某零件沖壓模具畢業(yè)設(shè)計

某零件沖壓模具設(shè)計日常生產(chǎn)、生活中所使用到的各種工具和產(chǎn)品， 大到機床的底座、機身外殼, 小到一個胚頭螺絲、紐扣以與各種家用電器的外殼， 無不與模具有著密切的關(guān)系。 模具的形狀決定著這些產(chǎn)品的外形， 模具的加工質(zhì)量與精度也就決定著這些產(chǎn)品 的質(zhì)量。因為各種產(chǎn)品的材質(zhì)、外觀、規(guī)格與用途的不同，模具分為了鑄造模、 鍛造模、壓鑄模、沖壓模等非塑膠模具，以與塑膠模具。隨著科學(xué)技術(shù)的進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，沖壓加工技術(shù)的應(yīng)用愈來愈 廣泛，模具成形已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段。2工件工藝性分析與方案確定2.1工件工藝性分析沖裁工藝性H©29HL054圖2-1 零件圖由零件簡圖2-1可見，該工件的加工涉與到落料、沖孔、翻邊或拉深等工序 成形。該零件的外徑為54mm,屬于小制件，形狀簡單且對稱，適于沖裁加工。查冷沖壓模具設(shè)計與制造表 2.3沖壓件內(nèi)、外形所能達到的經(jīng)濟精度，因制 件形狀簡單、對稱，沖裁件內(nèi)外形所能達到的經(jīng)濟精度為IT12-IT13 o查表2.5孔中心與邊緣距離尺寸公差為土 0.5mm查表2.7 般剪切斷面表面粗糙度為3.2 gm.查冷沖模設(shè)計表 2 3，得材料10號鋼的力學(xué)性能如下表:表2-110號鋼的性能抗剪強度T255 333MPa抗拉強度c b294 432MPa屈服點CS206MPa伸長率329%材料10鋼，其沖壓性能較好，孔與外緣的壁厚較大，復(fù)合模中的凸凹模壁 厚部分具有足夠的強度。翻邊工藝性1. 翻邊工件邊緣與平面的圓角半徑r=（23）t2. 翻邊的高度h=8 >1.5r=1.53. 翻邊的相對厚度d/t=15.16>（1.72）,所以翻邊后有良好的圓筒壁4. 沖孔毛刺面與翻邊方向相反，翻邊后工件質(zhì)量沒大影響。5. 查中國模具設(shè)計大典 第3卷，第35頁，K.W擴孔實驗，預(yù)加工孔15.16 可擴孔到45左右，而制件為28，即滿足翻邊性能?？傮w看來：該制件均滿足沖裁工藝性和翻邊工藝性，適于沖裁加工判斷能否一次性翻邊成形由預(yù)沖孔公式可以得到翻邊高度H的表達式:H= +0.43r+0.72t(2-1)或H=D d(1- )+0.43r+0.72t=+0.43r+0.72t若將Kmin帶入上式，則可得到許可的最大翻邊高度HmaxHmax= （1-Kmin ） +0.43r+0.72t其中 D 翻邊后的中經(jīng)（mm）Kmi n 極限翻邊系數(shù)r翻邊圓角半徑（mm）t 材料厚度（mm）查冷沖模設(shè)計，表7-1低碳鋼圓孔極限翻邊系數(shù) 這里凸模采用圓柱形平底型式孔的加工方式為沖孔因相對厚度于是Hmax二d/t=15.16得 Kmin= 0.55(1-0.55 ) +0.43 X2+0.72 X1=8.0(mm)因工件高度H=Hmax，所以在平板上能一次性翻邊成形2.2工藝方案確定根據(jù)工件形狀，初步確定采用落料、沖孔和翻邊等工序，現(xiàn)確定以下方案: 方案一：一套落料、沖孔、翻邊復(fù)合模方案二：一套落料、沖孔、翻邊單工序模方案三：一套落料、沖孔、翻邊連續(xù)模單工序模、連續(xù)模和復(fù)合模的相互比較見表2-2表2-2單工序模、連續(xù)模和復(fù)合模的性能比較項目單工序模連續(xù)模復(fù)合模工作情況尺寸精度精度較咼可達IT1310級可達IT98級工件形狀易加工簡單件可加工復(fù)雜零件， 如寬度極小的異 形件、特殊形件形狀與尺寸要受 模具結(jié)構(gòu)與強度 的限制孔與外形 的位置精 度較咼.、八 較差較咼工件平整性推板上落料，平 整較差，易彎曲推板上落料，平整工件尺寸一般不受限制宜較小零件可加工較大零件工件料厚般不受限制0.6 6mm0.05 3mm工藝性能操作性能方便方便不方便，要手動進 行卸料安全性比較安全比較安全不太安全生產(chǎn)率低，壓力機一次咼，壓力機一次行較咼，壓力機一次行程只能完成一一 道工序，但在多 工位壓力機使用 多副模具時，生 產(chǎn)率咼程內(nèi)可完成多道 工序行程內(nèi)能完成兩 道以上工序條料寬度要求不嚴格要求嚴格要求不嚴格模具制造結(jié)構(gòu)簡單，制造周期短結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和 調(diào)整難度大結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大總的看來：方案一：生產(chǎn)效率高，因為滑塊下行一次既完成落料、沖孔和翻邊等 工序，不存在定位誤差，同軸度高，因此沖壓出來的制件精度也較高；但模具結(jié) 構(gòu)較復(fù)雜，因此模具制造難度大。方案二：生產(chǎn)效率不高，由于要多機床或多道工序完成，致使生產(chǎn)效 率和經(jīng)濟效益都降低；但模具制造周期短。方案三：生產(chǎn)效率較高，完成落料、沖孔的連續(xù)模生產(chǎn)效率較高，和 方案二一樣，由于第二道翻邊單工序的存在，降低了生產(chǎn)效率不說，精度也難保 證。因此綜合考慮采用方案一，再來確定采用正裝復(fù)合模還是采用倒裝復(fù)合模。 正裝復(fù)合模和倒裝復(fù)合模的比較見下表 2-3表2-3正裝復(fù)合模和倒裝復(fù)合模的比較序號正裝倒裝1對于薄沖件能達到平整要求不能達到平整要求2操作不方便，不安全，孔的廢 料由打棒打出操作方便，能裝自動拔料裝置，能 提咼生產(chǎn)效率又能保證安全生產(chǎn)， 孔的廢料通過凸凹模的孔往下漏掉3廢料不會在凸凹?？變?nèi)積聚， 每次由打棒打出，可減少孔內(nèi) 廢料的脹力，有利于凸凹模減 少最小壁厚廢料在凸凹?？變?nèi)積聚，凸凹模要 求有較大的壁厚以增加強度4裝凹模的面積較大，有利于復(fù) 雜制件拼快結(jié)構(gòu)如凸凹模較大，可直接將凸凹模固 定在底座上省去固定板從表 2-3 中可以看出： 正裝對于薄沖件能達到平整要求， 且廢料不會在凸凹 ?？變?nèi)積聚，有利于凸凹模減少最小壁厚。而倒裝不能達到平整要求，而且廢料 在凸凹?？變?nèi)積聚，凸凹模要求有較大的壁厚以增加強度。從保證沖裁件質(zhì)量、經(jīng)濟性和安全性前提下，綜合考慮采用正裝復(fù)合模，即 模具結(jié)構(gòu)為落料、沖孔、翻邊正裝復(fù)合模。3排樣與計算材料利用率3.1計算預(yù)沖孔大小I）D1圖3-1零件圖該制件是在沖孔后的平板毛坯上翻邊成形，在翻邊時，同心圓之間的距離變化不顯著，預(yù)制孔直徑可以用彎曲展幵的方法近似計算：查冷沖模設(shè)計第215頁預(yù)沖孔直徑公式d=D1-2因D1=D+t+2r h=H-r-t代入上式，并簡化得：d二D-2（H-0.43r-0.72t）式中 D 翻邊后的中經(jīng)（mm）H 翻邊高度（mm）r翻邊圓角半徑（mm）t 材料厚度（mm）這里 D=28mmH=8mmr=2mmt=1mm所以 d=28-2（8-0.43 X2-0.72 X1）=15.16（mm）同可得：相對厚度d/t=15.16/1=15.16翻邊系數(shù) d/D=15.16/28=0.54(3-1)3.2確定排樣方式采用有廢料和少廢料排樣，排樣圖分別如圖3-2和圖3-3圖3-2有廢料排樣圖3-3無廢料排樣以與條也降少廢料排樣雖然材料利用率有所提高，但由于條料本身的寬度公差,料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差會直接影響沖裁件尺寸而使沖裁件的精度降低， 低了模具壽命，結(jié)合各自的優(yōu)缺點，綜合考慮采用有廢料排樣法。3.3計算材料利用率1. 計算制件的面積A制件面積A的計算公式：A=( D2-d2)(3-2)=(542 -15.16 2)=2108.6469(mm2)式中 D 毛坯外徑(mm)d 沖孔直徑(mm)2. 確定搭邊a與al的值查冷沖模設(shè)計表 3-10搭邊a與al數(shù)值取 a=0.8mma1=1.0mm于是條料寬度：b=54+2a1=56mm進距:l=54+a=54.8mm3. 材料利用率計算查中國模具設(shè)計大典第 3卷沖壓模具設(shè)計。表18.3-24 軋制薄鋼板的尺寸(GB/T708-1988)板料規(guī)格選用 1.0mm X750mm X1500mm(tmm XBmm XLmm)1)若采用縱裁：裁板條數(shù) n 1=B/b=750/56=13 條余 22mm每條個數(shù)n2二 一=27個余19.6mm 每板總個數(shù)n總二n1 Xn2=13 X27=351(個)(3-3)材料利用率葉總=xioo%=X100%=65.79%2）若采用橫裁：裁板條數(shù) n 1二L/b=1500/56=26 條余 44mm每條個數(shù)n2=13個余36.8mm每板總個數(shù)n總二n1 Xn2=26 X13=338（個）材料利用率 葉總=X100%（3-4）=X100%=63.35%顯然縱裁的材料利用率要高些，因此選用縱裁。4.計算零件的凈重GG=F.t. p(3-5)式中G工件重量（g ）F工件面積（cm2）t 材料厚度（cm ）p材料密度（g/cm 3）10號鋼屬于低炭鋼，在這里密度取p =7.85 g/cm 3 則 G=F.t. p=2108.6469 X10-2 X1.0 X10-1 X 7.85=16.55 g4 沖裁力與壓力中心計算4.1.落料力 F 落 查冷沖模設(shè)計第 54 頁，落料力 F 落公式為F 落 =KLt (4-1) 式中 F 落落料力( N)L沖裁件周長(mm)t 材料厚度 (mm)t材料的抗剪強度(MPa )K系數(shù)，常取K=1.3這里 L= n X54mmt=1mm 取 T=300MPa則 F 落= 1.3 Xn>54 X1 X300=66128.4(N)4.2 卸料力 F 卸查冷沖模設(shè)計表 3-8 卸料力、推件力和頂件力系數(shù) 取 K 卸=0.035F卸二K卸.F落 (4-2)=0.035 X66128.4=2314.494(N)4.3 沖孔力 F 沖查冷沖模設(shè)計第 54 頁，落料力 F 沖公式為F沖=KLt(4-3)式中 F 沖落料力( N )L沖裁件周長(mm)t 材料厚度 (mm)t材料的抗剪強度(MPa )K系數(shù)，常取K=1.3這里 L= n X27mmt=1mm取 r=300MPa于是 F 沖=1.3 XnX7 X1 X300=33064.2（ N）4.4 頂件力 F 頂 查冷沖模設(shè)計表 3-8 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)取K頂=0.06F頂二K頂.F沖(4-4)=0.06 X33064.2=1983.852 (N)4.5翻邊力F翻查冷沖模設(shè)計 ，第 216 頁，翻邊力公式為F 翻=1.1 冗(D-d)t os(4-5)其中 F 翻翻邊力 (N)D 翻邊后中經(jīng) (mm)d 翻邊預(yù)沖孔直徑 (mm)t 材料厚度 (mm)os 材料的屈服點 (MPa)這里 D=28mm ，d=15.16mm, t=1mm,os=206MPa于是 F 翻=1.1 X3.14(28-15.16) X1 X206=9135.9682(N)4.6 總沖壓力 F 總F總二F落+F沖+F卸+F頂+F翻(4-6)=66128.4 33064.2 2314.494 1157.247+1983.852+9135.9682 =112626.91 (N)4.7 計算壓力中心 計算壓力中心的目的是使模柄軸線和壓力機滑塊的中心線重合， 避免滑塊受偏心載荷的影響而導(dǎo)致滑塊軌道和模具的不正常磨損， 降低模具壽命甚至損壞模 具。從制件的形狀可以看出，該制件是回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，形狀對稱，故模具壓力中心就在 圓心部位，即無須再來計算了。5主要工作部分尺寸計算5.1落料刃口尺寸查冷沖模設(shè)計表 3-3沖裁模初始雙面間隙Z取 Zmin=0.1mmZmax=0.14mm對零件圖中未注公差的尺寸，沖壓件一般保證精度IT14，因制件形狀簡單且對稱，在這里保證精度IT13 o查互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)表 3-6簡單形狀沖裁時凸凹模的制造偏差3凹=+0.03mm5凸=-0.02mm因此：| 3 凹|+| 3 凸=0.03+0.02 mm=0.05mmZmax -Zmi n=0.14-0.1mm=0.04mm| 3 凹+| 3 凸Zmax 之min因此在這里采用單配方法加工。對于落料，先做凹模，并以它作為基準配做凸模查互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)表2-4查出其極限偏差為:mm查冷沖模設(shè)計表3-5磨損系數(shù)取 X=0.5+(D-X ) o(5-1)1(54 - 0. 5 X 0.46) Q3. /1 nmmmm落料凸模的尺寸按凹模尺寸配制，其雙面間隙為 0.100.14mm5.2沖孔刃口尺寸沖孔部分：3凹=+0.02mm3凸=-0.02mm| 3 凹+| 3 凸|=0.02+0.02mm=0.04mm| 3 凹+| 3 凸|= Zmax Zmin對于采用分別加工時，應(yīng)保證下述關(guān)系：|3 凹 |+|3 凸 |<Zmax之min(5-2)但對于形狀復(fù)雜或料薄的工件，為了保證凸、凹模間一定的隙值，必須采用配合 加工。因此在這里采用還是采用單配方法加工對于沖孔，先做凸模，并以它作為基準配做凹模查互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)表 他15丄&舄"2-4查出其極限偏差為:mm查冷沖模設(shè)計表 3-5磨損系數(shù)取X=0.5I (d + X A )則d 凸 二(5-3)(15.16 + 0. 5 X 0. 27)1 °=-(-)X 0.2715 3°=mm沖孔凹模的尺寸按凸模尺寸配制，其雙面間隙為 0.100.14mm5.3翻邊工作刃口尺寸翻邊間隙如圖5-1，由于在翻邊過程中，材料沿切向伸長，因此其端面的材料變薄非常嚴重，根據(jù)材料的統(tǒng)一變形情況，翻邊凹模與翻邊凸模之間的間隙應(yīng)小于原來的材料厚度。一Z/2圖5-1翻邊間隙查冷沖壓模具設(shè)計與制造，表5-5平板毛坯翻邊時凸凹模之間的間隙 得 Z/2=0.85mm532翻邊刃口尺寸1.翻邊凸模的刃口尺寸計算-(-)X 0.33o-0 0825=27.1652.翻邊凹模的刃口尺寸計算(5-5)根據(jù)翻邊間隙和翻邊凸模的刃口尺寸來確定翻邊凹模的刃口尺寸6凸模、凹模與凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核6.1落料凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計最小壁厚沖孔落料復(fù)合模的凸凹模.其刃口平面與工件尺寸相同，這就產(chǎn)生了復(fù)合模的“最小壁厚”問題。沖孔落料復(fù)合模許用最小壁厚可按表6-1選取，形式如圖6-1表示，表值為經(jīng)驗數(shù)據(jù)。表6-1 凸凹模最小壁厚a數(shù)值 （單位：mm ）部分如下材料厚度0.80.91.01.2最小壁厚2.32.52.73.2最小直徑1518圖6 1最小壁厚為了增加凸凹模的強度和減少孔內(nèi)廢料的漲力，可以采用對凸凹模有效刃口以下增加壁厚或?qū)U料反向頂出的辦法.如圖6 1所示。模具材料的選擇從眾多模具材料中選出9Mn2V鋼，該模具鋼是一種綜合力學(xué)性能比碳素工 具鋼好的低合金工具鋼，它具有較高的硬度和耐磨性，淬火時變形較小，淬透性 很好。由于鋼中含有一定量的釩，細化了晶粒，減小了鋼的過熱敏感性，同時碳 化物較細小和分布較均勻。9Mn2V鋼的化學(xué)成分和物理性能分別如表6-2和表6-3所示表6-2 9Mn2V 鋼化學(xué)成分（GB/T 1299 2000 ) W%CSiMnVPS0.85 0.95< 0.401.70 2.000.10 0.25< 0.030< 0.030表6-3臨界溫度臨界點Ac1AcmAr1Ar3溫度(近似值)卩E730760655690表6-4綜合性能耐磨性耐沖擊性淬火不變形性淬硬深度中等中等好淺紅硬性脫碳敏感性切削加工性差較大較好所以這里不管是凸模、凹模還是凸凹模，材料都選用9Mn2V鋼這里的落料凹模的熱處理硬度為 6062HRC確定凹模外形尺寸確定凹模外形尺寸的方法有多種，通常都是根據(jù)零件的材料厚度和排樣圖 所確定的凹模型孔壁間最大距離為依據(jù)，來求凹模的外形尺寸。凹模的刃口形式，考慮到本例生產(chǎn)批量較大，所以采用刃口強度較高的凹模，故 采用階梯形直壁式。凹模的外形一般有矩形與圓形兩種， 凹模的外形尺寸應(yīng)保證凹模有足夠的強度與 剛度，凹模的厚度還應(yīng)考慮修模量。 凹模的外形尺寸一般根據(jù)沖材料的厚度和沖 裁件的最大外形尺寸來確定。查冷沖模設(shè)計，第101頁，凹模厚度和壁厚公式為凹模厚度H=Kb( >15mm)(6-1)式中K系數(shù)，考慮板料厚度的影響b 沖裁件的最大外形尺寸凹模壁厚C=(1.52)H( >3040mm)(6-2)查冷沖模設(shè)計，表4-3系數(shù)K值取 K=0.22因 b=54 mm故 H=0.22 X54=11.88mmC=1.5 X22=33mm考慮到翻邊高度8mm 和保證H >15mm，最后取H=22mm 凹模形狀簡圖如圖6-2圖6-2落料凹模凹模的強度校核查中國模具設(shè)計大典，第三卷，表 20.1-18凹模強度計算公式(6-3)Hmi n=式中 Hmin 凹模的最小厚度（mm ）F沖壓力（N ）owp 許用彎曲應(yīng)力（MPa ）d、do 凹模刃口與支承口直徑這里 F= F 落=66128.4（ N ）mm )awp= 500MPad=53.77mmdo=64mm x 66128,1Hmi n=2 x 53.773 X 64=9.34mm而真實的凹模厚度為22mm，所以凹模的強度滿足要求。6.2落料、翻邊凸凹模外形尺寸1. 落料、翻邊凸凹模的高度落料、翻邊凸凹模的高度滿足翻邊高度和凸、凹模之間安全距離外，還考慮翻邊 間隙，保證強度要求，即凸凹模壁厚大于最小壁厚。這里落料、翻邊凸凹模的高度為 30mm o2. 落料、翻邊凸凹模的強度校核Lmax <（6-4 ）式中 Lmax 沖孔凸模許用的最大自由長度（ mm ）E沖孔凸模材料的彈性模量（MPa ）d 凸?；驔_孔直徑（mm ）t沖件材料的抗剪強度（MPa ）t沖件材料的厚度（mm ）這里 E=2.2 x- MPa d=53.77mm t=1mmt=300 MPa3+14于是 Lmax w= I* x=2095.4mm而實際的沖孔、翻邊凸凹模厚度為 30mm，所以強度完全滿足要求。材料同樣選用9Mn2V鋼，其熱處理硬度為 5860HRC落料、翻邊凸凹模簡圖如圖6-3再3, 77 -圖6-3落料、翻邊凸凹模6.3沖孔、翻邊凸凹模外形尺寸沖孔、翻邊凸凹模的功能是完成沖孔、翻邊，重要性大，其熱處理硬度也相對比落料凸模大，其材料選用 9Mn2V鋼，熱處理硬度為6062HRC1沖孔、翻邊凸凹模的高度沖孔、翻邊凸凹模的高度二沖孔、翻邊凸凹模固定板的厚度 +落料凹模的厚度=12mm +22mm=34mm2.沖孔、翻邊凸凹模的強度校核1）沖孔凹模的強度校核查中國模具設(shè)計大典，第三卷，表 20.1-18凹模強度計算公式Hmi n=（6-5）式中 Hmin 沖孔、翻邊凸凹模的最小厚度（ mm ）F沖壓力（N ）owp 許用彎曲應(yīng)力（MPa ）d、do 沖孔、翻邊凸凹模刃口與支承口直徑（ mm ）d=15.3mm這里 F= F 沖=33064.2 N a wp= 500MPado=16.3mmHmi n=1.5X33064.2V 5002X15.3)3X16.3)=6.1mm2）翻邊凸模穩(wěn)定能力的校核Lmax <（6-6 ）式中 Lmax 沖孔凸模許用的最大自由長度（ mm ）E沖孔凸模材料的彈性模量（MPa ）d 凸模或沖孔直徑（mm ）t沖件材料的抗剪強度（MPa ）t沖件材料的厚度（mm ）這里 E=2.2 xlM MPa d=27mm t=1mmt=300 MPa314于是 Lmax *16 x=745.6mm而實際的沖孔、翻邊凸凹模厚度為34mm，所以強度完全滿足要求。沖孔、翻邊凸凹模的簡圖如圖 6-4O.SX4Sn圖6-4沖孔、翻邊凸凹模6.4沖孔凸模外形尺寸1. 沖孔凸模的形式采用類似直通式的形式，少了階梯形式的復(fù)雜，主要受上頂桿 孔和凸?？椎挠绊?，避免出現(xiàn)最小壁厚。2. 沖孔凸模的長度 沖孔凸模的長度二沖孔凸模固定板的厚度+落料、翻邊凸凹模的高度+超出落料、翻邊凸凹模的2mm則沖孔凸模的長度 =12mm +30mm +2mm=44mm沖孔凸模簡圖如圖6-5圖6-5沖孔凸模3. 強度校核1）凸模穩(wěn)定能力的校核查中國模具設(shè)計大典，第三卷，表 20.1-10凸模穩(wěn)定能力校核計算公式Lmax <（6-7 ）式中 Lmax 沖孔凸模許用的最大自由長度（ mm ）E沖孔凸模材料的彈性模量（MPa ）d 凸模或沖孔直徑（mm）t沖件材料的抗剪強度（MPa ）t沖件材料的厚度（mm ）這里 E=2.2 史"MPa d=15.3mm t=1mmt=300 MPa3.14于是 Lmax <=x=318mm2 ）承壓能力的校核（jk=冬cjp（6-8）式中t沖件材料的抗剪強度（MPa ）t沖件材料的厚度（mm ）d凸?；驔_孔直徑（mm ）ok 凸模刃口的接觸應(yīng)力（MPa ）op 凸模材料的許用壓應(yīng)力（MPa ）這里 t=300 MPat=1mmd=15.3mm*=1500 MPa=600MPa <(p=1500 MPa即凸模穩(wěn)定能力和承壓能力均滿足要求。7主要零部件設(shè)計7.1模柄的設(shè)計JB/T7646.1-1994)圖7-1模柄7.2固定板和墊板的設(shè)計 721沖孔、翻邊凸凹模固定板的設(shè)計查中國模具設(shè)計大典第 3卷，表22.5-19圓形固定板直徑 D=120mm ，厚度 H=12mm材料：45熱處理硬度4348HRC沖孔、翻邊凸凹模固定板的簡圖如圖7-20120” 0. 05 | A羽一-35圖7-2沖孔、翻邊凸凹模固定板722沖孔凸模固定板的設(shè)計沖孔凸模的固定方式有直接固定在模座、用固定板固定和快換式固定三種固定方式，這里選用固定板固定，且采用臺肩固定。將沖孔凸模壓入固定板內(nèi)，裝配采用N7/h6查中國模具設(shè)計大典第 3卷，表22.5-19圓形固定板直徑 D=120mm ，厚度 H=12mm材料：45熱處理硬度4348HRC沖孔固定板的簡圖如圖7-3叫035呵圖7-3沖孔固定板723墊板的設(shè)計查中國模具設(shè)計大典第 3卷，表22.5-20圓形墊板直徑 D=120mm ，厚度 H=6mm材料：45熱處理硬度4348HRC墊板的結(jié)構(gòu)簡圖如圖7-4圖7-4墊板7.3定位零件的設(shè)計731固定擋料銷的設(shè)計固定擋料銷的作用是控制送料步距，分圓形與鉤形兩種，一般裝在凹模上。因圓形擋料銷結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，我們這里就選用圓形了。查中國模具設(shè)計大典 第3卷，表22.5-58固定擋料銷(JB/T7649.10-1994)選用直徑為d=6mm,A 型固定擋料銷材料：45熱處理硬度：4348HRC固定擋料銷簡圖如圖7-5圖7-5固定擋料銷定位銷的設(shè)計定位銷的作用是提供條料的導(dǎo)向材料：45熱處理硬度：4348HRC定位銷簡圖如圖7-6，以免送偏。TLiQ圖7-6定位銷733圓柱銷的設(shè)計1. 上圓柱銷的設(shè)計查中國模具設(shè)計大典第 3卷，表22.6-12 淬硬鋼和奧氏體不銹鋼圓柱銷(GB/T199.2-2000)上圓柱銷公稱直徑d=8mm ，公差為m6，公稱長度1=70 mm材料：45，普通淬火，表面氧化處理上圓柱銷簡圖如圖7-7盧1+ 1*6-/01圖7-7上圓柱銷2. 下圓柱銷的設(shè)計查中國模具設(shè)計大典第 3卷，表22.6-12 淬硬鋼和奧氏體不銹鋼圓柱銷(GB/T199.2-2000)下圓柱銷公稱直徑d=8mm ，公差為m6，公稱長度1=60 mm材料：45，普通淬火，表面氧化處理下圓柱銷簡圖如圖7-8. 6廿60圖7-8下圓柱銷7.4出件機構(gòu)的設(shè)計741上出件機構(gòu)的設(shè)計1. 推板參照冷沖壓模具設(shè)計與制造，第309頁，頂板圖7.28與表7.56材料：45熱處理：4348HRC推板簡圖如圖7-9111飛11以£ f122 (340圖7-9推板2. 推桿查冷沖壓模具設(shè)計與制造表 7.54帶肩推桿尺寸(GB/T2867.1 81 ) 推桿長度二翻邊行程距離+材料：45熱處理：4348HRC推桿簡圖如圖7-101X45q1X45Q" 、-LQ:1=-41.15-35-圖7-10推桿3. 上頂桿查中國模具設(shè)計大典第 3卷，表22.5-61頂桿(JB/T7650.3-1994)材料：45熱處理硬度：4348HRC上頂桿的長度L=沖孔凸模固定板厚度+上墊板厚度+空閑高度+行程距離=12+6+10+11=39mm上頂桿的結(jié)構(gòu)簡圖如圖 7-11O. 5X 15Jf10圖7-11上頂桿4. 上頂板查中國模具設(shè)計大典第 3卷，表22.5-62頂板(JB/T7650.4-1994)材料：45熱處理硬度：4348HRC頂板的簡圖分別如圖7-12圖7-12上頂板下出件機構(gòu)的設(shè)計下出件機構(gòu)是個彈頂器，裝于下模座，由彈簧驅(qū)動。1.下頂桿查中國模具設(shè)計大典第 3卷，表22.5-61頂桿(JB/T7650.3-1994)因 卸料力F卸=2314.494( N )這里只用一根彈簧，所以該彈簧受力2314.494 (N )在滿足工作負荷前提下，查沖模設(shè)計應(yīng)用實例，附錄C1圓鋼絲螺旋彈簧規(guī)格選取了序號78至83的8鐘彈簧，它們的主要參數(shù)如下表7-1表7-1圓鋼絲螺旋彈簧規(guī)格(序號 78至83)序號彈簧外徑材料直徑節(jié) 距自由高度受負荷F1時最大工作D/mmd/mmt/mmHO/mm的 高 度負荷H1/mmF1/N788060.27955914.512088.4275080160116.581200144.58224017383280201.5根據(jù)表7-1和圖7-14 ，得到如下數(shù)據(jù)表7-2表7-2圓鋼絲螺旋彈簧有關(guān)數(shù)據(jù)（序號 78至83）序號H0H1S1 =H0-H1S預(yù)5總（S工作+ S預(yù)）788060.219.816277912088.431.6272880160116.543.5324381200144.555.54354822401736754.565.583280201.578.56677其中：S 工作=10mm+1mm=11mm檢驗是否滿足S1> S總，如果滿足，則可以選用。80號至83號彈簧均滿足要求，因此這里選用80號彈簧規(guī)格為 9 X46 X80GB/T2089-80彈簧裝配高度H2二H0- S預(yù)=160-32 =128mm材料：60Si2 MnA熱處理硬度：4348HRC，彈簧兩端拼緊并磨平。3下頂板查中國模具設(shè)計大典第 3卷，表22.5-62頂板(JB/T7650.4-1994)材料：45熱處理硬度：4348HRC下頂板的簡圖分別如圖7-15圖7-15下頂板下出件機構(gòu)總體簡圖如圖7-16圖7-16下出件機構(gòu)圖1-下頂桿2-導(dǎo)管3-彈簧4-托板 5-螺母8模架的選擇8.1模架的選擇標準模架中，應(yīng)用最廣的是用導(dǎo)柱、導(dǎo)套作為導(dǎo)向裝置的模架。根據(jù)導(dǎo)柱、 導(dǎo)套配置的不同有以下四種基本型式：對角導(dǎo)柱模架、后側(cè)導(dǎo)柱模架、中間導(dǎo)柱 模架、四導(dǎo)柱模架。表8-1列舉了它們之間的功能與用途表8-1各模架功能與用途模架型式（標準號）功能與用途對角導(dǎo)柱模架GB/T2851.1-1990在凹模面積的對角中心線上， 裝有前后導(dǎo)柱，其有效區(qū)在 毛坯進給方向的導(dǎo)套間， 受力平衡，上模座在導(dǎo)柱上運動 平穩(wěn)，適用于縱向或橫向送料，使用面寬，常用于級金模 或復(fù)合模。其凹模周界范圍為 63mm X50mm 500mmX500mm后側(cè)導(dǎo)柱模架GB/T2851.3-1990兩導(dǎo)柱、導(dǎo)套分別裝在上、下模座后側(cè)，凹模面積是導(dǎo)套 前的有效區(qū)域，可用于沖壓較寬條料，且可用邊角料，送 料與操作方便，可縱向、橫向送料。主要適用于一般精度 要求的沖模，不宜用于大型模具，因有彎曲力矩，上模座 在導(dǎo)柱上運動不平穩(wěn)。其凹模周界范圍為63mm X50mm 400mm X250mm中間導(dǎo)柱模架GB/T2851.5-1990其凹模面積是導(dǎo)套間的有效區(qū)域，僅使用于橫向送料，常用于彎曲?；驈?fù)合模。具有導(dǎo)向精度咼，上模座在導(dǎo)柱上， 運動平穩(wěn)的特點。其凹模周界范圍為63mm X50mm500mm X500mm四導(dǎo)柱模架GB/T2851.7-1990模架受力平穩(wěn)，導(dǎo)向精度高。使用于大型制件，精度很高 的沖模，以與大批量生產(chǎn)的自動沖壓生產(chǎn)線上的沖模。其凹模周界范圍為 160mm X250mm 630mm X400mm后側(cè)導(dǎo)柱模架適用于一般精度要求的沖模，且可用邊角料，送料與操作方 便，可縱向、橫向送料，這里就選用后側(cè)導(dǎo)柱模架了。查中國模具設(shè)計大典，第3卷，表2243后側(cè)導(dǎo)柱模架這里選用后側(cè)導(dǎo)柱模架的規(guī)格如下：GB/T 2855.5GB/T 2855.6GB/T 2861.1GB/T上模座：125mm X125mm X30mm 下模座：125mm X125mm X35mm 導(dǎo)柱：22mm xi30mm導(dǎo)套：22mm X70mm X28mm2861.68.2模具的閉合高度計算1. 模具閉合高度計算的意義模具的閉合高度 H模是指模具在最低工作位置時上模座的上平面與下模座 的下平面之間的高度。計算模具的閉合高度H模是為選壓力機提供幫助，壓力機的閉合高度應(yīng)與沖模的閉合高度相適應(yīng)，即滿足：沖模的閉合高度在壓力機的最大閉合高度和最小閉合高度之間，否則就不能保證正常的安裝與工作。2. 計算模具的閉合高度模具的閉合高度H模二上模座厚度+墊板厚度+上墊板厚度+沖孔凸模固定板厚 度+落料凸模高度+落料凹模高度+沖孔、翻邊凸凹模固定板厚度 +下墊板厚度 下模座厚度+上、下模安全距離貝y H 模=30mm +17mm +6mm +12mm +30mm +22mm +12mm+35mm +10mm=174mm9選擇沖壓設(shè)備沖壓設(shè)備是提供模具行程能量的，在冷沖壓生產(chǎn)中，為了適應(yīng)不同的沖壓 工作需要，采用各種不同類型的壓力機。 壓力機的類型很多，按傳動方式的不同, 主要可分為機械壓力機和液壓壓力機兩大類。其中機械壓力機在冷沖壓生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛。隨著現(xiàn)代沖壓技術(shù)的發(fā)展，高速壓力機、數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機等也日益 得到廣泛地應(yīng)用。下面表9-1和表9-2，分別列舉了按沖壓件大小和按生產(chǎn)批量選擇設(shè)備表9-1按沖壓件大小選擇設(shè)備零件大小選用類型特點適用工序小型或中小型幵式機械壓力 機有定的精度和剛 度，操作方便，價格 低廉分離與成形（深度淺的成形件）大中型閉式機械壓力 機精度與剛度更咼，結(jié) 構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)分離、成形（深度大的成形件與復(fù) 合工序）表9-2按生產(chǎn)批量選擇設(shè)備沖壓件批量設(shè)備類型特點適用工序小批量薄板通用機械壓力機速度快，生產(chǎn)效率咼，質(zhì)量較穩(wěn)定各種工序厚板液壓機行程不穩(wěn)定，不會因超載而 損壞設(shè)備拉深、脹形、彎曲等大批量高速壓力機咼效率沖裁多工位自動壓力機高效率，消除了半成品堆儲等問題各種工序為安全起見，防止設(shè)備超載，應(yīng)注意以下幾點：1. 所選沖壓機的公稱壓力必須大于沖壓所需的總沖壓力，即：F壓機F總2. 所選壓力機的閉合高度應(yīng)與沖模的閉合高度相適應(yīng)，即滿足：沖模的閉合高度 在壓力機的最大閉合高度和最小閉合高度之間。3. 壓力機的工作臺面的必須大于模具下模座的外形尺寸，并還要留有安裝固定的余地，但過大的工作臺面上安裝過小尺寸的沖模時，對工作臺的受力條件也是不利的。4. 壓力機的行程大小應(yīng)適應(yīng)，由于壓力機的行程影響到模具的張幵高度，因此對 于沖模、彎曲等模具，其行程不宜過大，以免發(fā)生凸模與導(dǎo)板分離或滾珠導(dǎo)向裝 置脫幵的不良后果。由于制件屬于小型制件，又是薄板，要求是大批量生產(chǎn)，考慮到經(jīng)濟性和制件質(zhì) 量，綜合考慮選用幵式雙柱可傾式壓力機。查冷沖壓模具設(shè)計與制造表 7.10幵式雙柱可傾式壓力機技術(shù)規(guī)格 這里選用型號J23-16，它的主要技術(shù)規(guī)格如下表 9-3表9-3J23-16型壓力機主要參數(shù)公稱壓力/KN160滑塊行程/mm55滑塊行程次數(shù)/(次/min)120最大封閉咼度/mm220最大裝模咼度/mm180滑塊中心線至床身距離/mm160連桿調(diào)節(jié)長度/mm45床身兩柱間距離/mm220模柄孔尺寸/mm直徑40工作臺尺寸/mm前后300深度60左右450墊板尺寸/mm厚度40機床外形尺寸/mm前后1130孔徑210左右921電動機功率/kw1.5咼度1890床身最大可傾角/ (°)35機床總質(zhì)量/kg105510模具總裝圖與裝配工藝性10.1模具工作原理模具總裝圖如圖11-1A-A41_fj31120門222429圖11-1裝配圖1-下模座2-下頂桿3-下螺釘4-沖孔、翻邊凸凹模固定板5-落料凹模 6- 下頂板 7-固定擋料銷 8-落料、翻邊凸凹模 9-沖孔凸模固定板 10-墊板 1 11-墊板2 12-上模座 13-螺釘 14-模柄 15-推桿 16-圓柱銷 17-推 板18-導(dǎo)套19-上頂桿 20-上頂板 21-沖孔凸模 22-沖孔、翻邊凸凹模23-導(dǎo)柱 24-下圓柱銷25-導(dǎo)管 26-彈簧 27-托板 28-螺母 29-定位銷圖11-1為落料、沖孔、翻邊復(fù)合模的總裝圖，由于該模具一次性完成3道工序，故有些零件具有多重功能： 落料、翻邊凸凹模8的外圓起落料凸模的作 用，端面起壓邊的作用，內(nèi)孔起翻邊凹模的作用；沖孔、翻邊凸凹模22的內(nèi)孔起沖孔凹模，外圓為翻邊凸模；此外工作零件還有落料凹模5和沖孔凸模21 o考慮到?jīng)_孔漏料的方便，將沖孔凸模21置于上模；考慮到卸料和出件的方便，采用了安裝在下模的彈頂裝置和利用安裝在壓力機上的打料機構(gòu)。該結(jié)構(gòu)將沖孔廢料由常見的內(nèi)部彈性結(jié)構(gòu)向上推出，改為從導(dǎo)管25孔自由漏出，即中間推件力為零，減輕的沖壓負荷，而且也提高了模具使用壽命。工作時，將剪好的條料放在落料凹模5上靠緊固定擋料銷7和定位銷29，壓力機滑塊帶動上模下行時，沖孔凸模21首先與沖孔、翻邊凸凹模 22進行沖孔，沖孔結(jié)束后，接著落料、翻邊凸凹模8與落料凹模5進行落料，上模繼續(xù)下行，落料、翻邊凸凹模 8與下頂板3的端面接觸，把坯料兩端壓緊，此時落料、 翻邊凸凹模8的內(nèi)孔與沖孔、翻邊凸凹模 22的外孔幵始翻邊，這樣就完成了落 料、沖孔、翻邊3道工序。當(dāng)上?；厣龝r，下出件機構(gòu)在彈簧26的作用下幵始工作，下頂桿 2帶動下頂板3上行完成出件，當(dāng)制件留在落料、翻邊凸凹模8上，則由上出件機構(gòu)來完 成出件，這時推板17帶動上頂桿19，上頂桿19帶動上頂板20完成出件。沖 孔的廢料從沖孔、翻邊凸凹模22下的導(dǎo)管孔落下，至此整個沖壓工序完成。按模具工作順序，為了避免落料后馬上就進行拉伸，也為了避免同時落料和沖孔，壓力集中增大，因此沖孔凸模高出落料凸模2mm，實行先沖孔，再落料，接著壓緊翻邊，其實落料、沖孔、翻邊復(fù)合模成了沖孔、落料、翻邊復(fù)合模。10.2裝配工藝性工作零件的固定裝配1. 落料、翻邊凸凹模落料、翻邊凸凹模采用圓柱銷和螺釘固定，螺釘選用M10 X60，圓柱銷選用© 8X702. 落料凹模落料凹模采用圓柱銷和螺釘固定，螺釘選用M10 X55，圓柱銷選用© 8 X603. 沖孔凸模沖孔凸模采用固定板固定，采用H7/m6配合4. 沖孔、翻邊凸凹模沖孔、翻邊凸凹模采用固定板固定，采用H7/m6配合1022其他零件的裝配1. 導(dǎo)柱與導(dǎo)套導(dǎo)柱與導(dǎo)套采用H7/h6配合2. 導(dǎo)柱與下模座導(dǎo)柱與下模座采用H7/r6配合3. 導(dǎo)套與上模座導(dǎo)套與上模座采用 H7/r6配合4. 模柄與模座模柄與模座采用H7/m6配合5固定擋料銷與落料凹模固定擋料銷與落料凹模采用H7/m6配合6. 定位銷與落料凹模定位銷與落料凹模采用 H7/m6配合7. 圓柱銷與凸模固定板、上下模座圓柱銷與凸模固定板、上下模座采用H7/n6配合8. 螺釘與螺釘孔螺釘與螺釘孔單邊間隙 0.5mm9. 推桿與模柄推桿與模柄單邊間隙0.5mm10. 下頂板與沖孔、翻邊凸凹模下頂板與沖孔、翻邊凸凹模單邊間隙0.5mm11. 上頂板與沖孔凸模上頂板與沖孔凸模單邊間隙0.5mm12. 上頂桿與沖孔凸模固定板和墊板10上頂桿與沖孔凸模固定板、墊板單邊間隙 0.5mm13. 下頂桿與下模座和沖孔翻邊凸凹模固定板下頂桿與下模座和沖孔翻邊凸凹模固定板單邊間隙0.5mm參考文獻1.模具設(shè)計與 CAD .高軍等編 .北京：化學(xué)工業(yè)出版社 .2006.82.沖壓手冊 .王孝培編 .北京：機械工業(yè)出版社 .20003. 模具結(jié)構(gòu)與設(shè)計基礎(chǔ) .許發(fā)樾等編 .北京：機械工業(yè)出版社 .20024. 中國模具設(shè)計大典 第三卷 .中國機械工程學(xué)會， 中國模具設(shè)計大典編委會編 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