【正文】 其中：，；，； ，，；，；，；，；， 計算時，忽略邊緣4R2圓角。G點即為制件的壓力中心【16】 F 總=F 沖+Fx+Ft=++= kN 壓力中心繪出工件形狀，把沖裁周邊分成基本線段，并選定坐標(biāo) 系 xOy, 由于沖件 X 方向?qū)ΨQ，故壓力中心 x0=0mmY0=L1y1+L2y2+L3y3+….+L8y8/L1+L2+L3+…..L8=60x30+150x0+60x30++++++150+60++113+++≈33mm其中： L1=60mm, y1=30mm L2=150mm, y2=0mm L3=60mm, y3= 30mm L4= y4=60mm L5= 113mm y5= L6= y6=60mm L7= y7=29mm L8= y8=29mm 計算時，忽略邊緣 R2 的圓角。以上計算可知沖壓件中心的坐標(biāo)為（0，33） 零件刃口尺寸計算【15】由于凸、凹模之間存在間隙，所以沖裁件斷面都是帶有錐度的，且落料件的大端尺才等于凹摸尺寸，沖孔件的小端尺寸等丁凸模尺寸。在測量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔件孔徑是以小端尺寸為基準(zhǔn)。沖裁過程中，凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，結(jié)果使間隙越用越大。因此，在確定凸、凹模刃口尺寸時，必須遵循下述原則：沖孔模先確定凸模橫刃口尺寸，其標(biāo)稱尺寸應(yīng)取接近或等于制件的最大極限尺令保證凸模磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格的孔。凹橫刃口的標(biāo)稱尺寸應(yīng)比凸模最小合理間隙大。選擇模具刃口制造公差時，要考慮工件精度與模具精度的關(guān)系，既要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較工件精度高2—3級。若零件沒有標(biāo)注公差，則對于非圓形件按國家標(biāo)準(zhǔn)非配合尺寸的ITl4級精度來處理，圓形件一般可按IT10級精度來處理，工件尺寸公差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差。所謂“入體”原則是指標(biāo)注工件尺寸公差時應(yīng)向材料實體方向單向標(biāo)注，即：落料件正公差為零，只標(biāo)注負(fù)公差；沖孔件負(fù)公差為零，只標(biāo)注正公差【12】。 沖孔刃口計算【4】對沖孔φ10mm采用凸、凹模分開加工的方法。凸、凹摸分開加工，是指凸模和凹模分別按圖樣加工至尺寸，此種方法適用于圓形或形狀簡單的工件，為了保證凸、凹模間初始間隙小于最大合理間隙，不僅凸、凹模分別標(biāo)注公差(凸模，凹模)，而且要求有較高的制造精度，以滿足條件。如圖3—1所示。假如制造的模具間隙已超過了允許的變動范圍，將嚴(yán)重影響模具的使用壽命。圖3—1 凸、凹模分別加工時的間隙變動范圍對于本次設(shè)計，凸、凹模刃口部分尺寸計算如下【6】：查【1】。校核：，滿足由【1】＝。按式21216 則【9】對外輪廓的落料，由于形狀較為復(fù)雜，故采用配合加工法。此方法是先加工好凸模（或凹模）作為基準(zhǔn)件，然后根據(jù)此基準(zhǔn)件的實際尺寸，配做凹模(或凸模)，使它們保持一定的間隙。因此，只需在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸及公差，另一件只標(biāo)注標(biāo)稱尺寸，并注明“尺寸按凸模（或凹模）配作，保證雙面間隙”。這樣，可放大基準(zhǔn)件的制造公差。其公差不再受凸、凹模間隙大小的限制，制造容易并容易保證凸、凹模間的間隙。本工件的此道工序為落料，落料應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，然后配做凸模。先做凹模，凹模磨損后，刃口的尺寸的變化有增大、減小、不變?nèi)N情況，如圖所示。應(yīng)按三種不同的情況分別進行計算： 圖3—3 沖孔件和凸模尺寸a) 凹模尺寸 ｂ）凸模尺寸1）磨損后凹模尺寸變?。ǖ谝活悾?）磨損后凹模尺寸變大（第二類）3）磨損后凹模尺寸不變（第三類），對于本次設(shè)計，凸、凹模刃口部分尺寸計算如下：當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)件時，凹模磨損后，刃口部分尺寸都增大，因此均屬于第一類尺寸。由【1】＝。按【1】式218 則凸凹模外形、內(nèi)孔工作部分尺寸分別與凹模、～【7】。注意，凸凹模上孔心距尺寸按【1】式220計算，即 (34) 則凸凹模上孔邊距尺寸S（本設(shè)計為）的計算分兩種情況：當(dāng)S隨凹模磨損變大時(35) 當(dāng)S隨凹模磨損變小時(36) 顯然本設(shè)計中S隨凹模磨損變大，所以應(yīng)按式計算(35) 落料部分以落料凹模為基準(zhǔn)計算，落料凸模按間隙值配制。沖孔部分按沖孔凸模為基準(zhǔn)計算， 沖孔凹模按間隙值配制。 既以落料凹模、 沖孔凸模為基準(zhǔn)，凸凹模按間隙值配制【14】。 凸凹模刃口尺寸計算： . 刃口尺寸計算【5】對于孔 φ23 的凸凹模的制造公差表（附表四）查得Ｓ凹=, Ｓ凸= 由于Ｓ凹＋Ｓ凸＞Zmax－Zmin，故采用凸模與凹模配合加工方法。 因數(shù)由附表二公差等級 查得， X＝ D= (d+x)=（23+）= R=1/2d= d=(23++)= mm R=1/2d= 沖孔：d=（+）= 落料：D=（）= 落料凹模板尺寸【8】: 凹模厚度: H=Kb(≥15mm) K 值由（附表五）查得：K=，則 H=O. 1 150=30 mm ，實取 25mm. 凹棋邊壁厚:W1==32= , 實取45mm 凹棋板邊長: L=b+2W=25+245=125mm 取凹模板寬 B=25+245=125mm 故確定凹棋板外形為:12512525mm。 、凸凹模尺寸【8】: 凸凹模長度:L=hl+h2+h =16+10+24=50 (mm) 其中: h1:凸凹模固定板厚度 h2:一彈性卸料板厚度 h 附加長度(包括凸模進入凹棋深度，彈性元件安裝高度等) 凸凹模內(nèi)外刃口間壁厚校核:根據(jù)沖裁件結(jié)構(gòu)凸凹模內(nèi)外刃口最小壁厚為 249=15mm,據(jù)強度要求查表得，該壁厚為 mm 即可，故該凸凹模側(cè)壁強度足夠【18】. 沖孔凸模尺寸: 凸模長度:L 凸=h1+h2+h3+h=15+15+15+20=65mm 其中: hl——凸模固定板厚 h2——空心墊板厚 h3——凹模板厚 h——預(yù)留長度 凸模剛度校核:該凸模不屬于細(xì)長桿，剛度足夠.強度校核——壓應(yīng)力校核。 校核公式為P孔/Fmin≤[σ]壓式中 P孔——沖空沖裁力，N, P孔= Kn Fmin=凸模最小斷面面積，mm2, Fmin=π(d/2)2= mm2[σ]壓凸模材料的許用壓應(yīng)力，Mpa查手冊的[σ]壓=(10001600)Mpa,取[σ]壓=1200Mpa因為 P孔/Fmin= Kn/=1038MPa＜[σ]壓所以凸模強度符合要求。 沖孔刃口尺寸計算【6】 對于 R80 的凸凹模的制造公差表（附表四）查得 Ｓ凹=, Ｓ凸= 由于Ｓ凹＋Ｓ凸＞Zmax－Zmin，故采用凸模與凹模配合加工方法。因數(shù)由x系數(shù)表（附表六）查得，X＝ 則 D= (d+x)=（23+）= 凹按凸模尺寸配制， 其雙面間隙為 ～ . 其工作部分結(jié)構(gòu)尺寸如圖 圖4落料刃口尺寸 圖5 沖孔刃口【19】根據(jù)卸料力1740N模具的結(jié)構(gòu)采用4根彈簧，此時每根彈簧擔(dān)負(fù)的卸料力為F0=436N。=35mm,d=6mm,t=,F=1024N, ΔH2=,H0=55mm,n=,f=計算ΔH0=F0/F ΔH2=436/1024 X13,2mm=校核：設(shè)ΔH1‘=2mm, ΔH2=5mm,ΔH=ΔH0+ΔH1+ΔH2=+2+5=,＞，即ΔH2＞ΔH所以，所選彈簧是合適的。 其它模具零件結(jié)構(gòu)尺寸【13】根據(jù)凹模板的尺寸和復(fù)合模形式特點并查標(biāo)準(zhǔn)JB/，確定其它模具模板尺寸列于下表【6】：表31序號名稱長寬厚（mm）材料數(shù)量1上墊板12512510T8A12凸模固定板1251251545鋼13空心墊板1251251545鋼14卸料板1251251045鋼15凸凹模固定板1251251545鋼16下墊板12512512T8A1 模架的選擇【12】制件的材料厚度為2mm，～，～，因而對模架的精度要求不算很高故選用對滑動導(dǎo)向后側(cè)導(dǎo)柱模架。根據(jù)模板平面尺寸和工作區(qū)的要求，查【3】表5—8，選I級精度的模架125mm125mm（160～190）mm。上模座（GB/T ）：12512535；下模座（GB/T ）：12512545；模具的導(dǎo)柱（GB/T ）：A22h5150；模具的導(dǎo)套（GB/T ）：22H68033；模柄（JB/T ）：B3070； 閉合高度【12】模具的閉合高度H為H=上模座厚度+上墊板厚度+ + 凸凹模厚度+下墊板厚度+下模座厚度t (313)則：35+10+15+15+10+15+10+45=150mm模具的閉合高度H應(yīng)介于壓力機的最大裝模高度與最小裝模高度之間，否則就不能保證正常的安裝與工作。其關(guān)系為【19】： 很明顯，本模具的閉合高度符合要求【14】。 模具的零件設(shè)計與計算 ． 凸模的外形尺寸【2】計算沖裁時所受的應(yīng)力，有平均應(yīng)力 σ 和刃口的接觸應(yīng)力 σk 兩種因為孔徑 d=30mm，材料厚度 t= d＞t, 凸模強度按[1]式σk＝[σ] 式中： T—沖件材料的厚度（mm） t=； d—凸?；驔_孔直徑（mm） d=30mm； 16 τ —沖件材料抗剪強度（Mpa） τ ＝310Mpa； ， σk—凸模刃口的接觸應(yīng)力(Mpa)； [σk]－凸模刃口的許用接觸應(yīng)力（Mpa）。 σk =≈625Mpa1800Mpa 凸模在中心軸向心壓力的作用下，保持穩(wěn)定（不產(chǎn)生彎曲）的 最大長度與導(dǎo)向方式有關(guān)。 卸料板導(dǎo)向凸模 最大允許長度 Lmax 按下式計算： Lmax=式中： Lmax—凸模最大允許長度（mm） ； E—凸模材料彈性模量，對于鋼材可取 E＝21000Mpa； 其余符號見前式： 　Lmax?。?圖6 凹模尺寸結(jié)構(gòu) 凹模的外形尺寸常用下列經(jīng)驗公式確定【13】凹模的厚度確定見[1]式： H＝Kb 凹模壁厚（指凹模刃口與外緣的距離）的確定式[1](1) 沖￠30 小凹模 C＝(～2)H ￠147 大凹模 C＝(2～3)H 式中b—凹?？椎淖畲髮挾龋╩m）—因數(shù),按[1]表得：K￠30=，K￠147= ； H—凹模厚度； C—凹模壁厚； (1)￠30 凹模厚度：H＝30=9mm 壁 厚：C=9= (2)￠14 凹模厚度：H＝147=9mm 壁 厚：C=2= (3)凸凹模最小壁厚：m== = 凹模的結(jié)構(gòu)形式 [1] 沖裁凹模的刃壁形式：(1) ￠30凹模見圖 7，定結(jié)構(gòu)形式見圖8參考[1]表得： h=3～5mm a=5′～30′311圖7￠30凹模刃壁形式圖8￠147 凹模刃壁形沖裁￠147 凹模見圖 9圖9凹模的固定結(jié)構(gòu)形式 卸料設(shè)計與計算 卸料板結(jié)構(gòu)形式采用[1]B110 圖：無導(dǎo)向彈壓卸料板,廣泛應(yīng)用于薄材料和零件 要求平整的落料沖孔復(fù)合模，卸料效果好，操作簡單。 圖10卸料板 卸料螺釘卸料螺釘結(jié)構(gòu)形式采用標(biāo)準(zhǔn)卸料螺釘結(jié)構(gòu)，凸模刃磨后須在卸料螺釘頭下加墊圈調(diào)節(jié)【5】。 卸料螺釘尺寸關(guān)系為保持裝配后卸料板的平行度， 同一付模具中各卸料螺釘?shù)拈L度 L及孔深Ｈ見如下圖 11，各尺寸關(guān)系如下 H=(卸料板行程)+(模具刃磨量)+h1+(5～10mm) 模具刃磨量＝5mm，h1=6 則 H＝21+5+6+8＝40mm d1＝d+(～)mm ＝16＋ ＝ e＝～ 取 e＝ 圖11卸料螺釘尺寸關(guān)系 1－卸料螺釘　 沖床選用【12】 沖壓設(shè)備的選擇依據(jù) 所選壓力機的公稱壓力必須大于總沖壓力，即 F 壓＞F 總 。由于壓力機的行程影響到模具的張開高度，因此對于沖裁，彎曲等模具，其行程不于過大，以免發(fā)生凸模與導(dǎo)板分離或滾珠導(dǎo)向裝置脫開的不良后果。對于拉深模，壓力機的 行程至少應(yīng)大于成品零件高度的兩倍以上，以保證毛坯的放進和成行零件的取出。 所選壓力機最大高度應(yīng)與沖模的閉合高度相適應(yīng)。即滿足：沖模的閉合高度介于壓力機的最大閉合高度和最小閉合高度之間的要求。壓力機工作臺面的尺寸必須大于模具下模座的外形尺寸，并還要留有安裝固定的余地。但在過大的工作臺面上安裝過小尺寸的沖模時，對工作臺的受力條件也是不利的。 壓力機的選擇【12】： 根據(jù)總沖壓力F總=352KN,模具閉合高度,沖床工作臺面尺寸等, 并結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備,用J2363開式雙柱可傾沖床,并在工作臺面上備制 墊塊。其主要工藝參數(shù)如下： 公稱壓力： 630KN 滑塊行程： 130mm 行程次數(shù)： 100 次∕分根據(jù)總沖壓力F總=352KN,模具閉合高度,沖床工作臺面尺寸等,并結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備,選用J2363 開式雙分最大閉合高度：180mm 連桿調(diào)節(jié)長度： 40mm 工作臺尺寸（前后左右： 300mm 360mm ： 致 謝首先，我要感謝河南理工大學(xué)