【文章內(nèi)容簡介】 面積，2mm； P—單位校正力，MPa。 把A=163562mm；P=70MPa代入上式中得，F(xiàn)校=16356180。70=1144920N （3）壓料力 F壓=（~）F1。，則F壓=28kN 3）選用沖壓設(shè)備 有彎曲工藝可知，彎曲時的校正彎曲力與翻邊力、自由彎曲力、壓料力不是同時發(fā)生的，且校正力比其它力大的多。因此可以按F校=1144kN選擇沖壓設(shè)備，實際選用1600kN的壓力機。 本章主要介紹了汽車左座椅搖臂的沖壓工藝分析過程，確定了排樣方式和最小搭邊值，完了沖壓工藝次數(shù)的選擇和最佳工藝方案的確定，并對落料沖孔復(fù)合模和翻孔壓彎復(fù)合模進行了工序沖壓力的計算，初步選擇的壓力機的噸位。 第3章 落料、沖孔復(fù)合模設(shè)計 通過工藝分析，由選定的最佳工藝方案確定我們選定的復(fù)合模來進行落料、沖孔。 操作與定位方式，零件的生產(chǎn)批量不是很大，但合理安排生產(chǎn)可用手工送料方式能夠達到批量要求，且能降低模具成本，因此采用手工送料方式，考慮零件厚度較薄，為了便于操作和保證零件精度，采用定位銷的定位方式。卸料與出件方式。考慮零件厚度較薄，采用彈性卸料方式，為了便于操作，提高生產(chǎn)率，沖件和廢料采用由凸模直接從凹模腔中推下的出件方式。模架類型及精度，由于零件厚度薄，沖裁間隙很小，采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。圖 落料、沖孔復(fù)合模 1內(nèi)六角螺釘 2圓柱銷 3墊板(上) 4固定擋料銷 5頂板 6帶臂推桿 7內(nèi)六角螺釘 8打桿 9模柄10凸凹模 11帶臂推桿 12固定板(上) 13圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘 14上模座 15橡膠 16卸料板17導(dǎo)套 18凹模 19墊塊 20固定板(下) 21內(nèi)六角螺釘 22下模座 23大孔凸模 24小孔凸模 25橡膠 26彈頂器托板 27拉桿 28六角薄螺母 29頂桿 30墊板(下) 31推件塊32圓柱銷 33導(dǎo)柱17 ，采用順裝式復(fù)合模，上模主要有凸凹模固定板10卸料板16等組成，下模主要有凹模1推件塊3小孔凸模23和24等組成。沖壓時，卸料板和凸凹模始終壓住毛坯，得到的沖壓件平整度很好，同時每次沖壓后的孔料通過推桿6和11推出。我選用滑動式后側(cè)導(dǎo)柱模架，定位我選用的是6個固定擋料銷4來定位的。工作時，卸料板先把板料壓住，然后有凸凹模進行落料，下模有推件塊進行推板，使板料與凸凹模始終壓緊，同時小孔凸模也在進行沖孔。沖完后，有卸料板把板料從凸凹模上卸下，打桿把沖孔后進入凹模腔中的廢料推出。 一副模具的壓力中心就是這幅沖模各個壓力的合力作用點，一般都指平面投影。沖模的壓力中心，應(yīng)盡可能與壓力機滑塊的中心在同一垂直線上。否則沖壓時會產(chǎn)生偏心載荷，導(dǎo)致模具以及壓力機滑塊與導(dǎo)軌的急劇磨損，這不僅降低模具和壓力機的使用壽命，而且也影響沖壓件的質(zhì)量，因此必須計算其壓力中心。對于對稱形狀的壓力中心就是其幾何中心，對于復(fù)雜形狀工件或多凸模沖壓的模具，其壓力機中心的計算，是采用平行力系合力作用線的求解方法，即某點“合力對某軸的力矩之和”的力學(xué)原理求得。本次設(shè)計采用計算法求得壓力中心，計算方法如下：1）選定坐標系xOy，如圖所示。由于工件比較外形比較復(fù)雜，所以將工件主要輪廓分成若干基本線段，長度已經(jīng)在前面計算過，總長度為L=643mm。 圖 壓力中心的確定18 2)計算各基本線段的重心位置到y(tǒng)軸的距離和到x軸的距離，距離大小分別如下： 3）根據(jù)力矩原理得到壓力重心點c到x軸和y軸的距離公式如下：為了定位設(shè)計方便，實際中我以為壓力中心進行設(shè)計。 模具的閉合高度是指模具在最低工作位置時，上模板的上平面與下模板的下平面之間的距離，以H模表示。壓力機的裝模高度是指滑塊在下止點位置時，滑塊底平面至工作臺墊板上平面之間的距離。一般壓力機的連桿都具有一定的調(diào)節(jié)量，當(dāng)連桿調(diào)至最短時，成為壓力機的最大裝模高度，以Hmax表示，當(dāng)連桿調(diào)至最長時，稱為壓力機的最小裝模高度，以Hmin表示，模具閉合高度必須與壓力機的閉合高度相適應(yīng)，由于壓力機的連桿長度可調(diào)整，故模具閉合高度分為最大閉合。 壓力機的閉合高度與模具閉合高度的關(guān)系一般為： （maxH－h(huán)1）－5≥H≥(minH－h(huán))+10 （） 式中 Hmax—壓力機最大的閉合高度（mm）； Hmin—壓力機最小的閉合高度（mm）； h1—壓力機墊板厚度（mm）； h—模具的閉合高度（mm）。 當(dāng)模具的閉合高度大于壓力機的最大閉合高度時，模具無法在壓力機上安裝，沖模不能在該機床上使用，必須選取其他壓力機。當(dāng)模具的閉合高度小于壓力機的最小閉合高度時，可以在壓力機的墊板上再加墊板來使用。19 本次設(shè)計中各零件厚度如下 下模座厚度為60mm；下墊板厚度為10mm；凸凹模固定板厚度為32mm；卸料板厚度為10mm；上模座厚度為50mm；上墊板厚度為20mm；凸模固定板厚度為32mm；落料凹模厚度為36mm；墊塊厚度為20mm； 凸凹模厚度為62mm。 落料、沖孔復(fù)合模具的閉合高度為：H模=277mm。 另外，模具的其他結(jié)構(gòu)尺寸也必須與壓力機配合。 、凹模設(shè)計 由于凸、凹模之間存在著間隙，所以沖裁件斷面都帶有錐度。但在沖裁件尺寸的測量和使用中，則是以光亮帶的尺寸為基準。落料件的光亮帶處于大端尺寸，其光亮帶是因凹模刃口擠切材料產(chǎn)生的，且落料件的大端（光面）尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的光亮帶處于小端尺寸，其光亮帶是凸模刃口擠切材料產(chǎn)生的，且沖孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸。沖裁過程中，凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模輪廓越磨越小，凹模輪廓越磨越大，結(jié)果使間隙越用越大。因此，確定凸、凹模刃口尺寸應(yīng)區(qū)分落料和沖孔工序，并遵循如下原則： 1）設(shè)計落料模先確定凹模刃口尺寸。以凹模為基準，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)計沖孔模先確定凸模刃口尺寸。以凸模為基準，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)計落料模時，凹?；境叽鐟?yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸；設(shè)計沖孔模時，凸?；境叽鐒t取接近或等于工件孔的最大極限尺寸。這樣，凸、凹在磨損到一定程度時，仍能沖出合格的零件。模具磨損預(yù)留量與工件制造精度有關(guān)。用x、Δ表示，其中Δ為工件的公差值，x為磨損系數(shù)，～１之間，根據(jù)工件制造精度進行選?。汗ぜ菼T10以上 X=1 u 工件精度IT11～IT13 X= 20 工件精度IT14 X= 3）不管落料還是沖孔，沖裁間隙一般選用最小合理間隙值（Zmin）。 4）選擇模具刃口制造公差時，要考慮工件精度與模具精度的關(guān)系，即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。對于形狀簡單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按ＩＴ６～ＩＴ７級來選取；對于形狀復(fù)雜的刃口制造偏差可按工件相應(yīng)部位公差值的1/4來選取；對于刃口尺寸磨損后無變化的制造偏差值可取工件相應(yīng)部位公差值的1/8并冠以（177。）。 5）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”原則標注為單向公差，所謂“入體”原則是指標注工件尺寸公差時應(yīng)向材料實體方向單向標注。但對于磨損后無變化的尺寸，一般標注雙向偏差。 、凹模間隙 沖裁間隙是指沖裁模中凸、凹模刃口之間的空隙。凸模與凹模間每側(cè)的間隙稱為單面間隙，用Z/2表示；兩側(cè)間隙之和稱為雙面間隙，用Z表示。如無特殊說明，沖裁間隙是指雙邊間隙。 沖裁間隙的數(shù)值等于凸、凹模刃口尺寸的差值，如圖，即 ZDd= （） 式中 D—凹模刃口尺寸； d—凸模刃口尺寸。 在沖壓實際生產(chǎn)中，為了獲得合格的沖裁件、較小的沖壓力和保證模具有一定的壽命，我們給間隙值規(guī)定一個范圍，這個間隙范圍就稱為合理間隙，這個范圍的最小 沖裁間隙21 值稱為最小合理間隙（Zmin），最大值稱為最大合理間隙（Zmax）?？紤]到?jīng)_模在使用過程中會逐漸磨損，間隙會增大，故在設(shè)計和制造新模具時，應(yīng)采用最小合理間隙。 確定合理間隙的方法有理論確定法和經(jīng)驗確定法兩種。我所用的是經(jīng)驗確定法，經(jīng)驗確定法是根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)來確定間隙值。有關(guān)間隙值的經(jīng)驗數(shù)值，可在一般沖壓手冊中查到，選用時結(jié)合沖裁件的質(zhì)量要求和實際生產(chǎn)條件考慮。按材料的性能和厚度來選擇該零件沖壓間隙，則 minZ= maxZ= 、凹模刃口尺寸確定 沖裁件的尺寸精度主要決定于凸、凹模刃口尺寸及公差，模具的合理間隙值也是靠凸、凹模刃口尺寸及公差來保證。因此，正確確定凸、凹模刃口尺寸及公差，是沖裁模設(shè)計中的一項重要工作。1）沖孔凸、凹模刃口尺寸確定 沖孔采用凸、凹模分別加工時的計算法。凸、凹模分別加工是指凸模和凹模分別按各自圖樣上標注的尺寸及工差進行加工，沖裁間隙由凸、凹模刃口尺寸及公差保證。這種方法要求分別計算出凸模和凹模刃口尺寸及公差，并標注在凸、凹模的設(shè)計圖樣上。由于沖件為沖孔件，則有 —沖孔凸、凹模刃口尺寸，mm；mind—沖孔件孔的最小極限尺寸，mm；—沖件的制造公差，mm； minZ—最小合理間隙，mm； pd、dd—凸、凹模制造公差； x—磨損系數(shù)，~1之間，它與沖件精度有關(guān)。查表得，p=，dd=x=1。 校核間隙，因為pd+dd=+=(mm)maxminZZ163。=(mm)，所以符合maxminpdZZdd163。沖圓孔（ 0+） pd=180。=(mm) 22 dd==(mm) 沖圓孔（f10 0+） 2）落料凸、凹模刃口尺寸確定 由于工件形狀復(fù)雜，為保證凸、凹模間一定的間隙值，必須嚴格限制沖模制造公差，因此，造成沖模制造困難。對于沖制薄材料（因Zmax與Zmin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，常常采用凸模與凹模配合的加工方法。 配作法就是先按設(shè)計尺寸制出一個基準件（凸?；虬寄＃缓蟾鶕?jù)基準件的實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是模具的間隙由配制保證，工藝比較簡單，并且還可放大基準件的制造公差，使制造容易。設(shè)計時，基準件的刃口尺寸及制造公差應(yīng)細標注，而配作件上只標注公稱尺寸，不注公差，但在圖紙上注明：“凸（凹）模刃口按凹（凸）模實際刃口尺寸配制，保證最小雙面合理間隙值Zmin”。 采用配作法，計算凸模或凹模刃口尺寸，首先是根據(jù)凸模或凹模磨損后輪廓變化情況，正確判斷出模具刃口各個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算。 （1）凸模或凹模磨損后會增大的尺寸——第一類尺寸A 落料凹?；驔_孔凸模磨損后將會增大的尺寸，相當(dāng)于簡單形狀的落料凹模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法的公式。 第一類尺寸： max0()jAAxd= （） （2）凸?；虬寄Ｄp后會減小的尺寸——第二類尺寸B； 沖孔凸?；蚵淞习寄Ｄp后將會減小的尺寸，相當(dāng)于簡單形狀的沖孔凸模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法與公式（）相同。 第二類尺寸：0min()jBBxd=+ （） （3）凸?；虬寄Ｄp后會基本不變的尺寸——第三類尺寸C； 凸?；虬寄Ｔ谀p后基本不變的尺寸，不必考慮磨損的影響，相當(dāng)于簡單形狀的孔心距尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法與公式（）計算。 第三類尺寸： min()jCdd=+ （） 式中 JJJABC、—基準件尺寸，單位為mm；23 maxminminABC、—相應(yīng)的工件極限尺寸，單位為mm； 24 —工件公差，單位為mm； —基準件制造偏差，單位為mm，當(dāng)刃口尺寸公差標注形式為d（或d）時，4d=，當(dāng)標注形式為d177。時，8d=。 零件的形狀，凹模磨損后其尺寸變化有三種情況。 第一類尺寸，把數(shù)值代入公式（）求值。 外輪廓各圓的半徑計算如下： 外輪廓直線邊計算如下：24 第二類尺寸，把數(shù)值代入公式（）求值=+180。= 第三類尺寸，把數(shù)值代入公式（）180。=177。該零件凸模刃口個部分尺寸按上述凹模的相應(yīng)部分尺寸配制，保證雙面間隙值minZ~。 、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 1）小孔凸模 小孔凸模的結(jié)構(gòu)形式與固定方法，由于沖件的形狀和尺寸不同，生產(chǎn)中使用的凸模結(jié)構(gòu)形式太多：按整體結(jié)構(gòu)分，有整體式（包括階梯式和直通式）、護套式和鑲拼式；按截面形狀分，有圓形和非圓形；按刃口形狀分，有平刃和斜刃等。但不管凸模的結(jié)構(gòu)形狀如何，其基本結(jié)構(gòu)均由兩部分組成；一是工作部分，用以成形沖件；二是安裝部分，用來是凸模正確地固定在模座上。對刃口尺寸不大的小凸模，從增加剛度等因素考慮，可在這兩部分之間增加過渡段。該工序中凸模采用階梯式結(jié)構(gòu)形式，固定方法是臺肩固定。臺階式的凸模強度剛性較好，裝配修磨方便，其工作部分的尺寸由計算而得； 與凸模固定板配合部分按過渡配合（H7/m6或H7/n6）制造；最大直徑的作用是形成臺肩，以便固定，保證工作時凸模不被拉出。 小孔凸模長度計算，凸模長度需根據(jù)沖模的結(jié)構(gòu)要求和凸模刃磨量等因素確定，計算公式可按式（）進行： 123Lhhhh=+++ （） 式中 L—凸模長度（mm）； 1h—凸模固定板（mm）； 2h—凸模壓料板長度（mm）；3h—導(dǎo)尺高度（mm）； h—附加高度，包括凸模的修模量，凸模進入凹模的深度，凸模固定板與凸模壓料板之間的安全距離等。一般取h=15~20mm。 小孔凸模長度需根據(jù)沖模的結(jié)構(gòu)要求和凸模刃磨量等因素確定，計算公式可按式（）進行計算，得長度L=88mm