繼電器插片成形工藝及級進模設計畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　繼電器插片成形運用的是冷沖壓級進模設計。級進模的設計大多用在大批量生產，</p><p>　　且在一副模具中可以完成沖裁、彎曲、拉深、成形等多種類型，多道沖壓工序。再此之前我也經過多數(shù)的比較，最終確定級進模。這次的繼電器有兩次彎曲，一個凸臺，和一個打扁工序。由于設計的需要，我設計了倒沖機構。并且為了使

2、彎曲工序后能順利往前送進等，我也設置了彈頂裝置。選擇合理的定位、送料、卸料結構以及固定零件和一些標準件都是十分重要的，還有凸、凹模刃口尺寸的計算，選擇合適的壓力機，都是必不可少的。最后對模具其他各零部件的設計和零件的模具主要零件的加工工藝都要認真進行研究。</p><p>　　關鍵詞：級進模，彎曲，標準件，倒沖機構，加工工藝 </p><p><b>　　ABSTRACT<

3、/b></p><p>　　I use the progressive die to form process of the male tab of automobile relay.Mostly we use progressive die when asked for the mass production.And we can use one progressive die to cut,bend,p

4、ull,form and so on.Before that I also through most of the comparison decide to choose progressive die in the end. The relay has to be do two curved, a convex platform, and a dozen flat. Because of the design, I designed

5、to reverse device. In order to make the bending process can smoothly forward , I have set</p><p>　　Key words: progressive die, bend, standard, reverse device, processing technology</p><p><b&

6、gt;　　目 錄</b></p><p>　　1 緒論---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1</p><p>　　1.1 沖壓模具在我國的現(xiàn)狀及發(fā)展----------------

7、--------------------------------------------------------------2</p><p>　　1.2本次設計的意義及特點 -----------------------------------------------------2</p><p>　　2 沖壓工藝-------------------------------------

8、----------------------------------------4</p><p>　　2.1 沖壓件的工藝性分析-----------------------------------------------------------------------------5</p><p>　　2.2 確定工藝方案--------------------------------

9、---------------------------------------------6</p><p>　　2.3 排樣圖的設計與計算-----------------------------------------------------------------------------9</p><p>　　2.4 沖裁工藝力的計算-------------------------

10、----------------------------------------------------9</p><p>　　2.5 沖壓設備的選擇-----------------------------------------------------------------------------12</p><p>　　2.6 模具閉合高度范圍-------------------

11、----------------------------------------------------------12</p><p>　　2.7 壓力中心的計算-----------------------------------------------------------------------------13</p><p>　　3 沖裁模工作部分設計計算-----------

12、--------------------------------------------------------------------16</p><p>　　3.1 沖裁間隙-----------------------------------------------------------------------------16</p><p>　　3.2 沖裁間隙的影響------

13、-----------------------------------------------------------------------16</p><p>　　3.3 合理隙的確定-----------------------------------------------------------------------------17</p><p>　　3.4 凸、凹模刃口尺寸

14、的計算-----------------------------------------------------------------------------17</p><p>　　4 模具工作零件的設計-----------------------------------------------------------------------------21</p><p>　　4.

15、1 沖裁凹模的設計-----------------------------------------------------------------------------21</p><p>　　4.2 沖裁凸模的設計-----------------------------------------------------------------------------22</p><p&g

16、t;　　4.3 彎曲凸、凹模的設計-----------------------------------------------------------------------------23</p><p>　　4.4 凸模的強度計算-----------------------------------------------------------------------------24</p>

17、<p>　　5 模具其他各零部件的設計--------------------------------------------------------------------------26</p><p>　　5.1 定位零件----------------------------------------------------------------------------------------

18、---26</p><p>　　5.2 卸料裝置-------------------------------------------------------------------------------------------27</p><p>　　5.3 彈頂裝置------------------------------------------------------------

19、-------------------------------28</p><p>　　5.4 導向零件-------------------------------------------------------------------------------------------28</p><p>　　5.5 固定零件--------------------------------

20、-----------------------------------------------------------29</p><p>　　5.6 模具閉合高度-------------------------------------------------------------------------------------------30</p><p>　　5.7 送料裝置--

21、-----------------------------------------------------------------------------------------30</p><p>　　6 模具主要零件的加工工藝------------------------------------------------------------------------------32</p>&

22、lt;p>　　6.1 凹模加工工藝-------------------------------------------------------------------------------------------32</p><p>　　6.2 圓形凸模加工工藝------------------------------------------------------------------------

23、-------------------32</p><p>　　6.3 非圓形凸模加工工藝-------------------------------------------------------------------------------------------33</p><p>　　6.4 卸料板加工工藝------------------------------------

24、-------------------------------------------------------33</p><p>　　6.5 凸模固定板加工工藝-------------------------------------------------------------------------------------------34</p><p>　　參考文獻-------

25、------------------------------------------------------------------------------------35</p><p>　　致謝---------------------------------------------------------------------------------------------36</p>&l

26、t;p><b>　　1緒論</b></p><p>　　模具是制造業(yè)的重要工藝基礎。模具是用來成型物品的工具，這種工具有各種零件構成，不同的模具由不同的零件構成。它主要通過所成型材料物理狀態(tài)的改變來實現(xiàn)物品外形的加工。</p><p>　　冷沖壓是在常溫下利用沖模在壓力機上對材料施加壓力，使其產生分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件的加工方法。它是壓力

27、加工方法的一種，是機械制造中先進的加工方法之一。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，但概括起來可分為分離工序和變形工序兩大類。分離工序是將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生破壞的前提下使毛坯發(fā)生塑性變形，形成所需的形狀及尺寸的制作。</p><p>　　冷沖壓可分為五個基本工序：</p><p>　　沖裁。沖裁是使

28、板料實現(xiàn)分離的沖壓工序。</p><p>　　彎曲。彎曲是將金屬材料沿彎曲線彎成一定的角度和形狀的沖壓工序。</p><p>　　拉深。拉深是將平面板料變成各種開口空心件，或者把空心件的尺寸作進一步改變的沖壓工序。</p><p>　　成形。成形是用各種不同性質的局部變形來改變毛坯或沖壓件形狀的沖壓工序。</p><p>　　立體壓制（體積沖

29、壓）。立體壓制是將金屬材料體積重新分布的沖壓工序。</p><p>　　冷沖壓工藝有以下這些特點：</p><p>　　冷沖壓加工可以獲得極高的生產效率。</p><p>　　用冷沖壓加工方法可以得到形狀比較復雜和用其他加工方法不太容易加工的制件，如薄殼制件等。</p><p>　　冷沖壓制件的尺寸精度與模具的尺寸精度相關。因此，制件尺寸比較

30、穩(wěn)定、互換性好。</p><p>　　冷沖壓制件的材料利用率較高，制件質量輕，剛度/質量比和強度/質量比高，沖壓耗能少，因此，制件的成本可以相對較低。</p><p>　　冷沖壓生產的操作簡單，易于實現(xiàn)機械化和自動化。</p><p>　　冷沖壓加工中所用的模具一般比較復雜、生產周期較長、成本較高。</p><p>　　冷沖壓工藝適合于批量較

31、大的生產。近年來發(fā)展的簡易沖壓模具、組合沖壓模具、鋅基合金沖壓模具以及數(shù)控沖壓技術等為單件、小批量生產采用沖壓工藝創(chuàng)造了條件。</p><p>　　冷沖壓模具設計尤其是對于復雜的冷沖壓模具來說，需要很強的想象力和創(chuàng)造力。</p><p>　　因為冷沖壓有許多突出的優(yōu)點，因此，它在機械制造、電子、電器等各行各業(yè)中都得到了廣泛的應用。目前，采用冷沖壓工藝所獲得的沖壓制品，在現(xiàn)代汽車、拖拉機、電

32、機、電器、儀器、儀表以及各種電子產品和人們日常生活中，都占有十分重要的地位。</p><p>　　1.1 沖壓模具在我國的現(xiàn)狀及發(fā)展</p><p>　　我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質量、技術和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國民經濟需求和世界先進水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、復雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進口。一些低檔次的簡

33、單沖模，已趨供過于求，市場競爭激烈。 </p><p>　　近年來，我國沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產單套重量達50 多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具國內也能生產了。精度達到1～2μm，壽命2億次左右的多工位級進模國內已有多家企業(yè)能夠生產。表面粗糙度達到 Ra≦1.5μm的精沖模，大尺寸（Φ≧300mm）精沖模及中厚板精沖模國內也已達到相當高的水平。 </p><p>

34、;　　標識沖模技術先進水平的多工位級進模和多功能模具，是我國重點發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機電一體化的鐵芯精密自動閥片多功能模具，已基本達到國際水平。但總體上和國外多工位級進模相比，在制造精度、使用壽命、模具結構和功能上，仍存在一定差距。</p><p>　　沖壓模具共有7小類，并有一些按其服務對象來稱呼的一些種類。目前急需發(fā)展的是汽車覆蓋件模具，多功能、多工位級進模和精沖模。這些模具現(xiàn)在產需矛盾大，發(fā)展

35、前景好。汽車覆蓋件模具中發(fā)展重點是技術要求高的中高檔轎車大中型覆蓋件模具，尤其是外覆蓋件模具。高強度板和不等厚板的沖壓模具及大型多工位級進模、連續(xù)模今后將會有較快的發(fā)展。多功能、多工位級進模中發(fā)展重點是高精度、高效率和大型、高壽命的級進模。精沖模中發(fā)展重點是厚板精沖模大型精沖模，并不斷提高其精度。為了提高沖壓模具的壽命，模具表面的各種強化超硬處理等技術也是發(fā)展重點。在信息化帶動工業(yè)化發(fā)展的今天，在經濟全球化趨向日漸加速的情況下，我國沖壓

36、模具必須盡快提高水平。通過改革與發(fā)展，采取各種有效措施，在沖壓模具行業(yè)全體職工的共同努力奮斗之下，我國沖壓模具也一定會不斷提高水平，逐漸縮小與世界先進水平的差距。在科學發(fā)展觀指導下，不斷提高自主開發(fā)能力、重視創(chuàng)新、堅持改革開放、走新型工業(yè)化道路，將速度效益型的增長模式逐步轉變到質量和水平效益型軌道上來，我國的沖壓模具的水平也必然會更上一層樓。</p><p>　　1.2本次設計的意義及特點</p>

37、<p>　　本次畢業(yè)設計課題為汽車繼電器插片成形工藝及級進模設計。</p><p>　　汽車工業(yè)在當今社會發(fā)展迅速，社會對汽車的大量需求就促進了汽車模具制造業(yè)的發(fā)展。汽車繼電器是一種被廣泛運用的汽車元器件。汽車繼電器的工作原理是線圈通電后產生磁場，然后把連著觸點鐵片吸進來，從而使電路通路，達到保護電路的目的。一般的接法為線圈的兩線是一正一負，其中一頭接在開關上。其它的線則接在用電器上。汽車繼電器有專門的

38、底座，直接把繼電器插上即可。汽車上多處都需要安裝繼電器，如大燈繼電器，空調繼電器，起動機繼電器，雨刷繼電器，喇叭繼電器等。因此汽車繼電器是十分重要的汽車零件。而作為汽車繼電器上的插片來說，它的精度要求較高以便滿足它的使用要求。</p><p>　　而這次的畢業(yè)設計，也需要學生具有獨立完成設計任務的能力，包括設計計算與查閱設計資料，標準，以及規(guī)范的能力。綜合運用所學的相關理論知識，來提高理論聯(lián)系實際和綜合分析的技能

39、。</p><p>　　本課題是級進模設計。級進模又稱連續(xù)模、跳步模。連續(xù)模是指壓力機在一次行程中，依次在幾個不同的位置上同時完成多道工序的沖模。沖裁件在連續(xù)模中是逐步成形的。</p><p>　　連續(xù)模有以下這些特點：</p><p>　　在一副模具中可以完成沖裁、彎曲、拉深、成形等多種類型，多道</p><p><b>　　沖壓

40、工序。</b></p><p>　　由于級進模的工序不必集中在一個工位上，故不存在復合模的最小</p><p>　　壁厚問題，為了保證模具的強度和壽命，可留出空工位。</p><p>　　由于常采用高速沖床，自動送料、出料裝置，所以操作安全，生產</p><p><b>　　效率高。</b></p>

41、;<p>　　多工位級進模結構復雜，制造精度要求高，零件要求具有互換性。</p><p>　　多工位級進模主要用于中、小型復雜沖壓件的大批量生產。</p><p>　　其缺點是結構復雜，制造精度高，周期長，成本高。相比復合模，</p><p><b>　　級進模有定位誤差。</b></p><p>　　本課

42、題的汽車繼電器插片選用級進模制造，原因有：首先，該零件要求大批量生產，而級進模的生產效率較高。其次，該零件的形狀較復雜，選用級進模更能保證零件的精度要求。并且，該零件有沖裁、彎曲、成形等多道工序，只能用級進模來實現(xiàn)。</p><p>　　此次的汽車繼電器插片級進模設計應盡量保證材料消耗少、工序數(shù)目少、占用設備數(shù)目少、模具簡單而壽命高、產品質量穩(wěn)定、操作簡單安全。</p><p><b

43、>　　2 沖壓工藝</b></p><p>　　2.1 沖壓件的工藝性分析</p><p>　　本課題所要研究生產的零件為汽車繼電器插片。</p><p>　　（1）零件厚度0.8mm。</p><p>　?。?）生產批量為大批量生產。</p><p>　　（3）零件材料為黃銅H68半硬，其抗剪強度為

44、280MPa,抗拉強度為350MPa,伸長率為25%，彈性模量為110000MPa。黃銅具有優(yōu)良的導電能力，并且黃銅具有較強的耐磨性能和抗蝕性能，滿足汽車繼電器插片的使用要求。而且黃銅的價格較低。考慮到該零件要求大批量生產，所以采用高效率，長壽命的連續(xù)模，黃銅成本低，滿足了產品的經濟性要求。</p><p>　?。?）零件的形狀及尺寸，如圖2.1及圖2.2所示。</p><p>　　圖2.

45、1 汽車繼電器插片零件展開圖</p><p>　　圖2.2 汽車繼電器插片零件三視圖</p><p>　　零件的各尺寸公差和極限偏差查閱《新編實用沖壓模具設計手冊》表2－5至表2－14所得。</p><p>　　該汽車繼電器插片零件的基本工序有：沖孔、成形、頭部打扁、彎曲以及落料。彎曲工序有兩道。</p><p>　　2.2 確定工藝方案&l

46、t;/p><p>　　方案一：單工序模。它包括沖孔工序，落料工序以及彎曲工序等。</p><p>　　方案二：復合模。采用復合模使沖孔落料等除彎曲工序以外的工序先一次完成，然后用兩道彎曲工序完成該零件的成形。</p><p>　　方案三：級進模。先進行局部外形輪廓沖切，之后是彎曲工序，隨后是小凹槽的成形以及沖小孔，最后是落料。</p><p>　

47、　方案四：級進模。先進行沖小孔工序以及局部外形輪廓沖切，之后是小凹槽的成形以及頭部打扁，然后是兩道彎曲工序，最后是落料。</p><p>　　方案五：級進模。前面工序同方案四。兩道彎曲工序的順序顛倒。</p><p>　　比較方案一的單工序模和其他方案的級進模: 單工序模就是一副模具只完成一個工序。單工序模有效率低、壽命短、加工復雜、制件所需設備多明顯缺點，而級進模生產效率高，易于實現(xiàn)自動

48、化，操作也比較方便、安全，非常適合大批量生產。如果采用方案一，則需要落料模、彎曲模、沖孔模等多副模具才能完成，這樣整個加工效率低、成本會更高，并且因為多次定位誤差使得尺寸精度難以保證，而采用級進模就能克服這些不足，所以在精度要求高、批量大的沖壓生產時往往采用級進模加工。所以，方案一不宜采用。</p><p>　　比較方案二的復合模和其他方案的級進模：復合模的工件精度較高，不受送料誤差的影響，內外形相對位置重復性好

49、。但復合模也存在一定問題。凸凹模內外形間的壁厚，或內形與內形間的壁厚，都不能過薄以免影響強度。另外，工件不能落下，需要解決出件問題。而且該汽車繼電器插片的外形形狀較復雜，因此制造這樣一副復合模也有一定的難度。而方案二三采用多工位的級進模，級進模具有比復合模更高的勞動生產率，考慮到該汽車繼電器插片為大量生產，所以級進模更為合適。其次，級進模能生產相當復雜的沖壓件，考慮到該汽車繼電器插片形狀工藝較復雜，所以選用級進模。還有，級進模操作安全，

50、因為人手不必進入危險區(qū)域。級進模設計時，工序可以分散，不必集中在一個工位，不存在復合模中的“最小壁厚”問題。因而模具強度相對較高，壽命較長。級進模也容易實現(xiàn)自動化，實現(xiàn)自動送料，自動出件，自動疊片。級進?？梢圆捎酶咚賶毫C生產，以為工件和廢料可以直接漏下。使用級進模也可以減少壓力機，減少半成品的運輸，車間面積和倉庫面積可大大減小。因此該零件采用多工位級進模比采用復合模要好。所以，方案二也不能被采用。</p><p&g

51、t;　　比較方案三和方案四五：方案三是先彎曲后沖孔及成形，而方案四和五是先沖孔以及成形后再彎曲。方案三將彎曲工序安排在先，會導致彎曲工序完成后的回彈以及帶動條料的位置精度發(fā)生微小的變化等影響，從而使之后沖的孔以及成形的小凹槽位置精度不精確。而如果將沖孔等工序安排在彎曲工序之前，而彎曲工序后不再有別的工序直接落料，這樣會使工件的精度更加得到保證。所以，方案三也存在一定缺陷。</p><p>　　比較方案四和方案五：

52、兩個方案的區(qū)別在于兩道彎曲工序的順序不一樣。方案四的第一道彎曲工序是將零件向上彎曲，第二道彎曲工序是向下彎曲。而方案五的第一道彎曲工序是向下彎曲，而第二道工序會變成需要側彎機構來實現(xiàn)。而側彎機構的加入會增大模具的制造難度，同時也很難保證模具的彎曲精度，所以，在模具設計的時候應盡量避免采用側彎機構。因此方案五沒有方案四好。</p><p>　　綜合以上的分析，選用方案四最佳。</p><p>

53、;　　2.3 排樣圖的設計與計算</p><p>　　沖裁件在條料上的布置方法成為排樣。設計級進模首先要設計排樣圖，這是設計級進模的重要依據(jù)。排樣的要求是切除廢料，將零件留在條料上，以分步完成各個工序，最后根據(jù)需要將零件從條料上分離下來。</p><p>　　2.3.1 排樣的原則以及排樣設計的工作內容</p><p>　　排樣的原則有：（1）提高材料利用率。對沖裁

54、件來說，由于產量大，沖壓的生產率高，所以材料費用常會占沖件總成本的60%以上。材料利用率是一項很重要的經濟指標。要提高材料利用率，就必須減少廢料面積。沖裁過程中所產生的廢料可分為結構廢料與工藝廢料兩種。結構廢料由工件的形狀決定，而工藝廢料則是由沖壓方式與排樣方式所決定的。因此，要提高材料利用率主要應從減少工藝廢料著手，設計合理的排樣方案。（2）使工人操作方便，安全，減輕工人的勞動強度。條料在沖裁過程中搬動要少，在材料利用率相同或相近時，

55、應盡可能選條料寬，進距小的排樣方法。他還可減少板料裁切次數(shù)，節(jié)省剪裁備料時間。（3）使模具結構簡單，模具壽命較高。（4）排樣應保證沖裁件的質量。對于彎曲件的落料，在排樣時還應考慮板料的纖維方向。</p><p>　　排樣設計的工作內容包括選擇排樣方法；確定搭邊的數(shù)值；計算條料寬度及送料步距；畫出排樣圖。有必要時還應核算材料的利用率。</p><p>　　2.3.2 排樣方法</p&g

56、t;<p>　　排樣方法分為有廢料排樣法、少廢料排樣法和無廢料排樣法。采用少廢料排樣或無廢料排樣法，材料的利用率高，不但有利于一模獲得多個沖壓件，而且可以簡化模具結構，降低沖裁力。但是它們的應用范圍有一定的局限性，受到工件形狀和結構的限制，而且由于條料本身的寬度公差以及條料導向與定位所產生的誤差會直接影響沖裁件尺寸而使沖裁件的精度降低。同時，往往因模具單面受力而加快磨損，降低模具壽命，也會直接影響沖裁件的斷面質量。鑒于該汽

57、車繼電器插片的尺寸精度要求較高而且形狀比較復雜，所以采取有廢料排樣的方法。</p><p>　　根據(jù)沖件在條料上的不同排列形式，又可分為直排、斜排、直對排、斜對排、混合排、多排及沖裁搭邊。確定排樣方案的原則是：保證在最低的材料消耗和最高勞動生產率條件下得到符合技術要求的零件，同時要考慮方便生產操作，使沖模的結構簡單，壽命長，并能適應車間生產條件和原材料的供應等情況。綜合考慮，選用斜排。</p>&l

58、t;p>　　2.3.3 排樣圖中具體工位的安排</p><p>　　確定了汽車繼電器插片的成形方案后，需要確定的是級進模的工序安排。對于多工位級進模來說，各工序的安排是最為關鍵的問題。各工序安排的前后順序都可以影響零件的尺寸精度等要求，因此要安排好。級進模工序的安排順序原則一般為：先沖孔，再切掉彎曲部位周邊的廢料后進行彎曲，接著切去余下的廢料并落料。切除廢料時，應注意保證條料的剛性和零件在條料上的穩(wěn)定性。彎

59、曲部位須經幾次才能彎曲成形時，應從最遠端開始，依次向與基準平面連接的根部彎曲，這樣可以避免或減少側彎機構，簡化模具結構。對于靠近彎曲帶的孔和側面有位置精度要求的側壁孔，則應安排在彎曲后再沖孔。對于復雜的彎曲件，為了保證彎曲角度，可以分成幾次進行彎曲，有利于控制回彈。因為該零件相鄰工位之間的空間距離很小，所以為了保證凸模和凹模的強度并且為了有足夠的空間安裝必要的機構所以設置一些空工位。</p><p>　　因此根據(jù)

60、工序安排的原理及為了保證零件的精度要求，工序方案如下安排：(1) 第一工位為沖導正銷孔、沖直徑2毫米的小孔以及沖局部外形輪廓。（2）第二工位為導正銷導正以及沖局部外形輪廓。（3）第三工位為沖局部形狀，即切出零件的外形輪廓。（4）第四工位為空工位。（5）第五工位為小凹槽的成形以及零件頭部的打扁。凸模進入凹模一定的深度，成形出一個符號，該符號是零件上的一個標記。（6）第六工位為空工位。（7）第七工位為第一道彎曲工序。（8）第八工位為空工位。

61、彎曲工序后跟一空工位，因為彎曲易發(fā)生回彈等問題。（9）第九工位為第二道彎曲工序。（10）第十工位為空工位。（11）第十一道工序為最后的落料。</p><p><b>　　2.3.4 排樣圖</b></p><p>　　排樣圖如圖2.3所示。</p><p><b>　　圖2.3 排樣圖</b></p><

62、;p>　　2.3.5 排樣圖的計算</p><p><b>　?。?） 搭邊</b></p><p>　　搭邊的合理數(shù)值主要決定于材料厚度、材料種類、沖裁件的大小以及沖裁件的輪廓形狀等。一般來說，材料愈厚，材料愈軟以及沖裁件尺寸愈大，形狀愈復雜，則搭邊值a與a1也應愈大。</p><p>　　本零件材料為黃銅，所以應將查閱出的搭邊數(shù)值乘以

63、系數(shù)1.2。根據(jù)材料厚度0.8mm以及邊長小于50mm，查閱《沖壓模具設計和加工計算速查手冊》表1－2可得，a＝1.2，a1＝1.5。乘以系數(shù)1.2，于是得：</p><p>　　a＝1.2×1.2＝1.44，a1＝1.5×1.2＝1.8</p><p><b>　?。?） 送料步距</b></p><p>　　條料在模具上

64、每次送進的距離稱為送料步距。送料步距的大小應為條料上兩個對應沖裁件的對應點之間的距離。送料步距為：</p><p>　　A＝D＋a （式2.1）</p><p>　　式中，D——平行于送料方向的沖裁件寬度，mm；</p><p>　　a－沖裁件之間的搭邊值，mm。</p><p>　　所以

65、，可得，該零件送料步距</p><p>　　A＝17.06+1.44＝18.5</p><p>　?。?） 條料寬度與導料板間距</p><p>　　根據(jù)排樣圖及搭邊值的計算可以求的條料寬度＝30.2。</p><p>　　導料板間距＝30.2＋0.5＝30.7。</p><p><b>　　（4） 材料利用

66、率</b></p><p>　　排樣的目的就在于合理利用原材料。衡量排樣經濟性、合理性的指標是材料的利用率。材料的利用率通常是以一個步距內零件的實際面積與所用毛坯面積的百分率來表示。查閱《冷沖模設計》公式3－27及公式3－28：</p><p><b>　?。ㄊ?.2）</b></p><p>　　式中，S1 ——一個步距內零件的

67、實際面積；</p><p>　　S0 ——一個步距內所需毛坯面積；</p><p><b>　　A ——送料步距；</b></p><p><b>　　B ——條料寬度。</b></p><p>　　準確的利用率，還應考慮料頭、料尾以至裁板時邊料消耗情況，此時可用條料（或整個板料）的總利用率來表示

68、：</p><p><b>　?。ㄊ?.3）</b></p><p>　　式中，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）長度；</p><p>　　B ——條料（或板料）寬度；</p><p>　　S2 ——一個零件的實際面積。</p>

69、<p>　　由排樣圖及零件圖各尺寸可得出:</p><p>　　零件數(shù)n＝10，L＝10×18.5＝185，B＝30.2，所以：</p><p>　　＝［（10×137.7）／（185×30.2）］×100％＝24.7％</p><p>　　2.4 沖裁工藝力的計算</p><p>　　在

70、沖裁過程中，沖壓力是指沖裁力、卸料力、頂件力和推件力的總稱。沖壓力是選擇壓力機的主要依據(jù)，也是設計沖裁模和校核模具強度的重要依據(jù)，是設計模具所必須的數(shù)據(jù)。本課題所設計的沖壓力主要由沖裁力和彎曲力組成。</p><p><b>　　2.4.1 沖裁力</b></p><p>　　沖裁力是沖裁時凸模與凹模相對運動使工件與板料分離所需的力，它與材料厚度、工件周邊長度及材料的

71、力學性能等參數(shù)有關。</p><p>　　查閱《新編實用沖壓模具設計手冊》P67公式可得計算沖裁力公式：</p><p><b>　?。ㄊ?.4）</b></p><p>　　式中，F(xiàn)——沖裁力，N；</p><p>　　L——沖件剪切周邊長度，mm；</p><p>　　t——沖裁件材料厚度，m

72、m；</p><p>　　——被沖材料的抗剪強度，MPa；</p><p>　　K——系數(shù)，一般取1.3。</p><p>　　上式中的抗剪強度，為便于計算，可取＝0.8，故沖裁力又可用以下公式表達：</p><p><b>　?。ㄊ?.5）</b></p><p>　　式中，——被沖材料的抗拉強

73、度，MPa。</p><p>　　查閱《新編實用沖壓模具設計手冊》表1－5，取黃銅H68半硬的＝350MPa。根據(jù)排樣圖及零件圖各尺寸大小可求的：</p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　2.4.2 彎曲力</b></p><p>　　查閱《新編實用沖壓模具設計手冊》表3

74、－14得該零件的彎曲力公式為：</p><p><b>　?。ㄊ?.6）</b></p><p>　　式中，－沖壓行程結束時的自由彎曲力，N；</p><p>　　K ——安全系數(shù)，一般取K＝1.3；</p><p>　　b ——彎曲件的寬度，mm；</p><p>　　t ——彎曲材料的厚度，m

75、m；</p><p>　　r ——彎曲件的內彎曲半徑，mm；</p><p>　　——材料的強度極限，MPa。</p><p>　　查閱《新編實用沖壓模具設計手冊》表1－5，取黃銅H68半硬的＝350MPa。所以，可以求該零件的彎曲力大小為：</p><p>　　2.4.3 卸料力、推件力和頂件力</p><p>　　

76、沖裁時材料在分離前存在彈性變形，在一般沖裁條件下，沖裁后材料的彈性恢復，使落件或沖孔廢料梗塞在凹模內，而板料則緊箍在凸模上，為了使沖裁工作繼續(xù)進行，必須將箍在凹模上的板料卸下，將梗塞在凹模內的工件或廢料向下推出或向上頂出。從凸模上卸下板料所需的力稱為卸料力F卸；從凹模內向下推出工件或廢料所需的力稱為推件力F推；從凹模內向上頂出工件或廢料所需的力稱為頂件力F頂。因為本次設計中采用彈性卸料裝置和下出件方式，所以，無須計算F頂。</p&

77、gt;<p>　　F卸、F推和F頂與沖件輪廓的形狀、沖裁間隙、材料種類和厚度、潤滑情況、凹模洞口形狀等因素有關。查閱《冷沖模設計》公式3－18、公式3－19與公式3－20，在實際生產中常用以下經驗公式計算：</p><p><b>　?。ㄊ?.7）</b></p><p><b>　　(式2.8)</b></p>&l

78、t;p><b>　　（式2.9）</b></p><p>　　式中，F(xiàn) ——沖裁力；</p><p>　　K卸——卸料力系數(shù)；</p><p>　　K推——推件力系數(shù)；</p><p>　　K頂——頂件力系數(shù)；</p><p>　　n ——梗塞在凹模內的沖件數(shù)（n=h/t）；</p

79、><p>　　h ——凹模直壁洞口的高度。</p><p>　　查閱《冷沖模設計》表3－8，取K卸＝0.05，K推＝0.08。因為一般存積在凹?？趦鹊膹U料不會大于10層，故取n=10。F＝沖裁力＋彎曲力＝64089.2＋414.96＝64504.16N所以：</p><p>　　2.4.4 壓力機所需總沖壓力的計算</p><p>　　查閱《冷

80、沖模設計》公式3－21可知，采用彈性卸料裝置和下出件模具時：</p><p><b>　?。ㄊ?.10）</b></p><p>　　由上面求出的F＝64504.16N、F卸＝3225.2N、F推＝51603.3N可以得到：</p><p>　　2.5 沖壓設備的選擇</p><p>　　沖壓工作是沖壓模具安裝在沖壓設備

81、（主要為壓力機）上進行的，因而模具的設計要與沖壓設備的類型和主要規(guī)格相匹配，否則不能工作。沖壓設備的選擇包括選擇沖壓設備的類型和規(guī)格兩項內容。</p><p>　　2.5.1 設備類型的選擇</p><p>　　沖壓設備類型主要根據(jù)所要完成的沖壓工序性質、生產批量、沖壓件的尺寸大小和精度要求等來選擇。對于中小型沖裁件、彎曲件或拉伸件等，主要選用開式機械壓力機。本課題的汽車繼電器插片零件選用

82、開式固定臺壓力機。</p><p>　　2.5.2 設備規(guī)格的選擇</p><p>　　查閱《新編實用沖壓模具設計手冊》表1－38，選擇壓力機類型為開式固定臺壓力機，型號為JA21－35，其各參數(shù)如下：</p><p>　　公稱壓力：350KN；</p><p>　　滑塊行程：130mm；</p><p>　　滑塊行程

83、次數(shù)：50次／分鐘；</p><p>　　最大閉合高度：280mm；</p><p>　　閉合高度調節(jié)量：60mm；</p><p>　　滑塊中心線至床身距離：205mm；</p><p>　　立柱距離：428mm；</p><p>　　工作臺尺寸：前后380mm，左右610mm；</p><p&g

84、t;　　工作臺孔尺寸：前后200mm，左右290mm，直徑260mm；</p><p>　　墊板尺寸：厚度60mm，直徑22.5mm；</p><p>　　模柄孔尺寸：直徑50mm，深度70mm；</p><p>　　滑塊底面尺寸：前后210mm，左右270 mm。</p><p>　　2.6 模具閉合高度范圍</p><

85、p>　　壓力機的閉合高度是指滑塊處于下止點位置時，滑塊底面至工作臺面之間的距離。壓力機閉合高度減去墊板厚度的差值，稱為壓力機的裝模高度。沒有墊板的壓力機，其裝模高度與閉合高度相等。模具的閉合高度是指模具在工作行程終了時（即模具處于閉合狀態(tài)下），上模座的上平面至下模座的下平面之間的距離。</p><p>　　查閱《新編實用沖壓模具設計手冊》P34公式可知：</p><p><b&

86、gt;　?。ㄊ?.11）</b></p><p>　　式中，Hmax——壓力機最大閉合高度，即連桿調至最短時壓力機的閉合高度，mm；</p><p>　　Hmin——壓力機最小閉合高度，即連桿調至最長時壓力機的閉合高度，mm；</p><p>　　H1 ——壓力機工作墊板厚度，mm；</p><p>　　Hmax－H1——壓力機最

87、大裝模高度，mm；</p><p>　　Hmin－H1——壓力機最小裝模高度，mm；</p><p>　　H——模具的閉合高度，mm。</p><p>　　由上式以及所選用的壓力機參數(shù)，求的模具閉合高度范圍為：</p><p><b>　??；即。</b></p><p>　　2.7 壓力中心的計算

88、</p><p>　　沖裁力合力的作用點稱為沖模的壓力中心。設計沖裁模時，應使沖模的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合，即沖模的模柄中心應與沖模的壓力中心一致，以保證沖模在壓力機上正常、平衡地進行沖制工件。否則，模具和壓力機滑塊將受到側向力，引起凸、凹模間隙不均勻和導向零件加速磨損，甚至還會引起壓力機導軌的磨損、影響壓力機的精度。</p><p>　　查閱《新編實用沖壓模具設計手冊》P74公

89、式（a）和公式（b），當多凸模沖裁時壓力中心的計算公式為：</p><p><b>　?。ㄊ?.12）</b></p><p><b>　?。ㄊ?.13）</b></p><p>　　式中，（x1,y1）、(x2,y2)……（xn,yn）分別是每個孔的壓力中心坐標；l1,l2……ln分別為各孔的周長。</p>

90、<p>　　圖2.4 壓力中心計算圖</p><p>　　由上圖以及各凸模尺寸可求的各孔的壓力中心坐標，最終再由公式2.12和公式2.13求出總的壓力中心位置。</p><p><b>　?。?）導正銷孔1：</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b&g

91、t;　?。?）導正銷孔2：</b></p><p><b>　　；</b></p><p>　?。?）直徑為2mm的小孔：</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　?。?）外形輪廓1：</b></p><p><

92、;b>　　；</b></p><p><b>　　（5）外形輪廓2：</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　?。?）外形輪廓3： ；</p><p><b>　　（7）小凹槽：</b></p><p>

93、;<b>　?。?lt;/b></p><p><b>　?。?）頭部打扁：</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　?。?）彎曲1：</b></p><p><b>　　；</b></p>

94、<p><b>　?。?0）彎曲2：</b></p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　（11）落料：</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　所以，總的壓力中心為：所以，壓力中心的坐標為（

95、85.3，15.87）</p><p>　　3 沖裁模工作部分設計計算</p><p><b>　　3.1 沖裁間隙</b></p><p>　　沖裁間隙是指沖裁件中凸、凹模刃口之間的空隙。凸模與凹模間每側的間隙稱為單面間隙，用Z／2表示；兩側間隙之和稱為雙面間隙，用Z表示。如無特殊說明，沖裁間隙都是指雙面間隙。沖裁間隙的數(shù)值等于凸、凹模刃口尺

96、寸的差值，即：</p><p><b>　?。ㄊ?.1）</b></p><p>　　式中，Z ——雙面間隙，mm；</p><p>　　Dd——凹模刃口尺寸，mm；</p><p>　　dp——凸模刃口尺寸，mm。</p><p>　　3.2 沖裁間隙的影響</p><p&g

97、t;　　沖裁間隙對沖裁過程有很大的影響。此外，間隙對沖壓力和模具壽命也有著較大的影響。</p><p>　　3.2.1 沖裁間隙對沖壓力的影響</p><p>　　當沖裁間隙很小時，因材料的擠壓和摩擦作用增強，沖裁力必然較大。隨著間隙的增大，材料所受的拉應力增大，容易發(fā)生斷裂分離，因此沖裁力減小。但實驗表明，當單面間隙在材料厚度的5％～20％范圍內時，沖裁力降低不多，不超過5％～10％。因

98、此，在正常情況下，間隙對沖裁力的影響不是很大。</p><p>　　間隙對卸料力、頂件力和推件力的影響比較顯著。由于間隙的增大，使沖裁件的光面變窄，材料的彈性回復使落料件尺寸小于凹模尺寸，沖孔件尺寸大于凸模尺寸，因而使卸料力、推件力和頂件力隨之減小。一般當單面間隙增大到材料厚度的15％～25％左右時，卸料力幾乎為零。</p><p>　　3.2.2 沖裁間隙對模具壽命的影響</p&g

99、t;<p>　　模具壽命通常是用模具失效前所沖得的合格沖裁件數(shù)量來表示。沖裁模的失效形式一般有磨損、變形、崩刀和凹模脹裂。間隙大小主要對模具的磨損及凹模脹裂產生較大的影響。</p><p>　　模具刃口磨損，使刃口鈍化、間隙增加，從而導致制件的尺寸精度降低，沖裁能量增大，斷面粗糙。刃口的鈍化會使裂紋發(fā)生點由刃口端面向側面移動，裂紋發(fā)生在刃口磨損部分終點處，從而產生大小和磨損量相當?shù)拿蹋ㄍ鼓Ｈ锌谀p

100、，毛刺產生在落料件上，凹模刃口磨鈍，毛刺產生在孔上），所以必須注意盡量減少模具的磨損。為提高模具的壽命，一般采用較大間隙。若制件精度要求不高時，合理采用大間隙，使Z/t達到15％～25％，模具壽命可提高3～5倍。若采用小間隙，就必須提高模具硬度與模具的制造精度，并對沖裁刃口進行充分的潤滑，以減少其磨損。</p><p>　　3.3 合理間隙的確定</p><p>　　在實際的沖壓生產中，為

101、了獲得合格的沖裁件、較小的沖壓力并保證模具有一定的壽命，我們規(guī)定一個間隙值范圍，稱為合理間隙。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。因沖模在使用過程中會逐漸磨損，間隙會增大，在設計和制造新模具時，一般采用最小合理間隙。確定合理間隙的方法有理論計算法和經驗確定法兩種。</p><p>　　在本次的設計中，查閱《新編實用沖壓模具設計手冊》表2－20，采用經驗確定法查得厚度為0.8m

102、m的黃銅材料取初始雙面間隙為Zmin～Zmax為0.040～0.056mm。</p><p>　　3.4 凸、凹模刃口尺寸的計算</p><p>　　凸模和凹模刃口尺寸直接決定了沖裁件的尺寸和間隙大小，是模具上最重要的尺寸。</p><p>　　3.4.1 凸、凹模刃口尺寸計算的原則</p><p>　　在計算刃口尺寸時，應按落料和沖孔兩種情

103、況分別考慮。尺寸計算的原則有：</p><p>　　落料時，落料件的尺寸是由凹模決定的，因此應以落料凹模為設計基準。沖孔件的尺寸是由凸模決定的，因此應以沖孔凸模為設計基準。</p><p>　　凸模和凹模應考慮磨損規(guī)律。凹模磨損后會增大落料件的尺寸，凸模磨損后會減小沖孔件的尺寸。為了提高模具壽命，在制造新模具時應把凹模尺寸做得趨向于落料件的最小極限尺寸，把凸模尺寸做得趨向于沖孔件的最大極限

104、尺寸。</p><p>　　凸模和凹模之間應保證有合理間隙。對于落料件，凹模是設計基準，間隙應由減小凸模尺寸來取得；對于沖孔件，凸模是設計基準，間隙應由增大凹模尺寸來取得。</p><p>　　凸模和凹模的制造公差應與沖裁件的尺寸精度相適應。</p><p>　　模具制造時常用兩種方法來保證合理的間隙：一種是分別加工法。分別規(guī)定凸模和凹模的尺寸和公差，分別進行制造。

105、這種方法主要用于沖裁件的形狀簡單、間隙較大的模具或用精密設備加工凸模和凹模的模具。這種方法的制造難度較大。另外一種方法是單配加工法，用凸模和凹?；ハ鄦闻涞姆椒▉肀ＷC合理間隙。該方法多用于沖裁件的形狀復雜、間隙較小的模具。</p><p>　　所以，在本次的級進模設計中，選用第二種方法，即單配加工法。在作為基準模的零件圖上標注尺寸和公差，相配的非基準模的零件圖上標注與基準模相同的基本尺寸，但不注公差，然后在技術條件

106、上注明按基準模的實際尺寸配作，保證間隙在所查得的0.040～0.056mm之間即可。</p><p>　　3.4.2 凸、凹模刃口尺寸計算</p><p>　　在單配法中會涉及到三種尺寸。第一類類尺寸：凸模或凹模在磨損后會增大的尺寸；第二類尺寸：凸模或凹模在磨損后會減小的尺寸；第三類尺寸：凸模或凹模在磨損后基本不變的尺寸。它們的計算方法分別為：</p><p>　　

107、第一類尺寸＝（沖裁件上該尺寸的最大極限尺寸－</p><p>　　第二類尺寸＝（沖裁件上該尺寸的最小極限尺寸＋</p><p>　　第三類尺寸＝沖裁件上該尺寸的中間尺寸</p><p><b>　　圖3.1零件圖 </b></p><p><b>　?。?） 落料</b></p>&l

108、t;p>　　在本次設計中，最后一道為落料工序。</p><p>　　落料時以凹模為基準，配作凸模。設第一類尺寸為A類尺寸，第二類尺寸為B類尺寸，第三類尺寸為C類尺寸。則落料凹模刃口尺寸計算公式為：</p><p>　　A類尺寸： （式3.2）</p><p>　　B類尺寸：

109、 （式3.3）</p><p>　　C類尺寸： （式3.4）</p><p>　　式中，Ad、Bd、Cd——落料凹模刃口尺寸，mm；</p><p>　　A、B、C ——落料件的基本尺寸，mm；</p><p>

110、;　　Amax、Bmin、Cmin——落料件的極限尺寸，mm；</p><p>　　——落料件的公差，mm；</p><p>　　x ——磨損系數(shù)。</p><p>　　零件圖中尺寸6.4、尺寸15.5、尺寸15、尺寸18為落料尺寸。</p><p>　　查閱《新編實用沖壓模具設計手冊》表2－25，得公差在0.16以下、料厚在1以下的非圓形

111、沖件x=1。</p><p>　　尺寸：屬于A類尺寸。所以，</p><p>　　尺寸：屬于A類尺寸。所以，</p><p>　　尺寸：屬于A類尺寸。所以，</p><p>　　尺寸：屬于A類尺寸。所以，</p><p>　　以上相對應的落料凸模尺寸按凹模實際刃口尺寸配作，保證間隙在0.040～0.056mm之間。&l

112、t;/p><p><b>　?。?） 沖孔</b></p><p>　　沖孔時以凸模為基準，配作凹模。設第一類尺寸為a類尺寸，第二類尺寸為b類尺寸，第三類尺寸為c類尺寸。則沖孔凸模刃口尺寸計算公式為：</p><p>　　a類尺寸： （式3.5）</p>&

113、lt;p>　　b類尺寸： （式3.6）</p><p>　　c類尺寸： （式3.7）</p><p>　　直徑為4的導正銷沖孔：</p><p>　　查閱《新編實用沖壓模具設計手冊》表2－25，得料厚1以下，公差0.