【正文】 4塊橡膠 ，每 塊橡膠 分擔的卸料力為 : F 卸 /n=4690N/4= 查 《沖壓模具簡明設計手冊》取橡膠外形為圓柱和長方體搭配。 凸模固定板：查《沖壓模具簡明設計手冊》取凸模固定板的尺寸為：（ 125 80 15） mm 凸凹模固定板：由模具周界尺寸查《沖壓模具簡明設計手冊》的厚度為 15mm，故 凹凸模固定板的尺寸為（ 125 125 15） mm。 通常中小型沖 模長采用后側式、對角式或對稱式的導柱型模架，四角導柱式 18 模架主要用于精度要求高的沖壓件和大型沖壓件。選擇模架時還要注意到模架與壓力機的安裝關系，例如模架與壓力機工作臺孔的關系，模架的寬度應比壓力機的工作臺孔的孔徑每邊約達 4050mm。 選擇模架尺寸時要根據(jù)凹模的輪廓尺寸考慮，一般在長度上及寬度上都應比凹模大 3040mm。每類模架中，由于導柱安裝位置和數(shù)量不同，又各具有多種模架類型，標準模架的類型見 《沖壓模具簡明設計手冊》表 。為了縮短模具制造周期，降低成本，我國已制定出模架標準，并有商品模架出售。 模架及其附屬組件的選擇 模架包括上模座、下模座、導柱和導套。 17 落料凸模 的設計 落料凸模和沖孔凹模是一體的，即沖孔的凹模在落料的凸模上，故又稱其為凸凹模，凸凹模通過凸模固定板固定在下模上，因此該模具屬于倒裝復合模，其形狀如下： 校核凸凹模的強度：查《沖壓 模具簡明設計手冊》表 凸凹模的最小壁厚為 ，該凸凹模壁厚最小出為 7mm，滿足凸凹模的設計要求。 B 的最大值為 65mm，查《沖壓模具簡明設計手冊》表 的 K 的值為K=0 .28。 C：凹模壁厚 C，指刃口至凹模外形邊緣的距離 。 應用：用于精度要求較高或形狀復雜的工件，上圖形式應用于圓形工件沖模，上下出件皆可。 查《沖模設計應用實例》表 213 得圓形 x=； D42 ： D 凹 =(DxΔ )+δ凹 0=(*)+=+ D 凸 =(D 凹 Zmin)0δ凸 =()= 主要零部件的設計 沖孔凸模的設計 選取圓柱頭直桿圓凸模，由模具的結構及其各個板的厚度確定其長度取45mm，其結構形式如下圖： 沖孔 凹模的設計 由《沖壓模具簡明設計手冊》表 選取直筒式 孔口凹模， 根據(jù)模具要求 16 凹模高 45， 其結構形式如下圖： 特點：制造方便，刃口強度高，刃磨后工作部分尺寸不變。凸模的制造公差取負偏差，凹模的制造公差取正偏差。 查《 沖模設計應用實例 》表 213 得 圓形 x=，非圓形 x=1 15 R9 ： R 凸 =(d+xΔ )0δ凸 =(9+*)= R 凹 =(d 凸 +Zmin)+δ凹 0=(+)+=+ Φ d 凸 =(d+xΔ )0δ凸 =(+*)= d 凹 =(d 凸 +Zmin)+δ凹 0=(+)+=+ 、凹模尺寸計算 工件尺寸為： 。凸模的制造公差取負偏差，凹模的制造公差取正偏差。 、凹模尺寸計算 工件孔的尺寸為： 31+， 8+。 要對凸、凹模具采用分開加工的方法，為了保證間隙值，必須滿足條件： δ 凸 +δ 凹 ≤ ZmaxZmin δ 凸 ：凸模制造公差； δ 凹 ：凹模制造公差。所以正確地確定刃口部分尺寸是相當重要的。 凸凹模刃口尺寸計算 沖裁件的尺寸精度取決于凹、凸模刃口部分的尺寸。 如上圖由于工件在 x 方向上對稱故 x 方向上的壓力中心為 x0=0mm。否則沖裁過程中壓力機滑塊和沖模會承受偏心載荷，使滑塊導軌 和沖模導向部分產生不正常磨損，合理間隙得不到保證，刃口迅速變鈍，從而降低沖件質量和模具壽命甚至損壞模具。 卸料力 F 卸 1=K 卸 F1=*= N 12 推件力 F 推 1=nK 推 F1=3**= N 頂出力 F 頂 1=K 頂 F1=*= N 模具采用剛性卸料和下出料方式的總壓力由式 F 總 =F+F 推 沖孔總壓力為 F 總 1=F1+F 推 1=+= N 落料沖壓力的計算 沖裁力的計算由式 F0=Ltτ 沖裁件周長 L2由 proe 中的測量工具直接測量得 L2=，抗剪強度為260MPa； 沖裁力為： F02=L2tτ =**260= N 選擇沖床時的沖裁力為： F2==*= N 卸料力、推件力、頂出力的計算及卸料力、推件力、頂出力因數(shù)同上； 卸料力 F 卸 2=K 卸 F2=*= N 推件力 F 推 2=nK 推 F2=5**= N 頂出力 F 頂 2=K 頂 F2=*= N 落料的總壓力為： F 總 2=F2+F 推 2=+= N 總沖壓力為： F 總 =F 總 1+F 總 2=+= N 壓力機標稱壓力的確定 一般情況下所選壓力機的標稱壓力應大于或等于成形工藝力和輔助工藝力總和的 倍，故壓力機標稱壓力取 ： P≥ 總 = = 由 P 的值可初選壓力為開式可傾工作臺壓力機，壓力機參數(shù)如下： 公稱壓力 ： 400KN； 13 滑塊行程 ： 100mm； 滑塊行程次數(shù) ： 80 次 /min； 最大閉合高度 :300mm； 閉合高度調節(jié)量 ： 80mm； 工作臺尺寸 ： 630mm? 420mm 壓力中心的計算 沖壓力合力的作用點稱為壓力中心。 F01=L1tτ =**260= N 考慮到凸、凹模刃口的磨損，模具間隙的波動，材料力學性能的變化以及材料厚度偏差等因素，實際所需的沖裁力還需增加 30%，故選擇沖床的沖裁力應為： F=≈ Ltσ b 式中 σ b：材料的抗拉強度 (MPa) F1=*= N 卸料力、推件力和頂出力的影響因素很多，如材料的種類，材料厚度，沖裁間隙，零件形狀尺寸以及潤滑情況等。 如圖 所示 圖 11 階梯布置的凸模間高度差 H 取決于材料厚度，一般為： t≤ 3mm 時， H=t； t3mm 時， H=。因此可以不考慮側向推力的影響。 η 總 =n 總 F/LB=200*(500*1000)*100% =% 每張鋼板的材料利用率為 %。 每張鋼板可裁剪 10 塊條料，每塊條料可沖裁 20 個工件，每張鋼板可沖裁200 個工件， n 總 =200。 料利用率 用制件的面積與所用的板料面積的百分比，作為衡量排樣合理性的指標，稱為材料的利用率。確定后的的排樣方案如下圖： 一個步距內的材料利用率為 η =A/BS 100% =（ 45X45） 100% =% 公式中的 A= 是由 proe 中的測量工具直接測量的工件表面面積。 在可能情況下，要求產品的設計修正產品零件的結構形狀和尺寸，以減少和消除設計廢料的形成，并有可能采取少無廢料方式。 沖件在條料上的排樣，應考慮沖壓生產率，沖模耐用度、沖模結構是否簡單和操作的方便及安全等。考慮到排樣的選擇原則： 沖裁小工件或某種工件需要窄帶料時，應沿板料順長方向進行排樣，符合材料規(guī)格及工藝要求。復合模工作部分零件應選用加工性能較好、耐磨性好、淬透性高、熱處理變形小的材料。 d．卸 料板工作面應高出凸模端面 。 b．頂桿、模柄采用雙邊間隙為 。 5．注意模具各部分的配合和精度要求。由于復合模的精度較高，因此也應選用精度較高的模架。 3．復合工序的先后順序排列應有利于成形及模具制造、維修。 2．復合模中的凸凹模設計。由于復合模的工作行程往往較大，尤其是落料、拉深復合模，落料在先，拉深在后，一般落料力較大，拉深力較小，這與壓力機的許用負荷曲線的變化趨勢相反，所以容易產生超載。一般復合模的工序在四工序以下，否則模具過于復雜，同時 模具的強度、剛度、可靠性也隨之下降。當沖壓件的尺寸或同軸度、對稱度等位置精度要求較高時，應考慮采用復合模；對于形狀復雜，重新定位可能產生較大誤差的沖壓工件，也應采用復合模。由于復合模成本較高，小批量生產時宜采用單工序模，幾個單工序?？赡鼙纫惶讖秃夏３杀具€低，在大批量生產時適合使用復合模。 5．某些帶狹窄面的工件受到凸凹模強度的限制不能使用復合模加工。 4．復合模的結構較復雜。沖壓件內、外形的同軸度偏差可達 ，特別適合薄料（料厚 t 可小至）的沖裁。 2．提高沖壓件的質量。 復合模的特點及選用 復合模的特點： 1．生產 效率高。復合模只有一個，并在這個工位上完成兩道或兩道以上的工序。沖壓精度為中高級，尺寸一致性好，適合大批量中小型 定型產品零件的生產；由于條料排樣可采用多排，一次沖壓可以出多件，生產率高，同時容易實現(xiàn)操作機械化自動化，尤其適和在單機上實現(xiàn)自動化，但級進模模具制造周期較長。 方案二采用級進模加工。 (3)沖裁工藝方案選擇 方案一： 工序 采用單工序模生產 方案二： 工序 采用級進 模生產 方案三： 工序 落料與 沖孔復合沖壓 采用復合模生產 方案一采用單工序模加工。 ,Φ 18mm， 10177。 圖 Pro/E鈑金模具設計 2 對零件的綜合分析 零件圖如圖 所示 零件材料： 08 優(yōu)質碳素鋼 生產批量：大批量 材料厚： 1 6 圖 (1)材料 本零件為 08優(yōu)質碳素鋼，抗剪強度τ =220310MPa，抗拉強度σ b=280390MPa,伸長率δ 10=32%，屈服極限σ s=180MPa，具有良好的沖壓性能。 PDX 模架設計步驟 使用 Pro/E 結合 PDX 設計鈑金模具十分便捷，在設計之前，必須明確制件的形狀、使用材料、展開圖尺寸、制件的排樣方式和凹凸模的結構等，根據(jù)其類型和結構就可以定出模具結構。 ，包括板設計、板沖壓、導向件、螺釘、彈簧和其他元件的裝配等。 鈑金模架庫模塊 (PDX) 5 鈑金模架庫模塊 (PDX)的英文全稱是 Progressive Die Extension，它是Pro/E 軟件的一套外掛軟件，可以用于鈑金件快速而方便地進行設計， PDX 支持3種主要設計功能。 塑料顧問：用于注塑模具的鑄模填充分析。 MoldLib：可用于各種模具的模架設 計，已逐漸被 EMX 代替。 塑料模具模塊：可以設計注塑模具型腔和吹塑模具型腔。 在 Pro/E 中可以設計注塑模具、中空吹塑模具。模具設計選項具有易用、自動化功能強大的特點，用于設計和校驗沖模、注塑模和壓鑄模，可以縮短開發(fā)時間，并提高成品質量。如何根據(jù)產品的三維實體模型來生成模具的型腔。因此，根據(jù)產品設計和加工出模具，是制造產品的關鍵。 Pro/E 在模具 CAD/CAE/CAM 中的應用 工業(yè)產品在完成實體造型后，必須通過其他方法使其轉換為實際產品。 雖然我國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距。 (2) 大型模具企業(yè)擁有高速數(shù)控加工 /加工中心 /數(shù)控機床等先進的加工工藝與裝備，可以開展 RP/RT 或模具逆向工程工作，硬件設備已經(jīng)站在世界基本同步的水平線上。我國也已引進了相當數(shù)量的 CAD/CAM 系統(tǒng)，如美國 EDS 的 UG，美國 Parametric Technology 公司的 Pro/Engineer。對提高新產品的開發(fā)速度，促進生產的發(fā)展有著非常重要的作用。目前，快速 經(jīng)濟制模技術主要有低熔點合金制模技術、鋅基合金制模技術、環(huán)氧樹脂制模技術、噴涂成形制模技術、疊層鋼板制模技術等。 隨著功能強大的專業(yè)軟件和高效集成制造設備的出現(xiàn)，以三維造型為基礎、基于并行工程（ CE）的模具 CAD/CAM 技術正成為發(fā)展方向，它能實現(xiàn)面向制造和裝配的設計，實現(xiàn)成形過程的模擬和數(shù)控加工過程的仿真，使設計、制造一體化。它以計算機軟件的形式，為企業(yè)提供一種有效的輔助工具，使工程技術人員借助于計算機對產品性能、模具結構、成形工藝、數(shù)控加 工及生產管理進行設計和優(yōu)化。浙江寧波和 黃巖 地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)” ；目前我國模具年生產總量雖已位居世界第三，其中，沖壓模具占據(jù)其總量的 40％以上，但在整個模具設計制造水平和標準化程度上，與德國、美國、日本等發(fā)達國家相比還存在很大差距。隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。所用的模具與模鍛模相似。 一般粉末冶金件的空隙很大，占總體積的 15％左右，成形壓力不大，模具結構較簡單，精度、表面粗糙度要求一般，所以對模 3 具無特殊要求。將金屬粉末定量地倒入下模，然后上模壓下、閉合、成形，再用頂料裝置頂出預制坯。因此壓鑄模需要采用耐高溫的材料制造。金屬在型腔內冷卻、凝固后抽出型芯，分開模具，由頂桿推出鑄件。壓鑄模的結構與塑料注射模類似。 (4) 壓鑄模安裝在壓鑄機上，液態(tài)金屬在高壓下注入型腔、保壓至金屬凝固和成形的模具。為此，擠壓筒和反擠壓的凹模需要有很高的強度，常采用多層預應力組合結構。反擠壓模的擠壓筒為凹模，沖頭成為凸模。正擠壓模有一個靜止的凹模和放置坯料的擠壓筒和 對坯料施加壓力的沖頭。型腔中應盡量減少尖角、深槽，以利于金屬塑性流動和充填，減少模具磨損和開裂，提高模具壽命。在模鍛成形中，坯料很難與終鍛時型腔體積相等，為了避免廢品，坯料選用稍大一些。模鍛時，坯料往往經(jīng)過多次變形才能制成鍛件，這就需要在一個模塊上刻有幾個