汽車覆蓋件沖壓模具設(shè)計(jì)

1、1 概述1.1 課題來源隨著科技的不斷發(fā)展進(jìn)步，汽車越來越普及。鉸鏈支座是汽車中支撐架的一個(gè)重要零件。該鉸鏈支座和一個(gè)活動(dòng)板結(jié)合成一個(gè)機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)汽車車門在一定的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。為了保證汽車門旋轉(zhuǎn)的精度和穩(wěn)定性，本課題將根據(jù)制件擬進(jìn)行排樣的設(shè)計(jì)，工藝設(shè)計(jì)和計(jì)算，然后設(shè)計(jì)出合理的多工位級(jí)進(jìn)模，使得沖壓成形的制件能夠滿足要求。1.2 選題目的該鉸鏈支座在汽車車門中主要起支撐作用，其制造精度直接關(guān)系到汽車的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，若出現(xiàn)汽車旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，不平衡，旋轉(zhuǎn)角度不容易調(diào)節(jié)，將直接影響到汽車車門的順利開閉問題。該鉸鏈支座的成形工序較多，包括沖孔、彎曲、成型、切斷等。通過設(shè)計(jì)排樣來提高材料的利用率及設(shè)計(jì)出合理的

2、級(jí)進(jìn)模。1.3 研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)級(jí)進(jìn)模是指模具上沿被沖原材料的直線送料方向，至少有兩個(gè)或是兩個(gè)以上的工位，并在壓力機(jī)的一次行程中，在不同工位上完成兩個(gè)或是兩個(gè)以上的沖壓工序的沖模。級(jí)進(jìn)模在過去，因技術(shù)水平的限制，工位相對(duì)較少。近年來由于對(duì)沖壓自動(dòng)化、高精度、長(zhǎng)壽命提出了更高要求，模具設(shè)計(jì)與制造高新技術(shù)的應(yīng)用與進(jìn)步，工位數(shù)已不再是限制模具設(shè)計(jì)與制造的關(guān)鍵。目前，在國(guó)內(nèi)工位間步距精度可控制在之內(nèi)，工位已達(dá)幾十個(gè)，多的已有70多個(gè)。例如，空調(diào)器翅片級(jí)進(jìn)模級(jí)進(jìn)模制造精度達(dá)2，具有18個(gè)工位；集成電路引線框架級(jí)進(jìn)模的制造精度達(dá)2微米，引線框架已經(jīng)有4排24列，管腳64只，最小間隙尺寸為0.13mm。其

3、沖壓次數(shù)也大大提高，由原來的每分鐘沖幾十次，提高到每分鐘幾百次，對(duì)于純沖裁高達(dá)1500次/min。當(dāng)然這速度和沖床及周邊設(shè)備的性能有關(guān)。沖壓方式由早期的手動(dòng)送料，手工低速操作，發(fā)展到如今的自動(dòng)、高速、安全生產(chǎn)。模具的總壽命由于新材料的應(yīng)用，加工精度的提高和一些容易磨損的零件具有互換性，也不是早先幾十萬次，而是幾千萬次，上億次。如汽車零件級(jí)進(jìn)模的壽命至少達(dá)100萬沖次；電機(jī)鐵芯自動(dòng)片級(jí)進(jìn)模的壽命可達(dá)1億沖次；空調(diào)器翅片級(jí)進(jìn)模的壽命可達(dá)3億沖次。級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)與精度正朝著兩方面發(fā)展。一方面為了適應(yīng)高效、自動(dòng)、精密、安全等大批量自動(dòng)化生產(chǎn)的需要，沖模正向高效、精密、長(zhǎng)壽命、多工位、多功能方向發(fā)展；另一方

4、面，為適應(yīng)市場(chǎng)上產(chǎn)品更新?lián)Q代迅速的要求，各種快速成形方法和簡(jiǎn)易經(jīng)濟(jì)沖模的設(shè)計(jì)與制造業(yè)得到迅速發(fā)展。其中模具CAD、CAM技術(shù)向宜人化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，并提高模具CAD、CAM系統(tǒng)專用化程度。因此本課題研究是對(duì)該制件進(jìn)行工藝性分析，然后進(jìn)行排樣設(shè)計(jì)和工資計(jì)算，最后根據(jù)相關(guān)理論只是完成多工位級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)。2 模具設(shè)計(jì)2.1 沖壓工藝性分析沖壓件如圖2-1所示：圖2-1 制件圖1、 該沖壓件的形狀性對(duì)比較簡(jiǎn)單，其結(jié)構(gòu)對(duì)稱，也沒有復(fù)雜形狀的曲線，且各相接處都有圓角過渡。2、 該沖壓件沒有較長(zhǎng)的窄槽。3、 最小沖孔直徑為6mm，沖孔的最小尺寸d1.0t。故沖孔不會(huì)過小，沖孔凸模不易折斷。

5、4、 孔與邊、孔與孔之間的距離 由表2-201可知最小孔間距遠(yuǎn)大于2t，孔邊距也（1-1.5）t,故制件上的孔邊距和孔與孔之間的距離都不會(huì)小，不會(huì)使工件的沖壓時(shí)產(chǎn)生變形。5、 彎曲的直邊高度 該沖壓件的彎曲邊的高度H遠(yuǎn)大于2t，不會(huì)使彎曲根部發(fā)生開裂。6、 材料為JSH270C鋼：具有良好的塑性和沖壓性能，常用來制造連接結(jié)構(gòu)件和沖壓件。7、 尺寸精度：按公差I(lǐng)T12查出來的。尺寸精度較低，普通沖裁完全能夠滿足生產(chǎn)要求。2.2 工藝方案的確定該工件包括沖孔，切邊，成型，彎曲四個(gè)基本工序，可以有以下三種工藝方案：方案一 ：先落料，后沖孔，成型，最后彎曲，采用單工序模生產(chǎn)。方案二：沖孔-落料-彎曲-

6、成型復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔-切邊-成型-彎曲-沖孔-切斷級(jí)進(jìn)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一單工序沖裁模指在壓力機(jī)一次行程內(nèi)只完成一個(gè)沖壓工序的沖裁模。該模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要四道工序三副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足中批量生產(chǎn)的要求。方案二復(fù)合沖裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同時(shí)完成數(shù)道沖壓工序的模具。該模具只需要一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都很高，但由于工件上不是所有的孔都在同一平面上，沖孔凸模與彎曲凸模的防止存在干涉現(xiàn)象。方案三級(jí)進(jìn)模（又稱為連續(xù)模、跳步模）：是指壓力機(jī)在一次行程中，依次在模具幾個(gè)不同的位置上同時(shí)完成多道沖壓工序的模具。它也只需要在一副模具內(nèi)可以

7、完成多道不同的工序，可包括沖裁、彎曲、拉深等，具有比復(fù)合更好的生產(chǎn)效率。它的制件和廢料均可以實(shí)現(xiàn)自然漏料，所以操作安全、方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。難以保證制件內(nèi)、外相對(duì)位置的準(zhǔn)確性因此制件精度不高。通過對(duì)上述三種方案的的分析比較，因?yàn)樵撝萍木纫蟛桓?，用于中批量生產(chǎn)。所以該制件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳。2.3 排樣的設(shè)計(jì)根據(jù)材料經(jīng)濟(jì)利用程度，排樣方法可以分為有廢料、少?gòu)U料和無廢料排樣三種，根據(jù)制件在條料上的布置形式，排樣有可以分為直排、斜排、對(duì)排、混合排、多排等多重形式。采用少、無廢料排樣法，材料利用率高，不但有利于一次沖程獲得多個(gè)制件，而且可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力，但是，因條料本身的公差

8、以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差的影響，所以模具沖裁件的公差等級(jí)較低。同時(shí)，因模具單面受力（單邊切斷時(shí)），不但會(huì)加劇模具的磨損，降低模具的壽命，而且也直接影響到?jīng)_裁件的斷面質(zhì)量。由于該產(chǎn)品為左右件，最適合的排樣方法為對(duì)排式排樣法。 搭邊值和料寬的確定1、搭邊值的確定排樣時(shí)零件之間以及零件與條料側(cè)邊之間留下的工藝余料，稱為搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊過大，浪費(fèi)材料。搭邊過小，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖件毛刺，有時(shí)還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命。或影響送料工作。搭邊值通常由經(jīng)驗(yàn)確定，表所列搭邊值為普通沖裁時(shí)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)之

9、一。搭邊值工件間a為料厚的1到1.5倍取6mm 沿邊a1為2mm2、條料寬度的確定排樣方式和搭邊值確定以后，條料的寬度和進(jìn)距也就可以設(shè)計(jì)出。計(jì)算條料寬度有三種情況需要考慮；有側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度。無側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度。有定距側(cè)刃時(shí)條料的寬度。當(dāng)模具有定距側(cè)刃時(shí)，在能保證定距側(cè)刃沖切剪口的斷面質(zhì)量時(shí)，應(yīng)該使料邊寬度盡可能小，以保證提高材料利用率避免浪費(fèi)和盡量減小模具體積和材料。單邊條料寬度公式：B=（D+a+nC）其中條料寬度偏差上偏差為0，下偏差為。D條料寬度方向沖裁件的最大尺寸。a側(cè)搭邊值。表4.32 剪料公差及條料與導(dǎo)料板之間隙（mm）條料寬度B/mm材料厚度t/mm1122335505

10、01001001501502202203000.40.50.60.70.80.50.60.70.80.90.70.80.91.01.10.91.01.11.21.3D取值由設(shè)計(jì)條料寬度方向沖裁件的最大尺寸為70(mm)側(cè)搭邊值a為2mm故帶入單邊條料寬度公式得；B=（70+2+4.26）-01.2=76.26 -01.2(mm) 故而雙邊調(diào)料寬度為152mm，考慮其他方面圓整為156mm查表4.32中，可得條料寬度偏差下偏差為-1.2mm3、導(dǎo)料板間距離的確定條料的寬度確定了，進(jìn)而就可以確定導(dǎo)料板間距離,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，條料與導(dǎo)料板間的間隙取為單邊0.2mm，所以導(dǎo)料板間距為156.4mm工序的安排

11、多工位級(jí)進(jìn)模中的工位順序一般是：沖裁成形切斷分離。各個(gè)工位內(nèi)容安排如下：第一工位：沖導(dǎo)正孔第二工位：沖成型孔和成型側(cè)刃第三工位：同上第四工位：成型第五工位：彎曲第六工位：空工位第七工位：沖側(cè)孔第八工位：空工位第九工位：切斷分離 排樣圖 圖4.21排樣圖材料利用率:=2s/B*LS產(chǎn)品的展開面積B料寬L步距=23761/16085 =55% 對(duì)于55%的這樣一個(gè)材料利用率來說，在沖壓工藝的排樣設(shè)計(jì)中是一個(gè)比較低的材料利用率，但是考慮到排樣時(shí)的廢料都為工藝廢料，是不可省略的。若是考慮改變排樣方法，例如斜排，這樣不對(duì)稱的排樣又不能保證模具的對(duì)稱而不能保證模具的受力平衡。2.4 沖壓工藝計(jì)算 第一站工

12、序：沖定位工藝孔 這一站為普通平刃沖裁模，其沖裁力F p一般可以按下式計(jì)算：Fp=KtL 式中 材料抗剪強(qiáng)度MPa；L沖裁周邊總長(zhǎng)（mm）；t材料厚度（mm）;系數(shù)K是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動(dòng)（數(shù)值的變化或分布不均），潤(rùn)滑情況，材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因數(shù)而設(shè)置的安全系數(shù)K，一般取1.3。當(dāng)查不到抗剪強(qiáng)度r時(shí)，可以用抗拉強(qiáng)度b代替，而取K=1的近似計(jì)算法計(jì)算?？蛻艚o出所用材料JSH270C鋼，查參考文獻(xiàn)的抗剪強(qiáng)度為273MPa沖孔周長(zhǎng)為： L2=2R=23.145.04 =31.6 (mm)沖裁力為： F1=KtL =1.33.231.6273 =36000(N)表5

13、.41 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)料厚t/mmKxKtKd鋼0.10.10.50.50.252.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03鋁、鋁合金純銅，黃銅0.0250.080.020.060.030.070.030.09按頂件力公式算頂件力FQ2FQ2=KdFpKd查表5.41 得0.05根據(jù)公式得FQ2=KdFp=0.0536000=180（N） 刃口尺寸的計(jì)算 這一站屬于級(jí)進(jìn)模的工藝孔，在汽車模具行業(yè)，這種孔一般標(biāo)準(zhǔn)直徑為10.8mm，所以凸

14、模（俗稱沖孔沖頭），凹模（俗稱沖孔入子）都為行業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)件，一般凸模做準(zhǔn)，間隙取在凹模。所以凸模直徑為10.08mm，凹模內(nèi)徑為10.64mm。 第二、三站工序：沖孔和切邊 這一站也為普通平刃沖裁，與上一站不同的是有沖一個(gè)不規(guī)則孔和一個(gè)修邊工序，但是這并不影響沖裁力的計(jì)算。從料帶上量的，總的沖裁周長(zhǎng)為：328.3mmFp=KtL =1.33.2328.3273 =374774N按頂件力公式算頂件力FQ2FQ2=KdFp =0.05374774 =18738N 刃口尺寸計(jì)算這一站為異形沖裁，凸模，凹模都為異形零件。一般采用線切割加工，發(fā)方法是直接從三維實(shí)體里面調(diào)取零件的二維數(shù)據(jù)，然后利用數(shù)控機(jī)床編

15、程，編程時(shí)，線切割加工軌跡包含了零件外形尺寸和線切割銅絲或鉬絲半徑一般為0.09mm和線切割放電火花為0.02mm。第四站工序：成型工序和打字碼 成型工序可以看成是局部的剪切，既材料分離形成小于料厚的剪切，所以沖壓力的計(jì)算仍可以采用沖裁力計(jì)算公式計(jì)算。可知，這一站的材料移動(dòng)位移為1.95mm。沖才周長(zhǎng)為：114mmFp=KtL =1.31.95114273 =78894N打字碼工序和成型工序?qū)偻徽?，并且沖壓力相對(duì)很小，并且，這里的沖壓力計(jì)算屬于大致估算，所以，可以在打字碼的沖壓力基本可以忽略不計(jì)，這一站的總沖壓力可以在成型沖壓力的基礎(chǔ)上稍微放大。另外，在實(shí)際的生產(chǎn)中，無論何種成型工序的沖壓力

16、計(jì)算一律采用沖裁力計(jì)算公式計(jì)算，對(duì)于這一站來說，既用全部的料厚3.2mm代入計(jì)算公式計(jì)算得沖壓力為129000N。第五站工序：彎曲工序 F=(CKBt/r+t)bC與彎曲有關(guān)的系數(shù)，對(duì)于V形件C取0.6；U形件C取0.7K安裝系數(shù)，一般取1.3；B料寬t 料厚r 彎曲半徑b材料的強(qiáng)度極限由產(chǎn)品要求得r為4.4mm；料寬為75.7mm；查表鋼材表（寶鋼標(biāo)準(zhǔn)）得給出的材料強(qiáng)度極限為245MPa F=(CKBt/r+t)b2 =【（0.61.375.73.2）/（4.4+3.2）】245 =12183N第七站工序：沖側(cè)孔工序這一站也為普通平刃沖裁模，其沖裁力F p一般可以按下式計(jì)算：Fp=KtL 式

17、中 材料抗剪強(qiáng)度MPa；L沖裁周邊總長(zhǎng)（mm）；t材料厚度（mm）;系數(shù)K是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動(dòng)（數(shù)值的變化或分布不均），潤(rùn)滑情況，材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因數(shù)而設(shè)置的安全系數(shù)K，一般取1.3。當(dāng)查不到抗剪強(qiáng)度r時(shí)，可以用抗拉強(qiáng)度b代替，而取K=1的近似計(jì)算法計(jì)算。 客戶給出所用材料JSH270C鋼查參考文獻(xiàn)7得抗剪強(qiáng)度為273MPa沖孔周長(zhǎng)為： L2=2R1+2R2+2R2=23.14（62+4.05） =100.8(mm)沖裁力為： F1=KtL =1.33.2100.8273 =114476（N)考慮雙邊斜滑塊的作用，故沖裁力為；300000N第九站工序：切

18、斷工序 F1=KtL =1.33.2110273 =12485(N)2.5 級(jí)進(jìn)模的工藝零件設(shè)計(jì)工藝零件主要有工作零件、定距定位零部件、導(dǎo)料零部件、卸料零部件等。 凸模和凹模的設(shè)計(jì)凸凹模的設(shè)計(jì)原則：保證凸模，凹模有足夠的強(qiáng)度、剛度和硬度；凸模和凹模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，制造方便；廢料的排除應(yīng)該方便、可靠。（1）凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)圓形凸模均采用階梯式，臺(tái)肩固定的結(jié)構(gòu)，這種零件屬于行業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)件，直接購(gòu)買即可；異形凸模采用直通式，臺(tái)肩固式的結(jié)構(gòu)，對(duì)凸模截面尺寸相對(duì)比較大，形狀復(fù)雜點(diǎn)的異形凸?？刹捎娩N釘定位，內(nèi)六角螺絲固定（如成形側(cè)刃）；而對(duì)于成形的凸模也采用直通式，臺(tái)肩固定的結(jié)構(gòu)，采用線切割加工。與凸模

19、固定板采用H7/r6配合。凸模長(zhǎng)度與外形凸模長(zhǎng)度相等為65mm。凸模面加工成大角度對(duì)稱斜面形式如圖，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的巧妙之處在于能防止當(dāng)凸模帶有磁性或者有油時(shí)防止廢料與凸模一起上行，而落入從而保證模具安全工作。另外這種結(jié)構(gòu)還可以降低沖裁力。凸模材料應(yīng)選DC53鋼熱處理5961HRC。彎曲凸模采用直通式，臺(tái)肩固定且?guī)в袑?dǎo)向的結(jié)構(gòu)形式。因?yàn)樵趶澢臅r(shí)候是單邊受力，側(cè)向壓力較大，使得凸模不能保持正常的工作位置，帶有導(dǎo)向的彎曲凸模，工作時(shí)導(dǎo)向部分先進(jìn)入凹模，改善受力狀態(tài)。凹模的結(jié)構(gòu)形式比較多，這里凹模選擇鑲拼式結(jié)構(gòu)。因?yàn)樵诙喙の患?jí)進(jìn)模中，工位數(shù)較多，采用整體式不好加工，刃口在刃磨時(shí)比較困難；且有時(shí)因局部

20、凹模的損壞，而導(dǎo)致整個(gè)凹模板報(bào)廢，損失較大。故采用鑲拼式結(jié)構(gòu)，其固定方式采用銷釘定位，內(nèi)六角螺絲固定。2.5.2 導(dǎo)料裝置的設(shè)計(jì)在多工位級(jí)進(jìn)模中常用的三種導(dǎo)料零件的配置結(jié)構(gòu)形式。一種是采用兩側(cè)導(dǎo)料板導(dǎo)向送料的結(jié)構(gòu)形式；一種是采用一側(cè)用導(dǎo)料板導(dǎo)向，另一側(cè)用帶導(dǎo)向槽浮頂式導(dǎo)料柱導(dǎo)向送料的結(jié)構(gòu)形式；最后一種是兩側(cè)均采用帶導(dǎo)向槽浮頂式導(dǎo)料柱導(dǎo)向送料的結(jié)構(gòu)形式。這里采用幾第一種結(jié)構(gòu)形式，因?yàn)闂l料較厚，而且條料的邊載體在第二三工位就被成形側(cè)刃給切除了，所以沒有辦法使用帶導(dǎo)向槽浮頂式導(dǎo)料柱導(dǎo)向送料。（1）導(dǎo)料板導(dǎo)料板是沖壓模具中最常用的條料送進(jìn)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)形式之一，將導(dǎo)料板設(shè)計(jì)成有臺(tái)肩式的結(jié)構(gòu)形式，如圖（）所示

21、：圖（） 導(dǎo)料板的結(jié)構(gòu)形式同時(shí)將導(dǎo)料板的進(jìn)料端設(shè)置一個(gè)較小的斜面（如上圖所示），便于條料的順利送進(jìn)。設(shè)計(jì)成臺(tái)肩的結(jié)構(gòu)形式是為了使條料在浮離凹模平面后，向前送進(jìn)的過程中在托料柱的作用下，仍然可以控制條料在整個(gè)沖壓過程中在導(dǎo)料板內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。托料柱將條料浮離一定的高度，以保證條料在連續(xù)的沖壓過程中能夠浮離凹模平面而暢通向前送進(jìn)，托料柱的浮頂高度尺寸取決與沖壓件向下彎曲的高度尺寸，因?yàn)闂l料在浮頂狀態(tài)時(shí)，與導(dǎo)料板和凹模都要有適當(dāng)?shù)拈g隙。又因?yàn)樵摏_壓件的向下彎曲的直邊高度比較大，這樣使得浮頂?shù)母叨忍罅耍_合模的行程過長(zhǎng)。其中導(dǎo)料板和條料之間有較小的間隙，一般在0.030.20mm之間。條料的上平面在成形后

22、的浮頂狀態(tài)時(shí)與導(dǎo)料板臺(tái)肩下平面有一定的空隙S，一般取s=0.51mm。開了讓位槽，所以彈頂高度H0取7mm，因此導(dǎo)料板的臺(tái)肩空間高度H=H0+S+t所以H=7+1+2=10mm條料浮頂高度的示意要求1彎曲凸模；2凹模板上的讓位槽；3彎曲凹模鑲塊4，7托料柱；5彈簧；6凹模墊板；8凹模板9導(dǎo)料板；10卸料板（2）托料柱在多工位級(jí)進(jìn)模中始終是和托料柱或是彈頂桿等配合使用而構(gòu)成級(jí)進(jìn)模的導(dǎo)料系統(tǒng)。為了使條料能夠正確導(dǎo)向和平穩(wěn)的送進(jìn)，還必需設(shè)置托料柱或是彈頂桿。托料柱要嚴(yán)格按照步距分布在調(diào)料中央。 定距和定位零件的設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模中各個(gè)工位間距是條料在模具中每送進(jìn)一次所需要移動(dòng)的固定距離。因而工位間距的精度直

23、接影響到?jīng)_件的尺寸和精度。（1）定距方式采用成形側(cè)刃定距。因?yàn)閭?cè)刃定距的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，制造比較方便，而且也適合于手工送料。側(cè)刃有分為無導(dǎo)向和帶導(dǎo)向的兩大類，選擇帶有導(dǎo)向的側(cè)刃。因?yàn)闂l料的厚度（t=3.2mm）較大，沖切時(shí)是單邊受力、側(cè)向壓力較大，無導(dǎo)向會(huì)使得側(cè)刃不能保持正確的工作位置，甚至?xí)霈F(xiàn)崩刃?？袀寄Ｈ锌诘默F(xiàn)象。有導(dǎo)向的側(cè)刃，工作時(shí)導(dǎo)向部分先進(jìn)入凹模型孔，改善受力狀態(tài)，能保持側(cè)刃正確的工作位置，定距效果好。（2）定位方式采用導(dǎo)正釘定位。其實(shí)通常是以側(cè)刃進(jìn)行粗定位，以導(dǎo)正釘為精定位，這兩種方式的配合使用，能夠獲得較好的定距效果。選用的導(dǎo)正釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)如圖所示。導(dǎo)正釘?shù)慕Y(jié)構(gòu) 卸料裝置的設(shè)計(jì)1卸

24、料裝置的結(jié)構(gòu)形式在多工位級(jí)進(jìn)模中常用的卸料裝置有彈壓式卸料和懸臂式固定卸料。這里采用整體式彈壓卸料。該級(jí)進(jìn)模中具有沖裁，彎曲，成形等工序，彈壓卸料裝置不僅有卸料作用，還有壓料、對(duì)凸模進(jìn)行導(dǎo)向和保護(hù)作用。該級(jí)進(jìn)模中的成形側(cè)刃和彎曲凸模工作時(shí)，都是單邊受力，使得模具產(chǎn)生單向側(cè)壓力，為了減少和抵消這部份的單向側(cè)壓力，同時(shí)也為了凹上模和下模的導(dǎo)向精度，必需在卸料板與凸模固定板之間設(shè)置內(nèi)導(dǎo)柱導(dǎo)套。內(nèi)導(dǎo)柱一般設(shè)置為4個(gè)，在模具中心兩側(cè)以對(duì)稱形式設(shè)置。 卸料板高度的確定卸料板上還要安裝彎曲凹模鑲塊和內(nèi)導(dǎo)套，選擇卸料板的高度h=25mm。2.6 結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì) 模架和導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)模架由上模座，下模座和導(dǎo)柱、

25、導(dǎo)套等組成。模架是模具的主題結(jié)構(gòu)，它是連接級(jí)進(jìn)模所有零件的重要部件。模具的全部零件都是固定至它上面，并承受沖壓過程中的全部載荷。該模架選用非標(biāo)準(zhǔn)模架，且為四導(dǎo)柱模架。其具體的結(jié)構(gòu)尺寸如表1所示：表1 模架的結(jié)構(gòu)尺寸名稱尺寸（mm）材料熱處理上模座90558840A3下模座94561050A3導(dǎo)柱C28180P2058-62HRC導(dǎo)套C2818038P2058-62HRC模架的導(dǎo)向裝置是指在上下模座上安裝了主要由導(dǎo)柱、導(dǎo)套等零件組成的導(dǎo)向副，有了它們，可以使得上下模相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)應(yīng)位置始終沿著一個(gè)正確的方向運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到精密沖壓的目的。這里選用滾動(dòng)導(dǎo)向裝置，即在導(dǎo)柱和導(dǎo)套之間加一層鋼球保持圈，使

26、得導(dǎo)柱、滾珠、導(dǎo)套間不但沒有間隙還有0.01-0.02mm的過盈量。同時(shí)為了控制保持圈不脫離導(dǎo)柱，或是將保持圈的活動(dòng)量控制在一定的范圍內(nèi)，這時(shí)滾動(dòng)式導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)有了一點(diǎn)變化，如圖5所示：圖5 滾動(dòng)保持圈控制式導(dǎo)柱1、6軸用彈性擋圈；2限位帽；3導(dǎo)柱；4螺塞；5導(dǎo)軸；7鋼球保持圈 支撐零件的設(shè)計(jì)（1）凸模固定板凸模固定板主要作用是對(duì)凸模進(jìn)行固定，并通過它安裝在上模座上。多工位級(jí)進(jìn)模中的凸模固定板上不僅要安裝所有的凸模，有時(shí)還要安裝導(dǎo)正釘、內(nèi)導(dǎo)柱。因此他應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和剛度，一般情況下固定板的厚度為凹模厚度的60%80%，故其高度h取20mm。材料選用45鋼。則凸模固定板的尺寸規(guī)格：凸模固定板：

27、250mm180mm20mm。（2）墊板多工位級(jí)進(jìn)模中是多種沖壓工藝的組合，因此，在必需在凹模板和凸模固定板及卸料板的背面襯上一塊加以熱處理的墊板。凸模固定板后面的墊板主要是為了防止凸模在沖壓過程中，由于沖壓力的集中而把模座的接觸面壓壞。所以要在固定板和上模座之間襯上一塊經(jīng)過熱處理的墊板。其厚度可取凸模固定板的一半。其規(guī)格：250mm180mm10mm。卸料板內(nèi)因?yàn)橛忻浶伟寄ｈ倝K和內(nèi)導(dǎo)套的固定，為了防止這些零件的在沖壓過程中產(chǎn)生位移，因此需要在卸料板的背面襯上一塊經(jīng)過熱處理的墊板，稱卸料背板。其厚度可取卸料板厚度的一半，其規(guī)格：250mm180mm15mm。因?yàn)樵撃＞咧兴械陌寄６际遣捎描倝K的

28、形式，而且還有向上成形的小凸模需要固定，因此必需在凹模板后襯上一塊經(jīng)過熱處理的墊板。其厚度可取凹模板厚度的，其規(guī)格：250mm180mm18mm。（3）模腳根據(jù)初選的壓力機(jī)，有其技術(shù)參數(shù)可知其工作臺(tái)落料孔的直徑為180mm，而根據(jù)排樣和凹模板上刃口的分布，發(fā)現(xiàn)后面兩個(gè)工位的沒有在工作臺(tái)落料孔的范圍內(nèi)，即最后兩個(gè)工位的沖裁廢料不能順利排掉。這個(gè)是連續(xù)沖壓過程中是不允許的。因此考慮在下模座下加上模腳，提高其落料的空間。模腳的尺寸為：310mm15mm30mm。 彈性元件的選擇（1）彈壓卸料彈簧的選用和計(jì)算多工位級(jí)進(jìn)模中彈壓卸料裝置的主要作用是為了保證卸料平穩(wěn)，其應(yīng)該有足夠的卸料力，以保證卸料順暢及

29、防止卸料中沖件產(chǎn)生變形。故這里的卸料彈簧選擇矩形截面彈簧。根據(jù)卸料力F卸=8560N，共采用8個(gè)矩形彈簧，則每一個(gè)彈簧擔(dān)負(fù)的卸料力為1070N?？紤]卸料的可靠性，彈簧在預(yù)壓縮時(shí)就有1070N的壓力。由（）選則中載荷矩形彈簧，規(guī)格：TH 13.52765。即彈簧的外徑D=27mm；彈簧的內(nèi)徑d=13.5mm；自由高度h0=65mm；工作的極限載荷Fj=2548N；工作極限載荷下的變形量hj=18.2mm。沖裁時(shí)卸料板的工作行程h2=6mm；考慮凸模的修磨量h3=3mm；彈簧的于壓縮量為h1，故彈簧的總壓縮量為：H總=h1+h2+h3=h1+6+3=（h1+9）mm彈簧在壓縮量h1時(shí)，其壓縮里達(dá)1

30、070N，即h1=7.6mm故H總=7.6+9=16.6mmhj，能滿足要求。彈簧的轉(zhuǎn)配高度h裝=h0-h1=65-7.6=57.4mm。（2）一般輔助卸料彈簧的選用在多工位級(jí)進(jìn)模中，托料柱、浮頂器等所需的彈頂力不大，一般可選用圓形截面的圓柱形彈簧。托料柱在模具中主要起頂、托條料浮離凹模平面的作用，一般選用鋼絲直徑為1.5mm，外圓直徑為6mm的圓柱形彈簧，并在其底部用螺塞來調(diào)節(jié)其所需要的壓力。這樣可以保證局部成形后的卸料力又不會(huì)對(duì)條料產(chǎn)生過大的壓料力。 限位裝置壓力機(jī)的裝模高度雖然可以調(diào)節(jié)，但是由于機(jī)器的誤差，可能會(huì)造成凸模進(jìn)入凹模太深，或者壓料裝置壓料過度，所以采用限位柱限位，限位柱一般加工成圓柱形或方形，高度要精加工，精度一般要精確到0.01毫米。其他尺寸，采用一般精度。3 模具的整體結(jié)構(gòu)上模下模4 沖壓設(shè)備的校核經(jīng)計(jì)算得總沖壓力F=1290000N，初選JA31-160A的壓力機(jī)。其次進(jìn)行模具必和高度校核，模具的閉合高度H0應(yīng)為上模板、下模板、墊板、凸模固定板、卸料板、卸料背板、凹模板、凹模墊板、模腳等厚度及料厚的總和。即H0=40+17+30+35+60+50+101.8+40=373.8mm。其中“3”是考慮到當(dāng)模具閉合時(shí)，凸模固定板和卸料背板之間的間