【正文】 、沖孔凹模的外形尺寸 凹。又稱鉚刀口凹模，主要用于沖裁板料厚度 以下的小間隙、無間隙模具。斜壁式其特點(diǎn)與直壁式相反，在一般的工件或廢料向下落的模具中應(yīng)用廣泛。故沖件精度高，刃口強(qiáng)度也較好。 模架 主要有以下幾種用途和功能如下： 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 第 六 章 模具 零件 設(shè)計 拉深 凹模設(shè)計 、 沖孔凹模洞口形狀的選擇 凹模的洞口形狀是指凹模型孔的軸剖面形狀，其基本形式有直壁式、斜壁式和凸臺式三種。 圖 51 1—打桿； 2—推板； 3—推桿； 4—推件塊 剛性推件裝置 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 模架類型及精度 采用后側(cè) 滑動導(dǎo)柱模架 。推板的形狀和推桿的布置應(yīng)根據(jù)被推材料的尺寸和形狀來確定。 推件和頂件的目的，是將制件從凹模中推出來 (凹模在上模 )或頂出 (凹模在下模 )。 卸料與出件方式 設(shè)計卸料零件的目的，是將沖裁后卡箍在凸模上或凸凹模上的制件或廢料卸掉，保證下次沖壓正常進(jìn)行。 操作與定位方式 零件雖屬于大批量生產(chǎn)，但在此安排手工送料方式能夠達(dá)到批量生產(chǎn)，且能夠降低模具的成本。此工件的拉深深度為 70mm,故采用倒裝拉深模具。 我們將彈簧壓邊圈裝在下部，采用倒裝拉深模具。制件被嵌在上模部分的落料凹模內(nèi)，回程時由剛性推料裝置將制件推下。 （ 4）由于壓邊力只在平板坯料沒有完全被拉入凹模前起作用，所以適用于旋轉(zhuǎn)體體的拉伸。 （ 3）由于工件或廢料不在凹模也內(nèi)積聚，因此也就沒有必要加工凹模的反面孔（出料孔）。從而可減少凹模的壁厚，使凹模的外形尺寸縮小，節(jié)約模具材料。 倒裝模具結(jié)構(gòu)的選用原則 ： 只有當(dāng)工件表面要求平整、外形輪廓較復(fù)雜、外形輪廓不對稱、或坯料較薄時的沖裁，以及旋轉(zhuǎn)體件拉伸時，才選用倒裝模具結(jié)構(gòu)。 按照落料凹模安裝的位置，復(fù)合?？煞譃檎b和倒裝兩種形式。 （ 2）生產(chǎn)效率高。使沖出的制件內(nèi)外形相對位置及各件的尺寸一致性非常好，制件平直。由于是在沖床的一次行程內(nèi)，完成數(shù)道沖壓工序。 所謂復(fù)合模具結(jié)構(gòu)，就是在沖床的一次行程內(nèi)，完成兩道以上的沖壓工序。 因?yàn)檫@是最后一次拉深，所以凸模圓角半徑 應(yīng)等于零件圓角半徑 =15mm。 一般，第一次拉深凸模圓角半徑 以后各次拉深凸模圓角半徑 式中： 為本工序的拉深直徑； 為下道工序的拉深直徑。 過小，毛坯在該處受到較大的彎曲變形，使危險斷面的強(qiáng)度降低，過小的 會引起危險斷面局部 變簿甚至開裂，也影響拉深件的表面質(zhì)量。通常可按經(jīng)驗(yàn)公式計算： ? ? 7 5 0 ????d mm 式中 ：Ｄ為毛坯直徑或上道工序拉深件直徑； D=100mm d 為本道工序拉深件的直徑 d=78mm。在拉深后期毛坯外緣過早脫離壓邊作用而起皺，使拉深件質(zhì)量不好，在側(cè)壁下部 和口部形成皺褶。另外， 小時，材料對凹模的壓力增加，模具磨損加劇 ,使模具的壽命降低。當(dāng) 較小時，材料經(jīng)過凹模圓角部分其變形阻力大，引起摩擦力增加，結(jié)果使拉深變形抗力增加，拉深力增大還容易使危險斷面材料嚴(yán)重變簿甚至于破裂，在這種情況下，材料變形受限制，必須第四章 模具刃口尺寸計算 24 采用較大的拉深系數(shù)。 凹模工作平面與模腔表面要求加工為 m；圓角表面一般要求為 m。當(dāng)零件公差為 IT3 級以上者，δ 采用 IT6— 8級；當(dāng)零件公差為 IT14 級以下者， δ 采用 IT10 級。其值見文獻(xiàn)（ 2） P159 表 421. 圖 42 凸、凹模間隙 當(dāng)零件要求內(nèi)形尺寸時 (圖 b)寸。 因此，確定間隙的原則是：既要考慮板材本身的公差，又要考慮毛坯口部的增厚。故間隙過大或過小均會降低零件質(zhì)量。 2. 零件質(zhì)量 間隙過大，容易起皺，毛坯口部的變厚的不到消除；另外，也會使零件出現(xiàn)錐度。 （ 1）凸模尺寸 對尺寸 A1,由 文獻(xiàn)（ 2） p63 表 210如 表 ，查得制造公差 , ?? ??dp 對尺寸 A2,由 文獻(xiàn)（ 2） p63 表 210如 表 ，查得制造公差 , ?? ??dp 對尺寸 B1,由 文獻(xiàn)（ 2） p63 表 210如 表 ，查得制造公差 , ?? ??dp 對尺寸 B2,由 文獻(xiàn)（ 2） p63 表 210如 表 ，查得制造公差 , ?? ??dp 由文獻(xiàn)（ 2） p58 表 25 查得 mmmm ZZ 1 4 ,1 0 m a xm in ?? 由上面查得數(shù)據(jù)滿足如下條件 由文獻(xiàn)（ 2） p64 表 211 如圖 52查得 磨損后凸模尺寸變?。?A 類）： 由文獻(xiàn)（ 2） p65 公式 216 得 磨損后凸模尺寸變大（ B 類）： 由文獻(xiàn)（ 2） p65 公式 217 得 （ 2）凹模尺寸 由文獻(xiàn)（ 2） p63 公式 29 計算凹模尺寸如下 , 4321 ???? xxxx ? ??? ?? xAA Pp 0?? ? mmmmp 0 ?? ?? ??? ? mmmmp 0 ?? ?? ??ZZdp m inm ax ????? ? ?Zddp dd min 0? ?? ?? ? mmmmA d ?? ?? ?? ? mmmmd ?? ?? ?? ??? ?? xBB Pp ?0? ? ?? ?? ??p ? ? mmp ?? ?? ??第四章 模具刃口尺寸計算 22 計算拉深凸凹模刃口尺寸 凸、凹模間隙 拉深模的間隙 是指的單邊間隙。 確定制件尺寸公差 由于 制件沒 有標(biāo)注尺寸公差確定為 IT13 級，查文獻(xiàn)（ 4） p104 表 91尺寸公差表示如圖 41： 第四章 模具刃口尺寸計算 20 圖 41 制件的制造公差 文獻(xiàn)（ 2） p64 表 211 表 系數(shù) x 文獻(xiàn)（ 2） p63 表 210 表 制造公差 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 計算沖孔凸凹模刃口尺寸 沖孔應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件，然后配做凹模。若制件沒有標(biāo)注公差，則對于非圓形件按國家標(biāo)準(zhǔn)“非配合尺寸的公差數(shù)值” IT14 級處理，沖模則可按 IT11 級制造；對于圓形件，一般可按 IT7～ IT6 級制造模具。如果對刃口精度要求過高 ( 即制造公差過小 )，會使模具制造困難，增加成本，延長生產(chǎn)周期；如果對刃口精度要求過低 (即制造公差過大 )，則生產(chǎn)出來的制件可能不合格，會使模具的壽命降低。凸模、凹模間隙則取最小合理間隙值。故設(shè)計落料模時，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上；設(shè)計沖孔模時，以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模 （ 2）考慮到?jīng)_裁中凸模、凹模的磨損，設(shè)計落料模時，凹?；境叽鐟?yīng)取尺寸公差范圍的較小尺寸；設(shè)計沖孔模時，凸?；境叽鐒t應(yīng)取工件孔尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸。從生產(chǎn)實(shí)踐中可以發(fā)現(xiàn)： （ 1）由于凸模、凹模之間存在間隙，使落下的料或沖出的孔都帶有錐度，且落料 （ 2）在測量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔孔徑是以小端尺寸為基準(zhǔn)。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 第 四 章 模具刃口尺寸計算 沖裁模刃口尺寸計算的基本原則 沖裁件的尺寸精度主要決定于模具刃口的尺寸精度，模具的合理間隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度來保證。液壓機(jī)一般不適于沖裁工藝。全行程中壓力恒定，這對于工作行程較大的沖壓工藝具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。這類壓力機(jī)的剛度大．滑塊行程小，在行程末端停留時間長。在大批量生產(chǎn)中，應(yīng)選用高速壓力機(jī)或多工位自動壓力機(jī)。對于復(fù)雜的大型拉深件的沖壓工藝，最好選用雙動拉深壓力機(jī)，以保證壓邊的可靠性。對于校平、整形、彎曲、成形和溫、熱擠壓等工序，可選用摩擦壓力機(jī)。適宜于精度要求不太高的沖壓件生產(chǎn)。這種壓力機(jī)雖然剛度差，降低了模具壽命和制件質(zhì)量。 所以， KNKLF ?????? ? 因采用剛性卸料裝置和下出料方式的沖裁模，所以總壓力為 KNNF 1 1 1 3 3 9 79 7 9 6 88 6 9 3 56 0 61 1 0 2 1 ???????總 、 壓力機(jī)類型的選擇 壓力機(jī)類型的選擇，主要是根據(jù)沖壓工藝的性質(zhì)、生產(chǎn)批量大小、制件的幾何形狀、尺寸及精度要求，以及安全操作等因素來確定的。圓筒形拉深件采用帶壓邊圈的拉深時可用下式計算拉深力： 第一次拉深 第二次拉深 式中 為材料的抗拉強(qiáng)度； 為系數(shù) 再次拉深的系數(shù) 7 1 0179dm 122 ??? d，查《沖壓工藝與模具設(shè)計》， p158 表 420 修正系數(shù) K=， NdtKF b 8 6 73 2 ?????? ?? 3 切邊力的計算 沖裁力按文獻(xiàn)（ 2） p50 公式 21， ?tKLF? 進(jìn)行計算 式中 L—— 沖裁件周邊長度，用 L= 4 ????r? mm 第三章 計算沖壓力及確定壓力中心 18 t—— 材料厚度， t=1mm ? —— 材料抗剪強(qiáng)度，查文獻(xiàn)（ 3） p38 表 23 查得 08 鋼的抗剪強(qiáng)度 τ =300 MPa K—— 系數(shù)， 考慮到刃口鈍化、間隙不均勻、材料力學(xué)性能與厚度波動等因素而增加的安全系數(shù)。 表 單位壓邊力 q/MPa 生產(chǎn)中也可根據(jù)第一次的拉深力 F１，計算壓邊力： FQ＝ （ N) ．拉深力的計算 圓筒形零件拉深時拉深力理論上是由變形區(qū)的變形抗力、摩擦力和彎曲變形力等組成。但在實(shí)際上是很難做到。如果 FQ 太大，會增加危險斷面處的拉應(yīng)力而導(dǎo)致破裂或嚴(yán)重變簿， FQ 太小時防皺效果不好。 此工件為 對稱形狀的單個沖裁件 ，故沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。 解析法的計算依據(jù)是：各分力對某坐標(biāo)軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對該坐標(biāo)軸力矩。 （ 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。否則會使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過大的磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合。 所以， KNKLF 0 2 0 ?????? ? 由于影響推件力的因素主要有材料的力學(xué)性能、材料厚度、模具間隙、凸凹模表明粗糙度、零件形狀和尺寸以及潤滑情況等。 沖裁力按文獻(xiàn)（ 2） p50 公式 21， ?tKLF? 進(jìn)行計算 式中 L—— 沖裁件周邊長度，用 L= ????r? mm t—— 材料厚度， t=1mm ? —— 材料抗剪強(qiáng)度，查文獻(xiàn)（ 3） p38 表 23 查得 08 鋼的抗剪強(qiáng)度 τ =300 MPa K—— 系數(shù)， 考慮到刃口鈍化、間隙不均勻、材料力學(xué)性能與厚度波動等因素而增加的安全系數(shù)。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 第三 章 計算沖壓力及確定壓力中心 計算沖壓力 沖裁力是指板料作用在凸模上的最大抗力。 方案三生產(chǎn)效率高， 便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化，適宜于大批量生產(chǎn)，操作安全方便 ，但是它 的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，周期較長，成本高。適宜沖制薄料和脆性或軟質(zhì)材料；生產(chǎn)效率高；模具結(jié)構(gòu)緊湊，面積較小。因而不存在累積定位誤差。 方案二工件的精度及生產(chǎn)效率都較高， 制件精度高。 第二章 工藝性分析 14 方案三：再次拉深，沖孔，切邊， 級進(jìn)沖壓 ， 采用 級進(jìn)模 生產(chǎn)。 對于 此工件 ，先擬訂以下三種工序組合方式： 方案一：再次拉深，后沖孔，再切邊， 采用 單工序模 生產(chǎn)。 工序組合方式，可選用復(fù)合?；蜻B續(xù)模。生產(chǎn)批量大，沖壓工序應(yīng)盡可能地組合在一起，采用復(fù)合模或連續(xù)模沖壓；小批量生產(chǎn)時，通常選用單工序簡單模。因此，編制工藝方案時，必須考慮是采用簡單模一個一個工序完成還是將某些工序組合起來，用復(fù)合模或連續(xù)模生產(chǎn)。 此工件的沖壓順序?yàn)樵俅卫睿瑳_孔，切邊。 沖壓順序的安排應(yīng)該有利于發(fā)揮材料的塑性以減少工序數(shù)量。對多道拉深要合理分配各道工序的拉深系數(shù)。對于盒形件要注意毛坯尺寸的計算以及零件圓筒部位的強(qiáng)度要求。對于圓筒形件，一般按材料厚度有兩種拉深方法。為什么呢？因?yàn)槌尚秃笥捎诹慵螤詈筒牧系母飨虍愋?，其邊部一般是不?guī)則的，所以為達(dá)到設(shè)計要求必須先成型，再切邊。對于此次拉深系數(shù) m=79/101=,毛坯相對厚度 t/D=1/100==1% 表 圓筒形件帶壓邊圈的極限拉深系數(shù) 各次拉深 系數(shù) 毛坯相對厚度 t/D 100 2～ ～ ～ ～ ～ ～ m1 m2 m3 m4 m5 ～ ～ ～