畢業(yè)設(shè)計(jì)：彈簧鋼片的沖壓模設(shè)計(jì)

1、北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文目 錄第一章 緒論11.1 課題來源和本課題研究的目的和意義11.1.1 課題來源11.1.2選題的目的11.1.3課題的意義11.2 沖壓技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀11.3 課題研究的理論依據(jù)31.3.1剪切區(qū)力態(tài)分析31.3.2沖裁過程31.3.3剪切斷面分析31.3.4模具間隙41.3.5 板料的彎曲41.4 課題研究的主要內(nèi)容6第二章 連續(xù)模設(shè)計(jì)72.1沖壓模具的分類和結(jié)構(gòu)型式72.2沖壓模具設(shè)計(jì)的步驟和內(nèi)容82.3 零件的工藝性分析92.4 沖壓工藝方案的擬定102.4.1 選定設(shè)計(jì)方案102.4.2 工序的先后安排112.4.3 毛坯尺寸的計(jì)算112.4.4 排樣圖設(shè)計(jì)及材

2、料的利用率122.5擬定模具的總體結(jié)構(gòu)132.6 主要的計(jì)算132.6.1 沖孔力，側(cè)刃沖裁力，落料力和切斷力的計(jì)算132.6.2 彎曲力的計(jì)算142.6.3 總沖裁力的計(jì)算142.6.4 模具壓力中心的確定152.7 壓力機(jī)的選定162.7.1沖壓設(shè)備的選擇原則162.7.2沖壓設(shè)備規(guī)格的選擇162.8 模具成型零件設(shè)計(jì)172.8.1 沖孔凸凹模的設(shè)計(jì)172.8.2 落料凸凹模設(shè)計(jì)182.8.3 切斷凸凹模設(shè)計(jì)212.8.4 彎曲凸凹模的設(shè)計(jì)222.9 級進(jìn)模結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)262.9.1橡膠墊的選擇262.9.2 模架的確定272.10 其它零件的設(shè)計(jì)272.10.1固定板272.10.2

3、導(dǎo)料板282.10.3 擋料塊282.10.4 墊板292.10.5 螺釘與銷釘292.10.6 導(dǎo)向零件302.10.7 固定零件302.11 模具的總裝圖的繪制31第三章 主要零件的模擬加工34結(jié)論37致謝38參考文獻(xiàn)39- ii -第一章 緒論1.1 課題來源和本課題研究的目的和意義1.1.1 課題來源本課題為彈簧鋼片的沖壓模設(shè)計(jì)，源于生產(chǎn)實(shí)踐。1.1.2選題的目的沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設(shè)計(jì)和制造有直接關(guān)系。模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)水平的高低，是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量

4、、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。本課題旨在鍛煉畢業(yè)生的思維，熟練掌握和運(yùn)用大學(xué)四年所學(xué)知識，能夠進(jìn)行獨(dú)立的設(shè)計(jì)作業(yè)。 針對題目使學(xué)生得到機(jī)械原理、機(jī)械零件設(shè)計(jì)、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)及模具設(shè)計(jì)與制造的綜合訓(xùn)練。針對題目使學(xué)生獲得沖壓工藝規(guī)程、模具設(shè)計(jì)與制造加工基礎(chǔ)知識，工藝參數(shù)及加工設(shè)備的選取，計(jì)算機(jī)輔助繪圖及資料、手冊的查閱。 培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析問題和解決實(shí)際問題的能力、探求真理的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力并受到工程設(shè)計(jì)與科學(xué)理論結(jié)合的初步訓(xùn)練等方面的能力。1.1.3課題的意義模具是制造業(yè)的重要基礎(chǔ)工藝裝備，工業(yè)產(chǎn)品大批量生產(chǎn)和新產(chǎn)品開發(fā)都離不開模具，用模具生產(chǎn)制件所達(dá)到的(四高二低)高精度，高復(fù)雜程

5、度，高一致性，高生產(chǎn)率和低耗能、低耗材，使模具工業(yè)在制造業(yè)中的地位越來越重要。模具品種繁多，共有10大類，包括沖壓、塑料、橡膠、鑄造、鍛壓等，用于制造業(yè)中幾乎所有產(chǎn)品的生產(chǎn)，可見模具的服務(wù)范圍已包括國民經(jīng)濟(jì)的許多方面，現(xiàn)在模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一，沒有高水平的模具就沒有高水平的產(chǎn)品已成為共識。因而，設(shè)計(jì)制造出高質(zhì)量的模具已勢在必行。1.2 沖壓技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀目前，我國沖壓及模具制造業(yè)已駛?cè)氚l(fā)展的快車道。尤其是近幾年，隨著國民經(jīng)濟(jì)總量和工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對模具的需求量越來越大，推動(dòng)了中國模具工業(yè)的發(fā)展。雖然我國模具總量已達(dá)到相當(dāng)規(guī)模，模具水平也有很大的提

6、高，但與需求相比，還供不應(yīng)求，其主要缺口集中于精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具領(lǐng)域，主要原因是中國在模具精度、壽命、制造周期及生產(chǎn)能力等方面，與國際平均水平和發(fā)達(dá)國家相比較仍有較大差距。80年代以來，中國模具工業(yè)發(fā)展十分迅速。國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大的動(dòng)力。這些年來，中國模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展。目前，中國17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)約50多萬。1999年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá)245億元人民幣(表1)。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。 在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占3

7、3%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%。改革開放以來，中國模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化。除了國有專業(yè)模具廠外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業(yè)、合資企業(yè)、獨(dú)資企業(yè)和私營企業(yè)，都得到了快速發(fā)展，集體和私營的模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。例如，浙江寧波和黃巖地區(qū)，從事模具制造的集體企業(yè)和私營企業(yè)多達(dá)數(shù)千家，成為國內(nèi)知名的“模具之鄉(xiāng)”和最具發(fā)展活力的地區(qū)之一。在廣東，一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，為了提高其產(chǎn)品的市場競爭能力，紛紛加入了對模具制造的投入，例如科龍、美的、康佳和威力等集團(tuán)都建立了自己的模具制造中心。中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)多集中于沿海工業(yè)發(fā)

8、達(dá)地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。例如，江蘇無錫的微研有限公司為一日本獨(dú)資企業(yè)，員工有200余人，擁有精密數(shù)控模具加工設(shè)備60余臺，1998年其模具產(chǎn)值超過2億元。模具被稱為工業(yè)產(chǎn)品之母，所有工業(yè)產(chǎn)品莫不依賴模具才得以規(guī)模生產(chǎn)、快速擴(kuò)張，被歐美等發(fā)達(dá)國家譽(yù)為“磁力工業(yè)”。由于模具對社會生產(chǎn)和國民經(jīng)濟(jì)的巨大推動(dòng)作用和自身的高附加值，世界模具市場發(fā)展較快，當(dāng)前全球模具工業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到600億-650億美元，是機(jī)床工業(yè)產(chǎn)值的兩倍。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，因?yàn)槟＞咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。隨著我國加入wto，我國模具工業(yè)的發(fā)展將面臨新的機(jī)

9、遇和挑戰(zhàn)。我國的模具工業(yè)的發(fā)展，日益受到人們的重視和關(guān)注?！澳＞呤枪I(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”也已經(jīng)取得了共識。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%-80%的零部件都要依靠模具成形（型）。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。因此，在我國工業(yè)化快速推進(jìn)的同時(shí)，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位的模具工業(yè)也得到了迅速發(fā)展。統(tǒng)計(jì)顯示，1996至2001年，我國模具制造業(yè)的產(chǎn)值年均增長14%到15%。2001年我國模具總產(chǎn)值就已突破30

10、0多億元人民幣，排名躍居世界第四位。雖然近幾年來，我國模具工業(yè)的技術(shù)水平已取得了很大的進(jìn)步，但總體上與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備還很少，許多先進(jìn)的技術(shù)如cad/cae/cam技術(shù)的普及率還不高，特別是大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)的發(fā)展需要。因此，模具是國家重點(diǎn)鼓勵(lì)與支持發(fā)展的技術(shù)和產(chǎn)品，現(xiàn)代模具是多學(xué)科知識集聚的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分，是國民經(jīng)濟(jì)的裝備產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)、資金與勞動(dòng)相對密集。1.3 課題研究的理論依據(jù)沖壓大致可分為分離工序與成形工序兩個(gè)類。分離工序又可分為落料、沖孔切割等。成形工序則可分為彎曲、拉深、脹形、擴(kuò)口、等。根據(jù)產(chǎn)品零件的形狀

11、、尺寸精度和其他技術(shù)要求，可分別采用各種工序?qū)Π辶厦鬟M(jìn)行加工。1.3.1剪切區(qū)力態(tài)分析當(dāng)凸模下降至與板料接觸時(shí)，板料就受到凸、凹模斷面的作用力。由于凸、凹模端面的作用力。由于凸、凹模之間存在間隙，使凸、凹模施加于板料的力產(chǎn)生一個(gè)力矩m，其值等于凸、凹模作用的合力與稍大于間隙的力臂a的乘積。力矩使材料產(chǎn)生彎曲，故模具與板料僅在刃口附近的狹小區(qū)域內(nèi)保持接觸，接觸面寬度約為板料厚度的0.20.4倍。因此，凸、凹模作用于板料的垂直壓力呈不均勻分布，隨著向模具刃口靠近而極具增大。沖才時(shí)，由于板料彎曲的影響，其剪切區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)是復(fù)雜的，且與變形過程有關(guān)。1.3.2沖裁過程沖裁即是分離工序，沖裁即是分離工

12、序，工件受力時(shí)必須從彈、塑性變形開始，以斷裂告終2。當(dāng)凸模下降接觸板料，板料即受到凸、凹模壓力而產(chǎn)生彈性變形，由于力矩的存在，使板料產(chǎn)生彎曲，即從模具表面上翹起。隨著凸模下壓，模具刃口壓入材料，內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)滿足塑性條件時(shí)，產(chǎn)生塑性變形，不同的凸模行程，其變形程度不同，且凹模刃口附近變形大于凸模刃口附近的變形。由此可知，塑性變形從刃口開始，隨著切刃的深入，變形區(qū)向板料的深度方向發(fā)展、擴(kuò)大，直到板料的整個(gè)厚度方向上塑性變形，板料的一部分相對另一部分移動(dòng)。力矩將板料壓向整個(gè)厚度方向上產(chǎn)生塑性變形，板料的一部分相對于另一部分移動(dòng)。力矩將板料壓向切刃的側(cè)表面，故切刃相對于板料移動(dòng)時(shí)，這些力將表面平壓，在切

13、口表面上形成光亮帶。當(dāng)切刃附近材料各層中達(dá)到極限應(yīng)變與應(yīng)力值時(shí)，便產(chǎn)生微裂，裂紋產(chǎn)生后，沿著大剪應(yīng)變速度方向發(fā)展，直至上、下裂紋會合，板料就完全分離。1.3.3剪切斷面分析由于沖裁件的變形特點(diǎn)，使沖出的工件斷面明顯地分成三個(gè)特征區(qū)，即圓角帶、光亮帶、斷裂帶。要想提高沖裁件切斷面的光潔度與尺寸精度，可通過增加光亮帶的高度或采用整個(gè)工序來實(shí)現(xiàn)。增加光亮帶高度的關(guān)鍵是延長塑性變形階段，推遲裂紋的產(chǎn)生。這可以通過增加金屬塑性和減少刃口附近的變形與應(yīng)力集中來實(shí)現(xiàn)。1.3.4模具間隙模具間隙是指凸、凹模刃口之間縫隙的距離，用符號c表示，俗稱單面間隙。而雙面間隙用z來表示。間隙對沖裁件質(zhì)量、沖裁力、模具壽命

14、的影響很大，是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中的極其重要的問題。凸、凹模間隙對沖裁件的質(zhì)量、沖裁力、模具壽命都有很大影響。為此設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要選擇合理的間隙，便沖裁件的斷面質(zhì)量較好、所需沖裁力小，模具壽命高。但分別從質(zhì)量、精度、沖裁力等方面的要求各自確定的合理間隙值不相同。生產(chǎn)過程中通常選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶蜑楹侠淼拈g隙。1.3.5 板料的彎曲彎曲是將平直的毛坯或半成品，用模具或其他工具彎曲成具有一定角度或一定形狀制件的沖壓方法。它可分為工具作直線運(yùn)動(dòng)的壓彎和工具作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的卷彎及滾壓三類。這里采用第一種方法。材料在u形或v形模中彎曲時(shí)受力情況,作用力與反作用力之間形成的彎矩，使材料逐漸彎曲成型，但變形區(qū)只

15、是在凸模接觸之間的圓角部分，在彎矩的作用下，外側(cè)產(chǎn)生拉應(yīng)變，內(nèi)側(cè)產(chǎn)生壓應(yīng)變，彎曲成形。在彎曲過程中，板料的彎曲半徑r與支點(diǎn)距離s隨凸模下行逐漸減小，而在彎曲終了時(shí)，板料與凸、凹模完全貼合。當(dāng)凸模上行后，總希望v形件的彎曲半徑r和彎曲角a與模具形狀保持一致，但是，由于彎曲變形過程的復(fù)雜性往往會伴隨產(chǎn)生以下現(xiàn)象。1.3.5.1彎曲件的彈性回跳彈性回跳是彎曲成形時(shí)常見的現(xiàn)象，彎曲件彈性回跳的結(jié)果，其彎曲半徑r和彎曲角與模具發(fā)生差異，與彎曲件要求的形狀和角度不一致。這種差異，將影響板料的彎曲質(zhì)量。生產(chǎn)實(shí)踐證明，彎曲件的彈性回跳值，與板料性質(zhì)、相對彎曲半徑r/t（t為板厚）和模具結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。當(dāng)材料相

16、同時(shí)，彈性回跳值主要取決于r/t的大小。板料在彎曲過程中隨著r/t的不斷減小，由彈性變形狀態(tài)發(fā)展到塑性變形狀態(tài)，最后使板料產(chǎn)生永久變形。變形物體在外力去除后，彈性變形部分會立即消失，產(chǎn)生彈性回復(fù)，而板料彎曲時(shí)的彈性變形有兩種情況：其一是當(dāng)r/t較大時(shí)，板料內(nèi)外緣表層纖維進(jìn)入塑性變形狀態(tài)，而板料中心仍處在彈性變形狀態(tài)，這是當(dāng)凸模上升去除外載后，板料將產(chǎn)生彈性回跳；其二是金屬塑性變形時(shí)總是伴有彈性變形的，所以板料彎曲時(shí)，即使內(nèi)外層纖維全部進(jìn)入塑性狀態(tài)，在凸模上升去除外力后，彈性變形消失，也會出現(xiàn)彈性回跳?？梢?，板料彎曲后的彈性回跳現(xiàn)象總是存在的，只能采取措施盡量減少回跳量，提高彎曲件的質(zhì)量。減小彈

17、性回跳的措施有很多，主要有：(1)改進(jìn)彎曲件局部結(jié)構(gòu)和選用合適材料,(2)補(bǔ)償法,(3)校正法,(4)拉彎法。1.3.5.2 中性層位置的內(nèi)移板料彎曲時(shí)，外層纖維受拉，內(nèi)層纖維受壓，在拉伸與壓縮之間存在著一個(gè)既不伸長、也不 壓縮的纖維層，稱為應(yīng)變中性層。而毛坯截面上的應(yīng)力，在外層的拉應(yīng)力過度到內(nèi)層壓應(yīng)力時(shí)，發(fā)生突然變化或應(yīng)力不連續(xù)的纖維層，稱為應(yīng)力中性層。應(yīng)變中性層用于彎曲件毛坯長度計(jì)算，應(yīng)力中性層用以計(jì)算彎曲應(yīng)力和應(yīng)力分析。由應(yīng)變中性層內(nèi)移可知，應(yīng)變中性層處的纖維在彎曲前期的變形時(shí)切向壓縮，而彎曲后期必然是伸長變形，才能補(bǔ)償彎曲前期的纖維縮短，使其切向應(yīng)變?yōu)榱?。而彎曲后期的纖維的伸長變形，一

18、般來說，僅發(fā)生在應(yīng)力中性層的外層纖維上。由此可見，應(yīng)力中性層在塑性彎曲時(shí)也是從板料中間向內(nèi)層移動(dòng)的，且內(nèi)移量比應(yīng)變中性層還大。1.3.5.3 彎曲區(qū)板料厚度的變薄板料彎曲時(shí)，以中性層為界，外層纖維受拉使厚度減薄，內(nèi)層纖維受壓使板料增厚。在r/t4的塑性彎曲時(shí)，中性層位置向內(nèi)移動(dòng)。內(nèi)移結(jié)果：外層拉伸變薄區(qū)范圍逐步擴(kuò)大，內(nèi)層壓縮增厚區(qū)范圍不斷減小，外層的減薄量會大于內(nèi)層增厚量，從而使彎曲板料厚度變薄。彎曲時(shí)的厚度變薄會影響零件的質(zhì)量。因此，在擬定彎曲工藝和模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須采取有效措施，才能彎制出合乎要求的零件。1.3.5.4 板料長度的增加 一般彎曲件，其寬度方向尺寸b比厚度方向尺寸大得多，所以彎

19、曲前后的板料厚度b可近似地認(rèn)為是不變的。但是，由于板料彎曲時(shí)中性層位置的向內(nèi)移動(dòng)，出現(xiàn)了板厚的減薄，根據(jù)體積不變條件，減薄的結(jié)果使板料長度l必然增加。相對彎曲半徑r/t愈小，減薄量愈大，板料長度的增加也愈大。因此，對于r/t值較小的彎曲件，在計(jì)算彎曲件的毛坯長度時(shí)，必須考慮彎曲后的板料增長，并通過幾次試驗(yàn)，才能得出合理的毛坯展開尺寸。1.3.5.5 板料橫截面的畸變、翹曲和拉裂相對寬度較?。╞/t3）的板料彎曲時(shí)，外層受拉，引起板料寬度和厚度的收縮；內(nèi)層受壓，使板寬和厚度增加，所以彎曲結(jié)果，板料橫截面變?yōu)樘菪?，同時(shí)內(nèi)外層發(fā)生微小的翹曲。相對寬度較大（b/t3）的板料彎曲，寬度方向的伸長和壓縮受

20、到限制，材料不易流動(dòng)，因此，橫截面形狀變化不大，仍為矩形，僅在端部可能出現(xiàn)翹曲和不平，此外，塑性彎曲時(shí)，外緣表層的切向拉應(yīng)力最大，當(dāng)外層的合成力超過板料抗拉強(qiáng)b度時(shí)，就會沿著板料折彎線方向。相對彎曲半徑r/t愈小，最外層纖維的切向拉裂的可能性1.4 課題研究的主要內(nèi)容1）查閱相關(guān)資料，進(jìn)行調(diào)研，熟悉課題。2）查閱與課題相關(guān)的外文文獻(xiàn)，翻譯英文資料，要求3000字以上。3) 撰寫開題報(bào)告，要求3000字以上，主要介紹課題的目的意義、沖壓模具的發(fā)展概況、課題研究內(nèi)容、關(guān)鍵問題及解決思路、預(yù)期成果、進(jìn)度安排等。4) 分析彈簧鋼片的圖樣和技術(shù)條件及其工藝性，確定沖壓工藝方案。5) 模具結(jié)構(gòu)形式論證，確

21、定模具總體結(jié)構(gòu)方案。6) 具體結(jié)構(gòu)及零部件的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算。7) 合理選擇沖壓設(shè)備確定壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù)。8) 繪制裝配圖及零件圖，并對關(guān)鍵零件進(jìn)行必要的剛度和強(qiáng)度校核。9) 編寫15000字以上的畢業(yè)設(shè)計(jì)的說明書。- 45 -第二章 連續(xù)模設(shè)計(jì)2.1沖壓模具的分類和結(jié)構(gòu)型式模具是沖壓生產(chǎn)中主要的工藝裝備。沖壓件的表面質(zhì)量、尺寸精度、生產(chǎn)率以及經(jīng)濟(jì)效益等與模具結(jié)構(gòu)及其合理設(shè)計(jì)的關(guān)系很大。因此，了解模具結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，對于模具的設(shè)計(jì)是十分必要的。沖壓工序大致分為兩大類：第一類是分離工序，如：板料的剪裂、剪截、沖孔、落料、切口、整修、裁切、沖口等；第二類是變形工序，如：彎曲、縮口、卷邊、扭轉(zhuǎn)、拉伸

22、、起伏成形、體積沖壓等。沖模的結(jié)構(gòu)形式很多，可以根據(jù)以下特征進(jìn)行分類：1) 按沖壓的性質(zhì)分，有落料模、沖孔模、切邊模、彎曲模、成形模和翻邊模等。2) 按沖壓工序的組合方式分，有單工序的簡單模和多工序的復(fù)合模，連續(xù)模等3) 按模具的結(jié)構(gòu)型式，根據(jù)上、下模導(dǎo)向方式，有無導(dǎo)向模和導(dǎo)板模、導(dǎo)柱模等。根據(jù)卸料裝置，可分為固定卸料板和彈性卸料板沖模15。根據(jù)擋料形式，可分為因定擋料釘、活動(dòng)擋料釘、活動(dòng)擋料銷、導(dǎo)正銷和側(cè)刃定距沖模。沖模的典型結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)1）單工序沖模（亦稱單沖模）這種沖模是在壓力機(jī)的一次行程中只完成一個(gè)沖壓工藝工序。一般均以其完成的沖壓工藝工序的名稱來命名：如只進(jìn)行沖孔的稱之為沖孔模；只進(jìn)行

23、一次彎曲的稱為彎曲模。2）復(fù)合模該類模具僅一個(gè)工位，在壓力機(jī)的一次行程中能完成兩個(gè)或兩個(gè)以上沖壓工步，根據(jù)這類模具完成的沖壓工步的類別，可將其分為：沖裁式復(fù)合模、綜合式復(fù)合模兩種18。只完成沖裁作業(yè)的復(fù)合模，最常見的是沖孔落料復(fù)合模。如果連續(xù)模諸工位中,除了沖裁作業(yè)外，還有拉伸或彎曲、成形任意一個(gè)或一個(gè)以上變形工步的復(fù)合模，通稱其為綜合式復(fù)合模、多工位連續(xù)式復(fù)合模。3）級進(jìn)（連續(xù)）模（亦稱多工序級進(jìn)模）這種模具是在壓力機(jī)一次行程中，在模具的不同工位上，能同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上沖壓工序。根據(jù)連續(xù)完成的沖壓工序的工藝作業(yè)類別又將級進(jìn)（連續(xù)）模分為：多工位級進(jìn)（連續(xù)）沖裁模、多工位復(fù)合式級進(jìn)（連續(xù)）

24、模兩種。連續(xù)模只有沖裁工位的，即只進(jìn)行沖孔、切口、沖槽、落料等屬于沖裁作業(yè)的工位，稱為多工位級進(jìn)（連續(xù)）沖裁模。如果級進(jìn)（連續(xù)）模諸工位中，除了沖裁作業(yè)外，還有拉伸或彎曲、成形：包括翻邊、沖擠、壓印等屬于多工位復(fù)合式級進(jìn)（連續(xù)）模。2.2沖壓模具設(shè)計(jì)的步驟和內(nèi)容根據(jù)沖壓件圖和以此圖編制的全部工藝文件、現(xiàn)場沖壓設(shè)備使用說明書等進(jìn)行沖模設(shè)計(jì)，需要經(jīng)歷的步驟和完成的工作內(nèi)容如下：1）模具設(shè)計(jì)與從制造的角度出發(fā)。在確保沖件質(zhì)量的基礎(chǔ)上，從改善制模工藝性、提高模具壽命出發(fā)、分析研究沖件的沖壓結(jié)構(gòu)工藝性，熟悉沖件圖結(jié)構(gòu)、尺寸與形位精度、其他技術(shù)要求等。2）提供沖模設(shè)計(jì)的有關(guān)工藝文件是否齊全，包括：沖壓件圖

25、、全套沖壓工藝文件、沖模設(shè)計(jì)任務(wù)書等。3）分析沖壓工藝的合理性。排樣圖、變形過程圖及沖模結(jié)構(gòu)選型是否先進(jìn)、恰當(dāng)、經(jīng)濟(jì)合理。4）核算沖壓力，含沖壓附加壓力，諸如：卸料力、頂件力、卸件力、廢料切斷刀、拉深壓邊力、彈壓卸料板壓料力、彈性元件的彈力等。根據(jù)計(jì)算總壓力選用設(shè)備的合理性、沖模裝夾是否困難，壓力機(jī)的形程、閉合高度、壓力行程曲線能否滿足工藝施工要求，排樣圖中搭邊與沿邊值以及排樣方法是否合理，工步順序及工位布置是否合適等。若沖裁力過大，或超過現(xiàn)在壓力機(jī)的噸位，就必須采取措施降低沖裁力。一般采用如下幾中方法：（1）材料加熱紅沖 材料加熱后，抗剪強(qiáng)度大大地降低，比而降低沖裁力。但材料加后產(chǎn)生氧化到，

26、故此法一般只適用于厚板或工件表面質(zhì)量及精度要不高的零件19。（2）在多凸模沖模中將凸模作階梯形布置即將凸模制成不同高度，便各凸模沖裁力的最大值不同時(shí)出現(xiàn)，這樣就能降低總的沖裁力。特別是在幾個(gè)凸模直徑相差懸殊、彼此距離又很近的情況下，采用階梯形布置還能避免小直徑凸模由于承受材料流動(dòng)的擠壓力而產(chǎn)生折斷或傾斜的。凸模間的高度差取決于材料厚度。（3）用斜刃口模具沖裁用普通的平刃口模具沖裁時(shí)，其整個(gè)刃口平面都同時(shí)接觸板料，幫在沖裁大型或厚板工件時(shí)，沖裁力往往很大。若將尺平面做成與軸線成一個(gè)角度，沖裁時(shí)刃口就不是同時(shí)切入，而是逐步?jīng)_切材料，這就等于減少了剪切斷面面積，因而能降低沖裁力。5）最后按確定的沖模

27、類型，規(guī)定沖?？傮w結(jié)構(gòu)，提出采用典型設(shè)計(jì)組合、沖模零部件標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)設(shè)計(jì)要求。就沖裁模而言，對單工序模、沖裁復(fù)合模、多工位連續(xù)式?jīng)_裁模，應(yīng)采用gb2851287581冷沖模以及1990年修訂本的國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的典型組合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，并按其規(guī)定選配成套冷沖模標(biāo)準(zhǔn)零部件、模板等標(biāo)準(zhǔn)件。對于含有拉深、彎曲、內(nèi)外緣翻邊等也盡量考慮使用上述標(biāo)準(zhǔn)，以利于制模。6）沖模的設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）送出料裝置的配置及操作方式的確定。（2）壓料與卸料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。（3）頂件系統(tǒng)與卸料裝置的設(shè)計(jì)。（4）進(jìn)位限位裝置設(shè)計(jì)。根據(jù)排樣圖確定擋料銷的位置及尺寸。（5）選定沖模制造精度等級，主要依據(jù)沖件圖要求的沖壓精度，一般要提高12級精度

28、，作為沖模制造精度的等級。（6）計(jì)算并確定沖模的壓力中心。2.3 零件的工藝性分析工藝分析包括技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面內(nèi)容。在技術(shù)方面，根據(jù)產(chǎn)品圖紙，主要分析零件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合沖壓工藝的要求；在經(jīng)濟(jì)方面，主要根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)批量，分析產(chǎn)品成本，闡明采用沖壓生產(chǎn)可以取得的經(jīng)濟(jì)效益。因此工藝分析，主要是討論在不影響零件使用的前擔(dān)下，能否以最簡單最經(jīng)濟(jì)的方法沖壓出來。影響沖壓件工藝性的因素很多，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面考慮，主要因素：1）沖壓件形狀和尺寸不同的形狀和尺寸的沖壓件，有不同的工藝要求。對于沖裁件，要求外形簡單對稱，應(yīng)該避免沖裁件上過長的懸臂，其寬度要大于料厚的兩倍

29、。一般情況下，沖裁件外形不能有尖角，應(yīng)采用r2t有圓角，這有利于模具制造和提高模具壽命。2）零件精度沖壓件精度與模具結(jié)構(gòu)形式及其制造精度等因素有關(guān)。因此在設(shè)計(jì)沖壓模具時(shí)，模具的材料、凸凹模間隙、拉深系數(shù)、拉深深度、擴(kuò)口變形程度、排樣的搭邊距等都要經(jīng)過相關(guān)的公式或表格查得，以此確保零件的精度。3）生產(chǎn)批量模具制造費(fèi)用很高，約占沖壓件總成本的百分之十到百分之三十，因此，生產(chǎn)量小時(shí)，采用共他加工方法可能比沖壓方法更為經(jīng)濟(jì)。只有在大批量生產(chǎn)件下，沖壓加工才能表現(xiàn)出明顯的經(jīng)濟(jì)效益。一般來說，大批量生產(chǎn)時(shí)，可選用連續(xù)和高效沖壓設(shè)備，以提高生產(chǎn)效率；中小批量生產(chǎn)時(shí)，常采用簡單模或復(fù)合模，以降低模具制造費(fèi)用。

30、本設(shè)計(jì)工件結(jié)構(gòu)如圖所示，工件形狀較簡單，要求精度較高，主要工序有落料，沖孔，成形彎曲，考慮到條料的連續(xù)加工，還需要有切斷的工序。若采用單工序模，工序很多，工件小，手工操作，定位難達(dá)到精度，質(zhì)量難保證；若設(shè)計(jì)成復(fù)合模，模具制造難度大，且該工件批量生產(chǎn)，因此，采用多工位級進(jìn)模制造更為合理。 圖2.1 零件圖此零件的材料是彈簧鋼q235，其有關(guān)參數(shù)查模具設(shè)計(jì)手冊知：抗剪強(qiáng)度：310380mpa 抗拉強(qiáng)度： b440470 mpa延伸率： 2125 屈服點(diǎn)：240mpa2.4 沖壓工藝方案的擬定2.4.1 選定設(shè)計(jì)方案假設(shè)給出三個(gè)備選方案： 方案一：落料，沖孔，彎曲單工序模； 方案二：沖孔、落料復(fù)合模

31、,彎曲單工序模； 方案三：沖孔、落料、彎曲級進(jìn)模；一般來說，小批量生產(chǎn)，常選用單工序簡單模。但對于尺寸過小的沖壓件，考慮到單工序模上料不方便和生產(chǎn)率低，也常選用復(fù)合?；蚣夁M(jìn)模生產(chǎn)。當(dāng)選用的幾個(gè)單工序模制造費(fèi)用比復(fù)合模還高，生產(chǎn)批量又不大時(shí)，也可以考慮將工序組合起來，選用復(fù)合?；蚣夁M(jìn)模生產(chǎn)。對于有精度要求的零件，為了避免多次沖壓的定位誤差，也應(yīng)選用復(fù)合?；蚣夁M(jìn)模沖壓。雖然復(fù)合模的沖壓精度比連續(xù)模高，但是，該工件的生產(chǎn)工序較多，若采用復(fù)合模組合比較復(fù)雜，同時(shí)，與復(fù)合模相比級進(jìn)模的生產(chǎn)率高，操作安全。因此：方案一和方案二：復(fù)合模極大地增加了制造加工難度，增加生產(chǎn)成本，延長加工周期，在實(shí)際生產(chǎn)中是不經(jīng)

32、濟(jì)的。方案三：多工位級進(jìn)模能相應(yīng)地降低生產(chǎn)成本和加工難度，提高加工精度，提高生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期，占用的操作人員少，適合大批量生產(chǎn)，因此如果可行，選擇方案三相對合理。多工位級進(jìn)模是指模具上沿被沖原材料的直線送進(jìn)方向，具有至少兩個(gè)或兩個(gè)以上工位，并在壓力機(jī)的一次行程中在不同的工位上完成兩個(gè)或兩個(gè)以上沖壓工序的沖模。2.4.2 工序的先后安排1. 對帶孔的沖裁件：一般先沖孔后落料，若孔到邊緣距離較小而孔精度高時(shí)，排樣應(yīng)考慮先沖外形，再在導(dǎo)正銷導(dǎo)正的情況下沖孔，以避免先沖孔后落料時(shí)，造成孔變形，達(dá)不到孔的精度要求。2. 對于有彎曲的零件：應(yīng)在沖裁掉彎曲件周邊（指彎曲件展開后）以外廢料后再進(jìn)行彎曲成

33、形，最后落料。3. 對于帶壓筋壓印的制件：對于這類制件，一般先壓筋和壓印，后沖孔，再落料。綜合以上的要求，對于本設(shè)計(jì)的工序安排為：沖孔落料彎曲切斷。2.4.3 毛坯尺寸的計(jì)算根據(jù)模具設(shè)計(jì)手冊中，已知切點(diǎn)尺寸的單角彎曲的計(jì)算公式： （2.1）式中l(wèi)毛坯的長度（mm） a，b標(biāo)注的切點(diǎn)尺寸（mm） 彎曲角（） r彎曲半徑（mm） t板料厚度（mm） x系數(shù)，查模具設(shè)計(jì)手冊知，此處取0.5所以，毛坯件的尺寸為：l112+132.8+（16+20.5）2112+132.8+53.38298.18mm2.4.4 排樣圖設(shè)計(jì)及材料的利用率在沖壓零件的成本中，材料的費(fèi)用占60以上，因此材料的有效利用是一個(gè)重

34、要的問題。設(shè)計(jì)多工位級進(jìn)模首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。沖裁件在條料或板料上的布置方法叫做排樣。排樣不合理就會造成浪費(fèi)，衡量排樣經(jīng)濟(jì)性的標(biāo)準(zhǔn)是材料的利用率。即工件的面積a0與板料面積a的比值。即： 100% （2.2） 式中材料的利用率 a0工件的實(shí)際面積（mm2） a條料的使用面積（mm2）從上式可以看出，若能減少廢料面積，則材料利用率大大上升。廢料分為工藝廢料和結(jié)構(gòu)廢料兩種。排樣有三種方式：有廢料排樣，少廢料排樣和無廢料排樣。本設(shè)計(jì)排樣如下：圖2.2 排樣圖第一步：側(cè)刃沖裁沖導(dǎo)正銷孔。第二步：落料。第三步：彎曲。第四步：切斷制件。條料及導(dǎo)尺間距的計(jì)算：步距s的確定：s=l+a=60+2.0=62m

35、m條料寬度： （2.3） 導(dǎo)尺間距離： （2.4）導(dǎo)尺間側(cè)刃沖裁后距離： （2.5）式中 l沖件垂直于送料方向尺寸； n側(cè)刃數(shù)； b側(cè)刃沖裁的條邊寬度； y沖切后條料寬度與導(dǎo)尺間間隙； a側(cè)搭邊的最小值； z導(dǎo)尺與條料間隙； b條料寬度； b導(dǎo)尺間起始距離； 導(dǎo)尺間側(cè)刃沖裁后距離；本設(shè)計(jì)中取n=2 b=1.5 y=0.1 a=2 z=0.5經(jīng)計(jì)算得：b=305.68mm 單步距材料利用率的計(jì)算：經(jīng)軟件計(jì)算零件展開面積2.5擬定模具的總體結(jié)構(gòu)由零件的結(jié)構(gòu)和以上的計(jì)算，估計(jì)整體模具的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是：模具采用后側(cè)滑動(dòng)導(dǎo)柱模架，模具上模部分主要由上模板，墊板，凸模固定板，擋料板等組成,下模部分主要由下模板

36、，凹模等裝置組成。卸料方式采用彈性卸料，以橡膠為彈性元件。上模部分共用4個(gè)凸模，如裝配圖所示。2.6 主要的計(jì)算為合理設(shè)計(jì)模具和正確選用壓力機(jī)，必須計(jì)算沖裁力。此零件的沖裁力由沖孔力，側(cè)刃沖裁力，落料力，彎曲力和切斷力組成。2.6.1 沖孔力，側(cè)刃沖裁力，落料力和切斷力的計(jì)算此處的沖裁力包括四部分為沖孔力、側(cè)刃沖裁力、落料力、切斷力。用一般平刃口的凸模和凹模進(jìn)行沖孔時(shí)，其沖裁力按下式計(jì)算：f1.3lt（2.6）式中 f沖裁力（n） t板料的厚度（mm） 材料的抗剪強(qiáng)度（mpa） l沖壓件的輪廓尺寸（mm）對于此零件，查金屬牌號性能手冊知=320mpa,板料厚度已知t2mm，經(jīng)計(jì)算得出l孔d22

37、3.1416100.48mm。l側(cè)=26213.55=1680.2mm。l落=247.912=495.82mm。l切=882=176mm。則沖孔力為：f孔1.3lt1.3100.48232083599n83.6kn。側(cè)刃沖裁力：f側(cè)=1.3lt1.31680.22320=1397926.4n=1397.9kn。落料力為：f落=1.3lt1.3495.822320=412522.2n=412.5kn。切斷力為：f切=1.3lt1.31762320=146432n=146.4kn。2.6.2 彎曲力的計(jì)算此處的彎曲屬于自由彎曲，彎曲力用下式計(jì)算： f （2.7） 式中f最大自由彎曲力（n） b材料

38、的抗拉強(qiáng)度，即屈服極限（mpa） k安全系數(shù)，一般k取1.3 b彎曲件的板料寬度（mm） r圓角半徑（mm） 對于此零件，查模具設(shè)計(jì)手冊知 b450mpa，安全系數(shù)k1.3，圓角半徑r16mm，板料寬度b60mm，板料厚度t2mm。則計(jì)算出彎曲力為：f5460n=5.46kn2.6.3 總沖裁力的計(jì)算ff落+ f+f+f切+f側(cè) 412.5kn+5.46kn+83.6kn+146.4kn+1397.9kn2045.86knf推=k推f=0.0552045.86=112.52knf= kf=0.052045.86=102.29knf=f+f推+f=2045.86kn+112.52kn+102.2

39、9kn=2260.67kn選擇壓力機(jī)時(shí)，再將總的沖裁力乘以安全系數(shù)（其值一般取1.3）即為需要的壓力機(jī)的壓力。所以壓力機(jī)的公稱壓力應(yīng)該大于1.32260.672938.87kn。2.6.4 模具壓力中心的確定沖裁模具的壓力中心就是沖裁合力的作用點(diǎn)，沖壓模具的壓力中心一定要與壓力機(jī)的滑塊中心重合，因此，設(shè)計(jì)模具時(shí)要使模具的壓力中心通過模柄的軸線，從而保證模具壓力中心和沖床滑塊中心重合。計(jì)算壓力中心時(shí)，應(yīng)先畫出凹模型口圖，如圖所示：圖2.3 凹模型口圖為簡化計(jì)算，將坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)在條料中心線上，即將xoy坐標(biāo)建在圖示的對稱中心線上。在圖中將沖裁線按幾何圖形分成l1-l5共五組線段，每組線段都要計(jì)算出線

40、段總長度，力作用點(diǎn)到x軸的距離及y軸的距離。l1為不規(guī)則圖形，其力在x方向的作用點(diǎn)可按單凸模沖裁時(shí)壓力中心單獨(dú)算出，位于距半圓圓心處；l4、l5是直線，力作用點(diǎn)位于直線中間；l2和l3由圓組成，力的作用點(diǎn)位于圓心。有關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果列表如下：從排樣圖可以看出，沖裁線在y方向除圓l3是外對稱的，因而認(rèn)為y方向的壓力中心與圓l3的縱坐標(biāo)重合。故只需計(jì)算x方向的壓力中心。xc=103.85mm yc-44mm表2.1 相關(guān)計(jì)算結(jié)果（單位：mm）編號沖裁線長度力中心到y(tǒng)軸的距離x力中心到x軸的距離y1495.821370250.242110350.24211-444622140513.5524502.

41、7 壓力機(jī)的選定2.7.1沖壓設(shè)備的選擇原則沖壓設(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、沖壓件的幾何形狀、尺寸及精度要求等因素來確定的。沖壓生產(chǎn)中常用的沖壓設(shè)備種類很多，選擇沖壓設(shè)備時(shí)主要考慮下述因素：1）沖壓設(shè)備的類型和工作方式是否適用于應(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)完成工序的需要；3）沖壓設(shè)備的裝模高度、工作臺面尺寸、行程等是否適合應(yīng)完成工序所用的模具；4）沖壓設(shè)備的行程次數(shù)是否滿足生產(chǎn)率的要求等。2.7.2沖壓設(shè)備規(guī)格的選擇沖壓設(shè)備規(guī)格的確定，主要取決于工藝參數(shù)及模具結(jié)構(gòu)尺寸：壓力機(jī)標(biāo)稱壓力必須大于沖壓的工藝力；壓力機(jī)的裝模高度必須

42、符合模具閉合高度的要求；壓力機(jī)的行程要滿足工件成形的要求，以便放入毛坯或取出工件；壓力機(jī)的臺面尺寸必須大于下模座的外形尺寸，并要留有固定模具的位置，一般每邊應(yīng)大出5070mm以上。壓力機(jī)臺面的漏料孔尺寸必須大于工件（或廢料）的尺寸。查材料成型設(shè)備開式雙柱可傾壓力機(jī)技術(shù)規(guī)格可知，型號為j21-300的壓力機(jī)符合要求，選定j21-300壓力機(jī)。其有關(guān)參數(shù)如下：公稱壓力 3000kn滑塊行程 150mm滑塊行程次數(shù) 32（次/分鐘）最大裝模高度 420mm裝模高度調(diào)節(jié)量 100mm喉深 400mm工作臺尺寸 前后 770mm 左右 1400mm工作臺板尺寸（厚度） 160mm 滑塊地面尺寸 前后 4

43、50mm 左右 600mm模柄孔尺寸 直徑 60mm 深度 90mm主電動(dòng)機(jī)功率 22kw2.8 模具成型零件設(shè)計(jì)本套模具為連續(xù)模，成型零件有沖孔凸凹模，落料凸凹模，彎曲凸凹模。每對凸凹模之間與各對凸凹模本身的相互配合是至關(guān)重要的。現(xiàn)分別設(shè)計(jì)說明如下：2.8.1 沖孔凸凹模的設(shè)計(jì)參照沖壓工藝學(xué)凸凹模刃口尺寸的計(jì)算公式：沖孔： dp(d+x)0-p（2.8） dd(dp+zmin)+d0=(d+x+zmin)+d0 （2.9）式中 dp、dd沖孔凸凹模直徑（mm） p、d凸凹模的制造公差（mm） 工件的制造公差（mm） zmin最小合理間隙（雙面）（mm） x磨損量 首先確定工件的公差等級為it

44、12，查表知： p0.02mm d0.02mm zmin0.14mm zmax0.18mm所以 dp（16+0.750.1）0-0.0216.075.0750-0.02mm dd（16.075+0.14）+0.02016.215+0.020mm此凸模做成無導(dǎo)向凸模，如圖所示：圖2.4 沖孔凸模材料為 cr12mov 淬火硬度為hrc58-60,尾部回火硬度為hrc40-50。多工位級進(jìn)模的凹模，采用整體式結(jié)構(gòu)，即用一塊整的矩形鋼板制成，在工位數(shù)不多的小型級進(jìn)模中仍為首選的一種結(jié)構(gòu)。因?yàn)樗腥缦碌膬?yōu)點(diǎn)：凹模只是一塊板狀零件，較完整，使模具結(jié)構(gòu)較緊湊，設(shè)計(jì)和加工簡單，制造裝配比較方便，成本低；缺點(diǎn)

45、是局部損壞后，不便于修理，對大一些的級進(jìn)模不利于加工，因此只適用于外形尺寸不大的場合。另外，凹模的形孔，步距等精度完全靠機(jī)床的坐標(biāo)精度來保證，無法通過調(diào)節(jié)來提高精度。在此設(shè)計(jì)中，凹模與壓彎凸凹模，切斷凹模，彎曲凹模做成一共同體，為整體式凹模。2.8.2 落料凸凹模設(shè)計(jì) 異型孔刃口尺寸的計(jì)算：由于工件形狀復(fù)雜，為保證凸、凹模間一定的間隙值，必須嚴(yán)格限制沖模制造公差，因此，造成沖模制造困難。對于沖制薄材料（因zmax與zmin的差值很?。┑臎_模，或沖制復(fù)雜形狀工件的沖模，或單件生產(chǎn)的沖模，常常采用凸模與凹模配合的加工方法。配作法就是先按設(shè)計(jì)尺寸制出一個(gè)基準(zhǔn)件（凸?；虬寄＃?，然后根據(jù)基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸

46、再按最小合理間隙配制另一件。這種加工方法的特點(diǎn)是模具的間隙由配制保證，工藝比較簡單，并且還可放大基準(zhǔn)件的制造公差，使制造容易。設(shè)計(jì)時(shí)，基準(zhǔn)件的刃口尺寸及制造公差應(yīng)詳細(xì)標(biāo)注，而配作件上只標(biāo)注公稱尺寸，不注公差，但在圖紙上注明：“凸（凹）模刃口按凹（凸）模實(shí)際刃口尺寸配制，保證最小雙面合理間隙值zmin”。采用配作法，計(jì)算凸模或凹模刃口尺寸，首先是根據(jù)凸模或凹模磨損后輪廓變化情況，正確判斷出模具刃口各個(gè)尺寸在磨損過程中是變大，變小還是不變這三種情況，然后分別按不同的公式計(jì)算。(1) 凸?；虬寄Ｄp后會增大的尺寸第一類尺寸a；落料凹?；驔_孔凸模磨損后將會增大的尺寸，相當(dāng)于簡單形狀的落料凹模尺寸，所以

47、它的基本尺寸及制造公差的確定方法的公式如下。第一類尺寸： （2.10）(2) 凸?；虬寄Ｄp后會減小的尺寸第二類尺寸b；沖孔凸?；蚵淞习寄Ｄp后將會減小的尺寸，相當(dāng)于簡單形狀的沖孔凸模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法與公式如下。 第二類尺寸： （2.11） (3) 凸模或凹模磨損后會基本不變的尺寸第三類尺寸c；凸?；虬寄Ｔ谀p后基本不變的尺寸，不必考慮磨損的影響，相當(dāng)于簡單形狀的孔心距尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法與公式如下。 第三類尺寸： （2.12）式中 基準(zhǔn)件尺寸，單位為； 相應(yīng)的工件極限尺寸，單位為； 工件公差，單位為； 基準(zhǔn)件制造偏差，單位為，當(dāng)刃口尺寸公差標(biāo)注

48、形式為（或）時(shí)， ，當(dāng)標(biāo)注形式為時(shí)， 。1) 側(cè)刃孔刃口的計(jì)算：圖2.5側(cè)刃尺寸所有尺寸都為a類尺寸： 2) 落料異形孔刃口尺寸計(jì)算：圖2.6落料異形孔尺寸其中a類尺寸：a1(26.81)、a2(94.4)、a3(44.4)、a4(40.4)、a5(r18)，b類尺寸：r4，其余為c類尺寸。 2.8.3 切斷凸凹模設(shè)計(jì)為順利完成連續(xù)模的工作過程，切斷過程安排在彎曲之后，由于切斷工序與沖異形孔的目的相近，因此，計(jì)算凸凹模間隙時(shí)可以用沖異形孔時(shí)刃口尺寸的公式。凸模形狀如圖:圖2.7 剪切凸模為避免剪切與沖孔在同一瞬時(shí)進(jìn)行，設(shè)計(jì)切斷凸模長于沖孔凸模1mm，這樣在沖孔之后進(jìn)行切斷，有利于延長模具的工作

49、壽命和設(shè)備的穩(wěn)定。凸模的刃口尺寸計(jì)算：圖2.8 剪切異形孔尺寸 材料為cr12mov，淬火硬度為hrc58-60，尾部回火硬度hrc40-50。2.8.4 彎曲凸凹模的設(shè)計(jì)2.8.4.1 凸凹模的圓角半徑當(dāng)r（58）t（t為板料厚度）時(shí)，工件彎曲半徑變化不大，只考慮角度回彈。r=8t=82=16mm，所以對與工件的彎曲角僅考慮角度回彈，且回彈量很小，可以忽略。凸模的圓角半徑rp等于彎曲件內(nèi)側(cè)的圓角半徑r，所以rp16mm。凹模圓角半徑rd不宜過小，以免彎曲時(shí)擦傷毛坯表面，同時(shí)凹模兩邊的圓角半徑應(yīng)該相等。本套模具rd根據(jù)板料厚度t知，t2mm時(shí)，rd=(36)t取得rd12mm。2.8.4.2

50、凸凹模的間隙1. u形件彎曲模的凸、凹模單邊間隙對于u形件彎曲，設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)當(dāng)確定合適的間隙值。間隙過小，會使彎曲件直邊料厚減薄或出現(xiàn)劃痕，同時(shí)還會降低凹模壽命，增大彎曲力；間隙過大，則回彈增大，從而降低了彎曲件精度。生產(chǎn)中，u形件彎曲模的凸、凹模單邊間隙一般可按如下公式確定：彎曲有色金屬時(shí) z=tmin+ct（2.13）式中 z彎曲凸、凹模的單邊間隙； t彎曲件的材料厚度（基本尺寸）； tmin彎曲件材料的最小厚度； c間隙系數(shù)，可查模具手冊。則查模具手冊取c=0.07代人上式得：z=2+20.07=2.14mm2. u形件彎曲模的凸、凹模橫向尺寸及公差確定u形件彎曲模的凸、凹模橫向尺寸及公差的原則是：在彎曲件標(biāo)注外形尺寸時(shí)（圖2.9