車體安裝連接板沖模設(shè)計(jì)

1、 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 44 頁(yè) 共 44 頁(yè)1 緒論改革開放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量的不斷增加，更新?lián)Q代的不斷加快，在現(xiàn)代制造業(yè)中，企業(yè)的生產(chǎn)一方面朝著多品種、小批量和多樣式的不斷發(fā)展，加快換型，采用柔性化加工，以適應(yīng)不同用戶的需要；另一方面朝著大批量，高效率生產(chǎn)方向發(fā)展，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)規(guī)模來(lái)創(chuàng)造更多的效益，生產(chǎn)上采取專用設(shè)備生產(chǎn)的方式。1在中國(guó)，人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到模具在制造中的重要基礎(chǔ)地位，認(rèn)識(shí)到模具技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。 許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展

2、，加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。到目前為止，我?guó)已制訂了模具技術(shù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)50多項(xiàng)、近300多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。目前，從事模具技術(shù)研究的機(jī)構(gòu)和院校已達(dá)30余家，從事模具技術(shù)教育的培訓(xùn)的院校已超過(guò)50余家，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)輸送了大批人才，并同時(shí)取得了一大批科研成果。其中，獲得國(guó)家重點(diǎn)資助建設(shè)的有華中理工大學(xué)模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海交通大學(xué)CAD國(guó)家工程研究中心、北京機(jī)電研究所精沖技術(shù)國(guó)家工程研究中心和鄭州工業(yè)大學(xué)橡塑模具國(guó)家工程研究中心等2-5。經(jīng)過(guò)多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工

3、技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。雖然中國(guó)模具工業(yè)在過(guò)去二十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但是，我國(guó)現(xiàn)在每年還要從境外進(jìn)口20多億美元的模具，這些大都是國(guó)內(nèi)尚不能生產(chǎn)的高中檔模具。國(guó)內(nèi)中高檔模具的自配率只占50%左右；大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命等技術(shù)含量較高的模具只占到模具總量的30%左右。我國(guó)模具行業(yè)全員勞動(dòng)生產(chǎn)率還較低，平均只有15萬(wàn)元 /人年左右；我國(guó)模具商品化率還只有50%多（發(fā)達(dá)國(guó)家達(dá)70%以上）；模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率也較低，只有50%左右；模具生產(chǎn)專業(yè)化水平還較低12、16、18。沖壓技術(shù)廣泛用于航空、

4、汽車、電機(jī)、家電和通信等行業(yè)零部件的成形。近幾年來(lái)，我國(guó)模具技術(shù)有了很大的發(fā)展，模具設(shè)計(jì)有了很大的發(fā)展，模具設(shè)計(jì)與制造述評(píng)有了較大的提高。大型、精密、復(fù)雜、高效和長(zhǎng)壽命模具的需求量大幅度增加，模具質(zhì)量、模具壽命明顯提高，模具，模具交貨期較前明顯縮短，模具CAD/CAM技術(shù)也得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。由于沖壓工藝具有生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低、材料利用率高、能成形復(fù)雜零件、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在某些領(lǐng)域已經(jīng)取代機(jī)械加工，并正逐步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。因此，沖壓技術(shù)對(duì)發(fā)展生產(chǎn)，增加效益，更新產(chǎn)品等方面具有重要作用10 、14、15。2 沖壓件的工藝分析21 工件結(jié)構(gòu)形狀圖2-1 零件圖如圖2-1所示零件圖。工

5、件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，帶小凸緣圓筒件，拉深高度不大，孔在底部并且不在拉深變形區(qū)，制件需要進(jìn)行落料、拉深、沖孔三道基本工序，尺寸較小，適合于沖裁 6、7、9 。22 生產(chǎn)批量和材料分析生產(chǎn)批量：大批量；料厚：3.2mm；材料：SPHE(日本牌號(hào))；該材料為深沖用熱軋軟鋼板及鋼帶,近似于國(guó)內(nèi)的08AL?；瘜W(xué)成份:碳 C ：0.08硅 Si：0.03%錳 Mn：0.65硫 S ：0.030磷 P ：0.020力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度 b (MPa)：350 剪切強(qiáng)度 b （MPa）：250屈服強(qiáng)度 s (MPa)：196伸長(zhǎng)率 5 ()：44特性及適用范圍：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，為深沖壓用的低碳冷軋薄鋼板。與普通冷軋薄鋼

6、板相比，具有更好的綜合力學(xué)性能和成形性能。廣泛用于各種車輛中形狀復(fù)雜的深沖壓零件。如汽車、拖拉機(jī)的車身、駕駛室、發(fā)動(dòng)機(jī)外殼等不承受載荷的各種沖壓零件11。23 尺寸精度尺寸精度：零件圖上的尺寸均未標(biāo)注公差，屬自由尺寸，根據(jù)相關(guān)資料，確定可按IT12級(jí)確定工件的公差。經(jīng)查公差表2-1、表2-2，可直各尺寸公差為： mm mm mm mm Rmm Rmm表2-1 帶凸緣拉深件拉深深度H的極限偏差材料厚度拉深深度范圍1818505012012018018026016050010.30.50.81.01.41.6120.40.61.01.21.61.8240.50.81.21.41.82.0460.6

7、1.01.41.62.0-表2-2 成形件圓角半r的極限偏差圓弧半徑3366101018183030極限偏差+10+1.50+2.50+30+40+503 沖裁工藝方案和模具結(jié)構(gòu)形式的確定根據(jù)制件的工藝分析，其基本工序有落料、拉深、沖孔三道基本工序，按其先后順序有以下幾種組合方案：（1） 落料拉深沖孔：?jiǎn)喂ば蚰Ｉa(chǎn)（2） 落料拉深沖孔：復(fù)合模生產(chǎn)（3） 落料拉深沖孔：連續(xù)模生產(chǎn)方案（1）模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要三道工序，即需要落料模、拉深模、沖孔模三副模具，生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)的要求。方案（2）模具只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度易保證，且生產(chǎn)效率也高。盡管模具結(jié)構(gòu)較方案（1）復(fù)

8、雜，但是由于零件幾何形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，模具制造并不困難。方案（3）也只需要一副模具，生產(chǎn)效率也很高，但零件的沖壓精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，故其模具制造，安裝較復(fù)合模復(fù)雜。通過(guò)對(duì)以上三種方案的分析比較，該工件的生產(chǎn)方法采用方案（2）復(fù)合沖裁為佳。4 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)41 模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合沖壓，所以模具類型為復(fù)合模。42 定位方式的選擇沖模的定位零件是用來(lái)保證條料的正確送進(jìn)及在模具中的正確位置。條料在模具送料平面中必須有兩個(gè)方向的限位：一是在與條料方向垂直的方向上的限位，保證條料沿正確的方向送進(jìn)，稱為送進(jìn)導(dǎo)向；二是在送料方向上的限位，控制條料一次送進(jìn)的距離稱為送料定位

9、。對(duì)于塊料或工序件得定位，基本也是在兩個(gè)方向上的限位，只是定位零件的結(jié)構(gòu)形式與條料有所不同而已。屬于送進(jìn)導(dǎo)向的定位零件有導(dǎo)料銷、導(dǎo)料板、側(cè)壓板等；屬于送料定距的定位零件有擋料銷、導(dǎo)正銷、側(cè)刃等；屬于塊料或工序件的定位零件有定位銷、定位板等。選擇定位方式及定位零件時(shí)應(yīng)根據(jù)坯料形式、模具結(jié)構(gòu)、沖裁精度和生產(chǎn)率的要求等。因?yàn)槟＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷,送步距采用擋料銷，為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，導(dǎo)料銷、擋料銷采用同一型號(hào)，效果相同。4. 3 卸料、出件方式的選擇431 卸料方式卸料裝置分固定卸料裝置、彈壓卸料裝置和廢料切刀三種。卸料板用于卸掉卡箍在凸模上或凸凹模上的沖裁件或廢料。廢料切刀是在沖

10、壓過(guò)程中將廢料切斷成數(shù)塊，避免卡箍在凸模上。（1）固定卸料板當(dāng)卸料板僅起卸料作用時(shí)，凸模與卸料板的雙邊間隙取決于板料厚度，一般在0.2mm0.5mm之間，板料薄時(shí)取小值；板料厚時(shí)取大值。當(dāng)固定卸料板兼起導(dǎo)料作用時(shí)，一般按H7/h6配合制造，但應(yīng)保證導(dǎo)板與凸模之間，間隙小于凸凹模之間的沖裁間隙，以保證凸凹模的正確配合。固定卸料板的卸料力大，卸料可靠。因此，當(dāng)沖裁板料較厚（大于0.5mm）、卸料力較大、平直度要求不很高的沖裁件時(shí)，一般采用固定卸料裝置。（2）彈壓卸料裝置彈壓卸料裝置是由卸料板、彈性元件、卸料螺釘?shù)攘慵M成。彈壓卸料既起卸料作用又起壓料作用，所得沖裁零件質(zhì)量較好，平直度較高。因此，質(zhì)

11、量要求較高的沖裁件或薄板沖裁宜用彈壓卸料裝置。彈壓卸料板與凸模的單邊間隙可根據(jù)沖裁板料厚度選用。在級(jí)進(jìn)模中，特別小的沖孔凸模與卸料板的單邊間隙可將數(shù)值加大。當(dāng)卸料板起導(dǎo)向作用時(shí)，卸料板與凸模按H7/h6配合制造，但其間隙英比凸凹模間隙小，凸模與固定板以H7/h6或H8/h7配合。此外，在模具開啟狀態(tài)，卸料板應(yīng)高于工作零件刃口0.3mm0.5mm，以便順利卸料。（3）廢料切刀對(duì)于落料或成形件的切邊，如果沖件尺寸大，卸料力大，往往采用廢料切刀代替卸料板，將廢料切開而卸料。當(dāng)凹模向下切邊時(shí)，同時(shí)把已切下的廢料壓向廢料切刀上，從而將其切開。因?yàn)楸緵_裁模的沖裁形狀簡(jiǎn)單，設(shè)兩個(gè)廢料切刀，并用彈壓卸料加廢料

12、切刀進(jìn)行卸料。432 出件方式一般有上出件和下出件兩種。下出件為制件從凹模孔中落下，制件不夠平整且由于彈性變形程度大，而使制件精度受到影響。上出件是指制件被凹模內(nèi)設(shè)置的彈頂裝置推出凹模洞口，制件較為平整，精度較高。沖孔的廢料由下模部分直接漏下，而制件是從上模的頂出器直接推出，故為上出件。采用推件板剛性推出。44 送料方式的確定縱向送料，即由前向后送料；采用人工送料的方式，操作方便、安全。45 導(dǎo)向方式的確定模具導(dǎo)向應(yīng)當(dāng)合理，尤其是沖薄料的小間隙沖模、生產(chǎn)批量很大的沖裁模，道向機(jī)構(gòu)尤其重要，是提高模具壽命的關(guān)鍵。圖4-1為常用滑動(dòng)導(dǎo)向模架。圖4-1 常用滑動(dòng)導(dǎo)向模架對(duì)角導(dǎo)柱模架、中間導(dǎo)柱模架、四

13、角導(dǎo)柱模架的共同特點(diǎn)是，導(dǎo)向裝置都是安裝在模具的對(duì)稱線上，滑動(dòng)平穩(wěn)，導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠。所以要求導(dǎo)向精確可靠的都采用這3種結(jié)構(gòu)形式。對(duì)角導(dǎo)柱模架上、下模座，其工作平面的橫向尺寸工一般大于縱向尺寸B，常用于橫向送料的級(jí)進(jìn)模，縱向送料的單工序模或復(fù)合模。中間導(dǎo)柱模架只能縱向送料，一般用于單工序模或復(fù)合模。四角導(dǎo)柱模架常用于精度要求較高或尺寸較大沖件的生產(chǎn)及大批量生產(chǎn)用的自動(dòng)模。后側(cè)導(dǎo)柱模架的特點(diǎn)是導(dǎo)向裝置在后側(cè)，橫向和縱向送料都比較方便，但如果有偏心載荷，壓力機(jī)導(dǎo)向又不精確，就會(huì)造成上模歪斜，導(dǎo)向裝置和凸、凹模都容易磨損，從而影響模具壽命。此模架一般用于較小的沖模。滾動(dòng)導(dǎo)向模架在導(dǎo)柱和導(dǎo)套間裝有保持架和

14、鋼球。由于導(dǎo)柱、導(dǎo)套間的導(dǎo)向通過(guò)鋼球的滾動(dòng)摩擦實(shí)現(xiàn)。導(dǎo)向精度高，使用壽命長(zhǎng)，主要用于高精度、高壽命的硬質(zhì)合金模、薄材料的沖裁模以及高速精密級(jí)進(jìn)模。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為了減小模具尺寸，采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。5 模具設(shè)計(jì)工藝計(jì)算51 計(jì)算毛坯尺寸該工件為帶小凸緣件，由于板料在拉深過(guò)程中，材料呢有增減，只是發(fā)生了塑性變形。在變形過(guò)程中，材料是以一定的規(guī)律轉(zhuǎn)移的，根據(jù)資料，采用查表法計(jì)算毛坯尺寸。511 計(jì)算毛坯直徑查冷沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)制造一書可知簡(jiǎn)單形狀的旋轉(zhuǎn)體拉深零件毛坯尺寸公式當(dāng)rR時(shí)工件毛坯直徑D=因?yàn)閐1=63.2mm d2=71.8mm d3=78.6mm d4=84mm

15、 r1=4.3mm r2=4.3mm h=19.3mm H=27mm;代入公式計(jì)算得工件毛坯直徑D=117.7mm 。512 確定是否需要壓邊圈根據(jù)坯料的相對(duì)厚度：t/D100% = 3.2/117.7 X 100% = 2.72 2.0式中t坯料厚度 ， mm；D毛坯直徑 ， mm 。查表5-2 可知表5-2 采用或不采用壓邊圈的條件拉深方法第一次拉深（t/D）x 100m1用壓邊圈1.52.00.6故決定不用壓邊圈。52 確定拉深的次數(shù)由于拉深件的高度與其直徑的比值不同，有的拉深件可以用一次拉深制成，而有的高度大的拉深件，則需要多次拉深才能制成。所以根據(jù)工件的相對(duì)高度（h/d）和坯料的相對(duì)

16、厚度（t/D）的大小確定拉深的次數(shù)。表5-3 筒形件不帶壓邊圈的極限拉深系數(shù)極限拉深系數(shù)毛坯相對(duì)厚度（t/D）X1001.52.02.53.03m10.650.600.550.530.50m20.800.750.750.750.70m30.840.800.800.800.75m40.870.840.840.840.78m50.900.870.870.870.82m60.900.900.900.85查表5-3，選擇相對(duì)厚度為3.0 , =m1X D = 0.53 X 117.7 = 62.38 0.10.5mm0.040.070.65t0.52.5mm0.0250.060.05t2.56.5mm

17、0.020.050.045t6.5mm0.0150.040.025表5-9 拉深系數(shù)K毛坯相對(duì)厚度拉深系數(shù)0.450.480.500.520.550.600.650.700.750.80521.20.80.50.20.10.951.10.851.01.10.750.901.01.10.650.800.901.01.10.600.750.800.901.01.10.500.600.680.750.820.901.10.430.500.560.600.670.750.900.350.420.470.500.550.600.750.280.350.370.400.450.500.600.200.25

18、0.300.330.360.400.505.4.6 總沖壓力故總沖壓力為：F總= F落+F卸+F拉+F沖+F推 = 384.36+15.37+12.63+78.37+35.27 526.00 KN5.4.7 壓力機(jī)的選擇沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行冷變形加工，且主要采用板材來(lái)加工成所需零件，所以也叫冷沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡(jiǎn)稱沖模。沖模是將材料批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，

19、沒有符合要求的沖模，批量生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒有先進(jìn)的沖模。先進(jìn)的沖壓工藝就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。（1） 沖壓設(shè)備類型的選擇 根據(jù)所要完成的沖壓工藝性質(zhì)，生產(chǎn)批量和沖壓件的幾何尺寸、精度要求等來(lái)選擇沖壓設(shè)備的類型。對(duì)于中小型的沖裁件、彎曲件或拉深件的生產(chǎn)，主要采用開式機(jī)械壓力機(jī)。雖然開式?jīng)_床的剛度差，在沖壓力的作用下床身的變形可能會(huì)破壞沖裁模的間隙分布，降低模具的壽命或沖裁件的表面質(zhì)量。可是，由于它提供了極為方便的操作條件和非常容易安裝機(jī)械化附屬裝置的特點(diǎn)，使它成為目前中、小型沖壓設(shè)備的主要形式。（2） 沖壓設(shè)備規(guī)格的確定

20、在沖壓設(shè)備的類型選定之后，應(yīng)該進(jìn)一步根據(jù)沖壓件的尺寸、模具的尺寸和沖壓力來(lái)確定設(shè)備的規(guī)格。壓力機(jī)的行程大小應(yīng)適當(dāng)。由于壓力機(jī)的行程影響到模具的張開高度，因此對(duì)于沖裁、彎曲等模具，其行程不宜過(guò)大，以免發(fā)生凸模與導(dǎo)板分離或滾珠導(dǎo)向裝置脫不開的不良后果。對(duì)于拉深模，壓力機(jī)的行程至少應(yīng)大于成品零件高度的兩倍以上，以保證毛坯的放進(jìn)和成形零件的取出。壓力機(jī)工作臺(tái)面的尺寸必須大于模具下模座的外形尺寸，并還要留有安裝固定的余地。但在過(guò)大的工作臺(tái)面上安裝過(guò)小尺寸的沖模時(shí)，對(duì)工作臺(tái)面的受力條件也是不利的。壓力機(jī)一般按公稱壓力F壓（1.61.8）F總的原則（F壓5261.8=946.8KN）選取壓力機(jī)。表5-10

21、開式可傾壓力機(jī)參數(shù)表從滿足沖壓力要求看，選擇JA23-100型開式壓力機(jī)。它的公稱壓力為1000KN ，其詳細(xì)參數(shù)為： 型號(hào)JA23-100名稱開式可傾壓力機(jī)產(chǎn)地四川內(nèi)江四海鍛壓機(jī)床有限公司公稱力1000kN公稱力行程10mm滑塊行程150mm行程次數(shù)38min-1最大封閉高度460mm封閉高度調(diào)節(jié)量80mm滑塊中心至機(jī)身距離380mm工作尺寸左右1080mm前后710工作臺(tái)孔尺寸左右500mm前后405直徑500模柄孔尺寸直徑76mm深度76立柱間距離530mm工作臺(tái)主導(dǎo)軌間距離630mm工作臺(tái)板厚度100mm傾斜角20。電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y160M-4功率11kW轉(zhuǎn)速1460r/min氣墊行程75

22、mm頂出力100kN使用壓縮空氣0.45MPa機(jī)床外型尺寸左右1685mm前后2320高度3260機(jī)床總重量11000Kg氣墊裝置的利用壓縮空氣的頂件器，它通過(guò)不斷壓縮空氣將銷頂起，可使材料定位。壓縮空氣頂件器結(jié)構(gòu)形式較多，一般都是安裝在壓力機(jī)臺(tái)面下部，頂件力的大小可由減壓閥來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。5.5 模具壓力中心的確定模具的壓力中心就是沖裁力合力的作用點(diǎn)。沖模壓力中心應(yīng)盡可能利用和模柄軸線以及壓力機(jī)滑塊中心線重合，以使沖模平穩(wěn)的工作，減少導(dǎo)向件的磨損，從而提高模具的壽命。沖模壓力中心的求法，采用求平行力系合力的作用點(diǎn)方法。由于絕大部分沖裁件沿著沖裁輪廓線的斷面厚度不變，輪廓部分的沖裁力與輪廓長(zhǎng)度成正

23、比，所以，求合力的作用點(diǎn)可轉(zhuǎn)化為求輪廓線的中心。由圖5-2可知，其壓力中心就在圓心上。即X = 0 ，Y =0 。圖5-2 壓力中心圖5.6 工作零件刃口尺寸計(jì)算 5.6.1 沖裁模間隙分析 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Cmin，最大值稱為最大合理間隙Cmax。考慮到模具在使用過(guò)程中的

24、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Cmin。沖裁間隙的大小對(duì)沖裁件的斷面質(zhì)量有極其重要的影響。此外，沖裁間隙還影響模具壽命、卸料力、推件力、沖裁力和沖裁件的尺寸精度。沖裁過(guò)程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間均有摩擦，間隙越小，模具作用的壓應(yīng)力越大，摩擦也越嚴(yán)重，而降低了模具的壽命。較大的間隙可使凸模側(cè)面及材料間的摩擦減小，并延緩間隙由于受到制造和裝配精度的限制，雖然提高了模具壽命，但會(huì)出現(xiàn)間隙不均勻。因此，沖裁間隙是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的工藝參數(shù)。查表5-11可以知道材料08AL的最小雙面間隙Z=0.210 mm ,最大雙面間隙 Z= 0.270 m

25、m 。 表5-11 沖裁模初始雙間隙Z /mm材料厚度軟鋁純銅、黃銅、軟鋼杜拉鋁、中等硬鋼硬鋼wc=0.08%0.2%wc=0.3%0.4%wc=0.5%0.6%t/mmZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax0.20.30.40.50.60.70.80.91.01.21.51.82.02.22.52.83.03.50.0080.0120.0160.0200.0240.0280.0320.0360.0400.0500.0750.0900.1000.1320.1500.1680.1800.2450.0120.0180.0240.0300.0360.0420.0480.05

26、40.0600.0840.1050.1260.1400.1760.2000.2240.2400.3150.0100.0150.0200.0250.0300.0350.0400.0450.0500.0720.0900.1080.1200.1540.1750.1960.2100.2800.0140.0210.0280.0350.0420.0490.0560.0630.0700.0960.1200.1440.1600.1980.2250.2520.2700.3500.0120.0180.0240.0300.0360.0420.0480.0540.0600.0840.1050.1260.1400.17

27、60.2000.2240.2400.3150.0160.0240.0320.0400.0480.0560.0640.0720.0800.1080.1350.1620.1800.2200.2500.2800.3000.3850.0140.0210.0280.0350.0420.0490.0560.0630.0700.0960.1200.1440.1600.1980.2250.2520.2700.3500.0180.0270.0360.0450.0540.0630.0720.0810.0900.1200.1500.1800.2000.2420.2750.3080.3300.4205.6.2 刃口尺

28、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忍口尺寸及制造精度來(lái)保證。正確確定模具刃口尺寸及制造公差，是設(shè)計(jì)沖裁模的主要任務(wù)之一。從生產(chǎn)實(shí)踐中可以發(fā)現(xiàn)：1、由于凸、凹模之間存在間隙，使落下的料和沖出的孔都帶有錐度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。2、在尺寸的使用中，落料件是以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔孔徑是以小端尺寸為基準(zhǔn)。3、沖裁時(shí)，凸、凹模要與沖裁件或廢料發(fā)生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，結(jié)果使間隙越來(lái)越大。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

29、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?；境叽鐟?yīng)取工件孔尺寸的公差范圍的較大尺寸。這樣在凸凹模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(guò)高（即制造公差過(guò)?。?，會(huì)使模具制造困難，增加成本，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期；如果對(duì)刃口要求過(guò)低（即制造公差過(guò)大）則生產(chǎn)出來(lái)的制件有可能不合格，會(huì)使模具的壽命降低。一般沖模精度較沖件精度高2-3級(jí)。5.6.3

30、 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，即分開加工和配合加工。前者用于沖件厚度較大和尺寸精度要求不高的場(chǎng)合，后者用于形狀復(fù)雜或波板工件的模具。對(duì)于該工件厚度3.2mm屬于薄板零件，中間有一個(gè)圓孔。為了保證沖裁凸、凹模間有一定的間隙值，必須采用配合加工。此方法是先做好其中一件（凸?；虬寄＃┳鳛榛鶞?zhǔn)件，然后以此基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸來(lái)配合加工另一件，使它們之間保留一定的間隙值，因此，只在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸制造公差，另一件只標(biāo)注公稱尺寸。其落料件按凹模磨損后尺寸增大，減小和不變的規(guī)律分三種。沖件按凸模磨損后尺寸減小，增大和不變的規(guī)律分三種。因?yàn)楣ぜ贈(zèng)_孔，根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定凸模刃口尺寸

31、并依次為基準(zhǔn)配置凹模，按磨損后其尺寸變大，變小，不變。5.6.4 落料刃口尺寸計(jì)算 選擇配合加工法，根據(jù)公式 式中 凹模刃口尺寸；凸模刃口尺寸；系數(shù)，取0.51； 工件制造公差,查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表； 凹模制造公差，查表5-12； 凸模制造公差，查表5-12；Z合理沖裁間隙，根據(jù)5.6.1。表5-12 簡(jiǎn)單形狀沖裁件沖裁時(shí)的、值基本尺寸凸模公差凹模公差1818303080801201201801802602603603605005000.0200.0200.0200.0250.0300.0300.0350.0400.0500.0200.0250.0300.0350.0400.0450.0500.0

32、600.070根據(jù)表5-13確定模具精度等級(jí)IT12級(jí),表5-13沖裁件精度沖模制造精度材料厚度t/mm0.50.81.01.52345681012IT6IT7IT8IT8IT9IT10IT10IT7IT8IT9IT10IT10IT12IT12IT12IT9IT12IT12IT12IT12IT12IT14IT14IT14IT14取=0.35，=（117.1-0.5 X 0.35） = 117.525mm = 117.5mm(整數(shù)尺寸)= (117.525 0.27) =117.255mm= 117.2mm(整數(shù)尺寸)5.6.5 沖孔刃口尺寸計(jì)算該制件只有一個(gè)圓形的孔，且位置在壓力中心，凸、凹模

33、適合用分開加工。根據(jù)公式 式中凸模刃口尺寸；凹模刃口尺寸；系數(shù)，取0.75 ； 工件制造公差,查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表； 凹模制造公差，查表5-12，取0.020mm； 凸模制造公差，查表5-12, 取0.025mm；將所有數(shù)據(jù)代入公式，即得： =（24+0.75X0.23）=24.17mm = 24.1mm (整數(shù)尺寸) =(24.17+0.210) mm = 24.4mm (整數(shù)尺寸)5.6.6 拉深刃口尺寸設(shè)計(jì)不采用壓邊圈時(shí)；根據(jù)公式C=（11.1）tmax式中tmax材料厚度最大極限尺寸（mm），這里取C=1.01t。拉深基本外形尺寸為75mm，根據(jù)表5-14、5-15可知：凹模尺寸Dd=（D

34、-0.75）凸模尺寸dp=（Dd-2c）查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表按IT12級(jí)，取=0.03，將尺寸轉(zhuǎn)化為750-0。3。凹模尺寸Dd=（D-0.75） =(D-0.75X0.03)+0.030=74.9775+0.030 mm將Dd轉(zhuǎn)化為整：Dd=75mm凸模尺寸dp=(Dd-2c) =(74.9775-2 X 1.01 X 3.2)-0.030=68.5135-0.030mm將dp=轉(zhuǎn)化為整：dp=68.5mm表5-14 拉深模工作部分尺寸計(jì)算公式尺寸標(biāo)注方法凹模尺寸凸模尺寸標(biāo)注外形尺寸標(biāo)注內(nèi)形尺寸表5-15 圓形拉深模凸、凹模的制造公差材料厚度制件直徑的基本尺寸101050502002005000

35、.250.350.500.801.001.201.502.002.503.500.0150.0200.0300.0400.0450.0550.0650.0800.095-0.0100.0100.0150.0250.0300.0400.0500.0550.060-0.020.030.040.060.070.080.090.110.130.150.0100.0200.0300.0350.0400.0500.0600.0700.0850.1000.030.040.050.060.080.090.100.120.150.180.0150.0200.0300.0400.0500.0600.0700.08

36、00.1000.1200.030.040.050.060.080.100.120.140.170.200.0150.0250.0350.0400.0600.0700.0800.0900.1200.140注：1.表列數(shù)值用于未精壓的薄鋼板。2.如用精壓鋼板，則凸模及凹模的制造公差，等于表列數(shù)值的20%30%。3.如用有色金屬，則凸模及凹模的制造公差，等于表列數(shù)值的50%。6 主要零部件設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)主要零部件時(shí)，首先要主要考慮零部件用什么方法加工制造及總體裝配方法。一般來(lái)說(shuō)，沖模都是由固定部分和活動(dòng)部分組成，固定部分用壓板、螺栓緊固在壓力機(jī)的工作臺(tái)上；活動(dòng)部分固定在壓力機(jī)滑塊上。通常緊固部分為下模，活

37、動(dòng)部分為上模。上模隨著滑塊作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而進(jìn)行沖壓工作。下面分別介紹各個(gè)零部件的設(shè)計(jì)方法1、14、15。6.1 落料凹模的設(shè)計(jì)凹模采用整體凹模，各種沖裁的凹模孔均采用線切割機(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，查表6-1；b沖裁件的最大外形尺寸。表6-1 系數(shù)值Ks/mm材料厚度t/mm1336501001002002000.300.400.200.300.150.200.100.150.350.500.220.350.180.220.120.180.450.600.300.45

38、0.220.300.150.22查表得K=0.3H=Kb=0.3 X 117.5 35mm凹模壁厚(凹模忍口與外邊緣的距離)的確定式:C=(1.52)H式中C凹模壁厚C=(1.52)H =1.5 X 35 =52.5 mm凹模寬度的確定公式為:B=b+2c= 117.5+2 X 52.5= 222.5 mm取220mm,化整便于選取。圖6-1 落料凹模6.2 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，為了保證凸凹模的強(qiáng)度，凸凹模應(yīng)有一定的壁厚。按常用尺寸取30mm；凸凹模高度H=凸凹模固定板厚度30mm、托料板高度30mm與托桿行程27mm之和，即H=30+3

39、0+27=87（mm）便于加工，取H=85mm圖6-2 凸凹模6.3 沖孔凸模設(shè)計(jì)為了保證沖裁模的強(qiáng)度及沖裁工件的質(zhì)量，沖裁件的孔間距及孔道外緣的距離不能太小，一般要大于2t ，并不小于3-4mm，如果小于上述距離，則將產(chǎn)生變形。參考中國(guó)模具工程大典 第4卷沖壓模具設(shè)計(jì)對(duì)沖孔凸模進(jìn)行設(shè)計(jì)。沖孔直徑為d=24mm，取D=25mm,D1=30mm,l=20mm,L=80mm。圖6-3 沖孔凸模6.4 落料凸模沖孔安排在落料之前，隨著制件過(guò)程中的拉深，孔會(huì)產(chǎn)生變形，所以把沖孔安排在拉深之后進(jìn)行。按凸模固定板厚度計(jì)算公式H =（11.5）d =（11.5）X 24 =24mm36mm取落料凸模固定部分

40、厚30mm。因?yàn)槔罡叨葹?7mm，沖孔時(shí)凸模應(yīng)超過(guò)凹模1mm左右，故落料凸模高度HT=HA+27-3.2-1=80+27-3.2-1=102.8mm拉深時(shí)，在落料凸模上加裝一頂件塊，便于成型后工件順利從落料模中取出。頂件塊高度HD=HT-27-30=102.8-27-30=45.8mm落料凸模也是拉深凹模，故確定其工作內(nèi)外徑分別為75mm，117.2mm。圖6-4 落料凸模6.5 托料板托料板高度H托=85-30-27=28mm其外徑應(yīng)略小于落料刃口尺寸，故取116mm托料板內(nèi)徑因需與凸凹模外徑68.5（JS7配合），按基軸制JS7/h6選取，即68.5mm。圖6-5 托料板6.6 擋料銷擋

41、料銷是材料沿送進(jìn)方向的定位零件，以其形狀不同而稱為擋料銷或擋料板。擋料銷是固定擋料銷、活動(dòng)擋料銷、始用擋料銷等的統(tǒng)稱。根據(jù) 中國(guó)模具工程大典 第4卷沖壓模具設(shè)計(jì)，選用A型固定擋料銷。型號(hào)是M12。6.7 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(lái)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，容易裝配。模具的尺寸L/mm X B/mm為270mmX220mm，上模厚度為60mm，下模為80mm，固定板的高度為30mm。根據(jù)中國(guó)模具工程大典 第4卷沖壓模具設(shè)計(jì)GB/T 2851.31900選擇設(shè)計(jì)

42、上下模座。圖6-6 上模座（270X250X60）mm圖6-7 下模座（270X250X80）mm7 標(biāo)準(zhǔn)件的選擇按已確定的模具形式與參數(shù)，從冷沖模標(biāo)準(zhǔn)中選取標(biāo)準(zhǔn)件，并按已確定的零件結(jié)構(gòu)及參數(shù)，繪制非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖，見附圖14。下面列舉其中兩種標(biāo)準(zhǔn)件的選取方法：模柄的確定：中小型沖模通過(guò)橫模將上模固定在壓力機(jī)的滑塊上，模柄的結(jié)構(gòu)形式較多，主要有：旋入式；壓入式；凸緣式；浮動(dòng)式。查中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典，本模具采用C型凸緣式模柄，如圖其中，h=13mm, d2=22mm, d3=101mm, d4=13mm導(dǎo)套的確定根據(jù)導(dǎo)套尺寸40mmX220mm,查中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典，取導(dǎo)套尺寸40mmX112mm（DXL）。8 模具裝配、調(diào)試與運(yùn)行過(guò)程8.1 模具的裝配與調(diào)試對(duì)于導(dǎo)柱復(fù)合模裝配,應(yīng)以凸凹模作為裝配基準(zhǔn)件。先將裝有凸凹模的固定板用螺栓和銷釘安裝、固定在指定的模座的相應(yīng)位置上；再按凸凹模的內(nèi)形裝配、調(diào)整沖孔凸模固定板（即落料凸模）的相應(yīng)位置，使沖孔凸、凹模間的間隙趨于均勻，用螺釘固定；然后再