【文章內(nèi)容簡介】 ，故應(yīng)以凸臺(tái)（相當(dāng)于凸模）為基準(zhǔn)，先計(jì)算凸臺(tái)尺寸?？紤]到模具磨損和彎曲件的回彈，凸臺(tái)尺寸按（ 46）計(jì)算： （ 46） 式中， — 彎曲件基本尺寸 (mm)； — 彎曲件制造公差 (mm)； — 凸臺(tái)制 造公差，按 IT8級(jí)選取 則： 兩個(gè)壓彎凸模刃邊相對(duì)位置尺寸（相當(dāng)于凹模）按凸臺(tái)尺寸控制，保證單邊間隙 C, 即： （ 47） 故： 凸、凹模的設(shè)計(jì) 凸模的結(jié)構(gòu)和固定形式 由于沖件的形狀和尺寸的不同，沖模的加工以及裝配工藝等實(shí)際條件亦有所不同，所以在實(shí)際生產(chǎn)中使用的凸模結(jié)構(gòu)形式也就有很多種形式。一般沖裁凸模的形狀是由產(chǎn)品的 形狀決定圖 48 切斷凸模尺寸 圖 49 壓彎型槽相對(duì)位置 14 的，它可以采用直身結(jié)構(gòu)也可采用加強(qiáng)型結(jié)構(gòu)。主要的固定方式有：臺(tái)肩固定、鉚接、螺釘和銷釘固定以及粘結(jié)劑澆注法固定等 [9]。 本設(shè)計(jì)中采用用圓形和方形兩種形式的凸模，材料選用T10A鋼，淬火硬度 HRC5660 必要時(shí)表面可進(jìn)行滲氮處理。圓凸?？刹捎酶呔韧鈭A磨床加工，異形凸模可以采用慢走絲線切割加工或成形磨削加工（成形磨削是模具零件成形表面精加工的一種方法，可以獲得高尺寸精度、高表面加工質(zhì)量 [7]。 凸模固定方式如圖 410所示：凸模以過渡配合（ K6）固緊在凸模固定板上，頂端形成臺(tái)肩，以便固定，并保證在工作時(shí)不被拉出，安全可靠。 凸模長度的確定 凸模工作部分的長度應(yīng)根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)來確定。一般不宜過長，否則往往因縱向彎曲而使凸模工作時(shí)失穩(wěn)。致使模具間隙出現(xiàn)不均勻，從而使沖件的質(zhì)量及精度有所下降，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)雇鼓Ｕ蹟唷? 根據(jù)模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式，凸模的長度為 （ 48） 式中， — 凸模的長度（ mm）； — 凸模固定板的 厚度（ mm），它取決于沖件的厚度 t，一般在沖制 t的板料時(shí)，取 15～ 20mm；當(dāng) t=～ ，取 20～ 25mm；這里取 ； — 卸料板的厚度（ mm），取 ； — 導(dǎo)料板的厚度（ mm），取 ； — 附加長度（ mm）。主要考慮凸模進(jìn)入凹模的深度（對(duì)于沖裁凸模取 1mm，對(duì)于壓彎凸模根據(jù)零件彎曲高度取 ）以及模具閉合狀態(tài)下卸料板的到凸模固定板間的安全距離（取 20mm） 將各數(shù)據(jù)代入式（ 48）中得： 沖裁凸模長度 壓彎凸模長度 凸模的強(qiáng)度計(jì)算 圖 410 凸模固定方式 15 沖裁時(shí)凸模因承受了全部的壓力，所以它承受了相當(dāng)大的壓應(yīng)力。而 在卸料時(shí)，又承受有拉應(yīng)力。因此，在一次沖裁的過程中，其應(yīng)力為拉伸和壓縮交變反復(fù)作用。在一般情況下，凸模的強(qiáng)度是足夠的，因此沒有必要作強(qiáng)度的校核 [9]。但針對(duì)本過電片零件特點(diǎn)，其中有的凸模斷面尺寸很小，因此必須對(duì)相應(yīng)凸模的強(qiáng)度 — 包括凸模的最小斷面（危險(xiǎn)斷面）的承壓能力和抗彎能力 進(jìn)行校核。 （ 1）凸模承受能力的校核 對(duì)凸模最小斷面上的承受能力進(jìn)行計(jì)算時(shí)，必須使沖裁力小于或等于危險(xiǎn)斷面所允許的最大壓應(yīng)力。由 [9]表 29查得，對(duì)于材料為黃銅的沖件，最小的允許凸模相對(duì)直徑（ ）為～ ，而該模具中凸模刃口最小壁厚 ， ,故凸模承受能力滿足要求。 （ 2）失穩(wěn)彎曲應(yīng)力的校核 凸模在中心軸向壓力的作用下，保持穩(wěn)定（不產(chǎn)生彎曲）的最大長度與導(dǎo)向方式有關(guān)，由卸料板導(dǎo)向凸模最大允許長度 按式（ 49）計(jì)算： （ 49） 式中， — 凸模最大允許長度（ mm）； — 凸模材料彈性模量，對(duì)于鋼材可取 ； — 凸?；驔_孔直徑（ mm）； — 沖件材料厚度（ mm）； — 沖件材料抗剪強(qiáng)度（ ），這里對(duì)于 H68普通黃銅 現(xiàn)今對(duì)最小凸模直徑 進(jìn)行校核計(jì)算，將各數(shù)據(jù)代入式（ 49）中得： 所以 大于凸模長度，故滿足要求。顯然，其它凸模也滿足彎曲校核要求。 凹模結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì) 16 凹模在設(shè)計(jì)中采用整體加工而成，為了便于設(shè)計(jì)、制造、維修，壓彎凹模兩件采用鑲拼結(jié)構(gòu)，嵌入沖裁凹?？變?nèi)，并用螺絲固定，凸、凹之間的間隙為一個(gè)料厚。壓彎凸模頭部設(shè)計(jì)為圓弧角（ R=1），以避免壓彎時(shí)擦傷產(chǎn)品。在直角彎曲的壓彎凹?？拷蹚澗€處，設(shè)計(jì)一條校正筋，如圖 411所示，使壓彎時(shí)在產(chǎn)品根部產(chǎn)生塑性變形，減小回彈，保證 彎曲角。凹模材料與凸模相同，選用 T10A鋼，淬火硬度HRC5862。 如圖 412所示，為沖裁凹模刃壁形式，適用于薄料沖裁模 [10]。一般可以使用電火花穿孔加工凹模 [7]。 凹模結(jié)構(gòu)尺寸的確定 凹模設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的事項(xiàng)是關(guān)于凹模強(qiáng)度、制造方法及其加工精度等。特別是凹?？椎某叽?，在實(shí)用上是和制件尺寸一起來考慮的。它關(guān)系到制件質(zhì)量的好壞，因此對(duì)其加工表面質(zhì)量亦必須予以充分的考慮。 凹模的厚度和外形尺寸，對(duì)于其承受的沖裁力，必須具有不引起破損和變形的足夠強(qiáng)度。沖裁時(shí)，凹模承受沖裁力和水平方向的作用，由于凹模的結(jié)構(gòu)形式不一，受力狀態(tài)又比較復(fù)雜，特別是對(duì)于復(fù)雜形狀的沖件，其凹模的強(qiáng)度計(jì)算就相當(dāng)?shù)膹?fù)雜。因而，在目前一般的生產(chǎn)實(shí)際情況下，通常都是根據(jù)沖裁件的輪廓尺寸和板料厚度、沖裁力的大小等來進(jìn)行概略的估算及經(jīng)驗(yàn) 修正的 [9]。結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算如下： （ 1）凹模壁厚 凹模壁厚 b按文獻(xiàn) [10]表 145選擇。 從排樣圖 23知沖件料寬 50 mm（ 4050 mm），料厚 mm（ ≤ mm），由文獻(xiàn) [10]表145取 b=30mm。 （ 2）凹模厚度：凹模厚度 h根據(jù)沖裁力 F按文獻(xiàn) [10]圖 1415選擇。 先算沖裁力： （ 410） 式中， L— 沖裁件周邊長度（ mm）； t— 材料厚度（ mm）， t=； t— 材料抗剪強(qiáng)度（ MPa）， τ=240MPa ； K— 系數(shù)?？紤]到模具刃口的磨損，模具間隙的波動(dòng)，材料力學(xué)性能的變化及材料厚度偏差等因素，一般取 K=。 算得整個(gè)沖壓工序中沖裁周邊長度 L=388mm，代入式（ 410）得： F=388240≈60KN 圖 411 壓彎凹模鑲塊 圖 412 凹模刃壁形式 17 由文獻(xiàn) [10]圖 1415 中取 凹模厚度 h=20mm。 （ 3）凹模外形尺寸 根據(jù)排樣圖 23所注尺寸和上述凹模厚度 h與壁厚 b，可以得出： 凹模長 L=124 mm； 凹模寬 B=110 mm； 故初步有了凹模外形尺寸 LBh=12411220 mm。 根據(jù)要求，上述凹模外形尺寸須向國家標(biāo)準(zhǔn)靠攏，對(duì)照文獻(xiàn) [10]表 146（摘自 GB285881），將上述尺寸改為 12512520 mm。 （ 4） 刃壁高度 垂直于凹模平面的刃壁，其高度 h0可以按下列規(guī)則計(jì)算 [10]： 沖件料厚 t≤3 mm， h0=3 mm； 沖件料厚 t3 mm， h0=t； 所以，這里取 h0=3 mm。 （ 5） 凹模鑲塊尺寸設(shè)計(jì) 對(duì)于凹模鑲塊的尺寸，可以參見相 關(guān)零件圖紙。 模板的設(shè)計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)的級(jí)進(jìn)模模板包括：卸料板、固定板、凹模板、墊板、上模板、下模板，其中卸料板、固定板、凹模板是關(guān)鍵的三塊模板，也是級(jí)進(jìn)模比不可少的 [11]。該模具中固定板起著固定凸模的作用，卸料板主要起卸料、壓料同時(shí)還具有一定的導(dǎo)向作用；凹模板前面已經(jīng)提到，既充當(dāng)凹模刃口，又可以在其上鑲拼凹模鑲塊。 另外，在進(jìn)行級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)時(shí)，有一項(xiàng)很重要，就是設(shè)計(jì)讓位，一般彎曲或成形等工位的所有后續(xù)工位都需要讓位，而且要充分讓位，不但需要考慮靜態(tài)讓位，還要考慮動(dòng)態(tài)讓位 [11]。本設(shè)計(jì)中在凹模板上直接開槽 讓位，工件成形后由凹模終端的斜面滑出，保證了送料的順暢。 凹模外形尺寸前面已述，該級(jí)進(jìn)模其它模板的外形尺寸設(shè)計(jì)如下： 凸模固定板 ； 上墊板 ； 下墊板 ； 導(dǎo)料板 ； 卸料板 ；卸料板凸臺(tái)高度根據(jù)導(dǎo)向裝置導(dǎo)料板厚度來確定，取 h =H(～ 0. 3)t== mm，所以卸料板整體高度為 mm； 上模板 （標(biāo)準(zhǔn)件）； 18 下模板 （標(biāo)準(zhǔn)件）； 故：模具閉合高度 卸料彈簧的選用 先算卸料力，查文獻(xiàn) [8]表 215得卸料力系數(shù) ，則： （ 1）根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)初定 8根彈簧，每根彈簧分擔(dān) 的卸料力為： （ 2）查文獻(xiàn) [12]表 101，并考慮到模具結(jié)構(gòu)尺寸，初選彈簧參數(shù)為：彈簧鋼絲直徑 d=2mm，彈簧中徑 D2=12mm，節(jié)距 t=，工作極限負(fù)荷 Fj=188N，自由高度 h0=40mm，有效圈數(shù) n=，工作極限負(fù)荷下變形量 hj=，展開長度 L=396mm。 [規(guī)格標(biāo)記為：彈簧 21240] （ 3）彈簧預(yù)壓量。由 Fj=188N， hj=，考慮卸料的可靠性，取彈簧在預(yù)壓量為 h1時(shí)就應(yīng)有 150N的壓力，故： （ 4）檢查彈簧最大壓縮量是否滿足上述條件：沖裁時(shí)卸料板的工作行程 h2=?？紤]凸模的修模量 h3=4mm。彈簧的預(yù)壓量為 h1=；故彈簧總壓縮量為 h1+h2+h3=++4mm= hj= ，故所選的 彈簧不合適。 所以，改選彈簧鋼絲直徑 d=，彈簧中徑 D2=18mm，節(jié)距 t=，工作極限負(fù)荷 Fj=388N，自由高度 h0=45mm，有效圈數(shù) n=，工作極限負(fù)荷下變形量 hj=，展開長度 L=481mm。[規(guī)格標(biāo)記為：彈簧 31845] 計(jì)算彈簧預(yù)壓量： 故彈簧總壓縮量為： h1+h2+h3=++4mm= hj=，所以該規(guī)格的彈簧滿足要求。 其它零件的設(shè)計(jì) 在級(jí)進(jìn)模中，一些輔助零件對(duì)模具的順利工作也起著重要的作用。針對(duì)該級(jí)進(jìn)模，這里主要介紹導(dǎo)正銷的設(shè)計(jì)。 本級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)當(dāng)中，通過導(dǎo)正削與在前一個(gè)工位上沖了的兩個(gè) 的孔實(shí)現(xiàn)精確定位，保證產(chǎn)品的精度。進(jìn)行導(dǎo)正銷設(shè)計(jì)時(shí)注意到控制導(dǎo)正銷的長度，保證當(dāng)模具在自由狀態(tài)時(shí)導(dǎo)正銷的直壁部分伸出卸 料板的長度要小于產(chǎn)品的一個(gè)料厚，這樣就可以有效地避免帶料現(xiàn)象 [11]。模具在自由狀態(tài)時(shí)導(dǎo)正銷的直壁部分伸出卸料板的長度為 。 19 5 沖壓設(shè)備的選用 根據(jù)所要完成的沖壓工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量的大小、沖壓件的幾何尺寸和精度要求來選定設(shè)備類型。 開式曲柄壓力機(jī)雖然剛度差，但它成本低，且有三個(gè)方向可以操作的優(yōu)點(diǎn)，故廣泛應(yīng)用于中小型沖裁件、彎曲件、拉深件的生產(chǎn)中。 閉式曲柄壓力機(jī)剛度好、精度高，只能靠兩個(gè)方向操作，適用于大中型件的生產(chǎn)。 雙動(dòng)曲柄壓力機(jī)有兩個(gè)滑塊，壓邊可靠易調(diào)，適用于較復(fù)雜的大中型拉深件的生 產(chǎn)。 綜合考慮，采用開式曲柄壓力機(jī)。 沖壓力的計(jì)算 該級(jí)進(jìn)模采用彈性卸料和下出料方式。 由 ： ； 計(jì)算推件力，查文獻(xiàn) [8]表 215得推件力系數(shù) ，則： （ 51） 式中， — 卡在凹?？卓谥械墓ぜ€(gè)數(shù)，取 ，故 計(jì)算彎曲力，應(yīng)該是自由彎曲力與校正彎曲力之和。即 （ 52） 由于校正彎曲時(shí)，校正彎曲力比自由彎曲力大得多，故 可以忽略，而 的大小取決于壓力即的調(diào)整，根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算初定為 所以， 所選壓力機(jī)的公稱壓力 必須大于 。 選擇壓力機(jī) 根據(jù)上述沖壓力的計(jì)算，初步選用型號(hào)為 J2316開式雙柱可傾壓力機(jī)。該型號(hào)壓力機(jī)主要技術(shù)規(guī)格如下 [8]： 公稱壓力 160KN。 滑塊行程 55mm。 最大閉合高度 220mm。 20 最大裝模高度 180mm。 連桿調(diào)節(jié)量 45mm。 工作臺(tái)尺寸（前后 mm 左右 mm） 。 墊板尺寸（厚度 mm 孔徑 mm） 。 模柄孔尺寸（直徑 mm 深度 mm） 。 滑塊中心至床身中心距離 160mm。 最大傾斜角 35176。 由 ： 模具閉合高度 故，所 選壓力機(jī)裝模高度與模具閉合高度滿足下式 還可以看出 取在： ，這樣可以 避免連桿調(diào)節(jié)過長，螺紋接觸面積過小而被壓壞。 6 壓力中心的計(jì)算 沖裁時(shí)的合力作用點(diǎn)或多工序模各工序沖壓力的合力作用點(diǎn)，稱為模具壓力中心。如果模具壓力中心與壓力機(jī)滑塊中