【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 5 計(jì)算出的壓力中心為（ 0, ）。 ( 1 1 2 2 ... 6 6) / ( 1 2 3 ... 6) c L Y L Y L Y L L L L m m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 15 工作零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 落料凹模刃口尺寸計(jì)算 1）確定凸、凹模刃口尺寸的原則： a、落料模先 確定凹模刃口尺寸，其標(biāo)稱尺寸應(yīng)取接近或等于制件的最小極限尺寸，以保證凹模磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格制件，凸模刃口的標(biāo)稱尺寸應(yīng)比凹模小一個(gè)最小合理間隙。 b、沖孔模先確定凸模刃口尺寸，其標(biāo)稱尺寸應(yīng)取接近或等于制件的最大極限尺寸，以保證凸模磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格的孔。凹模刃口的標(biāo)稱尺寸應(yīng)比凸模大一個(gè)最小合理間隙。 c、選擇模具刃口制造公差時(shí)，要考慮工件精度與模具精度的關(guān)系，既要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較工件精度高 2～ 3級(jí)。參照文獻(xiàn) [13]可知工件尺寸公 差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差，所謂“入體”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，即：落料件上偏差為零，下偏差為負(fù)；沖孔件上偏差為零，下偏差為負(fù) . d、由參考資料 [2]知計(jì)算公式分為三類，如下所示： 第一類尺寸：（磨損后會(huì)增大的尺寸） 36 第二類尺寸：（磨損后會(huì)減小的尺寸） 37 第三類尺寸： （磨損后不變的尺寸） 38 2） 由圖可知，該零件屬于無(wú)特殊要求的一般落料件 .為了 便于計(jì)算，將尺寸代號(hào)表示如下圖所示： 14max()jA A x ???14m in()jB B x ???11m in 28()jCC? ? ? 16 圖 6 尺寸標(biāo)示圖 3） 由 IT=12，查參考文獻(xiàn) [13]表 32 常用尺寸公差表可得各尺寸的公差 ,和參照資料 [2]表 37 查得磨損系數(shù)如下所示： x= x= x= 1 x= 1 x= 1 4) 凹模磨損后，變大尺寸為 1? 2? 3? 4? . 根據(jù)公式求得： 5) 凹模磨損后，變小的尺寸 1? 2? ,求得： 6) 磨損后幾乎不變的尺寸 C1,求得： 7) 凹模尺寸圖示如下： A 1=18 m?A2=2 ?A3=4 ?A4=4 ?B 1 = B 2 = 5 0 .1 2 m m?14141414 00 00 00 001 ( 18 .1 8 0. 75 0. 36 ) 17 .9 12 ( 12 .1 8 0. 75 0. 36 ) 11 .9 13 ( 2. 1 1 0. 2) 1. 94 ( 4. 12 1 0. 24 ) 3. 88A mmA mmA mmA mm?? ??? ??? ??? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?1400 2 ( 5 2 1 4) 2B B mm???? ? ? ? ? ?111 ( 10 5 ) 10 37 528C m m? ? ? ? ? ? ? ? 17 圖 7 凹模尺寸示意圖 凸模刃口尺寸的計(jì)算 以上是落料凹模尺寸的計(jì)算方法，相應(yīng)的凸模尺寸按照凹模尺寸配作即可，需要保證最小間隙數(shù)值 Zmin .故在凸模上只標(biāo)基本尺寸，不標(biāo)注偏差，同時(shí)在圖樣技術(shù)要求上注明：“凸模刃口尺寸按凹模尺寸配置，保證雙面間隙值為 ZminZmax ”。 查參考資料 [3]表 34 沖裁模具初始間隙值 得： Zmin=, Zmax= . 凸模刃口尺寸按凹模刃口尺寸配作，保證雙面間隙在 ～ 之間即可。 經(jīng)計(jì)算，凸模刃口尺寸確定如下圖所示： 18 圖 8 凸模尺寸示意圖 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 確定凹?？卓诘慕Y(jié)構(gòu)形式 凹?？卓谛问接兄比斜谛问胶托比斜谛问?。直刃壁凹模特點(diǎn)是刃口強(qiáng)度高，修模后刃口尺寸不變，制造較方便簡(jiǎn)單，但是在廢料或沖件向下推出的模具結(jié)構(gòu)中，廢料或沖件會(huì)積存在孔口內(nèi)凹模脹力大 ，增加沖裁力和刃壁的磨損，磨損后毎次修模量較大。斜刃壁凹模孔內(nèi)不易積存廢料，磨損后修模量較小，刃口強(qiáng)度較低，修模后孔口尺寸會(huì)變大。下圖為凹模刃口的幾種形式： a. b. c. d. 19 e. 圖 9 凹模刃口結(jié)構(gòu)形式 其中圖 a、 b、 c 為直筒式刃的凹模，其特點(diǎn)是制造方便，刃口強(qiáng)度高，刃磨后工作部分尺寸不變，廣泛用于沖裁公差要求較小，形狀復(fù)雜的精密制件。但因廢料（或制件的聚集而增 大了推件力和凹模的脹裂力，給凸、凹模的強(qiáng)度都帶來(lái)了不利的影響。一般復(fù)合模上出件的沖裁模用圖 a、 c型，下出件的沖裁模用圖 b或圖 a 型，圖 d、 e型是錐筒式刃口，在凹模內(nèi)不聚集材料，側(cè)壁磨損小，但刃口強(qiáng)度差，刃磨后刃口徑向尺寸略有增大（如α＝ 300時(shí)，刃磨 時(shí)，其尺寸增大 ,凹模錐角α，后角β和洞高度 h，均隨制件材料厚度增加而增大，一般取α＝ 15＇～ 30＇ ,β＝ 20＇～ 30＇ , h=410mm 。綜上所述及其對(duì)工件孔分析，選擇 a 型凹模洞口，取 h=5mm，周邊為 1mm。最終確定方案如下圖所示： 20 圖 10凹模刃口示意圖 凹模厚度的確定 可按下式計(jì)算： 凹模厚度 : 310 式中： K修正系數(shù)，考慮坯料厚度影響的系數(shù)，其值可查參照 [2]表 324 b沖裁件最大外形尺 (mm） 查參考文獻(xiàn) [2]表 324 查得 K= ，算得： 小于最小規(guī)定值，故選擇 H凹 =20 mm . 凹模壁厚 凹模壁厚 即刃口到邊緣的距離。 凹模厚度： 311 = K b ( 1 5 mm)H ?凹= 0 .3 5 1 8 = 6 .3 m mH ?凹( ) ( 30 45 )C H m m? ? ? 21 取 C=45 mm 凹模周邊尺寸的確定 312 313 式中： L 凹 凹模的長(zhǎng)度 B 寬 凹模的寬度 b沖裁件最大外形尺寸 bl沖裁件最大寬度尺寸 則有： 取 L 凹 =110mm 取 B 凹 =100mm 考慮到尺寸有所增大，參照參考文獻(xiàn) [3]最終確定凹模尺 寸為： 130mm 100mm 20mm 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、長(zhǎng)度計(jì)算及固定方法 凸模的結(jié)構(gòu)總的來(lái)說(shuō)包括兩大部分，即凸模的工作部分與安裝部分。用凸模固定板將凸模連接固定在模板的正確位置上，其平面尺寸除保證能安裝凸模外，還應(yīng)該能夠正確安放定位銷和緊固螺釘。凸模和固定板之間采用過(guò)渡配合，凸模裝入固定板后，端面進(jìn)行磨平。 凸模長(zhǎng)度 L 應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)確定，公式如下： 313 式中： H1凸模固定板的厚度（ mm） H2卸料板的厚度（ mm） H3材料的厚度（ mm） h附 加 長(zhǎng) 度 （ 10mm? 20mm） (1 .5 2 .0 ) 2 0 3 0 4 0C m m? ? ?=2L C b?凹B =2C+ lb凹= 2 2 4 5 1 8 1 0 8L C b m m? ? ? ? ?凹B = 2 C + 2 4 5 1 2 1 0 2lb m m? ? ? ?凹1 2 3L = H + H H h??凸1 ( 0 . 6 0 . 8 ) = = 1 2 mm 1 6 mmHH??凹 （ 0 . 6 0 . 8 ） 20 22 凸模固定板厚度 : 取 H1=15mm 卸料板厚度 : 取 H2=20mm 材料的厚度： 取 L 凸 =50mm 凸模強(qiáng)度校核 一般情況下，凸模的強(qiáng)度足足夠的，沒(méi)有必耍作強(qiáng)度校核，但是對(duì)于特別細(xì)長(zhǎng)的凸模則必須進(jìn)行凸模承載能力和抗縱向彎曲能力的校核。 (1)承載能力校核 沖裁時(shí)，凸模承受的壓應(yīng)力σ c必須小于凸模材料允許的壓應(yīng)力 [σ c], 即： 314 對(duì)于非圓型凸模而言， 315 式中： [σ c]凸模材料的許用壓應(yīng)力， Mpa。 F凸?？v向總壓力， N。 Amin凸模最小斷面積， mm2。 由前面計(jì)算： F= 104 N Amin=100 mm2 故 F/Amin= 103 Mpa 凸模材料選用 Cr12,參照文獻(xiàn) [19]查得該種模具鋼的許用壓應(yīng)力為 [σ c]= 7350 Mpa ，因?yàn)棣?c = 103 Mpa＜ [σ c]，所以強(qiáng)度條件符合要求。 其它零件的設(shè)計(jì) 墊板的采用與厚度 是否采用墊板，取決于模座所承受的應(yīng)力是否超過(guò)模座材料的許用應(yīng)力 [σ ]而定，當(dāng)壓應(yīng)力σ＞ [σ ]，則應(yīng)釆用墊板，反之可以不加墊板。 2 ( 0 . 8 1 ) = mm mmHH? 凹 1 2 2 03H =1 2 3L = H + h 1 5 2 0 0 . 3 5 ( 1 0 2 0 ) 4 5 . 3 5 5 5 . 3 5H H m m m m? ? ? ? ? ? ?凸m in/ [ ]ccFA????min / [ ]cAF?? 23 316 式中： F凸模所承受的壓 (N) A凸模與上下模板的接觸面積 (mm2) [σ ]模板的允許抗壓強(qiáng)度 (Mpa) 則 σ =F/A = 104N/100mm2 = 103 Mpa，查參考文獻(xiàn) [7]表 711， [σ ]= 103? 103 Mpa ,即有：σ＞ [σ ]，故應(yīng)當(dāng)采用墊板。查表可得厚度為 8 mm 。 彈性卸料板 常見(jiàn)的卸料零件又固定卸料板和彈壓卸料板。前者式剛性結(jié)構(gòu)主要起卸料作用，卸料力大，適用于沖材料厚度大于 的模具，后者是柔性結(jié)構(gòu)，兼有壓料和卸料兩個(gè)作用。其卸料力的大小決定與所選用的彈性元件。主要用于沖制薄料和要求制件平整的沖模中，因此選取彈壓卸料板。 彈性卸料裝置一般由卸料板、彈簧 (橡膠 )、卸料螺釘組成。 卸料板外形尺寸與凹模外形尺寸一致，卸料板的厚度與制件尺 寸和卸料力有關(guān)， 一般為： H卸 =（ ～ 1） H 凹 =12～ 20 mm ,取 15mm. 彈簧的選用與計(jì)算 卸料采用彈簧作為彈性單元，彈簧的自由高度為： 317 318 式中 自由H —— 彈簧的自由高度（ mm） 。 S 工作 —— 工作行程與模具修磨量和調(diào)整量（ 4～ 6mm）之和。 則 取 自由H =39mm。 彈簧的裝配高度為： ?H （ ～ ） 自由H =～ /FA??=S自 由 工 作H （ 3 . 5 4 ）S = + mm工 作 （ 3 . 5 6 ） == S = = mm?自 由 工 作H （ 3 . 5 4 ） （ 3 . 5 4 ） 9 . 5 3 3 . 2 5 3 9 24 定位零件設(shè)計(jì) 1）模柄 中小型沖模一般通過(guò)模柄將上模固定在壓力機(jī)的滑塊上。模柄的結(jié)構(gòu)形式很多， 主要有：旋入式模柄、壓入式模柄、凸緣模柄和浮動(dòng)式模柄。 據(jù)實(shí)際情況，釆用壓入式模柄，它與模座孔采用過(guò)度配合 H7/m H7/h6,并且加上銷釘以防止轉(zhuǎn)動(dòng)。該種模柄可以較好保證軸線和上模座的垂直度，適用于各種中小型沖模，生產(chǎn)中最常見(jiàn)。 壓入式模柄規(guī)格：查《沖壓模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表 587，表