【導(dǎo)讀】宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院。自行車剎車卡片復(fù)合模模具設(shè)計(jì)。系部現(xiàn)代制造工程系。專業(yè)名稱模具設(shè)計(jì)與制造。進(jìn)行了詳細(xì)的工藝分析、確定沖壓工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式分析，后進(jìn)行排樣設(shè)。計(jì)、壓力中心計(jì)算、沖裁力計(jì)算、工作零件刃口尺寸的計(jì)算等，最后通過AutoCAD

　　

【正文】 =50 = 根據(jù)公式（ 72）可計(jì)算凹模邊壁厚： ? ?Hc 2~? =（ ～ 2） =～ 25mm 取凹模邊壁厚為 25mm。 根據(jù)凹模厚度和邊壁厚可確定凹模板的長、寬的尺寸。 根據(jù)公式（ 73）可計(jì)算凹模長： cbL 21?? 27 =50+225 =100mm 根據(jù)公式（ 74）可計(jì)算凹模寬： cbB 21?? =30+225 =80mm 即： HBL ?? =10080 查表 72 得凹模尺寸為 125mm100mm14mm 表 72 矩形和圓形凹模外形尺寸 mm 矩形凹模的長度和寬度 LB 矩形和圓形凹 模厚度 圓形凹模直徑 d 6350、 6363 1 11 1 20 63 806 8080、 1006 10080、 100100、 12580 1 1 11 22 80、 100 125100、 12512 14080、 140100 1 1 1 2 25 125 14012 1401 160100、 16012 1601200100、 200125 1 1 2 2 28 140 160160、 2001 200160、 20012 250140 1 22 2 32 160 200200、 250160、 250200、 280160 1 2 22 3 35 200 凹模外形簡圖如圖 72 所示： 圖 72 凹模簡圖 28 凸模的設(shè)計(jì) 凸模結(jié)構(gòu)的確定 凸模結(jié)構(gòu)通常分為兩大類一類是鑲拼式，另一類為整體式 ， 整體式中，根據(jù)加工方法的不同，又分為直通式和臺(tái)階式。因?yàn)樵撝萍螤畈粡?fù)雜，所以將落料模設(shè)計(jì)成臺(tái)階式凸模，臺(tái)階式凸模工作部分和固定部分的形狀做成一樣，凸模與凸模固定板的配合按 H7/m6。 凸模材料的確定 該模具要求有較高的壽命和較高的耐磨性，并能承受沖裁時(shí)的沖擊力 ,所以凸模的材料應(yīng)選 Cr12MoV，熱處理 58～ 62HRC。 凸模精度的確定 根據(jù)凸模作為工作零件，其精度要求較高，所以選用 IT7 級(jí)，表面粗糙度為，同軸度為 。 凸模高度的確定 因?yàn)樵撝萍螤畈皇呛軓?fù)雜，所以將沖孔模設(shè)計(jì)成臺(tái)階式凸模。凸模與凸模固定板的配合按 H7/m6。凸模的高度是凸模固定板的厚度、落料凹模與附加長度的總和，如圖 73所示。 圖 73 凸模高度尺寸 凸模高度為： ? ?2~121 ??? hhL （ 75）式中： h1凸模固定板厚度，可得： h1=14mm； h2凹模厚度，可得： h2=14mm； 1～ 2附加長度。 29 附加長度包括凸模的修磨量，凸模進(jìn)入凸凹模的深度。（附加長度取 1mm） 由公式（ 75）得： L=14+14+1=29mm 由以上可得凸模簡圖如圖 74 所示： 圖 74 凸模簡圖 凸凹模設(shè)計(jì) 凸凹模外形的確定 凸凹模的外形由本套模具所設(shè)計(jì)的零件圖樣外形確定。凸凹模的外形尺寸應(yīng)保證有足夠的強(qiáng)度、剛度和修磨量，一般根據(jù)被沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來確定的，與落料凹模配合確定，其內(nèi)孔尺寸與沖孔凸模配合確定。 凸凹模材料的選取 由于沖模為復(fù)合模，所以材料要有良好的耐磨性、高強(qiáng)度、足夠的韌性、良好的抗疲勞性、熱處理工藝性等。 Cr12MoV 剛具有較好的淬透性，很高的耐磨性，有較高的沖擊韌度和承載強(qiáng)度，且淬火變形小。為滿足以上要求，在該模具中凸凹模材料選用 Cr12MoV鋼。 凸凹模精度的確定 零件精度 ,由于該零件為工作零件，起主要成型的作用，對(duì)精度要求較高，外形精度公差為 IT7。 凸凹模壁厚的確定 凸凹模是復(fù)合模中同時(shí)具有落料凸模和沖孔凹模作用的工作零件。它的內(nèi)外緣均為刃口，內(nèi)外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸。從強(qiáng)度方面考慮，其壁厚應(yīng)受最小值限制。凸凹模的最小壁厚與模具結(jié)構(gòu)有關(guān)：當(dāng)模具為正裝結(jié)構(gòu)時(shí)，內(nèi)孔不積存廢料，脹力小，最小壁厚可以小些；當(dāng)模具為倒裝結(jié)構(gòu)時(shí)，若內(nèi)孔為直筒型刃口形式，且采用下出料方式，則內(nèi)孔積存廢料，脹力大，故最小壁厚應(yīng)大一些。 30 凸凹模的最小壁厚值，目前一般按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 確定，倒裝復(fù)合模的凸凹模最小壁厚見表 73。正裝復(fù)合模的凸凹模最小壁厚可比倒裝的小一些。 表 73 凸凹模的最小壁厚 材料厚度t/mm 最小壁厚/mm 材料厚 t/mm 最小壁厚/mm 10 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，該壁厚為 ，本設(shè)計(jì)中凸凹模的壁厚為 4mm，故該凸凹模的側(cè)壁強(qiáng)度要求足夠。 凸凹模洞口類型的選取 本設(shè)計(jì)采用的是倒裝式復(fù)合模，故凸凹模在下模，采用下出料方式，需要設(shè)計(jì)凸凹模洞口類型，排出積存廢料。 凸凹模洞口的類型如圖 75 所示，其中 a、 b、 c 型為直筒式刃口凹模，其特點(diǎn)是制造方便，刃口強(qiáng)度高，刃磨后工作部分尺寸不變，廣泛用于沖裁公差要求較小，形狀復(fù)雜的精密制件。但因廢料的聚集而增大了推件力和凸凹模的漲裂力，給凸、凸凹模的強(qiáng)度都帶來了不利影響。一般復(fù)合模和上出件的沖裁模用 a、 c型，下出件用 b、 d 型其中 d 型是錐筒式刃口，在凸凹模內(nèi)不聚集材料，側(cè)壁磨損小，但刃口強(qiáng)度差，刃磨后刃口徑向尺寸略有增大。 綜上所述，本設(shè)計(jì)選用 a 型洞口。 （ a）直通式 （ b）直通式 （ c）直通式 （ d）錐筒式 （ e）錐形式 圖 75 凸凹模洞口的類型 31 凸凹模尺寸的設(shè)計(jì) 凸凹模高度尺寸如圖 76 所示，計(jì)算公式如下： 321 hhhhL ???? （ 76） 式中： h增加長度 （ 包括凸模進(jìn)入凸凹模深度 ， 彈性元件安裝高度等 ）； h1凸凹模固定板厚度 ； h2彈性卸料板厚度 ； h3凸凹模板厚度； 圖 76 凸凹模高度尺寸 根據(jù)公式（ 76）凸凹模高度： 321 hhhhL ???? =2+16+10+18 =46mm 綜上所述，結(jié)合總體設(shè)計(jì)中對(duì)零件圖樣的設(shè)計(jì)，最終確定凸凹模尺寸：?56mm46mm。凸凹模簡圖如圖 77 所示： 圖 77 凸凹模簡圖 32 定位零件的選用 定位零件為擋料銷和導(dǎo)料銷， 選取時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （ 1）工件外形簡單時(shí)，應(yīng)以外形定位，外形復(fù)雜時(shí)以內(nèi)孔定位。 （ 2）定位要可靠，放置毛坯和取出工件要方便，確保操作安全。 （ 3）若工件需要經(jīng)過幾道工序完成時(shí)，各套沖模應(yīng)盡可能利用工件上同一位基準(zhǔn)，避免累積誤差。 在此選用機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) GB/ 中的 A 型擋料銷，作為該模具中的擋料銷和導(dǎo)料銷。 選取該模具的擋料銷和導(dǎo)料銷的直徑 d=8mm的 A 型固定擋料銷。 卸料裝置的選定 卸料裝置的選用 彈性卸料裝置由卸料板、彈性元件、卸料螺釘?shù)攘慵M成 。 彈性卸料起導(dǎo)向作用時(shí)，卸料板與凸模按 H7/h6 配合制造，但其間隙應(yīng)比凸、凹間隙小，此時(shí)，凸模與固定板以 H7/h6 配合。此外，在模具開啟狀態(tài)，卸料板應(yīng)高出模具工件零件刃口 ～ ，以便順利卸料。彈性卸料裝置簡圖如圖 78 所示： 1卸料板； 2彈性元件； 3卸料螺釘 圖 78 彈壓卸料裝置簡圖 卸料螺釘?shù)倪x用 根據(jù)復(fù)合模具典型組合尺寸查得卸料螺釘選擇為：圓柱頭卸料螺 M842mm JB/。 33 卸料板外型設(shè)計(jì) 在沖壓工藝分析中已經(jīng)選擇了彈性卸料裝置，采用卸料板進(jìn)行卸料。卸料板不僅有卸料作用，還具有用凸凹模導(dǎo)向，對(duì)凸凹模起保護(hù)作用，卸料板的邊界尺寸與凹模的邊界尺寸相等。卸料板與凸凹模的間隙值由表 74 確定，取 。 卸料板 材料的選擇 卸料板主要是起卸料的作用，對(duì)它的強(qiáng)度和硬度要求較高，所以材料選擇是45 鋼。 45 鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，它的質(zhì)量較好，含碳量（ ﹪ ）波動(dòng)小，性能較穩(wěn)定 ,經(jīng)過熱處理（調(diào)質(zhì)）后具有良好的綜合力學(xué)性能，即具有較高的強(qiáng)度、硬度，又具有較好的塑性、韌性。 卸料板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 卸料板與凸凹模應(yīng)該是間隙配合，要保證單邊間隙為 。 表 74 卸料板與凸凹模間隙值 材料厚度 t/mm ＜ ～ 1 ＞ 1 單邊間隙 Z/mm 根據(jù)查表 74 得，卸料板與凸凹模間隙符合條件。 本套模具采用了一個(gè)擋料銷和兩個(gè)導(dǎo)料銷進(jìn)行條料的定位和導(dǎo)料。根據(jù)條料的寬（ ）和搭邊值（ 1mm）確定擋料銷和導(dǎo)料銷的位置，兩個(gè)導(dǎo)料銷之間的距離為 20mm。 模具采用的是彈壓卸料板、橡膠和卸料螺釘進(jìn)行卸料。兩個(gè)卸料螺釘對(duì)稱分布，使每個(gè)卸料螺釘受力均勻。 卸料板整體精度的確定 卸料板外輪廓的精度要求不高，所以選取 IT12 級(jí)，粗糙度為 ；而內(nèi)輪廓的精度要求比外輪廓的要求稍高，所以選取 IT11 級(jí)，粗糙度為 ；兩個(gè)螺紋孔和擋料銷、導(dǎo)料銷有定位的作用，所以精度要求要高一些為 IT7 級(jí)，粗糙度為 。 卸料橡膠的選用 在沖裁模卸料與出件裝置 中，常用的元件是彈簧和橡膠，考慮模具的結(jié)構(gòu)，該模具采用的彈性元件為橡膠。橡膠允許承受的負(fù)載較大，占據(jù)空間尺寸較小，安裝調(diào)整較方便靈活，而且成本低，是中小型沖模中彈性卸料、頂件及壓邊裝置 34 常用的彈性元件。 卸料橡膠的選用與計(jì)算步驟： （ 1）確定自由高度 H 自 ? ?修模工自 hLH ?? ~ （ 77） 式中： L 工 沖模的工作行程，對(duì)沖裁模而言， L 工 =t+1； h 修模 預(yù)留的修模量，根據(jù)模具設(shè)計(jì)壽命一般取 4～ 6 mm。 根據(jù)公式（ 77）得： ? ? 修模工自 hLH ?? ~ =（ ～ ） +（ 4～ 6） =（ ～ ） +（ 4～ 6） =+(3～ ) =14mm （ 2）確定 L 預(yù) 和 H 裝 ? ? 自預(yù) HL ~? （ 78） 式中： L 預(yù) 橡膠的預(yù)壓縮量。 根據(jù)公式（ 78）得： L 預(yù) =（ ～ ） 14=1.～ = 預(yù)自裝 LHH ?? （ 79） 式中： H 裝 沖模裝配好以后橡膠的高度。 根據(jù)公式（ 79）得： H 裝 =142=12mm （ 3）確定橡膠橫截面積 A gFA /? （ 710） 式中： F所需的彈壓力（ F=）； g橡膠在預(yù)壓縮狀態(tài)下的單位壓力： g=26～ 。 根據(jù)公式（ 710）得： gFA /? = 35 綜上所述，結(jié)合卸料板的厚度查表 75，卸料板與凹模的外形尺寸相同。根據(jù)凹模的尺寸 125mm100mm14mm，從而可以確定卸料板的尺寸。 查表 75，卸料板的厚度為 10mm。 表 75 固定卸料板厚度 50 沖件厚度 t 卸料板寬度 125～ 200 200 ～ 6 6 8 10 12 ～ 6 8 10 12 14 ～ 3 8 10 12 14 16 卸料板簡圖如 圖 79 所示： 圖 79 卸料板簡圖 推件裝置的選定 推件裝置主要有兩種： （ 1）彈性推件裝置：一般裝在下模，具有壓料作用，沖裁件質(zhì)量好；但推件力小。常用于正裝式復(fù)合?；驔_裁薄板料的落料模中。 （ 2）剛性推件裝置：一般裝在上模，利用壓力機(jī)的力推件，因?yàn)橥萍Υ?，推件可靠；但不具有壓料作用。常用于倒裝復(fù)合模中。根據(jù)本副模具要求，所以采用剛性推件裝置。 36 根據(jù)本副模具要求，所以采用剛性推件裝置。 剛性推件裝置由打桿