【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 L2= y2= L3= y3= L4= y4= L5= y5= L6= y6= L7=14 y7= L8= y8= 14029 L9= y9= L10= y10= L11= y11= L12= y12= L13= y13= 10 由壓力中心求解公式得 13132211 ???????? ????? LLL LyLyLyX mm 在實(shí)際生產(chǎn)中，從模具結(jié)構(gòu)方面考慮，不宜使壓力中心與模柄軸中心相重合，為便于裝模，壓力中心左移 6mm，不超出所選壓力機(jī)模柄孔投影面積的范圍即可。 刃口尺寸的計(jì)算原則 凸凹模刃口尺寸計(jì)算原則 確定沖裁凸凹模刃口尺寸應(yīng)區(qū)分落料與沖孔，并遵循如下原則： 1. 設(shè)計(jì)落料模先確定凹模刃口尺寸。以凹模未基準(zhǔn)，間隙取在凸模上，即沖裁間隙通過 減小凸模刃口尺寸來取得。設(shè)計(jì)沖孔模先確定凸模刃口尺寸。以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來取得。 2. 根據(jù)沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設(shè)計(jì)落料模是時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)候，凸模基本尺寸則取接近或等于工件孔的最大極限尺寸。這樣，凸、凹模在磨損到一定程度時(shí)，應(yīng)能沖出合格的零件。 模具磨損預(yù)留量與工件制造精度有關(guān)。用 ?x 表示，其中 ? 為工件的公差值， x 為磨損系數(shù)，其值在 ~1之間，根據(jù)工件制造精度選?。? 沙洲職業(yè)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 工件精度 IT10 以上 1?x 工件精度 IT11~IT13 ?x 工 件精度 IT14 ?x 3. 選擇模具刃口制造公差要求時(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2~4 級(jí)。對(duì)于形狀簡(jiǎn)單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可選 IT16~IT17 級(jí)選?。粚?duì)于形狀復(fù)雜的刃口，制造偏差可按工件相應(yīng)偏差的 1/4 來選??；對(duì)于刃口尺寸磨損后無變化的，制造偏差值可取工件相應(yīng)公差值的 1/8 并冠以（ 177。）。 4. 工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差 原則上都應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單項(xiàng)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。但對(duì)于磨損后無變化的尺寸，一般標(biāo)注雙向偏差。 凸凹模刃口尺寸計(jì)算方法 由于沖模加工方法不同，沖裁刃口尺寸的計(jì)算方法也不同，基本上可以分為兩類。 1. 按凸模與凹模圖樣分別加工法 這種方法主要適用于圓形或簡(jiǎn)單規(guī)則形狀的工件，因沖裁此類工件的凸、凹模制造相對(duì)簡(jiǎn)單，精度容易保證，所以采用分別加工。設(shè)計(jì)時(shí)，需在圖紙上分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。 （ 1） 落料 設(shè)工件的尺寸為 0??D ，根據(jù)計(jì)算原則，落料時(shí)以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。首先確定凹模尺寸，凹模的基本尺寸接近或等于工件輪廓的最小極限尺寸；將凹模尺寸減去最小合理間隙值即得到凸模尺寸。 AxDAD ????? 0)m a x( 0)m in( TZADTD ???? 沙洲職業(yè)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 （ 2） 沖孔 設(shè)沖孔尺寸為 ??0d ，根據(jù)計(jì)算原則，沖孔時(shí)以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。首 先確定凸模尺寸，使凸模的基本尺寸接近或等于工件的最大極限尺寸；將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得到凹模尺寸。 0)m in( TxdTd ????? AzTdAd ???? 0)m in( 上述式中： AD 、 TD —— 落料凹、凸模尺寸； Td 、 Ad —— 沖孔凸、凹模尺寸； maxD —— 落料件的最大極限尺寸； mind —— 沖孔件孔的最小極限尺寸； ? —— 工件制造公差； minZ —— 最小合理間隙； x —— 磨損系數(shù)； T? 、 A? —— 凸、凹模的制造公差，可按 IT6~IT7 級(jí)來選取，或取m in)m a x( ZZT ??? 、 m in)m ax( ZZA ??? 。 為了保證初始間隙不超過 maxZ 即 maxmin ZZAT ????? ， T? 和 A? 選取必須滿足一下條件： m inm ax ZZAT ??? ?? 可見，凸、凹模分別加工法的優(yōu)點(diǎn)是，凸、凹模具有互換性，制造周期短，便于成批制造。其缺點(diǎn)是，為了保證初始間隙在合理范圍內(nèi)，需要采取較小的凸、凹模具制造公差才能滿足 m inm ax ZZAT ??? ?? 的要求，所以模具制造成本相對(duì)較高。 沙洲職業(yè)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 2. 凸模與凹模配作法 采用凸、凹模分開加工法時(shí)，為了保證凸、凹模間一定的間隙值，必須嚴(yán)格限制沖模制作公差，因此，造成沖模制造 困難。對(duì)于沖制薄材料（因 maxZ 與 minZ的差值很?。┑臎_模，或沖制復(fù)雜形狀工件的沖模，或單件生產(chǎn)的沖模，常常采用此方法。 配作法就是先按設(shè)計(jì)尺寸制出一個(gè)基準(zhǔn)件（凹模或凸模），然后根據(jù)基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸再按最小合理間隙配制另一件。這種加工方法的特點(diǎn)是模具的間隙由配制保證，工藝比較簡(jiǎn)單，不必校核 m inm ax ZZAT ??? ?? 的條件，并且還可以放大基準(zhǔn)件的制造公差，使制造容易。設(shè)計(jì)時(shí)，基準(zhǔn)件的刃口尺寸及制作公差應(yīng)詳細(xì)標(biāo)注，而配作件上只標(biāo)注公稱尺寸，不標(biāo)注公差，但在圖紙上注明：“凸（凹）模刃口按凹（凸）模實(shí)際刃口配制，保證最小雙面合理間隙值 minZ ”。 采用配作法，計(jì)算凸?；虬寄Ｈ锌诔叽纾紫仁歉鶕?jù)凸?；虬寄Ｄp后輪廓變化情況，正確判斷出模具刃口各個(gè)尺寸在磨損過程中是變大、變小還是不變這三種情況，然后分別按不同的公式計(jì)算。 （ 1） 凸?；虬寄Ｄp 后會(huì)增大的尺寸 —— 第一類尺寸 A 落料凹?；驔_孔凸模磨損后將會(huì)增大的尺寸，相當(dāng)于簡(jiǎn)單形狀的落料凹模尺寸，計(jì)算公式如下： 第一類尺寸： ????? 410)m ax( xAjA （ 2） 凸?；虬寄Ｄp后會(huì)減小的尺寸 —— 第二類尺寸 B 沖孔凸?；蚵淞习寄Ｄp后將會(huì)減小的尺寸，相當(dāng)于簡(jiǎn)單形狀的沖孔凸模尺寸，計(jì)算公式如下： 第二類尺寸： 041)m i n( ????? xBjB （ 3） 凸?；虬寄Ｄp后基本不變的尺寸 —— 第三類尺寸 C 凸模或凹模在磨損后基本尺寸不變的尺寸，不必考慮磨損的影響，相當(dāng)于簡(jiǎn) 沙洲職業(yè)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 單形狀的孔心距尺寸，計(jì)算公式如下： 第三類尺寸： ?????81)21m i n(CjC 式中： jA 、 jB 、 jC —— 模具基準(zhǔn)尺寸（ mm)； maxA 、 maxB 、 maxC —— 工件極限尺寸（ mm)； ? —— 工件公差尺寸（ mm）。 凸凹模刃口尺寸計(jì)算 在確定該制件工作零件刃口尺寸方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法及模 具裝配方法，結(jié)合模具的特點(diǎn)，沖孔零件的形狀比較簡(jiǎn)單，因此其工作刃口尺寸計(jì)算可按分開加工的方法來計(jì)算；而其它沖裁、切邊的工作零件相對(duì)來說比較復(fù)雜，形狀不完全對(duì)稱，所以其刃口尺寸應(yīng)按配合加工的方法計(jì)算。 計(jì)算前沖裁間隙的確定相當(dāng)重要，考慮到在生產(chǎn)過程中的磨損使間隙變大，故設(shè)計(jì)與制造新模具實(shí)應(yīng)采用最小合理間隙 minZ 。確定合理間隙值有理論法和經(jīng)驗(yàn)確定法兩種，對(duì)于尺寸精度和斷面質(zhì)量要求不高的沖裁件，在滿足沖裁件要求的前提下，應(yīng)以降低沖裁力、 提高模具壽命為主，選用較大的雙面間隙值。因此在本設(shè)計(jì)中，采用經(jīng)驗(yàn)確定法來選擇合理間隙。 按工位各工作零件刃口尺寸計(jì)算如下： 根據(jù)材料及材料厚度查 劉建超所編的《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造基礎(chǔ)》 P55，表 得沖裁雙面間隙 minZ =, maxZ =。 沙洲職業(yè)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 第六章 模具主要零部件結(jié)構(gòu)的確定 各主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于沖件的形狀和尺寸不同 ，沖模的加工以及裝配工藝等亦不同，所以在實(shí)際生產(chǎn)中使用的凸模結(jié)構(gòu)形式很多，其截面形狀有圓形和非圓形；刃口形狀有平刃和斜刃等；結(jié)構(gòu)有整體式、鑲拼式、階梯式、直通式和帶護(hù)套式等。凸模的固定方法有臺(tái)階固定、鉚接、螺釘和銷釘固定等。 而在此零件的加工過程中，沖裁凸模的形狀不規(guī)則，需利用線切割加工，故采用直通式結(jié)構(gòu)。固定端用螺釘固定方法將其固定在凸模固定板上。切邊凸模為雙向受力，考慮到會(huì)產(chǎn)生一部分側(cè)向力，故將凸模設(shè)計(jì)成有引導(dǎo)和防推作用的臺(tái)階式，已保證切邊的同時(shí)先導(dǎo)向。 由于制件有兩處彎曲，為便于凹模制造、調(diào)整和保證凹 模強(qiáng)度，對(duì)制件采取先向上彎曲后向下彎曲的成型方法，彎曲凹模采用鑲拼結(jié)構(gòu)。 為保證制件的尺寸精度，每一彎曲處除了有彎曲凸模外，在對(duì)應(yīng)的凹模內(nèi)設(shè)有浮動(dòng)彎曲推塊，以保證模具閉合時(shí)，能先對(duì)條料施加壓力，然后再?gòu)澢?，防止條料因滑動(dòng)產(chǎn)生變形和尺寸的不準(zhǔn)確。同時(shí)，彎曲完畢后，彎曲推塊又起頂料作用。推力大小靠調(diào)節(jié)彈簧的彈力獲得。 圓形凸模其工作部分的尺寸由計(jì)算而得；與凸模固定板配合部分按過渡配合（ H7/m6）制造；利用臺(tái)階固定。 凹模的刃口形式有直筒形和錐形，主要根據(jù)沖裁件的形狀、厚度、尺寸精度以及模具的具體結(jié)構(gòu)來決定。在 這里選用直筒形，因?yàn)樗锌趶?qiáng)度較高，且刃口直壁下面的擴(kuò)大部分可使凹模加工簡(jiǎn)單，用于沖裁形狀復(fù)雜、或精度要求較高的中、小型件，也可用于裝有頂出裝置的模具。 計(jì)算各主要零件的尺寸 凹模厚度 根據(jù)沖件尺寸及材料厚度，查得表 可知因考慮板料厚度影響，凹模厚度系數(shù) k=,而根據(jù)制件可知凹模刃口的最大尺寸 b=20mm ,所以凹模厚度為： 沙洲職業(yè)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 mmkbH ???? 但該件上還需要沖裁、切邊、壓彎，且均在同一凹模上進(jìn)行，所以凹模厚度應(yīng)適當(dāng)增加，再參 考《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》標(biāo)準(zhǔn)，故取凹模厚度 H=35mm。 凹模壁厚 mmHC 7035)2~()2~( ???? 根據(jù)工件尺寸即可估算凹模的外形尺寸，再結(jié)合《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》標(biāo)準(zhǔn)，取長(zhǎng)度寬度高度為 500mm 250 mm 35mm。 沖裁凹模刃口直壁高度 h，在前面的計(jì)算推薦力時(shí)已經(jīng)提到，這里要說明的是 h 不能取得太大。原因如下： 料厚小，刃口直壁高度 h 相應(yīng)取小，如果 h 太大，隨著沖裁次數(shù)的增加，直壁刃口將會(huì)變?yōu)榈瑰F形，制件或廢料有可能在高速?zèng)_壓下出現(xiàn)上?。◤棾霭寄?）或卡在模腔內(nèi)，損壞凸?；虬寄?，但直壁刃口的凹模，沖裁次數(shù)要比無直壁刃口的凹模多 20%左右。 卸料板 在實(shí)際模具制作與生產(chǎn)中，卸料板又稱之為脫料板。 卸料板的作用是將沖裁后套在凸模上的條料卸下，彈壓卸料板用卸料螺釘連接于上模座或凸模固定板上，上模座和卸料板之間安裝有彈簧。根據(jù)厚度即卸料板寬度，可查得彈性卸料板厚度為 16~25mm，再結(jié)合《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》標(biāo)準(zhǔn)，取 H1=25mm。 卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板上設(shè)置了 4 個(gè)卸料螺釘，公稱直徑 10mm，螺紋部分為 M8 8mm。結(jié)合《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》標(biāo)準(zhǔn)，選用 卸料螺釘（ ）， 8010???Ld 。卸料釘尾部應(yīng)有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出凸模端面1mm，有誤差時(shí)通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。 沙洲職業(yè)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 卸料彈簧的設(shè)計(jì) 彈簧屬于標(biāo)準(zhǔn)件，在模具中應(yīng)用最多的是圓柱螺旋壓縮彈簧和蝶形彈簧，在這套模具設(shè)計(jì)中選用了圓柱螺旋壓縮彈簧。 1) 彈簧選擇原則： a. 所選彈簧必須滿足預(yù)壓力的要求： nFF x?0 式中： F0—— 彈簧預(yù)壓狀態(tài)的壓力（ N)； Fx—— 卸料力（ N)； n—— 彈簧數(shù)量。 b. 所選彈簧必須滿足最大許可壓縮量的要求： HHHH HH ?????????? ??? 02 式中： 2H? —— 彈簧最大許可壓縮量（ mm)； H? —— 彈簧實(shí)際總壓縮量（ mm)； 0H? —— 彈簧預(yù)壓縮量（ mm)； H?? —— 卸料板的工作行程（ mm)，一般取 H?? =t+1， t 為板料厚度； H?? —— 凸模刃磨量和調(diào)整量，一般取 5~10mm。 c. 所選彈簧必須滿足模具結(jié)構(gòu)空間的要求，即彈簧的尺寸及數(shù)量，應(yīng)能在模具上安裝得下。 2) 彈簧選擇步驟 a. 根據(jù)卸料力和模具安裝彈簧的空間大小，初定彈簧數(shù)量 n，計(jì)算出每個(gè)彈簧應(yīng)有的預(yù)壓力 F0并滿足公式： nFF x?0 b. 根據(jù)預(yù)壓力 F0和模具結(jié)構(gòu)預(yù)選彈簧規(guī)格，選擇時(shí)應(yīng)使彈簧的最大工作負(fù)荷F2大于 F0。 c. 計(jì)算預(yù)選的彈簧在預(yù)壓力 F0作用下的預(yù)壓縮量 H? 。 2200 HFFH ??? 也可以直接在彈簧壓縮特性曲線上根 據(jù) F0查出 0H? 沙洲職業(yè)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 d. 校核彈簧最大允許壓縮量是否大于實(shí)際工作總壓縮量，及HHHH ?????????? 02 。如果不滿足上述關(guān)系，則必須重新選擇彈簧規(guī)格。直到滿足為止。 圖 61 彈簧示意圖 這里選用彈簧的規(guī)格如表 62 所示： 表 62 彈簧規(guī)格 φ D