車體安裝連接板沖模設(shè)計

1、 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 44 頁 共 44 頁1 緒論改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量的不斷增加，更新?lián)Q代的不斷加快，在現(xiàn)代制造業(yè)中，企業(yè)的生產(chǎn)一方面朝著多品種、小批量和多樣式的不斷發(fā)展，加快換型，采用柔性化加工，以適應(yīng)不同用戶的需要；另一方面朝著大批量，高效率生產(chǎn)方向發(fā)展，以提高勞動生產(chǎn)效率和生產(chǎn)規(guī)模來創(chuàng)造更多的效益，生產(chǎn)上采取專用設(shè)備生產(chǎn)的方式。1在中國，人們已經(jīng)越來越認識到模具在制造中的重要基礎(chǔ)地位，認識到模具技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。 許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展

2、，加大了用于技術(shù)進步的投資力度，將技術(shù)進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。到目前為止，我國已制訂了模具技術(shù)國家標準50多項、近300多個標準號。此外，許多研究機構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。目前，從事模具技術(shù)研究的機構(gòu)和院校已達30余家，從事模具技術(shù)教育的培訓的院校已超過50余家，為我國經(jīng)濟建設(shè)輸送了大批人才，并同時取得了一大批科研成果。其中，獲得國家重點資助建設(shè)的有華中理工大學模具技術(shù)國家重點實驗室，上海交通大學CAD國家工程研究中心、北京機電研究所精沖技術(shù)國家工程研究中心和鄭州工業(yè)大學橡塑模具國家工程研究中心等2-5。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工

3、技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料等方面取得了顯著進步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面做出了貢獻。雖然中國模具工業(yè)在過去二十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但是，我國現(xiàn)在每年還要從境外進口20多億美元的模具，這些大都是國內(nèi)尚不能生產(chǎn)的高中檔模具。國內(nèi)中高檔模具的自配率只占50%左右；大型、精密、復雜、長壽命等技術(shù)含量較高的模具只占到模具總量的30%左右。我國模具行業(yè)全員勞動生產(chǎn)率還較低，平均只有15萬元 /人·年左右；我國模具商品化率還只有50%多（發(fā)達國家達70%以上）；模具標準件使用覆蓋率也較低，只有50%左右；模具生產(chǎn)專業(yè)化水平還較低12、16、18。沖壓技術(shù)廣

4、泛用于航空、汽車、電機、家電和通信等行業(yè)零部件的成形。近幾年來，我國模具技術(shù)有了很大的發(fā)展，模具設(shè)計有了很大的發(fā)展，模具設(shè)計與制造述評有了較大的提高。大型、精密、復雜、高效和長壽命模具的需求量大幅度增加，模具質(zhì)量、模具壽命明顯提高，模具，模具交貨期較前明顯縮短，模具CAD/CAM技術(shù)也得到了相當廣泛的應(yīng)用。由于沖壓工藝具有生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低、材料利用率高、能成形復雜零件、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點，在某些領(lǐng)域已經(jīng)取代機械加工，并正逐步擴大其應(yīng)用范圍。因此，沖壓技術(shù)對發(fā)展生產(chǎn)，增加效益，更新產(chǎn)品等方面具有重要作用10 、14、15。2 沖壓件的工藝分析21 工件結(jié)構(gòu)形狀圖2-1 零件圖如圖2-1所

5、示零件圖。工件結(jié)構(gòu)簡單，帶小凸緣圓筒件，拉深高度不大，孔在底部并且不在拉深變形區(qū)，制件需要進行落料、拉深、沖孔三道基本工序，尺寸較小，適合于沖裁 6、7、9 。22 生產(chǎn)批量和材料分析生產(chǎn)批量：大批量；料厚：3.2mm；材料：SPHE(日本牌號)；該材料為深沖用熱軋軟鋼板及鋼帶,近似于國內(nèi)的08AL?；瘜W成份:碳 C ：0.08硅 Si：0.03%錳 Mn：0.65硫 S ：0.030磷 P ：0.020力學性能：抗拉強度 b (MPa)：350 剪切強度 b （MPa）：250屈服強度 s (MPa)：196伸長率 5 ()：44特性及適用范圍：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，為深沖壓用的低碳冷軋薄鋼板。與

6、普通冷軋薄鋼板相比，具有更好的綜合力學性能和成形性能。廣泛用于各種車輛中形狀復雜的深沖壓零件。如汽車、拖拉機的車身、駕駛室、發(fā)動機外殼等不承受載荷的各種沖壓零件11。23 尺寸精度尺寸精度：零件圖上的尺寸均未標注公差，屬自由尺寸，根據(jù)相關(guān)資料，確定可按IT12級確定工件的公差。經(jīng)查公差表2-1、表2-2，可直各尺寸公差為： mm mm mm mm Rmm Rmm表2-1 帶凸緣拉深件拉深深度H的極限偏差材料厚度拉深深度范圍18>1850>50120>120180>180260>16050010.30.50.81.01.41.6>120.40.61.01.21

7、.61.8>240.50.81.21.41.82.0>460.61.01.41.62.0-表2-2 成形件圓角半r的極限偏差圓弧半徑3>36>610>1018>1830>30極限偏差+10+1.50+2.50+30+40+503 沖裁工藝方案和模具結(jié)構(gòu)形式的確定根據(jù)制件的工藝分析，其基本工序有落料、拉深、沖孔三道基本工序，按其先后順序有以下幾種組合方案：（1） 落料拉深沖孔：單工序模生產(chǎn)（2） 落料拉深沖孔：復合模生產(chǎn)（3） 落料拉深沖孔：連續(xù)模生產(chǎn)方案（1）模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要三道工序，即需要落料模、拉深模、沖孔模三副模具，生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量

8、生產(chǎn)的要求。方案（2）模具只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度易保證，且生產(chǎn)效率也高。盡管模具結(jié)構(gòu)較方案（1）復雜，但是由于零件幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。方案（3）也只需要一副模具，生產(chǎn)效率也很高，但零件的沖壓精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，故其模具制造，安裝較復合模復雜。通過對以上三種方案的分析比較，該工件的生產(chǎn)方法采用方案（2）復合沖裁為佳。4 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計41 模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用復合沖壓，所以模具類型為復合模。42 定位方式的選擇沖模的定位零件是用來保證條料的正確送進及在模具中的正確位置。條料在模具送料平面中必須有兩個方向的限位：一是在與條料方向垂

9、直的方向上的限位，保證條料沿正確的方向送進，稱為送進導向；二是在送料方向上的限位，控制條料一次送進的距離稱為送料定位。對于塊料或工序件得定位，基本也是在兩個方向上的限位，只是定位零件的結(jié)構(gòu)形式與條料有所不同而已。屬于送進導向的定位零件有導料銷、導料板、側(cè)壓板等；屬于送料定距的定位零件有擋料銷、導正銷、側(cè)刃等；屬于塊料或工序件的定位零件有定位銷、定位板等。選擇定位方式及定位零件時應(yīng)根據(jù)坯料形式、模具結(jié)構(gòu)、沖裁精度和生產(chǎn)率的要求等。因為模具采用的是條料，控制條料的送進方向采用導料銷,送步距采用擋料銷，為簡化設(shè)計，導料銷、擋料銷采用同一型號，效果相同。4. 3 卸料、出件方式的選擇431 卸料方式卸

10、料裝置分固定卸料裝置、彈壓卸料裝置和廢料切刀三種。卸料板用于卸掉卡箍在凸模上或凸凹模上的沖裁件或廢料。廢料切刀是在沖壓過程中將廢料切斷成數(shù)塊，避免卡箍在凸模上。（1）固定卸料板當卸料板僅起卸料作用時，凸模與卸料板的雙邊間隙取決于板料厚度，一般在0.2mm0.5mm之間，板料薄時取小值；板料厚時取大值。當固定卸料板兼起導料作用時，一般按H7/h6配合制造，但應(yīng)保證導板與凸模之間，間隙小于凸凹模之間的沖裁間隙，以保證凸凹模的正確配合。固定卸料板的卸料力大，卸料可靠。因此，當沖裁板料較厚（大于0.5mm）、卸料力較大、平直度要求不很高的沖裁件時，一般采用固定卸料裝置。（2）彈壓卸料裝置彈壓卸料裝置是

11、由卸料板、彈性元件、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，質(zhì)量要求較高的沖裁件或薄板沖裁宜用彈壓卸料裝置。彈壓卸料板與凸模的單邊間隙可根據(jù)沖裁板料厚度選用。在級進模中，特別小的沖孔凸模與卸料板的單邊間隙可將數(shù)值加大。當卸料板起導向作用時，卸料板與凸模按H7/h6配合制造，但其間隙英比凸凹模間隙小，凸模與固定板以H7/h6或H8/h7配合。此外，在模具開啟狀態(tài)，卸料板應(yīng)高于工作零件刃口0.3mm0.5mm，以便順利卸料。（3）廢料切刀對于落料或成形件的切邊，如果沖件尺寸大，卸料力大，往往采用廢料切刀代替卸料板，將廢料切開而卸料。當凹模向下切

12、邊時，同時把已切下的廢料壓向廢料切刀上，從而將其切開。因為本沖裁模的沖裁形狀簡單，設(shè)兩個廢料切刀，并用彈壓卸料加廢料切刀進行卸料。432 出件方式一般有上出件和下出件兩種。下出件為制件從凹?？字新湎?，制件不夠平整且由于彈性變形程度大，而使制件精度受到影響。上出件是指制件被凹模內(nèi)設(shè)置的彈頂裝置推出凹模洞口，制件較為平整，精度較高。沖孔的廢料由下模部分直接漏下，而制件是從上模的頂出器直接推出，故為上出件。采用推件板剛性推出。44 送料方式的確定縱向送料，即由前向后送料；采用人工送料的方式，操作方便、安全。45 導向方式的確定模具導向應(yīng)當合理，尤其是沖薄料的小間隙沖模、生產(chǎn)批量很大的沖裁模，道向機構(gòu)

13、尤其重要，是提高模具壽命的關(guān)鍵。圖4-1為常用滑動導向模架。圖4-1 常用滑動導向模架對角導柱模架、中間導柱模架、四角導柱模架的共同特點是，導向裝置都是安裝在模具的對稱線上，滑動平穩(wěn)，導向準確可靠。所以要求導向精確可靠的都采用這3種結(jié)構(gòu)形式。對角導柱模架上、下模座，其工作平面的橫向尺寸工一般大于縱向尺寸B，常用于橫向送料的級進模，縱向送料的單工序?；驈秃夏?。中間導柱模架只能縱向送料，一般用于單工序?；驈秃夏！Ｋ慕菍е＜艹Ｓ糜诰纫筝^高或尺寸較大沖件的生產(chǎn)及大批量生產(chǎn)用的自動模。后側(cè)導柱模架的特點是導向裝置在后側(cè)，橫向和縱向送料都比較方便，但如果有偏心載荷，壓力機導向又不精確，就會造成上模歪

14、斜，導向裝置和凸、凹模都容易磨損，從而影響模具壽命。此模架一般用于較小的沖模。滾動導向模架在導柱和導套間裝有保持架和鋼球。由于導柱、導套間的導向通過鋼球的滾動摩擦實現(xiàn)。導向精度高，使用壽命長，主要用于高精度、高壽命的硬質(zhì)合金模、薄材料的沖裁模以及高速精密級進模。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為了減小模具尺寸，采用后側(cè)導柱的導向方式。5 模具設(shè)計工藝計算51 計算毛坯尺寸該工件為帶小凸緣件，由于板料在拉深過程中，材料呢有增減，只是發(fā)生了塑性變形。在變形過程中，材料是以一定的規(guī)律轉(zhuǎn)移的，根據(jù)資料，采用查表法計算毛坯尺寸。511 計算毛坯直徑查冷沖壓成形工藝與模具設(shè)計制造一書可知簡單形狀的旋轉(zhuǎn)體拉深零

15、件毛坯尺寸公式當rR時工件毛坯直徑D=因為d1=63.2mm d2=71.8mm d3=78.6mm d4=84mm r1=4.3mm r2=4.3mm h=19.3mm H=27mm;代入公式計算得工件毛坯直徑D=117.7mm 。512 確定是否需要壓邊圈根據(jù)坯料的相對厚度：t/D100% = 3.2/117.7 X 100% = 2.72 > 2.0式中t坯料厚度 ， mm；D毛坯直徑 ， mm 。查表5-2 可知表5-2 采用或不采用壓邊圈的條件拉深方法第一次拉深（t/D）x 100m1用壓邊圈<1.5<0.6可用可不用壓邊圈1.52.00.6不用壓邊圈>2.0

16、>0.6故決定不用壓邊圈。52 確定拉深的次數(shù)由于拉深件的高度與其直徑的比值不同，有的拉深件可以用一次拉深制成，而有的高度大的拉深件，則需要多次拉深才能制成。所以根據(jù)工件的相對高度（h/d）和坯料的相對厚度（t/D）的大小確定拉深的次數(shù)。表5-3 筒形件不帶壓邊圈的極限拉深系數(shù)極限拉深系數(shù)毛坯相對厚度（t/D）X1001.52.02.53.0>3m10.650.600.550.530.50m20.800.750.750.750.70m30.840.800.800.800.75m40.870.840.840.840.78m50.900.870.870.870.82m60.900.90

17、0.900.85查表5-3，選擇相對厚度為3.0 , =m1X D = 0.53 X 117.7 = 62.38 < 68.6,所以只需一次拉深即可完成。53 排樣及材料利用率531 搭邊值的確定 沖裁件與沖裁件之間、沖裁件與條料側(cè)邊之間留下的工藝余料稱為搭邊。搭邊的作用是：避免因送料誤差發(fā)生零件缺角、缺邊或尺寸超差；使凸、凹模刃口受力均衡，提高模具使用壽命及沖裁件斷面質(zhì)量。沖裁時，搭邊過大，會造成材料浪費，搭邊太小，則起不到搭邊應(yīng)有的作用，過小的搭邊還會導致板料被拉進凸、凹模間隙，加劇模具的磨損，甚至會損壞模具刃口。搭邊的合理數(shù)值主要取決沖裁件的厚度，材料性質(zhì)，外廓形狀及尺寸大小等。一

18、般說來，材料硬時，搭邊值可取小些；材料軟或脆性材料時，搭邊值應(yīng)取大些；板料厚度大，需要的搭邊值大；沖裁件的形狀復雜，尺寸大，過渡圓角半徑小，需要大搭邊值大；手工送料或有側(cè)壓板導料時，搭邊值可取小些。表5-4 最小工藝搭邊值查表5-4可知 a1 = 2.2 a = 2.5 其中a1沖件之間的搭邊值； a側(cè)面搭邊值 。532 送料步距和條料寬度的確定 1) 送料步距 條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距，其大小應(yīng)為條料上兩個對應(yīng)沖裁的對應(yīng)點之間的距離。計算 公式 A = D + a1 =117.7 + 2.2 = 119.9 mm式中A送料步距,mm；D平行于送料方向的沖裁件寬度,mm；a1沖裁

19、件之間的搭邊值,mm 。2) 條料寬度 條料寬度的確定原則：最小條料寬度要保證沖裁件零件周邊有足夠的搭邊值。最大條料寬度要能在沖裁時順利在導料板之間送行并與導料板之間有一定的間隙。根據(jù)零件圖要求，導料板之間無側(cè)壓裝置。計算公式=(117.7 + 2X2.5 + 2) 125 mm式中B條料寬度,mm；D平行于送料方向的沖裁件寬度,mm；a側(cè)搭邊值，mm ；條料寬度的單向（負向）偏差，見表5-5；C導料板與最寬條料之間的間隙，其最小值見表5-6； 表5-5 條料寬度偏差 （mm）條料寬度B/mm材料厚度t/mm112233450501001001501502202203000.40.50.60.

20、70.80.50.60.70.80.90.70.80.91.01.10.91.01.11.21.3 表5-6 導料板與條料之間的最小間隙 （mm）材料厚度t/mm無側(cè)壓裝置有側(cè)壓裝置條料寬度B/mm條料寬度B/mm100以下100200200300100以下100以上0.50.51122334450.50.50.50.50.50.50.50.511111111115555558888883) 導板間間距的確定導料板間距離 A= B + Z= Dmax+ 2a+ 2C根據(jù)公式A = 119.9 + 2x1 =121.9 mm 5.3.3 排樣 沖裁件在板料，帶料或條料上的布置方法成為排樣。合理的

21、排樣是降低成本和保證沖件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。應(yīng)考慮以下原則：1） 提高材料的利用率（不影響沖件的使用性能的前提下可以適當改變沖件的形狀）；2） 合理排樣可使操作方便，勞動強度低。3） 模具結(jié)構(gòu)簡單壽命長。4） 保證沖件質(zhì)量和沖件對伴料纖維方向的要求。根據(jù)零件圖可選用少廢料的利用率情況，排樣有三種：1）有廢料排樣 2）少廢料排樣 3）無廢料排樣（表5-7）；根據(jù)零件圖可選用少廢料排樣。沿沖件部分外形切斷或沖裁，只有在沖件與沖件之間或沖件與條料之間留有搭邊。這種排料利用率高，用于某些精度要求不是很高的沖裁件排樣。表5-7 排樣的主要形式根據(jù)排樣的形式可分為直排式、斜排式、直排式、混合排等。根

22、據(jù)零件的形狀和排樣方法確定為直排排樣。如圖5-1所示。圖5-1 排樣圖534 裁板方法和材料利用率板料規(guī)格選用3.2mm X 1250mm X 4000mm每張鋼板裁板條數(shù)n1：為了操作方便，采用橫裁，即n1 = 4000 / B= 4000 / 125 = 32 可裁32條,每條裁板上的工件數(shù)n2n2 = （B-a1）/ s = (1250-2.2)/111.9= 10.40 可沖10個,每張鋼板上的工件總數(shù):n總 = n1 X n2 = 32 X 10 = 320 個。材料的利用率:材料利用率是沖壓工藝中一個非常重要的經(jīng)濟指標。=（n總 X X）/（4L X B）X 100% =（320

23、X X ）/（4 X 1250 X 4000）X 100% = 72.2%54 沖壓力的計算和壓力機的選擇 計算沖裁力是為了選擇合適的壓力機。設(shè)計模具和檢驗?zāi)＞叩膹姸龋瑝毫C的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適宜沖裁的要求。在沖裁模具設(shè)計中，沖壓力是指落料力，卸料力，拉深力，沖孔力和推件力的總和。5.4.1 落料力 F落 = KLt b = 1.3 X 3.14 X117.7 X 3.2 x250 384.36 KN式中K系數(shù) b材料的抗剪強度，取250 MPa ； L沖裁件輪廓周長； t材料厚度。5.4.2 卸料力F卸 = K卸F落= 0.04 X 384.36= 15.37 KN式中K卸料力

24、系數(shù),查表5-8 。5.4.3 拉深力F拉 = Kdtb= 0.65 X 3.14 X (68.8+3.2) X 3.2 X 350 12.63 KN式中K拉深系數(shù),查表5-9 ；d 凸模直徑, mm；t 材料厚度；b材料的抗拉強度，取350 MPa 。5.4.4 沖孔力 F沖 = KLt b = 1.3 X 3.14 X 24 X 3.2 X 250 78.37 KN 式中K系數(shù) b材料的抗剪強度，取250 MPa ； L沖裁件輪廓周長,既孔的周長； t材料厚度。5.4.5 推件力F推 =n K推F落 = 10 X 0.045 X 78.37 = 35.3 KN 式中n每條料板上沖的個數(shù)式中

25、K推件力系數(shù),查表5-8 。表5-8 卸料力、推件力系數(shù)材料K卸K推鋼t0.1mm0.060.090.1t>0.10.5mm0.040.070.65t>0.52.5mm0.0250.060.05t>2.56.5mm0.020.050.045t>6.5mm0.0150.040.025表5-9 拉深系數(shù)K毛坯相對厚度拉深系數(shù)0.450.480.500.520.550.600.650.700.750.80521.20.80.50.20.10.951.10.851.01.10.750.901.01.10.650.800.901.01.10.600.750.800.901.01.

26、10.500.600.680.750.820.901.10.430.500.560.600.670.750.900.350.420.470.500.550.600.750.280.350.370.400.450.500.600.200.250.300.330.360.400.505.4.6 總沖壓力故總沖壓力為：F總= F落+F卸+F拉+F沖+F推 = 384.36+15.37+12.63+78.37+35.27 526.00 KN5.4.7 壓力機的選擇沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機）上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫

27、下對材料進行冷變形加工，且主要采用板材來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量生產(chǎn)就難以進行；沒有先進的沖模。先進的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。（1） 沖壓設(shè)備類型的選擇 根據(jù)所要完成的沖壓工藝性質(zhì)，生產(chǎn)批量和沖壓件的幾何尺寸、精度要求等來選擇沖壓設(shè)備的類型。對于中小型的沖裁件、彎曲件或拉深件的生產(chǎn)，主要采用開式機械壓力機。雖然開式

28、沖床的剛度差，在沖壓力的作用下床身的變形可能會破壞沖裁模的間隙分布，降低模具的壽命或沖裁件的表面質(zhì)量?？墒牵捎谒峁┝藰O為方便的操作條件和非常容易安裝機械化附屬裝置的特點，使它成為目前中、小型沖壓設(shè)備的主要形式。（2） 沖壓設(shè)備規(guī)格的確定在沖壓設(shè)備的類型選定之后，應(yīng)該進一步根據(jù)沖壓件的尺寸、模具的尺寸和沖壓力來確定設(shè)備的規(guī)格。壓力機的行程大小應(yīng)適當。由于壓力機的行程影響到模具的張開高度，因此對于沖裁、彎曲等模具，其行程不宜過大，以免發(fā)生凸模與導板分離或滾珠導向裝置脫不開的不良后果。對于拉深模，壓力機的行程至少應(yīng)大于成品零件高度的兩倍以上，以保證毛坯的放進和成形零件的取出。壓力機工作臺面的尺寸

29、必須大于模具下模座的外形尺寸，并還要留有安裝固定的余地。但在過大的工作臺面上安裝過小尺寸的沖模時，對工作臺面的受力條件也是不利的。壓力機一般按公稱壓力F壓（1.61.8）F總的原則（F壓5261.8=946.8KN）選取壓力機。表5-10 開式可傾壓力機參數(shù)表從滿足沖壓力要求看，選擇JA23-100型開式壓力機。它的公稱壓力為1000KN ，其詳細參數(shù)為： 型號JA23-100名稱開式可傾壓力機產(chǎn)地四川內(nèi)江四海鍛壓機床有限公司公稱力1000kN公稱力行程10mm滑塊行程150mm行程次數(shù)38min-1最大封閉高度460mm封閉高度調(diào)節(jié)量80mm滑塊中心至機身距離380mm工作尺寸左右1080m

30、m前后710工作臺孔尺寸左右500mm前后405直徑500模柄孔尺寸直徑76mm深度76立柱間距離530mm工作臺主導軌間距離630mm工作臺板厚度100mm傾斜角20。電動機型號Y160M-4功率11kW轉(zhuǎn)速1460r/min氣墊行程75mm頂出力100kN使用壓縮空氣0.45MPa機床外型尺寸左右1685mm前后2320高度3260機床總重量11000Kg氣墊裝置的利用壓縮空氣的頂件器，它通過不斷壓縮空氣將銷頂起，可使材料定位。壓縮空氣頂件器結(jié)構(gòu)形式較多，一般都是安裝在壓力機臺面下部，頂件力的大小可由減壓閥來進行調(diào)節(jié)。5.5 模具壓力中心的確定模具的壓力中心就是沖裁力合力的作用點。沖模壓力

31、中心應(yīng)盡可能利用和模柄軸線以及壓力機滑塊中心線重合，以使沖模平穩(wěn)的工作，減少導向件的磨損，從而提高模具的壽命。沖模壓力中心的求法，采用求平行力系合力的作用點方法。由于絕大部分沖裁件沿著沖裁輪廓線的斷面厚度不變，輪廓部分的沖裁力與輪廓長度成正比，所以，求合力的作用點可轉(zhuǎn)化為求輪廓線的中心。由圖5-2可知，其壓力中心就在圓心上。即X = 0 ，Y =0 。圖5-2 壓力中心圖5.6 工作零件刃口尺寸計算 5.6.1 沖裁模間隙分析 設(shè)計模具時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、模具壽命等要求確定的合理間隙并不是同一個

32、數(shù)值，只是彼此接近?？紤]到制造中的偏差及使用中的磨損、生產(chǎn)中通常只選擇一個適當?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個范圍內(nèi)，就可以沖出良好的制件，這個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?？紤]到模具在使用過程中的磨損使間隙增大，故設(shè)計與制造新模具時要采用最小合理間隙值Cmin。沖裁間隙的大小對沖裁件的斷面質(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。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，間隙越小，模具作用的壓應(yīng)力越大，摩擦也越嚴重，而降低了模具的壽命。較大的間隙可使凸模側(cè)面及材料間的摩擦減小，并延緩

33、間隙由于受到制造和裝配精度的限制，雖然提高了模具壽命，但會出現(xiàn)間隙不均勻。因此，沖裁間隙是沖裁工藝與模具設(shè)計中的一個非常重要的工藝參數(shù)。查表5-11可以知道材料08AL的最小雙面間隙Z=0.210 mm ,最大雙面間隙 Z= 0.270 mm 。 表5-11 沖裁模初始雙間隙Z /mm材料厚度軟鋁純銅、黃銅、軟鋼杜拉鋁、中等硬鋼硬鋼wc=0.08%0.2%wc=0.3%0.4%wc=0.5%0.6%t/mmZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax0.20.30.40.50.60.70.80.91.01.21.51.82.02.22.52.83.03.50.0080.01

34、20.0160.0200.0240.0280.0320.0360.0400.0500.0750.0900.1000.1320.1500.1680.1800.2450.0120.0180.0240.0300.0360.0420.0480.0540.0600.0840.1050.1260.1400.1760.2000.2240.2400.3150.0100.0150.0200.0250.0300.0350.0400.0450.0500.0720.0900.1080.1200.1540.1750.1960.2100.2800.0140.0210.0280.0350.0420.0490.0560.06

35、30.0700.0960.1200.1440.1600.1980.2250.2520.2700.3500.0120.0180.0240.0300.0360.0420.0480.0540.0600.0840.1050.1260.1400.1760.2000.2240.2400.3150.0160.0240.0320.0400.0480.0560.0640.0720.0800.1080.1350.1620.1800.2200.2500.2800.3000.3850.0140.0210.0280.0350.0420.0490.0560.0630.0700.0960.1200.1440.1600.19

36、80.2250.2520.2700.3500.0180.0270.0360.0450.0540.0630.0720.0810.0900.1200.1500.1800.2000.2420.2750.3080.3300.4205.6.2 刃口尺寸計算的基本原則 沖裁件的尺寸精度主要取決與模具刃口的尺寸的精度，模具的合理間隙也要靠模具忍口尺寸及制造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及制造公差，是設(shè)計沖裁模的主要任務(wù)之一。從生產(chǎn)實踐中可以發(fā)現(xiàn)：1、由于凸、凹模之間存在間隙，使落下的料和沖出的孔都帶有錐度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。2、在尺寸的使用中，落料件是以大端尺

37、寸為基準，沖孔孔徑是以小端尺寸為基準。3、沖裁時，凸、凹模要與沖裁件或廢料發(fā)生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，結(jié)果使間隙越來越大。由此在決定模具刃口尺寸及其制造公差時，需要考慮以下原則：1、落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時的尺寸由凸模尺寸決定。故設(shè)計落料模時，以凹模為基準，間隙去在凹模上；設(shè)計沖孔模時，以凸模尺寸為基準，間隙去在凹模上。2、考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設(shè)計落料凹模時，凹模基本尺寸應(yīng)取尺寸公差范圍的較小尺寸；設(shè)計沖孔模時，凹?；境叽鐟?yīng)取工件孔尺寸的公差范圍的較大尺寸。這樣在凸凹模磨損到一定程度的情況下，仍能沖出合格的制件。凸凹模間隙則取最小合理間隙值。3、確定沖模刃口制造公差

38、時，應(yīng)考慮制件的公差要求。如果對刃口精度要求過高（即制造公差過?。瑫鼓＞咧圃炖щy，增加成本，延長生產(chǎn)周期；如果對刃口要求過低（即制造公差過大）則生產(chǎn)出來的制件有可能不合格，會使模具的壽命降低。一般沖模精度較沖件精度高2-3級。5.6.3 刃口尺寸的計算 沖裁模凹、凸模刃口尺寸有兩種計算和標注的方法，即分開加工和配合加工。前者用于沖件厚度較大和尺寸精度要求不高的場合，后者用于形狀復雜或波板工件的模具。對于該工件厚度3.2mm屬于薄板零件，中間有一個圓孔。為了保證沖裁凸、凹模間有一定的間隙值，必須采用配合加工。此方法是先做好其中一件（凸?；虬寄＃┳鳛榛鶞始?，然后以此基準件的實際尺寸來配合加工另

39、一件，使它們之間保留一定的間隙值，因此，只在基準件上標注尺寸制造公差，另一件只標注公稱尺寸。其落料件按凹模磨損后尺寸增大，減小和不變的規(guī)律分三種。沖件按凸模磨損后尺寸減小，增大和不變的規(guī)律分三種。因為工件屬沖孔，根據(jù)設(shè)計要求確定凸模刃口尺寸并依次為基準配置凹模，按磨損后其尺寸變大，變小，不變。5.6.4 落料刃口尺寸計算 選擇配合加工法，根據(jù)公式 式中 凹模刃口尺寸；凸模刃口尺寸；系數(shù)，取0.51； 工件制造公差,查標準公差數(shù)值表； 凹模制造公差，查表5-12； 凸模制造公差，查表5-12；Z合理沖裁間隙，根據(jù)5.6.1。表5-12 簡單形狀沖裁件沖裁時的、值基本尺寸凸模公差凹模公差18>

40、;1830>3080>80120>120180>180260>260360>360500>5000.0200.0200.0200.0250.0300.0300.0350.0400.0500.0200.0250.0300.0350.0400.0450.0500.0600.070根據(jù)表5-13確定模具精度等級IT12級,表5-13沖裁件精度沖模制造精度材料厚度t/mm0.50.81.01.52345681012IT6IT7IT8IT8IT9IT10IT10IT7IT8IT9IT10IT10IT12IT12IT12IT9IT12IT12IT12IT12IT1

41、2IT14IT14IT14IT14取=0.35，=（117.1-0.5 X 0.35） = 117.525mm = 117.5mm(整數(shù)尺寸)= (117.525 0.27) =117.255mm= 117.2mm(整數(shù)尺寸)5.6.5 沖孔刃口尺寸計算該制件只有一個圓形的孔，且位置在壓力中心，凸、凹模適合用分開加工。根據(jù)公式 式中凸模刃口尺寸；凹模刃口尺寸；系數(shù)，取0.75 ； 工件制造公差,查標準公差數(shù)值表； 凹模制造公差，查表5-12，取0.020mm； 凸模制造公差，查表5-12, 取0.025mm；將所有數(shù)據(jù)代入公式，即得： =（24+0.75X0.23）=24.17mm = 24.

42、1mm (整數(shù)尺寸) =(24.17+0.210) mm = 24.4mm (整數(shù)尺寸)5.6.6 拉深刃口尺寸設(shè)計不采用壓邊圈時；根據(jù)公式C=（11.1）tmax式中tmax材料厚度最大極限尺寸（mm），這里取C=1.01t。拉深基本外形尺寸為75mm，根據(jù)表5-14、5-15可知：凹模尺寸Dd=（D-0.75）凸模尺寸dp=（Dd-2c）查標準公差數(shù)值表按IT12級，取=0.03，將尺寸轉(zhuǎn)化為750-0。3。凹模尺寸Dd=（D-0.75） =(D-0.75X0.03)+0.030=74.9775+0.030 mm將Dd轉(zhuǎn)化為整：Dd=75mm凸模尺寸dp=(Dd-2c) =(74.9775

43、-2 X 1.01 X 3.2)-0.030=68.5135-0.030mm將dp=轉(zhuǎn)化為整：dp=68.5mm表5-14 拉深模工作部分尺寸計算公式尺寸標注方法凹模尺寸凸模尺寸標注外形尺寸   標注內(nèi)形尺寸    表5-15 圓形拉深模凸、凹模的制造公差材料厚度制件直徑的基本尺寸10>1050>50200>2005000.250.350.500.801.001.201.502.002.503.500.0150.0200.0300.0400.0450.0550.0650.0800.095-0.0100.01

44、00.0150.0250.0300.0400.0500.0550.060-0.020.030.040.060.070.080.090.110.130.150.0100.0200.0300.0350.0400.0500.0600.0700.0850.1000.030.040.050.060.080.090.100.120.150.180.0150.0200.0300.0400.0500.0600.0700.0800.1000.1200.030.040.050.060.080.100.120.140.170.200.0150.0250.0350.0400.0600.0700.0800.0900.1

45、200.140注：1.表列數(shù)值用于未精壓的薄鋼板。2.如用精壓鋼板，則凸模及凹模的制造公差，等于表列數(shù)值的20%30%。3.如用有色金屬，則凸模及凹模的制造公差，等于表列數(shù)值的50%。6 主要零部件設(shè)計設(shè)計主要零部件時，首先要主要考慮零部件用什么方法加工制造及總體裝配方法。一般來說，沖模都是由固定部分和活動部分組成，固定部分用壓板、螺栓緊固在壓力機的工作臺上；活動部分固定在壓力機滑塊上。通常緊固部分為下模，活動部分為上模。上模隨著滑塊作上下往復運動，從而進行沖壓工作。下面分別介紹各個零部件的設(shè)計方法1、14、15。6.1 落料凹模的設(shè)計凹模采用整體凹模，各種沖裁的凹模孔均采用線切割機床加工，安

46、排凹模在模架上位置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。模具厚度的確定公式為：H=Kb式中K系數(shù)值，考慮板料厚度的影響，查表6-1；b沖裁件的最大外形尺寸。表6-1 系數(shù)值Ks/mm材料厚度t/mm<1>13>36<50>50100>100200>2000.300.400.200.300.150.200.100.150.350.500.220.350.180.220.120.180.450.600.300.450.220.300.150.22查表得K=0.3H=Kb=0.3 X 117.5 35mm凹模壁厚(凹模忍口與外邊緣的距離)的

47、確定式:C=(1.52)H式中C凹模壁厚C=(1.52)H =1.5 X 35 =52.5 mm凹模寬度的確定公式為:B=b+2c= 117.5+2 X 52.5= 222.5 mm取220mm,化整便于選取。圖6-1 落料凹模6.2 凸凹模的設(shè)計凸凹模的內(nèi)、外緣均為刃口，內(nèi)、外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸，為了保證凸凹模的強度，凸凹模應(yīng)有一定的壁厚。按常用尺寸取30mm；凸凹模高度H=凸凹模固定板厚度30mm、托料板高度30mm與托桿行程27mm之和，即H=30+30+27=87（mm）便于加工，取H=85mm圖6-2 凸凹模6.3 沖孔凸模設(shè)計為了保證沖裁模的強度及沖裁工件的質(zhì)量，沖裁件

48、的孔間距及孔道外緣的距離不能太小，一般要大于2t ，并不小于3-4mm，如果小于上述距離，則將產(chǎn)生變形。參考中國模具工程大典 第4卷沖壓模具設(shè)計對沖孔凸模進行設(shè)計。沖孔直徑為d=24mm，取D=25mm,D1=30mm,l=20mm,L=80mm。圖6-3 沖孔凸模6.4 落料凸模沖孔安排在落料之前，隨著制件過程中的拉深，孔會產(chǎn)生變形，所以把沖孔安排在拉深之后進行。按凸模固定板厚度計算公式H =（11.5）d =（11.5）X 24 =24mm36mm取落料凸模固定部分厚30mm。因為拉深高度為27mm，沖孔時凸模應(yīng)超過凹模1mm左右，故落料凸模高度HT=HA+27-3.2-1=80+27-3

49、.2-1=102.8mm拉深時，在落料凸模上加裝一頂件塊，便于成型后工件順利從落料模中取出。頂件塊高度HD=HT-27-30=102.8-27-30=45.8mm落料凸模也是拉深凹模，故確定其工作內(nèi)外徑分別為75mm，117.2mm。圖6-4 落料凸模6.5 托料板托料板高度H托=85-30-27=28mm其外徑應(yīng)略小于落料刃口尺寸，故取116mm托料板內(nèi)徑因需與凸凹模外徑68.5（JS7配合），按基軸制JS7/h6選取，即68.5mm。圖6-5 托料板6.6 擋料銷擋料銷是材料沿送進方向的定位零件，以其形狀不同而稱為擋料銷或擋料板。擋料銷是固定擋料銷、活動擋料銷、始用擋料銷等的統(tǒng)稱。根據(jù) 中

50、國模具工程大典 第4卷沖壓模具設(shè)計，選用A型固定擋料銷。型號是M12。6.7 上下模座 模座分帶導柱和不帶導柱兩種,根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)要求確定是否帶導柱的模座.本模具采用后側(cè)導柱、導套來保證模具上下模的精確導向?；瑒訉е?、導套都是圓柱形的，其加工方便，可采用車床加工，容易裝配。模具的尺寸L/mm X B/mm為270mmX220mm，上模厚度為60mm，下模為80mm，固定板的高度為30mm。根據(jù)中國模具工程大典 第4卷沖壓模具設(shè)計GB/T 2851.31900選擇設(shè)計上下模座。圖6-6 上模座（270X250X60）mm圖6-7 下模座（270X250X80）mm7 標準件的選擇按已確定的模具形式與參數(shù)，從冷沖模標準中選取標準件，并按已確定的零件結(jié)構(gòu)及參數(shù)，繪制非標準件零件圖，見附圖14。下面列舉其中兩種標準件的選取方法：模柄的確定：中小型沖模通過橫模將上模固定在壓力機的滑塊上，模柄的結(jié)構(gòu)形式較多，主要有：旋入式；壓入式；凸緣