【導(dǎo)讀】對冷沖壓模具的設(shè)計進行了全面的介紹和分析，并在此。總圖和選取標準件、繪制出部分非標零件圖等一系列的工作。

　　

【正文】 會增大沖裁件毛刺，有時甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均，損壞模具刃口。根據(jù)生產(chǎn)的統(tǒng)計，正常搭邊比無搭邊沖裁時的模具壽命高 50％以上。搭邊值是由經(jīng)驗確定的。設(shè)計時 可 參考 手冊 【 16】 。 ．條料寬度與導(dǎo)料板間的距離計算 （ 1） ．有側(cè)壓裝置時條料的寬 度與導(dǎo)料板間距離， 如圖 有側(cè)壓裝置的 模具，能使條料始終沿著導(dǎo)料板送進 故按下式計算： （ 2） ．無側(cè)壓裝置時條料的寬度與導(dǎo)料板間距離，如圖 條料寬度 式中 —— 條料寬度方向沖裁件的最大尺寸； a —— 側(cè)搭邊值，可參考表 ； △ —— 條料寬度的單向（負向）偏差，見表 、表 ； C—— 導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙，其最小值見表 。 圖 有側(cè)壓板的沖裁 圖 有側(cè)壓板的沖裁 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 31 一張完整的排樣圖應(yīng)標注條料寬度尺寸 、條料長度 L、板料厚度 t 、端距 l、步距 S、工件間搭邊 和側(cè)搭邊 a。并習(xí)慣以剖面線表示沖壓位置 【 12】 。 排樣圖是排樣設(shè)計的最終表達形式。它應(yīng)繪在沖壓工藝規(guī)程卡片上和沖裁?？傃b圖的右上角。 圖 排樣圖 第 三 章 止動 板 的設(shè)計 設(shè)計題目 設(shè)計一 連接件 止動 板 ，零件圖如下 : 圖 1 所示沖裁件，材料為材料為 Q235A,厚度為 2mm， 大批量生產(chǎn)。 試制定工件沖壓工藝規(guī)程、設(shè)計其模具、編制模具零件的加工工藝規(guī)程 . 零件名稱 : 止動件 生產(chǎn)批量 :大批 材料 : 10 t=2mm 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 32 圖21 零件 圖 圖 1 沖壓件工藝分析 【 15】 ： 沖裁件的工藝性是指沖裁件對沖壓工藝的適應(yīng)性， 即沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、精度等級等是否符合沖裁加工的工藝要求。良好的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)保證材料消耗少、工序數(shù)目少、模具結(jié)構(gòu)簡單而壽命高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、操作簡單等。 、材料性能： 該沖裁件的材料鋼 10 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼中的低碳鋼，由【 3】表 214 查出其已退火的力學(xué)性能為： MPa353~255?? ， MPab 4 3 0~2 9 5?? ， MPas 206?? ，%2910?? ， MPaE 310194 ?? 。 知： 鋼 10 退火后 有較好的塑性，有較低的硬度，具有較好的可沖壓性能， 適用于 沖 壓加工。 、沖裁件的形狀和尺寸 制件形狀簡單，結(jié)構(gòu)對稱。對于所沖孔 υ23mm,按表 12 查得， 一般沖孔模可沖壓的最小孔徑 d≥ 。該沖裁件厚度 t=2mm，因而 υ23mm 孔符合工藝要求。一般情況，沖裁件的外形不能有尖角，應(yīng)采用 R 的圓角過渡。本沖裁件 t=2mm，圓角為 R2，故該沖裁件符合要求。 、沖裁件的尺寸精度： 該止動件圖上所有未注公差尺寸，屬自由尺寸，可按 IT14 級精 度等級河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 33 確定工件的公差?？走吘喑叽?37mm 的公差為 ,屬 IT12 級精度等級。 查標準公差數(shù)值表 (見附表一 )可得各尺寸公差為： 止動件外形： 65 ?mm , 24? mm, 30? mm, R30? mm , R2 ?mm。 止動件內(nèi)形： υ10?mm 孔離中心的距離： 37 ? mm. 、 尺寸標注 【 4】 分析零件的尺寸標注 情況，符合要求。 綜上所述：該制件適合沖裁，可以利用普通沖裁得到。 方案及模具結(jié)構(gòu)類型 【 12】 、工藝方案分析 該沖裁件包括落料、沖孔兩個基本工序，可以采用以下 3 種工藝 方案： 方案 ① 、先落料，再沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。該方案模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序、兩套模具才能完成零件 的加工，沖壓式存在累積送料誤差，生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生 產(chǎn)的需要。 方案 ② 、落料－沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。該方案只要一副模具，生產(chǎn)精度高，但需人工卸料取件，制件結(jié)構(gòu)簡 單， 模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但 模具制造難度不大。 方案 ③ 、沖孔－落料連續(xù)沖壓，采用級進模生產(chǎn)。 該方案也只要一副模具， 生產(chǎn)效率高， 但送料精度影響制件精度， 需采用導(dǎo)正銷定位或側(cè)刃定距，模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 。 、模具結(jié)構(gòu)類型的選定 綜上所述，由于該沖裁件結(jié)構(gòu)簡單，為了提高生產(chǎn)效率，應(yīng)因采用復(fù)合沖河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 34 裁或級進沖裁方式。由于孔邊距尺寸 12 有公差要求，為了 更好地保證此尺寸精度，最后確定選用復(fù)合模沖裁方式進行生產(chǎn) 、 止動片沖模結(jié)構(gòu)的確定 復(fù)合模又可分為正裝式和倒裝式 。 正裝式特點 ： 工作和沖孔廢料都在凹模表面上，必須加以清除才能進行下一次沖裁，因此操作很不方便，也不安全，對多孔件不宜采用，但但沖出的工件表面平直。 倒裝式特點 ： 沖孔廢料 由沖孔凸模沖入凹模洞口中，積聚到一定數(shù)量，有由下模漏料孔排出，不必清除廢料，操作方便，應(yīng)用很廣，但工件表面平直度較差，凹凸模承受的張力較大。因此凹凸模的壁厚應(yīng)嚴格控制，以免強度不足。 經(jīng)分析，此工件有兩個孔，若采用正裝式復(fù)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(fù)合模 2 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擋料銷之間。工作時，可隨凹模下行而壓入孔內(nèi)，工作很方便。 采用導(dǎo)料 銷 橫向定位。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(fù)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，落在模具工作表面上。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 35 （ 3） 、沖孔廢料的卸除： 采用 下 模座上漏料孔排出。沖孔廢料在下模座的 凸 凹模內(nèi)積聚到一定數(shù)量，便從下模座的漏料孔中排出。 （ 4） 、導(dǎo)向零件： 導(dǎo)向零件有很多，如用導(dǎo)板導(dǎo)向，則在模具上安裝不便，而且阻擋操作者視線，所以不采用；若用滾珠式導(dǎo)柱導(dǎo)套進行導(dǎo)向，則雖然導(dǎo)向精度高，壽命長，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以也不采用；針對這次加工的產(chǎn)品精度要求不高，采用滑動式導(dǎo)柱導(dǎo)套進行導(dǎo)向即可。而且模具在壓力機上的安裝比較簡單，操作又方便。還可降低成本。 （ 5） 、模架 ： 若采用中間導(dǎo)柱模架，則導(dǎo)柱對稱分布，受力平衡，滑動平穩(wěn)，拔模方便，但只能一個方向送料。若采用對角導(dǎo)柱木架，則受力平衡，滑動平衡， 可縱向或橫向送料。若采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，則可三方向送料操作者視線不被阻擋，結(jié)構(gòu)比較緊湊，但模具受力不平衡，滑動不平穩(wěn)。 由于此模具較小本設(shè)計決定采用后側(cè) 導(dǎo)柱模架 排樣設(shè)計 【 6】 合理的排樣是提高材料利用率、降低成本、保證沖裁件質(zhì)量及模 具壽命的有效措施。 根據(jù)零件的外形，可以知道零件有以下幾種排樣方案： 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 36 圖22 排 樣方案1圖23 排 樣方案2圖25 排 樣方案4圖24 排 樣方案3圖26 排樣 方案5 其中，方案 2為前后送料時的排樣方案， 方案 5 為左右送料時的排樣方案。 實際生產(chǎn)中，人是站（ /坐）在沖壓機前面的，前后送料的話送料空間與左右送料相比較而顯得較小，所以放棄方案 1 和方案 2。對于方案 4，由于制件長邊比寬邊要大，在能沖出一個制件的步距比方案 3要大，在條料切割長度一樣的條件下沖裁效率明顯比方案 3要低，所以放棄。對于方案 5，雖然條料利用率較高，但每沖裁一次都要翻料，導(dǎo)致效率相對較低，所以放棄。于是選擇方案 3為河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 37 這次設(shè)計的最終排樣方案。 查【 1】表 ，確定搭邊值 兩工件間的搭邊： mma 2? ； 工件邊緣搭邊： mma ? ； 按【 1 】式（ 225 ） ， 送 料 步 距 為 ： 1aDA ?? (21)式中 ： D──沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸； 1a ──沖裁件之間的搭邊值 )( mmA ??? 按【 1 】式（ 226 ） ， 條 料 寬 度 ??????? )22( baDB (22)式中 ： D──沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸； a──沖裁件與條料側(cè)邊之間的搭邊值 Δ ──板料剪裁時的下偏差（見【 1】表 ） b──條料與導(dǎo)板之間的間隙（見【 1】表 ） 則 )()( mmB ?? ?????? 確定后排樣圖如圖 2所示。 圖27 排樣圖 、材料利用率 【 12】 排樣時，在保證制件質(zhì)量的前提下，主要考慮如何提高材料的利用率（沖裁件的實際面積 A= mm?） 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 38 材料利用率η的計算 沖裁單件材料的利用率按【 4】式（ 216）計算，即 %100bhn ?? A? (23)式中： A──沖裁面積 (包括內(nèi)形結(jié)構(gòu)廢料 )； n──一個沖距內(nèi)沖沖裁件數(shù)目； b──條料寬度； h──進距。 則 %%1 003 1. 27 0. 51 70 7 .3 3 ????? 查【 1】表 （冷軋），擬選用 900mm 2021mm 的鋼板，每張鋼板可剪裁為 28 張條料 (余下 26mm)，每張條料可沖 784 個工件，則 總? 按【 4】式（ 217）計算為： %100?? LBA總總 ?? (24) 式中： 總? ──張板料上沖裁件總數(shù)目； L──板料長； B──板料寬。 則 %%10 020 0090 0 0778 4 ?????總? 一個歩距的材料利用率 η為： η=A/Bs100%=(82)100%=% 查板材標準《冷軋鋼板的尺寸》 （見附表二） ，選用 7503000mm 的鋼板，采 用橫排， 、排樣方式 【 14】 該沖壓件 屬于 大 批量生產(chǎn)類型 ,因此 不考慮多排或一模多件的方案。 排樣方式采用直排。這種排樣屬于有廢料排樣，模具沿工件全部外形進行沖裁， 工件周邊都留有搭邊。這種排樣能保證沖裁件的質(zhì)量， 沖裁模壽命也長，但材料利用率 稍 低。 、搭邊 經(jīng)查 表《模具設(shè)計師（冷沖模） 》 （附表三） ,確定沖裁金屬材料的搭邊值： 兩工件間搭邊距： a=，實際?。?a=2mm； 側(cè)面搭邊距： a1=，實際?。?a1=2mm； 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 39 條料寬度： B=（ D+2a1） =（ 150+2X2） =154mm。 歩距： S=80+2=82mm 確定后排樣圖如圖 2 所示： 排樣圖（圖 2） 壓力計算 【 18】 、沖裁力的計算 F 沖 =F 落料力 + F 沖孔力 F 落料力 =≈Ltσb=≈ kN F 沖孔力 =≈Ltσb=π23X2X450≈ kN F 總沖孔力 =2 F 沖孔力 == kN F 沖 =F 落料力 +F 總沖孔力 =+= kN 、卸料力和推件力的計算 ① 卸料力： Fx=nKx=F 落料力 =≈ kN ② 推件力： FT=nKt F 沖孔力 =≈ kN 其中， n——同時卡在凸模洞口的件數(shù)， n=h/t,h 為凹模刃口直壁高度，這里為 8mm： t 為料厚。 N=h/y=8/2=4 壓力中心 【 8】 模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點位置。為了確保壓力機和模具正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機滑快的中心相重合。否則，會使沖模河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 40 和壓力機滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過大的磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，減低模具和壓力機的使用壽命。沖模的壓力中心按下述原則確定： （ 1）對稱形狀的單個沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。 （ 2）工件形狀相同 且分布位置對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。 （ 3）形狀復(fù)雜的零件