)修正。結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算如下：凹模厚度：h=kb(15mm) 式中：k系數(shù)，查書沖壓工藝與沖模設(shè)計(jì)p78表3-15得k=0.3； b沖裁件最大外形尺寸，mm。代入數(shù)值，計(jì)算得： h=0.360=18mm （b=60為落料件的最大外形尺寸）凹模邊壁厚：c=（1.52）18 (2736mm) 代入數(shù)值，計(jì)算得： c=（1.52）18=2736mm 取30mm凹模板邊長：lb+2c =60+2c=60+60 =120mm凹模寬度=20+2c=20+230=80

44、mm因此凹模的輪廓尺寸：120mm80mm18mm6 模架及模柄的設(shè)計(jì)6.1 模架模架包括上模座、下模座、導(dǎo)柱和導(dǎo)套。沖壓模具的全部零件都安裝在模架上。為了縮短模具制造周期，降低成本，我國已制定出模架標(biāo)準(zhǔn)，并有商品模架出售。根據(jù)模架導(dǎo)向用的導(dǎo)柱和導(dǎo)套間的配合性質(zhì)分為滑動(dòng)導(dǎo)向模架和滾動(dòng)導(dǎo)向模架兩大類。這里選用中間導(dǎo)柱式模架結(jié)構(gòu)。6.2 上、下模座上、下模座的作用是直接或間接地安裝沖模的所有零件，分別與壓力機(jī)滑塊和工作臺(tái)并傳遞壓力。因此，必須十分重視上、下模座的強(qiáng)度和剛度。根據(jù)所選用的壓力機(jī)及模具的結(jié)構(gòu)尺寸等，自行設(shè)計(jì)模座，材料用45號(hào)鋼。其尺寸盡量參考標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)幾何參數(shù)，如矩形模座的長度應(yīng)比凹模

45、板長度長4070，其寬度可以略大于或等于凹模板的寬度。模座的厚度可參照標(biāo)準(zhǔn)模座確定，一般為凹模板厚度的1.01.5倍，以保證有足夠的強(qiáng)度和剛度。綜合各種因素，設(shè)計(jì)上模座為41026080，下模座為410260100。導(dǎo)柱、導(dǎo)套仍選用標(biāo)準(zhǔn)件。6.3 模柄的設(shè)計(jì)中、小型模具一般是通過模柄將上模固定在壓力機(jī)滑塊上。這套模具的模柄采用凸緣模柄。上模座的沉孔與凸緣為配合，并用4個(gè)內(nèi)六角螺釘進(jìn)行固定。這種模柄的優(yōu)點(diǎn)在于凸緣的厚度一般不到模座厚度的一半，凸緣模柄以下的模座部分仍然可以加工出形孔，以便容納推件裝置的推板。從標(biāo)準(zhǔn)aco026-94中選取60的模柄，材料用45號(hào)鋼，凸緣部分直徑=60，模柄底部與上

46、模座沉孔相配合部分的直徑為=110，4個(gè)內(nèi)六角螺釘均勻分布在=85的圓周上，高度=75，與推桿配合的中心孔的直徑為17。7 卸料、頂件、推件零件的設(shè)計(jì)卸料、推件和頂件裝置的作用是當(dāng)沖模完成一次沖壓后，把沖件或廢料從模具工作零件上卸下來，以便沖壓工作繼續(xù)進(jìn)行。通常，卸料是指把沖件或廢料從凸模上卸下來；推件和頂件一般指把沖件或廢料從凹模中卸出來。7.1 卸料裝置根據(jù)沖裁件的精度要求和板料厚度，這套卸料裝置使用彈壓卸料裝置，彈壓卸料裝置的基本零件有卸料板、彈性元件（彈簧）和卸料板螺釘。查表8-1得卸料板與凸模之間的間隙為=0.15。另外，這副模具的卸料板還兼作凸凹模的護(hù)套，因此，它與外形應(yīng)采用的間隙

47、配合，若與凸凹模外形配合取最小間隙（單面）為0.03，最大間隙為0.07，便與落料凹模尺寸一致，就可以與凹模一起割出，或者同一輸入方程二次割出。有時(shí)要求間隙大于凸凹模之間的間隙時(shí)，可以用換置較粗鉬絲的方法，用同凹模一樣輸入方程來割出卸料板，在卸料板零件圖上只要注明間隙要求就可以了。表10-1 彈壓卸料板孔與凸模之間的間隙 （單位為）材料厚度0.511單面間隙0.050.100.15 注：（1）當(dāng)用彈壓卸料板作凸模導(dǎo)向時(shí)，凸模與卸料板孔配合按。 （2）對于連續(xù)模中特別小的沖孔凸模與卸料板孔的單面間隙值比上表中的數(shù)據(jù)適當(dāng)加大8 模具閉合高度模具的閉和高度是指模具在最低工作工作位置時(shí)，上、下模座之間

48、的距離。它與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng)。如果模具的閉和高度太小，則在使用時(shí)須在壓力機(jī)的工作臺(tái)上加墊板。模具的閉和高度絕不能大于所選壓力機(jī)的裝模高度。h=h模座板+h上模座h上墊板h上夾板h脫料板+h脫貼板h下夾板h下墊板h下模座30+10+18+28+2+10+25+20+32175mm式中：h厚度(1)模具總裝圖總裝圖主要是反映整個(gè)模具整體及各個(gè)零件之間的裝配關(guān)系,應(yīng)該對應(yīng)繪制說明模具構(gòu)造的投影圖,主要是主視圖和俯視圖及必要的剖面、剖視圖，并注明主要結(jié)構(gòu)尺寸，如閉和高度、輪廓尺寸等。習(xí)慣上俯視圖由下模部分投影而得，同時(shí)在圖紙的右上角繪出工件圖、排樣圖，右下方列出模具零件的明細(xì)表，寫明技術(shù)要求等。通過對本套模具各個(gè)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核，確定他們的形狀和尺寸，并選用必要的標(biāo)準(zhǔn)件，最終，得到?jīng)_孔落料復(fù)合模，具體圖樣見圖紙，主視圖結(jié)構(gòu)見下圖8-1