【正文】 模具的壽命。考慮到模具在使用過(guò)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。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 第 3章 沖裁模凹模和凸模設(shè)計(jì) 沖裁模間隙的確定 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。同時(shí)對(duì)沖壓件進(jìn)行了工藝分析，分別計(jì)算了沖壓件的沖裁力和壓力中心，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行初步判斷，為以后的設(shè)計(jì)工作做好前期準(zhǔn)備。 Xo=L1X1+L2X2+…… LnXn/L1+L2+…… Ln Yo=L1Y1+L2Y2+…… LnYn/L1+L2+…… Ln 由于該零件是一個(gè)矩形圖形，屬于對(duì)稱中心零件，所以該零件的壓力中心在圖形的幾何中心 O 處。 各分力對(duì)某坐標(biāo)軸的力矩之 代數(shù)和等于諸力的合力對(duì)該軸的力矩。 模具的壓力中心，可安以下原則來(lái)確定： 對(duì)稱零件的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心為沖裁件的幾何中心。 確定壓力中心 模具壓力中心是指諸沖壓合力的作用點(diǎn)位置，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。 K—— 安全系數(shù)，一般取 . 根據(jù)公式 6— 5 Fu=(γ+t) =84 10/(3+) =(KN) 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 對(duì)于頂件或壓料裝置的彎曲模，頂件力或壓料力可近似取彎曲力的 30%～80%。 γ—— 內(nèi)彎曲半徑（等于凸模圓角半徑） （ mm） 。 B—— γ彎曲件的寬度（ mm） 。實(shí)際中常用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行慨略計(jì)算，以作為彎曲工藝設(shè)計(jì)和選擇沖壓設(shè)備的理論。 查表 6— 5 得 Kt＝ , 根據(jù)公式 6— 3 FQ1=KtFp = ≈(KN) FQ2 的計(jì)算 FQ2=KdFp 公式 () Kd—— 頂件力系數(shù)。 查表 。 落料時(shí)的周邊長(zhǎng)度為： L1=2（ 64+14+12） =180（ mm） 根據(jù)公式 5— 1 F1=KptLτ =1 80300 =(KN) 總沖裁力： Fp=F1=(KN) 表 2— 5 卸料力、推件力和頂件力系數(shù) 料厚 t/mm Kx Kt Kd 鋼 ≤ ＞ ~ ＞ ~ ＞ ~ ＞ ~ ~ ~ ~ ~ 鋁、鋁合金 純銅，黃銅 ~ ~ ~ ~ 對(duì)于表中的數(shù)據(jù)， 厚 的材料取小直，薄材料取 大 值。 FQ—— 卸料力 FQ1—— 推料力?？偟臎_裁力包括 F—— 總沖壓力。當(dāng)查不到抗剪強(qiáng)度 r 時(shí)，可以用抗拉強(qiáng)度σ b 代替τ，而取 Kp=1 的近似計(jì)算法計(jì)算。 n11=(nF/Bh)100% =（ 1600/7268） 100% =% 計(jì)算總沖壓力及壓力中心 沖壓力的計(jì)算 計(jì)算沖裁力是為了選擇合適的壓力機(jī)，設(shè)計(jì)模具和檢驗(yàn)?zāi)＞叩膹?qiáng)度，壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，以適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力 F p 一般可以按下 式計(jì)算： Fp=KptLτ 公式 （ 6— 1） 式中 τ—— 材料抗剪強(qiáng)度，見(jiàn)附表（ MPa）； L—— 沖裁周邊總長(zhǎng)（ mm）； t—— 材料厚度（ mm） 。 材料利用率的計(jì)算 沖裁零件的面積為： F=長(zhǎng) 寬 — 4732=2268— 896=600(mm2) 毛坯規(guī)格為： 5001000（ mm）。同時(shí)，因模具單面受力（單邊切斷時(shí)），不但會(huì)加劇模具的磨損，降低模具的壽命，而且也直接影響到?jīng)_裁件的斷面質(zhì)量。 查表 2— 3 條料寬度偏差為 根據(jù)公式 4 — 1 B=（ D+2a） 0 △ =（ 68+2） =720 表 2— 3 條料寬度公差 (mm) 條料寬度 B/mm 材料厚度 t/mm ～ ～ ～ ～ 50 50～ 100 100～ 150 導(dǎo)板間間距的確定 導(dǎo)料板間距離公式： A=B+Z 公式 （ 2— 2） 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 Z—— 導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙（ mm）； 查表 2— 3 得 Z= 根據(jù)公式 4— 2 A= B+Z =72+ =（ mm） 表 2— 4 導(dǎo)料板與條料之間的最小間隙 Zmin（ mm） 材料厚度 t/mm 有 側(cè) 壓 裝 置 條 料 寬 度 B/mm ~50 50~100 ~ ~ ~ 排樣 根據(jù)材料經(jīng)濟(jì)利用程度，排樣方法可以分為有廢料、少?gòu)U料和無(wú)廢料排樣三種，根據(jù)制件在條料上的布置形式，排樣有可以分為直排、斜排、對(duì)排、混合排、多排等多重形式 。 D—— 條料寬度方向沖裁件的最大尺寸。 有側(cè)壓裝置的模具，能使條料始終沿著導(dǎo)料板送進(jìn)。 ○ 3 有定距側(cè)刃時(shí)條料的寬度。 條料寬度的確定 計(jì)算條料寬度有三種情況需要考慮； ○ 1 有側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度。 表 2— 2 搭邊 a 和 a1數(shù)值 材料厚度 圓件及 r＞ 2t 的工件 矩形工件邊長(zhǎng) L＜ 50mm 矩形工件邊長(zhǎng) L＞ 50mm 或 r＜ 2t 的工件 工件間 a1 沿邊 a 工件間 a1 沿邊 a 工件間 a1 沿邊 a ＜ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~12 搭邊值是廢料， 所以應(yīng)盡量取小，但過(guò)小的搭邊值容易擠進(jìn)凹模，增加刃口磨損表 4— 2 給出了鋼（ %～ %） 的搭邊值?；蛴绊懰土瞎ぷ鳌４钸呥^(guò)大，浪費(fèi)材料。 68 22 圖 2— 2 尺寸展開(kāi)圖 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 排樣、計(jì)算條料寬度及步距的確定 搭邊值的確定 排樣時(shí)零件之間以及零件與條料側(cè)邊之間留下的工藝余料，稱為搭邊。 相對(duì)彎曲半徑為： R/t= 式中： R—— 彎曲半徑（ mm） t—— 材料厚度（ mm） 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 由于相對(duì)彎曲半徑大于 ，可見(jiàn)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） 。 方式 的選擇 因?yàn)楣ぜ虾駷?，相對(duì)較 薄 ，卸料力 不大 ，故可采 用彈性 料 裝置卸料 。 因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料 銷 ， 有 側(cè)壓裝置。 根據(jù)分析采用方案（ 3）復(fù)合沖裁。 方案 （ 3） 屬于復(fù)合沖裁模， 復(fù)合沖裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同時(shí)完成數(shù)道沖壓工序的模具。 方案 （ 2） 屬于連續(xù)模， 是指壓力機(jī)在一次行程中，依次在模具幾個(gè)不同的位置上同時(shí)完成多道沖壓工序的模具。 方案 （ 1） 屬于單工序模沖裁 工序沖裁模指在壓力機(jī)一次行程 內(nèi) 完成一個(gè) 沖壓工序的沖裁模。 (1) 落料 —— 彎曲；單工序模沖壓 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 (2) 落料 —— 彎曲；連續(xù)模沖壓。 制件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)重視模具材料和結(jié)構(gòu)的選擇，保證磨具的復(fù)雜程度和模具的壽命。 3. 尺寸精度：零件圖上所有尺寸均未標(biāo)注公差，屬自由尺寸，可按 IT14級(jí)確定工件尺寸的公差。 一般用于制造受力不大而韌性要求高的零件。不論在科研還是實(shí)際生產(chǎn)中都有著深刻的現(xiàn)實(shí)意義。本課題正是考慮到以上的因素，選擇了沖壓模具設(shè)計(jì)。 因此，如何做到 效率高 、精度高 的高效生 產(chǎn)保持架 ，一直以來(lái)都是機(jī)械工作者的的目標(biāo)。 本設(shè)計(jì)的主要任務(wù) 保持架作為滾動(dòng)軸承在工作時(shí) 的重要部件，在工業(yè)上用量巨大，且作用關(guān)鍵。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)?；a(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量也還存在較多問(wèn)題。模具制造廠專業(yè)化程度越不定期越高，分工越來(lái)越細(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?；驈澢?，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、商河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 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(guò)程完全由計(jì)算機(jī)控制，車間實(shí)現(xiàn) 24 小時(shí)無(wú)人控制生產(chǎn)。其中，無(wú)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(wàn)能折彎?rùn)C(jī)等新設(shè)備已投入使用。 近年來(lái)，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(lái)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?rùn)C(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) 2021次 每 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(kāi)發(fā)研制的“ MRPMSⅡ型多功能快速原型制造系統(tǒng)”是我國(guó)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(shù)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(kāi)始使河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 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(wú)人看管運(yùn)行的程度，目前切割速度已達(dá)到 300 2mm /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(guó)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(guó)際水平，但在制造方法手段方面已基本達(dá)到了國(guó)際水平，模具結(jié)構(gòu)、功能方面也接近國(guó)際水平，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面與國(guó)外相比還存在一定差距。目前， 50 個(gè)工 位以上的級(jí)進(jìn)模進(jìn)距精度可達(dá)到 2 微米，多功能級(jí)進(jìn)模不僅可以完成沖壓全過(guò)程，還可完成焊接、裝配等工序。 沖模是實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件 目前正朝著以下兩方面發(fā) 展 :一方面 ,為了適應(yīng)高速、自動(dòng)、精密、安全等大批量現(xiàn)代生