【導(dǎo)讀】無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院。畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書提交日期地址：機(jī)電學(xué)院

　　

【正文】 薄板沖 裁模具的工作零件用材要求具有高的耐磨性和硬度，而對厚板沖裁 模除了 要求具有高的耐磨性、抗壓屈服點(diǎn)外，為防止模具斷裂或崩刃 ，還應(yīng)具有高的斷裂抗力、較高的抗彎強(qiáng)度和韌性 。 Cr12 和 Cr12MoV 為高碳高鉻鋼，耐磨性較高，淬火時(shí)變形很小，淬透性好，可用于大批量生產(chǎn)的模具，如硅鋼片沖裁模。但該類鋼種存在碳化物不均勻性，易產(chǎn)生碳化物偏析，沖裁時(shí)容易出現(xiàn)崩刃或斷裂。其中， Cr12 含碳量較高，碳化物分布不均比 Cr12MoV 嚴(yán)重，脆性更大一些 。 簡述一下 Cr12 和 Cr12MoV 的熱處理： Cr12 型鋼的熱處理工藝選擇取決于模具的使用要求，當(dāng)模具要求比較小的變形和一定韌性時(shí)，可采用低溫淬火、回火（ Cr12 為 950~980 ℃ 淬火， 150~200 ℃ 回火； Cr12MoV 為 1020~1050 ℃ 淬火， 180~200 ℃ 回火 ）。 若要提高模具的使用溫度，改善其淬透性和紅硬性，可采用高溫淬火、回火 （ Cr12 為 1000~1100 ℃ 淬火， 480~500 ℃ 回火； Cr12MoV 為 1110~1140 ℃ 淬火， 500~520 ℃ 回火 ）。 高鉻鋼在 275~375 ℃ 區(qū)域 有回火脆性，應(yīng)予避免 經(jīng)上述材料分析，本沖壓模材料選用的是 Cr12MoV. 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 第三章 工藝與模具的設(shè)計(jì) 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 、 工藝可行性的判別 沖裁件的工藝性指沖裁件對沖壓工藝的適應(yīng)性，它包括沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性和精度兩部分的內(nèi)容，工藝性良好與否對沖裁件的質(zhì)量、制造成本以及模具壽命有很大的影響。造沖裁模 CAD 系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)輔助判別沖裁件在形狀結(jié)構(gòu)和精度方面的可形，同時(shí)也后續(xù)模具模塊提供必要的信息。 1)沖裁件結(jié)構(gòu)工藝性判別 結(jié)構(gòu)工藝性判別的實(shí)質(zhì)是將工件圖中的圓角半徑、小孔尺寸、 懸臂與凹槽尺寸、孔邊距、孔間距等幾何特征量與相應(yīng)的工藝參數(shù)極限值進(jìn)行比較，從而確定工件的形狀的結(jié)構(gòu)是否適應(yīng)于沖裁加工。在 CAD 系統(tǒng)中，一般采用自動(dòng)判別法、交互判別法、或?qū)⒆詣?dòng)與交互相結(jié)合的綜合判別法了來輔助判別。 2)沖裁件精度的判別 沖裁件上標(biāo)注的尺寸按精度判別要求可分為三類：輪廓尺寸、內(nèi)孔與內(nèi)孔之間的尺寸以及內(nèi)孔與外輪廓之間的尺寸。沖裁件的精度判別主要是對于這三類尺寸進(jìn)行下類分析： A 將尺寸的名義值和偏差值與標(biāo)準(zhǔn)公差表對照，逐一判定各尺寸的精度等級。 B 將每一尺寸信息與數(shù)據(jù)庫中的有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對照，判定該 尺寸能否使用普通精度模具進(jìn)行加工。 、 零件沖裁工藝性分析 1）材料 20 鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的可沖壓性能。 2）工件結(jié)構(gòu) 如圖一所示，該零件結(jié)構(gòu)形狀簡單對稱，零件可分為沖孔落料兩部分，故考慮采用復(fù)合模沖壓工序一次沖壓成形。 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 3）零件有兩個(gè)Φ 小孔沖裁是本設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn)。 3）尺寸精度 （查《極限測量》 P27 表 ）零件中： 零件尺寸屬于 IT11 級 ~IT14 級。 4）結(jié)論： 可以沖裁 確定沖壓工藝方案 該零件包括落料和沖裁兩個(gè)基本工序，可以用以下兩個(gè)工藝方案 方案 一 、 采用復(fù)合模加工。復(fù)合模的特點(diǎn)是生產(chǎn)率高，沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對位置精度高，沖模的輪廓尺寸較小。但復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，成本高。復(fù)合模主要用于生產(chǎn)批量大、精度要求高的沖裁件。 方案二 、 采用級進(jìn)模加工。級進(jìn)模比單工序模生產(chǎn)率高，減少了模具和設(shè)備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。對于特別復(fù)雜或孔邊距較小的沖壓件，用簡單?；驈?fù)合模沖制有困難時(shí)，可用級進(jìn)模逐步?jīng)_出。但級進(jìn)模輪廓尺寸較大，制造較復(fù)雜，成本較高，一般適用于大批量生產(chǎn)小型沖壓件。 比較方案一與方案二，對于所給零件，由于兩小孔比 較接近邊緣，復(fù)合模沖裁零件時(shí)受到壁厚的限制，模具結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度方面相對較難實(shí)現(xiàn)和保證，所以根據(jù)零件性質(zhì)故采用級進(jìn)模加工。 、模具結(jié)構(gòu)的確定 復(fù)合模的結(jié)構(gòu)可分為倒裝式與正裝式復(fù)合模兩個(gè)，在選擇模具結(jié)構(gòu)時(shí)要根據(jù)沖壓件質(zhì)量、生產(chǎn)批量、精度要求、方便操作等方面來確定。 正裝式結(jié)構(gòu)與倒裝式結(jié)構(gòu)比較： 正裝式結(jié)構(gòu)較適用于沖制材質(zhì)比較軟的或板料比較薄的平直度要求度較高的沖裁件，還可以沖裁孔邊距離較小的沖裁件，便由于沖裁過程中沖片廢料落在模具下模的表面，每次沖裁工人必需先清理廢料操作不便，而且正裝式結(jié)構(gòu)需要三套卸料、頂料 裝置，制造裝配不便。倒裝式不宜沖裁孔邊距離嬌小的沖裁件，但倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)簡單、又可以直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件，無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 卸件可靠，沖裁過程中的廢料直接從模具下面被推出，便于操作，并為機(jī)械化出件提供了有利條件，故應(yīng)用十分廣泛。 本設(shè)計(jì)初步確定選擇倒裝式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)操作、維修較方便。 排樣、計(jì)算條料寬度及確定步距 采用單排方案，如圖 二 查《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》 P65 表 確定搭邊值，根據(jù)零件形狀兩式件間按矩形取搭邊值 ，側(cè)邊取搭邊值 。 則 進(jìn)距： 條料寬度： （《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》 P67 公式 ； ） 圖二 ．計(jì)算沖壓力 該模具采用鋼性卸料和下出料方式 a. 落料力 查 《實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊》 P16 表 124 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 b . 沖孔力 中心孔： 2 個(gè)小孔： c. 沖 裁時(shí)的推件力 查 《實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊》 P53 表 37 取 實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊》 P53 表 37，序號 1 的凹模刃口形式， ，則 個(gè) 故 為避免各凸模沖裁力的最大值同時(shí)出現(xiàn)，且考慮到凸模相距很近時(shí)避免小直徑凸模由于承受材料流動(dòng)擠壓力作用而產(chǎn)生傾斜或折斷故把三沖孔凸模設(shè)計(jì)成階梯凸模如圖三 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 圖三 則最大沖壓力： ． 確定模具壓力中心 如圖 四 ，根據(jù)圖形分析，因?yàn)楣ぜD形對稱，故落料時(shí) F 落 的壓力中心在上 O1；沖孔時(shí) F 孔 F 孔 2的壓力中心在 O2上。 圖 四 設(shè)沖模壓力中心離 O1點(diǎn)的距離為 x，根據(jù)力矩平衡原理得： 由此算得 ． 沖模刃口尺寸及公差的計(jì)算 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 對沖孔 和 采用凸、凹模分開的加工方法 由 《模具設(shè)計(jì)與與制造》 P70 表 查得 ， 對沖 孔時(shí)： ， 對 沖 孔時(shí)： ， 故滿足 條件 得 ，則 沖 孔部分： 沖 孔部分： 尺寸極限偏差轉(zhuǎn)化為 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 21 對外輪廓的落料，由于形狀較復(fù)雜，故采用配合加工方法 當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)件時(shí)，凹模磨損后刃口部分尺寸都增大，因此均屬于 A類尺寸。 零件圖中末注公差的尺寸由 《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》 P104 表 查出其極限偏差： 、 、 尺寸極限偏差轉(zhuǎn)化為 、 查 《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》 P104 表 得 則： 該零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相應(yīng)部分尺寸配制，保證雙面間隙值 ． 確定各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸 凹模厚度 的確定： —— 取總壓力 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 22 工件長 凹模寬度 的確定： 取 步距 工件寬 的確定 凸模長度計(jì)算為 其中初定： 導(dǎo)尺厚 卸料板厚 凸模固定板厚 凸模修磨量 則： ．壓力機(jī)的選用 先用沖床的公稱壓力應(yīng)大于計(jì)算出的總壓力 ；最大閉合高度應(yīng)大于沖模閉合高度 ；工作臺臺面尺寸應(yīng)能滿足模具的正確安裝。按上述要求，結(jié)合工廠實(shí)際，可稱用 J2316 開式雙柱可傾壓力機(jī)。并需在工作臺面上配備墊塊，墊塊實(shí)際尺寸可配制。 雙柱可傾壓力機(jī) J2316 參數(shù)： 公稱壓力： 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 23 滑塊行程： 最大閉合高度： 連桿調(diào)節(jié)量： 工作臺尺寸（前后 左右 ）： 墊板尺寸（厚度 孔徑 ）： 模柄尺寸（直徑 深度 ）： 最大傾斜角度： 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 24 第四章 繪制部分圖形及其工藝 . 設(shè)計(jì)并繪制總圖、選取標(biāo)準(zhǔn)件 按已確定 的模具形式及參數(shù)，從冷沖模標(biāo)準(zhǔn)中選取標(biāo)準(zhǔn)模架。 繪制總圖。如圖 五 所示，單排孔落料連續(xù)模。 按模具標(biāo)準(zhǔn)，選取所需的標(biāo)準(zhǔn)件，查清標(biāo)準(zhǔn)件代號及標(biāo)記，寫在總圖明細(xì)表內(nèi)，并將各零件標(biāo)出統(tǒng)一代號。 部分零件尺寸： 上模座： 下模座： 導(dǎo)柱： 導(dǎo)套： 墊板： 凸模固定板： 凹模： 卸料板： 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 25 圖 五 單排沖孔落料連續(xù)模 、 繪制 部分 非標(biāo)準(zhǔn)零件圖 只繪制凸模、凹模、凸模固定板和卸料板四個(gè)零件圖樣。 見圖 六 至圖 十 。 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 26