【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 凸凹模位置的不同，復(fù)合模分為正裝式和倒裝式兩種 。 （ 1） 正裝式復(fù)合模 ， 凸凹模安裝在上模部分時(shí)，稱(chēng)之為正裝式復(fù)合模，沖裁時(shí)，沖孔涂抹和凸凹模完成沖孔工序；落料凸模和凸凹完成落料工序。制件和沖孔廢料落在下?；驐l料上，需人工清理，操作不安全，故很少采用。 （ 2） 倒裝式復(fù)合模 ， 凸凹模安裝在下模部分時(shí)，稱(chēng)之為倒裝式 復(fù)合模，沖裁時(shí)，凸模和凸凹模完成沖孔工序；凹模和凸凹模完成落料工序。沖孔廢料由凸凹?？字苯勇湎?，制件被凸凹模頂入落料凹模內(nèi)，再由推件塊推出 復(fù)合模的主要特點(diǎn) ： 北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 由于工序是在一個(gè)工位上完成的，且條料和制件都在壓緊狀態(tài)下完成沖裁，因此沖裁的制件平直，精度可達(dá) IT10IT11 級(jí)，形位誤差小；該類(lèi)模具結(jié)構(gòu)緊湊，體積較小，生產(chǎn)效率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，模具零件的精度要求高，成本高，制造周期長(zhǎng)。凸凹模的內(nèi)、外形之間的壁厚不能太薄，不否則其強(qiáng)度不夠會(huì)造成脹裂而損壞；適用于沖裁大批量、精度要求高的制件。一般情況下，一般料厚度不 大于 3mm 為宜，主要是保護(hù)凸凹模的強(qiáng)度。 北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 第四章 沖裁工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算 排樣及利用率計(jì)算 排樣設(shè)計(jì)是指沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方式。合理的排料設(shè)計(jì)是提高利用率、降低生產(chǎn)成本、保證工件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。 排樣的原則：（ 1）提高材料的利用率 ； （ 2）改善操作性 ； （ 3） 是模具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，使用壽命產(chǎn)長(zhǎng) ； （ 4） 保證沖裁件質(zhì)量。 排樣圖如下所示： 圖二 排樣圖 排樣方式的確定 查《模具設(shè)計(jì)與制造》第三十二頁(yè)表 210，兩工件之間按圓 形件搭邊值： 工件間 mma ? ， 側(cè)邊 mma ? 。 那么：條料的寬度： ? ?? ? ? ?? ? mmaLB 0 ???? ??????????? 條料的進(jìn)距： mmaDA ????? A 側(cè)邊值， mm a1———— 工件間搭邊值， mm 北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 L———— 沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸， mm 0b — ——— 條料與導(dǎo)板間的間隙，見(jiàn)《模具設(shè)計(jì)與制造》第三十二頁(yè)表 211 ? ———— 條料下料時(shí)的下偏差，見(jiàn)《模具設(shè)計(jì)與制造》第三十二頁(yè)表 212 材料利用 率 沖裁單件材料利用率的計(jì)算： ％％％％ ???????? ABFFF? F———— 工件的實(shí)際面積 （三維軟件直接測(cè)量得） ， 2mm 0F — ——— 所用材料面積， 2mm A———— 送料步距， mm B———— 條料寬度， mm 計(jì)算沖裁工序力 沖裁工序力包括沖裁力、卸料力、推件力、頂件力等，其中最主要的是沖裁力的確定。 因?yàn)椴捎脧椥孕涎b置和自然漏料方式，只 計(jì)算沖裁力、推件力和 卸料力 。 （ 1） 沖裁力 沖裁力包括沖裁外形的落料力和沖裁兩個(gè)內(nèi)孔的落料力。 查《模具設(shè)計(jì)與制造》第十頁(yè)表 13 得材料的抗拉強(qiáng)的 MPaRm 400? ，有公 式計(jì)算外形的落料力為 )( kNtRLF mc ????? 而內(nèi)孔的沖裁力 )(4 9 0 kNtRLF mc ????? )(0 1 0 kNL tRF mc ????? (2) 查《模具設(shè)計(jì)與制造》第四十一頁(yè)表 216，得 ?tK 。 有公式計(jì)算推北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 件力得 )()0 1 9 4 (0 5 )( 321 kNFFFnKFnKF ccctctt ?????????? （ 3） 查《模具設(shè)計(jì)與制造》第四十一頁(yè)表 216，得 ?xK 。 有公式計(jì)算卸料力得 )( kNFKF cxx ???? （ 4）計(jì)算沖裁工序力 )( kNFFFFFF xtccc ??????????? 選擇壓力機(jī)時(shí)，應(yīng)根據(jù) 沖裁工序力 F 來(lái)確定。一般所選壓力機(jī)的標(biāo)稱(chēng)壓力FFP ? 。 由 F= 得 kNFP ? 。 暫選 J2310 壓力機(jī)。其參數(shù)為： 公稱(chēng)壓力： 100kN 滑塊行程： 45mm 最大閉合高度： 150 mm 滑塊中心線到床身距離 ： 130mm 工作臺(tái)尺寸： 240 mm 370 mm 模柄孔尺寸： φ 50 mm 70 mm 北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 壓力中心計(jì)算 如下圖所示，因?yàn)楣ぜD形上下對(duì)稱(chēng)，所以壓力中心必在對(duì)稱(chēng)線上分三部計(jì)算 其中圓孔和矩 形孔是規(guī)則 形狀 ，其壓力中心就是其幾何中心。而外形部分計(jì)算如下： 一大端圓心為坐標(biāo)原點(diǎn)，以對(duì)稱(chēng)軸為 x 軸簡(jiǎn)歷笛卡爾坐標(biāo)系 xoy ，將外形輪廓分成 7 段，確定隔斷的長(zhǎng)度和壓力中心的值。列如下表： 北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 計(jì)算數(shù)據(jù)列表 線段長(zhǎng)度 壓力中心坐標(biāo) x y ?L ?L ?L ?L ?L ?L 0 0 計(jì)算沖裁外形輪廓的壓力中心位置 ?????? ?????????cx（ mm） 0?cy 三部分總作用的效果等效于三個(gè)部分的壓力中心共同作用的效果，其數(shù)據(jù)列表如下： 計(jì)算其總體壓力里中心位置： )( mmx c ??? ?????? ， 各部分 壓力中心坐標(biāo) x y 0 0 0 0 北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 0?cy 綜上所述，沖裁該工件的壓力中心的坐標(biāo)為（ ,0） 計(jì)算凸 \凹模刃口尺寸 沖裁時(shí)，沖裁件的尺寸精度是靠沖裁模具保證的，而主要是取決于凸、凹模刃口尺寸，并且合理的沖裁間隙 也是靠凸、凹來(lái)保證的。 （ 1）查《模具設(shè)計(jì)與制造》第三十五頁(yè)表 213，確定沖裁間隙為 mmZ ? ， mmZ ? 。 （ 2） 計(jì)算落料刃口尺寸。采用配制加工，刃口尺寸以凹模為基準(zhǔn)，凸模尺寸按相應(yīng)凹模實(shí)際尺寸進(jìn)行配置，保證雙面間隙為 ~ 。 圖四 凸模刃口 查《模具設(shè)計(jì)與制造》第三十七頁(yè)表 215，確定所有尺寸的磨損系數(shù)均為 ?x 。 落料刃口尺寸均為 A 類(lèi)尺寸，取 4??d? ，有公式得到： a x11 )()( 1 ???? ??????? xAA a x22 )()( 2 ???? ??????? xAA 北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 0 a x33 )()( 3 ???? ??????? xAA 對(duì)于原形尺寸簡(jiǎn)單化處理，都取與零件外形輪廓線相切，即尺寸相等。 （ 2） 計(jì)算沖孔刃口尺寸，分成兩種情況 1 對(duì)于沖左邊的圓孔的刃口尺寸，采用配制加工，刃口尺寸以凸模為基準(zhǔn)，凹模尺寸按相應(yīng)的的凹模實(shí)際尺寸進(jìn)行配制，保證雙面間隙為 ~ 。 圖五 凸模刃口 查表，得磨損系數(shù) ?x ， ?? 尺 寸為 B 類(lèi)尺寸，取 4??d? ， 有公式得 0 0 0 4m i n )()( ???? ??????? xBB 2 對(duì)于沖右邊的矩形孔尺寸。仍采用配制加工，刃口尺寸以凸模為基準(zhǔn)，凹模尺寸按相應(yīng)的凹模實(shí)際尺寸進(jìn)行配制，保證雙面間隙為 ~ 。 查表，得磨損系數(shù) ?x ， 兩個(gè)方向的尺寸都 為 B 類(lèi)尺寸，取 4??d? ， 有公式得 0 4m i n1 )()( ???? ??????? xBB 0 4m i n2 )()( ???? ??????? xBB 北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 圖六 凸模刃口 北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 第五章 模具主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸 \凹模零件的設(shè)計(jì) 。 凹模厚度 Ha 的確定，有公式得到 mmFH a 33 ???? ， 取整 H=20mm。 凹模壁厚 c 的確定，有公式得到 4 0 m m~26)~( ?? aHc ，取整數(shù) c=34mm。 式中 ， aH —— 凹模厚度 ， mm； F —— 沖裁力 ， N。 c —— 凹模壁厚（指最小壁厚） ， mm。 凹模寬度 B 的確定 ： mmcbB 80342122 ?????? 凹模寬度 L 的確定 ： mmcslL 1 1 62 ???? 。 使用剛性鞋料裝置，凸模長(zhǎng)度為 AhhL ??? 21 。 其中，凸模固定板的厚度mmh 181 ? ，推件塊厚度 mmh 202 ? ， A 是自由尺寸，有三部分組成：閉合狀態(tài)是固定板與推件塊之間的距離、凸模的修模量凸模進(jìn)入凹模的距離 ~ 。 取A= L=18+15+17=50mm 。 凸凹模是復(fù)合模的一個(gè)工作零件，其外形起凸模作用，內(nèi)形起凸模的作用。設(shè)計(jì)師可分別參照凸、凹模外形尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)。用于落料的 部分其尺寸為 1R , 2R , 3R 。 凸凹模的高度 H 由兩部分組成，分別為工作部分 1h ， 和固定部分 2h 。 根據(jù)標(biāo)北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 準(zhǔn)模架的高度，先試取 mmh 251 ? ， mmh 182 ? 。 確定模架的結(jié)構(gòu) 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用依據(jù)為凹模的外形尺寸。模具采用 滑動(dòng)導(dǎo)向、后置導(dǎo)柱模架，根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，可查得模架規(guī)格為上模座 160mm 80mm 32mm，下模座160mm 80mm 25mm，導(dǎo)柱 20mm 130mm，導(dǎo)套 20mm 65mm 23mm。 其他零部件結(jié)構(gòu) ， 當(dāng)凹模安裝在上模上時(shí)，擋料銷(xiāo)只能設(shè)置在位于 下模的卸料板上。選用標(biāo)準(zhǔn)擋料銷(xiāo)結(jié)構(gòu)：壓縮彈簧彈頂擋料銷(xiāo)。附圖（ 10） 。 ， 模柄是上模部分和壓力機(jī)滑塊的連接零件。模柄的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)共有 7 類(lèi)11 種。本設(shè)計(jì)采用凸緣模柄，由于壓力機(jī)的模柄安裝孔尺寸為φ 50 mm 70 mm，所以選取模柄 直徑為 mm50? ，安裝部分長(zhǎng)度為 60mm。附圖（ 04） 。 ， 固定板是用來(lái)固定凸模、凹模、凸凹模的，之后再和模座相連接。一般采用臺(tái)階式固定方式，選取 6/7 mH 的過(guò)渡配合。附圖（ 03） 。 固定般的外形尺寸與凹模的外形輪廓尺寸基本一致，材料一般選用 45 鋼或Q235。其厚度按下式計(jì)算： ag HH )~(? 板， 墊塊的作用是 直接承受和擴(kuò)散凸模傳遞過(guò)來(lái)的壓力，以減小模座所承受的單位壓力，保護(hù)凸模頂面處的模座平面不被壓陷損壞，如附圖（ 02） 。 墊板 的外形多與凸模固定板一致。厚度一般取 mm12~5 。 ， 推薦裝置安裝在沖裁模的上部，利用壓力機(jī)的橫梁或模具內(nèi)的的彈性元件，通過(guò)推桿、推板等，將制件或廢料從凹模型腔推出。附圖（ 08） 。 北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 第六章 結(jié)束語(yǔ) 本次 畢業(yè)設(shè)計(jì) 是在指導(dǎo)老師 李海玲 的指導(dǎo)下完成的。在實(shí)驗(yàn)研究的過(guò)程中， 李海玲 老師給予了 很多 指導(dǎo)，并提供了很多與該研究相關(guān)的重要信息，培養(yǎng)了我 們對(duì)科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和創(chuàng)新精神。這將非常有利于我們今后的學(xué)習(xí)和工作。在此表示衷心的感謝！ 本次 畢業(yè)設(shè)計(jì) 還得到了課題組的各位老師的大力協(xié)助，在此一并表示我們的感謝！ 北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 參考文獻(xiàn) [1]田光輝 ， 林紅旗 .模具設(shè)計(jì)與制造 [M].北京：北京大學(xué)出版社， 2021， 7. 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