卡箍模具設計論文說明

1、 . . . 1.前言1.1沖壓模具行業(yè)的研究現(xiàn)狀改革開放以來，隨著國民經濟的 高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè) 模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集 團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經越來越認識到產品質量、成本和新產品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎的要素之一，模具制造技術現(xiàn)

2、已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。 近幾年許多模具企業(yè)加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國模具企業(yè)已普與了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、 Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、 Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應用于沖壓模的設計中。 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術已取得很大進步，東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構和大專院校開展

3、模具技術的 研究和開發(fā)。經過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術方面取得了顯著進步；在提高模具質量和縮短模具設計制造周期等方面做出了貢獻。例如，大學汽車覆蓋件成型技術所獨立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件，華中理工大學模具技術國家重點實驗室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和 級進模CAD/CAE/CAM軟件，交通大學模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國模具行業(yè) 擁有不少的用戶。 雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚 目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設備在模具加工設備中的比重比較低；CAD/

4、CAE/CAM技術的普與率不高；許 多先進的模具技術應用不夠廣泛等等，致使相當一部分大型、精密、復雜和長壽命模具依賴進口。中國經濟的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大的動力。在國，模具工業(yè)起步較晚。從總體上看，我國與工業(yè)發(fā)達的國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設備在模具加工設備中額比重還比較低，CAD/CAE/CAM技術的普與率尚待提高，許多先進技術的模具技術應用還不夠廣泛等。特別是在大型、精密、復雜和長壽命模具上，一方面技術差距明顯，另一方面產能也不能滿足國的需要，因而仍需大量從國外進口。主原因是：專業(yè)化和標準化程度低。目前專業(yè)化程度不到10%，而標準化也只有2

5、0%;模具品種少，效率低，經濟效益差;制造周期長，模具精度不高，制造技術落后;模具壽命短，新材料使用量不到10%；力量分散，管理落后等。近10年來，中國模具工業(yè)的一直以每年15%左右的增長速度快速發(fā)展。目前，中國約有模具生產廠點2萬 余家，從業(yè)人員有50多萬人，全年模具產值達534億元人民幣。近年來，模具行業(yè)結構調整步伐加快，主要表現(xiàn)為大型、精密、復雜、長壽命模具和模具標準件 發(fā)展速度高于行業(yè)的總體發(fā)展速度；塑料模和壓鑄模比例增大；面向市場的專業(yè)模具廠家數(shù)量與能力增加較快。隨著經濟體制改革的不斷深入，“三資”與民營企業(yè) 的發(fā)展很快。 中國模具工業(yè)的發(fā)展在地域分布上存在不平衡性，東南沿海地區(qū)發(fā)展

6、快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。模具生產最集中的地區(qū)在珠江三角和長江三角地區(qū)，其模具產值約占全國產值的三分之二以上。中國模具制造市場大多被外資企業(yè)占據(jù)。：。目前大部分模具廠均由外國購買高中檔設備，而低檔設備則購自，國機床廠所占的份額很少。國機床廠亦顯示出對模具行業(yè)的冷淡，以2006年第十一屆中國國際模具技術和設備展覽會為例，境外主要機床廠均積極報名參加，相反，國許多模具設備企業(yè)沒有參加，即使有，展位面積卻很小。近年來，我國模具技術的進步主要表現(xiàn)在：1)研究開發(fā)了十幾種模具新鋼種和硬質合金材料等新材料，并采用了一些熱處理新工藝，使模具壽命得到延長。2）發(fā)展了一些多工位級進模和硬質合金模等新產

7、品，并根據(jù)國生產需要研制了一批精密模。3）研究開發(fā)了一些新技術和新工藝，如模具表面拋光、模具鋼的超塑性成形技術和各種快速成模技術等。4）模具設備已得到了叫較大的發(fā)展，國已能批量生產精密坐標磨床、計算機控制仿行銑床、CNC火花切割機以與精度的電火花成形機床等。5）模具計算機輔助設計和制造（模具CAD/CAM）已在國數(shù)十個單位得到開發(fā)應用。早在20世紀50年代，美、日等工業(yè)發(fā)達國家就集中了部分優(yōu)勢人才和資金，結合市場需要，將模具作為一個統(tǒng)一的產業(yè)來發(fā)展，因而取得了明顯的效果。經過多年的開發(fā)，不僅在模具精度、模具優(yōu)化和可靠性設計等方面形成了新的理論和方法，為適應市場環(huán)境，進一步實現(xiàn)快速制模，開辟新的

8、效益空間打下了基礎。 美國是世界上的超級大國，也是世界模具工業(yè)的領先國家。據(jù)1989年統(tǒng)計，美國模具行業(yè)有12554個企業(yè)，從業(yè)人員17.28萬人，模具總產值達64.47億美元。日本模具工業(yè)是從1957年卡斯發(fā)展起來的，當年模具總產值僅有106億日元，到1991年總產值已超過17900億日元，在34年間增長了169倍。歐、美、日等發(fā)達國家廣泛地使用先進的計算機輔助設計、計算機輔助制造、計算機三維造型、計算機輔助系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息交換與智能化技術和優(yōu)化技術。一些高集成化、高智能化、高網(wǎng)絡化、綠色化的先進技術的飛速發(fā)展，給模具工業(yè)帶了巨大的效益和深刻的變化。隨著模具技術的進步，國外模具CAD/CAM領

9、域的新技術主要有以下幾個方面：高速加工技術 、逆向工程技術、快速成形技術和虛擬制造技術等等。1.2.沖壓模具行業(yè)的發(fā)展趨勢未來沖壓模具制造技術發(fā)展趨勢 ，模具技術的發(fā)展應該為適應模具產品“交貨期短”、“精度高”、“質量好”、“價格低”的要求服務。達到這一要求急需發(fā)展如下幾項： (1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術 模具CAD/CAM/CAE技術 是模具設計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，普與CAD/CAM/CAE技術的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術培訓和技術服務 的力度；進一步擴大CAE技術的應用圍。計算機和網(wǎng)絡的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術跨地區(qū)、跨企業(yè)、

10、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技 術資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。 (2)高速銑削加工國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加 工技術的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。(3)模具掃描與數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或實物掃描到加工出期望的模型所需的諸多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已 有的數(shù)控銑床與加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工

11、程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng) 已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。 (4)電火花銑削加工 電火花銑削加工技術也稱為電火花創(chuàng)成加工技術，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術，它是有高速旋轉的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù) 控銑一樣)，因此不再需要制造復雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術的機床在模具加工中應用。預計這一技術將得到 發(fā)展。 (5)提高模具標準化程度 我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發(fā)達國家一般

12、為80%左右。 (6)優(yōu)質材料與先進表面處理技術 選用優(yōu)質鋼材和應用相應的表面處理技術來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應發(fā)展工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術。 此外，根據(jù)我國模具技術的發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問題，今后應朝以下幾個方面發(fā)展：1）開發(fā)、發(fā)展精密、復雜、大型、長壽命模具，以滿足國市場的需求。2）加速模具標準化和商品化，以提高模具質量，縮短模具制造周期。3）大力開發(fā)和推廣應用模具CAD/CAM/CAE技術，提高模具制造過程的自動化程度。4）積極開發(fā)模具新

13、品種、新工藝、新技術和新材料。5）發(fā)展模具加工成套設備，以滿足高速發(fā)展的模具工業(yè)需求。2. 零件的成形工藝性分析2.1. 零件圖 零件簡圖：如圖（2.1-1）所示 零件名稱：卡箍生產批量：大批量材料：Q235 板厚：2.2mm 圖（2.1-1） 零件圖2.2. 零件的工藝分析根據(jù)零件的結構形狀和批量要求，可采用落料沖孔、彎曲兩道工序沖壓成形。2.2.1沖裁件工藝分析沖裁件如圖（2.2-1） 圖（2.1-1）沖裁件圖1）. 材料：鋼板Q235，具有良好的沖壓性能。2）. 結構形狀：該零件比較簡單，沖裁件外形要盡量避免尖銳清角。3）. 尺寸精度：該零件的尺寸無其他特殊要求，利用普通沖裁方式可以達到

14、零件圖樣的要求。尺寸精度按IT14級，查標準公差表。尺寸均適宜于沖裁加工根據(jù)以上分析，該零件的工藝性能較好，可以用沖裁加工。2.2.2彎曲件工藝分析彎曲件如圖（2.2-1）（1）. 結構與尺寸：工件的尺寸精度要求不高，材料強度一般。該零件結構簡單，尺寸較小。孔邊距離>2t。均適宜于彎曲加工。（2）精度:零件尺寸無特殊公差要求，表面粗糙度要求不高，屬一般彎曲精度，利用普通彎曲方式可以達到零件圖樣要求，尺寸公差可選用IT1314級。（3）材料：工件的材料Q235，屈服強度375460Mpa，厚度t2.2mm。2.3.工藝方案的確定2.3.1.工藝方案方案一：采用級進模進行沖孔、落料和彎曲；方

15、案二：先采用落料沖孔復合模、再進行彎曲；方案三：先落料、再彎曲和沖孔。2.3.2.工藝方案的分析與確定現(xiàn)分析比較各個方案的優(yōu)缺點：第一方案的特點是采用一副模具，各個工步依次進行加工，可以實現(xiàn)自動化與無人化操作，具有很高的生產效率。這個方案的缺點是需要采用自動送料裝置，而且模具設備費用高，所需的壓力機也較大。第二方案的特點是分化了工序，采用兩副模具可以簡化模具結構，降低成本，并且可以保證零件精度要求。這個方案的缺點是自動化效率低、勞動強度高。第三方案的特點是落料模結構簡單，彎曲沖孔復合模的彎曲角可以得到保證。這個方案的缺點是彎曲沖孔模結構復雜，制造困難。經分析、比較最后確定方案二比較合理。對于彎

16、曲回彈，可以用減少間隙的方法來避免或減少回彈。該沖壓件的形狀較為簡單且對稱，彎曲部分有R2 mm的圓角過渡。尺寸精度要求不高。材料為Q235鋼，其沖壓性能好，孔與外緣的壁厚較大，而復合模中的凸凹模壁厚部分具有足夠的強度。因此該沖壓件可選用落料、沖孔與彎曲的復合模。3. 沖壓模具的設計3.1.排樣沖壓件在板、條等材料上的布置方法稱為排樣。排樣的合理與否，影響到材料的經濟利用率，還會影響到模具結構、生產率、制件質量、生產操作方便與安全等。因此，排樣是沖裁工藝與模具設計中一項很重要的工作。沖壓件大批量生產成本中，毛坯材料費用占60%以上，排樣的目的就在于合理利用原材料。衡量排樣的經濟性、合理性的指標

17、是材料的利用率。要提高材料的利用率，就必須減少廢料面積，沖裁過程中所產生的廢料可分為兩種情況。（a）結構廢料：由于工件結構形狀的需求，如工件空的存在而產生的廢料，稱為結構廢料，它決定于工件的形狀，一般不能改變。（b）工藝廢料：工件之間和工件與條料邊緣之間存在的搭邊，定位需要切去的料邊與定位孔，不可避免的料頭和料尾廢料，稱為工藝廢料，它決定于沖壓方式和排樣方式。因此，提高材料利用率主要從減少工藝肥料著手，同一個工件，可以有幾種不同的排樣方法。合理的排樣方法，應是將工藝廢料減到最少。根據(jù)材料的利用情況，排樣的方法可分為三種：（a）.有廢料排樣：沿工件的全部外形沖裁，工件與工件之間，工件與條料側邊之

18、間都有工藝余料（搭邊）存在。沖裁后搭邊稱為廢料。（b）.少廢料排樣：沿工件的外形輪廓切斷或沖裁，只在工件之間或是工件與條料側邊之間有搭邊存在。（c）.無廢料排樣：工件與工件之間，工件與條料側邊之間均無搭邊存在，條料沿直線或曲線切斷而得工件。有廢料排樣法的材料利用率較低，但制件的質量和沖模壽命較高，常用于工件形狀復雜、尺寸精度要求較高的排樣。少、無廢料排樣法的材料利用率較高，在無廢料排樣時，材料只有料頭、料尾損失，材料利用率可達85%95%，少廢料排樣法也可以達到70%90%。同時，少、無廢料法有利于一次沖裁多個工件，可以提高生產率。由于這兩種排樣法沖切邊周邊減少，所以還可以簡化模具結構，降低沖

19、裁力。沖壓過程中不允許有零星碎料殘留在模具表面。經過綜合考慮，采用有廢料的排樣方案。查書（）中表2-13查得最小搭邊值a2.2mm,側面a12.5mm排樣圖如圖 （3.1-1）所示。圖 (3.1-1) 排樣圖3.2. 計算材料利用率查書（）中式（2-21）得一個進距的材料利用率為 （3.2-1）式中 A 沖裁件面積（包括沖出的小孔在）（mm2）； n 一個進距沖件數(shù)目； B 條料寬度（mm）；H進距（mm）；沖壓毛坯面積A: A110.67×303320.1（mm2）料寬度B：B110.67+2.5×2115.67（mm）進距h: h30+2.232.2（mm）所以 89.

20、14%3.3 毛坯的尺寸計算按彎曲件展開來計算，零件由直邊和圓弧組成。 零件如圖（3.3-1）所示圖（3.3-1） 零件圖圓弧部分中性層展開長度圓弧部分應變中性層展開長度查書（）式（2.3-44）得L彎××（r+xt）/180° （3.3-1）式中 L彎 圓弧部分應變中性層展開長度（mm） 彎曲中心角（°） r 圓角半徑（mm） x 應變中性層位移系數(shù) t 零件厚度（mm）L圓1：圓弧部分中性層位移系數(shù)由r1/t2/2.20.909，查書（）表2.3-1得x10.31。圓弧中心角190°L圓1 ×1×（r1+x1t）/180

21、° 3.14×90°×（2+0.31×2.2）/180° 4.21（mm）L圓2：圓弧部分中性層位移系數(shù)由r2/t20/2.29.09，查書（）表2.3-1得x20.5。圓弧中心角2180°L圓2 ×2×（r2+x2t）/180° 3.14×180°×（20+0.5×2.2）/180° 66.25（mm） L圓3：圓弧部分中性層位移系數(shù)由r3/t20/2.29.09，查書（）表2.3-1得x30.5。圓弧中心角3180°L圓3×

22、;3×（r3+x3t）/180°3.14×90°×（2+0.31×2.2）/180°4.21（mm）a. 直邊部分中性層展開長度直邊部分中性層展開長度就等于直邊的長度L直180-40-2×218（mm）L直280-40-2×218（mm）故 坯料的展開長度為LzLz L圓1+ L圓2+ L圓3+ L直1+ L直2 4.21+66.25+4.21+18+18 110.67（mm）3.4. 沖壓力的計算完成本制件所需的沖壓力由沖孔力、落料力、卸料力和推件力組成。該模具采用彈性卸料和下出料方式。沖裁力的大小主要

23、與材料力學性能、厚度與沖裁件分離的輪廓長度由關。3.4.1. 沖孔力計算查書（）中式（2-2）得用平刃口模具沖孔時，沖孔力F可按下式計算：F1 Ltb （3.4-1）式中 F 沖孔力（N）；L 孔的周邊長度（mm）； t 材料厚度（mm）；b 材料的抗拉強度（MPa）；零件材料為Q235，查書（）中表1.3-33的b375460MPa。這里取b420MPa。孔的周邊長度L：L2×D2×3.14×850.24（mm）材料厚度t: t2.2 (mm)則 F1 Ltb 50.24×2.2×420 46.4×103（N）3.4.2. 落料力查

24、書（）中式（2-2）得F2 Ltb （3.4-2）式中 L 落料件的周邊長度落料件的周邊長度L：L110.67×230×2281.34（mm）材料厚度t: t2.2 (mm)則 F2 Ltb 281.34×2.2×420 260.0×103（N）3.4.3. 落料時的卸料力從凸模上將零件或廢料卸下來所需的力稱為卸料力。卸料力是由壓力機和模具的卸料裝置獲得的，影響這些力的主要因素有材料的力學性能、材料厚度、模具間隙、凸、凹模表面粗糙度、零件形狀和尺寸以與潤滑情況等要準確計算這些力是很困難的。查書（）中查得F卸K卸F （3.4-3）式中 F卸卸料力

25、、推件力（N）； K卸卸料力、推件力系數(shù)；查書（）中表2-2得K卸0.040.05，這里取K卸0.05K推K卸F0.05×260.0×103130.0×103（N）3.4.4. 沖孔時的推件力順著沖裁方向將零件或廢料從凹模腔推出的力稱為推件力。推件力是由壓力機和模具的卸料裝置獲得的，影響這些力的主要因素有材料的力學性能、材料厚度、模具間隙、凸、凹模表面粗糙度、零件形狀和尺寸以與潤滑情況等要準確計算這些力是很困難的。查書（）中查得 F推nK推F （3.4-5）式中 F推 推件力（N）； K推 推件力系數(shù)； n 零件個數(shù)（個）；查書（）中表2-2得K卸0.055取書（

26、）中圖4-6（d）的凹模刃口形式。其中，取h5mm,則n5/2.22個。故F推nK推F2×0.055×46.4×1035.10×103（N）所以總沖壓力為F總:F總F1+ F2+ K推+ F推 46.4×103+260.0×103+130.0×103+5.10×103 441.50×103 （N）3.5. 沖壓設備的選擇為安全起見，防止設備的超載，可按公稱壓力F（1.61.8）F總的原則選取壓力機。參照有關資料書可選取公稱壓力為630KN的J23-63開式雙柱可傾壓力機，查書（）中表1.4-22得該壓力機

27、與模具設計的有關參數(shù)為：型號J23-63公稱壓力/KN630滑塊行程/mm120滑塊行程次數(shù)/70最大閉合高度/mm220封閉高度調節(jié)量/mm90立柱距離/mm340工作臺尺寸/mm前后480左右710工作臺孔尺寸/mm工作臺孔尺寸/mm前后180左右340直徑230模柄孔尺寸/mm直徑50深度70工作臺板厚度/mm90傾斜角（）303.6. 壓力中心的計算圖（3.6-1）按比例畫出零件圖形狀，選定坐標系x0y,如圖（2.6-1）所示。零件左右對稱，即x00,零件上下也對稱，即y00。故該零件的壓力中心即為零件的幾何中心。3.7. 有關模具的結構設計3.7.1. 凹凸模刃口尺寸的計算查書（）中

28、表2-5用插值法取得沖裁模初始雙面間隙Zmin0.285mm, Zmax0.41mm。則ZmaxZmin0.410.2850.125（mm）對沖8mm孔：采用凸、凹模分開加工。凸、凹模分開加工是指凸模和凹模分別按圖樣加工至尺寸。這種方法適合于圓形或形狀簡單的工件，為了保證凸、凹模間初始間隙小于最大合理間隙Zmax，不僅凸、凹模分別標注公差，而且要求有較高的制造精度，以滿足以下條件：p+dZmaxZmin （3.7-1）查書（）中表2-10得凸、凹模的制造公差：p0.02mm, d0.020mm校核： p+d0.02+0.0200.040（mm）所以瞞足式（3.7-1）的條件。 凸、凹模分開加工

29、可使凸、凹模自身具有互換性，便于模具成批制造。但需要較高的公差等級才能保證合理間隙，模具制造困難，加工成本高。根據(jù)原則，應先確定凸模尺寸，使凸模標稱尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸，再增大尺寸以保證最小合理間隙。 查書（）中式（2-8）、（2-9）得 （3.7-2） （3.7-3）式中 dp、dd 沖孔凸、凹模直徑（mm）； d 沖孔件標稱尺寸； 工件制造公差（mm）； Zmin 凸、凹模最小合理間隙（雙邊）（mm）；p、d 凸、凹模的制造公差（mm）,可查表或取d/4，p（1/41/5）； x 系數(shù)，是為了使沖裁件的實際尺寸盡量接近沖裁件公差帶的中間尺寸，與工件制造精度有關；查書（）中式（

30、2-10）得LdL/8 （3.7-4）式中 Ld 凹?？仔木嗟臉朔Q尺寸（mm）； L 工件孔心距的標稱尺寸（mm）； 工件孔心距的公差。工件精度為IT14級，查書（）中表2-11得 x0.5查書（）中式（1-8）得 8的公差為0.36mm，即10.36mm；長度L92.67mm的公差為0.87mm，即20.87mm故 （mm）（mm）Ld L2/8 92.67±0.87/8 92.67±0.109（mm）對外輪廓的落料，采用配合加工法。配合加工是先加工好凸模（或凹模）作為基準件，然后根據(jù)此基準件的實際尺寸，配做凹模（或凸模），使它們保持一定的間隙。其凸、凹模刃口部分尺寸計算

31、如下：當以凹模為基準件時，凹模磨損后，刃口部分尺寸都增大，因此均屬于A類尺寸。查書（）中式（2-11）得 （3.7-5）式中 Ad 凹模刃口尺寸（mm）； A 工件標稱尺寸（mm）； 工件公差（mm）；d 凹模制造偏差（mm），d/4；零件尺寸未注公差，即為IT14。查書（）中表1-8得10.52mm,20.87mm。查書（）中2-11得，x10.5，x20.5（mm）（mm）查書（）中表2-5得，初始雙面間隙Zmzx0.41mm,Zmin0.285mm。該零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相應部分尺寸配制，保證雙面間隙值ZminZmzx0.285mm0.410mm。凹模尺寸標注如圖（3.7-

32、1）所示。圖（3.7-1）落料凹模3.7.2. 凸模、凹模、凸凹模的結構設計（a）.沖8mm孔的圓形凸模：由于模具需要在凸模外面裝推薦快，因此，設計成直柱的形狀，尺寸標注如圖（3.7-2）。 圖（3.7-2） 凸模尺寸(b).凹模的刃口形式：由于生產批量為大批量，所以采用刃口強度較高的凹模。如圖（3.7-3）所示。圖（3.7-3） 凹模尺寸 凹模具的外形尺寸：查書（）中式（4-7）、（4-8）得凹模高度： H Kb (15) （3.7-6）凹模壁厚： C （1.52）H （3.7-7）式中 b 沖壓件最大外形尺寸（mm）； K 系數(shù)，考慮板材厚度的影響，其值可查表得；查書（）中表8-1得K 0

33、.208 所以 H Kb 0.208×110.6723（mm） C （1.52）H （1.52）×23 34.5mm 46mm取C 45（mm）。尺寸標注如圖（2.7-3）所示。（c）.凸凹模 本模具為復合沖裁模，因此除了沖孔凸模和落料凹模外，必然還有一個凸凹模，凸凹模的結構簡圖如圖（2.7-4）。校核凸凹模的強度：按書（）式（4-7）得m 1.5t （3.7-8）式中 m 凸凹模的最小壁厚（mm）； t 材料的厚度（mm）；所以 m 1.5×2.2 3.3 （mm）而實際最小壁厚為5mm，故符合強度要求。凸凹模具的外形尺寸按凹模尺寸配制并保證雙邊間隙0.285m

34、m0.410mm。凸凹模上孔中心與邊緣距離尺寸9mm的公差，應比零件圖所標進度高34，即定為9±0.015mm。尺寸標注如圖（2.7-4）所示。圖（2.7-4）凸凹模3.8. 模具的總體設計與主要零部件的設計3.8.1. 模具的總體設計 模具總圖如圖（2.8-1）所示，該符合沖裁模將凹模與凸模裝在上模上，是倒裝結構。圖（2.8-1）模具總圖導料銷控制條料送進的導向，固定檔料銷控制送料的進距。卸料采用彈性卸料裝置，彈性卸料裝置由卸料板、卸料螺釘和彈簧組成。沖制的工件由推桿、推板、推銷、和推件器組成的剛性推薦裝置推出。沖孔的廢料可通過凸凹模的孔從沖床臺面孔漏下。模架選用中等精度，中、小尺

35、寸沖壓件的后側導柱模架，從右向左送料，操作方便。上模座：L×B×H250mm×250mm×50mm下模座：L×B×H250mm×250mm×65mm導柱：d×l35mm×210mm導套：d×l×D35mm×115mm×48mm墊板厚度?。?2mm，上模板厚度：50mm凸模具固定板厚度?。?0mm凹模的厚度以定為：23mm，下模板厚度：65mm卸料板厚度取：14mm模具的閉合高度：Hd501220236065230mm（mm）3.8.2. 主要模具零部件的尺

36、寸規(guī)格確定a）. 模架：凹模周界L250mm，B250mm,閉合高度H210mm255mm,級精度的后側導柱模架。 GB/T2851.31990，技術要求按/T80501999的規(guī)定b）.上模座：凹模周界L250mm，B250mm，厚度H50mm的后導柱上模座，材料為HT200。 GB/T2855.51990，技術要求按/T80701995的規(guī)定C）.下模座：凹模周界L250mm，B250mm，厚度H65mm的后導柱下模座，材料為HT200。GB/T2855.61990，技術要求按/T80701995的規(guī)定d). 導柱：直徑d35mm,公差帶h5,長度L210mm的B型導柱，材料為20鋼,熱處

37、理：滲碳深度0.81.2mm,硬度HRC5862HB81575，技術條件按/T80701995的規(guī)定e）. 導套：直徑d35mm,公差帶h6,長度L115mm，高度H48mm的A型導套，材料為20鋼,熱處理：滲碳深度0.81.2mm,硬度HRC5862HB81675，技術條件按/T80701995的規(guī)定f）. 模柄：直徑d50mm的C型凸緣模柄，材料為Q235A.F/T7646.3,技術要求按/T76531994的規(guī)定g). 圓柱銷：公稱直徑d10mm,公差為m6，長度L90mm的圓柱銷公稱直徑d10mm,公差為m6，長度L75mm 的圓柱銷材料為45鋼，熱處理硬度為HRC2838GB/T11

38、9:12000h）.卸料螺釘直徑dM10mm，長度L90mm的圓柱頭卸料螺釘，材料為45鋼, 熱處理硬度為HRC3540。/T7650.54. 彎曲模具的設計4.1. 彎曲力的計算 a).按自由彎曲力計算 生產常采用經驗公式來計算彎曲力。最大自由彎曲力（N）查書（）中式（310）得 （4.1-1） 式中 C與彎曲形式有關的系數(shù)，對與V形件C取0.6，對于U形件C取0.7； K安裝系數(shù)，一般取1.3； B料寬（mm）； t料厚（mm）； r彎曲半徑（mm）；b材料強度極限（MPa）。查書（）中表1.3-33得b375460MPa,取b420 MPa彎R3mm圓弧需要的彎曲力為F1 9148（N）

39、彎R20mm圓弧需要的彎曲力為F2 2499.8（N）故總彎曲力為F總 F總 2×F1+ F2 2×9148+2499.8 20795.8（N）b）. 按校正彎曲力計算 為了提高彎曲件的精度，減小回彈，在板材自由彎曲的終了階段，凸模繼續(xù)下行將彎曲件壓靠在凹模上，其實質是對彎曲件的圓角和直邊進行精壓，此為校正壓力。此時彎曲件受到凸凹模的擠壓，彎曲力急劇增大。校正彎曲力查書（）中式（311）得F校PA （4.1-2）式中 P 單位面積上的校正力，可按書表3-2選（MPa）A 校正面垂直投影面積（mm） 查書（）中表3-2得 P80100MPa 取P90MPa A30×

40、762280（mm）F校P×A90×2280205200（N）4.2. 壓力機公稱壓力的確定a）. 對自由彎曲按下式計算 F壓機（1.11.2）F自 （1.11.2）×20795.8N 22875.38N24954.96N b）. 對校正性彎曲按下式計算 F壓機（1.11.2）F校（1.11.2）×205200N 225720N246240N 故按校正彎曲力來選壓力機，可選壓力機公稱壓力為400KN的壓力機，即取公稱壓力為400kN的開式雙柱可傾壓力機J23-40，該壓力機與模具設計有關的關系參數(shù)為：型號J23-40公稱壓力/KN400滑塊行程/mm10

41、0滑塊行程次數(shù)/80最大閉合高度/mm200封閉高度調節(jié)量/mm80立柱距離/mm300工作臺尺寸/mm前后420左右630工作臺孔尺寸/mm前后150左右300直徑200模柄孔尺寸/mm直徑50深度70工作臺板厚度/mm80傾斜角（）304.3. 凹凸模間隙彎曲V形件時，凸凹模之間間隙是靠調整壓力機的閉合高度來控制的，但設計中必須考慮在合模時使毛坯完全壓靠以保證彎曲件的質量。 對于U形件彎曲，必須合理選擇凸、凹模間隙。間隙過大，則回彈也大，彎曲件尺寸和形狀不易保證；間隙過小，會使零件邊部厚度減簿，降低模具壽命，且彎曲力大。生產中常按材料性能和厚度選??；對鋼板間隙C=（1.051.15）t，對

42、有色金屬間隙C=（1.01.1）t。 故 C=（1.051.15）t =（1.051.15）×2.2mm =2.31mm2.53mm 取中間值C=2.42mm4.4. 凹、凸模尺寸的確定4.4.1. 凹模尺寸的確定凹模結構如圖（4.5-1）所示。凹模直接用螺釘固定在上模座上。材料為T8A，熱處理HRC5862，凹模刃口以IT9級公差制造。圖（4.5-1） 凹模4.4.2. 凸模尺寸的確定凸模結構如圖（4.5-2）所示。凸模直接用螺釘固定在上模座上，凸模工作部位的尺寸形狀，可按照凹模的幾何形狀并考慮工件厚度進行設計。凸模采用T8A制造，熱處理硬度HRC6264。圖（4.5-2） 凸模4.5. 主要模具零部件的尺寸規(guī)格確定a）. 模架：凹模周界L250mm，B250mm,閉合高度H210mm255mm,級精度的后側導柱模架。 GB/T2851.31990，技術要求按/T80501999的規(guī)定b）.上模座：凹模周界L250mm，B250mm，厚度H50mm的后導柱上模座，材料為HT200。 GB/T2855.51990，技術要求按/T80701995的規(guī)定C）.下模座：凹模周界L250mm，B250mm，厚度H65mm的后導柱下模座，材料為HT200。GB/T2855.61990，技術要求按/T80701995的規(guī)定d). 導柱：直徑d35mm,公差帶h5,長