【正文】 式中 C — 系數(shù)（查表）； d0 — 凸模大端直徑（ mm）； E — 凸模材料彈性模量，對(duì)于鋼材可取 210000MPa。則可以滿足其強(qiáng)度要求。 則凸模長 L=（ 5120） 5+14+20+18=78mm； 則凹模外形尺寸為 D d h=198 158 51 2） 沖孔、翻邊 凸凹 模， 其形式如下圖 ； 圖 沖孔、翻邊 凸凹 模 由上述計(jì)算和公式可以得出： 凸凹 模外形尺寸為： d 1h D 2h =43 37 51 41 第 21 頁 共 38 頁 凸凹模的計(jì)算和校核 凸凹模存在于復(fù)合模中，在本次設(shè)計(jì)中，它既是 拉深 凹模，又是 落料 凸模，它的內(nèi)外緣均為刃口，內(nèi)外緣之間的壁厚決定沖裁件的尺寸，不像凹模那樣可以將外緣輪廓尺寸擴(kuò)大，所以從強(qiáng)度考慮，壁厚受最小值限制。主要是沖孔凸模、落料凹模和凸凹模的刃口尺寸。本次設(shè)計(jì)的落料、 拉深 復(fù)合模就采用倒裝復(fù)合模的結(jié)構(gòu)。 4） 保證定位基準(zhǔn)的準(zhǔn)確性 多道工序在多副模具上沖壓時(shí)，應(yīng)力求前后工序的定位基準(zhǔn)一致，這有利于沖壓 第 23 頁 共 38 頁 質(zhì)量和模具的設(shè)計(jì)與制造。側(cè)壓板常用于 級(jí)進(jìn)模，以保證條料沿著導(dǎo)料板基準(zhǔn)面送進(jìn)。但因沖裁間隙較小，故對(duì)壓力機(jī)滑塊導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度要求精度較高。 1）安裝尺寸要求 導(dǎo)柱直徑一般在 16~60mm 之間，長度在 90~320mm 之間。對(duì)于一般模具，通常取間隙配合 H7/h6。本次設(shè)計(jì)在 落料 模的設(shè)計(jì)中采用了承料裝置，用以保證 復(fù)合模 定位的精度。其結(jié)構(gòu)形式如圖 所示，它利用 上模 凹槽留出擋料銷帽 ，廣泛應(yīng)用于復(fù)合模中。 2） 受力計(jì)算 按模具結(jié)構(gòu)初定彈簧個(gè)數(shù) 4，計(jì)算每根彈簧分擔(dān)的卸料力 kNF ?卸 ， kNnQF ??? 卸預(yù) ? ? 預(yù)FKNF ?? ，選 D=16mm的一組彈簧 。模具中最為常見的是凸模墊板，它被裝于凸模固定板和模板之間，模具中是否加裝墊板，要根據(jù)模板所受的壓力大小進(jìn)行判斷，模板所受的單位壓力計(jì)算公式是： []FA????壓 () 式中 ? — 模板承受的壓應(yīng)力 （ MPa） ； F— 沖裁力 （ N） ； A— 凸模固定端面積 （ mm2） ； []?壓 — 模板材料的許用壓力 （ MPa） ；對(duì)于 HT250， []?壓 =90 至 140 MPa,對(duì)于ZG310— 570， []?壓 =110 至 150 MPa。 在彎曲模中采用的模柄為 凸緣 模柄， 材料為 ，技術(shù)條件按照 JB/T 76531994 的規(guī)定，直徑為 30mm 第 29 頁 共 38 頁 的 A 型模柄，代號(hào)為 A50JB/T 。對(duì)角式模架，其特點(diǎn)是導(dǎo)柱與模具中心對(duì)稱而對(duì)角布置，因此受 力平衡，有利于延長模具壽命，該模架從兩個(gè)方向送料，操作較方便?；瑒?dòng)導(dǎo)柱模架，由于導(dǎo)柱和導(dǎo)套的導(dǎo)向是通過滾珠的滾動(dòng)摩擦來實(shí)現(xiàn)的，因此導(dǎo)向精度高，壽命長，主要用于薄料沖裁模，硬質(zhì)合金模以及高速精密級(jí)進(jìn)模。否則沖壓 時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏心載荷，導(dǎo)致模具以及壓力機(jī)滑塊與導(dǎo)軌的急劇磨損，這不僅降低模具和壓力機(jī)的使用壽命，而且也影響沖壓件的質(zhì)量，因此必須計(jì)算其壓力中心。 第 31 頁 共 38 頁 第 5 章 設(shè)備的選擇 模具的壓力中心 一副模具的壓力中心就是這幅沖模各個(gè)壓力的合力作用點(diǎn)，一般都指平面投影。后側(cè)導(dǎo)柱模架，可從三個(gè)方向進(jìn)行送料，操作方便，但由于導(dǎo)柱布置在后側(cè)，故沖壓時(shí)受力不平衡，影響模具壽命，主 要用于一般精度的模具。模板可帶導(dǎo)柱和不帶導(dǎo)柱兩種，帶導(dǎo)柱的模板已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時(shí)，選取標(biāo)準(zhǔn)模架。 模柄 在本次設(shè)計(jì)中，復(fù)合模選擇的模柄為 標(biāo)準(zhǔn)尺寸 的，規(guī) 格為 A40 85，材料為 Q235，通過 臺(tái)肩 固定在上模座上。 4）固定板材料一般采用 Q235 或 45 鋼，無須熱處理淬硬。 如圖 所示 ； 圖 擋料裝置 第 27 頁 共 38 頁 出件裝置 根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)，出件裝置選擇彈性卸料， 1）高度計(jì)算 彈簧卸料板 的作用是將 成形 后的工件頂出凹模，所需的頂出力很小。 擋料裝置在單工序落料或復(fù)合模中，主要作用是保持沖件輪廓的完整和適量的搭邊。 2）卸 料螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式 在本次設(shè)計(jì)中，卸料螺釘采用圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘，查閱《模具設(shè)計(jì)大典》（第619頁）選取的卸料螺釘為 M10，如圖 ，材料為 35鋼，熱處理硬度為 35~40HRC。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用間隙配合 H7/h6 或 H6/h5。 沖模零 件的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向零件用來保證上模相對(duì)于下模的正確運(yùn)動(dòng)，其導(dǎo)向方式主要為滑動(dòng)式導(dǎo)柱導(dǎo) 第 24 頁 共 38 頁 套、滾動(dòng)式導(dǎo)柱導(dǎo)套和導(dǎo)板導(dǎo)向三種。 導(dǎo)向方式的選擇 一般來說，對(duì)于單工序模的 拉深 模、 翻邊 模以及其他簡單成型模，由于凸凹模的單邊間隙較大，壓力機(jī)滑塊導(dǎo)軌的 導(dǎo)向精度一般能滿足凸凹模對(duì)中的要求，故各類模具大都不采用導(dǎo)向裝置 [19]。定位零件包括導(dǎo)料板、側(cè)壓板。 2） 保證操作的穩(wěn)定性 若條料從右到左送進(jìn)時(shí)，導(dǎo)向點(diǎn)應(yīng)設(shè)在右側(cè)；若條料從前向后送進(jìn)時(shí)，導(dǎo)向點(diǎn)應(yīng)設(shè)在左側(cè)。當(dāng)凸凹模裝在下模，落料凹模裝在上模，成為倒裝復(fù)合模。 其材料為 Cr12MoV,熱處理硬度為 HRC58~62， 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，選取凸凹模的厚度為78mm。 6 , 2h mm ??? （ ） 根據(jù)式 ，則 圖 落料 凹模 P0 =300=（ N）≈ 根據(jù)《沖模設(shè)計(jì)手冊》，經(jīng)過查表得： h=51mm。本次設(shè)計(jì)中， 凸凹模材料選取 Cr12MoV， HRC58~62。則 可以滿足其強(qiáng)度要求。 。 ； 凹模尺寸為 39。? ≤=； 39。 m in 4 52Ad A C N N? ? ? ? （ ） dA == min2AAD d C?? （ ） DA=+= 故凸模尺寸為39。 故 dE =31++= min2EED d C?? （ ） ED =+=。 2）間隙對(duì)沖裁力的影響 當(dāng)間隙小于合理間隙時(shí)，不僅沖裁力增大，而且剪切力減小。 拉深 、翻邊 V 形工件時(shí)，凸、凹模間隙是靠調(diào)整壓力機(jī)閉合高度來控制的，不需要在模具結(jié)構(gòu)上確定間隙 [15]。凸凹模間隙擇取最小合理間隙值。 2）在測量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔孔徑是以小端尺寸為基準(zhǔn)。 3）推料力 順著沖裁方向推出卡在凹模里的材料所需的力，一般叫做推料力。合理排樣，充分利用材料具有重大的意義，排樣的經(jīng)濟(jì)程度中材料的利用 率 K 表示為： 0 100naK A?? () 式中 K— 材料利用率（ %）； n — 條料上生產(chǎn)的沖件數(shù)； a — 每一沖件的面積（ mm2）； A0— 條料面積（ mm2）。則 mmH 22220 ??? ， ，18 8/22 ??dH 一次拉深可以成形。 （ 2）凡是在位置會(huì)受到以后某工作變形影響的孔（拉深件的底部孔徑要求不高和變形減輕孔除外）都應(yīng)在有關(guān)的成型工序后再?zèng)_出。 方案二：加工工序減少，節(jié)省加工時(shí)間，制造精度高，成本相應(yīng)減少，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。該零件外形對(duì)稱，無尖角和其它形狀突變 ，系典型的板料沖壓件。 ? 分析沖壓件（防塵蓋）的工藝性，計(jì)算沖裁力和拉深力，為進(jìn)行設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。 AutoCAD 系列軟件是美國 Autodesk 公司開發(fā)的系列圖形設(shè)計(jì)軟件，在機(jī)械圖形設(shè)計(jì)領(lǐng) 域應(yīng)用非常廣泛，也是最早進(jìn)入國內(nèi)市場的 CAD 軟件之一，從最早的 版到以后的 R1 R1 2021 直到如今的 2021 版， AutoCAD 的產(chǎn)品在國內(nèi)的市場上走過了十幾年的歷程了，從最早期的 DOS 操作命令到現(xiàn)在的 Windows 窗口式的操作界面，是大家所最熟悉的 CAD 軟件。采用此技術(shù)不僅可以提高切削加工效率，還可以提高模具加工質(zhì)量。 國外模具發(fā)展概況 1） 國外模具 技術(shù)狀況 在 國際上，美國福特汽車公司在 CAD/CAM 技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位。這些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面，無論在設(shè)計(jì)還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。 21世紀(jì)開始 CAD/CAM 技術(shù)逐漸普及，現(xiàn)在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了 CAD/CAM 技術(shù) [3]， 其中部分骨干重點(diǎn)企業(yè)還具備各 CAE 能力。培養(yǎng)自己綜合運(yùn)用理論知識(shí)去解決分析實(shí)際問題，提高自己的創(chuàng)造力。本次設(shè)計(jì)先對(duì)工件進(jìn)行工藝分析確定方案，再進(jìn)行復(fù)合模的設(shè)計(jì)，即為落料、沖孔、拉深、翻邊復(fù)合模的設(shè)計(jì)。它既是沖壓生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作的基礎(chǔ)，又是組織正式生產(chǎn)的依據(jù)。 punching。它既能提高制件質(zhì)量及生產(chǎn)率，又可減少設(shè)備投資和模具費(fèi)用及降低制件成本。在沖壓成型 CAE軟件方面，除了引進(jìn)的軟件外，華中科技大學(xué)、吉林大學(xué)、湖南大學(xué)等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軟件，并已在生產(chǎn)實(shí)踐中得到成功應(yīng)用，產(chǎn)生了良好的效益。 標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具，是我國重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種。 1993 年以后，福特汽車公司對(duì)從設(shè)計(jì)到制作的各項(xiàng)工程踏踏實(shí)實(shí)地進(jìn)行了改革 ，至今，已形成了從車型款式設(shè)計(jì)到車身組裝的新車型開發(fā)的完整的CAD/CAE/CAM 系統(tǒng) 。 CAD 軟件介紹 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（ CAD/CAM）技術(shù)是近年來工程技術(shù)領(lǐng)域中發(fā)展最迅速、最引人注目的一項(xiàng)高級(jí)技術(shù) ，它已成為工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。 課題的主要研究內(nèi)容 沖壓模具的設(shè)計(jì)在其生產(chǎn)、加工以及使用過程中尤為重要 [9]。零件圖標(biāo)注尺寸、公差及技術(shù)條件，并進(jìn)行必要的強(qiáng)度校核。 1）沖壓的幾種方案 （ 1）落料、沖孔、拉深、翻邊單工序模具生產(chǎn)。 一個(gè)工件往往需要經(jīng)過多道工序才能完成，編制工序方案時(shí)必須考慮兩種情況：單工序模分散沖壓或工序組合采用復(fù)合模連續(xù)沖壓，這主要取決于沖壓件的生產(chǎn)批量，尺寸大小和精度等因素。 第 9頁 共 38 頁 4）成型過程 根據(jù)加工順序的原則，確定成型過程如下： 首先是落料、沖孔，形成精確的外形形狀；其次是 拉深、翻邊 ，也就是 成形 過程；最后出來的是成品。 3）材料的厚度 厚材料的搭邊值要大一些。計(jì)算公式如下： 0P Lt?? （ ） 式中 P0 — 沖裁力（ N）； ? — 材料抗剪強(qiáng)度（ MPa）； L — 材料輪廓長度（ mm）； 第 12 頁 共 38 頁 t — 材料厚度 （ mm） 。 本章小結(jié) 本章介紹了沖壓件的主要特征，通過對(duì)其分析確定合適的沖壓方案：分為一個(gè)工序完成，為落料、沖孔、拉深、翻邊復(fù)合模。 5）圓孔翻邊 的尺寸計(jì)算采用翻邊高度計(jì)算翻邊圓孔的初始直徑 0d 和翻邊系數(shù)計(jì)算可以達(dá)到翻邊高度。 4）確定沖模刃口制造公差時(shí)，應(yīng)考慮制件的精度要求。零件表面應(yīng)盡量可能平整，即穹彎小。 4）凸、凹模間隙的確定 根據(jù)以上條件綜合確定： 間隙選擇：選擇 Ⅲ 型，間隙適中， R 減小， α 正常，拉毛正常。 max min22CC? ?? 即 39。 同樣的 ? 43 的尺寸為： 第 17 頁 共 38 頁 凸模尺寸為39。? =。 （ 4） 47177。 （ 3）凸模強(qiáng)度校核 凸模長度確定后，為防止縱向失穩(wěn)和折斷，應(yīng)進(jìn)行凸模承壓能力和抗彎能力的校核。 按 l0/lmax=,d0/d=，查表得 C=，將 t=， ? =300MPa， d0= 代入公式得 lmax=。 凸凹 模在中心軸向壓力的作用下，保持穩(wěn)定（不產(chǎn)生彎曲）的最大長度與導(dǎo)向方式有關(guān)。凸凹模的最小壁厚受沖模結(jié)構(gòu)影響。通過科學(xué)計(jì)算進(jìn)行強(qiáng)度校核，以保證沖壓件的精度。這種結(jié)構(gòu) 裝后的 沖孔廢料由 沖孔 凹?？紫侣┏?，結(jié) 構(gòu)簡單，操作方便。 根據(jù)定位零件的功能不同，常見的定位方式有以下幾種： 1）條料在模具中的定位方式，控制條料的送進(jìn)距離。 綜上，選用 第 2 種。無導(dǎo)向模的主要優(yōu)點(diǎn)是加工制造簡單，模具成本低。選擇導(dǎo)柱時(shí)應(yīng)考慮到模具的閉合高度要求。對(duì)于沖裁件間隙較?。ㄐ∮?）的模具，或者結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模具，級(jí)進(jìn)模，或者要求壽命較長的硬質(zhì)合金模，應(yīng)選用間隙配合 H6/h5。 其具體尺寸為： ? 250 12，材料為 40 鋼 。 根據(jù)上述原則，查閱《模具設(shè)計(jì)大典》，確定復(fù)合模中采用 定位銷和擋料銷 ，為固定 擋料裝置。 ? ?? ? ，預(yù)總 ???????? FSFS ? ?SS ?總 ，滿足壓縮量。 當(dāng) []??