【正文】 6Mn4T7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＝。同時考慮到?jīng)_模在使用時會逐漸磨損，間隙會增大，故在設(shè)計和制造新模具時，應(yīng)采用最小合理間隙值。沖孔比落料的間隙要大；3）凹模為斜壁刃口時的間隙值比直壁刃口間隙要小；4）高速沖裁時模具容易發(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，沖裁間隙有一個合理的范圍，稱為合理間隙，只要間隙取在在這個范圍內(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，并不存在一個絕對合理的間隙值，能同時滿足沖裁件斷面質(zhì)量最佳、尺寸精度最高、沖模壽命最長、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和滑動，刃口的端面和側(cè)面就會發(fā)生磨損。間隙對卸料力、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)間隙過大時，則板料在沖裁過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小于凹模的尺寸，而沖孔件的尺寸將會大于凸模的尺寸。當(dāng)間隙過小時，板料在沖裁過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小于凹模的尺寸，沖孔件的的尺寸將會小于凸模的尺寸，這樣使得需要的零件的尺寸達不到要求，造成零件的報廢。2）對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：一是沖裁件相對凸、凹模尺寸的偏差；另一個是模具的制造偏差。間隙過大時，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）對沖裁斷面質(zhì)量的影響間隙過小時，上、下裂紋不能相遇重合，板料將被第二次剪切，斷面產(chǎn)生兩個光亮帶，并造成夾層，毛刺被拉長。 圖2－2 沖裁間隙沖裁間隙是沖裁工藝與模具設(shè)計中一個很重要的工藝參數(shù)。如無特殊說明，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)外形能達到的經(jīng)濟精度基本尺寸/mm材料厚度t/mm ≤3 3～66～1010～1818～500≤1IT12～IT13IT111～2IT14IT12～IT13IT112～3 IT14 IT12～IT13表2－2 兩孔中心距公差(mm)料厚t普通沖裁模高級沖裁?？? 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)濟精度等級一般不高于IT11，落料件的公差等級最好低于IT10，沖孔件比落料件高一級，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，以下就對這兩方面加以分析說明。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)簡單且壽命長、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、操作安全方便等優(yōu)點。沖壓之前應(yīng)對沖裁件進行必要的工藝性分析。本設(shè)計是托板落料沖孔復(fù)合模及彎曲模，托板零件簡圖如圖2－1所示。從板料上沖下所需的零件（或毛坯）稱為落料；在工件上沖出所需形狀的孔稱為沖孔。2 托板落料沖孔復(fù)合模設(shè)計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，在此次托板設(shè)計中就不需要對這些標(biāo)準(zhǔn)件進行設(shè)計，只要根據(jù)模具的整體設(shè)計及生產(chǎn)需要進行選用，為設(shè)計的過程提供不小的方便。 根據(jù)模具的特點，此次托板復(fù)合模具設(shè)計中主要是對凸模、凹模和凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計及尺寸計算，其中主要是對各自工作部分的尺寸設(shè)計及其標(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)計過程與復(fù)合模的設(shè)計大致相同，但彎曲模的結(jié)構(gòu)設(shè)計較復(fù)合模的結(jié)構(gòu)設(shè)計更為簡單些。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。 我校的材料與工程系在畢業(yè)設(shè)計的環(huán)節(jié)開設(shè)了模具設(shè)計方面的課題供學(xué)生選擇，旨在加強學(xué)生對模具行業(yè)以及對模具制造全過程的一個了解跟認識。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、易于實現(xiàn)機械化和自動化等優(yōu)點，使其在模具制造業(yè)中占據(jù)十分重要的地位。社會主義經(jīng)濟體制的一基本原則就是一切的改變都是根據(jù)市場的需要來定，市場的需要就是我們所隨之改變的。目前，國內(nèi)外模具工業(yè)迅猛發(fā)展，其產(chǎn)值已超過機床工業(yè)的產(chǎn)值。在汽車、電機、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，隨著近幾年來這些行業(yè)的迅速發(fā)展，對模具的要求越來越迫切，精度要求也越高，結(jié)構(gòu)也越來越復(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)的各個領(lǐng)域。模具生產(chǎn)的制件所表現(xiàn)出來的高精度、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)成為衡量一個國家制造業(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)品的開發(fā)能力。而我國的模具工業(yè)起步晚，底子薄，但是我國模具工業(yè)作為一個獨立、新型的工業(yè)，正處于其自身的飛速發(fā)展階段，已經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟的基礎(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)需要先進的模具設(shè)備，更需要大批掌握模具技術(shù)的專業(yè)人才。作為一名大四機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的學(xué)生來說，選擇模具作為畢業(yè)設(shè)計的課題，是一個很好鍛煉的機會，它將我四年所學(xué)的一些基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程更加綜合的運用，更是為我提供了一個良好的平臺，為我將來走進工廠打下了一個良好的開局。復(fù)合模是在壓力機的一次行程中，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，制造時相對困難。彎曲過程是對復(fù)合模沖裁后的落料件進行彎曲，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)計的時候我們需要對其精度進行必要的控制，以達到零件所需達到的要求。而彎曲模具設(shè)計中主要是對凸模、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計、彎曲半徑計算和工作部分尺寸的設(shè)計，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、銷釘?shù)?，這為我們在設(shè)計中，提供了許多的標(biāo)準(zhǔn)選用。而彎曲模具設(shè)計中主要是對凸模、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計及工作部分尺寸的設(shè)計，由于本人水平有限，加之初次接觸模具方面的設(shè)計，故在設(shè)計中不免存在不少紕漏及錯誤之處，敬請評閱老師批評指正。從廣義上說，沖裁是分離工序的總稱，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)計采用的是落料沖孔復(fù)合模，這種模具能在壓力機的一次行程中，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)外形的相對位置重復(fù)性好，表面較為平直。圖 21 托板零件圖設(shè)計使用的數(shù)據(jù)及設(shè)計技術(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)盡可能的簡單、對稱、規(guī)則，或由簡單的幾何圖形組成的外形，避免有過長的懸臂或狹槽，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，否則將影響模具強度和零件質(zhì)量。由托板的零件圖21得知，孔間距有兩個：77mm和30mm，孔邊距有兩個：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）。間隙的大小不僅對沖裁斷面質(zhì)量及尺寸精度有很重要影響，而且還對沖裁工藝力、模具壽命等也有極大的影響。間隙合理時，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，毛刺相對較大，錐度也較大。所以說沖裁間隙的選取對沖裁件的尺寸精度的影響是相當(dāng)?shù)拇?。?dāng)間隙適當(dāng)時，沖裁過程中板料的變形區(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）對模具壽命的影響沖裁時，凸、凹模上受到被沖材料的反作用力，由于材料與模具實際接觸面積很小，故接觸面上的單位壓力極高。若間隙過小，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。這個范圍的最小值稱為最小合理間隙(Zmin)，最大值稱為最大合理間隙(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算在沖裁過程中，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，模具的合理間隙值也是靠凸、凹模刃口尺寸及其公差來實現(xiàn)和保證的。 凸、凹模刃口尺寸及制造公差計算的原則生產(chǎn)實踐證明，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)，間隙取在凹模上。這樣，在凸模、凹模受到一定磨損時仍沖出合格零件。一般模具制造精度比工件精度高3～4級。 凸、凹模刃口尺寸及制造公差的計算方法根據(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）凸模與凹模分開加工分開加工是指凸模與凹模分別按照各自的圖紙單獨加工，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，其計算公式為： d凸 =