南汽WQ14電阻支架沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+三維UG+文檔】

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冷沖壓生產(chǎn)過程的主要特征是依靠沖模和沖壓設(shè)備完成加工，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，生產(chǎn)率很高，操作簡單。所獲得的零件一般無需進(jìn)行切削加工，因而是一種節(jié)能節(jié)原的無切削加工方法。冷沖壓與其他加工方法相比，具有獨(dú)到的特點(diǎn)，所以在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。沖壓模具技術(shù)集合了機(jī)械、電子、化學(xué)、光學(xué)、材料、計(jì)算機(jī)、精密監(jiān)測和信息網(wǎng)絡(luò)等諸多學(xué)科，是一個(gè)綜合性多學(xué)科的系統(tǒng)工程。沖壓模具技術(shù)的發(fā)展趨勢主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展，模具產(chǎn)品的技術(shù)含量不斷提高，模具制造周期不斷縮短，沖壓模具生產(chǎn)朝著信息化、無圖化、精細(xì)化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，沖壓模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)批品牌化、管理信息化、經(jīng)營國際化的方向發(fā)展[1]。 1.2 本課題的意義 本課題主要研究連接支架的成型工藝及模具設(shè)計(jì)。本產(chǎn)品屬于小型沖壓件，工序簡單，適合快速成型大批量生產(chǎn)。冷沖壓工藝在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛，材料利用率高，生產(chǎn)率高，能耗小，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好，同時(shí)也適合加工一些復(fù)雜形狀的零件。然而，隨著產(chǎn)品的不斷更新?lián)Q代，中小型沖壓件種類增加，不同類型的產(chǎn)品，沖壓件互換性低，單個(gè)零部件的生命周期較短，對模具設(shè)計(jì)與制造也提出了更高的要求，同時(shí)也意味著成本的增加。在這樣的社會(huì)背景下，就需要設(shè)計(jì)者從根本上找到解決方法，革新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，縮短新產(chǎn)品的開發(fā)投產(chǎn)周期，適應(yīng)多變的市場需求。總上所述，研究本課題具有重要的意義。 同時(shí)，通過本課題的研究，還能很好的鞏固所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，聯(lián)系實(shí)際生產(chǎn)，系統(tǒng)地把理論知識(shí)正確地運(yùn)用到設(shè)計(jì)中去，樹立正確的模具設(shè)計(jì)思想。本課題通過對連接支架的成型工藝及模具設(shè)計(jì)的研究，培養(yǎng)與開拓正確、合理的設(shè)計(jì)思路，掌握鈑金件成型工藝以模具設(shè)計(jì)的一般規(guī)律、方法和步驟，掌握模具設(shè)計(jì)方法和步驟，培養(yǎng)運(yùn)用國標(biāo)、手冊、行業(yè)規(guī)范等相關(guān)技術(shù)資料以及能聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行產(chǎn)品成型工藝與模具設(shè)計(jì)的綜合能力，為我們即將走向工作崗位打下了良好的基礎(chǔ)。 1.3 冷沖壓模具的發(fā)展及前景 “十一五”期間，我國模具市場總體趨勢平穩(wěn)向上。目前，國內(nèi)市場對中高檔家電、汽車、塑料制品模具的需求量很大，但要求國產(chǎn)模具必須在質(zhì)量、交貨期等方面滿足用戶的需求。我國加入WTO后，伴隨著世界經(jīng)濟(jì)的一體化浪潮，全球制造業(yè)加速向中國大陸地區(qū)轉(zhuǎn)移已是大勢所趨，中國也將逐步發(fā)展成為世界級(jí)的制造業(yè)基地。中低檔的模具國際市場潛力十分巨大，只要國產(chǎn)模具的質(zhì)量能夠有提高，交貨期能夠保證，模具出口的前景是十分樂觀的。優(yōu)勢明顯的廣東特別是珠三角地區(qū)，將在十年之內(nèi)發(fā)展成為世界模具生產(chǎn)中心。同時(shí)，由于近年來我國每年用近10億美元進(jìn)口模具，其中精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)，所以從減少進(jìn)口角度出發(fā)，這類高檔模具在市場的分額比例也將逐步增大。現(xiàn)代模具其高技術(shù)、人才密集、高技術(shù)背景下的工藝密集型工業(yè)的特點(diǎn)，是在新型工業(yè)化道路上走在前面的產(chǎn)業(yè)，模具作為重要的制造裝備行業(yè)在為各行各業(yè)服務(wù)的同時(shí)，也直接為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)服務(wù)，模具在制造業(yè)產(chǎn)品研發(fā)、創(chuàng)新和生產(chǎn)中所具有的獨(dú)特的重要地位，使得模具制造能力和水平的高低也成為國家創(chuàng)新能力的重要標(biāo)志。 模具應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大、已應(yīng)用領(lǐng)域?qū)δ＞咛岢龅母嗪透咭?，使模具工業(yè)發(fā)展速度快于其他制造業(yè)的發(fā)展速度已成為普遍規(guī)律，目前世界模具市場供不應(yīng)求，近幾年，市場總量一直在600～650億美元之間，而我國模具出口尚不到8％，“十一五”期間完全可以擴(kuò)大這個(gè)份額，同時(shí)隨著經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展趨勢日趨明顯，模具制造業(yè)逐漸向我國轉(zhuǎn)移以及跨國集團(tuán)到我國進(jìn)行模具采購趨向日趨明顯，外資和民營資本繼續(xù)看好我國模具行業(yè)，我國模具行業(yè)機(jī)遇大于挑戰(zhàn)，未來國際模具市場前景廣闊，我國模具仍有較大發(fā)展空間。 模具產(chǎn)品市場競爭力不斷提升。當(dāng)前，我國面臨發(fā)達(dá)國家的技術(shù)優(yōu)勢和發(fā)展中國家價(jià)格優(yōu)勢的雙重壓力。工業(yè)發(fā)達(dá)國家模具企業(yè)憑借其技術(shù)優(yōu)勢和實(shí)力，在中高檔模具方面具有競爭優(yōu)勢，隨著他們逐步進(jìn)入我國，對我國的模具工業(yè)形成了巨大挑戰(zhàn)；印度、泰國及東歐一些國家，近年來模具工業(yè)發(fā)展也很快，而且其模具的價(jià)格也具有很強(qiáng)的競爭優(yōu)勢，我國模具行業(yè)的成本和價(jià)格優(yōu)勢會(huì)逐步削弱并最終消失。羅百輝指出，中國模具企業(yè)必須在技術(shù)、管理和人才培訓(xùn)方面下功夫，積極引進(jìn)國外先進(jìn)的模具制造技術(shù)，提升高端模具產(chǎn)品開發(fā)能力，調(diào)整模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，不斷提高我國模具產(chǎn)品的國際競爭力。 主要的發(fā)展趨勢可概括為一下幾點(diǎn)：1）模具市場全球化，模具生產(chǎn)周期進(jìn)一步縮短；2)模具CAD/CAM向集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展；3)模具技術(shù)向高速加工、硬銑削和復(fù)合加工方向發(fā)展；4)模具產(chǎn)品將向大型、精密、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展；5)模具種類向熱流道、氣輔模具及適應(yīng)高壓注塑成型工藝方向發(fā)展；6)快速經(jīng)濟(jì)模具前景十分廣闊；7)優(yōu)質(zhì)模具材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)受到重視；8)汽車、IT電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展影響模具市場景氣；9)模具產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)還需進(jìn)一步調(diào)整。 1.4 本課題可能會(huì)遇到的問題及解決措施 1.4.1回彈現(xiàn)象 當(dāng)彎曲結(jié)束，外力去除后，塑性變形留存下來，而彈性變形則完全消失。彎曲變形區(qū)外側(cè)因彈性恢復(fù)而縮短，內(nèi)側(cè)因彈性恢復(fù)而伸長，產(chǎn)生了彎曲件的彎曲角度和彎曲半徑與模具相應(yīng)尺寸不一致的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象稱為彎曲件的回彈。 1.4.2影響回彈的因素 （1） 材料的力學(xué)性能：材料的屈服點(diǎn)越高，彈性模量E越小，彎曲彈性回跳越大； （2） 相對彎曲半徑：相對彎曲變徑越大，則回彈也越大； （3） 彎曲中心角：彎曲中心角越大，表明變形區(qū)的長度越長，故回彈的積累值越大，其回彈角越大。但對彎曲半徑的回彈影響不大； （4） 彎曲方式及彎曲模具結(jié)構(gòu)：采用校正彎曲時(shí)，工件的回彈??； （5） 彎曲件形狀：工件的形狀越復(fù)雜，一次彎曲所成形的角度數(shù)量越多,使回彈困難，因而回彈角減?。? （6） 模具間隙: 在壓彎U形件時(shí)，間隙大，材料處于松動(dòng)狀態(tài)，回彈就大；間隙小，材料被擠壓，回彈就??； （7） 非變形區(qū)的影響。 1.4.3減小回彈的措施 （1） 材料選擇:應(yīng)盡可能選用彈性模數(shù)大的，屈服極限小機(jī)械性比較穩(wěn)定的材料。 （2） 改進(jìn)彎曲件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):設(shè)計(jì)彎曲件時(shí)改進(jìn)一些結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)彎曲件的剛度以減小回彈。比如：在變形區(qū)壓加強(qiáng)肋或壓成形邊翼，增加彎曲件的剛性，使彎曲件回彈困難。 （3） 從工藝上采取措施 ① 采用熱處理工藝：對一些硬材料和已經(jīng)冷作硬化的材料，彎曲前先進(jìn)行退火處理，降低其硬度以減少彎曲時(shí)的回彈，待彎曲后再淬硬。在條件允許的情況下，甚至可使用加熱彎曲。 ② 增加校正工序：運(yùn)用校正彎曲工序，對彎曲件施加較大的校正壓力，可以改變其變形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，以減少回彈量。 ③ 采用拉彎工藝：對于相對彎曲半徑很大的彎曲件，由于變形區(qū)大部分處于彈性變形狀態(tài)，彎曲回彈量很大。這時(shí)可以采用拉彎工藝。 （4） 從模具結(jié)構(gòu)采取措施 ① 補(bǔ)償法：利用彎曲件不同部位回彈方向相反的特點(diǎn)，按預(yù)先估算或試驗(yàn)所得的回彈量，修正凸模和凹模工作部分的尺寸和幾何形狀，以相反方向的回彈來補(bǔ)償工件的回彈量。 ② 校正法：可以改變凸模結(jié)構(gòu)，使校正力集中在彎曲變形區(qū)，加大變形區(qū)應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)的改變程度（迫使材料內(nèi)外側(cè)同為切向壓應(yīng)力、切向拉應(yīng)變 ）。 ③ 縱向加壓法：在彎曲過程完成后，利用模具的突肩在彎曲件的端部縱向加壓, 使彎曲變形區(qū)橫斷面上都受到壓應(yīng)力，卸載時(shí)工件內(nèi)外側(cè)的回彈趨勢相反，使回彈大為降低。利用這種方法可獲得較精確的彎邊尺寸，但對毛坯精度要求較高。 ④ 采用聚氨酯彎曲模：利用聚氨酯凹模代替剛性金屬凹模進(jìn)行彎曲。彎曲時(shí)金屬板料隨著凸模逐漸進(jìn)入聚氨酯凹模，激增的彎曲力將會(huì)改變圓角變形區(qū)材料的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，達(dá)到類似校正彎曲的效果，從而減少回彈。 1.4.4 其他問題 （1）防止滑移的措施 盡可能采用對稱凹模，邊緣圓角相等，間隙均勻；采用彈性頂件裝置的模具結(jié)構(gòu)；采用定位銷的模具結(jié)構(gòu)。 （2）控制彎裂的措施 經(jīng)過冷變形硬化的材料，可采取熱處理方法恢復(fù)塑性。對于剪切斷面的硬化層，還可以采取先取出然后再進(jìn)行彎曲的方法；取出坯料剪切面的毛刺，采用整修、擠光、滾光等方法降低剪切面的表面粗糙度；彎曲時(shí)將切斷面上的毛面一側(cè)處于彎曲受壓的內(nèi)緣（即朝向彎曲凸模）；對于低塑性材料或厚料，可采用加熱彎曲；采取多次彎曲的工藝方法；對于較厚板料的彎曲，如果結(jié)構(gòu)允許，采取先在內(nèi)側(cè)開工藝槽再彎曲的工藝。 第2 章 成型方案的確定 2.1零件的工藝分析 2.1.1 沖壓件的工藝分析 工藝分析從沖壓件的原材料、沖壓件的形狀尺寸及其要求的精度、技術(shù)要求三方面分析。成型零件的零件圖及三維模型如圖2.1、圖2.2所示： 圖2.1 電阻支架的二維零件圖 圖2.2電阻支架的三維圖 （1）該零件的原材料 本課題零件材料為黃銅H62，厚度為1mm，具有良好的綜合力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度：410~630MPa 剪切強(qiáng)度343~392MPa，屈服強(qiáng)度160MPa，彈性模量90Gpa~123.5Gpa。 （2）該零件的形狀、尺寸及其要求的精度 電阻支架屬于大批量生產(chǎn)的中小型沖壓件，板料厚度1mm，除特殊標(biāo)注外，其零件尺寸公差等級(jí)為IT13級(jí)，特殊標(biāo)注公差等級(jí)不高于IT9級(jí)，從該零件外形來看，成型該零件需要沖裁、彎曲兩種成型工藝。 該零件沖裁件外形簡單，表面有一個(gè)Φ2小孔，查表2-1可得，該孔大小大于最小自由沖裁半徑1.3mm，孔與邊緣之間的距離a受模具強(qiáng)度和沖裁件質(zhì)量的限制，其值不能過小，宜取a≥2,并不得小于3～4mm。該沖裁件的孔邊距為3mm，其中為板料厚度，符合沖裁件的要求。 表2-1沖孔的最小尺寸 材 料 自由凸模沖孔 精密導(dǎo)向凸模沖孔 圓孔直徑d 長方孔寬b 圓孔直徑d 長方孔寬b 硬 鋼 1.3 1.0 0.5 0.4 軟鋼及黃銅 1.0 0.7 0.35 0.3 鋁 0.8 0.5 0.3 0.28 酚醛層壓布板 0.4 0.35 0.3 0.25 2.1.2彎曲件的工藝分析 該零件上共有兩種彎曲，一個(gè)是U型對稱彎曲，另一個(gè)是Z型彎曲，需要在最少兩個(gè)不同的工位上進(jìn)行成形。其中最小彎曲過度圓半徑0.5mm查表2.2可得，該彎曲半徑大于黃銅的最小彎曲半徑0.35mm，彎曲角度公差為±2°。符合冷沖模彎曲要求。 表2-2最小彎曲半徑 材 料 退火狀態(tài) 冷作硬化狀態(tài) 彎曲線的位置 垂直纖維 平行纖維 垂直纖維 平行纖維 純 銅 0.1 0.35 1.0 2.0 軟黃銅 0.1 0.35 0.35 0.8 黃銅（半硬） 0.1 0.35 0.5 1.2 2.2工藝方案的分析 2.2.1 沖孔落料部分的方案分析 （1）方案一，單工序模：利用簡單工序模具生產(chǎn)，先落料—沖孔 （2）方案二，沖孔落料復(fù)合模，倒裝復(fù)合模： （3）方案三，沖孔落料復(fù)合模，正裝復(fù)合模： （4）方案四，級(jí)進(jìn)模：采用級(jí)進(jìn)模可以將零件在一套級(jí)進(jìn)模具中完成，第一步?jīng)_孔，第二步落料。 各方案的比較 方案一：采用單工序模，其結(jié)構(gòu)簡單，可是采用單工序模需要制造2套模具來進(jìn)行生產(chǎn)，增加了制造成本，同時(shí)所用的壓力機(jī)臺(tái)數(shù)增多或者延長了生產(chǎn)時(shí)間，造成成本增加或競爭下降，而且采用單工序模具增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)生產(chǎn)效率低，安全性差。 方案二：采用倒裝復(fù)合模時(shí)，其優(yōu)點(diǎn)和正裝復(fù)合模相似，凹模在上模，而且采用彈性卸料裝置比較容易取料，下出件，安全性高。 方案三：采用正裝復(fù)合模時(shí)，凸模在上模，彎曲凹模在下模，結(jié)構(gòu)簡單，工作效率較高，下出件，安全性較較差。 方案四：采用級(jí)進(jìn)模，安全性好，工作效率高，但是考慮到級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度較大，而且裝配位置精度要求高。按照實(shí)際生產(chǎn)，級(jí)進(jìn)模成本也高。 綜上所述，對比四個(gè)工藝方案的比較結(jié)果，沖孔落料部分適合采用倒裝裝復(fù)合模即第三工藝方案。 2.2.2彎曲部分分析 （1）方案一，單工序模：利用簡單工序模具生產(chǎn)，彎曲—彎曲—彎曲 （2）方案二，彎曲復(fù)合模（對稱部分用一副模具）： （3）方案三，級(jí)進(jìn)模：采用級(jí)進(jìn)?？梢詫⒘慵谝惶准?jí)進(jìn)模具中完成，第一步U型，第二步Z型。 各方案的比較 考慮方法與沖孔落料部分相同； 綜上所述，對比三個(gè)工藝方案的比較結(jié)果，彎曲部分適合采用彎曲復(fù)合模即第二種工藝方案。 第3章 工藝計(jì)算 3.1 沖裁件毛坯尺寸 當(dāng)材料彎曲時(shí)，外層材料受拉而伸長，內(nèi)層材料受壓而縮短，在伸長和縮短之間存在一個(gè)長度保持不變的中性層。一般將r＞0.5t的彎曲稱為有圓角半徑的彎曲，而將r≤0.5t的彎曲稱為無圓角半徑的彎曲。 r＞0.5t的彎曲件由于變形區(qū)變薄不嚴(yán)重，且斷面畸變小，按中性層長度等于毛坯長度的原則計(jì)算。 公式為： 　　　 (3-1) 式中　　L—彎曲件毛坯展開長度(mm)； 　　 —直線部分各段長度(mm)； 式中　 —圓弧部分各段長度（mm）； Ｋ—應(yīng)變中性層位移系數(shù)，見表3-1。 　　　　r—彎曲件內(nèi)彎曲半徑(mm)； 　　　　t—板厚(mm)； —彎曲帶中心角（°）。 r≤0.5t的彎曲件由于彎曲變形區(qū)變薄嚴(yán)重，斷面畸變大，只能采用彎曲前后等體積相等原則進(jìn)行計(jì)算。采用修正公式L=l1+l2+kt（k為修正系數(shù)，一般取k=0.4～0.6）進(jìn)行初步計(jì)算。 表3-１應(yīng)變中性層位移系數(shù) r/t 0.5 0.6 0.7 0.8 1 1.2 1.3 1.5 2 K 0.25 0.26 0.28 0.3 0.32 0.33 0.34 0.36 0.38 如表4-1 r=2.5時(shí)，r/t=2.5 K=0.39 r=0.5時(shí)，r/t=0.5 K=0.25 L=8×2+π×（2.5+0.39×1）×2+34-2.5×2-0.5×2+0.5×1×2=60mm B=7-0.5+9-1-0.5×2+12-7-1-0.5+5+0.5×1×2=25mm 3.2　排樣 3.2.1排樣圖的搭邊尺寸 本課題沖壓件彎曲前的毛坯尺寸圖3-1所示。本課題中沖裁件的形狀由圓形和矩形組成，沖裁件的搭邊可查表3-2。 3.2.2條料寬度 電阻支架沖裁模采用無側(cè)壓裝置的模具，應(yīng)考慮在送料過程中因條料的擺動(dòng) 而使側(cè)面搭邊減少。為補(bǔ)償側(cè)面搭邊的減少，條料寬度應(yīng)增加一個(gè)條料可能的擺動(dòng)量，連接支架沖壓件零件彎曲前毛坯的條料寬度故按下式計(jì)算： 圖 3.1 圖3.2 條料寬度 B-Δ0=（Dmax+2a）-Δ0 (3-2) 導(dǎo)料板之間的距離 　　　　　 　　(3-3) 式中　　Dmax—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸(mm)； a—側(cè)搭邊值(mm)； △—板料剪裁時(shí)的下偏差(mm)； Z—擋料板與最寬條料之間的間隙(mm)。根據(jù)t=1mm的黃銅沖裁時(shí)無側(cè)壓裝置。查表3-2可得搭邊值，查表3-3可知Z=0.5mm，查表3-4可知△=0.5mm。 表3-2 沖裁金屬材料的搭邊值 材料厚度t 手工送料 自動(dòng)送料 圓形 非圓形 往復(fù)送料 a a1 a a1 a a1 a a1 ~1 1.5 1.5 2 1.5 3 2 大于1~2 2 1.5 2.5 2 2.5 2.5 3 2 大于2~3 2.5 2 3 2.5 4 3.5 大于3~4 3 2.5 3.5 3 5 4 4 3 大于4~5 4 3 5 4 6 5 5 4 大于5~6 5 4 6 5 7 6 6 5 大于6~8 6 6 7 6 8 7 7 6 8以上 7 6 8 7 9 8 8 7 表3-3擋料板與最寬條料之間的間隙Z (mm) 條料厚度 條料寬度 無側(cè)壓裝置 有側(cè)壓裝置 ≤100 ＞100～200 ＞200～300 ≤100 ＞100 ≤1 0.5 0.5 1 5 8 ＞1～5 0.8 1 1 5 8 表3-4板料剪裁時(shí)的下偏差△ (mm) 條料厚度 條料寬度 ≤50 ＞50～100 ＞100～200 ＞200～400 ≤1 0.5 0.5 0.5 1.0 1～3 0.5 1.0 1.0 1.0 3.2.3排樣及材料利用率 為保證沖裁件的精度要求、提高沖裁模具的使用壽命，電阻連接支架沖壓零件的排樣方法采用有廢料排樣。根據(jù)沖壓件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有以下幾種排樣方案：直排、斜排、直對排和斜對排如下圖所示。 圖3.3 圖3.4 圖3.5 圖3.6 材料利用率　　　　　　　　　　　 　　(3-4) 式中　　A—一個(gè)步距內(nèi)沖裁的實(shí)際面積(mm2)； B—條料寬度(mm)； S—步距(mm)； 若考慮到料頭、料尾和邊余料的消耗，則一張板上總的材料利用率為 　　　　　　　　 (3-5) 式中　　n—一張板料上的沖裁剪總數(shù)目； A1—一個(gè)沖裁件的實(shí)際面積(mm2)； B—板料寬度(mm)； 　　　　L—板料長度(mm) [4]。 查《沖壓手冊（第2版）》表2-17，最小搭邊值是： 工件間1.6、側(cè)邊2mm 工件面積由caxa得：585.34mm2 直排排樣一：圓邊取搭邊值a1=1.5mm，非圓邊取搭邊值a=2,圓邊a' =1.5。條料寬度B=26.5mm，步距L=64.65mm； 材料利用率：η=585.34/（26.5×64.65）=34.2% 直排排樣二：條料寬度B=67.15mm，步距L=24.5mm 材料利用率：η=585.34/（67.15×24.5）=35.6% 對排排樣三：取搭邊值a=3， a1=2。條料寬度B=38mm，步距L=65.15mm； 材料利用率：η=585.34/（38×65.15）×2=47.3% 斜排排樣四：取搭邊值a=3, a1=2。條料寬度B=42.43mm，步距L=86mm； 材料利用率：η=585.34/（42.43×86）=16.1% 排樣三材料利用率高，所以本題就采用對排排樣三設(shè)計(jì)模具， 根據(jù)《新編沖壓工計(jì)算手冊》提供的黃銅板H62規(guī)格尺寸為200～3000mm，在本課題中選擇用10001500mm的板料。按照寬度方向裁成條料時(shí)： N=100038=26　 N1= 1500-2 65.15×2=44 n=N×N1=26×44=1144 按照長度方向裁成條料時(shí)： 直對排N=150038=39　N1=1000-265.15×2=30 n=N×N1=39×30=1170 一個(gè)電阻支架沖裁件件的實(shí)際面積Ａ１=585.34mm2，以長度為沖裁條料寬度能夠沖裁的件數(shù)多于以寬度為沖裁條料寬度的件數(shù)，材料利用率高。 以寬度裁剪條料總的材料利用率：η=585.34×11701000×1500=45.6% 3.3　沖壓力計(jì)算 3.3.1 沖裁力計(jì)算 沖裁力： F≈Ltσb (3-6) 式中　　F—沖裁力(N)； L—沖裁周長(mm)； t—材料厚度(mm)； σb—材料抗拉強(qiáng)度(MPa)； 沖孔力：F沖≈Ltσb=6.281420=2637.6N 落料力：F落≈Ltσb=173.15×1×420=72723N 卸料力：　 (3-7) 推件力：　 (3-8) 頂件力：　　(3-9) 式中　　 n—同時(shí)梗塞在凹模內(nèi)的工件數(shù): n=h/t (3-10) h—凹模洞口的直壁高度(mm)； t—材料厚度(mm)； KX、KT、KD—卸料力、推件力、頂件力系數(shù)，見表3-5[4]。 表3-5 卸料力、推件力、和頂件力系數(shù) 材料厚度t/mm KX KT KD 鋼 ≤0.1 ＞0.1～0.5＞0.5～2.5 0.065～0.075 0.045～0.055 0.04～0.05 0.1 0.063 0.045 0.14 0.08 0.06 鋁、鋁合金 純銅、黃銅 0.025～0.08 0.02～0.06 0.03～0.07 0.03～0.09 注：卸料系數(shù)KX，在沖多孔、大搭邊和輪廓復(fù)雜制件時(shí)取上值。 FX =0.0372723N=2.18 kN FT =60.042637.6N=0.63 kN 倒裝復(fù)合模，F(xiàn)D=0 本課題中的復(fù)合模具采用彈性卸料和上出件方式，則總的沖裁力： FZ= F沖+ F落+FX+FD+FT =2.64+72.7+2.18+0+0.63=78.15 kN 3.3.2彎曲力計(jì)算 1）自由彎曲力的計(jì)算公式： (1)V形件彎曲 (3-11) (2)U形件彎曲 　　　　　　　　 (3-12) 式中　　F—自由彎曲力（N）； b—彎曲件寬度（mm）； r—彎曲件內(nèi)彎曲半徑（mm）； σb—材料抗拉強(qiáng)度（MPa）； k—系數(shù)，一般取k=1-1.3； t—材料厚度（mm）。 U形彎曲時(shí)： FU=0.7×1.3×7×2×1×1×4203.5=5350.8N 　 ` Z形彎曲時(shí)： FZ=2FV=2×0.6×1.3×10×1×1×4201.5=3276N 彎曲件的自由彎曲力： F自=FU+FZ=5350.8+3276=8626.8N　 2）頂件力和壓料力： 頂件力和壓料力FQ值可近似取自由彎曲力的30%～80%[8]，即 FQ=（0.3～0.8）F自 （3-13） FQ=0.7 F自=0.78626.8N=6038.8 N 3）校正彎曲時(shí)彎曲力計(jì)算公式： F校=qA (3-14) 　式中　　F?！Ｕ龔澢Γ∟）； A—校正部分投影面積（mm2）； q—單位面積上的校正力（MPa）；q值可按表3-6[4]。 表3-6 單位校正彎曲力q值(MPa) 材料 板料厚度t/mm ＜1 1～3 3～6 6～10 鋁 15～20 20～30 30～40 40～50 黃銅 20～30 30～40 40～60 60～80 10-20鋼 40～50 50～70 70～100 100～120 校正彎曲力：F校=qA=40584.5=23.4kN 3.4　沖孔落料模壓力中心確定 在caxa中得出壓力中心為在（0，-7）處。 3.5　沖床噸位選擇 3.5.1 沖裁模沖床噸位選擇 總沖壓力Fz=78.15kN 機(jī)床壓力:F機(jī)床≧Fz=78.15kN 根據(jù)F機(jī)床≧Fz，參考《冷沖模設(shè)計(jì)》表1-3選取型號(hào)為J23-16開式雙柱可傾壓力機(jī)，其主要參數(shù)如下： 公稱壓力160kN； 滑塊行程55mm； 滑塊行程次數(shù)120次/min； 最大裝模高度220mm； 連桿調(diào)節(jié)長度45mm； 工作臺(tái)尺寸：左右450mm，前后300mm； 模柄孔尺寸Φ3050mm； 3.5.2彎曲模沖床噸位選擇 校正彎曲力F校=59.7kN F機(jī)床≥F校=23.4kN 根據(jù)F機(jī)床≥F校，參考《冷沖模設(shè)計(jì)》表1-3選取型號(hào)為J23-40開式雙柱可傾壓力機(jī)，其主要參數(shù)如下： 公稱壓力400kN； 滑塊行程80mm； 滑塊行程次數(shù)45/90次/min； 最大裝模高度330mm； 連桿調(diào)節(jié)長度65mm； 工作臺(tái)尺寸：左右700mm，前后450mm； 模柄孔尺寸Φ5070mm。 3.6 模具工作部分尺寸計(jì)算 3.6.1 沖裁模刃口尺寸計(jì)算 采用凸，凹模配合加工法。落料凸模根據(jù)凹模和最小間隙配做，沖孔以沖孔凸模為基準(zhǔn)計(jì)算，沖孔凹模根據(jù)凸模和最小間隙配做。間隙查《沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》表3-4，Zmin=0.100 Zmax=0.14 （1） 落料部分 落料工件圖如圖3-6,落料時(shí)應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件來配作凸模。 落料凹模磨損后刃口尺寸都變大，按一般落料凹模尺寸公式計(jì)算，即 （3-17） 式中　　Ad—相應(yīng)的凹模刃口尺寸； Amax—工件的最大極限尺寸； △—工件公差； 　　x—系數(shù)，x值在0.5～1之間，與沖裁件的精度等級(jí)有關(guān)，見表3-7。 落料凹模磨損后尺寸變大的A類尺寸有60-0.460、70+0.22 、20-0.270、5-0.0180凹模公差按Δ/4 磨損系數(shù)查《沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》表3-5 非圓類尺寸取x=0.5時(shí) A1=（60-0.5×0.46）0+0.46/4=59.770+0.115 A2=(7.22-0.5×0.22)0+0.22/4=7.110+0.055 圓類尺寸取x=0.75時(shí) A3=（5-0.22×0.75）0+0.22/4=4.840+0.055 尺寸變小的B類尺寸有 10+0.14、0.50+0.14 圓類變小的尺寸取x=0.75 B1=（0.5+0.75×0.14）-0.14/40=0.61-0.0350 非圓類變小的尺寸取x=1 B2=（1+1×0.14）-0.14/40=1.14-0.0350 落料凸模（凸模固定板）按凹模實(shí)際尺寸配做，保證間隙0.100~0.140 （2）沖孔部分 孔凸模尺寸公式計(jì)算，計(jì)算公式 　　　　　　　　　　　　 (3-18) 式中　　Bp—沖孔凸模尺寸； Bmin—沖孔0件的最小限尺寸； △—沖裁件制造公差； x—系數(shù)，x值在0.5～1之間，與沖裁件的精度等級(jí)有關(guān)，見表3-7。 沖孔凸模尺寸變小的B類尺寸為20+0.14屬于圓類尺寸取x=0.75 B1=（2+0.75×0.14）-0.14/40 =2.11-0.0350 尺寸變大的A類非圓尺寸x取0.5 A4=(20-0.5×0.33)0+0.33/4=19.840+0.0.083 沖孔凹模根據(jù)凸模和最小間隙配做 沖孔用的凹模刃口尺寸，按凸模實(shí)際尺寸配制，并保證雙面均勻間隙0.1～0.14mm。 表3-7 系數(shù)x 材厚t mm 非圓形 圓形 1 0.75 0.5 0.75 0.5 工件公差△/mm 1 1～2 2～4 >4 ＜0.16 ＜0.20 ＜0.24 ＜0.30 0.17～0.35 0.21～0.41 0.25～0.49 0.31～0.59 ≥0.36 ≥0.42 ≥0.50 ≥0.60 ＜0.16 ＜0.20 ＜0.24 ＜0.30 ≥0.16 ≥0.20 ≥0.24 ≥0.30 3.6.2 彎曲模尺寸計(jì)算 （1）凸、凹模圓角半徑和凹模深度 1) 凸模圓角半徑　彎曲件的彎曲半徑不小于rmin時(shí)，凸模的圓角半徑一般取彎曲件的圓角半徑.如因彎曲件的結(jié)構(gòu)需要，出現(xiàn)彎曲件圓角半徑小于最小彎曲半徑時(shí)，則首次彎曲時(shí)凸模圓角半徑大于最小彎曲半徑，然后經(jīng)整形工序達(dá)到所需要的彎曲半徑，當(dāng)彎曲件的彎曲半徑較大、精度要求較高時(shí)，還應(yīng)考慮回彈，凸模的圓角半徑應(yīng)作相應(yīng)的修正。對于黃銅的最小彎曲半徑可由表3-8查得。本課題采用正火或退火的黃銅H62彎曲，其彎曲件上的半徑大于rmin。 表3-8 最小相對彎曲半徑rmin/t 材 料 正火或退火的 硬化的 彎曲線方向 與軋制方向平行 與軋制方向垂直 與軋制方向平行 與軋制方向垂直 鋁 0 0.3 0.3 0.8 退火純銅 0 0.3 1.0 2.0 黃銅H62 0 0.3 0.4 0.8 U形彎曲時(shí)： 彎曲件半徑R2.5mm，凸模半徑R凸=2.5mm； Z形彎曲時(shí)： 彎曲件半徑R0.5mm，凸模圓角半徑R凸=0.5mm。 2）凹模圓角半徑 凹模圓角半徑過小，坯料彎曲時(shí)進(jìn)入凹模的阻力增大，工件表面產(chǎn)生察傷甚至壓痕；凹模圓角半徑過大，影響坯料定位的準(zhǔn)確性。凹模兩邊的圓角半徑應(yīng)一致，以免產(chǎn)生偏移。生產(chǎn)中，凹模圓角半徑一般取決于彎曲件材料的厚度[4]： 　當(dāng)t≤2mm時(shí)，r凹=（3～6）t；　　　 (3-19) 　當(dāng)t=2～4mm時(shí)，r凹=（2～3）t； (3-20) 當(dāng)t＞4mm時(shí)，r凹=2t； (3-21) 本課題中的材料厚度為1mm，彎曲凹模圓角半徑取R凹=3mm。 3）凹模工作部分深度　彎曲U形時(shí)，若彎曲高度不大或要求兩邊平直，則凹模深度應(yīng)大于零件高度， m值可查表3-9。 表3-9 彎曲U形件凹模m值 材料厚度t ≤1 ＞1～2 ＞2～3 ＞3～4 m 3 4 5 6 電阻支架彎曲件U形彎曲時(shí)，要保證U形件兩邊的垂直度要求，彎曲U形件凹模取m=3mm；Z形彎曲時(shí)，凹模工作部分深度L0根據(jù)實(shí)際情況取L0=10mm。 （2）凸模與凹模之間的間隙 凸、凹模之間的間隙對彎曲件的質(zhì)量和彎曲力有很大影響。生產(chǎn)中可由下式來決定： 彎曲有色金屬工件 Z=tmin+nt (3-22) 式中　 Z—彎曲凸模與凹模的單面間隙（mm）； tmin—材料厚度的最小尺寸（mm）； n—間隙系數(shù)，如表3-10所示。 表3-10 U形件彎曲的間隙系數(shù)n值 彎曲件 高度H （mm） 材料厚度t/mm b/H≤2 b/H>2 ＜0.5 0.6～2 2.1～4 4.1～5 ＜0.5 0.6～2 2.1～4 4.1～5 10 20 35 50 0.05 0.05 0.07 0.10 0.05 0.05 0.05 0.07 0.04 0.04 0.04 0.05 0.03 0.03 0.04 0.10 0.10 0.15 0.20 0.10 0.10 0.10 0.15 0.08 0.08 0.08 0.10 0.06 0.06 0.06 表中　　H-彎曲件高度（mm）； t-材料厚度（mm）； b-彎曲件寬度（mm）； U形彎曲時(shí)b/H=2，n=0.05 凸凹模單邊間隙Z=0.91+0.05=0.96mm： Z形彎曲時(shí)b/H=1，n=0.05凸模與凹模之間的單面間隙Z=0.91+0.05=0.96mm。 （3)凸模與凹模橫向尺寸及制造公差 彎曲模凸模與凹模的橫向尺寸及制造公差與彎曲件的尺寸標(biāo)注有關(guān)，電阻支架彎曲件尺寸標(biāo)注如圖3-7所示。 圖3-7 尺寸標(biāo)注在工件內(nèi)形上，選擇凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)件，配制凹模。 彎曲件為雙向?qū)ΨQ偏差時(shí)，凸模尺寸為： 　　　　　　　　　　　　　　　　 (3-23) 彎曲件為單向偏差時(shí)，凸模尺寸為： 　　　　　　　　　　　　　　　 (3-24) 凹模尺寸按凸模尺寸配制，保證雙面間隙或 　　　　　　　　　　　　　　　　 (3-25) 式中　　L—彎曲件基本尺寸（mm）； Lp，Ld—凸模、凹模工作部分尺寸（mm）； △—彎曲件尺寸偏差； δp , δd —彎曲凸、凹模制造公差，一般選用IT7～I(xiàn)T9級(jí)，這里凸模尺寸取IT7級(jí)； Z—彎曲凸、凹模單面間隙（mm）。 則凸模尺寸 L1=（39+3/4×0.39）-0.0250=39.30-0.0250 L2=(34+0.25×0.39)-0.0250=34.10-0.0250 凹模尺寸按凸模尺寸配制，保證雙面均勻間隙1.92mm。 3.7　彈性元件的選用 3.7.1 沖裁模彈性元件選用 （1）沖裁模卸料橡膠選用 橡膠允許承受的負(fù)荷較大，安裝調(diào)整靈活方便，是沖裁模中常用的彈性元件。在該設(shè)計(jì)中根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)選擇截面為5830mm的聚氨酯橡膠8290作為彈性元件具有硬度高、彈性好、高耐磨性、耐撕裂的特性。為保證橡膠不致過早失去彈性而損壞，其極限壓縮取其自由高度的35%～45%，即： H極=（0.35～0.45）h自 (3-27) 橡膠預(yù)壓縮量一般取自由高度的10%～15%，即： h預(yù)=（0.10～0.15）h自 (3-28) 故工作行程： h工作= h極- h預(yù)　 (3-29) 則 h工作= (0.20～0.35) h自 WQ14電阻支架沖裁模工作行程 h工作=4mm， 所以橡膠的自由高度 　h自= =40.20~0.35 =(11.4～20)mm 取 h自=20mm h預(yù)=0.1h自=0.1 20=2mm 預(yù)壓后，橡膠厚度H=20-2=18mm；H極= h工作+ h預(yù)=4+2=6＜0.45 h自，橡膠產(chǎn)生的壓力如下： F＝Ap　 (3-30)　　 橡膠的橫截面積為： A=F/p　 (3-31) 式中　　F—橡膠所產(chǎn)生的壓力，設(shè)計(jì)時(shí)取大于或等于卸料力（N）； p—橡膠所產(chǎn)生的單位面積壓力（N/mm2），與壓縮量有關(guān)，其值可查圖3-8，設(shè)計(jì)時(shí)取預(yù)壓量下的單位壓力； A—橡膠橫截面積（mm2）。 F卸=2.18kN 橡膠壓縮量壓縮量a= 100%=30% 選擇c形狀的橡膠則 p=1.8Mpa A=F/p=2.18/1.8=1167mm2 ，在c形狀的橡膠上切八塊157的方形橡膠做彈性元件。所以橡膠規(guī)格：長 寬 自由高度15×7×30. a) b) c) d) 壓縮量（%） 圖3-8橡膠的形狀及特性曲線 3.7.2 彎曲模彈性元件選用 （1）U形彎曲壓件橡膠的選用 為了保證U形彎曲凸模運(yùn)動(dòng)的延續(xù)，則U形彎曲壓件選用4根彈簧。4F預(yù)壓≥FU=5350.8N F預(yù)壓≥1337.7N 工作行程：h工作=10mm； 彈簧的自由高度h自由= =100.20~0.35 =28~50mm； 取 h自=45mm 預(yù)壓10%～15%則h預(yù)=（10%～15%）45=4.5～6.75mm； 取 h預(yù)=5mm 由表3-11可查：壓縮量a=10+545100%=33.3%＜最大壓縮比。 簧選用如下： d=6 D2=32 h0=65的圓柱螺旋壓縮彈簧； 彈簧63265 GB2089-80 所以 h壓縮=15 F預(yù),彈簧選擇合理。 表3-11 類別 顏 色 形狀號(hào) 壓 縮 比 最 大 壓縮比 使用壽命(30萬次) 使用壽命(50萬次) 輕小負(fù)荷 淺 深 大 小 50% 45% 58% 輕負(fù)荷 紅色 40% 36% 48% 中負(fù)荷 藍(lán)色 32% 28.8% 38% 重負(fù)荷 綠色?茶色 24% 21.6% 28% 極重負(fù)荷 咖啡色 20% 18% 24% （2）Z彎曲活動(dòng)頂板復(fù)位彈簧選用 Z形彎曲活動(dòng)頂板利用導(dǎo)軌在導(dǎo)滑槽中滑動(dòng)，為保證Z形彎曲活動(dòng)頂板能準(zhǔn)確復(fù)位，復(fù)位彈簧的彈力要大于Z形彎曲活動(dòng)頂板在導(dǎo)滑槽上的滑動(dòng)摩擦力，即 F壓>F摩　 (3-32) F摩=μN(yùn)　 (3-33) 式中　　F摩－滑動(dòng)摩擦力； μ－滑動(dòng)摩擦系數(shù)；鋼與鋼之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)取0.15。 N－兩物體間的正壓力； 經(jīng)核算，F(xiàn)摩<2N，Z形彎曲活動(dòng)凹?；瑒?dòng)工作行程h工作=10mm，彈簧無預(yù)壓量。 彈簧選用如下： d=0.8 D2=8 h0=20的圓柱螺旋壓縮彈簧； 彈簧0.8820 GB2089-80 所以 h壓縮=10 F摩,彈簧選擇合理。 （3）頂料板復(fù)位彈簧的選用 選用圓鋼絲螺旋壓縮彈簧16×2×45,保證卸料螺釘復(fù)位即可。. 3.8　沖孔凸模強(qiáng)度與剛度校核 在一般情況下，凸模的強(qiáng)度和剛度是足夠的，沒必要進(jìn)行校核，但當(dāng)凸模的截面尺寸很小而沖裁的板料厚度較大或根據(jù)結(jié)構(gòu)需要確定的凸模特別細(xì)長時(shí)，應(yīng)進(jìn)行承壓能力的校核和抗縱彎曲能力的校核。 1）沖孔凸模強(qiáng)度校核 　　　　 (3-34) 式中　　 dmin —凸模工作部分最小直徑（mm）； t—材料厚度（mm）； —沖裁材料的抗剪強(qiáng)度（MPa）；黃銅的剪切強(qiáng)度343~392MPa。 [壓]—凸模材料的許用抗壓強(qiáng)度（MPa）。 凸模材料的許用抗壓強(qiáng)度大小取決于凸模材料及熱處理，對于T8A、T10A、Cr12MoV、GCr15等工具鋼，淬火硬度為58～62HRC時(shí)可取[]=（1.0～1.6）103MPa；如果凸模有特殊導(dǎo)向時(shí)，可取[]=（2～3）103MPa。 本課題中的沖孔凸模選取Cr12材料，淬火硬度為58～62HRC，[壓]=1.6103MPa dmin≥4tτσ壓=4 1×3921600 =0.98mm； 而=2mm；故設(shè)計(jì)合理。 2）沖孔凸模剛度校核 根據(jù)凸模在沖裁過程中的受力情況，凸模無導(dǎo)向時(shí)，相當(dāng)于一端固定，另一端自由的壓桿，凸模不發(fā)生失穩(wěn)縱彎的最大沖裁力可以用歐拉極限力公式確定。不發(fā)生失穩(wěn)的最大長度為 (3-35) 對于圓形凸模，，取n=3，代人上式可得最大允許長度為 Lmax≤95×222637.6=6.9mm L=6mm符合要求 第4章　模具工作零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1 沖裁模工作零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1.1 落料凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）落料凹?？卓谛问皆O(shè)計(jì) 落料凹模采用直壁式，制造方便，刃口強(qiáng)度高，刃磨后工作部分尺寸不變，適合上出件復(fù)合模。 圖4.1 （2）凹模輪廓尺寸的確定 凹模以整體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，孔口尺寸按照凸模的實(shí)際尺寸，保證均勻的雙面間隙0.1～0.14mm，凹模的厚度H按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。 H=ks(不小于15mm)， （4-1） 式中　　s—垂直送料方向的凹模刃壁間最大距離（mm）； k—系數(shù)，考慮板料厚度的影響，查表4-1 表4-1 凹模厚度系數(shù)(mm) 距離S 材料厚度t ≤1 ＞1～3 ＞3～6 ≤50 ＞50～100 ＞100～200 ＞200 0.30～0.40 0.20～0.30 0.15～0.20 0.10～0.15 0.35～0.50 0.22～0.35 0.18～0.22 0.12～0.18 0.45～0.60 0.30～0.45 0.22～0.30 0.15～0.22 本課題設(shè)計(jì)的裁模凹模刃壁間最大距離s=60mm；查表取系數(shù)k=0.3。凹模高度：H=0.2×60=12，取凹模厚度H=14mm。 垂直送料方向的凹模寬度B B=s+（2.5～4.0）H (4-2) 由于s=60mm，H=14mm　 所以，B≥60+（35~56）=95~116mm 取B=125mm； 送料方向的凹模長度 L=s1+2s2 (4-3) 式中　　s1—送料方向的凹模刃壁間的最大距離（mm）； s2—送料方向的凹模刃壁至凹模邊緣的最小距離（mm），其值查表4-2； 表4-2 凹模孔壁厚至邊緣的距離（s2）（mm） 材料寬度 B 材料厚度t ≤0.8 ＞0.8～1.5 ＞1.5～3.0 ＞3.0～5.0 ≤40 ＞40～50 ＞50～70 ＞70～90 20 22 28 34 22 25 30 36 28 30 36 42 32 35 40 46 本課題上吸鐵片沖裁模送料方向的凹模刃壁間最大距離s1=23mm；凹?？妆谥吝吘壍木嚯xs2=22mm； 送料方向凹模長度L≥s1+2s2=23+222=67mm，取L=125mm （3）落料凹模的固定 落料凹模采用螺釘連接，銷釘定位，保證螺孔間、螺孔與銷孔間以及螺孔、銷孔與凹模刃壁間的距離不能太近?？拙嗟淖钚≈悼蓞⒖枷嚓P(guān)設(shè)計(jì)手冊。 4.1.2 沖孔凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）沖孔凸模結(jié)構(gòu)類型 根據(jù)本課題上吸鐵片工件沖孔大小和凸模強(qiáng)度要求等因素，凸模結(jié)構(gòu)采用模具國家標(biāo)準(zhǔn)中的A型圓凸模，結(jié)構(gòu)形式如圖4-2。 （2）沖孔凸模的固定 沖孔凸模采用臺(tái)階式固定，并保證沖孔凸模與固定板間H6/m5的過渡配合。 圖4-2 沖孔凸模 4.1.3 落料沖孔凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）凸凹模結(jié)構(gòu)類型 倒裝復(fù)合模的沖孔廢料容易積存在凸凹模型孔內(nèi)，所受脹力大，凸凹模的最小壁厚需大于倒裝復(fù)合模的最小壁厚。倒裝復(fù)合模的最小壁厚見表4-3。 表4-3 凸凹模的最小壁厚 （mm） 材料厚度t 最小壁厚δ 0.1 0.8 0.15 1 0.2 1.2 0.4 1.4 0.5 1.6 0.6 1.8 0.7 2.0 0.8 2.3 0.9 2.5 1 2.7 1.2 3.2 材料厚度t 最小壁厚δ 1.8 4.4 2 4.9 2.2 5.2 2.4 5.6 2.6 6 2.8 6.4 3 6.7 3.2 7.1 3.4 7.4 3.6 7.7 4 8.5 （2）凸凹模長度設(shè)計(jì) 凸凹模長度主要根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，并考慮修磨，裝配等的需要來定[9]。 凸凹模長度 L=h1+ h2 +h 　 　　 (4-4) 式中　　h1-凸凹模固定板厚度（mm）； 　　　h2-卸料板厚度（mm）； 　　　h-其他長度（mm）。卸料板和凸凹模固定板間距離，修磨余量，凸模進(jìn)入凹模深度等。 凸凹模長度L=h1+ h2+h = 20+15+16-1=60mm （3） 凸凹模固定 凸凹模采用一個(gè)開槽沉頭螺釘固定，保證螺釘孔和凸凹模壁的距離大于最小壁厚。一般常用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為： 沖有色金屬材料：　　　　δ=t （不小于0.5mm）， (4-5) 螺釘選用M5，螺紋孔邊到凸凹模邊緣的距離為7.5mm，大于最小壁厚1mm。 4.2 彎曲模工作零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 彎曲部分采取凸凹模配作的方法設(shè)計(jì)保證單邊間隙0.96，為防止同時(shí)彎曲的彎曲力不平衡問題發(fā)生，采取先彎曲U形對稱彎曲，后彎曲Z形彎曲，凸模設(shè)計(jì)如圖4-3、圖4-4、圖4-5所示，凹模配作： 圖4.3 圖4.4 第5章　模具結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì) 5.1沖裁模結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì) 5.1.1沖裁模模架 導(dǎo)柱模模架按導(dǎo)向結(jié)構(gòu)分滑動(dòng)導(dǎo)向和滾動(dòng)導(dǎo)向兩種，滑動(dòng)導(dǎo)向模架的精度分為I級(jí)和II級(jí)，滾動(dòng)導(dǎo)向模架的精度等級(jí)分為0I級(jí)和0II級(jí)。按導(dǎo)柱的不同位置，分為以下四中模架： （1）中間導(dǎo)柱模架：導(dǎo)向精度高，前后送料，操作不方便。適用于單工序模和工位極少的級(jí)進(jìn)模。 （2）后側(cè)導(dǎo)柱模架：導(dǎo)柱分布在模架后側(cè)，且直徑相同。工作面敞開，適于大件邊緣沖裁，其缺點(diǎn)是剛性與安全性最差，工作不夠平穩(wěn)，常用于小型沖模。 （3）對角導(dǎo)柱模架：即可以橫向送料，又可以縱向送料。適于各種沖裁模使用，為避免上、下模裝錯(cuò)，兩導(dǎo)柱直徑制成一大一小。 （4）四導(dǎo)柱模架：4個(gè)導(dǎo)柱分布在矩形凹模的對角線上。模架剛性很好，導(dǎo)向平穩(wěn)可靠，但價(jià)格較高。一般用于大型沖模和要求模具剛性和精度都很高的精密沖裁模，以及同時(shí)要求模具壽命很高的多工位自動(dòng)級(jí)進(jìn)模。 電阻連接支架形狀簡單，尺寸較小，條料由于選用橫向送料，模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。如圖5-1 圖5-1 5.1.2 沖裁模模柄 常用模柄形式有以下幾種： （1）旋入式模柄 裝卸方便，但與上模座的垂直度誤差較大、主要用于中、小型有導(dǎo)柱的模具上。 （2）壓入式模柄　固定段與上模座孔采用H7/m6過渡配合，并加防轉(zhuǎn)銷防止轉(zhuǎn)動(dòng)。裝配后模柄軸線與上模座垂直度比旋入式模柄好，主要用于上模座較厚而又沒有開設(shè)推板孔的場合。 （3）凸緣模柄　上模座的沉孔與凸緣為H7/h6配合，并用3、4個(gè)內(nèi)六角螺釘進(jìn)行固定。由于沉孔底面的表面粗糙度較差，與上模座的平行度也較差，所以裝配后模柄的垂直度遠(yuǎn)不如壓入式模柄。這種模柄的優(yōu)點(diǎn)在于凸緣的厚度一般不到模座厚度的一半，凸緣模柄以下的模座部分任可加工出型孔，以便容納推件裝置的推板。 （4）模柄與上模座不是剛性連接，允許模柄在工作過程中產(chǎn)生少許傾斜。采用浮動(dòng)模柄，可避免壓力機(jī)滑塊由于導(dǎo)向精度不高對模具導(dǎo)向裝置產(chǎn)生不利影響，減少模具導(dǎo)向件的磨損，延長使用壽命。浮動(dòng)模柄主要用于滾動(dòng)導(dǎo)向模架，在壓力機(jī)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)精度不高時(shí)，選用一級(jí)精度導(dǎo)向模架也可采用。 圖5-2　壓入式模柄 （5）槽型模柄　槽型模柄便于固定非圓凸模，并使凸模結(jié)構(gòu)簡單、容易加工。凸模與模柄槽可取H7/m6 配合，在側(cè)面打入兩個(gè)橫銷，防止拔出。槽型模柄主要用于彎曲模，也可以用于沖非圓孔沖孔模、切斷模等。 本課題電阻連接支架沖裁模模柄選用壓入式模柄，上模座的沉孔與凸緣采用 H7/h6配合，用Φ6防轉(zhuǎn)銷固定。 壓入式模柄結(jié)構(gòu)圖如圖5-2所示 5.1.3 沖裁模導(dǎo)向裝置 本課題中的兩副模具都是導(dǎo)柱導(dǎo)套式導(dǎo)向裝置，將導(dǎo)