【導(dǎo)讀】均系本人獨立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點和材料，均作了注釋，若有不實，后果由本人承擔(dān)。本設(shè)計主要圍繞沖壓模具設(shè)計展開，設(shè)計宗旨為降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，提高模具壽命，而且要求操作方便，維修簡單。即可，整個設(shè)計過程中包括模具的結(jié)構(gòu)分析與主要零件的計算。根據(jù)模具尺寸選擇安裝。全面仔細(xì)的分析。通過本次設(shè)計，靈活運用所學(xué)知識，加深對模具設(shè)計、機械加工、公差、熱處。理等內(nèi)容的掌握，提高了獨立解決問題的能力。

　　

【正文】 有導(dǎo)向裝置的一般形狀凸模 maxL 1200 I F? （ 58） 式中 maxL —— 凸模允許的最大自由長度（ mm）； F —— 沖壓力（ N）； I—— 凸模最小截面慣性矩（ 4mm ）。 從俯視圖可以看：凸模形狀類似為工字形，可按工字形截面求其近似慣性矩 I，則 *max 0FSIb? ? （ 59） 可以導(dǎo)出 *max 0FSI b?? 式中 *S —— 中性軸靜矩， *S = 222 000()8 2 4bhb hh? ? ? ?； （ 510） max? —— 最大剪應(yīng)力。 *max 0FSI b?? = 22235 1 2 5 0 N 2 6 . 7 1 . 5 2 0[ ( 2 3 2 0 ) ]1 . 6 1 0 M Pa 8 2 4? ? ? ? ?? = 4mm 故 maxL =21mm 1200 I F? = 41 2 0 0 1 6 1 7 7 .2 m m 5 1 2 5 0 N? = 滿足要求 切斷凸模固定端面的壓力 切斷凸模固定端面的單位壓力按下式計算，即 q= FA ? ??? 式中 q—— 凸模固定端面的壓力， MPa； A—— 凸模固定部分最大剖面積， 2mm ； 寧波大紅鷹學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 28 F—— 落料或沖孔的沖壓力， N； ??? —— 模座鑄鐵材料的許用壓應(yīng)力， MPa。 q= Nmm=??? =90 140MPa 所以也需加墊板。 （ 參考文獻(xiàn) [2] 38~40P ） 凸、凹模間隙 查《沖壓工藝及模具設(shè)計》中表 ,知 minz=,?=，則 ax=i+ = 沖孔凸模、落料凹模分別按照沖孔凸模、落料凹模的實際尺寸進(jìn)行配制，雙邊最小間隙為 ，間隙最大不得超過 。 大批量生產(chǎn)、且工作精度要求不高，按大間隙可提高模具的壽命。 ]5[ 凹模的結(jié)構(gòu)形式 凹模的材料 選用 T10A，查《沖壓工藝及模具設(shè)計》可選用如下圖所示的類型： 圖 凹 模結(jié)構(gòu)圖 查表得6?h， 凹模外形尺寸的確定 凹模的輪廓尺寸，因其結(jié)構(gòu)形式不一，受力狀態(tài)比較復(fù)雜，目前還不能用理論計算 29 方法確定，在實用中，一般根據(jù)沖裁材料的厚度，按經(jīng)驗公式計算。凹模板的厚度一般應(yīng)不小于 15，隨著凹模板外形尺寸的增大，凹模板的厚度也相應(yīng)增大。按照下面的公式進(jìn)行計算。]6[ 凹模厚度：KbH?（ mm） 式中 K——系數(shù)，考慮板料厚度的影響1K=； b——沖裁件的最大外形尺寸。 所 以落料凹模厚度為： ??? 落料凹模尺寸BL?為：190231? 凸模的設(shè)計 凸模的結(jié)構(gòu)形式 通過對該工件的工藝性分析可知，該模具沖孔時需采用圓形凸模，落料時需采用非圓形凸模兩種。查《沖壓工藝及模具設(shè)計》可選用（ b）型為該圓形凸模結(jié)構(gòu)， d=～，正符合該工件，其結(jié)構(gòu)如下圖： 圖 沖孔凸模結(jié)構(gòu) 凸模長度L為： HHHHL ???? 321 其中凸模固定板厚mmHH %601 ???? 凹， 取1H=20mm 寧波大紅鷹學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 30 卸料板厚mmH 182?， 導(dǎo)料板厚mm83， ? ?mm20~10?,其中 包括凸模進(jìn)入凹模的深度 、總修磨量以及模具閉合狀態(tài)下卸料板到凸模固定板 間的安全距離，取H。 則沖孔凸模：mmL 621881820 ????， 落料凸模： 。 對于非圓形凸?？晒潭ú糠肿龀砷L方形，這樣就改善了它和凸模固定板之間的配合。 如上該圓形小凸模比較細(xì)長，且工件厚度較大，必須進(jìn)行承壓能力校驗。 承壓能力校驗： 沖裁時 ,凸模承受的壓應(yīng)力壓?必須小于凸模材料強度允許的壓應(yīng)力][ 壓?: []PF????壓 壓，對圓形凸模，P dt???，代入上式可得4[]dt ???壓 式中 P——沖裁力， N； F——凸模最小斷面面積， mm2； d——凸模直徑， mm； t——材料厚度， mm； ?——毛料材料抗剪強度， MPa； ][ 壓?—— 凸模材料的許用壓應(yīng)力， MPa。 查《沖壓模具與制 造》表知MPa1600~1000][ ?壓?，取MPa1400][ ?壓?，MPa588? 326??t，][4 ????壓?? 所以 4[]dt ???壓 成立，即該沖孔凸模承壓能力足夠。 凸模的固定方式 如圖所示，沖孔凸模采用壓入法的固定方式。 31 圖 凸模安裝形式 用凸模固定板將凸模固定在模座上。固定板與凸模一般采用)6/7( mH過渡配合。適用于沖裁板厚mmt 6?的沖裁凸模與各類模具零件，利用臺階結(jié)構(gòu)限制軸向移動，注意臺階結(jié)構(gòu)的尺寸，應(yīng)該使DH??，mmD ~??，mm8~3?。]7[ 它的特點是連接可靠，對配合孔的精度要求較高。裝配時，將凸模固定板型孔臺階朝上，放在兩個等高墊鐵上，將凸模工作端朝下放入型孔對正，用壓入機分多次壓入，要邊壓入邊檢查凸模垂直度，并注意 盈量、表面粗糙度，導(dǎo)入圓角和導(dǎo)入斜度。壓入后臺階面要接觸，然后將凸模尾端磨平。壓入時最好在手動壓力機上進(jìn)行，首次壓入時不要超過 3mm。而落料凸模由于其外形復(fù)雜 .采用低熔點合金法進(jìn)行固定。低熔點合金在冷凝時有體積膨脹的特點，利用這個特點在模具裝配時固定零件。采用這種方法的優(yōu)點是工藝簡單、操作方便，并可降低配合部位的加工精度，減少加工工時，有較高的連接強度。且低熔點合金可重復(fù)使用，回用次數(shù)多時，應(yīng)測定合金的成分比例。]8[ 寧波大紅鷹學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 32 5 沖孔落料模輔助零件設(shè)計 擋料銷 擋料銷用于限定條料的送進(jìn)距離、 抵住條料的搭邊或工件輪廓，起定位作用。擋料銷有固定擋料銷和活動擋料銷，而固定擋料銷分為圓形和鉤形，一般安裝在凹模上，圓形擋料銷，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，根據(jù)所設(shè)計的模具選用圓形固定擋料銷。材料為 45鋼，經(jīng)熱處理硬度 HRC42～ 48。與凹模的銷孔為 H7/m6 配合。查《沖壓工藝及模具設(shè)計》表 知，擋料銷高度為 3mm。 導(dǎo)料板的作用是使條料在橫向能夠正確定位，即沖裁時條料可貼在導(dǎo)料板的一側(cè)向前送進(jìn)，以防偏斜。導(dǎo)料板的結(jié)構(gòu)可分為與卸料板作為一體的和與卸料板分離的兩種形式。為了便于加工制造，采用導(dǎo)料板與 卸料板聯(lián)成整體的結(jié)構(gòu)形式。為使條料順利通過，導(dǎo)料板間的距離應(yīng)等于條料的最大寬度加上一間隙值（ 一般大于 ）。導(dǎo)料板的高度 H 視料厚 t 與擋料銷的高度 h 而定 ,使用固定擋料銷時 ,導(dǎo)料板高度較大 ,擋料銷上要有適當(dāng)?shù)目臻g ,使條料便于通過 ,送料不受阻礙時 ,導(dǎo)料板高度可小些 .查《沖壓工藝及模具設(shè)計》表 知 H=8～ 10mm ,取 H=10mm。其結(jié)構(gòu)如下圖：]9[ 圖 導(dǎo)料板 卸料板是將材料或工件從凸模上卸脫的固定式或活動式板形零件。本次設(shè)計考慮到 33 該工件的工藝性極其模具的要求等因素，決定選用固定 卸料板結(jié)構(gòu)，固定卸料裝置安全可靠，結(jié)構(gòu)簡單，卸料力大。根據(jù)沖裁件厚度，則采用封閉式剛性卸料板。且和導(dǎo)料板做為一體，兼作導(dǎo)向裝置，卸料板孔應(yīng)按照凸模配做。固定卸料板與凸模之間的單邊間隙取tmm)~(，經(jīng)過計算，凸模與卸料板上形孔的單邊間隙可取 。卸料板與凸模配合的孔下面應(yīng)保證是銳角，否則卸料時條料易擠進(jìn)間隙內(nèi)而損壞凸模。卸料板厚度一般為凹模厚度的 ～ 倍。]10[ 圖 剛性 卸料板 導(dǎo)向零件 導(dǎo)向零件是指上、下模的導(dǎo)向裝置零件。對生產(chǎn)批量 大、要求模具壽命長、工件精度高的沖裁模，一般采用導(dǎo)向裝置，以保證上、下模的精確導(dǎo)向。常用導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)。 由于設(shè)計的模具較大，采用中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱分布在矩形凹模的對稱中心上，兩個導(dǎo)柱的直徑不同，可避免上模與下模裝錯而發(fā)生啃模事故。適用與單工序模。導(dǎo)柱與導(dǎo)套、下模座的配合關(guān)系采用基軸制。導(dǎo)柱和與之相配合的導(dǎo)套，分別壓入下模座和上模座的安裝孔中，分別采用67hR和67VH過盈配合，工作可靠，應(yīng)用較為廣泛。為避免因調(diào)整不當(dāng)，使壓力機滑塊與導(dǎo)柱上端面碰撞，在選擇導(dǎo)柱長度和導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝時，寧波大紅鷹學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 34 應(yīng)保證模座在閉合狀態(tài)時，上模座上平面與 導(dǎo)柱上端面應(yīng)保留 10～ 15mm的距離，導(dǎo)柱下端面與下模座下平面應(yīng)留 2～ 5mm 的距離。導(dǎo)套與上模座上平面應(yīng)留不小于 3mm 的距離。]11[ 連接與固定零件 上、下模座 上、下模座上不僅要安裝沖模的全部零件，而且要承受和傳遞沖壓力。所以模座不僅要有足夠的強度，還要有足夠的剛度。模座的剛度不足，會降低沖模壽命。因此，模座要有足夠的厚度，一般取為凹模厚度的 1～ 倍。在該模具中可選用滑動導(dǎo)向中間導(dǎo)柱模架的模座。上、下模座的導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝孔的軸心線應(yīng)與基準(zhǔn)面垂直，其垂直度誤差按為 100:。模座的上、下平面的表面粗糙度為 ，只有在保證平行度要求下才允許降低為 。矩形模座的長度應(yīng)比凹模長度大 40～ 70mm，而寬度尺寸可與凹模同寬或梢大。因為采用了導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向，應(yīng)為其留出足夠的安裝位置。以及采用了模柄的上模座，因為不用留出安裝壓板的凸臺，其外形尺寸可適當(dāng)縮小。模板的厚度一般可根據(jù)凹模厚度來定。]12[通常取：上H、凹下 H)~1(? 式中 上H—— 上模座厚度； 下—— 下模座厚度； 凹—— 凹模厚度。 所以落料模具：mmHH ????? 凹下上。 沖孔模具：6458凹下上 下模座長)70~40(??凹LL因為本沖模采用導(dǎo)柱導(dǎo)套裝置，故下模座長度取得 稍大。 模柄 選用壓入式模柄。它與上模座孔采用6/7mH過渡配合。 模柄的直徑與長度應(yīng)與所選用沖床的安裝模柄孔直接相匹配，模柄裝入上模座后，模柄的軸心線對上模上平面的垂直度誤差在全長范圍內(nèi)不大于 ，材料可采用 45 鋼。 螺釘與銷釘 螺釘與銷釘用于零件安裝時的固定和定位。工作零件與窩座配合時則不用銷釘。銷 35 釘一般用兩個。螺釘?shù)拇笮「鶕?jù)凹模厚度選擇，查表選取螺釘?shù)男吞枮?M16。 冷沖模常用零件的材料、熱處理及硬度如下 : 表 材料清 單 零件名稱 材料 熱處理硬度 HRC 沖裁凸模 T10A 58～ 62 沖裁凹模 T10A 58～ 62 上、下模座 HT400 凸、凹模固定板 45 鋼 43～ 48 墊板 45 鋼 43～ 48 卸料板 45 鋼 43～ 48 導(dǎo)料板 Q235 28~32 擋料銷 45 鋼 43～ 48 模柄 Q235 43～ 48 導(dǎo)柱、導(dǎo)套 20 鋼 滲碳 56～ 62 銷釘 45 鋼 43～ 48 螺釘 45 鋼 35～ 40 墊圈 Q235 43～ 48 6 沖孔落料模壓力機的選擇 壓力機的選用是制定沖壓工藝和制 定模具設(shè)計方案的一項重要內(nèi)容。它直接關(guān)系到設(shè)備的合理使用，沖壓工藝的的順利實現(xiàn)、提高模具壽命、方便操作以及提高生產(chǎn)效率等一系列重要問題。選用壓力機，主要是根據(jù)沖壓工藝的性質(zhì)，沖壓件批量的大小，模具的尺寸和精度，變形力的大小等。壓力機的選用包括選擇壓力機的類型和確定壓力機的主要技術(shù)參數(shù)兩項內(nèi)容。所選用的壓力機公稱壓力應(yīng)大于計算出來的總沖壓力588KN,，工作臺板尺寸、壓力機的閉合高度和滑塊尺寸等應(yīng)能滿足模具正確安裝的要求。壓力機滑塊行程應(yīng)滿足工件在高度上能獲得所需尺寸，并在沖壓后能順利地從模具內(nèi)取出來。]13[ 由 于沖模閉合高度m s t a x dH H LH H H? ?? ? ?=170mm。壓力機的最大裝模高度應(yīng)大于或等于 170mm（沖模閉合高度 +5mm）。 寧波大紅鷹學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 36 按上述要求可選用 開式可傾壓力機 ,需要在工作臺面上加設(shè)墊板。 型號為 JB2363,其主要技術(shù)參數(shù)為： 公稱壓力： 630kN 滑塊行程： 120mm 行程次數(shù)： 70 次 /min 最大封閉高度 ： 360mm 連桿調(diào)節(jié)長度：