【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 寸的計(jì)算公式和制造公差的標(biāo)注也不同，基本上有凸、凹模分開加工和凸、凹模配合加工兩種。因該沖壓件為圓形件，形狀簡(jiǎn)單，所以采用凸、凹模分開加工，此方法不僅使凸、凹模之間具有良好的互換性，也便于成批制造。 1—落料件；2—落料凹模；3—板料；4—落料凸模；5—沖孔凸模；6—板料；7—沖孔凹模圖33 沖裁件與凸、凹模尺寸的關(guān)系凸、凹模刃口部分的尺寸可根據(jù)表34所列公式進(jìn)行計(jì)算表3－4 凸、凹模分別加工時(shí)，其工作部分尺寸的計(jì)算公式工序性質(zhì)沖件尺寸凸模尺寸凹模尺寸落料沖孔注：計(jì)算時(shí)，先將沖裁件出尺寸化成，的形式。表中，—分別為沖孔凸、凹模的刃口尺寸（mm）；—分別為落料凸、凹模的刃口尺寸（mm）；—分別為凸、凹模的制造公差（mm）；—工件的制造公差（mm）； Zmin—最小合理間隙分（mm）；x—磨損系數(shù)。(查參考文獻(xiàn)[2][])〔1〕落料時(shí)查參考文獻(xiàn)[1][表214 規(guī)則形狀（圓形、方形件）沖裁時(shí)，凸、凹模的制造公差/mm]，取=，=，且該工件為普通沖壓件，所以，△。則 = =（mm）（mm）==(mm) 即為(mm)〔2〕沖孔時(shí)查參考文獻(xiàn)[2][表214 規(guī)則形狀（圓形、方形件）沖裁時(shí)，凸、凹模的制造公差/mm]，根據(jù)基本尺寸為Φ14mm，取=，=，該工件的孔公差△。 ==（mm） 即為（mm） ==（mm） 即為（mm） 無(wú)論是沖孔還是落料，為了保證新沖模的最大合理間隙Zmax，凸、凹模的制造公差必須滿足+≤ 公式（35） 落料時(shí)：+=+=（mm）==（mm）因?yàn)閇+=] [=]，所以落料凸、凹的制造公差滿足設(shè)計(jì)要求。 沖孔時(shí)：+=+=0（mm）==（mm）因?yàn)閇+=0] [=]，所以沖孔凸、凹模的制造公差滿足設(shè)計(jì)要求。〔3〕凸模強(qiáng)度校核①壓應(yīng)力校核根據(jù) ≥4其中 —材料抗剪強(qiáng)度（MPa）；t —材料厚度（mm）；—凸模最小直徑（mm）；—凸模材料許用壓應(yīng)力（mm）。因?yàn)?= 41380/180=（mm），而所設(shè)計(jì)的凸模=(mm)≥ (mm),所以所設(shè)計(jì)的凸模符合要求。②彎曲應(yīng)力校核根據(jù) =其中 —凸模材料彈性模量（mm）； —凸模大端直徑（mm）； C—系數(shù)。（查參考文獻(xiàn)[15][表287]，取C=）因?yàn)?=148(mm), 而設(shè)計(jì)的凸模L=66（mm）148mm，所以所設(shè)計(jì)的凸模符合要求?！?〕拉深時(shí)①凸、凹模徑向尺寸的確定 確定凸模和凹模徑向尺寸時(shí)，應(yīng)考慮模具的磨損和拉深件的回彈，尺寸公差只在最后一道工序考慮。該工件只須一次拉深，采用標(biāo)注外形尺寸的尺寸標(biāo)注方式，如圖34所示：拉深凸、凹模徑向尺寸可用公式（36）（37）進(jìn)行計(jì)算。 　公式（36） 　 公式（37）查參考文獻(xiàn)[2][表4. 28，有壓邊圈拉深時(shí)單邊間隙值]，取單邊間隙=（1～）t，則取1，那　　 么z=2 。查參考文獻(xiàn)[2][表4．30圓形拉深模凸、凹 圖34 外形尺寸標(biāo)注方式模的制造公差]，根據(jù)材料為H62，料厚t=1mm，且工件直徑尺寸為Φ39mm，所以取=，=。則 （mm） （mm）?。ǎ╩m） （mm）公式（26）（27）中 —凹模徑向尺寸（mm）；—凸模徑向尺寸（mm）；—拉深件外形最大尺寸（mm）；、—凹模、凸模制造公差（mm）。②凸、凹模圓角半徑1)凸模圓角半徑凸模圓角半徑對(duì)拉深工作有影響。當(dāng)過(guò)小時(shí)，彎曲變形大，危險(xiǎn)斷面容易拉斷；當(dāng)過(guò)大時(shí)，毛坯底部的承壓面積小，懸空部分加大，容易產(chǎn)生底部的局部變薄和內(nèi)皺。該工件為一次拉深，=≥t。2)凹模圓角半徑凹模圓角半徑對(duì)拉深工作影響很大。當(dāng)過(guò)小時(shí)，毛坯被拉入凹模的阻力就大，拉深力增大，易使工件產(chǎn)生劃痕、變薄甚至拉裂，還使模具壽命降低；當(dāng)過(guò)大時(shí)，會(huì)使壓邊圈下的毛坯懸空，使有效壓邊面積減小，易起皺。拉深凹模圓角半徑確定的原則是在不產(chǎn)生起皺的前提下，凹模圓角半徑越大越好。一次拉深時(shí)凹模的圓角半徑可由表35查得。表35 一次拉深凹模的圓角半徑拉深件形式毛坯的相對(duì)厚度100～～～無(wú)凸緣（4～6）（6～8）（8～12）有凸緣（8～12）（12～15）（15～20）注：鋼材取較大值，有色金屬取較小值。根據(jù)毛坯的相對(duì)厚度～，所以=（4～6）t=4～6（mm）又因?yàn)樵撝萍牟牧蠟镠62，故取較小值，即=4mm。 橡膠的選用 卸料橡膠的選用〔1〕假設(shè)考慮了模具結(jié)構(gòu)選用4個(gè)圓筒形的聚氨脂橡膠，則每個(gè)橡膠所承受的預(yù)壓力為===825（N）〔2〕確定橡膠的橫截面積A取20%，查參考文獻(xiàn)[1][表335，橡膠壓縮量與單位壓力]取=，則A===330（mm）〔3〕確定橡膠的截面尺寸選用直徑為Φ16mm的卸料螺釘，取橡膠上螺釘過(guò)孔的直徑d=20mm，則橡膠外徑D可根據(jù)公式（38）計(jì)算得出。 公式（38）? （mm）為了保證足夠的卸料力，可取D=32（mm）〔4〕計(jì)算并校核橡膠的自由高度橡膠的自由高度可由公式（39）計(jì)算得出。 即為 公式（39）公式中 —橡膠的自由高度（mm）；—卸料板的工作行程（mm）；—橡膠的極限壓縮率；—橡膠的預(yù)壓縮率。假設(shè)該模具中，卸料板的工作行程為11mm，則（mm）≤ ≤，所選橡膠符合要求。在該模具中，因?yàn)椋剑?，所以所選橡膠符合要求。橡膠的安裝高度（mm），那么取39（mm）。 頂件橡膠的選用〔1〕該模具中采用一個(gè)頂件橡膠圈，則其所受的力為3850（N），此橡膠的截面尺寸由公式（310）計(jì)算得出。 公式（310）? （mm）式中 —彈性模量（MPa）； —壓力（N）； —承壓面積（mm2）； —壓縮應(yīng)變（%）。選用直徑為Φ35mm的空心螺紋管，取橡膠的螺紋管過(guò)孔d=40mm。因?yàn)椋?所以≈106（mm）?！?〕橡膠的自由高度可由公式（311）計(jì)算得出。 公式（311）則 （mm）式中 —橡膠自由高度（mm）； —橡膠在工作時(shí)的壓縮量（mm）； —橡膠預(yù)壓縮量（%）； —工作行程末的橡膠壓縮量（%）。對(duì)此橡膠圈進(jìn)行校核：≤H≤，所選橡膠符合設(shè)計(jì)要求。 =106=53（mm）， =106=159（mm）。因?yàn)镠=60（mm），即5360159 （mm），≤H≤。第4章 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 初定模具閉合高度在設(shè)計(jì)沖裁時(shí)，所選用壓力機(jī)的裝模高度與沖模的閉合高度應(yīng)滿足以下關(guān)系式：H15≥H?！軭2+10（mm）　式中：H1—壓力機(jī)的最大裝模高度（mm）；H模—模具的閉合高度（mm）；H2—壓力機(jī)的最小裝模高度（mm）。從上式表明，壓力機(jī)選擇后所設(shè)計(jì)的模具應(yīng)該使其閉合高度H模不能大于壓力機(jī)的最大裝模高度H1，否則模具就不能在壓力機(jī)上使用。反之，模具的閉合高度H模小于壓力機(jī)的最小裝模高度H2時(shí)，模具也不能在壓力機(jī)上使用。該壓力機(jī)的H1=270mm，H2=（27055）=215mm，因此，初定模具的閉合高度H模應(yīng)在270mm到215mm之間。 落料、拉深、沖孔復(fù)合模結(jié)構(gòu)如圖41所示：1—下模座；2—導(dǎo)柱；3—凸凹模固定板1；4—凸凹模1；5—落料凹模；6—壓邊圈；7—擋料銷；8—彈壓卸料板；9—導(dǎo)套；10—橡膠圈；11—凸凹模固定板；12—墊板；13—螺釘；14—銷釘；15—上模座；16—頂板；17—模柄；18—打桿；19—螺釘；20—頂桿；21—卸料螺釘；22—沖孔凸模固定板；23—沖孔凸模；24—凸凹模2；25—頂件器；26—銷釘；27—螺釘；28—推桿；29—下頂板1；30—螺紋管；31—頂件橡膠圈；32—下頂板2；33—鎖緊螺母；圖41 端蓋復(fù)合?？傃b圖本模具的上、下模座采用后側(cè)導(dǎo)柱模座，裝在上模部分的主要工作零件有件23沖孔凸模、件22沖孔凸模固定板、件24凸凹模2及件11凸凹模固定板2配合后與件12墊板、件15上模座疊在一起，用螺釘連接后再用銷釘固定。裝在下模部分的主要工作零件有件4凸凹模1和件3凸凹模固定板1配合后與件5落料凹模、件1下模座疊在一起用螺釘連接后再用銷釘固定。利用裝在下模座上的導(dǎo)柱和裝在上模座上的導(dǎo)套配合后的滑動(dòng)來(lái)完成開模及合模。此副模具是將落料、拉深、沖孔三道工序合在一套模具內(nèi)完成的復(fù)合模，整個(gè)沖壓過(guò)程如下所述：當(dāng)上模部分在壓力機(jī)的壓力作用下，向下運(yùn)動(dòng)到一定位置時(shí)，件5落料凹模與件24凸凹模2首先完成落料工序。而件24凸凹模2在第二道工序（拉深）中又作為拉深凹模使用，與件4凸凹模1完成拉深工序，為了保證先落料后拉深，件4凸凹模1應(yīng)低于件5落料凹模至少一個(gè)材料厚度，在本套模具中材料厚度為1mm。上模繼續(xù)下行，件4凸凹模1在第三道工序（沖孔）中又作為沖孔凹模使用，在拉深結(jié)束后與件23沖孔凸模完成沖孔工序。沖孔廢料由上至下落至凸凹模1及件1下模座的排料孔中，最后從彈頂裝置的空心螺紋管中落下。工件沖壓完成后，上模上行，此時(shí)裝在下模部分的彈性元件將回彈，產(chǎn)生彈力使件28推桿推動(dòng)件6壓邊圈將工件從件4凸凹模1中推出，當(dāng)上模上行到一定位置后，壓力機(jī)上的橫桿推動(dòng)件18打桿使件16頂板向下運(yùn)動(dòng)，從而使連接在頂板上的三根頂桿推動(dòng)件25頂件器下行，把工件從件24凸凹模2中頂出，由于件6壓邊圈在件5落料凹模中的活動(dòng)距離，以及件25頂件器在件24凸凹模2中的活動(dòng)距離都有限，因此模具的閉合高度應(yīng)予以控制，邊框廢料由件8彈壓卸料板從件24凸凹模2上卸下，完成了一次沖壓過(guò)程。第5章 模具主要零件的設(shè)計(jì)與選用 在冷沖壓生產(chǎn)中，對(duì)于每一套沖模，都形成一個(gè)完整的獨(dú)立的整體，是由各種不同的零部件組合而成的。按每個(gè)零件在模具中作用不同，主要分為工藝性零件和結(jié)構(gòu)性零件兩大類。 工藝性零