【正文】 共 60 頁 b? =295Mpa。 影響模具壽命的主要有以下幾個方面：模具間隙、模具材料、潤滑劑等。 壓力機的選擇 落料模 沖裁力的計算 及壓力機選用 落料沖裁 的計算 由 [2]公式 418 中得 平刃沖裁力計算公式： bLtF ?? 其中 L— 沖裁件的周長 （ mm）； t— 材料的厚度 （ mm）； b? 材料剪切強度 （ Mpa）； 由 介紹可得b? =300Mpa 其中 ： L=π D= 211＝ ， 代人數(shù)據(jù)得， bLtF ?? = 3 300= 105N 由 [2]公式 4 42 422 得 卸料力 F 卸 =K 卸 F 推件力 F 推 =K 推 F 頂件力 K 頂 =K 卸 F 式中： K 卸 — 卸料力因數(shù) 南華大學(xué)機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 8 頁 共 60 頁 K 推 — 推料力因數(shù) K 頂 — 頂件力因數(shù) 從 [2]表 422 查知得： 卸K =~，取 卸K = 推K = 頂K = 計算得 ： F 卸 =K 卸 F = 105= 104N F 推 =K 推 F = 105= 104N F 頂 =K 頂 F= 105= 104N F 總 =F+ F 推 +F 卸 = 105+ 104+ 104= 104N 查 [2]表 35， 選用壓力機的 規(guī)格為： 選用開式雙柱可傾壓力機 J23100 公稱壓力 1000KN 滑塊行程 130mm 最大封閉高度 480mm 封閉高度調(diào)節(jié)量 100mm 滑塊中心線至床身距離 380mm 工作臺尺寸 710 1080mm 墊板厚度 100mm 模柄孔尺寸 60mm? 拉深時公稱壓力計算及選擇 由 [2]中公式 611 知， 在第一次拉深中， 壓力機噸位按下式計 算： ? ?? ?QFFF ?? ~ 式中： 壓F 壓力機的 公 稱壓力 （ N）； 1F 拉深力 （ N）； 南華大學(xué)機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 9 頁 共 60 頁 QF 壓邊力 （ N）； 所以 ? ?? ?QFFF ?? ~ ≥（ ~） 510? N ≥（ ~） 510? N 考慮到 要采用壓邊圈，所以要選用雙動壓力機， 內(nèi)滑塊用于拉深，外滑塊用于壓邊。 南華大學(xué)機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 10 頁 共 60 頁 查 [2]表 34 知，壓力機床規(guī)格： 選 用 開式雙柱固定式 壓力機 JD21100 公稱壓力 1000KN 滑塊行程 10~120mm 最大封閉高度 400mm 封閉高度調(diào)節(jié)量 85mm 滑塊中心線至床身距離 325mm 工作臺尺寸 600 1000mm 墊板厚度 100mm 模柄孔尺寸 60mm? 切邊力的計算 及壓力機選用 根據(jù) [6]中第七章切邊力的計算公式： F= 1Ltk b? 其中， F— 切邊力 （ N）； b? 金屬在切邊時的抗拉強度，即材料的變形抗力(Mpa)，由 [6]表 查出 ： b? =70 MPa L— 剪切周邊長度 （ mm） 1t 實際剪切厚度， 1t = k— 系數(shù)，在理想情況下， k=。 根據(jù)沖模使用條件 來選用模具材料 才能保證沖模的質(zhì)量。若是 大型模具，如果 材料 淬 透性不好，表面淬硬 而 心部沒有淬透， 即使回火 ，也得 不 到高的 韌性 和 強度，沖模的質(zhì)量 得不到保證 。 通常 在沖裁模中 ，凹模 用淬透性好的材料，而凸模則要求低些。通常 選 擇含鉬 合金 鋼，能顯著提高沖?？够鼗鸱€(wěn)定性 。 就是 在加熱冷卻過程中，產(chǎn)生的熱應(yīng)力和相變 應(yīng) 力引起膨脹與收縮 。 （ 4） 根據(jù)制品批量選擇沖模材料 對于 沖 壓數(shù)量 大 的沖模一般選擇合金鋼制造，而對制件數(shù)量小的 則采用 碳素鋼制造。 （ 6） 根據(jù)沖模零件作用選擇 沖模 材料 沖模的關(guān)鍵零件，可采用優(yōu)質(zhì)的鋼材制造， 如凹模與凸模。 對于簡單的沖裁凹模和凸模以及彎曲模和 拉深模，如果是用來沖制數(shù)量不多的或厚 度不大 的 沖件 ，一般用優(yōu)質(zhì)的碳素工具鋼制造。 對于在工作中承受強烈沖擊的沖裁模，這里采用 T10A 作為凸、凹模的材料。 水平切邊模在工作是承受的主要是摩擦載荷，所以選擇 Cr12MoV 作為凹凸的材料。沖裁模結(jié)構(gòu) 是否 合理、先進直接決定沖裁件的質(zhì)量，同樣影響到生產(chǎn)效率、 模具使用壽命和操作 的安全、方便 等。 （ 1）工藝結(jié)構(gòu)零件 這類零件直接和 毛坯發(fā)生作用。 （ 2）輔助結(jié)構(gòu)零件 這 類零件不直接參與完成工藝過程，只對完成工藝過程起輔助作用 。 南華大學(xué)機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 14 頁 共 60 頁 圖 沖模零件的分類 落料模是指沿封閉輪廓將沖件從板料上分離的沖 模。 模具由 兩部分組成，包括 可沿導(dǎo)柱滑動的上模和工作時需要固定的下模 。下模以下模座為基體，由導(dǎo)柱、凹模、導(dǎo)料板、擋料銷、螺釘、銷釘?shù)仍M成。下模通過下模座用壓板螺栓固 定在壓力機的臺面上。 啟 動壓力機后，上模沿導(dǎo)柱隨滑塊向下運動，待彈壓卸料板將條料壓緊后，凸模和凹模對條料進行沖裁，使制件與條料分離。上?；厣龝r，在橡膠墊的彈性力作用下，彈壓卸料板將條料從凸模上卸除。 南華大學(xué)機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 15 頁 共 60 頁 1)材料利用率 材料利用率 是 衡量材料經(jīng)濟利用的指標 ， 由 [2]中公式 410 知， 材料的 利用率為 %100??AnaK， 這里 n 取 1. 其中， K— 材料利用率 n— 條料 上的工件數(shù)量 a— 單個工件的面積 （ mm178。） （ 1） 沖裁件的面積 A: 222 349 49 mmDA ???????????????? ? （ 2）搭邊： 排樣時， 為 保證沖出合格的沖件， 補償定位誤差 ， 以及保證條料有一定剛度，便于送料 ， 沖件之間以及沖件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫搭邊。 合理 的 搭邊數(shù)值 能夠 保證沖裁件質(zhì)量 、 模具 壽命 ， 以及 自動送料準確到位 由 [2]表 418取 ： 12 .5 , 2a m m a m m?? （ 3）為保證條料在導(dǎo)料板間順利 運送 ，規(guī)定條料寬度的公差分布是上偏差為零，下偏差為負值，當(dāng)導(dǎo)料板之間有側(cè)壓裝置或用手扶住條料緊貼單邊導(dǎo)料板送進時， 根據(jù) [2]公式 411 條料的寬度計算知， 條料寬度按下式計算： B=(D+2a+△ ) 南華大學(xué)機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 16 頁 共 60 頁 查 [2]表 419 得 △ =，所以 B=211mm+2? +1mm=217mm （ 4）條料長度為： L=211mm+2mm=213mm （ 5） 條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距。根據(jù)不同幾何形狀的沖件，可得出與其相適應(yīng)的排樣類型。 圖 排樣圖 3)排樣的注意事項 在冷沖壓生產(chǎn)中，排樣設(shè)計除了要考慮提高材料利用率外，還必須注意以下幾點： （ 1） 有 的零件 公差要求較嚴 ，排樣時 則 工步不宜太多，否則累積誤差較 大，零件公差要求不易 得到 保證 ，并且 盡量在同一工步 或 相鄰工步?jīng)_出 ； （ 2） 對 于 孔壁較小的沖裁件，其孔可 以 分步?jīng)_出，以保證凹?？妆诘?強 度； 南華大學(xué)機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 17 頁 共 60 頁 （ 3） 當(dāng)凹模壁厚太小時，應(yīng)增設(shè)空步，以提高凹模孔壁的強度； （ 4） 對 于 沖裁 外形 復(fù)雜 的 零件，可分步?jīng)_出，以減小模具制造 的 難度； （ 5） 在零件 整體尺寸 較大的大 批 量生產(chǎn)中，可采用連續(xù)成形的排樣法 ，以達到 縮短模具的長度 的目的 ； （ 6） 當(dāng)零件 整體尺寸 小而 生產(chǎn) 批量大時，應(yīng)盡 量 采用多工位級進模成形的排樣法 排樣 ； （ 7） 對于要求較高 而且 工步較多的沖件，排樣時可在條料兩側(cè)設(shè)置工藝定位孔，用導(dǎo)正銷定位 以 減小定位誤差 ； （ 8） 如有切口翹腳、 翻邊 、 起伏 成形等成形工步時，一般應(yīng)安排 在 落料 時 完成； （ 9） 對于 塑性較差 的 材料 ，在彎曲工步的連續(xù)成形排樣中， 應(yīng) 使彎曲線與材料紋向成一定夾角。 沖模壓力中心的求法， 可以 采用求平行力系合力作用點的方法。 該工件為 軸對稱 圓 筒 形件，其壓力中心在其 底部 類圓 孔 中 心。間隙的最小值相當(dāng)于最小合理間隙，而間隙的最大值 則是 凸模和凹模的制造公差?；诖?，在 設(shè)計落料模中 取凹模作為 設(shè)計的基準件，先按落料件尺寸確定凹模 刃口尺寸，然后按照選定的間隙值確定凸模刃口尺寸。此時 應(yīng)分別計算出凸模和凹模的尺寸。 前者適合于簡單零件的制造，因為他們的互換性好。 （ 2） 確定凸、凹模刃口尺寸的原則 1） 落料和沖孔的區(qū)別 ： 落料件的尺寸取決于凹模，因此落料模應(yīng)先取決于凹模尺寸，用減小凸模尺寸來保證合理間隙，沖孔件的尺寸取決于凸模 ，因此沖孔模先決定凸模尺寸，用增大凹模尺寸來保證合理間隙。 3） 沖件精度與模具精度間的關(guān)系 ： 在選擇模具制造公差時，既要保證沖件的精度要求，又要保證有合理的間隙值，一般沖模精度較沖件精度高2~3 級。 由 [2]表 629得到在有壓料圈的情況下單邊間隙為： Z= 式中： t— 材料厚度； 則 Z= 3= 拉深模凸模、凹模工作部分尺寸 拉深模的凸、凹模尺寸公差，只在最后一次拉深時考慮。 在沖模的 使用 過程中， 由于 凸模磨損 導(dǎo)致 沖孔尺寸 減小 ，而凹模的磨損則會增大落料件的尺寸，所以為了保證零件的尺寸精度，提高模具壽命，沖孔時凸模刃口尺寸應(yīng)靠近孔的公差范圍內(nèi)取大尺寸，反之落料時凹模刃口尺寸應(yīng)接近落料件的公差范圍內(nèi)取小尺寸。 南華大學(xué)機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 23 頁 共 60 頁 其工作原理如下： 切邊凹模在托板上，毛坯件放置在凹模中，由 頂板托住。 上模下行時，限位柱移動凹模下行，在前后左右四塊導(dǎo)板的作用下，凹模作水平移動，與凸模完成切邊工序 。 基于以上兩個作用，定位芯必須具有一定的抗擠壓變形強度以及它的高度必須符合要求。 工序模具熱處理 模具的主要失效形式 模具失效主要有以下幾種形式： （ 1）過載失效 由于模具材料本身承載能力不足 以抵抗工作載荷 的 作用 而 引起的失效。 （ 2）磨損失效 模具工作部位與 被加工材料之間的摩擦損耗 過大 ， 從而 使工作部位形狀和尺寸發(fā)生變化而引起 的 失效。 （ 4）多沖疲勞失效 模具承受的載荷都是以一定沖擊速度和能量 反復(fù)作用，其工作狀態(tài)與小能量多沖疲勞試驗相似。 南華大學(xué)機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 24 頁 共 60 頁 預(yù)備熱處理 主要目的是消除毛坯殘留組織缺陷，有利于后續(xù)冷熱加工處理，提高使用性能和壽命。 模具的最終熱處理 主要有兩類： ⑴ 淬火工藝 在 模具淬火處理時的 氧化、 脫碳、內(nèi)應(yīng)力 及組織不均勻?qū)?模具 性能均有顯著的影響。 1） 沖裁模的熱處理