【正文】 因該沖壓工件平直度較高，料厚為 ，卸料力較小，彈壓卸料模具比剛性卸料模具方便，操作者可以看見條料在模具中的送進(jìn)動態(tài)，且彈性卸料板對工件施加的是柔性力，不會損傷工件表面，所以采用彈性卸料。本次設(shè)計的模具主要是沖裁和落料，切邊和彎曲，因此選用固定卸料板。 卸料零件的選擇：本副模具選擇用扁平彈簧、卸料板和螺塞及導(dǎo)料板上壓邊與浮料塊將工件 15 推出。 模具定位于緊固件的選擇 固定板選擇：對于大型的凸，凹模零件，一般通過固定板間接固定在模板上，以節(jié)約貴重的模具鋼。固定板固定凸模（凹模）要求固緊可靠并有良好的垂直度。因此固定板必須 有足夠的厚度?？砂匆韵陆?jīng)驗公式計算，對于凹模固定板 H=（ ~） H0，式中 H0為凹模厚度；對于凸模固定板 H=（ 1~） D。式中 D 為凸模直徑。因此選擇凹模固定板（即下模底座）厚 48mm；凸模固定板厚 28mm。 模板的選擇：模板分為帶導(dǎo)柱和不帶導(dǎo)柱兩種情況，按其形狀有適用于圓形，正方形，或長方形模具的，可按冷沖模國家標(biāo)準(zhǔn)或工廠標(biāo)準(zhǔn)，選擇合適的形式和尺寸，或參照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計。 螺釘和銷釘?shù)倪x擇：螺釘是緊固模具零件的，沖模中多采用內(nèi)六角螺釘。螺釘主要承受拉力，其尺寸及數(shù)量一般根據(jù)經(jīng)驗確定，小型和中型模具 采用 M6mm， M8mm， M10mm或 M12mm等，選 4~6個，要按具體位置進(jìn)行布置。大型模具選 M12mm或 M16mm或更大規(guī)格，選用過大會給攻螺紋絲帶來困難。沖摸中圓柱銷起定位作用，圓柱銷承受一般的錯移力。一般圓柱銷用兩個以上，布置時候一般離模具刃口較遠(yuǎn)。對于中小型模具選 d=6， 8， 10， 12 幾種尺寸，錯移力較大的情況可適當(dāng)選大一些。根據(jù)本副模具的情況選擇 M6mm的內(nèi)六角螺釘和 d=4mm的圓柱銷等。 模具導(dǎo)向零件選擇 為了便于裝模或在精度要求較高的情況下，模具都采用導(dǎo)向裝置，以保證精確的導(dǎo)向。導(dǎo)向裝置可分為：導(dǎo)柱和導(dǎo)套導(dǎo)向；導(dǎo)板導(dǎo)向；套筒式導(dǎo)向。 本設(shè)計的模具由于零件材料屬導(dǎo)較?。?）采用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向。導(dǎo)柱和導(dǎo)套與上下模板固定組成模架。導(dǎo)柱、導(dǎo)套選擇 d=32mm的裝卸式導(dǎo)柱導(dǎo)套組件，如下圖所示： 5 模具主要零部件設(shè)計 主要模板設(shè)計 標(biāo)準(zhǔn)的級進(jìn)模模板包括：卸料板、凸模固定板、凹模板、墊板、上模座、下模座，其中卸料板、固定板、凹模板是關(guān)鍵的三塊模板，也是級進(jìn)模比不可少的。該模具中凸模固定板 41 導(dǎo)柱 16 42 導(dǎo)套 起著固定凸模的作用，卸料板主要起卸料、壓料同時還具有一定的 導(dǎo)向作用；凹模板前面已 經(jīng)提到，既充當(dāng)凹模刃口，又可以在其上鑲拼凹 模鑲塊。該模具中凸模固定板起著固定凸模 的作用，卸料板主要起卸料、壓料同時還具有一定的導(dǎo)向作用；凹模板前面已經(jīng)提到，既充當(dāng)凹模刃口，又可以在其上鑲拼凹模鑲塊。 另外，在進(jìn)行級進(jìn)模設(shè)計時，有一項很重要，就是設(shè)計讓位，一般彎曲或成形等工位的所有后續(xù)工位都需要讓位，而且要充分讓位，不但需要考慮靜態(tài)讓位，還要考慮動態(tài)讓位。本設(shè)計中在凹模板上鑲拼凹模鑲塊，工件成形后由凹模下端墊塊中的斜面滑出，保證了漏料的順暢。 模座分帶導(dǎo)柱和不帶導(dǎo)柱兩種，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模 和生產(chǎn)要求確定是否帶導(dǎo)柱的模座。 本模具采用 對角 導(dǎo)柱、導(dǎo)套來保證模具上、下模的精確導(dǎo)向。滑動導(dǎo)柱、導(dǎo)套都是圓柱形的，其加工方便，可采用車床加工，裝配容易。導(dǎo)柱的長度應(yīng)保證上模座最底位置時（閉合狀態(tài)），導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離 15mm。而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離為 5mm。導(dǎo)柱的下部與下模座導(dǎo)柱孔采用 R7/h5 的過盈配合 ,導(dǎo)套的外徑與上模座導(dǎo)套孔采用 R7/h5 的過盈配合。導(dǎo)套的長度，需要保證沖壓時導(dǎo)柱一定要進(jìn)入導(dǎo)套 10mm以上。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用 H7/h6的間隙配合。 模座的的尺寸 L/mm B/mm為 396mm 268mm。模座的厚度應(yīng)為凹模厚度的 ~2倍，上模座的厚度為 40，上墊板厚度取 5，固定板厚度取 23，下模座的厚度為 56mm。 該級進(jìn)模各模板的外形尺寸設(shè)計如下： 上模板 ： L B H=396 268 40； 上墊板 ： L B H=120 105 5； 凸模固定板 ： L B H=120 105 23； 卸料板 ： L B H=120 105 16； 凹模固定板 ： L B H=120 105 34 下模板 ： L B H=396 268 56； 故：模具閉合高度 H 總 =181mm。 權(quán)衡各孔位置，先設(shè)計各模板如下所示 ： 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計 17 凸模的結(jié)構(gòu)形式主要根據(jù)沖裁件的形狀尺寸而定。為了保證剛度和強度，避免應(yīng)力集中，將凸模做成臺階結(jié)構(gòu)， 根據(jù)零件精度及排樣圖 ,決定沖裁凸模單個制造 ,然后用適當(dāng)方法固定在固定塊上，在此設(shè)計中，我們采用墊板壓緊，用螺釘將凸模固定在固定板上的方法。 凸模尺寸以第四章計算尺寸為準(zhǔn)； 我們采用非標(biāo)準(zhǔn)件，長度 =4+31+18=53 典型凸模結(jié)構(gòu)如下圖所示： 51 沖孔凸模 52 切邊 凸模 1 53 切邊 凸模 2 凸模固定方式如下圖： 18 54 沖裁 凸模固定 55 彎曲凸模 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹模的設(shè)計制造有以下兩種方案 : 。該方案機械加工余量很大 ,平面磨削也不方便 ,成形模塊向上凸起 ,且成形模塊磨損后不可修復(fù) ,必須整塊凹模更換。 、沖定位孔凹模采用同一固定塊固定，這樣可保證定位的準(zhǔn)確性，也增加了凹模的整體強度；將其他凹模各自以固定塊固定，通過過盈配合鑲嵌在凹模固定板上，以慢走絲一次定位割出固定板各型腔，確保凹模位置準(zhǔn)確。 本設(shè)計選用的是第二套方案以快速更換沖裁凹模鑲塊 ,因為凹模 (尤其沖裁凹模 )是易損件，需要更換，可保證模具的重復(fù)裝配精度，提高模具的使 用壽命。 凹模型腔尺寸以第四章計算尺寸為準(zhǔn)；高度方向上，模具凹模工作部分尺寸實際為 ，取 2mm；為節(jié)省凹模材料，現(xiàn)取凹模高度為 34mm，其中 29mm 高度為斜面，以便廢料或落料順利 19 落下。因凹模固定板厚度為 34mm，正好將凹模 鑲塊放到凹坑中，直接由下模座支撐。具體凹模如圖所示： 56 沖 裁 凹模 57 彎曲凹模 模具材料的選用 利用模具生產(chǎn)制品零件，其模具質(zhì)量的好壞，壽命的長短，直接關(guān)系到產(chǎn)品制造精度、性能和成本。是提高勞動生產(chǎn)率、降低消耗、創(chuàng)造效益，盡快使產(chǎn)品占領(lǐng)市場的重要性條件。 而模具的質(zhì)量、使用壽命、制造精度及合格率很大程度上取決于設(shè)計時對模具材料的選用、熱處理工藝要求、模具零件配合精度及公差等級的選擇和表面質(zhì)量要求。冷沖模材料應(yīng)具有的性能： 冷沖模包括沖裁模、彎曲模、拉深模、成形模和冷擠壓模等。冷沖模在工作中承受沖擊、拉深、壓縮彎曲、疲勞磨擦等機械的作用。模具常常發(fā)生脆斷、堆塌、磨損、啃傷和軟化等形成的失效。因此，作為冷沖模主要材料的鋼材，應(yīng)具有的以下幾點性能。 ：主要抗力指標(biāo)包括淬火、回火抗壓強度、彎強度等。其中硬度是模具注意重要的抗力指標(biāo)，高的硬度是 保持模具耐磨性的必要條件。工作零件熱處理后的硬度在60HRC強度和抗彎強度才能保證模具具有較高的變形能力。 、抗彎強度 斷裂抗力和 20 沖擊載荷下抵抗模具裂紋產(chǎn)生一個特性，也是作為防止斷裂的一個重要依據(jù)。其基體中碳含量越高沖擊韌性越高。故對韌性的要求應(yīng)依據(jù)載荷較大的冷沖鐓及剪切模易受偏心彎曲載荷細(xì)長凸?；蛴袘?yīng)力集中的模具，都需要有較高的韌性。 ：對于在一定條件下工作的模具鋼，為了提高耐磨性，需要在硬度高的基體上均勻分布有 大量細(xì)小硬的碳化物 相同硬度下，提高鋼的性能是模具在交變應(yīng)力條件下產(chǎn)生的疲勞破壞，如模具長期使用有刮痕凹槽等 、熱加工工藝性：鋼材的加工性能包括可鍛性、可加工性、淬透性、淬硬性較小的脫碳敏感性和較小變形傾向等，以方便模具的加工，易于成形及防止熱處理后變形等。 總上所述，因沖裁件板料厚度 t＜ 3mm，但形狀較復(fù)雜、大批量生產(chǎn)，綜合考慮沖壓力和模具制造成本： 選用 Cr12MoV（淬火硬度 58— 62HRC）合金鋼制造凸模，采用 T10（淬火硬度 60— 62HRC）特種鋼制造凹模及限位柱； 定位針采用 SKH51粉末合金鋼制造； 卸料鑲塊和浮料塊采用 Cr12制造； 沖針采用 W18Cr4V粉末合金鋼制造； 上下模座、墊板、固定板、卸料背板、卸料板、導(dǎo)料板及圓柱銷等 ,用 45鋼制造； 其他標(biāo)準(zhǔn)件按實際情況選用。 6 模具裝配 模具的安裝 模具的裝配方法和裝配順序 裝配方法分固定裝配和移動裝配，而固定裝配又分為分散裝配和集中裝配 。我們采用分散裝配。裝配時，我們先將凸模固定在凸模固定板上，再安裝墊板，最后安裝到上模座上 ，然后將凹模固定在凹模固定板上在安裝到下模座，最后將上下模座用導(dǎo)柱連起來。 （ 2）裝配步驟 ①組件裝配。組件裝配包括模架的組裝、模柄的裝入、凸模及凸凹模在固定板上的裝入等。 ②總裝配?？傃b配主要以先裝下模為主，然后以下模為準(zhǔn)再裝配上模。 ③調(diào)整凸、凹模間隙。 ④安裝其他輔助零件。 ⑤檢查、試沖。 模具總裝 配 圖 通過以上設(shè)計，得到 沖裁模 裝配圖，如下所示 21 61 沖裁模裝配圖 彎曲模裝配圖如圖所示： 62 彎曲模裝配圖 總體裝配圖如下： 63 總裝配圖 22 7 沖壓設(shè)備選擇 沖裁力的計算 沖裁力 bF Lt?? b? 為材料的抗拉強度，不銹鋼 310S材料的 b? ＞ 520MPa取 55GPa t為材料厚度 t= L為沖裁周長 第一工位中沖個Φ 3中間長度為 17的孔， L=44mm， F=。 第二工位中切口模 L=， F=。 第二工位中切斷模 L=,F= 壓力機選用 主要包括類型選擇和規(guī)格兩個方面。 （ 1） 類型選擇 沖壓設(shè)備類型較多，其剛度、精度、用 途各不相同，應(yīng)根據(jù)沖壓工藝的性質(zhì)、生產(chǎn)批量、模具大小、制件精度等正確選用。一般生產(chǎn)批量較大的中小制件多選用操作方便、生產(chǎn)效率高的開式曲柄壓力機。但如生產(chǎn)洗衣桶這樣的深拉伸件，最好選用有拉伸墊的拉伸油壓機。而生產(chǎn)汽車覆蓋件則最好選用工作臺面寬大的閉式雙動壓力機。 （ 2） 規(guī)格選擇 確定壓力機的規(guī)格時要遵循如下原則： ① 壓力機的公稱壓力必須大于沖壓工藝力。但對工作行程較長的工序，不僅僅是只要滿足工藝力的大小就可以了，必須同時考慮滿足其工作負(fù)荷曲線才行。 ② 壓力機滑塊行程應(yīng)滿足制件在 高度上能獲得所需尺寸，并在沖壓工序完成后能順利地從模具上取出來。對于拉伸件，則行程應(yīng)在制件高度兩倍以上。 ③ 壓力機的行程次數(shù)應(yīng)符合生產(chǎn)率的要求。 ④ 壓力機的閉合高度、工作臺面尺寸、滑塊尺寸、模柄孔尺寸等都要能滿足模具的正確安裝要求，對于曲柄壓力機，模具的閉合高度應(yīng)在壓力機的最大裝模高度與最小裝模高度之間。工作臺尺寸一般應(yīng)大于模具下模座 5070mm（單邊），以便于安裝，墊板孔徑應(yīng)大于制件或廢料投影尺寸，以便于漏料模柄尺寸應(yīng)與模柄孔尺寸相符。 綜上所述，因為此零件的精度要求不太高，屬于中小 型沖壓件，我們選擇開式壓力機。 公稱壓力 在選擇壓力機公稱壓力時 23 5 應(yīng)讓每次工作所消耗的能量必須小于壓力機允許釋放的功。 壓力機允許釋放的功的計算 第一種方法 E允 =Fg Sg估算。 第二種方法 E允≈ A1 =*Fg*h=*h0=*Fg**sqr(Fg) h0是板料厚度h是切斷厚度 Fg是壓力機標(biāo)稱壓力 滑塊行程和行程次數(shù) 壓力機滑塊行程大小。 裝模高度 裝模高度的距離。模具的閉合高度是指工作行程 hmax 5mm≥ h?！?hmin+10mm 該式中的 5mm是考慮裝模方便所留的間隙 10mm是保證修模所留的空間。 如果模具閉合高度過小 模具沖壓設(shè)備的選擇及參數(shù) 縱上所述，在選擇壓力及噸位時，應(yīng)保證在全行程范圍內(nèi)，壓力機 的需用負(fù)荷在任何時刻均大于相應(yīng)時刻所需變形力的總和。也就時說，應(yīng)該使在一次行程內(nèi)所要完成的各種沖壓工序要需力的合力曲線，在全行程范圍內(nèi)均低于壓力機的需用負(fù)荷曲線。 查《冷沖模設(shè)計》第 12頁，選用 J2325開式雙柱可傾式壓力機。其參數(shù)如下： 表 71 壓力機參數(shù) 型號 J2325 公稱壓力 /kN 250 滑塊行程 /㎜ 80 24 滑塊行程次數(shù) /（次 /min）