【導(dǎo)讀】本文設(shè)計的模具為管卡級進模，使用方便可靠。該模具主要有沖孔、切。斷、彎曲等工序。首先通過對制件進行工藝分析、確定沖壓工藝方案及模具結(jié)構(gòu)。算等，最后通過CAD繪制模具的裝配圖及零件圖。

　　

【正文】 63 63 1 1 11 20 63 80 6 80 80、 100 6 100 80、 100 100、 125 80 1 1 1 1 22 80、 100 125 100、 125 12 140 80、 140 100 1 1 1 2 25 125 140 12 140 1 160 100、 160 12 160 1 200 100、 200 125 1 1 22 28 140 160 160、 200 1 200 160、 200 12 250 140 1 2 22 32 160 200 200、 250 160、 250 200、 280 160 1 2 2 23 35 200 250 250、 280 200、 280 250、 2 2 33 40 250 315 250 2 3 3 45 280、 315 凹模材料的選用 凹模刃口要求有較高的耐磨性，并能承受沖裁時的沖擊力，因此要有較高的硬度和適度的韌性。根據(jù)設(shè)計要求，選用 Cr12 比較好，熱處理淬火硬度 60～64HRC。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計，全套設(shè)計需要圖紙加 97666224 31 凸凹模的設(shè)計 凸凹模材料選擇與凹模一樣，都要求使用時間較長，高耐磨性，高硬度和適度的韌性。但熱處理應(yīng)高于凹模。所以，材料也選用 Cr12。 外形凹模的設(shè)計 因為該制件形狀不是 很 復(fù)雜，但有彎曲部分，所以將落料模設(shè)計成直通式凸模，直通式凸模工作部分和固定部分的形狀做成一樣，直通式凸模采用線切割機床加工?？梢灾苯佑?2 個 M8 的螺釘固定在墊板上，凸模與凸模固定板的配合按H7/m6。外形凸模的高度是凸模固定板的厚度、卸料板的厚度、導(dǎo)料板的厚度的總和，外形凸模下部設(shè)置 1 個導(dǎo)正銷，借用工件上的孔作為導(dǎo)正孔。 外形凸模長度為： yHHHL ???? 導(dǎo)21 （ 102） 式中： H1凸模固定板厚度； H 導(dǎo) 導(dǎo)板的厚度； H2卸料板厚度； y增加長度。 由于 H 導(dǎo) =6mm， y=46mm，查表 103 得 H2=18mm，代入 公式 102 得： mm90466182021????????? yHHHL 導(dǎo) 內(nèi)孔凸模設(shè)計 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 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，又分為直通式和臺階式。因為本設(shè)計中凸模是圓形結(jié)構(gòu)，所以綜合考慮采用整體式中的臺階式（如圖 101），凸模與凸模固定板的配合按H7/m6。 凸模尺寸計算 凸模長度尺寸應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)確定，同時考慮凸模的修模量及固定板與卸料板之間的安全距離等因素。因為該模具采用的是彈性卸料上出件方式，其優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計，全套設(shè)計需要圖紙加 97666224 32 總 長 按相關(guān)公式計算： 54321 HHHHHL ????? （ 103） 式中： H1凸模固定板厚度； H2彈簧工作 厚度； H3卸料板厚度； H4導(dǎo)料板厚度； H5沖裁件厚度和凸模進入凸凹模經(jīng)驗值。 由于 H1=20， H2=20， H3=18， H4=6， H5=2，代入公式 103 得： mm6626182020HHHHHL 54321??????????? 圖 101 沖孔凸模尺寸 凸模材料的選用 由于沖模為級進模，所以材料要有良好的耐磨性、高強度、足夠的韌性、良好的抗疲勞性、熱處理工藝性等。 Cr12 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度，且淬火變形小。為滿足 以上要求，在該模具中凸模材料選用 Cr12 鋼，熱處理 58～ 60HRC，凸模與推件塊之間的間隙見表 104，查得凸模與推件塊的間隙為 。 表 103 卸料板厚度 沖件厚度 t 卸料板寬度 ＜ 50 50～ 80 80～ 125 125～ 200 ＞ 200 ～ 6 6 8 10 12 ＞ ～ 6 8 10 12 14 ＞ ～ 3 8 10 12 14 18 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計，全套設(shè)計需要圖紙加 97666224 33 表 104 凸模與卸料板、導(dǎo)柱與導(dǎo)套的間隙 序號 模具沖裁間隙 Z 卸料板與凸模間隙 Z1 輔助小導(dǎo)柱與小導(dǎo)套間隙Z2 1 ～ ～ 約為 2 ～ ～ 約為 3 ～ ～ 約為 4 ～ ～ 約為 彎曲凸模的設(shè)計 彎曲凸模選用直通式，采用線切割加工方法。彎曲凸模與凸模固定板采用H7/r6 配合。長度為 52mm，凸模材料應(yīng)選 Cr12，熱處理 58～ 60HRC，彎曲寬度為 60mm。 彈性元件的選擇 在沖裁模卸料與出件裝置中，常用的元件是彈 簧和橡膠，考慮本模具的結(jié)構(gòu)，該模具采用的彈性元件為彈簧。在卸料裝置中，常用的彈簧是圓柱螺旋壓縮彈簧。這種彈簧已標準化（ GB20891980），設(shè)計時根據(jù)所要求的壓縮量和生產(chǎn)的壓力按標準選用即可。 沖模常用圓柱螺旋壓縮彈簧，一般用 65Mn 或 60Si2Mn 等鋼絲圈繞成，兩端拼齊并磨平，熱處理以后硬度一般為 43～ 48HRC。 卸料彈簧的選用如下： （ 1）初步選用彈簧個數(shù)為 2~4 個。 （ 2）根據(jù)總卸料力 FQ 和初選彈簧個數(shù) n，算出彈簧預(yù)壓力 Fy： nFQFy /? （ 104） =10360/4 =2590N （ 3）根據(jù)預(yù)壓力 FQ 選取彈簧規(guī)格： Fy2~ ）（? （ 105） =3885~5180 （ 4）根據(jù)彈簧壓力與其壓縮量成正比的特性，可按以下公 式計算彈簧的預(yù)壓量 hy： 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計，全套設(shè)計需要圖紙加 97666224 34 FjFyhjHy /? 式中： Hj彈簧極限壓縮量（ mm） ； Fj彈簧極限工作負荷（ N）； Fy彈簧預(yù)壓力（ N）。 4 5 0 0162 5 9 0FjF y h jHy????// 檢查所選彈簧是否合適，使彈簧工作時的總壓縮量 h 不超過彈簧允許的極限工作負荷下的壓縮量 hj，應(yīng)滿足此式： hmhxhyhhj???????? 經(jīng)檢查滿足彈簧選取要求。 所選彈簧規(guī)格為 DdH=50mm10mm65mm，材料： 65Mn，熱處理硬度：40～ 48HRC。 卸料板的設(shè)計 本模具的卸料板不僅有卸料作用，還具有用外形凸模導(dǎo)向，對內(nèi)孔凸模起保護作用，卸料板的邊界尺寸與凹模的邊界尺寸相同，卸料板的厚度按表 103 選擇，卸料板厚度為 18mm。卸料板與 2 個凸模的間隙以在凸模設(shè)計中確定了為。卸料板采用 45 鋼制造，熱處理淬火硬度 40～ 45HRC。 推件裝置的設(shè)計 推件的目的是將制件從凹模中推出。推件力 是由壓力機的模梁作用，通過一些傳力元件將推件力傳遞到推件板上，將制件和廢料推出凹模。推板的形狀和推板的布置應(yīng)根據(jù)被推材料的尺寸和形狀來確定。 推件塊結(jié)構(gòu)形式分為： （ 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；但推件力較小。常用于正裝式復(fù)合模或沖裁薄板料的落料模中。 （ 2）剛性推件裝置：一般裝在上模，利用壓力機的力推件，因此推件力大，推件可靠；但不具有壓料作用。常用于倒裝式復(fù)合模中。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計，全套設(shè)計需要圖紙加 97666224 35 綜上，本設(shè)計采用剛性推件裝置。它的基本零件有推件塊、推桿、推板、連接推桿和打桿，這些零件都已標準化，可從標準 中選取。 擋料銷的設(shè)計 設(shè)計擋料銷時，應(yīng)注意以下幾點： （ 1）工件外形簡單時，應(yīng)以外形定位，外形復(fù)雜時以內(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，各套沖模應(yīng)盡可能利用工件上同一位基準，避免累積誤差。 本設(shè)計選用 固定擋料銷 ，材料 45 鋼 GB69969，熱處理硬度43～ 48HRC，技術(shù)條件按 GB287081 的規(guī)定。 擋料銷的位置尺寸可按下式計算： ???? // （ 106） =A(DTD)/2+ 式中： A步距（ mm）； DT落料凸模直徑（ mm）； D擋料銷頭部直徑（ mm）。 由于 A=， DT=119mm， D=8mm，代入公式（ 106）得： ? ???? /）（ 模架及其它零件的設(shè)計 模座的設(shè)計 （ 1）模座的材料 一般選用 HT200250，也可選用 A A5 結(jié)構(gòu)鋼。本 設(shè)計從降低模具成本考慮，選用 HT200 作為模座材料。 （ 2）模座外形尺寸 如果模座為圓形，其直徑應(yīng)比凹模外徑大 30～ 70mm；為矩形模座，其長度應(yīng)比凹模外形長度大 40～ 70mm，而寬度尺寸應(yīng)比凹模同寬或稍大些；當采用導(dǎo)柱導(dǎo)套時，還要留出足夠的安裝導(dǎo)柱導(dǎo)套的位置。本設(shè)計根據(jù)實際而定 ， 采用標優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計，全套設(shè)計需要圖紙加 97666224 36 準 模座。 校核：下模座的最小輪廓尺寸，應(yīng)比壓力機工作平臺上漏料孔的尺寸每邊至少要大 40～ 50mm。 （ 3）模座厚度 上模座的厚度與下模座厚度查標準分別為 45mm、 50mm。 模柄的選用 模柄的作用是將模具的上模座固定在沖床的 滑塊上。常用的模柄形式有： （ 1）整體式模柄，模柄與上模座做成整體，用于小型模具。 （ 2）帶臺階的壓入式模柄，它與模座安裝孔用 H7/m6 配合，可以保證較高的同軸度和垂直度，適用于各種中小型模具。 （ 3）帶螺紋的旋入式模柄，與上模連接后，為防止松動，擰入防轉(zhuǎn)螺釘緊固，垂直度較差，主要用于小型模具。 （ 4）有凸緣的模柄，用螺釘、銷釘與上模座緊固在一起，使用與較大的模具。 （ 5）浮動式模柄，它由模柄，球面墊塊和連接板組成，這種結(jié)構(gòu)可以通過球面墊塊消除沖床導(dǎo)軌位差對對沖模導(dǎo)向精度的影響，適用于滾珠導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向的精 密沖裁。 綜上，本模具選用壓入式模柄 C40，材料 Q235。 模架的設(shè)計 本模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架（ GB/），模具上、下模的精準導(dǎo)向由滑動導(dǎo)柱、導(dǎo)套來保證?；瑒訉?dǎo)柱、導(dǎo)套都是圓柱形的，其加工方便，可采用車床加工，裝配容易。導(dǎo)柱的長度應(yīng)保證上模座最底位置時（閉合狀態(tài)），導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離 15mm。而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離為 5mm。導(dǎo)柱的下部與下模座導(dǎo)柱孔采用 R6/h5 的過盈配合 ,導(dǎo)套的外徑與上模座導(dǎo)套孔采用 H6/h5 的過盈配合。導(dǎo)套的長度，需要保 證沖壓時導(dǎo)柱一定要進入導(dǎo)套10mm 以上。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用 H7/h6 的間隙配合，導(dǎo)柱與導(dǎo)套均采用 20 鋼，熱處理硬度滲碳淬硬 56～ 60HRC。 導(dǎo)柱的直徑、長度，按標準（ GB/）選取。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計，全套設(shè)計需要圖紙加 97666224 37 導(dǎo)柱： d/mmL/mm 分別為 Φ28170。 導(dǎo)套的直徑、長度，按標準（ GB/） 選取。 導(dǎo)套： d/mmL/mmD/mm分別為 Φ289542。 模座的尺寸 L/mmB/mm 為 200mm125mm。 模座的厚度應(yīng)為凹模厚度的～ 2 倍，上模座厚度為 35mm，上墊板的厚度為 ： 8mm，凸模固定板厚度取20mm，凸凹模厚度為 54mm，下模座厚度為 45mm，那么該模具的閉合高度為： hHHLHHH ?????? 下模凹墊上模閉 （ 107） 式中： L沖孔凸模長度； H 凹 凹模板厚度； h凸模沖裁后進入凹模的深度。 由于 L=66mm， H 凹 =32mm， h=2mm，代入公式（ 107）得： 2 2 4 m m255203266845?????????????下模凹墊上模閉 hHHLHHH 由此可見該模具閉合高度小于所選壓力 機 J2330 的最大裝模高度，可以使用。優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計，全套設(shè)計需要圖紙加 97666224 38 11 模具總裝圖 通過以上的設(shè)計，可得到模具總裝圖。模具的上模部分由上模座、上模墊板、凸模、凸模固定板、及卸料板等組成。卸料方式是采用固定卸料板卸料。下模部分由卸料板、凸凹模固定板、凸凹模、下模座等組成。上模座、上模墊板、凸模固定板、及卸料板用 4 個卸料螺釘、 4 個 M10 螺釘和 4 個 Φ10 圓柱銷固定。