【導讀】進行的一個重要教學環(huán)節(jié)。是學生運用所學理論，聯(lián)系實際，提高工程技術(shù)能力和培養(yǎng)嚴。通過本次設(shè)計要達到以下目的：。制訂沖壓工藝規(guī)程和設(shè)計沖壓模具的方法。設(shè)計、計算、繪圖、技術(shù)分析與決策、文獻檢索以及撰寫技術(shù)論文的能力）。設(shè)計前應(yīng)預先準備好設(shè)計資料、手冊、圖冊、繪圖用具、圖紙、說明書用紙。應(yīng)采取相應(yīng)的解決措施或與指導教師協(xié)商更改。成本，提高經(jīng)濟效益，同時給模具的設(shè)計、制造與修理帶來方便。在幾種可能的沖壓工藝方案中，選擇一種經(jīng)濟、合理的工藝方案，并填寫沖壓工藝卡。確定板料、條料的規(guī)格、要求，并計算出材料利用率。②確定工序性質(zhì)、數(shù)目、先后順序、工序的組合形式。組合工序模均有導向，其選擇方式與單工序模的③、④兩項相同。定擋料銷或活動擋料銷，以免削弱凹模強度。級進模的排樣圖要考慮凹模強度，凹模洞口之間的壁厚小于5mm時，要留空步。

　　

【正文】 指標適中，經(jīng)退火后，用沖裁的加工方法是完全可以成形的。另外產(chǎn)品對于厚度和表面質(zhì)量沒有嚴格要求，所以盡量采用國家標準的板材，其沖裁出的產(chǎn)品經(jīng)上述分析，產(chǎn)品的材料性能符合冷沖壓加工要求。 4. 生產(chǎn)批量 由產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng) 200 萬件 /年可知，產(chǎn)品批量為 大批量，很適合采用沖壓加工的方法，最好采用復合?；蜻B續(xù)模，若是能加上自動送料裝置，會大大提高生產(chǎn)效率，降低成本。 墊片沖壓工藝方案的確定 完成此工件需要沖孔、落料兩道工序。其加工的工藝方案分為以下 3 種。 1. 第 1 種方案 —— 采用單工序逐步加工 (1) 沖孔、落料單工序模，工序簡圖如圖 A17 所示。 沖孔 落料 圖 A17 沖孔、落料單工序模 (2) 落料、沖孔單工序模，工序簡圖如圖 A18 所示。 落料 沖孔 圖 A18 落料、沖孔單工序模 特點：由于采用單工序模，模具制造簡單，維修方便。但生產(chǎn)率低，工件精度低，不 錯誤 !使用“開始”選項卡將 標題 1,部分標題 1,章標題 ,Char 應(yīng)用于要在此處 顯示的文字。 51 適合大批量生產(chǎn)。 2. 第 2 種方案 —— 采用復合模加工成形 工序簡圖如圖 A19 所示。 圖 A19 沖孔、落料復合序模 特點：生產(chǎn)率較高，工件精度高。但模具制造較復雜，調(diào)整維修較麻煩，使用壽命低。 3. 第 3 種方案 —— 采用級進模加工成形 工序簡圖如圖 A20 所示。 圖 A20 沖孔、落料級進模 特點：生產(chǎn)率高，便于實現(xiàn)機械化、自動化，但模具制造復雜，調(diào)整維修麻煩，工件精度較低。 根據(jù)本零件的設(shè)計要求 ，以及各方案的特點，決定采用第 2 種方案比較合理。 墊片沖模結(jié)構(gòu)的確定 1. 模具的形式 經(jīng)分析，此工件有兩個孔，若采用正裝式復合模，操作很不方便；另外，此工件無較高的平直度要求，工件精度要求也較低，所以從操作方便、模具制造簡單等方面考慮，決定采用倒裝式復合模。 2. 定位裝置 1) 縱向定位 52 縱向定位裝置采用伸縮式擋料銷縱向定位，安裝在下模座和活動卸料板之間。工作時，可隨凹模下行而壓入孔內(nèi)，工作很方便。 2) 橫向定位 橫向定位采用導料螺栓。因為它結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，對模具強度削弱小。 3. 卸料裝置 1) 條料的卸除 采用彈性卸料板。因為是倒裝式復合模，所以卸料板安裝在下模。 2) 工件的卸除 采用打料裝置將工件從上模落料凹模中推下，落在模具工作面上。 3) 沖孔廢料的卸除 采用下模座上漏料孔排出。沖孔廢料在下模的凹凸模內(nèi)積聚到一定數(shù)量，便從下模座的漏料孔中排出。 4. 導向零件 針對本產(chǎn)品精度要求不高，采用滑動式導柱導套進行導向即可。 5. 模具 本設(shè)計決定采用中間導柱模架。 墊片沖壓工藝計算 1. 排樣 排樣如圖 A21 所示。 圖 A21 排樣圖 1) 搭邊 查 表 ，確定搭邊值 a ， 1a 。 當 ? mm 時 2a? mm， 1 ? mm 2) 條料寬度 采用無側(cè)壓裝置。 沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸 42D? mm 錯誤 !使用“開始”選項卡將 標題 1,部分標題 1,章標題 ,Char 應(yīng)用于要在此處顯示的文字。 53 條料寬度公差，查表 。 ??? mm，根據(jù)式 ， 0 539 686B ?? ? ～ 0 0 00 .1 0 0 .1 0(4 2 2 2 ) 4 6B ?? ? ?? ? ? ?mm 3) 材料利用率 ? 1 0 1/ 1 0 0 % / 1 0 0 %S S S A B? ? ? ? ? 送料步距 42 43. 5A ? ? ? mm 一個步距內(nèi)制件的實際面積 21 42 1 3 8 4 .7 42S ??? ? ? ?????mm2 1 8 8 4 . 7 4 / ( 4 3 . 5 4 6 ) 1 0 0 % 6 9 . 2 %? ? ? ? ? 2. 計算沖壓力 45 鋼退火， 539~686b? ? MPa，取 650b? ? MPa。 查表 219， ?卸 ～ ， ?推 ， ?頂 1) 沖孔沖裁力 F沖 孔 力 2 3 . 1 4 9 1 . 5 6 5 0 5 5 1 0 7bF L t?? ? ? ? ? ? ?沖 孔 力 (N) 2) 落料沖裁力 F落 料 力 3 . 1 4 4 2 1 . 5 6 5 0 1 2 8 5 8 3bF L t?? ? ? ? ? ?落 料 力 (N) 3) 卸料力 F卸 料 力 0 . 0 5 1 2 8 5 8 3 6 4 2 9F K F? ? ? ?卸 料 力 卸 落 料 力 (N) 4) 推料力 F推 件 力 凹模刃口直壁高度 6h? mm， 6 t? ? ? 4 0 . 0 5 5 5 5 1 0 7 1 2 1 2 3F n K F? ? ? ? ?推 件 力 推 沖 孔 力(N) 5) 頂件力 F頂 ( ) 0 . 0 6 ( 5 5 1 0 7 1 2 8 5 8 3 ) 1 1 0 2 1F K F F? ? ? ? ? ?頂 頂 沖 孔 力 落 料 力(N) 6) 總沖壓力 F總 ( 5 5 1 0 7 1 2 8 5 8 3 ) 6 4 2 9 1 2 1 2 3 2 0 2 2 4 2F F F F? ? ? ? ? ? ? ?總 沖 裁 力 卸 料 力 推 件 力(N) 初選壓力機： J2325。 3. 計算模具 壓力中心 由于該零件完全對稱于相互垂直的兩條對稱線，所以模具的壓力中心在幾何圖形的中心點上。 4. 計算模具刃口尺寸 1) 沖孔凸、凹模 由表 查得 54 min ? mm max ? mm m a x m in 0 .3 1 0 .2 7 0 .0 4ZZ? ? ? ?mm 由表 查得 ? ??凹 mm ? ??凸 mm 由表 查得 ?? 因為 m m????凹 凸 故能滿足分別加工法的要求。 0 0 0m i n 0 . 0 2 0 . 0 2( ) 9 0 .5 0 .3 6 9 .1 8dd ??? ? ? ?? ? ? ? ? ?凸凸 ()mm 0 . 0 2 0 . 0 2m i n 0 0 09 .1 8 0 .2 7 9 .4 5d d Z ?? ??? ? ? ? ?凹凹 凸（ ） （ ）mm 凹模型孔中心距 / 8 1 8 0 .0 1 5LL ?? ? ? ?凹 中 mm 2) 落料凹、凸模 由表 查得 ? ??凹 mm ? ??凸 mm 由表 查得 ?? 因為 m????凹 凸 故 不 滿足 分別加工法的要求。 采用配合加工 1 0 0( ) ( 4 2 0 .5 0 .6 2 ) 4 1 .6 9DD ??? ?? ?? ? ? ? ? ?凹凹 mm 凸模按凹模尺寸配留間隙 min ? mm， max ? mm 墊片復合模主要零件的設(shè)計計算 1. 落料凹模 落料凹模，如圖 A22 所示。 錯誤 !使用“開始”選項卡將 標題 1,部分標題 1,章標題 ,Char 應(yīng)用于要在此處顯示的文字。 55 圖 A22 落料凹模尺寸 1) 求厚度 H凹 根據(jù)式 (236)， 3 ?凹 總 202242F ?總 N 33 0 .1 0 .1 2 0 2 2 4 2 2 8HF? ? ? ?凹 總 mm 2) 求長度和寬度 L、 B。 查表 228，得 321?W mm 12 4 2 2 3 2 1 0 6L B D W? ? ? ? ? ? ?mm。 查表 229 得， 1 4 0 1 2 0 2 8L B H? ? ? ? ?mm 2. 沖孔凸模長度及強度校核 1) 沖孔凸模長度 凸L 33 0 . 1 0 . 1 5 5 1 0 7 / 2 1 5HF? ? ? ?固 定 板 沖 孔 力mm 1 4 2 8 4 2L H H? ? ? ? ?凸 凹固 定 板 mm 2) 凸模強度 —— 壓應(yīng)力校核 壓應(yīng)力校核按式 ， min 4[]td ??壓≥(mm) 凸模選用材料 Cr12， [ ] (1000 1600)? ?壓 ～ MPa。取 [ ] 1200? ?壓 MPa 45 鋼退火， 500?? MPa。 m in 4 4 1. 5 50 0 2. 5[ ] 12 00td ?? ??? ? ?壓mm 56 設(shè)計 9?凸d mm，所以凸模強度符合要求。 3) 凸模剛度 —— 細長 桿失穩(wěn)校核 無導向裝置的圓形凸模細長桿失穩(wěn)校核按式 。 22m a x 9 21 87 095 27 0 4616655 10 7 / 2dL F? ? ? ?沖 孔 力mm max42LL??凸 所以凸模剛度符合要求。 3. 卸料彈簧設(shè)計 1) 單個彈簧所承受的負荷 0P 已知總卸料力 6429F ?卸 料 力 (N) 設(shè)卸料彈簧個數(shù)為 8?n 個 所以0 6429 8048FP n? ? ?卸 料 力N 2) 根據(jù) 0P 的大小，從標準中初選彈簧規(guī)格 初選彈簧參數(shù)：彈簧中徑 2 30D? mm；彈簧鋼絲直徑 6d? mm；節(jié)距 =；最大許用工作負荷 [ ] 1312P? N；最大負荷下的許用壓縮量 [ ] ? mm；彈簧的自由長度0 80H? mm；彈簧有效圈數(shù) ? ；最大負荷下的單圈變形量 ? mm。 3) 彈簧壓縮量 0F 00[ ] 1 2 .7 6 2 5 6 .0 5[ ] 1 3 1 2FFPP? ? ? ? ?mm 4) 校核彈簧最大壓縮量 校核公式 39。0[]F F F F??≥ 式中： [F]—— 最大負荷下的許用壓縮量， mm， [ ] ? mm； 0F —— 彈簧壓縮量， mm， 0 ? mm F —— 卸料板工作行程， mm，取 1 1 .5 1 2 .5Ft? ? ? ? ?mm； 39。F 凸凹模修磨余量， mm， 4 10F?? ～ mm，取 4F?? mm。 所以 0 6 .0 5 2 .5 4 1 2 .5 5 1 2 .7F F F ?? ? ? ? ? ? ? mm 結(jié)論：因為所選彈簧滿足公式 0[]F F F F???≥ ，所以所選彈簧規(guī)格符合要求， 8 個彈簧的均勻分布。 4. 凸凹模長度確定，壁厚校核 凸凹模各部分尺寸 1) 凸凹模長度 H凸 凹 模 確定 00 2 1 0 8 0 6 . 0 5 1 0 2 7 2H H F H? ? ? ? ? ? ? ? ? ?卸凸 凹 模 mm 式中： 0H —— 彈簧的自由長度， mm， 0 80H? ； 0F —— 彈簧壓縮量， mm， 0 ? mm； 卸H —— 卸料板厚度， mm，取 10H?卸 mm。 錯誤 !使用“開始”選項卡將 標題 1,部分標題 1,章標題 ,Char 應(yīng)用于要在此處顯示的文字。 57 2) 凸凹模壁厚校核 查表 ，倒裝復合模凸凹模最小壁厚 ? mm； 此題中 ( 4 2 1 8 9 ) / 2 7 .5 3 .8a ? ? ? ? ?mm 所以滿足最小壁厚的要求，按圖設(shè)計的凸凹模符合要求。 5. 凸凹模固定板尺寸 凸凹模固定板形狀為圓形，厚度為 25～ 30mm。 6. 墊板結(jié)構(gòu)與設(shè)計 墊板的形狀與凸模固定板一致，一般為圓形或矩形，墊板厚度一般為 3～ 10mm。 墊板的材料選用 T8 工具鋼，熱處理硬度為 48～ 52HRC。墊板淬硬后兩面應(yīng)磨平，表面粗糙度 a ~ ≤ 。 7. 卸料板的設(shè)計 1) 卸料板的形狀及尺寸 卸料板與形狀凹模一致，厚 度 10H?卸 mm；卸料板材料選 45 鋼，不用熱處理淬硬。 2) 卸料板上成形孔的設(shè)計 取彈壓卸料板與凸模的雙面間隙為 ～ 。 8. 模架設(shè)計 根據(jù) 1 4 0 1 2 0 2 8L B H? ? ? ? ?mm 上模座選用 — 81—— 140 125 40?? 上模座選用 — 81—— 140 125 50?? 選用鑄鐵 HT200。 導柱選用 — 81—— 25 160? ， 28 160? 導套選用 — 81—— 25 95 38?? ， 28 95 38?? 墊片復合模裝配圖的設(shè)計繪制 墊片復合模裝配圖，如圖 A23 所示。 58 圖 A23 墊片沖孔、落料復合模裝配圖 1— 導柱； 2— 導套； 3— 螺釘； 4— 沖孔凸模； 5— 螺釘； 6— 打桿； 7— 模柄； 8— 推料桿； 9— 推板； 10— 銷釘； 11— 墊板； 12— 凸模固定板； 13— 上模板； 14— 落料凹模； 15— 活動擋料銷； 16— 活動擋料銷彈簧；17— 彈性 卸料板； 18— 彈簧； 19—