【導讀】沖壓技術(shù)包括工藝設(shè)計和模具設(shè)計兩個方面。礎(chǔ)，又是組織正式生產(chǎn)的依據(jù)。沖壓設(shè)計工作在沖壓生產(chǎn)中占有及其重要的地位。產(chǎn)手段之一，更加體現(xiàn)出特有的優(yōu)越性。本次設(shè)計是針對防塵蓋的落料、沖孔、拉深、翻邊的模具設(shè)計。本次設(shè)計先對工件進行工藝分析確定方案，再進行復。設(shè)計集中考慮了模具的加

　　

【正文】 模，以保證條料沿著導料板基準面送進。 綜上，選用 第 2 種。 卸料、出件方式的選擇 在確定模具結(jié)構(gòu)形式時，必須選擇確定其卸料、出件的方式。模具的卸料方式包括剛性卸料、彈性卸料和廢料切刀卸料三種，出件方式包括剛性推件和彈性推件兩種。選擇卸料出件方式時，應(yīng)綜合考慮模具類型、工件質(zhì)量要求及操作方便等因素，以使模具結(jié)構(gòu)簡單，工件安全可靠。 根據(jù)上述原則采用彈性卸料和彈性推件方式。 導向方式的選擇 一般來說，對于單工序模的 拉深 模、 翻邊 模以及其他簡單成型模，由于凸凹模的單邊間隙較大，壓力機滑塊導軌的 導向精度一般能滿足凸凹模對中的要求，故各類模具大都不采用導向裝置 [19]。對于生產(chǎn)批量較小，工件精度較低，沖裁厚料的單工序模，也不考慮導向裝置。但因沖裁間隙較小，故對壓力機滑塊導軌的導向精度要求精度較高。無導向模的主要優(yōu)點是加工制造簡單，模具成本低。缺點是模具在壓力機上的安裝調(diào)整不方便，且模具壽命和工件的質(zhì)量不如有導向的模具高。對于復合模、級進模和工件質(zhì)量要求較高或生產(chǎn)批量要求較大的模具，均采用導向裝置。模具的導向方式主要分為滑動導柱導套、滾動導柱 導套和導板導向三種。 綜上，選用滑動導柱導套。 沖模零 件的設(shè)計 導向零件的設(shè)計 導向零件用來保證上模相對于下模的正確運動，其導向方式主要為滑動式導柱導 第 24 頁 共 38 頁 套、滾動式導柱導套和導板導向三種。本次設(shè)計中兩套模具均選擇滑動式導柱導套。 1）安裝尺寸要求 導柱直徑一般在 16~60mm 之間，長度在 90~320mm 之間。選擇導柱時應(yīng)考慮到模具的閉合高度要求。即在模具處于最低工作位置時，導柱上端面與上模板之間的距離不能小于 10~15mm 之間，以保證凸凹模多次刃磨而使模具閉合高度變小時，導柱也不會影響正常工作，導柱下端面與下模板下端面的距離一般取 2~3mm，以保證下模板 在壓力機工作臺上安裝和固定。導套上端面與上模板的上平面的距離應(yīng)大于3mm. 根據(jù)上述原則， 此 落料、 拉深、 沖孔 、翻邊 復合模均采用滑動導柱導套導向方式。如圖 導柱 、 導套 所示： A 型導柱 35 210 GB/T6991999 40 210 GB/T6991999 A 型導套 50 105 GB/T6991999 55 115 GB/T6991999 在復合模中 導套和 導柱，材料均為 20 鋼，熱處理條件為：滲碳深度 ~，硬度為 HRC58~62，技術(shù)條件按 GB/T 的規(guī)定。 2）尺寸配合要求 導柱導套分別壓入下模板和上模板的安裝孔中，一般采用過盈配合 H6/r5。導柱與導套之間采用間隙配合 H7/h6 或 H6/h5。其配合精度主要取決于沖壓件工序性質(zhì)，沖壓件的精度以及模具壽命等要求。對于一般模具，通常取間隙配合 H7/h6。對于沖裁件間隙較?。ㄐ∮?）的模具，或者結(jié)構(gòu)復雜的模具，級進模，或者要求壽命較長的硬質(zhì)合金模，應(yīng)選用間隙配合 H6/h5。 圖 導柱 圖 導套 第 25 頁 共 38 頁 3）材料及熱處理要求 導柱、導套一般選用 20 號 鋼制造，為了滿足其配合表面的硬度，耐磨性及一定韌性的要求，應(yīng)進行表面的滲碳處理，滲碳層深度為 ~，滲碳后的淬火硬度為 58~62HRC。配合表面粗糙度應(yīng)不大于 m。 卸料裝置 1）卸料板尺寸 合理的卸料板結(jié)構(gòu)形式是模具能否正常工作的重要環(huán)節(jié)之一。卸料板除了進行卸料外 ,在某些結(jié)構(gòu)的模具中還起到保護凸模的重要作用 ,根據(jù)凹模周界以及模具的具體結(jié)構(gòu)形式 ,落料、 拉深 復合模的尺寸選擇 198 mm 158 mm 20mm， 在 拉深翻邊 模中的卸料板尺寸為 118 mm 43 mm 20mm。 2）卸 料螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式 在本次設(shè)計中，卸料螺釘采用圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘，查閱《模具設(shè)計大典》（第619頁）選取的卸料螺釘為 M10，如圖 ，材料為 35鋼，熱處理硬度為 35~40HRC。 3）卸料螺釘?shù)某叽? 根據(jù)以上，選取卸料螺釘為： M10 90 GB/ 承料裝置 承料板的作用是擴大沖壓材料受承托的部分，以便于送進。本次設(shè)計在 落料 模的設(shè)計中采用了承料裝置，用以保證 復合模 定位的精度。 其具體尺寸為： ? 250 12，材料為 40 鋼 。 圖 圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘 第 26 頁 共 38 頁 擋料和導正裝置 擋料裝置對人工送料提供進給量的依據(jù) [20]。當材料與擋料裝置的定位面（邊）接觸時，即停止進給。 在材料需要于模具內(nèi)更精密定位時，應(yīng)采用導正銷將材料導正。導正銷不僅可用于人工送料，也能用于自動送料。 擋料裝置在單工序落料或復合模中，主要作用是保持沖件輪廓的完整和適量的搭邊。根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)形式，本次設(shè)計的復合模中， 其 閉合后 仍用 擋料銷頂 住多余 材料，所以此套模具中采用 固定 擋料銷。其結(jié)構(gòu)形式如圖 所示，它利用 上模 凹槽留出擋料銷帽 ，廣泛應(yīng)用于復合模中。 根據(jù)上述原則，查閱《模具設(shè)計大典》，確定復合模中采用 定位銷和擋料銷 ，為固定 擋料裝置。選擇技術(shù)條件按 JB/ 的規(guī)定，分別為： 擋料銷 ? 4 10 JB/T ，材料為 45 鋼； 定位裝置 定位裝置保證工序件進行后續(xù)沖壓時，在模具內(nèi)占有正確的位置。常用的定位裝置有定位銷和定位板兩類，在本次設(shè)計的 復合 模中采用定位銷、鑲塊和擋塊對工件同時進行定位。定位銷沿工件外形布 置。 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)需要，采用銷對卸料板、凸模固定板進行定位，查閱《模具設(shè)計大典》，選擇銷 Ф 4 10 GB/T 699 。 如圖 所示 ； 圖 擋料裝置 第 27 頁 共 38 頁 出件裝置 根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)，出件裝置選擇彈性卸料， 1）高度計算 彈簧卸料板 的作用是將 成形 后的工件頂出凹模，所需的頂出力很小。選用 彈簧 彈出工件，由于 成形件的 高度過 高 ，容易 成形 失穩(wěn)，所以 用卸料螺栓固定 ，選用標準件，在復合模 中 均采用此種卸料方式，選擇的彈性體為： 碳素彈性鋼絲 16 482 GB/T20891994； 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)， 復 合模的下模選取為 高為 12mm 的 40 鋼和碳素彈性鋼絲 組合在一起； 在 復合 模中，卸料板位于上止點時與凸模的矮平面等高，上模壓下時，彈頂器的工作行程 f=26mm+2mm=28mm， 彈簧自由長度 0H =48mm 彈頂器預先壓縮量均選為 2mm。 2） 受力計算 按模具結(jié)構(gòu)初定彈簧個數(shù) 4，計算每根彈簧分擔的卸料力 kNF ?卸 ， kNnQF ??? 卸預 ? ? 預FKNF ?? ，選 D=16mm的一組彈簧 。 ? ?? ? ，預總 ???????? FSFS ? ?SS ?總 ，滿足壓縮量。 ? ? ? ?? ?? ?FFKNSFSFKNF???????總總總 ，, 所選彈簧為 D=16mm 圖 定位 銷 第 28 頁 共 38 頁 固定板 固定板分為圓形固定板和矩形固定板兩種，在本次設(shè)計中選擇的均為 圓 形固定板。應(yīng)用于凸模結(jié)構(gòu)，設(shè)計時應(yīng)注意以下幾點： 1）凸模固定板的厚度一般選取凹模厚度的 至 倍，其平面尺寸可與凹模、卸料板外形尺寸相同，但還應(yīng)考慮緊固螺釘和銷釘?shù)奈恢谩? 2）固定板的上下表面應(yīng)磨平，并與凸模安裝孔的孔軸線垂直，固定板基準 面的粗糙度為 至 m。 3）凸模安裝孔與凸模采用過渡配合 H7/r6，壓裝后端面要磨平。 4）固定板材料一般采用 Q235 或 45 鋼，無須熱處理淬硬。 在本次設(shè)計中， 復合 模的 上 模固定板選擇 ? 250 mm 20 mm， 下 模固定板選擇 ? 250 mm 20mm； 墊板 墊板的作用是直接承受和擴散凸模傳遞的壓力，以降低模板所受的單位壓力，防止模板被局部壓陷。模具中最為常見的是凸模墊板，它被裝于凸模固定板和模板之間，模具中是否加裝墊板，要根據(jù)模板所受的壓力大小進行判斷，模板所受的單位壓力計算公式是： []FA????壓 () 式中 ? — 模板承受的壓應(yīng)力 （ MPa） ； F— 沖裁力 （ N） ； A— 凸模固定端面積 （ mm2） ； []?壓 — 模板材料的許用壓力 （ MPa） ；對于 HT250， []?壓 =90 至 140 MPa,對于ZG310— 570， []?壓 =110 至 150 MPa。 當 []??? 壓 時，必須使用墊板。墊板的外形尺寸可以與固定板相同，其厚度一般取 3— 10mm。墊板材料為 45 鋼或 T8A 鋼，淬火硬度為 43 至 48HRC。墊板的上下表面應(yīng)磨平，表面粗糙度 Ra 為 至 m，以保證平行度要求。本次設(shè)計的墊板選取厚度為 20mm，材料為 40 鋼 的 圓 形墊板。 模柄 在本次設(shè)計中，復合模選擇的模柄為 標準尺寸 的，規(guī) 格為 A40 85，材料為 Q235，通過 臺肩 固定在上模座上。如圖 所示，具體尺寸見零件圖。 在彎曲模中采用的模柄為 凸緣 模柄， 材料為 ，技術(shù)條件按照 JB/T 76531994 的規(guī)定，直徑為 30mm 第 29 頁 共 38 頁 的 A 型模柄，代號為 A50JB/T 。 螺 釘 的選擇 緊固螺釘選擇的為內(nèi)六角圓柱頭螺釘，螺紋規(guī)格為 d=M10,公稱長度為 l=60，性能等級為 級，表面氧化的 A 級內(nèi)六角圓柱頭螺釘，代號為 GB/T 。在本次設(shè)計中，選用的螺釘標準件有 M10 60、 M10 40 兩 種。 如圖 所示。 在復合模中，固定凸凹模選用開槽 平 頭螺釘， 如圖 所示 ，性能等級為 級，不經(jīng)表面處理的A 級開槽沉頭螺釘，代號為 GB/T 65 M10 60。 上下模板（模座） 上下模板用于安裝固定模具的全部主要零件，起著支撐和傳遞沖壓力的作用。模板可帶導柱和不帶導柱兩種，帶導柱的模板已標準化，設(shè)計時，選取標準模架。 模架分為很多種，有對角式模架、四導柱模架、后側(cè)導柱模架等等。對角式模架，其特點是導柱與模具中心對稱而對角布置，因此受 力平衡，有利于延長模具壽命，該模架從兩個方向送料，操作較方便。但因受 導柱間距離的限制，使用條料沖壓時條料寬度不能太大，故常用于級進模和復合模，是生產(chǎn)中用的較多的一種。中間導柱模架，導柱布置在模板中部兩側(cè)，受力平衡，拔模方便，運動平穩(wěn)。導向精度高，其凹模面積是導套間的有效區(qū)域，僅適用于橫向送料。適用的模具凹模周界的范圍是 63圖 模柄 圖 內(nèi)六角圓柱頭螺釘 圖 開槽 平 頭螺釘 第 30 頁 共 38 頁 50mm2至 500 500 mm2。缺點是只能從一個方向送料，常用于彎曲拉深模具。后側(cè)導柱模架，可從三個方向進行送料，操作方便，但由于導柱布置在后側(cè)，故沖壓時受力不平衡，影響模具壽命，主 要用于一般精度的模具。四導柱的模架，受力平衡，導向精度高，適用于大型精密模具?；瑒訉е＜埽捎趯е蛯椎膶蚴峭ㄟ^滾珠的滾動摩擦來實現(xiàn)的，因此導向精度高，壽命長，主要用于薄料沖裁模，硬質(zhì)合金模以及高速精密級進模。根據(jù)設(shè)計 需要選用中間導柱模架。 根據(jù)《模具設(shè)計大典》，聯(lián)系實際 ,凹模周界為 0D =250mm，選擇的中間導柱模架代號為 GB/，其技術(shù)條件按照 GB/T94361988 的規(guī)定，材料為 HT200 鋼。選取的中間導柱上模座和下模座為： 250 45 的 中間導柱上模座，代號為 GB/； 250 55 的中間導柱下模座，代號為 GB/。 技術(shù)條件均采用 GB/T94361988 的規(guī)定。 本章小結(jié) 本章介紹了沖模設(shè)計的零件及其結(jié)構(gòu)、參數(shù)，通過對結(jié)構(gòu)的分析， 落料 模采用倒裝結(jié)構(gòu)；卸料和出件方式選擇彈性卸料方式；以及其他零部件的確定。 第 31 頁 共 38 頁 第 5 章 設(shè)備的選擇 模具的壓力中心 一副模具的壓力中心就是這幅沖模各個壓力的合力作用點，一般都指平面投影。沖模的壓力中心，應(yīng)盡可能與壓力機滑塊的中心在同一垂直線上。否則沖壓 時會產(chǎn)生偏心載荷，導致模具以及壓力機滑塊與導軌的急劇磨損，這不僅降低模具和壓力機的使用壽命，而且也影響沖壓件的質(zhì)量，因此必須計算其壓力中心。對于對稱形狀的壓力中心就是其幾何中心，對于復雜形狀工件或多凸模沖壓的模具，其壓力機中心的計算，是采用平行力系合力作用線的求解方法，即某點“合力對某軸的力矩之和”的力學原理求得。本次設(shè)計采用計算法求得壓力中心，計算方法如下： 1） 選定坐標系 xOy，如圖 所示。 圖 工件示意圖 將工件輪廓分成若干基本線段，長度分別如下： D1=? 118； d2=? 43； 2） 計算各基