四孔托板復(fù)合模設(shè)計(jì)-沖壓模具

摘 要本論文應(yīng)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高了我的獨(dú)立工作能力。本設(shè)計(jì)通過對(duì)襯板的復(fù)合模設(shè)計(jì)的工藝性分析，確定了正確的工藝方案。從而對(duì)模具設(shè)計(jì)方案，以及沖壓設(shè)備作出了分析與選擇。通過分析決定采用復(fù)合模形式，然后參考其他模具結(jié)構(gòu)以及查手冊(cè)和計(jì)算設(shè)計(jì)。當(dāng)所有的參數(shù)計(jì)算完后，對(duì)模具的裝配方案，對(duì)主要零件的設(shè)計(jì)和裝配要求技術(shù)要求都進(jìn)行了分析。在設(shè)計(jì)過程中除了設(shè)計(jì)說明書外，還包括模具的裝配圖，非標(biāo)準(zhǔn)零件的零件圖等。關(guān)鍵詞：冷沖壓 ；復(fù)合模 ；設(shè)計(jì)AbstractIn this paper, the theory and practical knowledge of this professional course were applied to a practical training of cold stamping die design, so as to cultivate and improve my ability to work independently. This design determines the correct process plan by analyzing the technological process of the compound die design of the lining board. Thus, the analysis and selection of mold design and stamping equipment are made. Through the analysis, it is decided to adopt the compound die form, and then refer to other die structures, as well as check manuals and calculation design. After all the parameters are calculated, the assembly scheme of the die, the design and assembly requirements of the main parts are analyzed. In the design process, besides the design specification, it also includes the assembly drawing of the mold, the part drawing of non-standard parts and so on.Key words: cold stamping; compound die; design29- -目 錄摘 要IAbstractII一、緒 論4二、零件的工藝分析和工藝方案的確定52.1.沖壓件的工藝分析52.2.確定工藝方案及模具的結(jié)構(gòu)形式52.3.排樣、計(jì)算條料寬度及步距的確定62.3.1.搭邊值的確定62.3.2條料寬度的確定72.3.3.導(dǎo)板間間距的確定82.3.4.排樣82.3.5.材料利用率的計(jì)算：9三、沖裁力的計(jì)算123.1.計(jì)算沖裁力的公式123.2.總沖裁力、卸料力、推料力和總沖壓力123.2.1.總沖裁力123.2.2.卸料力Fx的計(jì)算133.2.3.推料力Ft的計(jì)算143.2.4.總的沖壓力的計(jì)算14四、模具壓力中心與計(jì)算15五、沖裁模間隙的確定16六、刃口尺寸的計(jì)算186.1.刃口尺寸計(jì)算的基本原則186.2.刃口尺寸的計(jì)算186.3.計(jì)算凸、凹模刃口的尺寸196.4.沖裁刃口高度22七、主要零部件的設(shè)計(jì)237.1.工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)237.1.1.凹模的設(shè)計(jì)237.1.2.凸凹模的設(shè)計(jì)257.1.3.外形凸模的設(shè)計(jì)257.1.4.內(nèi)孔凸模設(shè)計(jì)267.2.模架及其它零件的設(shè)計(jì)267.2.1.上下模座267.2.2.模柄277.2.3.模具的閉合高度27八、壓力機(jī)的選擇28結(jié) 論29參考文獻(xiàn)30一、緒 論沖壓模具的形式很多，一般可按以下幾個(gè)主要特征分類： 1根據(jù)工藝性質(zhì)分類（1）沖裁模 沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、剖切模等。（2）彎曲模 使平板坯料沿著直線（彎曲模）產(chǎn)生彎曲變形，從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。（3）拉抻模 是把平板坯料制成開口空心件，或使空心件進(jìn)一步改變形狀和尺寸的模具。（4）成形模 是將坯料或工序件按凸、凹模的形狀直接復(fù)制成形，而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、擴(kuò)口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。2根據(jù)工序組合程度分類（1）單工序模 一般只有一對(duì)凸、凹模，在壓力機(jī)的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。（2）復(fù)合模 只有一個(gè)工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在同一工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上工序的模具。（3）連續(xù)模 在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個(gè)或更多的工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道以上工序的模具。連續(xù)模又稱級(jí)進(jìn)模。冷沖壓加工與其他加工方法相比，無論在技術(shù)方面，還是在經(jīng)濟(jì)方面，都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。二、零件的工藝分析和工藝方案的確定2.1.沖壓件的工藝分析圖21 零件圖如圖21所示零件圖。生產(chǎn)批量：大批量；材料：08F鋼；厚度：2.0mm；與低碳鋼相比，強(qiáng)度、硬度均較高，具有較好的韌性、焊接性，此鋼大多在正火狀態(tài)下使用，也可進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。由于產(chǎn)品四角是直角，為防止落料凹模熱處理應(yīng)力集中開裂，清角處應(yīng)增加R角，本次課題根據(jù)材料厚度，建議增加R1。2.2.確定工藝方案及模具的結(jié)構(gòu)形式 根據(jù)制件的工藝分析，其基本工序有落料、沖孔兩道基本工序，按其先后順序組合，可得如下幾種方案;(1) 落料沖孔；單工序模沖壓(2) 沖孔落料；單工序模沖壓。(3) 沖孔落料；連續(xù)模沖壓。(4) 落料沖孔；復(fù)合模沖壓。方案（1）（2）屬于單工序模沖裁工序沖裁模指在壓力機(jī)一次行程內(nèi)完成一個(gè)沖壓工序的沖裁模。由于此制件生產(chǎn)批量大，尺寸又較這兩種方案生產(chǎn)效率較低，操作也不安全，勞動(dòng)強(qiáng)度大，故不宜采用。方案（3）屬于連續(xù)模，是指壓力機(jī)在一次行程中，依次在模具幾個(gè)不同的位置上同時(shí)完成多道沖壓工序的模具。于制件的結(jié)構(gòu)尺寸小，厚度小，連續(xù)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，維修不方便，因此，不宜采用該方案。方案（4）屬于復(fù)合沖裁模，復(fù)合沖裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同時(shí)完成數(shù)道沖壓工序的模具。采用復(fù)合模沖裁，其模具結(jié)構(gòu)沒有連續(xù)模復(fù)雜，生產(chǎn)效率也很高，又降低的工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，所以此方案最為合適。根據(jù)分析采用方案（4）復(fù)合沖裁。2.3.排樣、計(jì)算條料寬度及步距的確定2.3.1.搭邊值的確定排樣時(shí)零件之間以及零件與條料側(cè)邊之間留下的工藝余料，稱為搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊過大，浪費(fèi)材料。搭邊過小，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖件毛刺，有時(shí)還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命?；蛴绊懰土瞎ぷ?。搭邊值通常由經(jīng)驗(yàn)確定，表所列搭邊值為普通沖裁時(shí)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)之一。表22 搭邊a和a1數(shù)值材料厚度圓件或類似圓件的工件矩形工件邊長(zhǎng)L50mm矩形工件邊長(zhǎng)L50mm工件間a1沿邊a工件間a1沿邊a工件間a1沿邊a0.250.250.50.51.01.01.51.52.02.02.52.53.03.03.53.54.04.05.05.0121.00.80.81.01.21.51.82.22.53.00.6t1.21.01.01.31.51.82.22.53.03.50.7t1.21.81.51.21.52.02.22.52.53.50.7t1.52.01.81.51.82.22.52.83.24.00.8t1.52.52.21.81.51.82.22.52.83.24.00.8t1.82.62.52.01.82.02.52.83.23.54.50.9t搭邊值是廢料，所以應(yīng)盡量取小，但過小的搭邊值容易擠進(jìn)凹模，增加刃口磨損表22給出了鋼（WC0.05%0.25%）的搭邊值。該制件是矩形工件，根據(jù)尺寸從表22中查出：兩制件之間的搭邊值a1=2.0（mm），側(cè)搭邊值a=2.2(mm)。2.3.2條料寬度的確定計(jì)算條料寬度有三種情況需要考慮；有側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度。無側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度。有定距側(cè)刃時(shí)條料的寬度。有定距側(cè)刃時(shí)條料的寬度。有側(cè)壓裝置的模具，能使條料始終沿著定位銷送進(jìn)。條料寬度公式：B0-=（Dmax+2a） 公式（21）其中條料寬度偏差上偏差為0，下偏差為，見表23條料寬度偏差。D條料寬度方向沖裁件的最大尺寸。a側(cè)搭邊值。查表23條料寬度偏差為0.15根據(jù)公式2 3 B0-=（Dmax+2a）=（58+22.2）0-0.30 =62.40-0.30表23 條料寬度公差(mm)條料寬度B/mm材料厚度t/mm0.5>0.51>12200.050.080.10>20300.080.100.15>30500.100.150.202.3.3.導(dǎo)板間間距的確定定位銷間距離公式：A=B+Z 公式（24）Z定位銷與條料之間的最小間隙（mm）；查表24得Z=5mm 根據(jù)公式24 A= B+Z =30+2.0 =32（mm）表24 定位銷與條料之間的最小間隙Zmin（mm）材料厚度t/mm有 側(cè) 壓 裝 置條 料 寬 度B/mm100以下100以上0.50.51122334455555558888882.3.4.排樣根據(jù)材料經(jīng)濟(jì)利用程度，排樣方法可以分為有廢料、少廢料和無廢料排樣三種，根據(jù)制件在條料上的布置形式，排樣有可以分為直排、斜排、對(duì)排、混合排、多排等多重形式。采用少、無廢料排樣法，材料利用率高，不但有利于一次沖程獲得多個(gè)制件，而且可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力，但是，因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差的影響，所以模具沖裁件的公差等級(jí)較低。同時(shí)，因模具單面受力（單邊切斷時(shí)），不但會(huì)加劇模具的磨損，降低模具的壽命，而且也直接影響到?jīng)_裁件的斷面質(zhì)量。由于設(shè)計(jì)的零件是矩形零件，外形不完全規(guī)則，且四個(gè)孔均勻分布，所以采用有費(fèi)料直排法。2.3.5.材料利用率的計(jì)算：沖裁零件的面積為：F= 1404.2(mm2)毛坯規(guī)格為：12501000（mm）。送料步距為：h=Da1=30+2=32一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率為：n11=(nF/Bh)100%n為一個(gè)步距內(nèi)沖件的個(gè)數(shù)。n11=(nF/Bh)100%=（11404.2/62.432）100%=70.32%橫裁時(shí)的條料數(shù)為：n1 =1000/B=1000/62.4=16.02 可沖16條，每條件數(shù)為：n2 =(1250-a)/h=(1250-2)/32 =39 可沖39件，板料可沖總件數(shù)為：n=n1n2=1639=624(件)板料利用率為：n12=(nF/12501000)=(6241404.2/12501000) 100%=70.097%縱裁時(shí)的條料數(shù)為：n1=1250/B=1250/62.4=20.03 可沖20條，每條件數(shù)為：n2=(1000-a)/h=(1000-2)/32=31.18 可沖31件，板料可沖總件數(shù)為：n= n1n2=2031=620（件）板料的利用率為： n12=(nF/12501000)=(6201404.2/12501000) 100%=69.65% 通過比較，橫裁比縱裁的材料利用率大，所以該零件采用橫裁法。圖22 排樣圖三、沖裁力的計(jì)算3.1.計(jì)算沖裁力的公式 計(jì)算沖裁力是為了選擇合適的壓力機(jī)，設(shè)計(jì)模具和檢驗(yàn)?zāi)＞叩膹?qiáng)度，壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，以適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力F p一般可以按下式計(jì)算：Fp=KptL 公式（31） 式中 材料抗剪強(qiáng)度，見附表（MPa）；L沖裁周邊總長(zhǎng)（mm）；t材料厚度（mm）;系數(shù)Kp是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動(dòng)（數(shù)值的變化或分布不均），潤(rùn)滑情況，材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因數(shù)而設(shè)置的安全系數(shù)Kp，一般取13。當(dāng)查不到抗剪強(qiáng)度時(shí)，可以用抗拉強(qiáng)度b代替，而取Kp=1的近似計(jì)算法計(jì)算。根據(jù)常用金屬?zèng)_壓材料的力學(xué)性能查出08F鋼的抗剪強(qiáng)度為220310(MPa)，取=310(MPa)3.2.總沖裁力、卸料力、推料力和總沖壓力由于沖裁模具采用彈性卸料裝置和自然落料方式?？偟臎_裁力包括:F總沖壓力。 Fp總沖裁力。FQ卸料力FQ1推料力。根據(jù)常用金屬?zèng)_壓材料的力學(xué)性能查出08F鋼的抗剪強(qiáng)度為220310 (MPa ) 3.2.1.總沖裁力Fp=F1+F2 公式(32)F1落料時(shí)的沖裁力。 F2沖孔時(shí)的沖裁力.落料時(shí)的周邊長(zhǎng)度為：L1=160.55（mm）根據(jù)公式51 F1=KptL =1.32.0160.55310 =129.4033(KN)沖4小孔時(shí)的周邊長(zhǎng)度為：L2=4d=43.143.5=43.96（mm） F2= KptL =1.32.043.96310 =35.43(KN)總沖裁力：Fp=F1+F2=129.4033+35.43=164.8333(KN)表31 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)料厚t/mmKxKtKd鋼0.10.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03鋁、鋁合金純銅，黃銅0.0250.080.020.060.030.070.030.09對(duì)于表中的數(shù)據(jù)，厚的材料取小值，薄材料取大值。3.2.2.卸料力Fx的計(jì)算 Fx=Kx Fp 公式(33) Kx卸料力系數(shù)。查表31得K0.040.05，取K0.05 根據(jù)公式33Fx=K Fp 0.05164.8333 8.24(KN)3.2.3.推料力Ft的計(jì)算Ft=KtFp 公式(34) Kt推料力系數(shù)。 查表31得Kt0.055, 取Kt=0.055 根據(jù)公式34 Ft=KtFp =0.055164.8333 9.066(KN)3.2.4.總的沖壓力的計(jì)算根據(jù)模具結(jié)構(gòu)總的沖壓力：F=Fp+Fx+FtF=Fp+Fx+Ft+Fd=164.8333+8.24+9.066=182.14(KN)根據(jù)總的沖壓力，初選壓力機(jī)為：開式雙柱可傾壓力機(jī)J2340。四、模具壓力中心與計(jì)算模具壓力中心是指諸沖壓合力的作用點(diǎn)位置，為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合。否則，會(huì)使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過大磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低了模具和壓力機(jī)的使用壽命。模具的壓力中心，可安以下原則來確定：1、對(duì)稱零件的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心為沖裁件的幾何中心。2、工件形狀 相同且分布對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。3、各分力對(duì)某坐標(biāo)軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對(duì)該軸的力矩。求出合力作用點(diǎn)的坐標(biāo)位置0，0（x=0,y=0），即為所求模具的壓力中心。Xo=L1X1+L2X2+LnXn/L1+L2+LnYo=L1Y1+L2Y2+LnYn/L1+L2+Ln由于該零件是一個(gè)矩形圖形，屬于對(duì)稱中心零件，所以該零件的壓力中心在圖形的幾何中心O處。 五、沖裁模間隙的確定設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求，所需沖裁力小、模具壽命高，但分別從質(zhì)量，沖裁力、模具壽命等方面的要求確定的合理間隙并不是同一個(gè)數(shù)值，只是彼此接近?？紤]到制造中的偏差及使用中的磨損、生產(chǎn)中通常只選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個(gè)范圍內(nèi)，就可以沖出良好的制件，這個(gè)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?？紤]到模具在使用過程中的磨損使間隙增大，故設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)要采用最小合理間隙值Zmin。由于硬呂與中碳剛的間隙取值是一樣的，所以硬呂材料的間隙值與中碳剛的間隙取值一樣。 根據(jù)實(shí)用間隙表 51 查得材料30#鋼的最小雙面間隙Zmin=0.10mm，最大雙面間隙Zmax=0.14mm，表51 沖裁模初始雙面間隙 材料厚度08、10、35、09Mn、Q23516Mn40、5065MnZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax小于0.5極小間隙0.50.60.70.80.91.01.21.51.752.02.12.52.753.0.3.54.04.55.56.06.58.00.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1260.1620.2200.2460.2600.3600.4000.4600.5400.6400.7200.9401.0800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3600.3800.5000.5600.6400.7400.8801.0001.2801.4400.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.6800.7800.8400.9401.2000.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9200.9601.1001.2001.3001.6800.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.7800.9801.1400.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2300.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9201.0401.3201.5000.0400.0480.0640.0640.0900.0900.0600.0920.0920.1040.1260.126注：取08號(hào)鋼沖裁皮革、石棉和紙板時(shí)，間隙的25%。六、刃口尺寸的計(jì)算6.1.刃口尺寸計(jì)算的基本原則 沖裁件的尺寸精度主要取決與模具刃口的尺寸的精度，模具的合理間隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及制造公差，是設(shè)計(jì)沖裁模主要任務(wù)之一。 由此在決定模具刃口尺寸及其制造公差時(shí)需要考慮以下原則： 1、落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時(shí)的尺寸由凸模尺寸決定。故設(shè)計(jì)落料模時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)，間隙去在凹模上：設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，以凸模尺寸為基準(zhǔn)，間隙去在凹模上。 2、考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設(shè)計(jì)落料凹模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取尺寸公差范圍的較小尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凹模基本尺寸應(yīng)取工件孔尺寸公差范圍的較大尺寸。這樣在凸凹麼磨損到一定程度的情況下，仍能沖出合格的制件。凸凹模間隙則取最小合理間隙值。 3、確定沖模刃口制造公差時(shí)，應(yīng)考慮制件的公差要求。如果對(duì)刃口精度要求過高（即制造公差過小），會(huì)使模具制造困能，增加成本，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期；如果對(duì)刃口要求過低（即制造公差過大）則生產(chǎn)出來的制件有可能不合格，會(huì)使模具的壽命降低。若工件沒有標(biāo)注公差，則對(duì)于非圓形工件按國家“配合尺寸的公差數(shù)值”IT14級(jí)處理，沖模則可按IT11級(jí)制造；對(duì)于圓形工件可按IT17IT9級(jí)制造模具。沖壓件的尺寸公差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注單項(xiàng)公差，落料件上偏差為零，下偏差為負(fù)；沖孔件上偏差為正，下偏差為零。6.2.刃口尺寸的計(jì)算沖裁模凹、凸模刃口尺寸有兩種計(jì)算和標(biāo)注的方法，即分別加工和配作加工兩種方法。前者主要適用于圓形或簡(jiǎn)單規(guī)則形狀的工件，后者主要適用于沖制薄材料的沖裁，或沖制復(fù)雜形狀工件的沖裁，或單件生產(chǎn)的沖模。對(duì)于該工件形狀比較簡(jiǎn)單，又是大批量生產(chǎn)，故采用分別加工法加工。設(shè)計(jì)時(shí)，需在圖紙上分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。凸、凹模分別加工法的優(yōu)點(diǎn)是：凸、凹模具有互換性，制造周期短，便于成批制造。其缺點(diǎn)是為了保證初期間隙在合理范圍之內(nèi)，需要采用較小的凸、凹模具制造公差才能滿足p+dZmax-Zmin，所以對(duì)模具制造的要求較高。 6.3.計(jì)算凸、凹模刃口的尺寸 凸模與凹模采用分別加工的方法計(jì)算落料凸凹模的刃口尺寸。1、落料模設(shè)工件的尺寸為，根據(jù)設(shè)計(jì)原理，落料時(shí)以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。首先確定凹模尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等于工件輪廓的最小極限尺寸，將凹模尺寸減小最小合理間隙值即得到凸模尺寸。其計(jì)算公式如下： 公式（61） 公式（62）式中 Dd 、Dp 落料凹模、凸模尺寸(mm)；Dmax 落料件的最大極限尺寸（mm）； 磨損系數(shù)； 工件的公差（mm）； 、 凹模、凸模的制造公差（mm）；Zmin 最小合理間隙（mm）。2、沖孔模設(shè)沖孔尺寸為，根據(jù)計(jì)算原則，沖孔時(shí)以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。首先確定凸模尺寸，使凸模的基本尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸，將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得到凹模尺寸。其計(jì)算公式如下： 公式 （63） 公式 （64）式中 、 沖孔凸模、凹模的尺寸（mm）； 沖孔件孔的最小極限尺寸（mm）。3、孔心距孔心距屬于模具刃口磨損后基本不變的尺寸。若工件上沖出孔心距尺寸為L(zhǎng)或L ,其凹模型孔的孔心距可按下式確定： 或 公式（65）式中 凹?？仔木喑叽纾╩m）： 工件孔心距尺寸（mm）。為了保證初始間隙不超過，即，和選取必須通過校核滿足以下條件： 公式（66） 、值的確定，有以下方法：查表選取，表為規(guī)則形狀沖裁時(shí)，凸、凹模的制造偏差；按，選?。桓鶕?jù)工件精度按模具制造精度選取，如按IT6IT7級(jí)來選取。為了避免沖裁件尺寸偏向極限尺寸（落料時(shí)偏向最小尺寸，沖孔時(shí)偏向最大尺寸），x值在0.51之間，根據(jù)工件制造精度進(jìn)行選取。工件精度IT10以上 x=1工件精度IT11IT13 x=0.75工件精度IT14 x=0.5（一） 落料刃口尺寸計(jì)算工件的尺寸均無公差要求，安國家標(biāo)準(zhǔn)IT12級(jí)公差要求處理。根據(jù)襯板的落料零件圖，計(jì)算凸、凹模的刃口尺寸?？紤]到零件形狀比較簡(jiǎn)單，采用分別加工法加工凸、凹模。凹模磨損后其尺寸變化有三種情況, 落料時(shí)應(yīng)以凹模的實(shí)際尺寸按間隙要求來配作凸模，沖孔時(shí)應(yīng)以凸模的實(shí)際尺寸按間隙要求來配制凹模。模具的基本尺寸計(jì)算如下：該零件屬于無特殊要求的一般沖孔、落料。外形6244 由落料獲得，、170.2 由沖孔同時(shí)獲得。查表51 的 ， ，則 （mm）按工件等級(jí)為IT14級(jí)確定工件的公差。設(shè)凸、凹模分別按IT6和IT7級(jí)加工制造，則落料模尺寸：（根據(jù)公式61 和62 計(jì)算） 58+0.1-0.1 （mm） （mm）校核: ，滿足公差條件。 30+0.1-0.1 （mm） （mm）校核: ，滿足公差條件。 8+0.1-0.1 （mm） （mm）校核: ，滿足公差條件。沖孔模尺寸：（根據(jù)公式63 和64 計(jì)算） 3.5-0.1 +0.1 （mm） （mm）校核：，滿足公差條件。校核：，滿足公差條件孔心距尺寸：（根據(jù)公式65計(jì)算）170.25 （mm）140.2 （mm）6.4.沖裁刃口高度表61 刃口高度料厚0.50.5112244刃口高度h668810101214 查表61，刃口高度為h68(mm),取h=4(mm) ，刃口高度小，不容易堵廢料。七、主要零部件的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)主要零部件時(shí)，首先要考慮主要零部件用什么方法加工制造及總體裝配方法。結(jié)合模具的特點(diǎn)，本模具適宜采用線切割加工凸模固定板、卸料板、凹模及外形凸模、內(nèi)孔凸模。這種加工方法可以保證這些零件各個(gè)內(nèi)孔的同軸度，使裝配工作簡(jiǎn)化。下面就分別介紹各個(gè)零部件的設(shè)計(jì)方法。7.1.工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.1.1.凹模的設(shè)計(jì)凹模采用整體凹模，各種沖裁的凹?？拙捎镁€切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。 模具厚度的確定公式為： H=Kb式中：K系數(shù)值，考慮板料厚度的影響；b 沖裁件的最大外形尺寸；按上式計(jì)算后，選取的H值不應(yīng)小于（1520）mm;表71 系數(shù)值Ks/mm材料厚度t/mm<1>13>36<50>50100>100200>2000.300.400.200.300.150.200.100.150.350.500.220.350.180.220.120.180.450.600.300.450.220.300.150.22查表71得：K=0.30 H=0.3558=20.3mm取H=30mm模具壁厚的確定公式為：C=(1.52)H=1.530230=4560mm凹模壁厚取C=50mm凹模寬度的確定公式為：B=b+2C=30+250=130mm查表72取標(biāo)準(zhǔn)取B=140mm凹模長(zhǎng)度的確定公式為：L=58+250=158mm凹模的長(zhǎng)度要考慮導(dǎo)料銷發(fā)揮的作用，保證送料粗定位精度。查表72取標(biāo)準(zhǔn)L=160mm。（送料方向）凹模輪廓尺寸為160mm140mm30mm。凹模材料選用Cr12MoV，熱處理5860HRC。 表72 矩形和圓形凹模的外形尺寸 矩形凹模的寬度和長(zhǎng)度BL矩形和圓形凹模厚度H6350 636310、12、14、16、18、208063、8080、10063、10080、100100、1258012、14、16、18、120、22125100、125125、14080、1408014、16、18、20、22、25140125、140140、160100、160125、160140、200100、20012516、18、20、22、25、28160160、200140、200160、250125、25014016、20、22、25、28、32200200、250160、250200、280160 18、22、25、28、32、35250 250、280200、280250、31520020、25、28、32、35、4031525020、28、32、35、40、457.1.2.凸凹模的設(shè)計(jì)凸凹模的內(nèi)、外緣均為刃口，內(nèi)、外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸，為保證凸凹模的強(qiáng)度，凸凹模應(yīng)有一定的壁厚。7.1.3.外形凸模的設(shè)計(jì)因?yàn)樵撝萍螤畈皇菑?fù)雜，所以將落料模設(shè)計(jì)成直通式凸模，直通式凸模工作部分和固定部分的形狀做成一樣，直通式凸模采用線切割機(jī)床加工?？梢灾苯佑?個(gè)M6的螺釘固定在墊板上，凸模與凸模固定板的配合按H7/m6。外形凸模的高度是凸模固定板的厚度、卸料板的厚度、定位銷的厚度的總和，外形凸模下部設(shè)置1個(gè)導(dǎo)正銷，借用工件上的孔作為導(dǎo)正孔。外形凸模長(zhǎng)度為：L=H1 +H3+（1520）mm H1凸模固定板厚度；得H1=0.6H凹=0.630=18mm(標(biāo)準(zhǔn)為15mm)H3卸料板厚度；查表75得H3=10mm，本次設(shè)計(jì)取18mm厚。(1520)附加長(zhǎng)度，包括凸模的修磨量，凸模進(jìn)入凹模的深度及凸模固定板與卸料板間的安全距離。（附加長(zhǎng)度取15）L=18+18+15=51mm ，本次設(shè)計(jì)取50mm定位銷的直線部分應(yīng)為(0.50.8）t ，定位銷伸入定位孔時(shí)，板料應(yīng)處于自由狀態(tài)。在手工送料時(shí)，板料以由定位銷定位，定位銷將工件導(dǎo)正的過程的將板料向后拉回約0.2mm。必須在卸料板壓緊板料之前完成導(dǎo)正。所以導(dǎo)正銷直線部分的長(zhǎng)度為：L導(dǎo)=0.81.2=0.96mm在外形凸模的底部鉆安裝導(dǎo)正銷，采用H7/r6的配合，為防止其脫落，在凸模上打橫向孔，用銷釘固定導(dǎo)正銷。7.1.4.內(nèi)孔凸模設(shè)計(jì)因?yàn)閮?nèi)孔凸模是圓凸摸，仍然選用直通式凸模，與凸模固定板采用H7/r6配合。凸模材料應(yīng)選Cr12MoV，熱處理5660HRC，凸模與卸料板之間的間隙見表73查得凸模與卸料板的間隙選為0.035mm。表73 凸模與卸料板、導(dǎo)柱與導(dǎo)套的間隙序號(hào)模具沖裁間隙Z卸料板與凸模間隙Z1輔助小導(dǎo)柱與小導(dǎo)套間隙Z21>0.0150.025>0.0050.007約為0.0032>0.0250.05>0.0070.015約為0.0063>0.050.10>0.0150.025約為0.014>0.100.15>0.0250.035約為0.027.2.模架及其它零件的設(shè)計(jì)7.2.1.上下模座 模座分帶導(dǎo)柱和不帶導(dǎo)柱兩種，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)要求確定是否帶導(dǎo)柱的模座。本模具采用后側(cè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套來保證模具上、下模的精確導(dǎo)向?；瑒?dòng)導(dǎo)柱、導(dǎo)套都是圓柱形的，其加工方便，可采用車床加工，裝配容易。導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)保證上模座最底位置時(shí)（閉合狀態(tài)），導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離15mm。而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離為5mm。導(dǎo)柱的下部與下模座導(dǎo)柱孔采用R7/h5的過盈配合,導(dǎo)套的外徑與上模座導(dǎo)套孔采用R7/h5的過盈配合。導(dǎo)套的長(zhǎng)度，需要保證沖壓時(shí)導(dǎo)柱一定要進(jìn)入導(dǎo)套10mm以上。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用H7/h6的間隙配合，導(dǎo)柱與導(dǎo)套均采用20鋼，熱處理硬度滲碳淬硬5660HRC。導(dǎo)柱的直徑、長(zhǎng)度，按標(biāo)準(zhǔn)選取。導(dǎo)柱：d/mmL/mm分別為25160，導(dǎo)套：d/mmL/mmDmm分別為256038，模座的的尺寸L/mmB/mm為250mm205mm。模座的厚度應(yīng)為凹模厚度的1.52倍上模座的厚度為35，上墊板厚度取8，固定板厚度取18，下模座的厚度為45mm。7.2.2.模柄模柄的作用是將模具的上模座固定在沖床的滑塊上。常用的模柄形式有：（1）整體式模柄，模柄與上模座做成整體，用于小型模具。（2）帶臺(tái)階的壓入式模柄，它與模座安裝孔用H7/n6配合，可以保證較高的同軸度和垂直度，適用于各種中小型模具。（3）帶螺紋的旋入式模柄，與上模連接后，為防止松動(dòng)，擰入防轉(zhuǎn)螺釘緊固，垂直度較差，主要用于小型模具。（4）有凸緣的模柄，用螺釘、銷釘與上模座緊固在一起，使用與較大的模具。（5）浮動(dòng)式模柄，它由模柄，球面墊塊和連接板組成，這種結(jié)構(gòu)可以通過球面墊塊消除沖床導(dǎo)軌位差對(duì)對(duì)沖模導(dǎo)向精度的影響，適用于滾珠導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向的精密沖裁。本模具采用帶臺(tái)階的壓入式模柄。在設(shè)計(jì)模柄時(shí)模柄長(zhǎng)度不得大于沖床滑塊內(nèi)模柄孔的深度，模柄直徑應(yīng)與模柄孔徑一致。7.2.3.模具的閉合高度該模具的閉合高度為H閉=H上模+H墊+L+H+H下模-h2=(35+20+8+45+50+8+45-2)mm=209（mm）式中： L凸模長(zhǎng)度，L=45 H凸凹模厚度，H=50h2凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，h2=2可見該模具閉合高度小于所選壓力機(jī)J2340的最大裝模高度（220）可以使用。八、壓力機(jī)的選擇通過校核，該沖裁件所需的沖裁力為182.14KN，選擇開式雙柱可傾壓力機(jī)J2340能夠滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力：400KN滑塊行程：80mm 最大閉合高度：300mm最大裝模高度；220mm作臺(tái)尺寸（前后左右）：350mm450mm墊板尺寸（厚度孔徑）：80mm120mm模柄孔尺寸：50mm70mm最大傾角高度：30結(jié) 論通過學(xué)習(xí)，我對(duì)模具設(shè)計(jì)與制造有了深刻的認(rèn)識(shí)。通過此次單獨(dú)設(shè)計(jì)一個(gè)模具，讓我了解了很多的模具結(jié)構(gòu)、模具加工工藝、模具的用途。并且學(xué)到不少的書本上沒有的知識(shí)，就拿沖壓模來說，對(duì)于影響模具壽命的因素，主要是模具的加工精度和材料的剛度，還有模具的材料，模具生產(chǎn)批量，模具結(jié)構(gòu)等。影響模具的產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素也是模具的制造精度。通過這次課程設(shè)計(jì)，我從理論和實(shí)踐上又更進(jìn)一步的加深。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)。參考文獻(xiàn)1王海明主編.機(jī)械制造技術(shù)M.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社, 2004. 72張鼎承主編.沖模設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1999.53閻其鳳主編.模具設(shè)計(jì)與制造.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1995.114翁其金主編.沖壓工藝與沖模設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1999.55李正風(fēng)主編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M.上海:上海交通大學(xué)出版社，2005.16許發(fā)樾主編.模具設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1999,57劉力主編.機(jī)械制圖. 北京:高等教育出版社.第二版，2004.7