落料沖孔翻邊復(fù)合模具設(shè)計(jì)

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1、、八 — 前言 沖壓加工技術(shù)是工業(yè)的一項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù) ,在機(jī)械、電子、航空、航天、汽車(chē)、輕工 等制造行業(yè)中應(yīng)用廣泛 .同時(shí)也對(duì)模具制造業(yè)提出了應(yīng)用信息技術(shù)將先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論、 方法與制造技術(shù)加以系統(tǒng)的集成創(chuàng)新的要求 ,促進(jìn)了沖壓模具設(shè)計(jì)、制造的信息化與智 能化的快速發(fā)展 . 進(jìn)入 21 世紀(jì)，制造技術(shù)在中國(guó)發(fā)展更加迅速，作為制造業(yè)大國(guó)，培養(yǎng)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的應(yīng)用 性、技能型人才必須采用現(xiàn)代教育技術(shù)手段，以實(shí)現(xiàn)國(guó)家的人才培養(yǎng)戰(zhàn)略的需求。 概論 1。1 引言 日常生產(chǎn)、生活中所使用到的各種工具和產(chǎn)品，大到機(jī)床的底座、機(jī)身外殼 , 小到 一個(gè)胚頭螺絲、紐扣以及各種家用電器的外殼 ,無(wú)不與模具有著密

2、切的關(guān)系 . 模具的形狀 決定著這些產(chǎn)品的外形，模具的加工質(zhì)量與精度也就決定著這些產(chǎn)品的質(zhì)量 . 因?yàn)楦鞣N 產(chǎn)品的材質(zhì)、外觀、規(guī)格及用途的不同，模具分為了鑄造模、鍛造模、壓鑄模、沖壓模 等非塑膠模具 , 以及塑膠模具。 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，沖壓加工技術(shù)的應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛， 模具成形已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段 . 1。2沖壓模地位及我國(guó)沖壓技術(shù) 1 。2 。1 沖壓模相關(guān)介紹 冷沖壓:是在常溫下利用沖模在壓力機(jī)上對(duì)材料施加壓力 ,使其產(chǎn)生分離或變形， 從 而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件的加工方法 . 沖壓可分為五個(gè)基本工序 : 沖裁、彎曲、拉深、成形和立體壓制。

3、沖壓模具 : 在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的 一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模） 。 沖壓模按照工序組合分為三類(lèi)：?jiǎn)喂ば蚰?、?fù)合模和級(jí)進(jìn)模。 復(fù)合模與單工序模相比減少了沖壓工藝，其結(jié)構(gòu)緊湊，面積較小 ; 沖出的制件精度 高，工件表面較平直，特別是孔與制件的外形同步精度容易保證；適于沖薄料，可充分 利用短料和邊角余料；適合大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)率高，所以得到廣泛應(yīng)用，但模具結(jié)構(gòu)復(fù) 雜，制造困難。 沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備， 是技術(shù)密集型產(chǎn)品。 沖壓件的質(zhì)量、 生 產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等， 與模具設(shè)計(jì)和制造有直接關(guān)系。 模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)水平的高

4、 低, 是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一，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 . 1 。2 。2 沖模在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的地位 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中， 沖模約占模具工業(yè)的 50%，，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén) , 特別是汽車(chē)、 航空航天、儀器儀表、機(jī)械制造、家用電器、石油化工、輕工日用品等工業(yè)部門(mén)得到極 其廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，利用沖模制造的零件，在飛機(jī)、汽車(chē)、電機(jī)電器、儀器儀表等 機(jī)電產(chǎn)品中占60%-70%在電視機(jī)、錄音機(jī)、計(jì)算機(jī)等電子產(chǎn)品中占 80%以上，在自行 車(chē)、手表、洗衣機(jī)、電冰箱、電風(fēng)扇等輕工產(chǎn)品中占 85%以上。在各種類(lèi)型的汽車(chē)中， 平均一個(gè)車(chē)型需要沖壓模具

5、 2000套，其中大中型覆蓋件模具 300套. 1 。2.3 我國(guó)沖壓模具市場(chǎng)情況 我國(guó)沖壓模具無(wú)論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展 , 但與國(guó)發(fā)經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大 , 一些大型、精度、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命 的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車(chē)的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進(jìn)口 . 一些低檔次的簡(jiǎn)單沖模 , 已趨供過(guò)于求，市場(chǎng)竟?fàn)幖ち?. 據(jù)中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的統(tǒng)計(jì)材料 ,2004年我國(guó)沖壓模具總產(chǎn)出約為 220億元，其 中出口 0。75億美元，約合 6。2億元 . 根據(jù)我國(guó)海關(guān)統(tǒng)計(jì)資料， 2004年我國(guó)共進(jìn)口沖壓模具 5。61 億美聯(lián)社元，約合

6、46.6 億 元.從上述數(shù)字可以得出 2004年我國(guó)沖壓模具市場(chǎng)總規(guī)模約為 266。6億元。其中國(guó)內(nèi) 市場(chǎng)需求為 260。4億元,總供應(yīng)約為 213。8億元,市場(chǎng)滿足率為 82%。在上述供求總體 情況中 , 有幾個(gè)具體情況必須說(shuō)明 : 一是進(jìn)口模具大部分是技術(shù)含量高的大型精密模具 , 而出口模具大部分是技術(shù)含量較低中的中低檔模具 ,因此技術(shù)含量高的中高檔模具市場(chǎng) 滿足率低于沖壓模具總體滿足率， 這些模具的發(fā)展已滯后于沖壓件生產(chǎn)， 而技術(shù)含量低 的中低檔模具市場(chǎng)滿足率要高于沖壓模具市場(chǎng)總體滿足率； 二是由于我國(guó)的模具價(jià)格要 比國(guó)際市場(chǎng)低格低許多，具有一定的竟?fàn)幜?, 因此其在國(guó)際市場(chǎng)前景看好 ,

7、2005 年沖壓 模具出口達(dá)到 1。46億美元，比 2004年增長(zhǎng) 94.7%就可說(shuō)明這一點(diǎn) ; 三是近年來(lái)港資、 臺(tái)資、外資企業(yè)在我國(guó)發(fā)展迅速， 這些企業(yè)中大量的自產(chǎn)自用的沖壓模具無(wú)確切的統(tǒng)計(jì) 資料，因此未能計(jì)入上述數(shù)字之中。 我國(guó)沖模工業(yè)不能滿足國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)需要的原因主要有 : 1. 專(zhuān)業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化程度低 . 2。 模具品種少，效率低，經(jīng)濟(jì)效益也差。 3. 制造周期長(zhǎng)，模具精度不高，制造技術(shù)較落后 . 4。模具壽命短，新材料使用量不到 10%。 4. 力量分散，管理落后。 但改革開(kāi)放以來(lái)，在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下， 尤其是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展， 大大地

8、提高了模具的商品化程度， 推動(dòng)了模具技術(shù)和模具 工業(yè)的迅速發(fā)展，在CAD/CAM/CA的運(yùn)用、加工工藝手段、沖壓件質(zhì)量及模具性能方面， 均已達(dá)到或接近國(guó)際水平。 1.2.4 沖壓模具水平狀況 近年來(lái)，我國(guó)沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá) 50 多噸的模具。為中檔轎車(chē)配套的覆蓋件模具內(nèi)也能生產(chǎn)了。 精度達(dá)到1~2卩m,壽命2億次 左右的多工位級(jí)進(jìn)模國(guó)內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達(dá)到 Raw 1.5卩m勺精沖 模，大尺寸（?》300mm精沖模及中厚板精沖模國(guó)內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。 1。 模具CAD/CA技術(shù)狀況 我國(guó)模具CAD/CA技術(shù)的發(fā)展已有20多年歷史

9、.由原華中工學(xué)院和武漢733廠于1984 年共同完成的精神模CAD/CA系統(tǒng)是我國(guó)第一個(gè)自行開(kāi)發(fā)的模具 CAD/CA系統(tǒng).由華中工 學(xué)院和北京模具廠等于1986年共同完成的冷沖模CAD/CA系統(tǒng)是我國(guó)自行開(kāi)發(fā)的第一個(gè) 沖裁模CAD/CA系統(tǒng).上海交通大學(xué)開(kāi)發(fā)的冷沖模CAD/CA系統(tǒng)也于同年完成。20世紀(jì)90 年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)汽車(chē)行業(yè)的模具設(shè)計(jì)制造中開(kāi)始采用 CAD/CA技術(shù)。國(guó)家科委863計(jì)劃將 東風(fēng)汽車(chē)公司作為CIM甌用示范工廠，由華中理工大學(xué)作為技術(shù)依托單位，開(kāi)發(fā)的汽車(chē) 車(chē)身與覆蓋模具CAD/CAPP/CAM成系統(tǒng)于1996年初通過(guò)鑒定。在此期間，一汽和成飛汽 車(chē)模具中心引進(jìn)了工作站和CAD

10、/CA軟件系統(tǒng)，并在模具設(shè)計(jì)制造中實(shí)際應(yīng)用，取得了顯 著效益.1997年一汽引進(jìn)了板料成型過(guò)程計(jì)算機(jī)模擬 CA軟件并開(kāi)始用于生產(chǎn). 21世紀(jì)開(kāi)始CAD/CA技術(shù)逐漸普及，現(xiàn)在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了 CAD/CA技術(shù)。其中部分骨干重點(diǎn)企業(yè)還具備各 CA宙亡力。 模具CAD/CA技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本 ，提高產(chǎn)品質(zhì)量， 已成為人們的共識(shí)。在“八五” 、九五“期間，已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計(jì)算機(jī) 繪圖技術(shù)，數(shù)控加工的使用率也越來(lái)越高，并陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量CAD/CA系統(tǒng).如美國(guó) EDS勺 UG 美國(guó) Parametric Tech no logy 公

11、司 Pro/E ngi neer，美國(guó) CV公司的 CADSS 英國(guó) DELCA公司的DOCT5日本HZS^司的CRAD及space—E， 以色列公司的Cimatron還引 進(jìn)了 AutoCAD CATIA 等軟件及法國(guó) Marta—Daravision 公司用于汽車(chē)及覆蓋件模具的 Euclid — IS等專(zhuān)用軟件。國(guó)內(nèi)汽車(chē)覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了 CAD/CA技術(shù)/DL圖的 設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)均已實(shí)現(xiàn)二維 CAD多數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過(guò)渡，總圖生產(chǎn)逐步代 替零件圖生產(chǎn)。且模具的參數(shù)化設(shè)計(jì)也開(kāi)始走向少數(shù)模具廠家技術(shù)開(kāi)發(fā)的領(lǐng)域 . 在沖壓成型CA軟件方面，除了引進(jìn)的軟件外，華中科技術(shù)大學(xué)、

12、吉林大學(xué)、湖南大 學(xué)等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軟件 , 并已在生實(shí)踐中得到成功應(yīng)用 , 產(chǎn)生了良好的效益 . 快速原型（RP傳統(tǒng)的快速經(jīng)濟(jì)模具相結(jié)合，快速制造大型汽車(chē)覆蓋件模具，解決 了原來(lái)低熔點(diǎn)合金模具靠樣件澆鑄模具 , 模具精度低、制件精度低 , 樣樣制作難等問(wèn)題， 實(shí)現(xiàn)了以三維CAD模型作為制模依據(jù)的快速模具制造，它標(biāo)志著RP應(yīng)用于汽車(chē)身大型覆 蓋件試制模具已取得了成功。 圍繞著汽車(chē)車(chē)身試制、 大型覆蓋件模具的快速制造， 近年來(lái)也涌現(xiàn)出一些新的快速 成型方法，例如目前已開(kāi)始在生產(chǎn)中應(yīng)用的無(wú)模多點(diǎn)成型及激光沖擊和電磁成型等技 術(shù)。它們都表現(xiàn)出了降低成本、提高效率等優(yōu)點(diǎn)。

13、 2. 模具設(shè)計(jì)與制造能力狀況 在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下 , 經(jīng)過(guò)幾十年努力，現(xiàn)在我國(guó)沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造 能力已達(dá)到較高水平 , 包括信息工程和虛擬技術(shù)等許多現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造技術(shù)已在很多模具 企業(yè)得到應(yīng)用。 雖然如此 , 我國(guó)的沖壓模具設(shè)計(jì)制造能力與市場(chǎng)需要和國(guó)際先進(jìn)水平相比仍有較大 差距。這一些主要表現(xiàn)在高檔轎車(chē)和大中型汽車(chē)覆蓋件模具及高精度沖模方面， 無(wú)論在 設(shè)計(jì)還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車(chē)覆蓋件模具， 具有設(shè)計(jì)和制造難度 大，質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn)，可代表覆蓋件模具的水平。 雖然在設(shè)計(jì)制造方法和手段 方面基本達(dá)到了國(guó)際水平，模具結(jié)構(gòu)周期等方面 , 與國(guó)外相比還存在一定的

14、差距。 標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具， 是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的精密模具 品種。有代表性的是集機(jī)電一體化的鐵芯精密自動(dòng)閥片多功能模具， 已基本達(dá)到國(guó)際水 平。 但總體上和國(guó)外多工位級(jí)進(jìn)模相比，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上， 仍存在一定差距 . 汽車(chē)覆蓋件模具制造技術(shù)正在不斷地提高和完美， 高精度、高效益加工設(shè)備的使用 越來(lái)越廣泛。高性能的五軸高速銑床和三軸的高速銑床的應(yīng)用已越來(lái)越多。 NC DN技 術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越成熟，可以進(jìn)行傾角加工超精加工。這些都提高了模具面加工精度， 提 高了模具的質(zhì)量，縮短了模具的制造周期。 模具表面強(qiáng)化技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用。 工藝成熟、無(wú)

15、污染、成本適中的離子滲氮技術(shù) 越來(lái)越被認(rèn)可，碳化物被覆處理（TD處理）及許多鍍（涂）層技術(shù)在沖壓模具上的應(yīng)用 日益增多。真空處理技術(shù)、實(shí)型鑄造技術(shù)、刃口堆焊技術(shù)等日趨成熟。激光切割和激光 焊技術(shù)也得到了應(yīng)用 . 1 。2.5 我國(guó)沖模今后發(fā)展趨勢(shì) 根據(jù)我國(guó)沖模技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，今后應(yīng)朝著如下幾個(gè)方面發(fā)展： 1. 開(kāi)發(fā)、發(fā)展精密、復(fù)雜、大型、長(zhǎng)壽命模具 . 2。加速模具標(biāo)準(zhǔn)化和商品化，以提高模具質(zhì)量，縮短模具制造周期。 3。 大力開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用模具 CAD/CA技術(shù),提高模具制造過(guò)程的自動(dòng)化程度。 4。 積極開(kāi)發(fā)模具新品種、新工藝、新技術(shù)和新材料 . 5。 發(fā)展模具加工

16、成套設(shè)備，以滿足高速發(fā)展的模具工業(yè)需要。 1.3 總結(jié) 沖壓加工作為一個(gè)行業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的加工工業(yè)中占有重要的地位。 近年來(lái)，沖壓 成型工藝有了很多新的進(jìn)展，特別是精密沖裁、精密成形、精密剪切、復(fù)合材料成形、 超塑性成形、軟模成形以及電磁成形等新工藝日新月異，沖壓件的成形精度日趨精確， 生產(chǎn)率有了極大的提高，正把沖壓加工提高到高品質(zhì)、新的發(fā)展水平。 由于引入了計(jì)算 機(jī)輔助工程(CAE)沖壓成形已從原來(lái)對(duì)應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行有限元分析而逐步發(fā)展到采用計(jì)算 機(jī)進(jìn)行工藝過(guò)程的模擬與分析，以實(shí)現(xiàn)沖壓過(guò)程的優(yōu)化分析設(shè)計(jì) . 計(jì)算機(jī)在模具領(lǐng)域 , 包括設(shè)計(jì)、制造、管理等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。 第二章工

17、件工藝性分析及方案確定 2.1工件工藝性分析 2。 1。 1沖裁工藝性 H——029 054 圖2-1零件圖 由零件簡(jiǎn)圖2— 1可見(jiàn),該工件的加工涉及到落料、沖孔、翻邊或拉深等工序成形。 該零件的外徑為①54mm屬于小制件，形狀簡(jiǎn)單且對(duì)稱,適于沖裁加工 查《冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表2。3沖壓件內(nèi)、外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，因制件形狀 簡(jiǎn)單、對(duì)稱，沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為 IT12-IT13。 查表2。5孔中心與邊緣距離尺寸公差為土 0.5mm. 查表2.7 一般剪切斷面表面粗糙度為 3。2吩 查《冷沖模設(shè)計(jì)》表2-3,得材料10號(hào)鋼的力學(xué)性能如下表: 表2

18、— 1 10號(hào)鋼的性能 抗剪強(qiáng)度T 255?333MPa 抗拉強(qiáng)度c b 294~432MPa 屈服點(diǎn)C s 206MPa 伸長(zhǎng)率S 29% 材料10鋼，其沖壓性能較好，孔與外緣的壁厚較大，復(fù)合模中的凸凹模壁厚部分具 有足夠的強(qiáng)度。 2。1。2翻邊工藝性 1. 翻邊工件邊緣與平面的圓角半徑r= (2~3) t 2. 翻邊的高度h=8> 1。5r=1。5 3. 翻邊的相對(duì)厚度d/t=15.16>(1。7?2)，所以翻邊后有良好的圓筒壁 4. 沖孔毛刺面與翻邊方向相反，翻邊后工件質(zhì)量沒(méi)大影響 . 5.查《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》第3卷，第35頁(yè)，K.W I擴(kuò)孔實(shí)驗(yàn)，預(yù)加工孔

19、①15.16可 擴(kuò)孔到①45左右，而制件為①28,即滿足翻邊性能。 總體看來(lái)：該制件均滿足沖裁工藝性和翻邊工藝性，適于沖裁加工 . 判斷能否一次性翻邊成形 由預(yù)沖孔公式可以得到翻邊高度 H的表達(dá)式： H= +0。43葉0。72t (2 —1) 或 h#(1 —「)+0.43r+0。72t K) =2 +0 o 43r+0 o 72t 若將Kmin帶入上式，則可得到許可的最大翻邊高度 Hmax p Hmax= (1-Kmin) +0。43葉0。72t 其中D —翻邊后的中經(jīng)(mm) Kmin —極限翻邊系數(shù) r- 翻邊圓角半徑(mm) t- 材料厚度(mm) 查《

20、冷沖模設(shè)計(jì)》，表7— 1低碳鋼圓孔極限翻邊系數(shù) 這里凸模采用圓柱形平底型式 孔的加工方式為沖孔 因 相對(duì)厚度d/t=15.16 得Kmin= 0。55 于是 Hmax= ； (1 — 0.55)+0。43 X 2+0.72 X 1 =8 o 0 ( mm) 因工件高度H=Hhax所以在平板上能一次性翻邊成形 2o 2工藝方案確定 根據(jù)工件形狀，初步確定采用落料、沖孔和翻邊等工序，現(xiàn)確定以下方案: 方案一：一套落料、沖孔、翻邊復(fù)合模 方案二：一套落料、沖孔、翻邊單工序模 方案三：一套落料、沖孔、翻邊連續(xù)模 單工序模、連續(xù)模和復(fù)合模的相互比較見(jiàn)表 2—2 表2-2單工序模、連

21、續(xù)模和復(fù)合模的性能比較 項(xiàng)目 單工序模 連續(xù)模 復(fù)合模 工作情況 尺寸精度 精度較咼 可達(dá)IT13?10級(jí) 可達(dá)IT9?8級(jí) 工件形狀 易加工簡(jiǎn)單件 可加工復(fù)雜零件，如寬 度極小的異形件、特殊 形件 形狀與尺寸要受模具 結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度的限制 孔與外形的 位置精度 較咼 較差 較咼 工件平整性 推板上落料，平整 較差，易彎曲 推板上落料，平整 工件尺寸 一般不受限制 宜較小零件 可加工較大零件 工件料厚 一般不受限制 0。6?6mm 0。 05~3mm 工藝性能 操作性能 方便 方便 不方便，要手動(dòng)進(jìn)行卸 料 安全性

22、 比較安全 比較安全 不太安全 生產(chǎn)率 低，壓力機(jī)一次行程 只能完成一道工序， 但在多工位壓力機(jī)使 用多副模具時(shí)，生產(chǎn) 率咼 高，壓力機(jī)一次行程內(nèi) 可完成多道工序 較咼，壓力機(jī)一次行程 內(nèi)能完成兩道以上工 序 條料寬度 要求不嚴(yán)格 要求嚴(yán)格 要求不嚴(yán)格 模具制造 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造周期 短 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和調(diào)整 難度大 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大 總的看來(lái)：方案一：生產(chǎn)效率高，因?yàn)榛瑝K下行一次既完成落料、沖孔和翻邊等工序， 不存在定位誤差，同軸度高，因此沖壓出來(lái)的制件精度也較高；但模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，因 此模具制造難度大。 方案二：生產(chǎn)效率不高，由于要多機(jī)床或多

23、道工序完成，致使生產(chǎn)效率和經(jīng) 濟(jì)效益都降低；但模具制造周期短。 方案三：生產(chǎn)效率較高，完成落料、沖孔的連續(xù)模生產(chǎn)效率較高，和方案二 一樣，由于第二道翻邊單工序的存在，降低了生產(chǎn)效率不說(shuō)，精度也難保證因此綜合考慮采用方案一，再來(lái)確定采用正裝復(fù)合模還是采用倒裝復(fù)合模 正裝復(fù)合模和倒裝復(fù)合模的比較見(jiàn)下表 2—3 表2—3正裝復(fù)合模和倒裝復(fù)合模的比較 序號(hào) 正裝 倒裝 1 對(duì)于薄沖件能達(dá)到平整要求 不能達(dá)到平整要求 2 操作不方便，不安全，孔的廢料由打棒 打出 操作方便，能裝自動(dòng)拔料裝置，能提高生產(chǎn) 效率又能保證安全生產(chǎn)，孔的廢料通過(guò)凸凹 模的孔往下漏掉 3 廢料不

24、會(huì)在凸凹?？變?nèi)積聚， 每次由打 棒打出，可減少孔內(nèi)廢料的脹力， 有利 于凸凹模減少最小壁厚 廢料在凸凹模孔內(nèi)積聚，凸凹模要求有較大 的壁厚以增加強(qiáng)度 4 裝凹模的面積較大，有利于復(fù)雜制件拼 快結(jié)構(gòu) 如凸凹模較大，可直接將凸凹模固定在底座 上省去固定板 從表2—3中可以看出：正裝對(duì)于薄沖件能達(dá)到平整要求，且廢料不會(huì)在凸凹模孔 內(nèi)積聚,有利于凸凹模減少最小壁厚。而倒裝不能達(dá)到平整要求，而且廢料在凸凹?？?內(nèi)積聚，凸凹模要求有較大的壁厚以增加強(qiáng)度。 從保證沖裁件質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性和安全性前提下， 綜合考慮采用正裝復(fù)合模，即模具結(jié) 構(gòu)為落料、沖孔、翻邊正裝復(fù)合模。 第三章 排樣及

25、計(jì)算材料利用率 3.1計(jì)算預(yù)沖孔大小 圖3-1零件圖 該制件是在沖孔后的平板毛坯上翻邊成形， 在翻邊時(shí)，同心圓之間的距離變化不顯 著,預(yù)制孔直徑可以用彎曲展開(kāi)的方法近似計(jì)算： 查《冷沖模設(shè)計(jì)》第215頁(yè)f M 2 (r + d +川 預(yù)沖孔直徑公式d=D1-2 ［丄 Z (3-1 ) 因D仁D+t+2r h=H-r-t 代入上式，并簡(jiǎn)化得 d=D— 2 (H-0。43r-0。72t) 式中D —翻邊后的中經(jīng)(mrh H—翻邊高度(mm) r- 翻邊圓角半徑(mm) t —材料厚度(mr) 這里 D=28mm H=8mm r=2mm t=1mm 所以 d=

26、28— 2 (8— 0。43X 2-0。72 X 1) =15 。 16 ( mr) 同可得：相對(duì)厚度 d/t=15。16/仁15。16 翻邊系數(shù) d/D=15。16/28=0.54 3。2確定排樣方式 采用有廢料和少?gòu)U料排樣，排樣圖分別如圖 3-2和圖3-3  圖3-2有廢料排樣 圖3—3無(wú)廢料排樣 少?gòu)U料排樣雖然材料利用率有所提高，但由于條料本身的寬度公差，以及條料導(dǎo)向 與定位所產(chǎn)生的誤差會(huì)直接影響沖裁件尺寸而使沖裁件的精度降低 ，也降低了模具壽 命，結(jié)合各自的優(yōu)缺點(diǎn)，綜合考慮采用有廢料排樣法 ? 3.3計(jì)算材料利用率 1。計(jì)算制件的面積A 制件面積A的計(jì)算公

27、式: A= ( D— d2) (3— 2) =(542 —15。162) =2108。6469( 式中D-毛坯外徑(mm) d—沖孔直徑(mm) 2。確定搭邊a與al的值 查《冷沖模設(shè)計(jì)》表3—10搭邊a與al數(shù)值 取 a=0。8mm a1=1.0mm 于是條料寬度：b=54+2a1=56mm 進(jìn)距：l=54+a=54.8mm 3. 材料利用率計(jì)算 查《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》第3卷沖壓模具設(shè)計(jì) 表18.3-24軋制薄鋼板的尺寸(GB/T708-1988) 板料規(guī)格選用 1.0mmX 750mr^ 1500mm(tmm BmrX Lmr)i 1)若采用縱裁: 裁板條數(shù)n

28、仁B/b=750/56=13條余22mm 每條個(gè)數(shù)n2= =27 個(gè)余 19。6mm 每板總個(gè)數(shù)n總=門(mén)1 x n2 x 100% =26 =338( 材料利用率 x 13 x 100% 351 X 2108.6469 L500_ X 750 x 100% 65.79% 2)若采用橫裁: 裁板條數(shù)n仁L/b=1500/56=26條余44mm 每條個(gè)數(shù)n2= = d =13個(gè)余36.8mm 每板總個(gè)數(shù)n總=門(mén)1 x n2 (3-4) 338 X 2108+6469 1 WP

29、x 100% 63。35% 顯然縱裁的材料利用率要高些，因此選用縱裁。 4. 計(jì)算零件的凈重G G=F.t op (3—5) 式中 G —工件重量(g) F —工件面積(cm2) t —材料厚度(cm) p -材料密度(g/cm3) 10號(hào)鋼屬于低炭鋼，在這里密度取p =7o 85 g/cm3 則 G=F.t o p —2 -1 =210& 6469x 10 x 1o 0x 10 x 7。85 =16.55 g 第四章 沖裁力及壓力中心計(jì)算 4。1。落料力 F 落 查《冷沖模設(shè)計(jì)》第54頁(yè)，落料力F落公式為 F 落=KLtT (4-1) 式中 F

30、落—落料力 (N) L —沖裁件周長(zhǎng) (mm) t —材料厚度 (mm) t—材料的抗剪強(qiáng)度(MPa K —系數(shù), 常取 K=1.3 這里 L=nX 54mm t=1mm 取 t =300MPa 則 F 落=1.3 XnX 54 X 1X 300 =66128.4 ( N) 4。2卸料力F卸 查《冷沖模設(shè)計(jì)》表 3—8 卸料力、推件力和頂件力系數(shù) 取 K 卸=0。035 F 卸=K 卸.F 落 (4-2 ) =0.035 X 66 1 28。4 =2314.494 ( N) 4。 3沖孔力 F 沖 查《冷沖模設(shè)計(jì)》第54頁(yè)，落料力F沖公式為 F 沖 =KLt t

31、 (4—3) 式中 F 沖-落料力( N) L —沖裁件周長(zhǎng) (mm) t —材料厚度 (mm) t—材料的抗剪強(qiáng)度(MPa K —系數(shù)，常取 K=1.3 這里 L=nX 27mm t=1mm 取 t =300MPa 于是 f沖=1。3XnX 27X 1X 300 =33064 2( N) 4.4 頂件力 F 頂 查《冷沖模設(shè)計(jì)》表 3-8 卸料力、推件力和頂件力系數(shù) 取 K 頂 =0.06 F頂=K頂.F沖 （4—4） =0.06 X 33064。2 =1983.852（N） 4.5 翻邊力 F 翻 查《冷沖模設(shè)計(jì)》，第 216頁(yè)，翻邊力公式為 F 翻=1

32、。 1 n （D—d） t c s （4-5） 其中 F 翻—翻邊力（ N） D —翻邊后中經(jīng)（mn） d- 翻邊預(yù)沖孔直徑（ mm） t —材料厚度（ mm） cs —材料的屈服點(diǎn) （MPa） 這里 D=28m，md=15.16mm， t=1mm, cs=206MPa 于是 f 翻=1。1 X 3。14（28 —15.16） X 1X 206 =9135 。 9682（N） 4。 6 總沖壓力 F 總 F總=F落+F沖+F卸+F頂+F翻 （4—6） =66128.4 ＋33064.2＋2314。 494＋1157。 247+1983.852+9135。 9682 =

33、112626。 91（N） 4。7 計(jì)算壓力中心 計(jì)算壓力中心的目的是使模柄軸線和壓力機(jī)滑塊的中心線重合， 避免滑塊受偏心載 荷的影響而導(dǎo)致滑塊軌道和模具的不正常磨損，降低模具壽命甚至損壞模具。 從制件的形狀可以看出，該制件是回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu) , 形狀對(duì)稱，故模具壓力中心就在圓心部 位，即無(wú)須再來(lái)計(jì)算了。 第五章主要工作部分尺寸計(jì)算 5.1落料刃口尺寸 查《冷沖模設(shè)計(jì)》表3-3沖裁模初始雙面間隙Z 取 Zmin=0.1mm Zmax=0.14mm 對(duì)零件圖中未注公差的尺寸，沖壓件一般保證精度 IT14,因制件形狀簡(jiǎn)單且對(duì)稱，在這 里保證精度IT13. 查《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》表 3

34、-6簡(jiǎn)單形狀沖裁時(shí)凸凹模的制造偏差 S 凹=+0。03mm S 凸=—0。02mm 因此:| S 凹 |+ 凸 1=0.03+0.02 mm =0.05mm Zmax — Zmi n=0。14-0。1mm =0.04mm | S 凹 |+| S 凸 |〉Zmax — Zmin 因此在這里采用單配方法加工. 對(duì)于落料，先做凹模，并以它作為基準(zhǔn)配做凸模 查《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》表 2—4查出其極限偏差為： 力54 - hmm 查《冷沖模設(shè)計(jì)》表 3-5磨損系數(shù) 取X=0b 5 I 1 1 斗B A 則 D 凹=（D-X △ ） o (5-1) 1 于(一J01

35、46 (54 - 0. 5 X CU6)令 mm = 弘7」o mm 落料凸模的尺寸按凹模尺寸配制，其雙面間隙為0.10?0.14mm 5.2沖孔刃口尺寸 沖孔部分：3 凹=+0.02mm S 凸=—0.02mm |S 凹 | +| S 凸 | =0。02+0。02mm =0.04mm |S凹 |+ |S凸 |= Zmax — Zmin 對(duì)于采用分別加工時(shí)，應(yīng)保證下述關(guān)系： 1+1 Zmax —Zmin (5—2) 但對(duì)于形狀復(fù)雜或料薄的工件，為了保證凸、凹模間一定的隙值，必須采用配合加工。 因此在這里采用還是采用單配方法加工 對(duì)于沖孔，先做凸模，并以它作為基

36、準(zhǔn)配做凹模 查《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》表 2—4查出其極限偏差為: 查《冷沖模設(shè)計(jì)》表3-5磨損系數(shù) 取 X=0b 5 Rd + X A ) 則 d 凸 = -W △ mm 15.16+ 827 (5-3) C15-16 + a5X027)-(l)xo. mm 沖孔凹模的尺寸按凸模尺寸配制,其雙面間隙為0.10?0。14mm 5.3翻邊工作刃口尺寸 5。3。1翻邊間隙 如圖5— 1,由于在翻邊過(guò)程中，材料沿切向伸長(zhǎng)，因此其端面的材料變薄非常嚴(yán)重, 根據(jù)材料的統(tǒng)一變形情況，翻邊凹模與翻邊凸模之間的間隙應(yīng)小于原來(lái)的材料厚度。 Z/2 圖5—

37、1翻邊間隙 查《冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》，表5—5平板毛坯翻邊時(shí)凸凹模之間的間隙 得 Z/2=0。85mm 532翻邊刃口尺寸 1.翻邊凸模的刃口尺寸計(jì)算 查《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》表 2-4查出其極限偏差為: 查《冷沖模設(shè)計(jì)》表3-5磨損系數(shù) 取X=0.5 pd + X A ) 則 d 凸 = (5-4) =(27 + 0, 5 X 0+ 33) 1 u X 0.33 = 27.165-0.^5 2.翻邊凹模的刃口尺寸計(jì)算 根據(jù)翻邊間隙和翻邊凸模的刃口尺寸來(lái)確定翻邊凹模的刃口尺寸 (5 — 5) = 十G)皿 (27」&5 十

38、 2 x0,85) ° 7c? 口匚匚 + 0.D825 ZO.OO □ 0 mm 第六章凸模、凹模及凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核 6.1落料凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 最小壁厚 沖孔落料復(fù)合模的凸凹模?其刃口平面與工件尺寸相同 ，這就產(chǎn)生了復(fù)合模的“最 小壁厚”問(wèn)題. 沖孔落料復(fù)合模許用最小壁厚可按表 6 — 1選取，形式如圖6 — 1表示，表值為經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 表6-1 凸凹模最小壁厚a數(shù)值 （單位：mm）部分如下 材料厚度 0。8 0。9 1。0 1.2 最小壁厚 2.3 2.5 2。7 3。2 最小直徑 15 18 1)―

39、 圖6-1最小壁厚 為了增加凸凹模的強(qiáng)度和減少孔內(nèi)廢料的漲力， 可以采用對(duì)凸凹模有效刃口以下增加壁 厚或?qū)U料反向頂出的辦法?如圖 6 — 1所示。 6.1 o 2模具材料的選擇 從眾多模具材料中選出9Mn2V鋼，該模具鋼是一種綜合力學(xué)性能比碳素工具鋼好的 低合金工具鋼，它具有較高的硬度和耐磨性，淬火時(shí)變形較小，淬透性很好.由于鋼中含 有一定量的釩，細(xì)化了晶粒，減小了鋼的過(guò)熱敏感性，同時(shí)碳化物較細(xì)小和分布較均勻 9Mn2V鋼的化學(xué)成分和物理性能分別如表 6—2和表6-3所示 表 6-2 9Mn2V 鋼化學(xué)成分(GB/T 1299 —2000) W C Si Mn V P

40、 S 0。85 ?0。95 < 0.40 1.70 ?2.00 0。 10?0。 25 <0 030 < 0.030 表6— 3臨界溫度 臨界點(diǎn) Ac1 Acm Ar1 Ar3 溫度（近似值） 730 760 655 690 表6—4綜合性能 耐磨性 耐沖擊性 淬火不變形性 淬硬深度 中等 中等 好 淺 紅硬性 脫碳敏感性 切削加工性 差 較大 較好 所以這里不管是凸模、凹模還是凸凹模,材料都選用9M門(mén)2\鋼 這里的落料凹模的熱處理硬度為 60?62HRC 確定凹模外形尺寸 確定凹模外形尺寸的方法有

41、多種，通常都是根據(jù)零件的材料厚度和排樣圖所確定 的凹模型孔壁間最大距離為依據(jù)，來(lái)求凹模的外形尺寸。 凹模的刃口形式，考慮到本例生產(chǎn)批量較大，所以采用刃口強(qiáng)度較高的凹模， 故采用階 梯形直壁式。 凹模的外形一般有矩形與圓形兩種，凹模的外形尺寸應(yīng)保證凹模有足夠的強(qiáng)度與剛度， 凹模的厚度還應(yīng)考慮修模量?凹模的外形尺寸一般根據(jù)沖材料的厚度和沖裁件的最大外 形尺寸來(lái)確定。 查《冷沖模設(shè)計(jì)》，第101頁(yè)，凹模厚度和壁厚公式為 凹模厚度 H=Kb (》15mm) (6-1 ) 式中 K —系數(shù),考慮板料厚度的影響 b—沖裁件的最大外形尺寸 凹模壁厚 C=(1。5?2)H(> 30 ?40mm

42、) (6-2) 查《冷沖模設(shè)計(jì)》，表4— 3系數(shù)K值 因 b=54 mm 取 K=0.22 故 H=0。22 X 54 =11 。88mm C=1.5X 22 =33mm 考慮到翻邊高度8mm和保證H》15mm最后取H=22mm 凹模形狀簡(jiǎn)圖如圖6-2 鬲 4 85 查 Hmi n = 3) <353. 6.1。4凹模的強(qiáng)度校核 ,第三卷，表 20.1 —18凹模強(qiáng)度計(jì)算公式 (6— 式中H min—凹模的最小厚度（mrh F—沖壓力（N （Twp-許用彎曲應(yīng)力（MPa 3120 圖6—2落料凹模 d=53.77mm do=64mm d

43、 、do-凹模刃口與支承口直徑（mr）i 這里 F= F 落=66128。4（M） ° wp= 5°°MPa Hmin = . - I =9.34mm 而真實(shí)的凹模厚度為22mm所以凹模的強(qiáng)度滿足要求 6.2落料、翻邊凸凹模外形尺寸 1。 落料、翻邊凸凹模的高度 落料、翻邊凸凹模的高度滿足翻邊高度和凸、凹模之間安全距離外，還考慮翻邊間隙, 保證強(qiáng)度要求，即凸凹模壁厚大于最小壁厚。 這里落料、翻邊凸凹模的高度為 30mm 2。 落料、翻邊凸凹模的強(qiáng)度校核 （6-4）式中L max—沖孔凸模許用的最大自由長(zhǎng)度（mrh e- 沖孔凸模材料的彈性模量（MPa d —凸?；驔_孔直徑

44、（mr） T—沖件材料的抗剪強(qiáng)度（MPa） t —沖件材料的厚度（mm） 這里 E=2o 2xl'' MPa d=53.77mm t=1mm t =300 MPa g 3.14 于是 Lmax w「=— - 22 105 53?773 匚 1 300 =2095.4mm 而實(shí)際的沖孔、翻邊凸凹模厚度為 30mm所以強(qiáng)度完全滿足要求 材料同樣選用9Mn2V鋼，其熱處理硬度為58?60HRC 落料、翻邊凸凹模簡(jiǎn)圖如圖6-3 圖6-3落料、翻邊凸凹模 6。3沖孔、翻邊凸凹模外形尺寸 沖孔、翻邊凸凹模的功能是完成沖孔、翻邊，重要性大 ，其熱處理硬度也相對(duì)比落料凸

45、模大，其材料選用9Mn2Vffl，熱處理硬度為60~62HRC 1?沖孔、翻邊凸凹模的高度 沖孔、翻邊凸凹模的高度=沖孔、翻邊凸凹模固定板的厚度+落料凹模的厚度 =12mm +22mm =34mm 2.沖孔、翻邊凸凹模的強(qiáng)度校核 1）沖孔凹模的強(qiáng)度校核 (6— 查《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》，第三卷，表 20.1-18 凹模強(qiáng)度計(jì)算公式 -—fl-——） Hmin = - 式中H min-沖孔、翻邊凸凹模的最小厚度（mn） F-沖壓力（N） （Twp-許用彎曲應(yīng)力（MPa d 、do—沖孔、翻邊凸凹模刃口與支承口直徑（mn） 這里 F= F 沖=33064.2 N c wp=

46、 500MPa d=15。3mm do=16。3mm 亠. 、 \ 500 3X16.3 =6 。1mm 2）翻邊凸模穩(wěn)定能力的校核 7T LmaxW ' （6-6 ） 式中L max—沖孔凸模許用的最大自由長(zhǎng)度（mm e —沖孔凸模材料的彈性模量（MPa d- 凸?；驔_孔直徑（mr）i T—沖件材料的抗剪強(qiáng)度（MPa t —沖件材料的厚度（mn） 這里 E=2.2 x f MPa d=27mm t=1mm t =300 MPa 工啊豈4 ——5_r 于是Lmax W叭"花xj2?2 105 27 \ 1 300 =745 。6mm 而實(shí)際的沖孔、翻邊凸凹模厚度

47、為 34mm所以強(qiáng)度完全滿足要求 沖孔、翻邊凸凹模的簡(jiǎn)圖如圖6-4 O.SX4Sn 圖6-4沖孔、翻邊凸凹模 6。4沖孔凸模外形尺寸 1。 沖孔凸模的形式采用類(lèi)似直通式的形式，少了階梯形式的復(fù)雜，主要受上頂桿孔和凸 ?？椎挠绊?，避免出現(xiàn)最小壁厚. 2。 沖孔凸模的長(zhǎng)度 沖孔凸模的長(zhǎng)度=沖孔凸模固定板的厚度+落料、翻邊凸凹模的高度+超出落料、翻邊凸 凹模的2mm 則沖孔凸模的長(zhǎng)度=12mm +30mm +2mm =44mm 沖孔凸模簡(jiǎn)圖如圖6— 5 圖6—5沖孔凸模 3。強(qiáng)度校核 1）凸

48、模穩(wěn)定能力的校核 查《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》，第三卷，表20。1-10凸模穩(wěn)定能力校核計(jì)算公式 lEd3 LmaxW "飛 (6-7) 式中L max—沖孔凸模許用的最大自由長(zhǎng)度（mm） —沖孔凸模材料的彈性模量（MPa —凸?；驔_孔直徑（mr） t—沖件材料的抗剪強(qiáng)度（MPa —沖件材料的厚度（mm 這里E=2 2X IO5 MPa d=15.3mm t=1mm t =300 MPa 1G 于是Lmax W T =318mm 2）承壓能力的校核 2t 1 - 05- (6 （T k= 二Wc p —8）式中

49、T—沖件材料的抗剪強(qiáng)度（MPa） t —沖件材料的厚度（mr） d-凸?；驔_孔直徑（mr）i c k—凸模刃口的接觸應(yīng)力（MPa） c p—凸模材料的許用壓應(yīng)力（MPa） 這里 t =300 MPa t=1mm d=15.3mm c p=1500 MPa 則 =600MPa Wc p=1500 MPa 即凸模穩(wěn)定能力和承壓能力均滿足要求 第七章主要零部件設(shè)計(jì) 7。1模柄的設(shè)計(jì) 查《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》第 3卷，表22。5-24壓入式模柄(JB/T7646.1 —1994) 選擇B型 材料：Q235 熱處理硬度:43?48HRC 模柄簡(jiǎn)圖如圖7-1

50、 圖7— 1模柄 7.2固定板和墊板的設(shè)計(jì) 7。2.1沖孔、翻邊凸凹模固定板的設(shè)計(jì) 查《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》第3卷,表22.5 —19圓形固定板 直徑 D=120mm厚度 H=12mm 材料：45 熱處理硬度43~48HRC 沖孔、翻邊凸凹模固定板的簡(jiǎn)圖如圖 7—2 ?12D // 0. 05 A 圖7-2沖孔、翻邊凸凹模固定板 沖孔凸模固定板的設(shè)計(jì) 沖孔凸模的固定方式有直接固定在模

51、座、 用固定板固定和快換式固定三種固定方式， 這 里選用固定板固定，且采用臺(tái)肩固定。 將沖孔凸模壓入固定板內(nèi)，裝配采用 N7/h6 查《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》第3卷,表22。5-19圓形固定板 直徑 D=120mm厚度 H=12mm 材料：45 熱處理硬度43?48HRC 沖孔固定板的簡(jiǎn)圖如圖7—3 圖7—3沖孔固定板 7。2。3墊板的設(shè)計(jì) 查《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》第3卷，表22.5 — 20圓形墊板 直徑D=120mn厚度H=6mm 材料：45 熱處理硬度43?48HRC 墊板的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖7-4 E20 圖7-4墊板 7.3定位零件的設(shè)計(jì) 7.3。1固

52、定擋料銷(xiāo)的設(shè)計(jì) 固定擋料銷(xiāo)的作用是控制送料步距，分圓形與鉤形兩種，一般裝在凹模上。 銷(xiāo)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，我們這里就選用圓形了 . 查《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》第 3卷，表22。5— 58固定擋料銷(xiāo)(JB/T7649 選用直徑為d=6mm A型固定擋料銷(xiāo) 材料：45 因圓形擋料 10—1994) 熱處理硬度：43?48HRC 固定擋料銷(xiāo)簡(jiǎn)圖如圖7—5 ? I ————OO 圖7-5固定擋料銷(xiāo) 7。3。2定位銷(xiāo)的設(shè)計(jì) 定位銷(xiāo)的作用是提供條料的導(dǎo)向，以免送偏 材料：45 熱處理硬度：43?48HRC 定位銷(xiāo)簡(jiǎn)圖如圖7—6 、 』 tag 圖7—6定位銷(xiāo) 圓柱銷(xiāo)

53、的設(shè)計(jì) 1。上圓柱銷(xiāo)的設(shè)計(jì) 查《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》第3卷，表22.6-12淬硬鋼和奧氏體不銹鋼圓柱銷(xiāo) (GB/T199.2-2000) 上圓柱銷(xiāo)公稱直徑d=8mm公差為m6公稱長(zhǎng)度1=70 mm 材料：45，普通淬火,表面氧化處理 上圓柱銷(xiāo)簡(jiǎn)圖如圖7— 7 L 1 * 有 圖7—7上圓柱銷(xiāo) 2。下圓柱銷(xiāo)的設(shè)計(jì) 查《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》第3卷，表22。6-12淬硬鋼和奧氏體不銹鋼圓柱銷(xiāo)(GB/T19S 2-2000) 下圓柱銷(xiāo)公稱直徑d=8mm公差為m6公稱長(zhǎng)度1=60 mm 材料:45，普通淬火，表面氧化處理 下圓柱銷(xiāo)簡(jiǎn)圖如圖7 — 8 -1.6

54、 1 f 1 f 60 — 1 oo a 圖7—8下圓柱銷(xiāo) 7。4出件機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 7.4。1上出件機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1. 推板 參照《冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》，第309頁(yè),頂板圖7 材料：45 熱處理:43~48HRC 推板簡(jiǎn)圖如圖7-9 I . J 1 1 盧 1號(hào)T JL 1 —<240一 圖7-9推板 2. 推桿 查《冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表 7。54帶肩推桿尺寸 推桿長(zhǎng)度=翻邊行程距離+ 材料：45 熱處理：43?48HRC 推桿簡(jiǎn)圖如圖7-

55、10 1X45° 1X4產(chǎn) 28及表7。56 (GB/T2867.1— 81) . \ II L ■ 丄4 L—35—- T 115 圖7—10推桿 3。上頂桿 查《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》第 3卷，表22.5-61頂桿（JB/T7650。3—1994） 材料：45 熱處理硬度：43?48HRC 上頂桿的長(zhǎng)度1=沖孔凸模固定板厚度+上墊板厚度+空閑高度+行程距離 =12+6+10+11 =39mm 上頂桿的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖7—11 0* 5X45^ / 1 p ■■ — 35 —

56、\ ""'■J 圖7-11上頂桿 4. 上頂板 查《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》第 3卷，表22.5 — 62頂板（JB/T7650.4 —1994） 材料：45 熱處理硬度：43~48HRC 頂板的簡(jiǎn)圖分別如圖7—12 — -^38 ^-1 I ? 16 —| 片 一 牡.7 — 圖7—12上頂板 7。4。2下出件機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 下出件機(jī)構(gòu)是個(gè)彈頂器，裝于下模座，由彈簧驅(qū)動(dòng)。 1。下頂桿 查《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》第 3卷,表22。5—61頂桿（JB/T7650。3-1994） 材料：45 熱處理硬度：43?48HRC 下頂桿的長(zhǎng)度L=沖孔、翻邊凸凹模固定板厚度+下模座厚度+翻

57、邊高度和安全距離 =12mm +35mm +11mm =58mm 下頂桿的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖7—13 0. 5X45° J - ■ ￡ —軍 ■ 齊 8 ■ 1 圖7—13下頂桿 2. 圓柱螺旋壓縮彈簧 因 卸料力F卸=2314.494（N） 這里只用一根彈簧，所以該彈簧受力 2314。494（ N） 在滿足工作負(fù)荷前提下，查《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》 ，附錄C1圓鋼絲螺旋彈簧規(guī)格 選取了序號(hào)78至83的8鐘彈簧，它們的主要參數(shù)如下表 7— 1 表7-1 圓鋼絲螺旋彈簧規(guī)格（序號(hào) 78至83） 序號(hào) 彈簧外徑 D/mm 材料直徑 d/mm 節(jié)

58、距t/mm 自由高度 H0/mm 受負(fù)荷F1時(shí)的高 度 H1/mm 最大工作負(fù) 荷 F1/N 78 80 60。2 79 120 8& 4 80 55 9 14.5 160 116.5 2750 81 200 144。5 82 240 173 83 280 201.5 -TO Fl 81 82 圖7-14 彈簧負(fù)荷（F）與行程（S）曲線圖 根據(jù)表7-1和圖7—14，得到如下數(shù)據(jù)表7-2 表7—2圓鋼絲螺旋彈簧有關(guān)數(shù)據(jù) （序號(hào)78至83）

59、序號(hào) H0 H1 S1= H0 — H1 S預(yù) 5總（S工作+ S預(yù)） 78 80 60.2 19.8 16 27 79 120 88.4 31。6 27 28 80 160 116。5 43.5 32 43 81 200 144.5 55。5 43 54 82 240 173 67 54.5 65.5 83 280 201.5 78.5 66 77 其中：S工作=10mm+1mm=11mm 檢驗(yàn)是否滿足S1〉S總，如果滿足，則可以選用。 80號(hào)至83號(hào)彈簧均滿足要求，因此這里選用 80號(hào)彈簧 規(guī)格為

60、9X46X 80 GB/T2089-80 彈簧裝配高度H2= H0 — S預(yù) =160— 32 =128mm 材料：60Si2MnA 熱處理硬度：43~48HRC彈簧兩端拼緊并磨平。 3。下頂板 查《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》第 3卷,表22。5—62頂板(JB/T7650.4 —1994) 材料:45 熱處理硬度：43?48HRC 下頂板的簡(jiǎn)圖分別如圖7-15 53 .77 //丄 F / ” 片T 30 ?- 64 圖7—15下頂板 下出件機(jī)構(gòu)總體簡(jiǎn)圖如圖7-16 圖7-16下出件機(jī)構(gòu)圖 1—下頂

61、桿2-導(dǎo)管 3-彈簧 4 —托板 5- 螺母 第八章模架的選擇 &1模架的選擇 標(biāo)準(zhǔn)模架中，應(yīng)用最廣的是用導(dǎo)柱、導(dǎo)套作為導(dǎo)向裝置的模架。根據(jù)導(dǎo)柱、導(dǎo)套配 置的不同有以下四種基本型式：對(duì)角導(dǎo)柱模架、后側(cè)導(dǎo)柱模架、中間導(dǎo)柱模架、四導(dǎo)柱 模架。 表8-1列舉了它們之間的功能及用途 表8-1各模架功能及用途 模架型式（標(biāo)準(zhǔn)號(hào)） 功能及用途 對(duì)角導(dǎo)柱模架 GB/T2851.1 — 1990 在凹模面積的對(duì)角中心線上，裝有前后導(dǎo)柱，其有效區(qū)在毛坯進(jìn)給方向 的導(dǎo)套間，受力平衡，上模座在導(dǎo)柱上運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，適用于縱向或橫向送 料，使用面寬，常用于級(jí)金?；驈?fù)合模。其凹模周界范圍為 63mm<

62、 50mm~500mm500mm 后側(cè)導(dǎo)柱模架 GB/T2851.3-1990 兩導(dǎo)柱、導(dǎo)套分別裝在上、下模座后側(cè)，凹模面積是導(dǎo)套前的有效區(qū)域， 可用于沖壓較寬條料,且可用邊角料，送料及操作方便，可縱向、橫向送 料。主要適用于一般精度要求的沖模， 不宜用于大型模具，因有彎曲力 矩，上模座在導(dǎo)柱上運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)。其凹模周界范圍為 63mn< 50mrrr 400mm< 250mm 中間導(dǎo)柱模架 GB/T2851。5 —1990 其凹模面積是導(dǎo)套間的有效區(qū)域， 僅使用于橫向送料，常用于彎曲模或 復(fù)合模。具有導(dǎo)向精度高，上模座在導(dǎo)柱上，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)的特點(diǎn)。 其凹模 周界范圍為 63mn<

63、50mrrr 500mm< 500mm 四導(dǎo)柱模架 GB/T2851。7 —1990 模架受力平穩(wěn)，導(dǎo)向精度高。使用于大型制件，精度很高的沖模，以及大 批量生產(chǎn)的自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線上的沖模 .其凹模周界范圍為 160mm< 250mrrr 630mm< 400mm 后側(cè)導(dǎo)柱模架適用于一般精度要求的沖模，且可用邊角料，送料及操作方便，可 縱向、橫向送料，這里就選用后側(cè)導(dǎo)柱模架了 ? 查《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》,第3卷，表22。4-3后側(cè)導(dǎo)柱模架 這里選用后側(cè)導(dǎo)柱模架的規(guī)格如下： 上模座：125mrK 125mM 30mm GB/T 2855 。 5 下模座:125mnrK 125mrK

64、 35mm GB/T 2855.6  GB/T 2861 GB/T 2861 導(dǎo)柱：22mm 130mm 導(dǎo)套：22mm 70mm 28mm & 2模具的閉合高度計(jì)算 1. 模具閉合高度計(jì)算的意義 模具的閉合高度H模是指模具在最低工作位置時(shí)上模座的上平面與下模座的下平面 之間的高度.計(jì)算模具的閉合高度H模是為選壓力機(jī)提供幫助，壓力機(jī)的閉合高度應(yīng)與沖 模的閉合高度相適應(yīng)，即滿足：沖模的閉合高度在壓力機(jī)的最大閉合高度和最小閉合高 度之間，否則就不能保證正常的安裝與工作。 2. 計(jì)算模具的閉合高度 模具的閉合高度H模二上模座厚度+墊板厚度+上墊板厚度+沖孔凸模固定板厚度+落料凸

65、 模高度+落料凹模高度+沖孔、翻邊凸凹模固定板厚度+下墊板厚度+下模座厚度+上、下 模安全距離 貝U H模=30mm +17mm +6mm +12mm +30mm +22mm +12mm +35mm +10mm =174mm 第九章選擇沖壓設(shè)備 沖壓設(shè)備是提供模具行程能量的，在冷沖壓生產(chǎn)中，為了適應(yīng)不同的沖壓工作需 要,采用各種不同類(lèi)型的壓力機(jī)。壓力機(jī)的類(lèi)型很多，按傳動(dòng)方式的不同，主要可分為 機(jī)械壓力機(jī)和液壓壓力機(jī)兩大類(lèi)。其中機(jī)械壓力機(jī)在冷沖壓生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛 ?隨著現(xiàn) 代沖壓技術(shù)的發(fā)展，高速壓力機(jī)、數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)等也日益得到廣泛地應(yīng)用 下面表9— 1和表9—2,分別列舉了按沖壓件

66、大小和按生產(chǎn)批量選擇設(shè)備 表9—1按沖壓件大小選擇設(shè)備 零件大小 選用類(lèi)型 特點(diǎn) 適用工序 小型或中小型 開(kāi)式機(jī)械壓力機(jī) 有一定的精度和剛度，操 作方便，價(jià)格低廉 分離及成形 （深度淺的成形件） 大中型 閉式機(jī)械壓力機(jī) 精度與剛度更咼，結(jié)構(gòu)緊 湊，工作平穩(wěn) 分離、成形 （深度大的成形件及復(fù)合工 序） 表9—2按生產(chǎn)批量選擇設(shè)備 沖壓件批量 設(shè)備類(lèi)型 特點(diǎn) 適用工序 小批量 薄板 通用機(jī)械壓力機(jī) 速度快，生產(chǎn)效率咼，質(zhì)量較穩(wěn)定 各種工序 厚板 液壓機(jī) 行程不穩(wěn)定，不會(huì)因超載而損壞設(shè) 備 拉深、脹形、彎曲等 大批量 高速壓力機(jī) 咼效率 沖裁 多工位自動(dòng)壓力機(jī) 高效率，消除了半成品堆儲(chǔ)等問(wèn)題 各種工序 為安全起見(jiàn)，防止設(shè)備超載，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1。 所選沖壓機(jī)的公稱壓力必須大于沖壓所需的總沖壓力 ，即：F壓機(jī)＞F總 2。 所選壓力機(jī)的閉合高度應(yīng)與沖模的閉合高度相適應(yīng)， 即滿足：沖模的閉合高度在壓力 機(jī)的最大閉合高度和最小閉合高度之間。 3。 壓力機(jī)的工作臺(tái)面的必須大于模具下模座的外形尺寸， 并還