【正文】 x2zVkumamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQc@UE% amp。qYp@Eh5pDx2zVkum amp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。ksv*3t nGK8!z89AmYWpazadNuKNamp。MuWFA5uxY7JvnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%MzFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQc@ UE%amp。qYp@Eh5pDx2zVkumamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5uxY7JvnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%MzXNQExJB8VK% W7m$ZA5JdkVWce9APz^FvJzwYWCcyAh*bnxBvaFQH8YHV$amp。3Q3vdWe3YXvbJr 1 附錄 1 .......................................................................................................................... 31 附錄 2 .......................................................................................................................... 32 致謝 ............................................................................................................................. 33 1 緒論 沖壓也稱板料沖壓，是塑性加工的一種基本方法。一般是以金屬板料為原材料（也有采用金屬管料和非金屬材料的），利用壓力機上的模具作往復(fù)運動，在常溫下對金屬板料施加壓力，使金屬板料內(nèi)部產(chǎn)生變形的內(nèi)力。當(dāng)內(nèi)力的作用達(dá)到一定的數(shù)值時，板料毛坯或毛坯的某個部分便產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對應(yīng)的變形，使板料分離（或局部分離）或產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需尺寸及形狀的零件。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，人們對工業(yè)產(chǎn)品的品種、數(shù)量、質(zhì)量及款式都有越來越高的要求。為了滿足人類的需求，世界上 各發(fā)達(dá)國家都十分重視模具技術(shù)的開發(fā)，大力發(fā)展模具工業(yè)，積極采用先進技術(shù)和設(shè)備，提高模具制造水平，并取得了顯著的經(jīng)濟效益。我國對模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，國務(wù)院于 1989 年 3 月頒布的《關(guān)于當(dāng)前國家產(chǎn)業(yè)政策要點的決策》中，就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機械行業(yè)的首要任務(wù)。 現(xiàn)在，我國的模具工業(yè)已初具規(guī)模，全國已有 200 多個模具專業(yè)廠， 6000 多個生產(chǎn)點（附屬在工廠內(nèi)的模具車間或模具加工班組），年產(chǎn)模架 30 多萬套。 此外，還有數(shù)以萬計的模具私營企業(yè)和個體勞動者，在滿足模具需求方面，起著不可忽視的作用。可以 說，中國在模具技術(shù)方面，已有一支較強的隊伍。模具的應(yīng)用越來越廣泛，其適應(yīng)性也越來越強，它已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一。 沖壓模包括單工序模、復(fù)合模、級進模。根據(jù)零件的工序，結(jié)合各種模具的優(yōu)缺點，選用復(fù)合模設(shè)計零件。這種模具較單工序模生產(chǎn)效率高、沖件質(zhì)量高。較級進模制造、安裝簡單。 沖壓技術(shù)工作包括沖壓工藝設(shè)計、模具設(shè)計及沖模制造三個方面，盡管三者的工作內(nèi)容不同，但三者之間存在著相互滲透、相互補充、相互依存的關(guān)系。下面就以這三個大的方面對該模具進行設(shè)計。 由于設(shè)計者知識水平有限，加上技術(shù)資料不 全，在設(shè)計過程中難免有一些不足之處，請老師和讀者加以批評和指正。 2 全套圖紙，加 153893706 2 工藝分析 零件簡圖：如下圖 21 生產(chǎn)批量：中批 材料： Q235A 材料 厚度： 3 圖 21 壓料板零件圖 零件工藝分析 由零件圖可知形狀簡單， (材料性質(zhì)如圖 21),結(jié)構(gòu)對稱，除孔 4? 尺寸公差為 IT11級精度外，其他標(biāo)注以及為標(biāo)注公差均按 IT12 和 IT13 處理。本零件為批量生產(chǎn)不宜采用單一工序生產(chǎn)，而用級進模又太復(fù)雜，經(jīng)過多方討論，使用復(fù)合模具可以達(dá)到精度要求，生產(chǎn)效率也能改善。 彎曲工藝分析制件彎曲部分形狀左右對稱，因此毛坯受力均衡不產(chǎn) 生滑動。該制件的生產(chǎn)采用彎曲、落料、沖孔三道基本工序，生產(chǎn)批量較大，而且彎曲半徑大于最小彎曲半徑（ = 1=1 ㎜），因此可以用冷沖壓加工成型。但在加工時，應(yīng)避免彎曲部分的回彈。 確定沖壓件的最佳工藝方案 首先看一下工件設(shè)計的初擬方案： 落料 沖孔 彎曲，模具機構(gòu)比較簡單，但從圖紙上可以看出，除了 4? 孔本身的精度外，就是孔中心距的保證，如果采用先沖孔，后彎曲的情況下，不但會造成材料在彎曲的過程中，材料與沖頭發(fā)生剪應(yīng)力，沖頭會產(chǎn)生輕微變形而且 導(dǎo)致孔本身精度的喪失以及中心距的喪失，必須經(jīng)過反復(fù)拆裝，調(diào)試、刃磨、試沖，才能保證精度要求。 經(jīng)過綜合考慮，將工藝改為落料 彎曲 沖孔，雖然模具結(jié)構(gòu)比初擬方案復(fù)雜，但只要早期設(shè)計合理，能夠保證孔的形位公差以及中心距尺寸。 4 正裝模與倒裝模的選擇： 圖 22 正裝模 圖 23 倒裝模 以凹凸模為依據(jù)，既是落料模，也是沖孔模。裝在下模為倒裝模，上模為正裝模，倒裝模沖孔廢料由凹凸?？紫?下排出，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。但孔易聚集廢料，造成孔壁破裂，因此凹凸模受最小壁厚限制。正裝模沖出的工件平直，加工精度高，但沖孔的廢料不易清除，需要加拉桿機構(gòu)，同時影響沖壓操作和安全。由此可以看出正裝模具和倒裝模具各有利弊，結(jié)合自身模具，為了使橡膠在沖裁過程中可調(diào)，減少開模維修所以該模具選為正裝模具。 5 表 21 Q235 力學(xué)性能 代號 材料狀態(tài) 力學(xué)性能 抗拉強度b? /Mpa 抗剪強度b? /Mpa 伸長率 （ %） 屈服強度s? /Mpa Q235A 未退火 380～ 470 310～ 380 21～ 25 240 主要工藝參數(shù)的計算 毛坯尺寸的計算 圖 24 該毛坯的工件展開圖如圖 22所示 彎曲件的坯料長度應(yīng)等于彎曲件中性層的展開長度。所以計算中心層展開的長度，首先應(yīng)確定中性層位置。中性層位置以曲率半徑表示，常用下面經(jīng)驗公式 ? =r+xt (21) 式中 r彎曲件的內(nèi)彎曲半徑 t材料厚度 x中性層位移系數(shù)，見表 22 表 22 中性層位移系數(shù) x 6 r/t 0.7 0.8 1 1.2 1.5 2 2.5 3 x 0.28 0.3 0.32 0.33 0.36 0.38 0.4 0.42 依據(jù)表 22和零件圖尺寸可知， r = 3 ㎜， t = ㎜ ,x = ，則中 性層半徑 ? =r+xt=3+ = ? =r+xt=+ = 中性層的長度 b=? ? a/180186。=( 60186。)/180186。= c=? ? a/180186。=( 120186。)/180186。= r/t 按中性層展開的原理，坯料總長度等于彎曲件直線部分和圓弧部分長度之和。所以該彎曲件展開尺寸為 LZ=2a+2b+c=2 +2 += 排樣 沖裁件在板料上的布置叫排樣。它是制定沖壓工藝不可缺少的內(nèi)容，直接影響著材料的利用率、沖模結(jié)構(gòu)、制件質(zhì)量和生產(chǎn)率等，條料沖裁時所產(chǎn)生的廢料分為兩種情況： （ 1）工藝廢料：工件之間和工件與條料邊緣之間存在的搭邊，定位需要切 去的料邊，與定位孔不可避免的料頭和料尾廢料。 （ 2）結(jié)構(gòu)廢料：由于工件結(jié)構(gòu)的需要，如工件內(nèi)孔的存在而產(chǎn)生的廢料。 排樣方法主要有三種： ①：有搭邊排樣 ②：無搭邊排樣 ③：少搭邊排樣 合理排樣并充分利用材料具有重大意義。 此模具設(shè)計時，由于采用先彎曲的基本工序，因此寬度方向采用精裁方法，（即寬度方向不落料），使模具簡單化，故條料寬度為 15 ㎜，公差為 IT12。另外，考慮操作方便及模具結(jié)構(gòu)簡單，故采用直排設(shè)計 表 23： 沖裁金屬材料的搭邊值 7 料厚 手工送料 自動送料 圓形 非圓形 a a1 a a1 a a1 ～ 1 2 1～ 2 2 2 3 2 2～ 3 2 3 3～ 4 3 3 4 3 4～ 5 4 3 5 4 5 4 搭邊值 a1=2 ㎜ 如圖 23畫出排樣圖。 8 圖 25 計算沖裁單件材料的利用率 單件材料的利用率 K=A0/A 100％ (22) A0—— 得到制件的總面積（ mm2）； A —— 個步距的條料面積（ mm2）； 則 K=(15 30)/(15 ) 100％ =％ 計算壓力中心 為了保證壓力機和模具正常地工作必須使沖模的壓力中心與壓力機滑塊中心線相重合。否則在沖壓時會使沖模與壓力機滑塊歪斜，引起凸、凹模 間隙不均勻和導(dǎo)向零件加速磨損，造成刃口和其它零件的損壞，甚至還會引起壓力機導(dǎo)軌磨損，影響壓力機精度。 形狀簡單而對稱的工件，如圓形、正多邊形、矩形，其沖裁時的壓力中心與工件的中心重合。由于該零件彎曲、落料、沖孔均為軸對稱形狀，其中心便是壓力機的壓力中心，故不必進行壓力中心的計算。 各部分工藝力的計算 （ 1）沖孔力計算 按《沖模設(shè)計與制造》書中公式計算： F 沖 = (23) L —— 工件內(nèi)輪廓周長（㎜）； T —— 工件厚度（㎜）； τ —— 材料抗剪強度（ Mpa）； 此零件厚度為 ㎜，查表 21抗剪強度 τ =310～ 380Mpa。取 τ =310 Mpa 則 F 沖 = =（ 2 2 ） 2 310= （ 2）落料力計算 按《沖模設(shè)計應(yīng)用實例》書中公式計算： 9 F 落 ＝ (24) L—— 工件外輪廓周長（㎜）； t—— 材料厚度（㎜）； τ —— 材料抗剪強度（ Mpa）； 由于制件寬度方向采用精裁方法，故工件外輪廓周長不包括制件兩個長度方向上的尺寸?？辜魪姸?τ 仍取 260 Mpa。則 F 落 ＝ = （ ? /2 4 4+2 7） 310= （ 3）彎曲力計算 自由彎曲力 按《冷沖壓工藝及模具設(shè)計》書中公式計算 F1＝ σ b/r+t (25) F1 —— 自由彎曲在沖壓行程結(jié)束似的彎曲力（ N）； K —— 安全系數(shù)，一般取 K=； B —— 彎曲件寬度（㎜）； t —— 彎曲件材料厚度（㎜）； σ b—— 材料的抗拉強度（ Mpa）； r —— 彎曲件的內(nèi)彎曲半徑（㎜）； 抗拉強度根據(jù)表 21可知，《沖壓手冊》 σ b=380 ～ 470Mpa，取 σ b=380 Mpa。則F1＝ σ b/r+t =（ 15 380） /+= 校正彎曲力 按《冷沖壓工藝及模具設(shè)計》書中公式計算 F2＝ AP (26) F2 —— 校正彎曲力（ N）； A —— 校正部分投影面積（ mm2）； P —— 單位校正力（ Mpa）；取 P=30 Mpa 則 F5＝ AP=15 10 30= KN F 總彎曲 =F1+F2=+= KN （ 4）推件力計算 按《沖模設(shè)計應(yīng)用實例》書中公式計算： 10 F 推 ＝ nK 推 F 沖 (27) n—— 卡在凹模洞口中的工件（或廢料）的數(shù)目，一般卡 35 件。這里取 n =5； K 推 —— 推件力因數(shù)，其值見表 24；此處 K 推 =。 表 24 卸料力、推件力和頂出力因數(shù) 料厚 /mm K卸 K推 K頂 鋼 ～ ～ ～ ～ ～ ～ 則 K 推 ＝ nK 推 F 沖 =4 = KN （ 5）卸料力計算 按《沖模設(shè)計應(yīng)用實例》書中公式計算： F 卸 ＝ K 卸 F