沖壓模具畢業(yè)設(shè)計---固定墊片模設(shè)計

1、<p><b>　　固定墊片模設(shè)計</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 緒論………………………………………………………………………………..1</p><p>　　1.1 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位……………………………………………… 4</p><

2、;p>　　1.2 各種模具的分類和占有量…………………………………………………… 5</p><p>　　1.3 我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀………………………………………………………… 6</p><p>　　1.4 未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢………………………………………… 8</p><p>　　2 沖裁工件件的工藝設(shè)計…………………………………………

3、………………..1</p><p>　　3 確定工藝方案及模具的結(jié)構(gòu)形式………………………………………………..2</p><p>　　4 模具設(shè)計工藝計算………………………………………………………………..3</p><p>　　4.1 計算毛坯尺寸 …………………………………………………………...…..3</p><p>　　4.

4、2 排樣、計算條料寬度及距的確定……………………………………….......5</p><p>　　4.2.1 搭邊值的確定…………………………………………………… …….5</p><p>　　4.2.2 條料寬度的確定………………………………………………..............7</p><p>　　4.2.3 到料板間距的確定……………………………

5、………………………..7</p><p>　　4.2.4 排樣……………………………………………………………………..8</p><p>　　4.2.5 材料利用率的計算……………………………………………………..8</p><p>　　5 沖裁力的計算……………………………………………………………………10</p><p>　　5.1

6、 計算沖裁力的公式………………………………………………………….10</p><p>　　5.2 總的沖裁力、卸料力、推件力、頂件力、彎曲力和總的沖壓力……….11</p><p>　　5.2.1 總的沖裁力……………………………………………………………11</p><p>　　5.2.2 卸料力FQ的計算……………………………………………………..12&l

7、t;/p><p>　　5.2.3 推料力FQ1的計算……………………………………………………12</p><p>　　5.2.4 頂件力FQ2的計算………………………………………………….....12</p><p>　　5.2.5 彎曲力FC的計算……………………………………………………...13</p><p>　　5.2.6 總沖壓

8、力的計算……………………................................................. ..14</p><p>　　6 模具壓力中心與計算............................................................................................14</p><p>　　7

9、 沖裁間隙的確定…………………………………………………………………15</p><p>　　8 刃口尺寸的計算…………………………………………………………………16</p><p>　　8.1 刃口尺寸計算的基本原則………………………………………………….16</p><p>　　8.2 刃口尺寸的計算…………………………………………………………….17<

10、;/p><p>　　8.3 計算凸、凹模刃口的尺寸………………………………………………….18</p><p>　　8.4 沖裁刃口高度……………………………………………………………….21</p><p>　　8.5 彎曲部分刃口尺寸的計算………………………………………………….21</p><p>　　8.5.1 最小彎曲半徑…………

11、………………………………………………21</p><p>　　8.5.2 彎曲部分工作尺寸的計算……………………………………………22</p><p>　　9 模具總的結(jié)構(gòu)設(shè)計………………………………………………………………25</p><p>　　9.1 模具類型的選擇…………………………………………………………….25</p><p&g

12、t;　　9.2 定位方式的選擇…………………………………………………………….25</p><p>　　9.3 卸料方式的選擇…………………………………………………………….25</p><p>　　9.4 導(dǎo)向方式的選擇…………………………………………………………….25</p><p>　　10 主要零部件的設(shè)計………………………………………………………

13、……..26</p><p>　　10.1 工作零件的設(shè)計…………………………………………………………...26</p><p>　　10.1.1 凹模的設(shè)計…………………………………………………………26</p><p>　　10.1.2 凸凹模的設(shè)計………………………………………………………27</p><p>　　10.1.3

14、外形凸模的設(shè)計………………………………………………… ..27</p><p>　　10.1.4 內(nèi)孔凸模的設(shè)計……………………………………………………28</p><p>　　10.1.5 彎曲凸模的設(shè)計……………………………………………………28</p><p>　　10.2 卸料部分的設(shè)計…………………………………………………………...29</

15、p><p>　　10.2.1 卸料板的設(shè)計 ……………………………………………………..29</p><p>　　10.2.2 卸料彈簧的設(shè)計…………………………………………………....29</p><p>　　10.3 定位零件的設(shè)計…………………………………………………………...31</p><p>　　10.4 模架及其他零部件

16、的設(shè)計………………………………………………...31</p><p>　　10.4.1 上下模座…………………………………………………………....31</p><p>　　10.4.2 模柄………………………………………………………………....32</p><p>　　10.4.3 模具的閉合高度…………………………………………………....32</

17、p><p>　　11 模具總裝圖……………………………………………………………………..33</p><p>　　12 壓力機的選擇 …………………………………………………………………33</p><p>　　總結(jié)…………………………………………………………………………………..34</p><p>　　致謝……………………………………………

18、……………………………………..35</p><p>　　參考文獻(xiàn)......................................................................................................................36</p><p>　　附錄………………………………………………………………………………

19、…..37</p><p>　　附錄1 沖壓模具裝配工序卡片……………………………………………...37</p><p>　　附錄2 非標(biāo)準(zhǔn)零件的加工工藝過程…………………………………….…..38</p><p>　　附錄3 沖孔凸模加工工藝過程………………………………………….…..39</p><p>　　附錄4 凸凹模加工工藝

20、卡片……………………………………..……….....40</p><p>　　附錄5 空心墊板的加工工藝過程…………………………………………...41</p><p>　　附錄6 彎曲凸模加工工藝過程……………………………………………...41</p><p>　　附錄7 部分標(biāo)準(zhǔn)公差值……………………………………………………...42</p>

21、<p>　　附錄8 J23系列開式可輕壓力機主要技術(shù)參數(shù)………………………….....43</p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文介紹的模具實例結(jié)構(gòu)簡單實用，使用方便可靠，首先根據(jù)工件圖算工件的展開尺寸，在根據(jù)展開尺寸算該零件的壓

22、力中心，材料利用率，畫排樣圖。根據(jù)零件的幾何形狀要求和尺寸的分析，采用復(fù)合模沖壓，這樣有利于提高生產(chǎn)效率，模具設(shè)計和制造也相對于簡單。當(dāng)所有的參數(shù)計算完后，對磨具的裝配方案，對主要零件的設(shè)計和裝配要求技術(shù)要求都進(jìn)行了分析。在設(shè)計過程中除了設(shè)計說明書外，還包括模具的裝配圖，非標(biāo)準(zhǔn)零件的零件圖，工件的加工工藝卡片，工藝規(guī)程卡片，非標(biāo)準(zhǔn)零件的加工工藝過程卡片。</p><p>　　關(guān)鍵詞：復(fù)合模 ；沖壓 ；設(shè)計<

23、/p><p>　　2 沖裁工件件的工藝分析</p><p><b>　　圖2—1 零件圖</b></p><p>　　如圖2—1所示零件圖。</p><p><b>　　生產(chǎn)批量：大批量;</b></p><p>　　材料：Q235;厚度1.5mm </p>&

24、lt;p>　　該材料，經(jīng)退火及時效處理，具有較高的強度、硬度，適合做中等強度的零件。</p><p>　　尺寸精度：零件圖上的尺寸均未標(biāo)注公差，屬自由尺寸，可安IT14級確定工件的公差。</p><p>　　經(jīng)查公差表，各尺寸公差為：Ø60 +0。30 20 0-0.52 </p><p>　　兩個孔的位置公差為：</p&

25、gt;<p>　　工件結(jié)構(gòu)形狀：工件簡單，對稱有利于材料的合理利用，制件需要進(jìn)行落料、沖孔兩道基本工序，尺寸較小。</p><p>　　結(jié)論：該制件可以進(jìn)行沖裁</p><p>　　制件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)重視模具材料和結(jié)構(gòu)的選擇，保證磨具的復(fù)雜程度和模具的壽命。</p><p>　　3 確定工藝方案及模具的結(jié)構(gòu)形式</p><p>

26、;　　根據(jù)制件的工藝分析，其基本工序有落料、沖孔、兩道基本工序，按其先后順序組合，可得如下幾種方案;</p><p>　　落料———沖孔；單工序模沖壓</p><p>　　沖孔——落料；單工序模沖壓。</p><p>　　落料—沖孔；復(fù)合模沖壓</p><p>　　方案（1）（2）屬于單工序模沖裁工序沖裁模指在壓力機一次行程內(nèi)</p&g

27、t;<p>　　完成一個沖壓工序的沖裁模。由于此制件生產(chǎn)批量大，尺寸又較小這兩種方案生產(chǎn)效率較低，操作也不安全，勞動強度大，故不宜采用。</p><p>　　方案（3）屬于復(fù)合沖裁模，復(fù)合沖裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同時完成數(shù)道沖壓工序的模具。采用復(fù)合模沖裁，其模具結(jié)構(gòu)沒有單工序模復(fù)雜減少了模具的個數(shù)，也避免了不同模具間產(chǎn)生的誤差，生產(chǎn)效率也很高，又降低的工人的勞動強度，所以此方案最為

28、合適。</p><p>　　根據(jù)分析采用方案（3）復(fù)合沖裁。</p><p>　　4 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　4.1 模具類型的選擇</p><p>　　由沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合沖壓，所以模具類型為復(fù)合模。</p><p>　　4.2定位方式的選擇</p><p>　　因為該模

29、具采用的是條料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷，有側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進(jìn)步距采用導(dǎo)正銷定距。</p><p>　　4.3卸料方式的選擇</p><p>　　因為工件料厚為1.5mm，相對較薄，卸料力不大，故可采用彈性料裝置卸料。</p><p>　　4.4導(dǎo)向方式的選擇</p><p>　　為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該復(fù)合模采

30、用對角導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。</p><p>　　5 模具設(shè)計工藝計算</p><p><b>　　5.1計算毛坯尺寸</b></p><p>　　根據(jù)圖示得：工件的展開尺寸為45×32（mm）,如圖4—2所示。</p><p>　　圖5—2 尺寸展開圖</p><p>　　5.2排樣、計算

31、條料寬度及步距的確定</p><p>　　5.2.1搭邊值的確定</p><p>　　排樣時零件之間以及零件與條料側(cè)邊之間留下的工藝余料，稱為搭邊。</p><p><b>　　搭邊的作用：</b></p><p>　　補償剪裁誤差、送料步距誤差以及補償因條料與導(dǎo)料之間的間隙所造成的送料歪斜誤差。</p>

32、<p>　　使凸凹模刃口雙邊受力，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。</p><p><b>　　搭邊的數(shù)值：</b></p><p>　　搭邊值應(yīng)合理選擇，搭邊過大，浪費材料。搭邊過小，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖件毛刺，有時還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命?；蛴绊懰土瞎ぷ?。</p><p>　

33、　搭邊的合理數(shù)值就是在保證沖裁件質(zhì)量、保證模具較長壽命、保證自動送料到位條件下允許的最小值。</p><p>　　搭邊的合理數(shù)值主要取決于材料厚度、材料種類、沖裁件的大小以及沖裁件的輪廓形狀等</p><p>　　搭邊值通常由經(jīng)驗確定，如表5--2所列搭邊值為普通沖裁時經(jīng)驗數(shù)據(jù)之一。</p><p>　　表5—2 搭邊和數(shù)值9(低碳鋼)</p>&l

34、t;p>　　搭邊值是廢料，所以應(yīng)盡量取小，但過小的搭邊值容易擠進(jìn)凹模，增加刃口磨損.表5—2給出了低碳鋼的搭邊值。</p><p>　　對于其他材料的應(yīng)將表中的數(shù)值乘以下列數(shù)進(jìn)行適當(dāng)修正：</p><p>　　中碳鋼（WC0.3%～0.45%） 0.9</p><p>　　高碳鋼（WC0.5%～0.65%）

35、0.8</p><p>　　硬黃銅 1～1.1 </p><p>　　硬鋁 1～1.2</p><p>　　軟黃銅，純銅 1.2</p><p>　　鋁

36、 1.3—1.4</p><p>　　非金屬（皮革、纖維、紙等） 1.5—2</p><p>　　該制件是矩形工件且邊長L<50，根據(jù)尺寸從表5—2中查出：兩制件之間的搭邊值a=1.5（mm）,側(cè)搭邊值(mm)。</p><p>　　由于該制件的材料是Q235屬于低碳鋼，所以兩制件之間的搭邊值為：</p>&l

37、t;p><b>　　取a=1.5mm</b></p><p>　　側(cè)搭邊值 取=1.8mm</p><p>　　5.2.2條料寬度的確定</p><p>　　計算條料寬度有三種情況需要考慮；</p><p>　　有側(cè)壓裝置時條料的寬度。</p><p>　　無側(cè)壓裝置時條料的寬度。&

38、lt;/p><p>　　有定距側(cè)刃時條料的寬度。有定距側(cè)刃時條料的寬度。</p><p>　　有側(cè)壓裝置的模具，能使條料始終沿著導(dǎo)料板送進(jìn)。</p><p><b>　　條料寬度公式：</b></p><p>　　B=（D+2） 公式（5—1）其中條料寬度偏差上偏差為

39、0，下偏差為，見表5—3條料寬度偏差。</p><p>　　D——沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸。</p><p><b>　　——側(cè)搭邊值。</b></p><p>　　------板料剪裁時的下偏差(見表5-3)</p><p>　　查表5—3條料寬度偏差為0.1</p><p>　　根據(jù)公

40、式4 —1 B=（D+2+）</p><p>　　=（45+2×1.8+0.1）0-0.1</p><p>　　=48.70-0.1</p><p>　　表5—3 條料寬度公差(mm)</p><p>　　5.2.3 送料步距的確定</p><p><b>　　送料步距公式：</b>

41、;</p><p>　　A=D+a 公式（5—2）</p><p>　　D---- 平行于送料方向的沖裁件寬度。</p><p>　　a——沖裁件之間的搭邊值（mm）；</p><p>　　查表5—2得a=1.5mm</p><p>　　根據(jù)公式5—2

42、 A= D+a</p><p><b>　　=20.+1.5</b></p><p><b>　　=21.5（mm）</b></p><p><b>　　5.2.4 排樣</b></p><p>　　根據(jù)材料經(jīng)濟(jì)利用程度，排樣方法可以分為有廢料、少廢料和無廢料排樣三種，根據(jù)

43、制件在條料上的布置形式，排樣有可以分為直排、斜排、對排、混合排、多排等多重形式。</p><p>　　采用少、無廢料排樣法，材料利用率高，不但有利于一次沖程獲得多個制件，而且可以簡化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力，但是，因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差的影響，所以模具沖裁件的公差等級較低。同時，因模具單面受力（單邊切斷時），不但會加劇模具的磨損，降低模具的壽命，而且也直接影響到?jīng)_裁件的斷面質(zhì)量。</p&

44、gt;<p>　　由于設(shè)計的零件是矩形零件，且孔與形狀尺寸的要求都不高，所以采用少廢料直排法。</p><p>　　5.2.5材料利用率的計算： </p><p>　　1.一個步距內(nèi)的材料利用率為：</p><p><b>　?。?-3式）</b></p><p>　　—一個步距內(nèi)零件的實際面積</

45、p><p>　　--- 一個步距內(nèi)所需毛坯面積</p><p>　　A-- 送料步距 B-- 條料寬度</p><p>　　沖裁零件的面積為=長×寬=45×20=900(mm2)</p><p>　　毛坯規(guī)格為：500×1000（mm）。</p><p>　　送料步距為：A=D+a=2

46、1.5 </p><p>　　送料寬度：B=(D+2)=(45+2×1.8+0.10-0.148.70-0.1</p><p>　　以上代入（5-3式）</p><p>　　2.為了計算出更準(zhǔn)確還應(yīng)該考慮料頭與料尾以致裁板時邊料消耗情況，此時可用條料（或者整個板料）總利用率來表示，即</p><p><b>　　（5-4式

47、） </b></p><p>　　1）橫裁時的條料數(shù)為：</p><p>　　n1 =1000/B</p><p>　　=1000/21.5</p><p>　　=46.5 可沖46條，</p><p><b>　　每條料件數(shù)為：</b></p><

48、p>　　n2 =(500-a)/h</p><p>　　=(500-1.8)/48.7</p><p>　　=10.22 可沖10件，</p><p>　　板料可沖總件數(shù)n為：</p><p>　　n=n1×=34×15=460(件)</p><p><b>　　板料利用

49、率：</b></p><p>　　2）縱裁時的條料數(shù)為：</p><p><b>　　n1=500/B</b></p><p><b>　　=500/48.7</b></p><p>　　=10.33 可沖10條，</p><p><b>　

50、　每條件數(shù)為：</b></p><p>　　n2=(1000-a)/h</p><p>　　=(1000-1.5)/21.5</p><p>　　=46.44 可沖46件，</p><p><b>　　板料可沖總件數(shù)為：</b></p><p>　　n==10x46=460

51、（件）</p><p>　　板料的利用率為： </p><p>　?。?-4中）n--條料（或整個板料）上實際沖裁的零件數(shù)</p><p>　　L-- 條料（或板料的）長度</p><p>　　B-- 條料（或板料的）寬度</p><p>　　-- 一個零件的實際面積</p><p>　

52、　橫裁和縱裁的材料利用率一樣，該零件采用橫裁法。</p><p><b>　　圖5—3 排樣圖</b></p><p><b>　　6 沖裁力的計算</b></p><p>　　6.1計算沖裁力的公式</p><p>　　計算沖裁力是為了選擇合適的壓力機的主要依據(jù)，也是模具強度、剛度設(shè)計校核時所必

53、需的數(shù)據(jù)。設(shè)計模具和檢驗?zāi)＞叩膹姸?，壓力機的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適宜沖裁的要求。</p><p><b>　?。?）公式計算法：</b></p><p>　　普通平刃口凸、凹沖裁模，其沖裁力F 一般可以按下式計算：</p><p>　　F=KtLτ 公式（5—5）</p>

54、<p>　　式中，F(xiàn)---- 沖裁力（N） </p><p>　　τ——材料抗剪強度，見附表（MPa）；</p><p>　　L——沖裁輪廓周邊總長（mm）；</p><p>　　t——材料厚度（mm）;</p><p>　　系數(shù)K是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動（數(shù)值的變化或分布不均），潤滑情況，材料力學(xué)性能與厚

55、度公差的變化等因數(shù)而設(shè)置的安全系數(shù)Kp，一般取1.3。</p><p>　　一般情況下，材料的抗拉強度 ，所以，也可通過抗拉強度來計算沖裁力：</p><p><b>　　圖標(biāo)計算法：</b></p><p>　　因為沖裁力的F的大小取決于沖裁內(nèi)外周邊的總長度、材料的厚度和長度和材料的抗拉強度，可以按照下列進(jìn)行計算： 公式(5-

56、-6)</p><p>　　式中，L—沖裁件承受剪切的周邊長度（mm）</p><p>　　t —沖裁件的厚度（mm）</p><p>　　—材料的抗拉強度（MPa）</p><p>　　—系數(shù)，取決于材料的屈服比，一般為0.6--0.9.</p><p>　　6.2 總沖裁力、卸料力、推料力、頂件力、彎曲力和總沖壓力

57、</p><p>　　由于沖裁模具采用彈壓卸料裝置和自然落料方式?？偟臎_裁力包括</p><p><b>　　F——總沖壓力。 </b></p><p><b>　　Fp——總沖裁力。</b></p><p><b>　　FQ——卸料力</b></p><p

58、><b>　　FQ1——推料力。</b></p><p><b>　　FQ2——頂件力</b></p><p>　　根據(jù)金屬沖壓材料的力學(xué)性能設(shè)計手冊查出Q235的抗剪強度為τ=304～373(MPa ) 取τ=343(MPa)</p><p>　　6.2.1 總沖裁力：</p><p>　　

59、Fp=F1+F2 公式(5—7)</p><p>　　F1——落料時的沖裁力。</p><p>　　F2——沖孔時的沖裁力.</p><p>　　落料時的周邊長度為：L1=2×（20+45）=130（mm）</p><p>　　根據(jù)公式5—5 落料沖裁力：

60、 F1=KtLτ</p><p>　　=1.3×1.5×130×343</p><p><b>　　=86951(N)</b></p><p>　　沖孔時的周邊長度為：L2=2πd=2×3.14×6=37.7（mm）</p><p>　　沖孔沖裁力 F2=

61、 KtLτ</p><p>　　=1.3×1.5×37.7×343</p><p><b>　　=25216(N)</b></p><p>　　總沖裁力：Fp=F1+F2=86951+25216=112167(N)</p><p>　　表6—5 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)</p>

62、;<p>　　對于表中的數(shù)據(jù)，強度高的材料取小值，反之取大值。</p><p>　　6.2.2 卸料力FQ的計算</p><p>　　FQ=K卸Fp 公式(5—8)</p><p><b>　　K——卸料力系數(shù)。</b></p>

63、<p>　　查表6—5得＝0.04--0.05，取＝0.05</p><p>　　根據(jù)公式5—8　FQ=K卸Fp</p><p>　?。?.05×86951</p><p><b>　　＝4483(N)</b></p><p>　　6.2.3推件力FQ1的計算</p><p>

64、;　　FQ1=KtFp 公式(5—9)</p><p><b>　　K——推料力系數(shù)。</b></p><p>　　查表6—5得K＝0.055</p><p>　　根據(jù)公式5—9 FQ1=KFp</p><p>　　=0.

65、055×25216</p><p><b>　　=1387(N)</b></p><p>　　6.2.4頂件力FQ2的計算</p><p>　　FQ2=KFp 公式(6—1)</p><p><b>　　K——頂件

66、力系數(shù)。</b></p><p>　　查表6—5得K頂＝0.06, </p><p>　　根據(jù)公式6—1 FQ2=KdFp</p><p>　　=0.06×25216</p><p><b>　　=1513(N)</b></p><p>　　6.2.5總的沖壓力的計算<

67、;/p><p>　　根據(jù)模具結(jié)構(gòu)總的沖壓力： F=Fp+FQ+FQ1+FQ2</p><p>　　F=Fp+FQ+FQ1+FQ2</p><p>　　=112167+4483+1387+1513</p><p>　　=119556（N）=119.55(KN)</p><p>　　根據(jù)總的沖壓力及沖壓設(shè)備的參數(shù)，初選壓力機為

68、：開式雙柱可傾壓力機J23—25。</p><p>　　7 模具壓力中心與計算</p><p>　　模具壓力中心是指沖裁模具所有的凸模沖壓合力的作用點位置，為了確保壓力機和模具正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合。否則，會使沖模和壓力機滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過大磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低了模具和壓力機的使用壽命。</p><p>

69、;　　模具的壓力中心，可安以下原則來確定：</p><p>　　1、對稱零件的單個沖裁件，沖模的壓力中心為沖裁件的幾何中心。</p><p>　　2、工件形狀 相同且分布對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。</p><p>　　3、各分力對某坐標(biāo)軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對該軸的力矩。求出合力作用點的坐標(biāo)位置0，0（x=0,y=0），即為所求模具的壓力

70、中心。</p><p>　　Xo=L1X1+L2X2+……LnXn/L1+L2+……Ln</p><p>　　Yo=L1Y1+L2Y2+……LnYn/L1+L2+……Ln</p><p>　　由于該零件是一個矩形圖形，屬于對稱中心零件，所以該零件的壓力中心在圖形的幾何中心O處。</p><p>　　8 沖裁模間隙的確定</p>

71、<p>　　設(shè)計模具時一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求，所需沖裁力小、模具壽命高，但分別從質(zhì)量，沖裁力、模具壽命等方面的要求確定的合理間隙并不是同一個數(shù)值，只是彼此接近?？紤]到制造中的偏差及使用中的磨損、生產(chǎn)中通常只選擇一個適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個范圍內(nèi)，就可以沖出良好的制件，這個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)。考慮到模具在使用過程

72、中的磨損使間隙增大，故設(shè)計與制造新模具時要采用最小合理間隙值Zmin。</p><p>　　沖裁間隙的大小對沖裁件的斷面質(zhì)量有極其重要的影響，此外，沖裁間隙還影響模具壽命、卸料力、推件力、沖裁力和沖裁件的尺寸精度。沖裁過程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間均有摩擦，間隙越小，模具作用的壓應(yīng)力越大，摩擦也越嚴(yán)重，而降低了模具的壽命。較大的間隙可使凸模側(cè)面及材料間的摩擦減小，并延緩間隙由于受到制造和裝配精度的限

73、制，雖然提高了模具壽命而，但出現(xiàn)間隙不均勻。因此，沖裁間隙是沖裁工藝與模具設(shè)計中的一個非常重要的工藝參數(shù)。確定合理間隙值有以下幾種方法：</p><p><b>　　理論確定法</b></p><p>　　理論確定法確定合理的間隙值是根據(jù)凸、凹模產(chǎn)生的裂紋相互重合的原則進(jìn)行計算的：</p><p>　　式中.t--板料厚度</p>

74、<p>　　--產(chǎn)生裂紋時凸模壓入板料的深度(mm)</p><p>　　/t--產(chǎn)生裂紋時凸模壓入板料的相對深度(即光亮帶的相對寬度,mm)</p><p>　　--最大切應(yīng)力方向與垂線間的夾角,</p><p><b>　　(2)查表確定法:</b></p><p>　　在實際生產(chǎn)中,合理間隙的數(shù)值是實驗

75、方法所制定的表格來確定.如下表:</p><p>　　表8—1 沖裁模初始雙面間隙Z(mm)</p><p>　　注：取08號鋼沖裁皮革、石棉和紙板時，間隙的25%。</p><p><b>　　(3)經(jīng)驗確定法：</b></p><p>　　根據(jù)多年研究與使用決定間隙數(shù)值可按要求分類，其值可用下列公式計算：</

76、p><p>　　軟材料（如銅，鋁等）： t<1mm Z=(6%-8%)t</p><p>　　t=1-3 Z=(10%-16)t</p><p>　　硬材料（如鋼等）： t<1mm Z=(8%-12%)t</p><p>　　t=1-3

77、 Z=(12%-16%)t</p><p>　　根據(jù)實用間隙表 8—1 查得材料Q235鋼的最小雙面間隙Zmin=0.132mm，最大雙面間隙Zmax=0.24mm</p><p>　　9 沖裁凸模、凹模刃口尺寸的計算</p><p>　　9.1凸、凹模刃口尺寸計算的基本原則</p><p>　　沖裁件的尺寸精度主要取決與模

78、具刃口的尺寸的精度，模具的合理間隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及制造公差，是設(shè)計沖裁模主要任務(wù)之一。從生產(chǎn)實踐中可以發(fā)現(xiàn)：</p><p>　　1、由于凸、凹模之間存在間隙，使落下的料和沖出的孔都帶有錐度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。</p><p>　　2、在尺量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔孔徑是以小端尺寸為基準(zhǔn)

79、。</p><p>　　3、沖裁時，凸、凹模要與沖裁件或廢料發(fā)生摩擦，凸模越磨愈小，凹模越磨愈大，結(jié)果使間隙越來越大。</p><p>　　由此在決定模具刃口尺寸及其制造公差時需要考慮以下原則：</p><p>　　1、落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時的尺寸由凸模尺寸決定。故設(shè)計落料模時，以凹模尺寸為基準(zhǔn)，間隙由減少凸模尺寸來取得。設(shè)計沖孔模時，以凸模尺寸為基準(zhǔn)，間

80、隙由增大凹模尺寸來取得。</p><p>　　2、考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設(shè)計落料凹模時，凹模基本尺寸應(yīng)接近于落料件的最小極限尺寸；設(shè)計沖孔模時，凸?；境叽鐟?yīng)接近于工件孔尺寸的最大極限尺寸。這樣在凸凹麼磨損到一定程度的情況下，才能沖出合格的制件。凸凹模間隙則取最小合理間隙值。</p><p>　　3、確定沖模刃口制造公差時，應(yīng)考慮制件的公差要求。如果對刃口精度要求過高（即制造公差過小

81、），會使模具制造困能，增加成本，延長生產(chǎn)周期；如果對刃口要求過低（即制造公差過大）則生產(chǎn)出來的制件有可能不和格，會使模具的壽命降低。若工件沒有標(biāo)注公差，則對工件按國家“配合尺寸的公差數(shù)值”IT14級處理，沖模則可按IT11級制造；對沖壓件的尺寸公差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注單項公差，落料件上偏差為零，下偏差為負(fù)；沖孔件上偏差為正，下偏差為零，一般沖裁模具精度較沖裁件精度高2-3級。</p><p>　　9.2凸、凹模刃

82、口尺寸的計算</p><p>　　沖裁模凹、凸模刃口尺寸有兩種計算和標(biāo)注的方法，即凸、凹模分別加工和凸、凹模配做加工兩種方法。前者用于沖件厚度較大和尺寸精度要求不高的場合，后者用于形狀復(fù)雜或薄板工件的模具。</p><p>　　對于該工件厚度只有1.5（mm）屬于薄板零件，并且兩個孔有位置公差要求，為了保證沖裁凸、凹模間有一定的間隙值，必須采用配合加工。此方法是先做好其中一件（凸?；虬寄＃?/p>

83、作為基準(zhǔn)件，然后以此基準(zhǔn)件的實際尺寸來配合加工另一件，使它們之間保留一定的間隙值，因此，只在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸制造公差，另一件只標(biāo)注公稱尺寸并注明配做所留的間隙值。這δp與δd就不再受間隙限制。根據(jù)經(jīng)驗，普通模具的制造公差一般可取δ=△/4（精密模具的制造公差可選4~6μm）。這種方法不僅容易保證凸、凹模間隙枝很小。而且還可以放大基準(zhǔn)件的制造公差，使制造容易。在計算復(fù)雜形狀的凸凹模工作部分的尺寸時，可以發(fā)現(xiàn)凸模和凹模磨損后，在一個凸?；虬?/p>

84、模上會同時存在三種不同磨損性質(zhì)的尺寸，這時需要區(qū)別對待。</p><p>　　第一類：凸?；虬寄Ｄp會增大的尺寸；</p><p>　　第二類：凸模或凹模磨損或會減小的尺寸；</p><p>　　第三類：凸?；虬寄Ｄp后基本不變的尺寸；</p><p>　　9.3計算凸、凹模刃口的尺寸的計算公式：</p><p>　　

85、注：表中，A、B、C——工件基本尺寸</p><p>　　——工件的公差(mm)</p><p>　　——工件的偏差(mm),對稱偏差時,=1/2</p><p>　　x —— 磨損系數(shù)。x值在0.5~1之間，與工件精度有關(guān)可查表9—1或按下面關(guān)系選取。</p><p>　　工件精度IT10以上 x=1</p><

86、;p>　　工件精度IT11~IT13 x=0.75</p><p>　　工件精度IT14 x=0.5</p><p>　　表9—1 磨損系數(shù)x</p><p>　　凸模與凹模配合加工時，凸?；虬寄５挠嬎惴椒ú襟E如下。</p><p>　　a.在尺寸計算前，應(yīng)確定基準(zhǔn)件，落料以凹模為基準(zhǔn)件，沖孔時凸模為基準(zhǔn)

87、件。</p><p>　　B.對基準(zhǔn)件上的尺寸分類，并選用適當(dāng)公式逐個進(jìn)行尺寸計算，最后把所算的尺寸標(biāo)注在基準(zhǔn)件的零件圖上。</p><p>　　解：該沖裁件為落料沖孔件，以凹模為基準(zhǔn)，只要計算落料凹模尺寸及制造公差，凸模則由凹模的實際尺寸按間隙要求配做。</p><p>　?。?）落料凹模刃口尺寸計算（如下圖：）</p><p>　　圖9—

88、1 計算刃口尺寸示意圖</p><p>　　圖上的尺寸均無公差要求，安國家標(biāo)準(zhǔn)IT14級公差要求處理，查公差表得：</p><p>　　Ø60 +0。30 20 0-0.52 </p><p>　　由表8—1查得： </p><p>　　由表9—1表得：對于尺寸Ø6和R5mm的x=0.75

89、其余的尺寸均x=0.5</p><p>　　根據(jù)公式表 A=(A-x△)</p><p>　　=（45-0.5×0.62）</p><p>　　=44.65(mm)</p><p><b>　　B=(A-x△)</b></p><p>　　=（20-0.5×0.52）&l

90、t;/p><p>　　=19.74(mm)</p><p><b>　　C=(A-x△)</b></p><p>　　=(5-0.75x0.3)</p><p><b>　　=4.77</b></p><p><b>　　D=</b></p>

91、<p><b>　　=25</b></p><p>　　= </p><p>　　凸模安凹模尺寸配制，保證雙面間隙（0.132～0.240）(mm).</p><p>　　沖孔凸模的尺寸從圖9—1上可知，兩個沖孔凸模的尺寸在磨損過程中將變小，屬于第二類尺寸，計算公式為：B=(B+x△) （δA=△

92、/4)</p><p>　　沖孔凸模的刃口尺寸計算如下：</p><p>　　根據(jù)公式8—2 E=(B+x△)</p><p>　　=（6+0.75×0.3）</p><p>　　= 6.230-0.075(mm)</p><p>　　兩個沖孔凸模的尺寸是一樣的，都為6.230-0.075(mm)</

93、p><p>　　凹模按凸模尺寸配制，保證雙面間隙（0.132～0.240）(mm)</p><p><b>　　9.4沖裁刃口高度</b></p><p>　　表9—2 凹模洞口主要參數(shù)（不同厚度時的和h值）</p><p>　　查表9—2，刃口高度為h(mm),取h=7(mm)</p><p>　　

94、10主要零部件的設(shè)計</p><p>　　設(shè)計主要零部件時，首先要考慮主要零部件用什么方法加工制造及總體裝配方法。結(jié)合模具的特點，本模具適宜采用線切割加工凸模固定板、卸料板、凹模及外形凸模、內(nèi)孔凸模。這種加工方法可以保證這些零件各個內(nèi)孔的同軸度，使裝配工作簡化。下面就分別介紹各個零部件的設(shè)計方法。</p><p>　　10.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　

95、　10.1.1凹模的設(shè)計</p><p>　　凹模采用整體凹模，各種沖裁的凹模孔均采用線切割機床加工，安排凹模在模架上位置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。</p><p>　　模具厚度的確定公式為： </p><p><b>　　H=Kb</b></p><p><b>　　式中：&

96、lt;/b></p><p>　　K——系數(shù)值，考慮板料厚度的影響；</p><p>　　b—— 沖裁件的最大外形尺寸；</p><p>　　安上式計算后，選取的H值不應(yīng)小于（15～20）mm;</p><p>　　表10—1 系數(shù)值K</p><p>　　查表10—1得：K=0.35 </p&g

97、t;<p><b>　　H=0.35×45</b></p><p><b>　　=15.75mm</b></p><p><b>　　取H=18mm</b></p><p>　　模具壁厚的確定公式為：</p><p>　　C=(1.5~2)H</p

98、><p>　　=1.5×18~2×18</p><p>　　=27~36mm（C30-40mm）</p><p>　　凹模壁厚取C=30mm</p><p>　　凹模寬度的確定公式為：</p><p><b>　　B=b+2C</b></p><p><

99、;b>　　=45+2×30</b></p><p><b>　　=105mm</b></p><p>　　查表10—2取標(biāo)準(zhǔn)取B=125mm</p><p>　　凹模長度的確定公式為：</p><p><b>　　L=a+2c</b></p><p&g

100、t;<b>　　=20+2×30</b></p><p><b>　　=80mm</b></p><p>　　凹模的長度要考慮導(dǎo)料銷發(fā)揮的作用，保證送料粗定位精度。查表10—2取標(biāo)準(zhǔn)L=80mm。 （送料方向）</p><p>　　凹模輪廓尺寸為125mm×80mm×18mm。凹模材料選用Cr

101、12，熱處理60~64HRC。</p><p>　　表10—2 矩形和圓形凹模的外形尺寸</p><p>　　凹模上螺孔、銷孔位置尺寸與螺釘尺寸</p><p>　　從凹模外緣到螺孔的標(biāo)準(zhǔn)尺寸：A=(1.7—0.2)d</p><p>　　螺孔間距見表10—3</p><p>　　凹模厚度 與緊固螺釘尺寸見表10—4

102、</p><p>　　螺孔間距離mm（表10-3）</p><p>　　不同凹模厚度的緊固螺釘尺寸選用mm（表10-4）</p><p>　　10.1.2凸凹模的設(shè)計</p><p>　　凸凹模的內(nèi)、外緣均為刃口，內(nèi)、外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸，為保證凸凹模的強度，凸凹模應(yīng)有一定的壁厚。</p><p>　　10

103、.1.3外形凸模的設(shè)計</p><p>　　因為該制件形狀不是復(fù)雜，所以將落料模設(shè)計成凸臺式凸模，直通式凸模工作部分和固定部分的形狀做成一樣，直通式凸模采用線切割機床加工?？梢灾苯佑?個M8的螺釘固定在墊板上，凸模與凸模固定板的配合按H7/m6。外形凸模的高度是凸模固定板的厚度、卸料板的厚度、導(dǎo)料板的厚度的總和。</p><p><b>　　外形凸模長度為：</b>&

104、lt;/p><p>　　L=H1 +H2+H3+Y</p><p>　　H1——凸模固定板厚度(mm)；得H1=0.8×H凹=0.8×18=9.6mm(標(biāo)準(zhǔn)為20mm)</p><p>　　H2——導(dǎo)料板的厚度（mm)</p><p>　　H3——卸料板厚度(mm)；查表10—5得H3=6mm</p><p

105、>　　Y——附加的長度，包括凸模刃口的修磨量、凸模進(jìn)入凹模的深度（0.5—1mm）、</p><p>　　凸模固定板與卸料板間的安全距離(15~20mm)等</p><p>　　L=20+1.5+6+15</p><p><b>　　=42.5mm </b></p><p>　　10.1.4內(nèi)孔凸模設(shè)計</p

106、><p>　　因為內(nèi)孔凸模是圓凸摸，仍然選用直通式凸模，采用線切割加工。與凸模固定板采用H7/r6配合。凸模長度與外形凸模長度相等為45mm。凸模材料應(yīng)選T10A，熱處理56~60HRC，凸模與卸料板之間的間隙見表10—3查得凸模與卸料板的間隙選為0.035mm。</p><p>　　表10—3 凸模與卸料板、導(dǎo)柱與導(dǎo)套的間隙</p><p>　　10.2卸料部分的設(shè)

107、計</p><p>　　10.2.1卸料板的設(shè)計</p><p>　　本模具的卸料板不僅有卸料作用，還具有用外形凸模導(dǎo)向，對內(nèi)孔凸模起保護(hù)作用，卸料板的邊界尺寸與凹模的邊界尺寸相同，卸料板的厚度按表10—5選擇，卸料板厚度為10mm。卸料板與2個凸模的間隙以在凸模設(shè)計中確定了為0.035。卸料板采用45鋼制造，熱處理淬火硬度40~45HRC。</p><p>　　表

108、10—5 固定卸料板厚度</p><p>　　卸料板螺釘沉孔的深度：</p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　打桿的長度:</b></p><p><b>　　打桿長度計算公式:</b></p><p><b>

109、;　　L=</b></p><p><b>　　式中:</b></p><p><b>　　推桿的長度：</b></p><p>　　推桿的長度按下式計算:</p><p><b>　　L=</b></p><p>　　為了安全使用，氣墊處于

110、下死點時，要求推桿不脫離沖模，應(yīng)滿足下式：</p><p><b>　　L></b></p><p>　　式中:—氣墊行程長度。</p><p>　　10.2.2彈性卸料的設(shè)計</p><p>　　在沖裁模卸料與出件裝置中，常用的元件是彈簧和橡膠，考慮本模具的結(jié)構(gòu)，該模具采用的彈性元件為橡膠。</p>

111、<p>　　橡膠允許承受的負(fù)荷比彈簧大，且安裝方便，調(diào)整也方便，成本低。為了保證橡膠的正常使用，不至于過早損壞，應(yīng)控制其允許的最大壓縮量S總。一般取自由高度H自由的35%~45%而橡膠的預(yù)壓縮量S預(yù)一般取H自由的10%~15%。</p><p>　　橡膠的高度H與直徑D之比必須在0.5≦≦1.5范圍內(nèi)。如果超過1.5，應(yīng)將橡膠分成若干段，在其間墊圈，并使每段橡膠的值T13在上述的范圍內(nèi)。</p&

112、gt;<p>　　橡膠斷面面積的確定：一般是憑經(jīng)驗估計，并根據(jù)模具空間大小合理布置。同時在橡膠裝上模具后周圍要留有足夠的空隙位置，以允許橡膠壓縮時斷面的脹大。</p><p>　　根據(jù)工件材料厚為1.5mm,沖裁時凸模進(jìn)入凹模深度取1mm，考慮模具維修時的刃磨留量2mm，考慮開啟時卸料板高出凸模1mm，則總的工作行程H工作=6mm，則橡膠的高度H自由===20～24mm.取H=24mm。</p

113、><p>　　模具在組裝時橡皮的預(yù)壓量為：</p><p>　　H=10%～15%×24=2.4～3.6mm 取H=3mm</p><p>　　由此可算出模具中安裝橡膠皮的空間高度尺寸為21mm </p><p>　　10.3定位零件的設(shè)計</p><p>

114、;　　擋料銷的作用是保證條料（帶料）有準(zhǔn)確的送料步距。</p><p>　　定位零件采用固定擋料銷定位。</p><p>　　采用固定擋料銷制造簡單、使用方便。固定擋料銷固定在凹模板上，擋料銷的位置應(yīng)保證導(dǎo)正銷在導(dǎo)正條料過程中條料活動的可能，擋料銷的位置可以由公式確定。</p><p>　　e=c-D/2+d/2+0.1

115、 公式(10—1)</p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　c——送料步距；</b></p><p>　　D——在送料方向上工件的尺寸；</p><p>　　d——擋料銷頭部直徑；</p><p>　　0 .1——導(dǎo)正銷往前推的活動

116、余量；</p><p>　　10.4模架及其它零件的設(shè)計</p><p><b>　　10.4.1模架</b></p><p>　　模架是由上、下模座，模柄及導(dǎo)向裝置（最常用的是導(dǎo)柱、導(dǎo)套）組成。</p><p>　　模架的形式：標(biāo)準(zhǔn)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。</p><p&

117、gt;　　模座分帶導(dǎo)柱和不帶導(dǎo)柱兩種，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)要求確定是否帶導(dǎo)柱的模座。</p><p>　　本模具采用后側(cè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套來保證模具上、下模的精確導(dǎo)向?；瑒訉?dǎo)柱、導(dǎo)套都是圓柱形的，其加工方便，可采用車床加工，裝配容易。導(dǎo)柱的長度應(yīng)保證上模座最底位置時（閉合狀態(tài)），導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離15mm。而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離為5mm。導(dǎo)柱的下部與下模座導(dǎo)柱孔采用R7/h5的過盈配合,導(dǎo)套的外徑與上模座導(dǎo)

118、套孔采用R7/h5的過盈配合。導(dǎo)套的長度，需要保證沖壓時導(dǎo)柱一定要進(jìn)入導(dǎo)套10mm以上。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間采用H7/h6的間隙配合，導(dǎo)柱與導(dǎo)套均采用20鋼，熱處理硬度滲碳淬硬56~60HRC。</p><p>　　經(jīng)查標(biāo)準(zhǔn)模架表可得出：上模座的的尺寸L/mm×B/mm×H/mm為140mm×80mm×30mm。下模座的尺寸L/mm×B/mm×H/mm為140

119、mm×80mm×35mm。因為下模座厚度應(yīng)為凹模厚度的1.5~2倍上模座的厚度為35mm.導(dǎo)柱的直徑、長度，按標(biāo)準(zhǔn)選取。</p><p>　　導(dǎo)柱：d/mm×L/mm分別為：φ22×130mm，φ28×160mm，φ32×160mm；</p><p>　　導(dǎo)套：d/mm×L/mm×Dmm分別為φ28×

120、105×42mm, φ32×105×45mm</p><p>　　所以選用導(dǎo)柱，導(dǎo)套的尺寸如下φ22×130mm、φ28×105×42mm</p><p><b>　　10.4.2模柄</b></p><p>　　模柄的作用是將模具的上模座固定在沖床的滑塊上。常用的模柄形式有：（1）整

121、體式模柄，模柄與上模座做成整體，用于小型模具。（2）帶臺階的壓入式模柄，它與模座安裝孔用H7/n6配合，可以保證較高的同軸度和垂直度，適用于各種中小型模具。（3）帶螺紋的旋入式模柄，與上模連接后，為防止松動，擰入防轉(zhuǎn)螺釘緊固，垂直度較差，主要用于小型模具。（4）有凸緣的模柄，用螺釘、銷釘與上模座緊固在一起，使用與較大的模具。（5）浮動式模柄，它由模柄，球面墊塊和連接板組成，這種結(jié)構(gòu)可以通過球面墊塊消除沖床導(dǎo)軌位差對對沖模導(dǎo)向精度的影響，

122、適用于滾珠導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向的精密沖裁。</p><p>　　本模具采用帶臺階的帶凸緣的模柄。</p><p>　　在設(shè)計模柄時模柄長度不得大于沖床滑塊內(nèi)模柄孔的深度，模柄直徑應(yīng)與模柄孔徑一致即mm。</p><p>　　10.4.3模具的閉合高度：</p><p><b>　　該模具的閉合高度為</b></p>

123、<p>　　H閉=H上模+H墊X2+L凸+H凹+橡膠H+H卸+H空心墊板+固定板H+固定板H+下模-h2</p><p>　　=(30+10x2+25+12+10+18+10+20+10+35-2)mm</p><p><b>　　=182.（m）</b></p><p><b>　　式中：</b></

124、p><p>　　L——凸凹模固定板， </p><p><b>　　H——凹模厚度，</b></p><p>　　h2——凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，h2=2</p><p>　　可見該模具閉合高度小于所選壓力機J23—25的最大裝模高度（220）模柄孔尺寸（直徑x深度）/mm可以使用。</p><