畢業(yè)論文旋轉(zhuǎn)體的沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)研究

1、大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì)題 目：旋轉(zhuǎn)體的沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)班級(jí)：姓名：指導(dǎo)教師：完成日期：摘要本次模具設(shè)計(jì)是從零件的工藝分析開(kāi)始的，根據(jù)工藝要求來(lái)確定設(shè)計(jì)的大體思路。其開(kāi)始是確定該模具類(lèi)型為落料-拉深復(fù)合模，計(jì)算毛坯尺寸，確定拉深次數(shù)，作工藝計(jì)算，計(jì)算出沖裁時(shí)的沖壓力、卸料力、推件力，以及拉深時(shí)的拉深力和壓邊力 ，確定模具的壓力中心，選擇壓力機(jī)和確定沖模的閉合高度，最后根據(jù)前面所計(jì)算出的內(nèi)容確定模具的凸、凹模尺寸和形狀。設(shè)計(jì)出擋料銷(xiāo)、卸料板、推件裝置、彈簧、導(dǎo)柱、導(dǎo)套和模柄等模具的主要零部件，從而完成整個(gè)模具的設(shè)計(jì)工作。其中模具主要零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是這次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，其內(nèi)容包含了凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、凸模結(jié)

2、構(gòu)設(shè)計(jì)、凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、定位零件、彈性卸料裝置、鋼性推件裝置、彈簧的選用、導(dǎo)柱與導(dǎo)套、模柄與模架的選取等重要零部件的設(shè)計(jì)加工方法和加工注意要點(diǎn)。這樣更有利于加工人員的一線(xiàn)操作，使其通俗易懂加工方便。本次設(shè)計(jì)不僅讓我熟悉了課本所學(xué)的知識(shí)，而且讓我做到所學(xué)的運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中，更讓我了解了沖壓模具設(shè)計(jì)的全過(guò)程和加工實(shí)踐中應(yīng)注意的要點(diǎn)。使我在此次設(shè)計(jì)中有一個(gè)質(zhì)的飛躍。關(guān)鍵詞：拉深 復(fù)合模 沖壓力 沖模閉合高度 拉深力目 錄1 冷沖壓工藝規(guī)程的編制11.1工藝分析11.2確定工藝方案12 零件成形方案的確定32.1修邊余量的確定32.2毛坯尺寸的計(jì)算32.3計(jì)算毛坯相對(duì)厚度42.4總的拉深系數(shù)53 工藝計(jì)

3、算63.1凸、凹模間隙值的確定6沖裁間隙的確定6拉深間隙的確定73.2凸、凹模工作部分的尺寸7總裁模凸、凹模配合加工時(shí)工作部分的尺寸7拉深模凸、凹模工作部分的尺寸83.3拉深模凸、凹模圓角半徑93.3.1 排樣和裁板方式的經(jīng)濟(jì)性分析10搭邊10送料步距及條料寬度計(jì)算11裁板方式的確定12排樣方式設(shè)計(jì)133.4沖裁工藝力的計(jì)算14沖裁力的計(jì)算14卸料力、推件力和頂件力的計(jì)算15總沖壓力的計(jì)算163.5拉深力和壓邊力的計(jì)算16拉深力的計(jì)算17壓邊力的計(jì)算173.6計(jì)算壓力中心183.7選擇壓力機(jī)183.8 沖模的閉合高度204 模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)224.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22凹模洞口形狀的選擇

4、22凹模的外形尺寸22圖4.3 凹模24凹模的主要技術(shù)要求244.2 凸模和凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)244.3 定位零件264.3.1 條料方向的控制264.3.2 擋料銷(xiāo)的選擇264.4彈性卸料裝置264.5剛性推件裝置274.6 彈簧的選用274.7 導(dǎo)柱與導(dǎo)套294.8 模柄294.9模架的選取及裝配圖外形29參考文獻(xiàn)321 冷沖壓工藝規(guī)程的編制（1）沖壓的概念冷沖壓是在常溫下利用沖模在壓力機(jī)上對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件加工方法。它是一種壓力加工方法，是機(jī)械制造中的先進(jìn)加工方法之一。沖壓模具是一個(gè)特殊的，一次性的一類(lèi)精密工具，通過(guò)切割與塑形的方式使金屬

5、成為一個(gè)理想的形狀或外形。大多數(shù)模具構(gòu)造有幾個(gè)基本組成部分，包括模板，防磨裝置，模套，導(dǎo)向銷(xiāo)，軸襯，墊塊，墊板，螺釘，銷(xiāo)釘，和螺栓。模具還需要沖孔模板，壓力和沖壓成型板，以及可用來(lái)保護(hù)它們-轉(zhuǎn)子，肩螺栓，銜鐵，保持架;和氣體，線(xiàn)圈，或聚氨酯彈簧的工具。（2）沖壓的優(yōu)點(diǎn)冷沖壓和線(xiàn)切割相比較，具有生產(chǎn)效率高、加工成本低、材料利用率高、產(chǎn)品尺寸精度穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化等一系列有點(diǎn)，特別適合于大批量生產(chǎn)。沖壓模具成形作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，用以生產(chǎn)各種板料零件,具有很多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，其成形件具有自重輕、剛度大、強(qiáng)度高、互換性好、成本低、生產(chǎn)過(guò)程便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化及生產(chǎn)效率高

6、等優(yōu)點(diǎn)，是一種其它加工方法所不能相比和不可替代的先進(jìn)制造技術(shù)，在制造業(yè)中具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、能源、機(jī)械、信息、航空航天、國(guó)防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中。 在吸收了力學(xué)、數(shù)學(xué)、金屬材料學(xué)、機(jī)械科學(xué)以及控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)等方面的知識(shí)后，已經(jīng)形成了沖壓學(xué)科的成形基本理論。以沖壓產(chǎn)品為龍頭，以模具為中心，結(jié)合現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，在產(chǎn)品的巨大市場(chǎng)需求刺激和推動(dòng)下，沖壓成形技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化和提高人民生活水平方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。現(xiàn)代沖壓模具生產(chǎn)是一種大規(guī)模繼續(xù)作業(yè)的制造方式，由于高新技術(shù)的參與和介入，沖壓生產(chǎn)方式由初期的手工操作逐步進(jìn)化為集成制造。生產(chǎn)過(guò)程逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自

7、動(dòng)化、并且正在向智能化、集成化的方向發(fā)展。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化沖壓作業(yè)，體現(xiàn)安全、高效、節(jié)材等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)是沖壓模具生產(chǎn)的發(fā)展方向。日常生活中人們使用的很多用具是用沖壓方法制造的，例如不銹鋼飯缸，它就是用一塊圓形金屬板料在壓床上利用模具對(duì)圓形板料加壓而沖出來(lái)的?？梢钥闯?，冷沖壓是一種在常溫（冷態(tài)）下利用沖模在壓床上對(duì)各種金屬（或非金屬）板料施加壓力使其分離或者變形而得到一定形狀零件的金屬壓力加工方法。近幾十年來(lái)，沖壓技術(shù)有了飛速的發(fā)展，它不僅表現(xiàn)在許多新工藝與新技術(shù)在生產(chǎn)的廣泛應(yīng)用上，如：旋壓成形、軟模具成形、高能率成形等，更重要的是人們對(duì)沖壓技術(shù)的認(rèn)識(shí)與掌握的程度有了質(zhì)的飛躍。1.1工藝分析該零件為旋轉(zhuǎn)

8、體零件。屬于大批量生產(chǎn)，是一個(gè)不帶凸緣的圓筒形零件，且其形狀簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)，有利于合理排樣、減小廢料，直線(xiàn)、曲線(xiàn)的連接處為圓角過(guò)渡。其主要的形狀、尺寸可以由沖裁和拉深工序獲得。且選用08F鋼，其彎曲半徑均大于該種材料的最小彎曲半徑，且工件精度要求不高，不需要校形，作為拉深成形尺寸，其相對(duì)值d凸/d、h/d都比較合適，拉深工藝性較好，因此，該零件可以用冷沖壓加工成形。（宋體，小四號(hào)字，行間距21磅，字間距0.9磅）其零件如圖1.1：圖1.1 零件圖1.2確定工藝方案沖壓該零件所需的基本工序?yàn)槁淞虾屠?。其拉深工藝方案有以下幾種：方案一：落料與拉深復(fù)合，采用正裝復(fù)合模。方案二：落料與拉深復(fù)合，采用倒裝

9、復(fù)合模。方案三：先落料、再拉深，采用單工序模。比較上述各方案可以看出：方案一的優(yōu)點(diǎn)是在壓力機(jī)一次行程內(nèi)，可同時(shí)完成落料及拉深工序，在完成這些工序的過(guò)程中，沖件材料無(wú)需進(jìn)給移動(dòng)；沖件精度高，不受送料誤差影響，內(nèi)外形相對(duì)位置一致性好；沖件表面較為平整；適宜沖薄料及脆性或軟性材料；可充分利用短料和邊角余料；沖壓生產(chǎn)率高，適合于大批量生產(chǎn)，缺點(diǎn)是沖模面積較小，制造復(fù)雜，價(jià)格較高。方案二的優(yōu)點(diǎn)是廢料能直接從壓力機(jī)臺(tái)面落下，而沖裁件從上模推下，比較容易引出去，操作方便安全，且易于安裝送料裝置，缺點(diǎn)同方案一。方案三：優(yōu)點(diǎn)是通用性好，沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造周期短，價(jià)格低，適合于小批量生產(chǎn)，缺點(diǎn)是沖壓生產(chǎn)率低。由以

10、上分析可知，該零件的加工選用方案一為優(yōu)。2 零件成形方案的確定2.1修邊余量的確定一般拉深件，在拉深成形后，工件口或凸緣周邊不齊，必須進(jìn)行修邊以達(dá)到工件的要求。因此，在按照工件圖樣計(jì)算毛坯尺寸時(shí)，必須加上修邊余量后再計(jì)算，查表2.1可得：。表2.1無(wú)凸緣圓筒形拉伸件的修邊余量工件高度h工件的相對(duì)高度h/H附 圖0.50.80.81.61.62.52.54101.01.21.5210201.21.622.5205022.53.345010033.856100150456.5815020056.381020025067.591125078.51012表出自文獻(xiàn)22.2毛坯尺寸的計(jì)算出自文獻(xiàn)2 式2

11、.1 毛坯尺寸計(jì)算公式：式中：D毛坯直徑其它尺寸如圖2.1所示：圖2.1 毛坯尺寸2.3計(jì)算毛坯相對(duì)厚度式中h和H必須加上修邊余量。第一次拉深：所以查表2.2可知可用壓邊圈拉深。表2.2采用或不采用壓邊圈的條件拉深方法第一次拉深以后各次拉深（t/D）/%m1（t/D）/%mn用壓邊圈1.50.6012.00.601.50.80表出自文獻(xiàn)2表2.3無(wú)凸緣圓筒形件用壓邊圈拉深時(shí)的拉深系數(shù) 拉深系數(shù)毛坯相對(duì)厚度t/D/%21.51.51.01.00.60.60.30.30.150.5極小間隙（或無(wú)間隙）0.91.01.20.0720.0900.1000.1040.1260.1400.0900.100

12、0.1320.1260.1400.1800.0720.0900.1000.1040.1260.140表出自文獻(xiàn)2 查表3.1得：3.1.2拉深間隙的確定拉深模的間隙是指單邊間隙，即。間隙過(guò)小增加磨擦阻力，使拉深件容易破裂，且易擦傷零件表面，降低模具壽命；間隙過(guò)大，則拉深時(shí)對(duì)毛坯的校直作用小，影響零件尺寸精度。因此，確定間隙的原則是既要考慮板料厚度的公差，又要考慮筒形件口部的增厚現(xiàn)象，根據(jù)拉深時(shí)是否采用壓邊圈和零件尺寸精度要求合理確定。筒形件拉深時(shí)，間隙可按下面方法確定，有壓邊圈時(shí)其間隙為（11.1）t。由設(shè)計(jì)可知本模具采用有壓邊圈裝置。所以單邊間隙值為。3.2凸、凹模工作部分的尺寸3.2.1總

13、裁模凸、凹模配合加工時(shí)工作部分的尺寸沖裁模確定凸凹模加工尺寸的原則：落料件的尺寸取決于凹模，因此落料模先決定凹模尺寸，用減小凸模尺寸來(lái)保證合理間隙。刃口磨損后沖件尺寸減小，取接近或等于沖件的最大極限尺寸。在選擇模具制造公差時(shí)，既要保證沖件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較沖件精度高23級(jí)。表3.2配合加工時(shí)，凸凹模尺寸的計(jì)算公式工序性質(zhì)制件尺寸凸模尺寸凹模尺寸落料按凹模尺寸配制，其雙面間隙為C沖孔按凸模尺寸配制，其雙面間隙為C表出自文獻(xiàn)2凹模磨損后落料件尺寸增大，由表3.2得：式中 凹模刃口尺寸，單位為工件基本尺寸，單位為工件的公差，本工件公差為0.3磨損系數(shù)。當(dāng)沖裁件精度低于

14、13級(jí)時(shí)，所以凹模的尺寸為：凸模尺寸為：3.2.2拉深模凸、凹模工作部分的尺寸拉深凸模和凹模工作部分的尺寸及其制造公差，當(dāng)工件要求內(nèi)形尺寸時(shí)以凸模尺寸為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，即：出自文獻(xiàn)1 式3.1凸模尺寸：凹模尺寸：工件內(nèi)徑，單位，本工件為故 3.3拉深模凸、凹模圓角半徑一般來(lái)說(shuō)，盡可能大些，大的可以降低極限拉深系數(shù)，而且還可以提高拉深件的質(zhì)量。但太大會(huì)削弱壓邊圈的作用，可能引起起皺現(xiàn)象，因此大小要適當(dāng)。筒形件首次拉深時(shí)的凹模圓角半徑可由下式確定：出自文獻(xiàn)1 式3.2式中 考慮材料力學(xué)性能的系數(shù)，對(duì)于軟鋼，硬鋁， 對(duì)于純銅、黃銅、鋁考慮板料厚度與拉深系數(shù)的系數(shù)，見(jiàn)表3.3。表3.3拉深凹模圓角半徑系

15、數(shù)材料厚度拉深件直徑拉深系數(shù)表出自文獻(xiàn)1所以： 凸模圓角半徑過(guò)大，會(huì)使不與模具表面接觸的毛坯寬度加大，使這部分毛坯容易起皺；如果過(guò)小時(shí)，會(huì)使毛坯沿壓邊圈的滑動(dòng)阻力增大，對(duì)拉深不利，又因本工件為一次拉深成形，所以凸模圓角半徑與零件底部圓角半徑的數(shù)值相等。即：。3.3.1 排樣和裁板方式的經(jīng)濟(jì)性分析排樣:排樣是指沖件在條料、帶料或板料上布置的方法。排樣方法可分為有廢料排樣法和少、無(wú)廢料排樣法。根據(jù)零件的外形與尺寸來(lái)看,本零件最適合的排樣方法為有廢料排樣法中的直排。3.3.2搭邊排樣時(shí),沖件之間以及沖件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫搭邊。它的作用是補(bǔ)償定位誤差,保證沖出合格的沖件,以及保證條料有一定剛度

16、,便于送料。搭邊數(shù)字取決于以下因素:a) 沖件的尺寸和形狀。b) 材料的硬度和厚度。c) 排樣的形式。d) 條料的送料方法(是否有側(cè)壓板)。e) 擋料裝置的形式(包括擋料銷(xiāo),導(dǎo)料銷(xiāo)和定距側(cè)刃等形式)。表3.4最小工藝搭邊值材料厚度t手工送料自動(dòng)送料圓形非圓形往復(fù)送料表出自文獻(xiàn)4查表3.4得：工件間距，側(cè)邊距。3.3.3送料步距及條料寬度計(jì)算a) 送料步距。每次只沖一件，其步距的計(jì)算公式為：出自文獻(xiàn)1 式3.3 式中 沖裁件平行于送料方向上的寬度，單位為沖裁件之間的搭邊值，單位為b) 若一模出兩件，其送料步距則是工件寬度的兩倍。則本模具的步距為：c) 條料寬度，當(dāng)導(dǎo)料板之間（或兩個(gè)單邊導(dǎo)料銷(xiāo)）時(shí)

17、，條料寬度計(jì)算按下式計(jì)算：式中：沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸，單位為沖裁件與條料側(cè)邊之間的搭邊，單位為板料剪裁時(shí)的下偏差，單位為，可由表3.5查出。表3.5條料寬度公差條料寬度B材料厚度t11223355004050709501000506081010015006070911表出自文獻(xiàn)4當(dāng)條料在無(wú)側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板之間送料時(shí)，條料寬度按下式計(jì)算：式中 條料與導(dǎo)料板之間的間隙。又因?yàn)樗x模具有側(cè)壓裝置，所以條料寬度為：3.3.4裁板方式的確定條料大多由板料剪裁而得，條料寬度一經(jīng)決定，就可以裁板。板料一般都是長(zhǎng)方形的，所以就有縱裁（沿長(zhǎng)邊裁，也就是沿展制纖維方向裁）和橫裁（沿短邊裁）兩種方法。因?yàn)?/p>

18、縱裁裁板次數(shù)少，沖壓時(shí)調(diào)換條料次數(shù)少，工人操作方便，生產(chǎn)率高，所以在通常情況下應(yīng)盡可能縱裁。在以下情況可考慮橫裁：a) 板料縱裁后的條料太長(zhǎng)，受沖壓車(chē)間壓力機(jī)排列的限制、移動(dòng)不便時(shí)；b) 條料太重，超過(guò)12kg時(shí)（工人勞動(dòng)強(qiáng)度太高）；c) 橫裁的板料利用率顯著高于縱裁時(shí)。板料尺寸，選用標(biāo)準(zhǔn)鋼板，比較縱裁和橫裁兩種方案，選用其中材料利用率高的一種?？v裁時(shí)，每張板料裁成條料數(shù)：每塊條料沖裁的制件數(shù)：每張板料沖制制件數(shù)：材料利用率：橫裁時(shí)，每張板料裁成條料數(shù)：每塊條料沖裁的制件數(shù)：每張板料沖制制件數(shù)：材料利用率：由上述計(jì)算結(jié)果可知，應(yīng)采用材料利用率高的縱裁。3.3.5排樣方式設(shè)計(jì)排樣圖是排樣設(shè)計(jì)最終

19、的表達(dá)形式，排樣圖是編制沖壓工藝與設(shè)計(jì)模具的重要工藝文件。一張完整的模具裝配圖，在其右上角應(yīng)畫(huà)出沖裁件圖及其公差，送料步距及搭邊值。采用斜排方法排樣時(shí)，還應(yīng)注明傾斜角的大小，必要時(shí)，還可用雙點(diǎn)劃線(xiàn)畫(huà)出條料在送料時(shí)定位元件的位置。對(duì)有纖維方向要求的排樣圖，則應(yīng)用箭頭表示條料的級(jí)向。圖3.1 排樣圖3.4沖裁工藝力的計(jì)算3.4.1沖裁力的計(jì)算在沖壓過(guò)程中，壓力機(jī)除了要克服沖裁力外，往往還需要克服卸料力、推件力、頂件力等壓力。普通平刃的沖裁模，其沖裁力一般按下式計(jì)算：出自文獻(xiàn)1 式3.4式中： 沖裁力，單位為系數(shù)要考慮到刃口鈍化，間隙不均勻，材料力學(xué)性能與厚度波動(dòng)等因素而增加的安全系數(shù)。常取。沖裁件

20、周長(zhǎng)，單位為板料厚度，單位為板料的抗剪強(qiáng)度，單位為，本工件為260MPa。則本零件的沖裁力為：3.4.2卸料力、推件力和頂件力的計(jì)算卸料力、推件力、頂件力，在實(shí)際生產(chǎn)中常用以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：出自文獻(xiàn)1 式3.5式中 、分別為卸料力、推件力、頂件力系數(shù)（0.048、0.05、0.06）其值查表3.6：表3.6卸料力、推件力及頂件力系數(shù)沖裁材料K卸K推K頂純銅、黃銅0.020.060.030.09鋁、鋁合金0.0250.080.030.07鋼材料厚度mm0.10.060.0750.10.140.10.50.0450.0550.0650.080.52.50.040.050.0500.062.56.5

21、0.030.040.0400.056.50.020.030.0250.03表出自文獻(xiàn)1沖裁力梗塞在凹模內(nèi)的沖裁件或廢料的數(shù)目，（為凹模直壁洞口的高度，為厚度）。和是選擇卸料裝置和頂件裝置的彈性元件的依據(jù)。在計(jì)算沖裁所需要的總沖壓力時(shí)，應(yīng)根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的具體情況去考慮、的影響。則： 3.4.3總沖壓力的計(jì)算當(dāng)采用剛性卸料和下出件的模具（如剛性卸料的單工序?；蚣?jí)進(jìn)模等）時(shí)：當(dāng)采用彈壓卸料和下出件的模具（如彈壓卸料的單工序模、級(jí)進(jìn)?；蛏夏傂酝屏系牡寡b復(fù)合模等）時(shí)：用倒裝復(fù)合模沖裁時(shí)，與落料有關(guān)，與沖孔有關(guān)。當(dāng)采用彈壓卸料和上出件的模具（如上模彈壓卸料、下模彈頂出件的單工序?；蛏夏傂酝屏系恼b復(fù)合模

22、等）時(shí)：此時(shí)，與落料有關(guān)，單工序模的與落料力有關(guān)，正裝復(fù)合模中與沖孔力及落料力都有關(guān)。而本零件則采用彈壓卸料和上出件的模具，所以：3.5拉深力和壓邊力的計(jì)算計(jì)算拉深力的目的是為了合理的選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)拉深模具?？偟臎_壓力為拉深力與壓邊力之和。3.5.1拉深力的計(jì)算出自文獻(xiàn)2 式3.6 式中 拉深力筒形件的工序直徑，根據(jù)料厚中線(xiàn)計(jì)算，單位為材料厚度，單位為mm材料抗拉強(qiáng)度，本工件為329MPa系數(shù)，黃銅為1.61.8，鋼為1.82.25由上式可算出該零件的拉深力：3.5.2壓邊力的計(jì)算在拉深過(guò)程中，壓邊圈的作用是用來(lái)防止工件邊壁或凸緣起皺的。隨著拉深深度的增加而需要的壓邊力應(yīng)減少。則該零件的壓邊

23、力為：出自文獻(xiàn)2 式3.7式中 壓邊力毛坯直徑，單位為 （該零件毛坯直徑為）拉深件直徑，單位為凹模圓角半徑，單位為單位壓邊力，單位為出自文獻(xiàn)2表3.7在雙動(dòng)壓力機(jī)上拉深時(shí)單位壓邊力的數(shù)值工件復(fù)雜程度單位壓邊力難加工件3.7普通加工件3易加工件2.5表出自文獻(xiàn)2出自文獻(xiàn)2 式3.8所以總力為：3.6計(jì)算壓力中心對(duì)于級(jí)進(jìn)模以及輪廓形狀復(fù)雜或多凸模的沖裁模，必須求出沖壓力合力的作用點(diǎn)即壓力中心。模具的壓力中心應(yīng)與模柄的軸線(xiàn)重合，否則會(huì)影響模具及壓力機(jī)的精度和壽命。一切對(duì)稱(chēng)沖裁件的壓力中心，均位于其輪廓圖形的幾何中心點(diǎn)上。對(duì)于該零件，由圖形可知壓力中心位于圓心上。3.7選擇壓力機(jī)首先以沖裁所需的總沖壓

24、力初步選擇壓力機(jī)，壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力必須大于所計(jì)算的總沖壓力。在確定了模具結(jié)構(gòu)及尺寸以后，還需對(duì)所選的壓力機(jī)的其它技術(shù)參數(shù)進(jìn)行校核，最后才能確定所需的壓力機(jī)。表3.8開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)技術(shù)規(guī)格型號(hào)J23-3.15J23-6.3J23-10J23-16J23-16BJ23-25JC23-25公稱(chēng)壓力31.563100160160250350滑塊行程25354555706580滑塊行程次數(shù)2001701451201205550最大封閉高度120150180220220270280封閉高度調(diào)節(jié)量25353545605560滑塊中心線(xiàn)至床身距離90110130160160200205立柱距離120150

25、180220220270300工作臺(tái)尺寸前后160200240300300370380左右250310370450450560610工作臺(tái)孔尺寸前后90110130160110200200左右120160200240210290290直徑110140170210160260260墊板尺寸厚度30303540605060直徑150模柄孔尺寸直徑25303040404050深度40555560606070滑塊底面尺寸前后90180190左右100200210床身最大可傾角表出自文獻(xiàn)2由表3.8可得，選擇壓力機(jī)的型號(hào)為J23-10。3.8 沖模的閉合高度沖模的閉合高度必須與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng)。當(dāng)

26、壓力機(jī)連桿調(diào)至最短時(shí)為壓力機(jī)的最大裝模高度，連桿調(diào)至最長(zhǎng)時(shí)為最小裝模高度。沖模的閉合高度H應(yīng)介于壓力機(jī)的最大裝模高度和最小裝模高度之間，其大小關(guān)系為：如果沖模的閉合高度大于壓力機(jī)的最大裝模高度時(shí)，沖模不能在該壓力機(jī)上使用。反之，小于壓力機(jī)最小裝模高度時(shí)，可加減經(jīng)過(guò)磨平的墊板。沖模的其它外形結(jié)構(gòu)尺寸也必須和壓力機(jī)相適應(yīng)，如模具外形輪廓平面尺寸與壓力機(jī)墊板、滑塊底面尺寸，模柄與模柄孔尺寸，下模緩沖器平面尺寸與壓力機(jī)正整板孔尺寸等 都必須相適應(yīng)，以便模具能正確安裝和正常使用。 所以加工該零件的模具閉合高度應(yīng)為：則H值為： 所以H取。4 模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1.1凹模洞口形

27、狀的選擇直壁式的孔壁垂直于頂面，刃口尺寸不隨修磨刃口增大。故沖件精度較高，刃口強(qiáng)度較高，刃口強(qiáng)度也較好。直壁式刃口沖裁時(shí)磨損大，洞口磨損后會(huì)形成倒錐形，因此修磨的刃磨量大，總壽命低。圖4.1 凹模形狀如圖4.1所示的洞口形狀適用于沖件形狀簡(jiǎn)單，材料較薄的復(fù)合模，所以本模具選用此形狀的洞口形狀。4.1.2凹模的外形尺寸凹模的外形尺寸應(yīng)保證凹模有足夠的強(qiáng)度和剛度。凹模的厚度還應(yīng)考慮修磨量。凹模的外形尺寸一般是根據(jù)沖件材料的厚度和沖裁的最大外形尺寸來(lái)確定的。出自文獻(xiàn)1 式4.1凹模的厚度： 凹模的壁厚： 式中 沖裁件的最大外形尺寸系數(shù)，考慮板料厚度的影響，本模具的系數(shù)取則凹模厚度 則取 所以 凹模外

28、形尺寸的長(zhǎng)與寬可根據(jù)凹模壁厚由圖4.2可算出：圖4.2則凹模的外形尺寸的長(zhǎng)與寬為：根據(jù)模具結(jié)構(gòu)和工件尺寸的要求，凹模的實(shí)際尺寸如圖4.3所示：圖4.3 凹模4.1.3凹模的主要技術(shù)要求凹模的型孔軸線(xiàn)與頂面應(yīng)保持垂直。凹模的底面與頂面應(yīng)保持平行。為了提高模具壽命與沖裁件精度，凹模的底面和型孔的孔壁光滑，表面粗糙度為，底面與銷(xiāo)孔的為。凹模的材料與凸模一樣，其熱處理硬度應(yīng)略高于凸模，達(dá)到6064HRC。4.2 凸模和凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)凸凹模的工作要求及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及工作的尺寸，拉深凸模和凸凹模的實(shí)際尺寸如圖4.4和圖4.5所示：圖4.4 拉深凸模圖4.5 凸凹模 4.3 定位零件4.3.1 條料方

29、向的控制條料的送料方向一般都是靠著導(dǎo)料板或?qū)Я箱N(xiāo)一側(cè)導(dǎo)向送料，以免送偏。用導(dǎo)料銷(xiāo)控制送料方向時(shí)，一般要用兩個(gè)。由于本沖壓模具采用手工送料，為此，不可以省去側(cè)壓裝置。手工直接送料進(jìn)入凸模刃口。4.3.2 擋料銷(xiāo)的選擇固定擋料銷(xiāo)分為圓形與鉤形兩種。一般裝在凹模上，活動(dòng)擋料銷(xiāo)，其常用于倒裝復(fù)合模中，裝于卸料板上可以伸縮。由于本模具裝置要求簡(jiǎn)單，所以可以采用圓形擋料銷(xiāo)，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造加工方便。4.4彈性卸料裝置彈性卸料裝置一般由卸料板、彈性元件（彈簧或橡皮）和卸料螺釘組成。常用于沖裁厚度小于1.5mm的板料，由于有壓料作用，沖裁件平整。廣泛用于復(fù)合模中。卸料板與凸模之間的單邊間隙?。?.10.2

30、）t。4.5剛性推件裝置常用于倒裝復(fù)合模中的推件裝置，裝于上模部分。將沖出的工件或落料從上模的凹模型孔內(nèi)向下推出使用的裝置稱(chēng)為推件裝置。剛性推料裝置推件力大，工件可靠，便于維修。4.6 彈簧的選用在選用時(shí)必須同時(shí)滿(mǎn)足沖裁工藝（包括力和行程）和沖模結(jié)構(gòu)的要求，圓柱螺旋壓縮彈簧已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了，每個(gè)型號(hào)彈簧的主要技術(shù)參數(shù)是能承受的工作極限負(fù)荷與其相對(duì)應(yīng)的工作極限符合下的變形量。設(shè)計(jì)模具時(shí)，根據(jù)所需的卸料力或推件力以及所需的最大壓縮行程來(lái)計(jì)算與，然后在標(biāo)準(zhǔn)中選用相應(yīng)規(guī)格的彈簧。選用步驟如下：(1)根據(jù)模具結(jié)構(gòu)與尺寸，確定可裝置彈簧的數(shù)目n，本模具安裝8個(gè)彈簧。(2) 計(jì)算每個(gè)彈簧的卸料或頂件載荷。也就是卸料或頂料裝置中每個(gè)彈簧所受的預(yù)壓力。則本模具中彈簧的卸料載荷(3) 計(jì)算卸料或頂件時(shí)所需的最大壓縮行程式中 卸料板高出凸模端面的高度，一般為1mm凸模進(jìn)入凹模的深度