電腦機(jī)箱接線座多工位級進(jìn)模畢業(yè)設(shè)計說明書

1、第1章 緒論1.1 課題簡介沖壓是在金屬塑性變形的基礎(chǔ)上，利用沖壓模具、借助壓力機(jī)（油壓機(jī)、曲柄壓力機(jī)）將板料金屬（某些非金屬）加工成所需零件的形狀和尺寸，是一種先進(jìn)的金屬加工方法。其具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、工藝適應(yīng)性好、易實現(xiàn)機(jī)械化和自動化生產(chǎn)等特點。由于板料零件質(zhì)量輕、足夠的強(qiáng)度和剛度，可以根據(jù)不同途徑，采用不同材料加工成各種形狀尺寸的零件，以滿足產(chǎn)品的要求，故被廣泛用于汽車、機(jī)械、航天、航空、輕工、電子、電器、儀表等行業(yè)。1.2 課題設(shè)計目的和要求1.2.1 課題設(shè)計的目的本課題要求對給定的電腦機(jī)箱接線座進(jìn)行沖壓模設(shè)計，通過對零件進(jìn)行詳細(xì)的工藝分析進(jìn)而確定沖壓工藝方案

2、，通過本次的設(shè)計可以使我們掌握沖壓工藝與模具設(shè)計的基本方法和步驟、模具零件常用的加工方法及工藝規(guī)程的制定、模具裝配工藝的制定；培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用和鞏固沖壓模具設(shè)計與制造等相關(guān)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識；學(xué)會查找技術(shù)文獻(xiàn)和資料，在熟悉相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范基礎(chǔ)上，提高我們正確查找、判斷、選擇相關(guān)技術(shù)參數(shù)的能力，培養(yǎng)我們的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范意識；同時也可以培養(yǎng)我們分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)細(xì)致的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，強(qiáng)化質(zhì)量意識和時間觀念，為畢業(yè)后的工作打下實踐性的基礎(chǔ)。1.2.2 課題設(shè)計的要求(1)按時完成開題報告；(2)要求學(xué)生完成所給零件的沖壓工藝設(shè)計，提交全套模具圖紙（裝配圖和全部非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖

3、）和相應(yīng)設(shè)計的說明書；(3)完成與設(shè)計相關(guān)的外文文獻(xiàn)的翻譯；(4)每周至少見一次指導(dǎo)老師，主動報告設(shè)計進(jìn)度和設(shè)計中所遇到的問題。第2章 零件的工藝分析2.1 零件的分析電腦機(jī)箱接線座的材料為20鋼，厚度t=0.8mm，大批量生產(chǎn)，制件圖如圖2-1所示：圖2-1 制件圖由制件圖可知，該工件的精度和斷面質(zhì)量要求不高，可按IT14級處理，故可采用普通沖裁。零件上最小的孔、孔邊距及孔間距都大于極限尺寸dmin=1.3t，amin=1.2t，故可以直接沖裁。2.2 工藝分析由圖2-1可看出，該制件的生產(chǎn)過程包括沖孔、彎曲和切斷等多道工序，在沖壓中可采用三種方案：單工序模、復(fù)合模和級進(jìn)模。若采用單工序模，

4、雖然模具結(jié)構(gòu)簡單，但模具數(shù)量較多，所需設(shè)備多，生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)效率低，同時由于該零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，彎曲時受力不均，模具定位困難，難以達(dá)到精度要求；若采用復(fù)合模，雖可減少單工序模的部分缺點，產(chǎn)品精度有所提高，但不易實現(xiàn)生產(chǎn)自動化；級進(jìn)模雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但對小件大批量生產(chǎn)時可降低模具成本，易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，同時還可確保安全，故該零件采用級進(jìn)模生產(chǎn)。第3章 排樣圖的設(shè)計3.1 多工位級進(jìn)模排樣設(shè)計的要點作為級進(jìn)模設(shè)計的關(guān)鍵要素，排樣圖的設(shè)計最為重要。排樣圖的優(yōu)化與否，關(guān)系到材料的利用率、工件精度的高低、模具制造的難易程度和使用壽命等，還關(guān)系到模具各工位的協(xié)調(diào)與穩(wěn)定。根據(jù)材料的利用情況，排樣方

5、法有有廢料排樣、少廢料排樣和無廢料排樣。排樣設(shè)計是在零件沖壓工藝分析基礎(chǔ)上進(jìn)行的，設(shè)計排樣圖時，首先根據(jù)制件圖計算展開尺寸，然后進(jìn)行各種方式的排樣。在確定排樣方案時，必須對工件的沖壓方向、變形程度、變形次數(shù)、變形工藝的類型、模具結(jié)構(gòu)和模具加工工藝性等進(jìn)行綜合考慮。由于級進(jìn)模是將各工序組合后連續(xù)送進(jìn)沖壓加工，在設(shè)計排樣圖時，應(yīng)熟練掌握各類級進(jìn)模沖模的特點和內(nèi)在關(guān)系。各種沖壓工序在排樣設(shè)計中的排序原則：(1)純沖裁類型的級進(jìn)模在排樣設(shè)計時，原則上是先沖導(dǎo)正釘孔和間距精度要求高的孔或型孔，并在材料連續(xù)不斷送進(jìn)過程中分工位切割出沖件外形的輪廓，最后得到一個完整的沖壓零件；(2)帶有沖裁、彎曲類型的級進(jìn)

6、模在排樣設(shè)計時，應(yīng)先沖出導(dǎo)正釘孔和型孔以及需要彎曲和成形部位的局部外形，再進(jìn)行彎曲成形；(3)沖裁、拉深級進(jìn)模對于需多次拉深才能成形的零件，為保證材料的塑性流動，獲得較小的拉深系數(shù)，再加上切邊余量，應(yīng)先安排切口工序再進(jìn)行拉深，最后從帶料上沖切下零件；(4)帶有拉深、彎曲工序的級進(jìn)模此類級進(jìn)模在排樣設(shè)計時原則上應(yīng)先拉深后沖切周邊廢料，再進(jìn)行彎曲加工。3.2 毛坯展開尺寸的計算該零件的彎曲均為簡單彎曲，彎曲件毛坯長度計算是先將彎曲件分為剛性區(qū)和變形區(qū)，剛性區(qū)的長度不變，變形區(qū)的長度為應(yīng)變中性層的長度，彎曲件毛坯總長為若干段剛性區(qū)和變形區(qū)長度之和。常見的幾類彎曲件毛坯尺寸的計算由文獻(xiàn)【1】表3-8所

7、示，兩邊彎曲展開計算公式如下： L總=p/2(r+x1t)+p/2(R+x2t)+(a-r)+(h-r-R-2t)2+(w-2R-2t)式中x1、x2可通過文獻(xiàn)【2】表3-1查出，其他符號如圖3-2所示:圖3-1 彎曲件展開計算示意圖由前文中的零件圖可得知t=0.8 r=1.5 R=0.95 L=40.5 a=6.5 h=6.3 w=27.5 由文獻(xiàn)【2】表3-1可根據(jù)線性關(guān)系計算出x1=0.442、x2=0.425代入有L總=(2.912+2.026+5+3.05)2+24=50.3兩端彎曲展開尺寸的計算可由文獻(xiàn)【1】表3-7得知：L1=a+b+0.4t式中a=1.4 b=2.3 t=0.8

8、代入得L1=4.02mm由以上計算可得零件展開圖如圖3-2所示：圖3-2 零件展開圖3.3 確定排樣的搭邊值搭邊值是指工件之間以及工件與條料側(cè)邊之間留下的余料，搭邊的作用是：（1）補(bǔ)償片料的定位誤差，保證工件的精度；（2）保證片料具有足夠的剛度便于送料。搭邊數(shù)值取決于沖件的尺寸和形狀、材料的硬度和厚度、排樣形式、送料及擋料方式、卸料方式等因素。搭邊過大，材料利用率低；搭邊過小，則搭邊強(qiáng)度和剛度不夠，甚至造成沖裁力不均，損壞模具刃口。搭邊值一般由經(jīng)驗確定，由文獻(xiàn)【2】表2-11參考選取，最終延邊搭邊值a1=2.43mm,工件與工件之間的搭邊值a=4.7mm。3.4 料寬和步距的計算3.4.1 條

9、料寬度的計算條料寬度確定的原則是：所謂最大條料寬度是要保證在沖裁時能順利的在導(dǎo)料板之間送進(jìn)，且與導(dǎo)料版之間有一定的間隙；最小條料寬度要保證工件周邊有足夠的搭邊值。所以，在確定條料寬度時一定要根據(jù)模具結(jié)構(gòu)來確定，看模具中是否采用側(cè)刃和側(cè)壓裝置。在機(jī)箱接線座級進(jìn)模的設(shè)計中采用自動送料裝置，并由圖3-2可知零件與送料方向垂直的最大尺寸為86.14mm，延邊搭邊值為2.43mm，故條料寬度B=86.14+22.43=91mm。3.4.2 步距的計算級進(jìn)模的步距是指條料在模具中每向前送進(jìn)一次，所需移動的距離，即模具中相鄰兩工位之間的距離，級進(jìn)模中任何相鄰兩工位之間的距離必須相等。步距的精度將直接影響零件

10、的精度，故在多工位級進(jìn)模中要合理的確定步距的基本尺寸和步距精度。對于單排排列的步距是由沖件與送料方向平行的最大尺寸和工件之間的搭邊值決定的，由圖3-2知最大尺寸為50.3mm，故步距S=50.3+4.7=55mm。3.5 排樣圖根據(jù)前面幾節(jié)的介紹，可知該排樣圖共有七個工位，步距為55mm，料寬為91mm，延邊搭邊值為2.43，工件之間的搭邊值為4.7，零件排樣圖如圖3-3所示：圖3-3零件排樣圖第一工位：沖出零件上的6個孔和中心線上的工藝孔；第二工位：沖出展開零件兩邊的外形；第三工位：沖出展開零件兩端的外形；第四工位：預(yù)彎兩邊和兩端，彎曲成45；第五工位：彎曲兩邊和兩端成90；第六工位：中間彎

11、曲成形；第七工位：切斷廢料。3.6 材料利用率的計算眾所周知，在沖壓零件的成本中，材料的費用占60%以上，排樣的目的就是為了合理利用材料。材料的利用率是指工件的實際面積與板料面積的比值，是用來衡量合理利用材料的指標(biāo)。一個步距內(nèi)材料的利用率可根據(jù)文獻(xiàn)【1】式（2-9）知：h=A/(BS)100%式中，A-工件的實際面積（包括沖出的小孔在內(nèi)）mm2 B-條料的寬度mm S-送料步距mm由圖3-2可計算出工件的實際面積A=（27.850.3）2+43.954+27.517.64-（2p7.52）/4-（4p8.42）/4=3034.952mm代入上式有h=3034.952/（5591）100%=60

12、.64%故一個步距內(nèi)材料的利用率為60.64%。第4章 沖裁工藝力的計算4.1 各工序沖裁力的計算4.1.1 沖裁力的計算計算沖裁力的目的是為了合理的設(shè)計模具和選用設(shè)備。壓力機(jī)的噸位必須大于所計算的沖裁力，來滿足沖裁的要求。由文獻(xiàn)【2】式2-8知采用平刃口模具沖裁時，其沖裁力F0可按下式計算：F0=Ltt式中，L-沖裁周長mm； t-材料厚度mm；t-材料抗剪強(qiáng)度MPa。考慮到實際生產(chǎn)中，模具刃口的磨損，凸、凹模間隙的波動，材料機(jī)械性能的變化，材料厚度偏差等因素，實際所需沖裁力還須增大30%，即F=1.3F0=1.3Ltt4.1.2 卸料力及推件力的計算卸料力是指從凸模上將零件或廢料卸下來所需

13、的力，推件力是指從凹模內(nèi)順著沖裁力方向把零件或廢料從凹模腔頂出所需的力。影響這些力的因素主要有材料的機(jī)械性能，、材料的厚度、模具間隙、零件形狀尺寸和潤滑情況等。大間隙沖裁時，因板料所受拉伸變形大，故沖裁后的彈性回復(fù)使得落料件比凹?？仔?，沖下的孔比凸模大，使卸料力和推件力降低，故要準(zhǔn)確計算這些力比較困難，一般采用經(jīng)驗公式計算，由文獻(xiàn)【2】式2-13、2-15得經(jīng)驗公式如下：推件力：F1=nk1F卸料力：F3=K3F式中 F-實際沖裁力N； n-同時梗塞在凹模內(nèi)的片數(shù)（或廢料數(shù)），n=h/t； t-材料厚度mm； h-凹模刃口有效高度mm，本設(shè)計中取h=5mm； K1、K3-推件力、卸料力系數(shù)，其

14、值由文獻(xiàn)【2】表2-10查得K1=0.055，K3=0.045由于本設(shè)計采用彈性卸料裝置和下出料方式，故總的沖裁力F0可由文獻(xiàn)【2】式2-18得知為：F0=F+F1+F3本工件所采用的材料為20鋼，由文獻(xiàn)【1】表8-1得其相關(guān)的力學(xué)性能如表4-1所示：表4-1 相關(guān)力學(xué)性能材料名稱牌號材料狀態(tài)抗剪強(qiáng)度t（MPa）抗拉強(qiáng)度sb(MPa)屈服點ss（MPa）伸長率s（%）碳素結(jié)構(gòu)鋼20已退火280-400355-50025024綜合考慮取t=300MPa，sb=400MPa.4.1.3 各工序所需力的計算第一工位所需的力：沖裁力：F=1.3Ltt=1.33004(p8.4)+2(p7.5)+p50

15、.8=52.54KN推件力：F1=nK1F=60.05552.54=17.34KN卸料力：F3=K3F=0.04552.54=2.36KN總沖裁力：F0=F+F1+F3=72.24KN第二工位所需的力：沖裁力：F=1.3Ltt=1.3300250.460.8=78.14KN推件力：F1=nK1F=60.05578.14=25.79KN卸料力：F3=K3F=0.04578.14=3.52KN總沖裁力：F0=F+F1+F3=78.14+25.79+3.52=107.45KN第三工位所需的力：沖裁力：F=1.3Ltt=1.3300279.180.8=87.1KN件力：F1=nK1F=60.05587

16、.1=28.74KN卸料力：F3=K3F=0.04587.1=3.92KN總沖裁力：F0=F+F1+F3=87.1+28.74+3.92=119.76KN第四、五、六工位所需的力：該工位是彎曲成形，彎曲力采用校正彎曲力，所謂校正彎曲是指板料經(jīng)自由彎曲后，開始與凸、凹模表面完全接觸，此時，凸模繼續(xù)下行，零件由于受到模具擠壓將繼續(xù)彎曲，彎曲力急劇增大的過程。校正彎曲的目的，在于減少回彈，提高彎曲件質(zhì)量。校正彎曲力的公式由文獻(xiàn)【1】式3-5得知如下：F校=qA/1000式中，F(xiàn)校-校正彎曲力KN q-單位校正力MPa，其值可根據(jù)文獻(xiàn)【1】表3-15查得為q=30-40取q=35MPa A-彎曲件上被

17、校正部分在垂直于彎曲力方向的平面上的投影面積mm2A=2466.62mm2,代入得F校=（352466.62）/1000=86.33KN4.2 沖壓設(shè)備的選擇選擇設(shè)備時需注意以下幾點：1、壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于各種沖壓工藝力的總和。2、根據(jù)沖壓工序的性質(zhì)、生產(chǎn)批量大小、模具結(jié)構(gòu)選擇壓力機(jī)類型和規(guī)格。3、根據(jù)模具尺寸大小、安裝和進(jìn)出料等情況選擇壓力機(jī)臺面尺寸。4、選擇的壓力機(jī)閉合高度應(yīng)與模具的閉合高度相配合。5、壓力機(jī)滑塊模柄孔的直徑要與模柄直徑相符、模柄孔的深度應(yīng)大于模柄的長度。6、壓力機(jī)滑塊行程長度應(yīng)保證毛坯順利放入，沖件能順利取出，成形拉深件和彎曲件應(yīng)大于制件高度的2.5-3倍。7

18、、壓力機(jī)的行程次數(shù)應(yīng)保證模具有最高的生產(chǎn)效率。8、壓力機(jī)應(yīng)使用方便和安全。根據(jù)以上知該級進(jìn)模所需的總的力：F總=72.24+107.45+119.76+86.33=385.78KN壓力機(jī)的公稱壓力PF總=385.78KN.又因為該模具的長度尺寸有700mm，考慮裝模因素由文獻(xiàn)【1】表8-9選開式雙柱可傾壓力機(jī)，型號為J23-80相關(guān)參數(shù)如表4-2所示：表4-2 開式雙柱可傾壓力機(jī)技術(shù)規(guī)格型號公稱沖壓力/KN滑塊行程/mm滑塊行程次數(shù)（次/min）最大封閉高度/mm封閉高度調(diào)節(jié)量/mm工作臺尺寸/mmJ23-8080013045380908005404.3 模具壓力中心的確定模具的壓力中心是指沖

19、壓力合力的作用點。設(shè)計時，模具的壓力中心應(yīng)與壓力機(jī)滑塊中心以及模柄中心一致，如果不一致，沖壓時將產(chǎn)生偏載現(xiàn)象，將導(dǎo)致模具及壓力機(jī)滑塊與導(dǎo)軌之間的急劇磨損，使模具和壓力機(jī)的使用壽命降低。在實際生產(chǎn)中，可能會遇到因沖件的形狀或排樣特殊，從模具結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造兩方面考慮，不宜使壓力中心與模柄中心重合，壓力中心的偏離不能超出所選壓力機(jī)允許范圍。沖模壓力中心的確定：(1)規(guī)則形狀的壓力中心位于其幾何中心（重心）；(2)直線段的壓力中心位于線段中心；(3)圓弧線段的壓力中心由文獻(xiàn)【1】式2-19可知為：Y=(180Rsina)/(pa)式中，b-弧長；其他符號意義見圖4-1圖4-1 圓弧線段的壓力中心(4)

20、復(fù)雜零件及多個凸模模具壓力中心的確定可參考文獻(xiàn)【1】2.3.5節(jié)內(nèi)容解析法：原理：各分力對某軸的力矩的代數(shù)和=諸力的合力對該軸的力矩。1) 計算步驟：按比例畫出沖裁輪廓線或每個凸模刃口輪廓的位置，選定坐標(biāo)軸x、y；2) 把圖形的輪廓線分成幾部分，計算各部分的長度L1，L2，Ln或分別計算每一個凸模刃口輪廓的周長L1，L2，Ln；3) 求出各部分重心位置的坐標(biāo)值（x1，y1），（x2，y2），（xn，yn）；4) 模具壓力中心的坐標(biāo)值（x0，y0）可根據(jù)文獻(xiàn)【1】中式2-20和2-21得x0=（L1x1+L2x2+Lnxn）/（L1+L2+Ln）y0=（L1y1+L2y2+Lnyn）/（L1+L

21、2+Ln）該級進(jìn)模中采用滾珠導(dǎo)向，可根據(jù)其找到壓力中心，故此處不詳細(xì)計算。第5章 沖裁模工作部分尺寸的計算5.1 沖裁間隙5.1.1 間隙對沖裁件質(zhì)量的影響1、 合理的間隙：凸、凹模刃口尖端的連線與最大剪應(yīng)力方向重合時，斷面雖有斜度，但較平直、光潔、沖裁力小；2、 間隙偏大時：切斷面的圓角帶增大，光亮帶減小，毛刺大而厚，斜度增大，沖裁力增大；3、 間隙偏小時：切斷面的圓角帶減小，光亮帶增大，毛刺小而硬，但斜度小，沖裁力大，模具容易磨損。5.1.2 間隙對沖裁件尺寸精度的影響1、 間隙偏大時:材料在拉伸狀態(tài)下分離，彈性恢復(fù)會使落料件的外形尺寸小于凹模刃口尺寸，使沖孔件的尺寸大于凸模刃口尺寸；2、

22、 間隙偏小時：材料在擠壓的狀態(tài)下分離，彈性恢復(fù)會使落料件的外形尺寸大于凹模刃口尺寸，使沖孔件的尺寸小于凸模刃口的尺寸。5.1.3 間隙對沖裁力的影響1、 間隙偏大時：材料在拉伸狀態(tài)下分離，裂紋更容易產(chǎn)生，沖裁力?。?、 間隙偏小時：在擠壓狀態(tài)下分離，裂紋推遲產(chǎn)生，沖裁力大。5.1.4 間隙對模具壽命的影響1、 間隙偏小時：因沖裁力大，散熱條件差，擠壓狀態(tài)下工作，磨損快，所以模具壽命短；2、 間隙偏大時：因沖裁力小，散熱條件好，拉伸狀態(tài)下工作，磨損小，壽命長。5.1.5 凸、凹模間隙值的確定由以上分析可知，凸、凹模間隙對沖裁件質(zhì)量、沖裁力、模具壽命有很大的影響。所以，在設(shè)計模具時一定要選擇一個合

23、理的間隙值。考慮到模具在使用過程中的磨損會使間隙增大，因此在設(shè)計和制造模具時均采用最小合理間隙值Cmin。確定間隙的方法由文獻(xiàn)【2】第二章第二節(jié)可知有兩種方法。(1)理論確定法理論確定法的主要依據(jù)是保證裂紋重合，以便獲得良好的斷面。此方法復(fù)雜較少采用，此處不詳細(xì)介紹。(2)經(jīng)驗確定法根據(jù)最近幾年的研究和使用經(jīng)驗，間隙值要按使用要求分類選用，一般情況可按下列方法選用間隙值（雙面）：軟材料： t1mm Z=(6%-8%)tt=1-3mm Z=(10%-15%)tt=3-5mm Z=(15%-20%)t硬材料： t4mm時，rd=2t2、 凸、凹模間隙C的確定對于U形件彎曲，必須合理選擇凸、凹模間隙

24、。間隙過大，回彈大，彎曲件尺寸和形狀不易保證；間隙過小，彎曲力增大，使工件變薄，降低模具壽命。生產(chǎn)中常按材料的機(jī)械性能和材料厚度選?。簩τ阡摪?，C=（1.05-1.15）t對于有色金屬，C=（1-1.1）t對于V形件彎曲，凸、凹模間隙是靠調(diào)節(jié)壓力機(jī)的閉合高度控制的，但在設(shè)計模具時，須考慮到凸模圓角半徑rp與凹模底部圓角半徑rb以及凸、凹模兩側(cè)，在模具閉合時完全接觸或貼合，才能保證彎曲質(zhì)量。第6章 多工位級進(jìn)模主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)制件的結(jié)構(gòu)性能模具的基本結(jié)構(gòu)如圖6-1所示：圖6-1 模具結(jié)構(gòu)示意圖6.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計6.1.1 凹模結(jié)構(gòu)形式多工位級進(jìn)模中凹模的設(shè)計和制造比凸模更加復(fù)雜與困難

25、，常用的凹模結(jié)構(gòu)類型有整體式和鑲拼式。整體常用于工步較少、精度要求不高的級進(jìn)模中；結(jié)構(gòu)復(fù)雜的常采用鑲拼結(jié)構(gòu)，如此方便加工、裝配、調(diào)整和維護(hù)，來保證凹模的精度。本級進(jìn)模中由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工序較多，故采用鑲拼結(jié)構(gòu)，凹模板選用Cr12鋼，熱處理淬硬達(dá)58-62HRC。6.1.2 凹模刃口形式和固定方法刃口 形式：據(jù)文獻(xiàn)【1】表2-21知有直刃口和錐形刃口，選刃口形式時，根據(jù)沖裁件的形狀、厚度、尺寸精度以及模具的具體結(jié)構(gòu)來決定。凹模刃口設(shè)計中廢料上浮和堵塞漏料孔是造成模具受損甚至報廢的主要原因之一，故本設(shè)計中采用直刃口形式，具體結(jié)構(gòu)見圖6-2所示：圖6-2 凹模刃口形式凹模固定常用的方法有螺釘和銷釘固定

26、、臺階固定等，本設(shè)計中采用臺階固定。6.1.3 凹模的外形尺寸沖裁時凹模承受沖裁力和側(cè)向擠壓力的作用，由于凹模結(jié)構(gòu)形式和固定方法的不同，且受力情況又較復(fù)雜，目前，還不能用理論的方法來確定凹模輪廓尺寸。生產(chǎn)中通常根據(jù)沖裁板料的厚度和沖裁件的輪廓尺寸，及凹?？卓谌斜陂g距離，由文獻(xiàn)【1】式2-24、2-25的經(jīng)驗公式來確定，各符號如圖6-3所示：圖6-3 凹模外形尺寸凹模厚度 H=kb（15mm）凹模壁厚 C=（1.5-2）H(30-40mm)式中，b-凹模刃口的最大尺寸（mm） k-系數(shù)，考慮板料厚度的影響，可根據(jù)文獻(xiàn)【1】表2-22查得本設(shè)計中取H=45mm，C=54.5mm凹模的整體尺寸根據(jù)排

27、樣尺寸、螺釘、銷釘?shù)陌仓茫蓞⒖嘉墨I(xiàn)【4】表2-45，由于排樣圖的長度為390mm，故凹模板長度取A=500mm，料寬為91mm，故B=200mm，所以凹模固定板的外形尺寸為50020045mm，如圖6-4所示：圖6-4 凹模固定板6.2 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計6.2.1 凸模的結(jié)構(gòu)和固定方式對于短粗凸?？砂礃?biāo)準(zhǔn)選用或則按常規(guī)設(shè)計，對于多工位級進(jìn)模中的沖小孔凸模、分解沖裁凸模和沖窄長槽凸模應(yīng)根據(jù)沖裁件的厚度、沖裁間隙、沖壓速度和凸模的加工方法等因素來決定凸模的結(jié)構(gòu)和固定方式。凸模的結(jié)構(gòu)形式有很多，有整體式、直通式、鑲拼式和帶護(hù)套式等，刃口形式有平刃口和斜刃口，其截面形狀有圓形的、非圓形的。凸模的固定方

28、法有很多，常見的有：臺階固定、螺釘和銷釘固定、鉚接固定和粘結(jié)劑燒結(jié)固定等。在本模具設(shè)計中由于均是小型凸模，故均采用臺階固定，結(jié)構(gòu)如圖6-5所示：圖6-5 凸模的臺階固定6.2.2 凸模長度的確定凸模長度的確定可根據(jù)文獻(xiàn)【3】表3-56查得如下所述：凸模長度可按下列計算：L=h1+h2+h3+h式中，h1-凸模固定板厚度（mm） h2-卸料板厚度（mm） h3-導(dǎo)料板厚度（mm） h-為安全長度，一般取h=15-20mm，在此取h=20mm具體結(jié)構(gòu)見圖6-6所示：圖6-6 凸模長度6.2.3 凸模的材料與硬度凸模材料要考慮既使刃口有較高的耐磨性，又能使凸模承受沖裁時的沖擊力，故凸模應(yīng)具有高的硬度

29、和適當(dāng)?shù)捻g性。形狀簡單且模具壽命要求不高的凸?？刹捎肨8A、T10A等材料制造；形狀復(fù)雜且模具壽命要求高的凸模應(yīng)選用Cr12、Cr12MoV等材料制造；要求高壽命、高耐磨性的凸模，可選用硬質(zhì)合金材料或高速鋼制造。此處凸模材料與凹模材料一樣為Cr12，淬硬為56-60HRC，比凹模稍軟一點，提高凹模的壽命。6.3 固定板和墊板的設(shè)計6.3.1 固定板將凸?；虬寄０粗欢ǖ南鄬ξ恢脡喝牍潭ê螅鳛橐粋€整體再安裝在上模座或下模座上。模具中使用最多的是凸模固定板，其形狀有圓形和矩形，常用于固定小型凸模。凸模固定板的外形與凹模輪廓尺寸一致，厚度取凹模厚度0.6-0.8倍，固定板中的凸模安裝孔與凸模采用H

30、7/m6、H7/n6的過渡配合，壓裝以后，要將凸模端面和固定板一起磨平，固定板的材料一般采用Q235、Q345、45鋼。本設(shè)計中凸模固定板采用T10A鋼，調(diào)質(zhì)50-52HRC，外形尺寸為50020036mm，如圖6-7所示：圖6-7 凸模固定板6.3.2 墊板的設(shè)計墊板的作用主要是承受凸模壓力或凹模壓力，防止過大的沖壓力在上、下模板上壓出凹坑，影響模具正常工作，墊板厚度取3-12mm，外形尺寸與凸、凹模固定板相同，材料選45號鋼，調(diào)質(zhì)達(dá)38-43HRC，墊板的外形尺寸為50020012mm，如圖6-8所示：圖6-8 凸模墊板6.4 定位零件模具上定位零件的作用是使毛坯或半成品在模具上能正確定位

31、。根據(jù)毛坯的形狀、尺寸、模具的結(jié)構(gòu)形式，可以選用不同的定位方式。常見的定位零件有：導(dǎo)料板(導(dǎo)料銷)、擋料銷、側(cè)刃、導(dǎo)正銷、定位板等。每種方式的特點如下：1、 定位板和定位銷：用于單個毛坯的定位裝置，以保證工件在前后工序中相對位置精度，或保證工件內(nèi)孔與外緣的位置精度的要求。2、 導(dǎo)料板和導(dǎo)料銷：采用條料或帶料沖裁時，一般選用導(dǎo)料板或?qū)Я箱N來導(dǎo)正材料的送進(jìn)方向。本設(shè)計中采用導(dǎo)料板，具體形式如圖6-9所示：圖6-9 導(dǎo)料板3、 擋料銷：擋料銷是對條料或帶料在送進(jìn)方向上起定位作用的零件，用來控制送進(jìn)量。4、 側(cè)刃：側(cè)刃常用于連續(xù)模中控制送料步距，用于連續(xù)模中片料的縱向定位。5、 導(dǎo)正銷：導(dǎo)正銷用于級進(jìn)

32、模的精定位。當(dāng)工件內(nèi)形與外形精度要求較高時，無論是擋料銷定距還是側(cè)刃定距，都不能滿足要求，而導(dǎo)正銷可以提高定距精度。沖壓時，先插入前面工序已沖好的孔中，以保證內(nèi)孔與外形相對位置的精度，消除由于送料而引起的誤差。本設(shè)計根據(jù)文獻(xiàn)【5】表3-16選用選用B型導(dǎo)正銷（JB/T7642.2-1994）其參數(shù)如圖6-10所示：圖6-10 導(dǎo)正銷由圖可知桿直徑為8mm，導(dǎo)正部分直徑為5mm，長度為92mm的B型導(dǎo)正銷，材料為T8A，淬硬達(dá)50-54HRC。6.5 卸料裝置的設(shè)計卸料是指當(dāng)完成一次沖壓時，上?；爻虝r把工件或廢料從凸模上卸下來，以便下次沖壓繼續(xù)進(jìn)行。卸料裝置常用的有剛性卸料和彈性卸料兩種。6.5

33、.1 剛性卸料板剛性卸料板與導(dǎo)料板可做成整體式和分體式兩種，整體式結(jié)構(gòu)簡單，但裝配調(diào)整不便，分體式在模具中廣泛使用。凸模與剛性卸料板的雙邊間隙取決于板料厚度，一般在0.2-0.5之間，板料薄時取小值，板料厚時取大值。剛性卸料板的厚度一般為5-20mm，具體根據(jù)卸料力大小來定。6.5.2 彈性卸料板彈性卸料裝置包括卸料板、彈性組件（彈簧或橡膠）、卸料螺釘?shù)?。彈性卸料裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性與安全性不如剛性卸料板，并由于受彈簧、橡膠等零件的限制，卸料力小。彈性卸料的優(yōu)點是既能起到卸料作用又在沖裁時起壓料作用，所得沖裁零件質(zhì)量高，平直度高，因此對質(zhì)量要求較高的沖裁件或板厚t1.5mm的薄板沖裁宜采用。彈

34、性卸料板厚度一般為5-20mm，其中與凸模的單邊間隙為0.2-0.5mm。本設(shè)計中選用彈性卸料裝置，該方案具有壓緊、導(dǎo)向、保護(hù)細(xì)小凸模、成形和卸料五大作用。1、彈性卸料板尺寸由文獻(xiàn)【5】表3-28選取彈性卸料板厚度T=20mm，據(jù)表3-29選取單邊卸料間隙為0.01mm，材料為Q235，其尺寸具體如圖6-11所示：圖6-11 彈性卸料板2、彈性元件模具中常用的彈性元件有彈簧和橡皮，在本設(shè)計中選用彈簧。彈簧式標(biāo)準(zhǔn)件，模具中常用的彈簧有圓鋼絲螺旋彈簧、方鋼絲螺旋彈簧和碟形彈簧等。圓鋼絲螺旋彈簧制造方便，應(yīng)用最廣；方鋼絲螺旋彈簧和碟形彈簧所能產(chǎn)生的壓力比圓鋼絲螺旋彈簧大得多，主要應(yīng)用于卸料力或壓料力

35、較大的模具，此處選用圓形螺旋彈簧。由文獻(xiàn)【5】表3-45標(biāo)準(zhǔn)圓柱螺旋壓縮彈簧（GB/T2089-1994）預(yù)選彈簧直徑d=2.5mm，外圈直徑D=18mm，節(jié)距t=6.17mm，材料為65Mn淬硬達(dá)43-48HRC。3、 卸料螺釘根據(jù)文獻(xiàn)【5】表3-36圓柱頭卸料螺釘（JB/T7650.5-1994）選用M10的卸料螺釘，材料為45鋼，熱處理硬度達(dá)35-40HRC，d=M10，長度L=96mm，具體尺寸如圖6-12所示：圖6-12 卸料螺釘6.5.3 浮料結(jié)構(gòu)的設(shè)計根據(jù)本模具的實際情況，在此采用兩種浮料方式，在送料端采用兩排共四對浮料銷，既可浮料還可以導(dǎo)料，在模具中后段，彎曲部分由于零件與模板

36、之間接觸較小，采用單排共四個浮料銷，為防止浮料銷卡入導(dǎo)正銷孔，故浮料銷的直徑要比中心線上的孔大，此處浮料銷直徑為8mm。螺塞選用M16的，彈簧外徑為11mm。6.6 模架的設(shè)計模架主要有兩大類：一類是有上模座、下模座和導(dǎo)柱導(dǎo)套組成的導(dǎo)柱模模架；另一類是由彈壓導(dǎo)板、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)板模模架，模架及其組成零件已部分標(biāo)準(zhǔn)化。6.6.1 模架的選擇由文獻(xiàn)【5】表4-1選用滾動導(dǎo)向的四導(dǎo)柱模架（JB/T7182.4-1995），由于本級進(jìn)模長度較大，寬度較小，故不采用標(biāo)準(zhǔn)鋼板，此處自制上下模座。根據(jù)凹模的外形尺寸500200mm取上下模座外形尺寸為700340mm。厚度尺寸參考四導(dǎo)柱模架，具體

37、尺寸如下：上模座：70034055mm，如圖6-13所示圖6-13 上模座下模座：70034065mm，如圖6-14所示：圖6-14 下模座6.6.2 導(dǎo)向零件的設(shè)計在沖壓模具中設(shè)置導(dǎo)向裝置可以提高模具的精度，同時也可以減少壓力機(jī)對模具精度的不良影響，可節(jié)省調(diào)整時間，提高工件精度和模具壽命，導(dǎo)向裝置有導(dǎo)板導(dǎo)向、導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向分為滑動導(dǎo)向和滾動導(dǎo)向兩種結(jié)構(gòu)形式。本設(shè)計采用滾動導(dǎo)向裝置。1、滾動導(dǎo)向?qū)е鶕?jù)文獻(xiàn)【3】表9-32滾動導(dǎo)向?qū)е℅B/T2861.2-2008）選用直徑d=45mm,長度L=230mm，材料為20Cr，滲碳深度為0.8-1.2mm，硬度為60-64HRC，具

38、體結(jié)構(gòu)如圖6-15所示：圖6-15 滾動導(dǎo)向?qū)е?、滾動導(dǎo)向?qū)讚?jù)文獻(xiàn)【3】表9-33滾動導(dǎo)向?qū)祝℅B/T2861.4-2008）選用直徑D=70mm，長度L=120mm，鋼球直徑為d=7mm，材料為20Cr，滲碳深度為0.8-1.2mm，硬度為60-64HRC，滾動導(dǎo)向中的導(dǎo)柱導(dǎo)套采用H7/h6配合，結(jié)構(gòu)如下圖6-16所示：圖6-16 滾動導(dǎo)向?qū)?.6.3 螺釘和銷釘?shù)拇_定1、 螺釘本模具設(shè)計過程中三次用到螺釘，不同的地方螺釘?shù)囊?guī)格不同，下面逐一介紹：(1)上模座和下模座的連接螺釘：據(jù)文獻(xiàn)【5】表3-48內(nèi)六角圓柱頭螺釘（GB/T70.1-2000）選用M10的螺釘(2)壓板和導(dǎo)套的連接

39、螺釘：據(jù)文獻(xiàn)【5】表3-48內(nèi)六角圓柱頭螺釘（GB/T70.1-2000）選用M6螺釘(3)卸料板和導(dǎo)料板的連接螺釘：據(jù)文獻(xiàn)【5】表3-48內(nèi)六角圓柱頭螺釘（GB/T70.1-2000）選用M6螺釘2、 銷釘本設(shè)計過程中僅在上下模座的連接中用到銷釘，據(jù)文獻(xiàn)【5】表3-49圓柱銷（GB/T119.1-2000）選用F12的銷釘6.6.4 校核模具的閉合高度通過前文的介紹知凸模的長度為L=36+20+20+10=86mm;模具閉合高度H總=H上模座+H墊板1+凸模長度L+H凹模板+H墊板2+H下模座將參數(shù)代入有：H總=55+12+86+45+12+65=275mm由前文所選壓力機(jī)知最大封閉高度為3

40、80mm，封閉高度調(diào)節(jié)量為90mm，故最小調(diào)節(jié)量為290mm。由于需要滿足Hmin+10mmH合Hmax-5mm，故需在模具下面墊厚度為25mm的墊板。6.7 繪制總裝圖本模具的總裝圖如圖6-17所示：圖6-17 總裝圖第7章 模具零件的加工工藝一、沖裁模凸、凹模的加工特點沖裁屬于分離工序，凸模凹模帶有鋒利的刃口，凸、凹模之間的間隙較小，其加工特點如下：1、 凸、凹模的精度主要根據(jù)沖裁件的精度決定，一般比沖裁件精度高2-3個等級，凸、凹模尺寸精度一般在 IT6-IT9之間；2、 凸、凹模刃口部分的表面粗糙度Ra=0.4mm，裝合表面的粗糙度Ra=0.8mm。3、 凸、凹模的工作部分應(yīng)具有較高的硬度和耐磨性以及良好的韌性，通常凹模工作部分的熱處理硬度為60-62HRC，凸模的熱處理硬度為58-60HRC；4、 凸、凹模裝配后應(yīng)保證具有均勻的最小合理間隙；5、 凸模主要是外形的加工，凹模主要是孔系的加工，直通式凸模和凹模型孔常用的加工方法是線切割。據(jù)文獻(xiàn)【6】第四章第二節(jié)知直通式凸模和凹模型孔典型工藝路線如下：下料鍛造退火毛坯外形加工（粗加工、精加工、磨基準(zhǔn)面和裝配面）螺孔、銷孔、穿絲孔加工熱處理（淬火和回火）磨裝配面退磁處理線切割刃磨刃口二、彎曲模