【正文】 彎曲力和頂件力為 對(duì)于校正彎曲，由于校正彎曲力比頂件力大得多，故一般可以忽略，即 ≥生產(chǎn)中為安全，取≥，根據(jù)壓彎力大小，初選設(shè)備為JH23—25。（1）刃口尺寸計(jì)算由圖32可知，該零件屬于一般沖孔、落料件。根據(jù)零件形狀特點(diǎn)，沖裁模的凸、凹模采用分開(kāi)加工方法制造。尺寸18mm、R9mm由落料獲得，2177。查得凸、凹模最小間隙，最大間隙，所以。按照模具制造精度高于沖裁件精度3～4級(jí)的原則，設(shè)凸、凹模按IT8制造，落料尺寸，凸、凹模制造公差。沖孔尺寸，凸、凹模制造公差。根據(jù)沖裁凸、凹模刃口尺寸計(jì)算公式進(jìn)行如下計(jì)算： 落料尺寸，校核不等式≤，代入數(shù)據(jù)得。說(shuō)明所取的與合適，考慮零件要求和模具制造情況，可適當(dāng)放大制造公差為： ， 。將已知和查表的數(shù)據(jù)代入公式得 故落料凸模和凹模最終刃口尺寸為：。落料R9mm，屬于半邊磨損尺寸。由于是圓弧曲線，應(yīng)該與落料尺寸18mm相切，所以其凸、凹模刃口尺寸取為沖孔：校核，代入數(shù)據(jù)得：。說(shuō)明所取的與合適，考慮零件要求和模具制造情況，可適當(dāng)放大制造公差為：， 。將已知和查表的數(shù)據(jù)代入公式得故沖孔凸模和凹模最終刃口尺寸為：?？仔木?6177。因?yàn)閮蓚€(gè)孔同時(shí)沖出，所以凹模型孔中心距為（2）排樣計(jì)算分析零件形狀應(yīng)采用單直排的排樣方式，零件可能的排樣方式有如圖52 37所示兩種。圖52 3 可能的排樣方式比較方案a和方案b，方案a是少?gòu)U料排樣，顯然材料利用率高，但因條料本身的剪板公差以及條料的定位誤差影響，工件精度不易保證，且模具壽命低，操作不便，排樣不適合連續(xù)模，所以選擇方案b。同時(shí)，考慮凹模刃口強(qiáng)度，其中間還需留一空工位?，F(xiàn)選用規(guī)格為3mm1000mm1500mm的鋼板，則需計(jì)算采用不同的裁剪方式時(shí)，每張板料能出的零件總個(gè)數(shù)。經(jīng)查得零件之間的搭邊值，零件與條料側(cè)邊之間的搭邊值，條料與導(dǎo)料板之間的間隙值，則條料寬度為步距 由于彎曲件裁板時(shí)應(yīng)考慮纖維方向，所以只能采用橫裁。、長(zhǎng)1000mm的條料，則一張板材能出的零件總個(gè)數(shù)為 計(jì)算每個(gè)零件的面積，則材料利用率為。確定的排樣圖圖52 4所示。圖52 4 零件的排樣圖，材料厚度3mm，45鋼的抗剪強(qiáng)度取500MPa，沖裁力基本計(jì)算公式。則沖裁該零件所需落料力沖孔力 模具結(jié)構(gòu)采用剛性卸料和下出件方式，所以所需推件力為計(jì)算零件所需總沖壓力零件為一對(duì)稱(chēng)件，所以壓力中心就是沖裁輪廓圖形的幾何中心，但由于采用級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)，因此需計(jì)算模具的壓力中心。排樣時(shí)零件前后對(duì)稱(chēng)，所以只需計(jì)算壓力中心橫坐標(biāo)，如圖52 5所示建立坐標(biāo)系。設(shè)模具壓力中心橫坐標(biāo)為（計(jì)算時(shí)取代數(shù)值），則有 即 ，解得 所以模具壓力中心坐標(biāo)點(diǎn)為（ , 0）。圖52 5 壓力中心的計(jì)算 沖壓設(shè)備的選用1. 沖孔落料連續(xù)模設(shè)備的選用根據(jù)沖壓力的大小，選取開(kāi)式雙柱可傾臺(tái)壓力機(jī)JC23—63，其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱(chēng)壓力：630kN滑塊行程：120mm最大閉合高度：360 mm閉合高度調(diào)節(jié)量：80 mm滑塊中心線到床身距離：260mm工作臺(tái)尺寸：480 mm710 mm工作臺(tái)孔尺寸：φ250mm模柄孔尺寸：φ50 mm80 mm墊板厚度：90 mm根據(jù)彎曲力的大小，選取開(kāi)式雙柱可傾臺(tái)壓力機(jī)JH23—25，其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱(chēng)壓力：250kN滑塊行程：75mm最大閉合高度：260 mm閉合高度調(diào)節(jié)量：55mm滑塊中心線到床身距離：200mm工作臺(tái)尺寸：370 mm560mm工作臺(tái)孔尺寸：φ260mm模柄孔尺寸：φ40 mm60mm墊板厚度：50 mm 模具零部件設(shè)計(jì)（1）標(biāo)準(zhǔn)模架的選用標(biāo)準(zhǔn)模架的選用依據(jù)為凹模的外形尺寸，所以應(yīng)首先計(jì)算凹模周界的大小。根據(jù)凹模高度和壁厚的計(jì)算公式得凹模高度 凹模壁厚 所以，凹模的總長(zhǎng)，為了保證凹模結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)并有足夠的強(qiáng)度，將其長(zhǎng)度增大到163mm。凹模的寬度。模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，查得模架規(guī)格為：上模座200mm200mm45mm，下模座200mm200mm50mm，導(dǎo)柱32mm160mm，導(dǎo)套32mm105mm43mm。（2）其它零部件結(jié)構(gòu)凸模固定板與凸模采用過(guò)渡配合關(guān)系，即20mm，平面尺寸與凹模外形尺寸相同。卸料板的厚度與卸料力大小、模具結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，取其值為14mm。導(dǎo)料板高度查表取12mm，擋料銷(xiāo)高度取4mm。模具是否需要采用墊板，以承壓面較小的凸模進(jìn)行計(jì)算，沖孔凸模承壓面的尺寸如圖52 6所示。則其承受的壓應(yīng)力為查得鑄鐵模板的為90～140MPa，故 。因此需采用墊板，墊板厚度取8mm。模具采用壓入式模柄，根據(jù)設(shè)備的模柄孔尺寸，應(yīng)選用規(guī)格為A50105的模柄。圖52 6 凸模結(jié)構(gòu)圖根據(jù)工件的材料、形狀和精度要求等，彎曲模采用非標(biāo)準(zhǔn)模架。下模座的輪廓尺寸為255mm110mm。（1）工作部分結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)1）凸模圓角半徑在保證不小于最小彎曲半徑值的前提下，當(dāng)零件的相對(duì)圓角半徑較小時(shí)，凸模圓角半徑取等于零件的彎曲半徑，即。2）凹模圓角半徑凹模圓角半徑不應(yīng)過(guò)小，以免擦傷零件表面，影響沖模的壽命，凹模兩邊的圓角半徑應(yīng)一致，否則在彎曲時(shí)坯料會(huì)發(fā)生偏移。根據(jù)材料厚度取。3）凹模深度凹模深度過(guò)小，則坯料兩端未受壓部分太多，零件回彈大且不平直，影響其質(zhì)量；深度過(guò)大，則浪費(fèi)模具鋼材，且需壓力機(jī)有較大的工作行程。該零件為彎邊高度不大且兩邊要求平直的U形彎曲件，則凹模深度應(yīng)大于零件的高度，且高出值，如圖21所示。圖52 7 凹模結(jié)構(gòu)圖4）凸、凹模間隙根據(jù)U形件彎曲模凸、凹模單邊間隙的計(jì)算公式得 5）U形件彎曲凸、凹模橫向尺寸及公差零件標(biāo)注內(nèi)形尺寸時(shí)，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。而凸、凹模的橫向尺寸及公差則應(yīng)根據(jù)零件的尺寸、公差、回彈情況以及模具磨損規(guī)律而定。因此，凸、凹模的橫向尺寸分別為 （2）彈頂裝置中彈性元件的計(jì)算由于該零件在成型過(guò)程中需壓料和頂件，所以模具采用彈性頂件裝置，彈性元件選用橡膠，其尺寸計(jì)算如下1）確定橡膠墊的自由高度 認(rèn)為自由狀態(tài)時(shí)，頂件板與凹模平齊，所以 由上兩個(gè)公式取。2）確定橡膠墊的橫截面積查得圓筒形橡膠墊在預(yù)壓量為10%~15%，所以 3）確定橡膠墊的平面尺寸根據(jù)零件的形狀特點(diǎn)，橡膠墊應(yīng)為圓筒形，中間開(kāi)有圓孔以避讓螺桿。結(jié)合零件的具體尺寸，橡膠墊中間的避讓孔尺寸為φ17mm，則其直徑D為4）校核橡膠墊的自由高度~，所以選用的橡膠墊規(guī)格合理。140=120mm。 沖孔落料連續(xù)模裝配圖有了上述各步計(jì)算所得的數(shù)據(jù)及確定的工藝方案，便可以對(duì)模具進(jìn)行總體設(shè)計(jì)并畫(huà)出沖裁裝配圖如圖52 8所示。模具閉合高度H模=45+8+20+15+14+12+25+50=189mm。圖52 8 沖孔落料級(jí)進(jìn)模1下模座 11螺釘 3導(dǎo)柱 5擋料銷(xiāo) 6導(dǎo)料板 7導(dǎo)套 121銷(xiāo)釘 9導(dǎo)正銷(xiāo) 10上模座 12落料凸模 13模柄 14防轉(zhuǎn)銷(xiāo) 16墊板 17凸模固定板 18沖孔凸模 19卸料板 20凹模 彎曲模裝配圖由上述各步計(jì)算所得的數(shù)據(jù)，對(duì)彎曲模具進(jìn)行總體設(shè)計(jì)并畫(huà)出裝配圖52 9所示。模具閉合高度H模=40+20+4+103=167 mm。圖52 9 彎曲模裝配圖2螺釘 3彎曲凹模 4頂板 5銷(xiāo)釘 6模柄 7凸模 8銷(xiāo)釘 9定位板10下模座 11頂料螺釘 12拉桿 13托板 14橡膠 15螺母 拉深模設(shè)計(jì)實(shí)例——保護(hù)筒拉深模的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)圖53 1所示是一金屬保護(hù)筒，材料為08鋼，材料厚度2mm，大批量生產(chǎn)。要求設(shè)計(jì)該保護(hù)筒的沖壓模具。圖53 1 保護(hù)筒零件圖 零件工藝性分析08鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，屬于深拉深級(jí)別鋼，具有良好的拉深成形性能。2. 結(jié)構(gòu)分析零件為一無(wú)凸緣筒形件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，底部圓角半徑為R3，滿(mǎn)足筒形拉深件底部圓角半徑大于一倍料厚的要求，因此，零件具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。3. 精度分析零件上尺寸均為未注公差尺寸，普通拉深即可達(dá)到零件的精度要求。 工藝方案的確定零件的生產(chǎn)包括落料、拉深（需計(jì)算確定拉深次數(shù)）、切邊等工序，為了提高生產(chǎn)效率，可以考慮工序的復(fù)合，本例中采用落料與第一次拉深復(fù)合，經(jīng)多次拉深成形后，由機(jī)械加工方法切邊保證零件高度的生產(chǎn)工藝。 零件工藝計(jì)算零件的材料厚度為2mm，所以所有計(jì)算以中徑為準(zhǔn)。（1）確定零件修邊余量零件的相對(duì)高度，經(jīng)查得修邊余量，所以，修正后拉深件的總高應(yīng)為79+6=85mm。（2）確定坯料尺寸由無(wú)凸緣筒形拉深件坯料尺寸計(jì)算公式得（3）判斷是否采用壓邊圈零件的相對(duì)厚度，經(jīng)查壓邊圈為可用可不用的范圍，為了保證零件質(zhì)量，減少拉深次數(shù)，決定采用壓邊圈。（4）確定拉深次數(shù)查得零件的各次極限拉深系數(shù)分別為[ m1]=，[ m2]=，[ m3]=，[ m4]=。所以，每次拉深后筒形件的直徑分別為由上計(jì)算可知共需4次拉深。（5）確定各工序件直徑調(diào)整各次拉深系數(shù)分別為 ，，則調(diào)整后每次拉深所得筒形件的直徑為第四次拉深時(shí)的實(shí)際拉深系數(shù)，其大于第三次實(shí)際拉深系數(shù)和第四次極限拉深系數(shù)，所以調(diào)整合理。第四次拉深后筒形件的直徑為。（6）確定各工序件高度根據(jù)拉深件圓角半徑計(jì)算公式，取各次拉深筒形件圓角半徑分別為，，所以每次拉深后筒形件的高度為第四次拉深后筒形件高度應(yīng)等于零件要求尺寸，即。拉深工序件圖如圖53 2所示。圖53 2 拉深工序圖（1）落料凸、凹模刃口尺寸計(jì)算根據(jù)零件形狀特點(diǎn)，刃口尺寸計(jì)算采用分開(kāi)制造法。落料尺寸為φ，落料凹模刃口尺寸計(jì)算如下。查得該零件沖裁凸、凹模最小間隙，最大間隙，凸模制造公差，凹模制造公差。將以上各值代入≤校驗(yàn)是否成立。經(jīng)校驗(yàn)，不等式成立，所以可按下式計(jì)算工作零件刃口尺寸。（2）首次拉深凸、凹模尺寸計(jì)算，由公式確定拉深凸、凹模間隙值，查得，所以間隙，則首次拉深凹模。首次拉深凸模（3）排樣計(jì)算零件采用單直排排樣方式，，若模具采用無(wú)側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板結(jié)構(gòu)，條料的寬度應(yīng)為選用規(guī)格為2mm1000mm1500mm的板料，計(jì)算裁料方式如下。，長(zhǎng)1000mm的條料，則每張板料所出零件數(shù)為，長(zhǎng)1500mm的條料，則每張板料所出零件數(shù)為經(jīng)比較，應(yīng)采用第二種裁法，零件的排樣圖如圖53 3所示。圖53 3 零件排樣圖（4）力的計(jì)算模具為落料拉深復(fù)合模，動(dòng)作順序是先落料后拉深，現(xiàn)分別計(jì)算落料力、拉深力和壓邊力。因?yàn)槔盍εc壓邊力的和小于落料力，即，所以，應(yīng)按照落料力的大小選用設(shè)備。初選設(shè)備為J23—35。（1）拉深凸、凹模尺寸計(jì)算 mm，拉深凸、凹模間隙值仍為3mm，則拉深凸、凹模尺寸分別為（2）拉深力計(jì)算根據(jù)以上力的計(jì)算，初選設(shè)備位J23—10。計(jì)算方法與第二次拉深模工藝計(jì)算相同，此處從略。（1）拉深凸、凹模尺寸計(jì)算因?yàn)榱慵?biāo)注外形尺寸（）mm，所以要先計(jì)算凹模，即拉深凸模（2）拉深力計(jì)算 沖壓設(shè)備的選用根據(jù)以上計(jì)算，同時(shí)考慮拉深件的高度選取開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)JH23—40，其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱(chēng)壓力：4000kN滑塊行程：80mm最大閉合高度：330 mm閉合高度調(diào)節(jié)量：65 mm滑塊中心線到床身距離：250mm工作臺(tái)尺寸：460 mm700 mm工作臺(tái)孔尺寸：250 mm360 mm模柄孔尺寸：φ50 mm70 mm墊板厚度：65mm考慮零件的高度，選取開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)JH23—80，以保證拉深的順利操作，其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱(chēng)壓力：800kN滑塊行程：130mm最大閉合高度：380 mm閉合高度調(diào)節(jié)量：90mm滑塊中心線到床身距離：290mm工作臺(tái)尺寸：540 mm800 mm模柄孔尺寸：φ60mm80 mm墊板厚度：100mm 模具零部件結(jié)構(gòu)的確定（1）標(biāo)準(zhǔn)模架的選用標(biāo)準(zhǔn)模架的選用依據(jù)為凹模的外形尺寸，所以應(yīng)首先計(jì)算凹模周界的大小。根據(jù)凹模高度和壁厚的計(jì)算公式得凹模高度。凹模壁厚。所以，凹模的外徑為。以上計(jì)算僅為參考值，由于本套模具為落料拉深復(fù)合模，所以凹模高度受拉深件高度的影響必然會(huì)有所增加，其具體高度將在繪制裝配圖時(shí)確定。另外，為了保證凹模有足夠的強(qiáng)度，將其外徑增大到200mm。模具采用后置導(dǎo)柱模架，根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，查得模架規(guī)格為