【正文】 著沖裁方向頂出的力稱頂件力 沖裁力的計算 沖裁力是凸模與凹模相對運動使工件與板料相分離所需要的力。由表 11 查得 a300MP?? 工件外輪廓周長： ? ? ??? ?＋－－＋L 則沖裁力為： a4 7 3 4a3 0 4 MPMPF ?????沖 卸料力的計算 從凸模上卸下緊箍著的材料所需的力稱為卸料力。 按式（ 33）： 沖頂頂 FKF ? （ 33） 式中： 頂F —— 推件力（ N） 頂K —— 頂件力因數(shù)，其值由表 31 查得 ?頂K 則頂件力為： KNKNF ???頂 推件力的計算 把落料件從凹模洞口順著沖裁方向推出去的力稱為推件力。沖壓時，模具的壓力中心一定要與沖床滑塊的中心線重合。所以在設計模具時，必須要確定模具的壓力中心，并使其通過模柄的軸線，從而保證模具壓力中心與沖床滑塊中心重合。 沖壓設備的選用 沖壓設備選擇的要求： （ 1） 所選壓力機的公稱壓力必須大于沖壓所需的總沖壓力，即： 總壓力機 ＞ FF （ 2） 壓力機的行程大小應適當。對于拉深模，壓力機的行程至少應大于成品零件高度的兩倍以上，以保證毛坯的放進和成形零件的取出。即滿足：沖模的 16 閉合高度介于壓力機的最大閉合高度和最小高度之間的要求。但過大的工作臺面上安裝過小尺寸的沖模時，對工作臺 面的受力條件也是不利的。參照《沖模設計應用實例》書末附錄 B3，可選取公稱壓力為 250KN 的開式雙柱可傾壓力機。 沖裁件的尺寸精度取決于凸凹模刃口部分的尺寸。所以正確地確定刃口部分尺寸是相當重要的。因此，設計落料模時，以 凹模為基準，間隙取在凸模上；設計沖槽模時，以凸模為基準，間隙取在凹模上。對基準件刃口尺寸在磨損后減小的，其刃口的公稱尺寸應取工件尺寸公差范圍內(nèi)較大的數(shù)值。 （ 3） 在確定模具刃口制造公差時，要既能保證工件的精度要求，又能保證有合理的間隙數(shù)值。若零件沒有標注公差，則可通過 《沖模設計應用實例》書末附錄 D，查出沖壓件未注公差尺寸的極限偏差。為了保證間隙值，必須滿足式（ 41）條件。 凸? 、 凹? 的值見表 。為了保證凸、凹模之間一定的間隙值，必須采用配合加工。 落料刃口尺寸的計算 該沖裁件落料時，選凹模為設計基準件，只需要計算落料凹模刃口尺寸，成形凹模尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模實際尺寸按間隙要求配作。對于零件圖中未注公差的尺寸，由《沖模設計應用實例》書末附錄 D 中查出其極限偏差為： 0 － mm， 0 － mm， 0 －R mm。根據(jù)凹模磨損后的尺寸變化情況，將零件圖落料部分的各尺寸進行分類： A 類尺寸： 0 － ， 0 － ， 0 －R A 類尺寸計算公式： ? ? 40m axj x ??? ＋－AA （ 42） 式中： jA —— 基準件尺寸（ mm）； 19 maxA —— 工件極限尺寸（ mm）； ? —— 工件公差（ mm）。 成形凸模刃口尺寸的計算 該沖裁件沖槽時，選凸模為設計基準件，只需要計算成形凸模刃口尺寸，成形凸模尺寸及制造公差，凹模刃口尺寸由凸 模實際尺寸按間隙要求配作。對于零件圖中未注公差的尺寸，由《沖模設計應用實例》書末附錄 D 中查出其極限偏差為： 0 － mm， 0 － ， ＋ mm， ＋ mm， ＋ mm， ＋R mm，＋R mm。根據(jù)凸模磨損后的尺寸變化情況，將零件圖沖槽部分的各尺寸進行分類： A 類尺寸： 0 － mm， 0 － B 類尺寸： ＋ mm， ＋ mm， ＋ mm， ＋R mm， ＋R mm。 第二類尺寸：磨損后減小的尺寸按（式 43）計算： ? ? 0 0. 2 180 40. 8 7 －－凸 ??? ? ? 0 0. 18 50 40. 74 －－凸 ??? ? ? 0 0. 09 00 40. 36 －－凸 ??? ? ? 0 0. 06 30 40. 25 －－凸 ???R ? ? 0 0. 07 50 40. 30 －－凸 ???R 成形凹模的基本尺寸和成形凸模相同，分別是 ， ， ， ，不必標注公差，但要在技術(shù)條件中注明：凹模實際刃口尺寸與成形凸模配制，保證最小雙面合理間隙值 ?Z 。 沖槽凸模的設計 在滿足國標技術(shù)要求和實用要求的下，以及便于該凸模的加工制造和為避免應力集中和保證強度與剛度方面的要求，在考慮到其它模具零件尺寸設計的要求，該工件沖槽凸模的具體尺寸如下圖 所示。所以不用進行強度計算。 沖槽凹模的設計 根據(jù)該零件模具的總體設計和沖槽凹模的刃口尺寸，在滿足國標要求的條件下該工件沖槽凹模的具體尺寸如圖 所示。 圖 沖槽凹模零件圖 23 落料凹模的設計 1. 落料凹模的刃口形式的選擇 由于該工件的落料為第一道工序，落料凹模的孔內(nèi)需要進行其它工序的加工，需按裝其它的凸、凹模，因此選擇柱形刃口，刃口強度較高，修磨后刃 口尺寸不變，但孔口容易積存工件或廢料，推件力大且磨損大。 2. 落料凹模的外形尺寸落料凹模的外形尺寸 ⑴ 凹模厚度 凹模厚度可由式（ 51）經(jīng)驗公式確定。 則凹模厚度： 0 ???H 取凹模厚度 mm20?H ⑵ 凹模壁厚 凹模壁厚可由式（ 52）經(jīng)驗公式確定。 材料： T10A 硬度： HRC60～ 64 24 圖 落料凹模零件圖 落料凸模的設計 在滿足國標技術(shù)要求和實用要求的下，以及便于該凸模的加工制造和為避免應力集中和保證強度與剛度方面的要求，在考慮到其它模具零件尺寸設計的要求，該工件落料凸模的具體尺寸如圖 所示。沖壓模具的全部零件都安裝在模架上。選擇模架尺寸時要根據(jù)凹模的輪廓尺寸考慮，一般在長度上及寬度上都應比凹模大 30～40mm。選擇模架時還要注意到模架與壓力機安裝關(guān)系，例如模架與壓力機工作臺孔的關(guān)系，模座的寬度應比壓力 26 機工作臺的孔徑每邊約大 40～ 50mm。通常中、小型沖模常采用后側(cè)式、對角式或?qū)ΨQ式的導柱型模架。 因此根據(jù)該工件的的形狀，坯件定位、出件方式，材料橫向送進，選擇后側(cè)式滑動導向?qū)е鶎啄＜茏鳛樵摿慵哪＜茴愋汀? 圖 后側(cè)式滑動導向?qū)е鶎啄＜? 根據(jù)主要工作部分的尺寸，參照有關(guān)資料，選擇模架如下。 27 下模座如圖 所示。 材料： HT200 28 圖 上模座零件圖 模柄的選擇 模柄的作用是將模具的上模座固定在沖床滑塊上。 圖 模柄的結(jié)構(gòu)形式 a)整體式模柄 b)帶臺階的壓入式模柄 c)帶螺紋的旋入式模柄 d)有凸緣的模柄 f)浮動式模柄 根據(jù)該零件模具的總體設計和第二部分對壓力機的選取所給出的滑塊上的模柄孔尺寸： mm60mm40 ?? ，和凸模的結(jié)構(gòu)，選擇圖 ）有凸緣的模柄作 29 為該模具的模柄形式。 根據(jù)該零件模具的總體設計，結(jié)合各凸凹模的尺寸以及各固定板、螺栓、推桿的尺寸和安裝位置，特別是凸凹模固定板的尺寸，再結(jié)合國標給出的墊板設計的厚度和尺寸之間的關(guān)系要求，則墊板的具體形狀和尺寸如圖 所示。 根據(jù)該零件模具的總體設計，結(jié)合落料凸凹模、成形凸凹模和工件的形狀和尺寸，在保證它有足夠強圖的要求下，所設計的頂出器的具體形狀如圖 所示。剛性卸料板用螺釘和銷釘固定在下模座上，能承受的卸料力較大，常用于厚板沖壓件的卸料。剛性卸料板和凸模的單邊間隙一般取 ～ ㎜。彈性卸料板有敞開的工作空間，操作方便，生產(chǎn)率高，沖壓前可對毛坯有預壓作用，沖壓后也可使沖壓件平穩(wěn)卸科。并且結(jié)構(gòu)復雜，可靠與安全不如剛性卸料板。 根據(jù)該零件模具的總體設計，這里選擇彈性卸料板。 材料： 45 鋼 圖 卸料板零件圖 卸料彈簧的設計 卸料彈簧的設計計算： 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)初定 4 根彈簧，每根彈簧分擔的卸料力為： NKNKNF 1 1 7 71 7 ???卸 32 根據(jù)預壓力 ? ? ?預 和模具的結(jié)構(gòu)尺寸，由《沖壓模具設計手冊》表 114 初選出彈簧，其最大工作負荷 NNF 1 1 7 72 7 0 01 ?? 校驗是否滿足 總ss1? 11 ???? FF 預預 式中： 1s 為彈簧最大允許壓縮量， 1s 取 9mm 磨工預 ＋＋ ssss1 ? 式中： 預s —— 彈簧的預壓縮量， mm。 磨s —— 凸模的總修磨余量， mm，一般取 3～ 5mm。 所以 8 .9 2 m m3 m 1 ??? ＋＋＋＋ 磨工預 ，即 總ss1? 因此該彈簧滿足設計要求。毛坯在模具中的定位有兩個內(nèi)容：一是在送料方向上的定位，用來控制送料的進距，通常稱為擋料。 圖 擋料銷定位示意圖 定位銷 上模座與模柄定位時，定位銷采用 M6 20 上模座與落料凸模定位時，定位銷采用 M6 50 上模座、橡膠墊板和成形凹模定位時，定位銷采用 M5 50 下模座與凹模板定位時，定位銷采用 M10 50 擋料銷 擋料硝的 作用是保證條料送進時有準確的送進距。根據(jù)該零件模具的總體設計，采用圓柱式固定擋料銷。在裝配過程中既要保證配合零件的配合精度。因此，沖模裝配是最后實現(xiàn)沖模設計和沖壓工藝意圖的過程 ，是沖模制造過過程中的關(guān)鍵工序。近年來，隨著模具加工技術(shù)的飛速發(fā)展，采用了先進的數(shù)控技木及計算機加工系統(tǒng)，因面對模具零件可以進行高精度的加工，而且模具的檢測手段日益完善，使模具裝配工作變得越來越簡捷。因此沖模的裝配方法大致有以下兩種。在裝配過程中究竟選擇上述哪種裝配方法合適，必須充分分析該沖模的結(jié)構(gòu)特點及沖模零件加工工藝和加工精度等因素，從選擇最方便又最可靠的裝配方法來保證沖模的質(zhì)量。反之，如果不具備高精度加工設備，又沒有采用 標準模架，則只能采用配作裝配法。模具上模部分主要由上模板、橡膠墊板 、落料凸模、成形凹模及卸料板等組成。下模部分由下模座、凹模板、成形凸模等組成。有導向裝置的模具，還應檢查潤滑是否良好。 （ 3）按安裝程序?qū)⒛＞甙惭b在壓力機上，無導向裝置的模具和導板模要仔細調(diào)整間隙。 （ 5）凸、凹模刃口磨損后應及時刃磨，或則會加速刃口的磨損、降低沖壓件質(zhì)量和模具壽命。 （ 7）送料、出件使用的工、夾具應用軟金屬制成，以防意外損壞模具。超過 50 的中、大型模具要設計起吊裝置以便搬運。 提高模具使用壽命的途徑 （ 1）合理設計模具 設計模具時應選取合適的間隙值；保證足夠的剛度；注意凸模形狀設計；采用導向裝置；降低模具表面粗糙度；適當選擇模具硬度等。 （ 3）保證熱處理質(zhì)量采用熱處理新工藝 同樣的模具材料，熱處理工藝條件不同，其性能可能會出現(xiàn)很大的差異，因此在選擇了合適的模具材料后，應根據(jù)模具的具體工作條件采用 相應的熱處理工藝并注意防止熱處理缺陷。 （ 4）保證加工質(zhì)量和采用新的加工方法 鍛造要注意改善碳化物偏析，以提高模具的沖擊韌性、硬度和耐磨性。表面切削加工余量不足使脫碳層未全部除去，將導致模具發(fā)生早期磨損或開裂。s Thesis, ~90. [19] I. Watson, “Casebased reasoning is a methodology not a technology”[J], KnowledgeBased Systems, 1999. 303–308. [20] I. Watson, Applying CaseBased Reasoning: Techniques for Enterprise Systems[J], Man Kaufmann, . 39 附 錄 薄板槽型落料成型模總裝配圖 1 張 A0 圖紙 上模座、下模座 各 1 張 A1 圖紙 凹模板、落料凸模、卸料板 各一張 A3 圖紙 成形凸 模、成形凹模、零件圖、托板、橡膠墊板 各一張 A4 圖紙 40 致 謝 畢業(yè)設計是對我們大學生四年來所學知識的系統(tǒng)總結(jié)和綜合運用，同時又是對我們分析和解決問題的檢驗與提高，更是我們以后向即將從事的專業(yè)性工作的必經(jīng)的階段。我的畢業(yè)設計是關(guān)于模具方面的，通過該畢業(yè)設計，不但對模具有了進一步的了解，而且掌握了模具設計的過程。通過該畢業(yè)設計，我還掌握了怎樣查找問題、分析問題和解決問題，怎樣獲取資料和查閱資料，以及如何向老師、同學和有經(jīng)驗的人請教。由于沒有這方面的設計經(jīng)驗，該設計只是停留在設計階段，并沒有進行試驗，難 免 會在 設計中存在不少缺陷。由于該模具的零件圖和總裝配圖是用 CAD 畫的，只是二維的平面圖，不能很好的展示立體感，而 UG 是畫模具的最好的軟件，這需要我們在以后用 UG 來畫模具。在此，對關(guān)心和指導我的老師和幫助我的同學表示衷心的感謝。 我的設計中難免還有其它方面的錯誤，還請各位老師指