【正文】 第四 節(jié) 凸模強(qiáng)度的 校核 一、 圓孔 凸?？箟簭?qiáng)度的 校核 根據(jù)凸模結(jié)構(gòu)形式 特點(diǎn)及尺寸，只需校核 沖底部?jī)?個(gè)直徑 2 的孔凸模。 在確定模具閉合高度之前，應(yīng)該先了解沖床的閉合高度。 一 、 導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向裝置用于沖裁模具上、下模之間 的定位連接和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向，導(dǎo)向零件可以消除壓力機(jī)滑塊運(yùn)動(dòng)誤差對(duì)模具運(yùn)動(dòng)精度的影響，保證凸、凹模間間隙分布均勻，便于模具安裝和調(diào)整，因而可以提高模具的使用壽命和沖裁件精度。導(dǎo)套與導(dǎo)柱采用間隙配合，一般精度為 H7/h6。 模柄的尺寸與所選壓力機(jī)相適配，如圖 613 所示： 圖 55 模柄 （二）模架與模座 上、下 模座用以安裝全部模具零件，構(gòu)成模具的整體和傳遞沖壓力。 34 圖 56 上模座 （三 ）螺釘與銷(xiāo)釘 螺釘與銷(xiāo)釘用于對(duì)模具板件固定與定位，通常兩者選用相同的直徑，螺釘?shù)闹睆脚c 布置參見(jiàn)圖，上模座與凸模固定板之間靠 6 個(gè)內(nèi)六角螺釘固定連接，其墊板相應(yīng)處采用過(guò)孔，墊板與凸模固定板之間采用銷(xiāo)釘定位，在左右對(duì)角處用兩個(gè)銷(xiāo)釘將三者定位連接。 生產(chǎn)和使用情況 應(yīng)考慮我國(guó)模具鋼的生產(chǎn)和使用情況。 對(duì)非圓形凸模的加工，采用電火花線切割加工。線切割后需要鉗工研磨型孔，以保證凸凹模的間隙均勻。淬火后鋼中有未溶的過(guò)剩碳化物，所以具有較 T T8A 鋼的耐磨性能好。螺釘擬選用內(nèi)六角為宜，擰 、 入 被連接件的深度：鑄鐵為 2d。固定板型孔鉚接端倒角 — C1。在總裝前，應(yīng)選好裝配基準(zhǔn)件和安排好上、下模的裝配順序，然后以基準(zhǔn)件為準(zhǔn)，按工藝順序莊相應(yīng)的零件。 凸模、凹模與固定板的裝配 壓入式凸模與固定板的裝配過(guò)程與要點(diǎn)和模柄的裝配構(gòu)成基本相同。 41 安裝下模其他零件 經(jīng)試沖合格后，鉆鉸銷(xiāo)孔，打入銷(xiāo)釘固定導(dǎo)料板。非標(biāo)準(zhǔn)零件庫(kù)中存放的零件 ,雖然與設(shè)計(jì)所需結(jié)構(gòu)不盡相同 ,但利用系統(tǒng)自身的建模技術(shù)可以方便地進(jìn)行修改 ,從而加快設(shè)計(jì)過(guò)程 ,典型模具結(jié)構(gòu)庫(kù)是在參數(shù)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的 ,按用戶要求對(duì)相似模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改 ,即可生成所需要的結(jié)構(gòu)。 6)逆向工程技術(shù)的應(yīng)用 在許多情況下 ,一些產(chǎn)品并非來(lái)自設(shè)計(jì)概念 ,而是起源于另外一些產(chǎn)品或?qū)嵨?,要在只有產(chǎn)品原型或?qū)嵨锬Ｐ?,而沒(méi)有產(chǎn)品圖樣的條件下進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)和制造以便制造出產(chǎn)品。 44 附錄 沖壓工藝卡的編制 沖壓工藝卡 標(biāo)記 產(chǎn)品名稱(chēng) 沖壓工藝規(guī)程卡 制件名稱(chēng) 改進(jìn)的銜鐵 件 年產(chǎn)量 第 頁(yè) 產(chǎn)品圖號(hào) 制件圖號(hào) 共 頁(yè) 材料牌號(hào)及技術(shù)要求 DT2 毛坯形狀及尺寸 104 24 1mm 下料 板材 1500 900 1mm 縱裁成 1500110 1mm 工序序號(hào) 工序名稱(chēng) 工序草圖 工具名稱(chēng)及圖號(hào) 設(shè)備 檢驗(yàn)要求 備注 1 側(cè)刃切邊 級(jí)進(jìn)模 400KN沖床 按草圖檢驗(yàn) 2 沖導(dǎo)正孔及彎曲 級(jí)進(jìn)模 400KN沖床 按草圖檢驗(yàn) 3 彎曲 級(jí)進(jìn)模 400KN沖床 按草圖檢驗(yàn) 45 4 成形側(cè)刃切邊、彎曲 級(jí)進(jìn)模 400KN沖床 按草圖檢驗(yàn) 5 沖孔 級(jí)進(jìn)模 400KN沖床 按草圖檢驗(yàn) 6 切斷 級(jí)進(jìn)模 400KN沖床 按草圖檢驗(yàn) 。 5)多學(xué)科多功能綜合產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù) 未來(lái)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)不僅用到 機(jī)械科學(xué)的理論與知識(shí) ,而且還用到電磁學(xué)、光學(xué)、控制理論等知識(shí)。 1)標(biāo)準(zhǔn)化 CAD/CAM 系統(tǒng)可建立標(biāo)準(zhǔn)零件數(shù)據(jù)庫(kù) ,非標(biāo)準(zhǔn)零件數(shù)據(jù)庫(kù)和模具參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)。然后，在下模的凹模面上放上等高墊鐵，將凸模組件相應(yīng)的插入各對(duì)應(yīng)的凹?？變?nèi)。檢查模柄相對(duì)上模座上平面的垂直精度。如模架的組裝，凸模和凹模與固定板的組裝，卸料與推件機(jī)構(gòu)的各零件的組裝等。 鉚接法 它主要適用于沖裁板厚 t mm2? 沖裁凸模和其他軸向拔力不是很大的零件。它可以分成主件裝配和總裝配。 2．預(yù)先熱處理：鍛壓后一般退火 —— 高溫退火； 3．最終熱處理：淬火（淬火溫度約為 1010 C? ，淬火硬度約 65HRC） ——回火（回火溫度約 200 C? ，硬度 64HRC 左右）。根據(jù)沖裁凸凹模的形狀可知，采用電火花線切割加工是一種比較好的加工方法。凸模端面應(yīng)與中心線垂直，凹?？着c固定板安裝孔、卸料板孔孔位應(yīng)一致，各步步距應(yīng)等于側(cè)刃的長(zhǎng)度 表面粗糙度 刃口部分的表面粗糙度為 Ra 為 m? ，固定部分的表面粗糙度 Ra為 m? ，其余為 m? ，刃口要求鋒利 硬度 凹模工作部分硬度為 60— 64HRC，凸模工作部分硬度為 58— 62HRC 三、沖裁模凸模的制造工藝過(guò)程 由于沖裁件輪廓的形狀種類(lèi)復(fù)雜，相應(yīng)的凸模刃口輪廓形狀種類(lèi)也很多。在批量不大時(shí)，應(yīng)考慮減低成本，可適當(dāng)放寬對(duì)材料性能的要求 被沖壓件材料的性能、工序性質(zhì)和凸凹模的工作條件 當(dāng)被沖壓件材料較硬或變形抗力較大時(shí)，末句凸凹模應(yīng)選取耐磨性好、強(qiáng)度高的材料，對(duì)于凸凹模工作條件較差的冷擠壓模，應(yīng)選取有足 夠強(qiáng)度、硬度、韌性、耐磨性等綜合性能比較好的模具鋼，同時(shí)應(yīng)具有一定的紅硬性和熱疲勞強(qiáng)度等。設(shè)計(jì)時(shí)，矩形模座的外徑應(yīng)比凹模直徑大 4070mm，寬度取與凹模相同的尺寸。這種模柄易于保證其與上模座的垂直度要求，適合于上模座較厚的沖模。為了保證導(dǎo)向，要求導(dǎo)柱、導(dǎo)套的配合間隙小于凸、凹模之間的間隙。 滿足要求。 其公式如下： max 1200 JL F? （ 53） 但由于此次設(shè)計(jì)的彎曲凸模斷面長(zhǎng)寬都較大，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷彎曲凸模的應(yīng)力符合要求。 、增加壽命。 三、凸模固定結(jié)構(gòu)形式 圖 52 凸模固定形式 凸模與 固定板緊配合，上端帶臺(tái)階，以防拉下?？傊?，級(jí)進(jìn)模比單工序模生產(chǎn)率高，減 少了模具和設(shè)備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。 hm—— 凸凹模的刃磨量，一般可取 hm=4~10mm。 二、彎曲凸、凹模的計(jì)算 ： 1． （ 1） 凸模圓角半徑： rp: ， R/T=2﹤ 10, 所以取 rp=R=2 （ 2） 凹模圓角半徑： 當(dāng)板料厚度較小時(shí)， t=~2mm， rd＝ (3~6)t （ 413） 取 rd＝ 3t，得： rd＝ 3mm。 3． 圖 410 側(cè)刃 （ 1）變小尺寸： B1=40， B2=4 由 ?? ， ?? ， 取 ?x ；將數(shù)值代入相應(yīng)公式得： 0m in ????? ）（ xBB 21 B1=（ 40+ ）0?=? B2=（ 4+ ）0?=? （ 2）不變尺寸： C1=38， C2=40， 由 ?? ， ?? ， 取 ? ；將數(shù)值代入相應(yīng)公式得： 4/???CC B1=38177。一般沖模精度較沖件精度高 2～ 3級(jí)； “如體”原則標(biāo)注為單向公差，所謂“如體”原則，是指標(biāo)注工件尺寸公差時(shí)應(yīng)向材料實(shí)體方向單向標(biāo)注。 o點(diǎn)到 x 軸和 y 軸的距離公式： 17 （ 43） （ 44） 圖 45， 46 壓力中心計(jì)算公式截圖 圖 47 壓力中心計(jì)算圖 18 工步 壓力（ KN） X(mm) Y(mm) 1 Fc1=42 2 F 彎 1＋ Fc2=＋ = 3 F 彎 2= 12 4 F 校 ＋ Fc3=＋ = 16 5 Fc4= 44 6 Fc4= 58 0 將以上數(shù)據(jù)帶入式 43， 44 得 X= Y= 所以取 X=0 ， Y=0 第五節(jié) 凸凹模刃口尺寸計(jì)算 確定沖模刃口制造公差時(shí)，應(yīng)考慮制件的精度要求。 第四節(jié) 模具壓力中心的計(jì)算 沖壓模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。 A—— 工件被校正部分在在凹模上的投影面積， mm2 圖 44 單位校正力截圖 A≈（ 90－ 30） 24＝ 1440mm2 p 取 35MPa 代入數(shù)據(jù)得： F 校 =144 35=50400N=（ KN） 綜上所述：彎曲總力為 F 彎總 = F 彎 1 ＋ F 彎 2 ＋ F 校 =+3588+50400=（ N） =（ KN） 四 、模具所需要的合力 ： F 合 = F 沖 ＋ F 缷 ＋ F 推 ＋ F 彎總 =+++ =（ N） =169（ KN） 五 、壓力機(jī)得選取 ： 壓力機(jī)的種類(lèi)繁多，按照不同的觀點(diǎn)可以把壓力機(jī)分成不同的類(lèi)型。導(dǎo)正孔最好利用制件上已有的孔。 1． 排樣一： 10 圖 41 排樣方案一 2．排樣二： 圖 42 排樣方案二 二、比較分析各方案的優(yōu)缺點(diǎn) ： 結(jié)合制件 的展開(kāi)圖以及將要進(jìn)行的各工序的操作 ，做出了以下分析： 方案 1 和方案 2 比較， 1 屬于 豎 排， 2 屬于 橫 排。則因定位產(chǎn)生的累積誤差會(huì)影響工件的精度，因此級(jí)進(jìn)模多用于生產(chǎn)批量大、精度要求不高、需多工序沖裁的零件加工。復(fù)合模雖然生產(chǎn)效率高，沖壓件精度高，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，制造難度大。 7 第三章 工藝方案的確定 一、制造該工件需要沖孔、落料、彎曲、 三道 工序，可考慮的方案有 ： 方案 1．單工序模： 其包括沖孔模和落料模和彎曲模 ，采用先用沖孔模沖 后， 再?gòu)澢? 方案 2．復(fù)合模： 沖孔、彎曲、落料一次完成。 表 21 最小彎曲半徑 （摘自 [1]中表 26） 材料 退火狀態(tài) 冷作硬化狀態(tài) 彎曲線的位置 垂直纖維 平行纖維 垂直纖維 平行纖維 08,10,Q195,Q215A 注： t 為材料厚度，單位為 mm。 5．工件上孔與孔之間，孔與外形邊緣的尺寸均大于等于 (1~)t =，符合沖裁要求。 第二節(jié) 設(shè)計(jì) 任務(wù) 一、設(shè)計(jì)題目： 改進(jìn)的銜鐵件 二、材料： 電工純鐵 DT2 三、厚度： 1毫米 四、技術(shù)要求 IT12，表面要求無(wú)毛刺。 ，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)自己的不足并予以改正。 其中，以 大型復(fù)雜沖 壓 模 具 以 及 汽車(chē)覆蓋件模具為代表，已 經(jīng) 能 夠 生產(chǎn)部分新型轎車(chē)的覆蓋件 專(zhuān)用 模具。可見(jiàn)，支持和促進(jìn)冷沖壓加工技術(shù)，對(duì)發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)和加速工業(yè)化建設(shè)，具有十分重要的意義。此外，隨著人們物質(zhì)生活水平的提高，在諸如家電 、 電子元器件領(lǐng)域內(nèi)，冷沖壓加工量也占有相當(dāng)大的比例。 近 年來(lái) ， 我國(guó)模具工業(yè)的技術(shù)水平 已經(jīng) 取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步 ， 大型、精密、復(fù)雜、高效和長(zhǎng)壽命模具上了一個(gè)新臺(tái)階。 ，學(xué)會(huì)把四年來(lái)所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)際生產(chǎn)中有關(guān)模具的問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)。 。 4．工件上有孔徑較小的孔，工件上最小的孔徑 Rmin=1mm＞ =，符合沖裁要求 。 但也不宜過(guò)大，因?yàn)檫^(guò)大時(shí)，受回彈的影響，彎曲角度與圓角半徑的精度都不易保證