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作者：五金沖壓件 文章來(lái)源: 本站原創(chuàng) 發(fā)布時(shí)間：2019-06-15 13:50

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　　1 沖壓工藝及方案

　　托板制件,見(jiàn)圖1.1，材料為08F，厚度為2mm屋问，大批量生產(chǎn)跑慕。

　　圖1.1托板

　　Figure 1.1 plate

　　1.1 托板零件沖壓工藝性分析

　　沖裁的工藝性是指沖裁件對(duì)沖裁工藝的適應(yīng)性碧爬，也就是說(shuō)沖裁加工的難易程度侦需。它包括沖裁件的結(jié)構(gòu)與尺寸葵张、精度和粗糙度三個(gè)方面局限。

　　根據(jù)托板零件圖可知，該產(chǎn)品的材料為08F汉渣，根據(jù)《實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》得知册压，08F適合沖壓，沖壓性能好赶匣，并且為常用沖壓材料捕诲。抗剪強(qiáng)度在220MPa～310MPa卿怀，抗拉強(qiáng)度為280MPa～380MPa (在下文的計(jì)算中抗拉強(qiáng)度取300MPa) 卿裙。圖上所有尺寸均未標(biāo)注公差，屬于自由尺寸镣凯，可按 IT14級(jí)確定公差【3】外卷。

　　公差表得知，58mm的上偏差為0痹筛，下偏差為-0.74mm莺治，可知其公差為+0.74mm，查《互換性與技術(shù)測(cè)量》得帚稠，該值公差等級(jí)為IT14級(jí)谣旁。

　　30mm的上偏差為0，下偏差為-0.52mm滋早，其公差為+0.52mm榄审，查《互換性與技術(shù)測(cè)量》表知，該值公差等級(jí)為IT14級(jí)杆麸。

　　38mm的上偏差為0搁进，下偏差為-0.62mm，其公差為+0.62mm昔头，查《互換性與技術(shù)測(cè)量》表知饼问，該值公差等級(jí)為IT14級(jí)。

　　16mm的上偏差為0揭斧，下偏差為-0.43mm莱革，其公差為+0.43mm，查《互換性與技術(shù)測(cè)量》表知顷床，該值公差等級(jí)為IT14級(jí)。

　　3.5mm的上偏差為+0.30mm秆杰，下偏差為0脸榔，其公差為+0.30mm蚊来。

　　孔距尺寸14±0.22 mm、 17±0.22 mm汗歧。

　　圖1.2公差數(shù)值表

　　Fig 1.2 tolerance value table

　　沖裁件的材料逢君，不僅要滿(mǎn)足產(chǎn)品性能的技術(shù)要求，還要滿(mǎn)足沖裁工藝對(duì)材料的基本要求惶嗓。通過(guò)以上的分析蒲妹，得出結(jié)論：該材料適合沖裁【5】。

　　2 確定工藝方案及其結(jié)構(gòu)形式2.1 工藝方案

　　托板所需的工藝有落料尸粒，沖孔兩個(gè)工藝過(guò)程块透。可以你定以下幾個(gè)工藝方案事矾。

　　方案一：先落料后沖孔的單工序模生產(chǎn)巍碍。

　　方案二：沖孔后落料，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)甥材。

　　方案三：采用復(fù)合模生產(chǎn)盯另，落料與沖孔復(fù)合的方式。

　　若采用方案一洲赵，所用模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單鸳惯，尺寸較小，需要兩幅模架才能生產(chǎn)叠萍，工序分散芝发，因?yàn)榱慵苄。陨a(chǎn)率低俭令，工件尺寸的累積誤差會(huì)較大后德，而且這也會(huì)影響到孔的定位精度。操作也很麻煩抄腔，不方便瓢湃。

　　若采用方案二，級(jí)進(jìn)模適合大批量的生產(chǎn)赫蛇，生產(chǎn)率比較復(fù)合模要高一些绵患，這樣它能保證零件的尺寸精度和孔的定位精度∶可以減少模具和設(shè)備的數(shù)量图瘾，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，換件比較安全泵躲。但是無(wú)法保證精度赏晃，而且需要加上導(dǎo)正銷(xiāo)來(lái)導(dǎo)正處理。

　　若采用方案三露俏，既可以保證生產(chǎn)率又可以保證尺寸的位置精度施司，對(duì)件的要求較低毫胎，而且復(fù)合模相對(duì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)構(gòu)緊湊衍周，便于操作茄焊。

　　通過(guò)對(duì)以上三種沖壓工藝的分析，該零件的加工方案采用方案三復(fù)合模窍绸。

　　2.2 確定模具的結(jié)構(gòu)形式

　　模具的結(jié)構(gòu)形式必須要根據(jù)沖壓的形狀精度多個(gè)方面的因素進(jìn)行綜合考慮茵冗。在滿(mǎn)足沖壓件質(zhì)量的前提下，要最大限度的去降低沖壓件的生產(chǎn)成本叮姑，確定模具的結(jié)構(gòu)形式唉地，必須解決很多問(wèn)題。

　　模具的類(lèi)型的分類(lèi)戏溺，簡(jiǎn)單模渣蜗、復(fù)合模、級(jí)進(jìn)模等

　　操作方式的分類(lèi)及其確定旷祸。手工操作耕拷、自動(dòng)化操作、半自動(dòng)化操作等

　　進(jìn)出料方式的確定托享，壓料和卸料方式的確定骚烧，要合理的選擇精度和方式。

　　在設(shè)計(jì)沖裁模是還應(yīng)該考慮對(duì)于模具的維修性能闰围，操作方面與否赃绊，安全性能等方面充分的去考慮。例如：沖模的工零件有很多羡榴，而且模具的使用壽命相差也是很大的碧查，應(yīng)該將那些容易磨損的及其易磨損的工作零件做成快換的結(jié)構(gòu)，而且盡量做到可以分制調(diào)整和補(bǔ)償那些容易磨損的件的尺寸校仑。模具的結(jié)構(gòu)應(yīng)該保證操作者的手不必進(jìn)入危險(xiǎn)的區(qū)域舅尸，而且還要保證各個(gè)活動(dòng)件的結(jié)構(gòu)尺寸，在其運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)不至于壓傷操作者的手捻仁。

　　由于選擇復(fù)合模得鸳，復(fù)合模的結(jié)構(gòu)形式可以分為正裝和倒裝兩種。復(fù)合模機(jī)構(gòu)的選擇但紫，需要考慮以下問(wèn)題扳引。

　　為了操作方便，如果要求沖孔廢料不出現(xiàn)在模具的工作的區(qū)域吊任，這時(shí)就可以采用倒裝的復(fù)合模結(jié)構(gòu)蛙府，為了方便沖孔廢料通過(guò)凸凹模孔向下漏出來(lái)。

　　從凸凹模的強(qiáng)度出發(fā)树聪，如果凸凹模的壁厚較小時(shí)股航，應(yīng)該采用正裝的結(jié)構(gòu)。

　　如果凹模的外形尺寸過(guò)大時(shí)猖驹，當(dāng)上模能夠容下下模，就先采用倒裝的結(jié)構(gòu)酗宋，如果上模容不下凹模時(shí)积仗，這時(shí)可以考慮正裝的結(jié)構(gòu)。

　　如果制件有較高的平整的要求蜕猫，采用正裝的結(jié)構(gòu)會(huì)獲得較好的效果寂曹。但是采用了彈性的推件裝置時(shí)，應(yīng)該先考慮到裝的復(fù)合模結(jié)構(gòu)回右。

　　對(duì)以上結(jié)構(gòu)的考慮隆圆，為了方便操作，并且提高生產(chǎn)翔烁，本次設(shè)計(jì)采用倒裝的復(fù)合模結(jié)構(gòu)渺氧。

　　初步選擇制件采用剛性的推件裝置推出，卸料采用橡膠蹬屹，采用中間導(dǎo)柱模架

　　侣背。

　　3 模具設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 排樣

　　裁件在板條等材料上的布置方法稱(chēng)為排樣，排樣影響到材料的經(jīng)濟(jì)利用率和制件的的質(zhì)量慨默。排樣是模具設(shè)計(jì)的重要的工作贩耐，常用的排樣方法有三種：

　　（1）有廢料排樣：指沿工件全部外形沖裁锥酌，工件與工件春佑、工件與條料邊緣都留有搭邊，此種排樣的缺點(diǎn)是材料利用率低连载，但有了搭邊 就能保證沖裁件的質(zhì)量栽不，模具壽命也高。常用與工件的形狀很復(fù)雜劈咕，尺寸要求比較高的排樣馍逗。

　　（2）少?gòu)U料排樣：指模具只沿著工件部分外形輪廓沖裁柏困，只在工件之間或是工件與條料側(cè)邊之間有搭邊的存在衩羹。

　　（3）無(wú)廢料排樣： 指工件與工件之間及工件與條料側(cè)邊之間均無(wú)搭邊的存在清玉，模具刃口沿條料直線或曲線切下弧劳，直接獲得工件。

　　少、無(wú)廢料排樣的材料利用率比較高壁挖，有利于一次沖裁多個(gè)工件图呢，可以降低沖裁力，但是也有不足骗随，應(yīng)用的范圍有一定的局限性蛤织，受到工件的形狀結(jié)構(gòu)的限制，會(huì)直接影響到工件尺寸的精度鸿染，少指蚜、無(wú)廢料排樣的缺點(diǎn)是工件質(zhì)量差，模具壽命不高涨椒。所以這兩種排樣常常用于精度要求不是很高的工件的排樣摊鸡。上述三類(lèi)排樣方法，按工件的外形主要分為直排蚕冬、斜排免猾、混合排、多行排等形式囤热。 根據(jù)本零件的特點(diǎn)猎提，適合采用廢料排的方式，這樣不僅使沖出的零件達(dá)到質(zhì)量要求旁蔼，還可以在一定程度上提高材料的利用率忧侧。

　　零件外輪廓尺寸為58x30mm，考慮到操作方便和保證制件精度子钱，決定采用單排有廢料排樣据篇。

　　排樣中相鄰的兩個(gè)工件之間或者是工件與條料邊緣之間的余料稱(chēng)之為搭邊。它的作用是補(bǔ)償定位誤差码果，防止條料的誤差對(duì)沖裁影響担泥，避免沖裁出殘缺的廢品。還要保持條料有一定的強(qiáng)度和剛度佛殉，提高模具的使用壽命和工作斷面的質(zhì)量谨斥，使得受力達(dá)到平衡。

　　搭邊也要有合理的數(shù)值姿叠，如果搭邊數(shù)值過(guò)大蛾沪，那么材料的利用率會(huì)降低，材料浪費(fèi)的情況出現(xiàn)憋址。搭邊數(shù)值過(guò)小拗炎，材料的利用率雖然會(huì)很高，但是如果過(guò)小會(huì)不能夠發(fā)揮材料搭邊的作用霍凛。在沖裁過(guò)程會(huì)造成拉斷李根，送料困難槽奕，工件產(chǎn)生毛刺的問(wèn)題的出現(xiàn)，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)模具刃口損壞房轿，模具的壽命降低等現(xiàn)象粤攒。為防止這一類(lèi)情況的出現(xiàn)，搭邊的最小的寬度取毛坯的厚度囱持。

　　選擇搭邊的數(shù)值需要考慮很多因素夯接。考慮材料的力學(xué)性能纷妆，對(duì)于塑性好的材料钻蹬，搭邊的數(shù)值要大一些，硬度和剛度大的材料凭需，搭邊數(shù)值要小一些。 材料的厚度越大肝匆，搭邊的數(shù)值也要大粒蜈。工件的外形尺寸越是復(fù)雜，搭邊數(shù)值也要大一些旗国，當(dāng)用手工送料時(shí)枯怖，右側(cè)壓板導(dǎo)向的搭邊值可以相應(yīng)的小一些。當(dāng)然搭邊數(shù)值沒(méi)有絕對(duì)蝉速，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定【6】掘楔。

　　查課本表可以確定它的搭邊值。根據(jù)厚度兩工件間按矩形取其搭邊值a=2mm牍侧，而側(cè)邊則按圓形取其搭邊值b=1.5mm【7】骚美。

　　步距 模具的步距

　　S=D+a （3.1）

　　式中S是步距；

　　D是工件平行于送料的方向的尺寸座叙；

　　a 是兩個(gè)工件之間的搭邊值刮诅。

　　可得到條料的寬度B的計(jì)算公式

　　= （3.2）

　　式中 B是條料的寬度；

　　D是工件垂直于送料的方向的最大尺寸契叔；

　　b是側(cè)邊的搭邊值舟窥；

　　是條料寬度的公差。

　　得 = =

　　由此麸应，可以畫(huà)出排樣圖3.1【8】削仲。

　　圖3.1排樣

　　Fig 3.1 layout

　　3.2 計(jì)算材料的利用率

　　裁是模具設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)很重要的工作，沖壓件大批量生產(chǎn)中成本很重要损侄，毛坯材料費(fèi)用大約占百分之六十以上不恭，排樣的意義就是在于合理的利用原材料。衡量排樣的經(jīng)濟(jì)性和合理性的指標(biāo)就是材料的利用率财饥。對(duì)于簡(jiǎn)單形狀的工件县袱，可以用計(jì)算來(lái)選擇一個(gè)比較合理的排樣的方式浑娜，計(jì)算其利用率。

　　步距S=30+a=30+2=32mm

　　根據(jù)所確定的搭邊值和步距式散，選用板料規(guī)格為2mm900mm1800mm筋遭，采用縱裁，剪切條料尺寸為61mm900mm暴拄。

　　一塊板可裁的條數(shù)：=1800/61=29條襟衰，余31mm

　　每條可沖零件的個(gè)數(shù)：=900/32=28個(gè)，余4mm

　　每板可沖零件的個(gè)數(shù)：n==812個(gè)

　　托板面積 A0 =3.1488+64+3830-43.141.751.75=1366.5

　　材料利用為

　　η=100％ (3.3)

　　=8121366.5/9001800100％

　　=68.5％

　　3.3 壓力中心的確定

　　沖裁力合力的作用點(diǎn)稱(chēng)為沖模的壓力中心隆箩。設(shè)計(jì)模具時(shí)秀存，應(yīng)該使得沖模的壓力中心與壓力機(jī)的滑塊的中心相重合，也就是沖模的模柄中心應(yīng)該與沖模的壓力中心一致撕蔼，這樣才能夠保證沖模在壓力機(jī)上正常平穩(wěn)的進(jìn)行沖制工作豁鲤。如果無(wú)法保證壓力中心與滑塊的中心線相重合，那樣就會(huì)有偏裁力的出現(xiàn)钝摧。

　　通常是利用求平行力系合力作用點(diǎn)的方法來(lái)確定模具的壓力中心跟斜。就是所用的解析法和圖解法。

　　簡(jiǎn)單零件的壓力中心與工件的重心重合裹融。此零件是對(duì)稱(chēng)的件绪论，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以壓力中心就是工件的幾何中心幽卜。

　　3.4 沖裁力的計(jì)算

　　在沖裁過(guò)程卷俱，總的沖壓力是包括沖裁力、卸料力并淳、推件力和頂件力的總和百郊。計(jì)算沖裁力是為了合理的選擇壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具，要求壓力計(jì)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力啰林。

　　沖裁力是沖裁時(shí)凸模與凹模的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使得工件與板料分離所需的力整空，它與材料的厚度、工件的周邊的長(zhǎng)度聂祈、及其材料的力學(xué)性能等參數(shù)有關(guān)偶凝。沖裁力是設(shè)計(jì)模具和選擇壓力機(jī)的參數(shù)。

　　沖裁力的計(jì)算公式

　　F=KLtτ （3.4）

　　式子中L是沖裁件的周邊長(zhǎng)度陆爽；

　　t是材料的厚度 什往；

　　τ是材料的抗剪強(qiáng)度；

　　K是系數(shù)慌闭，一般取1.3别威。

　　所以 F=1.3x2x300x162.26=126566N

　　采用彈性卸料裝置和下出料的方式

　　=F++ （3.5）

　　其中F是沖裁力；

　　是推件力驴剔。

　　卸料力計(jì)算

　　=F （3.6）

　　得知=0.04

　　所以 =0.04126566=5062.6N

　　推件力計(jì)算

　　=Fn （3.7）

　　式中 n是工件個(gè)數(shù)省古，

　　是推件力系數(shù)粥庄。

　　所以 =30.055126566=20883N

　　得出=126566+20883+5062=152511N

　　3.5 選擇壓力機(jī)

　　根據(jù)所要完成的沖壓工藝過(guò)程、生產(chǎn)批量的大小豺妓、沖壓件的幾何尺寸和尺寸精度要求等來(lái)選定設(shè)備及類(lèi)型惜互。

　　開(kāi)式曲柄壓力機(jī)的剛度差較差，但它制造使用成本低琳拭，且有三個(gè)方向可以自有操作的優(yōu)點(diǎn)训堆，所以被廣泛應(yīng)用于中小型沖裁件、彎曲模白嘁、拉深模的生產(chǎn)中坑鱼。

　　閉式曲柄壓力機(jī)剛度比較開(kāi)式曲柄壓力機(jī)要好，而且精度也要高嘀吨，但是它只能靠?jī)蓚€(gè)方向操作谅璧，主要適用于大中型件的生產(chǎn)。 雙動(dòng)曲柄壓力機(jī)上有兩個(gè)滑塊淮晓，壓邊可靠而且易調(diào)節(jié)拆鹉，常常適用于較復(fù)雜的大中型拉深件的生產(chǎn)。 綜合以上的考慮垃批，確定采用開(kāi)式曲柄壓力機(jī)。

　　根據(jù)壓力機(jī)公稱(chēng)壓力

　　P1.3F （3.8）

　　式中 P是壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力翼毡，

　　F是總的沖裁力枢竟。

　　得知，P1.3152511N 既感，選擇J23-25開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)坤搂，壓力機(jī)的參數(shù)如下

　　公稱(chēng)壓力 250KN

　　滑塊行程 65mm

　　最大閉合高度 270mm

　　最大裝模高度 220mm

　　模柄孔尺寸 4060mm

　　連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度55mm

　　墊板尺寸 50200mm

　　最大傾斜角度

　　4 沖裁模工作部分的設(shè)計(jì)4.1 沖裁間隙

　　沖裁間隙是指沖裁中凸模和凹模刃口之間的空隙。沖裁間隙對(duì)沖裁過(guò)程有很大影響挂悲。此外戒蟆，間隙對(duì)沖壓力和模具的壽命也有較大的影響。間隙很小時(shí)揖赴，材料的擠壓和摩擦作用增強(qiáng)馆匿，沖裁力必然變大。會(huì)造成斷裂分離燥滑，因此會(huì)使沖裁力減小渐北。

　　沖裁間隙的確定我們?nèi)『侠黹g隙，這個(gè)合理間隙有最大值和最小值铭拧。在設(shè)計(jì)和制造模具是通常會(huì)取最小的合理間隙赃蛛。確定合理間隙的方法有兩種。理論計(jì)算法和經(jīng)驗(yàn)確定的法【9】搀菩。

　　沖裁間隙對(duì)模具的壽命有影響呕臂，模具的壽命是用模具失效前所沖得的合格沖裁件的數(shù)量來(lái)表示的破托，失效的形式有很多，常見(jiàn)的失效的形式有磨損變形和凹模漲裂歧蒋。間隙的大小對(duì)模具的磨損和凹模的漲裂產(chǎn)生了很大的影響土砂。模具刃口磨損后，會(huì)使得刃口鈍化疏尿，間隙會(huì)增加存妇，這樣導(dǎo)致制件的尺寸精度降低，斷面會(huì)粗糙禁微。刃口的鈍化會(huì)使裂紋發(fā)生點(diǎn)由刃口端面向側(cè)面移動(dòng)唉奇，產(chǎn)生毛刺，毛刺產(chǎn)生在件恢核，所以必須要注意盡可能的減少模具的磨損闻街。

　　從以上的分析力可以看出，沖裁間隙對(duì)沖裁件的質(zhì)量和壽命都有很大的影響忠宙，但是這種影響是不能提前預(yù)知的架讳，在沖壓的實(shí)際的生產(chǎn)中，為了獲得的合格的沖裁件并且還要保證模具的壽命必須選擇合理間隙杀打。

　　這里采用經(jīng)驗(yàn)的方法來(lái)確定間隙值文饱。取最大合理間隙0.36mm，最小合理間隙為0.25mm蕉殴。

　　滿(mǎn)足所有的設(shè)計(jì)要求的合理間隙是不可能存在的融吓，必須經(jīng)過(guò)綜合分析取舍的這樣才能改善模具的工作條件，又可以獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效果歹嘹。在模具設(shè)計(jì)和制造時(shí)才可以順利進(jìn)行箩绍。

　　4.2 凸模和凹模尺寸的確定

　　沖裁件的尺寸精度主要取決于模具刃口的尺寸精度，合理間隙的數(shù)值必須依靠模具刃口的尺寸及公差來(lái)確定尺上。正確確定人口的公差及其尺寸材蛛，將會(huì)影響到?jīng)_裁生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效果。

　　計(jì)算原則是這樣的怎抛，落料時(shí)卑吭，應(yīng)該按照凹模刃口尺寸為基準(zhǔn)。凸模的基本尺寸應(yīng)該是用凹穆砭基本尺寸減去最小合理間隙陨簇。沖孔時(shí)，應(yīng)該按照凸模刃口尺寸為基準(zhǔn)迹淌，凹模的基本尺寸是用凸模的基本尺寸加上最小合理間隙河绽。

　　4.2.1 落料時(shí)尺寸的計(jì)算

　　落料時(shí)是以凹模為基準(zhǔn)件來(lái)配作凸模的，在使用過(guò)程中凹模刃口尺寸有變大唉窃、變小和不變這三種情況耙饰。

　　變大的尺寸有58 38 30 16 R8

　　均未注公差纹笼，按IT14查公差表確定其余公差，為保證R8與尺寸為16的輪廓線相切,R8的凹模尺寸取16的凹模尺寸的一半,公差也取一半卫殷。得到尺寸為炫允、、嗡沈、睛村、

　　落料時(shí)的計(jì)算

　　= （4.1）

　　式中 ；

　　D是落料見(jiàn)得標(biāo)稱(chēng)尺寸蔑串；

　　X是系數(shù)川骗；

　　凹模的制造公差。

　　將數(shù)據(jù)代入公式得出

　　==mm

　　==

　　==mm

　　==mm

　　==mm

　　凹模磨損后所有的尺寸都沒(méi)有變小 所以沒(méi)有b沒(méi)尺寸的計(jì)算

　　尺寸不變的是14 和17柱涕，按IT14查公差表確定其公差伍恼，各尺寸為：14±0.22mm，17±0.22 mm籍钱。

　　凹南劾祝孔的中心距計(jì)算

　　=（） （4.2）

　　=（13.78+0.50.44）±0.50.44/4=14±0.055mm

　　=（16.78+0.50.44）±0.50.44/4=17±0.055mm

　　4.2.2 沖孔時(shí)尺寸的計(jì)算

　　沖孔時(shí)以凸模為基準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)。其中Φ3.5沒(méi)有標(biāo)注公差种慕，按IT14查公差表確定公差热品，用基孔制表示Φ

　　計(jì)算公式

　　= （4.3）

　　= （4.4）

　　式中是沖孔凸模直徑；

　　是凹模直徑啸驯；

　　Z 是最小間隙客扎；

　　其他符號(hào)同上。

　　查表（《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》）中得到：δp=0.02mm坯汤，δd=0.03mm虐唠，

　　校核條件【10】：

　　+ δd=0.02+0.03=0.05mm

　　(-Zmin)=0.36-0.25=0.11mm

　　滿(mǎn)足條件+ δd ≤(-Zmin)

　　將已知數(shù)據(jù)代入公式搀愧，得到

　　==mm

　　==mm

　　5 各主要零件尺寸的確定

　　沖裁零件分為工藝零件和結(jié)構(gòu)零件兩大類(lèi)惰聂。工藝零件是直接參與完成工藝過(guò)程并且與板料或者沖裁件直接發(fā)生作用的零件，它包括了工作零件和定位零件咱筛。結(jié)構(gòu)零件是將工藝零件連接起來(lái)構(gòu)成一個(gè)完整的整體的零件搓幌，包括固定零件和導(dǎo)向零件【11】。

　　5.1 凹模輪廓尺寸的確定

　　對(duì)于多孔型凹模迅箩，計(jì)算公式如下溉愁，此公式是經(jīng)驗(yàn)公式 。

　　凹模的厚度H的確定

　∷乔鳌（≥15mm） （5.1）

　　式中b——沖壓件最大外形尺寸拐揭，

　　K——系數(shù)，考慮板材厚度的影響奕塑，其值可查下表得K=0.28

　　H=0.2858=16.24mm 可以取H=25mm

　　圖5.1 系數(shù)

　　Fig 5.1 coefficient

　　凹模的壁厚

　　(≥30~40mm) （5.2）

　　計(jì)算得C=24.36~32.48mm 愧陈， 這里選取c為30mm

　　凹模長(zhǎng)度L的確定工件b=58mm

　　L=b+2c=58+230=118mm

　　凹模寬度B的確定

　　B=l+2c (5.3)

　　式中l(wèi)是工件尺寸登凿。

　　帶入數(shù)據(jù)計(jì)算 30+3090mm

　　以上算得的凹模輪廓尺寸為125

　　凹模的刃口形式有直筒式和錐形式兩種，選用時(shí)要根據(jù)沖件的形狀和尺寸精度具體來(lái)決定煮啡。直筒式強(qiáng)度較高隘匙，修磨后刃口尺寸不變或者變化很小。錐形的刃口強(qiáng)度小馁祈，修磨后刃口尺寸有所增加恕臣。此設(shè)計(jì)凹模的刃口采用直筒式。

　　5.2 凸模長(zhǎng)度的確定

　　凸模的長(zhǎng)度根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)確定银薪，還要考慮凸模的修模量及其卸料板的距離等靴亩，因?yàn)楸灸＞咴O(shè)計(jì)采用的是彈性卸料的方式，凸模采用的是固定板的固定方式洗馅，所以凸模計(jì)算公式可以如下

　　L=+ （5.4）

　　式子中 是凸模固定板的長(zhǎng)度膀钝，

　　是凹模的厚度。

　　L=25+16=41mm 赌羽，凸模設(shè)計(jì)成圓形凸模萎煤，采用凸緣固定凸模，長(zhǎng)度和剛度都滿(mǎn)足要求领迈。

　　5.3 凸凹模的長(zhǎng)度的確定

　　凸凹模是復(fù)合模主要的工作零件彻磁。凸凹模內(nèi)外緣的壁厚是由沖件邊距確定的，所以當(dāng)沖件沖邊距較小時(shí)必須要考慮凸凹模的強(qiáng)度狸捅，凸凹模的強(qiáng)度如果不能達(dá)到要求衷蜓，那么就不能采用復(fù)合模進(jìn)行沖裁。正裝的復(fù)合模以為凸凹模內(nèi)孔不會(huì)積存廢料尘喝，脹力相對(duì)較小磁浇，壁厚可以選擇的小一些，而到裝的復(fù)合模凸凹模一般內(nèi)孔不會(huì)積存廢料朽褪，脹力大置吓，最小的壁厚可以大一些【12】。

　　凸凹模采用的是直接的固定板的固定缔赠，其長(zhǎng)度取47mm衍锚。凸凹模要保證最小壁厚，目前嗤堰，最小凹凸模的最小壁厚按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定戴质，倒裝式復(fù)合模可以查表2-50卒抖，最小壁厚為4.9mm氏腐，在設(shè)計(jì)時(shí)采用5mm。

　　5.4 凸模固定板和墊板的尺寸設(shè)計(jì)

　　凸模固定板的作用是將凸模固定在上模座的正確位置上。凸模固定板一般為圓形或者是矩形冻哈，外形尺寸通常與凹模一致馒狡。

　　凸模固定板和墊板的長(zhǎng)度和寬度可以設(shè)計(jì)成和凹模外形尺寸相同。固定板要有足夠的厚度萌烁，這樣才能保證緊固并有良好的垂直度煮肋。可以按照經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 H=(1.0~1.5) （5.5）

　　式子中D是凸模的直徑绎儡， 所以凸模固定板的厚度選擇16mm

　　當(dāng)材料很厚或者外形很小時(shí)响友，沖壓中凸模上端面對(duì)模板作用有較大的單位壓力時(shí)，需要設(shè)置墊板蚯氯。墊板選擇10mm扳辉，.固定板與凸模或凸凹模之間為H7/n6或者m6配合橄浓，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求粒梦。

　　5.5 定位零件5.5.1 擋料銷(xiāo)

　　擋料銷(xiāo)的作用是限定條料送進(jìn)的距離，擋住條料的搭邊或者是工件的輪廓荸实。常見(jiàn)的擋料銷(xiāo)有四種形式：固定擋料銷(xiāo)匀们、活動(dòng)擋料銷(xiāo)、自動(dòng)擋料銷(xiāo)和始用擋料銷(xiāo)准给。固定擋料銷(xiāo)分為圓形和鉤形兩種泄朴，固定擋料銷(xiāo)常常安裝在凹模上，用來(lái)控制條料的進(jìn)距露氮，它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單祖灰，制造比較方便。由于它是安裝在凹模上畔规，安裝孔可能會(huì)造成凹模強(qiáng)度的減弱局扶，常用的結(jié)構(gòu)有圓形和鉤形擋料銷(xiāo)。自動(dòng)擋料銷(xiāo)送料時(shí)叁扫，無(wú)需將料抬起或后拉三妈，只要沖裁后將料往前推便能自動(dòng)擋料，所以常用于連續(xù)送料沖壓陌兑∪词Γ活動(dòng)擋料銷(xiāo)后端帶有彈簧或彈簧片禽虹，擋料銷(xiāo)能自由活動(dòng)素司，常用在帶彈性卸料板的結(jié)構(gòu)中，在倒裝復(fù)合模中最為常用赌置。始用擋料銷(xiāo)也稱(chēng)為臨時(shí)擋料銷(xiāo)押逾，常常用于級(jí)進(jìn)模中沖壓的首次定位，可以提高利用率蓝捌。

　　5.5.2 導(dǎo)正銷(xiāo)

　　主要在級(jí)進(jìn)模中導(dǎo)正銷(xiāo)通常與擋料銷(xiāo)配合使用眶洗，以減少定位誤差蟀披，來(lái)保證孔與外形的相對(duì)位置尺寸精度要求。它裝在第二工位以后的凸模上堤网，在沖壓前插入已經(jīng)沖好的孔中巫碍，使得孔與外緣相對(duì)位置對(duì)準(zhǔn)，然后再來(lái)沖孔贫肌，消除了送料和導(dǎo)向引起的誤差禀舰，起到準(zhǔn)確的定位作用。

　　5.5.3 側(cè)刃定距

　　它大多用于在級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)中怔匣，這種裝置是切去條料旁邊少有的材料料達(dá)到目的握联。定距的側(cè)刀擋料的缺點(diǎn)自然是浪費(fèi)了一部分的材料，只能用在沖制窄形的制件和某些無(wú)廢的排樣中每瞒，用別的擋料形式困難時(shí)采用金闽。沖壓厚度較薄的材料就常常采用級(jí)進(jìn)模，就會(huì)采用這樣的定位方式剿骨。

　　5.5.4 定位板和定位銷(xiāo)

　　常常用于單個(gè)坯料的設(shè)計(jì)或者是工序件的定位代芜。一般用于單個(gè)零件的定位，其定位方式有兩種浓利。外緣定位和孔的定位蜒犯，這種方式要具體分析，根據(jù)材料和尺寸來(lái)選擇荞膘。

　　5.5.5 導(dǎo)料件

　　主要是指的是導(dǎo)料板或者側(cè)壓板罚随，導(dǎo)料板和側(cè)壓板可以做成一個(gè)整體，對(duì)條料或者帶料送料時(shí)起到導(dǎo)正作用羽资，條料的送料方向是條料靠著一側(cè)導(dǎo)料板淘菩，沿著設(shè)計(jì)的送料方向?qū)蛩土希瑸槭箺l料靠緊一側(cè)的導(dǎo)料板魏蜒，保證送料的精度茧音，可采用側(cè)壓裝置。

　　因?yàn)樵撃＞呤褂玫氖菞l料发凹，所以導(dǎo)料采用導(dǎo)料板盘嘉，因?yàn)楸敬文＞咴O(shè)計(jì)采用固定卸料板與導(dǎo)料板結(jié)合為一體，所以采用擋料銷(xiāo)控制送料進(jìn)距衍康。

　　擋料銷(xiāo)蹲京，當(dāng)凹模安裝在上模時(shí)，由于考慮到凹模的強(qiáng)度進(jìn)行必要的熱處理【13】鞍票，因此在位于下模的卸料板上采用擋料銷(xiāo)來(lái)定位蚊牌。

　　5.5.6 卸料和出件裝置

　　卸料和出件裝置的作用是當(dāng)沖模完成一次沖壓之后，把沖件或者是廢料從模具工作零件上卸下來(lái)，以方便沖壓工作能夠繼續(xù)進(jìn)行诀虹。 采用彈性卸料裝置渊输，由卸料板卸料螺釘和卸料元件組成。

　　剛性卸料是采用固定卸料板卸料晌颅，常用于較硬奸误、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。當(dāng)卸料板只起卸料作用時(shí)真仲，與凸模的間隙隨著材料厚度的增加而增大嚼隘，單面間隙取(0.2～0.5)t；當(dāng)固定卸料板還要起到對(duì)凸模的導(dǎo)向作用時(shí)袒餐，卸料板與凸模的配合間隙應(yīng)小于沖裁間隙飞蛹。此時(shí)要求卸料后凸模不能完全脫離卸料板，保證凸模與卸料板配合大于5mm灸眼。

　　常用的固定卸料板有幾種：卸料與導(dǎo)料為一體的整體式卸料板卧檐；卸料板與導(dǎo)料板分開(kāi)的組合式卸料板（在沖裁中應(yīng)用最廣泛）；用于窄長(zhǎng)零件的沖孔或切口卸件的懸臂式卸料板焰宣；在沖孔底部用來(lái)卸空心件或彎曲的拱形卸料板霉囚。

　　彈性卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，主要用于沖裁料厚在1.5mm以下的板料匕积。由于有壓料作用盈罐，沖裁比較平整。彈壓卸料與彈性元件闪唆、卸料螺釘組成彈性卸料裝置盅粪，卸料板與凸模配合的單邊間隙選擇(0.1～0.2)t，若彈壓卸料板還要起到對(duì)凸模的導(dǎo)向作用擅很，二者的配合應(yīng)小于沖裁間隙像得。彈性元件的選擇應(yīng)滿(mǎn)足卸料力和沖模結(jié)構(gòu)要求。

　　出件裝置有剛性推件和彈性推件裝置兩種鹅甚。

　　推件和頂件的作用是將制件從凹模中推出來(lái)（凹模在上模）或頂出（凹模在寫(xiě)模）轨醒。推件力是通過(guò)壓力機(jī)的橫梁作用在一些傳力元件上，使推件力傳遞到推件板上將制品（或廢料）推出凹模夸截。推板的形狀和推桿的位置應(yīng)根據(jù)被推材料的尺寸和形狀來(lái)確定佃逆。設(shè)計(jì)在下模的彈性頂件裝置，通過(guò)凸模下壓使彈性元件在沖壓時(shí)儲(chǔ)存能量儒淌，模具回程時(shí)頂件器的彈性元件釋放能量雷昵，頂件塊將廢料從凹模中頂出。

　　模具采用固定卸料防擎，剛性打件挎中，并利用裝在壓力機(jī)工作臺(tái)下的標(biāo)準(zhǔn)緩沖器提供壓邊力。

　　倒裝式復(fù)合模的剛性推件裝置的結(jié)構(gòu)助店，推桿與凸模軸線重合的方式磁滚。

　　托板沖壓件的工藝及模具設(shè)計(jì)

　　山東理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)

　　推件塊的外形尺寸較小，外形尺寸較簡(jiǎn)單宵晚，推件塊外形與凹模之間采用間隙配合H8/f8垂攘，推件塊內(nèi)孔與凸模采用非配合工序。

　　6 其他零件的選擇6.1模架的選擇

　　模架是上模座下模座導(dǎo)柱和導(dǎo)套的組合體淤刃。模架的導(dǎo)向用導(dǎo)柱和導(dǎo)套間的配合性質(zhì)晒他，模架可以分為滑動(dòng)導(dǎo)向和滾動(dòng)導(dǎo)向模架兩種，根據(jù)受力情況逸贾，上模板厚度可以比下模板的厚度小5~10mm陨仅。對(duì)于大型非標(biāo)準(zhǔn)模座，還需根據(jù)實(shí)際需要铝侵，按鑄造工藝性要求和鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)灼伤。模架的外形尺寸也有相應(yīng)規(guī)定。上咪鲜、下模座的導(dǎo)柱狐赡、導(dǎo)套安裝孔的位置尺寸必須一致，其孔間距公差要求在0.01mm以?xún)?nèi)疟丙。模座上颖侄、下面的平行度，以及導(dǎo)柱導(dǎo)套安裝孔與模座上聋遮、下面的垂直度等要求應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定重柄。

　　根據(jù)以上的要求 ，選擇模架仪丛。

　∏妗（1）對(duì)角模架，由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)稱(chēng)的對(duì)角線上顷沉，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)邓樟，起對(duì)角導(dǎo)柱模架上下模座工作平面的橫向尺寸一般大于縱向的尺寸，常用與橫向送料的級(jí)進(jìn)母智簦或者縱向送料的單工序模和復(fù)合模中役默。

　　（2）采用后側(cè)導(dǎo)柱模架鸟氨，由于前后與左右不受限制冤牢，送料和操作比較簡(jiǎn)單，因?yàn)閷?dǎo)柱安裝在后側(cè)集炭，工作時(shí)丙者，偏心距會(huì)造成導(dǎo)柱和導(dǎo)套的單邊磨損复斥，嚴(yán)重影響模具使用壽命，且不能采用浮動(dòng)模柄械媒。

　∧慷А（3）四導(dǎo)柱模架，具有導(dǎo)向平穩(wěn)和導(dǎo)向準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)纷捞。常用與沖壓件尺寸較大或者精度較高的沖壓零件痢虹，以及生產(chǎn)用的自動(dòng)沖壓模具。

　≈骼堋（4）中間導(dǎo)柱模架奖唯，導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱(chēng)線上，導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠和滑動(dòng)平穩(wěn)糜值。但只能用于縱向送料丰捷，一般用于單工序模和復(fù)合模。

　　通過(guò)對(duì)以上四個(gè)方案的比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式寂汇，為提高模具的壽命和工件的質(zhì)量瓢阴，該模具采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式，所以方案四最佳盹躬。

　　下模的導(dǎo)向狐兴，在凸模與凹模開(kāi)始作用前，或者壓料板接觸到制件前就應(yīng)充分合上恐程，以確保導(dǎo)向在沖壓工件時(shí)就已經(jīng)發(fā)揮正常的作用伦捐。導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)保證沖模在最低位置時(shí)，導(dǎo)柱的上端面與上模座頂面距離不小于10~15mm.而下模座底端與導(dǎo)柱底面的距離不小于5mm皿理。

　　上模座為12512535mm 下模座125 125 45mm 導(dǎo)柱選用22130mm導(dǎo)套選用228533mm

　　模具的閉合高度為上模座下模座凸凹模凹模凸模墊板等厚度的總和

　　H=10+16+25+47+35+45+2=180mm

　　6.2緊固件的選擇

　　沖模中用到的緊固件主要是螺釘和銷(xiāo)釘孟庵，其中螺釘起到了聯(lián)結(jié)固定作用，銷(xiāo)釘起到了定位的作用题姜，螺釘和銷(xiāo)釘都是標(biāo)準(zhǔn)件补蠢。沖模采用的螺釘事故內(nèi)六角螺釘，緊固可靠贪庄，螺釘頭不外露姜架，模具外形美觀，銷(xiāo)釘用的是圓柱銷(xiāo)鞠哥。

　　設(shè)計(jì)時(shí)要考慮以下問(wèn)題隙譬，同一組合中，螺釘?shù)臄?shù)量不能少于三個(gè)会烙，并且要均勻分布负懦，以保證定位可靠。螺釘要保證與外緣的距離柏腻，其次還要保證配合纸厉，并進(jìn)行相應(yīng)的處理系吭。

　　托板沖壓件的工藝及模具設(shè)計(jì)

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