1、泉州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文冷沖壓壓圈復(fù)合設(shè)計(jì)院 （系）： 機(jī)械工程系 專 業(yè): 模具設(shè)計(jì)與制造 屆 別： 2009級(jí) 學(xué) 號(hào)： 090013081 姓 名： 指導(dǎo)老師： 完成時(shí)間： 2012-4-10 泉州信息學(xué)院教務(wù)處印制摘要冷沖壓也稱板料沖壓，是塑料加工的一種基本方法，一般以金屬板料為原料，利用壓力機(jī)上的模具作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在常溫下對(duì)金屬施加壓力，使板料產(chǎn)生塑性變形已達(dá)到預(yù)定的形狀尺寸。本課程設(shè)計(jì)對(duì)一個(gè)簡(jiǎn)單沖壓件工藝進(jìn)行了分析，并設(shè)計(jì)了單工序落料模具及主要零部件，在這個(gè)課程設(shè)計(jì)中詳細(xì)介紹了沖裁件從排樣到模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，再到裝配的整個(gè)過(guò)程，通過(guò)這一簡(jiǎn)單的例子讓我們知道了什么是冷沖壓工藝。關(guān)鍵詞：

2、沖壓件；排樣設(shè)計(jì)；模具結(jié)構(gòu)；裝配目錄第一章 緒論 5 1.1沖壓工藝概述 5 1.1.1沖壓工藝的簡(jiǎn)介 5 1.1.2沖壓工藝的發(fā)展 5 1.2工藝方法的確定 6 1.2.1沖裁件的結(jié)構(gòu)尺寸 6 1.2.2沖裁件的精度 7 1.2.3材料分析 7 1.2.4確定沖裁件工藝方案及模具形式 7 1.2.5方案比較 7 1.2.6有關(guān)設(shè)計(jì) 7第二章 復(fù)合沖壓模具設(shè)計(jì)與制造 7 2.1沖裁件的工藝設(shè)計(jì) 7 2.1.1 凹凸模間隙的選擇 7 2.1.2沖裁間隙分類 8 2.1.3沖裁間隙對(duì)沖裁件的影響 8 2.1.4間隙對(duì)尺寸精度的影響 8 2.1.5間隙對(duì)沖裁件的影響 8 2.1.6間隙對(duì)模具壽命的影

3、響 8 2.1.7確定合理間隙的理論依據(jù) 8 2.1.8合理間隙的選擇 9 2.2凹凸模制造方法及刃口尺寸計(jì)算 9 2.2.1凹凸模的制造方法 9 2.2.2凹凸模刃口尺寸的計(jì)算 9 2.3排樣 11 2.3.1排樣的意義 11 2.3.2排樣的方法 12 2.3.3搭邊、進(jìn)距計(jì)算 12 2.4沖壓力的計(jì)算及選擇壓力機(jī) 14 2.4.1沖壓力的計(jì)算 14 2.4.2卸料力與推件 14 2.4.3壓力中心的確定 15 2.5沖裁模主要零件的設(shè)計(jì) 17 2.5.1凹模設(shè)計(jì) 17 2.5.2凸模設(shè)計(jì) 19 2.5.3凸凹模設(shè)計(jì) 21 2.5.4定位零件的確定 22 2.5.5卸料與腿料裝置 24 2

4、.5.6模座、導(dǎo)向零件 26 2.5.7鏈接與固定零件 30 2.6沖裁模主要零件加工工藝過(guò)程 332.7總裝圖37致謝語(yǔ) 41參考文獻(xiàn) 42第一章 緒論1.1沖壓工藝概述1.1.1沖壓工藝簡(jiǎn)介沖壓是塑性加工的一種基本方法之一，它是利用安裝在壓力機(jī)上的模具，在室溫下對(duì)材料施加壓力使其產(chǎn)生變形或分離，從而獲得具有一定形狀，尺寸和精度的制件的一種壓力加工方法。因?yàn)樗饕糜诩庸ぐ辶现萍?，所以也稱板料沖壓。在機(jī)械加工中是一種高效率的加工方式。 沖壓廣泛用于金屬制品各行業(yè)中，尤其在汽車、儀表、軍工、家用電器等行業(yè)中占有極其重要的地位。沖壓工藝有如下特點(diǎn)1. 能沖出其它加工難以加工或無(wú)法加工的形狀復(fù)雜的

5、零件，比如，從儀器儀表小零件到汽車覆蓋件、縱梁等大型零件，均有沖壓加工完成 2. 沖壓件質(zhì)量穩(wěn)定，尺寸精度高。由于沖壓工藝是有模具成型，模具制造精度高，使用壽命長(zhǎng)，故沖壓件質(zhì)量穩(wěn)定，制品互換性好，尺寸精度一般可打到T10T14級(jí)，最高可達(dá)到T16級(jí)，有的制件不需要安裝，便可滿足裝配和使用要求。3. 沖壓件具有重量輕、強(qiáng)度高、剛性好、表面粗糙度小等特點(diǎn)。4. 沖壓加工生產(chǎn)效率極高，沒(méi)有其它任何一種機(jī)械加工方法能與之相比。比如，汽車覆蓋件這樣的大型沖壓件的生產(chǎn)效率，可達(dá)每分鐘數(shù)件；高速?zèng)_壓小型制件，可達(dá)每分鐘上千件。5. 材料利用率高，一般為70%80%，因此沖壓件能實(shí)現(xiàn)少?gòu)U料或無(wú)廢料生產(chǎn)，在某種

6、情況下，邊角余量也可以充分利用6. 操作簡(jiǎn)單，便于組織生產(chǎn)，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)。對(duì)操作人員的素質(zhì)要求不高，新工人經(jīng)短期培訓(xùn)就便能上崗操作。7. 沖壓的特點(diǎn)是模具制造時(shí)間長(zhǎng)、制造成本高，故不適于單件小批量生產(chǎn)，另外，沖壓生產(chǎn)多采用機(jī)械壓力機(jī)，由于滑塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)快，手工操作時(shí)；勞動(dòng)強(qiáng)度大，易發(fā)生事故，故必須特別重視安全生產(chǎn)、安全管理以及采取必要的安全技術(shù)措施。8. 沖壓模設(shè)計(jì)需要很強(qiáng)的想象力和與創(chuàng)造力，對(duì)于模具的設(shè)計(jì)者和制造者無(wú)論在理論、經(jīng)驗(yàn)、創(chuàng)造力方面都有很高的要求。1.1.2沖壓模具的發(fā)展近年來(lái)，我國(guó)沖壓模具水平已有很大的提高，大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50多噸的模具，為中檔轎車配套

7、的覆蓋件模具內(nèi)也能生產(chǎn)了，精度達(dá)到12Um，壽命2億次左右的多工位級(jí)進(jìn)模國(guó)內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙達(dá)到Ra小于1.5UM的精沖模，大尺寸精沖模及中厚板精沖模國(guó)內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。1. 模具CAD/CAM技術(shù)狀況 我國(guó)模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展已有20多年的歷史，由原華中學(xué)院和武漢733廠于1984年共同完成的精沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國(guó)第一個(gè)自行開(kāi)發(fā)的模具CAD/CAM系統(tǒng)。由華中學(xué)院和北京模具廠等與1986共同完成的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國(guó)第一個(gè)自行開(kāi)發(fā)的沖裁模CAD/CAM系統(tǒng)。20世紀(jì)90年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)的模具設(shè)計(jì)制造中開(kāi)始采用CAD/CAM技術(shù)。國(guó)家科委86

8、3計(jì)劃將東風(fēng)汽車公司作為CIMS應(yīng)用示范工廠，由華中理工大學(xué)作為技術(shù)依托單位，開(kāi)發(fā)汽車車身與覆蓋模具CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)于1996年初通過(guò)鑒定。 2模具設(shè)計(jì)與制造能力狀況在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的正確領(lǐng)導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)幾十年努力，現(xiàn)在我國(guó)沖壓模具的設(shè)計(jì)和制造能力已達(dá)到較高的水平，包括信息工程和虛擬技術(shù)等許多設(shè)計(jì)制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到應(yīng)用雖然如此，我國(guó)的沖壓模具設(shè)計(jì)制造能力與市場(chǎng)需求、要與國(guó)際先進(jìn)水平相比能有較大差距。這一些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車的覆蓋件模具和搞精度沖模方面，無(wú)論在設(shè)計(jì)還是加工工藝和能力方面，都有較大的差距。轎車覆蓋件模具，具有設(shè)計(jì)和制造難度大質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn)，可

9、代表覆蓋件的水平。雖然在設(shè)計(jì)制造方法和手段方面基本達(dá)到了國(guó)際水平，模具結(jié)構(gòu)周期等方面，與國(guó)外相比還存在一定差距。汽車覆蓋件模具制造技術(shù)正在不斷的提高和完善，高精度，高效益加工設(shè)備的使用越來(lái)越廣泛，高性能的五軸高速銑床和三軸的高速銑床的應(yīng)用越來(lái)越多。NC、DNC的技術(shù)使用越來(lái)越成熟，可以進(jìn)行傾角加工超精加工，這些都提高了模具面加工精度，提高了模具的質(zhì)量，縮短了模具的制造周期。 1.2沖裁件工藝分析1.2.1沖裁件的結(jié)構(gòu)尺寸 壓圈 沖裁件的工藝性，是指沖裁件對(duì)沖裁工藝的適應(yīng)性。在一般情況下，對(duì)沖裁件工藝性影響最大的是制件的結(jié)構(gòu)形狀、精度要求、形位公差及技術(shù)要求等。沖裁件的工藝性合理與否，影響到?jīng)_裁

10、件的質(zhì)量、模具壽命、材料消耗、生產(chǎn)率等。壓圈形狀簡(jiǎn)單、外形結(jié)構(gòu)對(duì)稱。在沖裁是零件的孔與孔之間，孔與邊之間均受模具強(qiáng)度和沖裁質(zhì)量的制約，為了避免沖孔是凸模受水平推力而不被拆斷，所以該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證，其生產(chǎn)批量等情況。也均符合沖裁的工藝要求，故壓圈也符合沖裁的工藝要求。1.2.2沖裁件的精度分析 從設(shè)計(jì)課程要求看公差等級(jí)要達(dá)到IT11級(jí)。所以經(jīng)濟(jì)精度可以用沖裁得到，該零件的斷面粗糙沒(méi)有特別要求。零件的厚度為0.2mm，可采用普通沖裁（斷面粗糙可達(dá)到3.2um-12.5um）就可以達(dá)到圖紙要求。1.2.3材料分析QSn4-4-2.5經(jīng)退火處理后，其抗剪強(qiáng)度為125550MPa

11、，其抗拉強(qiáng)度為294490MPa，其伸長(zhǎng)率為5%35%適合于做壓材料。1.2.4確定沖裁工藝發(fā)案及模具形式 綜上所述，該精度要求不高，尺寸不大，形狀不復(fù)雜，生產(chǎn)量為大批量生產(chǎn)，材料厚度為，t=0.2mm,且尺寸精度無(wú)要求，采用手工送料，剛性卸料，自動(dòng)漏料，導(dǎo)料銷導(dǎo)料的沖孔漏料復(fù)合沖裁模具結(jié)構(gòu)形式。、1.2.5方案比較方法一：沖孔落料方法二：落料，沖孔（復(fù)合）方法三：落料，沖孔（連續(xù)）方案一：?jiǎn)喂ば蚰?，先沖孔在落料保證一定的精度，但主要適用于生產(chǎn)量較小或單件生產(chǎn)，生存率較低，且多了一模具，生產(chǎn)周期長(zhǎng)。方案二：避免了多次定位的結(jié)構(gòu)，并在沖裁過(guò)程中可以壓料，工件較平整，較單序?？s短生存周期。方案三：

12、根據(jù)生產(chǎn)量，模具可以采用連續(xù)模，但是連續(xù)模的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)制造精度的要求高，連續(xù)模比較生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高，維護(hù)也困難。經(jīng)過(guò)比較分析壓圈的沖壓模具設(shè)計(jì)采用方案二。1.2.6有關(guān)設(shè)計(jì)壓圈由落料沖孔單工步成型，只需設(shè)計(jì)落料沖孔復(fù)合模，壓圈生產(chǎn)過(guò)程由于結(jié)構(gòu)廢料較多，原材料的利用率較低，而模具費(fèi)用的份額比例較大，這樣要求模具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高，落料沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)成一模一腔。復(fù)合模采用倒裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料直接由沖孔凸模從凸凹模內(nèi)孔推下，卸料可靠，操作安全方便，生產(chǎn)效率高，并為機(jī)械化出件提供有利條件，應(yīng)用十分廣泛第二章 復(fù)合沖壓模具設(shè)計(jì)與計(jì)算2.1沖裁件的工藝設(shè)計(jì)2.1.1凹凸模間隙的選擇沖裁間隙指凹凸刃口間

13、隙的距離。沖裁間隙是沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)，它是直接影響沖裁件的質(zhì)量、模具壽命和力能的消耗，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況和需要合理的選用。沖裁間隙有單面間隙和雙面間隙之分。2.1.2沖裁間隙分類隙分為I類間隙（小間隙）、II類間隙（中等間隙）、III類間隙（大間隙根據(jù)沖裁尺寸精度、剪切質(zhì)量、模具壽命和力能消耗等主要因素，將金屬材料沖裁間）。2.1.3沖裁間隙對(duì)沖裁件的影響1、間隙過(guò)小時(shí)，由凹模刃口處產(chǎn)生的裂紋在繼續(xù)加壓的情況下將產(chǎn)生二次剪切，繼而被擠入凹模。這樣，制件端面中部留下撕裂面，而兩頭出現(xiàn)光亮帶，在端面出現(xiàn)擠長(zhǎng)的毛刺。雖毛刺長(zhǎng)但易去除，只要中間裂紋不是很深，仍可用。2、間隙過(guò)大時(shí)，材料的彎曲

14、和拉伸增大，拉伸應(yīng)力增大，材料容易被撕裂，使制件的光亮帶減小，圓角與斷裂都增大，毛刺大而厚，難去除。所以隨著間隙的增大，制件的斷裂面的傾斜度的增大，毛刺增高。2.1.4間隙對(duì)尺寸精度的影響 當(dāng)凹、凸模間隙過(guò)大時(shí)，材料所受拉伸作用增大。沖裁完后，材料的彈性恢復(fù)使落料尺寸小于凹模尺寸，沖孔孔徑大于凸模直徑。此時(shí)穹彎的彈性恢復(fù)方向與其相反，鼓薄板沖裁時(shí)制件尺寸偏差減小。在間隙較小時(shí)，由材料受凹。凸模擠壓力大，故沖裁完后，材料的彈性恢復(fù)使落料件尺寸增大，沖孔孔徑減小。2.1.5間隙對(duì)沖裁力的影響隨著間隙的增大，材料所受的拉力也增大，材料容易斷裂，因此沖裁力減小。但是繼續(xù)增大間隙時(shí)，會(huì)因此凹、凸模刃口處

15、產(chǎn)生的裂紋不重合，沖裁力減小。由于沖裁間隙過(guò)大時(shí)，會(huì)使沖裁件的光亮面減小，落料尺寸小于凹模尺寸，沖孔尺寸大于凸模尺寸，因而使卸料力、推件力或頂件力也隨之減小。但是，間隙繼續(xù)增大時(shí)，因?yàn)?毛刺增大，引起卸料力、頂件力也隨之增大。2.1.6間隙對(duì)模具壽命的影響 沖裁模具的壽命通常以保證獲得合格產(chǎn)品時(shí)的沖裁次數(shù)來(lái)表示。沖裁過(guò)程中模具的失效形式一般有：磨損、變形、崩刃和凹模刃口漲裂四種。 間隙增大時(shí)可使沖裁力、卸料力等減小，因而模具的磨損也減??；但當(dāng)間隙繼續(xù)增大時(shí)，卸料力增大，又影響磨具磨損，一般間隙為（10%-15%t）時(shí)磨損最小模具壽命較高。間隙小時(shí)，落料間梗塞在凹模洞口的漲裂力也大。2.1.7確

16、定合理間隙的理論依據(jù) 由以上所述可見(jiàn)，凸、凹模對(duì)沖裁件質(zhì)量、沖裁力、模具壽命等都有很大影響。因此，在設(shè)計(jì)和制造模具有個(gè)合理間隙值，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量好，尺寸精度高，所需沖裁力小，模具壽命高，生產(chǎn)中長(zhǎng)選用一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙。這個(gè)范圍的最小值稱為最小合理間隙Zmin,最大值稱為最大合理間隙Zmax。設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)采用最小合理間隙值。確定合理間隙的理論根據(jù)是以凸、凹模刃口處產(chǎn)生的裂紋相重合為依據(jù)?？梢杂?jì)算得到合理間隙值，計(jì)算公式如下： Z=2t(1-ho/t)tanB 由上式可看出，間隙z與材料厚度t、相對(duì)切入深度ho/t及破裂角B有關(guān)。對(duì)硬而脆的材料，hot有較小值時(shí)，則合理間隙值

17、較大。對(duì)軟而韌的材料，ho/t有較大值時(shí)，則合理間隙較小。板厚越大，合理間隙越大。 由于理論計(jì)算生產(chǎn)中不便使用，故目前廣泛使用的是經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。2.1.8合理間隙的選擇 表2-1常用金屬材料的沖裁初始間隙（雙面） 材料厚度低碳鋼，銅，紫銅中碳鋼，杜拉銅高碳鋼，不銹鋼最小值最小值最小值0.20.010 +0.0100.012 +0.0100.014 +0.0100.30.0150.0180.0210.40.0200.0240.0280.50.0250.0350.60.030 +0.0200.036+0.0200.042+0.0200.70.0350.0420.049Zmax=Zmin+z，由表可知，

18、此復(fù)合模的最小雙面間隙為Zmin=0.010mm，最大雙面間隙為Zmax=0.020mm2.2凹凸模制造方法及刃口尺寸計(jì)算2.2.1凹凸模的制造方法 凸、凹模的加工方法有兩種：凸、凹模分開(kāi)加工和凸、凹模配合加工方法。 當(dāng)凸、凹模分開(kāi)加工時(shí)，模具具有互換性，便于模具成批量生產(chǎn)，但精度要求高，制造困難，相應(yīng)的會(huì)增加加工成本。凸、凹模配合加工適合于較復(fù)雜的、非圓形的模具，制造簡(jiǎn)單，成本低。 鑒于上述分析，就零件圖所需的凸、凹模宜采用凸、凹模配合加工、2.2.2凹凸模刃口尺寸的計(jì)算模具刃口尺寸精度等級(jí)是影響沖裁件尺寸精度等級(jí)的主要因素，模具的合理間隙值也是靠模具刃口尺寸及其精度來(lái)保證的。因此，在確定凹

19、、凸模工件部分尺寸及其制造精度時(shí)，必須考慮到?jīng)_裁變形規(guī)律、沖裁件精度等級(jí)、模具磨損和制造特點(diǎn)等。（1） 落料時(shí)，先確定凹模工作部分，其大小應(yīng)取接近于或等于工件的最小極限尺寸，以保證磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，仍能沖出合格工件。凸模公稱尺寸比凹模公稱尺寸小一個(gè)合理間隙值。（2） 沖孔時(shí)，先確定凸模工作范圍內(nèi)，仍能沖出合格工件。凹模公稱尺寸應(yīng)比凸模公稱尺寸大一個(gè)合理間隙值。（3） 對(duì)于落料件，一般標(biāo)準(zhǔn)單向負(fù)公差。假定工件的尺寸為D，工件公差為,則工件尺寸就是D 。沖孔件的工差一般為單向正公差，假定沖孔件的公稱尺寸為d，工件公差為，則沖孔件公差為d。若工件尺寸標(biāo)注有正負(fù)公差，則應(yīng)將正負(fù)偏差換成上述要求的等

20、價(jià)的正負(fù)公差，若沒(méi)有工件沒(méi)有標(biāo)注公差，則工件公差按國(guó)家標(biāo)注非配合尺寸IT14級(jí)來(lái)處理。 凹凸模配合加工，是指先加工凸模（或凹模），然后根據(jù)制好的凸模（或凹模）的實(shí)際尺寸，配合凹模（或凸模），在凹模（或凸模）上修出最小合理間隙值。其方法是把先加工出的凸模（或凹模）做為基準(zhǔn)件，它的工作部分的尺寸作為基準(zhǔn)尺寸，而與它配做凹模（或凸模），只需要在圖紙上標(biāo)明相應(yīng)部分的凸模公稱尺寸（或凹模公稱尺寸），說(shuō)明“XX尺寸按凸模（或凹模）配做，每邊保證間隙XX”。這樣基準(zhǔn)件的制造公差p（或d）的大小就不在受凸、凹模間隙大小的限制，是模具制造容易。一般基準(zhǔn)件的制造公差p（或d）=/4。1. 落料時(shí)應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)，在

21、后配合做凸模。落料凹模磨損后，刃口尺寸的變化有增大、減小、不變?nèi)N情況。 凹模磨損后增尺寸增大時(shí)，凹模尺寸按公式Dd=（D）計(jì)算，其中系數(shù)X按照IT11精度等級(jí)取值x=0.75。 尺寸55在磨損后增大，=0.19mm,化為55.059 Dd=(D)=（55.0950.75×0.19） =54.9525尺寸R10在磨損后增大,=0.09mm,化為10.045Error! No bookmark name given.Error! Reference source not found. Dd=(D) =(10.0450.75×0.09) =9.97752. 沖孔 落料時(shí)應(yīng)以凸模

22、為基準(zhǔn)，在后配合做凹模。落料凸模磨損后，刃口尺寸的變化有增大、減小、不變?nèi)N情況。 凸模磨損后尺寸減小時(shí)，凸模尺寸按公式計(jì)算，其中系數(shù)X按精度IT11精度等級(jí)取值x=0.75。尺寸35在磨損后減少，=0.16，化為 =(34.92+0.75×0.16) = 尺寸8在磨損后減少，=0.09mm，化為 尺寸6在磨損后減少，=0.09mm，化為 尺寸2在磨損后減少，=0.06mm，化為 凸模磨損后尺寸不變的有70，按=L 或=L計(jì)算=70=700.02382.3排樣2.3.1排樣的意義 在大量和大批生產(chǎn)時(shí)，原始毛坯材料在沖壓零件的成本中占60%以上，因此節(jié)約材料和減少?gòu)U料（既材料的經(jīng)濟(jì)利用

23、率）具有很重要的意義。沖裁件在條料上的布置方法稱為排樣。排樣的合理與否影響材料的經(jīng)濟(jì)利用，還會(huì)影響到模具結(jié)構(gòu)與壽命、生產(chǎn)公差等級(jí)、生產(chǎn)操作方便與安全等。因此，排樣是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中很重要的工作。2.3.2排樣的方法 同一個(gè)工件，可以有幾種不同的排樣方法。采用最佳排樣方法，應(yīng)使工藝廢料最少。材料利用率高。根據(jù)零件外形特征，排樣的形式可分為直排、斜排、對(duì)排、混合排、多排及沖裁搭邊等。根據(jù)零件的形狀特點(diǎn)，選用如下的排樣方式，每次沖壓過(guò)程沖出一個(gè)零件。 排樣方式與零件在板料上的排布如下圖： 圖2-1零件排布圖2.3.3搭邊、進(jìn)距計(jì)算1.搭邊 排樣時(shí)工件與工件之間及工件與條料之間留下的余料稱為搭邊及

24、側(cè)搭邊。搭邊使工作沿整個(gè)周邊封閉沖裁時(shí)補(bǔ)償送料的誤差，并將其在模具上定位，以保證沖裁出完整的工件。搭邊還可以保持條料有一定的剛度和強(qiáng)度，便于送進(jìn)模具內(nèi)。搭邊值要合理確定。搭邊值過(guò)大，材料利用率低。搭邊值過(guò)小，在沖裁中將會(huì)被拉斷，造成送料困難，且使工件生產(chǎn)毛刺，有時(shí)還會(huì)拉入凸模和凹模間隙中，損壞模具刃口，降低模具壽命。 表2-2 搭邊值的經(jīng)驗(yàn)值卸料板形式條料厚度搭邊值aA1彈性卸料板0.251.52.51.82.60.250.51.22.21.52.50.51.01.52.51.82.61.01.51.82.82.23.21.52.02.03.02.43.4固定卸料板00.252.23.20.2

25、50.52.03.00.51.01.52.51.01.51.82.81.52.02.03.0搭邊值一般由經(jīng)驗(yàn)確定，如表2-2所示。根據(jù)表，可取a=1.8mm a1=2.5mm。 排樣方式與搭邊值決定后，條料的寬度與進(jìn)距也可以決定。條料寬度的確定與模具是否采用側(cè)壓裝置或側(cè)刃有關(guān)。本設(shè)計(jì)采用無(wú)側(cè)壓裝置，其條料寬度的確定;條料在送進(jìn)過(guò)程中可能沿導(dǎo)料板的一側(cè)，也可能沿另一側(cè);條料導(dǎo)向面的變化將使側(cè)搭邊值減小，為保證最小側(cè)搭邊值，條料寬度應(yīng)加大些：條料的寬度的計(jì)算： B條料的公稱寬度，mm D垂直于送料方向尺寸，mm a1側(cè)搭邊，mm bo條料與導(dǎo)料板間的間隙，見(jiàn)表2-3 條料寬度的公差，見(jiàn)表2-3 表

26、2-3剪切條料公差及導(dǎo)料板與條料間的間隙值（mm） 條料的寬度的公稱尺寸為B=60.5mm2.進(jìn)距 進(jìn)距是每次將條料送入模具進(jìn)行沖裁的距離，進(jìn)距的計(jì)算與排樣方式有關(guān)，進(jìn)距是決定擋料銷位置的依據(jù)。此工序?yàn)槁淞蠜_孔復(fù)合模，零件的進(jìn)距A的計(jì)算公式為： A=B+a式中 B平行與送料方向工件的寬度； A沖裁之間的搭邊值。進(jìn)距 A=B+a=62.87+1.8 =64.67mm2.4沖壓力的計(jì)算及選擇壓力機(jī)2.4.1沖壓力的計(jì)算 計(jì)算沖壓力的目的是為了選用適合的壓力機(jī)、設(shè)計(jì)模具和檢驗(yàn)?zāi)＞邚?qiáng)度。壓力機(jī)的噸位必須大于沖裁力。 一般平刃口模具沖裁時(shí)，沖裁力可按下式計(jì)算： P=KF=KLT 式中 P沖裁力，N; F

27、沖切斷面積，mm2； L沖裁周邊長(zhǎng)度，mm； t材料厚度，mm； 材料抗剪強(qiáng)度，MPa；08鋼的抗剪強(qiáng)度為216304MPa; k安全系數(shù)，一般K=1.3，考慮到模具刃口的磨損，凸凹模間隙的波動(dòng)，材料機(jī)械性能的變化，材料厚度和偏差等因素。 在沖裁高強(qiáng)度或厚度大、周邊長(zhǎng)的工件時(shí)，所需的沖裁力較大，如果超過(guò)現(xiàn)有壓力機(jī)噸位，就必須采取措施降低沖裁力，主要有協(xié)刃模具沖裁、階梯模具沖裁和加熱模具沖裁幾種方法。 1) 計(jì)算P落料 P落料=KLt=1.3X(30.13X4+55/2X/3X2)X0.2X400 =18521.36N2) 計(jì)算P落料 P沖孔=KLt=1.3(6+2X2+35/2X340/360

28、+X8X2)X0.2X400 =7983.85N P= P落料+P沖孔=18521.36+7983.85 =26505.21N=27KN2.4.2 卸料力與推件力的計(jì)算沖裁結(jié)束后，由于彈性變形的恢復(fù)，會(huì)使工件卡緊早凸模或凹模上，必須施加外力，將其取下。卸料力：將緊箍在凸模上的料卸下所需的力推件力：將卡在凹模中的工件推出所需的力 表2-4卸料力、推件力的因數(shù)沖裁材料K卸K推K頂紫銅黃銅0.020.060.030.09鋁、鋁合金0.0250.030.07鋼材厚度料mm0.10.10.50.52.52.56.56.50.060.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.0

29、30.100.0650.0500.0450.0250.140.080.060.050.03 卸料力和推件力是由壓力機(jī)和模具的卸料和推件裝置獲得的。在選擇壓力機(jī)噸位和設(shè)計(jì)模具時(shí)要根據(jù)模具結(jié)構(gòu)來(lái)考慮卸料力、推件力與頂件力的大小，并作必要的計(jì)算。影響這些力的因素較多，生產(chǎn)中，常用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： P卸=K卸·P P推=K推·nP K卸、P推卸料因素、推件因素（其值見(jiàn)表2-4） P沖裁力，N； n卡在凹模孔內(nèi)的工件數(shù)，n=h/t(h為凹模刃口直高度，t為工件材料厚度)。 卸料力 P卸=K卸·P=0.04X27=1.08KN 推件力 P推=K推·nP=0.05X

30、210.35KN 2.4.3.壓力中心的確定 沖裁力合力的作用點(diǎn)稱為沖模壓力中心。沖模壓力中心的確定過(guò)程如下；1） 按比例繪出凸模工作部分外形；2） 0任意選定坐標(biāo)軸X-Y。坐標(biāo)軸的選定應(yīng)使計(jì)算簡(jiǎn)便；3） 計(jì)算各圖形輪廓周長(zhǎng)：L1、L2、L3、L4Ln(代替沖裁力)，以及各圖形重心坐標(biāo)；（x1,y1），(x2,y2),(x3,y3),(x4,y4)(xn,yn)；4） 根據(jù)合力對(duì)某軸的力矩等于各分力對(duì)同軸力矩的和的力學(xué)原理，得到?jīng)_模壓力中心坐標(biāo)計(jì)算公式為： L1x1+l2x2+L3x3+L4x4+Lnxn X0= L1+L2+L3+L4+Ln YO=L1y1+L2y2+L3y3+L4y4+Ln

31、xn L1+L2+L3+L4+Ln此外還可以利用CAD,PRO/E等繪圖軟件分析壓力中心，經(jīng)CAD分析可知，壓力中心如圖所示4.沖裁功的計(jì)算 A0.5Pt 式中 A成形過(guò)程的功，Nm P成形工藝力輔助工藝力之和，KN T-沖裁料厚度，mm P=P沖+P卸+P推=27+1.04+1.35=29.39KN30KN沖裁功 A=0.5Pt=0.5X30X0.2=3Nm2選擇壓力機(jī) 沖壓設(shè)備的正確選擇及合理使用將決定沖壓生產(chǎn)能否順利進(jìn)行，并與產(chǎn)品、模具壽命、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品成本等密切相關(guān)。1. 壓力機(jī)的選擇原理 沖壓社設(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、沖壓件的形狀、尺寸及精度要求等因素來(lái)決定

32、的。沖壓生產(chǎn)中常用的設(shè)備種類很多，選用設(shè)備時(shí)主要考慮下述因素：（1）.沖壓設(shè)備的類型和工作形式是否適用于應(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)完成任務(wù)工序的要求。（3）.沖壓設(shè)備裝模高度、工作臺(tái)尺寸、行程等是否適合應(yīng)完成工序收使用的模具。（4）.沖壓設(shè)備的行程次數(shù)是否滿足生產(chǎn)率的要求等。2.選擇壓力機(jī) 一般情況下所選壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力大于或等于成型工藝力和輔助工藝力總和的1.3倍，對(duì)于工作行程小于標(biāo)稱壓力行程的工序也可直按壓力的標(biāo)稱壓力選擇設(shè)備。 因此壓力機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)壓力必須大于沖載力p=27KN。根據(jù)以上參數(shù)選用J23-6.3型開(kāi)式壓力機(jī)。其的部分技術(shù)

33、參數(shù)如下表所示： 表2-5J23-6.3型開(kāi)式壓力機(jī)部分技術(shù)參數(shù)公稱壓力/KN滑塊行程/mm行程次數(shù)/(次/min)最大閉合高度/mm閉合高度調(diào)節(jié)量/mm 63 35 170 170 40 工作臺(tái)尺寸/mm 模柄孔尺寸/mm 電動(dòng)機(jī)功率/KW前后左右直徑深度0.752003103055 由壓力機(jī)的參數(shù)可知壓力機(jī)的封閉高度 Hmax=170mm Hmin=130 模具的封閉高度： （Hmax-5）mmH(Hmin+10)mm (170-5)H(130+10) 165H1402.5沖裁模主要零件的設(shè)計(jì)2.5.1 凹模設(shè)計(jì)1.凹模的刃口形式 凹模的刃口形式有直壁刃口凹模（如圖2-3a,b）和錐形刃口

34、凹模（如圖2-3c,d）a) 型一般適用于非圓形工件。b) 型適于圓形工件，需將工件或廢料頂出的模具或復(fù)合沖裁模。錐形刃口凹模刃口強(qiáng)度較低，刃口尺寸在修磨后有所增大，但一般對(duì)工件尺寸和凹模的壽命影響不大。工件或廢料很容易從凹?？變?nèi)落下，孔內(nèi)不易積聚工件或廢料，孔壁所受的摩擦力及障裂力小，所以凹模的磨損及每次修磨量小。錐形刃口凹模適用于形狀簡(jiǎn)單，公差等級(jí)要求不要，材料較薄的工件。 沖孔落料復(fù)合模凹模采用直壁刃口形式（b）。圖中凹?？仔蛥?shù)如下表所示： 材料厚度t/mm主要參數(shù)h/mm0.541520.5151.02.562.凹模輪廓尺寸凹模的輪廓尺寸應(yīng)保證有足夠的強(qiáng)度和剛度。凹模的輪廓尺寸，因其

35、結(jié)構(gòu)形式不一，受力狀態(tài)比較復(fù)雜，目前還不能用理論計(jì)算方法確定。在實(shí)際生產(chǎn)中，一般根據(jù)沖裁材料的厚度，按經(jīng)驗(yàn)公式作概略的計(jì)算。一般情況凹模的輪廓尺寸可按如下得經(jīng)驗(yàn)公式確定。 凹模厚度： H=kb (須15mm) 凹模壁厚： C(1.52.0)H（須3040mm） 凹模刃口線為直線時(shí)，取C 為尖端狀或具有復(fù)雜形狀時(shí)，取C2.0H 式中 b沖裁件的最大外形尺寸，mm K系數(shù)，查表2-7 表2-7系數(shù)k值b/mm0.51233501000.20.220.280.350.421002000.150.180.20.240.3板料的厚度t=0.2mm，取k=0.2，則凹模厚度： H=Kb=0.2×

36、80.62=16.124mm 取H=17mm凹模壁厚 C(1.52.0)H=25.535mm 取c=35mm則模具的外形尺寸為 B1=2C+b1=70+55=125mm B2=2C+b2=70+80.62=150.62mm 取B2=160mm選取沖壓模具尺寸為：160mm×125mm×17mm凹模固定螺釘?shù)拇笮∪缦卤硭荆?表2-8凹模厚度與螺釘?shù)拇笮“寄：穸?mm1313191925253232螺孔大小/mmM4、M5M5、M6M6、M10M8、M10M10、M12根據(jù)表2-8選用M10內(nèi)六角螺釘。 落料凹模2.5.2 凸模設(shè)計(jì) 凸模固定端與模座直接接觸時(shí)，當(dāng)單位壓力超過(guò)

37、模座材料的許用壓力時(shí)，模座表面就會(huì)損傷，為此應(yīng)在凸模頂端與模座之間加一粹硬墊板。通常凸模固定端面的壓力超過(guò)8090MPa時(shí)（模座材料采用鑄鐵）或壓力超過(guò)80120MPa(模座材料為Q235)時(shí)需要加墊板。沖壓過(guò)程中的凹凸模最小壁厚為a=5mm，查表2-10可知最小壁厚為3.8mm 料厚/mm0.40.60.80.91.01.21.5最小壁厚a/mm1.41.82.32.52.73.23.8最小直徑D/mm1518211.凸模的長(zhǎng)度 LH1+H2+H3+h H1凹模的高度，mm H2凸模固定板的高度，mm; H3增加長(zhǎng)度，mm; h 附加長(zhǎng)度，mm L=14+30+2+16=62mm2凸模強(qiáng)度的

38、校核 一般情況下，凸模的強(qiáng)度是足夠的，所以沒(méi)必要作強(qiáng)度校驗(yàn)。又因本設(shè)計(jì)的凸模直徑而長(zhǎng)度短，故凸模強(qiáng)度不再校驗(yàn)。非圓形凸模 2.5.3凸凹模設(shè)計(jì)2.5.4定位零件的確定定位零件（裝置）的作用是保證坯料的正確送進(jìn)及在沖模中的正確位置。使用條料時(shí)，保證條料送進(jìn)導(dǎo)向的零件有導(dǎo)料板，導(dǎo)料銷等。導(dǎo)料銷一般用兩個(gè)，壓裝在凹模上的固定式，在卸料板上的為活動(dòng)式。導(dǎo)料銷多用于單工序模和復(fù)合模。擋料銷是用來(lái)限制條料送進(jìn)步距，抵住條料的搭邊或工件輪廓的零件，起定位作用。擋料銷分固定擋料銷和活動(dòng)擋料銷。為保證導(dǎo)料銷與凹模刃口間的距離，導(dǎo)料銷選用擋料銷的形式。 活動(dòng)擋料銷的結(jié)構(gòu)尺寸導(dǎo)正銷2.5.5卸料與腿料裝置1. 卸料

39、裝置卸料裝置的主要作用是把材料有凸模上卸下，有時(shí)也可作壓料板，以防止材料變形，并能幫助送料導(dǎo)向和保護(hù)凸模。卸料裝置有剛性和彈性卸料和廢料切刀等形式。固定卸料板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但卸料力大，卸料可靠，但沖壓時(shí)坯料得不到壓緊。彈性卸料板卸料力小，但沖壓時(shí)可兼起壓料作用，一般用于材料厚度小于1.5mm的沖裁。故多用于沖裁料薄及平面度要求較高的沖件。卸料半選用彈性卸料版，彈性材料選擇橡膠。卸料板的厚度與凹模度有關(guān)，其值如下：材料厚度t/mm卸料板寬度B/mm505080801251252002000.88101214160.81.51012141618則卸料板的厚度選擇14mm。卸料板推件塊2. 推件裝置與打

40、料裝置 頂料裝置則大多采用彈性的，通常有頂料，頂件塊和裝在下模底下的彈頂件器等所組成。彈頂器的頂件力有彈簧或橡皮所產(chǎn)生，這種結(jié)構(gòu)的頂件力容易調(diào)節(jié)，工作可靠，沖裁件的平直度高。但在操作中，彈簧或橡皮受到經(jīng)常變化的壓力，產(chǎn)生疲倦，彈性容易減弱。 頂件裝置采用彈簧頂件裝置，頂件器在自由狀態(tài)下高出凹模面0.20.5mm。打料裝置有打，打板等組成，留在凹凸模中的沖孔廢料由打桿推出。打桿2.5.6模座，導(dǎo)向零件1.模座 模座選用后側(cè)導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模座，上模座厚度H1=35mm，下模模座厚度H2=40mm。2導(dǎo)向零件 導(dǎo)向零件是指上，下模的導(dǎo)向裝置零件。對(duì)于生產(chǎn)量大要求模具壽命長(zhǎng)，工件精度高的沖裁模，一般采用導(dǎo)向

41、模具，以保證上，下模的精確導(dǎo)向。 導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)有滑動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)和滾動(dòng)導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)?；瑒?dòng)導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)是常用的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)加工方便，易于標(biāo)注化，但承受側(cè)壓力的能力差?；瑒?dòng)導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)四角，后側(cè)，中間，對(duì)角導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)。 后側(cè)導(dǎo)柱模架可用于沖裁寬度大的條料，送料和操作比較方便，但由于導(dǎo)柱裝在一側(cè)，沖壓是容易產(chǎn)生偏心力矩，影響模具壽命和工件質(zhì)量，適用于中等程度及公差等級(jí)要求一般的中，小型工件。中間和對(duì)角導(dǎo)柱模架不會(huì)引起偏斜，有利于延長(zhǎng)模具是，壽命和改善質(zhì)量。但條料寬度受導(dǎo)柱距離的限制，因此常在復(fù)合或工件公差等級(jí)要求較高是采用。對(duì)角導(dǎo)柱模架長(zhǎng)用連續(xù)模。四導(dǎo)柱模架用于公差等級(jí)要求高的工件。導(dǎo)套，導(dǎo)柱采用H7/r6

42、。導(dǎo)套與導(dǎo)柱2.5.7鏈接與固定零件1. 模柄中小型沖模通過(guò)模柄將上模柄固定在壓力機(jī)的滑塊上，常用的形式有壓入式，凸緣模柄，通用模柄，浮動(dòng)模柄。壓入式：與上模座孔位過(guò)渡配合：加銷釘防止轉(zhuǎn)動(dòng)。凸緣模柄：34個(gè)螺釘固定在上模做的窩孔內(nèi)，多用于大型模具，有A,B,C三種型號(hào)。通用模柄：凸模直接裝入模柄孔中，有螺釘壓緊，便于更換凸模。浮動(dòng)模柄：允許模柄少許傾斜，可以減少滑塊誤差對(duì)模具導(dǎo)向精度的影響采用凸緣模柄，與模座的配合H9/js10過(guò)渡配合， JB/T7646.12. 凸模墊板與固定板（1）.固定板 凸模固定板將凸模固定在上模座上，其輪廓尺寸要考慮凸模安裝孔，螺釘和銷釘孔的裝置。用固定板將凸模固定

43、在模座上，固定板孔與凸模采用過(guò)渡配合H7/m6.壓裝后其端面磨平，以保證沖模的垂直度。墊板凸凹模固定板：160*125*20沖孔凸模固定板：160*125*14（2）.螺釘與銷釘 螺釘與銷釘用于安裝時(shí)的固定與定位。銷釘一般用兩個(gè)，螺釘?shù)拇笮「鶕?jù)凹模厚度進(jìn)行選擇。卸料螺釘2.6沖裁模主要零件加工工藝過(guò)程凸模加工工藝工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料將毛坯鍛成70mm*50mm,70mm*22mm2熱處理退火3銑銑六面，厚度留單邊磨量0.20.3mm銑床4平磨磨厚度到上限尺寸，磨側(cè)基面保證互相垂直平面磨床5鉗工劃刃口輪廓尺寸及孔位置尺寸6鉗工加工好凹模，配作落料凸模達(dá)要求7熱處理淬火，回火，保證HRC60648鉗工磨各配合面達(dá)要求9檢驗(yàn)凹模加工工藝工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料將毛坯制成170mmX135mmX35mm2熱處理退火3銑銑六面，厚度留單邊磨量0.20.3mm銑床4平磨磨厚度到上限尺寸，磨側(cè)基面保證互相垂直平面磨床5鉗工劃各型孔，螺孔，銷孔位置劃漏孔輪廓線6鉗工加工好凸模，配作沖孔凹模達(dá)要求7銑銑漏料孔達(dá)要求銑床8鉗工鉆鉸4*M8，鉆55.5,10.25鉆床9熱處理淬火，回火，保證HRC606410平磨磨厚度及基面見(jiàn)光平面磨床11