沖壓模具-外殼體復(fù)合模設(shè)計-落料-拉深-沖孔-整形翻邊說明書

1、摘 要沖壓模具在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。沖壓模具的自動送料技術(shù)也投入到實(shí)際的生產(chǎn)中，沖壓模具可以大大的提高勞動生產(chǎn)效率，減輕工人負(fù)擔(dān)，具有重要的技術(shù)進(jìn)步意義和經(jīng)濟(jì)價值。在這次設(shè)計中，首先我們使用PRO/E軟件的三維造型功能，對外殼體零件進(jìn)行三維造型。對外殼體零件進(jìn)行工藝性分析，繪制外殼體零件的二維和三維圖，以加深對外殼體零件的理解。了解沖裁件、拉深件和成形件結(jié)構(gòu)的工藝性。設(shè)定外殼體零件的工藝方案，比較工藝方案并確定工藝方案。計算毛坯的尺寸，計算沖裁次數(shù)，設(shè)定各步半成品的尺寸并繪出工序簡圖。計算各個工序的工作壓力，設(shè)計并繪出模具簡圖，選取各個合適的外殼體零件。了解落料模、拉深模、整形模、切邊模和

2、沖孔模的特點(diǎn)和需要注意的問題，在模具簡圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)工藝性分析，進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計并選擇沖壓設(shè)備。關(guān)鍵詞：模具設(shè)計、工藝方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計ABSTRACTPunching die has been widely used in industrial. more Self-acting feed technology of punching die is also used in production, punching die could increase the efficience of production and could alleviate the work burden，so

3、it has significant meaning in technologic progress and economic value. In this design, first we use the 3D sculpt function of UG to create 3D model of the part. During the procedure, the workpieces craftwork character is analyzed ,the workpieces 2-D drawing and 3-D mold are made, so that the workpie

4、ce can be better comprehended. Learn the structural craftwork character of the workpiece, so does the drawing and forming craftwork character. Make sure the workpieces craft project, compare them and make the final disicion. Calculate the size of the roughcast and select its shape. Calculate the tim

5、es of the drawings , make sure the size of the semi-manufactured workpiece of every steps, and draw the working procedures sketch. Calculate the every working pressure, design and draw dies sketch, select every appropriate parts. Comprehend every needed dies character and the issues that is needed t

6、o be payed more attention. On the base of the dies sketch ，the diesstructure is analyzed, and then go on designing their structures and selecting punch equipments. Keywords: Craft project ，manufacture ，structure design目錄摘 要IABSTRACTII前 言11 產(chǎn)品的工藝性分析31.1 外殼體零件圖分析31.1.1 外殼體零件結(jié)構(gòu)分析31.2 外殼體零件工藝性分析41.2.1 外

7、殼體零件材料41.2.2 尺寸精度52 工藝方案的確定52.1 沖壓基本工序的確定52.1.1 工序數(shù)目的分析52.1.2 沖壓工序順序的確定52.2 沖壓工藝方案的比較與確定52.2.1 方案的比較52.2.2 方案的確定63工序設(shè)計和工序尺寸計算63.1 毛壞尺寸的計算63.2工序設(shè)計尺寸及其計算63.2.1 工序尺寸計算63.3 搭邊值73.4 沖裁件的排樣104工藝設(shè)計與計算114.1凸，凹模刃口尺寸計算114.1.1落料凹模刃口尺寸計算124.1.2沖孔凸模刃口尺寸134.1.3凸凹模刃口尺寸134.2拉深工藝部分尺寸計算134.2.1拉深模工作部分尺寸計算134.2.2 拉深凸凹模

8、圓角半徑rd：144.3凸模和凹模外形尺寸及結(jié)構(gòu)形式的確定144.3.1落料凹模外形尺寸及其結(jié)構(gòu)144.3.2 凸模外形尺寸及其結(jié)構(gòu)形式154.4沖壓工藝計算164.4.1 沖裁力的計算164.4.2 頂件為的計算164.4.3 推件力的計算174.4.4 拉深力的計算174.4.5 壓邊力的計算174.4.6 壓力中心的計算185模具整體結(jié)構(gòu)的確定195.1 模具類型的選擇195.1 各個模板尺寸設(shè)計195.2 操作方式選擇195.3材料送進(jìn)方式選擇195.4卸料和推件及壓邊裝置的選擇195.4.1卸料裝置195.4.2推件裝置205.5導(dǎo)向裝置的選擇205.5.1 導(dǎo)向外殼體零件設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)

9、205.5.2 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)尺寸205.5.3 導(dǎo)套結(jié)構(gòu)尺寸215.6模柄的選用225.7導(dǎo)向裝置的選擇226模具裝配246.1 模具裝配圖246.2 級進(jìn)模具安裝與試沖246.3 壓力機(jī)的選擇25參考文獻(xiàn)27前 言沖壓工藝是一種生產(chǎn)效率很高的、少切削或無切削的先進(jìn)加工方法，在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面都具有很多的優(yōu)點(diǎn)。它操作方便，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化，適合于較大批量外殼體零件的生產(chǎn)，其制品一般不需進(jìn)一步的機(jī)械加工，尺寸精度和互換性也比較好。所以，在航空，汽車，電子的工業(yè)中占有十分重要的地位。其中級進(jìn)模是沖壓模具中一種先進(jìn)、高效的沖壓模具。對某些形狀較為復(fù)雜的，具有沖裁、彎曲、成形、拉深等多工序的沖壓外殼體

10、零件，可在一副多工位級進(jìn)模上沖制完成。多工位級進(jìn)模是實(shí)現(xiàn)自動化、半自動化，確保沖壓加工質(zhì)量的一種模具結(jié)構(gòu)形式。合理的模具結(jié)構(gòu)既要保證生產(chǎn)產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求，又要縮短模具制造周期，降低模具制造成本，以滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對模具的高質(zhì)、高效、低成本的要求。在當(dāng)今世界，模具工業(yè)在現(xiàn)代制造業(yè)中所占的比例越來越大，模具設(shè)計水平的高低直接影響著工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量、成本和跟新?lián)Q代的速度，而模具設(shè)計技術(shù)水平的高低最終體現(xiàn)在模具結(jié)構(gòu)上。并且模具工業(yè)的水平和發(fā)展也反映了一個國家的加工制造的水平。國內(nèi)的模具工業(yè)雖然起步較晚，但在過去的十多年中也取得了一些進(jìn)步。例如在沖壓模具方面，國內(nèi)設(shè)計制造的部分轎車覆蓋件模、空調(diào)散熱

11、片級進(jìn)模、電子定轉(zhuǎn)子級進(jìn)模、集成電路引線框架級進(jìn)模，以及帶自動沖切、疊壓、鉚合、級數(shù)、分組和安全保護(hù)等功能的鐵芯精密多功能模，都已達(dá)到較高水平。但從總體上看，與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家相比還是有加大的差距。例如精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比例還比較低，CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率尚待提高，許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用還不夠廣泛等等。特別是在大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具上，一方面技術(shù)差距明顯；另一方面也不能滿足國內(nèi)需要，因而仍需大量從國外進(jìn)口。所以，為了改變這種被動狀態(tài)，盡快適應(yīng)社會主義工業(yè)化建設(shè)對沖壓工藝生產(chǎn)水平提高的需要，全方位大力做好模具基礎(chǔ)、研發(fā)和推廣工作，是至關(guān)重要的。冷沖壓是建立在金屬塑性變

12、形的基礎(chǔ)上，在常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、尺寸和性能的外殼體零件的一種壓力加工方法。在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成外殼體零件（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）。冷沖模在實(shí)現(xiàn)冷沖壓加工中是必不可少的工藝裝備，沒有先進(jìn)的模具技術(shù)，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實(shí)現(xiàn)。冷沖壓的特點(diǎn)有：1，節(jié)省材料2，制品有較好的互換性3制品有較好的互換性4生產(chǎn)效率高5操作簡單6由于冷沖壓生產(chǎn)效率高，材料利用律，故生產(chǎn)的制品成本較低。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，沖壓及模具技術(shù)也在不斷革新與發(fā)展。主要表現(xiàn)在以下幾個方面

13、：一.工藝分析計算方法現(xiàn)代化 現(xiàn)在已開始采用有限變形的彈塑性有限方法，對復(fù)雜成形件的成形過程進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析的計算機(jī)模擬。二.模具設(shè)計制造技術(shù)現(xiàn)代化 工業(yè)發(fā)達(dá)國家正在大力開展模具計算輔助設(shè)計和制造（CAD/CAM）的研究。采用這一技術(shù)，一般可 提高模具設(shè)計制造效率的2-3倍，應(yīng)用這一技術(shù)，不僅可以縮短模具設(shè)計制造周期，還可提高模具質(zhì)量，減少設(shè)計和政治早人員的重復(fù)勞動，使設(shè)計者有可能把精力用在創(chuàng)新開發(fā)上。三.沖壓生產(chǎn)機(jī)械化與自動化與柔性化 為了適應(yīng)大批量，高效率生產(chǎn)的需要，在沖壓模具和設(shè)備上廣泛應(yīng)用了各種自動化的進(jìn)出料機(jī)構(gòu)。對于大型沖壓件，專門配置了機(jī)械手和機(jī)器人，這不僅大大的提高了沖壓件的生接

14、線卡質(zhì)和生產(chǎn)率，而且也增加了沖壓工作和沖壓工人的安全性。在中小件的大批量生產(chǎn)方面，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于多工位壓力機(jī)活、或高速壓力機(jī)。在小批量生產(chǎn)方面，正在發(fā)展柔性制造系統(tǒng)（FMS）。四.為了滿足接線卡更新?lián)Q代快和小批量生產(chǎn)的需要，發(fā)展了一些新的成形工藝，簡易模具，數(shù)控沖壓設(shè)備和沖壓柔性制造技術(shù)等。五.不斷改進(jìn)板料的沖壓性能本文主要介紹了多工位級進(jìn)模的設(shè)計過程，以NCL-20旋轉(zhuǎn)承架為例，詳細(xì)的闡述了一副多工位級進(jìn)模的設(shè)計過程，包括了工藝分析、工藝方案確定、工藝參數(shù)計算、模具總體設(shè)計、模具外殼體零件結(jié)構(gòu)形式選擇、主要外殼體零件的設(shè)計以及設(shè)備的選擇校核。1 產(chǎn)品的工藝性分析1.1 外殼體零件圖分析1.1

15、.1 外殼體零件結(jié)構(gòu)分析沖壓件的工藝性是指沖壓件對沖壓加工的適應(yīng)性，即是否能用最簡單的模具結(jié)構(gòu)、最少的工序、最低的成本加工出符合要求的工件。著重從產(chǎn)品的幾何形狀、尺寸大小、精度高低、原材料性能等多個方面進(jìn)行考慮，從而選擇合理的沖壓方案和模具形式。此外殼體外殼體零件為圓筒形件，屬于凸緣圓筒形拉深件，高為37mm，壁厚為1.2mm，底部中心有直徑19.8mm孔，周圍對稱扇形小孔。外殼體零件圖結(jié)構(gòu)如圖1.1所示，實(shí)物圖如1.2所示。圖1.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖圖1.2 產(chǎn)品外殼體零件圖1.2 外殼體零件工藝性分析1.2.1 外殼體零件材料用于拉深成形的材料要求具有高的塑性，低的屈服點(diǎn)和大的板厚方向性系數(shù)，而

16、硬度高的材料則難于進(jìn)行拉深加工，板料的屈強(qiáng)比s/b越小，沖壓成形性能就越好。一次拉深的極限變形程度越大，板厚R 1時，寬度方向的變形比厚度方向的變形容易；R值越大，在拉深過程中越不容易產(chǎn)生變薄和發(fā)生斷裂，拉深成形性能越好。在金屬板料中，含碳量小于0.14%的軟鋼、軟黃銅（含銅量6872%）、純鋁及鋁合金、奧氏體不銹鋼材料具有良好的拉深性能。此外殼體零件用的是08AL是典型的不銹鋼材料,材料的塑性好,屈強(qiáng)比比值低,有利于拉深成形.如下表所示:表1.1 材料的力學(xué)性能材料名稱抗剪強(qiáng)度/Mpa屈服強(qiáng)度/Mpa抗拉強(qiáng)度b/ Mpa屈強(qiáng)比伸長率10/ %08AL2401803000.60351.2.2

17、尺寸精度此外殼體零件圖未給出精度等級,因?yàn)橛绊懤罹鹊囊驍?shù)很多,故不對其有過高的精度要求.一般情況下,拉深件的精度在IT11級以下,IT13級以上,故取其精度等級為IT12級。2 工藝方案的確定2.1 沖壓基本工序的確定根據(jù)對外殼體零件圖的分析，其沖壓基本工序可初步定為：落料拉深沖孔整形翻邊.2.1.1 工序數(shù)目的分析由于大批量生產(chǎn)，所以沖壓加工過程要求提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本來滿足生產(chǎn)要求，可要求工序數(shù)目盡量減小，應(yīng)盡量把工序集中起來，采用復(fù)合模或級進(jìn)模進(jìn)行沖壓，很小的外殼體零件，采用復(fù)合或連續(xù)沖壓加工，既能提高生產(chǎn)效率，又能安全生產(chǎn)。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，集中到一副模具上的工序數(shù)量不宜太多，對

18、于復(fù)合模，一般為2-3個工序，最多4個工序，對于級進(jìn)模，集中的工序可多些。2.1.2 沖壓工序順序的確定落料拉深沖孔整形翻邊2.2 沖壓工藝方案的比較與確定2.2.1 方案的比較綜合考慮生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率、批量生產(chǎn)等因素，可確定以下幾種方案：方案一：采用單工序沖裁模，先落料，再拉深，然后依次沖大孔、沖小孔，最后進(jìn)行整形。一共需要四至五套模具，模具結(jié)構(gòu)簡單，但工序多，壓力機(jī)一次行程內(nèi)完成一道工序，效率低，模具成本高，且各個工序定位困難、不準(zhǔn)確。方案二：采用兩套復(fù)合模，第一套采用落料拉深沖孔復(fù)合模；第二套采用沖小孔整形復(fù)合模。模具結(jié)構(gòu)較第一種方案復(fù)雜，但定位準(zhǔn)確，精度高、效率高，適用于批量生產(chǎn)，易

19、實(shí)現(xiàn)操作機(jī)械化自動化。方案三：采用一套復(fù)合模，同時完成落料、拉深、沖大孔、沖小孔四道工序，最后進(jìn)行整形。這種模具結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，通用性差，適用大批量生產(chǎn)，成本較高。2.2.2 方案的確定通過上一節(jié)對三種方案的比較，考慮到外殼體零件底部六個小孔的孔間距適中，易于同時沖出，于是確定方案三，既不影響效率也不影響模具制造。3 工序設(shè)計和工序尺寸計算3.1 毛壞尺寸的計算由于拉深后工件的平均厚度與毛坯厚度差別不大,厚度變化可以忽略不計,所以拉深件毛坯尺寸的確定可以按照拉深前后毛坯與工件的表面積不變的原則計算.由于在拉深后工件頂端面不平整而需要在高度方向加一段修邊余量,查相關(guān)手冊得知，可取其修邊余量為0.5

20、mm.可將拉深件劃分為若干個簡單的幾何形狀，如圖3.1所示 圖3.1外殼體毛坯尺寸的確定 毛坯直徑為 （3.2）3.2工序設(shè)計尺寸及其計算3.2.1 工序尺寸計算（）落料通過計算知落料尺寸為115mm。（）拉深查得材料的極限拉延系數(shù)在0.530.59之間此次拉延系數(shù) （3.3）式中d成品直徑（mm）； D坯料直徑（mm）。代入算得 m=0.608遠(yuǎn)大于材料的極限拉延系數(shù)，且其相對高度t/d也不大于其極限高度，故外殼體零件可一次拉出。（）沖孔及整形沖孔整形工序的尺寸與外殼體零件圖相等。3.3 搭邊值在一幅級進(jìn)模里，因沖的制件不同，各工位就有不同的沖壓工序，每個工位的沖壓性質(zhì)都須遵循一定的規(guī)則，如

21、果違背就沖不出合格的制件，所以必須設(shè)計好。排樣是模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要依據(jù)，排樣圖的好壞，直接關(guān)系到模具的設(shè)計。級進(jìn)彎曲是指彎曲件采用級進(jìn)模在多個工位上分步彎曲成形的一種沖壓方 法。由于在沖壓過程中，毛坯始終在長長的條料上進(jìn)行，所以級進(jìn)彎曲除了遵守多道單工序模彎曲變形規(guī)律之外，其彎曲工序往往比單工序模要增多一些，使級進(jìn)模結(jié)構(gòu)變得較為復(fù)雜。級進(jìn)彎曲模一般由沖裁工序和彎曲工序組成。沖裁工序在開始的幾個工位二合最后，彎曲工序后面工位。沖裁工序在級進(jìn)沖壓過程中，擔(dān)當(dāng)切除彎曲件展開外形之外的多余部分料、加工出必要載體和供定距用導(dǎo)正銷孔、彎曲后沖孔和分離制件等。在繪制排樣圖的過程中，應(yīng)注意提高沖壓原材料的利用

22、率。但提高原材料的利用率，不能以大幅提高沖裁模結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度為代價。 排樣工作雖然比較簡單，但很有講究，而且非常重要。排樣原則如下： 提高材料的利用率：對沖裁件來說，由于產(chǎn)量大、沖壓的生產(chǎn)率高，所以材料費(fèi)用常會占沖件成本的60以上。材料利用率是一項(xiàng)很重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。要提高材料利用率，就必須減少廢料面積。沖裁過程中所產(chǎn)生的廢料可分為結(jié)構(gòu)廢料與工藝廢料兩種。結(jié)構(gòu)廢料是由工件的形狀決定的，而工藝廢料則是由沖方式和排樣方式所決定的。因此要提高材料的利用率只要應(yīng)從減少工藝廢料著手，設(shè)計處合理的排樣方案。有時，在不影響沖件使用性能的前提下，頁可適當(dāng)改變沖裁件的形狀。A 使工人操作方便、安全、減輕工人的勞動

23、強(qiáng)度。條料在沖裁過程中翻動要少，在材料利用率相同或相近時，應(yīng)盡可能選條料寬、進(jìn)距小的排樣方法。它還可減少板料裁切次數(shù)，節(jié)省剪裁備料時間。B 使模具結(jié)構(gòu)簡單、模具壽命較高。C 排樣應(yīng)保證沖裁件的質(zhì)量。對于彎曲件的落料，在排樣時還應(yīng)考慮板料的纖維方向。排樣設(shè)計的內(nèi)容包括選擇排樣方法；確定搭邊的數(shù)值；計算條料寬度及送料步距；畫出排樣圖。有必要時還應(yīng)核算材料的利用率。 排樣方法：根據(jù)材料經(jīng)濟(jì)利用的程度，排樣方法可以分為：A 有廢料排樣法有廢料排樣法是在沖裁件與沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間，都有工藝余料（稱搭邊）存在，沖裁是閑著沖裁件的封閉輪廓進(jìn)行，所以沖裁件質(zhì)量較好，模具壽命較長，但材料利用率較

24、低。B 少廢料排樣法少廢料排樣法是只有在沖裁件與沖裁件之間或只有在沖裁件與條料側(cè)邊之間留有搭邊，而在沖裁件與條料側(cè)邊或在沖裁件與沖裁件之間無搭邊存在。這種排樣方法的沖裁只沿著沖裁件的部分外輪廓進(jìn)行，材料利用率可達(dá)7090C 無廢料排樣法無廢料排樣法是在沖裁件與沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間均無搭邊存在。這種排樣方法的沖裁件實(shí)際上是直接由切斷條料獲得，所以材料利用率可達(dá)8595。采用少、無廢料的排樣法，材料利用率高，不但有利于一模獲得多個沖裁件，而且可以簡化模具結(jié)構(gòu)、降低沖裁件。但少、無廢料排樣的應(yīng)用范圍有一定的局限性，受到工件形狀、結(jié)構(gòu)的限制、且由于條料本身的寬度公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)

25、生的誤差會直接影響沖裁件尺寸二使沖裁件的精度降低。同時，往往因模具單面受力而加快磨損，降低模具壽命，也會直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。因此，排樣時必須全面權(quán)衡利弊。無論時采用有廢料或少、無廢料的排樣，根據(jù)沖裁件在條料上的不同布置方法，排樣方法又有直排，斜排，對排。可以根據(jù)不同的沖裁件形狀加以選用。 搭邊：排樣時沖裁件與沖裁件之間以及沖裁件與條料之間留下的工藝余料稱為搭邊。A 搭邊的作用1. 起起補(bǔ)償條料的剪裁誤差、送料步距誤差，以及補(bǔ)償由于條料與導(dǎo)料板之間有間隙所造成的松遼歪斜誤差的作用2. 使凸、凹模刃口雙邊受力。由于搭邊的存在，使凸、凹模刃口沿整個封閉輪廓線沖裁。受力平衡，合理間隙不易破壞，模

26、具壽命與工作斷面質(zhì)量都能提高3. 對于利用搭邊拉條料的自動送料模具，搭邊使條料有一定的剛度，以保證條料的連續(xù)送進(jìn)。B 搭邊的數(shù)值搭邊過大，浪費(fèi)材料。搭邊過小，起不到上述應(yīng)有的作用，過小的搭邊還可能被拉入凸模和凹模的間隙，使模具容易磨損，甚至損壞模具刃口。搭邊的合理數(shù)值就是保證沖裁件質(zhì)量，保證模具較長壽命、保證自動送料時步被拉彎拉斷條件下允許的最小值。搭邊的使用是為了使工件沿整個周邊封閉沖裁時補(bǔ)償送料的誤差，并將其在模具上定位，以保證沖裁出完整的工件，搭邊還可以保持條料有一定的剛度和強(qiáng)度，便于送進(jìn)模具內(nèi)。圖3.2搭邊值選取查表有a=2.5mm，a1=4mm.3.4 沖裁件的排樣由于工件為圓形，為

27、了合理布置，可采用少廢料排樣，如下圖所示：圖3.3排樣方式4 工藝設(shè)計與計算4.1凸，凹模刃口尺寸計算此落料為圓形件，為方便凸凹模制造加工，故選取凸凹模配合加工的方法,取沖裁件公差等級為IT12級。沖裁間隙值的選取對工件質(zhì)量、沖裁力的大小、模具壽命都有顯著的影響： 1.沖裁間隙對總裁件的質(zhì)量的影響：當(dāng)間隙大時，材料所受拉伸作用增大，沖裁完畢后，因材料的彈性恢復(fù)，沖裁件尺寸向?qū)嶓w方向收縮，使落料件尺寸小于凹模尺寸，而沖孔件的孔徑則大于凸模尺寸；當(dāng)間隙小時，凸模壓入板料接近于擠壓狀態(tài)，材料受凸、凹模擠壓力大，壓縮變形大，沖裁完畢后，材料的彈性恢復(fù)使落料件尺寸增大，而沖孔件的孔徑則變小。2.沖裁間隙

28、對模具壽命的影響：因?yàn)榭偛眠^程中，模具端面受到很大的垂直壓力與側(cè)壓力，而模具表面與材料的接觸面限在刃口附近的狹小區(qū)域，這就意味即使整個模具和板材的接觸面之間產(chǎn)生局部附著現(xiàn)象，當(dāng)接觸面發(fā)生相對滑動時，附著部分便發(fā)生剪切而引起磨損-附著磨損，這是模具磨損的主要形式。當(dāng)模具間隙減小時，接觸壓力會隨之增大，摩擦距離也隨之增長，摩擦發(fā)熱嚴(yán)重，因此模具磨損加劇，甚至使模具與材料之間產(chǎn)生粘著現(xiàn)象。而接觸壓力的增大，還會引起刃口的壓縮疲勞破壞，使之崩刀。小間隙還會產(chǎn)生凹模脹裂，小凸模折斷，凸、凹模相互啃刃等民常損壞，這些都是導(dǎo)致模具壽命大大降低。因此，適當(dāng)增大模具間隙，可使凸、凹模側(cè)面與材料間摩擦減小，并減緩

29、間隙不均勻的不利因素，從而提高模具壽命。但間隙過大時，板料的彎曲拉伸相應(yīng)境大，使模具刃品商面上的下面上在正壓力增大，容易產(chǎn)生崩刃或產(chǎn)生塑性變形加劇，降低模具壽命。同時，間隙過大，卸料力會隨之增大，也會加劇模具的磨損。所以選用合理的總裁間隙對于提高總裁制品的精度、模具壽命、減小沖裁力是至關(guān)重要的。本沖壓件電器小鉤片，并無較高尺寸精度要求，但應(yīng)盡量少毛刺，選用較小的間隙。根據(jù)我國沖裁隙指導(dǎo)性技術(shù)文件，對不銹鋼在沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度要求較高時，t=1.2mm，初始雙面間隙Z=0.050.10mm。沖切：各處凸模均為切邊型凸模，類似于簡單模中的沖孔，以凸模為基準(zhǔn)設(shè)計按級進(jìn)模刃口設(shè)計原則，凸模基本尺

30、寸以相應(yīng)部分的名義尺寸為準(zhǔn)凹模尺寸以各相應(yīng)部分單邊放大一沖裁間隙c：0.04mm表4-1 系數(shù)X 料厚t(mm)非圓形圓形10.750.50.750.5工件公差/mm1122440.160.200.240.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.304.1.1落料凹模刃口尺寸計算凸、凹模加工方法一般分為兩種：凸、凹模分開加工法和凸、凹模配合加工法。當(dāng)凸、凹模分開加工時，模具具有互換性，便于模具成批制造。但是制模精度要求高、制造困難、相應(yīng)地會增加加工成本。凸、凹模配合加工適合于

31、較復(fù)雜的、非圓形的模具，制造簡便，成本低廉。采用配做法制模時，配做件的最后精加工要等基準(zhǔn)件完全加工完才進(jìn)行。按配做法制模的加工順序，落料時先加工凹模，配做凸模；沖孔時先加工凸模，配做凹模。在工件尺寸精度較低，特別是板料較薄時，基準(zhǔn)件的公差值較大，而配做件允許的公差值要小得多。這說明基準(zhǔn)件加工較容易，而配做件加工較難。由于現(xiàn)在凹模基本上都采用線切割方法加工，精度可達(dá)0.010.02mm，而凸模因結(jié)構(gòu)形式不同有多種加工方法。在留出不小于0.02mm研磨量的情況下，凹模型孔一般都能采用線切割方法一次加工出來。因此，對于常用的沖裁模，選擇凹模為配做件，加工比較方便。選擇凹模為配做件，對于沖孔，按前述方

32、法計算的刃口尺寸仍可以直接在凸模和凹模工作圖上進(jìn)行標(biāo)注。而對于落料，則需要將計算的凹模刃口尺寸換算為凸模刃口尺寸后，再進(jìn)行標(biāo)注，由先制凹模改為先制凸模。（4.1）式中Dmax落料工件外徑最大極限尺寸（mm）； Dd落料凹模尺寸（mm）; 工件制造公差，查表知：=0.35mm； X系數(shù)，查表取X=1；d凹模制造公差，查表得：d=0.10mm；代入算得 4.1.2 沖孔凸模刃口尺寸 （4.2）式中dp 沖孔凸尺寸；p凸模制造公差，查得p =0.04mm；代入算得 4.1.3凸凹模刃口尺寸落料刃口計算：（4.3）式中 Dd沖孔件的基本尺寸；X磨損系數(shù)，查表取得X=1；p凸模制造公差，查表取得=0.1

33、0mm；代入算得 4.2拉深工藝部分尺寸計算4.2.1拉深模工作部分尺寸計算根據(jù)外殼體零件圖所給外形尺寸可化為24.05-00.1分別代入凸凹模尺寸計算公式：（） 凸模尺寸DP：（4.5）式中 Dp凸摸刃口尺寸（mm）；d拉深件內(nèi)形的基本尺寸（mm）；p凸模制造公差，查表取得p=0.02mm；工件的制造公差，查表取得1=0.1mm； 代入算得 （）凹模尺寸Dd： (4.6)式中Dd凹模刃口尺寸（mm）； Z凸、凹模的單邊間隙，Z=（11.1）t，取Z=1.1t=1.1mm；工件的制造公差，查表取得=0.1mm ;d凹模制造公差，查表取得d=0.04mm;d拉深件內(nèi)形的基本尺寸（mm）。代入算得

34、4.2.2 拉深凸凹模圓角半徑rd：（）凹模圓角半徑rd：查表得知： (4.7)代入算得這里取R=3mm。（）凸模圓角半徑rp：（4.8）代入算得 取2mm4.3凸模和凹模外形尺寸及結(jié)構(gòu)形式的確定4.3.1落料凹模外形尺寸及其結(jié)構(gòu)（）外形尺寸凹模高度計算公式如下： （4.9）K系數(shù)，查得K=0.2；b凹模刃口尺寸（mm）。代入得，為保證有足夠的強(qiáng)度取H=45mm。（2）凹模厚度：由料厚為3.5mm，凹模刃口尺寸d=45mm。查表取得凹模壁厚為Cmm，即取C=40mm。結(jié)構(gòu)形式：其結(jié)構(gòu)形式如下： 圖4.1凹模結(jié)構(gòu)形式4.3.2 凸模外形尺寸及其結(jié)構(gòu)形式?jīng)_孔凸模主要作用沖切廢料。材料為Cr12，淬

35、火硬度為5864HRC，長度72mm。外形尺寸圖4.2凸模結(jié)構(gòu)形式4.4沖壓工藝計算4.4.1 沖裁力的計算沖裁力的計算平刃口模具沖裁時，其理論沖裁力可按下式計算： （4.10）式中L沖裁件周長（mm）；t材料厚度（mm）；材料抗剪強(qiáng)度（MPa），查得b=240MPa 選擇設(shè)備噸位時，考慮刃口磨損和材料厚度及力學(xué)性能波動等因素，實(shí)際沖裁力可能增大，所以應(yīng)取 （4.11）式中 F最大可能沖裁力；4.4.2 頂件為的計算（4.12）式中沖裁力，；頂件因數(shù)，查表得到0.060；n 卡在凹?？變?nèi)的工件數(shù)，n=h/t(h為凹模刃口的直壁高度，t為工件的材料厚度)代入計算得到4.4.3 推件力的計算（4.

36、13）式中沖裁力，；推件因數(shù)，查表得到0.050；n 卡在凹模孔內(nèi)的工件數(shù)，n=h/t(h為凹模刃口的直壁高度，t為工件的材料厚度)代入計算得到4.4.4 拉深力的計算圓筒形件的拉深工藝力計算公式如下： （4.14）式中 F拉深力（N）；K1系數(shù)，查得K1=0.72；d拉深件直徑（mm）t材料厚度（mm）b抗拉強(qiáng)度（MPa），查得b=569628 MPa代入得：4.4.5 壓邊力的計算圓筒形件的壓邊力的計算公式如下：（4.15）式中q單位壓邊力,N;查表得q=4.0Mpa; D毛坯直徑; rd凹模圓角半徑; d拉深件的直徑;代入數(shù)據(jù)算得 4.4.6 壓力中心的計算沖裁模的壓力中心就是沖裁合力的

37、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)的工作，否則滑塊就會受到偏心載荷，使模具歪斜，間隙不均，從而導(dǎo)致沖床滑塊與導(dǎo)軌以及模具的不正常磨損，降低沖床和模具的壽命。所以設(shè)計模具時必須使其通過模具的軸線，從而保證模具的壓力中心與沖床滑塊中心重合。由于外殼體零件形狀對稱，故其壓力中心位于輪廓圖形的幾何中心，即圓心。5模具整體結(jié)構(gòu)的確定5.1 模具類型的選擇5.1 各個模板尺寸設(shè)計模座的的尺寸L/mmB/mm為400mm340mm。模座的厚度應(yīng)為凹模厚度的1.52倍，上模座的厚度為45，上墊板厚度取15，固定板厚度取25，下模座的厚度為50mm。該級進(jìn)模各模板的外形

38、尺寸設(shè)計如下：上模座 下模座 凸模固定板 ；卸料板 ；凹模板 ； 上墊板 ；故：模具閉合高度。5.2 操作方式選擇 由于該外殼體零件尺寸較大，且為大批量生產(chǎn)，故采用自動化操作方式.5.3材料送進(jìn)方式選擇 由于外殼體零件尺寸較大，生產(chǎn)批量大，為提高工作效率采用自動送料方式，從模具右側(cè)將材料送進(jìn)。5.4卸料和推件及壓邊裝置的選擇5.4.1卸料裝置卸料裝置的型式較多，它包括固定卸料板、活動卸料板、彈性卸料板和廢料切刀等幾種。卸料板除把板料從凸模上卸下外，有時也起壓料或?yàn)橥鼓?dǎo)向的作用。因此，在大批量生產(chǎn)用模具上，要用淬硬的卸料板。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

39、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與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大，單邊間隙?。?.20.5）t。當(dāng)固定卸料板還要起到對凸模的導(dǎo)向作用時卸料板與 凸模的配合間隙應(yīng)該小于沖裁間隙。此時要求凸模卸料時不能完全脫離卸料板。主要用于卸料力較大、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（0.10.2）t,若彈壓卸料板還要起對凸模導(dǎo)向作用時，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。 因該沖壓工件平直度較高，料厚為1.2

40、mm相對較薄，卸料力較小，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)動態(tài)，且彈性卸料板對工件施加的是柔性力，不會損傷工件表面，所以采用彈性卸料。卸料外殼體零件的選擇：本副模具選擇用扁平彈簧、等高套，卸料板和螺塞及導(dǎo)料板上壓邊與浮料塊將工件推出。5.4.2推件裝置 推件裝置有剛性和彈性兩種。彈性推件器一般裝于下模座下面，與下模板相連。這種裝置除有推出工件的作用外，還能壓平工件，還可用于卸料和緩沖。剛性推件器一般裝于上模，推件力大且可靠。其推件力通過打桿推板推桿推塊傳至工件。5.5導(dǎo)向裝置的選擇5.5.1 導(dǎo)向外殼體零件設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)向外殼體零件可保證模具沖壓時，上、下模有一精

41、確的位置關(guān)系。在中、小型模具中最廣泛采用的導(dǎo)向外殼體零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。本設(shè)計所選用的模架配套的是兩個導(dǎo)柱。一般導(dǎo)柱安裝在下模座，導(dǎo)套安裝在上模座，分別采用過盈配合。5.5.2 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)尺寸A 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)形式如下圖示：圖5.1 導(dǎo)柱B主要參數(shù)如下： d=35mm,L=180mm5.5.3 導(dǎo)套結(jié)構(gòu)尺寸A導(dǎo)套結(jié)構(gòu)形式如下圖示：圖5.2 導(dǎo)套B主要參數(shù)如表5.3：表5.3 滑動導(dǎo)套尺寸參數(shù)dDLHl油槽數(shù)數(shù)值45mm54mm100mm45mm15mm05.6模柄的選用中、小型沖模通過模柄將上模固定在壓力機(jī)的滑塊上。本設(shè)計選用凸緣式模柄，如下圖所示，用4個螺釘固定在上模座的窩孔。凸緣模柄形式如5.3圖

42、圖5.3 凸緣模柄尺寸如表5.2：表6.2 旋入模柄基本尺寸d(d11)D(h6)Hhd1D1d3d2h1基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差30407525115291595.7導(dǎo)向裝置的選擇利用模具生產(chǎn)制品外殼體零件，其模具質(zhì)量的好壞，壽命的長短，直接關(guān)系到產(chǎn)品制造精度、性能和成本。是提高勞動生產(chǎn)率、降低消耗、創(chuàng)造效益，盡快使產(chǎn)品占領(lǐng)市場的重要性條件。而模具的質(zhì)量、使用壽命、制造精度及合格率很大程度上取決于設(shè)計時對模具材料的選用、熱處理工藝要求、模具外殼體零件配合精度及公差等級的選擇和表面質(zhì)量要求。冷沖模材料應(yīng)具有的性能：冷沖模包括沖裁模、彎曲模、拉深模、成形模和冷擠壓模等。冷沖模在工作中承受

43、沖擊、拉深、壓縮彎曲、疲勞磨擦等機(jī)械的作用。模具常常發(fā)生脆斷、堆塌、磨損、啃傷和軟化等形成的失效。因此，作為冷沖模主要材料的鋼材，應(yīng)具有的以下幾點(diǎn)性能。1.應(yīng)具有較高的變形抗力：主要抗力指標(biāo)包括淬火、回火抗壓強(qiáng)度、彎強(qiáng)度等。其中硬度是模具注意重要的抗力指標(biāo)，高的硬度是保持模具耐磨性的必要條件。工作外殼體零件熱處理后的硬度在60HRC強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度才能保證模具具有較高的變形能力。2.應(yīng)具有較高的斷裂抗主要抗力指標(biāo)有材料的抗沖擊性能抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度 斷裂抗力和沖擊載荷下抵抗模具裂紋產(chǎn)生一個特性，也是作為防止斷裂的一個重要依據(jù)。其基體中碳含量越高沖擊韌性越高。故對韌性的要求應(yīng)依據(jù)載荷較大的冷沖鐓及

44、剪切模易受偏心彎曲載荷細(xì)長凸模或有應(yīng)力集中的模具，都需要有較高的韌性。3.應(yīng)具有較高的耐磨性和抗疲勞性能：對于在一定條件下工作的模具鋼，為了提高耐磨性，需要在硬度高的基體上均勻分布有大量細(xì)小硬的碳化物 相同硬度下，提高鋼的性能是模具在交變應(yīng)力條件下產(chǎn)生的疲勞破壞，如模具長期使用有刮痕凹槽等4.應(yīng)具有較好的冷、熱加工工藝性：鋼材的加工性能包括可鍛性、可加工性、淬透性、淬硬性較小的脫碳敏感性和較小變形傾向等，以方便模具的加工，易于成形及防止熱處理后變形等。6模具裝配6.1 模具裝配圖圖6.1 模具裝配圖6.2 級進(jìn)模具安裝與試沖試模是根據(jù)塑料制品設(shè)計制造的模具在相應(yīng)的沖壓機(jī)實(shí)際沖壓檢驗(yàn)的過程。它是模具制造過程中必不可少的一道重要工序。通過試模要達(dá)到三個目的：1.驗(yàn)證模具所提供的制品能否達(dá)到設(shè)計質(zhì)量要求，檢驗(yàn)?zāi)＞叩纳a(chǎn)實(shí)用性；2.找出模具自身仍存在的問題并予以修正，使模具得以進(jìn)一步完善；