【正文】 2. 落料凹模的外形尺寸落料凹模的外形尺寸 ⑴ 凹模厚度 凹模厚度可由式（ 51）經(jīng)驗(yàn)公式確定。 成形凸模刃口尺寸的計(jì)算 該沖裁件沖槽時(shí)，選凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件，只需要計(jì)算成形凸模刃口尺寸，成形凸模尺寸及制造公差，凹模刃口尺寸由凸模實(shí)際尺寸按間隙要求配作。 （ 3） 在確定模具刃口制造公差時(shí)，要既能保證工件的精度要求，又能保證有合理的間隙數(shù)值。對(duì)于拉深模，壓力機(jī)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(jìn)和成形零件的取出。材料利用率的計(jì) 算公式如下： 計(jì)算沖裁件的面積 A： ? ?? ? 222 mm7 8 6 4mm1055861025586 ?????? ?＋＋＋A 一個(gè)步距的材料利用率 : %100bhn ?? A? (31) 式中： A—— 一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積 n—— 一個(gè)步距內(nèi)沖裁件數(shù)目 b—— 條料寬度 h—— 步距 所以該零件的一個(gè)步距的材料利用率： 9 2 . 6 %%1 0 0 7 mm7 8 6 41%1 0 0bhn 2 ??????? A? 圖 排樣圖 13 各部分工藝力的計(jì)算 工藝力主要包括沖裁力、卸料力、推件力、頂出力、翻邊力等。這種排樣能保證沖裁件的質(zhì)量，沖模壽命也長(zhǎng)，但材料利用率低。因本設(shè)計(jì)的精度要求為為 IT7 級(jí)，故方案 6 也被排除。結(jié)合本設(shè)計(jì)來看的話則有落料和沖孔兩種類型。 高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)用于逆向工程，掃描系統(tǒng)和 加工中心結(jié)合，從實(shí)物掃描到加工一步完成，可大幅縮短制模周期。近年來，我國(guó)的模具工業(yè)一直以每年 13％左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展我國(guó)模具行業(yè)在“十五”期間的增長(zhǎng)速度達(dá)到 13％ ~15％。 A、復(fù)合模具的定義： 復(fù)合模具是 在一次下壓的過程中 ,可以同時(shí)完成多道 3 工序的 模具。不但整個(gè)產(chǎn)業(yè)界都用到它，而且每個(gè)人都直接與沖壓產(chǎn)品發(fā)生聯(lián)系。按照沖壓 復(fù)合 模具的設(shè)計(jì)步驟 ,進(jìn)行工藝分析，確定沖壓工序，根據(jù)計(jì)算規(guī)則計(jì)算出毛坯尺寸、凸模、凹模尺寸及沖壓力等。因?yàn)樗饕糜诩庸ぐ辶狭慵?，所以又稱板料沖壓。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)步，這些問題一定會(huì)盡快二完善的得到解決。 加工效率：比傳統(tǒng)的切削工藝要高幾倍，甚至十幾倍。三維造型軟件和仿真軟件的廣泛應(yīng)用，不僅能自動(dòng)編程，還能進(jìn)行干涉檢查，保證設(shè)計(jì)和工藝的合理性 。零件材料為 10 鋼，厚度 t=1mm。 （ 2）方案 2：同方案 1 都為單工序模，唯一不同的就是工序的順序相反。由于它們唯一的區(qū)別是工序順序相反。搭邊還可以保持條料有一定的剛度，便于送料。 按式（ 34）： 沖推推 FKF n? （ 34） 式中： 15 推F —— 推件力（ N） 推K —— 推件力因數(shù)，其值由表 31 查得 ?推K n—— 工件卡在凹模內(nèi)的個(gè)數(shù)，取 1n? 則推件力為： KNKNF 7 2 7 3 ????推 總的沖裁力計(jì)算 KNKNKNKNFFFF 2 4 4 70 6 0 7 3 4 ??? ＋＋＋＋ 頂卸沖總 壓力中心的確定 沖裁模的壓力中心就是沖裁力合力的作用點(diǎn)。沖裁的合理間隙也要靠凸凹模刃口部分的尺寸來實(shí)現(xiàn)和保證。此方法是先加工好其中的 — 件 (凸?；虬寄?)，作為基準(zhǔn)件，然后以此基準(zhǔn)件為標(biāo)準(zhǔn)來加工另一件，使它們之間保持一定的間隙。 材料： Cr12MoV； 硬度： HRC58～ 62 圖 沖槽凸模零件圖 22 在一般情況下，凸模的強(qiáng)度是足夠的。模板厚度一般等于凹模厚度的 1～ 倍。 材料：聚氨酯 圖 橡膠墊板零件圖 30 第 6 章 頂出、卸料裝置及定位零件的設(shè)計(jì) 出件裝置的設(shè)計(jì) 頂件裝置的設(shè)計(jì) 頂件裝置的作用是將工件從凹模中頂出，凹模裝在模座上時(shí)，如果工件不能通過模具的底部漏出，則需要借助于裝在壓力機(jī)工作臺(tái)下的頂件裝置利用彈簧和氣墊驅(qū)動(dòng)推板頂出工件。 在本次設(shè)計(jì)中，取 ?預(yù) ， mm2s ?工 ， mm3s ?磨 。 ① 配作裝配法， ② 直接裝配法。 （ 8）搬運(yùn)模具要輕拿輕放，以免損壞模具的刃口及導(dǎo)向裝置。 在該零件模具的設(shè)計(jì)過程中，我參照《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》中的模具設(shè)計(jì)的例子，并參照了其它參考資料，認(rèn)真對(duì)零件進(jìn)行了工藝分析，并參照國(guó)標(biāo)所給定的一些零件的形狀和尺寸以及一些零件的設(shè)計(jì)范圍，精心選擇了標(biāo)準(zhǔn)件和進(jìn)行了非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)，并精心設(shè)計(jì)了凸模和凹模的形 狀和尺寸，而且還對(duì)它們進(jìn)行了校核，順利完成了該模具總的設(shè)計(jì)。另外，在設(shè)計(jì)過程中，可能存在沒有考慮到的 其他因素，這需要我在今 后的學(xué)習(xí)和工作中不斷地積累經(jīng)驗(yàn)，并不斷學(xué)習(xí)和應(yīng)用新的科研成果。 （ 9）模具入?yún)嚧娣徘皯?yīng)清除廢料及臟物，并在刃口和導(dǎo)向部分涂抹潤(rùn)滑油防銹。如在零件加工中，若主要采用 了電加工機(jī)床，數(shù)控機(jī)床等精密設(shè)備加工，由于加工出來的零件質(zhì)量及精度都很高，且模架又采用了標(biāo)準(zhǔn)模架結(jié)構(gòu)，則可采用直接裝配法。彈簧參數(shù)詳見表 表 圓柱螺旋壓縮彈簧參數(shù) 彈簧外徑mm/D 鋼絲直徑mm/d 節(jié)距mm/t 最大工作負(fù)荷下的總變形量mm/s2 彈簧的自由長(zhǎng)度mm/0H 最大工作負(fù)荷 N/1F 40 9 65 2700 裝配高度： ??? －－ 預(yù)HH 卸料螺釘?shù)倪x擇 根據(jù)該零件模具的總體設(shè)計(jì)，參照國(guó)標(biāo)，選擇圓柱頭內(nèi)六角卸料 螺釘，型號(hào)為： 33 M12 90 定位零件的設(shè)計(jì) 模具上定位零件的作用是使毛坯在模具上能夠正確定位。尺寸詳見零件圖和裝配圖 圖 頂件裝置三維圖 卸料裝置的設(shè)計(jì) 卸料 板的設(shè)計(jì) 卸料板一般分為剛性卸料板和彈性卸料板兩種形式。沖壓模具的閉合高度應(yīng)大于壓力機(jī)的最小裝模高度，小于壓力機(jī)的最大裝模高度等。但是對(duì)于特別細(xì)長(zhǎng)的凸?；虬辶隙容^大的情況下，應(yīng)進(jìn)行壓應(yīng)力和彎曲應(yīng)刀的校核，檢查危險(xiǎn)斷面尺寸和自由長(zhǎng)度是否滿足強(qiáng)度要求。 由《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》表 查得： in ?Z ， ax ?Z 。 17 第 4 章 凸凹模刃口尺寸計(jì)算 落料、沖槽的沖裁凸凹模刃口的計(jì)算 沖裁件的凸凹模刃口尺寸的計(jì)算原則 （ 1）落料件的尺寸取決于凹模尺寸，沖槽件的尺寸取決于凸模尺寸。否則滑塊就會(huì)承受偏心載荷，使模具歪斜，間隙不均，從而導(dǎo)致沖床滑塊與導(dǎo)軌和模具的不正常磨損，降低沖床和模具的壽命。搭邊過大，材料利用率低；但過小的搭邊，容易造成搭邊的強(qiáng)度和剛度不夠，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增加沖裁件毛刺，有時(shí)甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均勻，損壞模具刃口擠近凹模。 綜上所述，故選擇方案 3 即復(fù)合?！淞?+沖槽。 （ 3）方案 5：本方案為級(jí)進(jìn)模，工序順序?yàn)橄嚷淞虾鬀_槽。 制造要求受 力不大、韌性高的零件，如汽車車身、貯器、深沖壓器皿、管子、墊片等，可用作冷軋、冷沖、冷鐓、冷彎、熱軋等工藝成形，也可用作心部強(qiáng)度不高的滲碳件、碳氮共滲件等。 (2) 成形表面的加工向精密、自動(dòng)化發(fā)展（成形表面的精加工向數(shù)控、數(shù)顯方向發(fā)展，數(shù)控機(jī)床、電 火花成形機(jī)床、慢走絲線切割機(jī)床等精加工廣泛運(yùn)用。 4 效益：大大縮短制模時(shí)間。這時(shí)在工藝上多采用工序集中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內(nèi)完成，稱為組合工序。 沖壓加工的缺點(diǎn)是模具制造的周期長(zhǎng)，制造成本高，不適于單件小批量生產(chǎn)；其次，沖壓加工多用機(jī)械壓力機(jī)，由于滑塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)快，大量手工操作，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，易發(fā)生事故，安全生產(chǎn)與管理要求高，須采用必要的安全技術(shù)措施來保證。用模具制造的零件表現(xiàn)出來的高效率、高精度、高復(fù)雜 性、低消耗和低成本是任何其他加工方法無法比擬的。 沖壓加工在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。 級(jí)進(jìn)沖壓 —— 在壓力機(jī)的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方 式。 國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r 我國(guó)模具工業(yè)的產(chǎn)值在國(guó)際上排名位居第三位，僅次于日本和美國(guó)。 (4) 快速成形加工模具技術(shù)將得到發(fā)展 快速原型制造技術(shù)是通過計(jì)算機(jī)控制逐層堆積材料來制造復(fù)雜形狀的實(shí)體樣件或模具零件，不用工裝和刀具能實(shí)現(xiàn)零件的單件生產(chǎn)。沖壓工藝方案的確定要考慮多方面的因素，有時(shí)還要進(jìn)行必要的工藝計(jì)算，因此實(shí)際中通常提出幾種可能的方案，進(jìn)行分析比較后確定最佳方案。 結(jié)合本設(shè)計(jì)要求看，可以查出本設(shè)計(jì)精度要求為 IT7 級(jí)，故方案 5 的精度達(dá)不到要求，所以排除方案 5。 排樣的方式 排樣的 方式有多種多樣。 12 按《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》表 216 查得最小搭邊值： mma 2? ， mma ? 條料寬度： mmb 79? 步距： 0 0 6h ??? mm 材料的利用率 沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比叫材料利用率，它是衡量合理利用材料的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。 沖壓設(shè)備的選用 沖壓設(shè)備選擇的要求： （ 1） 所選壓力機(jī)的公稱壓力必須大于沖壓所需的總沖壓力，即： 總壓力機(jī) ＞ FF （ 2） 壓力機(jī)的行程大小應(yīng)適當(dāng)。對(duì)基準(zhǔn)件刃口尺寸在磨損后減小的，其刃口的公稱尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)較大的數(shù)值。根據(jù)凹模磨損后的尺寸變化情況，將零件圖落料部分的各尺寸進(jìn)行分類： A 類尺寸： 0 － ， 0 － ， 0 －R A 類尺寸計(jì)算公式： ? ? 40m a xj x ??? ＋－AA （ 42） 式中： jA —— 基準(zhǔn)件尺寸（ mm）； 19 maxA —— 工件極限尺寸（ mm）； ? —— 工件公差（ mm）。 圖 沖槽凹模零件圖 23 落料凹模的設(shè)計(jì) 1. 落料凹模的刃口形式的選擇 由于該工件的落料為第一道工序，落料凹模的孔內(nèi)需要進(jìn)行其它工序的加工，需按裝其它的凸、凹模，因此選擇柱形刃口，刃口強(qiáng)度較高，修磨后刃口尺寸不變，但孔口容易積存工件或廢料，推件力大且磨損大。 因此根據(jù)該工件的的形狀，坯件定位、出件方式，材料橫向送進(jìn)，選擇后側(cè)式滑動(dòng)導(dǎo)向?qū)е鶎?dǎo)套模架作為該零件的模架類型。剛性卸料板和凸模的單邊間隙一般取 ～ ㎜。 圖 擋料銷定位示意圖 定位銷 上模座與模柄定位時(shí)，定位銷采用 M6 20 上模座與落料凸模定位時(shí)，定位銷采用 M6 50 上模座、橡膠墊板和成形凹模定位時(shí)，定位銷采用 M5 50 下模座與凹模板定位時(shí)，定位銷采用 M10 50 擋料銷 擋料硝的作用是保證條料送進(jìn)時(shí)有準(zhǔn)確的送進(jìn)距。模具上模部分主要由上模板、橡膠墊板 、落料凸模、成形凹模及卸料板等組成。 （ 3）保證熱處理質(zhì)量采用熱處理新 工藝 同樣的模具材料，熱處理工藝條件不同，其性能可能會(huì)出現(xiàn)很大的差異，因此在選擇了合適的模具材料后，應(yīng)根據(jù)模具的具體工作條件采用相應(yīng)的熱處理工藝并注意防止熱處理缺陷。在此，對(duì)關(guān)心和指導(dǎo)我的老師和幫助我的同學(xué)表示衷心的感謝。我的畢業(yè)設(shè)計(jì)是關(guān)于模具方面的，通過該畢業(yè)設(shè) 計(jì)，不但對(duì)模具有了進(jìn)一步的了解，而且掌握了模具設(shè)計(jì)的過程。 （ 5）凸、凹模刃口磨損后應(yīng)及時(shí)刃磨，或則會(huì)加速刃口的磨損、降低沖壓件質(zhì)量和模具壽命。近年來，隨著模具加工技術(shù)的飛速 發(fā)展，采用了先進(jìn)的數(shù)控技木及計(jì)算機(jī)加工系統(tǒng)，因面對(duì)模具零件可以進(jìn)行高精度的加工，而且模具的檢測(cè)手段日益完善，使模具裝配工作變得越來越簡(jiǎn)捷。 材料： 45 鋼 圖 卸料板零件圖 卸料彈簧的設(shè)計(jì) 卸料彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算： 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)初定 4 根彈簧，每根彈簧分擔(dān)的卸料力為： NKNKNF 1 1 7 71 7 ???卸 32 根據(jù)預(yù)壓力 ? ? ?預(yù) 和模具的結(jié)構(gòu)尺寸，由《沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 114 初選出彈 簧，其最大工作負(fù)荷 NNF 117727001 ?? 校驗(yàn)是否滿足 總ss1? 0011 77ss 11 ???? FF 預(yù)預(yù) 式中： 1s 為彈簧最大允許壓縮量， 1s 取 9mm 磨工預(yù) ＋＋ ssss1 ? 式中： 預(yù)s —— 彈簧的預(yù)壓縮量， mm。 圖 模柄的結(jié)構(gòu)形式 a)整體式模柄 b)帶臺(tái)階的壓入式模柄 c)帶螺紋的旋入式模柄 d)有凸緣的模柄 f)浮動(dòng)式模柄 根據(jù)該零件模具的總體設(shè)計(jì)和第二部分對(duì)壓力機(jī)的選取所給出的滑塊上的模柄孔尺寸： mm60mm40 ?? ， 和凸模的結(jié)構(gòu)，選擇圖 ）有凸緣的模柄作 29 為該模具的模柄形式。沖壓模具的全部零件都安裝在模架上。 第二類尺寸：磨損后減小的尺寸按（ 式 43）計(jì)算： ? ? mm81. 0 0 .2 1 80 40 .8 7 －－凸 ??? ? ? mm5 9. 6 0 0 . 1 8 50 40 . 7 4 －－凸 ??? ? ? mm9. 8 0 0 . 0 9 00 40 . 3