8、、沖孔、翻邊單工序模
方案三：一套落料、沖孔、翻邊連續(xù)模
2.2沖壓方案的確定
單工序模、連續(xù)模和復(fù)合模的相互比較見(jiàn)表2-2
表2-1單工序模、連續(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
精度較高
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
較高
較差
較高
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
9、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
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)率高
高，壓力機(jī)一次行程內(nèi)可完成多道工序
較高，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
10、
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
11、
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?？變?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
表2-2正裝復(fù)合模和倒裝復(fù)合模的比較
從表2-2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
12、?？變?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?？變?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3章 排樣及計(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)
預(yù)沖孔直徑公式d=D1-2[π2r+t2+h] (
13、3-1)
因 D1=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)(mm) H—翻邊高度(mm)
r—翻邊圓角半徑(mm)
t—材料厚度(mm)
這里D=16mm H=5mm r=2.25mm t=1mm
所以d=16-2（5-0.43×2.25-0.72×1）
=9.38mm
14、同可得：相對(duì)厚度d/t=9.38/1=9.38
翻邊系數(shù)d/D=9.38/16=0.59
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)算公式：
A=π4（D2-d2）
15、 (3-2)
= π4（902 -9.382)
=6289.4322(mm2)
式中 D—毛坯外徑(mm)
d—沖孔直徑(mm)
2.確定搭邊a與a1的值
查《冷沖模設(shè)計(jì)》表3-10搭邊a與a1數(shù)值
取a=1.5mm a1=2mm
于是條料寬度:b=90+2a1=94mm
進(jìn)距:l=90+a=91.5mm
3.材料利用率計(jì)算
查《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》第3
16、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 1.0mm×750mm×1500mm(tmm×Bmm×Lmm)
1）若采用縱裁：
裁板條數(shù) n1=B/b=750/94=8條余0mm
每條個(gè)數(shù)n2=A-al=1500-1.591.5=16個(gè)余34.5mm
每板總個(gè)數(shù)n總=n1×n2
=8×16
=128(個(gè))
材料利用率 η總=n總π(D2-d2)4L×B ×100% (3-3)
17、 =128×6289.42331500×750×100%
= 71.56%
2）若采用橫裁：
裁板條數(shù) n1=L/b=1500/94=15條余90mm
每條個(gè)數(shù) n2=B-al=750-1.591.5=8個(gè)余16.5mm
每板總個(gè)數(shù)n總=n1×n2
=15×8
=120(個(gè))
材料利用率 η總=n總π(D2-d2)4L×B ×100% (3-4)
=
18、120×6289.42331500×750×100%
= 67.1%
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.ρ (3-5)
式中 G—工件重量（g）
F—工件面積（cm2）
t—材料厚度（cm）
ρ—材料密度（g/cm3）
08F鋼屬于低炭鋼，在這里密度取ρ=7.85 g/cm3
19、
則 G=F.t.ρ
=6289.4322×10-2×1.0×10-1× 7.85
=49.37 g
第4章 沖裁力及壓力中心計(jì)算
4.1 沖裁力的計(jì)算
4.1.1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=KLtτ (4-1)式中 F落—落料力（N）
L—沖裁件周長(zhǎng)(mm)
20、 t—材料厚度(mm)
τ—材料的抗剪強(qiáng)度（MPa）
K—系數(shù)，常取K=1.3
這里L(fēng)=π×90mm t=1mm 取τ=300MPa
則 F落=1.3×π×90×1×300
=82293.12（N）
4.1.2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 =0.05
F卸 = K卸 . F落 (4-2)
=0.05×82293.12
=4114.656（N）
4.
21、1.3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=KLtτ (4-3)
式中 F沖—落料力（N）
L—沖裁件周長(zhǎng)(mm)
t—材料厚度(mm)
τ—材料的抗剪強(qiáng)度（MPa）
K—系數(shù)，常取K=1.3
這里L(fēng)=π×9.38mm t=1mm 取τ=300MPa
于是F沖=1.3×π×9.38×1×300
=11486.75（N）
4.1.4頂件力F頂
22、
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)
= 0.06×33064.2
=1983.852（N）
4.1.5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=1.1π(D-d)tσs (4-5)
其中 F翻—翻邊力(N)
D—翻邊后中經(jīng)(mm)
d—翻邊預(yù)沖孔直徑
23、(mm)
t—材料厚度(mm)
σs —材料的屈服點(diǎn)(MPa)
這里D=16mm，d=9.38mm, t=1mm, σs=206MPa
于是F翻=1.1×3.14(16-9.38)×1×206
=4286.08(N)
4.1.6總沖壓力F總
F總=F落+F沖+F卸+F頂+F翻 (4-6)
=82293.12＋11486.75＋4114.656＋1983.852+4286.08
=104164.426（N）
4.2計(jì)算壓力中
24、心
計(jì)算壓力中心的目的是使模柄軸線(xiàn)和壓力機(jī)滑塊的中心線(xiàn)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(chēng)，故模具壓力中心就在圓心部位，即無(wú)須再來(lái)計(jì)算了。
4.3沖壓設(shè)備的確定
因?yàn)?F總=104164.426（N）
所以可以選擇公稱(chēng)壓力為160KN的開(kāi)式壓力機(jī)
第5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)
25、單且對(duì)稱(chēng)，在這里保證精度IT13。
查《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》表3-6簡(jiǎn)單形狀沖裁時(shí)凸凹模的制造偏差
δ凹=+0.03mm δ凸=-0.02mm
因此：|δ凹|+|δ凸|=0.03+0.02 mm
=0.05mm
Zmax -Zmin=0.14-0.1mm
=0.04mm
|δ凹|+|δ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
26、術(shù)基礎(chǔ)》表2-4查出其極限偏差為：
Φ90-0.150.15mm
查《冷沖模設(shè)計(jì)》表3-5磨損系數(shù) 取X=0.5
D凹=（D-X△）00.024 (5-1)
= (90-0.5×0.8）00.024mm
=89.960+0.024mm
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：δ凹=+0.02mm δ凸=-0.02mm
|δ凹|+|δ凸|=0.02+0.02mm
=0.04
27、mm
|δ凹|+|δ凸|= Zmax –Zmin
對(duì)于采用分別加工時(shí)，應(yīng)保證下述關(guān)系：
|δ凹|+|δ凸|≤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：
Φ9.38-0.4+0.4mm
查《冷沖模設(shè)計(jì)》表3-5磨損系數(shù) 取X=0.5
則 d凸=（d+X△）-0.0680
28、 (5-3)
= (9.38+0.5×0.8)-0.0680
=9.78-0.0680 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。
圖5-1 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
5.3.2翻邊刃口尺寸
1. 翻邊凸
29、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：
Φ150+0.33mm
查《冷沖模設(shè)計(jì)》表3-5磨損系數(shù) 取X=0.5
則 d凸=（d+X△）-（14）△0 (5-4)
=(15+0.5×0.33)-(14)×0.330
=15.165-0.08250
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
D凹=（d凸+2×2Z）0+（14）△ (5-
30、5)
=（15.165+2×0.85）0+14×0.33
=16.8680+0.0825mm
第6章 主要零部件及模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
6.1模架的選擇
查《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》第3卷，表22.4-30后側(cè)導(dǎo)柱模架（GB/T2851.3-1990）
根據(jù)凹模周界尺寸選擇選擇模架160mm×160mm
名稱(chēng)
尺寸
材料
熱處理
上模板
下模板
160mm×160mm×40mm
160mm×160mm×50mm
HT200
HT200
導(dǎo)柱
導(dǎo)套
凸緣模柄
φ28mm×150mm
φ28mm×90mm×38mm
φ
31、32mm×59mm
20
20
Q235
滲碳58～62HRC
滲碳58～62HRC
6.2、其他模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
6.2.1．落料凹模（圖5—1）：
內(nèi)外尺寸和厚度已定；
需要六個(gè)螺紋孔與上模座固定；
有兩個(gè)與下模板同時(shí)配做的銷(xiāo)釘孔；
圖6—2 沖孔凸模
圖6—1 落料凹模
6.2.2．沖孔凸模（圖5—2）：
設(shè)計(jì)內(nèi)外形尺寸（工作部分尺寸已定）；
標(biāo)注尺寸、精度、形位公差和粗糙度；
6.2.3．彈性卸料板（圖5—3）：
內(nèi)形與凸凹模間隙配合，外觀視橡皮的數(shù)量大小而定；
需要有六個(gè)螺紋孔與卸料螺釘配
32、合；
加工出定位擋料釘孔；
圖6—3 彈性卸料板
6.3.4．其他零件
查國(guó)標(biāo)進(jìn)行具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)容從略。
6.3沖壓模具的裝配圖
由以上設(shè)計(jì)計(jì)算，并繪圖設(shè)計(jì)，該外殼零件的落料沖孔倒裝式復(fù)合模裝配圖如下：
參考文獻(xiàn)
1 王秀鳳、萬(wàn)良輝《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》北京航空航天大學(xué)出版社
2 楊占堯《沖壓模具圖冊(cè)》高等教育出版社
3 肖景容《沖壓工藝學(xué)》機(jī)械工業(yè)出版社
4 梁炳文《冷沖壓工藝手冊(cè)》北京航空航天大學(xué)出版社
5 王孝培《沖壓設(shè)計(jì)資料》
33、
致謝
本次課程設(shè)計(jì)是在胡金華老師和張濤老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的。在課程設(shè)計(jì)的選題、資料的搜集以及整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，處處凝聚著兩位老師的智慧和心血。兩位老師的治學(xué)態(tài)度、精益求精的工作作風(fēng)，時(shí)刻激勵(lì)和影響著我。使我在短期內(nèi)不僅學(xué)識(shí)水平有了較大提高，而且更重要的是從老師那里學(xué)到了從事研究工作的方法和態(tài)度，這必將使我受益終生。正是老師的無(wú)私幫助與熱忱鼓勵(lì)，我的課程能夠得以順利完成，在課設(shè)完成之際，特向兩位老師表示衷心的感謝和崇高的敬意。
感謝所有關(guān)心和幫助過(guò)我的同學(xué)們, 他們熱心的幫助，使我感到了來(lái)自兄弟姐妹的情誼,謝謝你們。
由于時(shí)間和水平有限，設(shè)計(jì)過(guò)程中難免有不足之處，懇請(qǐng)各位老師和同學(xué)提出寶貴的意見(jiàn)和批評(píng)，在此我深表謝意。
（注：文檔可能無(wú)法思考全面，請(qǐng)瀏覽后下載，供參考?？蓮?fù)制、編制，期待你的好評(píng)與關(guān)注！）
法蘭—落料沖孔翻邊復(fù)合模
