【正文】 式中： ～ =15～20=26 mm；(1?h28H）28 h2凹模厚度，可得：h2=35mm；附加長度包括凸模的修磨量，凸模進(jìn)入凸凹模的深度。 凸模精度的確定根據(jù)凸模作為工作零件，其精度要求較高，所以選用 IT7 級，表面粗糙度為 ，同軸度為 。一類是鑲拼式，另一類為整體式。凹模厚度：由 K=，b=120mm 代入公式（71）得： KbH? =120 =24 mm由 H=24，代入公式（72 ）得凹模邊壁厚： ～(?CH)2 =36～48 mm取凹模邊壁厚為 40mm。由于本模具沖的零件尺寸較大，所以采用刃口為直通式，該類型刃口強(qiáng)度高，修磨后刃口尺寸不變。 凹模設(shè)計(jì) 凹模外形的確定 凹模的外形一般有矩形和圓形兩種。通過上述對工作零件刃口尺寸的計(jì)算，落料凹模、凸模的尺寸如圖 62。工作零件刃口尺寸如圖 61，根據(jù)以上公式（61） 、 （62） 、 （63） 、 （64） 、（65）分別計(jì)算工作零件刃口尺寸見表 64。 由上表 61 可得：Z min= Zmax=Zmax－ Zmin=（－）mm= （1）對落料件尺寸 的凹、凸模偏差值查下表 62 得：? δ 凸 =－ δ 凹 =+ 根據(jù)條件 │ │＋│ │≤凸?凹 minaxZ? 則 (＋）mm= 所以，滿足分別加工條件。這種方法多用于沖裁件的形狀復(fù)雜、間隙較小的模具。 （2）單配加工法。分別規(guī)定凸模與凹模的尺寸和公差的尺寸及制造公差來保20證間隙要求。 （2）根據(jù)凸、凹模刃口的磨損規(guī)律，凹模刃口磨損后使落料件尺寸變大，其刃口的基本尺寸應(yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸；凸模刃口磨損后使沖孔件孔徑減小，故應(yīng)使刃口尺寸接近或等于工件的最大極限尺寸。目前在生產(chǎn)中，廣泛采用經(jīng)驗(yàn)法和查表法來確定合理的間隙植。但當(dāng)間隙繼續(xù)增大時(shí)，卸料力增加，又影響模具壽命。 沖裁間隙的確定沖裁間隙是影響沖裁工序最重要的工藝參數(shù)，其定義為沖裁凸模與凹模之間的空隙尺寸，如圖 61 所示。因?yàn)樵摿慵淖笥?、上下均對稱，所以該零件的對稱中心就是該零件的壓力中心，并且在柄投影范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)合理。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合，否者，會(huì)使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過大的摩擦，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。閉式機(jī)左右兩側(cè)封閉，操作不方便，但機(jī)身剛度好，壓力機(jī)精度高。為了使沖裁工作連續(xù)，操作方便，必須將套在凸模上的材料刮下，將梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料向下推出或向上頂出。τ 的數(shù)值取決于材料的種類和坯料的原始狀態(tài)，可在設(shè)計(jì)資料及有關(guān)手冊中查找，本設(shè)計(jì) τ 取值的通過查下表確定，材料厚度 t=2mm，取 τ=300MPa。圖 53 排樣示意圖 沖壓力的計(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，以適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力 一般可以按下式計(jì)算：pF (5?tKLF?3）式中： τ材料抗剪強(qiáng)度，見表 53(MPa） ； L沖裁周邊總長(mm） ； T材料厚度(mm） 。由圖 51 和圖 52；公式（52）得： A=9030+212^2212^2 =2305 mm2 橫排： 由 S=，B=，A=2305 mm 2，代入公式(52)：得 %10/??BSA? =[2305247。本套模具無導(dǎo)料板為無側(cè)壓裝置。一般來說，搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)和查表來確定的，該制件的搭邊值采用查表取得。分析零件形狀，應(yīng)采用單縱排的排樣方式，零件可能的排樣方式有圖 51和圖 52 所示兩種。沖模結(jié)構(gòu)簡單。方案二：少廢料排樣。排樣的意義在于減小材料消耗、提高生產(chǎn)率和延長模具壽命，排樣是否合理將影響到材料的合理利用、沖件質(zhì)量、生產(chǎn)率、模具結(jié)構(gòu)與壽命。 （a）中間導(dǎo)柱 （b）后側(cè)導(dǎo)柱 （c）對角導(dǎo)柱 （d）四導(dǎo)柱 （1）下模座 （2）導(dǎo)柱 （3）導(dǎo)套 （4）上模座圖 41 導(dǎo)柱模架根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質(zhì)量，采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，操作者可以看見條料在模具中的送進(jìn)動(dòng)作。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件及大量生產(chǎn)用的自動(dòng)沖壓模架。由于前面和左右不受限制，送料和操作比較方便。 導(dǎo)向方式的選擇方案一：采用對角導(dǎo)柱模架。彈性卸料具有卸料與壓料的雙重作用，主要用在沖料厚在 2mm 及以下厚度的板料，卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇（～）t，若彈性卸料板還要起對凸模導(dǎo)向作用時(shí)，二者的配合間隙性小于沖裁間隙，常用作落料模、沖孔模、癥狀復(fù)合模的卸料裝置。 卸料、出件方式的選擇 剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)，常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。 送料方式的選擇由于零件的生產(chǎn)批量是大批量及模具類型的確定，合理安排生產(chǎn)可采用前后自動(dòng)送料方式。表 32 正裝式復(fù)合模、倒裝式復(fù)合模的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)及適用范圍比較項(xiàng)目 正裝(順裝）式復(fù)合模 倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu) 凸凹模裝在上模，落料凹模和沖孔凸模裝在下模 凸凹模裝在下模，落料凹模和沖孔凸模裝在上模優(yōu)點(diǎn) 沖出的沖件平直度較高 結(jié)構(gòu)較簡單缺點(diǎn) 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沖件容易被嵌入邊料中影響操作 不宜沖制孔邊距離較小的沖裁件適用范圍沖制材質(zhì)較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，還可以沖制孔邊距離較小的沖裁件不宜沖制孔邊距離較小的沖裁件，但倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)簡單、又可以直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件，卸料可靠，便于操作，并為機(jī)械化出件提供了有利條件，故應(yīng)用十分廣泛由參考文獻(xiàn)[2]可知，正裝式復(fù)合模適合于沖制材質(zhì)較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，還可以沖制孔邊距離較小的沖裁件。方案三只需一副模具，生產(chǎn)效率很高，但零件的沖裁精度稍差。方案三：級進(jìn)模是把沖裁件的若干個(gè)沖壓工序，排列成一定的順序，在壓力機(jī)的一次行程中條料在沖模的不同位置上，分別完成工件所要求的工序。方案一：先落料，后沖孔。?通過查公差等級表，該零件沖裁工藝性能較好，能夠滿足普通沖裁零件精度要求。孔的最小尺寸為 12mm，滿足沖裁最小孔徑dmin≥=2mm 的要求。22 沖壓件工藝分析工件名稱：連接板；生產(chǎn)批量：年產(chǎn)量 20 萬件；材 料：10 鋼；材料厚度：2mm；未注公差：IT14 。充分了解模具基礎(chǔ)知識和應(yīng)用是設(shè)計(jì)者進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的前提。進(jìn)入本世紀(jì)以來，模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)發(fā)展速度更快，應(yīng)用范圍更廣。模具 CAD/CAE/CAM 是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，是一項(xiàng)高科技、高效益的系統(tǒng)工程。優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 976662241 連接板沖壓模具設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 連接板沖壓模具設(shè)計(jì)系 部 現(xiàn)代制造工程系 專 業(yè) 名 稱 模具設(shè)計(jì)與制造 班 級 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)，全套設(shè)計(jì)【帶圖紙】加 976662241 連接板沖壓模具設(shè)計(jì)摘 要 本文主要介紹的是連接板倒裝復(fù)合模設(shè)計(jì)的全過程，首先對連接板零件進(jìn)行工藝分析、確定沖壓工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式，然后進(jìn)行模具總體設(shè)計(jì)，接下來對模具設(shè)計(jì)基本參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，如排樣設(shè)計(jì)、計(jì)算壓力中心、計(jì)算沖裁力、計(jì)算工作零件的刃口尺寸等，最后根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)選擇典型模具零件、模具組合、以及壓力機(jī)。沖壓成形也成為現(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)效率高的特點(diǎn)，是一種其他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、航天航空、國防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)中。模具CAD/CAE/CAM 在近 20 年中經(jīng)歷了從簡單到復(fù)雜，從試點(diǎn)到普及的過程。在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須清楚模具的加工工藝，設(shè)計(jì)出的零件要能加工、易加工。本設(shè)計(jì)涉及的知識面廣，綜合性強(qiáng)，在鞏固大學(xué)所學(xué)的知識的同時(shí)，對于提高設(shè)計(jì)者的創(chuàng)新能力、協(xié)調(diào)能力，開闊設(shè)計(jì)思路等方面為作者提供了一個(gè)良好的平臺(tái)。 零件結(jié)構(gòu)零件結(jié)構(gòu)形狀相對簡單，無尖角，對沖裁加工較為有利零件結(jié)構(gòu)簡單，對沖裁加工較為有利。對于未注公差尺寸，屬于自由尺寸，按 IT12 查表 21 得到： 、 。 沖裁工藝方法的選擇沖裁模分為單工序沖裁、復(fù)合模和級進(jìn)模三種。復(fù)合沖裁是在壓力機(jī)一次行程內(nèi)，在模具的同一位置同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的沖壓工序。方案二只需一副模具，沖壓的形狀精度和尺寸容易保證且生產(chǎn)效率也高，盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡單，模具制造難度較小。 沖裁結(jié)構(gòu)的選取按照復(fù)合模工作零件的安裝位置不同，分為正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模兩種，兩種的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)及適用范圍見表 32。64 模具總體結(jié)構(gòu)的確定 模具類型的選擇 由以上沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合模沖壓，模具類型為倒裝式復(fù)合模。而第一件的沖壓位置因?yàn)闂l料長度有一定余量，可以靠操作工目測來定。主要用于卸料力較大，材料厚度大于 2mm 的材料。7 工件平直度較高，料厚為 2mm 相對較薄，卸料力不大，由于彈性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)狀態(tài)，且彈性卸料板對工件施加的柔性力，不會(huì)損傷工件表面，故可采用彈性卸料。方案二：采用后側(cè)式導(dǎo)柱模架。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。只能一個(gè)方向送料。85 工藝參數(shù)計(jì)算 排樣方式的選擇沖裁件在板料、帶料或條料上的布置方法稱為排樣。沿沖件全部外形沖裁，沖件與沖件之間、沖件與條料之間都存在搭邊廢料沖件尺寸完全由沖模來保證，因此精度高，模具壽命高，但材料利用率低。但材料利用率稍高。采用少、無廢料排樣法，材料利用率高，不但有利于一次沖程獲得多個(gè)制件，而且可以簡化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力，但受條料寬度誤差及條料導(dǎo)向誤差的影響，沖裁件的尺寸精度不易保證，故應(yīng)采用方案一。但過小的搭邊容易擠進(jìn)凹模，增加刃口磨損，降低模具壽命，并且也影響沖裁件的剪切表面質(zhì)量。根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)不同，可分為有側(cè)壓裝置的模具和無側(cè)壓裝置的模具，側(cè)壓裝置的作用是用于壓緊送進(jìn)模具的條料（從料帶側(cè)面壓緊） ，使條料不至于側(cè)向竄動(dòng)，以利于穩(wěn)定地加工生產(chǎn)。關(guān)于材料利用率，可用下式表示： (52）%10/??BSA?式中： A一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面； B條料寬度； S步距。結(jié)合模具結(jié)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)，方便操作，最終選用圖 51 橫排作為零件的排樣圖，具體如圖 53 所示。由于 10 鋼的力學(xué)性能查表 54 可得：抗剪強(qiáng)度 τ 取 350MPa。 沖裁周邊的總長(mm）落料周長為： =230+412+7521L = mm沖孔周長為： =412 2 = mm由 =，L=，t=2mm， =320Mpa，代入公式(53)得： K? KtLF?1 =2320 = N由 =，L=，t=2mm， =320Mpa，代入公式(53)得： K? =2320 F材料名稱 牌號 材料狀態(tài) 抗剪強(qiáng)度 τ/MPa10 260~34015 270~38020 280~400碳素結(jié)構(gòu)鋼35 已退火400~52014 = N由 F1= N，F(xiàn) 2= N，代入公式(54）可求總沖裁力得： 21F??沖 =+ = N 卸料力、推件力的計(jì)算 當(dāng)上模完成一次沖裁后，沖入凹模內(nèi)的制件或廢料因彈性擴(kuò)張而梗塞在凹模內(nèi)，模面上的材料因彈性收縮而會(huì)緊箍在凸模上。thn? 表 55 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)