【正文】 26 沖孔凸模主要作用是沖切廢料。材料為 Cr12MoV，淬火硬度為 58— 62HRC。 凸模強度的校核 根據(jù)凸模結(jié)構(gòu)形式特點及尺寸，只需校核沖底部兩個直徑 2 的孔凸模。 凸模沖裁時正常工作的條件是它的刃口端面所承受軸向的壓應(yīng)力必須比凸模材料的許用壓應(yīng) 力 小。按公式 43計算： ? ?ccp AF ?? ?? (43) 式中： cp? :凸模刃口端面承受的壓應(yīng)力，單位為 MPa； F:作用在凸模端面的沖裁力，單位為 N； A:凸模刃口端面面積，單位為 mm2； ? ?c? :凸模材料許用壓應(yīng)力，單位為 Mpa,取 15002100MPa 代入數(shù)值得： =（ 12） =1380MPa? 2100MPa 所以抗壓強度符合要求。 卸料零件的設(shè)計 卸料裝置主要是用來當(dāng)沖壓工作完成后，將條料或是廢料從凸模上卸下來，有時也起到壓料或凸模導(dǎo)向的作用。此外還有保護(hù)凸模，防止沖裁時材料變形等的作用。卸料裝置標(biāo)準(zhǔn)配件有固定卸料板、彈性卸料板、廢料切刀以及卸料螺釘?shù)取? 剛性卸料是采用固定卸料板的結(jié)構(gòu)，經(jīng)常用在比較硬、較厚而且對精度的要求不高的工件沖裁后的卸料。彈性卸料則是具有卸料與壓料的雙重作用，主要是用厚度在 2mm及以下厚度的板料，由于其有壓料的作用，沖裁件會比較平整 。主要由彈壓卸料板與彈性元件、卸料螺釘組成彈壓裝置。 因為工件料厚為 ，卸料力一般，從產(chǎn)品零件的使用要求和模具卸料力兩方面綜合考慮，可采用彈性卸料裝置。 推件固定片級進(jìn)模設(shè)計及其制造工藝 27 導(dǎo)向方式的選擇 方案一：對角導(dǎo)柱模架。對角導(dǎo)柱模架在凹模面的對角中心線上，上有前導(dǎo)柱和后導(dǎo)柱，它的有效區(qū)域在毛坯的進(jìn)給方向的導(dǎo)套中間。優(yōu)點是其受力平衡，上模座在導(dǎo)柱上的運動平穩(wěn)。適合用在縱向或者是橫向送料，常常用于級進(jìn)模和復(fù)合模。 方案二：后側(cè)導(dǎo)柱模架。后側(cè)導(dǎo)柱模架的兩個導(dǎo)柱和導(dǎo)套分別裝在上下模座的后側(cè)，凹模面是導(dǎo)套前的有效區(qū)。適合沖壓條 料較寬，并且可以用在沖壓邊角料。送料操作方便，可以縱向或者是橫向送料，用于一般精度要求的沖模。缺點是有彎曲力矩，上模座在導(dǎo)柱上的運動不平穩(wěn)。 方案三：中間導(dǎo)柱模架。中間導(dǎo)柱模架的凹模面是導(dǎo)套間的有效區(qū)，僅僅適合用在橫向送料。經(jīng)常用在彎曲模和復(fù)合模，其的導(dǎo)向精度高，而且運動平穩(wěn)。 方案四：四導(dǎo)柱模架。四導(dǎo)柱模架受力平衡，而且它的導(dǎo)向精度高。適合用在大型制件、高精度要求的沖模和生產(chǎn)量大的自動化生產(chǎn)的沖模。 根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質(zhì)量，采用對角導(dǎo)柱模架，能滿足工件成型的 要求。即方案一最佳。 墊板，固定板的采用和厚度 應(yīng)該看模架的結(jié)構(gòu)來考慮是否采用墊板，而且鑄鐵的模架一般是使用墊板，墊板厚度為 5~15mm。這里，墊板厚度取 10mm。 凹模固定板厚度經(jīng)常取凹模厚度的 ~1 倍。這里可以取值 20~25mm，所以固定板厚度取 25mm。 凸模固定板的邊界尺寸與凹模相同。 凸模固定板主要是 起到 固定凸模，保證凸模有足夠的強度，使凸模與落料凹模、上模座、墊板更好的定位 的作用 。凸模與凸模固定板的配合 是 按 H7/m6。固定板的厚度一般取凹模厚度的 ～ 。 模具閉合高度 的確定 模具的閉合高度指的是工作行程結(jié)束后，模具的上模座的表面和下模座的下表面中間的距離。壓力機的裝模的高度是必須符合模具的閉合高度的要求的。 在確定模具閉合高度之前，應(yīng)該是先了解沖床的閉合高度。沖床的閉合高度指的是滑塊在下止點時，滑塊的底部平面到工作臺的距離。沖床的調(diào)節(jié)螺桿是可以上下調(diào)節(jié)，推件固定片級進(jìn)模設(shè)計及其制造工藝 28 當(dāng)滑塊在下止點的位置，調(diào)節(jié)螺桿會向上調(diào)節(jié)，將滑塊調(diào)整到最高的位置，這時滑塊底部到工作臺的距離稱之為沖床的最大閉合高度。當(dāng)滑塊在下止點的位置，調(diào)節(jié)螺桿向下調(diào)節(jié)，將滑塊調(diào)整到最下的位置，這個時候滑塊底部到工作臺的距離稱其為沖 床的最小閉合高度。 一般可以按下式來確定。 Hman5≥H≥Hmin+10 本次設(shè)計模具閉合高度 H=H1+H2+H3+H4+H5+H6 (44) 其中 ， H:沖模的閉合高度 H1:下模座的厚度 H2:上模座的厚度 H3:凹模厚度 H4:預(yù)壓 彈簧 H5:卸料板厚度 H6:墊板厚度 綜上 H＝ 。滿 足要求。 輔助零件的設(shè)計 輔助零件主要包括導(dǎo)向零件、固定零件、緊固及其它零件。輔助結(jié)構(gòu)的零件不僅不會和毛坯直接發(fā)生作用，也不會直接參與并且完成工藝過程，只會對模具完成工藝過程起到保證作用或完善模具的功能。 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的設(shè)計 導(dǎo)向零件可以消除壓力機上滑塊運動的誤差對模具運動精度的影響，導(dǎo)向裝置是用在沖裁模具上模、下模之間的定位的連接以及運動的導(dǎo)向?？梢员ＷC凸、凹模間的間隙分布均勻，便于模具安裝以及調(diào)整。因而其可以提高模具的使用壽命和沖裁件精度。所以，在設(shè)計生產(chǎn)沖裁件批量較大的沖裁模時，一般均采 用導(dǎo)向裝置，來保證上、下模的精確導(dǎo)向。 常用的導(dǎo)向裝置有導(dǎo)柱導(dǎo)套式、滾珠導(dǎo)套式、導(dǎo)板式，其中導(dǎo)套式導(dǎo)向裝置、圓柱形導(dǎo)柱加工容易，裝配簡單，滑動導(dǎo)向精度高，剛度大，穩(wěn)定性好，是冷沖模應(yīng)用最廣推件固定片級進(jìn)模設(shè)計及其制造工藝 29 泛的導(dǎo)向裝置。本模具采用滾珠導(dǎo)套式。 滾動導(dǎo)向是一種無間隙的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其精度和壽命都比滑動導(dǎo)柱與導(dǎo)套導(dǎo)向結(jié)構(gòu)高，廣泛用于精密沖裁模，硬質(zhì)合金模具，高速沖模及其他精密模具上。 固定與聯(lián)接零件的設(shè)計與選取 固定與聯(lián)接零件是用來將凸模、凹模固定在上下模座上的，并且將上下模座固定在壓力機上。它的主要固定與聯(lián)接零件有模柄、 模座和固定板，以及墊板、螺釘和銷釘?shù)取? 上下模座的選用 上、下模座中間聯(lián)以導(dǎo)向裝置的總體稱為模架。 本模具采用 對角滾動 導(dǎo)柱、導(dǎo)套來保證模具上、下模的 粗 導(dǎo)向 ，精確導(dǎo)向是用了滑動導(dǎo)柱。對角 導(dǎo)柱、導(dǎo)套都是 標(biāo)準(zhǔn)件 ，其加工方便，裝配容易。導(dǎo)柱的下部與下模座導(dǎo)柱孔采用 H7/r6 的過盈配合 ,導(dǎo)套的外徑與上模座導(dǎo)套孔采用 H7/r6 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。 模柄的選用 模柄的作用是將上模座固定在沖床的滑塊上。常用的模柄形式有： 1）整體式模柄，模柄與上模座做成整體， 用于小型模具。 2）帶臺階的壓入式模柄，它與模座安裝孔用H7/n6 配合，可以保證較高的同軸度和垂直度，適用于各種中小型模具。 3）帶螺紋的旋入式模柄，與上模連接后，擰入防轉(zhuǎn)螺釘緊固，垂直度較差，主要用于小型模具。 4）有凸緣的模柄，用螺釘、銷釘與上模座緊固在一起，使用與較大是模具。 5）浮動式模柄，它由模柄、球面墊塊和連接板組成，這種結(jié)構(gòu)可以通過球面墊塊消除沖床導(dǎo)軌位差對沖模導(dǎo)向精度的影響，適用于滾珠導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向的緊密沖裁。 根據(jù)本模具結(jié)構(gòu)，采用壓入式模柄。在設(shè)計模柄時模柄長度不得大于沖床滑塊內(nèi)模柄孔的深度，模柄 直徑應(yīng)與模柄孔徑一致。 推件固定片級進(jìn)模設(shè)計及其制造工藝 30 5 沖壓設(shè)備的選用 壓力機由電機經(jīng)過傳動機構(gòu)帶動 的 工作機構(gòu)，對工件 起到 施加工藝力。傳動機構(gòu) 是皮帶 的 傳動、齒輪 的 傳動的減速機構(gòu) ， 工作機構(gòu)分 為 螺旋機構(gòu)、曲柄連桿機構(gòu)和液壓缸。而 壓力機 則 分 為 螺旋壓力機、曲柄壓力機和液壓機三大類。曲柄壓力機又稱為機械壓力機。 螺旋壓力機無固定 的 下死點，對較大的模鍛件，可以多次 的 打擊成形，可以進(jìn)行單打、連打和寸動。打擊力與工件的變形量有關(guān)，變形大時打擊力小，變形小 的時候 打擊力 變 大。在這些方面，它 和 鍛錘 比較 相似。 然而 它的打擊力通過機架 的 封閉， 使得 工作平穩(wěn) ，振動比鍛錘小得多，不需要很大的基礎(chǔ)。 壓力機的下部都裝有鍛件頂出裝置。螺旋壓力機兼有模鍛錘、機械壓力機等多種鍛壓機械的作用，萬能性強，可用于模鍛、沖裁、拉深等工藝。此外，螺旋壓力機結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，所以應(yīng)用廣泛 。選取壓力機應(yīng)根據(jù)以下原則： 1）生產(chǎn)批量大； 2）對尺寸精度的要求不是很高； 3）總沖裁力約為 F =107（ KN） 4）模具閉合高度 H＝ 。 綜上所述，選取開式壓力機。得到壓力機得具體數(shù)據(jù)見表 51所示。 表 51 壓力機參數(shù)表 主要技術(shù)參數(shù) 項目名稱 單位 J2325 公稱 力 千牛 250 公稱力行程 毫米 4 滑塊行程 毫米 70 行程次數(shù) 次 /分 110 最大裝模高度 毫米 270 裝模高度調(diào)節(jié)量 毫米 50 推件固定片級進(jìn)模設(shè)計及其制造工藝 31 6 模具材料的選擇和加工 模具材料的選擇 選取模具材料的一般原則 在冷沖壓模具中，使用了各種金屬和非金屬材料，在金屬材料中，有各種的品種和牌號的鋼、銅、鋁、鎂、鈦、及其他合金，也有一些貴重金屬等。設(shè)計模具時，合力選取模具材料是關(guān)系到模具壽命和成本的一項重要工作。模具的工作零件 凸凹模材料的選取尤為重要和慎重，在 選取材料是應(yīng)綜合考慮以下幾點： 1） 生產(chǎn)批量 當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量很大時，凸凹模的材料應(yīng)選取質(zhì)量高、耐磨、性好的模具鋼。對于模具的其他工藝結(jié)構(gòu)部分和輔助結(jié)構(gòu)部分的零件材料要求也相應(yīng)的提高。 2） 被沖壓件材料的性能、工序性質(zhì)和凸凹模的工作條件 當(dāng)被沖壓件材料較硬或變形抗力較大時，末句凸凹模應(yīng)選取耐磨性好、強度高的材料，對于凸凹模工作條件較差的冷擠壓模，應(yīng)選取有足夠強度、硬度、韌性、耐磨性等綜合性能比較好的模具鋼，同時應(yīng)具有一定的紅硬性和熱疲勞強度等。 3） 材料性能 應(yīng)考慮模具材料的冷熱加工性能和工廠現(xiàn)有條件。 4） 生產(chǎn)和使用情況 應(yīng)考慮我國模具鋼的生產(chǎn)和使用情況。 所以 在保證沖壓工藝要求的前提下，盡量做到節(jié)約，作為我們選取模具材料的總原則。 模具零件的加工 沖裁模凸模的制造工藝過程 凸凹模是沖裁模具的主要工作零件，在沖裁時坯料對凸模和凹模的刃口產(chǎn)生很大的側(cè)壓力導(dǎo)致凸凹模都與制件或廢料發(fā)生了摩擦和磨損。模具刃口越鋒利沖裁件斷面質(zhì)量越好。因此凸凹模的加工制造應(yīng)注意以下五點要求： 1） 結(jié)構(gòu)合理； 2）高的尺寸精度、行位精度、表面質(zhì)量； 3）足夠的強度與精度； 4）良好的耐磨性； 5）一定的疲勞強度。 由于沖 裁件輪廓的形狀種類復(fù)雜，相應(yīng)的凸模刃口輪廓形狀種類也很多。不同人口輪廓形狀的凸模加工的方法也不同，因此對于圓形凸模，其加工方法比較簡單，在車床上車削幫料，并留磨削余量，熱處理后在外圓磨床上精磨，工作部分經(jīng)過拋光、刃磨后即可使用。 對非圓形凸模的加工，采用電火花線切割加工。因為采用電火花線切割加工時采用推件固定片級進(jìn)模設(shè)計及其制造工藝 32 自動化的編程軟件，不僅大大簡化了加工過程，提高了自動化程度，縮短了制模周期，降低了成本而且提高了模具質(zhì)量。在電火花線切割加工之后用鉗工研磨凸模工作部分，使工作表面粗糙度降低。 落料凸模的加工工藝卡片如表 61 所 示。 表 61 落料凸模工藝卡片 零 件 名 稱 落料凸模 工序號 工 序 名 稱 設(shè)備 夾具 刀具 量具 工時 1 下料 16179。 16179。 47 鋸床 帶鋸 直尺 2 退火 熱處理爐 游標(biāo)卡尺 3 粗銑，銑出形狀，單邊留 余量 銑床 專用銑床夾具 銑刀 游標(biāo)卡尺 5 熱處理 5862HRC 熱處理爐 6 電火花加工 專用夾具 游標(biāo)卡尺 7 檢驗 游標(biāo)卡尺 8 裝配后磨削 磨床 專用夾具 砂輪 游標(biāo)卡尺 推件固定片級進(jìn)模設(shè)計及其制造工藝 33 沖裁模凹模的制造工藝過程 凹模型孔的加工方法不僅與其形狀有關(guān)，而且與型孔的數(shù)量有關(guān)，下面分別介紹圓孔和非圓形孔的加工。 凹模型孔中圓孔的加工從制件圖可以看出來凹模中有很多的孔需要加工，可以利用坐標(biāo)法在普通鉆床上、銑床上加工出位置精度較高的系列型孔。凹模中非圓形孔的加工 非