【文章內(nèi)容簡介】 ） 5 第 3 章 沖壓力計(jì)算及設(shè)備選擇 沖裁力的計(jì)算 各工位的主要工序是沖裁。 硅鋼片的抗剪切強(qiáng)度 ? 為 aMP560~450 ，取 aMP500?? 。 (1)沖中心孔時(shí)的沖裁力： NNK L tF 5 3 4 9 55 0 6 ??????? ? (2)由于槽數(shù)量較多且排列比較密集，故為降低沖裁力，應(yīng)該采用斜刃沖裁。 此時(shí)沖裁力公式為 ?KLtF ?0 。（ K為降低沖裁力系數(shù)，與 斜刃沖裁高度 H有關(guān)。） 注：當(dāng) tH 2? 時(shí) ~?K 。 當(dāng) tH? 時(shí) ~?K 。 本零件取 tH 2? 時(shí) K取 . 經(jīng)測(cè)量得到 mmL ? 則沖一個(gè)槽時(shí)的沖槽力為： NNK L tF 7 6 65 0 1 ?????? ? 同時(shí)沖 56個(gè)槽的沖裁力為： NFF 49093856 02 ?? (3)落料時(shí)沖裁力： NNK L tF 3 1 6 6 25 0 03 2 ??????? ? 由于是級(jí)進(jìn)模，以上所有沖裁工序都是同時(shí)進(jìn)行，故總 的沖裁力為： KNNNNNFFFF8 7 68 7 6 0 9 63 3 1 6 6 34 9 0 9 3 85 3 4 9 5321????????總 設(shè)備的選擇 根據(jù)零件多工位的要求以及計(jì)算所得選定壓力機(jī)為開始曲柄壓力機(jī)。 因 KNF 8760 ? ,所以選定的壓力機(jī)參數(shù)為 杜雷：電機(jī)轉(zhuǎn)子零件的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 6 表 31 壓力機(jī)參數(shù) 公稱壓力 /KN 1000 滑塊行程 /mm 140 滑塊行程次數(shù) /mm 60 最大閉合高度 /mm 400 閉合高度調(diào)節(jié)量 /mm 110 滑塊中心到床身距離 /mm 320 工作臺(tái)尺寸 /mm 左右 900 前后 600 立柱間距離 /mm 420 工作臺(tái)孔尺寸 /mm 左右 420 前后 230 直徑 300 工作臺(tái)板厚度 /mm 110 模柄孔尺寸 /mm 7560?? 傾斜角 / )(? 25 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第 4章 壓力中心的計(jì)算 排樣圖 圖 41 排樣圖 材料搭邊值 查參考文獻(xiàn) [8]表 312，得出搭邊 值。 制件間 mma ? 側(cè)面 mma ? 考慮到制件間導(dǎo)正銷凸模的直徑，故取 mma 40? 。 步距 mmmmmmaDS 36540325 ????? 定位方式 本零件采用擋料銷和導(dǎo)正銷定位的方式。 確定首件定位線 首條定位線是指條料端頭在第一工位應(yīng)處的位置線。在沖孔工位確定首件定位線，主要考慮條料送至落料工位時(shí)應(yīng)該有足夠的搭邊。在排樣圖上容易做到這一點(diǎn)，如上圖所示。確定首件定位線是為了確定導(dǎo)正銷孔的的位置，其位置如圖 41所示。 計(jì)算壓力中心 為了保證壓力機(jī)和模具平穩(wěn)的工作，必須使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊中心相重合。因此，設(shè)計(jì)沖模時(shí)，應(yīng)正確計(jì)算出沖裁時(shí)的壓力中心，并使壓力中心與模柄軸心線重合。對(duì)與工件外形尺寸較大、形狀復(fù)雜、多凸模的沖裁模和級(jí)進(jìn)模，正確確定其壓力中心就顯得更為重要。 根據(jù)排樣圖 41可以知道 壓力中心的位置。壓力中心位于水平中心線和兩工位中心線的交點(diǎn)處。 杜雷：電機(jī)轉(zhuǎn)子零件的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 8 第 5 章 材料利用率的計(jì)算 一段條料能沖出的工件的重量與這段條料重量之比的百分?jǐn)?shù)稱為材料利用率。 由于板料沖裁時(shí)板厚是一定的，所以材料利用率可以用面積之比，即一段條料的有效面積與這段條料的面積之比，來代替重量之比。 同一工件，排樣不同時(shí)，材料的利用率也會(huì)不相同，材料利用率越高者越省料。 在沖壓件的大批量生產(chǎn)中，毛坯材料費(fèi)用占 60﹪以上，排樣的目的就在于合理利用原材料。材料的利用率是衡量排樣經(jīng)濟(jì)性、合理性的指標(biāo)。 材料利用率η為 : %100)]/([ ???? BLAn? 式中： A 沖裁件面積（包括沖出的小孔在內(nèi)）（ mm178。）； B 條料寬度（ mm）； n 一個(gè)進(jìn)距內(nèi)沖件數(shù)目； L 條料的長度（ mm） 。 其中： )( 222 mmDA ????? ? mmB ? mmL 2021? 即材料利用率 ? 為： % %100)]2 0 0 ( 2 9 1 55[? ????? 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 第 6 章 模具結(jié)構(gòu)及工作原理 圖 61 裝配圖 電機(jī)轉(zhuǎn)子的沖裁落料級(jí)進(jìn)模 結(jié)構(gòu)如圖 61所示。模具的上模部分有模柄、動(dòng)模座板、凸模墊板、凸模固定板、凸模組成。下模部分有卸料版、導(dǎo)料板、凹模、凹模固定板、凹模墊板。定模座板組成。下模通過定模座用螺釘、壓板固定在壓力機(jī)工作臺(tái)上。涼快導(dǎo)料板控制條料的送料方向，擋料銷通過對(duì)條料搭邊定位來控制送料步距，沖下來的廢料經(jīng)凹模落料孔中落下。 模具的工作行程為：條形料板通過導(dǎo)料板由前向后送入到第一工位，手工調(diào)整好位置后上摸下行，沖槽凸模和沖孔凸模完成沖孔工序，同時(shí)定位銷沖孔凸模沖出兩個(gè)定位孔。上?；爻蹋读习鎻耐鼓Ｉ闲断聴l料。 上?；氐巾敹?后，手工送料，由擋料銷和導(dǎo)料銷定位。上模下行，導(dǎo)料銷進(jìn)入導(dǎo)料銷孔定位，接著由落料凸模完成落料工序。上?；爻虝r(shí)，卸料板從凸模上卸下廢料，同時(shí)由彈性頂料裝置將制件頂出。 杜雷：電機(jī)轉(zhuǎn)子零件的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 10 第 7 章 沖裁間隙的確定 沖裁間隙是指沖裁模的凸模和凹模刃口之間的間隙 .沖裁間隙分單邊間隙和雙邊間隙 ,單邊間隙用 C表示 ,雙邊間隙用 Z表示 . 間隙值的大小對(duì)沖裁件的質(zhì)量、模具壽命、沖裁力的影響很大 ,是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的工藝參數(shù) 沖裁間隙對(duì)沖壓的影響 ： 對(duì)斷面質(zhì)量的影響 間隙對(duì)尺寸精度的影響。由于彈性變形的 存在，沖裁結(jié)束后出現(xiàn)彈性恢復(fù)，使尺寸與凸凹模刃口尺寸產(chǎn)生尺寸偏差，而彈性變形大小與沖裁間隙有直接的關(guān)系。 間隙對(duì)沖裁力的影響沖裁間隙對(duì)沖裁力的影晌規(guī)律是間隙越小，變形區(qū)內(nèi)壓應(yīng)力成分趟大，拉應(yīng)力成分越小，材料變形抗力增加，沖裁力就越大。反之，間隙越大，變形區(qū)內(nèi)拉應(yīng)力成分就越大，變形抗力降低，沖裁力就校間隙達(dá)材料厚的 5%20%時(shí)，沖裁力下降不明顯。當(dāng)單邊間隙 Z增大到材料厚度的 15%20%時(shí)，卸料力為 0。 間隙對(duì)模具壽命的影響由于工件與凸、凹模側(cè)壁之間有磨擦的存在，間隙小，磨擦大，模具壽命短。沖裁 過程中，凸模與被沖孔之聞，凹模與落料件之閥均有摩擦，而且聞隙越小，摩擦越嚴(yán)重。所以過小的間隙對(duì)模具壽命極為不利，而較大的間隙可使凸模與凹模的側(cè)面與材料間的摩擦減小，井能減緩間隙不均勻的影響，從而提高模具的壽命。 合理間隙值的確定 ： 間隙的選取要使沖裁達(dá)到較好的斷面質(zhì)量、較高的尺寸精度，較小的沖裁力，較高的模具壽命。合理間隙指一個(gè)范圍值，最大合理間隙，最小合理間隙。間隙的確定是綜合考慮上述各個(gè)因素的影響，選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)膯栂斗秶鳛楹侠黹g隙。其上限為最大合理聞隙，下限為最小合理間隙 ?即合理間隙指的是一個(gè)范 圍值。在其體設(shè)計(jì)模具時(shí)，根據(jù)工件和生產(chǎn)上的具體要求可按下列原則進(jìn)行選取 ： (l)當(dāng)工件的斷面質(zhì)量沒有嚴(yán)格要求時(shí)，為了提高模具壽命和減小沖裁力，可以選擇較大間隙值。 (2)當(dāng)工件斷面質(zhì)量及制造公差要求較高時(shí)應(yīng)選擇較小間隙值。 (3)計(jì)算沖裁模刃 口 尺寸時(shí)，考慮到模具在使用過程中的磨損會(huì)使刃日間隙增大，應(yīng)當(dāng)按 Zmin值來計(jì)算。確定合理間隙的方法 包括 計(jì)算法、經(jīng)驗(yàn)法、查表法 。 根據(jù)零件材料和厚度，查參考文獻(xiàn) [8]表 32可知，確定零件的沖裁間隙： 表 71 沖裁間隙表 材料名稱 硅鋼片 t minZ maxZ 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 第 8 章 工作零件主要刃口尺寸的計(jì)算 圖 81 落料沖孔草圖 落料部分尺寸計(jì)算 落料部分采用分開加工法 由 參考文獻(xiàn) [8]表 316 知凸凹模制造偏差為： ?p? ?d? m i nm a x ????? ZZdp ?? 所以實(shí)際上 )( )( m i nm a x m i nm a x ????? ????? ZZ ZZdp?? 查 參考文獻(xiàn) [8]表 315 得： ?? 落料凹模尺寸： a x 2 4) 2 5()(??????? ???dDD d ?? 杜雷：電機(jī)轉(zhuǎn)子零件的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 12 落料凸模尺寸： 0 0m i n)()(???????? pZDD dp ? 沖孔部分尺寸計(jì)算 沖孔部分由于形狀復(fù)雜且料薄，故宜采用配合加工法。 令 ?? Ha ?? Hb ? ??c 可以知道 a、 b、 c 均為第二類尺寸。 第二類尺寸計(jì)算公式為： 041)(? ????? ?BBd 查 參考文獻(xiàn) [8]表 315 知： 1?? 所以計(jì)算結(jié)果為： 0 )( ???? ????da 0 0 5 1 5)0 5 1 5( ???? ????db 0 62)( ???? ????dc 沖孔凸模的基本尺寸與凹模相同，以 ~ 間隙與沖孔凹模配置。 圖 82 沖槽草圖 沖槽部分尺寸計(jì)算 沖槽部分比較復(fù)雜，故采用配合加工。 )( ????? 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 由 參考文獻(xiàn) [8]表 315 知： 1?? 令 ??a 、 ?b 、 ? 、 ? 、 ?e 可以知道 : b 為第二類尺寸， e 為第三類尺寸。 第二類尺寸計(jì)算公式為 ： 041)(? ????? ?BBd 第三類尺寸計(jì)算公式為： ??? 81CCd 同時(shí)我們知道圓弧尺寸若無特殊要求，一般不改變其基本尺寸，僅縮小制造公差。 其中 a、 c、 d均為圓弧尺寸。 沖孔時(shí)把凸模尺寸換算到凹模。 先做凹模，凸模按凹模以一定間隙配置。 凹模公差： )( ???????????? ZZpd ?? 所以計(jì)算結(jié)果為： ???da 6 5 )0 0 ( ?? ??????db ?? Rc d ?? Rd d ??de 沖槽凸模的實(shí)際尺寸按照實(shí)際配置，保持雙邊間隙 ~ 杜雷：電機(jī)轉(zhuǎn)子零件的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 14 第 9 章 卸料裝置的選用 卸料裝置的功用是在一次沖裁結(jié)束之后，將條料或工序件與落料凸?；驔_裁凸模脫離，以便下一次沖裁。 因?yàn)楸玖慵纫蟾撸瑫r(shí)為了防止零件的變形，采用彈性卸料。 初步選用橡膠和卸料版。 選用橡膠墊的計(jì)算如下： 橡膠墊外徑的確定 材料厚度 t為 ，經(jīng)計(jì)算卸料力 NF ? ,選 用卸料橡膠墊，其計(jì)算過程如下： 考慮到橡膠墊的工作壓縮量較小，取橡膠壓縮量為 %35 ，由表 321 可查得單位壓力 aMPq ? 彈性體的截面面積 A為： 23 1 5 7 9 3 ??? 如果選用直徑 mmd 240 ? 的卸料螺栓，選取的彈性體穿過 卸料螺栓孔的直徑mmd 40?? ，則彈性體的外徑 D可按照下式求得： )(41 22 dDA ?? ? ? mmdAD 4 5 0) 5 7 9 3 54()4( 212212 ?????? ? 驗(yàn)算外徑 D： NAqF 3 1 1 8 )404 5 0( 22 ??????? 因此取 mmD 460? 橡膠墊的預(yù)壓縮量為其厚度的 %15~%10 ，取橡膠墊的預(yù)壓縮量為 mm10 ，為其厚度的 %10 。 則橡膠的自然厚度為 : mmH 1000 ? 安裝后的高度為： mmH 90? 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 結(jié)論與展望 本零件為電機(jī)轉(zhuǎn)子沖片，從其零件圖中的尺寸標(biāo)注得知零件的精度要求較高。而且零件的形狀也較為復(fù)雜，零件中的每個(gè)沖槽間的間距較小，設(shè)計(jì)比較困難。 整個(gè)模具的設(shè)計(jì)如下：因有多種方案，經(jīng)過分析采用級(jí)進(jìn)模；模柄采用帶凸緣的模柄；卸料方面采用彈性卸料裝置，即卸料橡膠墊和卸料板；工位排樣方面為單排雙工位排樣，第一工 位