T型件沖壓模具設(shè)計(jì)

1、第一章緒言1.1 沖壓模具的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)1.1.1 我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀改革開(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng)。近年來(lái)，模具工業(yè)一直以15%左右的增長(zhǎng)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(guó)有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。1隨著與國(guó)際接軌的腳步不斷加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個(gè)鏈條中最

2、基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)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企業(yè)的生存空間。近年許多模具企業(yè)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?。一些?guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD并陸續(xù)開(kāi)始使用UGPro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國(guó)際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFOR、MOptris和MAGMASOFCA軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和

3、大專院校開(kāi)展模具技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。經(jīng)過(guò)多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM術(shù)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)。例如，吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS件，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級(jí)進(jìn)模CAD/CAE/CAM件，上海交通大學(xué)模具CAD1家工程研究中心開(kāi)發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開(kāi)發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國(guó)內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。雖然中國(guó)模具工業(yè)在過(guò)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(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；C

4、AD/CAE/CAM術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具依賴進(jìn)口。5我國(guó)的模具工業(yè)的發(fā)展，日益受到人們的重視和關(guān)注。“模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”也已經(jīng)取得了共識(shí)。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形（型）。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。目前全世界模具年產(chǎn)值約為600億美元，日、美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工

5、業(yè)。近幾年，我國(guó)模具工業(yè)一直以每年15%左右的增長(zhǎng)速度發(fā)展，2003年，我國(guó)模具總產(chǎn)值超過(guò)400億元人民幣。今后更要著重于行業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整和技術(shù)發(fā)展水平的提高。結(jié)構(gòu)調(diào)整方面，主要是企業(yè)結(jié)構(gòu)向?qū)I(yè)化調(diào)整，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向著中高檔模具發(fā)展，向進(jìn)出口結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，中高檔汽車覆蓋件模具成形分析及結(jié)構(gòu)改進(jìn)、多功能復(fù)合模具和復(fù)合加工及激光技術(shù)在模具設(shè)計(jì)制造上的應(yīng)用、高速切削、超精加工及拋光技術(shù)、信息化方向發(fā)展。121.1.2 未來(lái)沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低廉的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng)：1)全面推廣cad/cam/cAE術(shù)模

6、具cad/cam/cAE術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，普及cad/cam/cAE術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進(jìn)一步擴(kuò)大CA鼓術(shù)的應(yīng)用范圍。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。2) 高速銑削加工國(guó)外近年來(lái)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(diǎn)。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)汽車、家電行業(yè)中大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

7、、集成化方向發(fā)展。3) 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T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)控銑床及加工中心上，實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、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(yīng)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(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)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

8、制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國(guó)外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到發(fā)展。5) 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計(jì)目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家一般為80%左右。6) 優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來(lái)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(guān)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(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積(TiN、Tic等)、等離子噴涂等技術(shù)。7) 模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用

9、壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動(dòng)化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢(shì)。8) 模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的發(fā)展這是我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺(tái)機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫(kù)；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。CNCB刻機(jī)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展上從最近的一兩年才有較大的發(fā)展，相關(guān)加工廠和使用單位時(shí)刻以敏銳的眼光盯著廠家的動(dòng)向，這也是身為雕銑機(jī)主機(jī)生產(chǎn)廠一點(diǎn)也不敢松懈的真正原因所在。作為用戶當(dāng)然要選合適的設(shè)備，如果選型不當(dāng)，不但不能賺錢反而令陷入為機(jī)器打工的苦澀局面。那么什么樣的機(jī)床才是好機(jī)床？我們認(rèn)

10、為好機(jī)床的定義是這樣的：能夠在短期內(nèi)收回投資的機(jī)床才是好機(jī)床。數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)使用壽命一般為7年，主要是數(shù)控方面的使用壽命為準(zhǔn)，這樣花錢和掙錢的比例關(guān)系將直接影響您的生意，所以仔細(xì)分析功能進(jìn)行選型是有效投資的必要條件。在國(guó)外很早就有雕銑機(jī)的名詞（CNCengravingandmillingmachine），嚴(yán)格地講雕是銑的一部分，是購(gòu)買雕刻機(jī)還是購(gòu)買數(shù)控銑式加工中心是經(jīng)常要問(wèn)自己的問(wèn)題。另外，還有目前盛行的高速切削機(jī)（HSCMACHINE還是讓我們首先搞清楚三個(gè)機(jī)型區(qū)別：1）數(shù)控銑和加工中心用于完成較大銑削量的工件的加工設(shè)備2）數(shù)控雕銑機(jī)用于完成較小銑削量，或軟金屬的加工設(shè)備1.1 高速切削機(jī)床

11、用于完成中等銑削量，并且把銑削后的打磨量降為最低的加工設(shè)備151.2 課題研究的理論依據(jù)1）沖裁是利用模具使板料產(chǎn)生分離的沖壓工序，包括落料、沖孔、切口、修邊等。用它可以制作零件或?yàn)閺澢⒗?、成形等工序?zhǔn)備毛坯。從板料沖下所需形狀的零件叫落料，在工件上沖出所需形狀的孔（沖去的為廢料）叫沖孔5-6。2）沖裁過(guò)程：沖裁即是分離工序，工件受力時(shí)必須從彈、塑性變形開(kāi)始，以斷裂告終7。當(dāng)凸模下降接觸板料，板料即受到凸、凹模壓力而產(chǎn)生彈性變形，由于力矩的存在，使板料產(chǎn)生彎曲，即從模具表面上翹起。隨著凸模下壓，模具刃口壓入材料，內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)滿足塑性條件時(shí)，產(chǎn)生塑性變形，不同凸模行程，其變形程度不同，且凹模刃

12、口附近變形大于凸模刃口附近的變形。由此可知，塑性變形從刃口開(kāi)始，隨著切刃的深入，變形區(qū)向板料的深度方向發(fā)展、擴(kuò)大，直到板料的整個(gè)厚度方向上塑性變形，板料的一部分相對(duì)另一部分移動(dòng)。力矩將板料壓向整個(gè)厚度方向上產(chǎn)生塑性變形，板料的一部分相對(duì)于另一部分移動(dòng)。力矩將板料壓向切刃的側(cè)表面，故切刃相對(duì)于板料移動(dòng)時(shí)，這些力將表面平壓，在切口表面上形成光亮帶。當(dāng)切刃附近材料各層中達(dá)到極限應(yīng)變與應(yīng)力值時(shí)，便產(chǎn)生微裂，裂紋產(chǎn)生后，沿著大剪應(yīng)速度方向發(fā)展，直至上、下裂紋會(huì)合，板料就完全分離8-10。3）模具間隙：模具間隙系指凸、凹模刃口縫隙的距離，用符號(hào)c表示，俗稱單面間隙。而雙面間隙用Z表示。間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量、沖

13、裁力、模具壽命的影響很大，是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)極其重要的問(wèn)題11。1.3 課題的國(guó)內(nèi)外研究狀況由于近年市場(chǎng)需求的強(qiáng)大拉動(dòng)，我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展很快，市場(chǎng)廣闊。目前全世界的模具年產(chǎn)值有600億650億美元，我國(guó)2003年模具產(chǎn)值為450億元人民幣左右，約折合50多億美元。近兩年，我國(guó)的模具技術(shù)有了很大的提高，生產(chǎn)的模具有些已接近或達(dá)到國(guó)際水平。2003年模具出口3.368億美元，比上年增長(zhǎng)了33.5%。1996年至2002年間，中國(guó)模具制造業(yè)的產(chǎn)值年平均增長(zhǎng)14%左右，2003年增長(zhǎng)15%以上，廣東、江蘇、浙江、山東等模具發(fā)達(dá)地區(qū)的增長(zhǎng)在25%左右14。模具在我國(guó)被分為10大類、46小類，是

14、涵蓋了各種用于金屬和非金屬成型的特殊裝備。總的來(lái)看，技術(shù)含量低的模具早已供過(guò)于求，市場(chǎng)利潤(rùn)空間狹小，而技術(shù)含量較高的中、高檔模具還遠(yuǎn)不能滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，轎車覆蓋件沖模、精密復(fù)雜塑料模、電子接插件和電子產(chǎn)品模具等高檔模具仍有很大一部分依靠進(jìn)口。.近五年平均每年進(jìn)口模具11.227億美元的模具，這還未包括隨設(shè)備和生產(chǎn)線作為附件帶進(jìn)來(lái)的模具15-16。中國(guó)經(jīng)濟(jì)連年高速發(fā)展，為模具工業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的空間。中國(guó)消費(fèi)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的加快升級(jí)，將帶動(dòng)對(duì)先進(jìn)模具制造技術(shù)，先進(jìn)設(shè)備需求的旺盛。目前，陜西、四川、河北等地模具生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模，技術(shù)水平都有很大的發(fā)展。河北興林車身制造集團(tuán)有限公司作為河

15、北泊頭地區(qū)的骨干企業(yè)帶動(dòng)了一片模具企業(yè)的開(kāi)拓。西部地區(qū)陜西、四川等地的廠商也十分踴躍，模具企業(yè)的體制現(xiàn)狀是大中型企業(yè)的附屬車間，分廠占有相當(dāng)?shù)姆至?，珠三角，長(zhǎng)三角等模具發(fā)達(dá)地區(qū)的民營(yíng)企業(yè)生機(jī)勃勃，股份制及國(guó)有資產(chǎn)自主經(jīng)營(yíng)的專業(yè)模具企業(yè)利用靈活的機(jī)制發(fā)展迅速，由于地區(qū)工業(yè)基礎(chǔ)的差別，當(dāng)?shù)卣叻龀至Χ炔煌戎T多因素，模具工業(yè)發(fā)展的水平差距極大。相對(duì)于國(guó)外部分國(guó)家我國(guó)還相差很遠(yuǎn)，美國(guó)1982年模具產(chǎn)值為57.70億美元。日本1982年模具產(chǎn)值為8600億日元17-19。為了促進(jìn)行業(yè)發(fā)展，中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)和中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)主辦的第十屆國(guó)際模具技術(shù)和設(shè)備展覽會(huì)，于2004年5月12日至16日在上海

16、新國(guó)際博覽中心舉行。本次展覽將有50余家企業(yè)帶來(lái)了加工中心、高速銑，其中不乏國(guó)際知名廠商，如日本的牧野、大隈、山崎馬扎克，德國(guó)的DMG瑞士的WILLEMIN意大利的FIDIA等，其他金屬切削設(shè)備和精密加工設(shè)備、刀具、材料、軟件等領(lǐng)域的世界著名廠商也積極參展，如美國(guó)布朗夏普公司、哈挺公司、法道參展、DM蟲(chóng)司、奧伯格公司，日本法那克公司、東芝工具公司、大同公司、日立公司，沙迪克公司，瑞士阿奇米公司，德國(guó)菜司公司、西門子公司，英國(guó)達(dá)爾康公司，瑞典山特維克有限公司，我國(guó)香港特區(qū)龍記公司以及我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的高明、友嘉公司、喬福等。由精密加工設(shè)備企業(yè)、世界頂級(jí)軟件供應(yīng)商、優(yōu)質(zhì)模具材料企業(yè)所組成的日本軍團(tuán)和德

17、國(guó)高速加工展區(qū)，顯現(xiàn)出模具制造業(yè)已不是傳統(tǒng)意義上的勞工密集型產(chǎn)業(yè)，而是技術(shù)密集型的代表產(chǎn)業(yè)20-21。1.4 課題研究的主要內(nèi)容1）查閱相關(guān)資料，進(jìn)行調(diào)研，熟悉課題。2）撰寫開(kāi)題報(bào)告，要求3000字以上，主要介紹課題的目的意義、國(guó)內(nèi)外研究概況、研究?jī)?nèi)容、關(guān)鍵問(wèn)題及解決思路等。3）熟悉T型件的沖壓材料特性及其詳細(xì)尺寸參數(shù)。4）合理的選擇沖壓設(shè)備，確定壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù)。5）確定模具的結(jié)構(gòu)型式，繪制模具草圖。6）繪制復(fù)合模具的裝配圖及主要零件圖，要求2.3張A0圖紙。7）零件圖標(biāo)注尺寸、公差及技術(shù)條件，并進(jìn)行必要的強(qiáng)度校核。8）編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，要求10000字以上。第二章沖壓成型工藝分析和工藝方

18、案的確定2.1 沖壓的基本工序分類及模具類型的選擇沖壓工序基本分為以下兩大類：第一類是材料受外力后應(yīng)力超過(guò)其強(qiáng)度極限，使材料發(fā)生剪裂或局部剪裂。諸如：板料的剪裂、剪截、沖孔、落料、切口、整修、裁切、沖口等多種作業(yè)形式，但均屬于分離工序；第二類是材料受到外力應(yīng)力超過(guò)其屈服極限，使材料經(jīng)過(guò)塑性變形后成一定的形狀。諸如：彎曲、縮口、卷邊、扭轉(zhuǎn)、拉伸、起伏成形、體積沖壓等變形方式，但均屬于變形工序。將上述兩個(gè)以上的單工序連續(xù)沖壓與復(fù)合在一套模具上沖壓便構(gòu)成連續(xù)沖壓與復(fù)合沖壓工序。上述各種沖壓變形工序所用的模具，雖然結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，但仍然可按其沖壓過(guò)程的動(dòng)作特征、主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及完成的工藝作業(yè)類別，將其劃

19、分成以下幾大類：1）單工序沖模（亦稱單沖模）這種沖模是在壓力機(jī)的一次行程中只完成一個(gè)沖壓工藝工序。一般均以其完成的沖壓工藝工序的名稱來(lái)命名：如只進(jìn)行沖孔的稱之為沖孔模；只進(jìn)行一次彎曲的稱為彎曲模。2）連續(xù)模（亦稱多工序連續(xù)模）這種模具是在壓力機(jī)一次行程中，在模具的不同工位上，能同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上沖壓工序。根據(jù)連續(xù)完成的沖壓工序的工藝作業(yè)類別又將連續(xù)模分為：多工位連續(xù)沖裁模、多工位連續(xù)式復(fù)合模兩種。連續(xù)模只有沖裁工位的，即只進(jìn)行沖孔、切口、沖槽、落料等屬于沖裁作業(yè)的工位，稱為多工位連續(xù)沖裁模。如果連續(xù)模諸工位中，除了沖裁作業(yè)外，還有拉伸或彎曲、成形：包括翻邊、沖擠、壓印等屬于沖裁式復(fù)合模。3

20、）復(fù)合模該類模具僅一個(gè)工位，在壓力機(jī)的一次行程中能完成兩個(gè)或兩個(gè)以上沖壓工步，根據(jù)這類模具完成的沖壓工步的類別，可將其分為：沖裁式復(fù)合模、綜合式復(fù)合模兩種。只完成沖裁作業(yè)的復(fù)合模，最常見(jiàn)的是沖孔落料復(fù)合模。如果連續(xù)模諸工位中,除了沖裁作業(yè)外，還有拉伸或彎曲、成形任意一個(gè)或一個(gè)以上變形工步的復(fù)合模，通稱其為綜合式復(fù)合模、多工位連續(xù)式復(fù)合模。2.2 沖模設(shè)計(jì)與制造的程序由于國(guó)內(nèi)目前正處在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的管理體制與生產(chǎn)組織形式正在逐步改革和健全過(guò)程之中，故目前國(guó)內(nèi)對(duì)沖模設(shè)計(jì)與制造的程序，尚無(wú)固定的標(biāo)準(zhǔn)模式，但整個(gè)過(guò)程大致可以分為如下七個(gè)階段：1) 沖壓設(shè)計(jì)。提供沖件圖及技術(shù)要求；2) 編制沖壓工藝文件。包

21、括：沖壓工藝卡、沖壓工藝手則、工序質(zhì)量分析表、工序質(zhì)量控制圖等；3) 沖模設(shè)計(jì)。符合工藝要求，結(jié)構(gòu)合理，制造容易的整套沖模圖紙；4) 沖模制造。按沖模圖紙制造的沖模，其零部件全部合格且沖出沖件符合沖件圖要求，沖模經(jīng)驗(yàn)合格證，方可交付使用；5) 試模驗(yàn)證。新沖模須經(jīng)沖件設(shè)計(jì)，沖壓工藝編制人員、沖模設(shè)計(jì)者、使用單位、專職檢驗(yàn)員、安全員等有關(guān)人員共同參加，進(jìn)行試?？己伺c驗(yàn)證，合格后各方算驗(yàn)證通過(guò)。6) 投產(chǎn)使用試模驗(yàn)證。新沖模交付使用必須有沖模驗(yàn)證單等隨行文本。并要在使用過(guò)程做投產(chǎn)、維修、出現(xiàn)與解決的問(wèn)題等記錄工作。7) 維修保管。每次使用完成，必須將最后沖制的樣件栓在模具上，同上述填寫好的技術(shù)檔案

22、及有關(guān)記錄一并送檢后入庫(kù)。需要修理至合格后方入庫(kù)保管備用。2.3 沖壓工藝編制與沖模設(shè)計(jì)的步驟和內(nèi)容2.3.1 沖壓工藝編制根據(jù)沖壓件圖編制沖壓工藝的步驟和主要內(nèi)容如下：1)進(jìn)行沖件工藝分析即研究并熟悉沖件結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、沖壓加工工藝及沖壓精度，了解沖件材料及材料質(zhì)量，尤其是表面質(zhì)量。這一階段實(shí)際上是編制沖壓工藝的前期準(zhǔn)備工作,十分重要。首先要詳細(xì)了解沖件在整個(gè)產(chǎn)品中的地位、作用及性能,要研究和分析沖件的沖壓工藝性及改變沖件結(jié)構(gòu)尺寸與形狀從而簡(jiǎn)化加工過(guò)程及沖模結(jié)構(gòu)的可能性；研究沖件在現(xiàn)場(chǎng)條下進(jìn)行經(jīng)濟(jì)沖壓實(shí)現(xiàn)成批與大量生產(chǎn)的可能性；改變沖件結(jié)構(gòu)形狀與尺寸實(shí)現(xiàn)少無(wú)廢料沖壓的可能性。2)確定生產(chǎn)性質(zhì)

23、，投產(chǎn)批量和年總產(chǎn)量。為經(jīng)濟(jì)合理的選定沖模類型，結(jié)構(gòu)及最經(jīng)濟(jì)的制模工藝提供可靠依據(jù)。3)確定工藝要素，編制工藝文件。（ 1） 確定沖壓件生產(chǎn)的工序及設(shè)備種類；（ 2） 設(shè)計(jì)排樣圖。按照考慮年產(chǎn)量和按月收入批量初選的沖模類型，依沖壓件的結(jié)構(gòu)形狀，尺寸與形位精度，進(jìn)行排樣圖設(shè)計(jì)。（ 3） 計(jì)算材料利用率。根據(jù)設(shè)計(jì)完成的排樣圖，按規(guī)定方法計(jì)算材料利用率、單件材料消耗定額并確定允許廢品率。（ 4） 計(jì)算沖壓力，選定沖壓設(shè)備。（ 5） 編制沖壓工藝初稿，并與沖壓工藝施工人員、沖模設(shè)計(jì)者、產(chǎn)品設(shè)計(jì)人、質(zhì)檢人員等有關(guān)人員商討、會(huì)簽、最后形成正式文件。（ 6） 提出沖模設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。2.3.2 沖模設(shè)計(jì)根據(jù)沖壓

24、件圖和以此圖編制的全部工藝文件、現(xiàn)場(chǎng)沖壓設(shè)備使用說(shuō)明書(shū)等進(jìn)行沖模設(shè)計(jì)，需要經(jīng)歷的步驟和完成的工作內(nèi)容如下：1）模具設(shè)計(jì)與從制造的角度出發(fā)。在確保沖件質(zhì)量的基礎(chǔ)上，從改善制模工藝性、提高模具壽命出發(fā)、分析研究沖件的沖壓結(jié)構(gòu)工藝性，熟悉沖件圖結(jié)構(gòu)、尺寸與形位精度、其他技術(shù)要求等。2）提供沖模設(shè)計(jì)的有關(guān)工藝文件是否齊全，包括：沖壓件圖、全套沖壓工藝文件、沖模設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)等。3）分析沖壓工藝的合理性。排樣圖、變形過(guò)程圖及沖模結(jié)構(gòu)選型是否先進(jìn)、恰當(dāng)、經(jīng)濟(jì)合理。4）核算沖壓力，含沖壓附加壓力，諸如：卸料力、頂件力、卸件力、廢料切斷刀、拉深壓邊力、彈壓卸料板壓料力、彈性元件的彈力等。根據(jù)計(jì)算總壓力選用設(shè)備的合

25、理性、沖模裝夾是否困難，壓力機(jī)的形程、閉合高度、壓力行程曲線能否滿足工藝施工要求，排樣圖中搭邊與沿邊值以及排樣方法是否合理，工步順序及工位布置是否合適等。5）最后按確定的沖模類型，規(guī)定沖模總體結(jié)構(gòu)，提出采用典型設(shè)計(jì)組合、沖模零部件標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)設(shè)計(jì)要求。就沖裁模而言，對(duì)單工序模、沖裁復(fù)合模、多工位連續(xù)式?jīng)_裁模，應(yīng)采用GB2851287581冷沖模以及1990年修訂本的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的典型組合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，并按其規(guī)定選配成套冷沖模標(biāo)準(zhǔn)零部件、模板等標(biāo)準(zhǔn)件。對(duì)于含有拉深、彎曲、內(nèi)外緣翻邊等也盡量考慮使用上述標(biāo)準(zhǔn)，以利于制模。6）沖模的細(xì)部設(shè)計(jì)與計(jì)算，包括：（ 1） 送出料裝置的配置及操作方式的確定。在單件

26、、小批量生產(chǎn)中，一般不配用送出裝置而用手工操作；大批量生產(chǎn)中應(yīng)配用通用或?qū)Ｓ米詣?dòng)送出料裝置，以確保生產(chǎn)安全高效，中批生產(chǎn)可考慮由模具帶動(dòng)的鉤式簡(jiǎn)易送料裝置和拔桿卸料器，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)沖壓。（ 2） 壓料與卸料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，要依據(jù)沖件圖對(duì)工件平面度的要求和原料的厚度，沖件形狀及變形工步，確定壓料與否，而后確定固定卸料板還是彈性卸料板，甚至分工位兩者組合的卸料系統(tǒng)。（ 3） 頂件系統(tǒng)與卸件裝置的設(shè)計(jì)，從沖模結(jié)構(gòu)考慮：落料凹模裝在下模的正裝復(fù)合沖裁模以及上模出件的彎曲、拉深、翻邊等單工序模和多工位連續(xù)式復(fù)合模的這些工藝作業(yè)的工位，一般都要在其凹模洞口中設(shè)頂件器。頂件器一般由裝在下模下邊的彈性元件驅(qū)動(dòng)，而卸

27、件器則靠一套剛性頂桿、推板推卸出件。上述裝置設(shè)計(jì)模具時(shí)要根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置。（ 4） 進(jìn)位限位裝置設(shè)計(jì)。根據(jù)排樣圖確定的使用側(cè)刃、擋料銷的位置及尺寸，選用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的合適類型與規(guī)格。此外，還要根據(jù)模具結(jié)構(gòu)和提高送進(jìn)材料定位精度的實(shí)際需要，設(shè)計(jì)側(cè)壓裝置、擋料銷、工藝定位孔等，始用擋料銷、固定擋料銷種類繁多，應(yīng)按沖件厚度、結(jié)構(gòu)形狀與尺寸、搭邊寬度等情況選用。（ 5） 選定沖模制造精度等級(jí)，主要依據(jù)沖件圖要求的沖壓精度，一般要提高12級(jí)精度，作為沖模制造精度的等級(jí)。凸、凹模工作尺寸、進(jìn)距誤差、多工送進(jìn)誤差等均需以確定的沖模制造精度為依據(jù)進(jìn)行計(jì)算，以確保沖制工件尺寸精度不超差。（ 6） 計(jì)算并確定沖模的壓

28、力中心。對(duì)于多工位連續(xù)模這一點(diǎn)較為重要。欲使沖模工件正常而平穩(wěn)，要使其壓力中心與其模柄的軸心線重合，最多不得超過(guò)模柄的投影面積之外，否則會(huì)產(chǎn)生偏移彎矩，加速壓力機(jī)滑塊與導(dǎo)軌以及模具導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的磨損。（ 7） 計(jì)算沖模工作零件尺寸，首先按沖件材料種類及厚度選定間隙極其取向再行計(jì)算。除凸、凹模刃口尺寸需按事先選定或工廠習(xí)慣采用的制模工藝進(jìn)行計(jì)算外、與此有關(guān)的固定板、卸料板及與其配對(duì)便用的斜楔滑塊、鉤式送料裝置的零部件尺寸，都要進(jìn)行計(jì)算并確定下來(lái)，方可制圖。7）根據(jù)選用的GB2851287581冷沖模國(guó)標(biāo)，按其規(guī)定配用的標(biāo)準(zhǔn)模架及成套零部并考慮上述各步驟設(shè)計(jì)內(nèi)容及結(jié)果，繪出模具總裝配圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件。在

29、繪制沖模總裝配圖時(shí)需注意解決好以下一些問(wèn)題：（ 8） 按沖件的沖壓工藝過(guò)程卡規(guī)定使用的沖壓設(shè)備及其主要技術(shù)規(guī)格，諸如：壓力機(jī)臺(tái)面尺寸，壓力機(jī)臺(tái)面及其滑塊上裝模柄孔的尺寸、最小閉合高度等參數(shù)，作為選用標(biāo)準(zhǔn)模架和模柄以及確定模座底面積、模具落料孔以及模具平面裝夾尺寸的依據(jù)。即便選用標(biāo)準(zhǔn)典型組合，也必須考慮上述參數(shù)給予銜接；（ 9） 注意設(shè)計(jì)合適的凹模結(jié)構(gòu)形狀，并對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行必要的校核；（ 10） 凸模長(zhǎng)度要進(jìn)行細(xì)致的計(jì)算，對(duì)于小孔沖模，當(dāng)凸模直徑等于或小于料厚或沖裁高強(qiáng)度材料小孔時(shí)，除在結(jié)構(gòu)上采取加固措施外，對(duì)凸模的抗壓強(qiáng)度和抗縱彎穩(wěn)定性要分別進(jìn)行比要的驗(yàn)算；（ 11） 注意拔桿卸件系統(tǒng)、模具帶動(dòng)

30、的送料裝置等直接裝在模具上或與模具聯(lián)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，與模具主沖壓動(dòng)作的協(xié)調(diào)、配合。必要時(shí)可先設(shè)計(jì)并繪出各機(jī)構(gòu)動(dòng)作過(guò)程組合曲線圖，防止在一個(gè)部位動(dòng)作相碰撞。2.3.3 沖模制造工藝的選擇沖模制造工藝是沖模非標(biāo)準(zhǔn)工作零件即非圓形凸、凹模的制造方法。沖模的標(biāo)準(zhǔn)零部件，包括一些圓形凸模及圓凹模的加工工藝都已定型且這些零件大多可在市場(chǎng)上隨時(shí)購(gòu)買。故通常所說(shuō)的沖模制造工藝是指那些需要另行單獨(dú)制造的非圓凸、凹模以及其他復(fù)雜的非標(biāo)準(zhǔn)凸、凹模的制造方法。首先應(yīng)該將需要加工的凸、凹模零件表面按其用途、作用及加工工藝不同分為：配合面與接觸面兩種。配合面是在沖模組裝或總裝時(shí)，該面與其他零部件配合，要求有一定的尺寸與形位精度

31、及表面粗糙度。2.4 設(shè)計(jì)任務(wù)工件名稱典型沖壓件工件簡(jiǎn)圖如圖1-1所示生產(chǎn)批量年產(chǎn)量10萬(wàn)件為一般批量材料Q235邊長(zhǎng)a=40mm/b=10mm/c=20mm/d=10mm/e=20mm材料厚度2mm其中,A=60B=80匚=35D=10E=35技術(shù)要求L年產(chǎn)量；10萬(wàn)件/年2 .不得有毛刺缺陷等3 .JL下表面為非加工面4 .未注公差按TT14級(jí)精度2.5 沖壓件的工藝分析2.5.1 沖壓件材料分析查沖壓手冊(cè)知，Q235為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，由于含碳適中，綜合性能較好，強(qiáng)度、塑性和焊接等性能得到較好配合，用途最廣泛。強(qiáng)度一般，具有良好的塑性、焊接性以及壓力加工性。主要用于工程結(jié)構(gòu)和受力較小的機(jī)械

32、零件，可以沖裁。2.5.2 工件結(jié)構(gòu)形狀分析該制件形狀比較簡(jiǎn)單，尺寸一般，厚度適中，成中心縱向?qū)ΨQ，適宜沖裁大批加工量生產(chǎn)，屬于普通沖壓件，但是有幾點(diǎn)應(yīng)注意：1）大批量生產(chǎn)應(yīng)重視模具材料和結(jié)構(gòu)的選擇，保證一定的模具壽命。2）沖裁間隙凸凹模間隙的確定應(yīng)符合制件的要求。3）各工序凸凹模動(dòng)作行程的確定應(yīng)保證各工序動(dòng)作穩(wěn)妥、連貫。2.5.3 沖材件的尺寸精度圖1-1所知該T型沖壓件公差等級(jí)為TI14級(jí)，尺寸精度要求較低，普通沖裁完全能夠滿足其要求。根據(jù)以上分析，該零件沖裁工藝性較好，適宜沖裁加工。該零件610mm勺孔由沖孔得出，T形外輪廓由落料得出！2.6 沖壓工藝方案的確定根據(jù)制件工藝性分析，本制件

33、所需的沖壓工序?yàn)槁淞虾蜎_孔兩個(gè)基本工序，可采用的以下三種方案：本制件所需的沖壓工序?yàn)槁淞虾蜎_孔兩個(gè)基本工序，可以有一下三種工藝方案：1）第一步先沖孔，第二部再落料，單工序模生產(chǎn)。2）落料-沖孔復(fù)合沖壓復(fù)合模生產(chǎn)。3）落料-沖孔級(jí)進(jìn)沖壓級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。結(jié)合所學(xué)模具設(shè)計(jì)知識(shí)分析知方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造周期短、制造簡(jiǎn)單，但需要兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)的要求。方案三只需一副模具，生產(chǎn)效率高、操作方便、精度也能滿足要求，但模具輪廓尺寸較大、制造復(fù)雜、成本較高。方案二也只需一副模具，制件精度和生產(chǎn)效率都較高，且工件最小壁厚大于凸凹模許用最小壁厚模具強(qiáng)度也能滿足要求。沖裁件的內(nèi)孔與邊緣

34、的相對(duì)位置精度較高，板料的定位精度比方案三高，模具輪廓尺寸較小，制造比方案三簡(jiǎn)單。通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。2.7 模具結(jié)構(gòu)方案的確定根據(jù)工件可選用落料和沖孔復(fù)合模具。復(fù)合模是在壓力機(jī)的一次行程內(nèi)在模具的一個(gè)工位上完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具，是一種多工序沖壓模具。復(fù)合模與單工序模相比，主要優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率和沖壓件精度高；其缺點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易制造。它適合精度要求較高的軟材料或薄板料沖壓件。倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，又可以直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件卸件可靠，便于操作、并為機(jī)械化出件提供了有利條件，所以應(yīng)用十分廣泛。根據(jù)零件分析，制件的精度要求較低，孔

35、邊距較大，為提高經(jīng)濟(jì)效益和簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，適宜采用倒裝復(fù)合模生產(chǎn)。根據(jù)以上分析確定該制件的生產(chǎn)采用倒裝式復(fù)合模具生產(chǎn)2.8 小結(jié)本章進(jìn)行了工件的沖壓工藝分析、工藝方案的確定和模具結(jié)構(gòu)方案的初步確定。第三章落料沖孔模工藝計(jì)算及模具形式的確定3.1 排樣設(shè)計(jì)及材料的利用率分析1）、排樣方式的選擇方案一有廢料排樣沿沖件外形沖裁在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模來(lái)保證因此沖件精度高模具壽命高但材料利用率低。方案二少?gòu)U料排樣因受剪切條料和定位誤差的影響沖件質(zhì)量差模具壽命較方案一低但材料利用率稍高沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。方案三無(wú)廢料排樣沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些但材料利用率最高。根據(jù)對(duì)所給零件的分析，采用直排

36、有廢料排樣方式，這樣可以保證沖件質(zhì)量，提高模具壽命?？梢匝a(bǔ)償送料誤差，以保證沖出合格工件；保持條料剛度利于送料，避免廢料絲進(jìn)入模具間隙損壞模具。2）、計(jì)算條料寬度搭邊的作用是補(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(guò)大，浪費(fèi)材料、搭邊過(guò)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、影響送料工作。搭邊值通常由經(jīng)驗(yàn)確定，表3-1所列搭邊值為普通沖裁時(shí)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)之一。根據(jù)零件形狀，查表3-1工件之間搭邊值a=2mm,工件與側(cè)邊之間搭邊值a1=2.2mm則條料寬度為70+2X2.2=74.4（mrm因存在剪裁偏差取75mm

37、材料厚度1嗣件及圈#矩形邊長(zhǎng)M5O矩形邊長(zhǎng)1>50或明角r2工件間斷側(cè)邊a件向a側(cè)邊甑工件間的側(cè)邊a0.25以下1.82,02,2152.83.00.25-0,51,2L51,82J0222.50.5-O.S1,0L218U2,0。用L01.21315LR1,2-1.5L0L2L81.92.0L21.52.02jD2.2圖3-13）、確定步距送料步距S條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距，每個(gè)步距可沖一個(gè)或多個(gè)零件。進(jìn)距與排樣方式有關(guān)，是決定擋料銷位置的依據(jù)。條料寬度的確定與模具的結(jié)構(gòu)有關(guān)，進(jìn)距確定的原則是：最小條料寬度要保證沖裁時(shí)工件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度能在沖裁時(shí)順利的在

38、導(dǎo)料板之間送進(jìn)條料，并有一定的間隙。送料步距SS=70+2=72(mm)4）、板料規(guī)格選用1500mmx2800mmx2mm5）、條料長(zhǎng)度L=1500mm6）、每張板料可裁剪的條料數(shù)2800/84.4=33條余1.7mm7）、每條條料可沖裁的零件數(shù)1600/72=22件余2mm8）、每快板料可沖裁的零件數(shù)33x22=726個(gè)9）、沖裁截面面積2由軟件可求出/中裁件面積S=4935.84mm10）、一塊板料的材料利用率726x4935.84/1600x2800=79.98%3.2 沖裁力計(jì)算1）、沖裁力的計(jì)算用平刃沖裁時(shí)，其由文獻(xiàn)【1】公式317實(shí)際沖裁力F一般按下式計(jì)算F=kLtrkp式中F一

39、沖裁力L一沖裁周邊長(zhǎng)度t一材料厚度rb一材料抗沖剪強(qiáng)度：rkp=（0.70.9）rbK一系數(shù)，系數(shù)K是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動(dòng)和不均勻，刃口磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等原因的影響而給出修正系數(shù)，一般取K=1.3。計(jì)算沖裁件輪廓周長(zhǎng)LL=a+2b+c=2x70+60+80n2兀r=311.4(mm由文獻(xiàn)【2】表412知取pb=450Mpa所以F=kLt弋kp=1.3X311X2X0.8X450=187.2(KN)2)、卸料力、推件力的計(jì)算卸料力FXFX=KXF公式3-19推件力FTFT=nKTF公式3-19N史塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量(n=h/t):由文獻(xiàn)【1】查表(3-20)h=

40、6;H-ft刃口部分的高(mm)T材料厚度(mm)(KXKT為卸料力、推件力系數(shù)其值由圖3-2-1可得)FX=KXF=0.045X187200=8.424(KN)FT=nKTF=3X0.055X187200=30.888(KN)所以總沖壓力FZ=F+FX+FT=187.2+8.424+30.888=226.5(KN)科厚VmniKxKtKoCO.I0.1X350,0750.10.14>0.1-050.045-0,0550.0630.0*鋼>03-2.50.044050,0550,06>25<5(k03H.M0330.05A650102-0.030.0250.03鋁、齡合

41、金0.025-0,08003-0.07純銅，黃銅0.02-0.060.OM09圖3-3-23.3 壓力機(jī)選擇3.3.1 沖壓設(shè)備的選擇原則沖壓設(shè)備的選擇主要是根據(jù)沖壓工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量大小、沖壓件的幾何形狀、尺寸及精度要求等因素來(lái)確定的。沖壓生產(chǎn)中常用的沖壓設(shè)備種類很多，選擇沖壓設(shè)備時(shí)主要考慮下述因素：1）沖壓設(shè)備的類型和工作方式是否適用于應(yīng)完成的工序；是否符合安全生產(chǎn)和環(huán)保的要求；2）沖壓設(shè)備的壓力和功率是否滿足應(yīng)完成工序的需要；3）沖壓設(shè)備的裝模高度、工作臺(tái)面尺寸、行程等是否適合應(yīng)完成工序所用的模具；4）沖壓設(shè)備的行程次數(shù)是否滿足生產(chǎn)率的要求等。3.3.2 選擇壓力機(jī)及壓力機(jī)參數(shù)由表2-7

42、4查得，沖槽時(shí)的壓力機(jī)應(yīng)選標(biāo)稱壓力為1250X103N的開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)J23-125表4-1開(kāi)式可傾壓力機(jī)J23-125主要技術(shù)參數(shù)型號(hào)公稱壓力/KN滑塊行程/mm滑塊行程次數(shù)/n'min-1J23-125125014538最大閉合圖度/mm閉合圖度調(diào)初量/mm工作臺(tái)尺寸/mm長(zhǎng)x寬480110710X1080墊板尺寸/mm模柄孔尺寸/mm厚度孔徑直徑深度10025060753.4 模具壓力中心的確定模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合。否則，會(huì)使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過(guò)

43、大的摩擦，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。壓力中心該制件形狀簡(jiǎn)單，左右對(duì)稱T其壓力中心就在其幾何中心上,壓力中心如圖3-37所示圖3-3-43.5 模具刃口尺寸計(jì)算3.5.1 刃口尺寸計(jì)算的一般原則1）刃口尺寸應(yīng)保證沖出合格零件2）由于落料件的實(shí)際尺寸基本與凹模刃口尺寸一致，所以落料時(shí)應(yīng)先計(jì)算凹模刃口尺寸，以獲得合理的沖裁間隙值。而沖孔時(shí)孔的實(shí)際尺寸基本與凸模刃口尺寸一致，因此應(yīng)先計(jì)算凸模刃口尺寸，合理沖裁間隙值依靠改變凹模刃口尺寸獲得3）刃口磨損一些仍能沖出合格工件4）隨著沖裁件數(shù)量的增加，凸模與凹模的刃口在不斷磨損，并不斷改變?nèi)锌诔叽?。只要磨損量不超過(guò)一定范圍，模具應(yīng)仍能

44、沖出合格工件。5）設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)取最小合理沖裁間隙6）隨著凸模與凹模刃口磨損量的不斷增大，沖裁間隙也將不斷增大。所以設(shè)計(jì)模具時(shí)，沖裁間隙應(yīng)取其允許的最小值Zmin。7）應(yīng)注意到，凸模與凹模刃口尺寸的制造公差影響沖裁間隙的大小。所以刃口尺寸的計(jì)算與處理既要保證沖出合格的工件，又要保證合理的沖裁間隙值。3.5.2 刃口尺寸計(jì)算方法常用的計(jì)算刃口尺寸方法有兩種：一是凸模與凹模分別注出各自的基本尺寸及其公差，簡(jiǎn)稱公差法制模；二是只有基準(zhǔn)件（落料時(shí)為凹模，沖孔時(shí)為凸模）注出基本尺寸及其制造公差，而配作件（落料時(shí)為凸模，沖孔時(shí)為凹模）則只注與基準(zhǔn)件相同的基本尺寸，不注公差，在技術(shù)要求中注明配作時(shí)應(yīng)達(dá)到的合理沖裁

45、間隙值Zmin,簡(jiǎn)稱為配作法制模。3.5.3 落料-沖孔模刃口尺寸的計(jì)算1)T型落料凸凹模刃口尺寸的計(jì)算對(duì)T形的落料采用凸、凹模配合加工的方法來(lái)計(jì)算，選擇凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件，只要計(jì)算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸按間隙要求配置。查表2-54,材料是Q23a料厚2mm勺初始雙面間隙為：Zma=0.36mmZin=0.246mm，對(duì)于精度為IT14級(jí)的T形落料模磨損系數(shù)x=0.5T形落料凹模的基本尺寸計(jì)算如下：第一類尺寸：磨損后增大的尺寸按分開(kāi)加工時(shí)的落料凹模尺寸計(jì)算公式D=(D-XA)+0.4x'計(jì)算2凹=(60-0.5X0.74)0+0.4x0.74mm=59.630.74mm

46、b凹=(80-0.5X0.74)0+0.4x0.74mm=79.630.74mmc凹=(35-0.5x0.62)0+0.4x0.62mm=34.690.62mm第二類尺寸：磨損后基本不變的尺寸按分開(kāi)加工時(shí)的孔心距尺寸計(jì)算公式DA=(D-XA)±0.8x計(jì)算凹=(10-0.5X0.36)±0.8x0.36mm=9.82t0.288mm凹二(35-0.5x0.62)0.80.62mm=34.69t0.496mmT形落料凸模的基本尺寸與T形凹模相同，但凸模實(shí)際刃口尺寸與落料凹模配置，保證最小雙面合理間隙值：Zmin=0.246mm分別是：a凸=59.63mmb凸=79.63mmc

47、凸=34.69mmd凸=9.82mme凸=34.69mm2)沖孔凸凹模的刃口尺寸計(jì)算查表2-54,材料是Q235,料厚2mm勺初始雙面間隙為：Zmax=0.36mm,Zmin=0.246mm。查表3-111,R1(T21mml勺孔為IT12級(jí)，對(duì)于精度為IT12級(jí)的沖孔，磨損系數(shù)x=0.75。對(duì)圓形的沖孔采用分開(kāi)加工法計(jì)算，設(shè)凸凹模按IT9級(jí)加工制造，則沖孔：dT=(dmin+xA)-ST0=(20+0.75X0.21)-0.052=20.16-。.。52mmdA=(dT+Zmin)+AA=(20.16+0.246)+052=20.406+052mm校核：|6Tl+I6dAi<Zmax-

48、Zmin=0.104<0.114(滿足間隙公差條件)3.6 模具總體設(shè)計(jì)3.6.1 模具類型的選擇經(jīng)分析，工件尺寸精度要求不高，形狀較簡(jiǎn)單，但工件產(chǎn)量較大，根據(jù)材料厚度，為保證沖模有較高的生產(chǎn)率。通過(guò)比較，決定實(shí)行工序集中的工藝方案，彈性卸料裝置，自然漏料的倒裝復(fù)合結(jié)構(gòu)方式。3.6.2 操作與定位方式1）、操作方式零件的生產(chǎn)批量較大，但合理安排生產(chǎn)可用手工送料方式，提高經(jīng)濟(jì)效益。2）、定位方式因?yàn)閷?dǎo)料銷和固定擋料銷結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。且該模具采用的是條料，根據(jù)模具具體結(jié)構(gòu)兼顧經(jīng)濟(jì)效益，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷，控制送料步距，采用固定式導(dǎo)料銷。3.6.3 卸料與出件方式1）、卸料方式彈

49、壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，主要用于料厚小于或等于2mmi勺板料由于有壓料作用，沖件比較平整。卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇（0.10.2）t,若彈壓卸料板還要起對(duì)凸模導(dǎo)向作用時(shí)，二者的配合間隙應(yīng)小于沖裁間隙。常用作落料模、沖孔模。工件平直度較高，料厚為2m滸目對(duì)較薄，卸料力不大。由于彈壓卸料模具比剛性卸料模具方便，操作者可以看見(jiàn)條料在模具中的送進(jìn)動(dòng)態(tài)，且彈性卸料板對(duì)工件施加的是柔性力，不會(huì)損傷工件表面，故可采用彈性卸料。2）、出件方式因采用倒裝復(fù)合模生產(chǎn)，故采用下出件為佳。3.6.4 確定送料與導(dǎo)向方式1）、確定送料方式因選用的沖壓設(shè)備為開(kāi)式壓力機(jī)，采用縱向送料方式，即由前向后送料。2

50、）、確定導(dǎo)向方式采用4角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)稱的對(duì)角線上所以上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)。常用于橫向送料級(jí)進(jìn)?；蚩v向送料的落料模、復(fù)合模。3.6.5 裝配圖根據(jù)模具總裝圖結(jié)構(gòu)，沖壓工藝要求的計(jì)算，設(shè)計(jì)出的沖槽模如圖3-6-4所示1、上模座2、導(dǎo)柱3、導(dǎo)套4、內(nèi)六角螺釘5、打料桿6、模柄7、沖孔凸模8、上模墊板9、推板10、圓柱11、銷推桿12、推件塊13、上模固定板14、落料凹模15、橡膠凸凹模16、下模固定板17、下模墊板18、內(nèi)六角螺釘圖3-6-4沖槽模裝配圖3.6.6 模具的工作過(guò)程圖3-6-4為T型件落料沖孔模。沖壓時(shí)上模下行，使落料凹模與凸凹模15接觸，沖孔凸模7與凸凹模

51、15接觸，從而成型工件。上?；爻毯笥赏萍K12把工件推出。3.7 小結(jié)本章對(duì)落料沖孔模進(jìn)行了排樣計(jì)算、沖壓力計(jì)算、沖壓設(shè)備粗選、壓力中心計(jì)算、凸凹模刃口尺寸的計(jì)算、模具總體的設(shè)計(jì)第四章模具主要零部件的設(shè)計(jì)、選用4.1 確定落料凹模外形尺寸落料凹模采用整體凹模，采用線切割機(jī)床加工。安排凹模在模架上的位置時(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。其外形尺寸按相關(guān)公式計(jì)算：凹模厚度H=KL公式7-1=0.38x80=30(mm)取凹模厚度H=30mm凹模壁厚c=(1.52)H=(4560)mm取凹模壁厚c=45mm凹模寬度B=L+2c公式7-2=70+2X45=160(mm)凹模長(zhǎng)度L

52、=L+2c公式6-3=80+2X45=170(mm)凹模整體輪廓尺寸LxBXH=170mm160mrK25mm選擇典型組合凸模外形尺寸為170mmx160mmx30mm,故選典型組合為：160x160x180220（GB2873281）4.2 落料凹模具體設(shè)計(jì)1）、型孔位置：從排樣圖上被沖切的位置獲得。2）、型孔尺寸：由刃口尺寸計(jì)算獲得。3）、刃口形式：采用直筒式，刃口高度查表1-26取6mm4）、螺孔、銷孔：各螺孔、銷孔的大小、數(shù)量、位置均可以從典型標(biāo)準(zhǔn)組合GB2873.2中查得。5）、材料及技術(shù)要求：材料選用CU2Mov熱處理5862HRC表面粗糙度如下圖所示。6）、凹模零件圖：由設(shè)計(jì)結(jié)果

53、繪成凹模零件圖，如下圖。59.63己）（3口一16。4.3 沖孔凸模設(shè)計(jì)1）、凸模校核：凸模截面尺寸較大，可不進(jìn)行強(qiáng)度、剛度校核。2）、凸模的結(jié)構(gòu)形式：圓形界面的凸模采用階梯式，查標(biāo)準(zhǔn)GB2873.2,采用固定板壓入式固定。3）、凸模工作部分尺寸：由刃口尺寸計(jì)算獲得。4）、凸模長(zhǎng)度的計(jì)算：查標(biāo)準(zhǔn)GB2873.2,得凸模固定板15mm凸模厚度計(jì)算得30mm則L=45mm5）、材料及技術(shù)要求：材料選用T10A,熱處理硬度5862HRC6）、凸模零件圖：由設(shè)計(jì)結(jié)果繪成凹模零件圖，如下圖。4.4 凸凹模的設(shè)計(jì)1）、凸凹模的壁厚：凸凹模壁厚最小值（40-20）/2=10mm滿足倒裝式復(fù)合模的最小壁厚要求

54、。2）、凸凹模的結(jié)構(gòu)形式：采用直通式，形狀從排樣圖上被沖切的位置獲得。固定方法，采用螺釘、固定板固定法。3）、凸凹模工作部分尺寸：由刃口尺寸計(jì)算獲得4）、凸凹模長(zhǎng)度的計(jì)算：參考標(biāo)準(zhǔn)典型組合GB2873.2得固定板配合段1h=20mm卸料板2h=15mnm單性體元件安裝高度t=30mm卸料板高出凸凹模1mm得凸凹模長(zhǎng)度L=1h+2h+t-1=56mm。5）、材料及技術(shù)要求：材料選用CU2,熱處理硬度5862HRC各表面粗糙度如下圖。6）、凸凹模零件圖。由設(shè)計(jì)結(jié)果繪成凹凹模零件圖，如下圖。10621E4.5 卸料板的設(shè)計(jì)1）、卸料板的設(shè)計(jì)：卸料板采用45鋼制造，淬火硬度4045HRC卸料板輪廓尺寸

55、與落料凹模輪廓尺寸相同，厚度為15mm2）、卸料螺釘?shù)倪x用：卸料板上設(shè)置4個(gè)卸料螺釘，公稱直徑為12mm螺紋部分為M12X80mmiP料螺釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間，以保證卸料的正常運(yùn)動(dòng)。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料螺板超出凹模端面1mm有誤差時(shí)通過(guò)在螺釘與卸料板之間安裝墊片來(lái)調(diào)整。4.6推件塊的設(shè)計(jì)1)、推件塊的設(shè)計(jì)：卸料板采用45鋼制造，淬火硬度4045HRC卸料板輪廓尺寸與落料凹模輪廓尺寸相同，厚度為 15mm4.7卸料橡膠的選用采用橡膠塊作為彈性元件。具有承受載荷比彈簧大，安全與安裝調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)。橡膠塊的選用包括決定其品種、高度及截面尺寸等等。a) 橡膠塊品種的選擇考慮到模具結(jié)構(gòu)，選用四個(gè)圓筒形的聚氨酯橡膠，則每個(gè)橡膠所承受的預(yù)壓力為：Fy=F卸料力/4=28X103N/4=7X103Nb) 確定橡膠的橫截面積A。取hy=10%h=0.1h0,查表3-359,得到P=1.1MPa,則A=Fy/P=7.675X103N/1.1=6.98X103(mc) 橡膠