照相機(jī)接觸片沖壓模設(shè)計(jì)說明書

1、<p>　　照相機(jī)接觸片沖壓模設(shè)計(jì) </p><p>　　第1章 制件的工藝分析3</p><p>　　第2章 制件的排樣5</p><p>　　2.2 制件的排樣和工位確定6</p><p>　　2.2.1 排樣前的準(zhǔn)備6</p><p>　　2.2.2 制件件的排樣原則6</p&g

2、t;<p>　　2.2.3 搭邊值的確定7</p><p>　　2.2.4 排樣的步驟7</p><p>　　第4章 力的計(jì)算和沖裁間隙的確定12</p><p>　　4.1 力的計(jì)算12</p><p>　　4.1.1 沖裁力的計(jì)算12</p><p>　　4.1.2 彎曲力的計(jì)算14&l

3、t;/p><p>　　4.1.2.1 彎曲過程力—行程曲線14</p><p>　　4.1.3 卸料力、推料力的計(jì)算15</p><p>　　4.3 沖裁間隙的確定17</p><p>　　第5章 模具壓力中心的確定18</p><p>　　第6章 模具主要零件的設(shè)計(jì)19</p><p>

4、　　6.1 模具結(jié)構(gòu)19</p><p>　　6.2 凸模和凹模的設(shè)計(jì)20</p><p>　　6.2.3.1 簡(jiǎn)單彎曲時(shí)凸、凹模的設(shè)計(jì)24</p><p>　　6.2.3.2 復(fù)雜彎曲時(shí)凸、凹模的設(shè)計(jì)24</p><p>　　6.4 卸料裝置的設(shè)計(jì)26</p><p>　　6.4.1 卸料裝置的設(shè)

5、計(jì)原則26</p><p>　　7 參考文獻(xiàn)29</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　隨著沖壓技術(shù)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，各個(gè)工業(yè)部門幾乎都離不開沖模，尤其是汽車、電器、電機(jī)、儀表和日用品工業(yè)，其產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本及產(chǎn)品更新?lián)Q代的快慢等，都在很到程度上取決于模具。因此，模具工業(yè)是帶動(dòng)各項(xiàng)工業(yè)產(chǎn)品發(fā)展的先行工業(yè)

6、。如何提供更好、更快、更多的模具，是模具工作者共同的重要課題。</p><p>　　沖模結(jié)構(gòu)是沖模的靈魂。它不僅決定了模具的功能，同時(shí)也決定了模具的成本和制造周期。一副好的沖模結(jié)構(gòu)，往往凝聚著許多人的智慧和汗水。因此可以說，沖模結(jié)構(gòu)是沖模設(shè)計(jì)師智慧的結(jié)晶。</p><p>　　模具是成型不同形狀制品的一種裝置。按照制品所采用的原料不同，成形的方法也不同；一般將其分為金屬?zèng)_壓模具，金屬壓鑄模

7、具，塑料模具，橡膠模具，玻璃模具等。</p><p>　　模具在汽車行業(yè)，飛機(jī)行業(yè)，家用電器行業(yè)，工程機(jī)械、冶金、機(jī)床等制造行業(yè)中有著極其重要的作用；采用模具生產(chǎn)的毛坯或產(chǎn)品零件，是材料成型的重要形式，模具生產(chǎn)和切削相比具有材料利用率高，能耗低，產(chǎn)品性能好，生產(chǎn)效率高和成本低等顯著特點(diǎn)。</p><p>　　從20世紀(jì)80年代開始，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具行業(yè)，已從機(jī)床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為

8、一種獨(dú)立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過了機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，我國(guó)的模具工業(yè)發(fā)展十分迅速，近年來，一直每年以15%左右的速度快速發(fā)展，在高校中也專門設(shè)置了專門的模具專業(yè)，培養(yǎng)出了大批的高級(jí)技術(shù)人才。</p><p>　　我所設(shè)計(jì)的是金屬?zèng)_壓模具，產(chǎn)品是經(jīng)過冷沖壓得到的。冷沖壓是利用安裝在壓力機(jī)上的沖模對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需要零件的一種壓力加工方法。因?yàn)樗ǔＪ窃谑覝叵逻M(jìn)行加工，所以

9、稱為冷沖壓。冷沖壓不但可以加工金屬材料，還可以加工非金屬材料和復(fù)合材料。</p><p>　　冷沖壓與其它加工方法相比，具有獨(dú)到的特點(diǎn)，如沖壓設(shè)備操作簡(jiǎn)便，所得產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定、互換性好等，所以在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。通過沖壓加工，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了成本?？梢哉f，如果在生產(chǎn)中不廣泛采用沖壓加工工藝，許多工業(yè)部門的產(chǎn)品要提高生產(chǎn)率、提高質(zhì)量、降低成本，進(jìn)行產(chǎn)品的更新?lián)Q代是難以實(shí)現(xiàn)的。</p>&

10、lt;p>　　沖模是實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件。它是將材料加工成所需沖件的一種工藝設(shè)備。沖模在冷沖壓中至關(guān)重要，一般來說，不具備符合要求的沖模，冷沖壓就無</p><p>　　法進(jìn)行；先進(jìn)的沖壓工藝也必須依靠相應(yīng)的沖模來實(shí)現(xiàn)。性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件。</p><p>　　模具的標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化生產(chǎn)，已得到模具行業(yè)的廣泛重視。這是由于模具標(biāo)準(zhǔn)化是組織模具行業(yè)專業(yè)化

11、生產(chǎn)的前提，而模具的專業(yè)化生產(chǎn)是提高模具質(zhì)量、縮短模具制造周期、降低成本的關(guān)鍵。我國(guó)已經(jīng)頒布了冷沖壓術(shù)語(yǔ)、冷沖模零部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。沖模的模架等基礎(chǔ)零部件已專業(yè)化、商品化。但總的來說，我國(guó)沖模的標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化水平還是比較低的，先進(jìn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化已達(dá)70%--80%。</p><p>　　在模具材料及熱處理、模具表面處理等方面，國(guó)內(nèi)外都進(jìn)行了不少研制工作，并取得了良好的實(shí)際效果，沖模材料的發(fā)展方向是研制高強(qiáng)韌性冷作模具鋼

12、，如65Nb、LD1、CG2等就是我國(guó)研制的性能優(yōu)良的沖模材料。</p><p>　　冷沖壓加工的零件，由于其形狀、尺寸、精度要求、生產(chǎn)批量等各不相同，因此生產(chǎn)中所采用的冷沖壓工藝方法也是多種多樣的，概括起來可分為兩大類，即分離工序和成形工序。在實(shí)際生產(chǎn)中，一般采用組合工序，即把兩個(gè)以上的單獨(dú)工序組成一道工序，構(gòu)成所謂復(fù)合、級(jí)進(jìn)、復(fù)合—級(jí)進(jìn)的組合工序。本設(shè)計(jì)就是多工位級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)。</p><

13、p>　　在設(shè)計(jì)中，深刻的體會(huì)到了自己知識(shí)的有限，得到了身邊同學(xué)的熱情幫助，尤其是知道老師的大力幫助下才能完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此表示衷心感謝！</p><p>　　本次設(shè)計(jì)中存在多處不足之處，懇請(qǐng)各位老師指正。 </p><p>　　第1章 制件的工藝分析</p><p>　　設(shè)計(jì)中的沖壓制件是照相機(jī)中的接觸片。其結(jié)構(gòu)見圖1.1（或?qū)嶓w）。</p>

14、<p>　　圖1.1 制件結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　由制件實(shí)體可以知道：制件的外形不規(guī)則，需要經(jīng)過多次沖裁和彎曲才能完成加工，因此采用沖裁加彎曲的工序進(jìn)行加工。通過對(duì)零件的初步分析可知，要完成該制件的生產(chǎn)，需要經(jīng)過以下工藝：沖孔、彎曲、沖孔、落料工藝。沖壓件的精度要求較高，最小的誤差要求在±0.01mm以內(nèi)，平面度要求在±0.3mm以內(nèi)，制件的厚度為0.25mm，屬于薄材料類

15、沖裁。查閱《模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》，將設(shè)計(jì)中的材料確定為：不銹鋼1Cr18Ni9材料。另外，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)該考慮到不銹鋼材料的沖裁工藝性，以及其纖維方向的特性。由相關(guān)資料知：在不銹鋼中加入Ni可明顯降低剛的冷加工硬化傾向，其原因是可使奧氏體的穩(wěn)定性增加，減少和消除了冷加工過程中的馬氏體轉(zhuǎn)變，降低了冷加工硬化速率，強(qiáng)度降低和塑性提高。當(dāng)剛中有足夠的鉻時(shí)，在剛的表面易形成非常薄的致密的氧化膜，它可以防止剛進(jìn)一步的氧化或腐蝕。氧化性的環(huán)境可以強(qiáng)化這種膜

16、，而還原性環(huán)境會(huì)破壞這種膜。故該中材料制作的零件要特別注意它的使用環(huán)境，以增加其使用壽命。另：用作壓力工的鋼材，表面不得有肉眼可見的裂縫、折迭、結(jié)疤及夾雜，如有必須清除，清除深度從鋼材實(shí)際尺寸算起應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。如本設(shè)計(jì)使用的材料尺寸</p><p>　　沖裁結(jié)構(gòu)的工藝性：（1）沖裁件的形狀應(yīng)能符合材料的合理排樣，減少?gòu)U料。（2）沖裁件各直線或曲線的連接處，宜有適當(dāng)?shù)膱A角。本設(shè)計(jì)采用的是少?gòu)U料的排樣方式、且模具采

17、用鑲拼結(jié)構(gòu)，所以各連接處可以無圓角。（3）沖裁件凸出或凹入部分寬度不宜太小，并應(yīng)避免過長(zhǎng)的懸臂與狹槽。（4）沖孔時(shí)，由于受到凸模強(qiáng)度的限制，孔的尺寸不宜過小，其數(shù)值與孔的形狀、材料的機(jī)械性能、材料的厚度有關(guān)系。（5）裁件的孔與孔之間、孔與邊緣之間的距離a受模具強(qiáng)度和沖裁件質(zhì)量的限制，其值不宜過小。本設(shè)計(jì)中a的值均較小，以至使得模具的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，并在一定程度上影響到模具的使用壽命。（6）沖裁件的精度和毛刺：精度等級(jí)按查有關(guān)資料取IT8，

18、毛刺高度為30~50m。由制件零件圖資料可以知道：制件沖裁工藝滿足以上要求，采用精密沖裁時(shí)的模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且模具壽命較低，故本設(shè)計(jì)中的沖裁采用普通沖裁。</p><p>　　彎曲結(jié)構(gòu)的工藝性：（1）彎曲件的圓角半徑不宜小于最小彎曲半徑，以免產(chǎn)生裂紋，但也不宜過大，因?yàn)檫^大時(shí)，會(huì)受到回彈的影響，彎曲角度與圓角半徑的精度不宜保證。彎曲半徑是指沖件受壓彎曲處的內(nèi)半徑。最小彎曲半徑是指能成功地進(jìn)行彎曲的最小彎曲半徑。各

19、種材料的最小彎曲半徑都可以在相關(guān)資料上查得。（2）彎曲件的彎邊長(zhǎng)度不宜過小，其值應(yīng)為h>R+2t，當(dāng)h較小時(shí),彎邊在模具上支持的長(zhǎng)度過小，不易得到形狀標(biāo)準(zhǔn)的零件。該設(shè)計(jì)零件h值都符合要求。計(jì)算見后。（3）對(duì)稱彎曲件,左右彎曲半徑應(yīng)一致，一保證彎曲過程中受力平衡,防止滑動(dòng)。該設(shè)計(jì)零件的彎曲都是對(duì)稱彎曲。（4）彎曲件的精度：彎曲件的精度與很多因素有關(guān),如彎曲件材料的機(jī)械性能和材料的厚度、模具結(jié)構(gòu)和模具精度、工序的多少和工序的先后順序等

20、等。精度要求較高的彎曲件必須嚴(yán)格控制材料厚度公差。在該設(shè)計(jì)中所選材料的厚度為標(biāo)準(zhǔn)厚度,故與料厚公差無關(guān)，所以選精度等級(jí)為精密級(jí)IT11。由制件零件圖資料可以知道：制件彎曲工藝滿足以上要求。</p><p>　　由于制件材料是不銹鋼材料，具有良好的彎曲工藝性，在設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮到其纖維方向，以利于模具的設(shè)計(jì)與制造，彎曲時(shí)折彎線的方向不能夠與帶料的纖維方向一致，應(yīng)該垂直帶料的纖維方向或者與其纖維方向成一定的角度，最好的

21、角度為成45度。</p><p>　　由于制件屬于薄材料沖壓加工，帶料的厚度為0.2mm，因此對(duì)于彎曲半徑小于0.2mm的90度角彎曲，在設(shè)計(jì)中可以將其看作彎曲半徑為0mm的彎曲。</p><p><b>　　第2章 制件的排樣</b></p><p>　　排樣是模具設(shè)計(jì)的核心部分，排樣的方式?jīng)Q定了模具結(jié)構(gòu)，凹模的分布等方面內(nèi)容。</p&

22、gt;<p>　　2. 1 制件產(chǎn)品的展開</p><p>　　展開原理：材料在彎曲時(shí),一邊壓縮變形，另外一邊會(huì)拉伸變形,但在材料彎曲過程中，有一層不發(fā)生壓縮和拉伸變形,其長(zhǎng)度在整個(gè)彎曲過程中不發(fā)生變化，叫做中性層。中性層示意圖如圖2-1所示。

23、 </p><p>　　其長(zhǎng)度等于制件的展開長(zhǎng)度。中性層計(jì)算公式為： </p><p>　

24、　[θ×2（R+r）×3.14]/360=ρT</p><p>　　上式中θ表示制件彎曲的角度； R表示彎曲半徑；ρ表示彎曲系數(shù)，由于彎曲 是薄材料彎曲，且彎曲半徑小于0.2mm；根據(jù)模具設(shè)圖2-1 中性層示意圖 計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，將其看作彎曲半徑 R=0mm的彎曲，對(duì)于彎曲半徑

25、為0mm的薄材料彎曲，系數(shù)ρ取0.4；T表示帶料的厚度，設(shè)計(jì)中為0.25mm；r表示中性層的半徑。則可以求得中性層的半徑為：</p><p>　　r = 0.255T</p><p>　　設(shè)計(jì)中制件的中性層半徑為：r=0.255×0.25=0.064 mm</p><p>　　2.2 制件的排樣和工位確定</p><p>　　2.

26、2.1 排樣前的準(zhǔn)備</p><p>　　由制件的結(jié)構(gòu)形狀以及實(shí)體料帶可以知道，要沖壓出該制件需要的經(jīng)過的基本工序?yàn)椋簺_孔、彎曲和落料等工藝過程。</p><p>　　在沖壓件的成本中，材料的費(fèi)用占60%以上，因此材料的經(jīng)濟(jì)利用有非常重要的意義。沖壓件在材料或板料上的布置方法稱為排樣。衡量排樣經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)是材料的利用率。不合理的排樣方式會(huì)浪費(fèi)材料，并且還可能影響到制件的質(zhì)量，影響模具的結(jié)

27、構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性；影響模具的使用壽命，制件的生產(chǎn)效率和模具的成本等技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等。</p><p>　　材料的利用率是指沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比，它是衡量合理利用材料的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。機(jī)械產(chǎn)品采用低合金高強(qiáng)度剛軋材代替不同碳素鋼，可使金屬消耗量降低30%；采用冷軋鋼板代替熱軋鋼板可降低材料消耗量25%。</p><p>　　排樣的常用方法有：有廢料排樣法；少?gòu)U料排樣法；無廢料排

28、樣法。</p><p>　　2.2.2 制件件的排樣原則</p><p>　?。?）第一工位一般安排沖孔和沖工藝導(dǎo)正孔，第二工位設(shè)置導(dǎo)正銷對(duì)帶料導(dǎo)正，在以后的工位中，視其工位數(shù)和易發(fā)生竄動(dòng)的工位設(shè)置導(dǎo)正銷，也可以在以后的工位中每隔2至3個(gè)工位設(shè)置導(dǎo)正銷。第三工位根據(jù)帶料的定位精度，可以設(shè)置步距的誤送檢測(cè)裝置。結(jié)合排樣圖，考慮到模具的整體布局，在第三工位設(shè)置步距的誤送檢測(cè)裝置。</p&

29、gt;<p>　?。?）沖壓件上孔數(shù)較多，且孔的位置相隔太近時(shí)，可以分布在不同的工位上沖出，但孔的位置不能因后續(xù)成形工序而影響變形。對(duì)位置要求高的多孔，應(yīng)考慮同步?jīng)_出。</p><p>　?。?）為提高凹模鑲塊、卸料板和固定板的強(qiáng)度，便于產(chǎn)品的變更和保證各成形零件安裝位置不發(fā)生干涉，可在排樣中設(shè)置空工位。其數(shù)量根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)要求設(shè)定。</p><p>　?。?）為了提高材料利

30、用率，在不影響制件使用性能指標(biāo)的前提下，可以適當(dāng)?shù)母淖冎萍男螤睢?lt;/p><p>　?。?）排樣時(shí)應(yīng)考慮使設(shè)計(jì)出來的模具使用方便，勞動(dòng)強(qiáng)度小且安全。</p><p>　?。?）模具結(jié)構(gòu)應(yīng)該盡量簡(jiǎn)單。</p><p>　?。?）保證制件質(zhì)量和制件對(duì)條料纖維方向的要求。</p><p>　　2.2.3 搭邊值的確定</p><

31、;p>　　排樣時(shí)制件與制件之間以及制件與側(cè)邊之間留下的工藝材料，叫做搭邊。其作用是補(bǔ)償定位誤差，保證條料強(qiáng)度，以保證在沖裁過程中帶料的送料順暢。搭邊應(yīng)選擇適當(dāng)，過大會(huì)造成材料的浪費(fèi)，過小不利于制件的成形，或者沖裁不出合格的制件。搭邊值的大小通常是由經(jīng)驗(yàn)所確定的。設(shè)計(jì)中搭邊值的確定參照模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)確定。</p><p>　　2.2.4 排樣的步驟</p><p>　?。?）由制件制件的

32、外觀形狀和制件材料的特點(diǎn)，將設(shè)計(jì)的排樣方式設(shè)計(jì)為斜排方式。在AUTO CAD軟件中確定其中心與水平線的角度，經(jīng)過計(jì)算比較可知當(dāng)其與水平線成45度角時(shí)，材料的利用率最高，為12.3%；且由于帶料是不銹鋼材料，與水平線成45度角剛好滿足不銹鋼材料纖維方向的要求，同時(shí)經(jīng)比較，這樣的排樣方式也有利于模具的設(shè)計(jì)。排樣方法見下圖2.2.4</p><p>　?。?）條料寬度的確定：條料寬度的計(jì)算是在排樣方法及搭邊值確定后進(jìn)行

33、的。查閱模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，制件的搭邊值的確定方法如下：搭邊值的確定：搭邊是指排樣時(shí)工件之間以及工件與條料側(cè)邊之間留下的余料。搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保證沖出合格的工件。搭邊還可以使條料有一定的剛度，便于送進(jìn)。</p><p>　　搭邊值要合理確定。從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值愈小愈好，但搭邊小于一定數(shù)值后，對(duì)模具壽命和剪切表面質(zhì)量不利。在搭邊值過小時(shí)，作用在凸模側(cè)表面上的法向壓力沿著落料毛坯周長(zhǎng)的分布將不均勻。為了使作用

34、在毛坯側(cè)表面上的應(yīng)力沿切離毛坯周長(zhǎng)的變化不大，必須使搭邊的最小寬度大于塑變區(qū)的寬度，而塑變區(qū)寬度與材料性質(zhì)和材料厚度有關(guān)，一般約等于0.5t。所以搭邊的最小寬度可取大約等于毛坯的厚度。若搭邊值小于材料厚度，在沖裁中還可能被拉入凸、凹模間隙中，使零件產(chǎn)生毛刺，甚至損壞模具刃口，降低模具壽命。</p><p>　　搭邊值是有經(jīng)驗(yàn)確定的。查模具設(shè)計(jì)手冊(cè)就可得到搭邊值。工件與條料側(cè)邊之間的距離取1.6mm，工件之間的距離

35、取0.5mm。本設(shè)計(jì)中的條料無側(cè)壓裝置，故條料的寬度可按下式計(jì)算：式中各字母表示如下圖</p><p>　　圖2.2.4 無側(cè)壓沖裁模</p><p><b>　　=</b></p><p>　　式中 B—條料寬度基本尺寸（mm）；</p><p>　　D—垂直于送料方向的工件最大尺寸（mm）；D=20.8mm&

36、lt;/p><p>　　a—側(cè)搭邊值（mm）；</p><p>　　z—條料與導(dǎo)料板之間的最小間隙（mm）；查資料取0.5mm</p><p>　　△—條料寬度的單向極限偏差（mm）；查資料取0.05mm</p><p>　　有上式可得= 將其最終調(diào)整為整數(shù)得=</p><p>　　步矩的確定：間隙搭邊值的確定通常是根

37、據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，在不影響產(chǎn)品質(zhì)</p><p>　　量情況下盡量取小些。在本設(shè)計(jì)中，制件之間的搭邊距離取為0.5mm，則：</p><p>　　步距D=制件的排樣寬度+0.5=20+0.5=20.5mm</p><p>　　由排樣圖可知，步距可以適當(dāng)?shù)娜⌒⌒?，可以保證沖裁的順利進(jìn)行，也有利于材料利用率的提高。取20.5mm。</p><p>　　

38、帶料的定位方式：參照模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于條料的定位方式，采用導(dǎo)料板導(dǎo)正，導(dǎo)正銷定位方式。</p><p>　　第3章 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算</p><p>　　3.1 沖裁模刃口尺寸計(jì)算</p><p>　　3.1.1 尺寸計(jì)算原則 </p><p>　　模具刃口尺寸精度是影響沖裁件尺寸精度的首要因素，模具的合理間隙值也要靠模具刃口尺寸及

39、其公差來保證。在決定模具刃口尺寸及其制造公差時(shí)，需考慮如下原則：</p><p>　　(1) 落料制件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時(shí)孔的尺寸又凸模決定。故設(shè)計(jì)落料模時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。</p><p>　　(2) 考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)的較小尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸?；境叽鐒t應(yīng)取工件

40、的尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸。這樣，凸、凹模雖磨損到一定程度，仍能沖出合格零件。</p><p>　　(3) 由于凸、凹模均要沖裁件或廢料發(fā)生摩擦，從而導(dǎo)致磨具磨損，凸模愈磨愈小，凹模愈磨愈大，結(jié)果使模具間隙愈用愈大，因此在設(shè)計(jì)新模具時(shí)，凸、凹模間隙應(yīng)取最小合理間隙。</p><p>　　(4) 確定凸、凹模制造公差時(shí)，應(yīng)考慮到制件的精度要求。如果對(duì)凸、凹模刃口精度要求過高（即制造公差過小）

41、會(huì)使模具制造困難，增加成本，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期；如果精度要求過低，（即制造公差過大），則生產(chǎn)出來的零件可能不合格，或使模具壽命低。零件精度與模具精度的關(guān)系可查相關(guān)資料得到。本設(shè)計(jì)中材料厚度為0.25mm，小與0.5mm，故取沖裁見精度為IT8，模具精度（標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)）為IT6。</p><p>　　3.1.2 尺寸的計(jì)算方法</p><p>　　由于模具加工和測(cè)量方法的不同，凹模和凸模刃口部分尺

42、寸的計(jì)算公式與制造公差的標(biāo)注也不同，基本上可以分為兩類：凸模和凹模分開加工與凸模和凹模配合加工。由于本設(shè)計(jì)中的制件的材料屬于薄料，為了保證凸、凹模間一定的間隙值必須采用配合加工。</p><p>　　凸模和凹模配合加工的方法是先做好其中的一件（凸?；虬寄＃┳鳛榛鶞?zhǔn)件，然后以次為基準(zhǔn)來加工另一件，使它們之間保持一定的間隙。對(duì)于落料先做凹模，并以它作為基準(zhǔn)配做凸模；對(duì)于沖孔，先做凸模，并以它作為基準(zhǔn)配做凹模。因此只需

43、在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸和制造公差，另一件只標(biāo)注基本尺寸并注明配做所留間隙值，這樣凸模極限下偏差和凹模極限上偏差不在受間隙限制。這種方法不僅容易保證凸、凹模間隙很小，而且還可放大基準(zhǔn)件的制造公差，使制造容易。目前一般工廠都采用此種方法。</p><p>　　使用此種方法時(shí)，只需計(jì)算出基準(zhǔn)件的刃口尺寸，配制件上只需標(biāo)注基本尺寸，不標(biāo)注偏差，同時(shí)要在圖樣技術(shù)要求上注明：配制件刃口尺寸按基準(zhǔn)件實(shí)際尺寸配制，保證雙面間隙值為。

44、</p><p>　　3.1.3 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算</p><p>　　在沖孔時(shí)，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件，凸模磨損后尺寸變小，可按下式計(jì)算：</p><p>　　在落料時(shí)，應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，凹模磨損后尺寸變大，按下式計(jì)算：</p><p>　　式中 —基準(zhǔn)件尺寸（mm）;</p><p>　　—相應(yīng)的工件極限尺

45、寸（mm）；</p><p>　　—系數(shù)，查資料取值；在本設(shè)計(jì)中取0.75或1。</p><p>　　—工件公差（mm）；</p><p>　　—基準(zhǔn)件極限偏差（mm）。在本設(shè)計(jì)中取</p><p>　　凹模刃口尺寸按凸模刃口實(shí)際尺寸配制，保證雙面間隙值為=0.021～0.027mm。</p><p>　　由于本設(shè)計(jì)中

46、有10多個(gè)沖裁工序，詳細(xì)計(jì)算過程記錄比較繁瑣，故只記錄計(jì)算結(jié)果。各個(gè)沖裁凸模刃口尺寸詳細(xì)見零件圖。</p><p>　　3.2 彎曲模工作部分尺寸的計(jì)算</p><p>　　彎曲模工作部分的尺寸主要是指凸模、凹模的圓角半徑和凹模的深度。對(duì)U形件的彎曲模則還有凸、凹模之間的單邊間隙模具橫向尺寸等。</p><p>　　3.2.1 凸、凹模的圓角半徑</p>

47、<p>　　（1） 凸模圓角半徑r 當(dāng)r/t較小時(shí)，凸模圓角半徑即等于彎曲件的內(nèi)彎半徑r，但不應(yīng)小于彎曲件材料許可的最小圓角半徑。彎曲半徑是指沖件材料受壓彎曲處的內(nèi)半徑。最小彎曲半徑指能成功的進(jìn)行彎曲的最小彎曲半徑。不同的材料，最小彎曲半徑也不相同。均可在相關(guān)資料上查得。1Cr18Ni9的最小彎曲半徑根據(jù)硬化程度不同最小彎曲半徑也不相同。本設(shè)計(jì)選取該材料的最小彎曲半徑為0.5t，即0.5×0.25=0.125m

48、m。</p><p>　　（2） 凹模圓角半徑r 實(shí)際生產(chǎn)中，凹模圓角半徑通常根據(jù)材料的厚度t選取，當(dāng)t<2mm時(shí)，r=(3～6)t；當(dāng)t=2～4mm時(shí)，r=(2～3)t；當(dāng)t>4mm時(shí)，r=2t。</p><p>　　凹模圓角半徑不能選取過小，以免材料表面擦傷，甚至出現(xiàn)壓痕。熬磨兩邊的圓角半徑應(yīng)一致，否則在彎曲時(shí)毛坯會(huì)發(fā)生偏移。在設(shè)計(jì)中選用最小彎曲半徑為4t=4×

49、;0.25=1mm。V形件彎曲凹模的底部可開退刀槽或取圓角半徑</p><p>　　式中 —凹模底部圓角半徑（mm）；</p><p>　　—凸模圓角半徑（mm）；</p><p>　　t—彎曲件材料厚度（mm）。</p><p>　　3.2.2 凹模深度 </p><p>　　彎曲凹模深度要適當(dāng)，若過小，則工件兩

50、端的自由部分太多，彎曲件回彈大，不平直，影響零件質(zhì)量；若過大，則多消耗模具鋼材，需較大的壓力機(jī)行程。彎曲V形件時(shí)，凹模深度及底部最小厚度的取值可查資料得到，但是由于本設(shè)計(jì)中的制件的尺寸較小，故深度可取制件的實(shí)際尺寸，厚度取凹模的高度。彎曲U形件時(shí)，若彎邊高度不大或要求兩邊平直，則凹模深度應(yīng)大于工件的高度。</p><p>　　3.2.3 凸、凹模間隙</p><p>　　彎曲V形件時(shí)，凸

51、、凹模間隙是靠調(diào)整壓力機(jī)的閉合高度來控制的，不需要在設(shè)計(jì)、制造模具時(shí)確定。</p><p>　　對(duì)于U形件的彎曲，則必須選擇適當(dāng)?shù)拈g隙。間隙的大小對(duì)工件質(zhì)量和彎曲力有很大的影響。間隙愈小，則彎曲力愈大；間隙過小，會(huì)使工件邊部壁厚減薄，降低凹模壽命。間隙過大，則回彈大，降低工件的精度。凸、凹模單邊間隙c一般可按下式計(jì)算：</p><p>　　式中 c—彎曲模凸、凹模單邊間隙（mm）

52、；</p><p>　　t—工件材料厚度（基本尺寸）（mm）；</p><p>　　—工件材料厚度的正偏差（mm）；</p><p><b>　　x—間隙系數(shù)。</b></p><p>　　當(dāng)工件精度要求較高時(shí)，其間隙應(yīng)適當(dāng)縮小，取c=t。某些情況，甚至選取略小于材料厚度的負(fù)間隙。本設(shè)計(jì)選取的間隙就是c=t。</p

53、><p>　　3.2.4 凸、凹模工作部分尺寸的計(jì)算公式</p><p>　　設(shè)計(jì)中，對(duì)彎曲件的標(biāo)注形式的不同，則計(jì)算公式也有所不同。在本設(shè)計(jì)中用外形尺寸標(biāo)注彎曲件，此時(shí)應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)先確定凹模尺寸，工件為單向偏差，其計(jì)算公式如下：</p><p><b>　　凹模尺寸為 </b></p><p><b>　

54、　凸模尺寸為 </b></p><p>　　式中 —凹模尺寸（mm）;</p><p>　　—凸模尺寸（mm）;</p><p>　　L—彎曲件基本尺寸（mm）;</p><p>　　△—彎曲件尺寸公差（mm）;</p><p>　　c—凸、凹模之間的單邊間隙（mm）;</p>&l

55、t;p>　　—凸、凹模制造公差，采用IT8標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)。</p><p>　　由于詳細(xì)計(jì)算過程比較繁瑣，所以在這里不進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　第4章 力的計(jì)算和沖裁間隙的確定</p><p><b>　　4.1 力的計(jì)算</b></p><p>　　由制件形狀可知，設(shè)計(jì)中涉及到?jīng)_裁力的計(jì)算和彎曲力的計(jì)算，先分

56、別計(jì)算如下：</p><p>　　4.1.1 沖裁力的計(jì)算</p><p>　　計(jì)算沖裁力的目的是為了選擇合適的壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具。壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁工藝的需求。沖裁力的計(jì)算公式為：</p><p>　　上式中各字母的含義分別為：</p><p><b>　　—沖裁力（N）；</b></p

57、><p>　　—材料的抗剪強(qiáng)度(MPa)； </p><p>　　L—沖裁周邊的總長(zhǎng)(mm)； </p><p>　　t—材料的厚度(mm)； </p><p>　　過去一般采用僅與材料性質(zhì)有關(guān)的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，實(shí)際上沖裁時(shí)的抗剪強(qiáng)度不僅與材料性質(zhì)有關(guān)，還與材料硬化程度，材料相對(duì)厚度，凸、凹模相對(duì)間隙（）以及沖裁速度有關(guān)，可用如

58、下公式：</p><p><b>　　=（+0.6）</b></p><p>　　式中各字母的含義分別為：</p><p>　　m—與相對(duì)間隙相關(guān)的系數(shù)；</p><p>　　—材料抗拉強(qiáng)度（MPa）。</p><p>　　考慮到模具刃口的損壞，凸、凹模間隙的波動(dòng)，材料力學(xué)性能的變化，材料厚度偏差

59、等因素，實(shí)際所需沖裁力還需增加30%，即</p><p>　　通過查閱模具設(shè)計(jì)手冊(cè)可以知道：不銹鋼1Cr18Ni9材料的抗拉強(qiáng)度。在AUTO CAD軟件打開排樣圖，分別選中各沖裁刃口外形尺寸，即可以計(jì)算出沖裁件沖孔和落料的周邊長(zhǎng)度，相關(guān)計(jì)算如下： </p><p>　　=3.14×（2×0.75+2×1.25）+（11.94+6.23+2.72）+

60、（34.94+24.65）×2+16.54+22.80+23.30+21.01+5.2+14+≈278.50mm</p><p>　　L表示在一次沖裁中模具總的沖裁長(zhǎng)度；至分別表示各個(gè)沖孔和落料工位的孔的周長(zhǎng)。 </p><p><b>　　則總沖裁力：</b></p><p>　　=278.50×

61、0.25×441≈30702N</p><p>　　4.1.2 彎曲力的計(jì)算</p><p>　　4.1.2.1 彎曲過程力—行程曲線</p><p>　　圖3.1彎曲過程力—行程曲線</p><p>　　1—彈性彎曲 2—自由彎曲 3—校正性彎曲</p><p>　　在凸、凹模隔著材料吻合以前的彎曲過

62、程稱為自由彎曲。凸模繼續(xù)下壓，彎曲力急劇上升，稱為校正性彎曲。根據(jù)試驗(yàn)，V形彎曲件彎曲過程力與行程的關(guān)系如圖3.1所示。</p><p>　　4.1.2.2 彎曲力的計(jì)算用經(jīng)驗(yàn)公式</p><p>　　（1） 自由彎曲力：影響彎曲力的因素很多，如材料的性能，零件外形，彎曲方法，模具結(jié)構(gòu)等。用理論公式計(jì)算不但復(fù)雜，而且不一定正確，因此，通常選用經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)其進(jìn)行計(jì)算。設(shè)計(jì)中有兩個(gè)90度的V曲，

63、其屬于V類彎曲，設(shè)計(jì)中V曲彎曲力的計(jì)算，參照V曲的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算；還有兩個(gè)U類彎曲，參照U曲的計(jì)算公式計(jì)算，以及兩類彎曲的校正。V曲計(jì)算公式為： </p><p>　　U類彎曲的計(jì)算公式：</p><p>　　—自由彎曲力（N）；</p><p>　　K—安全系數(shù)，在設(shè)計(jì)中一般取1.3；</p><p>　　B—彎曲部分的寬度(mm)；&l

64、t;/p><p>　　t—彎曲件的厚度（mm）；</p><p>　　r—彎曲件的圓角半徑（mm） 屬于薄材料彎曲，彎曲半徑R小于0.2mm，查閱模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于彎曲半徑R小于其料厚的薄材料彎曲，科技將其彎曲半徑R取為0mm進(jìn)行設(shè)計(jì)；</p><p>　　—材料的抗拉強(qiáng)度，制件的材料是1Cr18Ni9材料，查閱模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，可以知道其抗拉強(qiáng)度為441MPa。<

65、/p><p>　　（2） 校正性彎曲力</p><p>　　為了提高彎曲件的精度，減小回彈，在彎曲的終了階段對(duì)彎曲件的圓角及直邊進(jìn)行精壓，稱為校正性彎曲。校正性彎曲時(shí)的彎曲力F可用下式計(jì)算：</p><p><b>　　F=fA</b></p><p>　　式中 F—校正性彎曲力（N）；</p><

66、;p>　　f—單位面積上的校正力（Mpa）查資料取f=40Mpa</p><p>　　校正部分投影面積（）</p><p>　?。?） 設(shè)計(jì)中彎曲力的計(jì)算：</p><p>　　V類彎曲的簡(jiǎn)略計(jì)算如下：</p><p>　　U類彎曲的簡(jiǎn)略計(jì)算如下：</p><p>　　校正性彎曲簡(jiǎn)略計(jì)算如下：</p>

67、;<p>　　故設(shè)計(jì)中總的彎曲力為：P彎曲=79.53+1049.49+262.34=1072N</p><p>　　4.1.3 卸料力、推料力的計(jì)算</p><p>　　一般情況下，沖裁件從板料切下以后，徑向因彈性變形而擴(kuò)張，板料上孔則沿徑向發(fā)生彈性收縮。同時(shí)，沖下的零件與余料還要力圖恢復(fù)彈性穹彎。這兩種彈性恢復(fù)的結(jié)果，會(huì)使落料件梗塞在凹模內(nèi)，而沖裁后剩下的板料則箍緊在凸模

68、上。從凸模上將零件或廢料卸下來所需的力稱卸料力。從凹模內(nèi)順著沖裁方向把零件或廢料從凹模腔頂出的力稱推件力。影響卸料力、推料力和頂件力的因素很多，要精確的計(jì)算是困難的，在實(shí)際生產(chǎn)中常用下列經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算：</p><p><b>　　卸料力 </b></p><p><b>　　推料力 </b></p><p>&

69、lt;b>　　式中</b></p><p><b>　　F—沖裁力（N）；</b></p><p>　　n—同時(shí)梗塞在凹模內(nèi)的零件（或廢料）數(shù)，n=h/t</p><p>　　t—材料厚度（mm）;</p><p>　　h—圓柱形凹模腔口高度（mm）;</p><p>　　—推件

70、力、卸料力系數(shù)，查資料取=0.063 =0.055</p><p><b>　　則有：</b></p><p>　　卸料力 =14×0.063×30702≈27079N</p><p>　　推料力 =0.055×30702≈1688.60N </p><p>　　本設(shè)計(jì)所采用的

71、模具結(jié)構(gòu)為彈性卸料裝置和下出料方式，所以總沖裁力按下面公式計(jì)算：</p><p><b>　　≈</b></p><p>　　彎曲中的頂件力F的計(jì)算如下：</p><p>　　由經(jīng)驗(yàn)公式可知F取自由彎曲力的30%～80%，得F≈1358N</p><p>　　通過上面的計(jì)算可以知道模具在正常條件下工作所需要壓力機(jī)提供的壓

72、力至少應(yīng)該為：</p><p>　　F=總沖裁力+彎曲力+頂件力</p><p><b>　　= </b></p><p><b>　　≈N</b></p><p>　　4.2 壓力機(jī)公稱壓力的選取</p><p>　　沖裁時(shí)，壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于沖裁各工藝力的總和

73、。設(shè)計(jì)中需要的最小總壓力為：F=N 選擇的壓力機(jī)的噸位一般為1.3 F。從設(shè)備的工作剛度、沖壓件的精度及延長(zhǎng)設(shè)備的壽命之觀點(diǎn)出發(fā)，要求設(shè)備容量有較大剩余。最新觀點(diǎn)是使設(shè)備留有40%～30%的余量，即只使用設(shè)備容量的60%～70%。還有的建議只使用設(shè)備容量的50%，即設(shè)備的噸位為工藝力的2倍。</p><p>　　根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果以及設(shè)計(jì)要求選擇沖床，選擇的沖床公稱壓力為160KN，沖床的調(diào)節(jié)行程為20～160m

74、m；工作臺(tái)尺寸左右為1120mm。</p><p>　　壓力中心的確定：由沖床的式樣可以知道：由于模具在工作時(shí)是將整個(gè)上模座固定在沖床的滑塊上，因此不必進(jìn)行壓力中心的計(jì)算。為了方便模具安裝在壓力機(jī)上，可以在上模座上加一個(gè)模柄，以起到模具在安裝時(shí)的定位作用。</p><p>　　4.3 沖裁間隙的確定</p><p>　　凹模、凸模間隙的確定：沖裁模的凸模橫斷面，一般

75、小于凹?？?，凹模與凸模部分，在垂直沖裁方向的投影尺寸之差，叫做沖裁間隙。沖裁間隙有兩種含義：一種是指凹模與凸模間每側(cè)空隙值，稱為單面間隙；另外一種指凹模和凸模間兩側(cè)間隙之和，稱為雙面間隙；習(xí)慣上常說的間隙是指雙面間隙，用符號(hào)C表示，單面間隙用Z/2表示。</p><p>　　生產(chǎn)實(shí)踐證明，間隙值的大小，分布均勻與否，對(duì)沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度、沖裁力和模具壽命有直接的影響。凸模和凹模之間的大小可以分為三種基本情

76、況，即間隙合理，間隙過大，間隙過小三種情況。</p><p>　　沖裁間隙的大小對(duì)制件斷面的影響：間隙合理，材料在分離時(shí)，凹模和凸模刃口處裂紋重合，沖裁間隙不是一個(gè)絕對(duì)值，而是一個(gè)數(shù)值范圍，沖裁間隙在此范圍內(nèi)都可以得到?jīng)_裁斷面較好的制件。間隙過大，凸模和凹模刃口處的裂紋不重合，凸模刃口附近的裂紋在凹模刃口附近裂紋的里邊，材料受很大的拉伸，光亮帶小，毛刺、塌角及斜度都比較大。間隙過小，裂紋也不重合，凸模刃口附近的裂

77、紋在凹模刃口附近裂紋的外邊，兩條剪裂紋之間的一部分材料隨沖裁的繼續(xù)又被二次剪切和擠壓，在斷面上形成第二次光亮帶，并在中間出現(xiàn)夾層和毛刺。</p><p>　　沖裁間隙對(duì)制件尺寸精度的影響：落料和沖孔后，因發(fā)生彈性恢復(fù)，會(huì)影響制件的尺寸精度。沖裁間隙小到一定程度時(shí)，由于壓縮變形彈性恢復(fù)，落料件的尺寸會(huì)大于凹模尺寸，而沖出的孔小于凸模。間隙大到一定界限時(shí)，由于拉伸變形的彈性恢復(fù)，落料尺寸會(huì)小于凹模的刃口尺寸，而沖出的

78、孔會(huì)大于凸模的刃口尺寸。間隙對(duì)于沖孔和落料精度的影響規(guī)律是不同的，且和材料的纖維方向有關(guān)。</p><p>　　沖裁間隙對(duì)沖裁力和模具壽命的影響：間隙大時(shí)，沖裁力有一定的程度減小，卸料力和推件力也隨之降低。沖裁時(shí)，坯料對(duì)凹模凸模產(chǎn)生側(cè)壓力，并在凸磨與被沖孔之間及凹模與落料件之間均有摩擦力。間隙越小摩擦力和側(cè)壓力隨之增大。此外，由于在實(shí)際的生產(chǎn)中，模具因受到制造誤差和裝配精度的限制，凸模和凹模不可能絕對(duì)的垂直于凹模

79、平面，而間隙的分布也不可能十分均勻。所以，過小的間隙會(huì)使凸模和凹模刃口的磨損加劇，使模具的使用壽命下降。而較大的間隙則可以使凸模和凹模側(cè)面與材料間摩擦減小，并且可以減小間隙不均勻的不利影響，從而提高模具的壽命；但間隙過大 ，坯料彎曲變形相應(yīng)的增大，使凸模與凹模刃口端面的壓應(yīng)力分布不均勻，容易產(chǎn)生崩刃或塑性變形。因此，過大的刃口間隙對(duì)模具的壽命也不利。</p><p>　　沖裁間隙方向的確定原則：沖裁時(shí)由于凸模和凹

80、模之間存在間隙，因此落下的料或者沖出的孔均帶有錐度，其大端尺寸基本等于凹模尺寸，小端尺寸基本等于凸模尺寸。測(cè)量時(shí)也是按沖孔的小端和落料的大端作為基準(zhǔn)尺寸。由于在生產(chǎn)中，凸模和凹模都要與沖件或廢料產(chǎn)生摩擦，凸模會(huì)越變?cè)叫。寄?huì)越來越大，基于這一分析，確定沖裁間隙的原則為：落料時(shí)因?yàn)橹萍叽珉S凹模尺寸而定，故間隙應(yīng)該在減小凸模尺寸發(fā)方向取得；沖孔時(shí)由于孔的尺寸隨凸模尺寸而定，故間隙應(yīng)該在增大凹模尺寸的方向上取得?？紤]到凸模和凹模的磨損，在

81、設(shè)計(jì)和制造新模具時(shí)，取最小合理間隙。</p><p>　　確定沖裁間隙的方法：常用的沖裁間隙確定方法有理論確定法和經(jīng)驗(yàn)確定法，在現(xiàn)場(chǎng)模具的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中通常用經(jīng)驗(yàn)確定模具的沖裁間隙。經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式為：</p><p><b>　　C=mt</b></p><p>　　式中，C為合理沖裁間隙，單位為mm；t為板料厚度，單位為mm；m為系數(shù)，與料厚及材

82、料性質(zhì)有關(guān)，m通常為料厚的百分之幾。</p><p>　　第5章 模具壓力中心的確定</p><p>　　一副沖模的的壓力中心就是這副沖模各個(gè)壓力的合力的作用點(diǎn)，一般都指平面投影。沖模的壓力中心，應(yīng)盡可能與壓力機(jī)滑塊的中心在同一垂直線上。對(duì)于有模柄的沖模來說，須使壓力中心通過模柄的中心線。否則，沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會(huì)使合理間隙得不到保證，從

83、而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命甚至損壞模具。在實(shí)際生產(chǎn)中，可能出現(xiàn)沖模壓力中心在沖壓過程中發(fā)生變化的情況，或者由于沖件的形狀特殊，從模具結(jié)構(gòu)考慮，不宜使壓力中心與模柄中心線重合的情況，這時(shí)應(yīng)注意使壓力中心的偏離不致超出所選壓力機(jī)允許的范圍。</p><p>　　對(duì)于多凸模模具的壓力中心，常用下面的方法確定：</p><p>　　求各個(gè)沖裁凸模的沖壓力；</p><p>

84、;　　選定平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)，用視察法直觀求各個(gè)沖裁凸模的壓力中心；</p><p>　　求沖裁以外其它各個(gè)凸模的沖壓力，這些凸模的壓力中心一般可憑視察法確定；</p><p>　　設(shè)整副模架沖模的沖壓力分別為P1、P2、P3……Pm，其相應(yīng)的壓力中心坐標(biāo)分別為（X1、Y1）、（X2、Y2）、（X3、Y3）……（Xm、Ym），則整副沖模的壓力中心坐標(biāo)（X、Y）可按下式求得：</p>

85、;<p>　　X=（P1X1+P2X2+P3X3+……+PmXm）/(P1+P2+P3+……+Pm)</p><p>　　Y=（P1Y1+P2Y2+P3Y3+……+PmYm）/(P1+P2+P3+……+Pm)</p><p>　　根據(jù)上面的壓力中心的確定方法計(jì)算，但由于詳細(xì)的計(jì)算過程記錄比較繁瑣，所以只記錄計(jì)算結(jié)果，在本設(shè)計(jì)中，模具壓力的中心坐標(biāo)是在工步12的V形彎曲作用點(diǎn)向

86、由偏移10.56m處。</p><p>　　第6章 模具主要零件的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　6.1 模具結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　本模具是一副組合式級(jí)進(jìn)模，共21個(gè)工位，其中3個(gè)空工位，1個(gè)落料工位，9個(gè)沖孔工位，其余為彎曲工位，由自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)送料。在第一個(gè)工位上沖出兩個(gè)導(dǎo)正孔，以便后續(xù)工位定位導(dǎo)正。</p>&l

87、t;p>　　該沖壓件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，精度要求高、模具采用了一副主模架、5副子模架。</p><p>　　6.1.1 模具結(jié)構(gòu)組成</p><p>　　為了保證導(dǎo)向精度，采用內(nèi)導(dǎo)柱和外導(dǎo)柱結(jié)合的導(dǎo)向方式。卸料螺釘彈簧組件采用帶套筒的結(jié)構(gòu)形式。</p><p>　　模具在工作中需要加潤(rùn)滑油，有利于保證制件的精度，減少毛刺的產(chǎn)生，同時(shí)起到延長(zhǎng)模具的使用壽命的作用。&

88、lt;/p><p>　　一般沖壓加工為垂直方向，而當(dāng)制件的加工方向必須改變是，應(yīng)采用斜楔結(jié)構(gòu)。斜楔結(jié)構(gòu)的作用是將壓力機(jī)施壓部分的垂直運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹萍庸に枰乃交騼A斜方向的運(yùn)動(dòng)，以進(jìn)行該方向上的工序。在本設(shè)計(jì)中有四處彎曲要求把垂直方向的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為水平方向，所以要用到斜楔結(jié)構(gòu)。</p><p>　　模具整體結(jié)構(gòu)包括上模座、凸模墊板、凸模固定板、卸料板、導(dǎo)料板、承料板、凹模板，凹模墊板，下模座。

89、當(dāng)然還要有導(dǎo)正裝置、檢測(cè)裝置、卸料裝置等。</p><p>　　6.1.2 多工位級(jí)進(jìn)模模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)</p><p>　　與單工序模和復(fù)合模相比，級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn)：</p><p>　　構(gòu)成級(jí)進(jìn)模的零件數(shù)量多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。</p><p>　　模具制造與裝備難度大，精度要求高，步距控制精確，且要求刃磨、維修方便。</p>

90、<p><b>　　剛性大。</b></p><p>　　對(duì)有關(guān)模具零件材料及熱處理要求高。</p><p>　　一般采用導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，有時(shí)還采用輔助導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。</p><p>　　自動(dòng)化程度高，常設(shè)有自動(dòng)送料、安全檢測(cè)等機(jī)構(gòu)，以便實(shí)現(xiàn)高校自動(dòng)化。</p><p>　　6.1.3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則</p

91、><p>　　盡量選用成熟的模具結(jié)構(gòu)或標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。</p><p>　　模具要有足夠的剛性，以滿足精度和壽命要求。</p><p>　　模具應(yīng)具有良好的加工工藝性。</p><p>　　送料方便，操作簡(jiǎn)便安全，易于出件。</p><p>　　要考慮廢料處理和安全性問題。</p><p>　　模具有關(guān)零

92、件之間的安裝要準(zhǔn)確可靠、連接牢固。</p><p>　　模具結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有沖壓設(shè)備要協(xié)調(diào)匹配。</p><p>　　模具易損件更維修方便。</p><p>　　6.2 凸模和凹模的設(shè)計(jì)</p><p>　　6.2.1 凸模、凹模的設(shè)計(jì)原則</p><p>　　凸模和凹模要有足夠的剛度和強(qiáng)度。</p><

93、;p>　　凸模和凹模安裝穩(wěn)定可靠，且便于更換。</p><p>　　模具設(shè)計(jì)為了減小多工位級(jí)進(jìn)模各工位之間步距的累積誤差以及確保凸、凹模間的間隙值，在標(biāo)注凹模、凸模固定板，卸料板等零件中與步距有關(guān)的孔位尺寸時(shí)，要以凹模第一工位定為坐標(biāo)原點(diǎn)（尺寸基準(zhǔn)）向后標(biāo)注，不論距離多大，公差均為步距公差。從而保證各凸模安裝位置及卸料板各形孔位置與凹模一致。同時(shí)還要保證凸模刃口形狀、卸料板形孔形狀與相應(yīng)凹模形孔一致。<

94、;/p><p>　　廢料排除要方便及時(shí)，以防損壞模具，可在凸模上設(shè)置廢料頂桿、高壓氣桿，以便及時(shí)清除廢料。</p><p>　　凸、凹模應(yīng)具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，以便于制造，熱處理，檢測(cè)及安裝。</p><p>　　6.2.2 沖裁凸、凹模的設(shè)計(jì) </p><p>　　6.2.2.1 凸模的設(shè)計(jì) </p><p>　　查閱

95、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，凸模分為直通式和加強(qiáng)式兩種，直通式凸模加工容易，可用線切割加工；而加強(qiáng)式凸模強(qiáng)度和穩(wěn)定性較好，可用成形磨削等加工方法。凸模固定方式有：（1）用螺釘固定：（2）用掛鉤固定；（3）用帶墊圈的緊固螺釘固定；（4）用銷釘固定；（5）用鑲塊和絲堵固定：（6）凸模端部鉚合固定等。凸模刃口尺寸的計(jì)算公式在上面已經(jīng)說明，在這里就不進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，只是說明凸模的安裝等問題。</p><p>　?。?）在本設(shè)計(jì)中的第一步工

96、序是沖導(dǎo)正孔和沖制件上的孔，共四個(gè)孔，兩對(duì)，孔徑分別為R0.25mm和R1.25mm。查沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)知：沖孔徑小于2.0mm時(shí)，一般采用細(xì)小圓凸模，是由墊柱和螺塞頂壓固定的安裝結(jié)構(gòu)，拆卸方便，配合多采用H7/h6或H6/h5，但對(duì)凸模工作部分應(yīng)采取導(dǎo)向保護(hù)。如圖6.1所示：</p><p>　?。?）在后面的沖孔工序中，由制件的排樣圖知道工步2、3、5、7、8、9都屬于異形孔，而且異形孔的尺寸都較小，工步20的兩

97、個(gè)孔徑較小，但不宜采用工步1的固定方式，因?yàn)榭椎奈恢眠_(dá)不到要求。故在設(shè)計(jì)中此類凸模都做成直通式，以端部鉚接的形式固定在凸模固定板上，如圖6.2所示。</p><p>　　（3）由制件的排樣圖，并測(cè)繪后知工步10是兩個(gè)比較規(guī)則的孔，而且尺寸也比較大，可以用六角螺釘固定在凸模固定板上，如圖6.3所示。</p><p>　　圖6.1 小凸模固定方式示意圖</p><p>

98、;　　1—上模座 2—墊板 3—固定板 </p><p>　　4—小導(dǎo)套 5—卸料板 6—小導(dǎo)柱</p><p>　　7—安裝套 8—螺釘 9—保護(hù)板 </p><p>　　10—小凸模 11—墊柱 12—絲堵</p><p>　　圖6.2 小尺寸凸模固定方式</p><p>　　1—凸模墊板 2—凸模固定板 3—

99、凸模</p><p>　　圖6.3 大尺寸凸模固定方式</p><p>　　1—上模座 2—六角螺釘 3—凸模墊板 4—凸模固定板</p><p>　?。?） 凸模高度的計(jì)算</p><p>　　一般情況下，凸模高度的計(jì)算公式為：</p><p>　　式中 H—表示凸模的高度； </p>&l

100、t;p>　　—表示固定板的厚度； </p><p>　　—表示卸料板厚度； </p><p>　　表示沖裁中凸模進(jìn)入凹模的深度，它的值根據(jù)料厚來確定；</p><p>　　表示沖裁時(shí)固定板和卸料板墊板之間的距離，通常取2mm以上。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，由于有斜楔結(jié)構(gòu)，斜楔下降的距離大約為14.5mm（詳細(xì)敘述見后面的斜楔結(jié)構(gòu)

101、的設(shè)計(jì)），所以凸模的高度在上面計(jì)算的基礎(chǔ)上還得加上14.5mm，考慮到此時(shí)凸模進(jìn)入凹模的深度較大，同時(shí)還有保證凸模的下端在斜料內(nèi)要有一定的長(zhǎng)度，所以在本設(shè)計(jì)中凸模的高度約為46mm即可。</p><p>　　6.2.2.2 凹模的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　凹模的結(jié)構(gòu)形式</b></p><p>　　根據(jù)凹模刃口部分的結(jié)構(gòu)，凹?？煞譃檎?/p>

102、體式、鑲套式、鑲拼式和分段拼合式四大類。多工位級(jí)進(jìn)模中凹模常采用非整體式結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是制造簡(jiǎn)單，沖模精度高；節(jié)省貴重金屬，熱處理變形易于控制；裝配、調(diào)整、刃磨、維護(hù)較方便。在本設(shè)計(jì)中采用鑲套式凹模的結(jié)構(gòu)。利用這種凹模形式可防止模具開裂，提高模具壽命，并且可節(jié)省昂貴的模具材料。鑲套式凹模與固定它的凹模一般采用過度配合。</p><p>　?。?） 凹模外形尺寸</p><p>　　查閱模具設(shè)

103、計(jì)手冊(cè)知，凹模的設(shè)計(jì)包括凹模壁厚的設(shè)計(jì)、凹模厚度的設(shè)計(jì)和刃壁高度的設(shè)計(jì)以及凹模結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)等。凹模壁厚是指凹模刃口與外緣的距離?？捎杏嘘P(guān)資料上查得，取20～25mm。凹模厚度根據(jù)沖裁力在相關(guān)資料上查得選擇。刃壁高度指垂直于凹模平面的刃壁，一般情況下當(dāng)沖件材料的厚度小于或等于3mm時(shí)，刃壁高度為3mm；當(dāng)沖件厚度大于3mm時(shí)，刃壁高度與材料厚度相同。當(dāng)凹模需要更長(zhǎng)壽命時(shí)，刃壁高度可比上述增加。在本設(shè)計(jì)中取刃壁高度為5mm。</p&

104、gt;<p><b>　?。?） 凹模的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　凹模的刃口形狀與凸模的刃口形狀相似，在模具設(shè)計(jì)中，通常是將凹模設(shè)計(jì)為鑲塊結(jié)構(gòu)，根據(jù)排樣圖的刃口形狀，在模具專用材料上用線切割機(jī)割出相應(yīng)的鑲塊，并在鑲塊上割出凹模刃口。在線切割編程以排樣圖為基礎(chǔ)進(jìn)行編程，進(jìn)行線切割加工時(shí)輸入凹凸模間隙值和線切割機(jī)自身的補(bǔ)償參數(shù)即可加工出凹模。由上一章可以知道，凹模和凸模間的

105、刃口間隙尺寸為：0.025mm，因此在加工時(shí)凹模刃口的補(bǔ)償值為0.025mm。</p><p>　　凹模鑲塊的形狀可以自己確定，但需要考慮到以下方面：（1）凹模鑲塊的邊緣和凹模刃口邊緣的距離不小于1mm；（2）鑲塊的外形各邊的交界處要設(shè)置R角，以防止模板在熱處理或沖裁過程中開裂；（3）各鑲塊的外形最好設(shè)計(jì)為不同的形狀，以起到防止在裝配時(shí)裝錯(cuò)的作用，即設(shè)計(jì)為具有防錯(cuò)性；（4）當(dāng)鑲塊作為凹模時(shí)其倒角通常設(shè)計(jì)為R=1.

106、1mm和R=3.1mm兩種形式；在其用于固定凸模時(shí)其倒角通常設(shè)計(jì)為R=0.5mm和R=1.5mm兩種形式。（5）鑲塊的外形尺寸盡量設(shè)計(jì)為整數(shù)，有利于在加工中保證尺寸精度。因?yàn)榘寄９潭ò宓暮穸葹?2mm，故將鑲塊的高度設(shè)計(jì)為22mm，公差為±0.02mm。</p><p>　　由制件排樣圖知在本設(shè)計(jì)中的第一個(gè)工序中要沖出四個(gè)孔，而且孔之間的距離較小，所以把這四個(gè)孔做在一起，見零件圖。工步3和工步5的凸模雖

107、然相同，但是凹模不同，要加工兩個(gè)刃口尺寸相同的凹模。</p><p>　　6.2.3 彎曲凸模和凹模的設(shè)計(jì)</p><p>　　6.2.3.1 簡(jiǎn)單彎曲時(shí)凸、凹模的設(shè)計(jì)</p><p>　　上面已經(jīng)計(jì)算過凸模工作部分的尺寸以及公差的選用。由制件的排樣圖知，在設(shè)計(jì)中，有兩個(gè)90度V形彎曲一次彎曲成形，即第7個(gè)工步。凸模圓角半徑為0.25mm,凹模圓角半徑為0.5mm

108、由于彎曲長(zhǎng)度較小，所以凸模斜面長(zhǎng)度去約等于制件彎曲邊的實(shí)際尺寸，凹模采用鑲套的形式固定，取其厚度等于凹模固定板的厚度。凸模的固定形式采用上面說到的端部鉚合的形式。還有兩處彎曲類似V形彎曲，在設(shè)計(jì)中以V形彎曲對(duì)待。第一處彎曲使得制件腿部與水平面成45度夾角，即工步11，第二次是成30度夾角，即工步12。凸、凹模形狀及尺寸見零件圖。隨后是兩處U類彎曲，由于該U類彎曲要求完全成形，所以還要加一步彎曲對(duì)起進(jìn)行校正。第一次U形彎曲是把彎曲處彎成4

109、5度夾角（與水平面），即工步13；第二次是成90度，即工步14；第三次與第二次相同，是校正工位，工步15，所以這兩次彎曲的凸、凹模的形狀相同。</p><p>　　6.2.3.2 復(fù)雜彎曲時(shí)凸、凹模的設(shè)計(jì)</p><p>　　這里指的就是工步16、17、18和19，也屬于U類彎曲，但在計(jì)算彎曲力的時(shí)候，要牢記把計(jì)算到的U形彎曲力（滑塊給予的力）轉(zhuǎn)換成斜楔的力（壓力機(jī)在單純完成此彎曲時(shí)所消

110、耗的力）。由制件排樣圖知，這里的彎曲要求把垂直方向的里轉(zhuǎn)換成水平方向的力，所以要用到斜楔結(jié)構(gòu)。詳細(xì)設(shè)計(jì)過程見后面的斜楔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。這里，在本設(shè)計(jì)中采用彎曲的形式是滑塊即凹模給予彎曲力，而凸模只起到定位定形的作用。彎曲原理見裝配圖的左視圖。凸模的形狀及尺寸見零件圖。由于凸模的特殊作用，所以在本設(shè)計(jì)中這四個(gè)彎曲凸模的固定形式與其它的有所不同，同是為了防止彎曲凸模的破壞，采用絲堵和彈簧的固定方式固定在凸模墊板上，見圖6.3.2。</p&

111、gt;<p>　　圖6.3.2 彎曲凸模固定方式</p><p>　　1.上模座 2.絲堵 3.彈簧</p><p>　　4.凸模墊板 5.凸模 6.凸模固定板</p><p>　　凹模鑲套的深度以及凹模鑲套的壁厚見前面的設(shè)計(jì)或見零件圖。</p><p>　　6.2.4 凸模、凹模材料的選擇</p&g