【文章內(nèi)容簡介】 并且磨具設計較復雜，比較耗費時間 ； 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 8 3. 第三種方案的優(yōu)點是 較一少了一套模具，采用的沖孔落料復合模，不但減少了工作人員的人數(shù)，還提高了工件的精度。而且又在較短的時間內(nèi)高效率的完成。正好滿足市場的需求 。 綜合以上 方案的 分析， 不僅要 滿足制件 的 質(zhì)量 ，而 且也要滿足 生產(chǎn) 的要求?？芍?， 第一種方案顯然不能滿足要求， 第二種方案的制造精度低，模具較為復雜，而且還耗費時間。第三種方案，不僅可以短時間高效率的完成，而且還提高了模具的精度 。 所以，經(jīng)分析，選擇第三套方案。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 9 第 3 章 模具 主要零部件 設計 及計算 毛坯尺寸的計算 該 工件 需要沖 孔、落料 、彎曲、翻孔工序才能完成 ，因此， 在沖孔落料之前， 需要計算彎曲件的展開毛坯尺寸。 因為工件的尺寸上未注明公差，經(jīng)查閱《機械設計課程設計手冊》（第三版） P106 表 93 公差等級與加工方法的關系可知，沖壓的公差等級處于 IT9IT15， 經(jīng)考慮，該 工件的公差等級 選為 為 IT11。 該沖件展開 的 毛坯 的 形狀 為 長方形，令其長 寬為 LB，如圖 31 所示： 圖 31 毛坯尺寸計算圖 L = 2（ L1+L5） +2L2+2L3+2L4 = 2 30+2（ ++） = 其中 L1+ L5 =48(+)(15+)=30mm L2 = π/2（ r+xt） =（ +） = L3 = = L4 =π/2（ r+xt） =（ 15+） = 考慮到長度需要取整，則 L=149mm， B = 24mm。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 10 式中 x—與變形程度有關的中性層位移系數(shù)，其值可由 《沖壓工藝與模具設計》 P149 表 44 應變中性層位移系數(shù) x 可知 。 表 31 中性層位移系數(shù) r/t 1 x r/t 2 3 4 5 6 7 ≥ 8 x 故該制件毛坯尺寸形狀如圖 32 所示 ： 圖 32 毛坯尺寸圖 沖孔落料模的設計 確定搭邊值 查《沖壓 手冊 》 (第二版 )P45 表 218， 得最小搭邊值：側搭邊 a=，工件間搭邊 a1=。 選用 無 側壓 導向 裝置的模具 ， 應考慮在送料過程中因條料的擺動而使側面搭邊值減少。為了補償側面搭邊的減少，條料寬度應增加一個條料可能的擺動量，故按下式計算： 條料寬度 B0?? =(D max+2a+C)0?? 導板間距離 A=B+C=D max+2a+2C 式中 Dmax—條料寬度方向沖 裁件的最大尺寸； 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 11 a —側搭邊值，參考《沖 壓手冊 》 （第二版） P56 表 218； Δ—條料寬度方向的單向偏差，查《沖壓 手冊 》 （第二版） P57—58 表21 220； C—條料板與最寬條料之間的間隙，其最小值見《沖壓 工藝與模具設計 》 P58 表 221。 確定排樣方案 在沖壓的實際生產(chǎn)中，由于制件的形狀、尺寸、精度要求、批量的大小和原材料的供應等方面的不同，不可能提供一種固定不變的合理排樣的方案。決定排樣方案時應該遵循的原則：保證在最低的材料消耗和最高生產(chǎn)率的條件下得到符合技術條件要求的沖裁件， 同時也要考慮生產(chǎn)操作的方便、安全生產(chǎn)、沖裁模的簡單結構以及模具的壽命等等，總之，權衡利弊，選擇一個較為合理的排樣方案。 1. 橫排 條料寬度 B0?? = (D max+2a+C)0?? =（ 24+2+） ? = ? mm 條料板間距 A =B+C =+ =29mm 送料步距 S =L+a1 =149+ = 計算沖裁單件材料的利用率 %100?? BSnA? 式中 A— 一個沖裁件的面積， 2mm ； n — 一個進距內(nèi)的沖裁件數(shù)量； B — 條料寬度， mm ； S — 進距， mm 。 A =24 149－ （ 247。 2） 178。 2－ ﹙ 13247。 2﹚178。 － 92 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 12 = %100x 1 5 0 . %100 ????? BSnA? 排樣圖如 圖 33 所示 ： 圖 33 排樣圖 2. 豎排 條料寬度 B0?? = (D max+2a+C)0?? =（ 149+2+） ? = ? mm 條料板間距 A =B+C =+ = 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 13 送料步距 S =B+a1 =24+ = %%1 0 0x 2 5 . 5 3 2 4 7 1 1 4%1 0 0 ????? BSnA? 排樣圖如 圖 34 所示： 圖 34 排樣圖 由于豎排的材料利用率比橫排的材料利用率大，所以排樣方案采用豎排排樣。 沖裁力的計算 沖裁力是指沖裁過程中的最大剪切抗力，計算沖裁力的目的是為了合理選擇壓力機和設計模具，檢驗模具的強度。所計算的沖裁力必須小 于壓力機的噸位，以適應沖裁的需要。 模具為倒裝式復合模，下出料裝置，彈性卸料。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 14 落料力 F 落 =KLtτ=300=169000N=169KN 式中周長 L =（ 24－ 18﹚ 2+﹙ 14918﹚ 2+ 9 4= 沖孔力 F 沖 1= KLtτ=300=12700N= 式中周長 L =πD== 沖孔力 F 沖 2= KLtτ=300== 式中周長 L =πD=5= 沖孔力 F 沖 = 2﹢ = 落料卸料力 F 卸 =K 卸 F 落 =169= 沖孔推件力 F 推 =nK 推 F 沖 =3= 總的沖壓工藝力 FZ = F 落 + F 沖 + F 卸 + F 推 =169+++ = 式中 K — 安全系數(shù)， 考慮到 模具刃口的磨損，凸模與凹模間隙不均勻，材料性能的波動和材料厚度偏差等因素而設定的安全系數(shù) ， 一般取 K = ； t — 材料厚度 ， t = mm； ? — 材料抗剪強度， Mpa， 查《 實用沖壓技術手冊 》 P330， 10 剛退火 ? = 250~370 Mpa，取 ? =300 Mpa。 K 卸 ,F 推 — 卸料力、推件力的系數(shù)，可查《沖壓 手冊 》 （第二版 ） P64 表 237。 參考《沖 壓 模具設計師手冊 》 P59 可知 ，初選 開式雙柱固定臺式壓力機 JG2335。 計算壓力中心 因為 制件 的幾何形狀非常規(guī)則，前后左右均對稱，由此可知， 壓力中心即在 制件的 幾何中心上。 計算凸凹模刃口尺寸 1. 對于制件上 和 1Φ5 的孔的凸、凹模的加工采用分別加工法 查《沖壓 工藝與模具設計》 P45 表 25 沖裁模初始間隙值 Zmin=，洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 15 Zmax=，則 Zmax Zmin==。 由公差表查得： ? 、 Φ5 ? ， 因未注公差，查閱資料可知，一般的沖壓制件采用 IT11 級加工制造 ，取 x=1。 令凸 、 凹模分別按 IT IT7 級加工制造，則 沖孔 d 凸 1=（ dmin+xΔ） 0p?=（ +1） ?? = ?? d 凹 1=（ d 凸 + Zmin） d?0 =（ +） ?? = ?? d 凸 2=（ dmin+xΔ） 0p?=（ 5+1） ?? = ?? d 凹 1=（ d 凸 + Zmin） d?0 =（ +） ?? = ?? 校核 |δ 凸 |+|δ 凹 |=＜ Zma x Zmin=（滿足間隙公差條件 的要求 ） 孔距尺寸 Ld =（ Lmin+189。Δ） 177。81 Δ =（ + ） 177。 =125177。 2. 對于制件的外形輪廓， 通過模具對板料進行 落料 工序 制成，其 模具的 凸、凹模的加工采用配作法加工 由于 是經(jīng)過落料而成的制 件， 其設計的基準是以凹模為主 ， 這時，我們 只需要計算落料凹模 的 刃口尺寸 和 制造公差， 這樣， 凸模 的 刃口尺寸 根據(jù) 凹模 的 實際尺寸 通過 間 隙要求配作 而成 。 由《沖壓 工藝與模具設計》 P44 表 26 查 得可知 ： 根據(jù)公差表格可知，工件尺寸的公差等級為 IT11，然后再確定 x。因此， 對于各 個 尺寸均選 x=1,令 a=131， b=24， c=125，分析 可 知 ：凸、凹模與沖裁件或廢料發(fā)生磨損，凸模越來越小，凹模越來越大。所以， 磨損后 尺寸增大的 有 a、 b， 尺寸不變的 有 c。 故 a=（ amaxxΔ） 0+188。Δ=（ 131－ 1 ） ? = ? （ mm） b=（ bmaxxΔ） 0+188。Δ=（ 241） ? = ? （ mm） c=（ cmin+189。Δ） 177。81 Δ=（ +189。） 177。81 =125177。（ mm） 由于制件的 落料凸模的基本尺寸與凹模相同， 所以， 分別 為 、洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 16 、 125mm，但不必標注公差，只須注明：以 ~ 的 雙面間隙與落料凹模配作 。 沖模結構的設計 1. 落料凹模的的設計（ 由于 整體式直筒式刃口凹模 的刃口強度高，制造方便，刃磨后工作部分尺寸不變，所以，選用整體式直筒式刃口凹模 ） 確定凹模的外形尺寸：查《中國模具設計大典》 P406 表 得 C=36， H=255 （ C 為凹模壁厚， H 為凹模厚度） 凹模周界邊長 L 凹 =L+2C=149+236=221mm B 凹 =B+2C=24+236=96mm 查《中國模具設計大典》 P788 選用后側導柱 模架， GB/ 確定凹模周界 L 凹 B 凹 為 315 上模座 31525050， 最小閉合高度 215mm， 最大閉合高度 250mm。 下模座 31525060， 最小閉合高度 245mm， 最大閉合高度 280mm。 導柱 402 00， 導套 401 2548。 落料凹模的形狀如圖 35 所示 ： 2. 沖孔凸模的設計 查《中國模具設計大典》 P902 選用 B 型圓凸模， D=8， D1=11， h=3，I 型 ，以及 D=10， D1=13， h=3， I 型 凸模長度的計算 L1=h1+h2+t=12+25＋ = L2=h1+h2+t=12+25＋ = 式中 h1—凸模固定板厚度， mm； h2—落料凹模的厚度， mm； t—板料的厚度 ， mm； 查《中國模具設計大典》 P429: 凸模固定 板 H 凸 =（ 1~） D=8=12mm 凹模固定板 H 凹 =（ ~） H=25=15mm 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 17 圖 35 落料 凹模 凸模強度的校核： (1) 凸模承載能力的校核 σ 1 =F/Amin =（ 5178。） =117Mpa﹤ [σ] σ 2 =F/Amin =12700/（ 178。） =85Mpa﹤ [σ] 式中 σ—凸模最小斷面的壓應力， Mpa； F—凸?？v向總壓力， N； Amin—凸模最小斷面積， mm178。； [σ]—凸模材料的許用壓力， Mpa，查《中國模具設計大典》 P85，T10 鋼的許用壓力范圍是 981~1569Mpa。 (2) 凸?？箯澞芰Φ男? Lmax ≦ 270d178。/ F =2705178。/ 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 18 = Lmax ≦ 270d178。/ F =270178。/ 12700 = 故凸模滿足使用要求 ， 沖孔凸模的形狀如圖 36 所示 ： 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 19 圖 36 沖孔凸模 3. 凸凹模的設計 查《沖壓 工藝與模具設計》 P101 表 34，倒裝復合模的凸凹模的最小壁厚為 。 凸凹模的長度 L = h1+h2+h3=16+14+14=44mm 式中 h1—凸凹模固定板厚度， mm； h2—橡膠的厚度， mm，見第 4 點橡膠 的 確定； h3—卸料板的厚度， mm。