【正文】 式計(jì)算，即 公式（3—1）dxAd?????0)(（2）凹模磨損后變小的尺寸，按一般沖孔凸模公式計(jì)算，因它在凹模上相當(dāng)于沖孔凸模尺寸，即 公式（3—2）0)(dxBd????（3）凹模磨損后無變化的尺寸，其基本計(jì)算公式為 =(C+△)177。在計(jì)算復(fù)雜形狀的凸凹模工作部分的尺寸時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)凸模和凹模磨損后，在一個(gè)凸?；虬寄Ｉ蠒?huì)同時(shí)存在三種不同磨損性質(zhì)的尺寸，這時(shí)需要區(qū)別對(duì)待。這種方法不僅容易保證凸、凹模間隙枝很小。這 δp 與 δd 就不再受間隙限制。對(duì)于該工件厚度只有 （mm）屬于薄板零件，為了保證沖裁凸、凹模間有一定的間隙值，必須采用配合加工。21 刃口尺寸的計(jì)算沖裁模凹、凸模刃口尺寸有兩種計(jì)算和標(biāo)注的方法，即分開加工和配做加工兩種方法。若工件沒有標(biāo)注公差，則對(duì)于非圓形工件安國家“配合尺寸的公差數(shù)值”IT14 級(jí)處理，沖模則可按 IT11 級(jí)制造；對(duì)于圓形工件可按 IT17～I(xiàn)T9 級(jí)制造模具。 （3）確定沖模刃口制造公差時(shí)，應(yīng)考慮制件的公差要求。這樣在凸凹麼磨損到一定程度的情況下，人能沖出合格的制件。故設(shè)計(jì)落料模時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)，間隙去在凹模上：設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，以凸模尺寸為基準(zhǔn)，間隙去在凹模上。 （3）沖裁時(shí)，凸、凹模要與沖裁件或廢料發(fā)生摩擦，凸模越磨愈小，凹模越磨愈大，結(jié)果使間隙越來越大。從生產(chǎn)實(shí)踐中可以發(fā)現(xiàn)： （1）由于凸、凹模之間存在間隙，使落下的料和沖出的孔都帶有錐度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。如圖 2—7 所示：圖 2—7 壓力中心20第 3 章 主要部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 刃口尺寸計(jì)算的基本原則 沖裁件的尺寸精度主要取決與模具刃口的尺寸的精度，模具的合理間隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度來保證。求出合力作用點(diǎn)的坐標(biāo)位置 0，0（x=0,y=0） ，即為所求模具的壓力中心。（2）工件形狀 相同且分布對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。否則，會(huì)使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生19偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過大磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低了模具和壓力機(jī)的使用壽命。得排樣簡(jiǎn)圖：圖 26 排樣圖此排樣共分 8 個(gè)工位，第一工位側(cè)刃定距，第二工位沖中心孔，第三個(gè)工位落料，第四個(gè)工位壓型，第五工位導(dǎo)正，第六工位折彎，第七工位沖裁，第八工位折彎。由于設(shè)計(jì)的零件是矩形零件，所以采用有費(fèi)料直排法。采用少、無廢料排樣法，材料利用率高，不但有利于一次沖程獲得多個(gè)制件，而且可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力，但是，因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差的影響，所以模具沖裁件的公差等級(jí)較低。對(duì)于其他材料的應(yīng)將表中的數(shù)值乘以下列數(shù)：鋼（W %～%） 鋼（W %～%） 硬黃銅 1～ 硬鋁 1～軟黃銅，純銅 16表 2—5 搭邊 a 和 a1 數(shù)值圓件及 r＞2t 的工件 矩形工件邊長 L＜50mm 矩形工件邊長 L＞50mm或 r＜2t 的工件材料厚度工件間 a1 沿邊 a 工件間 a1 沿邊 a 工件間 a1 沿邊 a＜~~~~~~~~~~~12該制件是矩形工件，根據(jù)尺寸從表 2—5 中查出：兩制件之間的搭邊值 a1=,側(cè)搭邊值 a=。搭邊值通常由經(jīng)驗(yàn)確定，表所列搭邊值為普通沖裁時(shí)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)之一。搭邊過小，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖件毛刺，有時(shí)還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命。搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。13 β=r 0+kt 公式(2—1)式中：r 0——內(nèi)彎曲半徑 t——材料厚度 k——中性層系數(shù)表 2—4 板料彎曲中性層系數(shù)r0/t K1(V) K2(U) K3(O) — — — — — r0/t 2 3 4 5 6 8K1(V) K2(U) K3(O) 查表 2—4，K=根據(jù)公式 2—1 β= r 0+kt =+ =（mm）根據(jù)零件圖上得知，圓角半徑較大（R） ，彎曲件毛坯的長度公式為： LO=∑L 直 + ∑L 彎 公式（2—2）式中： L O——彎曲件毛坯張開長度 （mm） ∑L 直 ——彎曲件各直線部分的長度 （mm） ∑L 彎 ——彎曲件各彎曲部分中性層長度之和（mm）L 彎 = 公式（2—3）????180/14`圖 2—2 計(jì)算橫向展開尺寸示意圖式中 α——彎曲中心角當(dāng) α= 時(shí) L 彎 =L1=圖 2—3 計(jì)算縱向展開尺寸示意圖L2=根據(jù)計(jì)算得：工件的展開尺寸如圖 24 所示。 計(jì)算毛坯尺寸相對(duì)彎曲半徑為：R/t=式中：R——彎曲半徑（mm） t——材料厚度（mm） 由于相對(duì)彎曲半徑大于 ，可見制件屬于圓角半徑較大的彎曲件，應(yīng)該先 求變形區(qū)中性層曲率半徑 β（mm） 。因此，沖裁間隙是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的工藝參數(shù)。沖裁過程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間均有摩擦，間隙越小，模具作用的壓應(yīng)力越大，摩擦也越嚴(yán)重，而降低了模具的壽命?？紤]到模具在使用過程中的磨損使間隙增大，故設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)要采用最小合理間隙值 Cmin。用用級(jí)進(jìn)模沖裁時(shí),生產(chǎn)率高,操作方便,通過合理設(shè)計(jì)可以達(dá)到較好的零件質(zhì)量和避免模具強(qiáng)度不夠的問題,根據(jù)以上分析,該零件采用級(jí)進(jìn)沖裁工藝方案.11 沖裁間隙的選用設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求，所需沖裁力小、模具壽命高，但分別從質(zhì)量，沖裁力、模具壽命等方面的要求確定的合理間隙并不是同一個(gè)數(shù)值，只是彼此接近。該沖裁件包括落料和沖孔、壓型、彎曲基本工序,可采用的沖裁方案有單工序沖裁,復(fù),因此采用單工序須要模具數(shù)量較多,生產(chǎn)率低,所用費(fèi)用也高,不合理。表 21 沖壓生產(chǎn)批量與合理模具形式 批量/（千件/每 年）項(xiàng)目單件 小批 中批 大批 大量大件中件小件1111～21～51～102～205～5010～10020～30050～1000100～500030010005000模具形式簡(jiǎn)易模單工序模單工序模簡(jiǎn)易模級(jí)進(jìn)模、復(fù)合模、單工序模級(jí)進(jìn)模、復(fù)合模級(jí)進(jìn)模、復(fù)合模設(shè)備形式 通用壓機(jī) 通用壓機(jī)高速壓機(jī)自動(dòng)和半自動(dòng)通用壓機(jī)機(jī)械化高速壓機(jī)自動(dòng)機(jī)專用壓機(jī)與自動(dòng)機(jī)10表 22 單工序模、級(jí)進(jìn)模和復(fù)合模的比較比較項(xiàng)目 單工序模 級(jí)進(jìn)模 復(fù)合模工件尺寸精度 較低 一般,IT11 級(jí)以下 較高,IT9 級(jí)以下工件形位公差工件不平整,同軸度、對(duì)稱度及位置度誤差大不太平整，有時(shí)要較平，同軸度、位置度誤差較大工件平整，同軸度、對(duì)稱度及位置誤差大沖壓生產(chǎn)率低，沖床一次行程內(nèi)只能完成一個(gè)工序高，沖床在一次行程內(nèi)能完成多個(gè)工序較高，沖床在一次行程內(nèi)可完成兩個(gè)以上工序?qū)崿F(xiàn)操作機(jī)械化、自動(dòng)化的可能性較易，尤其適合多工位沖床上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化容易，尤其適應(yīng)于單機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化難，工件與廢料排除較復(fù)雜，只能在單機(jī)上實(shí)現(xiàn)部分機(jī)械化操作對(duì)材料的要求對(duì)條料寬度要求不嚴(yán)，可用邊角料對(duì)條料或帶料寬度要求嚴(yán)格對(duì)條料寬度要求不嚴(yán)，可用邊角料生產(chǎn)安全行 安全性較差 比較安全 安全性較差模具制造的難易程度較易，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造周期短，價(jià)格低形狀簡(jiǎn)單件，比用復(fù)合模制造難度低形狀復(fù)雜件，比用級(jí)進(jìn)模的制造難度高應(yīng)用通用性好，適合中、小批量生產(chǎn)和大型件的大量生產(chǎn)通用性較差，適合于形狀簡(jiǎn)單，尺寸不大，精度要求不高件的大批量生產(chǎn)通用性較差，適于形狀復(fù)雜、尺寸不大、精度要求較高件的大批量生產(chǎn)通過以上關(guān)系比較，此工件是大批量生產(chǎn)，且生產(chǎn)效率要求很高。沖壓生產(chǎn)批量與合理模具形式見表 21，單工序模、級(jí)進(jìn)模和復(fù)合模的比較見表22本設(shè)計(jì)工件產(chǎn)量為：100000 件為大批量生產(chǎn)，級(jí)進(jìn)模和復(fù)合模均可選用。 模具類型的確定常見的模具形式可分為單工序模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模三種。經(jīng)查公差表，彎曲件的公差等級(jí)取 IT13工件結(jié)構(gòu)形狀：制件需要進(jìn)行落料、沖孔、彎曲三道基本工序，尺寸較小。此工件精度要求不高應(yīng)采用經(jīng)濟(jì)級(jí)。用作承受負(fù)荷較大的小截面調(diào)質(zhì)件或應(yīng)力較小的大型正火零件以及對(duì)心部強(qiáng)度要求不高，表面耐磨的表面淬火件。是確保設(shè)計(jì)方案可行性的第一步。其中模具類型的選擇決和工藝的排樣是關(guān)鍵問題。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容本次設(shè)計(jì)為對(duì)洗衣機(jī)支撐件的模具設(shè)計(jì)計(jì)算，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活。但總體情況還滿足不了模具工業(yè)發(fā)展的要求，主要體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化程度還不高（一般在 40%以下） ，標(biāo)準(zhǔn)件的品種和規(guī)格較少，大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)件廠家未形成規(guī)模化生產(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量也還存在較多問題。模具制造廠專業(yè)化程度越不定期越高，分工越來越7細(xì)，如目前有模架廠、頂桿廠、熱處理廠等，甚至某些模具廠僅專業(yè)化制造某類產(chǎn)品的沖裁模或彎曲模，這樣更有利于制造水平的提高和制造周期的縮短。因此，只有實(shí)現(xiàn)了沖模的標(biāo)準(zhǔn)化，才能使沖模和沖模零件的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)專業(yè)化、商品化，從而降低模具的成本，提高模具的質(zhì)量和縮短制造周期。 沖壓標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn)方面模具的標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn)，已得到模具行業(yè)和廣泛重視。FMS 系統(tǒng)以數(shù)控沖壓設(shè)備為主體，包括板料、模具、沖壓件分類存放系統(tǒng)、自動(dòng)上料與下料系統(tǒng)，生產(chǎn)過程完全由計(jì)算機(jī)控制，車間實(shí)現(xiàn) 24 小時(shí)無人控制生產(chǎn)。其中，無需設(shè)計(jì)專用模具、性能先進(jìn)的轉(zhuǎn)塔數(shù)控多工位壓力機(jī)、激光切割和成形機(jī)、CNC 萬能折彎機(jī)等新設(shè)備已投入使用。近年來，為了適應(yīng)市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，且其更新?lián)Q代的周期大為縮短。如在數(shù)控四邊折彎機(jī)中送入板料毛坯后，在計(jì)算機(jī)程序控制下便可依次完成四邊彎曲，從而大幅度提高精度和生產(chǎn)率；在高速自動(dòng)壓力機(jī)上沖壓電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖片時(shí)，一分鐘可沖幾百片，并能自動(dòng)疊成定、轉(zhuǎn)子鐵芯，生產(chǎn)效率比普通壓力機(jī)提高幾十倍，材料利用率高達(dá) 97%；公稱壓力為250KN 的高速壓力機(jī)的滑塊行程次數(shù)已達(dá) 2022 次/min 以上。 沖壓設(shè)備和沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化方面性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件，高精度、高壽命、高6效率的沖模需要高精度、高自動(dòng)化的沖壓設(shè)備相匹配。如清華大學(xué)開發(fā)研制的“MRPMSⅡ型多功能快速原型制造系統(tǒng)”是我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的世界惟一擁有兩種快速成形工藝（分層實(shí)體制造 SSM 和熔融擠壓成形 MEM）的系統(tǒng)，它基于“模塊化技術(shù)集成”之概念而設(shè)計(jì)和制造，具有較好的價(jià)格性能比。此外，激光快速成形技術(shù)（RPM）與樹脂澆注技術(shù)在快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)中得到了成功的應(yīng)用。精度磨削及拋光已開始使用數(shù)控成形磨床、數(shù)控光學(xué)曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床及自動(dòng)拋光等先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)。高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質(zhì)量（主軸轉(zhuǎn)速一般為 15000~40000r/min）,加工精度一般可達(dá) 10微米，最好的表面粗糙度 Ra≤1 微米） ，而且與傳統(tǒng)切削加工相比具有溫升低（工件只升高 3 攝氏度） 、切削力小，因而可加工熱敏材料和剛性差的零件，合理選擇刀具和切削用量還可實(shí)現(xiàn)硬材料（60HRC）加工；電火花銑削加工（又稱電火花創(chuàng)成加工）是以高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單管狀電極作三維或二維輪廓加工（像數(shù)控銑一樣） ，因此不再需要制造昂貴的成形電極，如日本三菱公司生產(chǎn)的 EDSCAN8E 電火花銑削加工機(jī)床，配置有電極損耗自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)、CAD/CAM 集成系統(tǒng)、在線自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)，體現(xiàn)了當(dāng)今電火花加工機(jī)床的技術(shù)水平；慢走絲線切割技術(shù)的發(fā)展水平已相當(dāng)高，功能也相當(dāng)完善，自動(dòng)化程度已達(dá)到無人看管運(yùn)行的程度，目前切割速度已達(dá)到 300mm /min,加工精度可達(dá)177。計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)正在不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透、交叉、融合形成了現(xiàn)代模具制造技術(shù)。我國主要汽車模具企業(yè)，已能生產(chǎn)成套轎車覆蓋件模具，在設(shè)計(jì)制造方法、手段方面已基本達(dá)到了國際水平，但在制造方法手段方面已基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)、功能方面也接近國際水平，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面與國外相比還存在一定差距。目前，50