雙耳止動(dòng)墊圈沖壓模具設(shè)計(jì)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 目 錄 專心---專注---專業(yè) 雙耳止動(dòng)墊圈—結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 0 引言 冷沖壓是在常溫下利用沖壓模具在壓力機(jī)上對(duì)板料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件的加工方法。冷沖壓是建立在金屬塑性變形的基礎(chǔ)上的一種先進(jìn)的金屬加工方法。由于冷沖壓加工的零件形狀、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能等不同，其沖壓方法多種多樣，但概括起來(lái)可分為分離工序和變形工序兩大類。分離工序是將

2、沖壓件或毛坯沿一定的輪廓相互分離；變形工序是在材料不產(chǎn)生破壞的前提下使毛坯發(fā)生塑性變形，形成所需要的形狀及尺寸的制件。沖壓可分為五個(gè)基本工序：沖裁、彎曲、拉深、成形和立體壓制。冷沖壓工藝與其他的加工方法相比，有以下的特點(diǎn)：1）用冷沖壓加工方法可以得到形狀復(fù)雜、用其他加工方法難以加工的工件，冷沖壓件的尺寸精度是由模具保證的，因此，尺寸穩(wěn)定，互換性好。2）材料利用率高、工件重量輕、剛性好、強(qiáng)度高、沖壓過(guò)程耗能少。因此，工件的成本較低。3）操作簡(jiǎn)單勞動(dòng)強(qiáng)度低、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化、生產(chǎn)率高。4）沖壓工藝中所用的模具結(jié)構(gòu)一般比較復(fù)雜，生產(chǎn)周期較長(zhǎng)、成本較高。因此，在單件、小批量生產(chǎn)中采用沖壓工藝受到

3、一定的限制。沖壓工藝多用于成批、大量生產(chǎn)。國(guó)防方面，如導(dǎo)彈、槍彈、炮彈等產(chǎn)品中，采用冷沖壓加工的比例是相當(dāng)大的。隨著汽車和電器等的飛躍發(fā)展，許多先進(jìn)工業(yè)國(guó)家對(duì)發(fā)展冷沖壓生產(chǎn)給予了高度的重視。 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 1 總體設(shè)計(jì) 1.1 已知條件 (1)零件材料：Q235。這種材料屬于普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，屬于低碳鋼。由于其鐵素體含量多，故其塑性、韌性優(yōu)良，力學(xué)性能較好，其抗剪強(qiáng)度τ為304-373Mpa，抗拉強(qiáng)度бb為432-461Mpa，屈服強(qiáng)度бs為253Mpa，伸長(zhǎng)率δ為21-25%。 (2)厚度：　t=1mm (3)生產(chǎn)批量：大批量 (4)零件尺寸：如圖1.1

4、。 圖1.1　零件圖 t=1mm 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 根據(jù)零件圖，零件圖上的尺寸未注公差，屬自由尺寸，未標(biāo)公差按IT13級(jí)，《沖壓手冊(cè)》P1059查表14-147，查出了各尺寸的極限偏差數(shù)值。 獲得各標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值 A類尺寸 36 360—0.39 B類尺寸 Φ21 Φ210+0.33 22 220—0.33 注： 摘自GB/T 1800.2-2009。 R16 R160—0.27 R3 R30—0.14 18 180—0.27 1.2 確定工藝方案 一、 分析比較和確定工藝方案

5、 雙耳止動(dòng)墊圈一般有以下三種沖裁工藝方案 方案一：用二次工序進(jìn)行沖壓（見(jiàn)圖1.2） 圖1.2 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 工序1—用簡(jiǎn)單沖模沖孔 工序2 —用落料簡(jiǎn)單模落料 方案二：用復(fù)合模，將孔及外形一次沖出（見(jiàn)圖1.3） 圖 1.3 方案三：用二工步連續(xù)模在一次工序中將零件沖出（見(jiàn)圖1.4） 圖 1.4 分析比較各方案的優(yōu)缺點(diǎn)： 第一方案的特點(diǎn)：是模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低和沖裁件精度低，另外，各次工序所需的沖壓力小，可解決沖壓噸位不夠的問(wèn)題。 這個(gè)方案需要二次沖壓工序，在落料工序中，要進(jìn)行定位，操作不方便，多工序沖裁

6、時(shí)，生產(chǎn)效率低，累積誤差大，與本零件生產(chǎn)批量大和尺寸精度地，不相適合。 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 第二方案由于將各工序復(fù)合在一起，一次沖成能保證較高的生產(chǎn)率，而且操作比較安全。再者復(fù)合模沖裁時(shí)，零件精度主要決定于模具制造精度，當(dāng)采用精度為IT10級(jí)以上復(fù)合模沖壓本零件時(shí)，可保證零件所要求的各項(xiàng)精度指標(biāo)。由于復(fù)合模進(jìn)行沖裁時(shí)，彈性卸料板將毛坯壓緊,再進(jìn)行沖壓，因此斷面質(zhì)量較高，工件平整，材料利用率高，由于復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易制造，成本較高。 第三方案：工件和沖孔廢料都可由壓力機(jī)臺(tái)下排出。操作方便安全，生產(chǎn)效率高，易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化，如果，同時(shí)采用彈性卸料裝置，在沖壓

7、時(shí)，卸料板壓住板料，所以沖裁件的平整度提高，適于一般精度的沖壓工件。連續(xù)模材料利用率低，制造成本高，維修、維護(hù)困難，計(jì)算復(fù)雜，但此復(fù)合模成本低。 綜合考慮，此零件的精度要求不高且形狀簡(jiǎn)單，批量很大，在保證精度的情況下，應(yīng)盡量降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，所以選擇方案二。 1.3 排樣圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算 設(shè)計(jì)復(fù)合模首先要設(shè)計(jì)排樣圖。這是設(shè)計(jì)復(fù)合模的重要依據(jù)。排樣的要求是切除廢料，最后根據(jù)需要將零件從條料上分離下來(lái)。排樣設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：確定被沖工件在條料上的排列方式；確定條料載體的形式；確定條料寬度和步距尺寸，從而確定了材料利用率。排樣圖的好壞對(duì)模具設(shè)計(jì)的影響很大，需要設(shè)計(jì)出多種方案加以分析、

8、比較、綜 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié) 果 合與歸納，以確定一個(gè)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)效果相對(duì)較合理的方案，衡量排樣設(shè)計(jì)的好壞主要是看其工作安排是否合理，能否保證沖件的質(zhì)量并使沖壓過(guò)程正常、穩(wěn)定的進(jìn)行，模具結(jié)構(gòu)是否簡(jiǎn)單、制造維修是否方便，能否得到較高的材料利用率，是否符合制造和使用單位的習(xí)慣和實(shí)際條件等等。 1.3.1 排樣圖設(shè)計(jì)原則 （1） 先沖孔，后沖外形。 （2） 復(fù)雜型孔可分解為若干簡(jiǎn)單型孔，分步進(jìn)行沖裁。 （3） 工序要分散，以確保凹模有足夠的強(qiáng)度。所有的孔不應(yīng)在同一工位上沖切，最好分開(kāi)。布置在同一工位及相鄰工位上的沖切輪廓（包括孔）的間距不應(yīng)小于凹模最小壁厚。 （4） 尺

9、寸與形狀要求高的輪廓應(yīng)布置在較后的工位上沖切。 （5） 有孔位精度要求的孔應(yīng)在同一工位上沖，若無(wú)法安排在同一工位上時(shí)，可安排在相近的工位上沖。 （6） 孔精度有要求并與輪廓靠近，沖外輪廓時(shí)孔可能會(huì)變形，應(yīng)先沖外形后沖孔。 （7） 外形薄弱部分的沖切應(yīng)安排在較前的工位上。 （8） 輪廓周界較大的沖切工藝，盡量安排在中間工位，以使壓力中心與模具幾何中心重合。 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié) 果 1.3.2 排樣圖 排樣圖如圖1.5，本次設(shè)計(jì)所用的排樣方式為有廢料排樣。其特點(diǎn)為：沖裁件質(zhì)量較好，模具壽命較長(zhǎng)，但材料利用率較低。 圖1.5 排樣圖 1.3.3 排樣圖的計(jì)算

10、 （1） 根據(jù)材料厚度為1mm，查《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》P42表2-116最小工藝搭邊值，a=2mm 考慮到零件結(jié)構(gòu)及排樣的要求：a1=2mm a2=5mm。 （2） 由于采用直排布置，其送料步距基本尺寸為： a1=2mm a2=5mm 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 其中 —平行于送料方向的沖裁寬度（mm）； 、—沖裁件之間的搭邊值(mm)； S—調(diào)料進(jìn)距； —平行于送料方向的沖裁寬度（mm）。 S=38+2 +5+18=63mm （3） 條料寬度B 由于采用側(cè)

11、刃進(jìn)行縱向定距，條料寬度必須考慮到側(cè)刃切去的寬度即側(cè)刃余量b1，所以條料寬度為： 式中： D—沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸(mm)； a—沖裁件與條料側(cè)邊之間的搭邊(mm)； n—側(cè)刃數(shù)目，單側(cè)刃n=1，雙側(cè)刃n=2； b1—側(cè)刃余量(mm)。 但是此雙耳止動(dòng)墊圈的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用單沖的復(fù)合模結(jié)構(gòu)，因此采取擋料銷、導(dǎo)料銷來(lái)定位和保證手動(dòng)有序的送料。 Bmin=52+2×2 =56 mm B取得：B =56mm （4） 材料利用率的計(jì)算 材料的利用率通常是以一個(gè)步距

12、內(nèi)零件的有效面積和工藝廢料與所用毛坯面積的百分率來(lái)表示： S=63 B =56mm 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 用UG計(jì)算的制件面積：S面=1305.02mm2,A=2×958.66=1917.32mm2。 η=(1917.32/63×56)×100% = 54.35% 1.4 沖裁力的計(jì)算 沖壓力是選擇壓力機(jī)的主要依據(jù),也是設(shè)計(jì)模具所必需的數(shù)據(jù)。這次所設(shè)計(jì)的雙耳止動(dòng)墊圈的沖壓力由沖裁力組成。 1.4.1沖裁力 對(duì)于普通平刃口的沖裁,其沖裁力F0 ,查《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例

13、》 P39（2-7）式： 式中： —沖裁力（N）； —沖裁件的周長(zhǎng)（mm）； —材料厚度； —材料抗剪強(qiáng)度（MPa）,見(jiàn)書(shū)末附錄A。 查《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》 P357 附錄A 沖壓常用金屬材料的性能和規(guī)格，得：=380～470MPa，取＝400Mpa。 UG計(jì)算的周長(zhǎng)：、 η=54.35% ＝400Mpa 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 1.5 卸料力，推件力和頂件力的計(jì)算 卸料力,即將緊箍在凸模上的材料與凸模分離所需的力；推件力，即將落料件或沖孔廢料推出

14、凹模所需要的力；頂件力，將落料件從凹模內(nèi)反頂出所需要的力。卸料力、推件力、頂件力和沖輪廓的形狀，沖裁間隙，材料種類和厚度，潤(rùn)滑情況，凹模洞口形狀等因素有關(guān)。 本制件沒(méi)有頂件力，查《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》 P41 （2-11）式： 式中： —沖壓力（N） —卸料力系數(shù) —推件力系數(shù) —頂件力系數(shù) n—梗塞在凹模內(nèi)的沖件數(shù)，n = h/t，h為凹模直刃高度，t為料厚。 查《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》 P45 當(dāng)t<0.5mm時(shí)，h=3～5mm；

15、 h=5mm 當(dāng)t=0.5～5mm時(shí)，h=5～10mm。 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 本制件的厚度t=1.0 ,因此取h=5mm,即得： n=h/t=5/1=5。 查《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》P41表2-15卸料力、推件力,得： , 1.6 壓力機(jī)所需總沖壓力的計(jì)算 計(jì)算總沖壓力的時(shí)候，只能計(jì)算同時(shí)發(fā)生的力。我所設(shè)計(jì)的模具需要的總壓力包括沖壓力、卸料力和推件力。 1.7壓力機(jī)噸位和型號(hào)的選擇 查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》 P33表1-2-6，開(kāi)式雙柱可

16、傾壓力機(jī)技術(shù)規(guī)格，選擇JB23-16型壓力機(jī)，其參數(shù)如下： 公稱壓力：160KN 滑塊行程：55mm 滑塊行程次數(shù)：120/min 最大封閉高度：220mm 封閉高度調(diào)節(jié)量：45mm 滑塊中心線至床身距離：160mm 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 立柱距離：220mm 工作臺(tái)尺寸：前后300mm；左右450mm 工作臺(tái)孔尺寸：前后160mm；左右240mm；直徑210mm 模柄孔尺寸：直徑40mm；深度60mm 1.8 壓力中心的計(jì)算 沖裁力合力的作用點(diǎn)是沖裁的壓力中心。為了保證壓力機(jī)和模具平穩(wěn)的工作，沖模的壓力中心與壓力

17、機(jī)的滑塊中心線基本重合，否則，模具和壓力機(jī)滑塊將受到側(cè)向力，引起凸、凹模間隙不均勻和導(dǎo)向零件加速磨損，甚至還會(huì)引起壓力機(jī)導(dǎo)軌的磨損、影響壓力機(jī)的精度。建立坐標(biāo)系如圖1.6，經(jīng)UG計(jì)算得：壓力中心為X﹦-10,Y﹦-2.4。 圖1.6 壓力中心 X﹦-10 Y﹦-2.4 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 2 成形零件的設(shè)計(jì) 凸模、凹模和凸凹模直接擔(dān)負(fù)著沖壓工作。由于加工性質(zhì)不同，凸模、凹模和凸凹模的形狀，結(jié)構(gòu)也不同。要使之能夠適應(yīng)高速?zèng)_壓，必須滿足各種特定的技術(shù)條件，而決不能用設(shè)計(jì)一般凸模、凹模和凸凹模的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。

18、2.1 設(shè)計(jì)原則 復(fù)合模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則： 1.盡量選用成熟的模具結(jié)構(gòu)或標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。 2.模具要有足夠的剛性，以滿足壽命和精度的要求。 3.結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、實(shí)用，要具有合理的經(jīng)濟(jì)性。 4.能方便地送料，操作要簡(jiǎn)便安全，出件容易。 5.模具零件之間定位要準(zhǔn)確可靠，連接要牢固。 6.要有利于模具零件的加工。 7.模具結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的沖壓設(shè)備要協(xié)調(diào)。 8.模具容易安裝，易損件更換方便。 2.2 凸、凹模的設(shè)計(jì)與計(jì)算 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，再改變凸模刃口尺寸，以獲得合理的沖裁 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 間隙值。而沖孔時(shí)

19、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，合理沖裁間隙值靠改變凹模刃口尺寸獲得。 2.2.1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.2.1.1 凹模的基本類型 凹?；绢愋鸵?jiàn)表2.1。 表2.1 凹模的基本類型 整體凹模 不適宜用于多工位級(jí)進(jìn)模，但是由于設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，一些工位數(shù)不多的或工位數(shù)較多而只是純沖裁的級(jí)進(jìn)模會(huì)選用 鑲套式凹模 為了小的工作型孔的加工方便，容易更換和刃磨，在整體凹?；蚱渌问桨寄５木植啃涂孜恢描偳短籽b凹模 拼合式型孔凹模 為滿足凹模型孔加工精度這一要求，用于某些不易加工的凹模型孔 分段拼合凹模 解決各工位型孔間的間距精度，將模具的凹模分成若

20、干段，每段中的型孔數(shù)不一，然后將這幾段凹模的結(jié)合面研和鑲?cè)氚寄Ｍ馓祝ɑ驀颍﹥?nèi)，構(gòu)成的一個(gè)整體凹模，較多采用 綜合拼合凹模 是上述各種拼合鑲?cè)虢Y(jié)構(gòu)的綜合，多用于沖裁彎曲級(jí)進(jìn)模，沖裁成型級(jí)進(jìn)模 綜合考慮，我所設(shè)計(jì)的凹模為整體式凹模，加工、裝配比較方便。 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 2.2.1.2 凹模材料 凹模的刃口應(yīng)具有高的耐磨性，并能承受沖裁時(shí)的沖壓力，因此因有高的強(qiáng)度與剛度、適合的韌性，所以對(duì)凹模進(jìn)行淬火熱處理，使其熱處理硬度達(dá)到HRC58～62。 2.2.1.3 凹模尺寸 （1）凹模厚度 查《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》 P45 （2-25）式：

21、 式中：—凹?？椎淖畲髮挾龋╩m）； —因數(shù)，見(jiàn)表2-17； —凹模厚度，其值為15～20mm。 根據(jù)查《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》 P45表2-17，根據(jù)材料厚度1.0mm，b=52mm得：K=0.35 即： 考慮強(qiáng)度、剛度和刃磨的結(jié)構(gòu)要求,取。 （2）凹模壁厚 查《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》 P45 （2-26）式： 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 式中： —凹模壁厚，（mm）。 取系數(shù)為1.5 考慮到

22、凹模上需要留有螺釘、圓柱銷等的安裝位置，取。 查《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》 P46 （2-27）式： 沖裁硬材料時(shí)最小壁厚，符合要求 （3）凹模外形尺寸 調(diào)整凹模外形尺寸, 考慮到凹模上需要留有螺釘、圓柱銷、彈簧等的安裝位置查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》 P391 表1-10-85 選用標(biāo)準(zhǔn)件：。 2.2.1.4 固定板、墊板和卸料板的尺寸設(shè)計(jì) 固定板、墊板和卸料板的平面形狀和尺寸與凹模相同，其各厚度方向的高度H查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》 P391 表1-10-85 （注：復(fù)合模矩形厚凹模典型組合尺寸）（GB2873.1-81）即： 上、下墊板厚度： 上固定

23、板厚度: 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 凹模厚度: 卸料板厚度: 下固定板厚: 2.2.1.5凸凹模的設(shè)計(jì) 凸凹模采用臺(tái)階結(jié)構(gòu)，內(nèi)孔為沖孔凹模，刃口的形式選擇如圖2. 1結(jié)構(gòu)類型，凸凹模長(zhǎng)度：，取：。 圖2. 1 模具刃口要有高的耐磨性，并能承受沖裁時(shí)的沖擊力。應(yīng)此應(yīng)有高的硬度和適當(dāng)?shù)捻g性。選擇材料Cr12,并對(duì)凸凹模進(jìn)行淬火熱處理，使其熱處理硬度達(dá)到HRC58～62。

24、 Cr12 HRC58～62 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 2.2.2 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.2.2.1 凸模的基本類型 凸模有兩種基本類型： （1）直通式凸模，其工作部分和固定部分的形狀與尺寸做成一樣。這類凸?？梢圆捎贸尚湍ハ?、線切割等方法進(jìn)行加工，加工容易，但固定板型孔的加工較復(fù)雜。這種凸模的工作端應(yīng)進(jìn)行淬火，淬火長(zhǎng)度約為全長(zhǎng)的1/3。另一端處于軟狀態(tài)，便于與固定板鉚接。為了鉚接，其總長(zhǎng)度應(yīng)增加1mm。直通式凸模常用于非圓形斷面的凸模。 （2）臺(tái)階式凸模，工作部分和固定部分的形狀與尺寸不同。固定部分多做成圓形或矩形。這時(shí)凸模固定板的型孔為標(biāo)準(zhǔn)尺寸孔，加工容易。工作部分可

25、采用車削、磨削（對(duì)于圓形）或采用仿形刨加工，最后用鉗工進(jìn)行精修（對(duì)于非圓形），加工較難。對(duì)于圓形凸模，廣泛采用這種臺(tái)階式結(jié)構(gòu)，冷沖模標(biāo)準(zhǔn)中制訂了這類凸模的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)形式與尺寸規(guī)格。對(duì)于非圓形凸模，若其固定部分采用了圓形結(jié)構(gòu)，則其余固定板配合時(shí)必須采用防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，使其在圓周方向有可靠定位。 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 在這一次的設(shè)計(jì)中，基于以上原則，臺(tái)階式凸模式。結(jié)構(gòu)形式如圖2.2： 圖2.2 凸模材料 模具刃口要有高的耐磨性，并能承受沖裁時(shí)的沖擊力。應(yīng)此應(yīng)有高的硬度和適當(dāng)?shù)捻g性。選擇材料Cr12,并對(duì)凸模進(jìn)行淬火熱處理，使其熱處理硬度達(dá)到HRC58～62。 凸模長(zhǎng)度

26、確定 Cr12 HRC58～62 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 2.2.3 沖孔凸、凹模的刃口尺寸計(jì)算 由于沖孔的尺寸是由沖孔凸模決定，凹模的尺寸由凸模尺寸決定后加最小間隙而成。 對(duì)于沖孔采用凸、凹模分開(kāi)加工制模，計(jì)算公式如下： 式中： d凸 —沖孔凸模刃口設(shè)計(jì)尺寸（mm）； d凹 —沖孔凹模刃口設(shè)計(jì)尺寸（mm）； dmin—工件孔允許最小尺寸（mm）； x—補(bǔ)償刃口磨損量系數(shù)； Δ—工件公差數(shù)

27、值（mm）； δ凹—凹模尺寸上偏差，下偏差為零； δ凸—凸模尺寸下偏差，上偏差為零。 查《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》P34表2-10，得： Zmin=0.10mm Zmax=0.13mm Zmax-Zmin=0.13-0.10=0.03mm 查《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》P34表2-12，得： δ凸=0.02mm δ凹=0.02mm δ凸+δ凹=0.04 為了方便制造，所有制造公差取為一致，即δ凹=δ凸=0.01mm。 ︱δ凸︱+︱δ凹︱=0.02mm Zmi

28、n=0.10mm Zmax=0.13mm δ凸=0.02mm δ凹=0.02mm δ凸=0.01mm δ凹=0.01mm 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 滿足分別加工時(shí)︱δ凸︱+︱δ凹︱≤Zmax-Zmin的要求。 查《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》P37表2-13，得： 對(duì)于Φ210+0.27的圓孔 =（21+0.5×0.27）0-0.01=21.140-0.01 =（21.14+0.10）+0.010=21.24+0.010 2.2.4 落料凸、凹模的刃口尺寸計(jì)算 由于落料的尺寸主要由凹模決定，所以只要計(jì)算保證凹模尺寸即可，而

29、凸模則由凹模相應(yīng)配合加工而成。 凸、凹模采用配作法制模，查《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》P38 （2-4）式： A類尺寸： B類尺寸： C類尺寸： 對(duì)于外形 尺寸360—0.39, 屬于A類尺寸，x=0.5，Δ=0.39

30、 =（36-0.5×0.39）+0.10=35.81+0.10 =35.81-0.10=35.71 尺寸220—0.3, 屬于A類尺寸，x=0.5，Δ=0.3 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 =（22-0.5×0.3）+0.080=21.85+0.080 =21.85-0.10=21.75 尺寸R160—0.27, 屬于A類尺寸，x=0.5，Δ=0.27

31、 =（16-0.5×0.27）+0.070=15.87+0.070 =15.87-0.10=15.87 尺寸R30—0.14, 屬于A類尺寸，x=0.5，Δ=0.14 =（3-0.5×0.14）+0.040=2.93+0.040 =2.93-0.10=2.83 尺寸180—0.27，屬于A類尺寸，x=0.5，Δ=0.27 =（18-0.5×0.27）+0.070=17.87+0.070

32、 =17.87-0.10=17.77 2.2.5 凸模的校核 抗壓能力校核 （1） 對(duì)于圓形凸模,查《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》 P44 （2-19）式： 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 式中：d—凸模最小直徑（mm）； t—材料厚度（mm）； τ—材料的抗剪強(qiáng)度（Mpa）； [σ] —凸模材料許用壓應(yīng)力（Mpa），一般取1000～1600Mpa。 d≥4×350×1/1000 =1.68mm 在這次的零件中，最小的圓凸模直徑為Φ21mm＞1.68mm，所以符合材料的抗壓能力。 縱向抗彎能力校核 所設(shè)計(jì)

33、的模具結(jié)構(gòu)中，卸料板除了起卸料作用之外，對(duì)凸模還有導(dǎo)向的作用。 （1） 對(duì)于圓凸模,采用無(wú)導(dǎo)向裝置，查《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》 P44 （2-21）式： 式中： Lmax —凸模不發(fā)生失穩(wěn)彎曲的最大長(zhǎng)度（mm）； d—凸模最小直徑（mm）； F—沖壓力（N）。 所設(shè)計(jì)的凸模自由段長(zhǎng)度為44＜132.5，符合要求。 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 3 各種機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 3.1 卸料裝置 卸料裝置的功用是在一次沖裁結(jié)束之后，將條料或工序件與落料凸?；驔_孔凸模脫離，以便進(jìn)行下一次的沖裁，本制件的卸料結(jié)構(gòu)

34、如圖3.1。 圖3.1 卸料板 卸料彈簧的選用： (1)初選用4個(gè)彈簧。 (2)根據(jù)總卸料力和彈簧個(gè)數(shù)n=6,得每個(gè)彈簧的預(yù)壓力，查《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》P63 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 (3)根據(jù)預(yù)壓力Fy初選彈簧的規(guī)格，使其極限工作壓力大于預(yù)壓力Fy。 根據(jù)預(yù)壓力F預(yù)（﹥643N）和結(jié)構(gòu)尺寸，查《沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例》 P467附錄C1初選出序號(hào)62～67，其最大工作載荷F1=1120N﹥643N。 (4)效驗(yàn)是否滿足S1≥S總。查書(shū)末附錄C1及負(fù)荷—行程曲線，并經(jīng)過(guò)計(jì)算可得以下數(shù)據(jù)： 序號(hào) 62 63 64 65 66

35、50 70 90 110 140 36.1 49.3 62.5 75.6 95.4 13.9 20.7 27.5 34.4 44.6 7.98 11.88 15.79 19.75 25.61 14.98 18.88 22.79 26.75 32.61 注：， 由表中數(shù)據(jù)可見(jiàn)，序號(hào)63～67的彈簧均滿足S1≥S總，但選擇序號(hào)63的彈簧最合適，因?yàn)槠渌鼜椈商L(zhǎng)，會(huì)使模具高度增加。63號(hào)彈簧規(guī)格為： 外徑： 自由高度： 鋼絲直徑： 裝配高度： 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 3.2 導(dǎo)料裝置

36、 定位裝置和條料縱向定位裝置，查《沖壓手冊(cè)》 P1013 表14-95 固定擋料 （摘自JB/T 7649.10-2008） 其結(jié)構(gòu)如圖圖3.2，選取d=10mm的A型固定擋料銷建立表格參數(shù)如下： d(h11) d1(m6) h L 6 3 3 8 圖3.2 擋料銷 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 3.3 固定板 模具中的固定板，又稱為安裝板，它的主要作用是對(duì)凸模固定或者凹模，并通過(guò)它安裝在模座上。多工位級(jí)進(jìn)模的固定板不僅要安裝許多的凸模，還要安裝一些其他零件，如小導(dǎo)柱，導(dǎo)正釘?shù)取Ｍ拱寄９潭ò宓耐庑闻c尺寸與凹模板相同160×125mm，厚度為18m

37、m，固定凸凹模的型孔決定于凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；凸模固定板的外形與尺寸與凹模板相同160×125mm，厚度為16mm，固定凸模的型孔決定于凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)于圓凸模，取凸模固定端的直徑按H7精度加工；對(duì)于用螺釘?shù)跹b的直通式凸模，要求型孔按凸模實(shí)際尺寸配作成M7/h6。 3.4 墊板 在沖壓時(shí)，最容易損壞凸模，所以一般在固定板與模座之間增設(shè)墊板。在凸模固定板和上模座之間加一塊淬硬的墊板可避免硬度較低的模座因局部受凸模較大的沖擊壓力而出現(xiàn)凹陷，致使凸模松動(dòng)。墊板主要是防止凸模在沖壓過(guò)程中，由于沖壓力的集中而把模座的接觸面壓壞。墊板的平面形狀與尺寸與固定板相同160×125mm，厚度為6mm

38、，需要淬火處理HRC43～48，且兩面平行光潔。在墊板上穿過(guò)連接螺釘、卸料螺釘和定位銷處要鉆通孔，其直徑比相應(yīng)件的 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 直徑增大0.5～1mm。穿銷孔是在預(yù)裝模具時(shí)調(diào)整好沖裁間隙后，連同模座和固定板一起經(jīng)鉆孔、鉸孔加工出來(lái)的，墊板淬火前應(yīng)將穿銷孔擴(kuò)大，以免墊板淬火變形后難以打入銷釘。 3.5其他結(jié)構(gòu)零件 (1)上模座 查《沖壓手冊(cè)》P906 表14-11 后側(cè)導(dǎo)柱上模座（摘自 GB/T 2855.1-2008),根據(jù)凹模尺寸，取外形: ，取材料:45鋼，結(jié)構(gòu)如圖3.3所示： 圖3.3 上模座 設(shè)計(jì)計(jì)

39、算及說(shuō)明 結(jié)果 獲得上模座各參數(shù)如下表： 凹模周界 H L1 S A1 A2 R l2 D(R7) L B 基本尺寸 極限 偏差 160 125 35 170 170 85 150 38 80 38 +0.025 0 (2)上墊板 外形： 材料：45 硬度：HRC43－48　 (3)凸模固定板 　　　外形： 　　　材料：45 (4)下模座 查《沖壓手冊(cè)》P906 表14-12 后側(cè)導(dǎo)柱上模座（摘自 GB/T 2855.1-2008),根據(jù)凹模尺寸，選擇外形尺寸: ，材料:45，其

40、結(jié)構(gòu)形式如圖3.4所示： 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 圖3.4上模座 獲得下模座各參數(shù)如下表： 凹模周界 H h L1 S A1 A2 R l2 d(R7) L B 基本尺寸 極限 偏差 160 125 40 30 170 170 85 150 38 80 25 -0.020 -0.041 (5)下墊板 外形： 材料：45 硬度：HRC43－48　 (6)凸凹模固定板 　　　外形： 　　　材料：45 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 (7) 導(dǎo)柱導(dǎo)套 查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)

41、明手冊(cè)》 P312 表1-10-30，選擇導(dǎo)柱Φ25 25×170（h5）如圖3.5所示： 圖3.5 導(dǎo)柱 獲得導(dǎo)柱各參數(shù)如下所示： d L 基本尺寸 極限偏差 （h5） （h6） 25 0 -0.009 0 -0.013 110～180 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》 P313 表1-10-331，選擇導(dǎo)套Φ25 25×85×35(H6) 如下圖3.6所示： 圖3.6 導(dǎo)套 獲得導(dǎo)套各參數(shù)如下所示： d D(r6) L H l 油 嘈 數(shù) b a 基本尺寸

42、 極限偏差 基本尺寸 極限偏差 （H6） (H7) 25 +0.013 0 +0.021 38 +0.050 +0.034 80～95 28～38 20 2 3 1 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 (8) 模柄 查《沖壓手冊(cè)》 P988 表14-63，選擇壓入式模柄型式和尺寸，如下圖3.7所示： 圖3.7 模柄 壓入式模柄各參數(shù)如下所示： d(d11) d1(m6) d2 L L1 L2 L3 d4 d3 基本尺寸 極限偏差 基本尺寸 極限偏差 50 100 40 6

43、 4 6 13 40 －0.080 －0.240 42 ＋0.025 ＋0.009 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 (9) 卸料螺釘 查《沖壓手冊(cè)》 P1024 表14-113，根據(jù)彈簧的尺寸選這卸料螺釘，其結(jié)構(gòu)如下圖3.8所示： 圖3.8 卸料螺釘 卸料螺釘各參數(shù)如下所示： d d1 l d2 H t n r≤ r1≤ d3 C b L M10 12 10 18 7 3.5 3 0.8 1 7.8 2 2 70 (10) 帶肩推桿 查《沖壓手冊(cè)》 P1023 表14-11

44、2，跟壓入式模柄型式和內(nèi)孔的尺寸，選擇A型推桿結(jié)構(gòu)如下圖3.9所示： 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 \ 圖3.9 推桿 推桿各參數(shù)如下所示： A型 d L d1 12 85 15 (11) 頂桿 查《沖壓手冊(cè)》 P1019 表14-106，模柄型式、尺寸及打件板，選擇的頂桿結(jié)構(gòu)如下圖3.1.1所示： 圖3.1.1 頂桿 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 獲得頂桿參數(shù)如下所示： d 基本尺寸 6 極限偏差 -0.070 -0.145 L 35 (12) 頂板 查《沖壓手冊(cè)》 P1020 表14-107，根據(jù)壓入式模柄型

45、式和尺寸，選擇D型結(jié)構(gòu)的頂板如下圖3.1.2所示： 圖3.1.2 頂板 查表獲得頂板各參數(shù)為： D d R r H b 40 20 5 4 5 10 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 (13) 始用擋料銷 查《沖壓手冊(cè)》 P1017 始用擋料銷裝置如：表14-102，如圖3.1.3，根據(jù)條料的尺寸，在表14-103，選擇始用擋料銷型其結(jié)構(gòu)如下圖3.1.4所示： 圖3.1.3 圖3.1.4 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 3.6 模具的閉合高度 模具的閉合高度(H模具) 是指模具在最低工作位置時(shí)上模座的上平面與下模座

46、的下平面之間的高度。 圖3.1.3 閉合高度示意圖 根據(jù)閉合高度示意圖3.1.3，所設(shè)計(jì)的模具的閉合高度為： 模具閉合高度＝上模座厚度＋上墊板厚度＋凸模固定板＋凹模厚度＋條料厚度＋下模座厚度＋卸料板厚度＋彈簧外露高度 模具閉合高度＝35＋6＋16＋28＋1.0＋40＋14＋58﹦198mm 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 4 模具的工作原理 圖4.1 落料沖孔倒裝復(fù)合模 1-下模座 2-導(dǎo)柱 3-下墊板 4-凸凹模固定板 5-彈簧 6-卸料板 7-凹模 8-凸模固定板 9-上墊板 10-上模座 11-頂桿 12-推板 13-推桿

47、14-模柄 15-內(nèi)六角螺釘 16-凸模 17-頂件板 18-擋料銷 19-凸凹模 20-卸料螺釘 21-內(nèi)六角螺釘 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié) 果 圖4.1是一副落料沖孔倒裝復(fù)合模的典型結(jié)構(gòu)。沖裁件如圖1.1所示，排樣圖如圖1.3。裝在上模座１０的有落料凹模７和沖孔凸模１６，通過(guò)固定板８、墊板９，用螺釘和定位銷與上模座固定在一起。裝在下模部分的凸凹模１９是通過(guò)下固定板４與下模座１固定在一起。 上、下模采用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向，導(dǎo)柱布置在后側(cè)，防止裝反。在沖裁后，為了完成頂件與卸料，在上模部分還裝有推桿１３、推板１２、頂桿１１與頂件板１７組成的剛性頂件系統(tǒng)，而在下模部

48、分則裝有卸料板６、卸料螺釘２０、與彈簧５組成的彈性卸料系統(tǒng)。沖裁時(shí)，彈性卸料板在彈簧作用下將條料從凸凹模上卸下，而打件棒受到壓力機(jī)橫桿的推動(dòng)，通過(guò)打板、頂桿與頂件板將制作從落料凹模中自上而下頂出，沖孔廢料則直接由凸凹模孔中漏到壓力機(jī)臺(tái)面下。 沖裁時(shí)，條料在模具上定位是采用布置在左側(cè)的兩個(gè)導(dǎo)料銷控制方向，中間可以采用一個(gè)擋料銷控制送料步距。 5 模具零件的清單 模具結(jié)構(gòu)零件件總裝圖零件明細(xì)表 　　 參考文獻(xiàn) [1] 王孝培.沖壓手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.7 [2] 陳錫棟，靖穎怡.沖模具設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例[M].北京：機(jī)械工業(yè)天出版社，1999．6 [3] 馮炳堯，韓秦榮，將文森.模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2008.6