【正文】 圖 48 圖 47為沖孔凸模的二維 CAD圖；圖 48為其三維的 UG圖。 凸模的強度計算 沖裁時凸模因承受了全部的壓力，所以它承受了相當大的壓應力。而在卸料時，又承受有拉應力。因此，在一次沖裁的過程中，其應力為拉伸和壓縮交變反復作用。在一般情況下，凸模的強度是足夠的，因此沒有必要作強 度的校核。但針對本連接架的零件特點，其中的凸模斷面尺寸很小，因此必須對相應凸模的強度 —包括凸模的最小斷面（危險斷面）的承壓能力和抗彎能力進行校核。 （ 1）凸模承受能力的校核 對凸模最小斷面上的承受能力進行計算時，必須使沖裁力小于或等于危險斷面吉林大學學士學位論文 29 所允許的最大壓應力。由 [9]表 29查得，對于材料為 St13 的沖件，最小的允許凸模相對直徑（ td ）為 ～ ，而該模具中凸模刃口最小壁厚 ，? ? ??td ,故凸模承受能力滿足要求。 （ 2）失穩(wěn)彎曲應力的校核 凸模在中心軸向壓力的作用下，保持穩(wěn)定（不產生彎曲）的最大長度與導向方式有關，由卸料板導向凸模最大允許長度 按式（ 412）計算： （ 412） 式中， — 凸模最大允許長度（ mm）； — 凸模材料彈性模量，對于鋼材可取 ； — 凸?；驔_孔直徑（ mm）； — 沖件材料厚度（ mm）； — 沖件材料抗剪強度（ ），這里對于 St13 材料 現今對最小凸模直徑 7? 進行校核計算，將各數據代入式（ 412）中得： mml 72100008 3m a x ?? ?? ? 所以 大于凸模長度，故滿足要求。 凸凹模的設計 由于凸凹模在工作過程中會承受較大的沖壓力，因此選用與沖孔凸模一樣的Cr12MoV 鋼，淬火硬度 HRC6062 必要時表面可進行滲氮處理。這樣便可使其強度硬度 達到要求。 制件外形與凹模刃口相同，考慮加工和強度，把凸凹模設計成立式。采用用線切割機床和數控銑床加工。其長度 L 可按式（ 413）計算： L=H 墊 ＋ H 卸 ＋ Y （公式 413） 式中 Y— 凸凹模修磨量 L ＝ 25＋ 25 ＋ 8=58（ mm） 吉林大學學士學位論文 30 為了使凸凹模能連接在下墊板上，在凸凹模地面上設計兩個螺釘孔，用于螺釘連接，使用 M8 的螺栓，其孔深為 20mm。根據凸凹模的形狀，兩個螺紋孔相對凸凹模中心成對稱。 凸凹模的設計圖如下： 圖 49 圖 410 圖 49 為凸凹模的二維 CAD 圖；圖 48 為其三維 UG的視圖。 吉林大學學士學位論文 31 模板的設計 標準的復合模模板包括：卸料板、固定板、凹模固定板、墊板、上模板、下模板，其中卸料板、固定板、凹模固定板是關鍵的三塊模板，也是復合模比不可少的。該模具中固定板起著固定凸凹模的作用，卸料板主要起卸料、壓料同時還具有一定的導向作用；凹模板前面已經提到，既充當凹模刃口，又可以在其上鑲拼凹模鑲塊。 卸料板的設計 卸料板采用 45 鋼制造，淬火硬度 40～ 45HRC，卸料板輪廓尺寸與落料凹模輪廓尺寸相同，厚度為 15mm 用 45 鋼制造，淬火硬度 40～ 45HRC，卸料板輪廓尺寸見草圖，厚度為 25mm。 卸料板的設計圖如下： 圖 411 吉林大學學士學位論文 32 其中 1 是固定擋料銷，用于限制沖壓過程中料板的前進距離，而同樣還有一個固定擋料銷則是用于導正料板的方向； 2 是 4 個螺紋通孔，用于連接卸料螺釘；3 是一個小的擋料銷孔，安裝擋料銷是為了使料板在送進過程中不至于改變方向。 圖 412 圖 411 為卸料板的二維 CAD圖；圖 412則是其三維 UG模型圖。 卸料螺釘的選用 卸 料板上設置 4 個卸料螺釘，公稱直徑為 16mm,螺紋部分為 M1610mm,卸料螺釘尾部應留有足夠的行程空間，以保證卸料的正常運動。卸料螺釘擰緊后，應使卸料螺板超出凹模端面 1mm,有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調整。 其設計圖如下： 吉林大學學士學位論文 33 圖 413 圖 413 為卸料螺釘的三維模型圖。 卸料彈簧的選用 先算卸料力，查文獻 [8]表 215得卸料力系數 ，則： NNF 8 0 ????? 沖卸卸 （ 1）根據模具的結構初定 4根彈簧，每根彈簧分擔的卸料力為： NnFF 2 0 048 0 0/ ???? 卸均 （ 2）查文獻 [12]表 101，并考慮到模具結構尺寸，初選彈簧參數為：彈簧鋼絲直徑 d=，彈簧中徑 D2=38mm，節(jié)距 t=，工作極限負荷 Fj=303N，自由高度 h0=80mm，有效圈數 n=，工作極限負荷下變形量 hj=，展開長度 L=776mm。 [規(guī)格標記為：彈簧 2 40 40] （ 3）彈簧預壓量。由 Fj=303N， hj=，考慮卸料的可靠性，取彈簧在預壓吉林大學學士學位論文 34 量為 h1 時就應有 150N 的壓力，故： mmFFhh jj 0 3/1 5 ???? 預 （ 4）檢查彈簧最大壓縮量是否滿足上述條件：沖裁時卸料板的工作行程h2=?？紤]凸模的修模量 h3=4mm。彈簧的預壓量為 h1=；故彈簧總壓縮量為 h1+h2+h3=++4mm=35mm hj=35mm ，故所選的彈簧合適。 其它板設計 上固定板 251 6 83 1 4 ????? HBL ； 上墊板 101 6 83 1 4 ????? HBL ； 圖 414 為上固定板和墊板的二維 CAD 圖；圖 415 為上固定板的三維模具圖；圖 416 為上墊板的三維模具圖。 圖 414 中 1為 6個沉孔，該處連接螺栓的作用是將固定板及墊板連接在上沒坐上；相對應的 5 處為兩個定位銷，用于螺栓連接時的導正； 3處是六個螺紋孔，用于將凹模連接在上固定板上，相對應的 2為其定位銷； 5處則是兩個圓通孔，用于打板的定位安裝。 吉林大學學士學位論文 35 圖 414 圖 415 圖 416 下固定板 251 6 83 1 4 ????? HBL 下墊板 121 6 83 1 4 ????? HBL 吉林大學學士學位論文 36 圖 417 圖 417為下固定板和下墊板的二維 CAD圖；圖 418為下固定板的三維模型圖；圖 419 為下墊板的三維模型圖。 圖 417 中 1為 8個大孔，其中四個為安裝彈簧及卸料螺釘的孔，剩余四個為為了保持平衡而設置的工藝孔； 2為六個沉孔，目的是安裝螺釘使下固定板和下墊板固定在下模座上；相對應的 3是兩個定位銷，用于固定螺釘安裝時的導正；4則是安裝 固定擋料銷所打的兩個通孔； 5是兩個沉孔，目的是安裝螺釘使凸凹模緊固在下墊板上。 吉林大學學士學位論文 37 圖 418 圖 419 模架及其他零部件的選用 以凹模輪廓尺寸為依據，選擇模架規(guī)格。選四組兩組導套、導柱。導柱 d/mm L/mm 為Φ 32mm 180mm,導套 d/mm L/mm D/mm 為Φ 45mm 110mm 43mm。 其設計圖如下： 圖 420 圖 421 圖 420 和圖 421均為導套的模型圖。 上模座厚度 H1 取 70mm,上墊板厚度取 10mm,下墊板厚度取 12mm，固定板厚度取 25mm,卸料板厚度取 25mm,凹模厚 40mm，下模坐厚度取 80mm。 模具閉合高度 H H＝ 70+10+12+25+25+40+802 ＝ 294(mm) 吉林大學學士學位論文 38 上模座設計圖如下： 圖 422 圖 423 圖 422 為上模座的二維 CAD圖；圖 423為其三維模型圖。 下模座設計圖如下： 吉林大學學士學位論文 39 圖 424 圖 425 圖 424 為下模座的二維 CAD圖，圖 425為下模座的三維模型圖。 吉林大學學士學位論文 40 第五節(jié) 校核模具閉合高度及壓力機有關參數 校核模具閉合高度 模具閉合高度 H 應該滿足 Hmin－ H1＋ 10≤ H≤ Hmax－ H1－ 5（公式 71） 式中 Hmax— 壓力機最大閉合高度； Hmin— 壓力機最小閉合高度； H1— 墊板厚度。 根據擬選壓力機 JA2380，查開式壓力機參數表（見附錄 2）得： Hmax=380mm, Hmin=240mm,H1=50mm 將以上數據帶入公式 71，得 200＜ H＜ 325 經計算該模具閉合高度 H=294mm，在 200mm— 325mm 內， 開式壓力機 JA23— 80，滿足要求。 第六節(jié) 設計并繪制模具總裝圖、選取標準件 按已確定的模具形式及參數，從冷沖模標準中選取標準件，繪制模具裝配 圖，見附圖。 吉林大學學士學位論文 41 圖 426 吉林大學學士學位論文 42 圖 427 吉林大學學士學位論文 43 圖 428 圖 426 為模具裝配圖，圖 427為實體模型圖，圖 428為爆炸圖。 第七節(jié) 繪制非標準件零件圖 根據已確定的零件結構及參數，按照制圖標準繪制非標準件零件圖，見附圖。 吉林大學學士學位論文 44 第五章 壓彎工序簡介 本套 模具對工件一次壓彎成型，即一次行程完成壓彎。 因為采用一次壓彎成形，模柄在壓力機的壓力下向下運動，因此推動凸模，當凸模和凹模合上時，模具閉合，平板工件即被壓彎成形。之后模具開啟，這時頂桿推動頂料板，將工件頂出凹模。如果工件卡在凸模上，這時安裝在凸模里的頂桿可以將工件頂下。此后再進行送料、定位、壓彎、落料??，完成下一行程。 第六章 沖豁工序簡介 圖 61 中凸模與墊板用螺栓連接 (墊板和上模座未畫出 ),凹模用螺栓固定在下模座上。模具未閉合時，將坯料放置在凹模上并定位。之后上模座開始下行，凸模和退料料板夾住坯料下 行，并在凸、凹模的作用下進行沖豁，沖下的落料經過漏料孔到達排出槽，然后上模座開始上行，凸模與退料料板同時上行，當凸模吉林大學學士學位論文 45 脫離凹模，將工件卸下。 圖 61 沖豁工藝部分簡圖 總 結 在本次設計中，我主要完成了連接支架落料沖孔工序的模具設計工作。采用倒裝復合模生產，既節(jié)約了模具制造成本，又能保證制件的精度要求。在設計過程中分析了零件的工藝性，通過查閱冷沖壓模具設計的相關資料，從而確定模具各零件的參數，熟悉了整個復合模的設計過程，收獲很多。復合模的設計的基本思路，即分析零件→設計沖裁件→選 擇壓力機→確定總體結構尺寸→設計凸、凹模輪廓形狀→設計輔助零件。 板料沖壓成型是一復雜的塑性成型過程，應用三維繪圖軟件可以使人們更好的了解模具的結構及工作情況。掌握及熟練的應用三維立體繪圖技術非常的有用，可以優(yōu)化模具設計過程，及早發(fā)現模具設計中的不足，做出相應調整，減短模具開發(fā)周期。尤其是在現在電腦普及，科學技術迅猛發(fā)展的時代。 模具是生產各種工業(yè)產品的重要工藝裝備，中國經濟的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大的動力。進入 21 世紀以來，我吉林大學學士學位論文 46 國模具工業(yè)產值一直保持每年 20%左右的增長速度。航空、航天