【正文】 09Mn、Q23516Mn4T7厚度（t）初始間隙ZZminZmaxZminZmaxZminZmax由上表可查得：托板的沖裁間隙可取Z＝Zmin＝。同時(shí)考慮到?jīng)_模在使用時(shí)會(huì)逐漸磨損，間隙會(huì)增大，故在設(shè)計(jì)和制造新模具時(shí)，應(yīng)采用最小合理間隙值。沖孔比落料的間隙要大；3）凹模為斜壁刃口時(shí)的間隙值比直壁刃口間隙要小；4）高速?zèng)_裁時(shí)模具容易發(fā)熱，間隙應(yīng)增大；由以上所述可以得知，為了獲得合格的沖裁件、較小的沖壓力和保證模具有一定的壽命，沖裁間隙有一個(gè)合理的范圍，稱(chēng)為合理間隙，只要間隙取在在這個(gè)范圍內(nèi)，就可以沖出良好的零件。 沖裁間隙的選取由上述可知道：沖裁間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量、沖壓力、模具壽命等都有很大的影響，所以，并不存在一個(gè)絕對(duì)合理的間隙值，能同時(shí)滿足沖裁件斷面質(zhì)量最佳、尺寸精度最高、沖模壽命最長(zhǎng)、沖壓力較小等各方面的要求。而較大的間隙，不僅可以減小磨損，也可以緩解間隙不均勻的影響。在高壓的作用下，加上材料的塑性流動(dòng)和滑動(dòng)，刃口的端面和側(cè)面就會(huì)發(fā)生磨損。間隙對(duì)卸料力、推件力、頂件力的影響很顯著，隨著間隙的增大，從凸模上卸料和從凹模中頂出工件都很省力，這些力都明顯降低。當(dāng)間隙過(guò)大時(shí)，則板料在沖裁過(guò)程中除受剪切作用外還產(chǎn)生較大的拉伸與彎曲變形，這樣沖裁后由于材料回彈的影響，將使得沖裁件的尺寸向?qū)嶓w方向收縮，即落料件的尺寸將會(huì)小于凹模的尺寸，而沖孔件的尺寸將會(huì)大于凸模的尺寸。當(dāng)間隙過(guò)小時(shí)，板料在沖裁過(guò)程中除受剪切作用外還受到較大的擠壓作用，這樣由于沖裁后的材料回彈的影響，使得沖裁件的尺寸向?qū)嶓w的反方向脹大，即落料件的尺寸將會(huì)小于凹模的尺寸，沖孔件的的尺寸將會(huì)小于凸模的尺寸，這樣使得需要的零件的尺寸達(dá)不到要求，造成零件的報(bào)廢。2）對(duì)沖裁件的尺寸精度的影響所謂沖裁件的尺寸精度是指沖裁件實(shí)際尺寸與基本尺寸的差值，它由兩方面組成：一是沖裁件相對(duì)凸、凹模尺寸的偏差；另一個(gè)是模具的制造偏差。間隙過(guò)大時(shí)，上、下裂紋仍不能相遇重合，因應(yīng)力狀態(tài)中的拉應(yīng)力增大，材料容易產(chǎn)生裂紋，使塑性變形較早結(jié)束。1）對(duì)沖裁斷面質(zhì)量的影響間隙過(guò)小時(shí)，上、下裂紋不能相遇重合，板料將被第二次剪切，斷面產(chǎn)生兩個(gè)光亮帶，并造成夾層，毛刺被拉長(zhǎng)。 圖2－2 沖裁間隙沖裁間隙是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中一個(gè)很重要的工藝參數(shù)。如無(wú)特殊說(shuō)明，沖裁間隙一般是指雙邊間隙。根據(jù)上述的表格數(shù)據(jù)與零件圖2－1上的尺寸及尺寸精度要求相比較可以得知，托板的尺寸精度滿足沖裁的工藝性要求。177。2～4177。177。表2－3 沖裁件孔中心與邊緣尺寸公差(mm) 料厚 （mm）孔中心與邊緣尺寸≤5050～120120～220220～320≤2177。177。177。2～4177。177。177。1～2177。177。177。表21 沖裁件內(nèi)外形能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度基本尺寸/mm材料厚度t/mm ≤3 3～66～1010～1818～500≤1IT12～I(xiàn)T13IT111～2IT14IT12～I(xiàn)T13IT112～3 IT14 IT12～I(xiàn)T13表2－2 兩孔中心距公差(mm)料厚t普通沖裁模高級(jí)沖裁?？? 距 基 本 尺 寸5050～150150～3005050～150150～3001177。 托板的尺寸精度普通沖裁件內(nèi)外形尺寸的經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)一般不高于IT11，落料件的公差等級(jí)最好低于IT10，沖孔件比落料件高一級(jí)，最好低于IT9。一般，取孔間距b≥，孔邊距b1≥t。由托板的零件圖21可得知，托板的外形滿足工藝性要求。沖裁件的工藝性主要包括結(jié)構(gòu)工藝性和尺寸精度，以下就對(duì)這兩方面加以分析說(shuō)明。良好的沖裁工藝性可以保證材料消耗少、工序數(shù)目少、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且壽命長(zhǎng)、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、操作安全方便等優(yōu)點(diǎn)。沖壓之前應(yīng)對(duì)沖裁件進(jìn)行必要的工藝性分析。本設(shè)計(jì)是托板落料沖孔復(fù)合模及彎曲模，托板零件簡(jiǎn)圖如圖2－1所示。從板料上沖下所需的零件（或毛坯）稱(chēng)為落料；在工件上沖出所需形狀的孔稱(chēng)為沖孔。2 托板落料沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)沖裁是利用模具使板料在凸、凹模刃口剪切作用下，沿一定輪廓形狀分離的一種沖壓工序。這樣一來(lái)，在此次托板設(shè)計(jì)中就不需要對(duì)這些標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行設(shè)計(jì)，只要根據(jù)模具的整體設(shè)計(jì)及生產(chǎn)需要進(jìn)行選用，為設(shè)計(jì)的過(guò)程提供不小的方便。 根據(jù)模具的特點(diǎn)，此次托板復(fù)合模具設(shè)計(jì)中主要是對(duì)凸模、凹模和凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及尺寸計(jì)算，其中主要是對(duì)各自工作部分的尺寸設(shè)計(jì)及其標(biāo)準(zhǔn)的選用，用以保證托板的精度和質(zhì)量要求。彎曲模的設(shè)計(jì)過(guò)程與復(fù)合模的設(shè)計(jì)大致相同，但彎曲模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較復(fù)合模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更為簡(jiǎn)單些。復(fù)合模的結(jié)構(gòu)緊湊，生產(chǎn)效率高，沖壓件的精度高，適合大批量的生產(chǎn)，符合此次設(shè)計(jì)的基本技術(shù)要求。而此次的托板的落料沖孔復(fù)合模的結(jié)構(gòu)形式采用的是倒裝結(jié)構(gòu)，凹模安裝在模具上模座，而增加了一個(gè)凸凹模安裝在模具的下模座上。本論文闡述的是托板的落料沖孔復(fù)合模及彎曲模設(shè)計(jì)。 我校的材料與工程系在畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)開(kāi)設(shè)了模具設(shè)計(jì)方面的課題供學(xué)生選擇，旨在加強(qiáng)學(xué)生對(duì)模具行業(yè)以及對(duì)模具制造全過(guò)程的一個(gè)了解跟認(rèn)識(shí)。而板料沖壓加工具有生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低、尺寸精度好、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，使其在模具制造業(yè)中占據(jù)十分重要的地位。社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)體制的一基本原則就是一切的改變都是根據(jù)市場(chǎng)的需要來(lái)定，市場(chǎng)的需要就是我們所隨之改變的。目前，國(guó)內(nèi)外模具工業(yè)迅猛發(fā)展，其產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。在汽車(chē)、電機(jī)、儀表、電器、電子、通訊、家電和輕工業(yè)等行業(yè)中，60%～80%的零件都要靠模具成形，隨著近幾年來(lái)這些行業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)模具的要求越來(lái)越迫切，精度要求也越高，結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜。1 引言模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用最為廣泛的基礎(chǔ)性工藝裝備,被廣泛用于制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。模具生產(chǎn)的制件所表現(xiàn)出來(lái)的高精度、高復(fù)雜性、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗是其他加工制造方法所不能比擬的。模具技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)準(zhǔn)，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。而我國(guó)的模具工業(yè)起步晚，底子薄，但是我國(guó)模具工業(yè)作為一個(gè)獨(dú)立、新型的工業(yè)，正處于其自身的飛速發(fā)展階段，已經(jīng)成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)之一，其發(fā)展前景是十分廣闊的?，F(xiàn)代工業(yè)需要的高精度、高效率的模具產(chǎn)品?，F(xiàn)代工業(yè)需要先進(jìn)的模具設(shè)備，更需要大批掌握模具技術(shù)的專(zhuān)業(yè)人才。作為一名大四機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，選擇模具作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題，是一個(gè)很好鍛煉的機(jī)會(huì)，它將我四年所學(xué)的一些基礎(chǔ)課程和專(zhuān)業(yè)課程更加綜合的運(yùn)用，更是為我提供了一個(gè)良好的平臺(tái)，為我將來(lái)走進(jìn)工廠打下了一個(gè)良好的開(kāi)局。復(fù)合模是在壓力機(jī)的一次行程中，在同一工位上完成兩種或兩種以上的沖壓工序，其機(jī)構(gòu)形式分為正裝和倒裝兩種。這樣，倒裝復(fù)合模廢料清理無(wú)須二次清理，生產(chǎn)效率較高，操作方便安全。但復(fù)合模的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造時(shí)相對(duì)困難。彎曲過(guò)程是對(duì)復(fù)合模沖裁后的落料件進(jìn)行彎曲，而且彎曲后的彎曲件是最后所需要的標(biāo)準(zhǔn)零件，故在設(shè)計(jì)的時(shí)候我們需要對(duì)其精度進(jìn)行必要的控制，以達(dá)到零件所需達(dá)到的要求。而彎曲模具設(shè)計(jì)中主要是對(duì)凸模、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、彎曲半徑計(jì)算和工作部分尺寸的設(shè)計(jì)，由于模具許多零件大多已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，如模架、模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、螺釘、銷(xiāo)釘?shù)龋@為我們?cè)谠O(shè)計(jì)中，提供了許多的標(biāo)準(zhǔn)選用。而彎曲模具設(shè)計(jì)中主要是對(duì)凸模、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作部分尺寸的設(shè)計(jì)，由于本人水平有限，加之初次接觸模具方面的設(shè)計(jì)，故在設(shè)計(jì)中不免存在不少紕漏及錯(cuò)誤之處，敬請(qǐng)?jiān)u閱老師批評(píng)指正。從廣義上說(shuō)，沖裁是分離工序的總稱(chēng)，它包括落料、沖孔、切斷、修邊等多種工序，其中用的最多的是落料和沖孔。 此次設(shè)計(jì)采用的是落料沖孔復(fù)合模，這種模具能在壓力機(jī)的一次行程中，完成落料、沖孔兩道工序，所沖壓出的工件精度較高，不受送料誤差的影響，內(nèi)外形的相對(duì)位置重復(fù)性好，表面較為平直。圖 21 托板零件圖設(shè)計(jì)使用的數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)技術(shù)要求如下：生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批量；材料：08F；材料厚度：；零件制造精度：IT10。所謂沖裁件的工藝性是指沖裁件對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)性，即沖裁件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及公差等技術(shù)要求，是否符合沖裁加工的要求。因此，沖裁件的工藝性是否好，對(duì)沖裁件質(zhì)量、生產(chǎn)效率及沖裁模的使用壽命均有影響。1）托板的外形沖裁件的外形應(yīng)盡可能的簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)、規(guī)則，或由簡(jiǎn)單的幾何圖形組成的外形，避免有過(guò)長(zhǎng)的懸臂或狹槽，若有的話，則懸臂或狹槽的寬度應(yīng)滿足：寬度b≥，并且沖孔的尺寸不能太小。2）托板的孔間距和孔邊距沖裁件的孔間距和孔邊距不能太小，否則將影響模具強(qiáng)度和零件質(zhì)量。由托板的零件圖21得知，孔間距有兩個(gè)：77mm和30mm，孔邊距有兩個(gè)：25mm和15mm，均滿足工藝性要求。普通沖裁件外形與內(nèi)孔尺寸公差、孔中心距公差、孔中心與邊緣尺寸公差見(jiàn)表2－表2－表2－3。177。177。177。177。177。177。177。177。177。177。177。177。177。沖裁模凸模和凹模刃口之間的間隙稱(chēng)為沖裁間隙，單面用間隙用C表示，雙面間隙用Z表示。沖裁間隙的數(shù)值等于凸、凹模刃口尺寸的差值，如圖2－2所示，即 Z＝D凹－D凸 （2－1）式中：Z ——沖裁間隙（mm）； D凹——沖裁模凹模直徑尺寸（mm）D凸——沖裁模凹模直徑尺寸（mm）。間隙的大小不僅對(duì)沖裁斷面質(zhì)量及尺寸精度有很重要影響，而且還對(duì)沖裁工藝力、模具壽命等也有極大的影響。間隙合理時(shí)，上、下表面產(chǎn)生的初始裂紋相重合，光亮帶較大，塌角帶、斷裂帶、毛刺區(qū)都較小，錐度也較小。所以光亮帶變窄，毛刺相對(duì)較大，錐度也較大。所以說(shuō)沖裁間隙的選取對(duì)沖裁件的尺寸精度的影響是相當(dāng)?shù)拇?。?dāng)間隙適當(dāng)時(shí)，沖裁過(guò)程中板料的變形區(qū)受到比較純的剪切作用下被分離，使得落料件的尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的尺寸等于凸模尺寸，保證了零件的尺寸精度要求。3）對(duì)沖裁工藝力的影響間隙愈小，沖裁變形區(qū)的壓應(yīng)力越大，拉應(yīng)力越小，材料變形抗力大，沖裁力越大；反之，沖裁力減小但不明顯。4）對(duì)模具壽命的影響沖裁時(shí)，凸、凹模上受到被沖材料的反作用力，由于材料與模具實(shí)際接觸面積很小，故接觸面上的單位壓力極高。若間隙過(guò)小，則摩擦越嚴(yán)重，模具壽命越短。從而提高模具的壽命。因此,必須根據(jù)沖裁件的情況、模具結(jié)構(gòu)、沖壓方法以及模具加工方法等因素，酌情增減間隙值，如：1）對(duì)于尺寸精度、斷面垂直要求高的沖裁件，應(yīng)選用較小的間隙值，反之對(duì)于尺寸精度和斷面垂直度要求不高的沖裁件，應(yīng)從降低沖裁力、提高模具壽命出發(fā)，選用大間隙值；2）在同樣條件下，非圓形凸、凹模刃口形狀應(yīng)比圓形的間隙要取大些。這個(gè)范圍的最小值稱(chēng)為最小合理間隙(Zmin)，最大值稱(chēng)為最大合理間隙(Zmax)。由表2－4可查得最大、最小間隙值。 托板凸、凹模刃口尺寸及制造公差的計(jì)算在沖裁過(guò)程中，凸、凹模刃口部分尺寸及制造公差將直接影響沖裁件的尺寸精度，同時(shí)，模具的合理間隙值也是靠凸、凹模刃口尺寸及其公差來(lái)實(shí)現(xiàn)和保證的。 凸、凹模刃口尺寸及制造公差計(jì)算的原則生產(chǎn)實(shí)踐證明，由于凸、凹模刃口間隙的存在，落下的料和沖出的孔都帶有錐度，且落料件的尺寸接近于凹模刃口的尺寸，沖孔件的尺寸接近于凸模刃口的尺寸。因此，設(shè)計(jì)落料模時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。這樣，在凸模、凹模受到一定磨損時(shí)仍沖出合格零件。一般模具制造精度比工件精度高3～4級(jí)。 凸、凹模刃口尺寸及制造公差的計(jì)算方法根據(jù)上述基本原則，可以確定凸模和凹模的刃口尺寸及制造公差。1）凸模與凹模分開(kāi)加工分開(kāi)加工是指凸模與凹模分別按照各自的圖紙單獨(dú)加工，模具間隙靠加工出的尺寸保證。為了保證間隙值，應(yīng)滿足式2－2條件。 表2－5 規(guī)則形狀沖裁時(shí)凸模、凹模的制造公差基本尺寸凸模公差δ凸凹模公差δ凹≤18＞18～30＞30～80下面就沖孔和落料兩種情況加以分析討論。由于基準(zhǔn)件凸模的刃口尺寸在磨損后會(huì)減小，因此應(yīng)使凸模的基本尺寸接近工件孔的最大極限尺寸，在增大凹模尺寸以保證最小合理間隙Zmin。設(shè)工件孔的尺寸為D，其計(jì)算公式為： d凸 = (d﹢xΔ)