【文章內(nèi)容簡介】 模具結(jié)構(gòu)等，設(shè)計中壓凸包力的計算公式為式中 ——壓凸包力（N）； ——凸包周長（mm）； ——材料的屈服強度（220MPa）； ——材料的厚度（mm）； ——安全系數(shù)。通過計算得力是沿周長將板料沖達屈服點所需的力。由上式計算得到的壓凸包力為在此設(shè)計中需要同時完成兩個凸包的沖壓成型，因此，所需要的沖壓力為以上結(jié)果的兩倍，即總沖凸包力為 卸料力、推料力、頂件力的計算影響卸料力、推料力和頂件力的因素很多，要精確計算是很困難的，實際生產(chǎn)中常用經(jīng)驗公式進行計算：卸料力推料力頂件力式中 ——沖裁力（N）； ——同時梗塞在凹模內(nèi)的工件（或廢料）數(shù)，； ——凹模洞口的直壁高度（mm）； ——材料厚度（mm）； ——卸料力、推料力、頂件力系數(shù)， 料。 卸料力、推料力、頂件力系數(shù)料厚t/mm因為本模具采用彈性卸料裝置和下出料方式，所以不存在頂件力，卸料力和推料力兩項分別計算得：卸料力推料力因此，此設(shè)計中所需要的總的沖壓力為以上五項數(shù)據(jù)的總和： 沖壓設(shè)備的選取 設(shè)備類型的選擇設(shè)備類型的選擇要依據(jù)沖壓件的生產(chǎn)批量、工藝方法和性質(zhì)及沖壓件的尺寸、形狀與精度等要求來進行。 （1）根據(jù)沖壓件的大小進行選擇。該工件屬于小型件，有一定的精度和剛度，工序有分離和彎曲成型，適合于選用普通開式機械壓力機（不宜選用高速壓力機）。 （2）根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)批量選擇。該工件屬于中小批量生產(chǎn)，選用開式機械壓力機也合適。 （3）考慮精度和剛度。在選用設(shè)備類型時，還應(yīng)充分注意到設(shè)備的精度與剛度。壓力機的剛度是由床身剛度、傳動剛度和導(dǎo)向剛度三部分組成，如果剛度較差，則負載終了和卸載時模具間隙會發(fā)生很大變化，影響沖壓件的精度和模具壽命。模具的精度也有類似的問題。尤其是在進行校正彎曲、校形及整修這類工藝時更應(yīng)該選擇剛度與精度較高的壓力機。在這種情況下，板料的規(guī)格（如料厚波動）應(yīng)該控制更嚴，否則，因設(shè)備過大的剛度和過高的精度反而容易造成模具和設(shè)備的超負荷損壞。（4） 考慮生產(chǎn)現(xiàn)場的現(xiàn)有設(shè)備。（5） 考慮技術(shù)上的先進性。 設(shè)備規(guī)格的選擇設(shè)備規(guī)格的選擇應(yīng)根據(jù)沖壓件的形狀大小、模具尺寸及工藝變形力等進行。從模具往設(shè)備上安裝并能開始工作的順序來考慮，其設(shè)備規(guī)格的主要參數(shù)有一下幾個： （1）行程。壓力機行程的大小，應(yīng)該保證坯料的方便放進與零件的方便取出。 （2）裝配模具的相關(guān)尺寸。壓力機的中作臺面尺寸應(yīng)大于模具的平面尺寸（一般是模具底板），還應(yīng)有模具安裝與固定的余地，但過大的余地對工作臺的受力不利；工作臺面中間孔的尺寸要保證漏料或順利安放模具頂出料裝置；大噸位壓力機滑塊上應(yīng)加工出T形槽（與壓力機工作臺板一樣），用于固定模具，而一般開式壓力機滑塊上有模柄孔尺寸（直徑高度），為兩件哈夫式加緊模柄用。 （3）閉合高度。沖床的閉合高度是指滑塊處于下死點時，滑塊下平面至工作臺上平面間的開檔空間尺寸。這個高度即為沖壓操作（主要是裝卸模具）的空間高度尺寸。顯然沖床的閉合高度要與模具的閉合高度相適應(yīng)。沖床的最大閉合高度要大于模具的閉合高于，最小閉合高度又要小于模具的閉合高度。 （4）設(shè)備噸位。設(shè)備噸位代銷的選擇，首先要以沖壓加工工藝所需要的變形力為前提。要求設(shè)備的名義壓力要大于所需的變形力，而且，還要有一定的力量儲備，以防萬一。例如，某道沖壓工序的工藝變形力為Fmax，那么。從提高設(shè)備的工作剛度、沖壓件的精度及延長設(shè)備的壽命的觀點出發(fā)，要求設(shè)備容量有較大的剩余。上述設(shè)備噸位的選擇原則，對于沖裁、彎曲等工序的實現(xiàn)已經(jīng)不存在什么問題了。本設(shè)計中的針槽沖壓件沒有拉深，因此不用再考慮壓力機的許用力——行程曲線。初選壓力機：選公稱壓力為630KN（JB2363）的標準型開式壓力機。 JB2363型開式壓力機基本參數(shù)項目參數(shù)項目參數(shù)公稱壓力/KN630工作臺尺寸/mm前后570滑塊行程/mm100左右860滑塊行程次數(shù)/min40工作臺孔尺寸/mm前后310最大封閉高度/mm400左右450閉合高度調(diào)節(jié)量/mm80直徑400滑塊中心距床身距離/mm310模柄孔尺寸/mm直徑50立柱間距/mm420深度70墊板厚度/mm80滑塊底面尺寸/mm前后360床身最大可傾角25176。左右400 壓力中心的確定沖壓力合力的作用點稱為模具的壓力中心。模具的壓力中心應(yīng)該通過壓力機滑塊的中心線。對于有模柄的沖壓模具來說，需要使壓力中心通過模柄的中心線。否則，沖壓時滑塊就會承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)和模具導(dǎo)向部分不正常磨損，還會使合理間隙得不到保證，從而影響工件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。在實際生產(chǎn)中，經(jīng)常出現(xiàn)沖壓模具壓力中心在沖壓過程中發(fā)生變化的情況，或者由于沖壓件的形狀特殊，從模具結(jié)構(gòu)角度考慮，不宜于使壓力中心與模柄中心線相重合的情況，應(yīng)該注意壓力中心的偏移不致超出壓力機允許的范圍，即長度方向≤L/6，寬度方向≤B/6。由于工件的沖裁和彎曲工序比較多，每道工序的外形復(fù)雜，因此可以考慮用解析法進行計算。先分別計算出每個工位的壓力中心，然后計算出總的壓力中心。 各工位壓力中心的計算 對于多凸模沖裁時壓力中心，根據(jù)理論力學(xué)，對于平衡力系，合力對軸的力矩等于各分力對同軸力矩之和，總壓力中心的計算公式為由于該沖壓件為左右對稱結(jié)構(gòu)，為了方便計算和測量，各個沖壓部位壓力中心均以排樣圖右邊側(cè)刃端部線與板料中心線相交的點為原點，向左和向上分別為x和y的正方向其中規(guī)則幾何圖形如圓、折彎的壓力中心在其幾何中心點上，、。 沖裁區(qū)壓力中心坐標沖壓部位沖裁周邊長度L/mm所需沖壓力F/N2297240B處2個導(dǎo)正銷φ4mm110940兩處側(cè)刃沖裁140590800C區(qū)外形 沖裁1358270D區(qū)外形沖裁222330E處2個長條形孔159702780F區(qū)外形沖裁88388960G處切舌56580H處切斷分離522100 彎曲區(qū)壓力中心坐標彎曲部位彎曲寬度b/mm所需彎曲力F/NI處彎曲1856160J處彎曲92287040G切舌處彎曲17470 壓凸包中心坐標沖壓部位凸包周長L/mm所需沖壓力F/NI處兩個凸包32320 總壓力中心的計算 。 沖裁部位與壓力中心位置第六章 沖裁間隙刃口尺寸的確定 凸、凹模間隙的確定 理論及生產(chǎn)實踐證明，間隙值的大小，分布均勻與否，對沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度、沖裁力和模具壽命有直接的影響。常用的沖裁間隙確定方法有理論確定法和經(jīng)驗確定法，在現(xiàn)場模具的設(shè)計和生產(chǎn)中通常用經(jīng)驗確定模具的沖裁間隙。經(jīng)驗計算公式為式中 Z——合理沖裁間隙（mm）； t——板料厚度（mm）； m——系數(shù)，與料厚及材料性質(zhì)有關(guān)，m通常為料厚的百分之幾。 沖裁間隙系數(shù)材料抗拉強度/MPa間隙類別ⅠⅡⅢ低碳鋼08F、10F、Q235A≥210~4006~1414~2020~25中碳鋼4不銹鋼1Cr18Ni9Ti≥210~4007~1616~2222~30高碳鋼T8A、T10A、65Mn≥210~40016~2424~3030~36由于理論計算法在生產(chǎn)中使用不方便，常用查表法來確定間隙值，通過查參考文獻[2]表34得。 凸、凹模刃口尺寸的計算 （1），查參考文獻[1]、=、δd=、x=。 （2），查參考文獻[1]、=、δd=、x=。 （3）F是長條孔的沖孔，，查參考文獻[1]、=、δd=、x=，寬度方向δp=、δd=、x=。 （4）G是切舌處的沖孔凸模，查參考文獻[1]、=、δd=、x=。其他所有的沖裁凸、凹模刃口尺寸可按上述的計算原則進行，在此不再贅述，具體尺寸可見零件圖。第七章 模具總體結(jié)構(gòu)和主要零件的設(shè)計 模具總體結(jié)構(gòu)的確定級進模的模架設(shè)計為七塊模板的形式，用內(nèi)導(dǎo)柱和外導(dǎo)柱相結(jié)合的導(dǎo)向方式。 模具總體結(jié)構(gòu)圖級進模主要由上模座凸模墊板凸模固定板卸料板凹模板凹模墊板下模座7等骨架零件和定位零件、緊固零件、工作零件等組成。各模板的固定方式：用內(nèi)六角螺釘A固定上模座、凸模墊板、凸模固定板；用內(nèi)六角螺釘B固定下模座、凹模墊板、凹模板。模板的精確定位方式：用定位銷D對上模座、凸模固定板進行精確定位；用定位銷E對凹模板、下模座進行精確定位。凹模與凸模鑲件通常選用內(nèi)六角緊固螺釘固定，在模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、結(jié)構(gòu)非常擁擠的時候，在實際中多采用掛鉤固定的形式，在加工中，掛鉤高度通常為3mm，厚度為（~1）mm，即可滿足強度要求。為了保證導(dǎo)向精度，采用內(nèi)導(dǎo)柱和外導(dǎo)柱結(jié)合的導(dǎo)向方式，同時為了彌補外導(dǎo)柱的導(dǎo)向精度的不足和保證卸料板的導(dǎo)向精度，使上下模合模時更加精確，延長模具使用壽命，內(nèi)導(dǎo)柱可設(shè)計成對卸料板和凹模板同時導(dǎo)向的形式，內(nèi)導(dǎo)柱H及內(nèi)導(dǎo)套I、J。 模具材料的選取冷沖模材料的選用要根據(jù)沖模使用條件進行，若選材不當，即使有很好的熱處理，也不能獲得優(yōu)異的性能和高的耐用度。因此選擇材料時，必須遵循下述原則：（1） 要選擇淬透性良好的材料，這是為了使其在淬火后能獲得較均勻表面硬度和應(yīng)力狀態(tài)，以避免開裂或變形，這樣能保證而成立后外硬內(nèi)韌；（2） 要選用耐回火性好的材料，由于冷沖模工作時和被加工材料發(fā)生強烈的擠壓，尤其是加工不銹鋼材料時會形成很高的溫度，這就要求沖模材料本身要具有較高的耐回火性，也就是在一定溫度下保持硬度的能力；（3） 要選擇熱處理變形小的材料；（4） 要根據(jù)產(chǎn)品批量選擇沖模材料，生產(chǎn)批量大時，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)合金鋼制造；（5） 要根據(jù)沖裁精密程度選擇材料；（6） 要根據(jù)沖模零件作用選擇材料。總之，在選用沖模用鋼材時，既要考慮材料的性能，又要考慮沖模的成本，兩者要綜合分析，進行選用。查《沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)書》，結(jié)合經(jīng)濟和用戶要求：在此設(shè)計中凸模材料選用CrWMn，熱處理硬度（58~62）HRC；凹模鑲件材料選用Cr12MoV，熱處理后硬度（58~62）HRC。其他工藝輔助零件材料的選用及熱處理要求見后面模具設(shè)計的內(nèi)容。 工作零件的設(shè)計 A、B、E、G凸模的設(shè)計A、B、E、G都是沖孔小凸模，通常采用加大固定部分直徑、縮短刃口部分的軸向長度的措施來保證小凸模的強度和剛度。當工作部分和固定部分直徑相差太大時，可以設(shè)計多臺階結(jié)構(gòu)。各臺階過度部分必須用圓弧光滑連接，不允許有刀痕（防止產(chǎn)生刮傷或毛刺）。對于特小的凸?？梢圆捎帽Ｗo結(jié)構(gòu)。卸料板還必須起到導(dǎo)向作用，以消除側(cè)壓力對凸模的影響。（1）A凸模的結(jié)構(gòu)。A為沖制轉(zhuǎn)軸孔的沖孔凸模，，屬于中型凸模，由于本設(shè)計中的凸模比較長，為提高凸模剛度，延長模具使用壽命，將此凸模設(shè)計成加強形式，其刃口尺寸由計算確定。光滑過渡部分圓弧半徑取R=5mm，其固定端臺階的高度取5mm，導(dǎo)向部分與模板的配合為H7/h6，材料選用CrWMn，熱處理至（58~62）HRC。（2）A凸模長度的確定。冷沖模國家標準對凸模的長度已經(jīng)系列化，長度L（mm）33344450、560、670、80、90、100，其中40~65是最常用的，但實際設(shè)計匯總不能完全顧慮系列化尺寸，很多時候還需要進行自行設(shè)計。凸模長度主要根據(jù)凸模結(jié)構(gòu)，并考慮修模量、入模深度、安全距離和裝配要求來確定。當按照沖壓模具典型組合標準來選用時，可以選取標準長度，否則必須自行計算。凸模高度計算公式為式中 ——凸模的高度（mm）； ——固定板的厚度（mm）； ——卸料板厚度（mm）； ——材料厚度（mm）； ——沖裁中凸模進入凹模的深度（mm）； ——沖裁時固定板和卸料板之間的最小安全距離（mm）。 ΔH1值根據(jù)料厚來確定，參考文獻[1]=（~2）mm，設(shè)計中將其定為1mm，即可滿足設(shè)計要求。ΔH2通常取（15~20）mm?？紤]凸模的剛度問題所以不宜做得太長，根據(jù)實際情況安全距離取10mm（今后刃磨長度也足夠了）。則凸模的高度為。 A凸模結(jié)構(gòu)形狀（3） A凸模強度和剛度校核。，板料厚度為1mm，而且已做成加強形式，不屬于小凸模范疇，凸模的強度和剛度是足夠的，沒有必要進行校核。B凸模的結(jié)構(gòu)形狀與A凸模相似，只是刃口部分尺寸不同，通過計算確定，B凸模的刃口尺寸為。E凸模是沖制長條形孔的，由于孔的寬度較窄，而凸模長度又較長，為保證其強度和剛度，采用加強形式，為便于加工，凸模采用穿插的銷釘掛住。 E凸模結(jié)構(gòu)形狀G凸模是切舌凸模，其頭部為D字形，由于頭部尺寸較小，為保證其強度和剛度，設(shè)計成加強形式。由于切舌是包含沖裁和彎曲的工序，因彎曲凸模要深入凹模一定深度，且彎曲凸模要有圓角，因此該凸模的長度要比沖孔凸模的長，此處設(shè)計為67mm。 切舌凸模J結(jié)構(gòu)形狀 沖孔A、B、E、G凹模的設(shè)計 A、B、E、G都是沖孔小凹模，為了便于維修，這些小凹模全部設(shè)計成鑲件的形式，凹模鑲件的材料選用Cr12MoV，熱處理后硬度為（58~62）HRC。凹模刃口尺寸也按相應(yīng)凸模