【文章內(nèi)容簡介】 確定 模具的刃口尺寸和公差會對 制件 的精度產(chǎn)生影響， 設(shè)計中關(guān)鍵環(huán)節(jié) 是如何確定沖裁模具的凸、凹模的刃口尺寸和公差。 凸凹模刃口尺寸公差計算原則 當 落料時，以凹模當成設(shè)計時的基 準件，而在沖孔過程中，將凸模當做設(shè)計時的基準件。 沖孔時，先確定凸模的刃口尺寸，凹模的基本尺寸是凸模刃口的基本尺寸再加上一個最小的間隙值， 考慮到 凸模在磨損一些后依然能夠使用，凸模刃口的基本應(yīng)該大于或者接近所沖孔的最大極限值。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 11 落料時，首先要確定凹模的刃口尺寸。凸模的基本尺寸是凹模刃口的基本尺寸再減去一個最小的間隙值， 考慮到 凹模在磨損一些后依然能夠使用，凹模刃口的基本應(yīng)該等于或者接近所沖孔的最小極限值。 通常，模具的制造精度要比零件的精度剛上 2 到 3 級。 要生產(chǎn)的零件上有 5 個孔，四個直徑 mm7? 的圓孔和一個異形孔。采用凸凹模配合加工，配合加工是先按基準件尺寸加工出基準件，然后根據(jù)制造出的實際基準件按所需的間隙配作另一件，這樣在圖中的尺寸就可以簡化，只要標注基準件尺寸及公差，而另一件的尺寸不需計算，只注明按基準件配作加工，并給出間隙值即可以了。這種方法不僅容易保證間隙值，而且制造加工也比較容易，廣泛運用于目前工廠的實際制作。 落料件凹模磨損情況 :第一類是凹模磨損后增大尺寸，第二類是凹模磨損后變小尺寸，第三類是凹模磨損后沒有變化的尺寸。 同理 沖孔件凸模磨損情況也可以分為以上三類尺寸。其基準件刃口尺寸可按下面三式計算： FKF 33 ? 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 12 167。2. 4 模具的結(jié)構(gòu)及主要零部件的設(shè)計 167。 凹模設(shè)計 凸模和凹模以及凸凹模都采用機械固定的方式，但是凸模是通過臺階和螺栓的固定與固定板固定在一起，而且與固定板之間的配合方式采用 H7/m6的配合，凹模則是選擇螺栓的方式與固定板連接在一起，同樣與固定板之間的配合方式采用 H7/m6 的配合凸凹模直接用螺栓和銷釘固定在下模座上。 凹模的結(jié) 構(gòu)有兩種，分別是整體式和鑲嵌式，因為零件的形狀規(guī)則，這里我將采用的是整體式的結(jié)構(gòu)。由于零件的生產(chǎn)批量較大，考慮到凹模的磨損和為了保證零件的形狀和尺寸完整，采用直壁式凹模，凹模輪廓尺寸計算如下圖： 由上表查，可確定凹模 c=48mm， H=30mm。 結(jié)合零件尺寸，設(shè)計的凹模， 材料： T8A 如圖 23。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 13 167。 凸凹模設(shè)計 此零件凸凹模的結(jié)構(gòu)比較簡單，參照沖壓手冊，如圖 板料厚度 ,最小壁厚 a=，零件圖滿足， 材料 T8A。 設(shè)計零件 如圖 24， 167。 沖小孔凸模設(shè)計 沖小孔凸模選用整體式，用固定板和墊板通過銷釘定位，螺栓固定在上模座上，如果材料用 9Mn2V、 Cr12MoV、 Cr12，那么要求硬度 HRC5862，尾部回火熱處理達到 HRC4050。如果是 T10A， Cr6WV、那么要求硬度 HRC5660，尾部回火熱處理 HRC4050。技術(shù)條件，按 GB/T76531994 的規(guī)定。 設(shè)計零件如圖 25，材料采用 T8A，其特性是淬火回火后有較高的硬度和 圖 23 圖凹模 24 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 14 耐磨性，所以被用作需要具有較高硬度和耐磨性的的工具。它的化學(xué)~:C : ???? PSMnSi 。 其規(guī)格 BII 7X55 167。 后側(cè)導(dǎo)柱上下模座的設(shè)計 由于模具經(jīng)常處于高速撞擊狀態(tài)下，受到大量的沖擊和震動。所以其材料選用 HT200，其抗拉強度和塑性低，但是它的鑄造性能好，易成型。并且它的減震性能優(yōu)良。機械性能 MPab 200?? 。彈性模量： M ~ ? 。剪切模量： ? 。泊松比： ~ 。熔點： C01200 。圖 26 是下模座設(shè)計圖，其尺寸為 80250315 ?? 。圖 27 是上模座的設(shè)計圖，其尺寸為65250315 ?? 。 圖 27 167。 導(dǎo)料卸料裝置設(shè)置 在落料時，板料卡在凸凹模上，所以需要卸料裝置。本套模具選用彈性卸料裝置，卸料板通過卸料螺釘固定在下模座上，由彈簧的彈力提供卸料力。 圖 26 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 15 同時在卸料板上使用彈性擋料銷，做定位使用。其材料都是用 45 鋼。 45 鋼是一種優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，化學(xué)成分元素比例（ ％ ）：碳 ~:C ；鉻:?Cr ；錳； 鎳 :?Ni ；磷 :?P ；硫 :?S ；硅 ~:Si 卸料版設(shè)計圖如圖 28。規(guī)格： 31225010； 材料 45 鋼。 活動擋料銷設(shè)計如圖 29，材料 45 鋼。 167。 導(dǎo)柱導(dǎo)套設(shè)計 導(dǎo)柱導(dǎo)套參照標準件選??； 導(dǎo)柱規(guī)格直徑 40mm，公差帶 h5，長度 L 為 260mm 的 A 型導(dǎo)柱。技術(shù)條件：按JB/T80701995 的規(guī)定。粗糙度由制造廠決定。 導(dǎo)套規(guī)格直徑 40mm，公差帶 H6，長度 L 為 140mm， H=53mm 的 A 型導(dǎo)套。技術(shù)條件：按 JB/T80701995。粗糙度由制造廠商決定。 導(dǎo)柱導(dǎo)套設(shè)計圖如圖 210和 211： 圖 28 圖 29 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 16 167。 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 本套模具是沖孔落料復(fù)合模，模具結(jié)構(gòu)倒裝。具體結(jié)構(gòu)如下圖 圖 落料沖孔模具結(jié)構(gòu)圖 8.導(dǎo)套 小孔凸模 圖 211 圖 210 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 17 釘 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 18 第三章 沖孔模設(shè)計 零件經(jīng)過落料沖孔之后，初步外形結(jié)構(gòu)已確定，然后需要沖中間的異形孔，此工布是單工序工步，比較簡單。其沖裁力，沖裁工藝設(shè)備的選擇，凸凹模尺寸的計算都可以參照第二章。因比較簡單，在此不在贅述。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 19 第四章 彎曲模設(shè)計 彎曲是使材料產(chǎn)生塑性變形，形成一定曲率和角度零件的沖壓工序。其種類有，板料彎曲，棒料彎曲，型材彎曲和管材彎曲。我們的零件彎曲屬于板料彎曲。 167。 零件工藝分析 該零件的結(jié)構(gòu)、尺寸、精度、和材料均符合彎曲工藝的要求，相對彎曲 半徑 r/t=2≤ 5,回彈現(xiàn)象不嚴重。 零件彎曲部位是 R3mm 的圓弧 167。 模具結(jié)構(gòu)方案 圖 41 1下底板 2螺釘 3特種 螺釘 4導(dǎo)柱 5凹模 6凸凹模 7導(dǎo)套 8上底板 9螺釘 10模柄 11螺釘 12彈簧 13頂出銷 14頂出器 15圓柱銷 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 20 此套模具主要用于零件的彎曲成型，由于零件彎曲部位較多，且比較復(fù)雜，則設(shè)計此套模具進行一次彎曲成型。首先落料沖孔后的板料頂出器上，由兩個定位板，進行定位。凸凹模上的頂出銷起固定壓緊板料的作用，然后凸凹模帶著板料下行，與凸模配合，進行中間板料的彎曲成型。直到板料與凹模成型外緣彎曲為止。然后由頂出器頂出成型零件。 167。 有關(guān)工藝及與設(shè)計計算 167。 矯正彎曲計算 按照下面的公式僅近似計算 AqF ?校 式中 Ｆ 校 —— 矯正彎曲力，單位為 N； A—— 校正部分投影面積，單位為 mm178。； q—— 單位校正力，單位為 MPa，經(jīng)過查手冊 材料 材料厚度 t/mm 小于 1 1 到 3 3 到 6 6 到 10 鋁 10~20 20~30 30~40 40~50 黃銅 20~30 30~40 40~50 60~80 10 到 20鋼 30~40 40~60 60~80 80~100 25 到 35鋼 40~50 50~70 70~100 100~120 Q235 這種金屬材料屬于軟材料，接近于 20 鋼，所以取為 50MPa A= 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 21 得， ??校F =188465N 校壓力機 FF ?= ? =226158N trKBtF bZ ?? ? 式中 ZF —— 自由彎曲在沖壓行程結(jié)束時的彎曲力（ N）； B —— 彎曲件的寬度（ mm）； r —— 彎曲件的內(nèi)彎曲半徑（ mm）； t —— 彎曲件材料厚度（ mm）； b? —— 材料的抗拉強度（ MPa）； K —— 安全系數(shù)，一般取 K=. 外緣翻邊的自由彎曲力1ZF=? ? ? ?????? = 內(nèi)部自由彎曲力 ? ? ? ? NF Z ??????? 167。 凸模圓角半徑 當 tr/ 較小時，即 8~5/ ?tr 時。凸模的圓角半徑選用彎曲件的內(nèi)彎半徑 r，即 rrp? 。若是 trtr // min? ，則應(yīng)該取 minrrp? ，要先 將彎曲件彎曲到較大的圓角半徑，然后再采用整形工序進行整形處理，減小其圓角半徑，使彎曲件圓角半徑的要求得到滿足。當零件的相對彎曲半徑 r/t≧ 10 時，這時由于彎曲件圓角半徑的回彈比較大，所以要考慮回彈因素。凸模的圓角半徑應(yīng)根據(jù)回彈值作出相應(yīng)的調(diào)整。 此零件 2/ ?tr ，所以凸模圓角半徑應(yīng) mmr 3? 。 167。 凹模圓角半徑 模具壽命、彎曲件質(zhì)量、彎曲變形力等影響著凹模的圓角半徑。凹模圓角半徑過小時，會導(dǎo)致板料被拉入凹模時的滑動阻力過大。容易使板料容易產(chǎn)生擦傷或壓痕，大大增加彎曲力甚至減少模具使用壽命。但當凹模圓角半徑過大時就會大大降低板料定位的準確度。河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 22 在實際生產(chǎn)中凹模的圓角半徑要根據(jù)板料厚度來確定。 當 mmt 2? 時， ? ?trd 6~3? =6mm 。 167。 凹模深度 彎曲凹模深度 0L 要合適。若凹模深度過小，工件兩端的自由部分太多，導(dǎo)致彎曲回彈大，不平直，影響零件質(zhì)量。若凹模深度過大，會浪費過多模具剛才，需要壓力機有較大行程。 167。 凸凹模尺寸計算 用內(nèi)形尺寸標注的彎曲件， 應(yīng)該以凸模為基準確定凹模尺寸。 當工件為雙向偏差時： ? ? pLLp ????? 當工件時負偏差時： ? ? PLL p ????? 凹模尺寸均為 ? ? dcLL Pd ???? 02 式中： dL 凹模尺寸（ mm） pL 凸模尺寸（ mm） L 彎曲件的基本尺寸（ mm） ? 彎曲件尺寸公差（ mm） c 凸、凹模之間的單邊間隙（ mm） dp